(57)【要約】【課題】光の照射角度、被照射面までの距離、照射する光の光量、構成要素、及び被照射面での光の特定方向の照射幅が、特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とで同じ場合に比べ、被照射面の照射対象領域の外側に照射される光の光量を減らす。【解決手段】光照射ユニット３０は、用紙Ｐにレーザ光Ｂｍを照射する第１照射部３２と、第１照射部３２よりも外側に配置され、用紙Ｐの表面でのレーザ光Ｂｍの第２照射幅が第１照射部３２によるレーザ光Ｂｍの第１照射幅よりも狭い第２照射部３４と、を有する。ここで、光照射ユニット３０では、用紙Ｐの端部の照射幅が中央部の照射幅よりも狭くなるので、用紙Ｐにおける表面ＰＡの照射対象領域Ｓの外側に照射される光の光量を減らすことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、
前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とを有し、
複数の前記第１照射部及び前記第２照射部のうち隣り合った２つの照射部から照射される光は、前記特定方向において互いに重なり、
前記第２照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅のうち隣り合う前記第１照射部からの光とは重ならない第１照射幅が、当該隣り合う前記第１照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅のうち隣り合う他の前記第１照射部からの光と重なる部分を除く第２照射幅よりも狭い光照射装置。
【請求項２】
前記第２照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅は、前記第１照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅よりも狭い請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記第２照射部は、当該第２照射部から前記被照射面に照射される光が前記第１照射部側に向かうように傾いている請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記第１照射部は、第１光源と、該第１光源からの光を前記被照射面に導く第１レンズとを有し、
前記第２照射部は、前記第１光源と同じ仕様の第２光源と、該第２光源からの光を前記被照射面に導く第２レンズとを有し、
前記第２レンズは、前記第２光源から前記被照射面に照射される光の前記特定方向の照射幅を、前記第１光源から前記第１レンズを透過して前記被照射面に照射される光の前記特定方向の照射幅よりも狭くする請求項２に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記第２レンズは、前記第２光源からの光の光軸を境界として、前記特定方向の一方側の照射幅を他方側の照射幅よりも狭くする請求項４に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記第２照射部は、前記第１照射部よりも前記被照射面に近い位置にある請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光照射装置を有し、搬送手段で搬送される記録媒体の現像剤に光を照射して、該現像剤を前記記録媒体に定着する定着装置。
【請求項８】
記録媒体に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
前記現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項７に記載の定着装置と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置、定着装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の定着装置は、記録媒体上のトナーにレーザ光を照射するレーザ光源を有する。レーザ光源は、記録媒体の幅方向に沿って複数設けられている。また、複数のレーザ光源は、等間隔で且つ記録媒体に対して同じ距離で配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０７６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、光の照射角度、被照射面までの距離、照射する光の光量、構成要素、及び被照射面での光の特定方向の照射幅が、特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とで同じ場合に比べ、被照射面の照射対象領域の外側に照射される光の光量を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る光照射装置は、特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とを有し、複数の前記第１照射部及び前記第２照射部のうち隣り合った２つの照射部から照射される光は、前記特定方向において互いに重なり、前記第２照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅のうち隣り合う前記第１照射部からの光とは重ならない第１照射幅が、当該隣り合う前記第１照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅のうち隣り合う他の前記第１照射部からの光と重なる部分を除く第２照射幅よりも狭い。
