JP2018205622A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷ジョブ進行中に画像データの回転が発生した際にも、回転後の画像データに対し適切な定着温調制御を行うことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】 画像データを第１の方向に領域分割し、分割された各領域におけるトナー載り量の情報を検知する検知手段と、検知されたトナー載り量情報に応じて定着器の分割領域毎の定着温度を決定する決定手段と、決定された定着温度に応じて定着器を温度制御する温度制御手段と、を設け、定着器へ供給される記録媒体の向きが変更された場合、検知手段は、変更に応じて第１の方向とは異なる第２の方向に領域分割された各領域における画像データのトナー載り量の情報を検知するようにした。【選択図】 図８

Description

本発明は、電子写真方式により形成されたトナー画像を転写紙上に熱定着する際の定着器の温度制御を行う画像形成装置に関する。

従来から地球環境保全のために省資源及び省エネルギーの要求が高まっている。複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においても省エネルギー化のために、消費電力を抑える動きが活発化しており、特に電力消費の激しい定着の分野で、消費電力を抑えるための技術開発が進んでいる。

定着器のエネルギー損失としては、通紙する記録材としての記録用紙に使用される熱が大きい。実際、記録用紙上にプリントされる画像の面積は、１枚当り実質２〜１０％程度の画像がほとんどであり、残りの９０〜９８％の画像の無い紙の部分にも熱が奪われていくという無駄が発生する。従って、省エネルギー化の観点から、印刷される画像データのトナー載り量に応じて定着温度を可変させ加熱することが望ましい。

そこで、長手方向に分割された発熱素子を画像情報に応じて選択的に発熱させることで、トナー画像部に対応する領域のみを加熱し、消費電力の低減を図る方法が提案されている。
また、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消費電力の低減を図る技術が知られている。（特許文献１参照）

印刷ジョブ進行中に画像形成装置が出力する記録用紙が無くなると、他の給紙カセットにある記録用紙を使用して出力を続ける場合がある。その際に、出力していた記録用紙と同サイズで異なる向きの記録用紙が有る場合には、その異なる向きに応じて画像データが回転して出力される。

特開２０１５−１１４５９１号公報

記録用紙の向きを変えて出力する場合に、特許文献１で提案されている定着器では、印刷ジョブ進行中に画像データが回転した際には、温度制御すべき分割された発熱素子が、画像データの回転前後で異なるため、適切な温度制御ができない。このようなことから、画像データの回転に応じて通知するトナー載り量情報を変えることが望ましい。

ここで、印刷ジョブ進行中に画像データの回転が発生した際、画像データの回転に応じて、再度、トナー載り量検知を行う方法が考えられる。この場合、トナー載り量検知を改めて行うこと、及び、その検知結果に基づき決定された温度で定着器の温度制御を行うこと、に時間を要するため、生産性が低下してしまう。一方、画像データ回転以降は、トナー載り量に関わらず最大定着温度で定着器の制御を行う方法も考えられる。しかし、その場合には、定着器において余計な電力を消費してしまうといった課題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、画像データの回転が発生した後も、高い生産性と、省電力化を実現す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本発明の画像形成装置は以下の構成を備える。
電子写真方式により形成されたトナー画像を記録媒体上に熱定着する定着器を備え、該定着器での定着温度が所定温度に達した時に定着動作を行うように構成された画像形成装置は、画像データを第１の方向に領域分割し、分割された各領域におけるトナー載り量の情報を検知する検知手段と、検知されたトナー載り量情報に応じて前記定着器の分割領域毎の定着温度を決定する決定手段と、該決定された定着温度に応じて前記定着器を温度制御する温度制御手段と、を有し、前記定着器へ供給される記録媒体の向きが変更された場合、前記検知手段は、該変更に応じて前記第１の方向とは異なる第２の方向に領域分割された各領域における前記画像データのトナー載り量の情報を検知することを特徴とする。

本発明によれば、印刷ジョブ進行中に画像データの回転が発生した後においても、回転後の画像データに従ってトナー載り量情報を取得し、定着制御する際の生産性を維持しつつ省電力化が可能となる。

本発明の実施例に係る画像形成装置を含む画像形成システムの概略構成例を示す図である。 画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。 画像形成装置の機能ブロック図である。 画像形成装置のトナー載り量検知方法に関する説明図である。 トナー載り量と定着温度との関係を示す図である。 本実施例における画像処理の手順を示すフローチャートである。 本実施例におけるトナー載り量検知の処理手順を示すフローチャートである。 本実施例における定着温度制御の処理手順を示すフローチャートである。 トナー載り量情報と定着器を通過する記録用紙とのタイミングを示す図である。 定着器と記録用紙の向きとの位置関係を示す図である。 給紙カセットの情報の一例を示す図である。

