JP2005055516A

JP2005055516A - レーザー定着装置

Info

Publication number: JP2005055516A
Application number: JP2003206181A
Authority: JP
Inventors: Shoji Takeda; 庄司武田; Atsushi Nakazato; 淳中里; Atsushi Asayama; 厚朝山; Yukio Yokoyama; 幸生横山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】低出力のレーザーを複数用いて、画像に応じて最適な定着を行う装置を提供すること。
【解決手段】複数のレーザー光の光源と、該光源から発光された各々のレーザー光を同一領域のトナー像に焦点を重ね合わせることで、パワー不足を補いトナーを溶かし定着を行う。また各々のレーザー光の焦点位置をトナー像の画質に応じて、微妙にずらすことで、レーザー光の照射時間及び光量を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザーパワーを利用してトナーを溶かすことによってトナー像を媒質材上に定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、媒質紙上のトナー像の媒質紙への定着は、内部にヒーターを内蔵して所定温度に加熱された定着ローラと、該定着ローラに圧接された加圧ローラと有し、未定着トナー像を形成した媒質材を定着ローラと加圧ローラの間に挟み込んで圧力と熱によってトナー像を媒質紙に定着させていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−１９１５６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の定着装置においては、媒質材にトナー像を定着させるために、定着ローラ全体を一様に加熱していた。また、コピー動作のウエイトレスを実現するために、定着ローラをプレヒートさせている。従って、定着に有効に利用されない無駄な熱が発生し、トナー像を定着させるエネルギー効率が著しく低い。それに対して、特開平０７−１９１５６０号公報に記載されているように、レーザーパワーを利用することで、トナーを直接加熱し、定着ローラの加熱が不要となり、エネルギー効率が良くなる。しかし、定着に必要なパワーを現在のレーザーで実現するには装置が大掛かりになってしまう。本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、比較的取り扱いの簡単な半導体レーザーを用いて定着を行う装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、複数のレーザー光の光源と、該光源から発光された各々のレーザー光を同一領域のトナー像に焦点を重ね合わせることで、トナーを溶かし定着を行う。また各々のレーザー光の焦点位置をトナー像の画質に応じて、微妙にずらすことで、レーザー光の照射時間及び光量を制御することを特徴とする。
【０００６】
（作用）
本発明によれば、複数のレーザーを使用することで定着に必要なエネルギーを確保するため、熱ローラ定着のようなエネルギーは不要で、また低出力で安価な半導体レーザーを使う事が可能なため、装置全体も簡単な物にできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施例１を添付図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は実施例１に係わる定着装置の基本構成を示す。図１において、原稿からイメージ画像を取り出すためのリーダー部１で読取られたイメージデータは、画像処理部２によってレーザー発光のデータに変換された後、画像生成用のレーザー発光部３に送られる。
【０００９】
そして、前記レーザー発光部３から発光された画像形成レーザー光Ｌ１は、ポリゴンミラー４により走査され、ミラー５によって反射されて感光ドラム６上においてレーザー光はＭ１上に走査され、感光ドラム６上には画像の潜像が形成される。
【００１０】
上記潜像は現像機７でトナー像として現像されて後、媒質材８上に不図示の転写機により転写され、搬送ベルト９上に搬送される。そして、媒質材８が更に図示矢印Ｎ方向に搬送されると、該媒質材８はやがて定着ポイントＭ２に達する。
【００１１】
一方、定着用レーザー光源部１０は２個の半導体レーザーにより２本のレーザー光Ｌ２、Ｌ３を出力する。定着レーザー光Ｌ２、Ｌ３は、光学レンズａ１を通り、ポリゴンミラー１１により走査され、ミラー１２によって反射されて、該媒質材のＭ２上の同じポイントに同時に照射され、媒質材上のトナー像が定着される。
【００１２】
（実施例２）
