JP2015055747A - 画像形成装置、制御装置およびそれらの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー載り量に応じた定着温度の調節を適切に行う。
【解決手段】入力画像データに基づき記録媒体に対して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを判定する判定手段と、入力画像データに対するトナー載り量を導出する導出手段と、判定手段により判定されたレイアウトに基づいて、記録媒体に形成されることになる１以上の入力画像データを決定し、記録媒体への画像形成に使用される出力画像データを生成する生成手段と、１以上の入力画像データそれぞれに対して導出手段により導出されたトナー載り量のうち最大のトナー載り量を、出力画像データに対するトナー載り量として決定する決定手段と、決定手段で決定した出力画像データに対するトナー載り量に基づいて、出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度を制御する制御手段と、を有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式により形成されたトナー画像の熱定着の制御に関するものである。

画像データから求めたトナー載り量に応じて、定着器の定着温度を制御する技術がある。特許文献１では、入力された画像データが写真画像か文字画像かを判定し、写真画像を定着する場合、文字画像を定着する場合よりも定着器の定着温度を高くする方法が開示されている。特許文献１では、画像データのトナー載り量に応じて定着温度を調節することにより、定着器の消費電力の低減を図ることができる。

また、画像形成装置においては、出力する紙の枚数を節約するためのページ集約機能を持っている。ページ集約とは、複数ページの画像を１枚の紙上に印刷する事（Ｎｉｎ１又はＮ−ｕｐ印刷ともいう）である。例えば、Ａ４サイズの画像を２つ並べて、Ａ３サイズの紙上に画像を形成したり、Ａ４サイズの画像を１／２サイズに縮小し、２ページ分の画像を１枚のＡ４サイズの紙上に画像を形成する事である。

特開２０００−２４２１０７号公報

しかしながら、ページ集約を行う場合、トナー載り量は、ページ集約を行う対象となる複数ページ分の画像それぞれに対して行われることになる。そのため、トナー載り量の異なる複数ページのページ集約を行う場合、上述のトナー載り量に応じた定着温度の調節が適切に行われないことになる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ページ集約を行う場合においても、トナー載り量に応じた定着温度の調節を適切に行うことを可能とする技術を提供することを目的としている。

上述の問題点を解決するため、本発明に係る画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、入力画像データに基づき記録媒体に対して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを判定する判定手段と、前記入力画像データに対するトナー載り量を導出する導出手段と、前記判定手段により判定されたレイアウトに基づいて、記録媒体に形成されることになる１以上の入力画像データを決定し、前記記録媒体への画像形成に使用される出力画像データを生成する生成手段と、前記１以上の入力画像データそれぞれに対して前記導出手段により導出されたトナー載り量のうち最大のトナー載り量を、前記出力画像データに対するトナー載り量として決定する決定手段と、前記決定手段で決定した前記出力画像データに対するトナー載り量に基づいて、前記出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度を制御する制御手段と、を有する。

本発明によれば、トナー載り量に応じた定着温度の調節を適切に行うことのできる技術を提供することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置１０１を含むシステム構成を示す図である。 タンデム方式のカラー画像形成装置の断面図である。 画像形成装置の構成のブロック図である。 画像形成装置におけるトナー載り量検知方法を説明する図である。 トナー載り量と定着温度の関係を示す図である。 コントローラ部における画像処理を説明するフローチャートである。 定着温度制御を説明するフローチャートである。 画像形成装置の印刷時の定着温度制御の一例を示す図である。 画像形成装置の定着温度算出制御を示すフローチャートである。 出力画像データの生成、及び、載り量情報の算出方法の概念図である。 載り量検知部の消費電力低減制御のフローチャートである。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明に係る画像形成装置の第１実施形態として、タンデム方式のカラー画像形成装置を例に挙げて以下に説明する。

＜システム構成＞
図１は、第１実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置１０１を含むシステム構成を示す図である。

画像形成装置１０１は、各種入力データを処理し、用紙などの印刷媒体上に画像形成を行って印刷物を出力する装置である。また、プリントサーバー１０２はネットワークを介して画像形成装置１０１と接続されている、クライアントＰＣ１０３とクライアントＰＣ１０４は、プリントサーバー１０２と同様にネットワークを介して画像形成装置１０１と接続されている。

図２は、タンデム方式のカラー画像形成装置１０１の断面図である。タンデム方式のカラー画像形成装置１０１では、中間転写体２８を介してトナー像を記録媒体１１に転写することで画像形成を行う。

帯電部は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色毎に、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋと、それぞれの感光体を帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える。

感光体２２Ｙ、２２Ｍ，２２Ｃ、２２Ｋは、駆動モータ４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの駆動力が伝達されて回転する。図２においては、各駆動モータは、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計回り方向に回転させる。