以下、本発明の実施するための形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施例に関わる画像形成装置を含む画像形成システムの概略構成例を示す。画像形成システムは、各種入力データを処理し、画像形成（作像）を行って印刷物を出力する画像形成装置101と、プリントサーバ102と、クライアントＰＣ103とを備え、これらは互いにネットワークを介して接続されている。

（画像形成装置の概略構成及び動作）
図２は、図１で示した本発明の実施例に係る画像形成装置101であり、特に電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である、中間転写体28を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

図２を用いて、電子写真方式の画像形成装置101における構成及び画像形成の動作を説明する。
帯電部は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に感光体22Y、22M、22C、22Kをそれぞれ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。注入帯電器23Y、23M、23C、23Kは、それぞれスリーブ23YS、23MS、23CS、23KSを備えている。
感光体22Y、22M、22C、22Kは、それぞれ駆動モータ40Y、40M、40C、40Kの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータ40Y、40M、40C、40Kは、それぞれ感光体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、感光体22Y、22M、22C、22Kに対して、それぞれスキャナ部24Y、24M、24C、24Kより感光光を照射し、感光体22Y、22M、22C、22Kの表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成する。
現像部は、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。現像器26Y、26M、26C、26Kには、それぞれスリーブ26YS、26MS、26CS、26KSが設けられている。なお、各現像器26YS、26MS、26CS、26KSは脱着可能である。

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ために、中間転写体28を時計周り方向に回転させる。そして感光体22Y、22M、22C、22K及びその対向位置にある一次転写ローラ27Y、27M、27C、27Kの回転に伴って、単色トナー像を転写する。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の回転速度との間に差を設けることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体28上に転写する。これを一次転写という。
さらに、転写部は、ステーション毎に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。さらに記録媒体である記録用紙11を給紙トレイ21から二次転写ローラ29へ狭持搬送し、記録用紙11に中間転写体28上の多色トナー像を転写する。その際、二次転写ローラ29に適当なバイアス電圧を印加し、静電的にトナー画像を記録用紙11に転写する。これを二次転写という。二次転写ローラ29は、記録用紙11上に多色トナー像を転写している間は符号29aで示す位置で記録用紙11に当接し、印字処理後は符号29bで示す位置に離間する。

定着部31は、記録用紙11に転写された多色トナー像を記録用紙11に溶融定着させるために、記録用紙11を加熱する定着ローラ32と、記録用紙11を定着ローラ32に圧接させるための加圧ローラ33とを備えている。定着ローラ32と加圧ローラ33は各々中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ34、35が内蔵されている。定着部31は、多色トナー像を保持した記録用紙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、トナーを記録用紙11に定着させる。

この定着部には、温度センサ（図示せず）が取り付けられており、所定温度、即ち、定着に十分な温度が確認された時、初めて定着動作が行われるように制御される。
トナー定着後の記録用紙11は、その後、排出ローラ（図示せず）によって排紙トレイ（図示せず）に排出される。以上により、画像形成動作を終了する。
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ものである。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用紙11に転写した後に残った廃トナーは、クリーニング部30によりクリーナ容器に蓄えられる。

（画像形成装置の各種機能）
次に、図３を用いて、本実施例に係る画像形成装置101におけるトナー載り量検知、定着温度制御等の各種機能ついて説明する。図３は本実施例に係る画像形成装置101の機能ブロック図である。
図３に示す様に、画像形成装置101は大きくシステムコントローラ部301とプリントコントローラ部302に分けられる。
システムコントローラ部301は、ＣＰＵ304、ＲＯＭ305、ＲＡＭ306、記憶部307、画像処理部308、定着温度算出部324、プリンタ通信ＩＦ313を備え、これらはシステムバス314を介して相互に接続されている。

ＲＯＭ305は、システムコントローラ部301で実行する各種処理を制御するための制御プログラムを格納している。ＲＡＭ306は、ＣＰＵ304が動作するためのプログラムやデータを格納するもので、プログラム格納用メモリ、ワーク用のメインメモリとして使用される。ＣＰＵ304は、制御プログラムに従いシステムコントローラ部全体の制御を行う。

同様に、プリントコントローラ部302は、ＣＰＵ315、ＲＯＭ316、ＲＡＭ317、記憶部318、記録用紙検出部323、定着温度制御部319、定着器320、コントローラ通信ＩＦ321を備える。これらはシステムバス322を介して相互に接続されている。
ＲＯＭ316は、プリントコントローラ部302で実行する各種処理を制御するための制御プログラムを格納している。ＲＡＭ317は、ＣＰＵ315が動作するためのプログラムやデータを格納するもので、プログラム格納用メモリ、ワーク用のメインメモリとして使用される。ＣＰＵ315は、制御プログラムに従いプリントコントローラ部全体の制御を行う。記憶部318は、全ての給紙カセットそれぞれにおける記録用紙の種別（サイズ）や向き、残量の情報を記憶する。

