JP2002202686A - トナー定着システムおよびトナー定着方法 - Google Patents

トナー定着システムおよびトナー定着方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 印字媒体に対するトナー定着用の定着装置及
び定着方法において、複雑な熱管理の必要をなくすため
にレーザー光線を用いた定着装置及び定着方法を提供す
る。 【解決手段】 印字媒体に対するトナー定着用の定着装
置及び定着方法を提供する。定着装置は、印字媒体の経
路(123)の所定の位置に光学的に結合する定着レー
ザー(103)を含む。定着レーザー(103)から生
じるレーザー光線(109)は、印字媒体の経路(12
3)に沿って往復する印字媒体(126)に当てられ
る。レーザー制御装置(106)は、定着レーザー(1
03)に結合し、印字媒体(126)上でレーザー光線
(109)が所定の定着露光を生じるようレーザー光線
(109)を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、印字の
分野に関し、より詳細には、レーザー印字装置において
トナーを定着させるシステムおよび方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術のレーザープリンタにおいて、
トナーの紙上への定着は、一般的に、外部熱源でトナー
および紙に熱を加えることによって行われる。この外部
熱源は通常、溶融温度まで加熱される1つまたはそれよ
りも多いローラを含む。ローラは例えば、ローラ内部に
長く薄くてワット数の高い白熱ランプを配置し、そこに
適切な電力源を印加することによって、加熱してもよ
い。白熱ランプからの放射エネルギーによって、ローラ
が内部から溶融温度まで加熱される。それに応じて加熱
したローラ同士の間で紙を動かすことによって、トナー
が紙に定着する。トナーを紙に定着させるのに用いる方
法には他に、高輝度フラッシュランプをトナー/紙に使
用して、いわゆる「フラッシュ定着」を行う、というも
のがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上で略述した従来技術
のトナー定着方法には、欠点がいくつかある。例えば、
従来技術の定着装置では、複雑な熱管理方法が必要であ
り、その結果、機械的、熱的、および電気的設計が精巧
になり、比較的高価になってしまう。このような定着装
置(フューザー)は、大型で、重く、動作温度に達する
のが遅く、エネルギー効率が悪い。このようなフューザ
ーが発生する熱は、通常、プリンタ内部の、熱が不所望
である多くの領域に伝達されてしまう。したがって、従
来技術のフューザーを用いたレーザープリンタの設計に
おいて用いるよう選択される材料は、熱の面で考慮すべ
き事柄によって、非常に制約されてしまう。従来技術の
フューザーが達成する実際の溶融温度は、幅広く変化す
る。これは、利用できる制御システムでフューザー温度
を感知し素早く調整することが、生来的に困難だからで
ある。溶融温度が不適切であったり空間的時間的に変化
してしまうと、様々な印字品質の欠陥が生じる。また、
従来技術のフューザーは、プリンタのユーザが経験する
媒体の損傷や詰まり、およびプリンタの損傷の、かなり
の割合の原因ともなっている。
【0004】
【課題を解決するための手段】前述のことに鑑みて、本
発明は、トナーを印字媒体に定着させる装置および方法
を提供する。一実施形態において、装置は、印字媒体の
経路における前もって決定した位置に光学的に結合し
た、レーザー源を含む。レーザー源によって発生したレ
ーザー光線は、印字媒体の経路に沿って往復運動する印
字媒体上に当たるように向けられる。最後に、レーザー
源にはレーザー制御装置が結合してレーザー光線を制御
し、レーザー光線による、印字媒体の事前に決定した定
着露光が行われる。
【0005】さらに、本発明はまた、トナーを印字媒体
に定着させる方法も包含する。本方法は、レーザー光線
を発生する段階と、レーザー光線を、印字媒体の経路に
おける事前に決定した位置に結合する段階であって、レ
ーザー光線が、印字媒体の経路に沿って往復運動する印
字媒体上に当たるように向けられている段階と、レーザ
ー光線を制御して、事前に決定した位置において事前に
決定した定着露光を行って、ある量のトナーを印字媒体
に定着させる段階とを含む。
【0006】本発明にしたがってトナーを印字媒体に定
着させることによって、多数の利点が実現する。特に、
従来技術の定着システムに関連する複雑な熱管理方法
は、本発明においては不要である。これは、トナーを定
着するための加熱したローラがないからである。本発明
による定着装置は、従来技術の定着システムと比較して
小型、軽量で、効率的にすることができ、使用前にフュ
ーザーのウォームアップ時間が不要である。本発明にお
いては熱発生は最小限になっているので、レーザープリ
ンタの設計において用いる材料は、熱の面から制約され
ることが少なくなる。また、溶融温度の制御はそれほど
