JP2021026193A - Image forming apparatus - Google Patents

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健治 糟谷
Kenji Kasuya
健治 糟谷
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Abstract

To solve the problem in which since detection temperature of a temperature detection element is decreased due to heat loss occurring in a melting process of a toner image near a temperature detection element part in a fixing device of an image forming apparatus, heating of a heater may be encouraged, an excessive heat quantity may be generated as a whole heater, and wasted power may be dissipated.SOLUTION: An image forming apparatus that forms an image by means of an electro-photographic process analyzes image data received by receiving means using a local area unit having predetermined magnitude to calculate a toner applied amount associated with each local area, corrects the toner applied amount associated with the local area on the basis of weight which is determined by a main scanning position of the local area and a positional relation of temperature detecting means, and sets fixing temperature of fixing means according to a peak value of the toner applied amount of each local area after the correction.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、画像形成装置の定着温調制御に関する。 The present invention relates to fixing temperature control of an image forming apparatus.

従来、電子写真方式により形成されたトナー画像を記録材(記録紙)に熱定着して画像を形成する画像形成装置では、フィルム加熱方式の加熱装置が定着器として実用されている。この定着器の代表的例においては、セラミック基板上に抵抗発熱体を有する加熱部材たるヒータと、このヒータに接触し回転するフィルム状の定着部材である定着フィルムを有する。また、この定着フィルムを介してヒータに押圧される回動可能な加圧部材である加圧ローラを有している。そして、未定着画像(以下、未定着トナー像またはトナー像と記す)を担持する記録材は、定着フィルムを介してヒータに加圧ローラを押圧することで形成される加圧接触部(定着ニップ部)で挟持されつつ加熱される。 Conventionally, in an image forming apparatus that heat-fixes a toner image formed by an electrophotographic method on a recording material (recording paper) to form an image, a film heating type heating device has been put into practical use as a fixing device. A typical example of this fuser has a heater, which is a heating member having a resistance heating element on a ceramic substrate, and a fixing film, which is a film-shaped fixing member that rotates in contact with the heater. It also has a pressurizing roller, which is a rotatable pressurizing member that is pressed against the heater via the fixing film. The recording material that supports the unfixed image (hereinafter referred to as the unfixed toner image or the toner image) is a pressure contact portion (fixing nip) formed by pressing a pressure roller against the heater via the fixing film. It is heated while being sandwiched between parts).

これにより記録材上のトナー像は記録材に固着像として加熱定着される。このフィルム加熱方式の定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットがある。従って、この定着器を搭載する画像形成装置は、印刷指示を待つ待機中の消費電力が少なく、印刷指示後、1枚目の画像を出力するまでの時間を短くすることができる。 As a result, the toner image on the recording material is heated and fixed to the recording material as a fixed image. This film heating type fuser has an advantage that the time required to start energizing the heater and raise the temperature to a fixable temperature is short. Therefore, the image forming apparatus equipped with this fuser consumes less power while waiting for the print instruction, and can shorten the time from the print instruction to the output of the first image.

このようなフィルム加熱方式の定着器は、ヒータの裏面上または定着フィルム内面に設けられた温度検知素子(サーミスタ等)の検知結果に基づいて温調される。即ち、温度検知素子の検知温度が所定の設定温度(以下、温調温度とする)より低い場合にはヒータを昇温させ、逆に高い場合にはヒータを降温させることで定着器の温度を一定に保っている。ここで、該温調温度は、記録材に載せる単位面積当たりの色材量(トナー載り量)に応じて決定され、通常は、記録材の単位面積当たりに載せられる最大色材量を予め決めておき、その最大色材量で転写された画像を確実に定着できるように制御する。 Such a film heating type fuser is temperature-controlled based on the detection result of a temperature detecting element (thermistor or the like) provided on the back surface of the heater or the inner surface of the fixing film. That is, when the detection temperature of the temperature detection element is lower than the predetermined set temperature (hereinafter referred to as the temperature control temperature), the temperature of the heater is raised, and conversely, when the temperature is higher, the temperature of the fuser is lowered. It is kept constant. Here, the temperature control temperature is determined according to the amount of color material (toner loading amount) per unit area to be loaded on the recording material, and usually, the maximum amount of color material to be loaded per unit area of the recording material is determined in advance. It is controlled so that the transferred image can be reliably fixed with the maximum amount of color material.

この他にも、印刷画像データを解析し、その画像データのトナー載り量特性に応じて温調温度を制御する様々な方法も提案されている。特許文献1には、所定量以上のトナー載り量部分の画像面積に応じて温調温度を細かく制御する方法が記載されている。また特許文献2には、所定範囲のトナー載り量となる画像領域の有無に応じて温調温度を制御する方法が記載されている。 In addition to this, various methods have been proposed in which the printed image data is analyzed and the temperature control temperature is controlled according to the toner loading characteristic of the image data. Patent Document 1 describes a method of finely controlling the temperature control temperature according to the image area of the toner loading amount portion of a predetermined amount or more. Further, Patent Document 2 describes a method of controlling the temperature control temperature according to the presence or absence of an image region having a toner loading amount within a predetermined range.

特開2014−074894号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-074894 特開2017−201385号公報JP-A-2017-201385

しかしながら、上記の特許文献1、2に開示された従来技術の方法で温調温度を制御する場合、所定のトナー載り量条件に合致する画像領域のページ内における描画位置によらず一律同じ温調温度で定着器を制御している。 However, when the temperature control temperature is controlled by the method of the prior art disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, the temperature control is uniformly the same regardless of the drawing position in the page of the image area that matches the predetermined toner loading amount condition. The fuser is controlled by temperature.

一般的に、トナー像を担持した記録材が定着ニップ部に導入されて挟持搬送される際において、ヒータ長手方向における温度検知素子部の位置に相当する、記録材上の位置におけるトナー載り量が高い場合、ヒータ全体の温度が上昇する傾向にある。これは、記録材上に高トナー載り量の領域が存在すると、該トナーを溶融するためにより多くの熱を与える必要があり、温度検知素子部の周辺部材の熱が奪われるためである。即ち、温度検知素子部に近いトナー像は温度検知素子の熱を奪い、結果として、該温度検知素子による検知温度を低下させるため、ヒータの発熱を促し、ヒータ全体として熱量過多となり無駄に電力を消費することになる。 Generally, when a recording material carrying a toner image is introduced into a fixing nip portion and sandwiched and conveyed, the amount of toner loaded at a position on the recording material corresponding to the position of the temperature detection element portion in the longitudinal direction of the heater is If it is high, the temperature of the entire heater tends to rise. This is because when a region having a high toner loading amount exists on the recording material, it is necessary to apply more heat to melt the toner, and the heat of the peripheral members of the temperature detection element portion is taken away. That is, the toner image close to the temperature detection element takes heat from the temperature detection element, and as a result, the temperature detected by the temperature detection element is lowered, so that the heater heats up, and the heater as a whole becomes excessive in heat, resulting in wasteful power consumption. It will be consumed.

