JP2019191409A - 画像形成装置、画像形成システム、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着温度の制御に必要な構成のコストアップを抑制する定着温度の制御方法を提供する。【解決手段】 画像データに基づき、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材に形成された画像を定着する定着手段と、画像データを、記録材の搬送方向と直交する方向である主走査方向に第１の解像度かつ記録材の搬送方向である副走査方向に前記第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となる複数のエリアを含む変換データに変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記変換データを解析する解析手段と、前記解析手段により解析された解析結果に応じて、前記定着手段の定着温度を制御する温度制御手段と、を備える。【選択図】 図５

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、形成する画像に応じて定着温度を適切に制御したいという要望がある。特許文献１では、画像データから求めたトナー量に応じて、定着温度を制御する方法が開示されている。具体的には、画像データの全領域を３２ドット×３２ドット等の大きさの複数のエリアに区切って、全てのエリアの中で最もトナー量が多いエリアのトナー量と画像全体の印字率から定着温度を制御している。つまり、最大トナー量が多ければ定着温度を上げ、最大トナー量が少なければ定着温度を下げて定着を行う。

特開２０１６−４２３１号公報

従来の方法により、形成する画像の印字率に応じた定着温度の制御を行うことができる。しかし、従来の方法では、画像データの全領域を解析し、最もトナー量の多いエリアを見つける制御を行うためには、画像データに対応する膨大なメモリや画像解析を行う処理速度の速いＣＰＵなどの構成が必要となる。その結果、コストアップにつながってしまう可能性があるという課題があった。

本出願にかかる発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、定着温度の制御に必要な構成のコストアップを抑制する定着温度の制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、画像データに基づき、画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材に形成された画像を定着する定着手段と、画像データを、記録材の搬送方向と直交する方向である主走査方向に第１の解像度かつ記録材の搬送方向である副走査方向に前記第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となる複数のエリアを含む変換データに変換する変換手段と、前記変換手段により変換された前記変換データを解析する解析手段と、前記解析手段により解析された解析結果に応じて、前記定着手段の定着温度を制御する温度制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、定着温度の制御に必要な構成のコストアップを抑制する定着温度の制御方法を提供することができる。

画像形成装置１００の概略構成図 画像形成装置１００の制御部等を示したブロック図 フィルム加熱方式の定着装置６を示した概略構成図 定着温度の制御を行った場合の一例を示す図 定着温度を制御する方法を示したフローチャート 定着温度を制御する方法を行った結果を示す図 定着温度を制御する方法を行った結果を示す図 画像１〜画像６まで、記録材Ｐに形成されるさまざまなパターンの画像の例を示した図 定着温度を制御する方法を示したフローチャート 定着温度を制御する方法を行った結果を示す図 定着温度を制御する方法を行った結果を示す図 テキスト画像を示した図

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（第１の実施形態）
［画像形成装置の説明］
図１は、画像形成装置の概略構成図である。なお、ここでは一例としてモノクロ画像を形成する画像形成装置について説明するが、画像形成装置はこれに限られるものではない。例えば、感光ドラムから中間転写ベルトに一次転写された画像を記録材に二次転写する中間転写方式によりカラー画像を形成する画像形成装置や、感光ドラムから記録材に直接転写する直接転写方式によりカラー画像を形成する画像形成装置にも適応可能である。

感光体としての感光ドラム１は、ＯＰＣ（有機光半導体）、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料をアルミニウム合金やニッケルなどで形成されたシリンダ上のドラム基体上に設けて構成したものである。感光ドラム１は、不図示の駆動手段としてのモータによって、矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。

帯電手段としての帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面を所定の極性・電位に均一に帯電する。露光手段としてのレーザスキャナ３から照射されるレーザビームＥによって、帯電された感光ドラム１の表面を走査することで、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。レーザスキャナ３は、画像情報に応じてレーザビームＥを照射するか否かを制御する。このように制御されたレーザビームＥを感光ドラム１の長手方向に走査することで、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。

感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４で現像剤（トナー）により現像され、画像として可視化される。現像装置４による現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、接触現像法などが用いられる。このように画像データに基づき画像を形成するための各部材を画像形成手段と称することもできる。

現像装置４により現像された感光ドラム１上の画像は、記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙トレイ１０１に積載されており、給紙ローラ１０２によって１枚ずつ給紙される。給紙された記録材Ｐは、搬送ローラ１０３により搬送される。搬送されている記録材Ｐの先端は、トップセンサ１０４によって検知される。トップセンサ１０４の位置と転写ニップ部Ｔとの位置、及び記録材Ｐの搬送速度から、記録材Ｐの先端が転写ニップ部Ｔに到達するタイミングが求まる。記録材Ｐが転写ニップ部Ｔに到達するタイミングに応じて、感光ドラム１上の画像も転写ニップ部Ｔに移動され、転写手段としての転写ローラ５に転写バイアスを印加することで、記録材Ｐ上に転写される。

画像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置６へ搬送される。定着装置６における加熱部材１０と加圧ローラ２０との間の定着ニップ部にて挟持搬送されつつ、加熱・加圧されて、記録材Ｐの表面に画像が定着される。定着された記録材Ｐは、排紙ローラ１０６により画像形成装置１００上に形成されている排紙トレイ１０７に排出される。なお排紙センサ１０５により記録材Ｐの先端及び後端が通過するタイミングを検知することで、ジャム等の発生がないかモニターしている。一方、記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング手段としてのクリーニング装置７のクリーニングブレード７１によってクリーニングされる。このような一連の動作を行い、画像形成動作は終了する。

［制御部の構成］
図２は、画像形成装置１００の制御部等を示したブロック図である。プリンタ制御部３０４は、コントローラ３０１（第１の制御部）とエンジン制御部３０２（第２の制御部）によって、画像形成装置１００の制御を行っている。コントローラ３０１は、コントローラインターフェイス３０５を介してホストコンピュータ３００と接続され、通信を行う。コントローラ３０１は、ホストコンピュータ３００から受信した画像データに基づき、画像処理部３０３で文字コードのビットマップ化やグレイスケール画像のハーフトーニング処理等を行い、画像情報を生成する。そして、生成した画像情報をエンジン制御部３０２のビデオインターフェイス３１０を介して、制御手段としてのエンジン制御部３０２に送信する。つまり、コントローラ３０１とエンジン制御部３０２は、ビデオインターフェイス３１０を介して通信可能である。画像情報には画像処理部３０３で算出した定着温調を制御するための情報も含まれる。なお、定着温調を制御するための情報の具体的な算出方法については、後で詳しく説明する。

エンジン制御部３０２における、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３１４は、レーザスキャナ３の発光タイミングなどの画像形成に関する一部の制御を行っている。エンジン制御部３０２における、中央演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１１は、プリントモードや画像サイズ情報などに応じて、画像形成に関する一部の制御を行っている。ＣＰＵ３１１は、必要に応じてＲＡＭ３１３に情報をストアする、ＲＯＭ３１２若しくはＲＡＭ３１３に保存してあるプログラムを使用する、ＲＯＭ３１２若しくはＲＡＭ３１３に保存してある情報を参照するなどを行う。これにより、定着制御部３２０で定着装置６における定着温度の制御、給紙搬送制御部３３０で給紙ローラ１０２の給紙速度や給紙間隔の制御、画像形成制御部３４０でプロセススピードや現像、帯電、転写などの制御を行う。さらに、コントローラ３０１は、ユーザがホストコンピュータ上で行った指示に応じて、プリント命令、キャンセル指示などをエンジン制御部３０２に送信し、印字動作の開始や中止などの制御も行う。

