JP2008089828A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像にレーザ光を照射して、トナー像をシート上に溶融固着させる画像形成装置において、レーザ光によりトナー像に必要十分なエネルギー（熱量）を付与して、良好な定着を行えるようにした。
【解決手段】文字「Ａ」からなるトナー像ＴＡに対して、副走査方向（矢印Ｓ２方向）下流側に配置した出力Ｗ１が小さいレーザ光Ｈ１と、上流側に配置した出力Ｗ２が大きいレーザ光Ｈ２とを主走査方向（矢印Ｓ１方向）に順次、主走査して、第１ラインＬ１，第２ラインＬ２，第３ラインＬ３を形成する。先行するラインのレーザ光Ｈ１が走査した領域を、後続のラインのレーザ光Ｈ２が再度、走査することで、トナー像を段階的に加熱することができるので、必要十分なエネルギーでトナー像を良好に定着させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート上に担持された未定着トナー像にレーザ光を照射することにより、トナー像をシート上に定着させる画像形成装置に関する。

複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置において、トナー像をシート上に定着させる定着装置として、一般に、熱加圧方式のものが知られている。このものは、ヒータによって加熱された定着ローラに加圧ローラを圧接して、両ローラ間に定着ニップ部を構成し、この定着ニップ部に、未定着トナー像を担持したシートを挿通することにより、トナー像を加熱・加圧してシート上に定着させるものである。この方式によると、定着装置が、トナーを溶融できる所定の定着温度に達するまでの時間が長く、また、トナー像を溶融させるために、定着ローラ全体を加熱する必要があるため、電力の浪費が多く、熱効率（エネルギー効率）が悪いという問題があった。

このような問題を解決するための方策として、例えば、特許文献１には、レーザ光を照射して、トナー像を定着させる方法が提案されている。

このものは、画像情報に基づいて感光体表面に形成したトナー像に対し、同じ画像情報に基づいてレーザ光を照射することで、シート上にトナー像を溶融固着させるものである。

これによると、トナー像に対するレーザ光の照射を、画像情報に基づいて行っているので、シート上のトナー像のない領域には、レーザ光を照射する必要がないため、省電力化、熱効率の向上を図ることができる。

特開２０００−３３８７９８号公報

しかしながら、上述の特許文献１によると、定着に使用するレーザ光が１つであるため、近時の画像形成における定着速度の高速化に対応するためには、レーザ光の走査速度を速める必要がある。このため、トナー像に十分な熱量（なお、以下では、レーザ光についてはエネルギーを、またトナーについては熱量を使用するが、これらはほぼ同じ意味である。）を付与することができなくなって、定着不良が発生するという問題があった。一方、トナー像に十分な熱量を付与するための方策としては、レーザ光の出力を上げるという方法が考えられるが、この場合、トナーには、短時間に多量の熱量が付与されるものの、トナーの温度は急激には上昇しないため、トナーの溶融に寄与しないで浪費される熱量が増加するという問題があった。

