(57)【要約】【課題】両面印刷において、記録用紙の第１面を定着し、第２面を定着する場合、第２面目を定着する際のレーザパワーを制御することで、定着温度が高くなることを抑えるようにする。【解決手段】カラー複合機１００には給紙部から出紙されてから定着装置１５に搬送される前の、記録用紙の搬送経路の途中に、記録用紙の厚みを測定するための厚さ検知手段７０が設けられている。記録用紙の厚みが薄い場合は、通常のレーザパワーよりも低減させて出力する。こうして裏写りしている部分であってもトナーの定着温度を設定温度を越えないように維持することが可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面印刷の機能を有して、レーザ定着装置を備えた画像形成装置において、
第１面の定着による記録用紙の裏写りの程度を予測又は検知する手段を設け、
その予測結果又は検知結果に基づいて、前記レーザ定着装置に対し記録用紙の第２面を定着する際のレーザパワーを所定温度を超えない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】
前記記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段は、記録用紙の厚さ又は透過性のいずれかを検知する手段であり、
前記レーザ定着装置に対し、第１面の画像情報に基づいて、第２面の定着におけるレーザパワー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】
前記記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段は、第１面定着後であって第２面定着前の第２面の記録用紙の画像濃度を反射光で検知する手段であ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】
前記レーザ定着装置のレーザ照射は、レーザ光のスポット径あるいはその組み合わせからなるブロック単位で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記レーザ定着装置のレーザ照射は、画素単位で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
両面印刷の機能を有する画像形成装置に備えられたレーザ定着装置を制御するレーザ定着制御方法において、
記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段による予測結果又は検知結果に基づいて、前記レーザ定着装置に対し記録用紙の第２面を定着する際のレーザパワーを所定温度を超えないように制御することを特徴とするレーザ定着制御方法。
【請求項７】
前記記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段は、記録用紙の厚さ又は種別又は透過性のいずれかを検知し、
前記レーザ定着装置に対し、第１面の画像情報に基づいて、第２面の定着におけるレーザパワーを制御することを特徴とする請求項６に記載のレーザ定着制御方法。
【請求項８】
前記レーザ定着装置のレーザ照射は、レーザ光のスポット径あるいはその組み合わせからなるブロック単位で行うことを特徴とする請求項６又は７に記載のレーザ定着制御方法。
【請求項９】
前記レーザ定着装置のレーザ照射は、画素単位で行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のレーザ定着制御方法。
【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用いられるレーザ定着装置を備えた画像形成装置及びレーザ定着制御方法に関するものである。
【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）には、記録部材（記録用紙または、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、アルミなどの金属製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、温度制御部が、定着ローラ表面に設けられた温度センサ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など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ニップ領域が形成される。
【０００５】
