(57)【要約】【課題】本発明は、媒体に定着されることのない色材の量を低減する。【解決手段】制御部５０は、搬送される用紙の先端をセンサ６６ｃが検出すると、レーザ定着装置６６からレーザ光の照射を行う。より具体的には、制御部５０は、センサ６６ｃによる検出タイミングと用紙搬送装置６６ｂが用紙を搬送する速度とに基づいて、レーザ光源６６ａの照射範囲を用紙上のどの位置が通過しているかを特定する。そして、制御部５０は、特定した位置の位置情報に対応付けて記憶されているレーザ光照射強度となるように、レーザ光源６６ａを制御する。【選択図】図１
2010181746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体において画像データに応じた位置に転写された色材に対して光を照射して、当該色材を前記媒体に定着させる定着手段と、
前記媒体において、前記画像データに応じた位置に前記色材が転写されている領域を含む画像形成領域に対して照射する光のエネルギーより、それ以外の領域である非画像形成領域に対して照射する光のエネルギーが大きくなるよう、前記定着手段による光の照射を制御する制御手段と
を特徴とする定着装置。
【請求項２】
画像データに応じた位置に静電潜像を形成し、当該静電潜像を色材で現像して媒体に転写する手段と、
前記媒体において画像データに応じた位置に転写された色材に対して光を照射して、当該色材を前記媒体に定着させる定着手段と、
前記媒体において、前記画像データに応じた位置に前記色材が転写されている領域を含む画像形成領域に対して照射する光のエネルギーより、それ以外の領域である非画像形成領域に対して照射する光のエネルギーが大きくなるよう、前記定着手段による光の照射を制御する制御手段と
を備え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、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタや複写機などの画像形成装置は、トナーなどの色材によって現像した像を用紙などの媒体に転写して、さらにその像を定着装置で媒体に定着させている。レーザ光の照射エネルギーによってトナーに熱を加える定着装置として、例えば特許文献１〜３には、媒体上の像の有無や濃度に応じて光の照射エネルギーの制御を行うものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−００２０６９号公報
【特許文献２】特開昭５９−０９５５７５号公報
【特許文献３】特開平０５−１３４５７８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、画像データに応じた位置に色材が転写されている画像形成領域に対してのみ光を照射して色材を定着させる態様に比べ、媒体に定着されることのない色材の量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、媒体において画像データに応じた位置に転写された色材に対して光を照射して、当該色材を前記媒体に定着させる定着手段と、前記媒体において、前記画像データに応じた位置に前記色材が転写されている画像形成領域に対して照射する光のエネルギーより、それ以外の領域である非画像形成領域に対して照射する光のエネルギーが大きくなるよう、前記定着手段による光の照射を制御する制御手段とを特徴とする定着装置。
請求項２に係る発明は、画像データに応じた位置に静電潜像を形成し、当該静電潜像を色材で現像して媒体に転写する手段と、前記媒体において画像データに応じた位置に転写された色材に対して光を照射して、当該色材を前記媒体に定着させる定着手段と、前記媒体において、前記画像データに応じた位置に前記色材が転写されている画像形成領域に対して照射する光のエネルギーより、それ以外の領域である非画像形成領域に対して照射する光のエネルギーが大きくなるよう、前記定着手段による光の照射を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、画像データに応じた位置に色材が転写されている画像形成領域に対してのみ光を照射して色材を定着させる態様に比べ、媒体に定着されることのない色材の量を低減させられる定着装置を提供することができる。
請求項２記載の発明によれば、画像データに応じた位置に色材が転写されている画像形成領域に対してのみ光を照射して色材を定着させる態様に比べ、媒体に定着されることのない色材の量を低減させられる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示したブロック図である。
【図２】同実施形態に係る転写装置及びレーザ定着装置の近傍の構成の例を示した図である。
【図３】同実施形態に係る画像形成装置が画像データを用紙に形成する動作を説明するフローチャートである。
【図４】同実施形態に係るレーザ定着処理を説明するフローチャートである。
