(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いて現像を行う現像装置と、を備える画像形成装置であって、
前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記トナー濃度と基準トナー濃度を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記トナー濃度検知手段の前記トナー濃度と前記基準トナー濃度を比較し、前記レーザ照射手段の出力値を算出し、前記算出に基づき前記レーザ照射手段を制御し、
前記制御手段は、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を高くなるように制御し、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を低くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記記録媒体が搬送される搬送速度を制御し、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力をオン・オフ駆動して、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いて現像を行う現像装置と、前記現像装置内の基準トナー濃度を記憶する記憶手段と、を備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、
前記現像装置内のトナー濃度を検知するステップと、
前記トナー濃度と前記基準トナー濃度とを比較するステップと、
前記比較に基づき前記レーザ照射手段の出力値を算出するステップと、
前記算出に基づき前記レーザ照射手段を制御するステップと、
を備え
前記制御ステップは、
前記トナーの濃度が基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を高くなるように制御するステップと、
前記トナーの濃度が基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を低くなるように制御するステップと、を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、
前記記録媒体に印字する位置を決定する印字情報を取得する印字情報検知手段と、
前記定着装置の上流側に配され、定着前の記録媒体と付着したトナーとの重量を測定し、重量情報を取得する重量検知手段と、
前記印字情報と前記重量情報を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記印字情報と前記重量情報とに基づき前記レーザ照射手段の出力を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記重量検知手段は、前記記録媒体における所定の面積当たりのトナー重量である単位トナー濃度を検知し、単位面積トナー濃度情報を取得する濃度検知手段を備え、
前記制御手段は、前記印字情報、前記重量情報及び前記単位面積トナー濃度情報に基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力値を一定に保ち、前記単位面積トナー濃度情報が所定の値より低い場合、検知された前記単位面積トナー濃度情報に応じて前記レーザ照射手段の照射時間を長くなるように制御し、前記単位面積トナー濃度情報が所定の値より高い場合、検知された前記単位面積トナー濃度情報に応じて前記レーザ照射手段の照射時間を低くなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記記録媒体が搬送される搬送速度を制御し、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力をオン・オフ駆動して、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記レーザ照射手段は、
前記レーザ光を出射する複数のレーザ素子を備え、
前記複数のレーザ素子が、前記記録媒体が搬送される方向と直交する方向に列状に配されることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記レーザ照射手段は、半導体レーザを用いることを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、前記定着装置を制御する制御手段と、を備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、
前記記録媒体に記録する印字情報を取得するステップと、
前記定着装置の上流側に配された定着前の記録媒体と付着したトナーとの重量を測定し、重量情報を取得するステップと、
前記印字情報及び前記重量情報を記憶するステップと、
前記印字情報と前記重量情報とに基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御するステップとを備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】
前記重量情報を取得するステップは、前記記録媒体における所定の面積当たりのトナー重量である単位トナー濃度を検知し、単位面積トナー濃度情報を取得するステップを備え、
前記印字情報、前記重量情報及び前記単位面積トナー濃度情報に基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御するステップを備えることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に係り、より詳細には、感光体ドラム上に形成された静電潜像にトナーを供給し、現像された未定着トナー像をレーザ光の照射によりトナーを溶融して記録媒体上に定着を行う画像形成装置及びこれを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置（例えば、プリンタ等）には、記録媒体（用紙）上に形成されたトナー像を熱溶融することによって用紙上に定着させる定着装置が備えられている。この定着装置の一例として、特許文献１に示されているように、定着ローラと加圧ローラとから構成されるローラ対方式の定着装置が知られている。
【０００３】
定着ローラは、アルミ等の金属性中空芯金の表面に弾性層が形成されたローラ部材であり、この芯金の内部に熱源としてハロゲンランプが配置された構成である。そして温度制御装置が、定着ローラの表面に設けられた温度検出手段から出力される信号に基づいてハロゲンランプをオン／オフ制御することによって、定着ローラ表面の温度を制御する。
【０００４】
加圧ローラは、芯金上に被覆層としてシリコンゴム等の耐熱性弾性層を設けたローラ部材である。この加圧ローラは、定着ローラ周面に対して圧接され、加圧ローラの上記弾性層の弾性変形によって、定着ローラと加圧ローラとの間に定着ニップ領域（定着ニップ部）が形成される。
【０００５】
上記構成において、定着装置では、未定着トナー像が形成された用紙を定着ローラと加圧ローラとの間の定着ニップ領域に挟み込み、これら両ローラを回転させることによって上記用紙を搬送するとともに、定着ローラ周面の熱により用紙上のトナー像を溶融させて用紙に定着させる。
【０００６】
しかし、ローラ対方式の定着装置において、朝一電源投入後に定着ローラおよび加圧ローラは、温室状態にあり、電源オン後に所定の温度にまで上昇させる必要があるため、長いウォームアップ時間を要する。また、コピー動作が行われていない待機状態では、ローラ表面を所定温度に保持する必要があるため、コピー動作が行われていない時も、常に加熱していなければならず、コピー動作以外に無駄なエネルギーを消費する。
【０００７】
そこで、無駄なエネルギーを消費せず効率よくトナーを定着させる方法として、特許文献２にあるようなレーザ光を利用して定着させる定着装置が提案されている。
【０００８】
特許文献２によれば、複数のレーザ光を用いて未定着のトナーを加熱することで、単数のレーザ光では不十分な定着性を複数のレーザ光を用いることで定着性を向上させている。これにより、低出力で安価なレーザ光源装置を使用することが可能となり、装置全体も簡易化された構成によって画像形成を行う技術が提案されている。
【０００９】
また、トナーを定着させる際に無駄なエネルギーを消費せず効率よく定着する方法として、特許文献３にあるようなフラッシュランプ式定着装置により現像槽内のトナー濃度に応じて、定着する際に使用する電力を適宜、設定して画像形成を行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−０３８８０２号公報
【特許文献２】特開平０７−１９１５６０号公報
【特許文献３】特開２００６−２５８８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２の定着装置では、温度検出手段によって検出した値に基づきレーザ光の強度を制御して定着を行っている。しかし、トナーは、レーザ光によって瞬時に加熱され溶解されるため、温度検出手段によって検知された温度は、トナー自体が加熱されている間の温度ではない。トナーが加熱され溶解された後の温度に基づきレーザ光の強度が制御されているため、正確なフィードバック制御が行われず、レーザ光を照射する際に用いるレーザ光源の電力が無駄に消費されるという課題がある。
【００１２】