【０００６】
本発明の請求項２に係る光照射装置の前記第２照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅は、前記第１照射部から照射される前記被照射面での前記特定方向の光の照射幅よりも狭い。
【０００７】
本発明の請求項３に係る光照射装置の前記第２照射部は、当該第２照射部から前記被照射面に照射される光が前記第１照射部側に向かうように傾いている。
【０００８】
本発明の請求項４に係る光照射装置の前記第１照射部は、第１光源と、該第１光源からの光を前記被照射面に導く第１レンズとを有し、前記第２照射部は、前記第１光源と同じ仕様の第２光源と、該第２光源からの光を前記被照射面に導く第２レンズとを有し、前記第２レンズは、前記第２光源から前記被照射面に照射される光の前記特定方向の照射幅を、前記第１光源から前記第１レンズを透過して前記被照射面に照射される光の前記特定方向の照射幅よりも狭くする。
【０００９】
本発明の請求項５に係る光照射装置の前記第２レンズは、前記第２光源からの光の光軸を境界として、前記特定方向の一方側の照射幅を他方側の照射幅よりも狭くする。
【００１０】
本発明の請求項６に係る光照射装置の前記第２照射部は、前記第１照射部よりも前記被照射面に近い位置にある。
【００１１】
本発明の請求項７に係る定着装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光照射装置を有し、搬送手段で搬送される記録媒体の現像剤に光を照射して、該現像剤を前記記録媒体に定着する。
【００１２】
本発明の請求項８に係る光照射装置は、記録媒体に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像を前記記録媒体に定着する請求項７に記載の定着装置と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明は、光の照射角度、被照射面までの距離、照射する光の光量、構成要素、及び被照射面での光の特定方向の照射幅が、特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とで同じ場合に比べ、被照射面の照射対象領域の外側に照射される光の光量を減らすことができる。
【００１４】
請求項２の発明は、光の照射角度、被照射面までの距離、照射する光の光量、構成要素、及び被照射面での光の特定方向の照射幅が、特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とで同じ場合に比べ、被照射面の照射対象領域の外側に照射される光の光量を減らすことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、光の照射角度、被照射面までの距離、照射する光の光量、構成要素、及び被照射面での光の特定方向の照射幅が、特定方向に配列され光を被照射面の照射対象領域に照射する複数の第１照射部と、前記特定方向で前記第１照射部の外側に配置され光を前記照射対象領域の外側に照射する第２照射部とで同じ場合に比べ、被照射面の照射対象領域の外側に照射される光の光量を減らすことができる。
【００１６】
請求項４の発明は、第１光源と第２光源の仕様を共通化しない構成に比べて、光照射装置の組み立てが容易となる。
【００１７】
請求項５の発明は、光軸を境界とする特定方向の一方側の照射幅と他方側の照射幅が同じ構成に比べて、照射対象領域の端部の光強度と中央部の光強度との差を低減することができる。
【００１８】
請求項６の発明は、第１照射部と第２照射部を同じ要素で構成することができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光照射装置を有していない構成に比べて、現像剤の定着に必要なエネルギーを減らすことができる。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項７に記載の定着装置を有していない構成に比べて、記録媒体への画像形成に必要なエネルギーを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る定着装置の構成図である。
【図３】（Ａ）第１実施形態に係る光照射ユニットによる光の照射状態を示す模式図である。（Ｂ）第１実施形態に係る光照射ユニットによって照射された光が重なる状態を示す模式図である。
【図４】第１実施形態に係る光照射ユニットを用いたときの用紙の表面における光の照射位置と光強度との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る光照射ユニットによる光の照射状態を示す模式図である。
【図６】（Ａ）第２実施形態に係る第２レンズによる光の発散状態を示す模式図である。（Ｂ）第２実施形態に係る第２レンズを用いたときの用紙の表面における光強度の分布を示す模式図である。
【図７】第２実施形態に係る光照射ユニットを用いたときの用紙の表面における光の照射位置と光強度との関係を示すグラフである。
【図８】第３実施形態に係る光照射ユニットによる光の照射状態を示す模式図である。
【図９】第１変形例に係る定着装置の構成図である。
【図１０】第２変形例に係る定着装置の構成図である。
【図１１】比較例に係る光照射ユニットを用いたときの用紙の表面における光の照射位置と光強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
[第１実施形態]
第１実施形態に係る光照射装置、定着装置、及び画像形成装置の一例について説明する。
【００２３】
〔全体構成〕