大きな問題ではなく、かなりの割合の印字媒体の損傷お
よび詰まりを軽減することができる。さらに、本発明に
よって、印字媒体の選択的定着が行われ、定着するトナ
ーのない領域は、従来技術のフューザーのように定着エ
ネルギーにさらされることはない。さらに、非常に様々
な厚さの印字媒体を、本発明によるトナー定着装置を用
いるレーザープリンタその他装置を通り抜けて送り込む
ことができる。特に、本発明によれば、適切に定着させ
るのに、印字媒体自体の全厚さにわたって加熱する必要
がなく、そのため、従来技術の定着システムにおいて用
いられる印字媒体よりも厚い印字媒体を用いることがで
きる。
【0007】当業者には、本発明の他の特徴および利点
は、添付の図面および以下の詳細な説明を鑑みれば明白
となろう。このようなさらなる特徴および利点のすべて
は、本明細書において本発明の範囲内に含まれる、とい
うことが意図されている。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、添付の図面を参照して
理解することができる。図面における各構成要素は、必
ずしも縮尺率が一定ではない。また、図面において、い
くつかの図を通して、同じ参照番号は同じ部分を示す。
【0009】図1を参照して、本発明の一実施形態によ
るトナー定着システム100を示す。トナー定着システ
ム100は、プリンタ、ファクシミリ機器、複写機、そ
の他トナーを印字媒体上に定着させる印字装置またはシ
ステム内で用いることができる。トナー定着システム1
00は、例えば紙、透明シート等の印字媒体上に、トナ
ーを定着させるのに用いる。
【0010】トナー定着システム100の詳細な説明を
行う前に、まず、トナー定着システム100を用いる、
例えばプリンタの、一般的な機能性を説明して、トナー
定着システム100の動作の理解の手助けとする。ま
ず、プリンタは、ピックアップ機構を含んでもよい。こ
のピックアップ機構は例えば、紙等の印字媒体をつか
み、様々なローラその他の装置を用いて、紙を印字媒体
の経路に沿って案内する。同時に、画像形成レーザーを
用いて、光導電性材料でコーティングした円筒形のドラ
ム上に、画像を生成する。光導電性材料はまず、一様な
電荷密度まで帯電が行われ、次に画像形成レーザーによ
って照射される。ドラム上の、画像形成レーザーによっ
て露光された領域は、導電性になり、露光後は、露光さ
れていない領域と異なる電荷密度を確立する。ドラム上
の露光された領域は、作り出すべき画像を作り上げてい
るドットすなわち画素の集まりに、略対応している。次
にこの光導電性ドラムを、静電気によって帯電したある
量のトナーにさらすことによって現像し、トナー粒子
は、画像形成レーザーによる露光のために電荷密度が変
化したドラムの領域に、静電気によって付着する。要す
るに、ドラム上に静電画像が作り出され、その画像にト
ナーが付着する。
【0011】印字媒体が経路に沿って前進すると、次に
ドラムは印字媒体に接触する。この接触中に、トナーが
静電気によってドラムから印字媒体上に転写され、それ
によって画像が印字媒体に転写される。次に印字媒体
は、トナー定着システム100を通り抜けて送り出され
る。トナー定着システム100によって、トナーが溶融
し、永久的に印字媒体に定着する。したがって、トナー
定着システム100は、印字装置の印字媒体の経路に沿
って置かれている。
【0012】このことを念頭に置いて、図1を参照す
る。図1は、定着レーザー103とレーザー制御装置1
06とを含むトナー定着システム100の、基本的な構
成要素を示す。定着レーザー103はレーザー光線10
9を発生し、このレーザー光線109は、ビームシェイ
ピング光学系113を通じて回転ポリゴンミラー116
に向けられる。回転ポリゴンミラー116は、レーザー
光線109を、高速で線形化する(直線状にする)ビー
ムシェイピング光学系119に向ける。光学系119は
さらに、レーザー光線109を印字媒体の経路123上
の所定の位置に向ける。特に、レーザー光線109は、
印字媒体126が印字媒体の経路123に沿って往復運
動する時に印字媒体126の特定のスポット133に当
たるように向けられる。
【0013】一般的に、それぞれのスポット133の位
置は、定着していないトナーのドット136を有する各
点で選択的に印字媒体126に当たるように配置されて
いる。作り出す画像の解像度およびレーザー光線109
の焦点調節次第で、スポット133の大きさは、例えば
ドット136と比べて、大きくても、小さくても、同じ
になる。また、レーザー光線109は、多数の定着レー
ザーによって並行して発生する多数のレーザー光線を表
していてもよい。その場合、それぞれのレーザーは、定
着レーザー103と同様の方法で制御され、各スポット
がレーザーエネルギーに多数回さらされるようになって
いる。また、多数のスポット133が同時にレーザーエ
ネルギーにさらされるような方法で、多数のレーザー光
線が発生してもよい。
【0014】したがって、ビームシェイピング光学系1
13、回転ポリゴンミラー116、および線形化するビ