【図５】同実施形態に係る画像形成装置が用紙に形成する画像データである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（１）構成
図１は、例えばプリンタや複写機などの、電子写真方式を用いた画像形成装置１００の構成を記すブロック図である。画像形成装置１００は、画像読取部１０、記憶部２０、表示部３０、通信部４０、制御部５０及び画像形成部６０を備えている。画像読取部１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）により構成される光学系部材と、原稿送り装置とを備えている。画像読取部１０は、原稿送り装置によってプラテンガラス上に送られた原稿の画像を光学系部材によって読み取り、読み取った画像から画像データを生成する。つまり、画像読取部１０は、画像データを取得する取得手段の一例として機能する。記憶部２０は、ＨＤ（Hard Disk）などの不揮発性の補助記憶装置である。この記憶部２０は、後述する制御部５０が実行するプログラムのほか、画像データを形成するために必要な情報を記憶する。表示部３０は、ＶＲＡＭ（Video RAM）、液晶ディスプレイ、及び液晶駆動回路を備えており、後述する制御部５０からの指示に応じて情報を表示する。この表示部はタッチパネルとして構成されており、操作者の操作を受け付けてその操作に応じた信号を制御部に供給する操作手段としても機能する。通信部４０は、通信回路や通信インタフェースを備えており、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介してパーソナルコンピュータなどのクライアント装置から送信されてくる画像データを取得する。よって、この通信部４０も、画像データを取得する取得手段の一例として機能し得る。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを備えており、画像形成装置１００の全体の制御を行うほか、画像形成部６０のレーザ定着装置６６が出力するレーザ光の照射を制御する。よって、この制御部５０は、レーザ定着装置６６が出力するレーザ光の照射を制御する制御手段の一例である。
【０００９】
画像形成部６０は、電子写真方式により、画像データに応じた画像を用紙などの記録材に形成する画像形成手段の一例である。この画像形成部６０は、像保持体である感光体ドラム６１、感光体ドラムの感光層を一様に帯電させる帯電装置６２、感光体ドラムの感光層にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置６３、感光体ドラムの感光層上の静電潜像をトナーによって現像する現像装置６４、トナー像を用紙へ転写させる転写装置６５及び転写されたトナー像をレーザ光を照射することによって用紙へ定着させるレーザ定着装置６６を備えている。
【００１０】
図２は、転写装置６５及びレーザ定着装置６６の近傍の構造の例を示した図であり、図２（ａ）はレーザ定着装置６６の上面図、図２（ｂ）はレーザ定着装置６６の側面図、図２（ｃ）はレーザ定着装置６６の前面図である。なお、上面図と前面図においては、転写装置の一部の構成の図示を省略している。
レーザ定着装置６６は、用紙Ｐに転写されたトナーをレーザ光の照射エネルギーによって加熱して定着させる定着手段の一例として機能するものであり、用紙Ｐを搬送する用紙搬送装置６６ｂと、アレイ状に配列されて各々レーザ光を照射するレーザ光源６６ａと、センサ６６ｃとを備えている。用紙搬送装置６６ｂは、無端ベルト６６ｂ＿１と、この無端ベルト６６ｂ＿１を回転可能に掛け渡す駆動ロール６６ｂ＿２及び従動ロール６６ｂ＿３とを備えている。無端ベルト６６ｂ＿１は、例えばポリイミドなどの耐熱性のある樹脂で構成されている。また、駆動ロール６６ｂ＿２及び従動ロール６６ｂ＿３は、水平方向に並べて配設されており、これらに掛け渡された無端ベルト６６ｂ＿１が用紙Ｐを水平方向に搬送する。そして、制御部５０は、用紙搬送装置６６ｂの搬送速度と転写装置６５の転写速度が等速になるように制御する。レーザ光源６６ａは、用紙Ｐの表面に転写されたトナー像に対してレーザ光を照射する。用紙Ｐ上のトナーは、レーザ光の照射エネルギーによって熱が加えられて溶解し、用紙Ｐに定着する。各レーザ光源から照射されるレーザ光の照射エネルギーは、制御部５０から制御されることによって変更される。センサ６６ｃは、搬送される用紙の先端Ｐ１が通過するタイミングを検出する。
【００１１】
ところで、画像形成部６０においては、感光体ドラム６１の表面に露光により形成された静電潜像に対応する領域にトナーが付着して現像が行われるが、これ以外の領域にもトナーが付着してしまうことがある。以下、これを不良トナーと称する。この不良トナーは、用紙の表面に定着するのに十分な光の照射エネルギーが定着装置から与えられないために用紙の表面に十分に定着せず、画像形成装置の内部に飛散するなどして汚れや故障を招く原因となってしまうと考えられる。
【００１２】
