JP2008107576A - 画像形成装置、定着装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定着装置は、用紙搬送装置60、フラッシュ定着装置70、レーザ定着装置80を備える。フラッシュ定着装置70は、用紙搬送装置60によって搬送される用紙Pのほぼ全面にインコヒーレントな光を照射し、用紙P上のトナーを溶融・定着させる。また、レーザ定着装置80は、用紙搬送装置60によって搬送される用紙P上のトナー保持位置に選択的にコヒーレントなレーザ光を照射し、用紙P上のトナーをさらに溶融・定着させる。このとき、フラッシュ定着装置70は用紙Pのほぼ全面に光を照射し、レーザ定着装置80は用紙P上のトナーの形成部位に局所的にレーザ光を照射する。
【選択図】図2
Description
記録材に画形材を用いて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材に第1の光を照射する第1照射手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材に前記第1の光とは異なる第2の光を照射する第2照射手段と
を含む画像形成装置である。
請求項2に記載の発明は、
前記第1照射手段は前記第1の光として非干渉性を有する光を前記記録材に照射し、
前記第2照射手段は前記第2の光として干渉性を有する光を前記記録材に照射することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項3に記載の発明は、
前記画形材は、800〜1700nmに吸収の最大値を有する赤外吸収剤を含有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項4に記載の発明は、
前記第1照射手段はランプによる発光装置にて構成され、
前記第2照射手段はレーザによる発光装置にて構成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項5に記載の発明は、
前記レーザによる発光装置は、前記記録材上の前記画形材の形成部位に選択的に前記第2の光を照射することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置である。
請求項6に記載の発明は、
前記画像形成手段は、帯電された感光体を選択的に露光して静電潜像を形成する露光装置を備え、
前記レーザ発光装置から照射される前記第2の光の当たる直径が、前記露光装置による露光光の当たる直径よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置である。
請求項7に記載の発明は、
前記画像形成手段は、帯電された感光体を選択的に露光して静電潜像を形成する露光装置を備え、
前記レーザ発光装置は、前記露光装置の動作信号に基づいて発光動作を行うことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置である。
記録材に画形材を用いて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材を非接触加熱する第1加熱手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材をさらに非接触加熱する第2加熱手段と
を含む画像形成装置である。
請求項9に記載の発明は、
前記第1加熱手段は前記記録材の全域を加熱し、
前記第2加熱手段は前記記録材の全域のうちの一部領域を加熱することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置である。
請求項10記載の発明は、
前記第1加熱手段は前記記録材にランプ光を照射することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置である。
請求項11記載の発明は、
前記第2加熱手段は前記記録材にレーザ光を照射することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置である。
請求項12に記載の発明は、
前記画像形成手段は複数色の画形材を用いて前記記録材に画像を形成し、
前記第2加熱手段は前記複数色の画形材の吸収波長に対応する複数の発光波長のレーザ光を照射することを特徴とする請求項11記載の画像形成装置である。
請求項13記載の発明は、
前記レーザ光の強度密度が、1.5W/cm2以上且つ630W/cm2以下であることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置である。
請求項14記載の発明は、
前記レーザ光の発光波長が、300nm以上且つ1600nm以下であることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置である。
画像が形成された記録材の全体を加熱する全体加熱手段と、
前記記録材の局所を加熱する局所加熱手段と
を含む定着装置である。
請求項16記載の発明は、
前記局所加熱手段は、前記全体加熱手段による加熱が不足する記録材上の領域を前記局所として加熱することを特徴とする請求項15記載の定着装置である。
請求項17記載の発明は、