そこで、本発明は、レーザ光によってトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、トナーに付与する熱量が不足することに起因する定着不良や、トナーに急激に熱量を付与することに起因する熱量の浪費を防止するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、均一帯電後の感光体表面を画像情報に基づいて主走査方向及び副走査方向に露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、前記トナー像をシートに転写する転写装置と、転写されたトナー像をシートに定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置に関する。この発明に係る画像形成装置は、前記定着装置は、画像情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光をそれぞれ発生させる複数のレーザ光源を有するレーザ光発生手段と、前記複数のレーザ光源から発生されたレーザ光により、シートを主走査方向及び副走査方向に走査してトナー像をシートに溶融固着させる走査手段と、を備え、前記複数のレーザ光源は、レーザ光を副走査方向に沿って並べた状態で１つのラインを主走査するとともに、副走査方向下流側のレーザ光がトナーに付与する熱量よりも、副走査方向上流側のレーザ光がトナーに付与する熱量が多くなるように設定されている、ことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置において、前記複数のレーザ光源は、先行する前記ラインにおける下流側のレーザ光が主走査した領域を、後続する前記ラインにおける上流側のレーザ光が主走査する、ことを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る画像形成装置において、前記レーザ光発生手段は、前記複数のレーザ光源から発生されるレーザ光の出力を変更することで、それぞれトナーに付与する熱量を変更している、ことを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る画像形成装置において、前記レーザ光発生手段は、前記複数のレーザ光源から発生されるレーザ光の照射時間を変更することで、それぞれトナーに付与する熱量を変更している、ことを特徴としている。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に係る画像形成装置において、前記レーザ光発生手段は、前記画像情報に基づくトナー像のトナー量に応じて、使用する前記レーザ光源の数を変更する、ことを特徴としている。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に係る画像形成装置において、前記レーザ光発生手段は、前記トナーの吸収波長とほぼ同じ波長のレーザ光を前記複数のレーザ光源から発生させる、ことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、定着装置は、静電潜像を形成する基となっている画像情報に基づいて、レーザ光発生手段、走査手段によってシート上のトナー像を溶融固着させるので、トナー像を溶融するのに必要な領域のみを走査し、それ以外の不要な領域は走査しないで済むので、不要な電力の消費を抑制することができる。さらに、定着装置は、レーザ光を副走査方向に沿って並べた状態で１つのラインを主走査するとともに、副走査方向下流側のレーザ光がトナーに付与する熱量よりも、副走査方向上流側のレーザ光がトナーに付与する熱量が多くなるように設定されているので、１つのライン内で、トナー像に与える熱量に差異を持たせることができる。

請求項２の発明によれば、複数のレーザ光源は、先行するラインにおける下流側のレーザ光が主走査した領域を、後続するラインにおける上流側のレーザ光が主走査するので、先行するラインの下流側のレーザ光の主走査によって余熱された領域を、後続するラインの上流側のレーザ光の主走査によって加熱することができるので、トナー像に対して効率よく熱を付与することができる。トナー像を加熱する場合、トナーは比較的熱容量が大きいので、トナー像を短時間に溶融させよとして、大きな熱量を付与したとしても、トナー像を急に加熱することができず、無駄な熱が浪費されることになる。そこで、請求項２の発明によれば、トナー像の同一の領域を段階的に加熱することができるので、熱の浪費を排除することができる。

請求項３の発明によれば、複数のレーザ光は、出力を変更することで、トナーに付与する熱量を変更するようにしている。

請求項４の発明によれば、複数のレーザ光は、照射時間を変更することで、トナーに付与する熱量を変更するようにしている。

請求項５の発明によれば、画像情報に基づくトナー像のトナー量に応じて、使用するレーザ光源の数を変更することにより、トナー像に対する過剰な加熱を防止することができる。

請求項６の発明によれば、レーザ光発生手段は、トナーの吸収波長とほぼ同じ波長のレーザ光を複数のレーザ光源から発生させるので、レーザ光のエネルギーがトナーによって良好に吸収される。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。

＜実施形態１＞
図１〜図３を参照して、本発明に係る画像形成装置１について説明する。このうち、図１は、本発明に係る画像形成装置１の構成を模式的に示す図である。図２は、副走査方向に並べた、出力の異なる２つのレーザ光Ｈ１，Ｈ２でシートＰ上の１つのラインを走査する例を説明する図である。図３は、レーザ光の波長と、トナーＴの透過率との関係を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、シートＰ（紙，透明フィルム等の記録媒体）を給搬送するシート給送部１１と、給搬送されたシートＰに画像としてのトナー像Ｔ（なお、以下ではトナー像及びトナーについて符号「Ｔ」を使用する。）を形成する画像形成部１２と、画像形成後のシートＰを搬送するシート搬送部１３と、シートＰ上に画像を定着する定着部１４とを備えている。

