(57)【要約】【課題】トナー像を記録シートに形成し、そのトナー像を定着するためにフラッシュランプ方式の定着装置を使用する画像形成装置として、その画像形成速度を必要に応じて高速に切り替えることが可能であり、その高速に切り替えた場合であっても良好な定着を簡易に実現することが可能であるものを提供する。【解決手段】トナー像からなる画像が形成された記録シートを得るまでの画像形成速度を通常の速度モードとそれよりも速い高速の速度モードとに切り替える速度モード切替手段と、その高速の速度モードに切り替えたときに、定着装置のフラッシュランプを発光させるための充電電圧を通常の速度モードに切り替えたときよりも低下させて充電の所要時間を短縮させる制御手段とを設けた。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づくトナー像を形成して記録シートに転写する作像装置と、この作像装置で記録シートに転写されたトナー像をフラッシュランプの発光によりその記録シートに定着させる定着装置と、記録シートを前記作像装置および定着装置に順次通過させるように搬送するシート搬送機構とを備えた画像形成装置において、
前記トナー像からなる画像が形成された記録シートを得るまでの画像形成速度を通常の速度モードとそれよりも速い高速の速度モードとに切り替える速度モード切替手段と、
その高速の速度モードに切り替えたときに、前記定着装置のフラッシュランプを発光させるための充電電圧を通常の速度モードに切り替えたときよりも低下させて充電の所要時間を短縮させる制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記速度モード切替手段で高速の速度モードに切り替えた場合、作像装置で形成するトナー像の画像密度に応じてそのトナー像を間引いて形成する制御手段を設けた請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー（乾式現像剤としての微粉体）からなる画像を記録シートに形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に係り、特に記録シートに形成するトナー像をフラッシュランプの発光により定着する定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式等を利用した画像形成装置では、一般に以下のようにして画像の形成が行われている。すなわち、回転するドラム形態等の感光体に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して静電的に付着させることでトナー像として顕像化した後、そのトナー像を記録用紙等の記録シートに直接または中間転写体を介して転写させる。続いて、そのトナー像が転写された記録シートを定着装置に搬送してトナー像を加熱加圧すること等により記録シートに定着させる。これにより、トナーからなる画像が記録シートに形成される。
【０００３】
ところで、このような画像形成装置においては、その形成すべき画像の内容（文字、表など）によっては、その画質を重視しておらず、その画像形成を速くかつ多量に行いたいというニーズがある。
【０００４】
しかし、従来の画像形成装置では、その画像が形成された記録シートを得るまでの画像形成速度を高速化するにはその高速化に対応可能な構成部品を使用する必要などがあり、容易に対処できるわけではない。このため、実際には、１ランク上の性能（画像形成速度）を備えた高価な上位機種を使用するか、あるいは、その高速化を諦めて従前の画像形成速度で画像形成を行わなければならないことが殆どであった。
【０００５】
そこで、従来においても、印刷品質は高くないが印刷速度は速いドラフト印刷をハードウェアの大幅な変更を必要とせずに効率よく行うことを課題とした画像形成装置の提案がなされている（特許文献１）。かかる提案の画像形成装置は、用紙搬送部の搬送速度を副走査速度切換部で高速にしたときに、主走査方向の画像形成の繰り返し周期を通常の速度のときよりも間引く画像間引き部を設けたものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２１０２５号公報
【特許文献２】特開平８−３０１３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方、前記したような電子写真方式等を利用した画像形成装置では、その定着装置として、加熱ロールニップ方式のものに代えて、フラッシュランプの発光によりトナー像を記録シートに定着させるフラッシュランプ方式のものを使用するものも知られている（特許文献２）。
