CN102012661A - 定影装置、图像形成设备及调色剂图像的定影方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种定影装置、图像形成设备以及调色剂图像的定影方法。所述定影装置包括激光束照射单元和传送单元。所述激光束照射单元包括多个激光束源，并且向记录介质的表面发射多束激光束发射。所述传送单元传送所述记录介质和/或所述激光束照射单元，从而使由所述激光束所照射的照射区域沿给定方向移动。当向所述调色剂图像发射多束激光束以便定影所述调色剂图像时，所述多束激光束满足条件(A)和(B)。条件(A)为：所述多束激光束具有基本相同的光束功率和基本相同的宽度。条件(B)为：所述多束激光束独立地发射至所述调色剂图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种定影装置、使用该定影装置的图像形成设备及调色剂图像的定影方法。
背景技术
在JP-A-57-2069中公开了一种激光定影装置，该装置向着承载于纸张上的由未定影的调色剂形成的图像(下文中称为调色剂图像)发射激光束，从而将调色剂图像定影在纸张上。激光定影装置是由顺序数据控制的，该顺序数据使发射的激光量与扫描位置相对应。顺序数据表示图像密度，并且该顺序数据的一个目的是通过发射相应于图像密度(调色剂的量)的所需强度的激光束，以最佳水平定影调色剂图像。
此外，在JP-A-2008-89828中公开了一种定影装置。如该专利文献的图2和图5所示，该发明的最佳实施方式为：向承载于纸张上的未定影调色剂图像发射激光束，从而将调色剂图像定影在纸张上。该定影装置包括激光束生成单元及扫描单元。激光束生成单元包括生成激光束的多个激光束源。扫描单元通过由多个激光束源生成的激光束沿主扫描方向和副方向扫描纸张，从而将调色剂图像熔化并将调色剂图像定影在该纸张上。多个激光束源主要以下述方式发射激光：激光束在副扫描方向上排列成行。此外，由副扫描方向上的下游激光束施加在调色剂上的热量被设定为大于由副扫描方向上的上游激光束施加在调色剂上的热量。
发明内容
本发明的目的是提供一种定影装置及使用该定影装置的图像形成设备，所述定影装置无需根据图像信息来控制发射至每个像素的光束的能量，甚至无需使用各种不同的发射能量的光源，即可对形成于记录介质上的调色剂图像的高密度部分和低密度部分均进行定影。
[1]根据本发明的一个方面，提供一种定影装置，包括：激光束照射单元，其包括多个激光束源并且向记录介质的表面发射由所述激光束源生成的多束激光束，以及传送单元，其传送所述记录介质和/或所述激光束照射单元，从而由所述激光束所照射的所述记录介质上的照射区域相对于所传送的所述记录介质沿给定的方向移动，其中，当所述多束激光束发射至形成于所述记录介质上的调色剂图像从而将所述调色剂图像定影在所述记录介质上时，所述多束激光束满足下列条件：(A)所述多束激光束具有基本相同的光束功率，并且所述多束激光束在所述照射区域中的给定方向上具有基本相同的宽度，以及(B)所述多束激光束独立地发射至所述调色剂图像。
[2]在项[1]所述的定影设备中，所述多束激光束还满足下列条件：(C)当所述调色剂图像包括多个调色剂层时，在所述多束激光束中除第一激光束的照射以外的激光束的照射下，位于所述调色剂图像与所述记录介质的表面之间的分界面部分的调色剂温度达到调色剂定影温度。
[5]根据本发明的另一方面，提供一种图像形成设备，包括：图像形成装置，其在记录介质上形成调色剂图像；以及定影装置，其包括：激光束照射单元，其包括多个激光束源并且向记录介质的表面发射由所述激光束源生成的多束激光束，以及传送单元，其传送所述记录介质和/或所述激光束照射单元，从而由所述激光束所照射的所述记录介质上的照射区域相对于所传送的所述记录介质沿给定方向移动，其中，当所述多束激光束发射至形成于所述记录介质上的调色剂图像上从而将所述调色剂图像定影在所述记录介质上时，所述多束激光束满足下列条件：(A)所述多束激光束具有基本相同的光束功率，并且所述多束激光束在所述照射区域中沿所述给定方向具有基本相同的宽度，以及(B)所述多束激光束独立地发射至所述调色剂图像。
[6]在项[5]所述的图像形成设备中，所述多束激光束还满足下列条件：(C)当所述调色剂图像包括多个调色剂层时，在所述多束激光束中除第一激光束的照射以外的激光束的照射下，位于所述调色剂图像与所述记录介质的表面之间的分界面部分的调色剂温度达到调色剂定影温度。
[9]根据本发明的另一个方面，提供一种将调色剂图像定影在记录介质上的方法，所述方法包括：在所述记录介质上生成所述调色剂图像；当使所述记录介质相对于第一激光束源沿给定方向移动时，以所述第一激光束源生成的第一激光束照射所述调色剂图像；以及在所述第一激光束照射所述调色剂图像之后，以至少一个第二激光束源生成的一束或多束第二激光束照射所述调色剂图像，其中，所述第一激光束和所述第二激光束满足下列条件：(A)所述第一激光束和所述第二激光束具有基本相同的光束功率，并且所述第一激光束和所述第二激光束在照射区域中沿所述给定方向具有基本相同的宽度，(B)所述第一激光束和所述第二激光束独立地发射至所述调色剂图像，以及(C)当所述调色剂图像包括多个调色剂层时，在从所述第一激光束的照射到所述第二激光束的照射的期间内，位于所述调色剂图像与所述记录介质的表面之间的分界面部分的调色剂温度低于调色剂定影温度，而在任一所述第二激光束的照射下，所述分界面部分的调色剂温度达到所述调色剂定影温度。
利用项[1]、项[2]、项[5]、项[6]中任一项的构造或项[9]中的方法，可以无需根据图像信息来控制发射至每个像素的光束的能量，甚至无需使用各种不同的发射能量的光源，即可对形成于记录介质上的调色剂图像的高密度部分和低密度部分进行定影。
[3]在项[1]所述的定影装置中，各激光束源包括多个激光束生成元件，所述多个激光束生成元件沿着与所述给定方向交叉的预定方向排列成行。
[7]在项[5]所述的图像形成设备中，各激光束源包括多个激光束生成元件，所述多个激光束生成元件沿着与所述给定方向交叉的预定方向排列成行。