露光部は、スキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを使用して、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに感光光を照射し、感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光する。これにより、各感光体上に静電潜像を形成する。

現像部は、各感光体上の静電潜像を可視化するために、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える。各現像器には、スリーブ２６ＹＳ，２６ＭＳ，２６ＣＳ，２６ＫＳが設けられている。なお、各々の現像器２６は脱着が可能である。

転写部は、感光体２２から中間転写体２８へ単色トナー像を転写する。図２においては、中間転写体２８は時計周り方向に回転する。そして感光体２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋの回転に伴って、単色トナー像を中間転写体２８に順次転写する。これを一次転写という。なお、一次転写ローラ２７に適当なバイアス電圧を印加すると共に、感光体２２の回転速度と中間転写体２８の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体２８上に転写することができる。

また、転写部は、単色トナー像を中間転写体２８上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体２８の回転に伴い二次転写ローラ２９まで搬送する。さらに、用紙などの記録媒体１１を給紙トレイから二次転写ローラ２９へ狭持搬送し、記録媒体１１に中間転写体２８上の多色トナー像を転写する。このとき、二次転写ローラ２９に適当なバイアス電圧を印加し、静電的にトナー像を転写する。これを二次転写という。二次転写ローラ２９は、記録媒体１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録媒体１１に当接し、印字処理後は２９ｂの位置に離間する。

定着部は、記録媒体１１に転写された多色トナー像を記録媒体１１に溶融定着させる機能部である。このために、定着部は、記録媒体１１を加熱する定着ローラ３２と記録媒体１１を定着ローラ３２に圧接させるための加圧ローラ３３を備えている。定着ローラ３２と加圧ローラ３３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３４、３５が内蔵されている。定着装置３１は、多色トナー像を保持した記録媒体１１を定着ローラ３２と加圧ローラ３３により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体１１に定着させる。

なお、定着部には不図示の温度センサが取り付けられており、定着に十分な温度が確認されたとき、初めて定着動作が行われるように制御される。その後、トナー定着後の記録媒体１１は、図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出され画像形成動作は終了する。

クリーニング部３０は、中間転写体２８上に残ったトナーをクリーニングする。中間転写体２８上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体１１に転写した後に残った廃トナーは、クリーニングにより記録媒体１１から除去され、クリーナ容器に蓄えられる。

＜画像形成装置の構成＞
図３は、画像形成装置１０１の構成のブロック図である。画像形成装置１０１は大きくコントローラ部３０１とプリント部３０２に分けられる。コントローラ部３０１は、外部機器からの印刷データを受け付け、プリント部３０２に提供する画像データ（ラスターイメージデータ）を生成する機能部である。プリント部３０２は、コントローラ部３０１から受け付けた画像データに基づいて用紙などの記録媒体上に画像を形成する機能部である。

コントローラ部３０１及びプリント部３０２は、それぞれ、プログラムを実行するためのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有する。それぞれのＣＰＵは、ＲＯＭ内に格納された初期プログラムに従って、メインプログラムをＲＯＭより読み出し、ＲＡＭに記憶する。ＲＡＭはプログラム格納用や、ワーク用のメインメモリとして使用される。

画像生成部３０９は、外部機器である不図示のコンピュータ装置等から受信する印刷データ（印刷ジョブ）に基づいて、印刷処理が可能なラスターイメージデータを生成する。ラスターイメージデータは、ＲＧＢデータおよび各画素のデータ属性を示す属性データを含む。なお、画像生成部３０９は、画像形成装置１０１自体に設置された読取部（スキャナ）で読み取った画像データを扱う構成としても良い。ここでいう読取部とは、ＣＣＤ（Chaerged Couple Device）読取部であっても良いしＣＩＳ（Contact Image Sensor）読取部であってもよい。また、読み取った画像データに対して、所定の画像処理を行う処理部を併せて設けるように構成しても良い。さらに、画像形成装置１０１自体に設ける構成とせず、図示しないインターフェースを介して、外部の読取部から画像データを受け取るように構成しても良い。

変倍処理部３２３は、ＲＧＢもしくはＣＭＹＫで表現された画像データの変倍処理を行う。色変換処理部３１０は、ＲＧＢデータをトナー色にあわせてＣＭＹＫ変換し、ＣＭＹＫデータと属性データを生成する。この段階での画像データはＣＭＹＫのトナー量を示したデータになっており、画素単位に値として例えば０〜２５５（８ｂｉｔ値）で表現される。例えば、各色の値が全て”０”であればトナー未使用を示し、値が大きくなるにつれて濃度は濃くなり、”２５５”で最大の濃さを意味する。