ームシェイピング光学系119は、定着レーザー103
からのレーザー光線109を、印字媒体の経路123上
の所定のスポット133に光学的に結合する。このよう
にして、印字媒体126が印字媒体の経路123に沿っ
て前進すると、レーザー光線109が印字媒体126に
入射する。回転ポリゴンミラー116によって、レーザ
ー光線109は、連続走査運動129を行って印字媒体
126に当たる。しかし、図1に示す光学的結合の構成
は、その中で印字媒体の経路123上の所定のスポット
133へのレーザー光線109の光学的結合を理解する
枠組みの一例を提供するものに過ぎない。当業者であれ
ば、使用する光学的構成要素がこれよりも多いまたは少
ない他の光学的構成を用いてもよい、ということを理解
することができる。このような光学的構成要素には、例
えば、ミラーおよびレンズ、等が含まれる。
【0015】次に、トナー定着システム100の動作を
説明する。第1に、レーザー制御装置106によって、
定着レーザー103がレーザー光線109を発生する。
したがってレーザー制御装置106は、定着レーザー1
03が「オン」状態か「オフ」状態かを制御すると共
に、「オン」状態の時にはその出力パワーを制御する。
レーザー光線109は次に、定着レーザー103からビ
ームシェイピング光学系113を通って回転ポリゴンミ
ラー116へと伝搬する。レーザー光線109は、回転
ポリゴンミラー116によって、高速で線形化するビー
ムシェイピング光学系119に向かって偏向し、そし
て、印字媒体126が印字媒体の経路123に沿って往
復運動するときに、印字媒体126に当たって繰り返し
走査される。回転ポリゴンミラー116の動きと印字媒
体126の印字媒体の経路123に沿った動きの両方と
連係させてレーザー制御装置106を操作することによ
って、印字媒体126上の多数のドット136を選択的
に露光するようにレーザー光線109を誘導することが
できる。
【0016】ビームシェイピング光学系113、回転ポ
リゴンミラー116、および高速で線形化するビームシ
ェイピング光学系119はすべて、印字媒体126が印
字媒体の経路123を前進する時に、定着レーザー10
3と印字媒体126との間の走査光学経路を規定するた
めに用いる光学的構成要素である。したがって、光学的
構成要素は、例えば、レンズ等の光学的ビームシェイピ
ング構成要素、ミラーやフィルタ等の光学的ビーム反射
構成要素、等を含んでもよい。走査光学経路は、図示の
ような各光学的構成要素のある特定の配置によって作り
出される。しかし、様々な光学的構成要素の他の配置を
用いて、その走査光学経路によって本明細書において説
明したような方法でレーザー光線109を印字媒体に向
けてトナーを定着することができるような、所望の走査
光学経路を達成してもよい。
【0017】レーザー光線109にさらされた印字媒体
126上の位置を規定するスポット133は、印字媒体
126上の定着していないトナーのドット136の上に
位置している。したがって、ある特定のスポット133
は、印字媒体126に入射するレーザー光線109の領
域を示す。ドット136は、トナーが印字媒体126上
に付着される領域である。一般的に、ドット136の大
きさは、印字媒体126上での画像の解像度によって決
まる。例えば、ドット136の大きさは、作り出すべき
画像を作り上げている画素の大きさに対応していてもよ
い。スポット133の大きさは、後述するように、ドッ
ト136と同じであってもよく、ドット136よりも大
きくても小さくてもよい。
【0018】レーザー光線109が定着していないトナ
ーに当たると、定着していないトナーが溶融し、永久的
に印字媒体126に接着する。定着していないトナーに
移動するエネルギーの量、および所望の溶融を引き起こ
すこの移動の性質を、本明細書においては「定着露光」
と呼ぶ。定着露光は、例えば、レーザー光線109のパ
ワーや、特定のスポット133にレーザー光線109の
焦点が合うパルス幅すなわち時間の長さによって決ま
る。
【0019】回転ポリゴンミラー116が回転する間、
レーザー光線109は絶えず印字媒体126を横切る走
査運動129を繰り返し、ついに画像全体が印字媒体1
26に定着する。印字媒体126全体の処理において、
トナー定着システム100であれば、トナーを含むドッ
ト136にレーザーエネルギーを加えながら、トナーを
有していないドット136は回避するという点におい
て、選択的に定着させることができる。上述の説明の他
にとり得るものとしては、並行して働いて定着していな
いトナーを印字媒体126に定着させる多数のレーザー
光線109を発生する、多数の定着レーザー103を用
いることが望ましいかもしれない。特に、多数のレーザ
ー光線109は、1行のドット136を多数回走査し、
それによってスポット133を多数回露光してもよい。
または、それぞれのレーザー光線109を、別個の走査
ラインに沿って各スポット133に向け、多数行のドッ
ト136を同時に定着させてもよい。
【0020】回転ポリゴンミラー116および印字媒体