【０００８】
そして、このフラッシュランプ方式の定着装置を使用する画像形成装置においても、前述したように画質を重視しておらず、その画像形成をより速くかつ多量に行いたいというニーズがある。
【０００９】
しかしながら、この種の画像形成装置において高速の画像形成を行う場合には、そのフラッシュランプ方式の定着装置を記録シートが通常の速度よりも高速で通過するため、その定着装置での定着条件が異なって十分な定着がなされない場合も発生する。
【００１０】
ちなみに、特許文献２には、紙詰まり後の自動排出時および試し刷り時におけるフラッシュ定着装置の発光パワーを小さくして消費電力を軽減する目的で、そのフラッシュランプの発光パワーを制御する制御部として、そのランプに印加する直流電圧を小さくしたり、あるいは、その発光周期を長くする等の制御部を設けることが開示されている。しかし、かかる文献２には、その画像形成速度を高速化することや、その高速化した場合におけるフラッシュ定着装置の制御の仕方などについては何も開示されていない。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その主な目的とするところは、トナー像を記録シートに形成し、そのトナー像を定着するためにフラッシュランプ方式の定着装置を使用する画像形成装置として、その画像形成速度を必要に応じて高速に切り替えることが可能であり、その高速に切り替えた場合であっても良好な定着を簡易に実現することが可能であるものを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、画像情報に基づくトナー像を形成して記録シートに転写する作像装置と、この作像装置で記録シートに転写されたトナー像をフラッシュランプの発光によりその記録シートに定着させる定着装置と、記録シートを前記作像装置および定着装置に順次通過させるように搬送するシート搬送機構とを備えた画像形成装置において、前記トナー像からなる画像が形成された記録シートを得るまでの画像形成速度を通常の速度モードとそれよりも速い高速の速度モードとに切り替える速度モード切替手段と、その高速の速度モードに切り替えたときに、前記定着装置のフラッシュランプを発光させるための充電電圧を通常の速度モードに切り替えたときよりも低下させて充電の所要時間を短縮させる制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
この画像形成装置によれば、速度モード切替手段において高速の速度モードに切り替えられると、制御手段により定着装置のフラッシュランプを発光させるための充電電圧が通常の速度モードのときよりも低下させられて充電の所要時間が短縮される。これにより、そのフラッシュランプの発光周期が短く（速く）なってフラッシュランプが短い周期で発光するようになるため、高速で定着装置を通過する記録シート上のトナー像が溶融することで良好に定着するようになる。
【００１４】
また、上記画像形成装置においては、速度モード切替手段で高速の速度モードに切り替えた場合、作像装置で形成するトナー像の画像密度に応じてそのトナー像を間引いて形成する制御手段を設けるとよい。
【００１５】
このような制御手段を設けた場合には、画質は劣るものの高速で画像の形成を行うことが可能になることに加え、特に画像密度が高くトナー量が多い画像を形成する場合にそのトナー像を間引いて形成することにより定着すべきトナーの量が減るため、これによっても良好な定着を行うことが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した実施の形態１に係るプリンタの要部を示す構成図である。図中の実線矢印は各構成部品の回転又は移動方向を示している。
【００１７】
このプリンタは、筐体１の上部片側に設置される電子写真方式の作像ユニット１０と、筐体１の上部の残り片側に作像ユニット１０の横に隣り合うような状態で設置されるフラッシュランプ式の定着ユニット２０と、記録シート２を作像ユニット１０および定着ユニット２０をこの順に通過するように搬送するシート搬送装置３０とを備えたものである。図中の符号５は、プリンタの設定や操作内容を指示する入力手段と必要な情報を表示する表示手段とが設けられた操作パネルである。
【００１８】
記録シート２としては、連続した状態のシートが使用される。この連続した記録シート２は、その送り方向と直交する方向に形成された折り目部分でジグザグ状に折り重ねられた状態で取り扱うことができるものであり、また、その送り方向両端部に送り孔が等間隔で形成されている。
【００１９】
