(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を照射する光源と、
前記レーザー光を集光する集光部材と、
前記集光部材と接触する位置に設けられたローラーであって、当該ローラーと前記集光部材との間に進入した記録媒体を搬送するローラーと
を有し、
前記集光部材は、
前記レーザー光が入射する第１面および出射する第２面を有し、当該第１面から入射したレーザー光を集光して当該第２面から出射するレンズと、
前記レーザー光を透過しない材料で形成され、前記レンズを保持する保持部材と
を有し、
前記ローラーの回転軸に垂直な断面において、前記ローラーと前記集光部材との接触面が、前記保持部材の表面の少なくとも一部および前記第２面を含む
定着装置。
【請求項２】
前記集光部材は、前記レーザー光を透過する素材で形成され、前記レンズおよび前記保持部材が内部に収納され、当該レンズおよび当該保持部材に対して回転する筒体を有し、
前記筒体は、前記ローラーの回転に伴って回転し、前記記録媒体を搬送する
請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ローラーの回転軸に垂直な断面において、前記接触面が、前記第２面の両側に位置する前記保持部材の表面を含む
請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ローラーの回転軸に平行な断面において、前記接触面が、前記保持部材の表面の少なくとも一部および前記第２面を含む
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記形成されたトナー像を前記記録媒体上に定着させる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置と
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、レーザー光を照射することによりトナーを記録媒体に定着させる技術が用いられている。特許文献１には、記録材上の加熱定着可能な画像に対し当該記録材の搬送方向に交差する方向に沿って延びる照射領域に向かってレーザー光を照射するレーザー光源と、照射領域を囲うように設けられ且つレーザー光源から照射されたレーザー光による照射領域からの反射光が照射領域に向かって再照射されるように反射光を反射する反射面を有する反射部材と、この反射部材の記録材に向かう側の端部に連なるように設けられ、記録材の搬送面に対向し且つ反射部材の外方に向かって延びる部分を有してレーザー光が吸収可能な光吸収部材と、を備える定着装置が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、照射部よりも記録媒体搬送方向上流側で照射部側から記録媒体に外周面を接する、光を透過しない第１ローラーと、照射部よりも記録媒体搬送方向下流側で照射部側から記録媒体に外周面を接する、光を透過しない第２ローラーと、搬送路を挟んで第１ローラーに外周面を接する第３ローラーと、搬送路を挟んで第２ローラーに外周面を接する第４ローラーと、照射部よりも記録媒体搬送方向上流側および下流側で、搬送路を照射部側から覆う、光を透過しない遮光板とを有する定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８８３７２号公報
【特許文献２】特開２０１３−５７８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、レーザー光を照射することによりトナーを記録媒体に定着させる定着装置において、レーザー光の漏れを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る定着装置は、レーザー光を照射する光源と、前記レーザー光を集光する集光部材と、前記集光部材と接触する位置に設けられたローラーであって、当該ローラーと前記集光部材との間に進入した記録媒体を搬送するローラーとを有し、前記集光部材は、前記レーザー光が入射する第１面および出射する第２面を有し、当該第１面から入射したレーザー光を集光して当該第２面から出射するレンズと、前記レーザー光を透過しない材料で形成され、前記レンズを保持する保持部材とを有し、前記ローラーの回転軸に垂直な断面において、前記ローラーと前記集光部材との接触面が、前記保持部材の表面の少なくとも一部および前記第２面を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る定着装置は、請求項１に記載の定着装置において、前記集光部材は、前記レーザー光を透過する素材で形成され、前記レンズおよび前記保持部材が内部に収納され、当該レンズおよび当該保持部材に対して回転する筒体を有し、前記筒体は、前記ローラーの回転に伴って回転し、前記記録媒体を搬送することを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る定着装置は、請求項１または２に記載の定着装置において、前記ローラーの回転軸に垂直な断面において、前記接触面が、