利用项[3]或项[7]中的构造，可使发射出的直线延伸的激光束。
[4]项[1]所述的定影装置还包括光通量调节部件，所述光通量调节部件将所述多束激光束限制为在所述给定方向上位于预定的距离内。
[8]在项[5]所述的图像形成设备中，所述定影装置还包括光通量调节部件，所述光通量调节部件将所述多束激光束限制为在所述给定方向上位于预定的距离内。
利用项[4]或项[8]中的构造，与定影装置未采用该构造的情况相比，可以提高在照射位置移动的方向上的每单位面积的照射能(强度)。
附图说明
下面将基于下列附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：
图1A和图1B是示出根据本发明的定影装置的示例性实施例的概要的视图，其中图1A是沿与记录介质传送方向交叉的方向看到的侧视图，图1B是沿记录介质传送方向看到的正视图；
图2是示出两个激光照射区域的平面图，这两个激光照射区域由根据本示例性实施例的定影装置形成为在记录介质的宽度方向上直线地延伸；
图3是示出激光束强度的曲线图，由定影装置的激光束照射单元在与记录介质传输方向交叉的宽度方向上发射该激光束；
图4是示出图像形成设备的第一示例性实施例的整体结构的视图，该图像形成设备上使用了根据本示例性实施例的定影装置；
图5是根据第一示例性实施例的定影装置的透视图；
图6是定影装置的激光束照射单元的放大剖视图；
图7是示出当从第一激光束照射单元和第二激光束照射单元向具有高图像密度的调色剂图像发射激光束时，调色剂温度与照射时间之间的变化关系的曲线图；
图8A至图8E是分别示出从第一激光束照射单元和第二激光束照射单元发射的激光束的光束功率(光束强度)与照射时间之间的关系的曲线图；
图9是示出当从第一激光束照射单元和第二激光束照射单元向具有低图像密度的调色剂图像发射激光束时，调色剂温度与照射时间之间的变化关系的曲线图；
图10是示出根据第二示例性实施例的图像形成设备的整体结构的视图；以及
图11是示出从实例和比较例得到的定影在记录介质上的图像(调色剂图像)的定影特性的评估结果的表格。
具体实施方式
图1A和图1B是示出根据本发明的定影装置的示例性实施例的概要的视图，其中图1A是沿与记录介质传送方向交叉的方向看到的侧视图，图1B是沿记录介质的传送方向看到的正视图。
根据本示例性实施例的定影装置1包括多个激光束照射单元5a、5b。激光束照射单元5a、5b被设置为与记录介质(例如，记录纸张)2的表面相隔距离d，该记录介质2沿箭头C所示的方向传送。激光束照射单元5a、5b将由激光束源3a、3b生成的激光束4a、4b散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向上覆盖预定的距离，并且将激光束4a、4b限制(变窄)为在记录介质2的传送方向C上位于预定的距离内。激光束照射单元5a、5b在记录介质2的传送方向C上以间距f设置。当定影装置利用由多个激光束照射单元5a、5b生成的激光束4a、4b来照射形成于记录介质2上的调色剂图像7、8，以将调色剂图像定影在记录介质2上时，多个激光束照射单元5a、5b满足下列条件：
(A)多束激光束4a、4b具有相同的光束功率，并且在一个方向上具有相同的照射区域宽度。
(B)多束激光束4a、4b独立地发射至调色剂图像7、8。
(C)如果调色剂图像7、8包括多个调色剂层，则在多束激光束4a、4b中除第一激光束外的至少最后的激光束的照射下，位于图像与记录介质2的表面之间的分界面部分的调色剂温度达到调色剂定影温度。
同时，条件(B)中的“独立地发射”不是指激光束4b接着激光束4a连续地发射，而是指激光束4a和激光束4b间歇地发射，从而在激光束的照射之间存在非照射期。
在本示例性实施例中，第一激光束照射单元5a将由激光束源3a生成的激光束4a散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向上覆盖预定的距离，并且将激光束4a限制为在传送方向C上位于预定的距离内。第一激光束照射单元5a设置为与记录介质2的表面相隔距离d。
此外，第二激光束照射单元5b将由另一激光束源3b生成的激光束4b散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向上覆盖预定的距离，并且将激光束4b限制为在传送方向C上位于预定的距离内。第二激光束照射单元5b设置位与记录介质2的表面间隔距离d。该第一激光束照射单元5a与第二激光束照射单元5b在记录介质2的传送方向C上以间距f设置。也就是说，第二激光束照射单元5b沿记录介质2的传送方向C设置于第一激光束照射单元5a的后侧，并且第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b之间具有间距f。
此外，将由第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b生成的激光束4a、4b发射至形成在记录介质2上的调色剂图像7、8上，从而将调色剂图像7、8定影在记录介质2上。此时，在本示例性实施例中，多个激光束照射单元5a、5b满足下列3个条件。
条件1如下：假设以W1表示由第一激光束照射单元5a发射出的激光束4a的光束功率，以A1表示在一个方向上的激光束4a的照射区域宽度(下文中称为照射区域宽度)，以W2表示由第二激光束照射单元5b发射出的激光束4b的光束功率，以A2表示激光束4b的照射区域宽度，则激光束4a的照射区域宽度A1和激光束4b的照射区域宽度A2彼此相同，激光束4a的光束功率W1和激光束4b的波束功率W2彼此相同(W1＝W2，A1＝A2)。这里，所谓“激光束4a和激光束4b的照射区域宽度彼此相同以及激光束4a和激光束4b的光束功率彼此相同”是指：例如，当制造第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b时，将第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b设计为使得激光束4a的照射区域宽度与激光束4b的照射区域宽度相同，激光束4a光束功率与激光束4b的光束功率相同。然而，尽管在制造第一激光束照射单元和第二激光束照射单元时，光束功率及照射区域宽度存在误差，但该误差包含在“相同”的范围内。