上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、
電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置であって、画像データを受信する受信手段と、前記受信手段により受信された画像データに基づいて、記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたトナー像を前記記録材に熱定着させる定着手段と、前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、前記定着手段により熱定着する際の定着温度を設定し、該設定した定着温度となるよう前記定着手段の温調制御を行う定着温度制御手段と、を有し、前記定着温度制御手段は、前記受信手段により受信された画像データを所定の大きさの局所領域単位で解析して、各局所領域に関して前記記録材に転写されるトナー載り量を算出し、前記局所領域に関するトナー載り量を、該局所領域が記録材上で描画される際の主走査位置と前記温度検知手段の位置関係によって決まる重み付けにより補正し、前記重み付けにより補正された各局所領域のトナー載り量のピーク値に応じて前記定着手段の定着温度を設定することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the image forming apparatus according to the present invention is
An image forming apparatus for forming an image by an electrophotographic process, which comprises a receiving means for receiving image data, an image forming means for forming a toner image on a recording material based on the image data received by the receiving means, and an image forming means. A fixing means for thermally fixing the toner image formed by the image forming means to the recording material, a temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing means, and a fixing temperature for heat fixing by the fixing means are set. The fixing temperature control means has a fixing temperature control means for controlling the temperature of the fixing means so as to have the set fixing temperature, and the fixing temperature control means locally receives image data received by the receiving means to a predetermined size. The area-by-region analysis is performed to calculate the amount of toner loaded on the recording material for each local region, and the amount of toner loaded on the local region is the main scanning position when the local region is drawn on the recording material. It is characterized in that the fixing temperature of the fixing means is set according to the peak value of the toner loading amount in each local region corrected by the weighting, which is corrected by the weighting determined by the positional relationship of the temperature detecting means.

本発明に係る画像形成装置によれば、印刷画像データの各局所領域が記録材上で描画される際の主走査位置が、ヒータ長手方向における温度検知素子部の位置に相当するか否かによって当該局所領域のトナー載り量に係る重み付けを行い、該重み付けを用いて補正された各局所領域のトナー載り量情報をもとに定着器の温調温度を制御することにより、画像データのトナー載り量特性に応じて必要最小限の熱量で良好な定着性を実現することが可能となる。 According to the image forming apparatus according to the present invention, whether or not the main scanning position when each local region of the printed image data is drawn on the recording material corresponds to the position of the temperature detecting element portion in the longitudinal direction of the heater. By weighting the toner loading amount of the local region and controlling the temperature control temperature of the fuser based on the toner loading amount information of each local region corrected by using the weighting, the toner loading of the image data is performed. It is possible to realize good fixability with the minimum amount of heat required according to the quantity characteristics.

画像形成装置のシステム構成図を示す図である。It is a figure which shows the system block diagram of an image forming apparatus. 画像形成装置のプリンタ部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the printer part of an image forming apparatus. 定着ユニットの概略的な横断面を示す図である。It is a figure which shows the schematic cross section of the fixing unit. 画像処理部の機能構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the functional structure of an image processing unit. 画像処理部による一連の画像処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a series of image processing by an image processing unit. 画像解析部による画像解析処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining image analysis processing by an image analysis unit. 局所領域単位でのトナー載り量算出処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the toner loading amount calculation process in the local area unit. (a)階調補正テーブルの一例を示す図である。(b)網点率テーブルの一例を示す図である。(c)トナー載り量変換テーブルの一例を示す図である。(A) It is a figure which shows an example of the gradation correction table. (B) It is a figure which shows an example of the halftone dot ratio table. (C) It is a figure which shows an example of the toner loading amount conversion table. 定着温調用のトナー載り量情報を求める処理の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the process of obtaining the toner loading amount information for fixing temperature control. 画像形成装置の定着温度制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the fixing temperature control of an image forming apparatus. トナー載り量情報と目標定着温度の対応関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence relation between the toner loading amount information and a target fixing temperature. (a)ヒータの背面模式図である。(b)ヒータの一部切り欠きの正面模式図である。(c)ヒータの断面模式図およびヒータの通電制御回路の一例を表す図である。(A) It is a rear schematic diagram of a heater. (B) It is a front schematic diagram of a part cutout of a heater. (C) is a schematic cross-sectional view of a heater and a diagram showing an example of an energization control circuit of the heater. サーミスタの位置と用紙P上の印字領域の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the thermistor and the print area on a paper P.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態における画像形成装置のシステム構成図を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a system configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

画像形成装置は、例えば、デジタル複写機、レーザープリンタ、ファクシミリといったトナーを用いた電子写真方式のカラーまたはモノクロの画像形成装置である。 The image forming apparatus is, for example, an electrophotographic color or monochrome image forming apparatus using toner such as a digital copier, a laser printer, or a facsimile.

本画像形成装置は、コントローラ0101と、その外部にあるモジュール(操作部0121、プリンタ部0122、外部記憶装置0123)と、を有する。 The image forming apparatus includes a controller 0101 and modules (operation unit 0121, printer unit 0122, external storage device 0123) outside the controller 0101.

コントローラ0101は、ROM0102、CPU0103、RAM0104、画像処理部0105、圧縮/伸長部0106を備える。CPU0103は、装置全体の制御および演算処理等を行う中央処理装置(プロセッサ)であり、ROM0102に格納されたプログラムに基づき後述に示す各処理を施す。ROM0102は、読み出し専用メモリであり、システム起動プログラムやプリンタ部0122の制御を行うプログラムおよび文字データや文字コード情報等の記憶領域である。RAM0104は、ランダムアクセスメモリであり、使用制限のないデータ記憶領域である。RAM0104は、ダウンロードにより追加登録されたフォントデータの記憶領域として、或いは、様々な処理毎のプログラムやデータの実行領域としても利用される。また、RAM0104は、受信した画像ファイルのデータ記憶領域として利用することも可能である。画像処理部0105は、画像データの生成処理を行う。圧縮/伸長部0106は、画像データの圧縮および伸長を行う。 The controller 0101 includes a ROM 0102, a CPU 0103, a RAM 0104, an image processing unit 0105, and a compression / decompression unit 0106. The CPU 0103 is a central processing unit (processor) that controls the entire device and performs arithmetic processing, and performs each process described later based on a program stored in the ROM 0102. The ROM 0102 is a read-only memory, which is a storage area for a system startup program, a program for controlling the printer unit 0122, character data, character code information, and the like. RAM0104 is a random access memory and is a data storage area having no usage restrictions. The RAM 0104 is used as a storage area for font data additionally registered by downloading, or as an execution area for programs and data for each of various processes. The RAM 0104 can also be used as a data storage area for the received image file. The image processing unit 0105 performs image data generation processing. The compression / decompression unit 0106 compresses and decompresses the image data.

操作部0121は、例えば、液晶等による表示を行うものであり、装置の設定状態や、現在の装置内部の処理、エラー状態などの表示に使用される。また、印刷設定の変更やリセットを行うために使用される。プリンタ部0122は、プリンタエンジンの各装置(定着ユニット等)を制御する部分であり、外部記憶装置0123は、記憶媒体(例えば、HDD)であり、データのスプール、プログラムや各種情報ファイル・画像データ等の格納、作業用領域等に利用される。 The operation unit 0121 displays, for example, by a liquid crystal display, and is used for displaying the setting state of the device, the current processing inside the device, the error state, and the like. It is also used to change or reset print settings. The printer unit 0122 is a part that controls each device (fixing unit, etc.) of the printer engine, and the external storage device 0123 is a storage medium (for example, HDD), and is a data spool, a program, various information files, and image data. It is used for storage, work area, etc.

コントローラ0101は、更に各種インタフェース(I/F)とシステムバス0111を備える。操作部I/F0112は、操作部0121と接続する。プリンタI/F0113は、プリンタ部0122とデータの供給制御等を行う。Network I/F0114は、該I/Fを介して本装置をネットワーク(例えば、LAN)に接続する。デバイスI/F0115は、外部記憶装置0123と接続する。システムバス0111は、上述の構造要素間のデータ通路となる。 The controller 0101 further includes various interfaces (I / F) and a system bus 0111. The operation unit I / F 0112 is connected to the operation unit 0121. The printer I / F 0113 performs data supply control and the like with the printer unit 0122. The Network I / F 0114 connects the present device to a network (for example, LAN) via the I / F. The device I / F 0115 is connected to the external storage device 0123. System bus 0111 serves as a data passage between the structural elements described above.

次に図2を用いて、上述したプリンタ部0122の構成を説明する。 Next, the configuration of the printer unit 0122 described above will be described with reference to FIG.

