激光定影装置及图像形成装置的制作方法

专利名称：激光定影装置及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光定影装置以及图像形成装置。
背景技术：
在采用粉末状调色剂的图像形成装置中，这样一种图像形成装置得到广泛应用， 在该图像形成装置中，通过调色剂的附着而形成的调色剂图像从图像载体转印到记录介质 上，然后调色剂图像被定影在记录介质上。于是，对调色剂图像进行定影的已知方法包括接 触式方法和非接触式方法。在接触式定影装置中，例如，设置有其圆周面被加热的环形加热部件以及与该加 热部件接触的加压部件。然后，在记录介质被夹持在这些部件之间的状态下，对调色剂图像 进行加热和加压，从而将调色剂图像定影在记录介质上。另一方面，与上述接触式定影装置 相比，非接触式定影装置不与记录介质接触，因而在记录介质的通用性和实现高速方面具 有优势。在这种非接触式定影装置中，设置为与记录介质的传送路径相对的闪光灯间歇性 地变亮，从而对正在传送的记录介质上的调色剂图像进行加热和定影。此外，近年来，如JP-A-2007-57903和JP-B-3016685中所披露，已经设计出这样一 种激光定影装置，该激光定影装置采用大功率激光器装置，并且以高速对调色剂图像进行 定影。

发明内容
本发明的目的在于提供一种激光定影装置以及图像形成装置，在该激光定影装置 和该图像形成装置中，可以将经记录介质或调色剂反射而未被吸收的激光用于定影。(1)根据本发明的一个方面，一种激光定影装置包括激光发生器，其产生待照射 (投射)到记录介质上的激光；以及第一聚光体，其反射并会聚通过所述激光在记录介质的 照射位置的反射而产生的光，以便经过反射和会聚的光再次照射在所述照射位置和/或所 述照射位置附近。(2)第(1)项所描述的激光定影装置还可以包括第二聚光体，其反射并会聚从所 述激光发生器照射出并透过记录介质的光，以便所透过的光照射到所述照射位置的背面和 /或所述照射位置附近的背面。(3)在第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置中，所述激光穿过所述第一聚光 体中的入射口，并且照射到记录介质上。(4)在第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置中，所述第一聚光体和/或所述 第二聚光体具有凹形圆筒面，并且所述第一聚光体和/或所述第二聚光体被支撑为这样 其圆筒面的中心轴线的位置位于所述照射位置和/或所述照射位置附近。(5)第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置还可以包括通气部分，其设置在 所述第一聚光体和/或所述第二聚光体中，以使空气流动。(6)在第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置中，所述第一聚光体的反射表面和/或所述第二聚光体的反射表面由逆反射体构成。(7)在第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置中，所述第一聚光体的反射表面 和/或所述第二聚光体的反射表面由白色散射体构成。(8)在第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置中，所述激光从沿着所述第一聚 光体的周向倾斜的位置照射到记录介质上。(9)根据本发明的另一个方面，一种图像形成装置包括图像载体，在其上利用静 电带电电位的差形成有静电潜像；显影单元，其将图像形成材料转移到形成在所述图像载 体上的静电潜像上以便形成可见图像；转印单元，其将所述可见图像直接转印到记录介质 上，或者执行将所述可见图像转印到转印体上的一次转印以及将所述可见图像转印到记录 介质上的二次转印；以及第(1)项或第(2)项所描述的激光定影装置，其对转印到记录介质 上的所述可见图像的图像形成材料进行加热和定影。在第(1)项所描述的激光定影装置中，可以将经记录介质或调色剂反射而未被吸 收的激光用于定影。在第(2)项所描述的激光定影装置中，可以将经记录介质或调色剂反射而未被吸 收的激光用于定影。在第(3)项所描述的激光定影装置中，可以消除光源阻碍反射光的再利用的可能 性。在第(4)项所描述的激光定影装置中，可以将被第一聚光体或第二聚光体反射的 光会聚并再次照射在激光最初照射到的位置。在第(5)项所描述的激光定影装置中，可以保证第一聚光体和记录介质之间的空 气通道，从而抑制对第一聚光体的反射表面和/或第二聚光体的反射表面的污染。在第(6)项所描述的激光定影装置中，与采用利用正反射的聚光体的情况相比， 可以放宽对第一聚光体的形状的限制。在第(7)项所描述的激光定影装置中，可以利用散射体将经记录介质或调色剂反 射而未被吸收的激光用于定影。在第(8)项所描述的激光定影装置中，与激光以直角照射在记录介质上的情况相 比，可以有效地将被记录介质反射的光用于定影。在第(9)项所描述的图像形成装置中，可以将经记录介质或调色剂反射而未被吸 收的激光用于定影。


