(57)【要約】【課題】レーザ光が記録媒体の搬送位置の背面側に通過してしまった場合に、該レーザ光によって周辺部材等が過加熱されるのを防止することができるレーザ定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  レーザ光照射装置３２から連続用紙Ｐにレーザ光３３を照射して連続用紙上のトナーを加熱し定着するレーザ定着装置３１において、レーザ光の一次照射位置３３ａを通過して背面側に至るレーザ光を遮蔽する位置にレーザ光を吸収するレーザ光吸収体４０を備える。これにより、連続用紙の搬送異常等により一次照射位置に連続用紙が存在しない場合であっても、一次照射位置を通過したレーザ光が他の部材に照射されて加熱されるのを防止する。レーザ光吸収体は、レーザ光照射位置の背面側を覆うように設けられた背面側集光体３６の後方、連続用紙の搬送位置と背面側集光体との間、又は背面側集光体と一体となるように配置することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を保持して搬送される記録媒体にレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、
前記記録媒体が搬送される位置の背面側に投射されたレーザ光の光路上に設けられ、該レーザ光を吸収するレーザ光吸収体と、を備えたことを特徴とするレーザ定着装置。
【請求項２】
前記レーザ光照射装置から前記記録媒体に照射され、該記録媒体の裏面側に透過して散乱した光を反射し、前記照射位置の背面又は照射位置付近の背面に集光させる背面側集光体を備え、
該背面側集光体は、前記記録媒体のレーザ光照射位置の背面側を囲むように設けられ、
該背面側集光体の、前記記録媒体が搬送される位置の背面側へ通過した前記レーザ光の光路となる位置には、該レーザ光を透過するレーザ光透過部が設けられ、
前記レーザ光吸収体は、前記レーザ光透過部の後方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ定着装置。
【請求項３】
前記レーザ光照射装置から前記記録媒体に照射され、該記録媒体の裏面側に透過して散乱した光を反射し、前記照射位置の背面又は照射位置付近の背面に集光させる背面側集光体を備え、
該背面側集光体は、前記記録媒体のレーザ光照射位置の背面側を囲むように設けられ、
前記記録媒体が搬送される位置の背面側へ投射された前記レーザ光の光路上の、前記背面側集光体に到達する前の位置に、前記レーザ光吸収体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ定着装置。
【請求項４】
前記レーザ光照射装置から前記記録媒体に照射され、該記録媒体の裏面側に透過して散乱した光を反射し、前記照射位置の背面又は照射位置付近の背面に集光させる背面側集光体を備え、
該背面側集光体は、前記記録媒体のレーザ光照射位置の背面側を囲むように設けられ、
該背面側集光体の、前記記録媒体が搬送される位置の背面側へ投射されたレーザ光の光路上となる位置に、前記レーザ光吸収体が支持されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ定着装置。
【請求項５】
前記レーザ光は、搬送される前記記録媒体の幅方向に伸びる帯状の領域に照射されるものであり、
前記レーザ光吸収体は、  前記記録媒体が搬送される位置を通過した前記レーザ光が導入される溝状凹部と、  該溝状凹部の底から該溝状凹部内で前記レーザ光の導入口側に向かって突き出し、先端が尖った形状となって側面が傾斜した溝内凸部とを有し、  前記溝状凹部内の壁面及び前記溝内凸部の側面が、レーザ光を吸収するように表面の仕上げがなされていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレーザ定着装置。
【請求項６】
前記レーザ光が前記記録媒体に照射されて反射した光を、該照射位置又はこの照射位置付近に再照射するように反射して集光する前方側集光体を備えることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載のレーザ定着装置。
【請求項７】
静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体上に形成された静電潜像に画像形成材料を転移して可視像を形成する現像装置と、
前記可視像を、直接に記録媒体へ転写又は転写体上に一次転写した後に記録媒体へ二次転写する転写装置と、