上記の構成において、定着装置では、未定着の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、従来のローラ対方式は、朝一電源投入直後は、定着ローラ及び加圧ローラは、室温状態にあるため、電源ＯＮ後、所定温度にまで上昇させる必要があるため、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ない。これらコピー動作以外に、無駄なエネルギーを消費する。
【０００７】
このような問題を解決するために、記録用紙上に形成された未定着トナー像にレーザビームを照射し、トナー像を溶融することで定着を行うレーザ方式の定着装置が、特許文献２に提案されている。
【０００８】
しかしながら、両面印刷機能を有する複合機等に備えられるレーザ定着装置において、通常、用紙の第１面に対するレーザパワーと、第２面に対するレーザパワーとは同じである。図１６に、従来のレーザ定着装置を示す。このレーザ定着装置２００は、レーザ素子２０１、レンズ２０２からなり、用紙２０３の表面に存在する未定着のトナー２０４にレーザ光２０５を照射して定着する。この用紙２０３は第１面のトナー２０６が既に定着されており、図１６には、レーザ定着装置２００により第２面のトナー２０４を定着する場面が示されている。
【０００９】
しかし、図１６に示すように、薄紙２０３を両面印字する場合に第１面に印字したトナー２０６が第２面に裏写り２０７するため、第１面と同じレーザパワーを第２面に照射する場合、裏写りして黒くなった部分がより多くのレーザ光を吸収し、その分定着温度が設定温度よりも高くなってしまうため、ボイド等の画像劣化を引き起こしてしまうといった課題がある。レーザ光は選択照射が可能であり、トナーが存在する部分のみを照射する方法が省エネの点で有効であるが、照射された光がトナーからはみ出たり、光の一部がトナーを通過、反射されたりして、紙の部分にも光が照射されるため、白色の紙よりもトナーが裏写りして黒くなった部分が裏写りしていない部分よりも温度が高くなり、その結果、紙上のトナー温度が高くなってしまう。
【００１０】
そこで特許文献３には、表面と裏面の光沢差を無くすために、裏面のトナー量よりも表面のトナー量を少なくすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−３８８０２号公報
【特許文献２】特許第３０１６６８５号公報
【特許文献３】特開平５−２１６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記方法では、レーザ定着は光によってトナーを定着させるため、厚みの薄い記録用紙が第１面上トナーの裏写りによって第２面が黒くなっている場合、記録用紙の光の吸収量が増え、その結果、トナーの定着温度が設定よりも高くなってしまう不具合を改善することはできない。
【００１３】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、両面印刷において、用紙の第１面を定着し、第２面を定着する場合、第２面目を定着する際のレーザパワーを制御することで、定着温度が高くなることを抑えるレーザ定着装置を備えた画像形成装置及びレーザ定着制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、両面印刷の機能を有して、レーザ定着装置を備えた画像形成装置において、
第１面の定着による記録用紙の裏写りの程度を予測又は検知する手段を設け、その予測結果又は検知結果に基づいて、前記レーザ定着装置に対し記録用紙の第２面を定着する際のレーザパワーを所定温度を超えないように制御することを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、前記記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段は、記録用紙の厚さ又は透過性のいずれかを検知する手段であり、前記レーザ定着装置に対し、第１面の画像情報に基づいて、第２面の定着におけるレーザパワーを制御することを特徴とする。
【００１６】
また、前記記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段は、第１面定着後であって第２面定着前の第２面の記録用紙の画像濃度を反射光で検知する手段であることを特徴とする。
【００１７】
また、前記レーザ定着装置のレーザ照射は、レーザ光のスポット径あるいはその組み合わせからなるブロック単位で行うことを特徴とする。
【００１８】
また、前記レーザ定着装置のレーザ照射は、画素単位で行うことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、両面印刷の機能を有する画像形成装置に備えられたレーザ定着装置を制御するレーザ定着制御方法において、