また、トナーは、光を吸収し自己発熱により溶解する物質であるため、トナーの光吸収率やトナー重量（定着前の記録媒体に付着するトナー像の重量）によって、レーザを照射する際に用いるレーザ光源の電力（エネルギー）は異なる。従って、印字率が同じ場合であっても、トナー濃度や未定着トナー像の重量等を考慮して、レーザ光を照射する際に用いるエネルギーが効率良く利用されるようにする必要がある。特許文献３の定着装置では、記録媒体上に付着した定着前の未定着トナー等を考慮してレーザ光を照射する際に用いるエネルギーが利用されていないためレーザ光を照射する際に無駄にエネルギーが消費されるという課題がある。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、現像装置内のトナー濃度又は記録媒体上に付着する定着前のトナー像の濃度及び重量に基づき、複数のレーザ光を制御し定着を行い、定着に用いるレーザ光を照射に用いるエネルギーが効率良く利用できる画像形成装置及びこれを用いた画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の各構成は、次の通りである。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いて現像を行う現像装置と、を備える画像形成装置であって、前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度と基準トナー濃度を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記トナー濃度検知手段の前記トナー濃度と前記基準トナー濃度を比較し、前記レーザ照射手段の出力値を算出し、前記算出に基づき前記レーザ照射手段を制御し、前記制御手段は、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を高くなるように制御し、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を低くなるように制御することを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置の前記制御手段は、前記記録媒体が搬送される搬送速度を制御し、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置の前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力をオン・オフ駆動して、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の画像形成方法は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いて現像を行う現像装置と、前記現像装置内の基準トナー濃度を記憶する記憶手段と、を備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、前記現像装置内のトナー濃度を検知するステップと、前記トナー濃度と前記基準トナー濃度とを比較するステップと、前記比較に基づき前記レーザ照射手段の出力値を算出するステップと、前記算出に基づき前記レーザ照射手段を制御するステップとを備え、前記制御ステップは、前記トナーの濃度が基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を高くなるように制御するステップと、前記トナーの濃度が基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を低くなるように制御するステップと、を備えることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の画像形成装置は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記記録媒体に印字する位置を決定する印字情報を取得する印字情報検知手段と、前記定着装置の上流側に配され、定着前の記録媒体と付着したトナーとの重量を測定し、重量情報を取得する重量検知手段と、前記印字情報と前記重量情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記印字情報と前記重量情報とに基づき前記レーザ照射手段の出力を制御することを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の画像形成装置の前記重量検知手段は、前記記録媒体における所定の面積当たりのトナー重量である単位トナー濃度を検知し、単位面積トナー濃度情報を取得する濃度検知手段を備え、前記制御手段は、前記印字情報、前記重量情報及び前記単位面積トナー濃度情報に基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の画像形成方法は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、前記定着装置を制御する制御手段と、を備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、前記記録媒体に記録する印字情報を取得するステップと、前記定着装置の上流側に配された定着前の記録媒体と付着したトナーとの重量を測定し、重量情報を取得するステップと、前記印字情報及び前記重量情報を記憶するステップと、前記印字情報と前記重量情報とに基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御するステップとを備えることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の画像形成方法における前記重量情報を取得するステップは、前記記録媒体における所定の面積当たりのトナー重量である単位トナー濃度を検知し、単位面積トナー濃度情報を取得するステップを備え、前記印字情報、前記重量情報及び前記単位面積トナー濃度情報に基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御するステップを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いて現像を行う現像装置と、を備える画像形成装置であって、前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度と基準トナー濃度を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記トナー濃度検知手段の前記トナー濃度と前記基準トナー濃度を比較し、前記レーザ照射手段の出力値を算出し、前記算出に基づき前記レーザ照射手段を制御することで、正確なフィードバック制御ができ、レーザ光を照射する際に用いるエネルギーが無駄に消費されることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３０】
本発明によれば、画像形成装置の前記制御手段は、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を高くなるように制御し、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を低くなるように制御することで、レーザ光を照射する際に用いるエネルギーが無駄に消費されることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３１】
本発明によれば、画像形成装置の前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力値を一定に保ち、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の照射時間を長くなるように制御し、前記トナーの濃度が前記基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の照射時間を低くなるように制御することで、レーザ照射手段の出力値の制御を簡略することができ、またレーザ光を照射する際に用いるエネルギーが無駄に消費されることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３２】
本発明によれば、画像形成装置の前記制御手段は、前記記録媒体が搬送される搬送速度を制御し、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することで、レーザ照射手段の出力値を制御することを省くことができ、定着装置の簡易化を図ることができるという優れた効果を奏し得る。
【００３３】
本発明によれば、画像形成装置の前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力をオン・オフ駆動して、前記レーザ照射手段の照射時間の増減を制御することで、定着制御の簡易化を図ることができるという優れた効果を奏し得る。
【００３４】
本発明によれば、画像形成装置の前記レーザ照射手段は、前記レーザ光を出射する複数のレーザ素子を備え、前記複数のレーザ素子が、前記記録媒体が搬送される方向と直交する方向に列状に配され、レーザ照射手段は、半導体レーザを用いることで、定着装置及び画像形成装置の小型化を図ることができ、また低コストを実現することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３５】
本発明によれば、本発明の画像形成方法は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いて現像を行う現像装置と、前記現像装置内の基準トナー濃度を記憶する記憶手段と、を備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、前記現像装置内のトナー濃度を検知するステップと、前記トナー濃度と前記基準トナー濃度とを比較するステップと、前記比較に基づき前記レーザ照射手段の出力値を算出するステップと前記算出に基づき前記レーザ照射手段を制御するステップと、を備えることで、正確なフィードバック制御ができ、レーザ光を照射する際に用いるエネルギーが無駄に消費されることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３６】
本発明によれば、画像形成方法における前記制御ステップは、前記トナーの濃度が基準トナー濃度より低い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を高くなるように制御するステップと、前記トナーの濃度が基準トナー濃度より高い場合、検知された前記トナー濃度に応じて前記レーザ照射手段の出力値を低くなるように制御するステップと、を備えることで、記録媒体上に付着するトナー粒子の重なりや分布を考慮して定着の際に用いるレーザ光の出力値が制御されるため、効率よくエネルギーを利用できるという優れた効果を奏し得る。
【００３７】