シート給送部１１には、給紙カセット２１、給紙ローラ２２、給送ローラ２３、リタードローラ２４、搬送ローラ対２５、レジストローラ対２６等が配設されている。給紙カセット２１内に積層状態で収納された複数枚のシートＰは、その最上位のものから順に、給紙ローラ２２によって給紙され、給送ローラ２３及びリタードローラ２４によって１枚ずつ分離されて下流側に搬送される。さらに、シートＰは、搬送ローラ対２５によってレジストローラ対２６に搬送され、斜行が矯正された後、レジストローラ対２６によって、次に説明する画像形成部１２に供給される。

画像形成部１２には、感光ドラム３１（ドラム形の感光体）が配設されていて、その周囲には、帯電ローラ３２（帯電装置）、露光装置３３、現像装置３４、転写ローラ３５（転写装置）、クリーニング装置３６等が配設されている。感光ドラム３１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ３１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。感光ドラム３１は、その表面（外周面）が帯電ローラ３２によって所定の極性・電位に均一（一様）に帯電される。帯電後の感光ドラム３１表面は、露光装置３３によって静電潜像が形成される。露光装置３３は、例えば、画像情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光によって、均一帯電後の感光ドラム３１表面を主走査し、また感光ドラム３１の回転により副走査する。これにより、感光ドラム３１表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置３４によってトナーＴが付着されてトナー像Ｔとして現像される。このトナー像は、後述するように、静電吸着ローラを兼ねた転写ローラ３５によってシートＰ上に転写される。なお、露光装置としては、主走査方向に多数のＬＥＤを並べて、これを画像情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御するようなものを使用することができる。なお、トナーＴについては、後に詳述する。

シート搬送部１３には、シート搬送方向に沿っての上流側に配設された転写ローラ３５と、下流側に配設された静電吸着ローラ３７と、これらに掛け渡された搬送ベルト３８とが配設されている。搬送ベルト３８は、転写ローラ３５によって感光ドラム３１に圧接されていて感光ドラム３１と搬送ベルト３８との間には、転写ニップ部Ｎが構成されている。なお、この転写ニップ部Ｎは、感光ドラム３１の中心と転写ローラ３５の中心とを結ぶ線分上に配置されている。上述の感光ドラム３１上に形成されたトナー像Ｔは、感光ドラム３１の矢印３１方向の回転に伴って転写ニップ部Ｎに到達する。これにタイミングを合わせて、レジストローラ対２６からシートＰが転写ニップ部Ｎに供給される。このとき、転写ローラ３５に転写バイアスが印加され、これにより感光ドラム３１上のトナー像ＴがシートＰ上に転写される。このとき、シートＰは、搬送ベルト３８の表面に静電的に吸着される。すなわち、シートＰは、転写ニップ部Ｎを通過する際に、感光ドラム３１上のトナー像Ｔが転写されるのと並行して、先端側から徐々に搬送ベルト３８表面に吸着されていく。トナー像転写後の感光ドラム３１は、表面に残った転写残トナーがクリーニング装置３６によって除去されて、次の画像形成に供される。転写ベルト３８は、下流側の静電吸着ローラ３７が駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ３７方向に駆動回転されるのに伴って矢印Ｒ３８方向に回転する。これにより、シートＰは、搬送ベルト３８表面に静電吸着された状態を維持し、かつ表面に未定着トナー像を担持した状態で、定着部１４に搬送される。このため、定着時のシートＰ、ひいてはトナー像Ｔは、高い位置精度を保持することができる。