該記録媒体に転写された可視像の画像形成材料を加熱して定着させる、請求項１から請求項６までのいずれかに記載のレーザ定着装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉状のトナーを用いる画像形成装置は、トナーにより形成されたトナー像を感光体ドラムから記録媒体上に転写し、その後にトナー像を記録媒体上に定着するものが広く用いられている。そして、トナー像を定着する方式として接触方式と非接触方式とが知られている。
非接触方式の定着装置は、記録媒体に接触しないことから、接触方式の装置と比較すると記録媒体の汎用性に優れているとともに高速化が実現できる。このような非接触方式の定着装置としては、記録媒体の搬送経路に対向してフラッシュランプや赤外線ヒータの発熱体を配置し、これらの熱で記録媒体に保持された未定着トナー像を加熱して定着するものがある。また、加熱手段として高出力のレーザを用いる定着装置も開発されている。
【０００３】
上記のように発熱体を用いた非接触方式の定着装置では、加熱手段からの熱を直接記録媒体に照射するために定着装置内で記録媒体が停止すると、記録媒体の一部が過度に加熱される。このため、記録媒体の発火を防止する手段が、例えば特許文献１、特許文献２及び特許文献３に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３４３０７号公報
【特許文献２】特開昭５３−５４０３４号公報
【特許文献３】特開昭５９−２０４０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明は、レーザ光が記録媒体の搬送位置の背面側に通過してしまった場合に、該レーザ光によって周辺部材等が過加熱されるのを防止することができるレーザ定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、  未定着トナー像を保持して搬送される記録媒体にレーザ光を照射するレーザ光照射装置と、  前記記録媒体が搬送される位置の背面側に投射されたレーザ光の光路上に設けられ、該レーザ光を吸収するレーザ光吸収体と、を備えたことを特徴とするレーザ定着装置を提供する。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のレーザ定着装置において、  前記レーザ光照射装置から前記記録媒体に照射され、該記録媒体の裏面側に透過して散乱した光を反射し、前記照射位置の背面又は照射位置付近の背面に集光させる背面側集光体を備え、  該背面側集光体は、前記記録媒体のレーザ光照射位置の背面側を囲むように設けられ、  該背面側集光体の、前記記録媒体が搬送される位置の背面側へ通過した前記レーザ光の光路となる位置には、該レーザ光を透過するレーザ光透過部が設けられ、  前記レーザ光吸収体は、前記レーザ光透過部の後方に設けられているものとする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のレーザ定着装置において、  前記レーザ光照射装置から前記記録媒体に照射され、該記録媒体の裏面側に透過して散乱した光を反射し、前記照射位置の背面又は照射位置付近の背面に集光させる背面側集光体を備え、  該背面側集光体は、前記記録媒体のレーザ光照射位置の背面側を囲むように設けられ、  前記記録媒体が搬送される位置の背面側へ投射された前記レーザ光の光路上の、前記背面側集光体に到達する前の位置に、前記レーザ光吸収体が設けられているものとする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載のレーザ定着装置において、  前記レーザ光照射装置から前記記録媒体に照射され、該記録媒体の裏面側に透過して散乱した光を反射し、前記照射位置の背面又は照射位置付近の背面に集光させる背面側集光体を備え、  該背面側集光体は、前記記録媒体のレーザ光照射位置の背面側を囲むように設けられ、  該背面側集光体の、前記記録媒体が搬送される位置の背面側へ投射されたレーザ光の光路上となる位置に、前記レーザ光吸収体が支持されているものとする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のレーザ定着装置において、  前記レーザ光は、搬送される前記記録媒体の幅方向に伸びる帯状の領域に照射されるものであり、  前記レーザ光吸収体は、  前記記録媒体が搬送される位置を通過した前記レーザ光が導入される溝状凹部と、  該溝状凹部の底から該溝状凹部内で前記レーザ光の導入口側に向かって突き出し、先端が尖った形状となって側面が傾斜した溝内凸部とを有し、  前記溝状凹部内の壁面及び前記溝内凸部の側面が、レーザ光を吸収するように表面の仕上げがなされているものとする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のレーザ定着装置において、  前記レーザ光が前記記録媒体に照射されて反射した光を、該照射位置又はこの照射位置付近に再照射するように反射して集光する前方側集光体を備えるものとする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、静電電位の差による潜像が形成される像保持体と、  前記像保持体上に形成された静電潜像に画像形成材料を転移して可視像を形成する現像装置と、