記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段による予測結果又は検知結果に基づいて、前記レーザ定着装置に対し記録用紙の第２面を定着する際のレーザパワーを所定温度を超えないように制御することを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段は、記録用紙の厚さ又は種別又は透過性のいずれかを検知し、前記レーザ定着装置に対し、第１面の画像情報に基づいて、第２面の定着におけるレーザパワーを制御することを特徴とする。
【００２１】
また、前記レーザ定着装置のレーザ照射は、レーザ光のスポット径あるいはその組み合わせからなるブロック単位で行うことを特徴とする。
【００２２】
また、前記レーザ定着装置のレーザ照射は、画素単位で行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーザ定着は光によってトナーを定着させるため、厚みの薄い記録用紙が第１面上トナーの裏写りによって第２面が黒くなっている場合に（第１面に印字されたトナーがブラックトナーの場合、カラートナーの場合はそのカラーの色）、トナーを通過等して記録用紙に照射された光によって記録用紙の光の吸収量が増え、その結果、トナー温度が設定よりも高くなってしまう不具合がある。従い、あらかじめ、記録用紙の裏写りを予測又は検知する手段を設け、その予測結果又は検知結果に基づいて、第２面目を定着する際の、レーザパワーを制御（低減）することで、安定した定着性を確保することが可能となる。
ここで裏写りとは、紙厚が薄い記録用紙の場合に、第１面上に定着されたトナーの状態が第２面（その裏面）から薄く透けて見えることをいう。インクのようにインク自体が紙に染み込むわけではない。
【００２４】
また、記録用紙の厚さ（種別）により記録用紙の裏写りの程度が予測可能となり、第１面の画像情報により、第２面の中で裏写りしている部分がわかるため、その部分のみに対してレーザパワーを制御することで、ブロック単位または画素単位での最適な制御が可能となる。
【００２５】
また、実際に記録用紙の第２面に裏写りした部分を直接測定することで、正確に裏写りした程度や部分を把握でき、適切なレーザパワーの制御が可能となる。
【００２６】
また、裏移りして黒くなっている部分が全面とは限らないため、裏写りしていない部分のレーザパワーを落とすと、定着不良となってしまう。従い、その制御はブロック単位で行うことにより、定着不良を抑えることができる。ここで、ブロック単位とは、レーザ光のスポット径を意味しているが、そのスポット径を複数組み合わせて一つのブロック単位としても良い。
【００２７】
また、裏移りして黒くなっている部分（第１面に印字されたトナーがブラックトナーの場合）が全面とは限らないため、裏写りしていない部分のレーザパワーを落とすと、定着不良となってしまう。従い、その制御はブロック単位でも小さい画素単位で行うことにより、定着不良を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る画像形成装置のカラー複合機を示す概略構成図である。
【図２】レーザ定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】レーザヘッドを正面から見た構成説明図である。
【図４】レーザヘッドを側面から見た構成説明図である。
【図５】実施例１のカラー複合機を示す概略構成図である。
【図６】厚さ検知手段を示す構成説明図である。
【図７】実施例１の制御システムを示すブロック図である。
【図８】同じレーザパワーを照射した場合の裏写り濃度とトナー温度を示すグラフである。
【図９】スキャン方式のレーザ定着装置の概略構成図である。
【図１０】実施例１における画像形成装置の具体的制御ブロック図である。
【図１１】実施例１における定着制御を示すフローチャートである。
【図１２】実施例２のカラー複合機を示す概略構成図である。
【図１３】実施例３のカラー複合機を示す概略構成図である。
【図１４】実施例３の制御システムを示すブロック図である。
【図１５】実施例３における定着制御を示すフローチャートである。
【図１６】従来のレーザ定着装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施の一形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施の形態では、本発明の画像形成装置をカラー複合機に適用した場合であり、図１はカラー複合機の概略構成図、図２は定着装置の構成を示す断面図、図３はレーザヘッドを正面から見た構成説明図、図４はレーザヘッドを側面から見た構成説明図である。