基于下列附图，对本发明的实施例进行详细说明，其中图1是根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置的示意性构造图；图2是在图1所示图像形成装置中采用的根据本发明的第一示例性实施例的激光 定影装置的示意性透视图；图3是图2所示激光定影装置的示意性剖视图；图4A和4B是示出激光照射在已经转印有调色剂图像的连续纸张上的状态的示意 图；图5是在图像形成装置中采用的根据本发明的第二示例性实施例的激光定影装置的示意性剖视图；图6是示出图5所示激光定影装置的变型的示意性剖视图；图7是在图像形成装置中采用的根据本发明的第三示例性实施例的激光定影装 置的示意性剖视图；图8是示出图7所示激光定影装置的变型的示意性剖视图；图9是在图像形成装置中采用的根据本发明的第四示例性实施例的激光定影装 置的示意性剖视图；图10是在图像形成装置中采用的根据本发明的第五示例性实施例的激光定影装 置的示意性剖视图；图11是示出通过第一聚光体和第二聚光体获得的激光的照射能量的利用效率的 简图；图12是示出纯黑色、纯基色和纯合成色的吸收率的波长相关性的简图；以及图13A和13B是示出现有技术中的闪光灯定影装置的示意性剖视图。
具体实施例方式图1是根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置1的示意性构造图。图像形成装置1是用于将图像形成在作为记录介质的连续纸张(连续打印纸，也 称为连续型纸张；在下文中称为“连续纸张”)上的大型装置，并且包括纸张传送部分10， 其用于传送和供给连续纸张P ；图像形成部分20，其用于形成图像并将图像转印到连续纸 张P上；以及定影部分30，其用于对经过转印的图像进行定影。纸张传送部分10具有多个卷绕辊11，连续纸张P卷绕在各个卷绕辊11周围并且 进行传送。这样，连续纸张P在被施加张力的状态下被传送到图像形成部分20。在图像形成部分20中，沿着连续纸张的传送方向以大致相同的间隔设置有四个 图像形成单元21K、21C、21M、21Y，这四个图像形成单元从上游开始按照顺序分别转印黑色 ⑷、蓝绿色(青色(C))、品红色(M)和黄色⑴的调色剂(图像形成材料)，以便形成作为 可见图像的调色剂图像。各个图像形成单元21K、21C、21M、21Y具有感光材料鼓22，在感光材料鼓22中，在 由导电材料构成的圆筒形部件的外圆周面上形成有光电导层。然后，在感光材料鼓22周围 设置有静电充电单元23，其用于给感光材料鼓22的表面均勻地静电充电；曝光装置24， 其用于将图像光照射到经过静电充电的感光材料鼓22的表面上，以便将潜像形成在该表 面上；显影单元27，其用于将调色剂转移到感光材料鼓22上的潜像上，以便形成调色剂图 像；转印辊25，其设置为与感光材料鼓22相对，并且将形成在该感光材料鼓上的调色剂图 像转印到连续纸张上；以及清洁装置26，其用于去除在调色剂图像被转印之后残留在感光 材料鼓22上的调色剂。这里，在四个图像形成单元21K、21C、21M、21Y中的每一个中，容纳在显影单元27 中的调色剂的颜色都与其他图像形成单元不同。构造中的其他方面是相同的。然后，在显 影单元27K、27C、27M、27Y上方，设置有调色剂供给容器28K、28C、28M、28Y，这些调色剂供给 容器分别容纳与各个显影单元中的调色剂的颜色对应的颜色的调色剂，以便随着显影而消 耗的调色剂被供给到各个显影单元。
设置在图像形成部分20下游的定影部分30具有激光定影装置31，其用于对通 过图像形成部分20转印到连续纸张上的尚未定影的调色剂图像进行定影；传送辊38，已 经转印有调色剂图像的连续纸张P卷绕在其周围，并且其将连续纸张引导至激光定影装置 31 ；以及排纸辊39，其用于将已经定影有调色剂图像的连续纸张P排出到图像形成装置外 部。在图像形成装置中，当开始图像形成操作时，静电充电单元23将感光材料鼓22大 致均勻地静电充电成负极性。然后，曝光装置24基于图像数据将图像光照射(投射)到经 过静电充电的感光材料鼓22的圆周面上，以便基于曝光部分和非曝光部分之间的电位差 在感光材料鼓22的表面上形成潜像。在显影单元27中，在显影辊的圆周面上形成有显影 粉末的薄层。然后，随着显影辊的回转，呈薄层形式的显影粉末被传送到显影位置，该显影 位置与感光材料鼓22的圆周面相对。在显影位置，在感光材料鼓22和显影辊之间形成有 电场。这样，在该电场内，显影辊上的调色剂转移到感光材料鼓上的潜像上，从而形成调色 剂图像。然后，随着感光材料鼓22的回转，如上所述形成的调色剂图像被传送到转印加压 部分25a，在转印加压部分25a处，转印辊25受到挤压。另一方面，从纸张传送部分10被送出的连续纸张P被输送到转印加压部分25a。 