前記可視像を、直接に記録媒体へ転写又は転写体上に一次転写した後に記録媒体へ二次転写する転写装置と、  該記録媒体に転写された可視像の画像形成材料を加熱して定着させる、請求項１から請求項６までのいずれかに記載のレーザ定着装置と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明のレーザ定着装置では、レーザ光が記録媒体の搬送位置の背面側に通過してしまった場合に、周辺部材等が過加熱されるのを防止することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明のレーザ定着装置では、搬送される記録媒体上にレーザ光を照射したときに、記録媒体を透過して散乱した光を未定着トナー像の定着に効率よく利用することと、記録媒体の搬送に異常が生じたときに、背面側に通過したレーザ光による周辺部材の過加熱を防止することとの両立が可能となる。
【００１５】
請求項３に係る発明のレーザ定着装置では、搬送される記録媒体上にレーザ光を照射したときに、記録媒体を透過して散乱した光を未定着トナー像の定着に効率よく利用することと、記録媒体の搬送に異常が生じたときに、背面側に通過したレーザ光による周辺部材の過加熱を防止することとの両立が可能となる。
【００１６】
請求項４に係る発明のレーザ定着装置では、搬送される記録媒体上にレーザ光を照射したときに、記録媒体を透過して散乱した光を未定着トナー像の定着に効率よく利用することと、記録媒体の搬送に異常が生じたときに、背面側に通過したレーザ光による周辺部材の過加熱を防止することとの両立が可能となる。
【００１７】
請求項５に係る発明のレーザ定着装置では、本構成を有したレーザ光吸収体を使用しない装置と比較して、レーザ光の散乱を低減することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明のレーザ定着装置では、前面側集光体を備えていない装置と比較して、レーザ光の照射エネルギーを未定着トナー像の定着に効率よく使用することが可能となる。
【００１９】
請求項７に係る画像形成装置では、レーザ光が記録媒体の搬送位置の背面側に通過してしまった場合に、周辺部材等が過加熱されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置で用いられるレーザ定着装置であって、本願に係る発明の一実施形態であるレーザ定着装置の概略斜視図である。
【図３】図２に示すレーザ定着装置の概略断面図である。
【図４】図２に示すレーザ定着装置において、射出されたレーザ光が連続用紙の搬送位置を通過してしまった状態を示す概略断面図である。
【図５】図２に示すレーザ定着装置に用いられるレーザ光吸収体の概略斜視図及び概略断面図である。
【図６】本願に係る発明の第２の実施形態であるレーザ定着装置の概略断面図である。
【図７】本願に係る発明の第３の実施形態であるレーザ定着装置の概略断面図である。
【図８】本願に係る発明の第４の実施形態であるレーザ定着装置の概略断面図である。
【図９】従来のフラッシュランプ定着装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本願に係る発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置１は、記録媒体である連続用紙（連続帳票ともいわれる連続した用紙、以下単に「連続用紙」という）に画像を形成する大型機であり、連続用紙Ｐを搬送供給する用紙搬送部１０と、トナー像を形成し連続用紙Ｐに転写する画像形成部２０と、転写された画像を定着する定着部３０とから構成されている。
【００２２】
上記用紙搬送部１０には、連続用紙Ｐを巻きまわして搬送する複数の巻きまわしローラ１１が備えられており、連続用紙Ｐに張力を付与しながら画像形成部２０に搬送するようになっている。
【００２３】
上記画像形成部２０には、上流側から順にブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のトナー（画像形成材料）の付着によって可視的な像であるトナー像を形成する４つの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが連続用紙の搬送方向に沿ってほぼ同じ間隔で備えられている。