【００３０】
本実施の形態に係る画像形成装置であるカラー複合機１００は、図１に示すように、光学系ユニットＥ、４組の可視像形成ユニットｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄ、中間転写ベルト１１、二次転写ユニット１４、定着ユニット１５、内部給紙ユニット１６及び手差し給紙ユニット１７とを備えている。
【００３１】
可視画像形成ユニットｐａは、トナー像担持体となる感光体１０１ａの周囲に、帯電ユニット１０３ａ、現像ユニット１０２ａ、クリーニングユニット１０４ａを配置している。一次転写ユニット１３ａは中間転写ベルト１１を介して配置されている。他の３組の可視像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄは、可視画像形成ユニットｐａと同様の構成であり、各ユニットの現像ユニットにはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色トナーが収容されている。
【００３２】
光学系ユニットＥは、光源４からのデータを４組の感光体１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに届くように配置されている。中間転写ベルト１１は、テンションローラ１１ａ、１１ｂにより、たわむことなく配置され、テンションローラ１１ｂ側に廃トナーＢＯＸ１２、テンションローラ１１ａ側に二次転写ユニット１４が当接して配置されている。定着ユニット１５は、定着部材１５ａ、搬送部材１５ｂから構成され、二次転写ユニット１４の下流に配置されている。
【００３３】
画像形成の工程は以下のようになる。感光体ドラム１０１ａ表面を帯電ユニット１０３ａで一様に帯電した後、光学系ユニットＥにより、感光体ドラム１０１ａ表面を画像情報に応じてレーザ露光し、静電潜像を形成する。帯電ユニット１０３ａとしては、感光体ドラム１０１ａ表面を一様に、またオゾンを極力発生させることなく帯電するために、帯電ローラ方式を採用している。その後現像ユニット１０２ａにより感光体ドラム１０１ａ上の静電潜像に対しトナー像を現像し、この顕像化されたトナー画像を、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された一次転写ユニット１３ａにより、中間転写ベルト１１上に転写する。他の３組の可視像形成ユニットｐｂ、ｐｃ、ｐｄも同様に動作し、順次中間転写ベルト１１上に転写するようになっている。中間転写ベルト１１上のトナー画像は、二次転写ユニット１４まで搬送され、別途、内部給紙ユニット１６の給紙ローラ１６ａまたは手差し給紙ユニット１７の給紙ローラ１７ａから給紙された記録用紙に、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されて転写される。記録用紙上のトナー画像は定着ユニット１５に搬送され、レーザ照射により加熱されて記録用紙上に融着し、外部へ排出される。
【００３４】
次に、本発明のレーザ定着装置について、図２から図４を用いて詳細に説明する。
【００３５】
図２に示すように、レーザ定着装置（定着ユニット）１５は、レーザヘッド（レーザ照射手段）Ｌ１と、用紙搬送装置（用紙搬送手段）Ｌ２とを備えている。
【００３６】
本発明のレーザ定着装置１５は、記録媒体（用紙）４０の表面に形成された未定着のトナー画像を熱によって記録媒体４０に定着させる。具体的には、用紙搬送装置Ｌ２上のレーザ光５２が照射されるレーザ照射部５１に所定の定着速度および複写速度で未定着トナー４１の像を担持した記録媒体４０が搬送され、レーザ光５２の熱によって定着が行われる。本実施例の画像形成装置では、最大定着速度２２５ｍｍ／ｓｅｃ、最大複写速度５０枚／分（Ａ４横送り）であり、後述するように定着速度（複写速度）が画像パターンにより可変制御される。
【００３７】
未定着のトナー画像は、たとえば、非磁性トナーを含む非磁性１成分現像剤、非磁性トナーおよびキャリアを含む非磁性２成分現像剤、磁性トナーを含む磁性現像剤などの現像剤に含まれるトナーで形成される。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（例えば、カラートナーのメンバインダーレジン１００重量部に対して、赤外線吸収剤であるフタロシアニンを１重量部から５重量部を内添する。また、フタロシアニン以外にポリメチン、シアニン、オニウム、ニッケル錯体等を用いることもできるし、併用することもできる）することでモノクロトナーと同じ吸収率を確保している。
【００３８】