プリンタ部0122は、同図に示すように主要な構成要素として以下の装置を有している。
(1)カセットトレイ0201
(2)カセット給紙ローラ0202
(3)転写ベルト駆動ローラ0203
(4)転写ベルト0204
(5)感光ドラム0205〜0208(潜像担持体)
(6)転写ローラ0209〜0212(転写手段)
(7)カートリッジ0213〜0216(後述)
(8)光学ユニット0217〜0220(後述)
(9)定着ユニット0221(定着装置)
(10)プリンタコントローラ0223
プリンタ部0122にあっては、電子写真プロセスを用い、記録材上にY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色のトナー画像を重ねて転写する。そして、定着ユニット0221によって上記記録材を所定温度で加熱すると共に加圧することによりトナー画像を記録材に定着させる。各色の光学ユニット0217〜0220は、各感光ドラム0205〜0208の表面をレーザービームによって露光走査して潜像を形成するよう構成されている。一連の画像形成動作は搬送される記録材上の予め決まった位置から画像が転写されるように同期をとって走査制御されている。
As shown in the figure, the printer unit 0122 has the following devices as main components.
(1) Cassette tray 0201
(2) Cassette paper feed roller 0202
(3) Transfer belt drive roller 0203
(4) Transfer belt 0204
(5) Photosensitive drum 0205-0208 (latent image carrier)
(6) Transfer roller 0209-0212 (transfer means)
(7) Cartridges 0213 to 0216 (described later)
(8) Optical units 0217 to 0220 (described later)
(9) Fixing unit 0221 (fixing device)
(10) Printer controller 0223
In the printer unit 0122, an electrophotographic process is used to superimpose and transfer toner images of each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) on a recording material. Then, the fixing unit 0221 heats the recording material at a predetermined temperature and pressurizes the recording material to fix the toner image on the recording material. The optical units 0217 to 0220 of each color are configured to expose and scan the surface of each photosensitive drum 0205 to 0208 with a laser beam to form a latent image. The series of image forming operations is controlled by scanning in synchronization so that the image is transferred from a predetermined position on the recorded material to be conveyed.

各感光ドラム0205〜0208の表面に形成された潜像は、カートリッジ0213〜0216に備えられた現像装置(図示せず)によって各色の現像剤たるトナーによってトナー画像として可視化される。また、プリンタ部0122は、各種モータを備えている。給紙モータ(図示せず)は、記録材を給紙および搬送するためのものである。転写ベルト駆動モータ(図示せず)は、転写ベルト駆動ローラ0203を駆動するためのものである。感光ドラム駆動モータ(図示せず)は、各色感光ドラム0205〜0208および転写ローラを駆動するためのものである。また、プリンタ部0122は、各種センサを備えている。カセットトレイセンサ(図示せず)は、カセットトレイ0201の脱着(開閉)状態を検知するためのものである。記録材残量センサ(図示せず)は、カセットトレイ0201に収容される記録材の残量を検知するためのものである。 The latent image formed on the surface of each photosensitive drum 0205 to 0208 is visualized as a toner image by a toner as a developer of each color by a developing device (not shown) provided in the cartridges 0213 to 0216. Further, the printer unit 0122 includes various motors. The paper feed motor (not shown) is for feeding and transporting the recording material. The transfer belt drive motor (not shown) is for driving the transfer belt drive roller 0203. The photosensitive drum drive motor (not shown) is for driving each color photosensitive drum 0205 to 0208 and a transfer roller. Further, the printer unit 0122 is provided with various sensors. The cassette tray sensor (not shown) is for detecting the detached (open / closed) state of the cassette tray 0201. The recording material remaining amount sensor (not shown) is for detecting the remaining amount of the recording material stored in the cassette tray 0201.

上述したプリンタ部0122による一連の画像形成動作は、図1のプリンタI/F0108を介してコントローラ0101から受信した印刷指示および画像データに従ってプリンタコントローラ0223により制御される。また、上述した各種センサはプリンタコントローラ0223に接続されており、プリンタコントローラ0223によって検知/判定された各種情報がI/F0108を介してコントローラ0101へ通知されるものとする。 The series of image forming operations by the printer unit 0122 described above are controlled by the printer controller 0223 according to the print instruction and the image data received from the controller 0101 via the printer I / F 0108 of FIG. Further, it is assumed that the various sensors described above are connected to the printer controller 0223, and various information detected / determined by the printer controller 0223 is notified to the controller 0101 via the I / F 0108.

図3は、本発明の実施形態における定着ユニット0221の概略的な横断面を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic cross section of the fixing unit 0221 according to the embodiment of the present invention.

この定着ユニット0221は、フィルム加熱方式、加圧ローラ駆動式の定着装置であり、大別して、加熱手段としての加熱ユニット0310と、この加熱ユニット0310と定着ニップ部Nを形成する対向部材(加圧手段)としての弾性加圧ローラ0320と、これらを組み込んだ装置筐体(図示せず)と、を有する。 The fixing unit 0221 is a film heating type and a pressure roller drive type fixing device, and is roughly classified into a heating unit 0310 as a heating means and an opposing member (pressurizing) forming the heating unit 0310 and a fixing nip portion N. It has an elastic pressure roller 0320 as a means) and a device housing (not shown) incorporating these.

セラミックヒータ(以下、ヒータと記す)0330は、図3において紙面に垂直方向を長手とする横長で、全体に低熱容量であり、通電のON/OFFに対応して応答性よく迅速に昇温・降温する。フィルムガイド部材(以下、ステーと記す)0311も図3において紙面に垂直方向を長手とする横長の部材である。ステー0311は、耐熱性、電気絶縁性を有し、かつ高い加重に耐えられる剛性材料であることが望ましい。例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PAI(ポリアミドイミド)、PI(ポリイミド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等で構成される。 The ceramic heater (hereinafter referred to as a heater) 0330 is horizontally long in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3, has a low heat capacity as a whole, and raises the temperature quickly and responsively in response to ON / OFF of energization. To lower the temperature. The film guide member (hereinafter referred to as stay) 0311 is also a horizontally long member whose length is perpendicular to the paper surface in FIG. It is desirable that the stay 0311 is a rigid material having heat resistance and electrical insulation and capable of withstanding a high load. For example, it is composed of PPS (polyphenylene sulfide), PAI (polyamideimide), PI (polyimide), PEEK (polyetheretherketone) and the like.

ヒータ0330は、このステー0311の下面の略中央部にステー長手に沿って設けられた溝部内に、表面側を外向きにして嵌入させて固定支持されている。耐熱性フィルム(以下、定着フィルムと記す)0312は、例えば、厚さ30μm〜250μm程度の全体に可撓性を有する耐熱性のフィルムであり、上述のようにヒータ0330を固定支持させたステー0311にルーズに外嵌させてある。 The heater 0330 is fixedly supported by being fitted into a groove provided along the length of the stay in a substantially central portion of the lower surface of the stay 0311 with the surface side facing outward. The heat-resistant film (hereinafter referred to as a fixing film) 0312 is, for example, a heat-resistant film having a thickness of about 30 μm to 250 μm and having flexibility as a whole, and stay 0311 on which the heater 0330 is fixedly supported as described above. It is loosely fitted on the outside.

定着フィルム0312は、PTFE、PFA、PPS等の材質の単層フィルム、あるいはPI、PAI、PEEK等の材質の基層の表面にPTFE、PFA等を離型層としてコーティングした複合層フィルムが好適である。また、高熱伝導性を有するSUS、AI、Ni、Cu、Zn等の純金属、合金等を基層に用い、離型層に前述のコーティング処理、フッ素樹脂チューブの被膜を行ったものも好適である。 The fixing film 0312 is preferably a single-layer film made of a material such as PTFE, PFA or PPS, or a composite layer film in which the surface of a base layer made of a material such as PI, PAI or PEEK is coated with PTFE, PFA or the like as a release layer. .. Further, it is also preferable that a pure metal such as SUS, AI, Ni, Cu, Zn or the like having high thermal conductivity, an alloy or the like is used as a base layer, and the release layer is coated with the above-mentioned coating treatment and a fluororesin tube. ..