条件2如下：第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b发射的激光束4a、4b以预定的时间间隔(例如，5ms)多次发射至形成在待传送的记录介质2上的调色剂图像7、8。为此，通过传送机构(未示出)沿传送方向C以预定的传送速度V(例如，500mm/s)传送记录介质2。在该情况下，由于第一激光束照射单元5a发射的激光束4a和第二激光束照射单元5b发射的激光束4b的光束功率彼此相同，激光束4a和激光束4b的照射区域宽度也彼此相同，因而记录介质2上的每单位面积的激光束照射时间(即，形成在记录介质上的调色剂图像受到激光束照射的时间)彼此相同，并且记录介质2上的每单位面积的激光束照射强度彼此相同。
条件3如下：在激光束4b的照射下，位于记录介质2的表面与形成在记录介质2上的调色剂图像7、8之间的分界面部分的调色剂加热温度达到调色剂定影温度。
这里，在图1A中，调色剂图像7为转印至高图像密度区域上的未定影的调色剂图像(下文中称为“具有高图像密度的调色剂图像”)，而调色剂图像8为转印至低图像密度区域的未定影的调色剂图像(下文中称为“具有低图像密度的调色剂图像”)。此外，从第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b中发射的并且满足条件3的激光束4a、4b发射至形成在记录介质2上的具有高图像密度的调色剂图像8和具有低图像密度的调色剂图像7，从而将调色剂图像定影在记录介质2上。因此，无论形成在记录介质2上的图像的图像密度高低与否，未定影的调色剂图像定影在记录介质2上。
与此同时，具有高图像密度的调色剂图像指的是以实心图像为典型的大量调色剂的聚集状态，而具有低图像密度的调色剂图像指的是以半色调或字符部分为典型的单个调色剂颗粒或若干调色剂颗粒的聚集状态。此外，具有低图像密度的调色剂图像中还包括附着由雾化(在不应通过显影附着调色剂的非图像部分附着调色剂的现象)产生的隔离的图像颗粒的状态。
此外，在图1B中，第一激光束照射单元5a的激光束源3a包括多个激光束生成元件9、9、……，该激光束生成元件沿着与记录介质2的传送方向C(见图1A)交叉的宽度方向r(例如，沿着记录纸张的宽度方向)以间隔p排列成行。在该情况下，从在宽度方向r上彼此毗邻的激光束生成元件9发射出的激光束4a照射在记录介质2上的照射区域彼此重叠。与此同时，尽管在图1B中未示出，第二激光束照射单元5b的激光束源3b也具有相同的结构。因此，发射出沿与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向r直线延伸的激光束。结果，如图2所示，形成在记录介质2的宽度方向r上直线延伸的两个激光照射区域6a、6b。
在该情况下，如图3所示，调节从第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b发射出的激光束4a、4b，使得激光束4a、4b在记录介质2的宽度方向r上具有基本恒定的预定强度。
同时，在图1A和图1B中，在第一激光束照射单元5a的激光束照射部分和第二激光束照射单元5b的激光束照射部分上形成直线延长的狭缝，可通过该狭缝输出直线延伸的激光束。
下面描述第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b的另一个实施例。
在图1A中，第一激光束照射单元5a优选包括激光束源3a和光通量调节部件(例如，准直透镜)10a。激光束源3a生成激光束4a。光通量调节部件10a将由激光束源3a生成的激光束4a散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向上覆盖预定的距离，并且将激光束4a限制为在传送方向C上位于预定的距离内。同时，与第一激光束照射单元5a相仿，第二激光束照射单元5b也包括激光束源3b和光通量调节部件(例如，准直透镜)10b。
根据该示例性实施例，激光束源3a生成的激光束4a和激光束源3b生成的激光束4b在发射时被光通量调节部件10a、10b散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向r上覆盖预定的距离，并被限制为在传送方向C上位于预定的距离内。在该情况下，如图2所示，形成在记录介质2的宽度方向r上直线延伸的两个激光照射区域6a、6b。
此外，第一激光束照射单元5a可包括激光束源3a和光通量调节部件(例如，准直透镜)10a。激光束源3a包括以预定间隔在一个基板的端部排列成行的多个激光束生成元件9。光通量调节部件10a设置于发射部分的端部，该发射部分用于发射由激光束源3a生成的激光束4a。光通量调节部件10a将激光束4a散射为在宽度方向r上覆盖预定的距离，并将激光束4a限制为在传送方向C上位于预定的距离内。与此同时，与第一激光束照射单元5a相仿，第二激光束照射单元5b也包括激光束源3b和光通量调节部件(例如，准直透镜)10b。该激光束源3b包括以预定间隔在一个基板的端部排列成行的多个激光束生成元件9。光通量调节部件10b设置于发射部分的端部，该发射部分用于发射由激光束源3b生成的激光束4b。
根据该示例性实施例，激光束源3a、3b包括在一个基板的端部排列成行的多个激光束生成元件9，激光束源3a生成的激光束4a和激光束源3b生成激光束4b在发射时被设置在激光束4a、4b的发射部分的端部上的光通量调节部件10a、10b散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向r上覆盖预定的距离。此外，直线延伸的激光束4a、4b在发射时被限制为在传送方向C上位于预定的距离内。在该情况下，如图2所示，形成在记录介质2的宽度方向r上直线延伸的两个激光照射区域6a、6b。
