JP2018045022A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部の暖気状態と、記録材における分割された領域のトナー像の濃度情報と、に基づいて加熱量制御することで、定着性能並びに省電力化を向上させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置で、画像形成部と、記録材をニップ部にて加圧された状態で挟持搬送する回転体と、対向体と、回転体を加熱する加熱体と、回転体の温度情報を取得する温度取得手段と、を備える定着部と、長手方向で第１の領域、第２及び第３の領域における記録材のトナー像の濃度情報を取得する濃度取得手段と、温度取得手段の出力を基に回転体の加熱量を制御する加熱制御部と、を有し、加熱制御部は、定着部の暖気状態が基準よりも高く、かつ、第２及び第３の領域の少なくとも一方におけるトナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準加熱量よりも高い加熱量で加熱制御する。【選択図】図１０

Description

本発明は画像形成装置に関し、複写機やプリンタ等の電子写真方式を採用する場合に好適なものである。

従来、電子写真プロセスを利用した画像形成装置において、感光体上に形成されたトナー像は、記録材上に転写された後、画像加熱装置としての定着装置を通過することによりトナー像が記録材上に定着（固着）される。

定着装置には、加熱部材によって所定の定着温度に加熱されている定着部材で、記録材上に形成した未定着トナー画像を、接触加熱して固着画像として定着する接触式の加熱定着装置が広く用いられている。

そして、従来から、定着部材の定着温度を、画像データの画像情報（トナー濃度等）に基づいて制御することで、定着性の向上と消費電力の削減が図られている。

画像に応じて定着性を好適化する手段として、記録材上の濃度情報を検知し、定着温調を変更することが知られている（特許文献１、２）。また、１ページの画像内における画像分布を考慮し、複数の加熱体を並べて設け、加熱体の幅に合わせて画像データを分割し、各エリアの画像位置に応じて加熱体を加熱することが知られている（特許文献３、４）。

特開２００６−１５４４１３号公報 特開２００９−９２６８８号公報 特開２０１２−１７３４６２号公報 特開２０１４−００６４００号公報

しかしながら、定着装置に複数の加熱体を設けると、加熱体の電力供給回路や制御回路が増加することで装置が大型化し、電力制御も煩雑化する。

また、定着部材の表面温度分布は、加熱体の制御温度だけでなく、定着部材の支持部や表面からの放熱などの熱の逃げの影響を受け、その影響は、定着部の暖気状態によっても変化するため一定ではない。

本発明の目的は、定着部の暖気状態と、記録材における分割された領域のトナー像の濃度情報と、に基づいて加熱量制御することで、定着性能並びに省電力化を向上させることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー像を担持させる画像形成部と、前記トナー像を担持した記録材をニップ部にて加圧された状態で挟持搬送する回転体と、該回転体に対向する対向体と、前記回転体を加熱する前記記録材の搬送方向に直交する長手方向に伸びた加熱体と、前記加熱体によって加熱された前記回転体の温度情報を取得する温度取得手段と、を備える定着部と、前記長手方向で第１の領域、該第１の領域を挟んで両端側の第２及び第３の領域における前記記録材のトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、前記温度取得手段の出力を基に前記回転体の加熱量を制御する加熱制御部と、を有し、前記加熱制御部は、前記定着部の暖気状態が基準よりも高く、かつ、前記第２及び第３の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準加熱量よりも高い加熱量で加熱制御することを特徴とする。

また、本発明に係る別の画像形成装置は、受信した画像データから画像形成用の画像信号を生成する画像処理部と、前記画像信号により記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、互いに加圧された定着回転体と、加圧体とを備え、前記定着回転体と加圧体との間に形成されたニップ部で挟持搬送される記録材に対し、前記定着回転体によって、前記トナー像を加熱して前記記録材上へ固定化する定着部と、前記定着部によるトナー像の加熱量を制御する加熱制御部と、を備え、前記記録材の画像形成領域内に、複数の画像情報検知領域を設け、前記画像処理部によって、画像情報検知領域ごとに前記記録材上のトナー像の濃度情報を検知し、複数の画像情報検知領域で得られた濃度情報のうち、全ての画像情報検知領域、あるいは所定の画像情報検知領域の濃度情報を用いて、前記定着部によるトナー像の加熱量を変更する画像形成装置であって、前記定着部の暖気状態に応じて、濃度情報を用いる画像情報検知領域を選択することを特徴とする。

また、本発明に係る別の画像形成装置は、受信した画像データから画像形成用の画像信号を生成する画像処理部と、前記画像信号により記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、互いに加圧された定着回転体と、加圧体とを備え、前記定着回転体と加圧体との間に形成されたニップ部で挟持搬送される記録材に対し、前記定着回転体によって、前記トナー像を加熱して前記記録材上へ固定化する定着部と、前記定着部によるトナー像の加熱量を変更する加熱制御部と、を備え、前記記録材の画像形成領域内に、複数の画像情報検知領域を設け、それぞれ所定の濃度閾値を設定し、前記画像処理部によって、画像情報検知領域ごとに前記記録材上のトナー像の濃度情報を検知し、濃度情報が前記濃度閾値を超えた場合、前記定着部によるトナー像の加熱量を変更する画像形成装置であって、前記定着部の暖気状態に応じて、前記濃度閾値を変更することを特徴とする。

本発明によれば、定着部の暖気状態と、記録材における分割された領域のトナー像の濃度情報と、に基づいて温度制御することで、定着性能並びに省電力化を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を説明する図である。 本発明の実施形態に係る定着部の断面構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係る定着部の長手方向の構成を説明する図である。 本発明の実施形態に係るビデオコントローラを説明する図である。 本発明の実施形態に係る画像データ処理フローを説明する図である。 分割された画像濃度情報取得領域の一例を説明する図である。 実験１で、画像濃度と最適な定着装置の温調温度の関係を示したグラフである。 実験２で、画像濃度と最適な定着装置の温調温度の関係を示したグラフである。 実験２で、定着フィルムの長手方向位置と温度分布の関係を示したグラフである。 第１の実施形態における温調温度決定フローを説明する図である。 定着装置の長手方向に複数の温度検知素子を配置する一例を説明する図である。 第２の実施形態における温調温度決定フローを説明する図である。 第２の実施形態におけるプリント前温度に基づき、各画像情報取得領域の基準濃度ランクを設定するテーブルの一例を説明する図である。 実験３で、定着フィルムの長手位置と温度分布の関係を示したグラフである。 第３の実施形態における小サイズ積算カウント決定フローを説明する図である。 第３の実施形態における温調温度決定フローを説明する図である。 第４の実施形態における画像形成装置の冷却ファンと風路の配置を説明する図である。 第４の実施形態における温調温度決定フローを説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、本実施形態にて用いた画像形成装置Ｐを示したもので、略直線状に配列された４つの画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、を備えている。４つの画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋのうち、３Ｙはイエロー（以下Ｙと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｍは、マゼンタ（以下Ｍと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｃは、シアン（以下Ｃと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。３Ｋは、ブラック（以下Ｋと略記）色の画像を形成する画像形成ステーションである。

各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、帯電手段としての帯電ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを有している。また、各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、露光手段としての露光装置６と、現像手段としての現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋと、クリーニング手段としてのクリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋを有している。

ビデオコントローラ３０に関し、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から画像情報を受信すると、制御手段（制御部、加熱制御部）３１にプリント信号を送信し、画像形成動作が開始する。画像形成に際し、画像形成ステーション３Ｙでは感光体ドラム４Ｙが矢印方向に回転される。