本発明によれば、本発明の画像形成装置は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、画像形成を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記記録媒体に印字する位置を決定する印字情報を取得する印字情報検知手段と、前記定着装置の上流側に配され、定着前の記録媒体と付着したトナーとの重量を測定し、重量情報を取得する重量検知手段と、前記印字情報と前記重量情報を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記印字情報と前記重量情報とに基づき前記レーザ照射手段の出力を制御することで、正確なフィードバック制御ができ、レーザ光を照射する際に用いるエネルギーが無駄に消費されることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００３８】
本発明によれば、本発明の画像形成装置の前記重量検知手段は、前記記録媒体における所定の面積当たりのトナー重量である単位トナー濃度を検知し、単位面積トナー濃度情報を取得する濃度検知手段を備え、前記制御手段は、前記印字情報、前記重量情報及び前記単位面積トナー濃度情報に基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御することで、記録媒体上に付着するトナー粒子の重なりや分布を考慮して定着の際に用いるレーザ光の出力値が制御されるため、効率よくエネルギーを利用できるという優れた効果を奏し得る。
【００３９】
本発明によれば、本発明の画像形成装置の前記制御手段は、前記レーザ照射手段の出力値を一定に保ち、前記単位面積トナー濃度情報が所定の値より低い場合、検知された前記単位面積トナー濃度情報に応じて前記レーザ照射手段の照射時間を長くなるように制御し、前記単位面積トナー濃度情報が所定の値より高い場合、検知された前記単位面積トナー濃度情報に応じて前記レーザ照射手段の照射時間を低くなるように制御することで、レーザ照射手段の照射時間に基づく簡易な制御を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【００４０】
本発明によれば、本発明の画像形成方法は、搬送される記録媒体にレーザ光を照射して未定着トナー像を記録媒体に加熱定着させるレーザ照射手段を備える定着装置と、前記定着装置を制御する制御手段と、を備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、前記記録媒体に記録する印字情報を取得するステップと、前記定着装置の上流側に配された定着前の記録媒体と付着したトナーとの重量を測定し、重量情報を取得するステップと、前記印字情報及び前記重量情報を記憶するステップと、前記印字情報と前記重量情報とに基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御するステップとを備えることで、正確なフィードバック制御ができ、レーザ光を照射する際に用いるエネルギーが無駄に消費されることを防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００４１】
本発明によれば、本発明の画像形成方法における前記重量情報を取得するステップは、前記記録媒体における所定の面積当たりのトナー重量である単位トナー濃度を検知し、単位面積トナー濃度情報を取得するステップを備え、前記印字情報、前記重量情報及び前記単位面積トナー濃度情報に基づき、前記レーザ照射手段の出力を制御するステップを備えることで、記録媒体上に付着するトナー粒子の重なりや分布を考慮して定着の際に用いるレーザ光の出力値が制御されるため、効率よくエネルギーを利用できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置の定着装置の構成を示す概略図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像形成装置の定着装置のレーザ照射手段の構成を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光の出力値による定着制御の前半の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光の出力値による定着制御の後半の動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る画像形成装置における用紙搬送速度による定着制御の前半の動作を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る画像形成装置における用紙搬送速度による定着制御の後半の動作を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるデューティ比による定着制御の前半の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるデューティ比による定着制御の後半の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光の出力値とトナー濃度に関する定着性の評価を表す実験データの一例である。
【図１２】第１の実施形態に係る画像形成装置における定着搬送速度とトナー濃度に関する定着性の評価を表す実験データの一例である。
【図１３】第１の実施形態に係る画像形成装置におけるデューティ比とトナー濃度に関する定着性の評価を表す実験データの一例である。
【図１４】（ａ）トナー濃度が１０％で印字した際の印字画像の表面を示す一例である。（ｂ）トナー濃度が４％及び７％で印字した際の印字画像の表面を示す一例である。
【図１５】第２の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図１６】（ａ）未定着トナー像を形成するトナー粒子が均等に配置される状態を示す一例である。（ｂ）未定着トナー像を形成するトナー粒子が不均等に配置される状態を示す一例である。
【図１７】第２の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】第２の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光の出力値と未定着トナー像の濃度に関する定着性の好適な条件を見出すための実験結果を表す表図である。
【図１９】第２の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光の出力値、未定着トナー像の濃度及びトナー付着量に関する定着性の好適な条件を見出すための実験結果を表す表図である。
【図２０】第２の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光の照射時間、未定着トナー像の濃度及びトナー付着量に関する定着性の好適な条件を見出すための実験結果を表す表図である。
【図２１】第２の実施形態に係る画像形成装置における用紙搬送速度、未定着トナー像の濃度及びトナー付着量に関する定着性の好適な条件を見出すための実験結果を表す表図である。
【図２２】第２の実施形態に係る画像形成装置におけるレーザ光のデューティ比、未定着トナー像の濃度及びトナー付着量に関する定着性の好適な条件を見出すための実験結果を表す表図である。
【図２３】（ａ）第２の実施形態に係る画像形成装置におけるデューティ比５０パーセントを示す一例である。（ｂ）第２の実施形態に係る画像形成装置におけるデューティ比２５パーセントを示す一例である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態に係る定着装置４０を備える画像形成装置１００を説明する。尚、第１の実施形態では、画像形成装置をカラー複合機に適用した場合である。図１は、第１の実施形態に係る定着装置４０を備えた画像形成装置１００の構成を示す概略図である。
【００４４】
第１の実施形態に係る画像形成装置１００は、図１に示すように、読み取った原稿の画像やネットワーク等を介して外部から送信された画像データに基づいて記録部材（用紙Ｐ）に対して多色および単色の画像を形成する。
【００４５】
画像形成装置１００は、図１に示すように、４組の可視像形成部５０（５０Ｋ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂ）、定着装置４０、中間転写ベルトユニット３０、制御部１１、画像読取部２０、画像処理部２１、操作表示部２２、手差しトレイ（図示せず）、排紙トレイ（図示せず）及び給紙トレイ（図示せず）、を備える。
【００４６】
可視像形成部５０は、現像装置５４、感光体ドラム５１、クリーナユニット５６、帯電装置５２、露光ユニット５３を備える。
【００４７】
可視像形成部５０において、画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置５４、感光体ドラム５１、クリーナユニット５６、除電装置（図示せず）及び帯電装置５２は、各色に応じた４種類の静電潜像を形成するように、それぞれ４つの可視像形成部５０が構成されている。尚、本実施形態では、４色を用いたカラー画像の形成を行っているが、６色を用いるなど複数色のカラー画像形成及びモノクロの画像形成にも適用できる。
【００４８】
露光ユニット５３は、レーザ光源においてレーザダイオードを使用するレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット５３は、入力された画像データに応じて、帯電装置５２によって均一に帯電された感光体ドラム５１の外周面を露光することによって、感光体ドラム５１の外周面に入力画像データに応じた静電潜像を形成するものである。尚、レーザダイオードの代わりにＥＬ（Electro Luminescence）又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いる構成であっても良い。
【００４９】
第１の実施形態では、１成分現像方式ではコンパクト化に適しているものの高速現像には適さないため、２成分現像剤を用いるタイプの現像装置５４を用いる。
【００５０】
２成分現像剤中のキャリア自体は消費されず、現像装置内部に残り減少しないが、トナーは現像動作により消費されて減少していく。そこで、２成分現像剤を構成するトナーの減少に起因する画質の不安定化を防ぐために、２成分現像剤のキャリアとトナーの配合比であるトナー濃度を適正範囲内に保つようにトナーを適宜補給するトナー濃度制御を行う。さらに、このトナー濃度は、後述する定着装置のレーザ照射装置から照射されるレーザ光の出力制御にも使用される。
【００５１】
現像容器５４ａの上部には、現像容器５４ａ内にトナーを補給するために開閉する開口部５４ｃが形成されている。開口部５４ｃの上部には、新たなトナーを供給するトナー補給装置５４ｄが配置されている。トナー補給装置５４ｄは、制御部１１からの指示に基づいて、開口部５４ｃを通じて現像装置５４へトナーを補給する。