トナー載り量検知部３１１は、色変換処理部３１０で生成されたＣＭＹＫデータに対して、トナー載り量の検知（導出）を行う。トナー載り量検知の具体的な方法に関しては図４を用いて後述する。トナー載り量検知部３１１は、トナー載り量検知が終了したＣＭＹＫデータと属性データをハーフトーン処理部３１２へ送る。また、トナー載り量検知部３１１は、処理した画像データのトナー載り量検知が終了した時点で、処理した画像データのトナー載り量情報を対応する画像データと関連付けて保持する。保持したトナー載り量情報は、ＣＰＵ３０４により読み出しが行われる。ＣＰＵ３０４は、読み出したトナー載り量情報を元に、定着に必要な最低温度を算出する。定着するために必要な最低温度の算出方法については図５を用いて後述する。

ハーフトーン処理部３１２は、トナー載り量検知部３１１から出力されるＣＭＹＫ各色のデータに対しハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理部の具体的な構成としては、スクリーン処理によるもの、あるいは誤差拡散処理によるものがある。スクリーン処理は、所定の複数のディザマトリクスおよび入力される画像データ用いて、Ｎ値化するものである。また、誤差拡散処理は、入力画像データを所定の閾値と比較することにより、Ｎ値化を行い、その際の入力画像データと閾値との差分を以降にＮ値化処理する周囲画素に対して拡散させる処理である。

プリンタ通信ＩＦ部３１３とコントローラ通信ＩＦ部３２１は、コントローラ部３０１とプリント部３０２間で通信を行うためのＩＦ部である。ここで通信される情報としては、印刷する画像データ（ラスターイメージデータ）のほか、各種制御信号や、定着に必要な最低温度情報等がある。定着温度制御部３１９は、コントローラ部３０１から受信する温度情報（例えば、定着に必要な最低温度情報）を基に、定着器３２０の温度制御を行う。

＜トナー載り量の検知＞
図４は、画像形成装置１０１におけるトナー載り量検知方法を説明する図である。なお、以下の説明では、トナー載り量は、単位面積あたりのトナーの重量の最大値を１００％としたときの割合（単位は％）で表されるものとする。画素単位の各色において、値”２５５”はトナー載り量の１００％に対応し、ＣＭＹＫの各色のトナー載り量を足し合わせた値がその画素のトナー載り量を表す。

例えば、最大値（１００％）を２色重ねた場合は、その画素のトナー載り量は２００％となる。なお、各色毎に階調性を持っているため、各色において０〜１００％の間の値を取りうる。例えば、フルカラー印刷モードでＣＭＹＫの４色トナーをフルに利用した画像の場合は最大トナー載り量が多くなる。一方、例えば、Ｋ単色のモノクロ画像の場合は、最大トナー載り量はより少なくなる。

トナー載り量検知部３１１は、色変換処理部３１０で生成されたＣＭＹＫデータ（ラスターイメージデータ）を受信すると、必要なトナー載り量を画素ごとに算出する。図４（ａ）はトナー載り量検知部３１１が処理する画像データの一部を表している。４０１で示される最小単位が１画素を表し、４０２は３×３画素単位の画素ブロックを表している。また、図４（ａ）においてそれぞれの画素内に示した数値は、トナー載り量検知部３１１により検知した画素ごとのトナー載り量を表している。

トナー載り量検知部３１１は、３×３画素の画素ブロックを単位として、画素ブロック内のトナー載り量の平均値を算出する。ここで、画素ブロック内の平均値を算出するのは、一般に画像を定着するために必要な温度は１画素単位のトナー載り量ではなく、一定範囲内のトナー量に依存することが多いためである。そのため、ここでは画素ブロック内の平均値を算出しているが、画素ブロック内の最小値、最大値を使用する構成であっても良い。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対して画素ブロックごとのトナー載り量の平均を算出したものであり、画素ブロック内に記載した数値は当該画素ブロックのトナー載り量の平均値を表している。

トナー載り量検知部３１１は、処理した画素ブロック内のトナー載り量の平均値算出が終了した段階で、処理した画像データ内の全ての画素ブロック中で最大の値を有するトナー載り量を、対象ページのトナー載り量情報として保持する。

＜トナー載り量に基づく定着温度決定＞
前述したように、トナー載り量とは画像上の単位面積あたりのトナー量のことを意味している。定着不良なくトナーを記録媒体上に定着させるために、定着器の温度を、対象ページ中におけるトナー載り量の最大値の画素（あるいは画素ブロック）が確実に定着できる定着温度に設定する必要がある。印刷する画像データにより最大トナー載り量が異なるため、定着に必要な温度も画像データごとに異なる。具体的には、最大トナー載り量が大きいほど必要温度も高くなる。