図１には、第１実施形態の画像形成装置１０が示されている。画像形成装置１０は、一例として、用紙Ｐを搬送する搬送部１２と、搬送される用紙ＰにトナーＴを用いてトナー像Ｇを形成する画像形成部１４と、トナー像Ｇを用紙Ｐに定着する定着装置２０と、を有する。用紙Ｐは、記録媒体の一例である。トナーＴは、現像剤の一例である。トナー像Ｇは、現像剤像の一例である。画像形成部１４は、現像剤像形成手段の一例である。また、画像形成部１４は、一例として、電子写真方式により、帯電、露光、現像、転写、清掃の各工程を行うようになっている。
【００２４】
〔要部構成〕
次に、定着装置２０について説明する。
【００２５】
図２に示すように、定着装置２０は、トナーＴが付着した用紙Ｐを搬送する搬送手段の一例としての搬送ベルト２２と、トナーＴに光の一例としてのレーザ光Ｂｍを照射して加熱しトナーＴを溶融させる光照射装置の一例としての光照射ユニット３０と、を有する。
【００２６】
（搬送ベルト）
搬送ベルト２２は、一例として、ポリイミド製の筒体により構成されており、２本のロール２４（図１参照）に巻き掛けられている。そして、２本のロール２４の一方は、図示しないギア及びモータにより回転駆動される。これにより、用紙Ｐが搬送ベルト２２により搬送されるようになっている。なお、レーザ光Ｂｍは、搬送ベルト２２上の用紙Ｐの表面ＰＡに向けて照射される。表面ＰＡは、被照射面の一例である。
【００２７】
なお、以後の説明では、一例として、用紙Ｐが搬送される方向をＸ方向、Ｘ方向と直交しレーザ光Ｂｍが照射される方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向と記載する。Ｚ方向は、用紙Ｐの幅方向である。また、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、光照射ユニット３０をＺ方向に見て、上側をＹ側、下側を−Ｙ側、右側をＸ側、左側を−Ｘ側、奥側をＺ側、手前側を−Ｚ側と記載する。右側は、Ｘ方向における上流側であり、左側は、Ｘ方向における下流側である。
【００２８】
〔光照射ユニット〕
次に、光照射ユニット３０について説明する。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、光照射ユニット３０は、一例として、Ｚ方向に間隔をあけて配置された複数の第１照射部３２と、Ｚ方向で複数の第１照射部３２を挟んで配置された２つの第２照射部３４とを有する。なお、図３では第１照射部３２を４つ示しているが、第１照射部３２は、１つであってもよく、また、４以外の複数であってもよい。
【００３０】
図３（Ｂ）に示すように、第１照射部３２（図３（Ａ）参照）から用紙Ｐの表面ＰＡに照射されたレーザ光Ｂｍは、Ｙ方向に見てＸ方向に短くＺ方向に長い直線状の第１光束Ａとなっている。また、第２照射部３４（図３（Ａ）参照）から用紙Ｐの表面ＰＡに照射されたレーザ光Ｂｍは、Ｙ方向に見てＸ方向に短くＺ方向に長い直線状の第２光束Ｂとなっている。Ｚ方向は、特定方向の一例である。
【００３１】
＜第１照射部＞
図３（Ａ）に示すように、第１照射部３２は、第１光源の一例としてのレーザ光源３６Ａと、レーザ光源３６Ａからのレーザ光Ｂｍを用紙Ｐの表面ＰＡに導く第１レンズ３８と、を有する。また、第１照射部３２は、コリメートレンズ３７と、集光レンズ３９と、を有する。第１照射部３２では、レーザ光Ｂｍの光軸に沿って、レーザ光源３６Ａ、コリメートレンズ３７、第２レンズ４２、及び集光レンズ３９の順に配置されている。
【００３２】
（レーザ光源）
図３（Ａ）に示すように、レーザ光源３６Ａは、用紙ＰのＹ側でＺ方向に間隔をあけて複数配置されている。また、レーザ光源３６Ａは、用紙Ｐの表面ＰＡに向けて、レーザ光Ｂｍを照射するようになっている。本実施形態では、レーザ光Ｂｍの光軸方向がＹ方向に沿っている。
【００３３】
（コリメートレンズ）
コリメートレンズ３７は、レーザ光Ｂｍの光軸（図示省略）上でレーザ光源３６Ａの−Ｙ側（用紙Ｐ側）に配置されている。図２に示すように、コリメートレンズ３７は、一例として、シリンドリカルレンズであり、Ｘ−Ｙ面で見て、発散光となっているレーザ光Ｂｍを平行光とするようになっている。なお、コリメートレンズ３７は、図３に示すように、Ｚ−Ｙ面で見ると、レーザ光Ｂｍを発散光のままとするようになっている。
【００３４】
（第１レンズ）
第１レンズ３８は、レーザ光Ｂｍの光軸上でコリメートレンズ３７の−Ｙ側に配置されている。また、第１レンズ３８は、一例として、Ｘ方向に見て、Ｙ側が凹状で−Ｙ側が平坦な平凹レンズであり、レーザ光ＢｍをＺ方向に発散させるようになっている。
【００３５】
（集光レンズ）
集光レンズ３９は、レーザ光Ｂｍの光軸上で第１レンズ３８の−Ｙ側に配置されている。また、集光レンズ３９は、第１照射部３２と第２照射部３４とで共通化（一体化）されている。さらに、集光レンズ３９は、図２に示すように、Ｘ−Ｙ面で見て、レーザ光ＢｍをＸ方向で集光させるようになっている。なお、集光レンズ３９は、一例として、シリンドリカルレンズであり、Ｘ方向ではレーザ光Ｂｍを集光するが、図３に示すように、Ｚ−Ｙ面で見ると、レーザ光Ｂｍを集光せずそのまま発散させるようになっている。
【００３６】
ここで、第１照射部３２によって用紙Ｐの表面ＰＡに照射されたレーザ光ＢｍのＺ方向の照射幅をＷ１とする。複数の第１照射部３２は、用紙Ｐの表面ＰＡに照射したレーザ光Ｂｍ（第１光束Ａ）の一部が、隣の第１照射部３２によって照射されたレーザ光Ｂｍ（第１光束Ａ）の一部とＺ方向で重なるように配置されている。
【００３７】
＜第２照射部＞
次に、第２照射部３４について説明する。なお、第１照射部３２と基本的に同一の部材については、同一の符号を付与して説明を省略する。
【００３８】