【００５２】
また、現像容器５４ａの底面における、開口部５４ｃの下部には、透磁率センサ５４ｂ（トナー濃度検知手段）が設けられている。透磁率センサ５４ｂは、２成分現像剤におけるトナーとキャリアの濃度(混合比)及び残量を検出する。トナー濃度が高い時は、磁性を帯びるキャリアに付着するトナー量が多く、現像剤の単位体積中の磁性体量が減少するため、透磁率センサ５４ｂは低い電圧レベルを検出する。また、トナー落下の有無は、トナーが補給されたときの透磁率センサ５４ｂの出力変化量に基づいて検知される。
【００５３】
制御部１１は、透磁率センサ５４ｂの出力電圧レベルを監視し、透磁率センサ５４ｂの電圧出力レベルの変化量に基づきトナーの落下の有無を検知することができる。
【００５４】
クリーナユニット５６は、クリーニングブレード（図示せず）を備え、該クリーニングブレードを感光体ドラム５１の外周面に沿って当接（又は摺接）するように配置し、現像及び静電潜像の転写後における感光体ドラム５１の表面上に残留したトナーを除去及び回収する。
【００５５】
感光体ドラム５１は、外周面の一部が中間転写ベルト３３の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電装置５２、現像装置５４、除電手段（図示せず）及びクリーナユニット５６が近接配置されている。それぞれの感光体ドラム５１は、感光体ドラム駆動手段（図示せず）に接続され、制御部１１によって制御が行われ、回転駆動される。例えば、それぞれの感光体ドラム５１は、周速度１４５ｍｍ／秒で感光体ドラム５１の軸を中心に、制御部１１により個別に独立して制御され、感光体ドラム駆動手段によって回転駆動の速度が減速するように制御される。
【００５６】
感光体ドラム５１は、円筒状のアルミニウムからなる導電性基体（厚さ約１μｍ）、該導電性基体の表面に設けられる下引き層（厚さ約１μｍ）、電荷と正孔が発生する電荷発生層（厚さ約０．５μｍ）、発生した正孔が感光体ドラムの表面の電子と中和するために移動するための電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）を備える有機感光体ドラムである。尚、本実施形態では、電荷輸送層には、ポリカーボネート樹脂及びヒドラゾン系電荷移剤を用いる。
【００５７】
感光体ドラム５１の表面が帯電装置５２によって帯電（例えば、負帯電）された後に、露光ユニット５３によって露光されると、電荷発生層に電子と正孔が発生する。この電子は、下引き層からアルミニウム等の材料で構成される導電性基体へ移動し、正孔は、電荷輸送層を移動し、感光体ドラム５１の表面の電子と中和して静電潜像を形成する。
【００５８】
有機感光体ドラムでは、長期間に亘る使用による磨耗によって電荷発生層及び電荷輸送層等の感光層の膜厚が減少し、感光体ドラムの膜減りが生じる。この膜減りによって、有機感光体ドラムの電荷保持能力が低下し、長期間に亘る使用によって有機感光体ドラムの表面電位が変化する場合がある。個々の感光体ドラム５１及び現像装置５４を個別に制御し、使用していない感光体ドラム及び現像装置５４を個々に独立して駆動することで感光体ドラム５１の膜減りや現像装置５４の劣化等が生じることを防ぎ、長期間に亘る使用によって濃度ムラや画像かぶり等のない画像を形成することができる。
【００５９】
帯電装置５２は、感光体ドラム５１の外周面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。帯電装置５２は、鋸歯状の複数の先鋭上突起部を有する板状の放電電極（図示せず）と、感光体ドラム５１の表面の帯電電位を調整するスクリーン状のグリッド電極（図示せず）とを備える。尚、本実施形態では帯電装置５２としてストロトロン型帯装置を用いているが、ストロトロン型帯電装置の代わりにチャージ型帯電装置、ローラ型帯電装置又はブラシ型帯電装置等を用いても良い。
【００６０】
帯電装置５２は、放電電極に電圧が印加されることによってコロナ放電し、感光体ドラム５１の表面を帯電させるとともに、グリッド電極に所定のグリッド電極が印加させることによって、感光体ドラム５１の表面の帯電状態を均一化し、感光体ドラム５１の表面を所定の電位及び極性に帯電する。本実施形態において、感光体ドラム５１の表面電位は、−９００Ｖになるように設定されている。
【００６１】
中間転写ベルトユニット３０は、感光体ドラム５１の下方に配置され、中間転写ベルト３３、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、転写ローラ５５、中間転写ベルトクリーニングユニット（図示せず）を備える。
【００６２】
中間転写ベルト３３は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されたベルト部材である。中間転写ベルト３３の材質は、主にポリイミド、ポリカーボネート、サーモプラスティック・エラストマー・アロイ等が用いられている。また、中間転写ベルト３３は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２、転写ローラ５５によって張架され、図１の矢印ＰＤ方向に回転駆動させられる。
【００６３】
中間転写ベルト３３は、それぞれの感光体ドラム５１に当接するように設けられている。感光体ドラム５１に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト３３に順次重ねて転写することで中間転写ベルト３３上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する。
【００６４】
転写ローラ５５によって感光体ドラム５１上に形成されたトナー像は中間転写ベルト３３に転写される。転写ローラ５５は、中間転写ベルト３３の中間転写ベルトテンション機構（図示せず）に回転可能に支持されており、感光体ドラム５１上に形成したトナー像を、中間転写ベルト３３上に転写するために転写バイアスを与える。
【００６５】
このように、感光体ドラム５１上で顕像化された各色相の静電潜像は中間転写ベルト３３で積層され、入力された画像データに対応して画像が形成される。積層されたトナー像は、中間転写ベルト３３の回転によって、転写ローラ５５が配置されている位置に搬送される。転写ローラ５５は、トナー像を記録部材（用紙）に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。また、中間転写ベルト３３と転写ローラ５５とは所定のニップ圧で圧接される。転写ローラ５５がニップ圧を定常的に得るために、転写ローラ５５若しくは駆動ローラ３１のいずれか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ又は発泡性樹脂ローラ）を用いる。
【００６６】
また、感光体ドラム５１との接触により中間転写ベルト３３に付着したトナー、若しくは、転写ローラ５５によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト３３上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット（図示せず）によって除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニットには、中間転写ベルト３３に当接するクリーニング部材としてクリーニングブレード（図示せず）が備えられており、クリーニングブレードが当接する中間転写ベルト３３は、裏側から従動ローラ３２で支持されている。
【００６７】
除電装置（図示せず）は、感光体ドラム５１と中間転写ベルト３３との接触領域を通過する際に帯電した用紙Ｐに対して除電処理を行う。除電装置による除電手法としては、転写電界の極性とは逆極性の電界を中間転写ベルト３３に印加する。
【００６８】
給紙トレイ（図示せず）は、画像形成に使用する記録媒体（用紙Ｐ）を蓄積しておくためのトレイであり、中間転写ベルトユニット３０の下側に設けられている。また、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ（図示せず）は、印字済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００６９】
制御部１１は、画像形成装置１００における動作を制御する。また、制御部１１は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータが実行する処理の手順を示した制御プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、作業用のワークエリアを提供するＲＡＭ（Random Access Memory）と、算出した累積トナー補給時間を一時的に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable ＲＯＭ）不揮発性メモリ、スイッチ（図示せず）からの信号を入力する回路であって入力バッファやＡ／Ｄ変換回路を含む入力回路と、モータやソレノイド又はランプなどを駆動するドライバを含む出力回路等とから構成される。尚、これらの記憶する手段を総称して記憶部１２と称す。尚、記憶部１２は、後述するレーザ照射手段Ｌ１の出力値を決定するレーザ照射装置テーブルを記憶している。
【００７０】
画像読取部２０は、原稿画像を電気信号に変換して画像データとして取り込むためのＣＣＤ（Charged Couple Device)イメージセンサ（図示せず）と、原稿の有無を検知する原稿読取センサ（図示せず）を備えている。画像読取部２０は、画像形成装置１００の上部に配置され、原稿の画像を読み取る。
【００７１】
画像処理部２１は、画像読取部２０が読み取った画像データや通信ネットワークを介して送信される画像データを適正な電気信号に変換して各色の画像データを形成する。また、画像処理部２１は、読み取った画像データを、用紙１ページ毎にどの位置に印字するかを決定する印字位置の情報（印字位置情報）を制御部１１に送信する。
【００７２】
操作表示部２２は、画像形成装置１００の動作を表示する。また、操作表示部２２は、読み込まれた画像に基づき生成された複数の画像データを一覧表示する。ユーザは、操作表示部２２に表示された画像データを直接タッチすることで画像データの並べ替え、選択、移動等の操作及び印字開始を選択できる。
【００７３】