本発明の実施例２を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図２は実施例２に係わる定着装置の基本構成を示す。図２において、原稿からイメージ画像を取り出すためのリーダー部１で読取られたイメージデータは、画像処理部２によってレーザー発光のデータに変換された後、画像生成用のレーザー発光部３に送られる。
【００１４】
そして、前記レーザー発光部３から発光された画像形成レーザー光Ｌ１は、ポリゴンミラー４により走査され、ミラー５によって反射されて感光ドラム６上においてレーザー光はＭ１上に走査され、感光ドラム６上には画像の潜像が形成される。
【００１５】
上記潜像は現像機７でトナー像として現像されて後、媒質材８上に不図示の転写機により転写され、搬送ベルト９上に搬送される。そして、媒質材８が更に図示矢印Ｎ方向に搬送されると、該媒質材８はやがて定着ポイントＭ２に達する。
【００１６】
一方、画像処理部２から画像形成用のレーザー発光部３にデータが送られると同時に画像データ遅延部１３にも送られる。画像データ遅延部１３は、画像形成用レーザーに送られた画像データで、画像形成されたトナー像が、該媒質材上のＭ２の位置に来るまでの時間、画像データを遅延させて、画像判断部１４に送る。画像判断部１４は、画像データに応じてトナーの載り量が多いか否かを判定し、光学レンズ部ａ２に送る。
【００１７】
定着用レーザー光源部１０は２個の半導体レーザーにより２本のレーザー光を出力する。定着レーザー光Ｌ２、Ｌ３は、光学制御部ａ２を通ることで、同一光軸のレーザー光となる。そして、ポリゴンミラー１１により走査され、ミラー１２によって反射されて、該媒質材のＭ２上に照射され、媒質材上のトナー像が定着される。
【００１８】
このときの光学制御部ａ２の構成を図３に示す。レーザー発光部１は第１の定着用レーザー光Ｌ５を発光する。ここでレーザー光Ｌ５は縦偏光の特性を持っている。レーザー光Ｌ５は偏光反射板３を透過して定着レーザー光Ｌ２として出力される。
【００１９】
一方、レーザー発光部２は第２の定着用レーザー光Ｌ６を発光する。ここでレーザー光Ｌ６は横偏光の特性を持っている。レーザー光Ｌ６は反射ミラー４によって図示の様に反射されＯＥ素子５を透過して偏光反射板３によって反射され定着レーザー光Ｌ２として出力される。ここで、偏光反射板３は縦偏光のレーザー光は透過し、横偏光のレーザー光は反射する特性を持っている。そして偏光反射板３を透過したレーザーＬ５と偏光反射板３で反射したレーザー光Ｌ６が同一のレーザー光Ｌ２として重ね合わせられるように配置されている。その結果レーザー光Ｌ２は、レーザー光Ｌ５とレーザー光Ｌ６の合計のパワーを持つレーザー光となっている。ＯＥ素子５は、電界の変化に応じて屈折率の変化する結晶素子でＯＥ素子５を透過するレーザー光Ｌ６の光軸を曲げることで、レーザー光Ｌ２の重ね合わせ方を制御する。ＯＥ素子５の電界制御は図２の画像判断部１４で画像データからトナーの載り量を求め、図４に示す様に媒質材上のレーザースポット形状を制御する。例えば、文字画像領域を定着する場合は図４ａの様に狭い領域にレーザー光を集中させる。また、トナー載り量が少ない画像領域を定着する場合は図４ｂの様に、定着ラインは確実に定着させて両隣のラインも多少溶解させるようにレーザースポットの形状を制御する。更にフルカラー画像の様にトナー載り量が多い領域は図４ｃの様に、レーザー光の照射時間が長くなるようなレーザースポット形状にする。
【００２０】
以上のように、本実施例によれば、比較的低出力の半導体レーザーを組み合わせることによって、レーザーによる定着が可能になる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかのように、本発明によれば、媒質材上の転写されたトナー像を定着する定着装置を、安価で低出力のレーザーを複数個使用することで定着に必要なエネルギーを確保することで、熱ローラ定着のようなエネルギーは不要で、また装置全体も簡単な物にできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる第１の実施例の基本構成を示す。
【図２】本発明に係わる第２の実施例の基本構成を示す。
【図３】レーザー光を重ね合わせる装置の基本構成を示す。
【図４】定着ポイント付近のトナー像とレーザースポットの様子を示す。

Claims

媒質上に作像されたトナー像を定着する装置において、
媒質上にトナー像を作像する手段と、複数のレーザー光を発生する手段と、該複数のレーザー光を重ね合わせる手段と、該レーザー光で該トナー像を走査させる手段とを有し、該重ね合わせたレーザー光で該トナー像を走査して定着することを特徴とする。
請求項１の装置でさらに、
該作像手段で用いた画像データを遅延する手段と、該遅延された画像データからトナーの載り量を判断する手段と、レーザー光の光軸を変える手段とを有し、該判断手段の信号に基づいて該レーザー光の光軸を制御することで、複数レーザー光の焦点位置を移動して複数レーザー光の合成スポットの光量分布を調整することを特徴とする。