図５は、トナー載り量と定着温度の関係を示す図である。横軸はトナー載り量を表しており、縦軸は定着に必要な温度を示している。例えば、トナー載り量検知部による検知結果が２００％の場合、定着に必要な最低温度はＴ１となり、検知結果が１００％の場合、Ｔ５が対象ページ定着に必要な最低温度となることが読み取れる。

印刷ページ中に現れる最大トナー載り量を定着可能な温度まで上がっていれば、画像全体で定着不良等の問題が起る事はない。そのため、前述したトナー載り量検知部により検知したトナー載り量情報を元に、出力するページの定着に必要な最低温度を求めることが可能になる。

なお、図５のグラフで示される関係（関係データ）は定着器の温度制御で用いられるため、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形で記憶部３０７やＲＡＭ３０６等に記憶しておくとよい。

＜画像形成装置の動作＞
図６は、コントローラ部３０１における画像処理を説明するフローチャートである。特に、第１実施形態に特徴的なトナー載り量検知の処理順序を説明する。図６のフローはＣＰＵ３０４が制御プログラムを実行することにより、また、画像処理部３０８を動作させることにより実現される。

ステップＳ６０１では、画像生成部３０９は、印刷データからラスターイメージデータを生成する。上述のように、ラスターイメージデータとして、ＲＧＢデータおよび各画素のデータ属性を示す属性データが画素毎に出力される。

ステップＳ６０２では、変倍処理部３２３は、必要に応じて画像の変倍処理を行う。ここで、必要に応じてとは、例えば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力画像データを１つの記録媒体の一方の面に印刷するＮｉｎ１などによりページ集約を行う場合など、画像サイズの変更が必要な場合を意味する。

ステップＳ６０３では、色変換処理部３１０は、ＲＧＢデータをトナー色にあわせてＣＭＹＫ変換し、ＣＭＹＫデータと属性データを生成する。

ステップＳ６０４では、ハーフトーン処理部３１２は、スクリーン処理あるいは誤差拡散処理による手法により、ＣＭＹＫデータに対してハーフトーン処理（Ｎ値化）を施す。

ステップＳ６０５では、載り量検知部３１１は、ＣＭＹＫデータに基づいてトナー載り量の検知を行う。この処理はＳ６０４のハーフトーン処理と並行して実行しても良い。なお、ここでトナー載り量検知を行う理由としては、ハーフトーン画像に対しトナー載り量検知を行う場合よりも、コントーン画像であるＣＭＹＫデータに対しトナー載り量検知を行った場合の方が、トナーの載り量を精度良く算出できるためである。もちろん、ハーフトーン後の画像に対しトナー載り量を算出する構成としてもよい。

また、ここでは、トナー載り量検知は、ＹＭＣＫ全色見る手法を取っているため、ハーフトーン処理後にトナー載り量検知を行うと、一度分離したＹＭＣＫをそろえる必要がある。ハードウェアでトナー載り量検知を行う場合、分離したＹＭＣＫを読み出すハードウェアや、ＹＭＣＫをそろえるためのバッファが追加で必要になる。そのため、ここでは、ステップＳ６０５の位置でトナー載り量検知を行う構成としている。

ステップＳ６０６では、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ６０４でハーフトーン処理した結果をＲＡＭ３０６に一次蓄積するスプール処理を行う。なお、ページ集約等のレイアウト処理を実行する場合は、ステップＳ６０６において、レイアウト後の１以上の画像の位置を考慮し、ＲＡＭ３０６上に画像データを格納していく。例えば、４ｉｎ１のページ集約を行う場合には、ステップＳ６０１からステップＳ６０５の処理を４回繰り返し、レイアウト後の画像の位置を考慮し、ＲＡＭ３０６上に画像データをスプールする。

ステップＳ６０７では、ＣＰＵ３０４は、プリンタ通信ＩＦ部３１３及び通信ライン３０３を介してプリント部３０２に画像データ（ハーフトーン処理後の画像データ）を送信する。

＜検知されたトナー載り量に基づく定着温調制御＞
図７は、第１実施形態に係る画像形成装置１０１におけるトナー載り量検知結果を用いた定着温度の制御処理について説明する。図７（ａ）は、コントローラ部３０１のＣＰＵ３０４の制御のもと実行される処理を示し、図７（ｂ）はプリント部３０２のＣＰＵ３１５の制御のもと実行される処理を示している。なお、図７に示すフローチャートの説明における「ページ」とは、用紙などの記録媒体１ページに対応する画像データの序数を意味する。つまり、ページ集約などのレイアウトが行われる場合は、レイアウト後の画像データを１ページとしてあつかっている。