在转印加压部分25a中，借助于转印偏电压形成有电场。然后，在该电场内，调色剂图像被 转印到连续纸张P上。连续纸张P依次被传送到图像形成单元21的转印加压部分25a，从 而各种颜色的调色剂图像进行转印和叠加。已经转印有调色剂图像的连续纸张P在调色剂图像得到保持的状态下绕着传送 辊38被传送并被送到激光定影装置31。在激光定影装置31中，激光33被照射到连续纸张 P上以便对调色剂进行加热和定影。排纸辊39将已经定影有调色剂图像的连续纸张P排出 到图像形成装置外部。接下来，在下文中，对在图像形成装置中采用的激光定影装置31进行说明。图2是根据本发明的第一示例性实施例的激光定影装置31的示意性透视图。图 3是示意性剖视图。激光定影装置31的主要部分包括激光发生器32，其用于将激光33照射在正在 移动的连续纸张P中转印有图像的区域的整个宽度上；聚光体35，其用于使激光33被连续 纸张P反射所产生的散射光33b再次照射到连续纸张P上；背面侧聚光体36，其用于反射 经连续纸张P透射和散射的光33c，从而将来自连续纸张P的背面侧的光33c会聚到照射位 置；以及玻璃板37a和37b，其分别由用于覆盖聚光体35的反射表面35b和背面侧聚光体 36的反射表面36b的透光体构成。多个激光发生器32沿着连续纸张P的宽度方向(与传送方向垂直的方向)设置。 然后，从激光发生器32发出的激光33被照射到连续纸张P上沿着连续纸张P的移动方向 预先设定的区域内。此外，多个激光发生器32沿着正在移动的连续纸张P的宽度方向设置 为这样使得照射能量在转印有图像的区域的整个宽度上大致均勻地分布。然后，对照射能 量进行调节，以便对经过激光33的照射区域的调色剂进行加热并定影到连续纸张P上。这里，在本示例性实施例中，采用半导体激光器装置，从而沿着连续纸张P的传送 方向以大致Imm的光束宽度实现照射。聚光体35由金属反射镜构成，该金属反射镜的反射表面35b具有凹形圆筒面的形状，并且聚光体35设置为使反射表面35b与连续纸张P相对。然后，聚光体35被支撑为这 样其圆筒面的中心轴线与连续纸张P的传送方向大致垂直。在具有圆筒面形状的反射表 面35b的周向上的中心部分中设置有狭缝35a (入射口的实例)，狭缝35a形成为沿着轴向 细长的开口的形状。这样，朝向连续纸张P发出的激光33穿过狭缝35a，透过玻璃板37a， 然后照射到连续纸张P上。这里，光源位于聚光体的外侧(与反射表面相反的一侧)，因此 消除了光源在反射表面上产生阴影的可能性。因而，这种构造是优选的。聚光体35的反射表面35b覆盖激光33第一次照射到连续纸张P上的位置，即首 次照射位置33a。此外，在连续纸张P的宽度方向上，形成有图像的区域的整个宽度被覆盖。 于是，聚光体的圆筒面的中心轴线的位置设定在激光照射到连续纸张P上的首次照射位置 33a或者该首次照射位置附近。因此，聚光体35将被连续纸张反射的散射光33b的主要部 分重复地反射并会聚在首次照射位置33a或者该首次照射位置附近。这里，具有圆筒面形状的反射表面35b的中心轴线的位置可以沿着连续纸张P的 移动方向或者与连续纸张的表面垂直的方向略微偏移，只要能够将在首次照射位置被反射 的散射光会聚在该首次照射位置附近即可。所作描述“会聚在首次照射位置或者首次照射位置附近”表明与首次照射的激光 的照射能量相比，所实现的会聚达到了这样的程度由于被聚光体反射并会聚的光的附加 能量，所以在首次照射位置对调色剂颗粒尤其是对孤立调色剂颗粒的定影效果得到提高。 这样，除了被聚光体会聚的光精确地照射在首次照射位置的情况之外，该光也可以照射在 首次照射位置及该位置附近。此外，在被聚光体会聚的光的照射能量分布中，峰值位置可以 略微偏离首次照射位置。在本示例性实施例中，聚光体35的圆筒面的半径是50mm。周向上的各个边缘35c 和正在传送的连续纸张之间的间隙是5mm。背面侧聚光体36也是由金属反射镜构成的，该金属反射镜的反射表面36b具有凹 形圆筒面的形状。在正在传送的连续纸张P的背面侧，背面侧聚光体36设置为这样其圆 筒面的中心轴线与连续纸张P的传送方向大致垂直。然后，已经在首次照射位置33a透过 连续纸张P的散射光33c朝向连续纸张P的背面侧被反射。与聚光体35相似，背面侧聚光体36形成为这样沿着连续纸张P的宽度方向覆盖 连续纸张P的首次照射位置33a的背面侧，并且覆盖形成有图像的区域的整个宽度。此外， 作为反射表面36b的圆筒面的中心轴线的位置设定在激光照射到连续纸张P上的首次照射 位置33a或者该首次照射位置附近。因此，背面侧聚光体36将通过使透过连续纸张的激光 散射而产生的光33c的主要部分会聚在位于连续纸张的背面侧的首次照射位置33a或者该 首次照射位置附近。玻璃板37a和37b设置为分别覆盖聚光体35的反射表面35b和背面侧聚光体36 的反射表面36b。如图3所示，玻璃板37a和37b形成为板状，并且分别支撑在聚光体35的 周向上的两个边缘35c处和背面侧聚光体36的周向上的两个边缘36c处。