前記局所加熱手段は、前記記録材上の前記画像の形成部位を選択的に加熱することを特徴とする請求項15記載の定着装置である。
請求項18記載の発明は、
前記全体加熱手段は、前記記録材の搬送方向に直交する方向に沿って配設され当該記録材を非接触加熱するヒータ部からなり、
前記局所加熱手段は、前記記録材にレーザ光を照射するレーザ照射部からなることを特徴とする請求項15記載の定着装置である。
請求項2の発明は、非干渉性を有する光と干渉性を有する光とを用いることで、定着における熱の供給効率をさらに向上させることができるという効果を有する。
請求項3の発明は、本構成を有していない場合に比較して、光が照射された画形材の光吸収効率を高めることができるという効果を有する。
請求項4の発明は、ランプによる発光装置とレーザによる発光装置とを用いることで、定着における熱の供給効率をさらに向上させることができるという効果を有する。
請求項5の発明は、レーザによる発光装置による熱供給効率をさらに高めることができるようになるという効果を有する。
請求項6の発明は、記録材上の画形材に対し、レーザによる発光装置からの第2の光をより確実に照射できるようになるという効果を有する。
請求項7の発明は、記録材上の画形材に対し、レーザによる発光装置からの第2の光をより的確に照射できるようになるという効果を有する。
請求項8の発明は、記録材上の画形材が第1加熱手段及び第2加熱手段によって非接触加熱されるので、本構成を有していない場合に比較して、定着における熱の供給効率を向上させることができるという効果を有する。
請求項9の発明は、第1加熱手段および第2加熱手段による記録材の加熱対象領域を異ならせることで、定着における熱の供給効率をさらに向上させることができるという効果を有する。
請求項10の発明は、例えば記録材の全域に対する非接触加熱がより容易になるという効果を有する。
請求項11の発明は、例えば記録材の一部領域に対する非接触加熱がより容易になるという効果を有する。
請求項12の発明は、光吸収特性が色毎に異なる画形材を用いた場合でも、各色の画形材の光吸収効率を高めることができるという効果を有する。
請求項13の発明は、過不足のない定着性能を得ることができるという効果を有する。
請求項14の発明は、画形材による光吸収効率を高めることが可能になるという効果を有する。
請求項15の発明は、全体加熱と局所加熱とを組み合わせることで、本構成を有していない場合に比較して、定着における熱の供給効率を向上させることができるという効果を有する。
請求項16の発明は、局所加熱により全体加熱を補足することで、定着における熱の供給効率をさらに向上させることができるという効果を有する。
請求項17の発明は、局所加熱による熱供給効率をさらに高めることができるようになるという効果を有する。
請求項18の発明は、ヒータ部とレーザ照射部とを用いることで、定着における熱の供給効率をさらに向上させることができるという効果を有する。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置の概要を示す図である。この画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数の画像形成ユニット10を備える。この画像形成ユニット10は、具体的にはイエローユニット10Y、マゼンタユニット10M、シアン10C、黒ユニット10Kで構成される。また、この画像形成装置は、各画像形成ユニット10で形成された各色成分トナー像を順次転写保持させる中間転写ベルト20を具備する。さらに、この画像形成装置は、中間転写ベルト20に転写された重ね画像を記録材としての用紙Pに一括転写させる二次転写装置30を備える。さらにまた、この画像形成装置は、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着装置50を有している。そして、この画像形成装置は、これら各装置を制御する制御部100および画像形成のための処理を実行する画像処理部200を備える。
なお、この画像形成装置では、複数の画像形成ユニット10、中間転写ベルト20、二次転写装置30等が画像形成手段として機能している。
また、中間転写ベルト20を挟んで駆動ロール21と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト20上のトナー等の残留物を除去するベルトクリーナ27が配設されている。
図2は、定着装置50の構成例を示した図であり、図2(a)は定着装置50を図1に示す画像形成装置の手前側から見た側面図、図2(b)は定着装置50を図2(a)のIIB方向から見た上面図、図2(c)は定着装置50を図2(a)のIIC方向から見た前面図である。
なお、本実施の形態では、フラッシュ定着装置70が、第1の照射手段(フラッシュランプによる発光装置)、第1加熱手段、および全体加熱手段(ヒータ部)として機能している。
なお、本実施の形態では、レーザ定着装置80が、第2照射手段(レーザによる発光装置)、第2加熱手段、および局所加熱手段(レーザ照射部)として機能している。