前記第２面の両側に位置する前記保持部材の表面を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に係る定着装置は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置において、前記ローラーの回転軸に平行な断面において、前記接触面が、前記保持部材の表面の少なくとも一部および前記第２面を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、前記記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記形成されたトナー像を前記記録媒体上に定着させる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、２および５に係る発明によれば、レーザー光を照射してトナーを記録媒体に定着させる定着装置において、レーザー光の漏れを抑制することができる。
請求項３に係る発明によれば、接触面が第２面の両側に位置する保持部材の表面を含まない場合と比べて、レーザー光の漏れを抑制することができる。
請求項４に係る発明によれば、ローラーの回転軸に平行な断面において接触面が保持部材の表面の少なくとも一部を含まない場合と比べて、レーザー光の漏れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】定着装置の全体構成および透明チューブの断面構成例を示す説明図である。
【図３】定着装置の要部の各組立部品を示す分解説明図である。
【図４】定着装置の各組立部品の組立状態を示す説明図である。
【図５】定着装置の透明チューブの光入射位置、光出射位置でのレーザー光の挙動および透明チューブ断面構成例を示す説明図である。
【図６】定着装置の駆動機構の一例を示す説明図である。
【図７】（ａ）は定着装置の接触域での定着過程を模式的に示す説明図、（ｂ）は定着装置による定着過程においてレーザー光照射以降のトナー像の温度変化の一例を示す説明図である。
【図８】（ａ）はレンズパッド組立体の変形の形態を示す説明図、（ｂ）はその要部を示す斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．実施形態
１−１．全体構成
図１は画像形成装置の全体構成を示す図である。画像形成装置は、画像形成部２０と、中間転写体３０と、一括転写装置５０と、定着装置８０とを装置筐体６０内に備えている。画像形成部２０（具体的には２０ａ〜２０ｄ）は、記録媒体Ｓ上に作像材料を用いて複数の色成分（本例ではイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の画像（トナー像）を形成する。中間転写体３０はベルト状の部材であり、各画像形成部２０にて形成された各色成分の画像を記録媒体Ｓに転写する前に一時的に保持して搬送する。一括転写装置（二次転写装置）５０は、中間転写体３０上に保持された各色成分画像を記録媒体Ｓに一括転写する。定着装置８０は、一括転写装置５０にて記録媒体Ｓ上に転写された非定着画像を定着する。画像形成部２０、中間転写体３０および一括転写装置５０の少なくともいずれかひとつは、記録媒体Ｓ上にトナー像を形成する画像形成手段の一例である。
【００１４】
各画像形成部２０の基本的構成は電子写真方式を採用したものである。各画像形成部２０は、感光体２１を有し、感光体２１の周囲には、帯電装置２２と、潜像書込装置２３と、現像装置２４と、清掃装置２５とが順次設置されている。感光体２１は、表面に感光層が形成され且つ予め決められた方向に回転可能なドラム状の部材である。帯電装置２２は、例えばコロトロンであり、感光体２１を予め帯電する。潜像書込装置２３は、例えばレーザー走査装置であり、帯電装置２２にて帯電された感光体２１上に光で静電潜像を書き込む。現像装置２４は、潜像書込装置２３にて書き込まれた静電潜像を各色成分トナーにて現像する。清掃装置２５は、感光体２１上の残留トナー等を清掃する。
【００１５】
中間転写体３０は、複数の張架ロール３１〜３６に掛け渡されるベルト部材である。中間転写体３０は、例えば張架ロール３１を駆動ロールとし、他の張架ロール３２〜３６を従動ロールとして予め決められた方向に循環回転するようになっている。本例では、張架ロール３３は中間転写体３０に予め決められた張力を付与する張力付与ロールとして機能し、また、張架ロール３５は一括転写装置５０の一要素である対向ロール５２を兼用している。
【００１６】
各画像形成部２０（２０ａ〜２０ｄ）に対応する中間転写体３０の裏面には一次転写装置４０が設置されている。本例では、一次転写装置４０は例えば一次転写電圧が印加される転写ロールを有し、この転写ロールと感光体２１との間に一次転写電界を形成することで感光体２１上の画像を中間転写体３０に一次転写させるように機能するものである。中間転写体清掃装置３７は、中間転写体上の残留トナー等を清掃する。
【００１７】