［定着装置］
図３は、フィルム加熱方式の定着装置６を示した概略構成図である。定着装置６は、加熱を行うフィルムユニット１０と、加圧を行う加圧ローラ２０により構成される。フィルムユニット１０は、伝熱部材としての加熱用回転体である耐熱性フィルム（定着フィルム）１３と、加熱部材である加熱ヒータ１１と、ヒータ保持部材である断熱ステイホルダー１２で構成される。また、フィルムユニット１０に対向する位置に加圧ローラ）２０が配置されている。定着フィルム１３を介して加熱ヒータ１１と加圧ローラ２０とで形成されるニップ部において、画像ｔが形成された記録材Ｐを挟持搬送させる。これにより、画像ｔに加熱、加圧が行われることにより、画像ｔは記録材Ｐに定着される。

加熱ヒータ１１における定着フィルム１３との摺動面と反対側の面には、温度検知手段としてのサーミスタ１４が配置されており、エンジン制御部３０２により加熱ヒータ１１が所望の温度になるように制御されている。加熱ヒータ１１は、セラミックであるアルミナ又は窒化アルミから成る基板（絶縁基板）１１３上に抵抗発熱層（発熱体）１１２を有する。そして、抵抗発熱層１１２の絶縁と耐摩耗性の為にオーバーコートガラス１１１で覆われていて、オーバーコートガラス１１１が定着フィルム１３の内周面に接触する様に構成されている。

［定着フィルム］
定着フィルム１３は、以下のような複合層フィルムである。まず、ＳＵＳ等の薄い金属製素管やポリイミド等の耐熱樹脂とグラファイトなどの熱伝導フィラーを混練する。そして、混練したものを筒状に成型した基層の表面に、直接又はプライマ層を介してＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層をコーティング又はチューブ被覆した複合層フィルムである。本実施形態で用いた定着フィルム１３は、基層ポリイミドにＰＦＡをコーティングしたものを用いた。総膜厚は７０μｍで、外周長は５６ｍｍである。

定着フィルム１３は、内部の加熱ヒータ１１及び断熱ステイホルダー１２に摺擦しながら回転するため、加熱ヒータ１１及び断熱ステイホルダー１２と定着フィルム１３の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、加熱ヒータ１１および断熱ステイホルダー１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより、定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。

［加圧ローラ］
加圧ローラ２０は、鉄等からなる芯金２１の上に絶縁性のシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムを発泡して弾性層２２を形成し、その上に接着層としてプライマ処理されて接着性をもつＲＴＶシリコーンゴムを塗布する。そして、更にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等にカーボン等の導電剤を分散させたチューブを被覆又はコーティング塗工した離型層２３を形成して構成されている。本実施形態では、ローラ外径は２０ｍｍ、ローラ硬度は４８°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ ６００ｇ加重）の加圧ローラを使用している。

加圧ローラ２０は不図示の加圧手段により、長手方向両端部から加熱、定着に必要なニップ部を形成するべく１５Ｋｇ・ｆで加圧されている。また、長手方向端部から芯金２１を介して不図示の回転駆動により、図３の矢印の方向（反時計周り方向）に回転駆動される。これにより、定着フィルム１３は断熱ステイホルダー１２の外側を、図３の矢印方向（時計周り方向）に従動回転する。

［加熱ヒータ］
加熱ヒータ１１は、定着フィルム１３の内部に備えられ、基板１１３上に抵抗発熱層１１２を形成し、更にその上から薄肉のオーバーコートガラス１１１で覆われている。オーバーコートガラス１１１は耐電圧と耐摩耗性に優れていて、定着フィルム１３に摺動する様に構成されている。本実施形態では、熱伝導率１．０Ｗ／ｍ・Ｋ、耐圧特性２．５ＫＶ以上、膜厚７０μｍのものを使用した。本実施形態の加熱ヒータ１１の基板１１３は、アルミナを用いた。寸法は幅６．０ｍｍ、長さ２６０．０ｍｍ、厚み１．００ｍｍ、熱膨張率は７．６×１０−６／℃である。本実施形態の抵抗発熱層１１２は、銀パラジウム合金で形成され総抵抗値２０Ω、抵抗率の温度依存性は７００ｐｐｍ／℃である。

［ホルダー］
断熱ステイホルダー１２は、加熱ヒータ１１を保持すると共に、ニップ部と反対方向への放熱を防ぎ、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。そして、定着フィルム１３が余裕をもって外嵌され、回転自在に配置されている。本実施形態に用いたホルダー１２は、材質液晶ポリマー、耐熱性２６０℃、熱膨張率６．４×１０−５のものを用いた。

［定着制御部］
定着制御部３２０は、定着温度制御プログラムを有し、サーミスタ１４の検知温度を基に加熱ヒータ１１の温度を所定の定着温度に制御する。定着温度を制御する方法としては、比例項、積算項、微分項からなる以下の式（１）によるＰＩＤ制御が好ましい。
ｆ（ｔ）＝α１×ｅ（ｔ）＋α２×Σｅ（ｔ）＋α３×（ｅ（ｔ）−ｅ（ｔ−１））・・・（１）
ｔ：制御タイミング
ｆ（ｔ）：タイミングｔでの制御周期内のヒータ通電時間割合（１以上がフル点灯）
ｅ（ｔ）：現在ｔの目標温度と実温度の温度差
ｅ（ｔ−１）：前回ｔ−１での目標温度と実温度の温度差
α１：Ｐ（比例）項ゲイン
α２：Ｉ（積分）項ゲイン
α３：Ｄ（微分）項ゲイン
式（１）の右辺における第１項から順に、比例制御、積分制御、微分制御に対応している。ここで、α１〜α３は制御周期内のヒータ通電時間割合の増減量に重み付けを行う為の比例係数である。定着装置６の特性に応じて、適宜α１〜α３を設定することで、最適な温度制御をすることができる。

ｆ（ｔ）の値に応じて、制御周期内でのヒータ通電時間を決定し、不図示のヒータ通電時間制御回路を駆動させて、ヒータ出力電力を決定する。また、Ｄ項が必要でなければ、Ｄ項ゲインを０に設定することでＰ項とＩ項のみが機能するＰＩ制御で制御しても良い。本実施形態では、制御タイミングは制御周期である１００ｍｓｅｃ間隔で更新し、Ｐ項ゲイン（α１）を０．０５℃−１、Ｉ項ゲインを０．０１℃−１（α２）、Ｄ項ゲインを０．００１℃−１（α３）とした。ｆ（ｔ）の値が１である場合は、制御周期内の通電時間が最大となり、ｆ（ｔ）の値が１より大きい場合は、制御周期内の最大通電時間において通電する設定とした。