定着部１４には、定着装置４０が配設されている。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の定着装置４０を上方から見た図である。定着部１４に搬送されたシートＰは、定着装置４０により、トナー像Ｔが溶融固着されて定着される。本実施形態では、定着装置４０は、レーザ光を利用してトナー像Ｔを溶融固着させるものである。すなわち、定着装置４０は、複数（本実施形態では２個）のレーザ光源を有するレーザ光発生手段４１と、これら複数のレーザ光源から発生されたレーザ光により、シートＰを主走査方向及び副走査方向に走査してトナー像ＴをシートＰに溶融固着させる走査手段とを備えている。走査手段は、コリメータレンズ４２、シリンドリカルレンズ４３、ポリゴンミラー４４、結像レンズ４５、折り返しミラー４６，４７等を有しており、これらにより、レーザ光を、シートＰにおける搬送方向に直交する方向に主走査する。一方、レーザ光による副走査は、上述の搬送ベルト３８がシートＰを矢印Ｒ３８方向に搬送することで行われる。レーザ光源から発生されたレーザ光は、コリメータレンズ４２によって平行にされ、シリンドリカルレンズ４３によってポリゴンミラー４４上に焦点が合わされる。ポリゴンモータ（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー４４によって反射されたレーザ光は、結像レンズ４５によって結像され、さらに折り返しミラー４６，４７によって反射され、シートＰ上を主走査方向に照射する。この主走査と並行して、搬送ベルトによってシートＰが搬送されることで、シートＰ上を副走査方向に照射する。つまり、定着装置４０は、シートＰ上を主走査方向及び副走査方向に照射（走査）することができる。なお、定着装置４０については、後にさらに詳述する。

定着装置４０によってトナー像Ｔが定着されたシートＰは、搬送ベルト３８から分離され、搬送ローラ４８によって矢印Ｋｐ方向に搬送され、さらに排紙ローラ４９によって排紙トレイ（不図示）上に排出される。以上で１枚のシートＰの片面（表面）に対する画像形成が終了する。

上述の定着装置４０によるシートＰの走査は、上述の感光ドラム３１上に静電潜像を形成する際に利用された画像情報と同じ画像情報に基づいて行われる。すなわち、上述のように、静電潜像は、露光装置３３が画像情報に基づいて感光ドラム３１表面を主走査方向及び副走査方向に露光することによって形成され、この静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。定着装置４０は、この同じ画像情報に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光によってシートＰ上を走査する。これによりシートＰ上のトナー像Ｔがある領域にのみレーザ光を照射し、それ以外の領域は照射しないようにすることができるので、エネルギーの浪費を防止することができる。なお、ここで、定着装置４０が画像情報に基づいてレーザ光を照射する場合、その照射領域は、露光装置３３による露光領域よりも、広く設定するものとする。これにより、各部材等の組立誤差や作動誤差等があった場合でも、トナー像Ｔ全体をレーザ光で確実に照射して溶融固着させることができるからである。

本実施形態では、さらに、レーザ発生手段４１が複数（２個）のレーザ光源を有していて、これら複数のレーザ光源から発生された複数のレーザ光により同時にシートＰ上を走査してトナー像Ｔを定着するようにしている。

図２を参照して、この点について詳述する。同図は、表面に文字「Ａ」という未定着のトナー像ＴＡを担持したシートＰが、矢印Ｋｐ方向に搬送されて、定着部到達し、このトナー像ＴＡがレーザ光Ｈ１，Ｈ２の照射を受ける例を模式的に示したものである。ここで、同図中の「Ａ」を構成している黒丸は、トナーを象徴的に示すものである。また、レーザ光Ｈ１，Ｈ２の主走査方向をＳ１、副走査方向（シートＰの搬送方向である矢印Ｋｐ方向とは反対方向）をＳ２で示している。

本実施形態では、レーザ発生手段４１は、２つのレーザ光源を有している。そして、これらレーザ光源から発生されたレーザ光Ｈ１，Ｈ２がポリゴンミラー４４等によってシートＰ上を照射した際のそのスポットが副走査方向（矢印Ｓ２方向）に隣接するようにして並ぶように構成されている。ただし、ここで並ぶとは、接するようにして並ぶ場合も、それぞれの一部がオーバーラップするようにして並ぶ場合も含むものとするが、実機においては、後者が採用される。

本実施形態では、２つのレーザ光Ｈ１，Ｈ２は、レーザ光Ｈ１が副走査方向に沿っての下流側に、またレーザ光Ｈ２が上流側に配設されていて、これらレーザ光Ｈ１，Ｈ２が同時に主走査方向に移動することで、１つのラインを走査するようになっている。