それぞれの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙは、導電性材料からなる円筒状部材の外周面に光導電性層が形成された感光体ドラム２２を備えており、この感光体ドラム２２の周囲に、感光体ドラム２２の表面を一様に帯電させる帯電装置２３と、帯電された感光体ドラム２２に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置２４と、感光体ドラム２２上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像装置２７と、感光体ドラム２２と対向し、感光体ドラム上に形成されたトナー像を連続用紙上に転写する転写ロール２５と、トナー像が転写された後の感光体ドラム２２に残留するトナーを除去するクリーニング装置２６と、を備えている。
なお、４つの画像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙのそれぞれは、現像装置２７が収容するトナーの色が異なっており、その他の構成は同じである。そして、各現像装置２７Ｋ，２７Ｃ，２７Ｍ，２７Ｙの上方には、当該現像装置が収容するトナーと対応する色のトナーを現像装置２７に補給するトナー補給容器２８Ｋ，２８Ｃ，２８Ｍ，２８Ｙが備えられており、現像により消費されるトナーを補充することができるようになっている。
【００２４】
画像形成部２０の下流に設けられた上記定着部３０には、画像形成部２０で連続用紙上に転写された未定着トナー像を定着するレーザ定着装置３１と、トナー像が転写された連続用紙Ｐが巻き回わされ、該連続用紙をレーザ定着装置に誘導する搬送ロール３８と、トナー像が定着された連続用紙Ｐを装置外に排出する排出ロール３９とが設けられている。
【００２５】
この画像形成装置で、画像形成動作が開始されると、感光体ドラム２２の表面が帯電装置２３によってほぼ一様な負極性に帯電される。露光装置２４は画像データに基づき、帯電された感光体ドラム２２の周面に像光を照射する。これにより、感光体ドラム２２の表面には露光部と非露光部との電位差による潜像が形成される。現像装置２７では、現像ロールの周面上に現像剤の薄層が形成され、該現像ロールの回転により薄層化されたトナーが感光体ドラム２２の周面と対向する現像位置に搬送される。現像位置では、感光体ドラム２２と現像ロールとの間に電界が形成されており、この電界内で現像ロール上のトナーが感光体ドラム上の潜像に転移してトナー像が形成される。このようにして形成されたトナー像は、感光体ドラム２２の回転により、転写ロール２５が圧接される転写圧接部２５ａへと搬送される。
【００２６】
一方、用紙搬送部１０から搬送される連続用紙Ｐは、転写圧接部２５ａへ送り込まれる。転写圧接部２５ａには転写バイアス電圧によって電界が形成されており、この電界内でトナー像は連続用紙Ｐに転写される。連続用紙Ｐは各画像形成ユニット２１の転写圧接部２５ａへ順次搬送され、各色のトナー像が重ねて転写される。
【００２７】
トナー像が転写された連続用紙Ｐは、トナー像を保持した状態で搬送ロール３８に巻きまわされながらレーザ定着装置３１へと送られる。レーザ定着装置３１では、レーザ光３３が搬送されている連続用紙Ｐに照射され、トナーを加熱して定着する。トナー像が定着された連続用紙Ｐは排紙ロール３９によって装置外に排出される。
【００２８】
図２は、本願に係る発明の一実施形態であるレーザ定着装置の概略斜視図であり、図３は概略断面図、図４は射出されたレーザ光が連続用紙の搬送位置を通過してしまった状態を示す概略断面図である。
このレーザ定着装置３１は、移動する連続用紙Ｐの画像が転写される領域の全幅にわたってレーザ光３３を照射するレーザ光照射装置３２と、レーザ光３３が連続用紙Ｐで反射することによって生じた散乱光３３ｂを再び連続用紙Ｐに照射するための前方側集光体３５と、上記連続用紙Ｐを透過して散乱した光３３ｃを反射し、連続用紙Ｐの背面側から照射位置の背面又はその近傍に集光する背面側集光体３６と、連続用紙が搬送される位置を通過してしまったレーザ光を吸収するレーザ光吸収体４０と、で主要部が構成されている。
【００２９】
上記レーザ光照射装置３２は、連続用紙Ｐの幅方向（搬送方向と交差する方向）に複数が配列されている。これらレーザ光照射装置３２から射出されるレーザ光３３は、移動する連続用紙Ｐの幅方向に照射エネルギーがほぼ一様となるように調整される。また、連続用紙Ｐの移動方向には予め設定された範囲で該連続用紙Ｐに対してレーザ光３３を照射するものとなっている。そして、このレーザ光３３の照射領域を通過するトナーが加熱され連続用紙Ｐ上に定着されるように、照射エネルギーが調整されている。