126が動くことによって、レーザー光線109が繰り
返し走査運動129を行うことになる。印字媒体126
上の定着していないトナーを選択的に露光するために、
1回の走査中に定着レーザー103が適切な回数だけ
「オン」または「オフ」になる。また、定着露光、すな
わちそれぞれのスポット133に加わるエネルギーの量
は、レーザー光線109の走査と連係して変化して、そ
れぞれのスポット133の要求に一致する定着露光が行
われる。それぞれのスポット133について行われる所
望の定着露光は、後述する多数のパラメータによって決
まる。
【0021】ある特定のスポット133についての定着
露光を決定する上で考慮すべき第1のパラメータは、そ
のスポット133内での定着させるべきトナーの量であ
る。トナーの量が多くなれば、そのトナーを溶融するの
に、より多い量のエネルギーを加える定着露光が必要で
ある。これに応じて、トナーの量が少なくなれば、エネ
ルギーがより少ない定着露光が必要である。したがっ
て、定着レーザー103は、それぞれのスポット133
内でのトナーの量に基づき、レーザー制御装置106に
よって制御されて、適切な定着露光を発生する。最後に
は、印字媒体126にあまり影響を与えずにその量のト
ナーを溶融する定着露光の性質が決定される。しかし後
述のように、定着露光は、トナーの量によって決まって
いる公称露光とは違うものにして、光沢等印字品質にお
ける所望の効果を達成してもよい、ということに注意さ
れたい。
【0022】所与のスポット133について、いったん
適切な定着露光が決定されれば、様々なパラメータを制
御してその定着露光を作り出すことができる。制御し
て、所与の定着露光を発生することができるパラメータ
には、例えば、レーザー光線109がある特定のスポッ
ト133に当たる時のそのレーザー光線109のパルス
幅すなわち継続時間、および、そのスポット133に焦
点が合っているレーザー103のパワーすなわち放射束
密度、がある。所与のスポット133について、パルス
幅と定着レーザー103のパワーの両方を決定するよう
に、レーザー制御装置106を操作してもよい。
【0023】しかし、レーザー光線109のパルス幅お
よびパワーを決定するのに、他の要因が考慮される。例
えば、印字媒体126が印字媒体の経路123に沿って
動く速度は、考慮に入れるべきである。速度を遅くすれ
ば、所与のスポット133についてのパルス幅を大きく
することができ、それによって、経時的により多くの放
射エネルギーが供給される。速度を速くすれば、その反
対が当てはまる。印字媒体126がトナー定着システム
100(図1)を通り抜けて送られる速度は、放射束密
度の分布およびスポット133の面積に鑑みて、調整す
ることができる。
【0024】調整または指定すべきさらなるパラメータ
は、例えば、回転ポリゴンミラー116(図1)の回転
速度および辺の数であってもよい。すなわち、回転ポリ
ゴンミラー116の回転速度および辺の数は、レーザー
光線109がスポット133に多数回当たることができ
るように指定してもよいパラメータである。印字媒体1
26が前進する速度もまた、それに応じて調整してもよ
い。これによって、印字媒体126上のそれぞれの走査
ラインについて多数回の通過を調整することにより、レ
ーザー光線109が、定着していないトナー139を有
するスポット133に多数回当たることが可能になる。
【0025】定着していないトナー139を効果的に溶
融させるように調整することができる他のパラメータと
しては、トナー自体の化学的組成およびカラー(色)が
ある。トナーの化学的組成およびカラーによって、各要
因の中でもとりわけ、定着していないトナーが吸収する
レーザー光線109の放射エネルギーの割合が決まる。
また、定着していないトナー139がより吸収しやすい
特定波長の放射エネルギーを提供するように、定着レー
ザー103を選択し、その結果溶融をより効率的にして
もよい。
【0026】したがって、場合によっては、定着してい
ないトナー139を適切に印字媒体126に定着させる
最適な定着露光を行うのに、様々な妥協をしなければな
らない。例えば、定着していないトナー139をよりう
まく加熱するために、レーザー光線109の焦点をより
小さなスポット133に合わせて、それによって単位面
積当たりのパワーを大きくしてもよい。しかし、スポッ
ト133を小さくするには、回転ポリゴンミラー116
をより高速にし、ビームシェイピングの光学的構成要素
の焦点調節をよりくっきりと行う必要があるかもしれな
い。同様に、レーザー光線109が特定のドット136
に当たるときのパルス幅を、印字媒体126が印字媒体
の経路123に沿って前進するときの速度に関連して、
小さくしても大きくしてもよい。
【0027】さらに、結果として生じる画像において所
望の光沢を達成するように、定着露光を制御してもよ
い。すなわち、画像は、あるページ上に、必要な光沢が
他と異なる各印字領域を含んでもよい。他の例において
は、1ページ全体が、作り出される画像全体について単