ここで、レーザ光がトナーに付与するエネルギー（熱量）をＪ、レーザ光の出力をＷ、レーザ光の照射時間をｔとすると、これらの間に、
Ｊ＝Ｗ・ｔ
の関係が成り立つ。

本実施形態では、複数のレーザ光Ｈ１，Ｈ２について、それぞれの出力Ｗ１，Ｗ２に差異を持たせることで、それぞれのレーザ光Ｈ１，Ｈ２によってトナーに付与されるエネルギーが異なるようにした。具体的には、下流側のレーザ光Ｈ１の出力Ｗ１よりも上流側のレーザ光Ｈ２の出力Ｗ２方が出力が大きくなるように構成されている。つまり、レーザ光Ｈ１とレーザ光Ｈ２とが同じ条件でトナー像Ｔを照射した場合には、レーザ光Ｈ１によってトナー像に付与される熱量よりも、レーザ光Ｈ２によってトナー像Ｔに付与される熱量の方が大きくなるようになっている。

また、図２に示すように、レーザ光Ｈ１，Ｈ２の主走査及び副走査によって順次、第１ラインＬ１、第２ラインＬ２、第３ラインＬ３、……第ｎ（ｎは自然数）を形成する際、先行するラインの副走査方向下流側の領域を、後続するラインの副走査方向上流側の領域がオーバーラップするようにして走査する。さらに具体的には、先行するライン（例えば、第１ラインＬ１）のうちの、レーザ光Ｈ１が走査した領域を、後続するライン（例えば、第２ラインＬ２）を形成する際、レーザ光Ｈ２が走査するようにしている。これらの関係は、第２ラインＬ２と第３レインＬ３との間、さらにはそれ以降の隣接する２つのライン間にも成り立つようにした。

上述のように、レーザ光Ｈ１の出力Ｗ１は、レーザ光Ｈ２の出力Ｗ２よりも小さい。したがって、本実施形態では、トナー像ＴＡの同じ領域を、先行するラインのレーザ光Ｈ１によって、まずある温度まで上昇させ（余熱し）、その後、後続するラインのレーザ光Ｈ２によって所定の温度まで昇温させるようにしている。

これにより、レーザ光のエネルギーの浪費を防止することができる。すなわち、例えば、レーザ光Ｈ１の出力がレーザ光Ｈ２と同等である場合を考えると、トナーＴの熱容量が比較的大きいため、出力の大きいレーザ光Ｈ１でトナーを照射した場合でも、トナーの温度が急激に上昇することはない。付与したエネルギーに対して、温度上昇に使われる熱量が少なく、残りのエネルギーが浪費されることになる。そこで、本実施形態では、上述のように副走査方向下流側のレーザ光Ｈ１の出力Ｗ１を副走査方向上流側のレーザ光Ｈ２の出力Ｗ２よりも小さくして、上述のようなエネルギー（熱量）の浪費を抑制するとともに、良好な定着を可能とした。言い換えると、レーザ光Ｈ１，Ｈ２により、トナー像Ｔに対して必要十分なエネルギー（熱量）を付与して、良好な定着が行えるようにした。

ここで、本実施形態で使用したトナーについて説明する。トナーとしては、明確な融点を有する、すなわち融点を超えると短時間で流動性が増すフラッシュ定着用のトナーを使用した。具体的には、スチレンアクリル、ポリエステル等の光の吸収性のより物を使用した。また、本実施形態では、前述の定着ローラと加圧ローラとを使用した熱加圧方式の定着装置とは異なり、トナー像が定着されたシートＰを定着ローラから分離する必要がないので、例えば、分離を促進するためのワックス成分等の添加が不要である。つまり、熱加圧方式の定着装置と比較して、トナー以外の外添剤の添加を抑制することができるので、他の制約を受けることなく、トナー本来の機能に絞ってトナーを選択することができる。