図４は、上述した定着温度の制御を行った場合の一例を示す図である。画像形成装置の動作に応じて、温度制御シーケンスを行う。図４に示すように、画像形成動作を開始してから、記録材Ｐの先端が定着ニップ部に突入するまでの期間とする前回転期間においては、定着温度Ｔｏ（℃）を１８０℃とする。また、記録材Ｐの先端が定着ニップ部に突入してから、記録材Ｐの後端が定着ニップ部を抜けるまでの期間とする通紙期間においては、定着温度Ｔ℃を１９０℃とする。ここでは、一例としてＴ℃を１９０℃としているが、定着温度Ｔ℃は１９０℃〜２１０℃の範囲で設定する。定着温度Ｔ℃の算出方法は、後で詳しく説明する。

［定着温度の算出方法］
画像処理部３０３は、グレイスケール画像のハーフトーニング処理などの他に、画像情報から定着温度を算出する処理も行う。以下に、具体的な定着温度の算出方法について説明する。なお、本実施形態においては、まず、変換手段としての画像処理部３０３は画像情報から印字率を算出する。その際に、主走査方向全域×副走査方向２ｍｍを１つのエリアとして印字率の算出を行う。言い換えれば、主走査方向に第１の解像度、且つ副走査方向に第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となるようなエリアへと、画像データを変換した変換データとして印字率を算出しているといえる。しかし、エリアの分け方としてはこれに限られるものではなく、主走査方向に複数のエリアにわけてもよいし、副走査方向に２ｍｍより長い範囲を１つのエリアとしてもよい。エリアの分割方法は、制御したい定着温度の精度や、制御にかかる時間やプリンタ制御部３０４の処理能力などを鑑み、適宜設定することができる。なお、主走査方向とは記録材の搬送方向に直交する方向であり、副走査方向とは記録材の搬送方向であるということもできる。

図５は、定着温度を制御する方法を示したフローチャートである。Ｓ５０１において、変換手段としての画像処理部３０３は１つのエリア内の印字率を加算し、数値Ｘを求める。Ｓ５０２において、解析手段としての画像処理部３０３は求めた数値Ｘが第１の閾値である下限閾値Ｗより小さいか否かを判断する。下限閾値Ｗは、１枚の記録材Ｐに形成する画像において、副走査方向における画像間隔の有無を検知するための値である。言い換えれば、テキスト画像における行間の認識をするための値ということもできる。１つのエリアにおける印字率の加算値である数値Ｘが下限閾値Ｗを下回る場合、下限閾値Ｗの値の設定にもよるが、そのエリアにはほとんど画像が形成されないと判断することができる。つまり、テキスト画像における行間があると認識することができる。

なお、下限閾値Ｗの値を０に設定すると、１つのエリア内に１ｄｏｔの画像（細い縦帯）が形成され、行間であると判断したい場合であっても、行間であると認識ができなくなってしまう。逆に、下限閾値Ｗの値を大きく設定してしまうと、１つのエリアの中に例えばある程度濃い画像（太い縦帯）が形成され、行間であると判断したくない場合であっても、行間であると認識してしまう。このような認識により、必要以上に定着温度を上げすぎたり、下げすぎたりしてしまう可能性がある。本実施形態の定着装置６においては、８ｍｍ幅以下の縦帯であれば、後述する定着温度を１９０℃に下げても定着性を確保して定着することができる。よって、本実施形態における具体例としては、１つのエリアの大きさを、主走査方向の長さ２００ｍｍ×副走査方向の長さ２ｍｍとした場合に、下限閾値Ｗの値を０．０４（４％）と設定した。下限閾値Ｗの値は、定着装置６の性能や、１つのエリアの大きさ等に応じて、適宜設定することが可能である。

Ｓ５０２において、数値Ｘが下限閾値Ｗよりも小さい場合はＳ５０３に進み、数値Ｘが下限閾値Ｗ以上である場合はＳ５０７に進む。Ｓ５０３において、画像処理部３０３は数値Ｘが最大値Ｙよりも大きいかを比較する。数値Ｘが最大値Ｙよりも大きい場合はＳ５０４に進み、数値Ｘが最大値Ｙ以下（これまでの最大値以下）である場合はＳ５０５に進む。Ｓ５０４において、画像処理部３０３は最大値Ｙの値を数値Ｘの値に更新する。Ｓ５０５において、画像処理部３０３は数値Ｘの値をリセットする。なお、ここでは一例として１つのエリアにおける数値Ｘが下限閾値Ｗより小さい場合には、数値Ｘをリセットしているが、これに限られるものではない。例えば、２つのエリアで加算した数値Ｘが下限閾値Ｗより小さければ数値Ｘをリセットするというように制御を行ってもよい。Ｓ５０６において、画像処理部３０３は印字率を算出するエリアが最後であるか否かを判断する。最後でなければ、Ｓ５０１に戻り処理を繰り返し、最後であればＳ５０９に進む。

Ｓ５０２において数値Ｘが下限閾値Ｗ以上（第１の閾値以上）である場合は、Ｓ５０７において、画像処理部３０３は数値Ｘをリセットせず保持する。Ｓ５０８において、画像処理部３０３は印字率を算出するエリアが最後であるか否かを判断する。最後でなければ、数値Ｘを保持したままＳ５０１に戻り処理を繰り返す。最後であれば、Ｓ５０３に進み数値Ｘと最大値Ｙの比較を行う。

Ｓ５０９において、解析手段としての画像処理部３０３は算出した最大値Ｙに基づき、画像の種類の判断を行う。具体的には、最大値Ｙと第２の閾値としての上限閾値Ｚを比較することで画像の種類を判断する。最大値Ｙが上限閾値Ｚ以下（第２の閾値以下）である場合は、画像はパターンＡであると判断し、最大値Ｙが上限閾値Ｚよりも大きい場合は、画像はパターンＢであると判断する。つまり、画像データを変換して求めた数値Ｘに基づく各数値を解析することにより、画像の種類を判別することができる。なお、ここでは一例として説明の便宜上、画像を２パターンに分ける方法について説明する。しかし、これに限られるものではなく、画像の種類を２つ以上にわけて、より細かく定着温度を制御してもよい。

上限閾値Ｚは、１枚の記録材Ｐに形成する画像の中に高濃度領域が存在するか否かを判断するための値となる。最大値Ｙが上限閾値Ｚ以下である場合は、画像全域において定着温度を上げて定着を行う高濃度領域が存在しないと判断できる。最大値Ｙが上限閾値を大きい場合は、画像全域の中に定着温度を上げて定着を行う高濃度領域が存在すると判断できる。このように、上限閾値Ｚを用いて画像の種類を判断することで、高濃度領域が存在するか否かを判断することができ、定着温度を適切に制御することができる。なお、本実施形態においては、一般的なテキストの場合、最大値Ｙが０．３を上回ることがないため、上限閾値Ｚを０．３と設定した。上限閾値Ｚの値は、定着装置６の性能や、１つのエリアの大きさ等に応じて、適宜設定することが可能である。