ここで、露光によって形成された静電潜像に対応する領域以外の領域に付着したトナー、つまり不良トナーは、どのような要因によって発生するのか、そしてどのような特性をもっているのかについて詳述する。
画像形成装置１００は、静電潜像が形成された感光体ドラム６１に対して現像装置６４からトナーを移動させることにより、感光体ドラム６１上の静電潜像を現像している。この際、画像形成装置１００は、感光体ドラム上の静電潜像以外の領域にトナーが付着しないように、感光体ドラム上の静電潜像以外の領域における表面電位と、現像装置６４のバイアス電位との間に一定の電位差を生じさせている。しかしながら、例えば低帯電トナー、未帯電トナー、又は逆帯電トナーと呼ばれるような、帯電不良が生じている不良トナーは、その電気的な作用により、本来トナーが付着すべきでない静電潜像以外の領域に付着してしまうことがある。
そして、粒子単位でバラバラに用紙に付着した不良トナーは、面単位で密集して用紙に付着したトナーに比べて、外気に触れる表面積が広いために、レーザ光の照射エネルギーを受けても、そのエネルギーが発散しやすいという特性をもつ。そのため、粒子単位で用紙に付着した不良トナーは、面単位で用紙に付着したトナーに比べて、用紙に定着させるために必要となる照射エネルギーが大きくなる。しかし、そうであるからといって、用紙の全域に対し、不良トナーを定着させるに足る多量の照射エネルギーのレーザ光を照射すると、面単位で用紙に付着したトナーが加熱され過ぎて、用紙中の水分が過剰に蒸発したり、トナーが昇華したりして、発色不良が生じてしまうことがある。
【００１３】
（２）動作
次に、図３は、画像形成装置１００が用紙に画像を形成する動作を説明するフローチャートである。
画像形成装置１００の制御部５０は、感光体ドラム６１を回転させながら、帯電装置６２によってその感光体ドラム６１の表面を一様に帯電させる（ステップＳ１）。次に、制御部５０は、画像データに応じたレーザ光を露光装置６３から感光体ドラム６１の表面に照射させて、感光体ドラム６１の表面において画像データに応じた位置に静電潜像を形成する（ステップＳ２）。次に、制御部５０は、感光体ドラム６１の表面に形成された静電潜像が、感光体ドラム６１の回転に伴って現像装置６４に対向する位置に到達すると、現像装置６４から静電潜像にトナーを供給させることによって静電潜像を現像して、感光体ドラム６１の表面にトナー像を形成する（ステップＳ３）。次に、制御部５０は、感光体ドラム６１の表面に形成されたトナー像が、感光体ドラム６１の回転に伴って転写装置６５の表面に接触する位置に到達すると、静電気力の作用などを利用してトナー像を用紙に転写する（ステップＳ４）。次に、制御部５０は、トナー像が転写された用紙をレーザ定着装置６６に搬送させ、レーザ光の照射エネルギーをトナー像に加えることで用紙に定着させる（ステップＳ５）。
【００１４】
次に、図４は、レーザ定着処理を説明するフローチャートである。
制御部５０は、画像データに含まれる各画素値の大小に基づいて、画像データに応じた位置にトナーが転写されている領域を含む画像形成領域と、それ以外の領域である非画像形成領域とに分離する（ステップＳ５１）。ここで、画像形成領域と非画像形成領域を分離する具体的手法としては、例えば、画像データに基づいてラベリングを行い、そのラベリングによって特定された画像の外接矩形を求め、その外接矩形以内を画像形成領域とし、外接矩形外を非画像形成領域とするなどの手法が知られている。制御部５０は、それらの周知の手法を用いて画像形成領域と非画像形成領域を分離すればよい。なお、上記に例示した手法を採用した場合、画像形成領域ａ１，ａ２内には、厳密にいえば、画像が存在しない領域もある。例えば「あ」という文字画像の画像形成領域には、その「あ」という文字を表す線分そのものである純粋な画像形成領域と、その「あ」という文字を囲む矩形領域とが含まれる。後者の、「あ」という文字を囲む矩形領域は、厳密にいえば、画像が存在しない領域であるが、ここでは、「あ」という画像を含む領域であるとして「画像形成領域」に相当すると考える。従って、前述したように、画像形成領域とは、画像データに応じた位置にトナーが転写されている領域を含む領域ということになる。
【００１５】
図５は、画像データが表す画像の一例を示す図である。図５では、「絵」と表記された領域ａ１が、絵柄画像が存在する画像形成領域であり、「字」と表記された領域ａ２が、文字画像が存在する画像形成領域である。そして、斜線で示された領域ａ３が非画像形成領域である。制御部５０は、これら画像形成領域の位置情報として、画像データの左下部を原点としたＸＹ座標系における、画像形成領域の四隅の座標値を記憶部２０に記憶する。図５の例では、画像形成領域ａ１の位置情報は（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）（Ｘ３、Ｙ３）（Ｘ４、Ｙ４）であり、画像形成領域ａ２の位置情報は（Ｘ５、Ｙ５）、（Ｘ６、Ｙ６）、（Ｘ７、Ｙ７）、（Ｘ８、Ｙ８）である。
【００１６】