弾性加圧ローラ(以下、加圧ローラと記す)0320は、芯金0321と、該芯金に同心一体に設けたシリコンゴム等の弾性・耐熱性材料のローラ層0322と、表面層0323を備えている。芯金0321の両端部をそれぞれ装置筐体の手前側と奥側のシャーシ側板(図示せず)間に軸受を介して回転自由に支持させてある。 The elastic pressure roller (hereinafter referred to as a pressure roller) 0320 includes a core metal 0321, a roller layer 0322 made of an elastic / heat resistant material such as silicon rubber concentrically provided on the core metal, and a surface layer 0323. ing. Both ends of the core metal 0321 are rotatably supported between the front side and the back side chassis side plates (not shown) of the apparatus housing, respectively, via bearings.

加熱ユニット0310は加圧ローラ0320の上側にヒータ0330の側を下向きにして実質並行に配列してある。そして、ステー0311は、付勢手段(図示せず)にてヒータ0330と加圧ローラ0320との間に定着フィルム0312を挟んで加圧ローラ0320の上面に対してローラ層0322の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させた状態に保持される。これにより、ヒータ0330の下面と加圧ローラ0320の上面との間に定着フィルム0312を挟んで用紙搬送方向(記録材搬送方向)Dに関して所定幅の定着ニップ部(ニップ部)Nが形成される。 The heating unit 0310 is arranged substantially in parallel on the upper side of the pressurizing roller 0320 with the side of the heater 0330 facing downward. Then, the stay 031 has a fixing film 0612 sandwiched between the heater 0330 and the pressure roller 0320 by an urging means (not shown) to resist the elasticity of the roller layer 0322 against the upper surface of the pressure roller 0320. It is held in a state of being pressed together with a predetermined pressing force. As a result, the fixing film 0612 is sandwiched between the lower surface of the heater 0330 and the upper surface of the pressure roller 0320, and a fixing nip portion (nip portion) N having a predetermined width is formed in the paper transport direction (recording material transport direction) D. ..

加圧ローラ0320はモータ(駆動源:図示せず)により図3において矢印R0320の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ0320の回転力は、定着ニップ部Nにおける圧接摩擦力を通じて定着フィルム0312に作用する。そのため、定着フィルム0312は、その内面が定着ニップ部Nにおいてヒータ0330の下面に密着して摺動しながら矢印R0310の時計方向に従動回転する。 The pressurizing roller 0320 is rotationally driven by a motor (drive source: not shown) at a predetermined peripheral speed in the counterclockwise direction of arrow R0320 in FIG. The rotational force of the pressure roller 0320 acts on the fixing film 0312 through the pressure contact friction force at the fixing nip portion N. Therefore, the fixing film 0312 rotates in the clockwise direction of the arrow R0310 while its inner surface slides in close contact with the lower surface of the heater 0330 at the fixing nip portion N.

ステー0311は、ヒータ0330を保持するとともに定着フィルム0312の回転時の搬送安全性を図るフィルムガイドの役目をしている。定着フィルム0312との回転摺動性を高めるために、定着フィルム0312と、ヒータ0330およびステー0311の外周面との間に耐久性グリス等の潤滑剤を介在させている。 The stay 031 serves as a film guide for holding the heater 0330 and for ensuring transport safety during rotation of the fixing film 0312. In order to improve the rotational slidability with the fixing film 0312, a lubricant such as durable grease is interposed between the fixing film 031 and the outer peripheral surfaces of the heater 0330 and the stay 0311.

ヒータ0330に通電がなされることで、ヒータ0330の発熱で定着ニップ部Nが所定の温度に立ち上がり、温調された状態になると、定着ニップ部Nに未定着トナー像tを担持した用紙Pが導入される。定着ニップ部Nにおいて用紙Pのトナー像担持面側が定着フィルム0312の外面に密着して挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ0330の熱が定着フィルム0312を介して用紙Pに付与され、用紙P上の未定着トナー像tが加熱加圧定着される。 When the heater 0330 is energized, the fixing nip portion N rises to a predetermined temperature due to the heat generated by the heater 0330, and when the temperature is adjusted, the paper P carrying the unfixed toner image t on the fixing nip portion N is formed. be introduced. In the fixing nip portion N, the toner image-supporting surface side of the paper P is in close contact with the outer surface of the fixing film 0312 and is sandwiched and conveyed. In this sandwiching and transporting process, the heat of the heater 0330 is applied to the paper P via the fixing film 0312, and the unfixed toner image t on the paper P is fixed by heating and pressurizing.

図12は、本実施形態におけるヒータ0330の構成の概略を示す図である。(a)はヒータ0330の背面模式図(裏面側)、(b)は、ヒータ0330の一部切り欠きの正面模式図(表面側)、(c)は(b)のヒータ0330のc−c断面模式図およびそのヒータ0330に用いられる通電制御回路(通電制御部)の一例を表す図である。 FIG. 12 is a diagram showing an outline of the configuration of the heater 0330 in the present embodiment. (A) is a schematic rear view (back side) of the heater 0330, (b) is a schematic front view (front side) of a partial notch of the heater 0330, and (c) is cc of the heater 0330 of (b). It is a cross-sectional schematic diagram and the figure which shows an example of the energization control circuit (energization control part) used for the heater 0330.

ヒータ0330は、細長い耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の基板(絶縁基材)1201を有する。この基板1201の定着ニップ部N側の面(以下、表面とする)に、基板1201の長手方向(ヒータ幅方向)に沿って設けられている通電によって発熱する抵抗発熱体1202を有する。また、連絡電路1203と、給電用電極1204、1205と、耐熱性オーバーコート層1206とを有する全体に低熱容量の加熱部材である。 The heater 0330 has an elongated heat-resistant, insulating, and good thermal conductive substrate (insulating base material) 1201. A resistance heating element 1202 that generates heat by energization provided along the longitudinal direction (heater width direction) of the substrate 1201 is provided on the surface (hereinafter referred to as the surface) of the substrate 1201 on the fixing nip portion N side. Further, it is a heating member having a connecting electric circuit 1203, feeding electrodes 1204 and 1205, and a heat-resistant overcoat layer 1206 as a whole having a low heat capacity.

基板1201は、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム、Al)からなるセラミック材基板である。抵抗発熱体1202は、例えば、銀パラジウム(Ag/Pb)、TaN等の電気抵抗材料ペースト(抵抗ペースト)をヒータ基板表面に基板長手に沿ってスクリーン印刷等によりパターン塗工し、焼成することで形成したものである。 The substrate 1201 is, for example, a ceramic material substrate made of alumina (aluminum oxide, Al 2 O 3). Resistance heating element 1202 may be, for example, silver-palladium (Ag / Pb), electrical resistance material paste such as Ta 2 N (resistance paste) along the substrate length on the heater board surface pattern applied by screen printing or the like, baked It was formed by the fact.