一の光沢設定を有しているかもしれない。このような変
形を行うために、それぞれのドット136が、光沢設定
を指定するパラメータを含んでいる。前述の他のパラメ
ータと共にこの設定を用いて、ドット136についての
定着露光の性質を決定する。例えば、それぞれのドット
136を覆うスポット133により大量のエネルギーを
移動させることによって、一層の光沢を達成してもよ
く、その逆も同じである。パルス幅も同様に、調整して
もよい。このようなパラメータは、印字媒体の経路12
3に沿った印字媒体126の速度等、他のパラメータに
鑑みて調整される。
【0028】図2を参照して、レーザー光線109が入
射している印字媒体126の一部を示す。その中でレー
ザー光線109が印字媒体126に当たる領域として、
スポット133を規定する。印字媒体126は、図示の
ように多数のドット136を含み、それぞれのドット1
36の上には、ある量の定着していないトナー139が
付着されている。レーザー光線109が定着していない
トナー139に当たると、トナーが光エネルギーを吸収
して溶融し、それによって、定着トナー143が生じ
る。
【0029】図3Aおよび図3Bを参照して、ドット1
36とスポット133の相対的な大きさを表すために、
多数のドット136と単一のスポット133とを示す。
すなわち、図3Aを参照すると、各ドット136はスポ
ット133よりも小さい。スポット133は各ドット1
36と重なり、確実に1つのドット136の全体がスポ
ット133内にあってレーザー光線109(図2)から
の定着エネルギーを受け取るようになっている。
【0030】特に図3Bを参照して、ドット136の方
がスポット133よりも大きいという、上とは反対の状
況を示す。前述のように画像形成レーザーを用いてある
特定の走査速度でドット136が付着されたと仮定する
と、定着レーザー103(図1)の走査速度は、どうし
てもより高速にして、このより小さなスポット133が
より大きなドット136の全領域に達することができる
ようにしなければならない。図3Bを参照して示すよう
に、スポット133の走査速度を2倍にして、ドット1
36の各部分に到達させ、確実にドット136全体がレ
ーザー光線109に露光されるようにするべきである。
ドット136は形状が円形であるものとして示している
が、ドット136は同様に他の形状で作り出してもよ
い、ということが理解される。
【0031】ドット136に対するスポット133の具
体的な大きさによって、パラメータが提供される。この
パラメータを調整して、定着していないトナー139を
効果的に定着させることができる。このような大きさ
は、例えば焦点を合わせたスポット133の放射束密度
の分布を、ある程度決定する。放射束密度の分布は、定
着レーザー103のパワーと、ビームシェイピング光学
系113/119が作成するスポットの大きさの、両方
によって決まる。レーザー光線109のパワーが、より
小さいスポット133内に集中すると、スポット133
内の放射束密度は高くなる。また、定着レーザー103
のパワーが大きくなれば、発生する焦点を合わせたスポ
ット133の放射束密度は高くなる。
【0032】図4を参照して、本発明の他の実施形態に
よるレーザー制御装置106を示す。レーザー制御装置
106は、例えば、プロセッサ203とメモリ206と
を含み、この両方がローカルインターフェース209に
結合している。ローカルインターフェース209は、例
えば、一般的に当業者に既知のコントロールバスを伴う
データバスであってもよい。レーザー制御装置106は
また、画像形成レーザー219および定着レーザー10
3をローカルインターフェース209にリンクする、第
1の出力インターフェース213および第2の出力イン
ターフェース216を含む。第1および第2の出力イン
ターフェース213、216は、それぞれ画像形成レー
ザー219および定着レーザー103を駆動するのに必
要な駆動回路を含む。画像形成レーザー219は、前述
のように光導電性ドラム上に画像を生成するのに用いら
れる。
【0033】メモリ206は、揮発性のメモリ構成要素
と不揮発性のメモリ構成要素の両方を含んでいてもよ
い。揮発性の構成要素とは、パワーが失われるとデータ
値を保持しないものをいう。不揮発性の構成要素とは、
パワーが失われてもデータを保持するものをいう。した
がって、メモリ206は、例えば、ランダムアクセスメ
モリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、ハー
ドディスクドライブ、関連するフロッピー(登録商標)
ディスクドライブによってアクセスするフロッピー(登
録商標)ディスク、コンパクトディスクドライブによっ
てアクセスするコンパクトディスク、適当なテープドラ
イブによってアクセスする磁気テープ、および/または
その他メモリ構成要素、またはこのようなメモリ構成要
素のうちのいかなる2つまたはそれよりも多くの組み合
わせ、を含んでもよい。
【0034】さらに、プロセッサ203は、並行して動
作する多数のプロセッサを表してもよく、メモリ206