此外，采用了根据本示例性实施例的定影装置的图像形成设备包括：图像形成装置，其在记录介质2上形成调色剂图像；以及根据各个实施例的定影装置1，其将由该图像形成装置形成的调色剂图像定影在记录介质2上。
下面参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
[第一示例性实施例]
图4是示出图像形成设备的示例性实施例的整体结构的视图，该图像形成设备上采用了根据本示例性实施例的定影装置。图像形成设备20在记录介质上形成调色剂图像，将调色剂图像转印在记录介质上，并将转印的调色剂图像定影在记录介质上。该图像形成设备20包括图像形成装置21、转印装置22以及定影装置1。
图像形成装置21例如通过电子照相法在诸如记录纸张的记录介质2上形成调色剂图像。该图像形成装置包括与例如四种颜色对应的图像形成装置，以便形成具有与多种颜色对应的颜色组分的调色剂图像。具体地说，图像形成装置由黑色图像形成装置21K、蓝绿色(青色)图像形成装置21C、品红色图像形成装置21M、及黄色图像形成装置21Y构成。除颜色不同之外，各个图像形成装置21K、21C、21M和21Y具有相同的结构。同时，调色剂优选具有基本相同的激光束吸收系数，该激光束用于定影对应于各颜色组分的调色剂。在该情况下，在定影装置1中，由多个激光束照射单元发射出的激光束的照射强度及照射时间被设置为彼此相同，从而可以容易地对调色剂图像进行定影。
以黑色图像形成单元21K作为四种颜色的图像形成单元的代表进行说明。黑色图像形成单元21K包括圆筒形的感光体23，该感光体23的表面上具有感光层(未示出)并可沿箭头A的方向旋转。围绕感光体23设置有充电装置24、曝光装置25和显影装置26。在这些装置中，充电装置24将感光体23的感光层充电至预定的电势。曝光装置25包括激光束源(未示出)并且通过以激光束选择性地照射感光体23的感光层而形成静电潜像，该感光层已经被充电装置24充电至预定的电势。显影装置26储存作为显影剂的与相应的颜色组分(这里为黑色)相对应的调色剂，并通过调色剂使形成在感光体23的感光层上的静电潜像可见。
转印装置22将由各图像形成单元21K、21C、21M和21Y形成的调色剂图像转印在记录介质2上。转印装置22包括圆筒形或圆柱形的转印部件，该转印部件旋转地接触感光体23，同时向感光体23的表面施加压力。转印装置22通过在转印部件和感光体23之间施加转印偏压而将形成于感光体23上的调色剂图像转印在记录介质2上。
此外，在感光体23周围设有感光体清洁器27。在通过转印装置22将调色剂图像转印在记录介质2上之后，感光体清洁器27将附着在感光体23上的残留调色剂清除。
与此同时，在图4中，控制装置28控制各个图像形成单元21K、21C、21M和21Y、转印装置22以及将在下文中描述的定影装置1。此外，图像处理装置29执行在记录介质2上形成图像的处理。
这里，在如图4所示的示例性实施例中，使用缠绕在芯件上的连续记录纸张或折叠成预定尺寸的连续记录纸张作为记录介质2。也就是说，记录介质2由设置在图像形成设备20外部的纸张供给装置30承载，并由同样设置在图像形成设备20外部的纸张卷绕装置31卷起。此外，从纸张供给装置30供给的连续记录纸张被传送至上述各个图像形成单元21K、21C、21M和21Y，并且黑色、蓝绿色、品红色和黄色的调色剂图像依次转印在该连续记录纸张上。然后，记录介质2被传送至定影装置1，通过激光束的照射使调色剂图像定影在记录介质2上，然后由设置于图像形成设备20外部的纸张卷绕装置31将记录介质2卷起。
由设置在连续记录纸张的通过路径上的多个位置调节辊32、33、34和35来调节连续记录纸张的位置，从而使连续记录纸张的位置不会在其传送过程中偏离。在将图像转印在记录介质2上之前执行连续记录纸张的位置调节。此外，由推压部件(未示出)支撑设置于末端的张力施加辊36，从而使张力施加辊36能够沿箭头B的方向运动，并且使张力在连续记录纸张的传送过程中达到预定的强度。当连续记录纸张被卷起时，由张力施加辊36调节该连续记录纸张的位置，以使连续记录纸张不会破损。
下面参照图5和图6描述用于定影调色剂图像的定影装置1的详细结构，该调色剂图像已由图4所示的转印装置22转印在记录介质2上。
在图5中，根据第一示例性实施例的定影装置1包括多个(例如，3个)激光束照射单元5a、5b和5c。各激光束照射单元5a、5b和5c分别将内部生成的激光束4a、4b和4c散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向r上覆盖预定的距离，并且将激光束4a、4b和4c限制为在记录介质2的传送方向C上位于预定的距离内。该定影装置1包括激光束源3和光通量调节部件10。激光束源3包括以间隔p(见图1B)在一个基板11的端部排列成行的多个激光束生成元件(例如，半导体激光器元件)9。如图6所示，光通量调节部件10设置于发射部分的端部，该发射部分用于发射由激光束源3的激光束生成元件9所生成的激光束4。同时，光通量调节部件10将由激光束生成元件9生成的激光束4散射为在与记录介质2的传送方向C交叉的宽度方向r上覆盖预定的距离，并且将激光束4限制为在传送方向C上位于预定的距离内。例如，光通量调节部件10由在基板11的宽度方向上延伸的圆筒形准直透镜构成。
激光束照射单元5a、5b和5c设置为与沿箭头C的方向传送的记录介质2的表面间隔距离d(见图1A)，并且设置成沿记录介质2的传送方向C彼此间隔距离f(见图1A)。因此，如图5所示，形成在记录介质2的宽度方向r上直线延伸的三个激光照射区域6a、6b和6c。适当地设置在图1A和图1B中示出的p、d和f的值。
同时，当记录介质2设置在传送带上时，传送机构沿箭头C的方向传送记录介质2，传送机构包括两个传送辊(未示出)以及在两个传送辊之间伸展的传送带。