給電用電極1204・1205は、基板1201の表面の長手一端側に併設してあり、一方の給電用電極部1204は、抵抗発熱体1202の一端部に導電延長部1204aを介して電気的に導通させてある。他方の給電用電極部1205は、抵抗発熱体1202に並行させて基板1201の表面に設けた連絡電路1203を介して抵抗発熱体1202の他端部に電気的に導通させてある。上記により、給電用電極部1204→抵抗発熱体1202→連絡電路1203→給電用電極部1205の直列電路(ACライン)が構成される。オーバーコート層1206は、基板1201の表面において、給電用電極部1204・1205を除いて、抵抗発熱体1202と連絡電路1203を覆わせて形成される。 The power feeding electrodes 1204 and 1205 are provided side by side on the longitudinal end side of the surface of the substrate 1201, and one power feeding electrode portion 1204 is electrically conductive to one end of the resistance heating element 1202 via the conductive extension portion 1204a. I'm letting you. The other power feeding electrode portion 1205 is electrically conducted to the other end portion of the resistance heating element 1202 via a connecting electric circuit 1203 provided on the surface of the substrate 1201 in parallel with the resistance heating element 1202. As described above, a series electric circuit (AC line) of the feeding electrode portion 1204 → the resistance heating element 1202 → the connecting electric circuit 1203 → the feeding electrode portion 1205 is configured. The overcoat layer 1206 is formed on the surface of the substrate 1201 so as to cover the resistance heating element 1202 and the connecting electric circuit 1203, except for the feeding electrode portions 1204 and 1205.

また、ヒータ0330は、基板1201の裏面(定着ニップ部Nと反対側の面)に温度検知素子0337を有する。温度検知素子(サーミスタ)0337は、ヒータ0330の温度を検知するために設けられたものである。本実施例では、温度検知素子としてヒータ0330から分離した外部当接型のサーミスタを用いている。 Further, the heater 0330 has a temperature detection element 0337 on the back surface of the substrate 1201 (the surface opposite to the fixing nip portion N). The temperature detection element (thermistor) 0337 is provided to detect the temperature of the heater 0330. In this embodiment, an external contact type thermistor separated from the heater 0330 is used as the temperature detection element.

サーミスタ0337は、支持体上に断熱層を設け、その断熱層の上にチップサーミスタの素子を固定したものであり、その素子を基板1201の裏面に向けて所定の加圧力により加圧して支持体を基板1201の裏面に取り付ける。本実施例では、支持体として高耐熱性の液晶ポリマーを、断熱層としてセラミックスペーパーを積層したものを用いた。その外部当接型サーミスタ0337は、定着ニップ部Nに導入される所定サイズの用紙Pが必ず通過する最少サイズ通紙領域内に配置されている。 The thermistor 0337 is obtained by providing a heat insulating layer on a support and fixing an element of the chip thermistor on the heat insulating layer, and pressurizing the element toward the back surface of the substrate 1201 by a predetermined pressing force to support the support. Is attached to the back surface of the substrate 1201. In this example, a highly heat-resistant liquid crystal polymer was used as the support, and a ceramic paper was laminated as the heat insulating layer. The external contact type thermistor 0337 is arranged in the minimum size paper passing region through which the paper P of a predetermined size introduced into the fixing nip portion N always passes.

保護素子1208は、ヒータ0330が異常昇温した際に通電を遮断する保安素子として基板1201の裏面に接触配置されている。本実施例では、保護素子1208として、熱に反応して電極1204への通電を遮断する温度ヒューズを用いている。 The protective element 1208 is arranged in contact with the back surface of the substrate 1201 as a safety element that shuts off energization when the heater 0330 rises abnormally. In this embodiment, as the protection element 1208, a thermal fuse that reacts with heat to cut off the energization of the electrode 1204 is used.

プリンタコントローラ0223は、ヒータ0330への通電制御手段たるトライアック0223aをオンする。これにより交流電源ACから保護素子1208を通じてヒータ0330の電極1204・1205に通電される。 The printer controller 0223 turns on the triac 0223a, which is a means for controlling energization of the heater 0330. As a result, the electrodes 1204 and 1205 of the heater 0330 are energized from the AC power supply AC through the protection element 1208.

ヒータ0330は、電極1204・1205を通じて抵抗発熱体1202に通電されることによりその有効全長部が発熱し、ヒータ0330の発熱領域が昇温する。ヒータ0330の発熱領域の幅は抵抗発熱体1202の有効全長部に対応している。また、ヒータ0330の発熱領域の幅は最大サイズ通紙領域幅にほぼ対応している。その昇温に応じて加熱される基板1201の温度をサーミスタ0337が検知する。 When the resistance heating element 1202 is energized through the electrodes 1204-1205, the heater 0330 generates heat in its effective overall length, and the heat generation region of the heater 0330 rises in temperature. The width of the heat generating region of the heater 0330 corresponds to the effective overall length of the resistance heating element 1202. Further, the width of the heat generating region of the heater 0330 substantially corresponds to the width of the maximum size paper passing region. The thermistor 0337 detects the temperature of the substrate 1201 that is heated in response to the temperature rise.

プリンタコントローラ0223は、サーミスタ0337の出力(検知温度情報)をA/D変換して取り込む。そして、プリンタコントローラ0223は、サーミスタ0337からの出力に基づいて、トライアック0223aによりヒータ0330に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、ヒータ0330の温度制御を行う。即ち、プリンタコントローラ0223は、サーミスタ0337の検知温度が所定の設定温度(温調温度)より低い場合にはヒータ0330を昇温させ、設定温度より高い場合にはヒータ0330を降温させるようにトライアック0223aを制御する。これにより、ヒータ0330の温度を一定に保っている。本実施例では、位相制御により出力を0〜100%まで5%刻みの21段階で変化させている。出力100%はヒータ0330に全通電したときの出力を示す。 The printer controller 0223 captures the output (detection temperature information) of the thermistor 0337 by A / D conversion. Then, the printer controller 0223 controls the temperature of the heater 0330 by controlling the electric power energized to the heater 0330 by the triac 0223a by phase control, wave number control, or the like based on the output from the thermistor 0337. That is, the printer controller 0223 atriac 0223a raises the heater 0330 when the detection temperature of the thermistor 0337 is lower than the predetermined set temperature (temperature control temperature) and lowers the heater 0330 when the detection temperature is higher than the set temperature. To control. As a result, the temperature of the heater 0330 is kept constant. In this embodiment, the output is changed from 0 to 100% in 21 steps in 5% increments by phase control. The output of 100% indicates the output when the heater 0330 is fully energized.

図13は、本発明の実施形態における、ヒータ0330の長手方向におけるサーミスタ0337の位置と、用紙P上の印字領域の関係を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the position of the thermistor 0337 in the longitudinal direction of the heater 0330 and the printing area on the paper P in the embodiment of the present invention.

同図において、領域Tは、定着ニップ部Nに導入されて挟持搬送されるトナー像tがサーミスタ0337の検知温度に影響する領域である。即ち、用紙P上に形成される画像に関して用紙Pが定着ユニット0221の定着ニップ部Nで挟持搬送されていく際におけるサーミスタ0337の配設位置に相当する領域を含む用紙上の領域である。 In the figure, the region T is a region where the toner image t introduced into the fixing nip portion N and sandwiched and conveyed affects the detection temperature of the thermistor 0337. That is, it is a region on the paper including a region corresponding to the arrangement position of the thermistor 0337 when the paper P is sandwiched and conveyed by the fixing nip portion N of the fixing unit 0221 with respect to the image formed on the paper P.

本実施形態では、領域Tの幅は、用紙幅方向においてはサーミスタ0337と基板1201の接触する10mm領域から両端に各5mm延長した20mm幅としている。また、領域Tの長さは、用紙搬送方向において用紙Pの先端部と後端部の余白部Pa・Pbを除いた画像形成領域Iの先端Iaから後端Ibまでの長さとしている。 In the present embodiment, the width of the region T is 20 mm, which is 5 mm extending from the 10 mm region where the thermistor 0337 and the substrate 1201 come into contact with each other in the paper width direction. Further, the length of the region T is the length from the front end Ia to the rear end Ib of the image forming region I excluding the margins Pa and Pb of the front end portion and the rear end portion of the paper P in the paper transport direction.