図３（Ａ）に示すように、第２照射部３４は、第２光源の一例としてのレーザ光源３６Ｂと、レーザ光源３６Ｂからのレーザ光Ｂｍを用紙Ｐの表面ＰＡに導く第２レンズ４２と、を有する。レーザ光源３６Ｂは、一例として、レーザ光源３６Ａと同じ仕様となっている。なお、同じ仕様とは、同じ光特性及び光照射性能を有することを意味する。また、第２照射部３４は、コリメートレンズ３７と、集光レンズ３９と、を有する。第２照射部３４では、レーザ光Ｂｍの光軸に沿って、レーザ光源３６Ｂ、コリメートレンズ３７、第２レンズ４２、及び集光レンズ３９の順に配置されている。
【００３９】
（第２レンズ）
第２レンズ４２は、一例として、Ｘ方向に見て、Ｙ側が凹状で−Ｙ側が平坦な平凹レンズであり、レーザ光ＢｍをＺ方向に発散させるようになっている。また、第２レンズ４２は、第１レンズ３８に比べて、レーザ光源３６Ｂからのレーザ光Ｂｍを用紙Ｐの表面ＰＡに照射させるＺ方向の照射幅（範囲）が狭くなっている。即ち、第２照射部３４による用紙Ｐの表面ＰＡにおけるレーザ光ＢｍのＺ方向の照射幅をＷ２とすると、Ｗ２＜Ｗ１となっている。なお、第２レンズ４２は、第１レンズ３８に比べて焦点距離を長く設定することで、レーザ光Ｂｍを用紙Ｐの表面ＰＡに照射させる範囲が狭くなっている。
【００４０】
２つの第２照射部３４は、用紙Ｐの表面ＰＡに照射したレーザ光Ｂｍ（第２光束Ｂ）の一部が、隣の第１照射部３２によって照射されたレーザ光Ｂｍ（第１光束Ａ）の一部とＺ方向で互いに重なるように、Ｚ方向で第１照射部３２の外側に配置されている。なお、本実施形態では、Ｚ側、−Ｚ側、いずれもＺ方向の外側である。また、隣り合う第２照射部３４と第１照射部３２とのＺ方向の間隔（ピッチ）は、第１照射部３２同士のＺ方向の間隔よりも短くなっている。これは、隣り合う第１照射部３２におけるレーザ光ＢｍのＺ方向の重なり幅をＷ４として、第２照射部３４のレーザ光Ｂｍと第１照射部３２のレーザ光ＢｍとのＺ方向の重なり幅をＷ４に近づける（重なり幅を合わせる）ためである。
【００４１】
また、用紙Ｐの表面ＰＡにおけるレーザ光Ｂｍの照射対象領域（定着領域）をＳとする。照射対象領域ＳのＺ方向の幅はＷ３（＞Ｗ１）である。さらに、第２照射部３４のレーザ光源３６Ｂの光軸をＫとする。ここで、第２照射部３４の２つのレーザ光源３６Ｂは、２つの光軸ＫがＺ方向で照射対象領域Ｓ内に位置するように配置されている。なお、第２照射部３４は、照射対象領域Ｓだけでなく照射対象領域ＳのＺ方向の外側にもレーザ光Ｂｍを照射するようになっている。
【００４２】
加えて、第２照射部３４から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、隣り合う第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍとは重ならない第１照射幅をＷ５とする。また、第２照射部３４に対して隣り合う第１照射部３２から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、該第１照射部３２に対して隣り合う他の第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍと重なる部分を除く第２照射幅をＷ６とする。ここで、Ｗ５＜Ｗ６となっている。
【００４３】
（比較例）
本実施形態の２つの第２照射部３４が２つの第１照射部３２に置き換えられたもの（全て第１照射部３２のもの）を比較例の光照射ユニットとする。また、比較例の光照射ユニットでは、６つの第１照射部３２が、Ｚ方向に等間隔で配置されている。ここで、図１１には、比較例の光照射ユニットにおけるレーザ光Ｂｍの照射位置[ｍｍ]に対する光強度[Ｗ／ｍｍ]のシミュレーション結果が示されている。
【００４４】
図１１における台形状のグラフＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６は、６つの第１照射部３２（図３参照）の各光強度分布を表している。また、図１１における太線のグラフＧＢは、グラフＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６の光強度の合計を表している。ここで、比較例の光照射ユニットを用いて、照射対象領域ＳにおけるＺ方向の中央部及び両端部で必要とされる光強度を得るためには、照射対象領域Ｓの両端（境界）に対応する位置で光強度が最大となるように、両端の第１照射部３２を配置する必要がある。
【００４５】
しかし、比較例の光照射ユニットでは、配列方向の両端部に中央部と同じ照射幅Ｗ１（図３参照）の第１照射部３２を用いている。このため、比較例の光照射ユニットでは、照射対象領域Ｓの両端に対応する位置で光強度が最大となるように第１照射部３２を配置すると、グラフＧ１、Ｇ６における照射幅の半分以上に相当するレーザ光Ｂｍが、照射対象領域Ｓの外側に照射される。これにより、比較例の光照射ユニットでは、照射対象領域Ｓの外側における光エネルギーの損失が大きくなる。
【００４６】
[作用]
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００４７】
図４には、本実施形態の光照射ユニット３０（図３参照）におけるレーザ光Ｂｍの照射位置[ｍｍ]に対する光強度[Ｗ／ｍｍ]のシミュレーション結果が示されている。
【００４８】
図４における台形状のグラフＧ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５は、４つの第１照射部３２（図３参照）の各光強度分布を表している。また、図４における台形状のグラフＧ７、Ｇ８は、２つの第２照射部３４（図３参照）の各光強度分布を表している。さらに、図４おける太線のグラフＧＡは、グラフＧ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ７、Ｇ８の光強度の合計を表している。