此外，在图5中示出三个激光束照射单元5a、5b和5c，通过以预定间隔叠加的三个基板11而形成激光束照射单元5a、5b和5c。然而，本发明并不限于此，并且激光束照射单元的数量可为两个或四个或更多。
下面将描述具有上述结构的定影装置1的操作过程。为简化说明，将以如图5所示的定影装置1具有两个激光束照射单元5a、5b的情况为示例性实施例进行说明。
在图5中，从转印装置22(未示出)供给至定影装置1的记录介质2沿箭头C的方向进行传送，激光束4a、4b从第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b照射在已转印在记录介质2上的具有高图像密度的调色剂图像7和具有低图像密度的调色剂图像8上(见图1A和图2)。这里，以W1表示由第一激光束照射单元5a发射出的激光束4a的光束功率，以A1表示该激光束4a的照射区域宽度。此外，以W2表示由第二激光束照射单元5b发射出的激光束4b的光束功率，以A2表示该激光束4b的照射区域宽度。在该情况下，发射出的激光束4a和激光束4b满足条件“W1＝W2且A1＝A2”(条件1)。此外，如图5所示，在记录介质2的表面上形成沿记录介质2的宽度方向r直线延伸的两个激光照射区域6a、6b。
此外，由于记录介质2通过传送机构(未示出)以预定的传送速度V(例如，500mm/s)进行传送，在第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b发射两束激光束4a、4b的状态下，在预定的时间间隔(例如，5ms)内，激光束4a、4b两次发射至形成于记录介质2上的调色剂图像7、8(条件2)。也就是说，在图2中，在预定的时间间隔内，具有高图像密度的调色剂图像7和具有低图像密度的调色剂图像8进入并经过形成在记录介质2表面上的两个激光照射区域6a、6b。在该情况下，由于从激光束照射单元5a、5b中发射出的激光束4a、4b满足上述的条件“W1＝W2且A1＝A2”，因此，在下述条件下发射激光束4a、4b：在记录介质2的每单位面积上的激光束照射时间和照射强度分别彼此相同。
此外，由于上述激光束4a、4b的照射，在多束激光束4a、4b中除第一激光束外的至少最后的激光束(例如，在两个光源情况下为第二束激光束)的照射下，位于记录介质2表面与形成在记录介质2上的调色剂图像7、8之间的分界面部分的调色剂加热温度达到调色剂定影温度(条件3)。因此，具有高图像密度的调色剂图像7和具有低图像密度的调色剂图像8均定影在记录介质2上。
此处，图7和图9所示的曲线图示出了当从第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b向具有高调色剂密度的调色剂图像7与具有低调色剂密度的调色剂图像8发射激光束4a、4b时，调色剂温度与照射时间的变化关系。
图7是示出当从第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b向具有高图像密度的调色剂图像发射激光束4a、4b时，调色剂温度与照射时间之间的变化关系的曲线图。在该情况下，调色剂图像7为通过将蓝绿色、品红色和黄色调色剂图像依次叠加并转印而获得的黑色图像。以预定光束功率W1从第一激光束照射单元5a向该黑色图像发射第一激光束4a，照射时间t1为1ms。随后，在2ms内未向该黑色图像发射激光束。然后，以与第一激光束的光束功率W1相同的光束功率W2从第二激光束照射单元5b向该黑色图像发射第二激光束4b，同样地，照射时间t2为1ms。
在图7中，以实线变化曲线12来表示形成在记录介质2上的调色剂图像7的表层部分的调色剂温度，以虚线变化曲线13来表示位于记录介质2的表面与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度，并且以点划线14来表示调色剂定影温度。这里，调色剂定影温度为115℃。如图7所示，由于第一激光束照射单元5a的第一激光束4a的照射，调色剂图像7的表层部分的调色剂温度超过了调色剂定影温度(实线变化曲线12)。然而，位于记录介质2与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度未超过调色剂定影温度(虚线变化曲线13)。
然后，在2ms内未发射激光束的同时，调色剂图像7的表层部分的调色剂温度和位于记录介质2与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度均低于调色剂定影温度(实线变化曲线12以及虚线变化曲线13)。因此，在第一激光束4a的照射下，调色剂图像7未整体地定影。
随后，由于第二激光束照射单元5b发射出第二激光束4b，调色剂图像7的表层部分从第一激光束4a照射结束后的冷却状态被再次加热。因此，调色剂图像7的表层部分的调色剂温度再次超过调色剂定影温度(实线变化曲线12)，而位于记录介质2与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度也超过调色剂定影温度(虚线变化曲线13)。也就是说，由于第二激光束4b的照射，位于表层部分与分界面部分之间的调色剂图像7的整个部分达到调色剂定影温度，该分界面部分形成于记录介质2与调色剂图像之间。因此，经过第一激光束4a和第二激光束4b的照射，由第二(最后的)激光束4b的照射将调色剂图像7整体地定影。
图8A至8E中的各幅图表示出：对于从第一激光束照射单元5a及第二激光束照射单元5b发射出的激光束而言，发射至调色剂图像上的激光束的照射时间与发射至调色剂图像上的激光束的光束功率(光束强度)之间的关系，该调色剂图像形成于记录介质2上。图8A是示出下述情况的图表：在如图7所示的示例性实施例中，以预定的间隔(例如，2ms)执行第一激光束4a的照射(照射时间为t1)和第二激光束4b的照射(照射时间为t2)。在该情况下，如上所述，经过第一激光束4a和第二激光束4b的照射，将调色剂图像7整体地定影。