用紙搬送装置Ｌ２は、搬送ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、吸着チャージャー３４、分離チャージャー３５、除電チャージャー３６、分離爪３７、駆動モーター（図示せず）とを備えている。搬送ベルト３１は、ベルト厚７５μｍ、体積抵抗率１０１６Ω・ｃｍのポリイミド樹脂からなり、駆動ローラ３２と従動ローラ３３に張架されている。駆動ローラ３２は、駆動モーター（図示せず）により、任意の速度で回転駆動するよう構成されており、搬送ベルト３１は、駆動ローラ３２の回転により矢印方向に任意の速度で回転する。また、搬送ベルト３１の周囲には吸着チャージャー３４、分離チャージャー３５、除電チャージャー３６、分離爪３７が設けられている。
【００３９】
このような装置において、二次転写ユニット１４から搬送されてきた未定着トナー像が形成された用紙４０は、従動ローラ３３上の搬送ベルト３１と吸着チャージャー３４の間に搬送される。従動ローラ３３は、導電性材料で構成され接地されており、吸着チャージャー３４によって用紙４０に電荷を与えることで、用紙４０と搬送ベルト３１はそれぞれ誘電分極を起こし、用紙４０は搬送ベルト３１上に静電吸着する。用紙４０は駆動ローラ３２の駆動によってレーザ照射部５１に搬送される。レーザ照射部５１まで搬送された用紙４０上の未定着トナー４１の像にはレーザヘッドＬ１によって画像情報に応じてレーザが照射され、定着が行われる。レーザ照射部５１でのトナー画像の定着を終了した用紙４０は、搬送ベルト３１に静電吸着された状態で分離チャージャー３５と駆動ローラ３２との間に搬送される。駆動ローラ３２は導電性材料で構成され接地されており、分離チャージャー３５によって用紙４０上を除電してやることで、搬送ベルト３１と用紙４０との間の静電吸着力が弱まる。その状態で搬送ベルト３１は駆動ローラ３２に沿って回動し大きな曲率を持つため、用紙４０の先端部は搬送ベルト３１から浮き、さらに分離爪３７にて用紙４０は完全に搬送ベルト３１から分離する。用紙４０が剥離された搬送ベルト３１は、除電チャージャー３６により外面および内面が除電された後、再び用紙４０の吸着位置へ駆動される。
【００４０】
レーザヘッドＬ１はレーザ照射部５１において未定着トナー４１の像にレーザ光５２を照射し、トナー４１を用紙４０に定着させる目的のものである。レーザヘッドＬ１は、図２、図３、図４に示すように、複数の半導体レーザ素子６１が長手方向に一列状に配列した半導体レーザアレイ６０、放熱板（ヒートシンク）５３及び温度センサ５４を備えている。尚、本実施例では、半導体レーザアレイ６０は、波長７８０ｎｍで、１個の定格出力が１５０ｍＷのレーザ素子６１を１，０００個配列したものを用いている。この時、各レーザ素子６１の配列ピッチｐは０．３ｍｍでレーザスポット径ｄも０．３ｍｍとなる。またヒートシンク５３としては、アルミニウム合金製でベースサイズが３０ｍｍ×３０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、熱抵抗１．６℃／Ｗのヒートシンク（（株）アルファ社製  ＵＢ３０−２０Ｂ）を計１０個一列に並べたもの（トータルの熱抵抗０．１６℃／Ｗ）を用いている。
【００４１】
更に、レーザヘッドＬ１の詳細構成について図３、図４を用いて説明する。
入力された信号によりレーザ光出力を可変したり、受光素子であるモニター用フォトダイオード６２からの信号によりレーザ出力を一定に保つための制御回路（図示せず）とフォトダイオード６２とがモノシリックに形成されたシリコン基板６３に、半導体レーザ素子（チップ）６１をマウントし、レーザ素子６１とシリコン基板６３との間にワイヤーボンド線６４等で電気的接続を行う。
【００４２】
次に、このレーザ素子付シリコン基板６３をセラミック基板６６上に複数個取り付け、ワイヤーボンディング等によりセラミック基板６６の表面電極６５とシリコン基板６３上の電極との間に電気的接続を行う。最後に、この複数個のレーザ装置が並んだセラミック基板６６に、放熱板５３と、複数個の集光光学系としての複数の凸レンズ６８とが保持されたレンズホルダー６７を取り付ける。これにより、本実施例に係るレーザヘッドＬ１が製造される。
【００４３】
このレーザ照射手段（レーザヘッド）Ｌ１における複数の凸レンズ６８とレンズホルダー６７とは、各凸レンズ６８を樹脂ホルダー等に組み込んだものよりも、樹脂によるレンズー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などのレンズアレイである方が、価格や工程、組立精度に関して有利である。
また、集光光学系を無くし、平行光の状態でトナー画像にレーザを照射することも可能である。
【００４４】