【００４９】
図３に示す本実施形態の光照射ユニット３０を用いて、用紙Ｐの表面ＰＡにおけるＺ方向の中央部及び両端部で必要とされる光強度を得るためには、レーザ光Ｂｍの照射対象領域Ｓの両端に第２照射部３４の光強度が最も高い部位を配置する必要がある。これは、第１照射部３２だけでは光強度が不足するためである。
【００５０】
ここで、光照射ユニット３０では、第１照射幅Ｗ５が第２照射幅Ｗ６よりも狭くなっている。さらに、Ｚ方向の中央部に配置された第１照射部３２よりも照射幅が短い第２照射部３４をＺ方向の両端部に配置している。このため、光照射ユニット３０では、照射対象領域Ｓの両端に光強度が最も高い部位が位置するように第２照射部３４を配置したとしても、照射対象領域Ｓの外側に照射されるレーザ光Ｂｍの光量（積分値）が、比較例の光量（積分値）よりも減る（少なくなる）。これにより、光照射ユニット３０では、比較例の光照射ユニットに比べて、照射対象領域Ｓの外側における光エネルギーの損失が減る。
【００５１】
また、光照射ユニット３０では、第１照射部３２を構成する部材の数と第２照射部３４を構成する部材の数とが同じとなっている。即ち、光照射ユニット３０の第２照射部３４は、第１照射部３２に対して部材を追加していない。このため、光照射ユニット３０は、例えば、ミラーを追加して、照射対象領域Ｓの外側に向かうレーザ光Ｂｍを照射対象領域Ｓ内へ反射する構成に比べて、部品点数が少なくなる。
【００５２】
さらに、光照射ユニット３０の第２照射部３４は、レーザ光源３６Ａと同じ仕様のレーザ光源３６Ｂを用いると共に、第１照射部３２の第１レンズ３８とは焦点距離が異なる第２レンズ４２を用いて照射幅を短く（狭く）している。これにより、第１照射部３２と第２照射部３４の光源の仕様が共通化されるので、第２照射部３４の光源としてレーザ光源３６Ａと同じ仕様の光源を用いない構成と比べて、光照射ユニット３０の組み立てが容易となる。
【００５３】
図２に示す定着装置２０では、光照射ユニット３０が、搬送ベルト２２で搬送される用紙ＰのトナーＴにレーザ光Ｂｍを照射する。トナーＴ（トナー像Ｇ）は、レーザ光Ｂｍを吸収することで加熱及び溶融され、用紙Ｐに定着される。ここで、定着装置２０では、光照射ユニット３０における光エネルギーの損失が比較例の光照射ユニットに比べて減るので、トナーＴの定着に必要なエネルギーが、比較例に比べて減る。
【００５４】
図１に示す画像形成装置１０では、画像形成部１４が用紙Ｐにトナー像Ｇを形成し、定着装置２０がトナー像Ｇを用紙Ｐに定着する。ここで、画像形成装置１０では、定着装置２０を用いることでトナーＴの定着に必要なエネルギーが減るので、比較例の光照射ユニットを備えた定着装置を用いる場合に比べて、用紙Ｐへの画像形成に必要なエネルギーが減る。
【００５５】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る光照射装置、定着装置、及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００５６】
図５には、第２実施形態の光照射装置の一例としての光照射ユニット５０が示されている。なお、第２実施形態では、第１実施形態の画像形成装置１０及び定着装置２０において、光照射ユニット３０（図１参照）に換えて光照射ユニット５０が設けられている点が異なっており、他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００５７】
光照射ユニット５０は、Ｚ方向に間隔をあけて配置された複数の第１照射部３２と、Ｚ方向で複数の第１照射部３２を挟んで配置された２つの第２照射部５２とを有する。なお、図５では、一例として、第１照射部３２を４つ示しているが、第１照射部３２の数は４以外の数であってもよい。
【００５８】
第２照射部５２は、レーザ光源３６Ｂと、レーザ光源３６Ｂからのレーザ光Ｂｍを用紙Ｐの表面ＰＡに導く第２レンズ５４と、を有する。また、第２照射部５２は、コリメートレンズ３７と、集光レンズ３９と、を有する。第２照射部５２では、レーザ光Ｂｍの光軸に沿って、レーザ光源３６Ｂ、コリメートレンズ３７、第２レンズ５４、集光レンズ３９の順に配置されている。
【００５９】
（第２レンズ）
図６（Ａ）に示すように、第２レンズ５４は、一例として、レーザ光源３６Ｂ（図５参照）側であるＹ側に第１凹面５４Ａ及び第２凹面５４Ｂを有し、−Ｙ側が平坦な平凹レンズである。また、第２レンズ５４のＺ方向中央には、レーザ光Ｂｍの光軸Ｋが位置している。なお、図６（Ａ）には、Ｚ側の端部に位置する第２レンズ５４が示されている。ここで、Ｚ側及び−Ｚ側の第２レンズ５４は、同様の構成であり、照射対象領域ＳのＺ方向の中央位置を中心として対称配置されるため、Ｚ側の第２レンズ５４について説明し、−Ｚ側の第２レンズ５４の説明を省略する。
【００６０】
第１凹面５４Ａは、第２レンズ５４をＸ方向に見て、光軸Ｋを境界として、光軸Ｋよりも第１レンズ３８側である−Ｚ側に配置されている。第２凹面５４Ｂは、第２レンズ５４をＸ方向に見て、光軸ＫよりもＺ側に配置されている。そして、第１凹面５４Ａと第２凹面５４Ｂは、Ｚ方向で連続している。また、第１凹面５４Ａの曲率は、第２凹面５４Ｂの曲率よりも大きくなっている。
【００６１】
第１凹面５４Ａの曲率及び焦点距離は、第１凹面５４Ａに入射されたレーザ光Ｂｍが、用紙Ｐの表面ＰＡにおいて、光軸Ｋから−Ｚ側に照射幅Ｗ４で照射されるように設定されている。第２凹面５４Ｂの曲率及び焦点距離は、第２凹面５４Ｂに入射されたレーザ光Ｂｍが、用紙Ｐの表面ＰＡにおいて、光軸ＫからＺ側に第１照射幅Ｗ５（＜Ｗ４）で照射されるように設定されている。なお、一例として、照射幅Ｗ４と第１照射幅Ｗ５の和は、照射幅Ｗ２（図３参照）とほぼ等しくなっている。