图8B是示出下述情况的图表：在第一比较例中，具有相同光束功率(光束强度)的第一激光束4a和第二激光束4b以一定时间间隔连续地进行照射(如同使用一个光源的情况而照射时间增至两倍)。在该情况下，调色剂图像7的表层部分的温度和位于记录介质2与调色剂图像7之间的分界面部分的温度之间产生巨大的差异，并且在内层部分生成空穴。因此，存在产生图像缺陷的顾虑。如图8C所示，当增加光束强度以在短时间内通过光束的照射定影调色剂图像时，这种现象会频繁发生。
此外，图8D是示出下述情况的图表：在第二比较例中，第一激光束4a只进行一次照射，该第一激光束4a的照射强度减半，而照射时间延长至双倍。在该情况下，调色剂图像7定影良好，但位于记录介质2与调色剂图像8之间的分界面部分的温度可能达不到定影温度，并且调色剂图像可能没有整体充分地定影。
此外，图8E是示出下述情况的图表：在第三比较例中，第一激光束4a与第二激光束4b以预定的时间间隔进行照射，同时第二激光束4b的照射强度大于第一激光束4a的照射强度。在该情况下，需要用于改变第一激光束4a和第二激光束4b的照射强度的单元，并且定影装置的结构变得复杂。另外，由于第二激光束4b以大的光束功率(光束强度)进行照射，从而调色剂图像7的表层部分的温度与位于记录介质2和调色剂图像7之间的分界面部分的温度产生差异，因此，调色剂图像可能定影不良。
图9是示出当从第一激光束照射单元5a和第二激光束照射单元5b向具有低图像密度的调色剂图像8发射激光束4a、4b时，调色剂温度和照射时间之间的变化关系的曲线图。在该情况下，调色剂图像8为具有一个、或两个、或三个调色剂颗粒的未定影的调色剂图像。以预定光束功率W1从第一激光束照射单元5a向调色剂图像8发射第一激光束4a，照射时间t1为1ms。随后，在2ms内未向该调色剂图像8发射激光束。然后，以与第一激光束的光束功率W1相同的光束功率W2从第二激光束照射单元5b向该调色剂图像8发射第二激光束4b，同样地，照射时间t2为1ms。
在图9中，以实线变化曲线15来表示形成在记录介质2上的调色剂图像8的表层部分的调色剂温度，以虚线变化曲线16来表示位于记录介质2的表面与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度，并且以点划线14来表示调色剂定影温度。这里，调色剂定影温度为115℃。如图9所示，由于第一激光束照射单元5a的第一激光束4a的照射，调色剂图像8的表层部分的调色剂温度超过了调色剂定影温度(实线变化曲线15)，并且位于记录介质2与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度也超过了调色剂定影温度(虚线变化曲线16)。在此情况下，通过第一激光束4a的照射将调色剂图像8定影。
然后，在2ms内未发射激光束的同时，调色剂图像8的表层部分的调色剂温度和位于记录介质2与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度一起降低至第一激光束4a照射前的调色剂温度(实线变化曲线15以及虚线变化曲线16)。其原因是；由于在具有低图像密度且包括一个、或两个或三个调色剂颗粒的调色剂图像中，各调色剂颗粒与空气之间的接触面积大，因此辐射热量增加。
随后，与第一激光束4a的照射情况相同，由于第二激光束照射单元5b发射出第二激光束4b，调色剂图像8的表层部分的调色剂温度超过调色剂定影温度(见实线变化曲线15)，而位于记录介质2与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度也超过调色剂定影温度(虚线状变化曲线16)。因此，由第二激光束4b的照射将调色剂图像8完全定影。
同时，在对操作过程的上述描述中，已描述了在如图5所示的定影装置1具有两个激光束照射单元5a、5b的情况下的示例性实施例。然而，即使定影装置1具有三个或更多个激光束照射单元，定影装置1仍以与上述相同的方式进行操作。例如，如果如图5所示的定影装置1包括三个激光束照射单元5a、5b和5c，对于具有高图像密度的调色剂图像7来说，在除第一激光束的照射之外的至少最后的(第三)激光束的照射下，调色剂图像7的表层部分的调色剂温度超过调色剂定影温度，并位于调色剂图像7与记录介质2的表面之间的分界面部分的调色剂温度也超过调色剂定影温度，该调色剂温度与照射时间的关系如图7的曲线图所示。
在该情况下，根据激光束的照射时间和光束功率，例如，由于第二激光束4b的照射，位于表层部分和形成于记录介质2与调色剂图像7之间的分界面部分之间的调色剂图像7的整个部分将达到调色剂定影温度，并且调色剂图像7整体地定影。也就是说，由于除第一激光束的照射之外的至少最后的(第三)激光束的照射，位于表层部分和形成于记录介质2与调色剂图像7之间的分界面部分之间的调色剂图像的整个部分将达到调色剂定影温度，并且调色剂图像7整体地定影。
在该情况下，由于第一激光束至第三激光束中至少一束激光束的照射，调色剂图像8的表层部分的调色剂温度超过调色剂定影温度，并且位于记录介质2的表面与调色剂图像之间的分界面部分的调色剂温度也超过调色剂定影温度，该调色剂温度与照射时间之间的变化关系如图9所示。
在该情况下，根据激光束的照射时间与光束功率，例如，由于第二或第三激光束的照射，位于表层部分和形成于记录介质2与调色剂图像8之间的分界面部分之间的调色剂图像8的整个部分将达到调色剂定影温度，并且调色剂图像8整体地定影。也就是说，由于除第一激光束的照射之外的至少最后的(第三)激光束的照射，位于表层部分和形成于记录介质2与调色剂图像8之间的分界面部分之间的调色剂图像的整个部分将达到调色剂定影温度，并且调色剂图像8整体地定影。
[第二示例性实施例]