次に本実施形態における画像形成装置がプリンタ部0122を利用して画像を形成(印刷)する際に、入力した印刷データに含まれる画像データに対して画像処理を行う画像処理部0105の構成について説明する。 Next, regarding the configuration of the image processing unit 0105 that performs image processing on the image data included in the input print data when the image forming apparatus in the present embodiment forms (prints) an image using the printer unit 0122. explain.

図4は、本実施形態における画像形成装置の画像処理部0105の機能構成を説明するブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the image processing unit 0105 of the image forming apparatus according to the present embodiment.

この画像処理部0105は、入力部0401、色変換部0402、レンダリング処理部0403、階調補正処理部0404、画像形成処理部0405、画像解析部0406、出力部0407を含んでいる。入力部0401は、例えば、ネットワークI/F部0114で入力した印刷データに含まれるPDL(ページ記述言語)で記述された画像データを受け取る。色変換処理部0402は、例えばRGBからCMYKへの色変換を行う。 The image processing unit 0105 includes an input unit 0401, a color conversion unit 0402, a rendering processing unit 0403, a gradation correction processing unit 0404, an image forming processing unit 0405, an image analysis unit 0406, and an output unit 0407. The input unit 0401 receives, for example, image data described in PDL (page description language) included in the print data input by the network I / F unit 0114. The color conversion processing unit 0402 performs color conversion from RGB to CMYK, for example.

レンダリング処理部0403は、PDLデータをレンダリングしてイメージデータに変換する。階調補正処理部0404は、画像データの階調補正を行う。画像形成処理部0405は、変換後の画像データから画像形成に必要な各色の情報などを作成する。画像解析部0406は、画像形成処理後のCMYKデータを解析して所定サイズの局所領域単位で該領域におけるトナー載り量を検出する。 The rendering processing unit 0403 renders the PDL data and converts it into image data. The gradation correction processing unit 0404 corrects the gradation of the image data. The image forming processing unit 0405 creates information of each color necessary for image forming from the converted image data. The image analysis unit 0406 analyzes the CMYK data after the image formation process and detects the amount of toner loaded in the region in units of local regions of a predetermined size.

画像処理部0105により処理されたの画像データは、出力部0407を介して圧縮/伸長部0106に転送され、所定の圧縮方式で圧縮された後にRAM0104へ格納される。 The image data processed by the image processing unit 0105 is transferred to the compression / decompression unit 0106 via the output unit 0407, compressed by a predetermined compression method, and then stored in the RAM 0104.

次に図5を用いて画像解析部0406により画像データから所定サイズの局所領域単位で該領域におけるトナー載り量を検出する処理を説明する。 Next, a process of detecting the amount of toner loaded in a predetermined size of a local region unit from the image data by the image analysis unit 0406 will be described with reference to FIG.

図5は、画像処理部0406による画像解析処理を説明するフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart illustrating an image analysis process by the image processing unit 0406.

ここでは、コントローラ0101のCPU0103がプログラムに従って画像処理部0105の各部を制御する例で説明する。 Here, an example will be described in which CPU 0103 of the controller 0101 controls each unit of the image processing unit 0105 according to a program.

まず、ステップS0501でCPU0103は、ネットワークI/F0114で受信したプリントデータを、画像処理部0105の入力部0401に入力する。 First, in step S0501, the CPU 0103 inputs the print data received by the network I / F 0114 to the input unit 0401 of the image processing unit 0105.

次にステップS0502に進みCPU0103は、レンダリング処理部0403により、その入力したプリントデータをラスタ画像データに変換し、該ラスタ画像データを色変換処理部0402に供給して色変換処理を実行させる。このときCPU0103は、レンダリング処理部0403を制御して、PDLデータから各画素の特徴(文字/図形/写真等)を判別する。そしてText(テキスト)、Graphics(グラフィックス)、Image(イメージ)、SmallText、ThinLine(細線)等の属性データを生成する。そして、その生成した属性データを色変換処理部0402に渡す。 Next, the process proceeds to step S0502, and the rendering processing unit 0403 converts the input print data into raster image data, and supplies the raster image data to the color conversion processing unit 0402 to execute the color conversion processing. At this time, the CPU 0103 controls the rendering processing unit 0403 to determine the characteristics (characters / figures / photographs, etc.) of each pixel from the PDL data. Then, attribute data such as Text (text), Graphics (graphics), Image (image), SmallText, ThinLine (thin line) is generated. Then, the generated attribute data is passed to the color conversion processing unit 0402.

次にステップS0503に進みCPU0103は、色変換処理部0402により生成されたRGBデータをCMYKデータに色変換してラスタ画像データを生成し、それを階調補正処理部0404に渡す。またCPU0103は、色変換処理部0402から受け取った属性データも階調補正処理部0404に渡して階調補正処理を実行させる。尚、RGBデータからCMYKデータへの色変換では、プリンタ部0122が印刷可能な最大のトナーの載り量(例えば、200%)を超えないように変換する。こうしてステップS0503でCPU0103は、階調補正処理部0404を制御してCMYKデータに対して画像形成装置のプリンタ部0122の階調特性を考慮した階調補正処理を行い、その処理済の画像データを画像形成処理部0405に渡す。またCPU0103は、階調補正処理部0404が、属性データも画像形成処理部0405に渡すように制御する。 Next, in step S0503, the CPU 0103 color-converts the RGB data generated by the color conversion processing unit 0402 into CMYK data to generate raster image data, and passes it to the gradation correction processing unit 0404. Further, the CPU 0103 also passes the attribute data received from the color conversion processing unit 0402 to the gradation correction processing unit 0404 to execute the gradation correction processing. In the color conversion from RGB data to CMYK data, the printer unit 0122 converts so as not to exceed the maximum amount of toner that can be printed (for example, 200%). In this way, in step S0503, the CPU 0103 controls the gradation correction processing unit 0404 to perform gradation correction processing on the CMYK data in consideration of the gradation characteristics of the printer unit 0122 of the image forming apparatus, and obtains the processed image data. It is passed to the image forming processing unit 0405. Further, the CPU 0103 controls the gradation correction processing unit 0404 so that the attribute data is also passed to the image forming processing unit 0405.

次にステップS0504に進みCPU0103は、画像形成処理部0405を制御して、階調補正後のCMYKデータに対して誤差拡散処理やスクリーン処理等の処理を行い、画像解析部0406と出力部0407に渡す。 Next, in step S0504, the CPU 0103 controls the image forming processing unit 0405 to perform processing such as error diffusion processing and screen processing on the CMYK data after gradation correction, and the image analysis unit 0406 and the output unit 0407 hand off.

次にステップS0505でCPU0103は、画像解析部0406を制御して上述の処理後のCMYKデータを解析して、所定サイズの局所領域単位で該領域におけるトナー載り量を検出する。ここで検出したトナー載り量情報は所定のアルゴリズムにより各印刷ページのトナー載り量情報として集約されてプリンタ部0122の定着温調制御に利用されるものとし(詳細は後述)、出力部0407から出力されるCMYKデータに関連付けてRAM0102に格納される。出力部0407を介して出力されるCMYKデータは圧縮/伸長部0106に転送され、所定の圧縮方式で圧縮された後にRAM0104へ格納される。そしてCPU0103は、圧縮/伸長部0106を用いてRAM0104に格納された圧縮データを伸長し、該伸長データと前記トナー載り量情報をプリンタI/F0113を介してプリンタ部0122に転送して印刷を実行させる。 Next, in step S0505, the CPU 0103 controls the image analysis unit 0406 to analyze the CMYK data after the above-mentioned processing, and detects the amount of toner loaded in the region in units of local regions of a predetermined size. The toner loading amount information detected here is aggregated as toner loading amount information of each print page by a predetermined algorithm and used for fixing temperature control of the printer unit 0122 (details will be described later), and is output from the output unit 0407. It is stored in RAM 0102 in association with the CMYK data to be printed. The CMYK data output via the output unit 0407 is transferred to the compression / decompression unit 0106, compressed by a predetermined compression method, and then stored in the RAM 0104. Then, the CPU 0103 decompresses the compressed data stored in the RAM 0104 by using the compression / decompression unit 0106, transfers the decompression data and the toner loading amount information to the printer unit 0122 via the printer I / F 0113, and executes printing. Let me.