一括転写装置（二次転写装置）５０は、中間転写体３０の張架ロール３５を対向ロール５２とし、対向ロール５２に対向する中間転写体３０の表面側に転写ロール５１を有すると共に、対向ロール５２の表面には給電ロール５３を設置したものである。本例では、一括転写装置５０は、給電ロール５３に一括転写電圧（二次転写電圧）を印加すると共に転写ロール５１を接地することで、転写ロール５１と中間転写体３０との間に一括転写電界（二次転写電界）を形成し、中間転写体３０上の各色成分の画像を記録媒体Ｓに一括転写するように機能するものである。記録媒体Ｓは収容装置７１に収容される。記録媒体Ｓは、収容装置７１から１枚ずつ送出された後に複数の搬送ロール７２，７３を経て位置決めロール７４まで搬送され、位置決めロール７４にて位置決めされた後に一括転写装置５０の一括転写域へと搬送される。記録媒体Ｓは、一括転写域を通過した後搬送ベルト７５を経て定着装置８０に搬送され、排出ロール７６を経て図示外の排出受けに排出される。
【００１８】
１−２．定着装置の構成
図２は、定着装置８０の全体構成および透明チューブ８１の断面構成例を示す説明図である。定着装置８０は、透明チューブ８１（筒体の一例）と、対向ロール８２（ローラーの一例）と、レーザー光照射装置８３（光源の一例）と、レンズパッド９０と、保持枠１００（保持部材の一例）とを備えている。透明チューブ８１は、レーザー光Ｂｍを透過する素材で形成された筒体である。透明チューブ８１は、保持枠１００およびレンズパッド９０を内部に収納する。保持枠１００およびレンズパッド９０と透明チューブ８１とは固定されておらず、透明チューブ８１は、保持枠１００およびレンズパッド９０に対して回転する。対向ロール８２は、レンズパッド９０と接触する位置に設けられ、レンズパッド９０との間に進入した記録媒体Ｓを搬送する。この例で、対向ロール８２とレンズパッド９０との間とは、対向ロール８２とレンズパッド９０との間隙を示す。この例で、対向ロール８２は、透明チューブ８１に対向して設けられ、透明チューブ８１との間に接触域ｎを形成する。透明チューブ８１は、対向ロール８２の回転に伴って回転し、記録媒体Ｓを搬送する。
【００１９】
レーザー光照射装置８３は、透明チューブ８１の外部に設けられ、透明チューブ８１のうち予め決められた光入射位置Ａに向けてレーザー光Ｂｍを照射する。レンズパッド９０は、透明チューブ８１の内部に設けられ、透明チューブ８１の接触域ｎにて透明チューブ８１を対向ロール８２側に押し付ける。また、レンズパッド９０は、記録媒体Ｓ上の画像Ｇに対し透明チューブ８１の光入射位置Ａに照射されたレーザー光Ｂｍを接触域ｎ内にて記録媒体Ｓの搬送方向で集光する加圧兼用集光部材である。
【００２０】
１−２−１．透明チューブ
透明チューブは、対向ロール８２の回転に伴って回転し、記録媒体Ｓを搬送する。本例において、透明チューブ８１における透明とは、レーザー光Ｂｍの波長域において透過率が予め定められた閾値よりも高いことを意味する。本例において、透明チューブ８１は、レーザー光Ｂｍを透過するものであればよく、光利用効率やレンズパッド９０の加熱を防止するという観点からすれば、透過率が高いほどよく、例えば透過率は９０％以上、望ましくは９５％以上がよい。
【００２１】
透明チューブ８１は、図２に示すように、基材層８１ａと、弾性層８１ｂと、離型層８１ｃとを備える３層構成となっている。基材層８１ａは、必要な強度を維持するための層である。弾性層８１ｂは、基材層８１ａの上に積層される。離型層８１ｃは、弾性層８１ｂの上に積層され且つ作像材料としてのトナーが離型し易い部材で構成される。なお、本実施の形態では、透明チューブ８１は、３層構造に限られず、その機能に応じた層を含んでいればよいことは勿論である。
【００２２】
基材層８１ａは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびそれらの混合物からなる群から選択される材料により構成される。弾性層８１ｂは、ＬＳＲシリコーンゴム、ＨＴＶシリコーンゴム、ＲＴＶシリコーンゴム等により構成される。弾性層８１ｂは、レーザー光Ｂｍを透過するとともに記録媒体Ｓの凹凸やトナーによる画像Ｇの段差を吸収する弾性を有していればよい。離型層８１ｃは、フッ素樹脂、例えば四フッ化エチレン重合体（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレンパーフロロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）等により構成される。離型層８１ｃは、レーザー光Ｂｍを透過すると共に記録媒体Ｓ上に形成されたトナーによる画像Ｇと透明チューブ８１との離型を促進するものであればよい。なお、離型層８１ｃは、弾性層８１ｂと協働して定着画像に好ましい光沢を与える機能も有している。
【００２３】
１−２−２．対向ロール
対向ロール８２は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等をメッキした銅板等により構成されている。対向ロール８２は、透明チューブ８１との間に予め決められた加圧力が作用するように配置されている。
【００２４】
１−２−３．レーザー光照射装置