Ｓ５１０において、温度制御手段としてのエンジン制御部３０２は解析結果である画像の種類に応じて定着温度を制御する。具体的には、下記の表（１）の温調テーブルに基づき、画像がパターンＡである場合は定着温度を１９０℃に、画像がパターンＢである場合は定着温度を２１０℃に制御する。

このような定着温度を制御する方法を行うことで、画像の種類に応じて定着温度を適切に制御することができる。例えば定着しやすいテキスト主体と判断できる定着容易画像（パターンＡ）は定着温度を低くし、例えば定着しにくい縦帯や高濃度領域を含むと判断できる定着難画像（パターンＢ）は定着温度を高くすると制御できる。

なお、ここでは一例として、Ｓ５０１〜５０９を画像処理部３０３で行い、Ｓ５１０をエンジン制御部３０２で行う方法について説明したが、これに限られるものではない。例えば、Ｓ５０１の処理を画像処理部３０３で行い、Ｓ５０２〜Ｓ５１０の処理をエンジン制御部３０２で行ってもよい。この場合、画像処理部３０３から画像データそのものではなく、各エリアで変換した数値Ｘをエンジン制御部３０２へ送信すればよいため、通信量を減らすことができるという効果もある。また、画像処理部３０３から画像データそのものをエンジン制御部３０２に送信し、Ｓ５０１〜Ｓ５１０の処理をエンジン制御部３０２で制御することも可能である。また、Ｓ５０１〜Ｓ５０９を画像形成装置とネットワークでつながったサーバで処理を実行することも可能である。つまり、これらの処理を行う画像形成システム、又は画像形成方法ということもできる。

図６、図７は、一例の画像に対して、本実施形態における定着温度を制御する方法を行った結果を示す図である。図６（ａ）は、記録材Ｐに形成される画像を示している。ここでは、テキストが形成される画像を一例として示している。図６（ｂ）は、本実施形態における定着温度を制御する方法を行った場合の、具体的な数値を示している。

図６（ａ）は、副走査方向に画像が連続した縦帯のような画像は含まれておらず、テキスト主体の画像である。よって、１つのエリアで印字率を加算した数値Ｘが下限閾値Ｗより小さくなるエリアが多くあることが、図６（ｂ）からもみてとれる。具体的には図６（ａ）において、例えばＡ〜Ｌまでのアルファベットが形成されているエリアにおいては、１つのエリアにおける数値Ｘが下限閾値Ｗより大きくなっている。エリアごとに、数値Ｘは０．０５、０．０９、０．０７という値となり、３つのエリアの数値を積算した数値Ｘは０．２１となる。画像全域で処理を行った場合に、この数値Ｘが最も大きな値となるため、最大値Ｙも０．２１となる。最大値Ｙが上限閾値Ｚ（０．３０）より小さいため、図６（ａ）はテキストの特徴を持ったパターンＡと判断でき、定着温度を１９０℃と制御することができる。

図７（ａ）は、記録材Ｐに形成される画像を示している。ここでは、副走査方向に画像が連続した縦帯が形成される画像を一例として示している。図７（ｂ）は、本実施形態における定着温度を制御する方法を行った場合の、具体的な数値を示している。

図７（ａ）は、副走査方向に画像が連続した縦帯のような画像が含まれている。副走査方向に下限閾値Ｗより印字率の高い画像が連続しているため、図７（ｂ）では数値Ｘの印字率が加算され続け大きくなっていることがみてとれる。具体的には図７（ａ）において、１つのエリアにおける数値Ｘが０．０７（印字率７％）である画像が２４エリア連続している。よって、２４のエリアの数値を積算した数値Ｘは０．０７×２４＝１．６８となる。画像全域で処理を行った場合に、この数値Ｘが最も大きな値となるため、最大値Ｙも１．６８となる。最大値Ｙが上限閾値Ｚ（０．３０）より大きいため、図７（ａ）はパターンＢと判断でき、定着温度を２１０℃と制御することができる。

図８は、画像１〜画像６まで、記録材Ｐに形成されるさまざまなパターンの画像の例を示している。これらの画像に本実施形態の定着温度を制御する方法を行った結果を、表（２）に示す。

画像１は、画像全域にわたって格子が形成され、部分的にテキストが形成される画像を示している。このような画像においては、１エリアにおける印字率を積算した数値Ｘが下限閾値Ｗより小さくなるため、数値Ｘがたびたびリセットされる。よって、最大値Ｙの値は０．２０と上限閾値Ｚ（０．３０）より小さくなるため、画像１はパターンＡであると判別できる。

画像２は、画像の中央の一部にテキストが形成されている、画像全域にわたって印字率が低い画像を示している。このような画像においても、１エリアにおける印字率を積算した数値Ｘが下限閾値Ｗより小さくなるため、数値Ｘがたびたびリセットされる。よって、最大値Ｙの値は０．０５と上限閾値Ｚ（０．３０）より小さくなるため、画像１はパターンＡであると判別できる。

画像３は、画像全体の印字率は低いが、副走査方向における後端部の印字率が高い画像を示している。このような画像においては、副走査方向における先端部での数値Ｘは低くなるものの、後端部における数値Ｘは複数エリア分の印字率が積算されていき、数値が大きくなる。最大値Ｙは１．２と上限閾値Ｚ（０．３０）より大きくなるため、画像３はパターンＢであると判別できる。

画像４は、画像全域にわたってテキストが形成される画像を示している。このような画像においては、テキストの間の行間において、たびたび数値Ｘがリセットされる。よって、最大値Ｙの値は０．２５と上限閾値Ｚ（０．３０）より小さくなるため、画像４はパターンＡであると判別できる。

画像５は、画像全体の印字率は低いが、副走査方向に画像が連続する縦帯と呼ばれる画像を示している。このような画像においては、複数のエリアにおいて数値Ｘが下限閾値Ｗよりも大きくなるため、数値Ｘがリセットされることなく積算されていき、数値が大きくなる。よって、最大値Ｙの値は、９．８と上限閾値Ｚ（０．３０）より大きくなるため、画像５はパターンＢであると判別できる。

画像６は、副走査方向の先端部、中央部、後端部に主走査方向に連続した画像を示している。このような画像においては、主走査方向に連続した画像によって、１つのエリアにおける数値Ｘが大きくなる。よって、最大値Ｙの値は１９．８と上限閾値Ｚ（０．３０）より大きくなるため、画像６はパターンＢであると判別できる。

［定着性の評価方法］
次に、定着性の評価方法について説明する。気温２５℃、湿度５０％の環境下において、図８で示した画像１〜画像６を夫々１００枚連続で画像形成を行い、その際の定着性と電力の評価を行った。使用する記録材Ｐは、ＣＡＮＯＮ Ｒｅｄ Ｌａｂｅｌ ８０ｇ／ｃｍ２（サイズＡ４）を用いた。定着性の評価は目視で行った。定着性の評価の目安は以下のとおりである。
「○」：定着不良に起因する画像不良が見られず、画像品質を満たす。
「△」：定着不良に起因する白抜けがわずかに見られるが、画像品質を満たす。
「×」：定着不良に起因する白抜けが多くみられる。また、定着フィルムにトナーが一部付着し、記録材Ｐの後端部分にトナーによる汚れが発生してしまい、画像品質を満たさない。