次に図6を用いて図5のステップS0505において画像解析部0406が画像形成の処理がなされたCMYKデータを解析して、定着温調用トナー載り量情報を算出する解析処理について説明する。 Next, with reference to FIG. 6, the analysis process in which the image analysis unit 0406 analyzes the CMYK data for which the image formation process has been performed in step S0505 of FIG. 5 to calculate the fixing temperature control toner loading amount information will be described.

前述の通り、本実施形態における画像形成装置ではフィルム加熱方式の定着ユニットを使用しており、トナー像を担持した記録材が定着ニップ部に導入されて挟持搬送される際において、温度検知素子部に近いトナー像は温度検知素子の熱を奪い、結果として、該温度検知素子による検知温度を低下させるため、ヒータの発熱を促し、ヒータ全体としては熱量過多となる。そのため、温度検知素子部の近辺でのトナー溶融による熱量損失を考慮した定着温度を設定しなければならない。 As described above, the image forming apparatus of the present embodiment uses a film heating type fixing unit, and when the recording material carrying the toner image is introduced into the fixing nip part and is sandwiched and conveyed, the temperature detection element unit is used. A toner image close to is deprived of heat from the temperature detecting element, and as a result, the temperature detected by the temperature detecting element is lowered, so that heat generation of the heater is promoted, and the amount of heat of the heater as a whole becomes excessive. Therefore, it is necessary to set the fixing temperature in consideration of the heat loss due to the melting of the toner in the vicinity of the temperature detecting element portion.

本実施例では、印刷画像データを記録材上に描画する際の各局所領域の位置を定着ユニットの定着フィルムの座標系(定着器座標)にマッピングし、その定着器座標の各主走査位置とその副走査位置でトナー載り量の積算値をカウントする。この時、各局所領域に関するトナー載り量は、その主走査位置が温度検知素子部の位置にあるか否かに応じて重み付け補正が行われるものとする。そして該積算値の中からピーク値を定着温調用トナー載り量情報として採用し、該定着温調用トナー載り量情報に応じて定着温度を決定し定着ユニットの温調を制御する。 In this embodiment, the position of each local region when drawing the printed image data on the recording material is mapped to the coordinate system (fixer coordinates) of the fixing film of the fixing unit, and each main scanning position of the fixing device coordinates is used. The integrated value of the toner loading amount is counted at the sub-scanning position. At this time, the toner loading amount for each local region is weighted and corrected according to whether or not the main scanning position is at the position of the temperature detection element unit. Then, the peak value from the integrated values is adopted as the fixing temperature control toner loading amount information, the fixing temperature is determined according to the fixing temperature control toner loading amount information, and the temperature control of the fixing unit is controlled.

図6は、本実施形態における画像形成装置の画像解析部0406による画像解析処理を説明するフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart illustrating an image analysis process by the image analysis unit 0406 of the image forming apparatus according to the present embodiment.

尚、ここでは、CPU0103がROM0102に格納されたプログラムをRAM0103に展開し、その展開したプログラムを実行することによってこのフローチャートで示す処理が実現されるものとして説明する。 Here, it is assumed that the process shown in this flowchart is realized by the CPU 0103 expanding the program stored in the ROM 0102 to the RAM 0103 and executing the expanded program.

先ず、ステップS0601でCPU0103は、これから解析する局所領域(KPx,KPy)のページ内における主走査位置から当該局所領域に関するトナー載り量の重み付け係数Wを決定する。
W=1(0≦KPx<KPT0、KPT1≦KPx)
W=2(KPT0≦KPx<KPT1)
ここで、KPT0は、図13で説明した、定着ニップ部Nに導入されて挟持搬送されるトナー像tがサーミスタ0337の検知温度に影響する領域Tの左端位置に相当する。また、KPT1は、同領域Tの右端位置に相当する。上記重み付け条件により、解析する局所領域が領域Tの範囲にある場合、W=2で重み付けされ、領域Tの範囲外にある場合、W=1で重み付けされる。
First, in step S0601, the CPU 0103 determines the weighting coefficient W of the toner loading amount with respect to the local region from the main scanning position in the page of the local region (KPx, KPy) to be analyzed.
W = 1 (0 ≦ KPx <KPT0, KPT1 ≦ KPx)
W = 2 (KPT0 ≤ KPx <KPT1)
Here, KP T0 corresponds to the left end position of the region T described in FIG. 13 in which the toner image t introduced into the fixing nip portion N and sandwiched and conveyed affects the detection temperature of the thermistor 0337. Further, KPT1 corresponds to the right end position of the same region T. According to the above weighting condition, when the local region to be analyzed is in the range of the region T, it is weighted by W = 2, and when it is outside the range of the region T, it is weighted by W = 1.

次にステップS0602でCPU0103は、図5のステップS0505で受け取った画像形成処理後のCMYKデータを解析して、局所領域単位でトナーの載り量(TnrSum)を算出する。(詳細は後述)次にステップS0603でCPU0103は、ステップS0602で算出した局所領域のトナー載り量にステップS0601で求めた重み係数Wをかけあわせてトナー載り量補正値(WTnrSum)を求める。 Next, in step S0602, the CPU 0103 analyzes the CMYK data after the image forming process received in step S0505 of FIG. 5 to calculate the toner loading amount (TnrSum) in units of local regions. (Details will be described later) Next, in step S0603, the CPU 0103 obtains the toner loading amount correction value (WTnrSum) by multiplying the toner loading amount in the local region calculated in step S0602 by the weighting coefficient W obtained in step S0601.

次にステップS0604でCPU0103は、現在解析対象となっている局所領域に対する定着器座標(FPx,FPy)を算出する。 Next, in step S0604, the CPU 0103 calculates the fuser coordinates (FPx, FPy) with respect to the local region currently being analyzed.

次にステップS0605でCPU0103は、ステップS0603で算出したトナー載り量補正値(WTnrSum)を当該定着器座標(FPx,FPy)に係るトナー載り量積算値(σWTnrSum、初期値0)に加算する。 Next, in step S0605, the CPU 0103 adds the toner loading amount correction value (WTnrSum) calculated in step S0603 to the toner loading amount integrated value (σWTnrSum, initial value 0) related to the fuser coordinates (FPx, FPy).

次にステップS0606でCPU0103は、解析対象の局所領域を切り替えるために主走査方向の解析位置をシフトさせる。 Next, in step S0606, the CPU 0103 shifts the analysis position in the main scanning direction in order to switch the local region to be analyzed.

そしてステップS0607でCPU0103は、主走査方向の解析位置が画像右端に到達したか否かを判定し、画像右端に到達した場合はステップS0608へ進み、そうでない場合はステップS0602へ戻り、ステップS0602乃至ステップS06067の処理を継続する。 Then, in step S0607, the CPU 0103 determines whether or not the analysis position in the main scanning direction has reached the right end of the image, and if it reaches the right end of the image, the process proceeds to step S0608. The process of step S06067 is continued.

ステップS0608でCPU0103は、副走査方向の解析位置をシフトする。 In step S0608, the CPU 0103 shifts the analysis position in the sub-scanning direction.

そしてステップS0609でCPU0103は、副走査方向の解析位置が画像下端に到達したか否かを判定し、画像下端に到達した場合はステップS0610へ進み、そうでない場合はステップS0601へ戻り、ステップS0601乃至ステップS0609の処理を繰り返し実行する。 Then, in step S0609, the CPU 0103 determines whether or not the analysis position in the sub-scanning direction has reached the lower end of the image. If it reaches the lower end of the image, the process proceeds to step S0610. If not, the process returns to step S0601 and steps S0601 to The process of step S0609 is repeatedly executed.