まず、コントローラ部３０１のＣＰＵ３０４の制御に基づき実行する処理について図７（ａ）を参照して説明する。

ステップＳ７０１では、ＣＰＵ３０４は、外部から印刷ジョブが入力（受付）されると印刷処理を開始する。なお、画像形成装置１０１においては、生産性を落とさずに効率的に定着器の温度制御を行うため、数ページ後に定着するページのトナー載り量を先行して検知し、定着器に予めトナー載り量を通知する。

ここでは説明の簡単にするため、画像形成装置１０１では、現在定着しているページに対し、４ページ後に定着するページのトナー載り量を事前に検知し、定着器に通知するものとして説明する。また、印刷開始直後に関しては、トナー載り量を検知してから定着器の温度を制御した場合、ユーザーからの印刷指示にただちに反応できず、生産性が落ちてしまう。そのため、ここでは印刷開始４ページまではページ毎の定着温度制御は行わず、画像形成装置１０１において可能性のある最大トナー載り量を定着可能な定着温度で定着を行い、印刷開始５ページ目の画像データからページ毎の温調制御をするものとする。

ステップＳ７０２では、ＣＰＵ３０４は、画像処理するページが温調制御開始するＮページ目（ここでは５ページ目）以降であるか否かの判断を行う。ステップＳ７０２において画像処理するページが温調制御を開始する５ページ目以降であった場合、ステップＳ７０３に進む。

ステップＳ７０３では、ＣＰＵ３０４は、出力する対象ページを定着するために必要な最低温度を算出する。ステップＳ７０３の詳細な制御フローについては、図８を用いて後述する。

ステップＳ７０４では、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ７０３で決定した、対象ページを印刷するために必要な最低温度をプリンタ通信ＩＦ部３１３を通してプリント部３０２のＣＰＵ３１５に通知する。

ステップＳ７０５では、ＣＰＵ３０４は、次に出力するページがあるかどうかを判断し、次のページがあればステップＳ７０３からの処理を繰り返す。

次に、プリント部３０２のＣＰＵ３１５の制御に基づき実行する処理について図７（ｂ）を参照して説明する。

ステップＳ７２１では、ＣＰＵ３１５は、コントローラ部３０１からの印刷指示を待つ。コントローラ部３０１部からの印刷指示があった場合、ステップＳ７２２に進む。

ステップＳ７２２では、ＣＰＵ３１５は、生産性を落とさずに最初の４ページを印刷するために定着温度制御部３１９は定着器の温度を最大トナー量の定着が可能な温度Ｔｍａｘに制御し、印刷を開始する。

ステップＳ７２３では、ＣＰＵ３１５は、コントローラ部３０１から対象ページの定着に必要な最低温度の受信を待ち受ける。ステップＳ７２３でシステムコントローラから定着温度を受信した場合、ステップＳ７２４に進む。なお、ここで受信する定着温度は現在定着を行っているページに対し、４ページ後に定着するページを定着するために必要な定着温度である。

ステップＳ７２４では、定着温度制御部３１９は、すでに通知されている４ページ後までのトナー載り量情報から、最大の温度のページを制御目標ページとして決定する。

ステップＳ７２５では、定着温度制御部３１９は、現在の定着温度と、ステップＳ７２４で決定した制御目標ページの定着温度とを考慮し、定着器の温度を制御する。具体的には、制御目標ページの印刷実行（定着実行）までに定着器の温度を目標の温度に到達させるため、必要であれば定着器の温度を上げる。一方、目標温度に対し、定着温度を下げることが可能であれば温度を下げる制御を行う。

ステップＳ７２６では、ＣＰＵ３１５は、ページ終了かの判断を行い、ページが終了していなければステップＳ７２３からの処理を繰り返す。

図８は、画像形成装置の印刷時の定着温度制御の一例を示す図である。横軸は印刷ページ数を表しており、縦軸はそのページを定着する際の定着温度を表している。なお、ページ数の下にそれぞれのページにおけるトナー載り量を示している。図８では、１４ページ分のデータを受信し、５ページ目〜１４ページ目のトナー載り量が２００％、それ以外のページのトナー載り量が１００％の場合の例を示している。なお、ここでは、画像形成装置１０１において、トナー載り量と定着に必要な最低温度との関係は図５に示した通りである。すなわち、トナー載り量２００％の画像を定着するために必要な温度はＴ１であり、トナー載り量１００％の画像を定着するために必要な温度はＴ５（ただし、Ｔ５＜Ｔ１）であるとする。

上述のように、１ページ目から４ページ目に関しては、生産性を落とさないため、ページ毎の定着温度制御は行わず、最大温度Ｔ１で定着を行う。５ページ目から定着温度制御を行うため、５ページ目のトナー載り量は１ページ目を定着中に検知を行う。