周辺機器制御部２３は、各種サイズの用紙をそれぞれの給紙カセットに収容して選択的に用いる機能や画像形成後の用紙を複数のソータ（図示せず）に振り分ける機能を備える。
【００７４】
画像形成装置１００の動作を制御する制御部１１は、図２に示すように、画像読取部２０、画像処理部２１、可視像形成部５０、操作表示部２２、後述する定着制御部２４、現像装置５４の現像容器５４ａ内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段５４ｂ（透磁センサ）、周辺機器制御部２３及び記憶部１２と接続している。
【００７５】
次に、第１の実施形態に係る定着装置４０について、図３を用いて説明する。定着装置４０は、図３に示すように、レーザ照射手段Ｌ１と、用紙搬送装置Ｌ２と、図示しない温度検出手段（サーミスタ）とを備えている。本実施形態に係る定着装置４０は、記録媒体（用紙Ｐ）の表面に形成された未定着トナー像に熱を加えることによって記録媒体に定着させる。
【００７６】
具体的には、所定の定着搬送速度に基づき、用紙搬送装置Ｌ２上のレーザ光が照射されるエリア（レーザ照射エリアＡ）に、未定着トナー像を担持した記録媒体（用紙Ｐ）が搬送され、定着装置４０のレーザ照射手段Ｌ１からレーザ光が照射され、レーザ光の熱によって定着が行われる。
【００７７】
未定着トナー像は、非磁性トナー及びキャリアを含む２成分現像剤で形成される。そしてカラートナー（イエロー、マゼンタ、シアン）はモノクロトナー（ブラック）に比べてレーザ光の吸収率が低いことから、赤外線吸収剤を添加することでモノクロトナーと同じ吸着率を確保している。
【００７８】
用紙搬送装置Ｌ２は、定着駆動ローラ１０２、定着従動ローラ１０７、電源１０４、分離チャージャ１０５、除電チャージャ１０６、分離爪（図示せず）、第１のアクチュエータ２６、定着部モータ（図示せず）、定着制御部２４及び定着搬送ベルト１０３を備えている。
【００７９】
定着搬送ベルト１０３は、無端状のベルトであり、ポリカーボネート、フッ化ビニリデン又はポリイミド等の樹脂にカーボン等の導電性部材を分散させた素材から構成する。また、定着搬送ベルト１０３は、定着駆動ローラ１０２と定着従動ローラ１０７によって張架されている。
【００８０】
定着部モータ（図示せず）は、定着制御部２４からの信号によって駆動が制御される。この制御によって、定着搬送ベルト１０３の用紙搬送速度は可変され、各条件に応じて任意に調節できるように構成されている。尚、本実施形態では、用紙搬送速度を２００ｍｍ／ｓに設定する。
【００８１】
定着駆動ローラ１０２は、定着部モータに接続され、設定された用紙搬送速度に応じて回転駆動するように構成されている。
【００８２】
また、定着搬送ベルト１０３の周囲には、電源１０４、分離チャージャ１０５、除電チャージャ１０６及び分離爪（図示せず）が設けられている。
【００８３】
定着搬送ベルト１０３の内周面側には、定着搬送ベルト１０３の温度を検知するための温度検出手段（図示せず）が設置されている。この温度検出手段によって検知された温度は定着制御部２４に伝達される。尚、温度検出手段の配置位置は、定着搬送ベルト１０３の温度若しくは、記録媒体（用紙Ｐ）の温度を適正に検知できるのであれば、定着搬送ベルト１０３の内周面側に限定されない。
【００８４】
次に本発明の定着装置４０における定着動作について、図３を参照して具体的に説明する。
【００８５】
定着装置４０において、中間転写ベルトユニット３０から搬送されてきた未定着トナー像が担持された記録媒体（用紙Ｐ）は、定着従動ローラ１０７上の定着搬送ベルト１０３に搬送される。
【００８６】
第１のアクチュエータ２６は、定着搬送ベルト１０３上に搬送される用紙Ｐを検出し、同時に、定着搬送ベルト１０３の用紙搬送速度を検出する。第１のアクチュエータ２６は、用紙Ｐを検出すると、用紙検知信号を、制御部１１に送信する。制御部１１は、定着を開始するための指示信号（定着開始信号）を定着制御部２４に送信する。
【００８７】
電源１０４によってバイアス電圧を定着搬送ベルトに印加することで、用紙Ｐを定着搬送ベルト１０３に静電吸着させて、用紙Ｐと定着搬送ベルト１０３との密着性が向上し、用紙Ｐが定着搬送ベルトから浮くことを抑制することができる。
【００８８】
定着駆動ローラ１０２の駆動によって、用紙Ｐは、レーザ照射エリアＡに搬送される。用紙Ｐ上には、未定着トナー像が担持されている。
【００８９】
記憶部１２は、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を決定するレーザ照射装置テーブルを予め記憶している。また、記憶部１２は、各定着搬送速度に基づき、定着制御部２４が制御部１１から送信される定着開始信号を受信した時から、未定着トナー像が付着した用紙Ｐが定着装置４０のレーザ照射エリアＡに到達するまでの時間を記憶する。
【００９０】
制御部１１は、現像装置５４の現像容器５４ａ内のトナー濃度をトナー濃度検知手段５４ｂ（透磁率センサ）から取得する。制御部１１は、記憶部１２のレーザ照射装置テーブルを参照する。制御部１１は、画像処理部２１から送信された印字位置情報と、現像装置５４の現像容器５４ａ内のトナー濃度とに基づき、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を決定する。制御部１１は、決定した出力値に基づきレーザ照射手段Ｌ１からレーザ光が出力されるように、制御信号（定着開始信号）を定着制御部２４に伝達する。
【００９１】
制御信号（定着開始信号）を受信した定着制御部２４は、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力を制御する。尚、定着制御部２４は、定着部モータ（図示せず）を制御して適切な用紙搬送速度を設定し、照射されるレーザ光を制御する構成としても良い。また、印字位置情報と、トナー濃度とに基づき、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の駆動時間比率（デューティ比）を予め記憶部１２に記憶させて、該デューティ比に基づき、定着制御部２４は、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値を制御する構成としても良い。
【００９２】
レーザ照射手段Ｌ１は、定着制御部２４の制御に基づき用紙Ｐ上の未定着トナー像にレーザ光を照射する。レーザ光の熱により定着が行われる。
【００９３】
レーザ照射エリアＡにおいてトナー像の定着が行われた後、用紙Ｐは、定着搬送ベルト１０３に静電吸着された状態で分離チャージャ１０５と定着駆動ローラ１０２との間に搬送される。
【００９４】
定着駆動ローラ１０２は、導電性材料で構成され且つ接地されている。従って、分離チャージャ１０５により、用紙Ｐの除電を行って定着搬送ベルト１０３と用紙Ｐとの間の静電吸着力を弱める。
【００９５】
定着搬送ベルト１０３は、定着駆動ローラ１０２の駆動により静電吸着力を弱めた状態で搬送される。定着搬送ベルト１０３は、大きな曲率を有するため、用紙Ｐの先端部は定着搬送ベルト１０３から浮く。さらに、分離爪（図示せず）によって用紙Ｐは、完全に定着搬送ベルト１０３から分離する。
【００９６】
用紙Ｐが剥離された定着搬送ベルト１０３は、除電チャージャ１０６により外面および内面が除電される。その後、再び電源１０４によってバイアス電圧が印加されることで用紙Ｐが定着搬送ベルト１０３に吸着される。
【００９７】
次に、定着装置４０のレーザ照射手段Ｌ１を、図３及び図４を参照し説明する。
【００９８】
レーザ照射手段Ｌ１は、定着搬送ベルト１０３上のレーザ照射エリアＡに搬送された記録媒体（用紙Ｐ）に担持された未定着トナー像にレーザ光を照射し、トナー像を記録媒体に定着させる。
【００９９】
レーザ照射手段Ｌ１は、図３及び図４に示すように、複数のレーザ素子２００（半導体レーザアレイ）、複数の凸レンズ２０１、レンズホルダー２０２と、フォトダイオード２０３と、シリコン基板２０４、ワイヤーボンド線２０５、表面電極２０６及びセラミック基板２０７、放熱板２０８（ヒートシンク）、温度センサ２０９（サーミスタ）、レーザ制御回路（図示せず）を備えている。
【０１００】
本実施形態に係る放熱板２０８（ヒートシンク）は、アルミニウム合金で構成されている。また放熱板２０８（ヒートシンク）は、熱抵抗は１６℃／Ｗものを１０個１列に並べて、総熱抵抗を０．１６℃／Ｗとしているが、これに限定されない。
【０１０１】
図４に示すように、各レーザ素子２００の近傍に受光素子（フォトダイオード２０３）を配設して、レーザ素子２００の発光量を検出し、フォトダイオード２０３の検出した発光量をレーザ照射手段Ｌ１内のレーザ制御回路（図示せず）にフィードバックして、各レーザ素子２００の光量の出力を可変し、または一定にするという制御を行う。
【０１０２】
レーザ制御回路、フォトダイオード２０３は、一体に形成（モノリシック）され、シリコン基板２０４を構成し、さらにレーザ素子２００がマウントされる。レーザ素子２００とシリコン基板２０４は、ワイヤーボンド線２０５で電気的に接続される。
【０１０３】
また、シリコン基板２０４上には、各レーザ素子２００の温度を測定するための温度センサ（サーミスタ）が備えられている。尚、制御回路は、温度センサによって検出された温度に基づき、各レーザ素子２００の光量の出力を可変する構成を取っても良い。
【０１０４】
またレーザ素子２００がマウントされたシリコン基板２０４を、セラミックで構成するセラミック基板２０７上に複数個配置する。複数のシリコン基板３の電極（図示せず）とセラミック基板２０７の表面電極２０６とは、ワイヤーボンディング等により電気的に接続される。
【０１０５】
集光光学系の複数の凸レンズ２０１は、レンズホルダー２０２に配設される。各レーザ素子２００から出射されたレーザ光は、対応する凸レンズ２０１を通過し、レーザ照射エリアＡ上の用紙Ｐに照射される。
【０１０６】
以上のように、レーザ照射手段Ｌ１は、レーザ素子２００がマウントされた複数のシリコン基板２０４が並べられたセラミック基板２０７と、放熱板２０８（ヒートシンク）と、複数の凸レンズ２０１が配設されたレンズホルダー２０２とによって構成されている。
【０１０７】
レーザ照射手段Ｌ１において、各凸レンズ２０１を樹脂で構成されるホルダーに組み込むよりも、樹脂によるレンズ−レンズホルダー一体成形品や平板ガラスをレンズ状にイオン交換して製造される平板マイクロレンズ等のレンズアレイであることが好ましい。また、集光光学系の複数の凸レンズ２０１を省き、レーザ光が平行の状態で未定着トナー像に照射される形態も可能である。