画像形成装置101におけるシステムコントローラ部301の構成及び動作について説明する。
先ず、システムコントローラ部301における画像処理部308の構成及び動作を説明する。
画像処理部308は、画像生成部309、色変換処理部310、トナー載り量検知部311及びハーフトーン処理部312を備える。
画像生成部309は、コンピュータ装置（図示せず）等から受信する印刷データに基づき、印刷処理が可能なラスターイメージデータを生成し、ＲＧＢデータおよび各画素のデータ属性を示す属性データとして、画素毎に出力する。なお、画像生成部309は、コンピュータ装置等から受信した画像データに基づきラスターイメージデータを生成する構成に限らない。例えば、画像形成装置自体に読取部を設け、読取部で読み取った画像データに基づきラスターイメージデータを生成する構成としても良い。

読取部とは、少なくともＣＣＤ（Charged Couple Device）あるいはＣＩＳ（Contact Image sensor）を含むものである。また、読取部は、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有するように構成されても良い。さらに、読取部を画像形成装置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信するように構成しても良い。

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とを生成する。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であり、画素単位に、各色、例えば０〜２５５の８bitで表現される。具体的なトナー量の値として、各色０であれば全色のトナー量の値は０であり、トナー未使用を示す。トナー量の値が大きくなるにつれて濃度は濃くなり、各色のトナー量の値が２５５であれば最大の濃さを意味する。前述の各色トナー量は２５５で１００％を意味し、ＣＭＹＫの各色のトナー量を足し合わせた値がその画素のトナー載り量を表す。

ここで、トナー載り量とは上記したように、単位面積あたりのＣＭＹＫ全色のトナー量のことを意味し、単位を％として説明する。具体的には、ＣＭＹＫ各色の最大値を１００％とした時に、いずれか２色を最大値で重ねた場合に、その画素では２００％のトナー載り量と定義される。各色は階調性を持っているため、各色０〜１００％まで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、最大トナー量は多くなり、Ｋ単色のモノクロ画像の場合は、最大トナー量は少なくなる。

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データに対して、トナー載り量の検知を行う。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。トナー載り量検知が終了したＣＭＹＫデータと属性データとは、ハーフトーン処理部312へ送られる。また１ページ分のトナー載り量検知が終了すると、当該ページのトナー量に基づいたトナー載り量情報を、プリントコントローラ部302の定着温度算出部324へ通知する。
１ページ分のトナー載り量検知が終了する毎に、トナー載り量情報は定着温度算出部324へ通知される。

定着温度算出部324は、トナー載り量検知部311から通知されたトナー載り量情報に基づき定着に必要な最低温度（以下、「定着温度情報」ともいう。）を算出する。なお、トナー載り量情報から、対応するページの定着動作を行う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。
後述するように、記録用紙検出部323により、現在給紙をしている、即ち、使用中の給紙カセットにおいて用紙切れ（記録用紙の残量がゼロ）が検知されると、記録用紙検出部323から用紙切れ情報がシステムコントローラ部301に送信される。
定着温度算出部324は、用紙切れ後、今まで給紙されていた記録用紙と同サイズで向きが異なる記録用紙が引き続き出力される場合には、所定ページ、例えば、３ページまでは最大定着温度を定着温度情報としてプリントコントローラ部302に通知する。

本実施例では、トナー載り量検知部311において検知したトナー載り量情報を定着温度算出部324に通知し、定着温度算出部324で定着温度情報の算出を行うこととして説明する。それに代えて、トナー載り量検知部311で検知したトナー載り量情報をそのままプリンタ通信ＩＦ313と通信ライン303を介してプリンタコントローラ部302に通知するようにして、定着温度の算出をプリンタコントローラ側で行ってもよい。定着温度を制御する為の情報の伝達がなされて定着温度が決定される形態であれば、いずれの構成を採用しても良く、また、伝達する情報の形態は上記に限定されるものではない。伝達する情報の内容についても定着温度制御のための情報の類であれば、特に限定されるものではない。

ハーフトーン処理部312は、色変換処理部310から出力される各色のデータにハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理部312の具体的な構成としては、スクリーン処理を行うもの、あるいは誤差拡散処理を行うもの等がある。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値化を行うものである。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。