５ページ目を定着する際に、４ページ後のページ即ち９ページ目のトナー載り量検知し、定着に必要な最低温度を定着温度制御部３１９に通知する。ここでは目標温度はＴ５を通知する。５ページ目を定着する際にトナー載り量検知が完了しているのは４ページ先、つまり９ページ目までの画像データである。そして、６ページ目から９ページ目のデータのトナー載り量は全て１００％であり、目標温度はＴ５となる。そのため、現在の温度Ｔ１から定着温度を下げることが可能であると判断する。そこで、定着温度制御部３１９は、６ページ目の定着処理時から定着器の温度を下げる制御を行う。

一方、１０ページ目の定着の際に、１４ページ目のトナー載り量を検知し、定着可能な最低温度を定着温度制御部３１９に通知する。１４ページ目のトナー載り量が２００％であり、１４ページ目を印刷するためには定着温度がＴ１である必要がある。そして、１４ページ目に温度Ｔ１とするためには１１ページ目から温度を上げる必要がある。そこで、定着温度制御部３１９は、１１ページ目の定着処理時から定着器の温度を上げる制御を行う。

以上のような制御を行うことによって、生産性を落とすことなくトナー載り量に応じた定着器の温調制御が可能となり、電力消費を低減することができる。

＜最低定着温度の算出制御＞
図９は、画像形成装置における定着温度算出制御（Ｓ７０３）の詳細を説明するフローチャートである。図９のフローチャートはＣＰＵ３０４の制御のもと実行される処理である。

ステップＳ９０１では、ＣＰＵ３０４は、印刷する画像がどのようなレイアウトで画像形成されるかを判定する。詳細には、最終的に１ページの画像を用紙などの記録媒体上に印刷出力する場合に、入力画像何ページ分を記録媒体１ページの画像内に収めるかを判定する。例えば、入力される１ページ分の画像をそのまま１ページの画像として出力するのか、ページ集約等を行う事により、複数の入力画像を１ページ内に収めるよう処理するのかを判定する。例えば、印刷ジョブに含まれるレイアウト情報において、４ｉｎ１印刷が指定されていることを検出することにより判定される。

ステップＳ９０２では、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ９０１で判定した結果を元に、最終的に出力するページの最低定着温度を決定するため、何ページ分の入力画像の載り量検知結果を参照するかを決定する。例えば、ステップＳ９０１で判定した結果が４ｉｎ１であれば、最終的に出力する画像データを印刷するために必要な最低定着温度を算出するためには、４ページ分の入力画像に対する載り量検知結果が必要であると決定する。

ステップＳ９０３では、ＣＰＵ３０４は、入力画像に対応するトナー載り量検知結果を、トナー載り量検知部３１１から読み出し管理する。

ステップＳ９０４では、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ９０２で決定した枚数に到達したかを判断する。到達していなければ、ステップＳ９０３に戻り、次の入力画像に対する載り量検知結果を取得する。ステップＳ９０４で到達した場合は、ステップＳ９０５に進む。

ステップＳ９０５では、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ９０３で読み出し管理している入力画像に対する載り量検知結果のうち、最もトナー載り量の多い入力ページの載り量結果を最終的に出力する画像のトナー載り量情報として決定する。

ステップＳ９０６では、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ９０５で決定したトナー載り量情報を元に、出力する画像を定着するために必要な最低温度を算出する。算出方法は、図５を参照して説明した通りである。

図１０は、出力画像データの生成、及び、載り量情報の算出方法の概念図である。以下の説明では、４ページの入力画像をそれぞれ１／４の面積に縮小し、１ページの出力画像にレイアウトし出力する４ｉｎ１印刷の場合を例に説明する。

図１０（ａ）は、図６（Ｓ６０１）で生成され、１枚の記録媒体に４ｉｎ１印刷されることになる４個の入力画像を示している。図１０（ｂ）は、図６（Ｓ６０６）でＲＡＭ３０６にスプールされ、レイアウトも終了した１個の出力画像を示している。図１０（ａ）の１ページ目から４ページ目までの入力画像を順次生成しレイアウト処理しハーフトーン処理を実行することで、図１０（ｂ）に示す出力画像が生成される。