【００６２】
第２レンズ５４を用いた場合、図６（Ｂ）に示すように、光の照射位置（Ｚ方向位置）に対する光強度Ｉの分布は、グラフＧ１０で示すように、光軸Ｋを中心とした左右非対称形状となる。具体的には、第１凹面５４Ａ（図６（Ａ）参照）を透過したレーザ光Ｂｍは−Ｚ側に発散される。また、第２凹面５４Ｂ（図６（Ａ）参照）を透過したレーザ光Ｂｍは、第１凹面５４Ａを透過したレーザ光Ｂｍに比べて狭い幅でＺ側に発散される。そして、第２凹面５４Ｂで発散されたレーザ光Ｂｍの光強度Ｉのグラフは、第１凹面５４Ａ（図６（Ａ）参照）を透過したレーザ光Ｂｍの光強度Ｉのグラフと比べて、Ｚ方向で幅狭であり、且つ最大値（ピーク）が大きくなっている。
【００６３】
図５に示すように、２つの第２照射部５２は、用紙Ｐの表面ＰＡに照射したレーザ光Ｂｍの一部が、隣の第１照射部３２によって照射されたレーザ光Ｂｍの一部と重なるように配置されている。また、第２照射部５２の２つのレーザ光源３６Ｂは、２つの光軸ＫがＺ方向で照射対象領域Ｓ内に位置するように配置されている。なお、第２照射部５２は、照射対象領域Ｓだけでなく照射対象領域ＳのＺ方向の外側にもレーザ光Ｂｍを照射するようになっている。
【００６４】
加えて、第２照射部５２から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、隣り合う第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍとは重ならない第１照射幅をＷ５とする。また、第２照射部３４に対して隣り合う第１照射部３２から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、該第１照射部３２に対して隣り合う他の第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍと重なる部分を除く第２照射幅をＷ６とする。ここで、Ｗ５＜Ｗ６となっている。
【００６５】
[作用]
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００６６】
図７には、本実施形態の光照射ユニット５０（図５参照）におけるレーザ光Ｂｍの照射位置[ｍｍ]に対する光強度[Ｗ／ｍｍ]のシミュレーション結果が示されている。
【００６７】
図７における台形状のグラフＧ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５は、既述のように、４つの第１照射部３２（図５参照）の各光強度分布を表している。また、図７におけるグラフＧ９、Ｇ１０は、２つの第２照射部５２（図５参照）の各光強度分布を表している。さらに、図７おける太線のグラフＧＣは、グラフＧ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１０の光強度の合計を表している。
【００６８】
図５に示す本実施形態の光照射ユニット５０を用いて、用紙Ｐの表面ＰＡにおけるＺ方向の中央部及び両端部で必要とされる光強度を得るためには、レーザ光Ｂｍの照射対象領域Ｓの両端に第２照射部５２の光強度が最も高い部位を配置する必要がある。これは、第１照射部３２だけでは光強度が不足するためである。
【００６９】
ここで、光照射ユニット５０では、Ｚ方向の中央部に配置された第１照射部３２よりも照射幅が短い第２照射部５２をＺ方向の両端部に配置している。このため、光照射ユニット５０では、照射対象領域Ｓの両端に光強度が最も高い部位が位置するように第２照射部５２を配置しても、照射対象領域Ｓの外側に照射されるレーザ光Ｂｍの光量（積分値）が、比較例（図１１参照）の光量（積分値）よりも少なくなる。これにより、光照射ユニット５０では、比較例の光照射ユニットに比べて、照射対象領域Ｓの外側における光エネルギーの損失が減る。
【００７０】
また、光照射ユニット５０の第２照射部５２は、レーザ光源３６Ａと同じ仕様のレーザ光源３６Ｂを用いると共に、第１照射部３２の第１レンズ３８とは焦点距離が異なる第２レンズ５４を用いて照射幅を短く（狭く）している。これにより、第１照射部３２と第２照射部５２の光源が共通化されるので、第２照射部５２の光源としてレーザ光源３６Ａと同じ仕様の光源を用いない構成と比べて、光照射ユニット５０の組み立てが容易となる。
【００７１】
さらに、光照射ユニット５０では、図６（Ａ）に示すように、曲率が小さく焦点距離が長い第２凹面５４Ｂが、曲率が大きく焦点距離が短い第１凹面５４ＡよりもＺ方向の外側（第１レンズ３８側とは反対側）に位置している。このため、第２レンズ５４により用紙Ｐの表面ＰＡに照射されたレーザ光Ｂｍの光強度は、第１レンズ３８側が低く、且つ照射対象領域Ｓの境界部分で高くなる。そして、第１レンズ３８を透過したレーザ光Ｂｍの光強度と、第２レンズ５４の第１凹面５４Ａを透過したレーザ光Ｂｍの光強度との和は、第２レンズ５４の第２凹面５４Ｂを透過したレーザ光Ｂｍの光強度に近づく。これにより、図７に示すように、照射対象領域Ｓ内におけるＺ方向端部の光強度とＺ方向中央部の光強度との差が低減される。
【００７２】
光照射ユニット５０を有する定着装置２０では、光照射ユニット５０が、搬送ベルト２２で搬送される用紙ＰのトナーＴにレーザ光Ｂｍを照射する。トナーＴ（トナー像Ｇ）は、レーザ光Ｂｍを吸収することで加熱及び溶融され、用紙Ｐに定着される。ここで、定着装置２０では、光照射ユニット５０における光エネルギーの損失が比較例の光照射ユニットに比べて減るので、トナーＴの定着に必要なエネルギーが、比較例に比べて減る。
【００７３】