次に、プリントコントローラ部302の構成及び動作について説明する。
定着温度制御部319は、定着温度算出部324により通知された定着温度情報に基づき、定着器320の温度制御を行う。
上記したように、記録用紙検出部323は、現在給紙をしている給紙カセットにおいて用紙切れを検知すると、用紙切れ情報を出力する。ＣＰＵ315は、記録用紙検出部323から用紙切れ情報が出力されると、記憶部318から他の給紙カセットの残量情報を得る。ＣＰＵ315は、全ての給紙カセットにおいて、今まで給紙されていた記録用紙と同サイズで同じ向きの記録用紙の残量がゼロであるか否か、別の給紙カセットに、同サイズで異なる向きの記録用紙があるか否か等を判断して、その旨の用紙切れ情報を出力する。

プリンタ通信ＩＦ313とコントローラ通信ＩＦ321は、それぞれ、システムコントローラ部301とプリントコントローラ部302間で通信ライン303を介して通信を行うためのインターフェース（ＩＦ）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、プリントコントローラ部からの用紙切れ情報、システムコントローラ部からの制御信号、トナー載り量情報、コピー禁止原稿の検知結果や画像合成設定情報等、定着器の温度制御に関わる情報が含まれる。

（トナー載り量検知方法）
次に図４を用いて本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー載り量検知方法について詳細に説明する。
トナー載り量検知部311は、色変換処理部310からＣＭＹＫデータを受信すると、画素ごとに必要なトナー載り量を算出する。図４（ａ）は１ぺージ分の画像データの一部を表しており、符号401で示される最小単位が１画素を表し、符合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)の1画素内の枠に示した数値が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ものとする。

次いで、トナー載り量検知部311は、３×３画素を１つのブロック単位として、各画素ブロック内における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理由としては、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、複数の画像からなる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。また、図示の例では、画像ブロックのサイズを３×３画素としているが、これに限定するものではなく、任意の数の画像で構成してよい。なお図４（ｂ）の403は１画素ブロックを表しており、図４(ａ)の画素ブロック402に対応する。各画素ブロックの枠内に記載した数値は、その画素ブロック内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、１ページ分の各画素ブロック内のトナー載り量の平均値を算出する。次いで、１ページ内の全ての画素ブロックの平均値の中から、その最大値をトナー載り量の代表値、即ち、トナー載り量情報として定着温度算出部324に通知する。なお、上記の例では、各画素ブロック内におけるトナー載り量の平均値を算出しているが、平均値に代えて画素ブロック内のトナー載り量の最小値または最大値を使用するようにしても良い。
本実施例においては、図9を参照して後述するように、定着器320の分割された発熱素子にそれぞれ対応する記録用紙11の各分割領域の画像データについて、１ページ毎に、トナー載り量情報を算出するものである。
以上、画像データ１ページに対するトナー載り量の代表値（トナー載り量情報）の求め方を説明した。

（トナー載り量情報に基づく定着温度算出方法）
次に、トナー載り量検知部311で算出したトナー載り量情報に基づく、定着温度算出部324による、対象ページの定着に最低限必要な定着温度の算出方法について図５を用いて説明する。
定着不良なくトナーを定着させるためには、定着器の分割された発熱素子毎の温度を、対象ページ中の対応する分割領域のトナー載り量の最大値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り、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は本実施形態に係る画像形成装置における、トナー載り量と定着温度の関係を一例として示したグラフである。図において、横軸はトナー載り量を、縦軸は定着に必要な最低温度を示している。
図５より、例えばトナー載り量検知部311によるトナー載り量の検知結果が２００％の場合、定着に必要な最低温度はＴ１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定着温度が上昇していれば、当該ページの画像全体で定着不良等の問題が起る事はない。そのため、トナー載り量検知部311により検知したトナー載り量情報から、対象ページ中の対応する分割領域毎に、当該領域の画像の定着に必要な最低温度（定着温度情報）を求めることが可能になる。

本実施例では、一例として、定着温度算出部324は図５の関係をマップとして有し、当該マップを参照して、トナー載り量検知部311からのトナー載り量情報に基づき定着温度情報を求めるようにしてよい。

（システムコントローラ部における画像処理方法等）
次に、図６のフローチャートを用いて、システムコントローラ部301における画像処理手順及び、本実施例に特徴的なトナー載り量検知の処理手順を説明する。図６に示す処理手順はＣＰＵ304の制御のもと、画像処理部308により実行される。 なお、以下の説明では符号Sはステップを示す。
S601 では、画像生成部309によりラスターイメージデータが生成され、ＲＧＢデータおよび各画素のデータ属性を示す属性データとして画素毎に出力される。
次にS602 では、色変換処理部310により、ＲＧＢデータはトナー色にあわせてＣＭＹＫ変換され、ＣＭＹＫデータと属性データとが生成される。