さらに、本実施形態では、使用するレーザ光は、その波長がトナーの吸収波長に近いものを使用した。光熱変換効率を高めるようにした。図３に、固定レーザにおけるレーザ光の波長と、レーザ光の透過率との関係を示す。同図中の横軸は、レーザ光の波長（ｎｍ）をとり、縦軸は、レーザ光の透過率（％）をとっている。同図からは、レーザ光の波長が５７２ｎｍ近傍の透過率が最も低く、したがって吸収効率が最も高くなっている。次に吸収効が高いのは、５２７ｎｍ近傍である。なお、５３０ｎｍには、固体レーザの２倍波が存在する。以上のように、レーザ光を、その波長がトナーの吸収波長に近い物とすることで、光熱変換効率を高めることができる。

＜実施形態２＞
図４（ａ），(ｂ)を参照して、実施形態２を説明する。図４（ａ）は、副走査方向に並べた、出力の異なる３つのレーザ光でシートＰ上の１ラインを走査する例を説明する図であり、（ｂ）は、そのうちの１つのレーザ光を停止させてシートＰ上の１ラインを走査する例を説明する図である。

本実施形態では、３つ以上のレーザ光を副走査方向に並べた状態で主走査を行うように構成している。なお、図４(ａ)では、レーザ光が３つの場合を例に説明するが、原理的には、４つ以上の場合もほぼ同様に適用することができる。

３つのレーザ光を副走査方向の下流側から順に、レーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３とする。これら３つのレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を同時に主走査して１つのラインを構成する。ここで、出力の大小関係を、下流側のレーザ光ほど小さく設定するものとする。すなわち、レーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の出力をこの順に、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とすると、これらの間に、
Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３
の関係が成り立つようにした。

さらに、本実施形態では、図４(ａ)に示すように、レーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３によって１つのラインを構成し、第１ラインＬ１，第２ラインＬ２，第３ラインＬ３の順に走査していく。この際、先行する第１ラインＬ１におけるレーザ光Ｈ２が走査した領域を、後続する第２ラインＬ２のレーザ光Ｈ３が走査し、また、先行する第１ラインＬ１のレーザ光Ｈ１が走査した領域を、後続する第２ラインＬ２のレーザ光Ｈ２が走査するようにする。同様に、先行する第２ラインＬ２におけるレーザ光Ｈ２が走査した領域を、後続する第３ラインＬ３のレーザ光Ｈ３が走査し、また、先行する第２ラインＬ２のレーザ光Ｈ１が走査した領域を、後続する第３ラインＬ３のレーザ光Ｈ２が走査するようにする。つまり先行する第１ラインＬ１のレーザ光Ｈ１が走査した領域を、後続する第２ラインＬ２のレーザ光Ｈ２が走査し、さらに同じ領域を第３ラインＬ３のレーザ光Ｈ３が走査することになる。このように同じ領域を、出力Ｗ１のレーザ光Ｈ１で、次に、出力Ｗ２のレーザ光Ｈ２で、次に、出力３のレーザ光Ｈ３で段階的に加熱するので、トナーに急激な熱変化を与えずに徐々にトナーを溶かすことができるので、良好な定着を行うことができるとともに、無駄なエネルギーの消費を抑制することができる。

本実施形態においては、シートＰ上に担持されているトナー像のトナー量が少ない場合には、例えば、図４（ｂ）に示すように、レーザ光Ｈ１を停止させて、レーザ光Ｈ２，Ｈ３によって１つのラインを走査するようにしてもよい。例えば、図４（ａ）に示す文字「Ａ」(トナー像ＴＡ)は、レターフェースＦの内側の領域において、トナー量が１．５ｍｇ／ｃｍ^２であり、（ｂ）に示す文字「Ｂ」(トナー像ＴＢ)は、同じレターフェースＦに対して、トナー量が０．６ｍｇ／ｃｍ^２である。なお、トナー量は、上述の露光装置３３によって感光ドラム３１表面を露光する際の画像データに基づいて算出することができる。