画像形成装置１０では、画像形成部１４が用紙Ｐにトナー像Ｇを形成し、定着装置２０がトナー像Ｇを用紙Ｐに定着する。ここで、画像形成装置１０では、定着装置２０を用いることでトナーＴの定着に必要なエネルギーが減るので、比較例の光照射ユニットを備えた定着装置を用いる場合に比べて、用紙Ｐへの画像形成に必要なエネルギーが減る。
【００７４】
[第３実施形態]
次に、第３実施形態に係る光照射装置、定着装置、及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００７５】
図８には、第３実施形態の光照射装置の一例としての光照射ユニット６０が示されている。なお、第３実施形態では、第１実施形態の画像形成装置１０及び定着装置２０において、光照射ユニット３０（図１参照）に換えて光照射ユニット６０が設けられている点が異なっており、他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００７６】
光照射ユニット６０では、一例として、６つの第１照射部３２が、Ｚ方向に間隔をあけて配置されている。そして、光照射ユニット５０では、第２照射部３４（図３参照）を有していない。また、光照射ユニット６０では、Ｚ方向両端の２つの第１照射部３２が、他の４つの第１照射部３２よりも用紙Ｐの表面ＰＡに近い位置に配置されている。即ち、Ｚ方向中央の４つの第１照射部３２は、表面ＰＡでの照射幅がＷ１となる位置に配置され、Ｚ方向両端の２つの第１照射部３２は、表面ＰＡでの照射幅がＷ２となる位置に配置されている。さらに、Ｚ方向両端の２つのレーザ光源３６Ａは、２つの光軸ＫがＺ方向で照射対象領域Ｓ内に位置するように配置されている。なお、第２照射部３４は、照射対象領域Ｓだけでなく照射対象領域ＳのＺ方向の外側にもレーザ光Ｂｍを照射するようになっている。
【００７７】
加えて、Ｚ方向両端の第１照射部３２から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、隣り合う第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍとは重ならない第１照射幅をＷ５とする。また、Ｚ方向両端の第１照射部３２に対して隣り合う第１照射部３２から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、該第１照射部３２に対して隣り合う他の第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍと重なる部分を除く第２照射幅をＷ６とする。ここで、Ｗ５＜Ｗ６となっている。
【００７８】
[作用]
次に、第３実施形態の作用について説明する。
【００７９】
図８に示す光照射ユニット６０では、Ｚ方向の両端部の照射幅が中央部よりも短くなっている。このため、光照射ユニット６０では、照射対象領域Ｓの両端に光強度が最も高くなる部位が位置するように第１照射部３２を配置したとしても、照射対象領域Ｓの外側に照射されるレーザ光Ｂｍの光量（積分値）が、比較例の光量（積分値）よりも少なくなる。これにより、光照射ユニット６０では、比較例の光照射ユニットに比べて、照射対象領域Ｓの外側における光エネルギーの損失が減る。
【００８０】
また、光照射ユニット６０では、複数の第１照射部３２のうちＺ方向両端の第１照射部３２を用紙Ｐの表面ＰＡに近づけている。これにより、異なる仕様の照射部を用いなくて済むので、第１照射部と第２照射部が同じ要素で構成される。定着装置２０及び画像形成装置１０については、第１実施形態と同様の作用であるため、説明を省略する。
【００８１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、以下に示す変形例を採用し得る。
【００８２】
（第１変形例）
定着装置は、図２に示す定着装置２０のように、トナーＴに対して非接触で定着を行うものに限らず、図９に示す定着装置７０のように、トナーＴに接触する部材を用いて定着を行うものであってもよい。
【００８３】
定着装置７０は、搬送手段の一例としての対向ロール７２と、光照射装置の一例としての光照射ユニット８０と、を有する。対向ロール７２は、Ｚ方向を軸方向として回転可能に設けられている。
【００８４】
光照射ユニット８０は、第１実施形態の第１照射部３２及び第２照射部３４において、集光レンズ３９（図３参照）に換えて、Ｚ方向を長手方向とするレンズパッド７４及び透明チューブ７６が設けられている。レンズパッド７４は、支持枠７８Ａと支持枠７８Ｂとで挟まれ支持されている。そして、レンズパッド７４、支持枠７８Ａ、及び支持枠７８Ｂの外側には、透明チューブ７６が回転可能に配置されている。
【００８５】
透明チューブ７６における透明とは、レーザ光Ｂｍの波長域において透過率が十分に高いことを意味する。即ち、透明チューブ７６は、レーザ光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７４の加熱を抑制するという観点からすれば、透過率が高ければ高いほどよい。透過率は、一例として、９０[％]以上、望ましくは９５[％]以上がよい。
【００８６】
レンズパッド７４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材料から選択でき、一例として、光学用透明プラスチック樹脂が挙げられる。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）を含む材料が挙げられる。さらに、光学用透明プラスチック樹脂として、メチルメタクリレート単位とスチレン単位とからなる重合体（ＭＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、フルオレン樹脂などを含む材料が挙げられる。