次にS603 では、ハーフトーン処理部312によって、スクリーン処理、あるいは誤差拡散処理によりＣＭＹＫデータのＮ値化を行う。
また、S604 では、S603 のハーフトーン処理と並行して、トナー載り量検知部311によりコントーン画像に対しトナー載り量の検知、算出を行う。なお、本実施例では記載しないが、ハーフトーン処理後の画像に対しトナー載り量を検知、算出する構成とすることも可能である。

本実施例におけるトナー載り量検知方法では、ＹＭＣＫ全色に対しトナー載り量を検知、算出する手法を採用しているため、ＹＭＣＫ各色を分離後にトナー載り量の検知、算出を行うと、その後、一旦分離したＹＭＣＫを揃える必要がある。ハードウェアでトナー載り量の検知、算出を行う場合、分離したＹＭＣＫを読み出すハードウェアや、ＹＭＣＫデータを揃えるためのバッファが追加で必要になる。そこで、本実施例においては、ソフトウエア上で、S604においてトナー載り量の検知、算出を行う構成としている。

次に、S605 では、S603 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。
S606 では、図３に示したプリンタ通信ＩＦ313及び通信ライン303を介して、システムコントローラ部301よりプリントコントローラ部302に印刷画像データを送信する。

（トナー載り量情報と定着温度制御との関係）
図８、図９、図１０を用いて、本実施例に係る画像形成装置における、トナー載り量情報と定着器320を通過する記録用紙の定着温度との関係について詳細に説明する。
図８は、トナー載り量情報を検知するタイミングと定着器320を通過する記録用紙11のタイミングとの関係を示す。図８の（イ）は、記録用紙11の各ページの画像データについてトナー載り量情報を検知するタイミングを示し、（ロ）は記録用紙11の各ページの定着器320を通過するタイミングを示す。なお、図中の数字は記録用紙11のページ番号を示す。

図９は定着器320の分割領域と記録用紙11の向きとの位置関係の例を示す。本実施例では、定着器320を構成する発熱素子（サーマルヘッド）をその長手方向に沿って、M個（Mは2以上の整数）、例えば、７個に分割したものである。図９（ａ）では、発熱素子は記録用紙11の長手方向と平行、図９（ｂ）では、発熱素子は記録用紙11の短手方向と平行な位置関係にある。
図９（ａ）は、画像データに対して矢印で示す、第１の方向である一走査方向、ここでは主走査方向にトナー載り量検知を行う場合の、定着器320の分割された発熱素子（H1〜H7）と、それに対応する記録用紙11の分割領域との位置関係を示す。図９（ａ）の場合は、記録用紙11は７個の発熱素子に対応して、主走査方向に沿って7個の領域に分割され、それぞれの領域に対して画像データのトナー載り量の検知、算出、即ち、トナー載り量情報を得る。

図９（ｂ）は、画像データに対して矢印で示す第２の方向である他の走査方向、ここでは副走査方向にトナー載り量検知を行う場合の、定着器320の分割発熱素子（H1〜H7）と、それに対応する記録用紙11の分割領域との位置関係を示す。図９（ｂ）の場合は、記録用紙11の向きが定着器320に対して90度回転されている。従って、記録用紙11は、例えば、3個の分割発熱素子（H3〜H5）に対応して、副走査方向に沿って３個の領域に分割され、それぞれの領域に対して画像データのトナー載り量の検知、算出、即ち、トナー載り量情報を得る。
記録用紙11のあるページに対してトナー載り量を通知するタイミングは、当該ページの定着を行う所定ページ、例えば、３ページ前のページの定着動作時に通知することとした。分割数、トナー載り量を通知するタイミングはこれに限らず、それぞれ適宜設定してよい。

図１０は、図９の例における、画像形成装置101の給紙カセットA、Bそれぞれの記録用紙サイズ、記録用紙の向き、記録用紙の残量（残りの枚数）の一例を示したものである。図１０に示す情報は記憶部318に記憶されている。なお、図１０に示す給紙カセットの数、用紙サイズ等は一例であり、これに限定されない。
以下に、用紙切れ前後における、トナー載り量情報と記録用紙の定着温度制御との関係について、図８等を参照して説明する。
給紙カセットＡから供給される記録用紙の用紙切れが発生する時刻t1までは、主走査方向のトナー載り量情報（図９（ａ））を使用し、定着制御を行う。給紙カセットＡの用紙切れが発生した際には、給紙カセットＡに代えて給紙カセットＢから給紙を継続する。その場合には、今まで給紙された記録用紙と同じ用紙サイズで異なる向きの記録用紙が続けて出力される。