は、そういった多数のプロセッサと共に並行して動作す
る多数のメモリを表してもよい。このような場合、ロー
カルインターフェース209は、多数のプロセッサのう
ちのいずれか2つの間や、任意のプロセッサとメモリの
うちのいずれかとの間、等の通信も促進する、適切なネ
ットワークであってもよい。ローカルインターフェース
209はまた、メモリとメモリとの通信に利用されても
良い。プロセッサ203、メモリ206、およびローカ
ルインターフェース209は、現実には電気的であって
も光学的であってもよい。また、メモリ206は、上述
のメモリ装置に従って、現実には磁気的であってもよ
い。
【0035】メモリ206には、レーザー制御論理22
3およびデジタルドキュメント226が記憶されてお
り、これらはプロセッサ203によって実行可能であ
る。レーザー制御論理223は、実行されて、例えば、
画像形成レーザー219および定着レーザー103を駆
動してプリンタ内でドキュメントの1ページを作り出
す。すなわち、例えば、画像形成レーザー219を駆動
して、有機光導電性ドラム上に画像を作り出し、図1に
示すように、トナー定着システム100において定着レ
ーザー103を用いる。レーザー制御論理223はこの
ようなタスクを行って、印字装置を用いてデジタルドキ
ュメント226からハードコピードキュメントを作り出
す。
【0036】図5を参照して、本発明の他の態様による
レーザー制御論理223のフローチャートを示す。また
は、図5のフローチャートは、レーザー制御装置106
において行われる方法と考えてもよい。レーザー制御論
理223は、実行されて、メモリ206内に記憶された
デジタルドキュメント226をベースにして画像形成レ
ーザー219および定着レーザー103(図4)を駆動
する。レーザー制御論理223によると、例えば、スポ
ット133の大きさがドット136の大きさと同じであ
ると仮定される。ブロック253で始まって、定着レー
ザー103(図1)を制御するのに用いるそれぞれのス
ポット133(図1)についての各パラメータを識別す
るために、所与のページについて、それぞれのドット1
36(図1)に関連するパラメータを処理するループが
規定される。
【0037】次に、ブロック256において、メモリ2
06内のデジタルドキュメント226から、所与のドッ
ト136に関連する各パラメータが取得される。ドット
のパラメータとしては、例えば、ドット136のトナー
量、ドット136についての所望の光沢、および印字媒
体の経路123に沿ってドキュメント126が前進する
速度、等があってもよい。ブロック259において、同
じ各パラメータが画像形成レーザー219に適用され
て、光導電性ドラム上に画像を生成する。その後ブロッ
ク263において、ドットのパラメータがスポットの各
パラメータにマッピング(変換)される。スポットのパ
ラメータには、例えば、ドット136上のトナーを溶融
する定着レーザー103に適用する、レーザーのパワー
値およびレーザーのパルス幅がある。
【0038】次にブロック266において、スポットの
各パラメータが、バッファ内に記憶される。このバッフ
ァは、例えば、メモリ206内に含まれていてもよい。
このバッファは、定着レーザー103が印字媒体の経路
123に沿って光導電性ドラムの後に配置される場合
に、スポットの各パラメータの定着レーザー103への
適用に遅延を導入するのに用いられる、「先入れ先出
し」(FIFO)バッファである。ブロック269で
は、1つのページ上の最初のドット136が、印字媒体
の経路123(図1)において、レーザー光線109が
アクセス可能な点まで前進したかどうかが判定される。
前進していない場合には、レーザー制御論理223はブ
ロック273へと進み、ブロック273において、処理
する次のドット136が識別される。次にレーザー制御
論理223はブロック253に戻る。これは、最初、レ
ーザー光線109が印字媒体126にアクセス可能にな
る少し前に、光導電性ドラム上に画像が作り出される、
という事実を考慮に入れたものである。
【0039】他方、ブロック269において、1つのペ
ージ上の最初のドット136が、レーザー光線109に
露光することができる点に達している場合には、レーザ
ー制御論理223はブロック276へと進み、ブロック
276において、バッファから、レーザーのパワーおよ
びパルス幅を含む適切なスポットの各パラメータが取得
される。ブロック279において、スポットの各パラメ
ータが定着レーザー103に適用されて、レーザー光線
109が発生し、このレーザー光線109が、それぞれ
のドット136の上にある対応するスポット133に当
てられ、それによってその上に付着されたトナーが定着
する。ブロック283において、現在のページ上の最後
のドット136が処理されたかどうかが判定される。処
理されていない場合には、レーザー制御論理223はブ
ロック273に戻り、処理する次のドットが識別され
る。ブロック283において、最後のドット136が処
理されている場合には、レーザー制御論理223はブロ