【００８７】
透明チューブ７６のＹ側には、第１レンズ３８又は第２レンズ４２を透過したレーザ光Ｂｍが入射される。また、透明チューブ７６の−Ｙ側からは、レンズパッド７４及び透明チューブ７６を透過したレーザ光Ｂｍが出射される。さらに、透明チューブ７６の内面には、一例として、フェルト材８２に含浸されたシリコーンオイルが塗布される。なお、透明チューブ７６の外周面と対向ロール７２の外周面とが接触して、トナーＴを加圧するニップ部Ｎが形成されている。
【００８８】
レンズパッド７４は、透明チューブ７６を透過して入射されたレーザ光ＢｍをＸ方向で収束させ、ニップ部Ｎに集光させる。また、レンズパッド７４は、ニップ部Ｎを通過する透明チューブ７６を内面側から支持する。このように、定着装置７０は、透明チューブ７６をトナーＴに接触させて加圧しつつ、光照射ユニット８０でトナーＴに光を照射し、加熱及び溶融させるものであってもよい。なお、レーザ光Ｂｍは、第１レンズ３８及び第２レンズ４２により、Ｚ方向では発散される。
【００８９】
（第２変形例）
用紙Ｐの表面ＰＡにおけるレーザ光Ｂｍの照射幅及び光強度分布を変える方法としては、第１レンズ３８、第２レンズ４２、５４を用いる方法に限らない。例えば、図１０に示す第２変形例の光照射ユニット９０を用いてもよい。
【００９０】
光照射ユニット９０は、第１実施形態の光照射ユニット３０（図３参照）において、Ｚ方向両端の第２照射部３４（図３参照）を第２照射部３５に置き換えた構成となっている。第２照射部３５は、第１照射部３２と同様の部材で構成されているが、第２照射部３５から用紙Ｐの表面ＰＡに照射されるレーザ光Ｂｍ（光軸Ｋ）が第１照射部３２側に向かうように傾いている点が異なる。
【００９１】
第２照射部３５による用紙Ｐの表面ＰＡにおけるレーザ光ＢｍのＺ方向の照射幅をＷ７とすると、Ｗ７＜Ｗ１となっている。また、第２照射部３５のレーザ光Ｂｍと第１照射部３２のレーザ光ＢｍとのＺ方向の重なり幅をＷ８とすると、Ｗ８＞Ｗ４となっている。
【００９２】
さらに、第２照射部３５から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、隣り合う第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍとは重ならない第１照射幅をＷ９とする。加えて、第２照射部３５に対して隣り合う第１照射部３２から照射される表面ＰＡでのＺ方向のレーザ光Ｂｍの照射幅のうち、隣り合う他の第１照射部３２からのレーザ光Ｂｍと重なる部分を除く第２照射幅をＷ１０とすると、Ｗ９＜Ｗ１０となっている。
【００９３】
ここで、光照射ユニット９０では、照射対象領域Ｓの外側に照射されるレーザ光Ｂｍの光量（積分値）が、比較例（図１１参照）の光量（積分値）よりも少なくなる。これにより、光照射ユニット９０では、比較例の光照射ユニットに比べて、表面ＰＡの照射対象領域Ｓの外側に照射される光の光量が減り、照射対象領域Ｓの外側における光エネルギーの損失が減る。
【００９４】
（他の変形例）
光照射ユニット３０、５０、６０、８０は、定着装置２０、７０に限らず、加工歪を除くためのアニーリングを行う熱処理装置に用いてもよい。また、光照射ユニット３０、５０、６０、８０は、用紙Ｐに画像形成を行った後でトナー像Ｇに光を照射すると共にトナー像Ｇからの反射光を受光してトナー像Ｇを評価するインラインセンサとして用いてもよい。さらに、光照射ユニット３０、５０、６０、８０は、スキャナの光照射部として用いてもよい。
【００９５】
第１レンズ３８、及び第２レンズ４２、５４は、拡散光学系（凹レンズ）に限らず、集光光学系（凸レンズ）で構成されてもよい。第１レンズ３８、及び第２レンズ４２、５４を集光光学系で構成した場合は、集光された後の発散光を用紙Ｐの表面に照射させるように第１レンズ３８、及び第２レンズ４２、５４を配置すればよい。
【００９６】
光源は、レーザ光源３６Ａ、３６Ｂのように、第１照射部と第２照射部で同じ仕様とされるものに限らない。トナーＴの溶融状態が同様となる構成であれば、第１照射部と第２照射部で仕様が異なるレーザ光源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０  画像形成装置
１４  画像形成部（現像剤像形成手段の一例）
２０  定着装置
２２  搬送ベルト（搬送手段の一例）
３０  光照射ユニット（光照射装置の一例）
３２  第１照射部
３４  第２照射部
３５  第２照射部
３６Ａ  レーザ光源（第１光源の一例）
３６Ｂ  レーザ光源（第２光源の一例）
３８  第１レンズ
４２  第２レンズ
５０  光照射ユニット（光照射装置の一例）
５２  第２照射部
５４  第２レンズ
６０  光照射ユニット（光照射装置の一例）
７０  定着装置
７２  対向ロール（搬送手段の一例）
８０  光照射ユニット（光照射装置の一例）
９０  光照射ユニット（光照射装置の一例）
ＰＡ  表面（被照射面の一例）
Ｋ  光軸
Ｓ  照射対象領域
Ｔ  トナー（現像剤の一例）
【図１】
2016048303.tif 000003
【図２】
2016048303.tif 000004
【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】
2016048303.tif 000009
【図８】
2016048303.tif 000010
【図９】
2016048303.tif 000011
【図１０】
2016048303.tif 000012
【図１１】
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