なお、電力の測定は定着ヒータに対して直列に電力計（横河計測製ディジタルパワーメータＷＴ３１０）を繋ぎ、画像１〜画像６を夫々１００枚連続で画像形成した後の電力を測定した。また、本実施形態の制御方法との比較のために、以下に示す比較例１、２についても同様に定着性の評価を行った。

＜比較例１＞
どのような画像に対しても、最も高濃度な画像が形成されたとしても定着性を満足して定着できるように、定着温度を制御する。具体的には、画像に応じて定着温度を変更することはなく、一律２１０℃としている。

＜比較例２＞
形成する画像の印字率の情報に応じて、低印字率の画像は定着温度を下げ、高印字率の画像は定着温度を上げる制御を行う。具体的には、画像解像度を縦方向に１２ｄｐｉ、横方向に１２ｄｐｉとする。１画素当たり約２ｍｍ×２ｍｍとなる。そして、印字率３０％以上の画素をカウントし、合計数を全画素数で割ることにより印字率（Ｐ％）を算出する。求めた印字率（Ｐ％）に応じて、表（３）の温調テーブルに従って定着温度を制御する。表（３）の温調テーブルは、印字率と定着温度との関係が線形となるように設定している。

［定着性の検討結果］
表（４）に、第１の実施形態、比較例１、比較例２の夫々における定着性の検討結果を示す。

上記の表（４）からもわかるように、本実施形態における定着温度を制御する方法を実施することで、画像１〜画像６まで全ての画像において定着性が良好となっている。さらに、画像の種類に応じては定着温度を下げても定着性を満たすことができると適切に判断することができるため、画像１、２、４などでは消費電力を低く抑えることもできている。

例えば、比較例１は画像１〜画像６まで全ての画像に対して、定着温度を２１０℃としているため、定着性を満たすことはできる。しかし、画像１、２、４などの画像に対しても、必要以上の定着温度を付与してしまっているため、本実施形態と比べると消費電力が多くなってしまっていることがわかる。また、比較例２は画像１〜画像６まで夫々の画像の印字率に応じて定着温度を制御している。しかし、単純に印字率に応じて定着温度を制御すると、例えば画像３や画像５のように、印字率は低くとも画像の連続性により高い定着温度が必要な画像に対応することができない。よって、画像３や画像５の定着性を満たすことができなくなってしまっている。

このように、形成する画像の印字率を解析し、画像の種類を判別し、定着温度を適切に制御することができる。例えば、形成する画像の印字率に応じて定着温度を制御する方法においては、画像の種類によっては設定する定着温度と最適な定着温度とに乖離が発生してしまう場合があった。一般的に画像領域内において高濃度領域が存在する場合、定着装置６は、記録材Ｐを定着する際に多くの熱を奪われる。さらに、副走査方向に高濃度領域が連続する縦帯のような画像は、加熱部材１０の特定の部分から連続的に熱が奪われるため、画像全体の印字率が低いとしても高い定着温度が必要となる。本実施形態における定着温度を制御する方法を用いれば、このような状況においても適切に定着温度を制御することができる。

また、例えばテキストからなる画像の場合においては、加熱部材１０から熱が奪われにくい。テキストには一般的に行間があることが多く、副走査方向において、画像が形成されるラインと画像が形成されないラインとが存在することがある。このような特徴をもったテキスト画像は、画像が連続する縦帯のような画像と比較して加熱部材１０から連続的に熱が奪われることがない。よって、同じ印字率の縦帯の画像に比べると、定着温度を低くしても定着性を確保することができる。単純に印字率に応じて定着温度を制御するだけでは、このような画像の種類に応じた適切な定着温度を制御することができないが、本実施形態における定着温度を制御する方法を用いれば、このような状況においても適切に定着温度を制御することができる。つまり、画像の種類に応じて定着温度を下げても定着性を満たすことができ、且つ消費電力も低く抑えることもできる。

また、画像の種類に応じた定着温度の制御をするために、画像データに対して主走査方向及び副走査方向で細かくエリアを区切り、それぞれのエリアの印字率を認識するような方法も考えられる。しかし、細かくエリアを区切れば区切るほど、画像処理部３０３において、大きなメモリが必要となり画像処理部３０３における画像解析の処理時間も長くなってしまう。そのため、メモリやＩＣの性能によってはＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｔｉｍｅ）が遅くなってしまったり、画像解析の処理動作の信頼性を低下させたりしてしまう要因となり得る。

電子写真方式の画像形成装置においては、記録材Ｐの搬送方向である副走査方向に直交する主走査方向に対して画像データを読み込み、レーザにより露光を行うためにパルス幅等のデータに変換して、変換したデータをレーザスキャナ３に順次送信している。そのため、定着温度を制御するために画像処理部３０３において画像処理を行う場合においても、主走査方向に読み込んだ画像データを用いて、スキャナに変換したデータを送る処理と共通化して画像解析処理を行うことで、メモリの使用を効率化できる。さらに、画像解析の処理時間も短縮できる。

よって、本実施形態においては、一例として主走査方向全域×副走査方向２ｍｍを１つのエリアとして印字率の算出を行った。主走査方向に細かくエリアを区切らずとも、本実施形態における定着温度を制御する方法のように工夫を行えば、副走査方向におけるエリア間の印字率の増減から画像の種類を判別することができる。つまり、メモリやＣＰＵなどの定着温調の制御に必要な構成のコストアップを抑制できる。メモリやＣＰＵにかかる負担を抑制し、画像の種類に応じた適切な定着温度で定着を行うことにより、ＦＰＯＴの低下を抑制しつつ、消費電力も適正化できる画像形成装置を提供できる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、エリアごとの印字率を加算した数値Ｘについて、最大値Ｙを求めることにより画像の種類を判別する方法について説明した。本実施形態においては、エリア間の数値Ｘの差分を求めることにより画像の種類を判別する方法について説明する。なお、画像形成装置の構成等、先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの詳しい説明は省略する。

［定着温度の算出方法］
画像処理部３０３は、グレイスケール画像のハーフトーニング処理などの他に、画像情報から定着温度を算出する処理も行う。以下に、具体的な定着温度の算出方法について説明する。なお、本実施形態においてもまず、変換手段としての画像処理部３０３は画像情報から印字率を算出する。その際に、主走査方向全域×副走査方向２ｍｍを１つのエリアとして印字率の算出を行う。言い換えれば、主走査方向に第１の解像度、且つ副走査方向に第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となるようなエリアへと、画像データを変換した変換データとして印字率を算出しているといえる。しかし、エリアの分け方としてはこれに限られるものではなく、主走査方向に複数のエリアにわけてもよいし、副走査方向に２ｍｍより長い範囲を１つのエリアとしてもよい。エリアの分割方法は、制御したい定着温度の精度や、制御にかかる時間やプリンタ制御部３０４の処理能力などを鑑み、適宜設定することができる。