更にセラミック基板６６上には、レーザヘッドＬ１の温度を測定するためのサーミスタからなる温度センサ５４が取り付けられている。尚、温度センサ５４は、定着装置の長手方向の位置に関しては中央部に配置されている。そして、温度センサ５４により検出された温度データに基づいて、第１の制御手段としての制御回路（図示せず）が、レーザ素子６１に印加する電圧を制御する。
【００４５】
（実施例１）
図５に示すように、カラー複合機１００には給紙部から出紙されてから定着装置１５に搬送される前の、紙の搬送経路の途中に、紙の厚みを測定するための厚さ検知手段７０が設けられている。図６に示すように、厚さ検知手段７０は、紙を転写部へ搬送する途中に、上ローラ７１と、付勢されたバネ７３により上ローラ７１に離接自在とされた下ローラ７２と、下ローラ７２の離接移動に伴って傾きが変化するシャフト７４と、シャフト７４の一端部の位置を検知する位置センサ７５とから構成されている。その位置センサ７５による検知結果により、紙の厚みが計測できる。
【００４６】
実施例１のカラー複合機１００は、前記厚さ検知装置７０による測定結果と第１面の印字情報により、レーザパワーを変更するレーザパワー変換テーブルを有して定着制御を行なっている。図７はその制御システムのブロック図を示したものである。カラー複合機１００に備えられた制御部７７が、厚さ検知手段７０と第１面画像情報検出手段７８の検知結果に基づいてレーザ定着装置１５を制御する。第１面画像情報検出手段７８は、第１面の画像情報を検出するもので、この画像情報に基づいて、制御部７７は第２面の裏写り画像を求める。そして、制御部７７は、厚さ検知手段７０による用紙厚さにより、裏写りの状態を求める。
【００４７】
紙の厚さが薄く、トナーの裏写りがひどい場合には、同じレーザパワーで照射した場合、図８に示すように、照射した第２面のトナーの温度が高くなってしまう。それに伴って、ボイドが発生し画質劣化の問題を生じさせる。
【００４８】
よって、紙の厚みが薄い場合は、通常のレーザパワーよりも０．１％から３０％ぐらいの範囲で低減させて出力するのが好ましい。制御部７７によるレーザパワーの制御は照射時間を制御することで可能となるが、出射パワーを制御しても良い。通常の紙の厚さは１００〜１５０μｍ程度であるが、例えば、厚さ検知手段７０の検知結果により紙の厚さが６０μｍの薄紙であれば、制御部７７は、レーザ定着装置１５のレーザパワーを１％〜２０％低下させる。その対応によって、裏写りしている部分であってもトナーの定着温度を設定温度（例えば１８０℃）を越えないように維持することが可能となる。
【００４９】
もちろん、レーザパワーを低下させる部分は第１面のトナーにより、裏写りしている部分のみにとなるように制御してもよい。第１面の印字情報と第２面での印字部分が重なる部分のみについて、レーザパワーを低下させ、第１面の印字情報と第２面での印字部分が重ならない部分については、レーザパワーは低下させない。
【００５０】
また、厚さ検知手段７０の検知結果により、紙の厚さが所定以上の場合は、第１面のトナーによる裏写りはほとんど発生しないため、制御部７７は第２面でのレーザパワーを低減する制御は行わない。本実施例では、図３、図４に示す半導体レーザアレイ６０を採用しており、半導体レーザアレイ６０は、波長７８０ｎｍで、１個の定格出力が１５０ｍＷのレーザ素子６１を１，０００個配列したものを用いている。この時、各レーザ素子６１の配列ピッチｐは０．３ｍｍでレーザスポット径ｄも０．３ｍｍとなる。そのため０．３ｍｍの範囲のスポット毎のレーザパワー制御が可能となる。スポット範囲はできるだけ小さいことが望ましく、できればドット毎に制御するのが好ましい。このように、スポット径あるいはその組み合わせでブロック単位で照射を行なう。
【００５１】
その場合半導体レーザをドットピッチで並べ、あるいは図９に示すＣＯ２レーザ等によるスキャン方式を採用することにより、スポット径をドット径程度とする必要となる。図９のレーザ定着装置１１０は、単一のレーザ光源１１３からのレーザ光を回転する多面体ミラー１１２により、記録用紙（画像記録媒体）１１５の横方向（主走査方向）に走査し、レーザ光の偏向により生じる収差を補正する補正レンズ１１４としてのｆθレンズや集光レンズにより記録用紙（画像記録媒体）１１５の全域に集光し、記録用紙（画像記録媒体）１１５を搬送装置１１６により縦方向に搬送することにより、記録用紙（画像記録媒体）１１５の全域に集光レーザ光を照射する機構を持っている。
紙の厚みを判別する方法は、今回の構成に捉われず、別の構成でも良い。
【００５２】