再び、図４の説明に戻る。制御部５０は、上述した画像形成領域の位置情報に対応させて、レーザ光の照射エネルギーを記憶部２０に記憶させる（ステップＳ５２）。
ここで、レーザ光の照射エネルギーは、画像形成領域の場合は例えば１平方センチメートルあたり０．７１ジュール、非画像形成領域の場合は例えば1平方センチメートルあたり４．００ジュールであるとする。この照射エネルギーの値は、装置の設計者が実験的又は各種のアルゴリズムを用いたシミュレーションによって事前に特定しておけばよい。そして、記憶部２０には、１平方センチメートルあたり０．７１ジュールの照射エネルギーを与えるときのレーザ光源のレーザ光照射強度と、１平方センチメートルあたり４．００ジュールの照射エネルギーを与えるときのレーザ光源のレーザ光照射強度とがそれぞれ記憶されている。このステップＳ５２の処理により、図５に示した画像形成領域ａ１，ａ２の位置情報と、１平方センチメートルあたり０．７１ジュールの照射エネルギーを与えるときのレーザ光源のレーザ光照射強度（以下、画像形成領域用照射強度という）とが対応付けられて記憶される。また、図５に示した非画像形成領域ａ３の位置情報と、１平方センチメートルあたり４．００ジュールの照射エネルギーを与えるときのレーザ光源のレーザ光照射強度（以下、非画像形成領域用照射強度という）とが対応付けられて記憶される。
【００１７】
次に、制御部５０は、搬送される用紙の先端をセンサ６６ｃが検出するまで測定を続け（ステップＳ５３；Ｎｏ）、搬送される用紙の先端が検出されると（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）、レーザ定着装置６６からレーザ光の照射を行う（ステップＳ５４）。より具体的には、制御部５０は、センサ６６ｃによる検出タイミングと用紙搬送装置６６ｂが用紙を搬送する速度とに基づいて、レーザ光源６６ａの照射範囲を用紙上のどの位置が通過しているかを特定する。そして、制御部５０は、特定した位置の位置情報に対応付けて記憶されているレーザ光照射強度となるように、レーザ光源６６ａを制御する。つまり、制御部５０は、トナーの転写されている領域に対して照射する光のエネルギーが、トナーの転写されていない領域に対して照射する光のエネルギーよりも大きくなるよう、定着装置によるレーザ光の照射を制御する制御手段の一例として機能する。これにより、画像形成領域に対しては、１平方センチメートルあたり０．７１ジュール、非画像形成領域に対しては1平方センチメートルあたり４．００ジュールの照射エネルギーを有するレーザ光が用紙に照射されることになる。よって、露光によって形成された静電潜像に対応する領域に付着したトナーも用紙に定着するし、その領域以外の領域に付着した不良トナーも用紙に定着する。
【００１８】
なお、前述したように、画像形成領域ａ１，ａ２内においては、厳密にいえば、画像が存在しない領域もある。この画像が存在しない領域内の不良トナーについては、照射エネルギーが不足しているため、用紙に定着させることが出来ない場合がある。ただし、この場合であっても、例えば用紙の全面を1平方センチメートルあたり０．７１ジュールの照射エネルギーで照射した場合と比較すると、用紙に定着させることが出来る不良トナーの量は多くなるので、用紙に定着しない不良トナーの量を低減させるという効果は得られる。
【００１９】
（３）変形例
（３−１）変形例１
レーザ光の照射エネルギーを決定する要因は、画像形成領域と非画像形成領域の２つに限るものではなく、画像形成領域内の各画素値のレベルに応じてさらに細分化してもよいし、トナーとして用いる色材の種類などの要素を加えてもよい。
（３−２）変形例２
上記実施形態においてレーザ定着装置６６は、複数個のレーザ光源６６ａをアレイ状に配置した。しかし、レーザ定着装置６６は、複数個のレーザ光源６６ａをアレイ状に配置したものに限るものではなく、レーザ光源６６ａのレーザ光が用紙の表面を１次元的又は２次元的に走査するような構成であってもよい。
（３−３）変形例３
実施形態において、画像形成領域には、厳密にいえば画像が存在しない領域もあったが、用紙上におけるレーザ光の照射位置を精密に制御し得るのであれば、画像形成領域を画像が存在する領域のみ、つまり、画像が存在しない領域を一切含まないようにしても良い。いずれにせよ、制御部５０は、トナーの転写されている領域に対して照射する光のエネルギーが、トナーの転写されていない領域に対して照射する光のエネルギーよりも大きくなるよう、レーザ定着装置６６によるレーザ光の照射を制御すればよい。
【符号の説明】
【００２０】
１００…画像形成装置、１０…画像読取部、２０…記憶部、３０…表示部、４０…通信部、５０…制御部、６０…画像形成部、６１…感光体ドラム、６２…帯電装置、６３…露光装置、６４…現像装置、６５…転写装置、６６…レーザ定着装置。
【図１】
2010181746.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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