本実施形態においては、主走査方向に連なる２つのエリアの印字率の差分を繰り返し演算し、算出した印字率の差分の合計を差分値Ｓとする。そして、画像全域の印字率を印字率Ｄとする。差分値Ｓを印字率Ｄで割った値を印字率差Ｇとし、印字率差Ｇが閾値Ｔより大きいか否かで画像の種類を判別し、画像の種類に応じて定着温度を制御する方法について説明する。

図９は、定着温度を制御する方法を示したフローチャートである。Ｓ９０１において、変換手段としての画像処理部３０３は副走査方向に連続した２つのエリアについて、それぞれのエリア内の印字率を加算し、数値Ｘを求める。Ｓ９０２において、解析手段としての画像処理部３０３は副走査方向に連続した２つのエリアの数値Ｘの差分を求める。Ｓ９０３において、画像処理部３０３はＳ９０２で求めた差分を差分値Ｓに加算し、差分値Ｓの値を更新する。Ｓ９０４において、画像処理部３０３は印字率を算出するエリアが最後のであるか否かを判断する。最後であれば、Ｓ９０１に戻り処理を繰り返し、最後であればＳ９０５に進む。

Ｓ９０５において、画像処理部３０３は画像全域における印字率Ｄを算出する。Ｓ９０６において、解析手段としての画像処理部３０３は算出した差分値Ｓと印字率Ｄに基づき、画像の種類の判別を行う。具体的には、まず画像全域における印字率Ｄが第３の閾値としての１％未満（第３の閾値未満）である場合は、画像はパターンＡであると判断する。また、画像全域における印字率Ｄが第４の閾値としての２５％以上（第４の閾値以上）である場合は、画像はパターンＢであると判断する。つまり、画像データを変換して求めた数値Ｘに基づく各数値を解析することにより、画像の種類を判別することができる。なお、ここでは先の第１の実施形態と同様に一例として説明の便宜上、画像を２パターンに分ける方法について説明する。しかし、これに限られるものではなく、画像の種類を２つ以上にわけて、より細かく定着温度を制御してもよい。

さらに、画像処理部３０３は印字率Ｄが１％以上、且つ２５％未満である場合は、複数のエリアの数値Ｘの値を比較することで画像を判断する。具体的には、連続した１０のエリアにおいて、それぞれのエリアにおける数値Ｘが第５の閾値としての下限閾値Ｗより小さくなるエリアがあるか否かを判断する。１０のエリアにおいて数値Ｘが下限閾値Ｗより小さくなるエリアがない場合は、印字率の高い画像を副走査方向に連続して形成していると判断できるため、画像はパターンＢであると判断する。

なお、本実施形態においても先の第１の実施形態と同様に下限閾値Ｗの値を０．０４（４％）と設定した。下限閾値Ｗより小さい数値Ｘが連続した１０のエリアにおいて存在しない場合は、約２０ｍｍ以上の縦帯画像が形成されると判断できる。本実施形態における定着装置６を鑑みると、所定の印字率以上の画像が２０ｍｍ以上続くと、定着性を確保することが困難となる可能性があるため、画像はパターンＢであると判断する。また、ここでは一例として１０のエリアを判断基準としたが、これに限られるものではなく、定着装置６の定着性能などによって、適宜エリア数を設定することが可能である。

また、画像処理部３０３は印字率Ｄが１％以上、且つ２５％未満であり、連続した１０のエリアにおいて数値Ｘが下限閾値Ｗより小さくなるエリアがある場合は、印字率差Ｇを求める。印字率差Ｇは、差分値Ｓ／印字率Ｄにより求める。印字率差Ｇが第６の閾値としての閾値Ｔ以上である場合は、画像はパターンＡであると判断できる。一方、印字率差Ｇが閾値Ｔより小さい場合は、画像はパターンＢであると判断できる。

なお、印字率差Ｇは値が大きくなるほど、エリア間における印字率の差分が大きいこと示している。つまり、テキスト画像で例えるならば、テキスト画像の間に行間があるような状況を判断することができる。一方、印字率差Ｇは値が小さくなるほど、エリア間における印字率の差分が小さいことを示している。つまり、部分的に印字率の高い固まりのような画像を形成する場合や、副走査方向に画像が連なる縦帯のような画像を形成する場合である可能性が高くなる。よって、閾値Ｔはこのようなテキスト画像であるか否かを判断できるように設定することが望ましい。本実施形態においては、一般的なテキスト画像の特徴を鑑み、閾値Ｔを３５と設定した。

Ｓ９０７において、温度制御手段としてのエンジン制御部３０２は解析結果である画像の種類に応じて定着温度を制御する。具体的には、下記の表（５）の温調テーブルに基づき、画像がパターンＡである場合は定着温度を１９０℃に、画像がパターンＢである場合は定着温度を２１０℃に制御する。

このような定着温度を制御する方法を行うことで、画像の種類に応じて定着温度を適切に制御することができる。例えば、印字率Ｄが１％未満である画像は、定着容易画像（パターンＡ）であると判断でき、定着温度を低くすると制御することができる。印字率Ｄが１％以上、且つ２５％未満であって、副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、少なくとも一つのエリアの数値Ｘは下限閾値Ｗより小さく、印字率差Ｇ＞閾値Ｔである画像は、定着容易画像（パターンＡ）であると判断できる。よって、定着温度を低くすると制御することができる。

印字率Ｄが１％以上、且つ２５％未満であって、副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、少なくとも一つのエリアの数値Ｘは下限閾値Ｗより小さく、印字率差Ｇ＜閾値Ｔである画像は、定着難画像（パターンＢ）であると判断できる。よって、定着温度を高くすると制御することができる。印字率Ｄが１％以上、且つ２５％未満であって、副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、各エリアの数値Ｘは下限閾値Ｗ以上である画像は、定着難画像（パターンＢ）であると判断できる。よって、定着温度を高くすると制御することができる。印字率Ｄが２５％以上である画像は、定着難画像（パターンＢ）であると判断でき、定着温度を高くすると制御することができる。

なお、ここでは一例として、Ｓ９０１〜Ｓ９０６を画像処理部３０３で行い、Ｓ９０７をエンジン制御部３０２で行う方法について説明したが、これに限られるものではない。例えば、Ｓ９０１の処理を画像処理部３０３で行い、Ｓ９０２〜Ｓ９０７の処理をエンジン制御部３０２で行ってもよい。この場合、画像処理部３０３から画像データそのものではなく、各エリアで変換した数値Ｘをエンジン制御部３０２へ送信すればよいため、通信量を減らすことができるという効果もある。また、画像処理部３０３から画像データそのものをエンジン制御部３０２に送信し、Ｓ９０１〜Ｓ９０７の処理をエンジン制御部３０２で制御することも可能である。また、Ｓ９０１〜Ｓ９０６を画像形成装置とネットワークでつながったサーバで処理を実行することも可能である。つまり、これらの処理を行う画像形成システム、又は画像形成方法ということもできる。

図１０、１１は、一例の画像に対して、本実施形態における定着温度を制御する方法を行った結果を示す図である。図１０（ａ）は、記録材Ｐに形成される画像を示している。ここでは、テキストが形成される画像を一例として示している。図１０（ｂ）は、本実施形態における定着温度を制御する方法を行った場合の、具体的な数値を示している。