ック286へと進み、最後のスポット133が露光され
たかどうかを判定する。露光されていない場合には、レ
ーザー制御論理223はブロック276に戻り、それに
応じて次のスポットの各パラメータを取得する。これ
は、光導電性ドラム上に画像がすべて現像されてはいる
が、その画像全体が印字媒体126に定着しているわけ
ではない、ということを仮定している。他方、定着レー
ザー103によって最後のスポット136が露光されて
いる場合には、それに応じてレーザー制御論理223が
終了し、レーザー制御論理は、必要ならば他のページに
ついて実行される。
【0040】本発明の論理223(図5)は、上述のよ
うにソフトウェアまたはファームウェアにおいて実施さ
れるが、代替的に、論理223はまた、ハードウェア、
またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにお
いて実施してもよい。ハードウェアにおいて実施する場
合には、論理223は、多数の技術のうちのいずれか1
つまたはそれらの組み合わせを用いる回路または状態機
械(state machine)として実施してもよい。このよう
な技術には、例えば、1つまたはそれよりも多いデータ
信号を印加して様々な論理機能を実施する論理ゲートを
有するディスクリート論理回路、適切な論理ゲートを有
する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレ
イ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ
(FPGA)、その他の構成要素等が挙げられるが、こ
れらに限定するものではない。このような技術は一般的
に当業者には周知であり、したがって本明細書において
は詳細な説明を行わない。
【0041】図5のフローチャートは、論理223の実
施のアーキテクチャ、機能性、および動作を示す。ソフ
トウェアにおいて実施する場合、それぞれのブロック
は、指定した論理機能(複数可)を実施する1つまたは
それよりも多い実行可能な命令を含む、モジュール、セ
グメント、またはコードの一部を表してもよい。ハード
ウェアにおいて実施する場合、それぞれのブロックは、
指定した論理機能(複数可)を実施する1つの回路また
は多数の相互接続した回路を表してもよい。図5のフロ
ーチャートは実行の特定の順番を示しているが、実行の
順番は、示したものと異なっていてもよい、ということ
が理解される。例えば、2つまたはそれよりも多いブロ
ックの実行の順番は、図示の順番から入れ替えてもよ
い。また、図5において連続して示す2つまたはそれよ
りも多いブロックは、同時に実行してもよく、部分的に
同時であってもよい。このような変形はすべて、本発明
の範囲内である、ということが理解される。
【0042】また、論理223は、コンピュータ/プロ
セッサをベースにしたシステム、その他コンピュータ読
み取り可能な媒体から論理をフェッチまたは取得してそ
の中に含まれている命令を実行することができるシステ
ム等の、命令実行システムが用いるまたは命令実行シス
テムに繋げて用いる、いかなるコンピュータ読み取り可
能な媒体において実施してもよい。本明細書において、
「コンピュータ読み取り可能な媒体」とは、命令実行シ
ステムが用いるまたは命令実行システムに繋げて用いる
論理223を含む、記憶する、または維持することがで
きる、いかなる媒体であってもよい。コンピュータ読み
取り可能な媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁
気、赤外線、または半導体の媒体等、多くの物理的媒体
のうちのいずれを含んでもよい。好適なコンピュータ読
み取り可能な媒体のより具体的な例としては、例えば、
フロッピー(登録商標)ディスケットやハードドライブ
等のポータブル磁気コンピュータディスケット、ランダ
ムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(R
OM)、消去可能なプログラム可能リードオンリメモ
リ、またはポータブルコンパクトディスクが挙げられる
が、これらに限定するものではない。
【0043】本発明を、特定の好ましい実施形態に関し
て示し説明したが、当業者であれば、本明細書を読み理
解すれば均等物および変形を思いつく、ということは明
白である。本発明は、このような均等物および変形をす
べて含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【0044】以下に本発明の実施形態を列挙する。
【0045】(1) トナー定着装置100であって、
レーザー光線109を発生する定着レーザー103と、
該定着レーザー103と印字媒体126との間に走査光
学経路を規定する、光学的構成要素(113、116、
119)の配置とを具備し、前記レーザー光線109
は、前記走査光学経路に沿って進み、印字媒体126上
の多数のドット136のうちの選択したものの上に、あ
る量のトナー139を定着させる、トナー定着装置。