レーザー光照射装置８３は、レーザーアレイ８４と、コリメータレンズ８６とを有する。レーザーアレイ８４は、複数のレーザー光源８５が図２の紙面垂直方向にアレイ状に配列されて構成されている。コリメータレンズ８６は、レーザーアレイ８４の各レーザー光源８５から照射されたレーザー光Ｂｍを平行光とする光学部材である。コリメータレンズ８６は、レーザー光照射装置８３の図示外の筐体内に組み込まれている。レーザー光照射装置８３は、各レーザー光源８５からのレーザー光Ｂｍの照射位置およびその照射強度を選定可能に構成されている。レーザー光源８５は、例えば固体レーザーや、液体レーザー、ガスレーザー、半導体レーザーなどのレーザー素子を備え、レーザー光を照射する。
【００２５】
１−２−４．レンズパッド
レンズパッド９０は、記録媒体Ｓ上の画像Ｇ（トナー像）に対し、透明チューブ８１の光入射位置Ａに照射されたレーザー光Ｂｍを接触域ｎ内にて集光する。レンズパッド９０の材料としては、通常レンズに用いられるものの中で耐熱性を持つものから選択でき、例えば、各種光学用ガラス、光学用透明プラスチック樹脂等が挙げられる。光学用透明プラスチック樹脂としては、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＰＡＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）、メチルメタクリレート単位とスチレン単位からなる重合体（ＭＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、フルオレン樹脂等を含む材料が挙げられる。
【００２６】
レンズパッド９０は、レーザー光の入射部からレーザー光の出射部に至るまでの距離を考慮し、最適な焦点深度を具備させるように設計すればよい。レンズパッド９０は、本来の集光作用は勿論であるが、これに加えて、光入射位置Ａ、接触域ｎに対応した箇所で透明チューブ８１に接触し、かつ、接触域ｎでは記録媒体Ｓ上の画像Ｇを加圧する機能を備える。このときの加圧力はレーザー光Ｂｍの加熱エネルギーとの関係で予め定められた定着性が得られる範囲で選定すればよい。
【００２７】
図３は、定着装置８０の要部の各組立部品を示す分解説明図であり、図４は、定着装置８０の各組立部品の組立状態を示す説明図である。レンズパッド９０は、図２および図３に示すように、レーザーアレイ８４から照射される複数のレーザー光Ｂｍを透過方向に向かって集光するレンズ本体９１（レンズの一例）を有している。レンズ本体９１は、レーザーアレイ８４の長手方向に延びる長尺なレンズ部材にて構成されている。レンズ本体９１は、光入射面９２（第１面）と、光出射面９３（第２面）とを有している。光入射面９２は、透明チューブ８１の光入射位置Ａに対応した部位であり、透明チューブ８１の回転方向に沿った方向で湾曲している。光出射面９３は、透明チューブ８１と対向ロール８２との接触域ｎに対応した部位であり、透明チューブ８１の回転方向に沿った方向で湾曲している。光入射面９２および光出射面９３は透明チューブ８１の内面に接触配置されている。
【００２８】
保持枠１００は、側方保持枠１０１，１０２と、端部保持枠１３１，１３２とを有している。側方保持枠１０１，１０２は、レンズパッド９０を両側方から抱き込み保持する一対の保持枠である。端部保持枠１３１，１３２は、レンズパッド９０および一対の側方保持枠１０１，１０２の長手方向両端部を図示外の接着材にて固定保持する部材である。側方保持枠１０１，１０２は例えばアルミニウムやステンレス鋼からなる金属や合成樹脂等を用いて一体的に形成された長尺な枠材１０５を有する。枠材１０５には案内部１０６が設けられている。案内部１０６は、透明チューブ８１の内面の曲率半径ｒｃに略対応した曲率半径の湾曲状の部材である。
【００２９】
端部保持枠１３１，１３２は、端部蓋体１３３と、案内段部１３４と、支軸１３５とを有している。端部蓋体１３３は、レンズパッド９０および一対の側方保持枠１０１，１０２が組み合わされた略円柱状のサブアッセンブリの両端を固定する断面円形の部材である。案内段部１３４は、端部蓋体１３３の外側に隣接して当該端部蓋体１３３よりも小径で且つ予め決められた段差をもって張り出す部材である。支軸１３５は、案内段部１３４の外側に隣接して突出する断面非円形（本例では矩形）の部材である。
【００３０】
透明チューブ８１はその両端にエンドキャップ１４０（具体的には１４１，１４２（図４参照））を有している。エンドキャップ１４０は、端部環体１４３と、環状ギア１４４とを備えている。端部環体１４３は、透明チューブ８１の両端内面に嵌まり込む部材である。環状ギア１４４は、端部環体１４３の外側に隣接して一体的に設けられ、透明チューブ８１に対して回転駆動力を直接若しくは間接的に付与する部材である。本例では、エンドキャップ１４０（１４１，１４２）は、透明チューブ８１の両端開口を完全に塞ぐものではなく、端部環体１４３および環状ギア１４４の中央には貫通孔１４５を有している。端部環体１４３の貫通孔１４５には端部保持枠１３１，１３２の案内段部１３４が挿入され、端部環体１４３は端部保持枠１３１，１３２の案内段部１３４に対して滑り移動可能に回転するようになっている。また、環状ギア１４４の貫通孔１４５には端部保持枠１３１，１３２の支軸１３５が貫通して環状ギア１４４の外側に突出配置されるようになっている。