図８に示すようにトナーがブラックトナーである場合と、シアン等のカラートナーである場合で、光の吸収量が異なる場合には、第２面におけるトナーの裏写りによりトナー温度の上昇の程度が異なることになる。一般にカラートナーの場合は、波長７８０ｎｍの光吸収量が少ないために、７８０ｎｍの光吸を吸収する光吸収剤を内添することで光の吸収量を調節することができる。しかし、コスト（一般に光吸収剤は高価）、吸収量等により、トナー４色が全く同等の吸収量とならない場合がある。そのため、例えば、シアン等のカラートナーの光の吸収量がブラックトナーよりも少ない場合には、図８に示すように第１面に印字されたトナーがブラックトナーとシアントナーの場合で第２面に印字されたトナーがブラックトナーである場合、同じレーザパワーを照射した場合でも、第２面上のトナーの発熱温度が異なり、ブラックトナーの方が第２面のトナー温度は高くなる。よって、制御部７７は、第１面に印字されたトナーが、ブラックトナーか、シアントナー、イエロートナー、マゼンタトナーかで、レーザ定着装置１５のレーザパワーを減じる程度を異ならせることで、より最適な定着性を確保することが可能となる。
【００５３】
また、レーザ光により第１面のトナーが定着されてはいるが、まだ十分固まっていない場合に、第２面の定着の際に照射されたレーザ光が紙を透過して、第１面の未硬化トナーを溶融させてしまい、ペーパーガイド等のトナー汚れを生じてしまうことを防止するため、以下の措置をとりえる。上記紙の厚さ検知手段７０により検知された紙の厚さに応じて、第１面の定着後、第２面を定着させるまでの時間を調節することで、上記課題が解決される。
【００５４】
図１０は、本実施例に係る画像形成装置のより具体的制御ブロック図である。
【００５５】
原稿画像を読み取る読取部１２５、読み取った原稿画像を適正な電気信号に変換して画像データを生成する画像処理部１２６、生成された画像データを印刷出力する画像形成部１２７、裏写りを予測又は検知する検出手段１３０、図示しない定着部のレーザ光照射を制御する定着制御部１２２、プロセス速度と紙搬送開始信号を検出するアクチュエータの信号を元に印字開始信号を受信してから記録部材（用紙）が定着装置内のレーザ照射部までの到達時間を記憶している記憶部１２９、後処理装置であるフィニッシャーやソーターなどの周辺機器を制御する周辺機器制御部１２８、画像形成装置１２０の操作部である入力部１２３と表示部１２４を備えている。
【００５６】
このレーザ定着における制御について述べる。図１１に本実施例での制御のフローチャートを示す。
制御部１２１は、検知部１３０により、用紙の厚みを検知し、その結果とレーザパワー変換テーブルと照合を行い、レーザ光出力値を算出する（ステップＳ１）。画像処理部１２６から受信した画像情報の印字位置情報（印刷ジョブに対して、１ページ毎のどの位置に印字するかといった信号を指す）をもとに第１面の画像情報を分析し（ステップＳ２）、第２面の裏移りの画像情報を得る。記憶部１２９に予め記憶されたデータの照合を行う。制御部１２１は、第２面の画像情報を分析して得た印字位置情報と、裏写りの画像情報と、検知部１３０による裏写りの検知情報とを元にレーザパワー変換テーブルにて算出したレーザ光出力値とをもとに、第２面のブロックごとのレーザパワーを決定する（ステップＳ３）。その決定結果を定着制御部１２２へ送信し、定着制御部１２２は、受信した印字位置情報と算出したレーザ光の出力値に基づいて、記録用紙搬送ベルト３１を駆動してレーザ光を照射するブロック毎のオンオフ制御を決定し（ステップＳ４）、レーザ定着装置１５へレーザ光の出力指示信号及び出力値を送信する（ステップＳ５）。
【００５７】
また、定着制御部１１２は、記録用紙４０の搬送を検出する図示しないアクチュエータの信号を監視し、この信号に基づいて記録用紙搬送ベルト３１に対してバイアス電圧を印加する制御を行う。
レーザ定着装置１５は、ブロック毎にレーザを照射する（ステップＳ６）。
【００５８】
（実施例２）
実施例１との違いは、紙の裏写りを予測する手段として、紙の厚みを検知する手段の代わりに、紙の透過性を検出する手段８０を設けていることである。図１２に示すように、透過性検出手段８０は、給紙から出紙されてから第１面の定着面を定着する前の紙の搬送経路の途中において、搬送される紙を挟んで、発光素子８１と受光素子８２を互いに向かい合って配置する。本実施の形態における透過性検出手段８０は、発光素子８１が赤外発光ダイオードにより構成されており、受光素子８２がフォトダイオードにより構成されている。
【００５９】
中心波長７８０ｎｍの発光素子（ＬＥＤ）８１に対して受光素子（フォトダイオード）８２を有し、フォトダイオード８２に入射した光は、その受光光量に依存する電流を生じ、これに対応する電圧に変換された後、増幅して画像濃度信号として出力される。