图10是示出根据第二示例性实施例的图像形成设备的整体结构的视图。如图4所示的图像形成设备20采用缠绕在芯件上的连续记录纸张或折叠成预定尺寸的连续记录纸张作为记录介质2。然而，本发明并不局限于此，图像形成设备可采用裁切成例如A4或B4的预定尺寸的记录纸张。如图10所示，根据本示例性实施例的图像形成设备40包括：图像形成装置、第一转印装置42、第二转印装置43和定影装置1。该图像形成装置(黑色图像形成装置21K、蓝绿色图像形成装置21C、品红色图像形成装置21M、黄色图像形成装置21Y)对应于例如四种颜色。第一转印装置42将由各个图像形成装置21K、21C、21M和21Y形成的调色剂图像依次地转印在中间转印带41上。第二转印装置43将转印再中间转印带41上的叠加的图像共同转印在记录介质2上。定影装置1将由第二转印装置43转印的图像定影在记录介质2上。
同时，在图10中，附图标记44表示记录纸张储存部件，该记录纸张储存部件储存有包括记录纸张在内的大量记录介质2。附图标记45表示传送辊，该传送辊将记录介质2从记录纸张储存部44中取出，并传送该记录介质2。附图标记46表示传送带，该传送带用于将已通过第二转印装置43转印有图像的记录介质2传送至定影装置1。附图标记47表示排出辊，该排出辊用于将已由定影装置1定影图像的记录介质2排出至外部。此外，附图标记28表示控制装置，该控制装置控制各个图像形成装置21K、21C、21M和21Y、第一转印装置42、第二转印装置43以及定影装置1。附图标记29表示图像处理装置，该图像处理装置执行在记录介质2上形成图像的处理。
[实例]
下面，将参考实例更详细地描述本发明，这些实施例是定影装置的原型并且执行了将调色剂图像定影在记录介质上的定影实验。
[实例1]
首先，以富士施乐株式会社(Fuji Xerox Co.，Ltd.)制造的DocuColor 1256GA(电子照相设备)作为图像形成设备。在该图像形成设备中，通过将用于激光定影的下述调色剂用作图像形成材料，形成转印有未定影的调色剂图像的记录介质。
使用通过在彩色调色剂(诸如黄色、品红色、蓝绿色调色剂)内加入0.5％的红外线吸收材料而得到的图像形成材料作为激光定影的调色剂，该红外线吸收材料吸收波长与激光束波长相近的光束，从而使图像形成材料吸收激光束。例如，已有一种含有萘嵌间二氮杂苯方酸染料(perimidine squarylium dye)的图像形成材料。该红外线吸收材料对于波长大于或等于400nm并小于750nm的可见光波长范围具有低的吸收率，而对于波长大于或等于750nm并小于1000nm的近红外线的波长范围具有高的吸收率。在这个实例中，将以下面的结构式(I)表示的萘嵌间二氮杂苯方酸染料用作红外线吸收材料。可以通过日本专利申请No.2008-055291所披露的方法而获得这种材料。
此外，将由Coherent Inc.制造的双激光束照射装置(对应图1中的附图标记5a、5b)作为定影装置1的激光束照射装置，该双激光束照射装置包括9001-60-808(波长：808nm，光束功率：60W)半导体激光器阵列。记录介质2的传送速度设定为500mm/s。
在该状态下，激光束照射单元5a、5b设置在传送记录介质2的移动台上，从而使如图2所示的激光照射区域6a、6b满足：在记录介质2的传送方向C的方向上的光束宽度为0.5mm，在与传送方向C交叉的宽度方向上的光束长度为10mm，并且激光照射区域6a、6b的间距为2mm。转印有未定影的调色剂图像7、8的记录介质2装载在移动台上。此外，每个激光束照射单元5a、5b的光束功率被调节为30W。当发射激光束时，移动台以500mm/s的传送速度移动，并且激光束发射至转印在记录介质2上的未定影的调色剂图像7、8上，从而使调色剂图像定影。
[实例2]
在实例2中，使用了与实例1中相同的图像形成设备和激光定影的调色剂，还采用了下述定影装置1。
使用叠层式激光束照射单元作为定影装置1的激光束照射，在该叠层式激光束照射单元中，由Coherent Inc.制造的两个9001-60-808(波长：808nm，光束功率：60W)半导体激光器列阵(对应于图5中的附图标记5a、5b)堆叠在一起。记录介质2的传送速度设定为500mm/s。
在该状态下，激光束照射单元5a、5b设置在传送记录介质2的移动台上，从而使如图2中所示出的激光照射区域6a、6b满足：在记录介质2的传送方向C的方向上的光束宽度为0.5mm，在与传送方向C交叉的宽度方向上的光束长度为10mm，并且激光照射区域6a、6b的间距为1mm。转印有未定影的调色剂图像7、8的记录介质2装载在移动台上。此外，每个激光束照射单元5a、5b的光束功率被调节为30W。当发射激光束时，移动台以500mm/s的传送速度移动，并且激光束发射至转印在记录介质2上的未定影的调色剂图像7、8上，从而使调色剂图像定影。
[比较例1]
在比较例1中，使用了与实例1中相同的图像形成设备和激光定影的调色剂，还采用了下述定影装置1。
采用了具有单激光束照射单元(对应于图1A和图1B中的附图标记5a)的定影装置作为定影装置，该单激光束照射单元包括实例1中的定影装置1的半导体激光器列阵。记录介质2的传送速度设定为500mm/s。激光束照射单元设置在传送记录介质2的移动台上，从而使如图2中所示出的激光照射区域6a满足：在记录介质2的传送方向C的方向上的光束宽度为1mm，并且在与传送方向C交叉的宽度方向上的光束长度为10mm。转印有未定影的调色剂图像7、8的记录介质2装载在移动台上。此外，激光束照射单元的光束功率被调节为60W。当发射激光束时，移动台以500mm/s的传送速度移动，并且激光束发射至转印于记录介质2上的未定影的调色剂图像7、8上，从而使调色剂图像定影。
[比较例2]
在比较例2中，使用了与实例1中相同的图像形成设备和激光定影的调色剂，还采用了下述定影装置1。
采用了具有单激光束照射单元(对应于图1A和图1B中的附图标记5a)的定影装置作为定影装置，该单激光束照射单元包括实例1中的定影装置1的半导体激光器列阵。记录介质2的传送速度设定为500mm/s。激光束照射单元设置在传送记录介质2的移动台上，从而使如图2中所示出的激光照射区域6a满足：在记录介质2的传送方向C的方向上的光束宽度为5mm，在与传送方向C交叉的宽度方向上的光束长度为10mm。转印有未定影的调色剂图像7、8的记录介质2装载在移动台上。此外，激光束照射单元的光束功率被调节为60W。当发射激光束时，移动台以500mm/s的传送速度移动，并且激光束发射至转印于记录介质2上的未定影的调色剂图像7、8上，从而使调色剂图像定影。