先ず、感光体ドラム４Ｙの外周面（表面）は帯電ローラ５Ｙにより一様に帯電され、その感光体ドラム４Ｙ表面の帯電面に露光装置６により画像データに応じたレーザ光が照射されることによって露光され、静電潜像が形成される。その潜像は、現像装置７ＹによりＹトナーを用いて顕像化されＹトナー像となる。これにより、感光体ドラム４Ｙ表面にＹトナー像が形成される。画像形成ステーション３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいても同様の画像形成プロセスが行なわれる。これにより、感光体ドラム４Ｍ表面にＭトナー像が、感光体ドラム４Ｃ表面にＣトナー像が、感光体ドラム４Ｋ表面にＫトナー像が、夫々形成される。

画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋの配列方向に沿って設けられているエンドレスの中間転写ベルト９は、駆動ローラ９ａと、従動ローラ９ｂと、従動ローラ９ｃとに張架されている。駆動ローラ９ａは、図１中矢印方向に回転する。これにより、中間転写ベルト９は、各画像形成ステーション３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに沿って１００ｍｍ／ｓｅｃのスピードで回転移動される。

この中間転写ベルト９の外周面（表面）には、中間転写ベルト９を挟んで感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと対向配置されている一次転写手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより、各色のトナー像が順次重ね転写される。これによって、中間転写ベルト９表面に４色のフルカラートナー像が形成される。

一次転写後に感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋに設けられている不図示のクリーニングブレードにより除去される。これにより、感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは次の画像形成に備える。

一方、画像形成装置の装置本体Ｐの下部に設けられた給送カセット１１に積載収納されている記録材Ｓは、給送ローラ１２によって給送カセット１１から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対１３に給送される。レジストローラ対１３は、給送された記録材Ｓを、中間転写ベルト９と二次転写ローラ１４との間の転写ニップ部に送り出す。

二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト９を挟んで従動ローラ９ｂと対向するように配置される。二次転写ローラ１４には、記録材Ｓが転写ニップ部を通過する際に不図示の高圧電源からバイアスが印加される。これにより、転写ニップ部を通過する記録材Ｓに中間転写ベルト９表面からフルカラーのトナー像が二次転写される。ここで、上述した感光体ドラム４、中間転写ベルト９、二次転写ローラ１４などは、画像形成部を構成している。

そして、トナー像を担持した記録材Ｓは、定着装置Ｆ１に搬送される。その記録材Ｓは、定着装置Ｆ１を通過することにより加熱及び加圧され、そのトナー像が記録材Ｓ上に加熱定着（固定化）される。そして、その記録材Ｓは、定着装置Ｆ１から画像形成装置（プリンタ）Ｐ外部の排出トレイ１５へ排出される。

二次転写後に中間転写ベルト９表面に残った転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１６により除去される。これにより、中間転写ベルト９は次の画像形成に備える。

（定着装置（定着部））
次に、トナー像の定着を行う定着装置（定着部）について述べる。以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である、短手方向とは、記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは、短手方向の寸法である。記録材に関し、長手幅とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向の寸法である。

図２は、定着装置Ｆ１の横断面模型図である。この定着装置Ｆ１は、定着フィルム２２に対向し定着フィルム２２と共に記録材を加圧された状態で挟持搬送するニップ部を形成する対向体（加圧体）としての加圧ローラ２１を回転駆動し、定着フィルム２２を加圧ローラ２１の搬送力により回転させる。すなわち、この定着装置Ｆ１は、いわゆるフィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式の所謂テンションレスタイプの装置である。

本実施形態に示す定着装置Ｆ１は、加圧ローラ（加圧回転体）２１と、定着フィルム（定着回転体）２２と、ヒータ（加熱体）２３と、ヒータホルダ（加熱体保持部材）２４と、剛性ステー（剛性部材）２５などを有している。加圧ローラ２１、定着フィルム２２、ヒータ２３、ヒータホルダ２４および、剛性ステー２５は、何れも長手方向に伸びた細長い部材である。

ヒータ２３は、耐熱性、絶縁性、良熱伝導性を供えた長手方向に細長いセラミック製の基板２３１を有する。そして、その基板２３１の表側（加圧ローラ２１側）の短手方向中央部に基板長手方向に沿って抵抗発熱体（不図示）を形成具備させている。基板２３１の長手方向の両端部内側には抵抗発熱体に給電するための給電電極（不図示）が設けられている。そして、基板２３１の表面側に抵抗発熱体（不図示）の表面を覆うように耐熱性のオーバーコート層２３２を設けている。

図３は、定着装置Ｆ１の長手模型図である。ヒータホルダ２４は、耐熱性及び剛性を有する液晶ポリマーにより横断面略半円形樋型に形成されている。このヒータホルダ２４は下面の幅方向中央に長手方向に沿って設けられた溝部を有し、この溝部によりヒータ２３の基板２３１を固定保持してオーバーコート層２３２を溝部から露呈させている。

定着フィルム２２は、可撓性を有する耐熱樹脂材料により円筒形に形成されている。定着フィルム２２の外周長は５７ｍｍである。この定着フィルム２２は、円筒状のベース層２２１として厚さ５０ミクロンのポリイミド層を有し、そのベース層２２１の外周に厚さ２００ミクロンのシリコーンゴムで形成された弾性層２２２を有する。そして、その弾性層２２２の外周に厚さ１５ミクロンのフッ素樹脂の離型層２２３を有している。

定着フィルム２２の内周長は、ヒータ２３を保持させたヒータホルダ２４の外周長よりも３ｍｍ大きくしてある。そしてその定着フィルム２２は、ヒータ２３を保持しているヒータホルダ２４に周長に余裕をもたせてルーズに外嵌されている。即ち、定着フィルム２２はヒータ２３を内包している。

剛性ステー２５は、横断面下向きＵ字型の剛性部材から構成されている。この剛性ステー２５は、ヒータホルダ２４の上面の短手方向中央に配置されている。

図２で、加圧ローラ２１は、丸軸状の芯金２１１と、芯金２１１の外周に芯金２１１と同心一体に形成されたシリコーンゴムから成る弾性層２１２と、弾性層２１２の周りには導電性のフッ素樹脂で形成される離型層２１３と、を有している。加圧ローラ２１の外周長は、６３ｍｍである。なお、弾性層２１２は、フッ素ゴム等の耐熱性ゴム、あるいはシリコーンゴム等を発泡して形成したものでも良い。離型層２１３は、絶縁性のフッ素樹脂でも良い。

加圧ローラ２１は、定着フィルム２２の下方において定着フィルム２２と並列に配置され、芯金２１１の長手方向両端部を軸受け部材を介して回転自由に保持させている。そして、加圧ローラ２１の芯金２１１と剛性ステー２５は、長手方向両端部において不図示の加圧スプリングにより加圧ローラ２１の外周面（表面）と定着フィルム２２の外周面（表面）が接触するように加圧されている。その加圧力により、加圧ローラ２１表面と定着フィルム２２表面を接触させ、加圧ローラ２１表面と定着フィルム２２表面間に記録材Ｓを挟持搬送する所定幅のニップ部ＮＦを形成している。加圧力の総圧は、２０ｋｇｆである。