上記中心波長を７８０ｎｍとするのは、定着用のレーザの発振波長と同じにすることで、トナーの裏写りによるトナー温度上昇の予測の精度を高めるためである。
【００６０】
発光素子８１により発光された赤外線が、受光素子８２により受光する程度により、紙の透過性が把握でき、トナーの裏写りの程度を予測することが可能となる。紙の透過性を判別する方法は、今回の構成に捉われず、別の構成でも良い。
【００６１】
実施例２は、紙の透過性により第２面の裏写りを予測するものであり、この検出結果に基づく定着制御は実施例１と同じであるので、説明は省略する。
【００６２】
（実施例３）
本実施例では、実施例１と同様の図３、図４に示す半導体レーザアレイ６０を採用している。
【００６３】
図１３に示すように、第１面の定着後、第２面を定着する前の搬送途中に、紙の第２面に対し、裏写り濃度測定装置８５を設け、ブロック毎にトナーの裏写りの程度を測定する。裏写り濃度測定装置８５は、ライン上に設けた発光素子８１及び受光素子８２からなり、発光素子８１は赤外発光ダイオードにより構成されており、受光素子８２はフォトダイオードにより構成されている。
【００６４】
中心波長７８０ｎｍのライン状の発光素子（ＬＥＤ）８１に対してライン状の受光素子（フォトダイオード）８２を有し、フォトダイオード８２に入射した光は、その受光光量に依存する電流を生じ、これに対応する電圧に変換された後、増幅して画像濃度信号として出力される。
【００６５】
その測定結果に応じて、そのブロック毎にレーザパワーを制御し、上記測定により、裏写りの濃度が高い部分には、レーザ素子の出力をダウンさせる。各ブロックの範囲の程度は、発光素子８１と受光素子８２の数やピッチや、半導体レーザアレイのレーザ素子ピッチにより左右される。各ブロックは細かい方がきめ細かく制御可能であるが、その分コストがかかるため、設計コンセプトにより、各ブロックの範囲は左右される。レーザ方式はスキャン方式でも良く、スキャン方式の方が高い解像度で制御可能であるが、コストがかかる問題がある。
【００６６】
図１４はその制御システムのブロック図を示したものである。制御部９１は、裏写り濃度検出装置８５の結果により、レーザ定着装置１５のレーザパワーを制御する。
【００６７】
図１５に本実施例での制御のフローチャートを示す。まず、裏写り濃度検出装置８５により第２面の画像濃度をブロック毎に測定する（ステップＳ１１）。制御部９１は、第２面の画像濃度の検出結果に基づいて、第２面のブロック毎のレーザパワーを決定する（ステップＳ１２）。さらに、第２面の画像情報によりブロック毎のオンオフ制御を決定する（ステップＳ１３。）制御部９１は、レーザ定着装置１５にレーザ光の出力指示信号及び出力値を送信する（ステップＳ１４）。レーザ定着装置１５は、ブロック毎にレーザを照射する（ステップＳ１５）。
【００６８】
こうして、紙の厚み測定等により用紙の裏写りの程度を予測又は検知し、その予測結果又は検知結果に基づいて、第２面目を定着する際のレーザパワーを所定温度を超えないように制御することで、トナーの表面温度の上昇に伴って発生するボイドなどを防止して、両面印刷においても画像品質を維持できる。
【符号の説明】
【００６９】
４  光源
１１  中間転写ベルト
１１ａ，１１ｂ  テンションローラ
１３ａ  一次転写ユニット
１４  二次転写ユニット
１５  定着ユニット（レーザ定着装置）
１５ａ  定着部材
１５ｂ  搬送部材
１６  内部給紙ユニット
１６ａ  給紙ローラ
１７  給紙ユニット
１７ａ  給紙ローラ
３１  記録用紙搬送ベルト
３２  駆動ローラ
３３  従動ローラ
３４  吸着チャージャー
３５  分離チャージャー
３６  除電チャージャー
３７  分離爪
４０  記録媒体（記録用紙）
４１  未定着トナー
５１  レーザ照射部
５２  レーザ光
５３  ヒートシンク（放熱板）
５４  温度センサ
６０  半導体レーザアレイ
６１  半導体レーザ素子
６２  フォトダイオード
６３  シリコン基板
６４  ワイヤーボンド線
６５  表面電極
６６  セラミック基板
６７  レンズホルダー
６８  凸レンズ
７０  検知手段
７１  上ローラ
７２  下ローラ
７３  バネ
７４  シャフト
７５  位置センサ
７７  制御部
７８  第１面画像情報検出手段
８０  透過性検出手段
８１  発光素子（ＬＥＤ）
８２  受光素子（フォトダイオード）
８５  濃度測定装置
９１  制御部
ｄ  レーザスポット径
Ｅ  光学系ユニット
Ｌ１  レーザヘッド
Ｌ２  用紙搬送装置
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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