出力画像を生成するのと同時に、ステップＳ６０５で、各入力画像に対する載り量検知が行われている。一方で、出力画像に対するトナー載り量を算出するため、ＣＰＵ３０４は、図７（ａ）に示す定着温度制御と、図９に示す定着温度算出制御を実行する。図９に示す定着温度制御により、ここでは４ｉｎ１のページ集約処理を行うため、図１０に示す４個の入力画像に対し、各ページのトナー載り量検知結果をＣＰＵ３０４は取得し管理する。各ページのトナー載り量検知結果は、図１０（ｂ）に示している通りである。ここでは、１ページ目の入力画像のトナー載り量検知結果は１００［％］である。同様に２ページ目は１８０［％］、３ページ目は１５０［％］、４ページ目は１００［％］である。ＣＰＵ３０４は、図９（Ｓ９０５）において、４ページのうち最もトナー載り量の多い２ページ目の１８０［％］を出力画像に対応するトナー載り量として決定する。そして、ＣＰＵ３０４は、図９（Ｓ９０６）において、出力画像に対する定着温度を、図５に示す算出方法により算出し決定する。

以上説明したとおり第１実施形態によれば、トナー載り量に応じた定着温度の調節を適切に行うことが可能となる。特に、ページ集約を行う場合において、複数の入力画像に対するそれぞれのトナー載り量の最大値を出力画像のトナー載り量として用いることにより、より適切な定着温度の調節を行うことが可能となる。そして、当該制御により、出力する画像データの画像を保証しつつ、消費電力をより低減することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態においては、両面印刷を考慮したトナー載り量の決定方法について説明する。画像形成装置における定着温度算出制御は第１実施形態（図９）とほぼ同様であるため、異なる部分のみ説明する。

ステップＳ９０１では、ＣＰＵ３０４は、印刷する画像がどのようなレイアウトで画像形成されるかを判定する。ここでは、レイアウト判定に、１つの記録媒体の両方の面に印刷する両面印刷かの判定も含める。

ステップＳ９０２では、ＣＰＵ３０４は、最終的に出力するページの最低定着温度を決定するため、何ページ分の入力画像の載り量検知結果を参照するかを決定する。第１実施形態と異なる点として、表面と裏面の出力画像を生成するために必要な入力画像のページ数を参照すると決定する。

例えば、１ｉｎ１の両面印刷の場合には、出力画像を生成するために、合計２ページ分（表面に１ページ、裏面に１ページ）の入力画像に対する載り量検知結果が必要と決定する。また、４ｉｎ１の両面印刷の場合には、出力画像を生成するために、合計８ページ分（表面に４ページ、裏面に４ページ）の入力画像に対する載り量検知結果が必要と決定する。ステップＳ９０３及びステップＳ９０４のフローについては、第１実施形態と同様の処理を実行する。

ステップＳ９０５で、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ９０３で読み出し管理している入力画像に対する載り量検知結果のうち、最も載り量の多い入力ページの載り量を最終的に出力する表面及び裏面の画像のトナー載り量情報として決定する。

ステップＳ９０６で、ＣＰＵ３０４は、ステップＳ９０５で決定したトナー載り量情報を元に、出力する表面及び裏面の画像を定着するために必要な最低温度を算出する。つまり、両面印刷時には、同一の記録媒体の表面と裏面に対して同じ定着温度となるよう制御する。

上述の制御を行うことで、表面と裏面の紙の切り替え時間が短い画像形成装置において、消費電力を低減しつつより高速な印刷出力を行うことが可能となる。つまり、表面と裏面との間で定着温度の変化が起きないように制御を行うことで、表面に対する定着処理後すぐに裏面に対する定着処理を行うことが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、載り量検知部における消費電力低減制御について説明する。図１１は、載り量検知部の消費電力低減制御のフローチャートである。具体的には、図９のステップＳ９０３とステップＳ９０４の間で実行される処理である。

ステップＳ１１０１では、ＣＰＵ３０４は、載り量検知部３１１で検知した載り量検知結果が、所定の閾値を超えているかを判断する。所定の閾値の設定については後述する。閾値を超えない場合は、そのままステップＳ１１０１に留まり、閾値を超える場合は、ステップＳ１１０２に移行する。ここで、載り量検知部３１１は、予め指定された順、例えばページ順にトナー載り量を検知するよう構成されているものとする。

ステップＳ１１０２では、ＣＰＵ３０４は、載り量検知部３１１の処理を停止する。ここで処理を停止するとは、載り量検知部３１１の動作を止めるよう制御することであり、例えば、載り量検知部３１１に入力されるクロック信号を止めることにより実現される。

上述の所定の閾値は、例えば、図５におけるトナー載り量が２００［％］に対応する。つまり、定着器で制御可能な最大定着温度が必要かをステップＳ１１０１では判断している。例えば、ページ集約により４ｉｎ１で出力画像を生成する場合に、入力画像の２ページ目でトナー載り量検知結果が２００［％］であったとする。このような場合、後続する３ページ目と４ページ目のトナー載り量の検知は不要であり、直ちに、出力画像に対する最低定着温度をＴ１として決定する事ができる。