【００３１】
図５は、定着装置８０の透明チューブ８１の光入射位置、光出射位置でのレーザー光の挙動および透明チューブ断面構成例を示す説明図である。レンズパッド９０の湾曲状の光入射面９２の曲率半径ｒ１並びにレンズパッド９０の光入射面９２（第１面）および光出射面９３（第２面）の間の距離Ｌは、透明チューブ８１の光入射位置Ａから入射された平行光であるレーザー光Ｂｍが透明チューブ８１と対向ロール８２との接触域ｎの略中央Ｏｃ付近を焦点域ｐとして集光して焦点を結ぶように予め選定されている。更に、レンズパッド９０はレンズ本体９１の光入射面９２および光出射面９３を除いた両側に略平行な平面部９４を有している。
【００３２】
本例では、レンズパッド９０は保持枠１００（保持部材の一例）によって透明チューブ８１内に固定的に保持されている。本例において、保持枠１００は、レーザー光を透過しない材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成され、レンズ本体９１を保持する。レンズパッド９０と保持枠１００とは、本発明に係る集光部材の一例である。
【００３３】
この例で、図５に示すように、対向ロール８２の回転軸に垂直な断面において、対向ロール８２とレンズパッド９０および保持枠１００との接触域ｎ（接触面）には、レーザー光の出射位置（焦点域ｐ）が含まれるとともに、保持枠１００の表面の少なくとも一部が含まれる。なおここで、「接触域ｎに保持枠１００の表面の少なくとも一部が含まれる」とは、透明チューブ８１の中心から見た保持枠１００の表面の接触域ｎへの射影が接触域ｎに含まれていることをいう。すなわち、レンズパッド９０が透明チューブ８１を介して対向ロール８２と対向する面（以下「レンズ幅」という）ｑは、接触域ｎよりも小さい。更に、この例では、図５に示すように、対向ロール８２の回転軸に垂直な断面において、接触域ｎには、レンズ幅ｑの両側に位置する保持枠１００の表面が含まれている。特に、この例では、図５に示すように、レンズ幅ｑは、接触域ｎの中央付近に位置している。
【００３４】
１−２−５．液体塗布具
本実施の形態では、透明チューブ８１の内面に透明液体を塗布するために透明チューブ８１内に液体塗布具１５０が設けられている。透明液体は、透明チューブ８１とレンズパッド９０との接触抵抗を抑制する潤滑剤として機能する。本例において、液体塗布具１５０は例えばシリコーンオイルやフッ素オイル等の透明液体が含浸されるフェルト材である。液体塗布具１５０の取付構造は、例えば一方の側方保持枠１０１の案内部１０６の一部にレーザーアレイ８４の長手方向に沿って断面略矩形状の取付溝１１０を形成し、この取付溝１１０に液体塗布具１５０としてのフェルト材を拘束保持することで、透明チューブ８１の内面に液体塗布具１５０を密接させ、液体塗布具１５０に含浸している透明液体を均等に塗布するものである。
【００３５】
１−２−６．透明チューブへのレンズパッド組立体、液体塗布具の組込作業
次に、透明チューブ８１内にレンズパッド９０を組み込む手順について説明する。先ず、保持枠１００にレンズパッド９０を保持するに際し、図３に示すように、一対の側方保持枠１０１，１０２にてレンズパッド９０を抱き込み保持した後、一対の端部保持枠１３１，１３２に対しレンズパッド９０および側方保持枠１０１，１０２の両端部を保持させ、レンズパッド９０および保持枠１００が組み立てられたレンズパッド組立体１２０（図４参照）を作製する。
【００３６】
一方、図４に示すように、透明チューブ８１の一端開口には一方のエンドキャップ１４０（本例では１４１）を装着した後、透明チューブ８１の他端開口側からレンズパッド組立体１２０を挿入し、透明チューブ８１の一方のエンドキャップ１４０（本例では１４１）の端部環体１４３にレンズパッド組立体１２０の一方の端部保持枠１３１の案内段部１３４を嵌め込み、かつ、エンドキャップ１４０（本例では１４１）の環状ギア１４４の貫通孔１４５から一方の端部保持枠１３１の支軸１３５を突出させ、レンズパッド組立体１２０のレンズパッド９０が透明チューブ８１内に挿入された状態で、透明チューブ８１の他端開口に他方のエンドキャップ１４０（本例では１４２）を装着し、他方のエンドキャップ１４０（本例では１４２）の端部環体１４３にレンズパッド組立体１２０の他方の端部保持枠１３２の案内段部１３４を嵌め込み、かつ、当該エンドキャップ１４０（本例では１４２）の環状ギア１４４の貫通孔１４５から他方の端部保持枠１３２の支軸１３５を突出させるようにすればよい。
【００３７】
更に、本例では、透明チューブ８１内にレンズパッド組立体１２０を組み込む際に、レンズパッド組立体１２０に対し透明液体が含浸した液体塗布具１５０を予め組み込み、この状態で、透明チューブ８１内にレンズパッド組立体１２０および液体塗布具１５０を組み込むようにすればよい。この状態で、透明チューブ８１内へのレンズパッド組立体１２０、液体塗布具１５０の組込作業が終了し、レンズパッド組立体１２０、液体塗布具１５０が組み込まれた透明チューブ組立体１２５が完成する。
【００３８】