なお、本実施の形態では、半導体レーザが用いられ、連続用紙Ｐの搬送方向に約１ｍｍのビーム幅で照射するものとなっている。
【００３０】
上記前方側集光体３５は、反射面３５ｂが凹状の円筒曲面となった金属ミラーであり、上記反射面３５ｂが連続用紙Ｐと対向するように配置されている。そして、円筒曲面の中心軸が連続用紙Ｐの搬送方向とほぼ直角となるように支持されている。上記円筒曲面となった反射面３５ｂの周方向における中央部には、軸方向のスリット３５ａが設けられており、レーザ光３３の入射口となって、このスリット３５ａを通して連続用紙Ｐにレーザ光３３が照射される。このように、レーザ光照射装置３２を前方側集光体３５の後方つまり反射面と反対側に配置することにより、連続用紙上で反射した光を遮ることがなく、前方側集光体を有効に使用することが可能となっている。
【００３１】
上記前方側集光体３５の反射面３５ｂは、連続用紙Ｐの移動方向には、レーザ光３３が連続用紙Ｐを最初に照射する位置、つまり一次照射位置３３ａをほぼ覆うように設けられており、連続用紙Ｐの幅方向には、画像が形成される領域の全幅を覆うものとなっている。そして、上記前方側集光体３５の円筒曲面の中心軸位置は、連続用紙Ｐ上にレーザ光が照射される一次照射位置３３ａ又はこの一次照射位置付近となるように設定されている。これにより、前方側集光体３５は、図３に示すようにレーザ光３３が連続用紙上で反射して散乱した散乱光３３ｂの多くを一次照射位置３３ａ又はこの付近に集光するように繰り返し反射させることができるものとなっている。
【００３２】
ここで「一次照射位置又は一次照射位置付近に集光する」とは、レーザ光が一次照射されることによる照射エネルギーに対し、特に孤立しているトナーに対して、集光体で反射して集光される光のエネルギーの追加によって一次照射位置におけるトナー粒子の定着効果が増大する程度に集光することである。したがって、集光体で集光される光が正確に一次照射位置に照射される場合の他、一次照射位置とその付近に照射されるものであっても良いし、集光体で集光される光の照射エネルギーの分布におけるピーク位置が一次照射位置から多少はずれるものであっても良い。
なお、円筒曲面となった反射面３５ｂの中心軸位置は、一次照射位置３３ａで反射した散乱光を一次照射位置付近に集光できるものであれば、連続用紙Ｐの移動方向又は連続用紙の紙面と垂直な方向に多少はずれていてもよい。
この実施の形態では、上記前方側集光体３５の円筒曲面の半径は５０ｍｍ、周方向の両端３５ｃと搬送される連続用紙との間隔は５ｍｍとなっている。
【００３３】
上記背面側集光体３６は、図３及び図４に示すように、連続用紙Ｐの一次照射位置３３ａの背面側を覆うように設けられており、連続用紙Ｐの幅方向には、画像が形成される領域の全幅を覆うようになっている。この背面側集光体３６は、上記前方側集光体３５と同様に、反射面３６ｂが凹状の円筒曲面となった金属ミラーであり、円筒曲面の中心軸が連続用紙Ｐの搬送方向とほぼ直角となるように配置されている。そして、円筒曲面の中心軸は、連続用紙Ｐ上にレーザ光が照射される一次照射位置３３ａ又はこの一次照射位置付近となるように設定されている。これにより、背面側集光体３６は、レーザ光が連続用紙を透過して散乱した光３３ｃの多くを一次照射位置３３ａの背面側及びこの付近に集光するものとなっている。
【００３４】
このように円筒曲面となった背面側集光体３６の周方向における中央部には、軸方向にレーザ光３３を通過させるレーザ光透過部としての開口３６ａが設けられている。したがってレーザ光の一次照射位置３３ａに連続用紙Ｐがないとき、もしくは図４に示すように連続用紙が焼き切れたとき等に、一次照射位置３３ａを通過して背面側集光体３６側に投射されるレーザ光３３がこの開口３６ａを通過するものとなっている。
本実施の形態では、背面側集光体３６に開口３６ａを設けてレーザ光３３を通過させるものとなっているが、レーザ光３３が投射される位置を光透過性を有する材料、例えばガラス等で形成してもよい。
【００３５】
図５は、上記レーザ光吸収体４０を示す概略図であり、図５（ａ）は概略斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＡ―Ａ線における断面図である。
上記レーザ光吸収体４０は、耐熱性を有した材料、例えばセラミックや金属等で形成されており、背面側集光体３６の開口３６ａに対向して配置されている。