这样，激光33透 过玻璃板37a，然后照射到连续纸张P上。然后，在首次照射位置33a被反射的散射光33b 透过玻璃板37a，然后到达反射表面35b，从而会聚在首次照射位置33a。由于玻璃板37a和37b设置为分别覆盖聚光体35和背面侧聚光体36，所以可以避 免聚光体的反射表面上的灰尘。当通过照射激光33来对调色剂进行加热时，包含在调色剂中的树脂等成分飘浮在连续纸张P和聚光体35之间的空间或者连续纸张P和背面侧聚光 体36之间的空间内。然而，由于玻璃板37a和37b分别覆盖聚光体35的反射表面35b和 背面侧聚光体36的反射表面36b，所以可以避免灰尘的附着。对聚光体的反射表面的清洁 是困难的。此外，特别是在聚光体由金属反射镜构成的情况下，如果附着了调色剂等成分， 则通过清洁来去除这些成分是困难的。然而，在本示例性实施例中，如上所述，由于玻璃板 覆盖反射表面，所以进行清洁是容易的，因而可以容易地去除附着在玻璃板上的灰尘。接下来，在下文中描述激光33对已经转印有调色剂图像的连续纸张P执行的操 作。转印在连续纸张P上的调色剂图像具有呈混合形式的高浓度部分和低浓度部分。 在高浓度部分中，调色剂颗粒以紧密填充的方式附着到连续纸张P上。相反，在低浓度部分 中，调色剂颗粒以分散的方式附着到连续纸张上。附着在低浓度部分中的分散的调色剂颗 粒包括一组相互聚集的多个调色剂颗粒；以及以孤立的方式附着的单个调色剂颗粒(在 下文中称为“孤立调色剂颗粒”)。此外，在发生模糊化(在显影操作过程中，调色剂附着到 调色剂原本不应当附着到的非图像区域上的现象)的情况下，会产生大量的孤立调色剂颗 粒。如图4A所示，在高浓度部分中，从激光发生器32照射出的激光33的主要部分被 照射到调色剂颗粒T上，因此仅仅以低强度产生经反射和散射的光。然后，对激光发生器32 的照射能量的输出进行调节，以便在这种状态下，调色剂颗粒T吸收激光33的照射能量从 而被加热到适合定影的温度。与此对比，在低浓度部分中，附着的调色剂具有低的填充紧密度。这样，如图4B所 示，当激光33照射到位于激光33的首次照射位置的调色剂颗粒T上时，激光33同时照射 到调色剂颗粒T附近然后被反射从而产生散射光33b。此外，激光的一部分透过连续纸张P 并且在连续纸张的背面侧产生散射光33c。在此时，直接照射到调色剂颗粒T上的激光33 的照射能量与高浓度部分中的调色剂颗粒没有实质区别。尽管如此，与高浓度部分中的以 紧密填充的方式形成的调色剂颗粒对比，低浓度部分中的调色剂颗粒与外部空气接触的表 面面积较大，因此具有较高的散热率，并且在一些情况下受热不充分。从而，会频繁地发生 定影不良。特别是在基于单个调色剂颗粒以孤立的方式附着的孤立调色剂颗粒中，会频繁 地发生由不充分加热而导致的定影不良。如上，低浓度部分中的调色剂颗粒以及孤立调色剂颗粒具有这种可能性激光的 照射能量使调色剂颗粒不充分地受热，因而调色剂颗粒保持未定影状态。处于未定影状态 的调色剂颗粒会附着到排纸辊39等部件上，从而导致在打印纸上出现灰尘或者在图像形 成装置内部出现灰尘。另一方面，考虑到低浓度部分中的照射能量的损失，如果将激光的输出设定为较 高，则高浓度部分中的调色剂颗粒会过度受热。这会导致高浓度部分中的图像缺陷或者加 剧调色剂树脂的飞散。考虑到这些情况，在根据本示例性实施例的激光定影装置中，可以对激光33的照 射能量进行调节，以便对高浓度部分适当地进行定影。此外，聚光体35和背面侧聚光体36 分别设置在正在传送的连续纸张P的正面侧和背面侧。因此，在高浓度部分中，可以适当地 实现定影。此外，在低浓度部分中，照射到连续纸张P上的首次照射位置33a并被连续纸张P反射的激光33所产生的散射光33b或者透射并散射到连续纸张P的背面侧的光33c会聚 在激光33的首次照射位置33a或者该首次照射位置附近，从而为低浓度部分中的调色剂颗 粒或者孤立调色剂颗粒增加了照射能量。也就是说，在存在低浓度部分或者孤立调色剂颗粒的区域中，照射到连续纸张P 上的激光33的主要部分以反射光33b或透射光33c的形式进行散射。聚光体35和背面侧 聚光体36分别将反射光33b和透射光33c会聚在首次照射位置33a或者该首次照射位置 附近，以便将反射光33b和透射光33c照射到调色剂颗粒T上。在此时，照射到调色剂颗粒 附近的连续纸张上的光产生散射光，聚光体35或背面侧聚光体36将该散射光会聚，然后将 其重复地照射到调色剂颗粒上。这会导致照射到调色剂颗粒上的照射能量的增加，从而即 使是低浓度部分中的调色剂颗粒和孤立调色剂颗粒，也可以进行良好的定影。与此对比，高浓度部分具有对激光33的高吸收率。这样，在首次照射位置33a仅 仅以低强度产生反射光33b和透射光33c。因此，被聚光体35或背面侧聚光体36反射然后 返回到首次照射位置33a的光的强度是低的。从而，高浓度部分过度受热仅仅存在较低的 可能性。