【０１０８】
図４に示すように、所定のサイズの用紙（例えば、Ａ４サイズの用紙）上の未定着トナー像を定着する場合、１列状に配列された複数のレーザ素子２００（図４で示す領域Ｗ１）が使用される。複数のレーザ素子２００は、定着搬送ベルト１０３の幅方向に平行で、且つ、用紙搬送方向と直交する方向に一列に配置されている。
【０１０９】
具体的には、レーザ素子列の領域（領域Ｗ１）に配設されているレーザ素子は、波長７８０ｍｍのレーザ光を出射し、隣接するレーザ素子間の配列ピッチＰ１は、１．０ｍｍである。また各レーザ素子において、定格出力は２．０Ｗであり、レーザ照射エリア１０上のレーザスポット径は、０．３ｍｍである。レーザ素子の波長は、上記の値に限定されず、半導体素子の配合や材料等を替えることで４００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で選択できる構成となっている。
【０１１０】
尚、レーザ照射手段Ｌ１の各レーザ素子２００の出力の制御方法として、レーザ光の出力をオン・オフを行う信号（ＯＮ・ＯＦＦパルス信号）に基づき、未定着トナー像に照射するレーザ光の照射時間を制御して定着を行う構成としても良い。
【０１１１】
次に、現像装置５４内のトナー濃度に基づく定着制御を説明する。図６は、トナー濃度に基づく定着制御を示すフローチャートである。
【０１１２】
ユーザにより操作表示部２２が操作され印字が開始された場合、印字する原稿が画像読取部２０によって読み取られ、画像処理部２１によって適正な電気信号に変換して各色の画像データが作成される（ステップ１０）。
【０１１３】
次に、画像処理部２１は、読み取った画像データを、用紙１ページ毎にどの位置に印字するかを決定する印字位置の情報（印字位置情報）を制御部１１に送信する（ステップ２０）。
【０１１４】
制御部１１は、現像装置５４内のトナー濃度検知手段５４ｂ（透磁センサ）からトナー濃度情報（トナー濃度Ｔｎ）を取得する（ステップ３０）。
【０１１５】
制御部１１は、取得したトナー濃度Ｔｎが４％以上であるか否かを判断する（ステップ４０）。トナー濃度Ｔｎが４％以上である場合（ステップ４０、Ｙ）、次に、制御部１１は、トナー濃度Ｔｎが１０％以下であるか否かを判断する（ステップ６０）。
【０１１６】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上ではない場合（ステップ４０、Ｎ）、制御部１１は、トナー濃度が４％以上になるまで待機するように待機信号を定着制御部２４に送信する（ステップ５０）。同時に、制御部１１は、開口部５４ｃを通じて現像装置５４へ所定のトナー量を補給するための補給信号をトナー補給装置５４ｄに送信する。尚、補給するためのトナー量は、各トナー濃度に応じた数値が予め記憶部１２に記憶されている。
【０１１７】
トナー濃度Ｔｎが４％以上（ステップ４０、Ｙ）であることが確認され、さらに、トナー濃度Ｔｎが１０％以下である場合（ステップ６０、Ｙ）、制御部１１は、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にあるか否かを判断する（ステップ８０）。
【０１１８】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上（ステップ４０、Ｙ）であることが確認され、さらに、トナー濃度Ｔｎが１０％以下ではない場合（ステップ６０、Ｎ）、制御部１１は、トナー濃度が１０％以下になるまで待機するように待機信号を定着制御部２４に送信する（ステップ７０）。同時に、制御部１１は、現像装置５４内の所定のトナー量を消費するための消費信号を現像装置５４に送信する。
【０１１９】
次に、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にある（ステップ８０、Ｙ）、制御部１１は、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を１．２に設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ９０）。
【０１２０】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にない（ステップ８０、Ｎ）、制御部１１は、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にあるか否かを判断する（ステップ１００）。トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にある場合（ステップ１００、Ｙ）、図６のジャンプＪ２を介し、制御部１１は、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を１．０に設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ１１０）。
【０１２１】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にない場合（ステップ１００、Ｎ）、図６のジャンプＪ３を介し、制御部１１は、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を０．８に設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ１２５）。
【０１２２】
次に、制御部１１は、第１のアクチュエータ２６から用紙検知信号の有無を判定する（ステップ１２０）。
【０１２３】
制御部１１は、第１のアクチュエータ２６から用紙検知信号を検知した場合（ステップ１２０、Ｙ）、制御部１１は、定着を開始するための指示信号（定着開始信号）を定着制御部２４に送信する（ステップ１３０）。
【０１２４】
第１のアクチュエータ２６から用紙検知信号を検知しない場合（ステップ１２０、Ｎ）、制御部１１は、用紙検知信号のため待機状態になる（ステップ１８０）。さらに、制御部１１内のカウンタ（図示せず）により所定時間の経過が確認されると、定着動作を中止する（ステップ１９０）。
【０１２５】
定着制御部２４は、定着開始信号を受信した場合、定着搬送ベルトの用紙搬送速度を設定し（ステップ１４０）、定着搬送ベルト１０３を駆動する（ステップ１５０）。
【０１２６】
同時に、定着制御部２４は、設定されたレーザ光の出力値に基づき、レーザ光を照射するようにレーザ照射手段Ｌ１を制御し、レーザ照射手段Ｌ１からレーザ光が照射され（ステップ１６０）、定着が行われた後レーザ照射を完了する制御を行う（ステップ１７０）。
【０１２７】
上記のように、検出されたトナー濃度に応じて定着装置のレーザ照射手段Ｌ１の出力値を制御して未定着トナー像を定着させるエネルギーの制御を行う。この定着させるエネルギー量Ｅ（単位は、ジュール：Ｊ）は、未定着トナー像に照射されるレーザ光の出力値Ｗ（単位は、ワット：Ｗ）に、レーザ光の照射時間Ｔ（単位は、時間：Ｔ）を掛けた値として算出される（Ｅ＝Ｗ・Ｔ）。
【０１２８】
照射されるレーザ光の出力値Ｗを一定に保って、レーザ光の照射時間Ｔを可変させる制御を行うことで、未定着トナー像を定着させるエネルギー量Ｅを制御することも可能である。レーザ光の照射時間Ｔを変化させる方法として、照射されるレーザ光の出力値Ｗを一定に保った状態で、用紙搬送速度を変化させて、レーザ光の照射時間Ｔを変化させる。
【０１２９】
次に、現像装置５４内の用紙搬送速度Ｓに基づく定着制御を説明する。すなわち、照射されるレーザ光の出力値Ｗを一定に保った状態で、用紙搬送速度を変化させて未定着トナー像に照射されるレーザ光の照射時間Ｔを変化させ、未定着トナー像を定着させるエネルギー量Ｅを制御する方法を説明する。
【０１３０】
定着部モータ（図示せず）は、定着制御部２４からの信号によって駆動が制御される。この制御によって、定着搬送ベルト１０３の用紙搬送速度は可変され調節できるように構成されている。
用紙搬送速度Ｓは、用紙がレーザ照射エリアＡを通過する距離Ｌをレーザ光の照射時間Ｔで割った値で表される（Ｓ＝Ｌ／Ｔ）。
【０１３１】
図７及び図８は、用紙搬送速度Ｓに基づく定着制御を示すフローチャートである。図５及び図６に示すトナー濃度に基づく定着制御を示すフローチャートと異なる点は、ステップ２９０〜ステップ３２５である。その他の動作は、図５及び図６に示すトナー濃度に基づく定着制御を示すフローチャートと同様であるため省略する。
【０１３２】
トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にある（ステップ２８０、Ｙ）、制御部１１は、用紙搬送速度を１６０ｍｍ／ｓに設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ９０）。
【０１３３】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にない（ステップ２８０、Ｎ）、制御部１１は、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にあるか否かを判断する（ステップ３００）。トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にある場合（ステップ３００、Ｙ）、図７のジャンプＪ２を介し、制御部１１は、用紙搬送速度を２００ｍｍ／ｓに設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ３１０）。
【０１３４】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にない場合（ステップ３００、Ｎ）、図７のジャンプＪ３を介し、制御部１１は、用紙搬送速度を２４０ｍｍ／ｓに設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ３２５）。
【０１３５】
このように、トナー濃度に応じて用紙搬送速度を変化させて、未定着トナー像を定着させるエネルギー量Ｅを制御することができる。
【０１３６】
また、照射されるレーザ光の出力値Ｗ及び定着搬送速度を一定に保って、レーザ照射装置の駆動時間比率（デューティ比）を変化させてレーザ光の照射時間Ｔを可変させ、未定着トナー像を定着させるエネルギー量Ｅを制御することも可能である。
【０１３７】
次に、現像装置５４内のレーザ照射装置の駆動時間比率（デューティ比）に基づく定着制御を説明する。すなわち、照射されるレーザ光の出力値Ｗ及び定着搬送速度を一定に保った状態で、レーザ照射装置のデューティ比を変化させて未定着トナー像に照射されるレーザ光の照射時間Ｔを変化させ、未定着トナー像を定着させるエネルギー量Ｅを制御する方法を説明する。