１−２−７．定着装置の駆動系
図６は、定着装置８０の駆動機構の一例を示す説明図である。透明チューブ組立体１２５が完成すると、図６に示すように、装置筐体６０の予め決められた部位に透明チューブ組立体１２５を組み込むようにすればよい。このとき、透明チューブ組立体１２５のうち、レンズパッド組立体１２０は、その両端から突出した支軸１３５を定着装置筐体１２６の支持孔１２７に固定的に支持することで装置筐体６０に対して固定設置される。一方、透明チューブ組立体１２５のうち、透明チューブ８１の駆動系は例えばエンドキャップ１４０（本例では１４２）の環状ギア１４４に駆動伝達機構１６０を介して駆動モータ１６１を接続し、駆動モータ１６１からの駆動力をエンドキャップ１４０（本例では１４２）を通じて透明チューブ８１へと伝達するようになっている。なお、本例では、透明チューブ８１のもう一方のエンドキャップ１４０にも環状ギア１４４が設けられており、この環状ギア１４４は複数の支持ギア（図示せず）で回転可能に支えられ、透明チューブ８１の軸方向両端での負荷のバランスを図るようになっている。
【００３９】
更に、本例では、対向ロール８２も透明チューブ８１とは別個の駆動系を有している。対向ロール８２の駆動系は、ギアやベルト等の駆動伝達機構１７０を介して駆動モータ１７１に接続し、駆動モータ１７１からの駆動力を駆動伝達機構１７０を通じて対向ロール８２へと伝達するようになっている。
【００４０】
本例では、透明チューブ８１、対向ロール８２には夫々別個の駆動系が作用していることから、透明チューブ８１および対向ロール８２の接触域ｎで両者間に大きな速度差が生ずる懸念がある。そこで、本実施の形態では、例えば透明チューブ８１の駆動系のうち、駆動伝達機構１６０の一部にワンウェイクラッチ１６２を介在させ、接触域ｎで両者間に大きな速度差が生ずる状況に至った場合に、ワンウェイクラッチ１６２を働かせ、接触域ｎでの両者間の速度差を低減させるようになっている。なお、本例では、透明チューブ８１、対向ロール８２に個別に駆動系を設けるようにしているが、これに限られるものではなく、例えば対向ロール８２側に駆動系を具備させ、透明チューブ８１については対向ロール８２との接触域ｎで対向ロール８２に追従移動させるようにしてもよい。
【００４１】
１−３．動作
先ず、画像形成装置にて作像処理を実施するには、図示外の作像モード選択ボタンを操作した後に、図示外のスタートスイッチをオン操作すればよい。このとき、図１に示すように、各画像形成部２０（２０ａ〜２０ｄ）では、各色成分のトナーによる画像が感光体２１上に形成され、中間転写体３０に逐次一次転写される。そして、中間転写体３０に一次転写された画像は一括転写域（二次転写域）に到達した段階で一括転写装置５０にて記録媒体Ｓに一括転写され、その後、記録媒体Ｓ上の未定着画像は定着装置８０にて定着される。
【００４２】
定着装置８０では、図２および図５に示すように、レーザー光照射装置８３のレーザーアレイ８４から照射されたレーザー光Ｂｍは、コリメータレンズ８６にて平行にされた後、平行化されたレーザー光Ｂｍが透明チューブ８１の光入射位置Ａに照射される。透明チューブ８１の光入射位置Ａに照射されたレーザー光Ｂｍは、透明チューブ８１を透過した後、レンズパッド９０の光入射面９２からレンズ本体９１を透過して光出射面９３を経て再び透明チューブ８１を透過し、記録媒体Ｓ上のトナーによる画像Ｇに向けて集光する。この状態において、トナーによる画像Ｇはレーザー光Ｂｍにより定着される。
【００４３】
この定着過程において、本例の定着装置８０は以下の挙動を示す。
（１）透明チューブ８１の回転動作
透明チューブ８１は駆動モータ１６１からの駆動力を駆動伝達機構１６０、エンドキャップ１４２（１４０）を介して受け、対向ロール８２と共に回転し、両者の接触域ｎにて記録媒体Ｓを挟持して搬送する。このとき、透明チューブ８１は円柱状のレンズパッド組立体１２０の周囲に案内されて移動する。具体的には、透明チューブ８１は、レンズパッド９０の光入射面９２、光出射面９３に接触し、更に、側方保持枠１０１，１０２の案内部１０６に接触しながら回転する。
【００４４】
（２）レンズパッド９０による加圧、集光動作
レンズパッド９０は保持枠１００を介して予め決められた位置に固定され、予め決められた曲率半径ｒ１の湾曲状の光入射面９２を有し、更に、光入射面９２と光出射面９３との距離Ｌを予め定められた長さに選定していることから、透明チューブ８１の光入射位置Ａに入射されたレーザー光Ｂｍは予め定められた焦点深度のレンズパッド９０を透過し、予め決められた集光特性にて集光する。また、予め定められた位置に位置決めされたレンズパッド９０の光出射面９３は対向ロール８２に対し透明チューブ８１を予め定められた加圧力で加圧する。これにより、透明チューブ８１と対向ロール８２との接触域ｎでは、記録媒体Ｓ上のトナーによる画像Ｇは加圧処理を受けながらレーザー光Ｂｍによる焦点域ｐにて加熱処理を受ける。
【００４５】
（３）透明液体の塗布動作