一般来说，在通过调色剂的附着而形成的图像中，高浓度部分和低浓度部分是混 合的。于是，在激光定影装置31中，可以照射激光的区域在连续纸张P的移动方向上的宽 度是大致1mm。于是，当可以照射激光的区域具有高浓度时，仅仅以低强度产生反射光，因而 再次照射的能量也是低的。此外，当可以照射激光的区域具有低浓度时，以较高强度产生被 连续纸张P反射的散射光和透过连续纸张P的散射光。这会导致再次照射到调色剂上的能 量以及从连续纸张P的背面侧再次照射到激光的首次照射位置的能量的增加。从而，在高 浓度部分和低浓度部分中均可以实现良好的定影。在上述示例性实施例中，采用连续纸张作为可以形成有图像的记录介质。作为替 代，也可以采用根据通用标准切割成预定尺寸的记录纸张，并且逐一地传送该记录纸张。此外，可以不采用设置在连续纸张的背面侧的背面侧聚光体。于是，设置在照射激 光的一侧的聚光体可以仅仅将被连续纸张反射的光会聚在首次照射位置。在上述示例性实施例中，激光的光束宽度是大致1mm。然而，也可以改变该光束宽 度。在聚光体35和背面侧聚光体36中采用了金属反射镜。作为替代，也可以采用通 过将例如铝等金属涂覆或结合到玻璃材料的后表面上而制造出的玻璃反射镜或者通过金 属的汽相沉积而制造出的金属膜反射镜。此外，在聚光体或背面侧聚光体吸收散射光从而变热的情况下，可以设置散热器、 深冷器、空气冷却装置等，以便抑制聚光体或背面侧聚光体变热。安装在聚光体和背面侧聚光体上的玻璃板可以是任意构造，并且在反射表面上的 灰尘不会产生问题或者在聚光体中采用玻璃反射镜的情况下，可以省略该玻璃板。此外，玻璃板37a和37b所采用的形状不限于在本示例性实施例中采用的形状。也 就是说，可以采用任意形状，只要聚光体35的反射表面35b和背面侧聚光体36的反射表面 36b不受飞散物等的影响即可。此外，可以设置气流发生器以代替玻璃板或者与玻璃板一起使用，该气流发生器 在聚光体35和连续纸张P之间产生气流。此外，也可以使用这种气流作为用于抑制聚光体变热的空气冷却手段。接下来，对上述示例性实施例中的聚光体35和采用现有技术中的闪光灯的定影 装置中的反射镜之间的区别进行说明。如图13A和13B所示，在采用现有技术中的闪光灯的定影装置100中，沿着正在传 送的记录介质P的宽度方向设置有闪光灯101。然后，作为聚光体的反射镜102设置为覆盖 闪光灯101的后表面和侧表面。如图13A所示，反射镜102反射闪光灯101沿着各个方向 发出的光，尤其是向后和向两侧发出的光，从而将光总体上均勻地照射到记录介质P上。在 此时，被反射镜102反射的光照射并分布在记录介质P的与闪光灯101相对的较大区域上。 此外，如图13B所示，反射镜102还具有将照射到记录介质上并被记录介质反射的光再次反 射从而将该光照射到记录介质上的功能。尽管如此，反射镜102只是以分散的方式按照原 样反射具有不同入射角的光，而不会将光会聚到特定区域中。这样，在记录介质P的与闪光 灯101相对的整个区域上大致均勻地提供照射能量。因此，即使当高浓度部分和低浓度部 分混合在记录介质P中，也可以大致均勻地提供照射能量，而与图像浓度无关。与此对比，在根据本示例性实施例的激光定影装置31中，激光33被照射到有限区 域上的首次照射位置33a。然后，被记录介质反射的光会聚并照射在首次照射位置。特别 地，当首次照射位置处的图像浓度较低时，记录介质反射出高强度的光。如上，安装聚光体 35和背面侧聚光体36的目的与采用闪光灯的定影装置中的反射镜的安装目的不同，并且 聚光体35和背面侧聚光体36具有完全不同的功能。接下来，在下文中，参照图5对根据本发明的第二示例性实施例的激光定影装置 41进行说明。与第一示例性实施例相似，激光定影装置41的主要部分包括激光发生器42，其 用于将激光43照射在正在移动的连续纸张P上；聚光体45，其用于使激光43被连续纸张P 反射所产生的散射光43b再次照射到连续纸张P上；以及背面侧聚光体46，其用于反射经 连续纸张P透射和散射的光43c，从而将来自连续纸张P的背面侧的光43c会聚到照射位置。这里，激光发生器42和背面侧聚光体46与第一示例性实施例相似，因此省略对它 们的说明。聚光体45设置在激光发生器42和正在传送的连续纸张P之间，并且被划分成四 个子单元。于是，激光43穿过所划分成的聚光体子单元45a和45b之间的间隙。此外，如图5所示，所划分成的聚光体子单元45a、45b、45c、45d具有半径彼此不同 的反射表面。于是，与连续纸张P相对的凹形圆筒面作为反射表面。这里，显然，聚光体子 单元45a、45b、45c、45d不需要彼此完全分离。也就是说，这些子单元可以在记录介质的宽 度方向上的边缘处是连续的。聚光体子单元45a、45b、45c、45d设置为这样各个圆筒面的中心轴线与激光43直 接照射到连续纸张P上的首次照射位置43a大致重合，或者各个圆筒面的中心轴线位于该 首次照射位置附近。