このレーザ光吸収体４０は、図５に示すように、外形がほぼ直方体に形成されており、レーザ光３３を導入する導入口４１と、この導入口４１から連続して形成された溝状凹部４２と、この溝状凹部４２の底面４２ａから導入口４１側に突出して形成された突出部４３と、を備えている。
【００３６】
上記導入口４１は、背面側集光体３６の開口３６ａに対向する位置に設けられ、開口３６ａを通過したレーザ光３３を導入できる大きさに形成されている。
上記溝状凹部４２は、導入口４１から入射したレーザ光３３を吸収するように内面が処理されている。例えば、黒アルマイト加工を施すことによって反射する光が低減される。また、光吸収性を有する黒色の塗膜を形成したもの等でもよい。この溝状凹部４２の内部には上記突出部４３が形成されており、突出部の側面４３ｂも高い吸光性を有するように同様の表面処理が施されている。
上記突出部４３は、図５（ｂ）に示すように、溝状凹部の底面４２ａから導入口４１側に向かって突出するよう設けられ、先端は溝状凹部内にあって尖った形状の尖鋭部４３となっている。この突出部４３は、搬送される連続用紙の幅方向に同じ断面形状を有するものであり、尖鋭部４３ａから底面４２ａまでは傾斜面４３ｂとなっている。したがって、導入口４１から溝状凹部４２内に進入したレーザ光３３は、突状部の傾斜面４３ｂに照射されて吸収される。また、反射した光も、図５（ｂ）に示すように溝状凹部４２の内面や突状部４３の傾斜面４３ｂに繰り返し入射して吸収される。これによりレーザ光吸収体４０から外部に漏出する光を低減するものとなっている。
【００３７】
また、レーザ光吸収体４０の外側には冷却装置（図示しない）を設け、レーザ光３３のエネルギーで過度に加熱されないようにすることができる。冷却装置としては、例えばヒートシンクを採用することができる。また、レーザ光吸収体の背面に空気流を吹き付ける冷却ファン（図示しない）を設けるものであってもよいし、これらの双方を設けるものであってもよい。さらに、上記ヒートシンクや冷却ファン以外の手段を用いるものであってもよい。
【００３８】
このようなレーザ定着装置３１は、次のように機能する。
トナー像が転写された連続用紙が正常に搬送されているときには、レーザ光照射装置３２からレーザ光３３が連続用紙上に照射される。つまり、一次照射位置３３ａを中心とする限定された範囲に照射される。また、連続用紙上で反射した光及び連続用紙Ｐを透過して背面側で散乱した光は前方側集光体３５及び背面側集光体３６で反射し、再び一次照射位置付近に照射される。これにより、一次照射されたレーザ光３３と、前方側集光体３５及び後方側集光体３６による反射光との双方によって連続用紙上のトナー粒子は加熱され、定着される。特に、一次照射位置３３ａの画像濃度が低濃度であれば、記録媒体上で反射される光の量及び連続用紙Ｐを透過する光の量は多くなり、前方側集光体３５及び背面側集光体３６から再照射される光の量が多くなる。低濃度部分のトナー粒子は密集度が低く放熱量が多くなって加熱の効率が悪くなるが、上記にように前方側集光体３５及び後方側集光体３６からトナー粒子に照射される光エネルギーが多くなり、加熱効率が低いことが是正される。一方、高濃度部分では、トナー粒子の密集度が高くなっており、レーザ光３３が一次照射されたときの反射光が少なくなる。これによりトナー粒子に照射される光エネルギーが低濃度部より少なくなり、必要以上に加熱されて画像欠陥が生じたり、トナー樹脂の飛散が増加したりするのが抑制される。
【００３９】
上記のように機能する前方側集光体３５及び後方側集光体３６は、図９に示すような従来のフラッシュランプを用いた定着装置１００の反射体と次の点で相違するものである。
従来のフラッシュランプを用いた定着装置１００では、搬送される記録媒体Ｐと対向するようにフラッシュランプ１０１が配置され、フラッシュランプ１０１の背面及び側面を覆うように、反射体であるミラー１０２が設けられている。このミラー１０２は、図９（ａ）に示すように、フラッシュランプ１０１から周囲に放射される光、特に背面側や側方への光を反射して記録媒体Ｐに照射するものである。このとき、ミラー１０２で反射した光は記録媒体Ｐのフラッシュランプ１０１と対向する広い領域に分布して照射される。また、図９（ｂ）に示すように、記録媒体に照射されて反射した光をさらに反射して記録媒体上に照射する機能をも有するものであるが、入射角が異なる光をそのまま分散させて反射するものであって、特定された領域に集光するものではない。このため、記録媒体Ｐのフラッシュランプ１０１と対向する領域にほぼ一様に照射エネルギーが供給され、記録媒体Ｐ上のトナー像に高濃度部と低濃度部とが混在している場合にも供給エネルギーはほぼ一様となる。