不図示の回転制御部（駆動制御手段）は、プリント指令に応じて、図２に示すように加圧ローラ２１を周速度（プロセススピード）１００ｍｍ／ｓｅｃで矢印方向へ回転させる。その際、ニップ部Ｎ_Ｆにおける加圧ローラ２１の表面と定着フィルム２２の表面との摩擦力により、定着フィルム２２に回転力が作用する。そのため、定着フィルム２２は、その回転力により定着フィルム２２の内周面がヒータ２３と密着して摺動しながら、ヒータホルダ２４の外周を矢印方向に従動回転する。

その際に、定着フィルム２２の回転は定着フィルム２２の内周形状に沿うに形成されているヒータホルダ２４の外周面によってガイドされる。これにより、定着フィルム２２の回転が安定し、定着フィルム２２は同じ回転軌跡を描きながら回転する。また、通電制御部（温度制御部、加熱制御部）として機能する制御部３１は、プリント指令に応じてヒータ２３の抵抗発熱体（不図示）に通電する。その通電により、ヒータ２３は昇温し定着フィルム２２を加熱する。

ヒータ２３の温度は、ヒータ２３の基板２３１の裏面側に設けられているサーミスタ等の温度取得手段としての温度検知素子２６によって検知される。通電制御部３１は、温度検知素子２６の出力信号に基づいてヒータ２３が所定の温調温度（加熱制御される加熱温度）Ｔを維持するように抵抗発熱体（不図示）への通電を制御する。これによって、ニップ部Ｎ_Ｆは所定の温調温度Ｔに維持される。通常のプリント時の温調温度Ｔは、１２０℃〜２３０℃で制御される。

記録材Ｓは、記録材Ｓの中央部Ｓｃ（図３）が、定着装置Ｆ１の記録材搬送中心Ｆｃを通るように、定着装置Ｆ１に導入される。本実施形態における画像形成装置は、ＬＴＲ、ＬＧＬサイズの記録材まで対応しており、定着装置Ｆ１の長手方向への紙幅２１６ｍｍまで対応している。また、ＬＴＲ、ＬＧＬサイズの記録材の端部の余白５ｍｍずつを除いた、定着装置Ｆ１の長手方向への画像幅２０８ｍｍまでの画像を形成し、定着可能である。

ヒータ２３上の抵抗発熱体（不図示）は、記録材搬送中心Ｓｃを中心に左右対称に形成され、最大画像がずれても定着可能なように、最大定着可能画像幅より２ｍｍ長い、２１０ｍｍの長さで形成されている。そして、ヒータ２３の温度検知素子２６は、定着装置Ｆ１の長手方向における記録材搬送中心Ｆｃ線上に配置される。

加圧ローラ２１の長手方向長さは、最大サイズの記録材Ｓを送りながら、加熱定着できるように、記録材の最大幅２１６ｍｍよりも長い２２０ｍｍであり、加熱フィルム２２の長手方向長さは２２２ｍｍである。

また、ヒータ２３を保持するヒータホルダ２４は、長手方向両端部で、定着装置側板７１（図３）に保持される。そして、加圧ローラ２１は、芯金２１１の長手方向両端部を軸受け部材を介して、定着装置側板７１に保持されている。定着側板７１同士の距離は、２２６ｍｍである。

（画像処理手段（画像処理部））
次に、画像処理手段（画像処理部）としてのビデオコントローラ３０について、図４を用いて説明する。ビデオコントローラ３０は、ＣＰＵバス３０１を介して相互に接続されたホストインタフェース部３０２、画像形成装置インタフェース部３０３、ＲＯＭ３０４、ＲＡＭ３０５、及びＣＰＵ３０６等の各デバイスを備えている。ＣＰＵバス３０１は、アドレス、データ、コントロールバスを含む。

ホストインタフェース部３０２は、ネットワークを介してホストコンピュータ等のデータ送信装置と双方向に通信接続する機能を有する。画像形成装置インタフェース部３０３は、画像形成装置Ｐと双方向に通信接続する機能を有する。

ＲＯＭ３０４は、後述する画像データ処理や、その他の処理を実行するための制御プログラムコードを保持する。ＲＡＭ３０５は、画像形成装置インタフェース部３０３で受信した画像データをレンダリングした結果のビットマップデータや画像濃度情報を保持したり、一時的なバッファエリアや各種処理ステータスを保持したりするためのメモリである。ＣＰＵ３０６は、ＲＯＭ３０４に保持された制御プログラムコードに基づいて、ＣＰＵバス７３０１に接続された各デバイスを制御する。

（画像データ処理と画像濃度情報の検知）
先ず、画像データ処理について説明する。図５に、画像データ処理フローを示す。ホストコンピュータからは画像情報として画像データとともに、紙サイズ、動作モード等のコマンドが送られてくる（処理Ｓ１０）。画像データがカラー画像に関するものである場合には、ＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）データによる色情報の形式となっており、それぞれの色情報が本装置で再現可能なデバイスＲＧＢデータに割り付けられ変換される（処理Ｓ１１）。続いて、画像データの色情報は、デバイスＲＧＢデータからデバイスＹＭＣＫ（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）データに変換される（処理Ｓ１２）。

本ＹＭＣＫデータは、各色画像形成ステーションのレーザーが全点灯した場合に転写材上に得られるトナー量に対する、トナー量の比を表すものと定義され、０％〜１００％の幅を持つ。データ値０％とは、レーザーが全消灯され、トナー量が０となる場合である。ここでは、ＹＭＣＫデータに対して、各色の露光量と実際に使用されるトナー量との関係を示す階調テーブルを用いて、ＹＭＣＫ各色の露光量が算出される。

受信した画像データから画像形成用の画像信号を生成する画像処理手段（画像処理部）としてのビデオコントローラ３０が、後述する分割領域のトナー像の濃度情報を取得する濃度取得手段として機能することで、画像濃度はＹＭＣＫデータから計算される。例えば、あるピクセルにおける画像データが、Ｙ＝５０％、Ｍ＝７０％、Ｃ＝２０％、Ｋ＝０％である場合には、画像濃度は１４０％（＝５０＋７０＋２０＋０）となる。その後、各ピクセルに対して、各色の露光量を実際に用いる露光パターンに変換し（処理Ｓ１４）、露光出力となる（処理Ｓ１５）。

本実施形態では、記録材の画像形成領域内に複数の画像情報取得領域（画像情報検知領域）を設け、画像データを複数の画像情報取得領域に分割し、各領域毎に領域内の画像濃度を計算し、濃度情報を取得する。すなわち、図６に示すように、定着装置の長手方向に３つの領域に分割し、画像情報取得領域（第１の領域）Ｚｃの両側を画像情報取得領域（第２の領域）Ｚｌ、画像情報取得領域（第３の領域）Ｚｒとする。すなわち、第２及び第３の領域は、第１の領域を挟んで両端側に設けられる。

第１の領域Ｚｃは、記録材搬送中心Ｓｃに相当する位置を中心とした幅１５０ｍｍの中央領域であり、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒは、第１の領域Ｚｃ端から定着可能な最大画像幅までの端部領域となる。第１の領域Ｚｃ、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒの幅を足すと定着可能な最大画像幅２０８ｍｍとなる。各画像情報取得領域の位置や幅は、画像形成装置に使用される記録材のサイズおよび、形成される画像のサイズを問わず一定とする。