本例では、シリコーンオイル等の透明液体を含浸した液体塗布具１５０が透明チューブ８１の内面に接触配置されていることから、透明チューブ８１の内面には透明液体１８０が塗布される。このとき、透明チューブ８１の光入射位置Ａでは、透明チューブ８１とレンズパッド９０の光入射面９２とは接触配置されてはいるが、両者間には曲率度合の相違などに起因して界面空気層１８１が存在する。しかしながら、本実施の形態では、両者間の界面空気層１８１には透明液体１８０が充填されることから、透明チューブ８１の光入射位置Ａから入射されたレーザー光Ｂｍは透明液体１８０を透過してレンズパッド９０の光入射面９２に至る。このため、透明液体１８０が存在しない場合には、界面空気層１８１でレーザー光Ｂｍの一部が反射してしまうが、透明液体１８０が存在することで、この種のレーザー光Ｂｍの反射動作が防止されることになり、その分、レーザー光Ｂｍの照射損失が少なくなる。また、透明液体１８０は透明チューブ８１の内面に塗布されることから、透明チューブ８１がレンズパッド組立体１２０の周面に接触しても、両者間の接触抵抗を抑制する潤滑剤として機能する。
【００４６】
更に、本実施の形態では、液体塗布具１５０は、透明チューブ８１のうち、光入射位置Ａよりも回転方向上流側で、接触域ｎよりも回転方向下流側に位置しているため、レンズパッド９０の光入射面９２に対応した界面空気層１８１は液体塗布具１５０による透明液体１８０の塗布位置に近く、塗布された透明液体１８０が良好に充填される。一方、レンズパッド９０の光出射面９３に対応した部位にも界面空気層１８１が存在するが、液体塗布具１５０による透明液体１８０の塗布位置から離れているため、適量の透明液体１８０が充填されることになり、当該界面空気層１８１でレーザー光Ｂｍが無駄に反射することは有効に回避される。
本例では、レンズパッド９０の光出射面９３は対向ロール８２に透明チューブ８１を加圧することから、透明チューブ８１のうち、レンズパッド９０の光入射面９２との間に界面空気層１８１が生成され易く、その分、本例のように、液体塗布具１５０の設置位置を選定することが好ましい。
【００４７】
（４）レーザー光による焦点域の選定
図７（ａ）は、定着装置８０の接触域での定着過程を模式的に示す説明図であり、図７（ｂ）は、定着装置８０による定着過程においてレーザー光照射以降のトナー像の温度変化の一例を示す説明図である。本例では、レーザー光Ｂｍによる焦点域ｐは、図７（ａ）に示すように、透明チューブ８１と対向ロール８２との接触域ｎの略中央Ｏｃ付近に選定されている。
【００４８】
ここで、レーザー光照射後、透明チューブ８１からトナー画像を剥離しなかった場合の温度変化を調べたところ、図７（ｂ）に示す結果が得られた。同図は、例えばレーザー光照射条件として、０．２ｍｓ・０．８１Ｊ／ｃｍ２としたものである。同図によれば、トナー温度は、レーザー光照射直後にピーク温度Ｔｐ（例えば２００℃）に達し、１ｍｓ後には約Ｔｐ／２の温度（例えば１００℃）、２ｍｓ後には約Ｔｐ／３の温度（例えば７０℃）まで冷却されることが理解される。このとき、トナー画像は、レーザー光照射後１〜２ｍｓという短時間、透明チューブ８１と対向ロール８２との接触域ｎ内にいれば、透明チューブ８１に対して剥離が可能な冷却温度Ｔｈ（例えば７０℃〜１００℃）に至ることが把握される。
【００４９】
図７（ｂ）に示すように、レーザー光照射後のピーク温度Ｔｐから剥離が可能な冷却温度Ｔｈに至るまでの時間をΔｔとすれば、本例の場合、図７（ａ）に示すように、記録媒体Ｓの搬送速度ｖは、透明チューブ８１と対向ロール８２との接触域ｎ内において、レーザー光Ｂｍの焦点域ｐから接触域ｎのうち記録媒体Ｓの搬送方向下流側端に至るまでの時間ｔがΔｔ以上になるように選定されればよい。
【００５０】
ところで、レーザー光を照射してトナーを記録媒体に定着させる定着装置において、レンズパッドと対向ロールとの接触域よりもレンズパッドのレンズ幅が広い場合、レンズパッドの表面のうちの対向ロールに接していない部分からレーザー光が漏れてしまう場合がある。レーザー光がレンズパッドから漏れることにより、画像形成装置の他の部品が変形してしまう等、画像形成装置の他の部品や画像形成装置のメンテナンスを行う作業者等へ影響を及ぼす虞がある。それに対しこの実施形態では、図５に示したように、レンズパッド９０のレンズ幅ｑが、対向ロール８２と透明チューブ８１との接触域ｎよりも小さく構成されており、また、接触域ｎにおけるレンズ幅ｑ以外の領域は、レーザー光Ｂｍが透過しない材料で形成された保持枠１００の表面で覆われている。これにより、接触域ｎからのレーザー光の漏れが抑制される。
【００５１】
特に、この実施形態では、接触域ｎが、レーザー光の出射位置（焦点域ｐ）の両側に位置する保持枠１００の表面を含んでいる。これにより、レーザー光の出射位置の両側からのレーザー光の漏れが抑制される。
【００５２】
２．変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその例を示す。なお、以下の各態様を組み合わせてもよい。
【００５３】
２−１．変形例１
上述の実施形態において、接触域ｎは、対向ロール８２の回転軸に平行な断面において、レーザー光の出射位置（焦点域ｐ）を含むとともに、保持枠１００の表面の少なくとも一部を含んでもよい。対向ロール８２の回転軸に垂直な方向に加えて、回転軸に平行な方向においてもレーザー光が通過するレンズパッド９０の幅を接触域よりも小さくすることにより、レーザー光の周囲への漏れが抑制される。