なお、本実施例に係る画像形成装置101においては、上記した様に、生産性を落とさずに定着器の温度制御を行うため、所定ページ、例えば、数ページ（ここでは３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するものである。そこで、ここでは、画像形成装置101は、現在定着動作が行なわれているページに対し、３ページ後に定着されるページのトナー載り量を事前に検知するものとして説明する。所定ページ数は、画像形成装置101の性能等により任意に設定可能である。
そのため、本実施例では、用紙切れ発生後、給紙カセットＢからの記録用紙が３ページに達するまでは最大定着温度で定着制御を行い、４ページ目以降は副走査方向のトナー載り量情報（図９（ｂ））を用いて定着制御を行う。

図８の例では、給紙カセットＡにおいて記録用紙No.3の給紙後に用紙切れが発生し（時刻t1）、記録用紙No.4以降は給紙カセットＢから給紙がされている。従って、記録用紙No.1〜No.3については、それぞれ、主走査方向のトナー載り量情報（図８（イ）のD1〜D3）に基づき、定着器320の分割発熱素子（H1〜H7）の温度制御をして定着を行う。用紙切れ発生後３ページ目の定着終了時の時刻t2までは、記録用紙No.4〜No.6に対して、定着器320の分割発熱素子（H3〜H5）のみを発熱し、最大定着温度として定着制御を行う。時刻t2以後は、No.7以降の記録用紙に対して、副走査方向のトナー載り量情報（図８（イ）のD7〜）に基づき、定着器320の分割された発熱素子H4〜H6の温度制御をして定着を行う。従って、図８（イ）の記録用紙No.4〜No.6に対応するトナー載り量情報D4〜D6は使用されない。

なお、用紙切れ発生の際には、記録用紙検出部323からシステムコントローラ部に用紙切れ情報を通知し、システムコントローラ部の定着温度算出部324からプリントコントローラ部に定着温度情報を通知し、定着器を最大定着温度にする必要がある。従って、用紙切れ発生から次の用紙を出力するまでに一定の時間を要する。これは、図８における、定着器を通過する３ページ目から４ページ目の間の、給紙カセット切替に要する時間に相当する。

（トナー載り量検知及びそれに基づく定着制御）
図７Ａ、図７Ｂのフローチャートを用いて本実施例に係る画像形成装置101におけるトナー載り量検知及び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７Ａはシステムコントローラ部301において、ＣＰＵ304の制御のもと実行される処理を示し、図７Ｂはプリントコントローラ部302において、ＣＰＵ315の制御のもと実行される処理を示している。

まず、システムコントローラ部301におけるＣＰＵ304の制御に基づくトナー載り量検知処理について図７Ａを用いて説明する。
なお、図７Ａ、図７Ｂそれぞれに示すフローチャートの説明におけるページとは、出力する１ページの画像データのことであり、Ｎは記録用紙11のページ番号、Ｍ、Ｍ'（それぞれ２以上の整数）は画像データの分割領域数とする。

ＣＰＵ304は、読取部やコンピュータ装置などの外部から入力された印刷ジョブを受け取って印刷処理を開始する。
S701において、ＣＰＵ304はＮページ目の画像データを主走査方向にＭ分割（図９（ａ）の例ではM＝７）する処理を行う。
S702において、トナー載り量検知部311は主走査方向にＭ分割された１つの領域のトナー載り量検知を行う。
S703において、トナー載り量検知部311はＭ分割された当該１つの領域の検知されたトナー載り量に基づきトナー載り量算出を行い、トナー載り量情報を得る。S702とS703の処理をＭ分割された全ての領域に対して繰り返し行う。

S704において、トナー載り量検知部311は、Ｎページ目の画像データにおける主走査方向全領域のトナー載り量情報を定着温度算出部324に送る。定着温度算出部324は、トナー載り量情報に基づき発熱素子の各領域毎に、定着に必要な最低温度を算出し定着温度情報として出力する。定着温度情報は、プリンタ通信ＩＦ、通信ライン303を介してコントローラ通信ＩＦに送信され、プリンタコントローラ内のＲＡＭ317に記録する。
S705において、ＣＰＵ304は、プリンタコントローラ部302からプリンタ通信ＩＦ313を介して用紙切れ情報を受信しているか否か判断する。ここでいう用紙切れ情報は、今まで給紙されていた記録用紙と同サイズで同じ向きの記録用紙の残量がゼロであり、別の給紙カセットに、同サイズで異なる向きの記録用紙がある旨の情報である。そのような用紙切れ情報を受信していない場合にはS706に進む。S706では次のページ（N+1ページ）の画像データを読み込み、その後、S701 からS705の処理を繰り返す。一方、S705において上記の用紙切れ情報を受信した場合には、S701において、ＣＰＵ304はN+1ページ目の画像データを副走査方向にＭ分割（図９（b））する処理を行う。