（濃度情報と記録材Ｓ上のトナー量）
先ず、濃度情報と記録材Ｓ上のトナー量の関係について述べる。濃度情報は、各画像情報取得領域内における最大露光量となるピクセルの濃度情報である。本実施形態では、濃度情報の最小値は０％、最大濃度を２００％としている。濃度情報は、実際の記録材Ｓ上の単位面積当たりのトナー量と相関があり、濃度情報１００％のときの記録材Ｓ上の単位面積当たりのトナー量は０．４５〜０．５０ｍｇ／ｃｍ^２である。また、濃度情報２００％のときの記録材Ｓ上の単位面積当たりのトナー量は０．９０〜１．００ｍｇ／ｃｍ^２である。

記録材Ｓ上のトナー量がある幅を持つ理由は、主に二つある。一つ目の理由は、一次転写の際に、感光体ドラム上から中間転写ベルト９へ、感光体ドラムのすべてのトナーを転写できるわけではないことである。二つ目の理由は、二次転写の際に、中間転写ベルト９上から記録材Ｓへ、中間転写ベルト９上のすべてのトナーを転写できるわけではないことである。

（記録材Ｓ上のトナー量と好適な温調温度）
次に、記録材Ｓ上のトナー量と定着装置Ｆ１のヒータ２３の温調温度の関係について述べる。記録材Ｓ上のトナー量によって温調温度を好適な値に変更することが、好ましい。好適な温調温度は、記録材Ｓ上のトナー量と温調温度を変更してトナーの定着具合を確認することで決定できる。ある量のトナーに対して過小な熱量しか与えられない場合には、定着不良が発生し、トナー画像の欠損などが発生する。好適な温調温度とは、定着不良が発生しない最低の温度であり、最も消費電力の低い設定である。なお、好適な温調温度は、構成やプロセススピードによって異なる。

（実験１）
記録材Ｓ上のトナー量と好適な温調温度に関し、本実施形態の画像形成装置で実験を行い、記録材Ｓ上の未定着トナー画像ｔの画像濃度を変えて、好適な温調温度を確認した。
実験に用いた画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓで、先行する記録材Ｓと次の記録材Ｓの間隔（紙間）は３０ｍｍである。定着装置Ｆ１は、本実施形態で用いた定着装置である。実験には、一般的なＬＢＰ印刷用紙、坪量８０ｇ／ｍ^２、ＬＴＲ（幅２１６ｍｍ縦２７９ｍｍ）サイズ紙を用いた。

未定着トナー画像ｔは、第１乃至第３の領域Ｚｃ、Ｚｌ、Ｚｒの夫々に、Ｙｅｌｌｏｗトナー（Ｙトナー）、Ｍａｇｅｎｔａトナー（Ｍトナー）、Ｃｉａｎトナー（Ｃトナー）の３色のトナーで、合わせて１２〜２００％の画像濃度となるように形成した。
このようにして、実験は、環境温度２３℃、湿度５０％の環境に画像形成装置を設置して行った。

そして、定着装置Ｆ１のヒータ２３の温度検知素子２６の検知温度が２３℃の条件から開始した。このような定着装置Ｆ１が画像形成装置の設置された周辺環境と同程度まで冷えた状態から開始する実験条件を、以後コールドスタートと呼ぶ。そして、ヒータ２３の温調温度を変えて、コールドスタートでの定着動作を行い、各画像濃度において、記録材上のトナー画像の欠損が発生しない温調温度を確認した。

図７に、画像濃度と定着可能な温調温度の関係を表す。横軸は、未定着画像ｔの画像濃度で、縦軸は定着可能な温調温度である。画像濃度が増えると、定着に必要な温調温度が高くなった。第１の領域Ｚｃ、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒで、必要な温調温度は同じであった。

そして、画像濃度１００％以下のときは、温調温度Ｔを２００℃とすれば画像欠損なく定着することができた。また、画像濃度１５０％以下のときは、温調温度Ｔを２０５℃とすれば画像欠損なく定着することができた。そして、画像濃度２００％のときは、温調温度Ｔを２１０℃とすれば画像欠損なく定着することができた。このように、画像濃度に応じて、必要最低限の定着温度を変更することで、省電力化を図りつつ、定着性を確保できる。

（定着装置Ｆ１の長手方向での定着性変化）
次に、加熱定着動作を繰り返し、定着装置Ｆ１が暖まった状態から以下の実験２を行った。

（実験２）
加熱定着動作を２０秒毎に、１０回以上繰り返した後に待機し、定着装置Ｆ１のヒータ２３の温度検知素子２６の検知温度が１２０℃の条件になってから実験を開始した。このような定着装置Ｆ１が暖まった状態から開始する実験条件を、以後ホットスタートと呼ぶ。
その他の実験条件は、実験１と同様である。そして、ヒータ２３の温調温度を変えて、ホットスタートでの定着動作を行い、各画像濃度において、トナー画像の欠損が発生しない温調温度を確認した。

図８に、画像濃度と定着可能な温調温度の関係を表す。横軸は、未定着画像ｔの画像濃度で、縦軸は定着可能な温調温度である。実験１と同様に画像濃度が増えると、定着に必要な温調温度が高くなった。しかし、実験１と異なり、第１の領域Ｚｃ、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒで、必要な温調温度に違いが見られた。

具体的には、画像濃度１００％以下のとき、第１の領域Ｚｃのトナー画像は、温調温度を１８０℃とすれば画像欠損なく定着することができたが、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒのトナー画像は、温調温度を１８０℃では画像欠損が発生した。第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒのトナー画像は、温調温度Ｔを１８５℃としなければ、定着することができなかった。

また、画像濃度１５０％のときは、第１の領域Ｚｃでは、温調温度を１８５℃とすれば画像欠損なく定着することができたが、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒでは、温調温度を１９０℃としなければ、定着することができなかった。そして、画像濃度２００％のときは、第１の領域Ｚｃでは、温調温度を１９０℃とすれば画像欠損なく定着することができたが、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒでは、温調温度Ｔを１９５℃としなければ、定着することができなかった。

長手方向で、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒの方が第１の領域Ｚｃより高い温調温度を必要とするのは、以下の理由があると考えられる。すなわち、ヒータ２３を保持するヒータホルダ２４、加圧ローラ２１は、定着装置側板７１へ支持されているが、各部材端部から側板７１へ熱が逃げる為、各部材の長手端部の温度は、長手中央部に比べて低下し易いからである。

ここで、図９に、ヒータ２３の温調温度を２００℃とし、（１）ホットスタートでの定着動作を開始する直前の表面温度分布と、（２）ヒータ２３を目標温度まで立ち上げ、記録材Ｓに定着動作を行う直前の、定着フィルム２２の表面温度分布を示す。図９で、縦軸は定着フィルム２２の表面温度、横軸は定着フィルム２２の長手位置である。

（１）ホットスタートでの定着動作を開始する直前の定着フィルム２２の表面温度は、中央部が１３０℃であるが、記録材Ｓの画像域端部に相当する位置の温度は１１０℃である。一方、（２）ヒータ２３を目標温度まで立ち上げ、記録材Ｓに定着動作を行う直前の、定着フィルム２２の表面温度は、中央部が１８０℃であるが、記録材Ｓの画像域端部に相当する位置の温度は１７０℃であった。これは、加熱定着動作で暖まった定着フィルム２２、また定着フィルム２２内のヒータ２３、ヒータホルダ２４の熱がヒータホルダ２４を伝わって、定着装置側板７１へ逃げたためである。