作像ユニット１０では、まず図示しない駆動モータにより矢印方向に回転駆動する感光ドラム１１の周面（感光層）がコロナ放電器等からなる帯電装置１２により所定の極性に一様に帯電させられた後、その帯電した感光ドラム１１に像露光装置１３から画像情報に応じた露光が行われて静電潜像が形成される。続いて、感光ドラム１１上の静電潜像を現像装置１４の現像ロール１４ａから供給される黒トナーＴにより（反転または正転）現像することにより黒色のトナー像が形成される。現像ロール１４ａ等は図示しない駆動モータにより回転駆動することでトナーを搬送している。しかる後、そのトナー像が記録シート２に対し、コロナ放電器等からなる転写装置１５により静電的に転写される。転写後の感光ドラム１１は、その表面に付着する未転写トナー等がブレード方式等のクリーニング装置１６により除去される。
【００２０】
この実施形態では、像露光装置１３として、半導体レーザ１３ａから発せられる所定のビーム径からなるレーザビームを所定の速度で回転するポリゴンミラー１３ｂや所定の光学素子を介して感光ドラム１１の軸方向に相応する主走査方向に導いてライン状に走査露光する光ビーム走査装置（ＲＯＳ）を使用している。ポリンゴンミラー１３ｂは図示しない駆動モータにより高速で回転している。この像露光装置１３は、例えばプリンタに接続されるホストコンピュータＰＣ等の外部接続機器から入力される画像情報に基づいて静電潜像の形成を行うようになっている。その画像情報は、画像信号処理ユニット１７で所定の画像処理した後に画像信号として像露光装置１３に入力される。像露光装置１３では、かかる画像信号に基づいて半導体レーザ１３ａの発光動作がパルス幅変調装置によってオンオフされ、このように変調されたレーザビームＨが感光ドラム１１に照射されることにより静電潜像が形成される。
【００２１】
定着ユニット２０は、主に、フラッシュランプ２１が格納されたランプボックス２２と、そのフラッシュランプ２１に発光のための直流電圧を充填して供給する直流電源装置２３と、記録シート２をランプボックス２２の発光面に通過させるように誘導するシート搬送ガイド２４と、定着後の記録シート２を送り出す送出ロール対２５とで構成されている。
【００２２】
定着ユニット２０では、トナー像が転写された記録シート２が搬送されてランプボックス２２とシート搬送ガイド２４の間を通過する際に、フラッシュランプ２１が所定の周期で発光し、このときの光がシート送り方向に対して所定の幅で記録シート全面にわたって照射される。これにより、トナーが溶融してトナー像が記録シート２に定着することになる。
【００２３】
シート搬送装置３０は、主に、作像ユニット１０の上方に配置されたシート送り駆動ユニット３１と、シート搬送ガイドとで構成されている。このシート搬送装置３０におけるシート搬送速度は、そのシート送り駆動ユニット３１の送り速度で決定される。
【００２４】
シート送り駆動ユニット３１は、記録シート２の送り方向両端部にある送り孔にそれぞれ差し込まれるトラクタピンが形成されて回転駆動する搬送ベルト３１ａ，３１ｂを備えたものであり、そのトラクタピン付きの搬送ベルト３１ａ，３１ｂで記録シート２の送り方向両端部を支持するような状態で搬送するようになっている。搬送ベルト３１ａ，３１ｂは、図示しない駆動モータにより所定の速度で回転する。特に、このシート駆動ユニット３１は、その第１搬送ベルト３１ａにより、筐体１の下部に設けられるシート収容部に束状に置かれた連続記録シート２をシート搬送空間３を通して作像ユニット１０の上方位置まで持ち上げた後にその作像ユニット１０の転写位置にむけて送り込み、その転写後の記録シート２を第２搬送ベルト３１ｂにより定着装置２０側に送るようになっている。
【００２５】
定着装置２０を通過した記録シート２は、その送出ロール２５により送り出されるとともに排出口４から排紙トレイ５にジグザグ状に折り畳まれた状態で積載されて収容される。排紙トレイ５は、定着装置２０の下方位置となる筐体１の空間内において両矢印方向で示す上下方向に昇降移動するスタッカートレイであり、当初は上位の位置に待機し、その後は積載される記録シート２の量に応じて少しずつ下降するようになっている。
【００２６】
図１中において符号６は制御ユニットである。この制御ユニット６は、図２に示すように、プリンタのシステム全体の動作を総括的に管理制御するシステムコントローラ６０を備えたものである。このシステムコントローラ６０は、中央演算処理部（ＣＰＵ）、制御プログラム、データ等が記憶格納されているメモリ（ＲＯＭ）、制御動作時に必要なデータ等を記憶するメモリ（ＲＡＭ）、接続機器との情報信号等の入出力を行うインターフェース等で構成されている。
【００２７】