因此，在连续纸张P的首次照射位置43a反射和散射的光43b的主要 部分被各个反射表面反射，从而会聚在激光43的首次照射位置附近。此外，聚光体45被划分为这样形成有通气部分(与图5中聚光体子单元45a和 45c之间的部分以及聚光体子单元45b和45d之间的部分对应)，该通气部分保证连续纸张P和聚光体45之间充足的气流。这避免了空气的停滞。借助于此，即使当产生悬浮物和飞 散物时，也可以通过气流去除这些物质。图6是示出各自作为覆盖透光体的玻璃板47设置在反射表面上的状态的简图。如 该图所示，当玻璃板47覆盖所划分成的各个聚光体子单元45的反射表面时，可以避免反射 表面上的灰尘。此外，即使当灰尘附着在玻璃板47上时，也可以容易地清除灰尘。这减少 了激光43的照射能量的损失。在本示例性实施例中，聚光体45被划分成四个子单元。然而，只要允许激光43进 入并且保证首次照射位置附近的空气通道，就可以改变划分的数目。此外，在本示例性实施例中，没有设置气流发生器，因此利用的是随着连续纸张P 的传送而产生的气流。然而，也可以采用用于产生气流的鼓风机或抽风机，从而可以进一步 提高去除飞散物的效率。接下来，在下文中，参照图7对根据本发明的第三示例性实施例的激光定影装置 51进行说明。如图7所示，激光定影装置51的主要部分包括激光发生器52，其用于发出激光 53 ；以及聚光体55，其用于将从激光发生器52发出然后照射到连续纸张P上的首次照射位 置53a并被连续纸张P反射的激光53所产生的散射光53b再次会聚到连续纸张P上。与图2和图3所示激光定影装置相似，多个激光发生器52沿着连续纸张P的宽度 方向设置。这样，激光照射在正在传送的连续纸张P中的形成有图像的区域的整个宽度上。 然后，这些激光发生器52支撑在沿着连续纸张P的移动方向向后倾斜的位置。因此，激光 从倾斜方向照射到连续纸张的表面上。聚光体55由金属反射镜构成，该金属反射镜的与连续纸张P相对的反射表面是凹 形圆筒面。聚光体55设置为这样其圆筒面的中心轴线位于激光的首次照射位置53a附 近。然后，用于透过激光53的狭缝55d设置为与从倾斜方向照射激光53的激光发生器52 的位置对应，从而覆盖正在移动的连续纸张P的宽度方向的整个范围。在本示例性实施例中，激光发生器52支撑在从与连续纸张P大致垂直的位置沿着 连续纸张的移动方向向后倾斜大致30°的位置。也就是说，激光53从相对于与连续纸张P 垂直的表面倾斜30°的方向进行照射。此外，聚光体55的狭缝55d位于与该倾斜方向对应 的位置。通常已知的是，在首次照射位置53a反射和散射的激光53所产生的光53b具有图 7所示的角度分布。也就是说，在被正反射的光53c的方向(即反射角等于入射角的方向) 上获得最高强度。在本示例性实施例中，激光53从相对于连续纸张P倾斜的方向进行照射。 这样，用于将激光引入聚光体55中的狭缝55d不位于反射光53c具有最高强度的正反射方 向上。因此，与采用在正反射方向上具有开口的聚光体的装置相比，可以减少散逸到聚光体 55外侧的散射光，因而可以抑制激光53的损失。此外，如上所述，即使当改变激光53的照射角时，也可以对聚光体55进行划分。如图8所示，在所划分成的聚光体子单元55a、55b、55c中，划分位置设定为这样 允许激光53从相对于连续纸张P倾斜的方向进行照射。此外，所划分成的聚光体子单元 55a、55b、55c可以具有内径彼此不同的反射表面，并且设置为这样这些聚光体子单元的 圆筒面的中心轴线彼此重合。也就是说，各个反射表面的在与中心轴线垂直的横截面中的圆弧形成同心圆中任何一个的一部分。于是，这些反射表面的中心轴线的位置位于激光53 的首次照射位置53a或者该首次照射位置附近。因此，在首次照射位置53a反射和散射的 光53b被所划分成的聚光体子单元55a、55b、55c反射，然后再次照射在该首次照射位置附 近。如上，当对聚光体55进行划分时，在连续纸张P和聚光体55之间形成空气通道， 因此可以避免空气停滞。这里，在本示例性实施例中，激光53的照射角沿着聚光体55的周向相对于与连续 纸张P垂直的位置倾斜了大致30°。然而，也可以适当地设定该倾斜角度。此外，还可以设置背面侧聚光体56，也可以设置用于保护聚光体55和背面侧聚光 体56的反射表面的玻璃部件(未示出)。这里，除了沿着周向倾斜之外，激光发生器52还可以沿着轴线方向倾斜。接下来，在下文中，参照图9对根据本发明的第四示例性实施例的激光定影装置 61进行说明。如图9所示，激光定影装置61具有激光发生器62，其用于将激光63照射到正在 移动的连续纸张P上；以及聚光体65，其用于将激光63被连续纸张P反射所产生的散射光 63b再次照射到连续纸张P上。于是，聚光体由用于将入射光反射至大致同一方向的逆反射 体构成。逆反射体65形成为在激光照射到连续纸张上的首次照射位置63a覆盖宽度方向 的整个范围的凹形。然后，逆反射体65被支撑为与连续纸张P隔着其间的间隙相对。此 外，沿着连续纸张P的宽度方向设置有其中进入激光63的狭缝65a。