S708において、トナー載り量検知部311は副走査方向にＭ'分割された領域（図９（b）の例ではM'＝3）のうちの１つの領域のトナー載り量検知を行う。
S709において、トナー載り量検知部311は当該１つの領域の検知されたトナー載り量に基づきトナー載り量算出を行い、トナー載り量情報を得る。S708とS709の処理をＭ'分割された全ての領域に対して繰り返し行う。
S710において、トナー載り量検知部311は、N+1ページ目の画像データにおける副走査方向全領域のトナー載り量情報を、定着温度算出部324に送る。定着温度算出部324は、トナー載り量情報に基づき発熱素子の各領域毎に、定着に必要な最低温度を算出し定着温度情報として出力する。定着温度情報は、プリンタ通信ＩＦ、通信ライン303を介してコントローラ通信ＩＦに送信し、ＲＡＭ317に記録する。

S727において、ＣＰＵ304は、印刷ジョブに対する全ての画像データについてトナー載り量情報の出力が終了したか否かを判断し、終了している場合には図７Ａの処理を終了する。一方、 終了していない場合にはS711に進む。
S711において、ＣＰＵ304は次のページN+2ページ目の画像データを読み込んでS707からS727の処理を繰り返す。

次に、プリントコントローラ部302におけるＣＰＵ315の制御に基づく定着制御処理について図７Ｂを用いて説明する。
先ず、S712において、ＣＰＵ315は、システムコントローラ部301からコントローラ通信ＩＦ321を介してNページ目の画像データにおける主走査方向のトナー載り量情報に対応する定着温度情報を受信しているか否か判断する。受信していない場合にはS712に戻る。受信した場合にはS713に進む。
S713において、記録用紙検出部323により現在給紙をしている給紙カセットの残量がゼロとなった旨検知されたか否か判断し、検知されていないと判断した場合にはS714に進む。
S714において、定着温度制御部319は、Nページ目の画像データに対し、定着温度算出部324により通知されＲＡＭ317に記録された定着温度情報に基づき、定着器320の発熱素子をその分割領域毎に温度制御する。それにより、画像データに対して、適切な定着温度調整がなされる。

次いで、S715において、ＣＰＵ315は次のページ（N+1ページ）の画像データに対して、S712 からS713の処理を繰り返す。
一方、S713において、記録用紙検出部323により現在給紙をしている給紙カセットの残量がゼロとなった旨検知されたと判断した場合には、S716において、記録用紙検出部323により、他のカセットから記録用紙が供給可能か否か、即ち、他のカセットの記録用紙の残量の有無の検出を行う。
即ち、ＣＰＵ315は、記録用紙検出部323の検出結果及び記憶部318の情報を基に、他の給紙カセットに、今まで給紙された記録用紙と同サイズで同じ向きの記録用紙が有るか否か判断する。有ると判断した場合にはS714に進み、無いと判断した場合にはS717に進む。
S717において、ＣＰＵ315はさらに、記録用紙検出部323の検出結果及び記憶部318の情報を基に、他の給紙カセットに同サイズで異なる向きの記録用紙があるか否かを判断する。無いと判断した場合にはS718に進み、有ると判断した場合にはS720に進む。

S718において、ＣＰＵ315は記録用紙の補給を待ち、定着温度制御部319により定着器320の温度を下げる。
S719において、記録用紙検出部323により、給紙カセットに、今まで給紙された記録用紙と同サイズで同じ向きの記録用紙が補給されたことが検知されると、S718の記録用紙補給待ちの状態を終了し、S714の定着制御に進む。一方、同サイズで同じ向きの記録用紙が補給されるまではS718を継続する。
なお、今まで給紙された記録用紙と同サイズで異なる向きの記録用紙が補給されたことが検知された場合には、S720に進む。
S720において、プリントコントローラ部302は、コントローラ通信ＩＦ321とプリンタ通信ＩＦ313を介して、用紙切れ情報をシステムコントローラ部301に通知する。ここでの用紙切れ情報は、今まで給紙されていた記録用紙と同サイズで同じ向きの記録用紙の残量がゼロであり、別の給紙カセットに、同サイズで異なる向きの記録用紙がある旨の情報である。

S721において、ＣＰＵ315は、システムコントローラ部301からコントローラ通信ＩＦ321を介して副走査方向のトナー載り量情報に対応する定着温度情報を受信しているか否か判断する。受信していない場合にはS721に戻る。受信した場合にはS722に進む。ここでは、副走査方向のトナー載り量情報に対応する定着温度情報を受信するまでS721の処理を繰り返す。
S722において、ＣＰＵ315は、これから定着制御を行うページが、用紙切れが発生し副走査方向のトナー載り量情報に対応する定着温度情報を受信してから４ページ目以降か否かを判断する。４ページ目以降の定着制御の場合にはS725に進む。４ページ目未満の場合にはS723に進む。
S723においては、定着器320は副走査方向のトナー載り量情報に対応する定着温度情報を受信してから３ページ目までは、対応する分割発熱素子（図９（b）の例ではH3〜H5）のみを最大定着温度で発熱し定着を行う。次いで、S724において、ＣＰＵ315は、次のページ（N+1ページ）に対してS722の処理を行う。