このように、各部材の端部から温度が下がる為、長手方向に温度差が発生している。この温度差が大きい状態から加熱定着動作を行った為に、ヒータ２３が加熱され、中央部に配置された温度検知素子２６では目標温調温度に達しても、定着フィルム２２端部の温度は低くなっていた。

以上述べたように、定着装置Ｆ１の長手方向における定着性能は常に均一ではなく、その均一性は、定着装置Ｆ１の暖気状態によって変化する。すなわち、定着装置Ｆ１の長手方向における定着性能は、コールドスタートでは略均一であるが、ホットスタートでは不均一となる。ここで、暖気状態とは定着装置の暖まり度合いを意味し、暖気状態によって長手方向の温度状態（温度分布）が推測可能である。

（本実施形態の温調温度設定フロー）
本実施形態の画像形成装置および定着装置Ｆ１では、長手方向で画像領域を複数の領域に分割し、各領域毎に画像濃度情報を取得し、所定の領域の画像濃度に応じて、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する。更に、定着装置Ｆ１の暖気状態に応じて、温調温度変更の判断に利用する画像領域を変更する。

以下、定着装置Ｆ１の温調温度決定フローを、図１０のフローチャートで説明する。画像形成装置が、ホストコンピュータからプリント準備信号を受けると、ＣＰＵは、定着装置Ｆ１の温度検知素子２６から定着装置の暖気状態を示すプリント前温度（定着前の温度）情報を取得する（Ｓ２０）。次に、ホストコンピュータから紙サイズ、動作モード等のコマンドを受け取り、紙サイズ、動作モード、プリント前温度情報、以前のプリント履歴、などから、基準加熱量としての基準温調温度を決定する（Ｓ２１）。これは、標準的な画像濃度の画像を定着するのに最適な温調温度であり、この基準温調温度をベースに、画像濃度情報に基づき、温調温度を変更する。

そして、ビデオコントローラ３０がホストコンピュータから画像情報が受け取ると、分割された各画像情報取得領域Ｚｃ、Ｚｌ、Ｚｒそれぞれの領域の濃度情報を取得する（Ｓ２２）。濃度情報は、各領域で閾値でランク分けされ、画像濃度が基準範囲より高い１５０％以上であれば濃度Ｈｉｇｈ、画像濃度が基準範囲より低い１００％未満であれば、濃度Ｌｏｗと判断する。そして、画像濃度が基準範囲（１５０％未満で１００％以上）であれば、濃度Ｍｉｄと判断する。ここで、基準範囲（１５０％未満で１００％以上）は、長手方向の分割された領域に拘らず、かつ定着装置の暖気状態に拘らず共通である。

プリント前温度で、定着装置Ｆ１の長手方向における定着性が均一なコールドスタートであるか、不均一なホットスタートであるか判断する（Ｓ２３）。プリント前温度が５０℃未満であれば、コールドスタートであると判断する。コールドスタートの場合、全ての画像情報取得領域の濃度を基に、定着装置Ｆ１の温調温度を決定する（Ｓ２４Ａ、Ｓ２５Ａ）。そして、各画像情報取得領域のうち少なくとも一つの領域で、濃度Ｈｉｇｈであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃高い温度に設定する。

また、各画像情報取得領域のいずれも濃度Ｈｉｇｈでなく、少なくとも一つの領域で、濃度Ｍｉｄであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度に設定する。また、各画像情報取得領域のいずれも濃度Ｈｉｇｈでも、濃度Ｍｉｄでもなければ、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃低い温度に設定する。

プリント前温度が５０℃以上であれば、ホットスタートであると判断する。ホットスタートの場合、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒだけの画像濃度から、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する（Ｓ２４Ｂ、Ｓ２５Ｂ）。第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒのうち少なくとも一つの領域で、濃度Ｈｉｇｈであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃高い温度に設定する。

また、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒのいずれも濃度Ｈｉｇｈでなく、少なくとも一つの領域で、濃度Ｍｉｄであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度に設定する。そして、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒのいずれも、濃度Ｈｉｇｈでも、濃度Ｍｉｄでもなければ、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度よりも５℃低い温度に設定する。このように設定された温調温度に、定着装置Ｆ１のヒータ２３の温度を立ち上げ、記録材Ｓの加熱定着動作を行う。

実験２で示したように、ホットスタートでは、定着装置Ｆ１の長手端部に比べて、中央部の定着性が良い。記録材Ｓの中央部に画像濃度が２００％のトナー画像があっても、基準温調温度よりも５℃低い温調温度で定着できる。よって、ホットスタートでは、本実施形態の温調温度の変更範囲であれば、記録材Ｓ端部の画像濃度情報のみを用いて、温調温度を決定することができる。

これにより、ホットスタートでは、例えば、記録材Ｓの中央部に画像濃度が２００％のトナー画像があっても、端部の画像濃度が１００％以下であれば、温調温度を５℃下げることができる。

このように、本実施形態における画像形成装置では、定着装置Ｆ１の長手方向で定着性が均一なコールドスタートでは、記録材Ｓの長手方向で全域の画像濃度情報を用いて温調温度を決定する。一方、端部と中央部で定着性が不均一なホットスタートでは、記録材Ｓの端部のみの画像濃度情報を用いて、温調温度を決定する。換言すれば、定着装置Ｆ１の温度状態を判断し、定着装置Ｆ１の長手方向の定着分布を推定し、定着装置Ｆ１から記録材Ｓを加熱する加熱量の設定に使用する画像領域を選択する。

これにより、定着装置Ｆ１の長手方向の定着性能と、画像濃度情報に応じて、必要最低限の定着温度を変更し、省電力を図りつつ、定着性を確保できる。

《第２の実施形態》
本実施形態では、所定の領域の画像濃度が所定の閾値を超えると、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する画像形成装置において、画像領域を複数の領域に分割し、各領域それぞれに濃度閾値を設定する。そして、定着装置の暖気状態に応じて、各画像情報取得領域の閾値を変更する。本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第１の実施形態と同じであるため、第１の実施形態と同一もしくはこれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

以下、定着装置Ｆ１の温調温度決定フローを、図１２のフローチャートで説明する。基準温調温度を決定するまでの基本的なフロー（Ｓ３０〜Ｓ３１）は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の画像形成装置では、定着装置のプリント前温度に基づき、図１３のテーブルに従って、各画像情報取得領域の閾値（基準閾値）としての基準濃度ランクを設定する（Ｓ３２）。

図１３に示すように、基準濃度ランクは、暖気状態を示すプリント前温度に応じて、第１の領域Ｚｃ、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒの領域毎に設定する。すなわち、基準閾値としての基準濃度ランクは、長手方向に分割された領域に応じて、かつ定着部の暖気状態に応じて変更可能である。

各画像情報取得領域の基準濃度ランクは、Ｈｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗの３段階である。この基準濃度ランクは、定着装置Ｆ１の長手方向で分割された各領域で、基準温調温度で定着可能なトナー載り量を実験によって求め、そのトナー量に相当する画像濃度をランク分けしたものである。例えば、記録材Ｓ上の第２の領域Ｚｌに画像濃度Ｍｉｄの画像が有った場合、基準温調温度で画像不良なく定着でき、画像濃度Ｈｉｇｈの画像があると、温調温度が不足で画像不良が発生してしまうような定着装置Ｆ１の暖気状態の場合は、以下のようにする。すなわち、この場合の第２の領域Ｚｌの基準濃度ランクをＭｉｄとする。