画像処理部200は、スキャナあるいはコンピュータ端末等から入力される画像データに各種処理を施し、フルカラー画像に対応するYMCK四色の露光データを出力する。具体的に説明すると、画像処理部200は、イエロー画像に対応するイエロー露光データYE、マゼンタ画像に対応するマゼンタ露光データME、シアン画像に対応するシアン露光データCE、および黒画像に対応する黒露光データKEを出力する。なお、本実施の形態では、画像処理部200が主走査方向及び副走査方向に対しそれぞれ600spi(spot per inch)の解像度で各色の露光データを出力するものとする。これらのうち、イエローユニット10Yに設けられたY露光装置13Yはイエロー露光データYEを取得する。また、マゼンタユニット10Mに設けられたM露光装置13Mはマゼンタ露光データMEを取得する。さらに、シアンユニット10Cに設けられたC露光装置13Cはシアン露光データCEを取得する。さらにまた、黒ユニット10Kに設けられたK露光装置13Kは黒露光データKEを取得する。なお、各露光装置13は、図示しないレーザ光源をそれぞれ備えている。そして、これら各レーザ光源は、形成対象となるトナー像の色とは無関係に、例えば赤外領域の同一波長で発光するようになっている。また、画像処理部200は、露光装置13の他に定着装置50にも、これらイエロー露光データYE、マゼンタ露光データME、シアン露光データCE、黒露光データKEを出力する。
点灯制御部53は、制御部100から入力される制御信号に従い、フラッシュ定着装置70におけるフラッシュランプ71の点灯・消灯、および、レーザ定着装置80におけるレーザ光源81の駆動を制御する。
まず、画像処理部200は、入力される画像データに画像処理を施し、イエロー露光データYE、マゼンタ露光データME、シアン露光データCE、黒露光データKEを出力する。そして、制御部100は、画像形成ユニット10を構成する各装置を動作させ、各色トナー像の形成を行わせる。例えばイエローユニット10Yでは、帯電装置12により一様に帯電された感光体ドラム11に、露光装置13(Y露光装置13Y)によりイエロー露光データYEに応じたレーザ光を照射することで、イエロー画像に対応した静電潜像の形成を行う。次いで、感光体ドラム11に形成された静電潜像をイエローの現像装置14を用いて現像することで、イエローのトナー像を形成させる。なお、他のマゼンタユニット10M、シアンユニット10C、黒ユニット10Kにおいても、同様の手順でマゼンタのトナー像、シアンのトナー像、黒のトナー像がそれぞれ形成される。
定着装置50において、光量補正部51は、画像処理部200から入力されてくるイエロー露光データYE、マゼンタ露光データME、シアン露光データCE、黒露光データKEに、それぞれ適宜光量補正処理を施す。バッファ部52は、光量補正部51にて光量補正がなされることによって得られたイエロー定着露光データYF、マゼンタ定着露光データMF、シアン定着露光データCF、黒定着露光データKFを一時的に保持する。
そして、点灯制御部53は、用紙Pが定着装置50を通過する間、フラッシュランプ71を断続的に点灯させる。すると、フラッシュランプ71から照射される光が用紙P上のトナー像を構成する各色トナーによって吸収され、光の吸収によって発熱したトナーが溶融する。
図6は、用紙P上に形成される画像の例を示す図である。なお、ここでは、A4サイズの用紙Pの長手方向を主走査方向とする所謂A4LEFに対応した画像形成を行うものとする。また、形成する画像は神奈川県の地図であり、イメージは緑、テキストは黒でそれぞれ形成されるものとする。また、その中で横浜市については、緑の光沢が強調されるものとする。
図7(a)は、画像処理部200から入力される、a番目のラインLaに対するイエロー露光データYE、マゼンタ露光データME、シアン露光データCE、黒露光データKEを示している。なお、図7(a)において、横軸は画素番号であり、縦軸は各色の出力階調値である。ラインLaでは、画素番号1500〜4000番、および、画素番号4500〜6500番にかけて緑のイメージ画像が形成される。このため、イエロー露光データYEおよびシアン露光データCEはこれらの画素番号において所定の出力階調値を有する。一方、この例では、マゼンタ露光データMEは全ての画素番号において0の出力階調値を有する。また、ラインLaでは、画素番号2000〜2500番にかけて黒のテキスト画像が形成される。このため、黒露光データKEはこれらの画素番号の一部において所定の出力階調値を有する。
また、本実施の形態では、フラッシュ定着装置70から照射される光を用紙Pの全体に照射する一方、レーザ定着装置80から照射される光を用紙P上の対応する色のトナーに局所的に照射するようにした。その結果、用紙P上の各色トナーをより確実に溶融、定着させることが可能となる。
さらに、本実施の形態では、フラッシュ定着装置70から照射される光の光量が不足する領域に対し、レーザ定着装置80から照射される光の光量を増加させるようにした。これにより、用紙P上の各色トナーを位置に関係なくに定着することが可能になる。
さらに、本実施の形態では、フラッシュ定着装置70とレーザ定着装置80とを組み合わせることにより、各色のトナーに対して十分な熱量を供給することが可能となり、その分、イエロートナーTY、マゼンタトナーTM、シアントナーTCに含有させる赤外吸収剤の量が少なくて済むことになる。このため、これらのトナーのコストが低減されるとともに、赤外吸収剤によるこれらのトナーの色味の変化が抑えられる。