したがって、レーザ光３３の一次照射位置３３ａが高濃度部であるときと低濃度部であるときとでトナー粒子に照射されるエネルギーに差を生じさせる上記前方側集光体３５又は背面側集光体３６は、フラッシュランプを用いた定着装置におけるミラーと設置する目的が異なるものであり、その機能も全く異なる。
【００４０】
一方、上記レーザ定着装置３１は、連続用紙Ｐの搬送にエラーが生じたときには次のように動作する。
レーザ定着装置は、フラッシュランプ等と異なり光の直進性が高く、またレーザ光照射位置のエネルギー密度が高くなっている。このため、記録用紙の搬送速度が速い高速定着を実現することが可能であるが、レーザ光の直進性と高出力性により紙詰まり等の記録媒体の搬送異常が生じると短時間でレーザ光の一次照射位置にある連続用紙が焼き切れてしまうことが考えられる。例えば、本実施の形態では、搬送方向に約１ｍｍのビーム幅を有したレーザ光に対して連続用紙Ｐは１ｍ／秒で搬送されるようになっており、紙詰まりが生じると数ミリ秒から数十ミリ秒後にはレーザ光の一次照射位置３３ａにある連続用紙Ｐが焼き切れ、図４に示すようにレーザ光３３は背面側に通過してしまう。また、装置に異常が生じた場合、連続用紙が搬送されていないにもかかわらずレーザ光３３がレーザ光照射装置３２から射出されることも想定する必要がある。このように、レーザ光の一次照射位置３３ａに連続用紙Ｐが存在しない場合、レーザ光３３は連続用紙Ｐの搬送位置を通過し、射出された照射エネルギーを維持したまま直進して背面側に至る。
【００４１】
連続用紙Ｐの搬送位置を通過したレーザ光は、背面側集光体３６に設けられた開口３６ａを通過し、レーザ光吸収体４０に導かれて吸収される。これにより、レーザ光の一次照射位置３３ａに連続用紙が存在しない場合であっても、一次照射位置３３ａを通過したレーザ光３３が後方に備えられている他の部材等を直接に照射することがなく、これらの部材が加熱されるのを回避することができる。また、背面側反射体３６にレーザ光が直接に照射され、反射して他の部材が加熱されるのを防止することができる。
【００４２】
次に本願発明の第２の実施形態であるレーザ定着装置を図６に基づいて説明する。
このレーザ定着装置５１は、第１の実施の形態と同様に、移動する連続用紙Ｐにレーザ光５３を照射するレーザ光照射装置５２と、レーザ光５３が連続用紙Ｐで反射することによって生じた散乱光を再び連続用紙Ｐに照射するための前方側集光体５５と、上記連続用紙Ｐを透過して散乱した光を反射し、連続用紙Ｐの背面側から照射位置に集光する背面側集光体５６と、連続用紙がレーザ光の一次照射位置５３ａに存在しないときに、連続用紙の搬送位置を通過したレーザ光を吸収するレーザ光吸収体６０と、で主要部が構成されている。
なお、上記レーザ光照射装置５２、前方側集光体５５及びレーザ光吸収体６０の構成については、第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００４３】
上記背面側反射体５６は、第１の実施の形態と同様に、反射面５６ｂが凹状の円筒曲面となった金属ミラーであり、搬送される連続用紙Ｐの背面側で、円筒曲面の中心軸が連続用紙Ｐの搬送方向とほぼ直角となるように配置されている。そして、この円筒曲面は周方向に連続して形成されており、第１の実施形態のような開口は設けられていない。
【００４４】
上記レーザ光吸収体６０は、図６に示すように、連続用紙Ｐの搬送位置と背面側集光体５６との間に配置されている。したがって、連続用紙Ｐがレーザ光５３の一次照射位置５３ａに存在しないときに、この一次照射位置５３ａを通過して背面側に射出されたレーザ光５３は、背面側反射体５６に到達する前にレーザ光吸収体６０により吸収される。
これにより、搬送異常等に起因して連続用紙Ｐの同じ箇所にレーザ光５３が通常時よりも長い間照射され、一次照射位置５３ａにある部分が焼き切れた場合であっても、一次照射位置５３ａを通過したレーザ光５３によって他の部材を過加熱するのが防止される。
【００４５】
次に本願発明の第３の実施形態であるレーザ定着装置を図７に基づいて説明する。
このレーザ定着装置７１は、第１の実施の形態と同様に、レーザ光照射装置７２と、前方側集光体７５と、背面側集光体７６と、レーザ光吸収体８０と、で主要部が構成されており、レーザ光照射装置７２、前方側集光体７５及びレーザ光吸収体８０は、第１の実施の形態と同じものが用いられている。
【００４６】
上記背面側集光体７６は、第１の実施の形態と同様に、反射面７６ｂが凹状の円筒曲面となった金属ミラーであり、搬送される連続用紙Ｐの背面側で、円筒曲面の中心軸が連続用紙Ｐの搬送方向とほぼ直角となるように配置されている。そして、図７に示すように、背面側集光体７６の反射面の周方向における中央部に、レーザ光吸収体８０が支持されている。つまり、レーザ光吸収体８０が背面側集光体７６と一体に支持され、一次照射位置７３ａを通過したレーザ光７３を吸収するものとなっている。