そして、暖気状態を示すプリント前温度が基準より高い１５０℃超の場合は、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒの基準濃度ランクをＬｏｗとし、第１の領域Ｚｃとの重み付けを変える（図１３）。これにより、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒが低温度でも温度制御により温度を上げることができるようにしている。

図１２で、第１の実施形態と同様に各画像情報取得領域毎に、画像情報を取得し、濃度ランクを決定する（Ｓ３３）。本実施形態では、各画像情報取得領域毎に、画像情報より取得し、ランク分けした濃度ランクと、定着装置Ｆ１のプリント前温度に基づき設定された基準濃度ランクとを比較する（Ｓ３４〜Ｓ３５）。

第１の領域Ｚｃ、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒの一つでも、画像濃度が基準濃度よりも高いランクの濃度であれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度＋５℃に設定する。例えば、第１の領域Ｚｃで、画像濃度がＨｉｇｈ、基準濃度がＭｉｄの場合や、第１の領域で、画像濃度がＭｉｄ、基準濃度がＬｏｗの場合である。そして、第１の領域Ｚｃ、第２の領域Ｚｌ、第３の領域Ｚｒの全てで、画像濃度が基準濃度よりも低ランクであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度‐５℃に設定する。

このように、本実施形態では、定着装置Ｆ１の暖気状態から、定着装置Ｆ１の長手方向で分割された各領域で定着可能な画像濃度を見積もり、画像の各領域での基準濃度と比較する。そして、定着できる画像濃度（基準濃度）を超えた場合は温調温度を上げ、定着できる画像濃度（基準濃度）よりも低い場合は温調温度を下げる。そして、設定された温調温度に、定着装置Ｆ１のヒータ２３の温度を立ち上げ、記録材Ｓの加熱定着動作を行う。

これにより、本実施形態では、定着装置の長手方向の定着ムラの変化と、画像の濃度分布に合わせ、より細かい温調温度設定が可能となり、定着性を確保しつつ、省電力化を図ることができる。

《第３の実施形態》
本実施形態の画像形成装置および定着装置Ｆ１は、画像領域を複数の領域に分割し、各領域毎に画像濃度情報を取得し、所定の領域の画像濃度に応じて、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する。更に、定着装置Ｆ１の通紙履歴（搬送履歴）に応じて、温調温度変更の判断に利用する画像領域を変更する。本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第１の実施形態と同じであるため、第１の実施形態と同一もしくはこれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

定着装置Ｆ１の長手方向に対し、比較的小さなサイズの記録材Ｓ（小サイズ紙）を用いて加熱定着動作を行った場合、記録材Ｓが接触し、記録材Ｓに熱を奪われる部分と、記録材Ｓが接触せず、記録材に熱が奪われない部分では、放熱量に差が生じる。すなわち、定着ニップ部Ｎｆの記録材が通過する領域（通紙領域）の定着部材の温度よりも、記録材Ｓが通過しない領域（非通紙部領域）の定着部材の温度が高くなる、従来、非通紙部昇温と呼ばれている現象が起こる。

本実施形態では、実験１と同様の画像形成装置で以下の実験３を行い、小サイズ紙通紙後の非通紙部昇温による、定着装置Ｆ１の長手方向の温度分布を確認した。

（実験３）
実験に用いた画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓで、先行する記録材Ｓと次の記録材Ｓの間隔（紙間）は１００ｍｍである。定着装置Ｆ１は、第１の実施形態にて用いた加熱定着装置である。実験には、一般的なＬＢＰ印刷用紙、坪量８０ｇ／ｍ^２、Ａ５サイズ（幅１４８ｍｍ縦２１０ｍｍ）サイズ紙を用いた。そして、実験は、環境温度２３℃、湿度５０％の環境に画像形成装置を設置して行った。

そして、前回の定着装置Ｆ１の加熱定着動作から、十分な期間を置き、定着装置Ｆ１のヒータ２３の温度検知素子２６の検知温度が２３℃±５℃の範囲の条件から開始する。ヒータ２３の温調温度は２００℃として、１０枚連続の定着動作を行った。

図１４に、定着動作終了直後の定着フィルム２２の表面温度分布と、１分後の定着フィルム２２の表面温度分布を示す。縦軸は定着フィルム２２の表面温度、横軸は定着フィルム２２の長手位置である。Ａ５サイズの定着動作終了直後の定着フィルム２２の表面温度分布から、Ａ５サイズ記録材Ｓ通紙部に比べて、非通紙部の温度が高くなっていることが分かる。また、１分後の表面温度分布でも、非通紙部の温度がまだ高い。

このような状態から、Ａ５サイズよりも、定着装置Ｆ１の長手方向への幅が大きい紙をプリントした場合、定着装置Ｆ１の長手方向において、Ａ５サイズ紙の通紙部だった領域と、非通紙部だった領域とで、定着性能に差が発生する。そこで、本実施形態の画像形成装置および定着装置Ｆ１では、定着装置Ｆ１の通紙履歴に応じて、温調温度変更の判断に利用する画像領域を第１の領域Ｚｃとする。これにより、通紙履歴による定着装置Ｆ１の長手方向における定着性差がある場合でも、画像濃度に応じた適切な定着温度設定ができる。

ここで、通紙履歴の取得方法について図１５のフローチャートで説明する。プリントスタート（Ｓ４０１）で、定着装置Ｆ１の長手方向への幅が所定のサイズよりも小さい記録材Ｓが通紙された場合を検知し、通紙した枚数をカウントし、小サイズ積算カウントとして、ＣＰＵ３０６（図４）のメモリ内に格納する。この小サイズ積算カウントは、定着装置Ｆ１内の小サイズ非通紙部域における非通紙部昇温のレベルを見積もるために使用するものである。

本実施形態では、第１の領域Ｚｃの幅１５０ｍｍよりも狭い記録材Ｓが１枚通紙されるごとに、小サイズ積算カウントに１枚分カウントする（Ｓ４０２〜Ｓ４０４）。
小サイズの記録材Ｓが定着装置Ｆ１を通過し、２０秒が経過ごとに、小サイズ積算カウントを１枚分減らす（Ｓ４０５〜Ｓ４０８）。これは放熱などにより、非通紙部昇温のレベルが緩和されることを考慮している。画像形成装置にプリント信号が送られなくなり、プリントが終了した後も、小サイズ積算カウントが０になるまで処理（Ｓ４０６〜４１０）を繰り返す。

小サイズ積算カウントが０になる前に、次のプリント信号を受信した場合、本実施形態の画像形成装置では、このときの小サイズ積算カウントに基づき、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する判断に使用する画像情報取得領域の位置を変更する。

以下、本実施形態の温調温度決定フローを図１６のフローチャートで説明する。プリント信号を受信し、画像濃度ランクを決定するまでのフローは第１の実施形態と同様である（Ｓ５０１〜Ｓ５０２）。本実施形態の画像形成装置では、小サイズ積算カウントが２０以上であれば、定着装置Ｆ１に、以前プリントした非通紙部昇温の影響が大きく残っており、定着装置の長手方向端部の定着性が有利になっていると判断する（Ｓ５０３）。これにより、定着装置Ｆ１長手方向の中央部の第１の領域Ｚｃだけの画像濃度から、定着装置Ｆ１の温調温度を設定するように変更する。