図１０（ａ）は、画像全域の印字率Ｄは１．２％の画像である。画像全域の印字率Ｄは１％以上、且つ２５％未満となる。また、副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、少なくとも一つのエリアの数値Ｘは下限閾値Ｗより小さくなっている。よって、印字率差Ｇを求めると、差分値Ｓ（０．４８）／印字率Ｄ（０．０１２）＝４０となる。印字率差Ｇ（４０）＞閾値Ｔ（３５）という関係になるため、図１０（ａ）は定着容易画像（パターンＡ）であると判断でき、定着温度を１９０℃と制御することができる。

図１１（ａ）は、記録材Ｐに形成される画像を示している。ここでは、副走査方向に画像が連続した縦帯が形成される画像を一例として示している。図１１（ｂ）は、本実施形態における定着温度を制御する方法を行った場合の、具体的な数値を示している。

図１１（ａ）は、画像全域の印字率は３．８％の画像である。画像全域の印字率Ｄは１％以上、且つ２５％未満となる。副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、各エリアの数値Ｘは下限閾値Ｗ以上となっている。よって、図１１（ａ）は定着難画像（パターンＢ）であると判断でき、定着温度を２１０℃と制御することができる。

図８は、画像１〜画像６まで、記録材Ｐに形成されるさまざまなパターンの画像の例を示している。これらの画像に本実施形態の定着温度を制御する方法を行った結果を、表（６）に示す。

画像１は、画像全域にわたって格子が形成され、部分的にテキストが形成される画像を示している。画像全域の印字率Ｄは、１％以上、且つ２５％未満である。それぞれのエリアにおける数値Ｘは低く、エリア間の差分値Ｓが大きくなる。よって、印字率差Ｇが閾値Ｔよりも大きくなるため、画像１はパターンＡであると判別できる。

画像２は、画像の中央の一部にテキストが形成されている、画像全域にわたって印字率が低い画像を示している。画像全域の印字率Ｄは、１％未満となるため、画像２はパターンＡであると判断できる。

画像３は、画像全体の印字率は低いが、副走査方向における後端部の印字率が高い画像を示している。画像全域の印字率Ｄは、１％以上、且つ２５％未満である。印字率差Ｇは閾値Ｔよりも大きくなるものの、副走査方向における後端部分の画像は副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、各エリアの数値Ｘは下限閾値Ｗ以上となっている。よって、画像３はパターンＢであると判断できる。

画像４は、画像全域にわたってテキストが形成される画像を示している。画像全域の印字率Ｄは、１％以上、且つ２５％未満である。形成される画像のテキスト部と行間で差分値Ｓが大きくなることから、印字率差Ｇが閾値Ｔよりも大きくなるため、画像４はパターンＡであると判断できる。

画像５は、画像全体の印字率は低いが、副走査方向に画像が連続する縦帯と呼ばれる画像を示している。画像全域の印字率Ｄは、１％以上、且つ２５％未満である。しかし、副走査方向に画像が連続した縦帯画像であるため、印字率の差分値Ｓが小さくなる。よって、印字率差Ｇは閾値Ｔよりも小さくなるため、画像５はパターンＡであると判断できる。

画像６は、副走査方向の先端部、中央部、後端部に主走査方向に連続した画像を示している。画像前記の印字率Ｄは、１％以上、且つ２５％未満である。主走査方向に連続した各画像において、副走査方向には余白が多くある。よって、印字率の差分値Ｓは小さくなる。副走査方向に連続した１０のエリアにおいて、エリアの数値Ｘは下限閾値Ｗより小さくなっているが、印字率差Ｇは閾値Ｔより小さくなるため、画像６はパターンＢであると判断できる。

［定着性の検討結果］
表（７）に、第２の実施形態における定着性の検討結果を示す。なお、本実施形態においても、先の第１の実施形態と同様に、気温２５℃、湿度５０％の環境課において、図８で示した画像１〜画像６を夫々１００枚連続で画像形成を行い、その際の定着性と電力の評価を行った。

上記の表（７）からもわかるように、本実施形態における定着温度を制御する方法を実施することで、画像１〜画像６まで全ての画像において定着性が良好となっている。さらに、画像の種類に応じては定着温度を下げても定着性を満たすことができると適切に判断することができるため、画像１、２、４などでは消費電力を低く抑えることもできている。

このように、形成する画像の印字率を解析し、画像の種類を判別し、定着温度を適切に制御することができる。例えば、形成する画像の印字率に応じて定着温度を制御する方法においては、画像の種類によっては設定する定着温度と最適な定着温度とに乖離が発生してしまう場合があった。一般的に画像領域内において高濃度領域が存在する場合、定着装置６は、記録材Ｐを定着する際に多くの熱を奪われる。さらに、副走査方向に高濃度領域が連続する縦帯のような画像は、加熱部材１０の特定の部分から連続的に熱が奪われるため、画像全体の印字率が低いとしても高い定着温度が必要となる。本実施形態における定着温度を制御する方法を用いれば、このような状況においても適切に定着温度を制御することができる。

また、例えばテキストからなる画像の場合においては、加熱部材１０から熱が奪われにくい。テキストには一般的に行間があることが多く、副走査方向において、画像が形成されるラインと画像が形成されないラインとが存在することがある。このような特徴をもったテキスト画像は、画像が連続する縦帯のような画像と比較して加熱部材１０から連続的に熱が奪われることがない。よって、同じ印字率の縦帯の画像に比べると、定着温度を低くしても定着性を確保することができる。単純に印字率に応じて定着温度を制御するだけでは、このような画像の種類に応じた適切な定着温度を制御することができないが、本実施形態における定着温度を制御する方法を用いれば、このような状況においても適切に定着温度を制御することができる。つまり、画像の種類に応じて定着温度を下げても定着性を満たすことができ、且つ消費電力も低く抑えることもできる。

本実施形態においては、一例として主走査方向全域×副走査方向２ｍｍを１つのエリアとして印字率の算出を行った。主走査方向に細かくエリアを区切らずとも、本実施形態における定着温度を制御する方法のように工夫を行えば、副走査方向におけるエリア間の印字率の増減から画像の種類を判別することができる。つまり、メモリやＣＰＵなどの定着温調の制御に必要な構成のコストアップを抑制できる。メモリやＣＰＵにかかる負担を抑制し、画像の種類に応じた適切な定着温度で定着を行うことにより、ＦＰＯＴの低下を抑制しつつ、消費電力も適正化できる画像形成装置を提供できる。