一方、S725において、定着温度制御部319は、N+4ページ目の画像データに対し、定着温度算出部324により通知されＲＡＭ317に記録された定着温度情報に基づき、定着器320の対応する分割発熱素子をそれぞれ温度制御する。即ち、図９（b）の例では分割発熱素子H3〜H5をそれぞれ温度制御する。それにより、印刷途中で画像データの向きが変更されても、画像データに対して、適切な定着温度調整がなされる。
S728において、ＣＰＵ304は、印刷ジョブに対する全ての画像データについて、定着動作が終了したか否かを判断し、終了している場合には図７Ｂの処理を終了する。
一方、終了していない場合にはS726に進む。S726において、ＣＰＵ315は次のページ（N+5ページ）の画像データに対してS725、S728の処理を繰り返す。

以上、説明したように、印刷途中で画像データの向きが変更されても、適切に定着温度調整を行うことで、生産性を低下することなく、出力する画像データの画像品質を維持することが可能となる。

上記実施例では、プリントコントローラ部の定着温度制御部319は、システムコントローラ部の定着温度算出部324により決定した定着温度情報を基に、定着器320の温度制御を行うものとした。それに代えて、システムコントローラ部のトナー載り量検知部311からのトナー載り量情報を基に、定着温度制御部319が定着器320の温度制御を行うようにしてもよい。その場合、定着温度算出部324はシステムコントローラ部でなくプリントコントローラ部に設けられ、トナー載り量検知部311より通信ライン303を介してトナー載り量情報を受信して定着器320の温度制御を行うようにすればよい。
また、上記実施例では、用紙切れ後、今まで給紙されていた記録用紙と同サイズで向きが異なる記録用紙が引き続き出力される場合には、用紙切れ後所定ページに達するまでの記録用紙に対応するトナー載り量情報は使用されない。一方、用紙切れ後、所定ページに達するまでの記録用紙に対応するトナー載り量情報を検知しないようにしてもよい。

本発明を図３に示すように、システムコントローラ部とプリントコントローラ部に分けた画像形成装置について適用した例を説明した。しかし、本発明はこれに限らず、システムコントローラ部とプリントコントローラ部が一体となった画像形成装置についても適用可能である。
また、本発明を電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である、中間転写体を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置について適用した例を説明したが、本発明これに限らず、他の方式の画像形成装置にも適用可能である。

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。

101 画像形成装置
301 システムコントローラ部
302 プリントコントローラ部
308 画像処理部
311 トナー載り量検知部
319 定着温度制御部
323 記録用紙検出部
324 定着温度算出部

Claims (4)

1. 電子写真方式により形成されたトナー画像を記録媒体上に熱定着する定着器を備え、該定着器での定着温度が所定温度に達した時に定着動作を行うように構成された画像形成装置であって、
   画像データを第１の方向に領域分割し、分割された各領域におけるトナー載り量の情報を検知する検知手段と、
   検知されたトナー載り量情報に応じて前記定着器の分割領域毎の定着温度を決定する決定手段と、
   該決定された定着温度に応じて前記定着器を温度制御する温度制御手段と、を有し、
   前記定着器へ供給される記録媒体の向きが変更された場合、前記検知手段は、該変更に応じて前記第１の方向とは異なる第２の走査方向に領域分割された各領域における前記画像データのトナー載り量の情報を検知することを特徴とする画像形成装置。
2. さらに、複数のカセットにおける記録媒体の種別及び向きに関する情報を記憶する記憶手段と、
   記録媒体を供給しているカセットにおける記録媒体の残量を検出する残量検出手段と、
   該残量検出手段により、使用中の記録媒体を供給しているカセットにおける記録媒体の残量が無くなったことが検出され、別のカセットから記録媒体を供給可能な場合に、前記記憶手段の情報を基に記録媒体の向きが変更されるか否かを判断する判断手段と、を有するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判断手段により前記定着器へ供給される記録媒体の向きが変更されると判断された場合、前記決定手段は、前記定着器へ供給される向き変更後の記録媒体が１ページから所定ページに達するまでは最大定着温度とし、所定ページ以後のページに対しては前記第２の方向における画像データのトナー載り量の情報に応じた定着温度とする、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記検知手段は、前記定着器へ供給される記録媒体の前記所定ページ前の記録媒体に対応した、画像データのトナー載り量の情報を検知する、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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