すなわち、第１の領域Ｚｃで、濃度Ｈｉｇｈであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃高い温度に設定する（Ｓ５０４Ｂ、Ｓ５０６）。また、第１の領域Ｚｃで、濃度Ｍｉｄであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度に設定する（Ｓ５０５Ｂ、Ｓ５０７）。そして、第１の領域Ｚｃで、濃度Ｈｉｇｈでも、濃度Ｍｉｄでもなければ、
定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度よりも５℃低い温度に設定する（Ｓ５０８）。

一方、小サイズ積算カウントが２０以下であれば、定着装置Ｆ１に、以前プリントした非通紙部昇温の影響が少ないと判断する（Ｓ５０３）。すなわち、全ての画像情報取得領域の濃度を基に、定着装置Ｆ１の温調温度を決定する。そして、各画像情報取得領域のうち少なくとも一つの領域で、濃度Ｈｉｇｈであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃高い温度に設定する（Ｓ５０４Ａ，Ｓ５０６）。

また、各画像情報取得領域のいずれも濃度Ｈｉｇｈでなく、少なくとも一つの領域で、濃度Ｍｉｄであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度に設定する（Ｓ５０５Ａ，Ｓ５０７）。そして、各画像情報取得領域のいずれも濃度Ｈｉｇｈでも、濃度Ｍｉｄでもなければ、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃低い温度に設定する（Ｓ５０８）。

本実施形態では、小サイズ通紙による定着装置Ｆ１の長手方向の定着性能の変化と、画像の濃度分布に合わせ、より細かい温調温度設定が可能となり、定着性を確保しつつ、省電力化を図ることができる。

《第４の実施形態》
本実施形態における画像形成装置は、画像形成装置本体の内部を冷却する少なくとも１つの送風手段としての冷却ファンを備える。そして、この冷却ファンの動作履歴（駆動状態の有無）に応じて、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する判断に使用する画像情報取得領域の位置を変更する。本実施形態の画像形成装置の基本構成は、第１の実施形態と同じであるため、第１の実施形態と同一もしくはこれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

以下、図１７を用いて、冷却ファン及び風路の説明を行う。図１７は、画像形成装置の上面から、定着装置Ｆ１、冷却ファン１４１および風路Ｗの配置を示した模式図である。画像形成装置の側面部には、電源部１５１の排熱を行う冷却手段としての冷却ファン１４１を備え、矢印Ｗ方向に風路が形成されている。冷却ファン１４１は、例えば、寸法８０ｍｍ×８０ｍｍ、奥行き１５ｍｍ、最大風量０．５８（ｍ３／ｍｉｎ）、最大静圧２２．６（Ｐａ）のＤＣファンモーターである。冷却ファン１４１から吸気された空気は、電源部１５１を抜けて、一部は定着装置Ｆ１の側面に流れこむ。

定着装置Ｆ１の加熱動作中、あるいは、定着装置Ｆ１の定着部材が暖まった状態で、冷却ファン１４１が作動すると、定着装置Ｆ１の定着部材は、定着装置Ｆ１の側面から流れこんだ空気に熱を奪われる。その結果、定着装置Ｆ１の定着部材の端部と中央部との間で温度ムラが発生してしまう。

本実施形態の画像形成装置および定着装置Ｆ１では、画像領域を複数の領域に分割し、各領域毎に画像濃度情報を取得し、所定の領域の画像濃度に応じて、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する。更に、冷却ファン１４１の動作履歴の有無に応じて、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する判断に使用する画像情報取得領域の位置を変更する。

以下、図１８のフローチャートで、本実施形態における定着装置Ｆ１の温調温度を決定するフローを説明する。プリント信号を受信し、画像濃度ランクを決定するまでのフローは第１の実施形態と同様である（Ｓ６０１〜Ｓ６０２）。そして、冷却ファン１４１が動作しているか判断する（Ｓ６０３）。冷却ファン１４１が動作している場合、定着装置Ｆ１の長手方向において、第３の領域Ｚｒの温度が低下し、定着性能が不利になっていると判断する。

すなわち、定着装置Ｆ１の長手方向の冷却ファン１４１に最も近い側の第３の領域Ｚｒだけの画像濃度に基づき、定着装置Ｆ１の温調温度を変更する。具体的には、第３の領域Ｚｒで、濃度Ｈｉｇｈであれば、定着装置の温調温度を基準温調温度より５℃高い温度に設定する（Ｓ６０４Ｂ、Ｓ６０６）。また、第３の領域Ｚｒで、濃度Ｍｉｄであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度に設定する（Ｓ６０５Ｂ、Ｓ６０７）。そして、第３の領域Ｚｒで、濃度Ｈｉｇｈでも、濃度Ｍｉｄでもなければ、定着装置の温調温度を基準温調温度よりも５℃低い温度に設定する（Ｓ６０８）。

一方、冷却ファン１４１が作動していない場合は、長手方向における全ての画像情報取得領域の濃度を基に、定着装置Ｆ１の温調温度を決定する。すなわち、各画像情報取得領域のうち少なくとも一つの領域で、濃度Ｈｉｇｈであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃高い温度に設定する（Ｓ６０４Ａ、Ｓ６０６）。また、各画像情報取得領域のいずれも濃度Ｈｉｇｈでなく、少なくとも一つの領域で、濃度Ｍｉｄであれば、定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度に設定する（Ｓ６０５Ａ、Ｓ６０７）。

そして、各画像情報取得領域のいずれも濃度Ｈｉｇｈでも、濃度Ｍｉｄでもなければ、
定着装置Ｆ１の温調温度を基準温調温度より５℃低い温度に設定する（Ｓ６０９）。

このように、本実施形態では、冷却ファンによる定着装置Ｆ１の長手方向の定着ムラの変化と、画像の濃度分布に合わせ、より細かい温調温度設定が可能となり、定着性を確保しつつ、省電力化を図ることができる。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、暖気状態を示すプリント前温度で、定着装置Ｆ１の長手方向の温度状態を推定により取得したが、定着装置の長手方向の温度状態を他の方法で取得することもできる。例えば、以前の加熱定着動作の履歴として、加熱定着した記録材Ｓの枚数、加熱定着した記録材Ｓの厚み、以前の加熱定着動作を行ってからの経過時間、定着装置Ｆ１の温調温度や積算加熱時間などから、定着装置の暖気状態を見積もる（特定する）こともできる。すなわち、定着装置の長手方向の温度状態を加熱定着動作の履歴に基づいて見積もることで取得することもできる。

また、図１１のように、定着装置Ｆ１の長手方向端部に温度検知素子２６Ｌ、２６Ｃを備え、定着装置Ｆ１の長手方向に複数の温度検知素子を用いて、定着装置の長手方向の温度状態を測定により取得する（特定する）こともできる。

（変形例２）
上述した実施形態では、画像濃度情報に応じて、加熱量制御として定着装置Ｆ１の温調温度を変更したが、記録材Ｓ上のトナー画像にあたえる熱量を、適正な熱量に変更することができれば、別の手段であってもよい。例えば、画像濃度情報に応じて加熱量制御として、温調温度を変える替りに、プロセススピード（記録材を挟持搬送しながら定着する速度）を変更してもよい。

上述した実施形態では、画像形成装置のプロセススピードは１００ｍｍ／ｓで、先行する記録材Ｓと次の記録材Ｓの間隔（紙間）は３０ｍｍとしていた。ここで、画像濃度情報に応じて、プロセススピードを１００ｍｍ／ｓから例えば８０ｍｍ／ｓに遅くすることにより、記録材Ｓが、定着ニップＮｆを通過する時間を２０％増加することができる。この場合、同じ温調温度であっても、ヒータ２３から加熱フィルム２２を介して記録材Ｓ上のトナー画像に熱を伝える時間が長くなるため、より多くの熱量を与えることができる。