本実施形態では、図４（ａ）に示すトナー像ＴＡはトナー量が多く、トナーを溶融させるために多くの熱量が必要であるので、１つのラインを３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３で走査した。一方、トナー量の少ないトナー像ＴＢは、トナーを溶融させるのに必要な熱量が、（ａ）の場合ほどは多くないので、仮に付与する熱量が多すぎると、トナー像ＴＡとの間に光沢ムラが生じる。さらに、熱量が極端に過多の場合には、トナー像ＴＢの表面近傍に熱が溜まり、この熱でトナー表層が熱せられて表面がザラザラした画像となるおそれがある。

そこで、本実施形態では、トナー量が少ない場合には、１つのラインを２本のレーザ光Ｈ２，Ｈ３で走査するようにした。実際には、トナー量について閾値を設定し、トナー量がこの閾値を超える場合には、３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３によって１つのラインを走査し、閾値未満の場合には、２本のレーザ光Ｈ２，Ｈ３によって１つのラインを走査するようにすればよい。ここで、３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の出力Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の例としては、例えば、Ｗ１に対して、Ｗ２を３倍、同じくＷ１に対してＷ３を６倍に設定する。３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の出力をこのように設定することにより、これと同等の出力を得るために、例えば、単純にＷ１の出力を有するレーザ光を１０個並べる場合と比較して、構成を簡略化することが可能である。

なお、上述では、３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３のうちの１本を停止させて、２本のレーザ光で１つのラインを走査するに際して、レーザ光Ｈ１を停止させて、レーザ光Ｈ２，Ｈ３で１つのラインを走査するようにしたが、各レーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の出力値の設定の仕方や、トナー像のトナー量によっては、これに代えて、Ｈ３を停止させて、２本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２によって１つのラインを走査するようにしてもよい。ただし、本実施形態では、停止させるレーザ光として、レーザ光Ｈ２を選択することはできない。

なお、上述では、説明の簡略化のために、レターフェース領域内のトナー量に着目して説明したが、実際には、１枚のシートＰにおけるトナー量に基づいて、レーザ光を３本にするか２本にするかを選択するようにしてもよい。さらに、１枚のシートＰにおいて、トナー量の多い領域は、３本のレーザ光で、またトナー量の少ない領域は２本のレーザ光で走査するようにすることも可能である。また、シートＰ上に形成する画像がモノクロの場合には、２本のレーザ光で走査し、カラーの場合には一般的にトナー量が多くなることに基づいて３本のレーザ光で走査するといった使い分けも可能である。

また、上述では、副走査方向に並べた３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３によって１つのラインを走査する例を説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、４本以上のレーザ光によって１つのラインを走査する場合にも同様に適用することができる。

＜実施形態３＞
図５を参照して、本実施形態を説明する。図５は、副走査方向に並べた、走査時間の異なる３つのレーザ光でシートＰ上の１ラインを走査する例を説明する図である。

上述の実施形態１，２においては、複数のレーザ光を副走査方向に並べ、かつこれらの出力を変えることで、それぞれのレーザ光がトナーに付与する熱量に差異を持たせるようにしていた。これに対し、本実施形態においては、複数のレーザ光の照射時間を変えることで、それぞれのレーザ光がトナーに付与する熱量に差異を持たせるようにした。

以下、３本のレーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３によって１つのラインを走査する場合を例に説明する。本実施形態では、３個のレーザ光源を設け、それぞれのレーザ光源に対して、１つずつのポリゴンミラーを配設し、それぞれ回転速度を変化させて、レーザ光Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３のそれぞれの照射時間ｔ１，ｔ２，ｔ３が、
ｔ１＜ｔ２＜ｔ３
となるようにした。上述のように、レーザ光がトナーに付与するエネルギーは、
Ｊ＝Ｗ・ｔ
の関係があるので、出力Ｗを一定にした場合には、照射時間ｔが長いほどトナーに付与するエネルギーは多くなる。