然后，激光发生器62 支撑在后面。在此时，优选的是逆反射体65仅仅覆盖激光照射到连续纸张上的首次照射位 置 63a0在逆反射体65的反射表面上，卡装有片状部件65b，在片状部件65b上结合有作 为逆反射体材料的玻璃珠。在首次照射位置63a发生反射的散射光63b在进入玻璃珠时被 反射，然后在玻璃珠的内部被反射，从而反射光沿着与入射光方向大致相同的方向发出。因 此，通过激光63照射在首次照射位置63a而产生的散射光再次会聚在首次照射位置63a。这里，激光发生器62与第一示例性实施例中的激光发生器相似，因此省略了对其 的说明。在本示例性实施例中，逆反射体65设置有凹形曲面。作为替代，也可以采用平面、 曲面或者其组合。从而，与采用反射镜的情况相比，显著地放宽了对形状的限制。然而，为 了减少散射光的散逸，优选的是覆盖首次照射位置63a的形状。此外，采用了玻璃珠作为逆反射体材料。作为替代，也可以采用其他公知的逆反射 体，例如通过设置大量的各自具有四棱锥形状的小凹形反射表面而形成的反射体。另一方面，也可以采用逆反射体作为背面侧聚光体。此外，逆反射体可以采用玻璃 板或气流发生器来防止反射表面上出现灰尘。接下来，在下文中，参照图10对根据本发明的第五示例性实施例的激光定影装置 71进行说明。如图10所示，激光定影装置71具有激光发生器72，其用于将激光73照射到正 在移动的连续纸张P上；以及聚光体75，其用于将激光73被连续纸张P反射所产生的散射光再次照射到连续纸张P上。于是，聚光体由白色散射体构成，该白色散射体的凹形反射表 面将入射光反射至不规则方向。聚光体75设置为这样其凹形反射表面与正在传送的连续纸张P的已经转印有调 色剂图像的表面相对。聚光体75是通过将白色散射物质涂覆在反射表面上而制造出的。然 后，设置有白色散射体层75b的凹形表面覆盖连续纸张P的图像表面的区域的传送方向长 度设定为与激光73在连续纸张P的传送方向上的光束宽度73a相等，或者比该光束宽度稍 大。此外，在连续纸张P的宽度方向上，几乎可以照射激光73的整个范围都被覆盖。此外， 与从激光发生器72照射出的激光的路径对应，在聚光体中设置有狭缝75a。然后，激光73 通过狭缝75a沿着宽度方向照射到连续纸张P上。如图10所示，可以在狭缝75a中设置有 透镜75c，从而可以调节激光73在传送方向上的照射范围。这里，激光发生器72与第一示例性实施例中的激光发生器相似，因此省略了对其 的说明。在具有上述构造的激光定影装置71中，照射到连续纸张P上的激光73在首次照 射位置反射和散射，然后到达聚光体的白色散射体层75b。白色散射体层75b沿着任意方向 散射散射光。然后，在被白色散射体包围的区域内重复反射，随后光被照射到连续纸张P的 与白色散射体层75b相对的区域上。从而，在可以照射激光73的光束宽度73a范围是低浓度部分的情况下，当照射激 光73时，连续纸张反射出较高强度的光。于是，光在连续纸张上被白色散射体层75b覆盖 的狭窄区域内被反射，即在激光的照射区域或者比照射区域稍大的区域内被反射，然后被 照射到连续纸张上的低浓度部分上。相反，在可以照射激光73的光束宽度73a范围是高浓 度部分的情况下，当照射激光时，连续纸张反射出较低强度的光。于是，白色散射体层75b 反射出较低强度的能量，并将较低强度的能量照射到连续纸张上的高浓度部分上。因此，在 低浓度部分中，可以对调色剂进行充分的加热和良好的定影；而在高浓度部分中，可以抑制 由于过度加热而导致的定影不良。即使是这样的形式也应当包含在本发明中对“会聚”的 定义中。[实例]接下来，对设置有聚光体和背面侧聚光体的激光定影装置中的激光的照射能量的 模拟结果进行说明。这里，应当注意到本发明不限于这些实例。如图3所示，在使用激光定影装置以波长为大致SOOnm的红外光照射五个样本图 像的情况下，对照射到各个样本图像上的能量进行模拟，其中，该激光定影装置设置有聚光 体和背面侧聚光体，该聚光体和该背面侧聚光体形成为这样它们的圆筒面的中心轴线位 于激光的首次照射位置附近。这五个样本如下所示(1)纯黑色(黑色调色剂，区域覆盖率为100% )(2)纯合成色(从蓝绿色、品红色和黄色调色剂中选出的任意两种颜色的调色剂， 区域覆盖率为100%)(3)纯基色(从蓝绿色和品红色中选出的任意一种颜色的调色剂，区域覆盖率为 100% )