[对实例和比较例的评估]
图11中的表格示出了通过上述实例1、2及比较例1、2获得的定影在记录介质2上的图像(调色剂图像)的定影特性。同时，下面将描述在图11的表格中示出的对图像区域(高图像密度部分)的定影特性和非图像区域(低图像密度部分)的定影特性的评估方法及其评估标准。
首先，对于记录介质2的图像区域，记录纸张在图像区域的某个位置进行对折，从而图像区域位于内侧。然后，记录纸张折转，并且记录纸张受到棉布的摩擦。进而，基于下面的标准，对折叠部分的图像(调色剂图像)是否剥离以及是否产生了图像缺陷进行视觉观察和评估。
A：在折叠部分，图像(调色剂图像)未剥离，也未产生图像缺陷。
B：在折叠部分，沿着折叠线出现图像(调色剂图像)剥离。
C：在折叠部分，即使在折叠线附近也产生图像(调色剂图像)剥离或产生明显的图像缺陷。
然后，对于记录介质2的非图像区域(低图像密度部分)，图像密度为10％的图像表面受到棉布的预定压力的摩擦，并且基于下述标准对摩擦前和摩擦后的图像密度变化对比进行视觉观察和评估。
A：摩擦前后，图像密度未发生变化。
B：摩擦前后，图像密度出现变化。
C：与摩擦前的图像密度相比，摩擦后的图像密度显著劣化。
[评估结果]
在图11的表格中示出了基于上述评估方法和评估标准的定影特性评估结果。
实例1具有良好的定影特性，在图像区域和非图像区域中均未产生调色剂图像剥离。
实例2具有良好的定影特性，在图像区域和非图像区域中均未产生调色剂图像剥离。
比较例1在图像区域和非图像区域中均未产生调色剂图像剥离，但图像区域的内层部分存在空穴，从而产生了图像缺陷。因此，比较例1在图像区域中的定影特性不良。
比较例2在图像区域中未产生调色剂图像剥离，但在非图像区域中产生了调色剂图像剥离。因此，比较例1在非图像区域中的定影特性不良。
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。
Claims (9)
1.一种定影装置，包括：
激光束照射单元，其包括多个激光束源并且向记录介质的表面发射由所述激光束源生成的多束激光束，以及
传送单元，其传送所述记录介质和/或所述激光束照射单元，从而由所述激光束所照射的所述记录介质上的照射区域相对于所传送的所述记录介质沿给定方向移动，
其中，当所述多束激光束发射至形成于所述记录介质上的调色剂图像从而将所述调色剂图像定影在所述记录介质上时，所述多束激光束满足下列条件：
(A)所述多束激光束具有基本相同的光束功率，并且所述多束激光束在所述照射区域中沿所述给定方向具有基本相同的宽度，以及
(B)所述多束激光束独立地发射至所述调色剂图像。
2.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述多束激光束还满足下列条件：
(C)当所述调色剂图像包括多个调色剂层时，在所述多束激光束中除第一激光束的照射以外的激光束的照射下，位于所述调色剂图像与所述记录介质的表面之间的分界面部分的调色剂温度达到调色剂定影温度。
3.根据权利要求1所述的定影装置，
其中，各激光束源包括多个激光束生成元件，所述多个激光束生成元件沿着与所述给定方向交叉的预定方向排列成行。
4.根据权利要求1所述的定影装置，还包括：
光通量调节部件，其将所述多束激光束限制为在所述给定方向上位于预定的距离内。
5.一种图像形成设备，包括：
图像形成装置，其在记录介质上形成调色剂图像；以及定影装置，其包括：
激光束照射单元，其包括多个激光束源并且向记录介质的表面发射由所述激光束源生成的多束激光束，以及
传送单元，其传送所述记录介质和/或所述激光束照射单元，从而由所述激光束所照射的所述记录介质上的照射区域相对于所传送的所述记录介质沿给定方向移动，
其中，当所述多束激光束发射至形成于所述记录介质上的调色剂图像上从而将所述调色剂图像定影在所述记录介质上时，所述多束激光束满足下列条件：
(A)所述多束激光束具有基本相同的光束功率，并且所述多束激光束在所述照射区域中沿所述给定方向具有基本相同的宽度，以及
(B)所述多束激光束独立地发射至所述调色剂图像。
6.根据权利要求5所述的图像形成设备，其中，所述多束激光束还满足下列条件：
(C)当所述调色剂图像包括多个调色剂层时，在所述多束激光束中除第一激光束的照射以外的激光束的照射下，位于所述调色剂图像与所述记录介质的表面之间的分界面部分的调色剂温度达到调色剂定影温度。
7.根据权利要求5所述的图像形成设备，
其中，各激光束源包括多个激光束生成元件，所述多个激光束生成元件沿着与所述给定方向交叉的预定方向排列成行。
8.根据权利要求5所述的图像形成设备，其中，所述定影装置还包括光通量调节部件，其将所述多束激光束限制为在所述给定方向上位于预定的距离内。
9.一种将调色剂图像定影在记录介质上的方法，所述方法包括：
在所述记录介质上生成所述调色剂图像；
当使所述记录介质相对于第一激光束源沿给定方向移动时，以所述第一激光束源生成的第一激光束照射所述调色剂图像；以及
在所述第一激光束照射所述调色剂图像之后，以至少一个第二激光束源生成的一束或多束第二激光束照射所述调色剂图像，
其中，所述第一激光束和所述第二激光束满足下列条件：
(A)所述第一激光束和所述第二激光束具有基本相同的光束功率，并且所述第一激光束和所述第二激光束在照射区域中沿所述给定方向具有基本相同的宽度，
(B)所述第一激光束和所述第二激光束独立地发射至所述调色剂图像，以及
(C)当所述调色剂图像包括多个调色剂层时，在从所述第一激光束的照射到所述第二激光束的照射的期间内，位于所述调色剂图像与所述记录介质的表面之间的分界面部分的调色剂温度低于调色剂定影温度，而在任一所述第二激光束的照射下，所述分界面部分的调色剂温度达到所述调色剂定影温度。
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