【0046】(2) 前記定着レーザー103を選択的
に駆動し、それによって前記レーザー光線109を、前
記印字媒体126上の前記多数のドット136のうち
の、前記ある量のトナー139を有する、選択したもの
に露光するレーザー制御装置106をさらに含む上記
(1)に記載のトナー定着装置。
【0047】(3) 前記光学的構成要素(113、1
16、119)の配置はさらに、光学的ビームシェイピ
ング構成要素を含む上記(1)に記載のトナー定着装
置。
【0048】(4) 前記光学的構成要素(113、1
16、119)の配置はさらに、光学的ビーム反射構成
要素を含む、上記(1)に記載のトナー定着装置。
【0049】(5) 前記レーザー制御装置106は、
前記レーザー光線109のレーザーのパワーおよびパル
ス幅を決定することによって前記定着レーザー103を
駆動する、上記(2)に記載のトナー定着装置。
【0050】(6) 前記レーザー制御装置106は、
前記ドット136のそれぞれについての所望の光沢に基
づいて、前記レーザー光線109の前記レーザーのパワ
ーおよび前記パルス幅を決定する、上記(5)に記載の
トナー定着装置。
【0051】(7) 前記レーザー制御装置106は、
前記ドット136のそれぞれにおけるトナー139の量
を基にして、前記ドット136のうちの前記選択したも
ののそれぞれについて、前記レーザー光線109の前記
レーザーのパワーおよび前記パルス幅をそれぞれ決定す
る、上記(5)に記載のトナー定着装置。
【0052】(8) トナー139を定着させる方法に
おいて、定着レーザー103でレーザー光線109を発
生する段階と、光学的構成要素(113、116、11
9)の配置で、前記レーザー光線109に、前記定着レ
ーザー103から印字媒体126上の多数のドット13
6への走査光学経路を提供する段階と、前記レーザー光
線109からのある量のエネルギーで、前記ドット13
6のうちの選択したものの上の、ある量のトナー139
を、前記印字媒体126に定着させる段階とを含む方
法。
【0053】(9) 前記光学的構成要素(113、1
16、119)の配置で、前記レーザー光線109に、
前記定着レーザー103から前記印字媒体126上の前
記多数のドット136への前記走査光学経路を提供する
前記段階は、光学的シェイピング構成要素で前記レーザ
ー光線109をシェイピングする段階をさらに含む、上
記(8)に記載の方法。
【0054】(10) 前記光学的構成要素(113、
116、119)の配置で、前記レーザー光線109
に、前記定着レーザー103から前記印字媒体126上
の前記多数のドット136への前記走査光学経路を提供
する前記段階は、ミラーで前記レーザー光線109を反
射する段階をさらに含む、上記(8)に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態によるトナー定着装置の
ブロック図である。
【図2】 図1のトナー定着装置を用いるレーザー定着
プロセスの図である。
【図3】 Aは図1のトナー定着装置を用いて達成され
るレーザースポットの重なりの図、Bは図1のトナー定
着装置を用いて達成されるレーザースポットの部分的な
重なりの図である。
【図4】 図1のトナー定着装置において用いられる、
レーザー制御システムおよびレーザーのブロック図であ
る。
【図5】 図4のレーザー制御システムにおいて実行さ
れるレーザー制御論理のフローチャートである。
【符号の説明】
100 トナー定着装置 103 定着レーザー 106 レーザー制御装置 109 レーザー光線 113 ビームシェイピング光学系 116 回転ポリゴンミラー 119 線形化するビームシェイピング光学系 126 印字媒体 136 ドット 139 トナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレント エー レジンバル アメリカ合衆国 83616アイダホ イーグ ル エヌ ファルスタッフ プレース 3024 (72)発明者 デービッド ケー タウナー アメリカ合衆国 83712アイダホ ボイス イー レッドストーン ドライブ 3299 Fターム(参考) 2H033 AA21 AA29 AA47 BA27 BA59 BE05 CA18 CA41 CA43

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トナー定着装置(100)であって、 レーザー光線(109)を発生する定着レーザー(10
    3)と、 該定着レーザー(103)と印字媒体(126)との間
    に走査光学経路を規定する、光学的構成要素(113、
    116、119)の配置を具備し、前記レーザー光線
    (109)は、前記走査光学経路に沿って進み、印字媒
    体(126)上の多数のドット(136)のうちの選択
    したものの上に、ある量のトナー(139)を定着させ
    るトナー定着装置。
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