上述のようにトナー載り量検知を省略する制御を行うことで、載り量検知部３１１における不要な検知を低減することが出来、それにより更なる消費電力低減を実現することが可能となる。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (10)

1. 入力画像データに基づき記録媒体に対して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置であって、
   入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを判定する判定手段と、
   前記入力画像データに対するトナー載り量を導出する導出手段と、
   前記判定手段により判定されたレイアウトに基づいて、記録媒体に形成されることになる１以上の入力画像データを決定し、前記記録媒体への画像形成に使用される出力画像データを生成する生成手段と、
   前記１以上の入力画像データそれぞれに対して前記導出手段により導出されたトナー載り量のうち最大のトナー載り量を、前記出力画像データに対するトナー載り量として決定する決定手段と、
   前記決定手段で決定した前記出力画像データに対するトナー載り量に基づいて、前記出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. トナー載り量と定着温度との関係を示す関係データを記憶する記憶手段を更に有し
   前記制御手段は、前記関係データと前記決定手段で決定した前記出力画像データに対するトナー載り量とに基づいて、前記出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度の制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段は、前記入力画像データと共に入力されるレイアウト情報に基づいて該入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力画像データを１つの記録媒体の一方の面に印刷するＮｉｎ１のレイアウトを判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記判定手段は、１つの記録媒体の両方の面に印刷する両面印刷のレイアウトを判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記導出手段は、前記１以上の入力画像データに対して予め指定された順にトナー載り量を導出するよう構成され、
   前記決定手段は、前記導出手段が前記１以上の入力画像データに対してトナー載り量を導出している間に該導出手段により前記画像形成装置で使用されうる最大のトナー載り量が導出された場合、後続する入力画像データに対するトナー載り量の導出を省略するよう制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 電子写真方式の画像形成装置を制御する制御装置であって、
   入力画像データと該入力画像データに対するレイアウト情報とを受け付ける受付手段と、
   入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを前記レイアウト情報に基づいて判定する判定手段と、
   前記入力画像データに対するトナー載り量を導出する導出手段と、
   前記判定手段により判定されたレイアウトに基づいて、記録媒体に形成されることになる１以上の入力画像データを決定し、前記記録媒体への画像形成に使用される出力画像データを生成する生成手段と、
   前記１以上の入力画像データそれぞれに対して前記導出手段により導出されたトナー載り量のうち最大のトナー載り量を、前記出力画像データに対するトナー載り量として決定する決定手段と、
   前記決定手段で決定した前記出力画像データに対するトナー載り量に基づいて、前記出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度を決定する温度決定手段と、
   前記出力画像データと前記温度決定手段に決定された前記定着温度とを前記画像形成装置に出力する出力手段と、
   を有することを特徴とする制御装置。
8. 入力画像データに基づき記録媒体に対して画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置の制御方法であって、
   入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを判定する判定工程と、
   前記入力画像データに対するトナー載り量を導出する導出工程と、
   前記判定工程により判定されたレイアウトに基づいて、記録媒体に形成されることになる１以上の入力画像データを決定し、前記記録媒体への画像形成に使用される出力画像データを生成する生成工程と、
   前記１以上の入力画像データそれぞれに対して前記導出工程により導出されたトナー載り量のうち最大のトナー載り量を、前記出力画像データに対するトナー載り量として決定する決定工程と、
   前記決定工程で決定した前記出力画像データに対するトナー載り量に基づいて、前記出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度を制御する制御工程と、
   を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
9. 電子写真方式の画像形成装置を制御する制御装置の制御方法であって、
   入力画像データと該入力画像データに対するレイアウト情報とを受け付ける受付工程と、
   入力画像データの記録媒体におけるレイアウトを前記レイアウト情報に基づいて判定する判定工程と、
   前記入力画像データに対するトナー載り量を導出する導出工程と、
   前記判定工程により判定されたレイアウトに基づいて、記録媒体に形成されることになる１以上の入力画像データを決定し、前記記録媒体への画像形成に使用される出力画像データを生成する生成工程と、
   前記１以上の入力画像データそれぞれに対して前記導出工程により導出されたトナー載り量のうち最大のトナー載り量を、前記出力画像データに対するトナー載り量として決定する決定工程と、
   前記決定工程で決定した前記出力画像データに対するトナー載り量に基づいて、前記出力画像データに基づきトナー像が形成された記録媒体に対する定着処理を行う際の定着温度を決定する温度決定工程と、
   前記出力画像データと前記温度決定工程に決定された前記定着温度とを前記画像形成装置に出力する出力工程と、
   を有することを特徴とする制御装置の制御方法。
10. コンピュータを、請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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