【０１３８】
記憶部１２は、印字位置情報とトナー濃度に基づき、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光のデューティ比を予め記憶する。定着制御部２４は、該デューティ比に基づきレーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光を制御する。ここで、デューティ比とは、図２３に示すように、所定の時間周期において、レーザ光の出力値がオンになる時間的な割合（駆動時間比率）を示す。
【０１３９】
図９及び図１０は、レーザ照射装置のデューティ比に基づく定着制御を示すフローチャートである。図５及び図６に示すトナー濃度に基づく定着制御を示すフローチャートと異なる点は、ステップ５９０〜ステップ６２５である。その他の動作は、図５及び図６に示すトナー濃度に基づく定着制御を示すフローチャートと同様であるため省略する。
【０１４０】
トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にある（ステップ５８０、Ｙ）、制御部１１は、レーザ照射装置のデューティ比を１００％に設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ９０）。
【０１４１】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ６％より少ない範囲内にない（ステップ５８０、Ｎ）、制御部１１は、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にあるか否かを判断する（ステップ６００）。トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にある場合（ステップ６００、Ｙ）、図９のジャンプＪ２を介し、制御部１１は、レーザ照射装置のデューティ比を８３％に設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ３１０）。
【０１４２】
一方、トナー濃度Ｔｎが４％以上且つ８％より少ない範囲内にない場合（ステップ６００、Ｎ）、図９のジャンプＪ３を介し、制御部１１は、レーザ照射装置のデューティ比を６７％に設定するように、定着制御部２４に送信する（ステップ６２５）。
【０１４３】
このように、トナー濃度に応じてレーザ照射装置のデューティ比を変化させて、未定着トナー像を定着させるエネルギー量Ｅを制御することができる。
【０１４４】
＜各トナー濃度に応じた定着性の評価＞
【０１４５】
第１の実施形態に係る画像形成装置における記録媒体（用紙）に対する画像形成動作を、定着搬送速度２００ｍｍ／ｓ、レーザ光の照射幅（トナー自体が用紙搬送方向におけるレーザ光を受光できる幅）０．０８ｍｍ、温度２５℃、湿度５％の環境条件下で、各トナー濃度（４％、７％、１０％）の定着性を評価した。
【０１４６】
トナー濃度に基づく定着制御に基づく実験データは、図１１に示すように、各トナー濃度（４％、７％、１０％）の定着性の実験を行った評価結果を示す表図である。尚、定着性の評価において、各トナー濃度（４％、７％、１０％）でベタ画像を印字した際の印字画像の表面に白紙用紙を載せて、該白紙用紙の上に錘（１０ｃｍ×１０ｃｍ、１ｋｇｆの荷重）を載せ、白紙用紙と印字画像の表面とが接触する部分にトナーが付着するか否かに基づき定着性の良・不良を判定した。本実験の評価基準は、図１１〜図１３に示すように、トナーが付着している場合、定着不良（×）とし、一方、トナーが付着していない場合、定着性が良好（○）と評価する。
【０１４７】
図１１の実験データの表図には、レーザ照射手段Ｌ１の出力値Ｗ、トナー濃度（４％、７％、１０％）及び定着性の評価項目が記載されている。
【０１４８】
また、第１の実施形態に係る画像形成装置における記録媒体（用紙Ｐ）に対する画像形成動作を、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を一定（例えば２００Ｗ）、レーザ光の照射幅（トナー自体が用紙搬送方向におけるレーザ光を受光できる幅）０．０８ｍｍ、温度２５℃、湿度５％の環境条件下で、定着搬送速度を変化させて、各トナー濃度（４％、７％、１０％）の定着性を評価した。
【０１４９】
図１２の実験データ表には、定着搬送速度、トナー濃度（４％、７％、１０％）及び定着性の評価項目が記載されている。
【０１５０】
また、第１の実施形態に係る画像形成装置における記録媒体（用紙）に対する画像形成動作を、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を一定（２００Ｗ）、定着搬送速度を一定（２００ｍｍ/ｓ）、レーザ光の照射幅を０．０８ｍｍ、温度２５℃、湿度５％の環境条件下で、レーザ照射手段Ｌ１のデューティ比を変化させて、各トナー濃度（４％、７％、１０％）における定着性を評価した。
【０１５１】
また、図１３の実験データ表には、デューティ比、トナー濃度（４％、７％、１０％）及び定着性の評価項目が記載されている。
【０１５２】
更に、各トナー濃度（４％、７％、１０％）と定着性との関係を調べるため、各トナー濃度（４％、７％、１０％）でベタ画像を印字した際の印字画像の表面を電子顕微鏡で観察した。
【０１５３】
トナー濃度が４％及び７％で印字した際の印字画像の表面は、図１４（ｂ）に示すように、トナー粒子間の間隔が開いている。各トナー粒子Ｔｐがレーザ光ＳＬを吸収した場合、吸収した熱によって溶解するが、トナー粒子間の間隔があるため、熱Ｈは矢印で示す上下左右方向に逃げる。このためトナー濃度が低い場合、定着の際に多くのエネルギーが使用される。すなわち、熱損失が大きいため、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値を高くする必要がある。
【０１５４】
一方、トナー濃度が１０％で印字した際の印字画像の表面は、図１４（ａ）に示すように、トナー粒子間の間隔が無い程に近接している。各トナー粒子Ｔｐがレーザ光ＳＬを吸収した場合、隣接するトナー粒子は、互いに発熱源となるため、熱Ｈは矢印で示す上下方向のみに逃げる。このため、トナー濃度が高い場合、トナー濃度が低い場合に比べて、より少ないエネルギーで定着が可能である。すなわち、熱損失が小さいため、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値は、トナー濃度が低い場合に比べて低くなる。
＜第２の実施形態＞
【０１５５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０１について、図１５を用いて詳細に説明する。図１５は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０１の概略図である。尚、第２の実施形態に係る画像形成装置１０１において、重量測定装置４１を除いた他の構成要素は、第１の実施形態と同じであることから、重量測定装置４１の以外の構成要素の説明は省略する。
【０１５６】
以下に、重量測定装置４１を備える画像形成装置１０１の定着装置４０の定着制御を説明する。第１の実施形態に係るトナー濃度検知手段５４ｂの代わりに、第２の実施形態では、重量測定装置４１に基づく定着制御を行う。
【０１５７】
同じ印字位置情報に基づいて未定着のトナー画像を形成する場合でも、トナーののり方（トナー層の形成の仕方）によって形成される未定着トナー像の濃度及び付着量（未定着トナー像の単位面積当たりの重量）は異なる。
【０１５８】
図１６（ａ）に示すように、未定着トナー像を形成するトナー粒子Ｔｐの一粒、一粒が均一に記録媒体（用紙Ｐ）上に付着している場合、用紙Ｐへのトナーの被覆率が高く、最小のトナー量を用いて所望する濃度のトナー像を形成できる。
【０１５９】
一方、図１６（ｂ）に示すように、均一の場合と同量のトナーが付着した場合でも、トナー粒子Ｔｐの一粒、一粒が均一に記録媒体（用紙Ｐ）上に付着していないで未定着トナー像が形成され得る。この場合、トナー付着量は同じではあるが、濃淡のあるトナー像が形成される。形成される未定着トナー像の濃度（未定着トナー像の単位面積当たりの重量）は、均一にトナー粒子が付着している場合に比べて低下する。
【０１６０】
記録媒体（用紙Ｐ）上の定着前の未定着トナー像の濃度（以下、単位面積トナー濃度情報と称す）が異なる場合、各トナー粒子が吸収する熱量が異なるため、印字率（印字位置情報）やトナー付着量が同じでも、各トナー粒子を加熱し溶解するために使用されるレーザ照射装置の出力値及び定着動作の際に消費されるエネルギーは異なる。
【０１６１】
上記を鑑み、第２の実施形態では、印字率（印字位置情報）、単位面積トナー濃度情報又は未定着トナー像のトナー重量に基づき定着動作を制御する。
【０１６２】
第２の実施形態に係る画像形成装置１０１の重量測定装置４１は、中間転写ベルトユニット３０の下流側で定着装置４０の上流に配置され、定着前の未定着トナー像が付着した記録媒体（用紙Ｐ）の重量（用紙重量情報）を測定し、また、光学的に未定着トナー像の濃度（単位面積トナー濃度情報）を検知する測定手段である。
【０１６３】
重量測定装置４１は、測定搬送ベルト４５、測定駆動ローラ４４、測定従動ローラ４６、画像濃度検知手段４２、重量検知手段４３及び第２のアクチュエータ４７を備える。
【０１６４】
尚、記憶部１２は、単位面積トナー濃度情報に基づきレーザ照射手段Ｌ１の出力値を決定するための単位面積トナー濃度情報テーブルを予め記憶している。また、記憶部１２は、予め各サイズの白紙の重量を記憶している。
【０１６５】
測定搬送ベルト４５は、無端状のベルトであり、ポリカーボネート、フッ化ビニリデン又はポリイミド等の樹脂にカーボン等の導電性部材を分散させた素材から構成する。また、測定搬送ベルト４５は、測定駆動ローラ４４と測定従動ローラ４６によって張架されている。測定駆動ローラ４４は、図示しない駆動モータに接続され、制御部１１からの制御信号に基づき回転駆動される。
【０１６６】
用紙Ｐが中間転写ベルトユニット３０の中間搬送ベルト３３から剥離され、重量測定装置４１の第２のアクチュエータ４７が用紙Ｐを検知した場合、測定用紙検知信号を制御部１１に送信する。
【０１６７】
制御部１１は、測定用紙検知信号を受信すると、画像濃度検知手段４２及び重量検知手段４３に測定の開始を指示する信号（測定開始信号）を送信する。
【０１６８】