このコントローラ６０には、操作パネル５、外部接続機器（ＰＣなど）１００、画像信号処理ユニット１７の画像信号制御部７０等が接続されている。また、コントローラ６０には、プリンタの駆動モータ、ソレノイド等の各種駆動系部品の動作を制御する駆動系制御部６１、像露光装置１３の像露光動作を制御する像露光系制御部６２、定着装置２０のフラッシュランプ２１の発光動作を制御するフラッシュランプ制御部６３等が接続されている。
【００２８】
そして、このプリンタは、図３〜図５に示すように、そのプリント速度が通常のプリント速度の他に、それよりも高速のプリント速度にモード選択できるようになっている。
【００２９】
このプリント速度のモード選択は、操作パネル５における選択スイッチ等を操作することで行うか、あるいは、外部接続機器１００における設定画面で選択指示してその指示結果（信号）をプリンタに送信して入力させることで行うようになっている。
【００３０】
また、通常プリントモードおよび高速プリントモード間で変更する対象項目とその設定条件は、図３に示すとおりである。これらの項目の設定は、システムコントローラ６０と各制御部６１〜６３のメモリからその設定データを読み出すことで行われるが、平常時は、通常プリントモードの条件が読み出される設定になっている。特に、このプリンタでは、高速のプリントモードを実現するため、作像装置１０の感光ドラム１１および現像装置１４とシート搬送装置３０等を回転駆動させるための駆動モータとして２０００ｌｐｍ（ｌｉｎｅ  ｐｅｒ    ｍｉｎｕｔｅ）に相当する駆動が可能なモータを採用している。なお、像露光装置１３のポリゴンミラー１３ｂを回転させる駆動モータについては、高速プリントモードであっても、通常プリントモードと同じ速度で回転させるように設定している。また、フラッシュランプ２１としては、各モードでの定着が可能なランプエネルギーが３００〜５００Ｊであるものを使用している。高速プリントモードでは、後述するように必要に応じて画像の間引き処理を行う。
【００３１】
さらに、この各モードが選択された場合の動作内容は、図４または図５に示すとおりである。その制御内容は、システムコントローラ６０と各制御部６１〜６３のメモリに格納されている。
【００３２】
次に、このモード選択に応じたプリンタの動作について説明する。
【００３３】
まず、このプリンタでは、システムコントローラ６０において、その受け付けるジョブのプリント動作を開始する前にプリント速度に関するモード設定が何であるかが判断される（図４のステップＳ１０）。
【００３４】
この際、「通常プリントモード」に設定される場合には、通常のプリント動作が実行される（ステップＳ１１）。このときプリンタは、図３に示す通常プリントモードの内容に設定される。すなわち、プリント速度が１５００ｌｐｍ、フラッシュランプ２１の充電電圧が１６００Ｖ、画像の間引きがなく、解像度が４００ｄｐｉにそれぞれ設定される。この設定条件で、前述したようなプリント動作が所定の頁分だけ通常のプリント速度で行われる（ステップＳ１２）。
【００３５】
一方、「高速プリントモード」に設定された場合には、まずプリンタ高速プリントモードの設定が行われる（ステップＳ１３）。
【００３６】
この高速モードの設定処理は、図５に示すように、まず画像の間引き処理の選択指示の有無を判断する（ステップ２１）。この間引き処理の選択指示は、ユーザの判断により、プリンタの操作パネル５における間引き処理に関する選択指示スイッチ、選択指示画面等の選択操作を行うか、あるいは、外部接続機器１００におけるソフトウェア（プリンタドライバなど）による選択指示用の設定画面で選択する入力操作を行うことにより実施される。その間引き処理の指示があった場合には、その画像の間引き処理が画像信号処理ユニット１７の制御部７０で行われる（ステップＳ２２）。この実施の形態では、図３に示すように、その形成する画像（潜像）の副走査方向の画素を１ドットずつ間引く処理を行う。
【００３７】
続いて、高速モードの設定処理では、図３等に示すように、フラッシュランプ２１の充電電圧を低下させた条件（１４００Ｖ）に設定するとともに（ステップＳ２３）、駆動系の速度を高速の条件（２０００ｌｐｍ）に設定する（ステップＳ２４）。
【００３８】
この設定処理が完了した段階で、その設定条件で前述したようなプリント動作が所定の頁分だけ高速のプリント速度で行われる（ステップＳ１４）。
【００３９】