そして、本実施の形態では、フラッシュ定着装置70とレーザ定着装置80とを組み合わせることにより、黒トナーで形成されるモノクロ画像は勿論のこと、黒トナー、イエロートナーTY、マゼンタトナーTM、シアントナーTCで形成され、モノクロ画像よりもトナー量が多くなるフルカラー画像に対しても適切な定着を行うことが可能になる。
図11(a)あるいは図11(b)に示す構成を採用した場合に、フラッシュ定着装置70によるフラッシュ定着位置とレーザ定着装置80によるレーザ定着位置との間の距離は、用紙搬送装置60による用紙Pの搬送速度で、2秒以内に到達できる距離以内とすることが好ましい。なお、これより距離が遠くなると、上流側の定着装置にて溶融されたトナーが下流側の定着装置に進入するまでの間に冷えて固まってしまうおそれがある。
Claims (18)
- 記録材に画形材を用いて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材に第1の光を照射する第1照射手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材に前記第1の光とは異なる第2の光を照射する第2照射手段と
を含む画像形成装置。 - 前記第1照射手段は前記第1の光として非干渉性を有する光を前記記録材に照射し、
前記第2照射手段は前記第2の光として干渉性を有する光を前記記録材に照射することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記画形材は、800〜1700nmに吸収の最大値を有する赤外吸収剤を含有することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記第1照射手段はランプによる発光装置にて構成され、
前記第2照射手段はレーザによる発光装置にて構成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記レーザによる発光装置は、前記記録材上の前記画形材の形成部位に選択的に前記第2の光を照射することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、帯電された感光体を選択的に露光して静電潜像を形成する露光装置を備え、
前記レーザ発光装置から照射される前記第2の光の当たる直径が、前記露光装置による露光光の当たる直径よりも大きいことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、帯電された感光体を選択的に露光して静電潜像を形成する露光装置を備え、
前記レーザ発光装置は、前記露光装置の動作信号に基づいて発光動作を行うことを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 - 記録材に画形材を用いて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材を非接触加熱する第1加熱手段と、
前記画像形成手段にて画像が形成された前記記録材をさらに非接触加熱する第2加熱手段と
を含む画像形成装置。 - 前記第1加熱手段は前記記録材の全域を加熱し、
前記第2加熱手段は前記記録材の全域のうちの一部領域を加熱することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。 - 前記第1加熱手段は前記記録材にランプ光を照射することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
- 前記第2加熱手段は前記記録材にレーザ光を照射することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は複数色の画形材を用いて前記記録材に画像を形成し、
前記第2加熱手段は前記複数色の画形材の吸収波長に対応する複数の発光波長のレーザ光を照射することを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。 - 前記レーザ光の強度密度が、1.5W/cm2以上且つ630W/cm2以下であることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
- 前記レーザ光の発光波長が、300nm以上且つ1600nm以下であることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
- 画像が形成された記録材の全体を加熱する全体加熱手段と、
前記記録材の局所を加熱する局所加熱手段と
を含む定着装置。 - 前記局所加熱手段は、前記全体加熱手段による加熱が不足する記録材上の領域を前記局所として加熱することを特徴とする請求項15記載の定着装置。
- 前記局所加熱手段は、前記記録材上の前記画像の形成部位を選択的に加熱することを特徴とする請求項15記載の定着装置。
- 前記全体加熱手段は、前記記録材の搬送方向に直交する方向に沿って配設され当該記録材を非接触加熱するヒータ部からなり、
前記局所加熱手段は、前記記録材にレーザ光を照射するレーザ照射部からなることを特徴とする請求項15記載の定着装置。
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