画像濃度検知手段４２は、記録媒体（用紙Ｐ）上の定着前の未定着トナー像の濃度（単位面積トナー濃度情報）を検知する測定手段である。測定開始信号を受信した場合、画像濃度検知手段４２は、用紙Ｐ上に形成されたトナー像からの反射光量を読み取り、読み取った出力値は制御部１１に送信する。
【０１６９】
重量検知手段４３は、定着前の未定着トナー像が付着した用紙Ｐの重量（用紙重量情報）を測定する測定手段である。測定開始信号を受信した場合、重量検知手段４３は、測定した用紙重量情報を制御部１１に送信する。
【０１７０】
制御部１１は、図１７に示すように、送信された画像濃度検知手段４２の出力値（単位面積トナー濃度情報）と、記憶部１２に予め記憶された目標値となる濃度基準値とを比較し、さらに、送信された重量検知手段４３の用紙重量情報と、記憶部１２に予め記憶された未定着トナー像が付着していない用紙の基準重量値とを比較する。
【０１７１】
制御部１１は、さらに、用紙１ページ毎にどの位置に印字するかを決定する印字位置の情報（印字位置情報）、言い換えると、読み取った画像データが用紙に印字する部分と印字しない部分との面積比率である印字率を画像処理部２１から取得する。
【０１７２】
制御部１１は、上記の比較結果と印字率とに基づき、定着装置４０のレーザ照射手段Ｌ１の出力値を決定する。
【０１７３】
尚、重量測定装置４１は、測定する１枚目の用紙Ｐの重量（用紙重量情報）を記憶部１２に記憶させ、２回目以降に通過する用紙の重量と比較させて重量差を求める構成としても良い。
【０１７４】
用紙Ｐは、測定駆動ローラ４４の曲率により測定搬送ベルト４５から剥離されて、定着装置４０に搬送される。
【０１７５】
制御部１１は、決定した出力値に基づきレーザ照射手段Ｌ１からレーザ光が出力されるように、制御信号（定着開始信号）を定着制御部２４に伝達する。
【０１７６】
制御信号（定着開始信号）を受信した定着制御部２４は、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力を制御する。尚、定着制御部２４は、定着部モータ（図示せず）を制御して適切な用紙搬送速度を設定し、照射されるレーザ光を制御する構成としても良い。また、印字率（印字位置情報）、単位面積トナー濃度情報及び用紙重量情報に基づき、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の駆動時間比率（デューティ比）を予め記憶部１２に記憶させて、該デューティ比に基づき、定着制御部２４は、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光を制御する構成としても良い。
【０１７７】
レーザ照射手段Ｌ１は、定着制御部２４の制御に基づき、用紙Ｐ上の未定着トナー像にレーザ光を照射する。レーザ光の熱により定着が行われる。
【０１７８】
定着前に記録媒体（用紙Ｐ）上に形成された未定着トナー像の濃度及びトナー重量を考慮して、定着装置４０におけるレーザ光照射に用いるエネルギーが制御されるため、レーザ光を照射に要するエネルギーが無駄に消費されることを防止できる。
【０１７９】
＜未定着トナー像の各濃度に対する定着性の評価＞
【０１８０】
第２の実施形態に係る画像形成装置１０１における記録媒体（用紙Ｐ）に対する画像形成動作を、定着搬送速度２００ｍｍ/ｓ、レーザ光の照射幅（トナー自体が用紙搬送方向におけるレーザ光を受光できる幅）０．０８ｍｍ、印字率１００％（ベタ画像）、用紙サイズＡ４の用紙１００枚、温度２５℃、湿度５％の環境条件下で、未定着トナー像の濃度に対する定着性の評価を行った。尚、定着性は、未定着トナー像の濃度（１．５〜１．０）でベタ画像を印字した際の印字画像の表面に白紙用紙を載せて、該白紙用紙の上に錘（１０ｃｍ×１０ｃｍ、１ｋｇｆの荷重）を載せ、白紙用紙と印字画像の表面とが接触する部分にトナーが付着するか否かに基づき定着性の良・不良を判定する。本実験の評価基準は、トナーが付着している場合、定着不良とし、一方、トナーが付着していない場合、定着性が良好と評価する。
【０１８１】
レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値Ｗは、図１８に示すように、定着する用紙の枚数が増えるにつれて増加している。用紙１枚目と１００枚目のトナー付着量Ｆを観察すると、トナー付着量は同量の０．４ｍｇ/ｃｍ２である。用紙１枚目の定着性の評価は良好であり、用紙１００枚目は不良である。
【０１８２】
さらに、１枚目と１００枚目の用紙を電子顕微鏡で観察すると、図１６（ａ）に示すように、１枚目の用紙の表面は、均一にトナー粒子が整列しているのに対し、１００枚目の用紙の表面は、図１６（ｂ）に示すように、トナー粒子が所々重なり、一部にはトナー粒子が存在しない箇所が存在し、拡大された表面は全体的に凹凸の形状を呈している。
【０１８３】
更に、所定の枚数毎（１，２０、４０、６０、８０、１００枚）に未定着トナー像の濃度を測定し、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値（Ｗ）に照合すると、未定着トナー像の各濃度が低下するにつれてレーザ光の出力値が増加することが分かる。
【０１８４】
次に、トナー付着量（０．５ｍｇ/ｃｍ２、０．６ｍｇ/ｃｍ２、０．７ｍｇ/ｃｍ２)を変化させて、一定の印字率で所定の枚数毎（１枚目，２０枚目、４０枚目、６０枚目、８０枚目、１００枚目）に未定着トナー像の濃度（１．５〜１．０）とレーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値（Ｗ）と照合して定着性の評価を行った。尚、トナー付着量は、定着前の未定着トナー像が付着した記録媒体（用紙Ｐ）の重量（用紙重量情報）に基づいて算出される。
【０１８５】
レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値Ｗは、図１９に示すように、トナー付着量Ｆと未定着トナー像の濃度Ｄ（１．５〜１．０）が増えるにつれて増加している。
【０１８６】
このように、印字率が一定でもトナー付着量や未定着トナー像の濃度が変化すると、レーザ照射手段Ｌ１から照射されるレーザ光の出力値（Ｗ）が異なり、定着動作の際に消費されるエネルギーも異なることが分かる。
【０１８７】
図１９に示すようなデータを予め記憶部１２に記憶させて、印字率、未定着トナー像の濃度及び用紙重量情報に基づき、無駄のない最適なレーザ光の出力値（Ｗ）を提供することができる。
【０１８８】
また、トナー付着量（０．５ｍｇ/ｃｍ２、０．６ｍｇ/ｃｍ２、０．７ｍｇ/ｃｍ２)を変化させて、一定の印字率で所定の枚数毎（１枚目，２０枚目、４０枚目、６０枚目、８０枚目、１００枚目）に未定着トナー像の濃度（１．５〜１．０）とレーザ照射手段Ｌ１の照射時間との関係を図２０の表図に示す。
【０１８９】
さらに、上記の実験において、レーザ照射手段Ｌ１の照射時間に対応する用紙搬送速度を図２１の表図に示す。このようなデータを予め記憶部１２に記憶させて、レーザ照射手段Ｌ１のレーザ光の出力を制御するような構成としても良い。
【０１９０】
また、第２の実施形態に係る画像形成装置１０１における記録媒体（用紙Ｐ）に対する画像形成動作を、レーザ照射手段Ｌ１の出力値を一定（例えば、２００Ｗ）、定着搬送速度を一定（例えば、２００ｍｍ/ｓ）、レーザ光の照射幅を０．０８ｍｍ、温度２５℃、湿度５％の環境条件下で、図２２に示すような図表にもとづき、未定着トナー像の濃度（１．５〜１．０）とトナー付着量（０．５ｍｇ/ｃｍ２、０．６ｍｇ/ｃｍ２、０．７ｍｇ/ｃｍ２)とに対応してレーザ照射手段Ｌ１のデューティ比を変化させて、レーザ照射手段Ｌ１のレーザ光の出力を制御するような構成としても良い。尚、図２２のパーセント数値は、デューティ比を表す。デューティ比５０％及び２５％の一例を図２３に示す。
【０１９１】
このようにデューティ比に基づいて定着装置のレーザ照射手段Ｌ１の出力を制御することで、レーザ照射手段Ｌ１を簡略化することができ、定着装置４０及び画像形成装置１０１の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１９２】
１１  制御部
１２  記憶部
２０  画像読取部
２１  画像処理部
２２  操作表示部
２６  第１のアクチュエータ
３０  中間転写ベルトユニット
３１  駆動ローラ
３２  従動ローラ
３３  中間転写ベルト
４０  定着装置
４１  重量測定装置
４５  測定搬送ベルト
４４  測定駆動ローラ
４６  測定従動ローラ
４２  画像濃度検知手段
４３  重量検知手段
４７  第２のアクチュエータ
５０Ｍ，５０Ｂ、５０Ｙ、５０Ｃ  可視像形成部
５１  感光体ドラム
５４  現像装置
５４ｂ  トナー濃度検知手段
５５  転写ローラ
１００、１０１  画像形成装置
２００  複数のレーザ素子
２０１  複数の凸レンズ
２０２  レンズホルダー
２０３  フォトダイオード
２０４  シリコン基板
２０５  ワイヤーボンド線
２０６  表面電極
２０７  セラミック基板
２０８  放熱板
２０９  温度センサ
Ｌ１  レーザ照射手段
Ｌ２  用紙搬送装置
【図１】
0005571022.tif 000002
【図２】
0005571022.tif 000003
【図３】
0005571022.tif 000004
【図４】
0005571022.tif 000005
【図５】
0005571022.tif 000006
【図６】
0005571022.tif 000007
【図７】
0005571022.tif 000008
【図８】
0005571022.tif 000009
【図９】
0005571022.tif 000010
【図１０】
0005571022.tif 000011
【図１１】
0005571022.tif 000012
【図１２】
0005571022.tif 000013
【図１３】
0005571022.tif 000014
【図１４】
0005571022.tif 000015
【図１５】
0005571022.tif 000016
【図１６】
0005571022.tif 000017
【図１７】
0005571022.tif 000018
【図１８】
0005571022.tif 000019
【図１９】
0005571022.tif 000020
【図２０】
0005571022.tif 000021
【図２１】
0005571022.tif 000022
【図２２】
0005571022.tif 000023
【図２３】
0005571022.tif 000024