【００５４】
２−２．変形例２
上述の実施形態では、接触域ｎは、対向ロール８２の回転軸に垂直な断面において、レーザー光の出射位置（焦点域ｐ）の両側に位置する保持枠１００の表面を含んでいた。接触域ｎは上述したものに限られない。接触域ｎは、レーザー光の出射位置（焦点域ｐ）の片側に位置する保持枠１００の表面を含んでいてもよい。この態様においても、接触域ｎに保持枠１００の表面が含まれない場合に比べて、レーザー光の漏れが抑制される。
【００５５】
２−３．変形例３
上述の実施形態では、レンズパッド組立体１２０は側方保持枠１０１，１０２および端部保持枠１３１，１３２にて構成された保持枠１００にレンズパッド９０を組み込んだものであるが、レンズパッド組立体１２０の構成はこれに限られない。
【００５６】
図８（ａ）はレンズパッド組立体の変形の形態を示す説明図であり、（ｂ）はその要部を示す斜視説明図である。図８に示す例では、レンズパッド９０として、断面略楔状形状のレンズ本体２０１を有し、このレンズ本体２０１の幅広側に光入射部２０２を形成すると共に、幅狭側に光出射部２０３を形成したものを用意する。一方、保持枠１００としては、円柱状部２１１の両端に案内段部２１４、支軸２１５を一体的に形成すると共に、円柱状部２１１には液体塗布具１５０を取り付けるための取付溝２１６およびレンズパッド９０の形状に対応した形状の位置決め孔２１７を貫通したものを用意する。
【００５７】
本例では、レンズパッド組立体１２０を構成するには、保持枠１００の位置決め孔２１７にレンズパッド９０を挿入し、保持枠１００の周面にレンズパッド９０の光入射部２０２および光出射部２０３を露呈させた状態で位置決め保持するようにすればよい。なお、保持枠１００としては、円柱状部２１１と案内段部２１４、支軸２１５とを一体に形成したものを示したが、例えば円柱状部２１１を含む保持枠本体と案内段部２１４、支軸２１５を含む側方保持枠とを別々に設けておき、レンズパッド組立体１２０を構成するときに保持枠本体と側方保持枠とを接着剤等で固着するようにしてもよい。
【００５８】
図８に示す例においても、上述の実施形態と同様に、レンズパッド９０のレンズ幅が接触域ｎよりも小さく構成されており、また、接触域ｎにおいてレンズパッド９０との接触面以外の領域は、レーザー光が透過しない材料で形成された保持枠１００により覆われる。これにより、接触域ｎからのレーザー光の漏れが抑制される。
【００５９】
２−４．変形例４
上述の実施形態では、電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置を示したが、画像形成装置は上述したものに限られない。例えば、イオン流を用いた静電記録方式を用いて画像形成を行う装置であってもよい。
【００６０】
２−５．変形例５
上述の実施形態では、透明筒体の一例として透明チューブ８１を例示したが、透明筒体は上述したものに限られない。透明筒体は透明素材で筒状に構成されるものであれば剛体、弾性体いずれでもよい。また、透明筒体は単層構成でも差し支えないが、強度の確保、対向部材との接触域の確保、トナー像との離型性などを考慮した複数の機能層を具備するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述の実施形態において、定着装置８０が透明チューブ８１（透明筒体）を有しない構成であってもよい。この場合、例えば、記録媒体Ｓは、レンズパッド９０の表面を滑りながら、対向ロール８２により搬送されてもよい。
【００６２】
２−６．変形例６
上述の実施形態では、対向部材の一例として対向ロール８２を例示したが、対向部材は上述したものに限られない。対向部材は透明筒体との間で接触域を確保し、透明筐体と協働して記録媒体を挟持搬送するものであればよい。記録媒体を通過したレーザー光を有効に利用するという観点からすれば、対向部材はレーザー光が反射可能な反射面を有する態様が好ましい。
【００６３】
２−７．変形例７
上述の実施形態では、照射手段の一例としてレーザー光照射装置８３を例示したが、照射手段は上述したものに限られない。照射手段は透明筒体の予め決められた光入射位置に向けてレーザー光を照射するものであればよい。
【符号の説明】
【００６４】
２０…画像形成部、３０…中間転写体、５０…一括転写装置、８０…定着装置、８３…レーザー光照射装置、９０…レンズパッド、１００…保持枠、８２…対向ロール、Ａ…光入射位置、Ｂｍ…レーザー光、Ｇ…画像、ｎ…接触域、Ｓ…記録媒体
【図１】
0006341025.tif 000002
【図２】
0006341025.tif 000003
【図３】
0006341025.tif 000004
【図４】
0006341025.tif 000005
【図５】
0006341025.tif 000006
【図６】
0006341025.tif 000007
【図７】
0006341025.tif 000008
【図８】
0006341025.tif 000009