(4)高亮部分(低浓度部分)(5)孤立调色剂颗粒(孤立成单个颗粒的调色剂)这里，将红外吸收剂添加在各种调色剂中。如图11所示，在照射波长为SOOnm的 激光的情况下，所设计的吸收率分别是(1)对于纯黑色，大致为95%; (2)对于纯合成色，大 致为90%; (3)对于纯基色，大致为78% 80%。此外，(4)高亮部分(低浓度部分)的吸 收率大致为10%，并且(5)孤立调色剂颗粒的吸收率大致为2%。这里，高亮部分(低浓度部分)的吸收率和具有孤立调色剂颗粒的图像的吸收率 用(区域覆盖率X调色剂对激光的照射能量的吸收率)表示。区域覆盖率表示图像内被 调色剂覆盖的区域的比例。从而，当激光首次照射到上述各个样本上时被吸收的照射能量具有以上给出的值。模拟的结果如图12所示。也就是说，从设置有聚光体和背面侧聚光体的激光定影 装置照射到各个样本上的能量如下所示。这里，通过将从激光发生器直接照射出的能量(即首次照射能量)作为100%来对 下列值进行正规化。此外，横轴表示首次照射能量的吸收率。(1)纯黑色大致为101%(2)纯合成色大致为105%(3)纯基色大致为120%(4)高亮部分(低浓度部分):大致为195%(5)孤立调色剂颗粒大致为220%结果表明当激光照射到纯黑色图像上时，在激光首次照射时照射到调色剂颗粒 上的能量和反射光再次照射到调色剂颗粒上的照射能量之和是首次照射能量的101%。因 而，在这种情况下，即使在设置有聚光体和背面侧聚光体时，也仅仅获得照射能量的少量增 加。与此对比，对于已经附着有孤立调色剂颗粒的样本来说，结果表明在激光首次照 射时照射到调色剂颗粒上的能量和反射光再次照射到调色剂颗粒上的照射能量之和是首 次照射能量的220%。从这些结果可以看出，借助于在根据本发明的激光定影装置中采用的聚光体和背 面侧聚光体，可以将高浓度部分中的照射能量的两倍给予高亮部分(低浓度部分)中的调 色剂颗粒和孤立调色剂颗粒。这表明可以将实现良好的定影所需的照射能量给予低浓度部分(高亮部分)中的 调色剂和孤立调色剂颗粒，在低浓度部分中或者在孤立调色剂颗粒附近，高强度的光在激 光的首次照射位置发生反射，或者高强度的光透过连续纸张P，因此不存在利用照射能量进 行加热的困难。与此对比，在高浓度部分中，低强度的光在首次照射位置发生反射，或者低强度的 光透过记录介质。从而，仅仅施加照射能量的大致101%，因此不会发生过度加热。出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说明。其本意并不是 穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的技术人员可以进行许 多修改和变型。选择和说明该示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适 合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。
权利要求
1.一种激光定影装置，包括激光发生器，其产生待照射到记录介质上的激光；以及第一聚光体，其反射并会聚通过所述激光在记录介质的照射位置的反射而产生的光， 以便经过反射和会聚的光再次照射在所述照射位置和/或所述照射位置附近。
2.根据权利要求1所述的激光定影装置，还包括第二聚光体，其反射并会聚从所述激光发生器照射出并透过记录介质的光，以便所透 过的光照射到所述照射位置的背面和/或所述照射位置附近的背面。
3.根据权利要求1或2所述的激光定影装置，其中，所述激光穿过所述第一聚光体中的入射口，并且照射到记录介质上。
4.根据权利要求1或2所述的激光定影装置，其中，所述第一聚光体和/或所述第二聚光体具有凹形圆筒面，并且 所述第一聚光体和/或所述第二聚光体被支撑为这样其圆筒面的中心轴线的位置位 于所述照射位置和/或所述照射位置附近。
5.根据权利要求1或2所述的激光定影装置，还包括通气部分，其设置在所述第一聚光体和/或所述第二聚光体中，以使空气流动。
6.根据权利要求1或2所述的激光定影装置，其中，所述第一聚光体的反射表面和/或所述第二聚光体的反射表面由逆反射体构成。
7.根据权利要求1或2所述的激光定影装置，其中，所述第一聚光体的反射表面和/或所述第二聚光体的反射表面由白色散射体构成。
8.根据权利要求1或2所述的激光定影装置，其中，所述激光从沿着所述第一聚光体的周向倾斜的位置照射到记录介质上。
9.一种图像形成装置，包括图像载体，在其上利用静电带电电位的差形成有静电潜像；显影单元，其将图像形成材料转移到形成在所述图像载体上的静电潜像上以便形成可 见图像；转印单元，其将所述可见图像直接转印到记录介质上，或者执行将所述可见图像转印 到转印体上的一次转印以及将所述可见图像转印到记录介质上的二次转印；以及根据权利要求1或2所述的激光定影装置，其对转印到记录介质上的所述可见图像的 图像形成材料进行加热和定影。
全文摘要
本发明公开了一种激光定影装置及图像形成装置。该激光定影装置包括激光发生器，其产生待照射到记录介质上的激光；以及第一聚光体，其反射并会聚通过激光在记录介质的照射位置的反射而产生的光，以便经过反射和会聚的光再次照射在照射位置和/或该照射位置附近。
文档编号G03G15/20GK101995796SQ20101013832
公开日2011年3月30日 申请日期2010年3月22日 优先权日2009年8月20日
发明者古木真, 小寺哲郎, 松原崇史, 江草尚之, 渡边美穗, 长谷川真史 申请人:富士施乐株式会社