具体的には、まずシート搬送装置３０の搬送ベルト３１ａ，３１ｂが高速で駆動するため、記録シート２が高速で搬送される。そして、作像装置１０では、高速の速度条件で回転する感光ドラム１１に対して像露光装置１３により静電潜像が形成されるが、ポリンゴンミラー１３ｂが通常のプリント時と同じ速度で回転するため、これによって少なくとも副走査方向の解像度が低下する（この例では３００ｄｐｉになる）。また、前記間引き処理をした場合には、さらにその分だけ解像度が低下することになるが、像露光装置１３のオンオフ動作が減るため高速での潜像形成が可能である。このときに形成される静電潜像の現像は、現像装置１４の現像ロール１４ａ等が高速で回転駆動するため通常プリントモードの現像性能と同レベルで行われる。
【００４０】
また、定着装置２０では、図６に示すように、フラッシュランプ２１を発光させる充電電圧を通常のプリント速度モードの電圧（１６００Ｖ）よりも低下させた電圧（１４００Ｖ）に設定し、その充電の所要時間Ｓを短縮させている（Ｓ２＜Ｓ１）ため、その発光周期が短くなり数多く発光する（例えば同じ単位時間に３回発光していたものが４回発光することになる）。これにより、高速で搬送移動する記録シート２に対しても発光による光がそのシート全面にわたって照射されることになるため、トナー像を溶融させて記録シート２に良好に定着させることができる。また、トナー像が前記間引き処理により間引いて形成されている場合には、そのトナー量が間引いた分だけ少なくなっているため、これによっても高速で移動するトナー像を確実に溶融させて良好に定着させることができる。
【００４１】
なお、このときの充電電圧の低下は、電源装置２３の発光閾値（１４００Ｖまたは１６００Ｖ）を変更することで行う。また、ランプの発光は、トリガー回路からのトリガー信号をきっかけにして行われる。すなわち、トリガー信号発生用のコンデンサの電荷を放電することにより、トリガー信号がフラッシュランプのトリガー電極に印加される。
【００４２】
この高速のプリントが終了すると、前記した高速モードの設定処理で設定された内容が通常のプリント速度モードの設定内容（図３）に一旦リセットされる（ステップＳ１６）。
【００４３】
以上のように、このプリンタはフラッシュランプ式の定着装置２０を使用しているが、必要に応じて高速でプリント動作を選択して実行することができる。特に、その高速プリントにおいては、フラッシュランプの充電電圧を低下させることにより、フラッシュランプ式の定着装置２０による定着が良好に行われる。この場合、定着装置の電源装置２３は特に高出力タイプのものを適用する必要がなく、現状の仕様のものをそのまま使用することができ有利である。
【００４４】
なお、前記実施の形態１では、高速のプリントモードに切り替えた場合に、フラッシュランプの充填電圧を低下させることに加えて、画像の間引き処理を行うように構成したが、その間引き処理を常に行わず、その充填電圧を低下させることのみを行うように構成してもよい。また、画像の間引き処理を行う場合には、その間引きの条件を画像濃度の大小等に応じて適切な処理内容に変更するように構成してもよい。
【００４５】
また、前記実施の形態１では、記録シート２として連続したものを使用する場合について例示したが、通常の定形サイズ等にカットされたタイプの記録シートを使用するようにしてもよい。作像ユニット１０については、カラー画像を形成するタイプのものであっても、さらには中間転写方式を適用するタイプのものであっても適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、トナー像を定着するためにフラッシュランプ方式の定着装置を使用する画像形成装置であるにもかかわらず、大幅なハードウェアの変更やコストアップを招くことがほとんどなく、その画像形成速度を必要に応じて高速に切り替えることができ、しかも、その高速に切り替えた場合であっても良好な定着を簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したプリンタの要部を示す構成図。
【図２】主な制御系の構成を示すブロック図。
【図３】各プリントモードにおける設定項目とその設定条件を示す図表。
【図４】基本的なプリント動作の流れを示すフローチャート。
【図５】高速モードの設定処理の流れを示すフローチャート。
【図６】通常および高速のプリントモードにおけるフラッシュランプの充電電圧および発光周期の各設定内容を示す説明図。
【符号の説明】
２…記録シート、５…操作パネル（速度切替手段）、６…制御ユニット（制御手段）、１０…作像ユニット（作像装置）、２０…定着ユニット（定着装置）、２１…フラッシュランプ、３０…シート搬送装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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