【００４７】
一方、図６に示す実施の形態では、レーザ光吸収体として図５に示すものが用いられているが、図８に示すように背面側集光体７７は第２の実施の形態と同様に周方向に連続したものとし、レーザ光７３が照射される位置に吸光性のある板状又はシート状の部材からなるレーザ光吸収体８１を貼付したものであってもよい。つまり、レーザ光吸収体８１が円筒曲面となった背面側集光体７７の反射面の軸線方向に帯状に貼り付けられたものとすることができる。
【００４８】
このようにレーザ光吸収体８０、８１を背面側集光体７６、７７と一体として形成することにより、レーザ光吸収体８０、８１の支持構造が簡易となり、製造が容易となる。
【００４９】
なお、レーザ光吸収体は以上に説明した実施の形態で用いられているものに限定されるものではなく、レーザ光の高吸収性、耐熱性等を有するものであれば他の構成を備えるものを採用することができる。また、画像が形成される記録媒体として連続用紙を用いているが、一般的な規格に基づいた大きさにカットされた記録用紙を一枚ずつ搬送して用いるものであってもよい。
【００５０】
レーザ光は記録媒体の搬送方向のビーム幅が約１ｍｍ、前方側集光体３５及び背面側集光体３６の円筒曲面の半径は５０ｍｍ、これらの集光体３５、３６の周方向の両端３５ｃ、３６ｃと搬送される連続用紙との間隔を５ｍｍとしたが、これらの大きさは、レーザ光３３の照射エネルギーをトナー像の定着のために有効に利用できる範囲で、適宜変更することが可能である。
また、前方側集光体及び背面側集光体として金属ミラーを用いたが、ガラスの裏面にアルミ等の金属を塗布又は貼り付けたガラスミラーや金属を蒸着した金属膜ミラー等を使用することもできる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、前方側集光体３５、５５、７５及び背面側集光体３６、５６、７６、７７の反射面の形状を円筒曲面にしたが、円筒曲面に限定されるものではなく、例えば楕円形の反射面を有するもの、又は分割された複数の反射面が周方向に配列されたものであってもよい。このように反射面の形状を変えることにより、連続用紙の搬送時に用紙が上下に変位した場合でも、集光体で反射した反射光を連続用紙の一次照射位置に安定した光量で照射することが可能となり、定着ムラを低減することが可能となる。
【００５２】
なお、前方側集光体３５、５５、７５及び背面側集光体３６、５６、７６、７７は必ずしも装備する必要はないが、レーザ光のエネルギーを有効利用するためには装備するのが望ましい。
【符号の説明】
【００５３】
１：画像形成装置、    
１０：用紙搬送部、    １１：巻きまわしローラ、      
２０：画像形成部、    ２１：画像形成ユニット、    ２２：感光体ドラム、    ２３：帯電装置、    ２４：露光装置、      ２５：転写ロール、    ２６：クリーニング装置、    ２７：現像装置、    ２８：トナー補給容器、    
３０：定着部、    ３１：レーザ定着装置、    ３２：レーザ光照射装置、    ３３：レーザ光、    ３３ａ：レーザ光の一次照射位置、    ３３ｂ：一次照射位置で反射して散乱する光、    ３３ｃ：連続用紙を透過した光、    ３５：前方側集光体、    ３５ａ：前方側集光体に設けられたスリット、    ３５ｂ：前方側集光体の反射面、    ３６：背面側集光体、    ３６ａ：背面側集光体の開口、    ３６ｂ：背面側集光体の反射面、    ３８：搬送ロール、    ３９：排出ロール、  
４０：レーザ光吸収体、    ４１：レーザ光吸収体の導入口、  ４２：レーザ光吸収体の溝状凹部、    ４２ａ：溝状凹部の底面、    ４３：溝状凹部内の突出部、    ４３ａ：突出部の尖鋭部、    ４３ｂ：突出部の傾斜面、    
５１：レーザ定着装置、    ５２：レーザ光照射装置、    ５３：レーザ光、    ５３ａ：一次照射位置、    ５５：前方側集光体、    ５６：背面側集光体、    ６０：レーザ光吸収体、
７１：レーザ定着装置、    ７２：レーザ光照射装置、    ７３：レーザ光、    ７３ａ：一次照射位置、    ７５：前方側集光体、    ７６、７７：背面側集光体、    ８０、８１：レーザ光吸収体、
１００：フラッシュランプ定着装置、    １０１：フラッシュランプ、    １０２：ミラー  
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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