そして、画像濃度が高ければ、プロセススピードを遅くし、画像濃度が低ければ、プロセススピードを速くすることで、記録材Ｓ上のトナー量に応じて、最適な熱量を与えることができる。

また、画像濃度情報に応じて、加熱量制御として温調温度を変える替りに、先行する記録材Ｓと次の記録材Ｓの紙間（記録材の搬送間隔）を変更してもよい。例えば、紙間を３０ｍｍから５０ｍｍに広げることにより、定着フィルム２２や、加圧ローラ２１などの定着部材を紙間で暖めることができ、各定着部材に紙間で蓄熱された熱量により、次の記録材Ｓの定着性を改善できる。そして、画像濃度が高ければ、紙間を広げ、画像濃度が低ければ、紙間を縮めることで、記録材Ｓ上のトナー量に応じて、最適な熱量を与えることができる。

（変形例３）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材Ｐの扱いを通紙、紙間などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

（変形例４）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

４・・感光体ドラム、９・・中間転写ベルト、１４・・二次転写ローラ、２１・・加圧ローラ、２２・・定着フィルム、２３・・ヒータ、２６・・温度検知素子、３０・・ビデオコントローラ（濃度取得手段）、３１・・加熱制御部

Claims (18)

1. 記録材にトナー像を担持させる画像形成部と、
   前記トナー像を担持した記録材をニップ部にて加圧された状態で挟持搬送する回転体と、該回転体に対向する対向体と、前記回転体を加熱する前記記録材の搬送方向に直交する長手方向に伸びた加熱体と、前記加熱体によって加熱された前記回転体の温度情報を取得する温度取得手段と、を備える定着部と、
   前記長手方向で第１の領域、該第１の領域を挟んで両端側の第２及び第３の領域における前記記録材のトナー像の濃度情報をそれぞれ取得する濃度取得手段と、
   前記温度取得手段の出力を基に前記回転体の加熱量を制御する加熱制御部と、
   を有し、
   前記加熱制御部は、
   前記定着部の暖気状態が基準よりも高く、かつ、前記第２及び第３の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準範囲もしくは基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準加熱量よりも高い加熱量で加熱制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加熱制御部は、前記加熱体の加熱温度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。
3. 前記加熱制御部は、前記記録材を挟持搬送しながら定着する速度もしくは前記記録材の搬送間隔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。
4. 前記定着部の暖気状態を、定着前の前記温度取得手段の出力に基づいて特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記定着部の暖気状態を、定着動作の履歴に基づき特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記定着部の暖気状態を、前記長手方向に設けられた複数の前記温度取得手段の出力に基づいて特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記加熱制御部は、前記定着部の暖気状態が基準よりも高く、かつ、前記第２及び第３の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準範囲よりも高い場合、予め定めた基準加熱量よりも高い加熱量で加熱制御し、
   前記基準範囲は、前記第１の領域並びに前記第２及び第３の領域に拘らず、かつ前記定着部の暖気状態に拘らず共通であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記加熱制御部は、前記定着部の暖気状態が基準よりも高く、かつ、前記第２及び第３の領域の少なくとも一方における前記トナー像の濃度情報が基準閾値よりも高い場合、予め定めた基準加熱量よりも高い加熱量で加熱制御し、
   前記基準閾値は、前記第１の領域並びに前記第２及び第３の領域に応じて、かつ前記定着部の暖気状態に応じて変更可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記定着部の暖気状態が基準よりも高く、かつ、前記第２及び第３の領域における前記トナー像の濃度情報が前記基準範囲よりも低い場合に、前記加熱制御部の温調温度を予め定めた基準温調温度よりも低くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
10. 前記定着部の暖気状態が基準よりも低く、かつ、前記第１の領域並びに前記第２及び第３の領域の少なくとも一つにおける前記トナー像の濃度情報が前記基準範囲よりも高い場合に、前記加熱制御部の温調温度を前記基準温調温度よりも高くすることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記定着部の暖気状態が基準よりも低く、かつ、前記第１の領域並びに前記第２及び第３の領域における前記トナー像の濃度情報が前記基準範囲よりも低い場合に、前記加熱制御部の温調温度を前記基準温調温度よりも低くすることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 前記基準閾値は、前記定着部の暖気状態が基準よりも高い場合において、前記第２及び第３の領域で前記第１の領域よりも低い閾値となることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
13. 前記長手方向におけるサイズが基準よりも小さい前記記録材の搬送履歴に応じて、前記基準範囲もしくは前記基準閾値と比較される前記記録材における前記長手方向の領域を前記第１の領域とすることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 画像形成装置本体の内部を冷却する送風手段を備え、前記送風手段の駆動状態に応じて、前記基準範囲もしくは前記基準閾値と比較される前記記録材における前記長手方向の領域を前記送風手段に最も近い領域とすることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記記録材を挟持搬送しながら定着する速度を変更する手段を備え、
    前記第１の領域並びに前記第２及び第３の領域における前記記録材のトナー像の濃度が高い程、前記速度を遅くすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
16. 前記記録材が連続して前記定着部に搬送される場合、先行する記録材と、次に導入される記録材の搬送間隔を変更する手段を備え、
    前記第１の領域並びに前記第２及び第３の領域における前記記録材のトナー像の濃度が高い程、前記搬送間隔を広げることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
17. 受信した画像データから画像形成用の画像信号を生成する画像処理部と、
    前記画像信号により記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、
    互いに加圧された定着回転体と、加圧体とを備え、前記定着回転体と加圧体との間に形成されたニップ部で挟持搬送される記録材に対し、前記定着回転体によって、前記トナー像を加熱して前記記録材上へ固定化する定着部と、
    前記定着部によるトナー像の加熱量を制御する加熱制御部と、を備え、
    前記記録材の画像形成領域内に、複数の画像情報検知領域を設け、
    前記画像処理部によって、画像情報検知領域ごとに前記記録材上のトナー像の濃度情報を検知し、
    複数の画像情報検知領域で得られた濃度情報のうち、全ての画像情報検知領域、あるいは所定の画像情報検知領域の濃度情報を用いて、前記定着部によるトナー像の加熱量を変更する画像形成装置であって、
    前記定着部の暖気状態に応じて、濃度情報を用いる画像情報検知領域を選択することを特徴とする画像形成装置。
18. 受信した画像データから画像形成用の画像信号を生成する画像処理部と、
    前記画像信号により記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、
    互いに加圧された定着回転体と、加圧体とを備え、前記定着回転体と加圧体との間に形成されたニップ部で挟持搬送される記録材に対し、前記定着回転体によって、前記トナー像を加熱して前記記録材上へ固定化する定着部と、
    前記定着部によるトナー像の加熱量を変更する加熱制御部と、を備え、
    前記記録材の画像形成領域内に、複数の画像情報検知領域を設け、それぞれ所定の濃度閾値を設定し、
    前記画像処理部によって、画像情報検知領域ごとに前記記録材上のトナー像の濃度情報を検知し、
    濃度情報が前記濃度閾値を超えた場合、前記定着部によるトナー像の加熱量を変更する画像形成装置であって、
    前記定着部の暖気状態に応じて、前記濃度閾値を変更することを特徴とする画像形成装置。