なお、第１の実施形態や第２の実施形態においては、文字認識などの負荷の大きな画像解析は行っていない。よって、図１２のようなテキスト画像をテキスト画像して判別することはできない。しかし、具体的にテキスト画像と判別することができなくとも、第１の実施形態や第２の実施形態のように、印字率と画像の分布から適切に定着温度を制御することはできる。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、画像解析処理を画像処理部３０３で行ったが、これに限られるものではない。例えば、画像解析処理の一部又は全てを、エンジン制御部３０２、ホストコンピュータやネットワーク上のサーバ内のプログラムなどで行うことも可能である。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、一例として印字率を求める方法について説明したが、これに限られるものではない。例えば、形成する画像の面積を求めて判断してもよい。例えば、記録材のサイズから形成する画像の最大面積が求め、この最大面積に対して、例えば４％の面積に相当する面積を下限閾値Ｗと設定すれば、印字率を算出しなくとも制御することも可能である。つまり、印字率も画像の面積も形成する画像の面積に関する値と称することができ、この画像の面積に関する値に基づき、定着温度を制御することができる。

（変形例）
先の第１の実施形態、第２の実施形態では、モノクロ画像を制御対象として説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーレーザービームプリンタにおいて、カラー画像を制御対象とすることもできる。例えば、カラー画像においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ夫々の画像データを画像形成位置に応じて加算し、１つの画像データとして制御を行うことができる。その場合、各色の最大濃度を１００％とすると、４色すべてが最大濃度で形成される場合は４００％となる。

例えば第１の実施形態においては、１つのエリアにおける数値Ｘを４色分の画像を加算した値として算出することができる。そして、各エリアで数値Ｘを算出し、最大値Ｙを求める。そして、カラー画像用の上限閾値Ｚを０．４として最大値Ｙとの比較を行う。最大値Ｙが上限閾値Ｚより小さければ定着容易画像（パターンＡ）であると判断できるし、最大値Ｙが上限閾値Ｚ以上であれば定着難画像（パターンＢ）であると判断できる。このように、第１の実施形態で説明した定着温度を制御する方法をカラー画像においても実施することができる。

また、例えば第２の実施形態においても、１つのエリアにおける数値Ｘを４色分の画像を加算した値として算出することができる。そして、各エリアで数値Ｘを算出し、差分値Ｓを求め、印字率差Ｇを求める。そして、画像全域における印字率Ｄも求める。これらの値から、第２の実施形態で説明した定着温度を制御する方法をカラー画像においても実施することができる。

６ 定着装置
３０２ エンジン制御部
３０３ 画像処理部

Claims (22)

1. 画像データに基づき、画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により記録材に形成された画像を定着する定着手段と、
   画像データを、記録材の搬送方向と直交する方向である主走査方向に第１の解像度かつ記録材の搬送方向である副走査方向に前記第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となる複数のエリアを含む変換データに変換する変換手段と、
   前記変換手段により変換された前記変換データを解析する解析手段と、
   前記解析手段により解析された解析結果に応じて、前記定着手段の定着温度を制御する温度制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記変換手段は、第１のエリア内における画像の面積に関する値を加算した第１の加算値を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の加算値と第１の閾値を比較し、前記第１の加算値が前記第１の閾値より小さい場合は、前記解析手段は、前記第１の加算値がこれまでの加算値の最大値よりも大きいかを比較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. 前記第１の加算値が前記最大値よりも大きい場合は、前記解析手段は、前記最大値を前記第１の加算値の値に更新し、前記第１の加算値をリセットすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の加算値が前記最大値以下である場合は、前記解析手段は、前記第１の加算値をリセットすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の加算値と第１の閾値を比較し、前記第１の加算値が前記第１の閾値以上である場合は、前記変換手段は、前記第１の加算値をリセットすることなく、前記第１の加算値に前記第１のエリアに続く第２のエリア内における画像の面積に関する値を加算した第２の加算値を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の加算値が最大値よりも大きい場合は、前記解析手段は、前記最大値を前記第２の加算値の値に更新し、前記第２の加算値をリセットすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記解析手段は、前記最大値と第２の閾値を比較し、画像の種類を判別することを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記温度制御手段は、前記画像の種類に応じて、前記定着手段の定着温度を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記温度制御手段は、前記最大値が前記第２の閾値以下である第１の画像の場合は、定着温度を第１の温度とし、前記最大値が前記第２の閾値より大きい第２の画像の場合は、定着温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度と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. 前記変換手段は、第１のエリア内における画像の面積に関する値を加算した第１の加算値と、前記第１のエリアに続く第２のエリア内における画像の面積に関する値を加算した第２の加算値と、を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
12. 前記解析手段は、複数のエリアのそれぞれにおいて、連続する２つのエリアにおける前記第１の加算値と前記第２の加算値との差分を求め、複数の差分を加算した差分値を求めることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記解析手段は、画像全域における画像の面積に関する値と、前記差分値とに応じて、画像の種類を判別することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記解析手段は、前記画像全域における画像の面積に関する値が、第３の閾値未満であるか、又は第４の閾値以上であるかに応じて、画像の種類を判別することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記画像全域における画像の面積に関する値が、前記第３の閾値より大きく、且つ前記第４の閾値より小さい場合は、前記解析手段は、連続した複数のエリアにおける夫々の印字率の加算値のうちの１つが第５の閾値より小さくなるか否かに応じて、画像の種類を判別することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記連続した複数のエリアにおける夫々の画像の面積に関する値の加算値のうちの１つが第５の閾値より小さくなる場合は、前記解析手段は、前記差分値を前記画像全域における印字率で割った印字率差の値が、第６の閾値より小さくなるか否かを応じて、画像の種類を判別することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記温度制御手段は、前記画像の種類に応じて、前記定着手段の定着温度を制御することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記温度制御手段は、前記画像全域における画像の面積に関する値が前記第３の閾値未満である第１の画像の場合は、定着温度を第１の温度とし、前記画像全域における画像の面積に関する値が前記第４の閾値以上である第２の画像の場合は、定着温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度とすることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
19. 前記温度制御手段は、前記印字率差の値が前記第６の閾値以上である第１の画像の場合は、定着温度を第１の温度とし、前記印字率差の値が前記第６の閾値より小さい第２の画像の場合は、定着温度を前記第１の温度よりも高い第２の温度とすることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
20. 前記変換手段による変換の制御を行う第１の制御部と、
    前記第１の制御部と通信可能であり、前記解析手段による解析と前記温度制御手段による定着温度の制御を行う第２の制御部と、を備えることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
21. 画像データに基づき、画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段により記録材に形成された画像を定着する定着手段と、
    画像データを、記録材の搬送方向と直交する方向である主走査方向に第１の解像度かつ記録材の搬送方向である副走査方向に前記第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となる複数のエリアを含む変換データに変換する変換手段と、
    前記変換手段により変換された前記変換データを解析する解析手段と、
    前記解析手段により解析された解析結果に応じて、前記定着手段の定着温度を制御する温度制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成システム。
22. 画像データに基づき、記録材に画像を形成し、記録材に形成された画像を定着する画像形成装置における画像形成方法であって、
    画像データを、記録材の搬送方向と直交する方向である主走査方向に第１の解像度かつ記録材の搬送方向である副走査方向に前記第１の解像度よりも解像度の高い第２の解像度となる複数のエリアを含む変換データに変換する変換ステップと、
    前記変換手段により変換された前記変換データを解析する解析ステップと、
    前記解析手段により解析された解析結果に応じて、前記定着手段の定着温度を制御する温度制御ステップと、を実行することを特徴とする画像形成方法。
    

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