また、上述では、回転速度の異なる３個のポリゴンミラーを使用したが、これに代えて、外径の異なる３つのポリゴンミラーを合体して１個のポリゴンミラーを構成し、このポリゴンミラーの外径が異なる領域にそれぞれのレーザ光を当てて、照射時間に差異を持たせるようにしてもよい。

また、上述では、画像形成装置が単色(モノクロ)である場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２色の画像形成装置、さらには４色フルカラーの画像形成装置等にも適用することができる。例えば、４色フルカラーの画像形成装置の場合、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４色のトナー像を重ね合わせてシート上にカラー画像を形成するため、モノクロと比較して一般に、トナーの量が多くなる傾向にある。本発明によると、トナー量の多い領域に集中的にレーザ光でエネルギーを付与し、トナー像のない領域には、レーザ光を照射しないなど、トナー量に応じてレーザ光の数や出力や照射時間を画像情報に基づいて変更することで、エネルギーの浪費を抑制しつつ、良好な定着を実現することができる。

本発明は、画像情報に基づいて形成したものを、再度、同じ画像情報に基づいて加工する場合に適用することが可能である。

画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 副走査方向に並べた、出力の異なる２つのレーザ光でシート上の１つのラインを走査する例を説明する図である。 レーザ光の波長と、トナーの透過率との関係を示す図である。 （ａ）は、副走査方向に並べた、出力の異なる３つのレーザ光でシート上の１ラインを走査する例を説明する図であり、（ｂ）は、そのうちの１つのレーザ光を停止させてシート上の１ラインを走査する例を説明する図である。 副走査方向に並べた、走査時間の異なる３つのレーザ光でシートＰ上の１ラインを走査する例を説明する図である。

符号の説明

１……画像形成装置、３１……感光ドラム（感光体）、３３……露光装置、３４……現像装置、３５……転写ローラ（転写装置）、４０……定着装置、４１……レーザ光発生手段、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３……レーザ光、Ｌ１……第１ライン、Ｌ２……第２ライン、Ｌ３……第３ライン、Ｐ……シート、Ｓ１……主走査方向、Ｓ２……副走査方向、Ｔ……トナー，トナー像、ＴＡ……文字「Ａ」のトナー像、ＴＢ……文字「Ｂ」のトナー像、

Claims (6)

1. 均一帯電後の感光体表面を画像情報に基づいて主走査方向及び副走査方向に露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、前記トナー像をシートに転写する転写装置と、転写されたトナー像をシートに定着させる定着装置と、を備えた画像形成装置において、
   前記定着装置は、
   画像情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザ光をそれぞれ発生させる複数のレーザ光源を有するレーザ光発生手段と、
   前記複数のレーザ光源から発生されたレーザ光により、シートを主走査方向及び副走査方向に走査してトナー像をシートに溶融固着させる走査手段と、を備え、
   前記複数のレーザ光源は、レーザ光を副走査方向に沿って並べた状態で１つのラインを主走査するとともに、副走査方向下流側のレーザ光がトナーに付与する熱量よりも、副走査方向上流側のレーザ光がトナーに付与する熱量が多くなるように設定されている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数のレーザ光源は、先行する前記ラインにおける下流側のレーザ光が主走査した領域を、後続する前記ラインにおける上流側のレーザ光が主走査する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記レーザ光発生手段は、前記複数のレーザ光源から発生されるレーザ光の出力を変更することで、それぞれトナーに付与する熱量を変更している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記レーザ光発生手段は、前記複数のレーザ光源から発生されるレーザ光の照射時間を変更することで、それぞれトナーに付与する熱量を変更している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記レーザ光発生手段は、前記画像情報に基づくトナー像のトナー量に応じて、使用する前記レーザ光源の数を変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記レーザ光発生手段は、前記トナーの吸収波長とほぼ同じ波長のレーザ光を前記複数のレーザ光源から発生させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images