ステップS0610でCPU0103は、各主走査位置におけるトナー載り量積算値の中からピーク値を決定する。 In step S0610, the CPU 0103 determines the peak value from the integrated toner loading amount values at each main scanning position.

ステップS0611でCPU0103は、ステップS0610で決定したピーク値を当該印刷画像データに係る定着温調用のトナー載り量情報として画像データと対応付けてRAM0103に保存し、一連の処理を終了する。 In step S0611, the CPU 0103 stores the peak value determined in step S0610 in the RAM 0103 in association with the image data as toner loading amount information for fixing temperature control related to the printed image data, and ends a series of processes.

図7は、図6のステップS0602における局所領域単位でのトナーの載り量(TnrSum)を算出する処理を説明するフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of calculating the toner loading amount (TnrSum) in a local region unit in step S0602 of FIG.

本実施形態における画像形成装置では、図5のステップS0505で画像解析を行っているため、色変換後のCMYKデータ(各色載り量情報)に対して階調補正処理と画像形成処理が施され、面積階調で画像が表現されている。そこで、単位面積あたりの網点率を解析して、そこからトナーの載り量を逆算するようにしている。 In the image forming apparatus of the present embodiment, since the image analysis is performed in step S0505 of FIG. 5, the CMYK data (each color loading amount information) after the color conversion is subjected to the gradation correction processing and the image forming processing. The image is represented by area gradation. Therefore, the halftone dot ratio per unit area is analyzed, and the amount of toner loaded is calculated back from that.

まず、ステップS0701でCPU0103は、図5のステップS0505で画像解析部0406が受け取った画像形成後のCMYKデータから、局所領域での載り量を算出するため、局所領域に対応する所定の領域単位(例えば、10mm×10mm)に画像データを切り出す。 First, in step S0701, the CPU 0103 calculates the amount of load in the local region from the CMYK data after image formation received by the image analysis unit 0406 in step S0505 of FIG. 5, so that a predetermined region unit corresponding to the local region ( For example, the image data is cut out to a size of 10 mm × 10 mm).

次にステップS0702に進みCPU0103は、その領域内の画像データに含まれる画素数をカウントする。 Next, the process proceeds to step S0702, and the CPU 0103 counts the number of pixels included in the image data in the area.

次にステップS0703に進みCPU0103は、その領域の面積に対する画素数から網点率を求める。つまり、その領域が単色ベタで塗り潰されている状態を100%として網点率を計算する。 Next, the process proceeds to step S0703, and the CPU 0103 obtains the halftone dot ratio from the number of pixels with respect to the area of the area. That is, the halftone dot ratio is calculated assuming that the area is filled with a solid solid color as 100%.

次にステップS0704に進みCPU0103は、ステップS0703で求めた網点率から、トナーの載り量に逆変換するテーブルを生成し、その網点率からトナーの載り量を算出する。 Next, the process proceeds to step S0704, and the CPU 0103 generates a table that reversely converts the halftone dot ratio obtained in step S0703 into the toner loading amount, and calculates the toner loading amount from the halftone dot ratio.

こうしてステップS0701乃至ステップS0704の処理をCMYKデータの各データに対して実行することにより、CMYKデータそれぞれに対するトナーの載り量を算出する。 By executing the processes of steps S0701 to S0704 on each of the CMYK data in this way, the amount of toner loaded on each of the CMYK data is calculated.

そしてステップS0705に進みCPU0103は、ステップS0704で求めたCMYKデータのトナーの載り量から局所領域のCMYKデータに対応するトナーの総量を算出して処理を終了する。 Then, the process proceeds to step S0705, and the CPU 0103 calculates the total amount of toner corresponding to the CMYK data in the local region from the amount of toner loaded in the CMYK data obtained in step S0704, and ends the process.

図8は、本実施形態における画像処理で使用される階調補正テーブル、網点率テーブル、およびトナーの載り量変換テーブルのそれぞれ一例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of each of a gradation correction table, a halftone dot ratio table, and a toner loading amount conversion table used in the image processing in the present embodiment.

図8(a)は階調補正テーブルの一例を示し、これは図5のステップS0503の階調補正処理で使用されるテーブルであり、環境・耐久性・機体ばらつき等で変動するプリンタ部0122の階調特性を補正している。 FIG. 8A shows an example of a gradation correction table, which is a table used in the gradation correction processing of step S0503 of FIG. 5, and is a table of the printer unit 0122 which varies depending on the environment, durability, variation of the machine body, and the like. The gradation characteristics are corrected.

図8(b)は網点率テーブルの一例を示し、図5のステップS0504の画像形成処理による多値(10ビット)階調表現から面積階調への変換における入力多値信号と単位面積当たりの網点率の関係を示している。図8(b)では、各色の多値信号に対応する網点率はほぼリニアな関係にある。 FIG. 8B shows an example of the halftone dot ratio table, and the input multi-value signal and the unit area in the conversion from the multi-value (10-bit) gradation expression to the area gradation by the image formation process in step S050 of FIG. The relationship between the halftone dot ratios is shown. In FIG. 8B, the halftone dot ratios corresponding to the multi-valued signals of each color have a substantially linear relationship.

図8(c)はトナーの載り量変換テーブルの一例を示し、これは網点率からトナーの載り量を算出するためのテーブルである。 FIG. 8C shows an example of a toner loading amount conversion table, which is a table for calculating the toner loading amount from the halftone dot ratio.

ここで、トナーの載り量に対して階調補正テーブルと網点率テーブルをかけることで網点率が求まることから、階調補正テーブルと網点率テーブルとを合成し、その逆変換を求めることで網点率からトナーの載り量を求めるテーブルを生成できる。 Here, since the halftone dot ratio can be obtained by multiplying the toner loading amount by the gradation correction table and the halftone dot ratio table, the gradation correction table and the halftone dot ratio table are combined and the inverse conversion thereof is obtained. This makes it possible to generate a table for obtaining the amount of toner loaded from the halftone dot ratio.

以上説明したようにして、画像処理後の画像データに関して局所領域単位でのトナーの載り量を算出することができる。尚、本実施例では、図5のステップS0505の画像解析処理を図5のステップS0504の画像形成処理の後に実施するとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図5のステップS0502の色変換処理の後にステップS0505の画像解析処理を行っても良い。その場合、色変換後のCMYKデータは、画像信号がトナーの載り量情報となっているため、網点率からトナーの載り量を逆算する必要はなく、そのまま画素値を参照して利用すれば良い。 As described above, it is possible to calculate the amount of toner applied in each local region with respect to the image data after image processing. In this embodiment, it has been described that the image analysis process of step S0505 of FIG. 5 is performed after the image formation process of step S0504 of FIG. 5, but the present invention is not limited thereto. For example, the image analysis process of step S0505 may be performed after the color conversion process of step S0502 of FIG. In that case, since the image signal of the CMYK data after color conversion is the toner loading amount information, it is not necessary to back-calculate the toner loading amount from the halftone dot ratio, and the pixel value can be used as it is. good.

図9は、本実施形態において、図6のフローチャートに従って定着温調用のトナー載り量情報を求めるための処理の概要を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an outline of a process for obtaining toner loading amount information for fixing temperature control according to the flowchart of FIG. 6 in the present embodiment.

図9において、0901は、ページ内における局所領域を示し、0902は、それを定着器座標にマッピングしたものである。 In FIG. 9, 0901 indicates a local region within the page, and 0902 maps it to the fuser coordinates.

図10は、本実施形態における画像形成装置の定着温度制御を説明するフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart illustrating control of the fixing temperature of the image forming apparatus according to the present embodiment.

まず、ステップS1001でCPU0103は、RAM0102から前述のS0611で記憶された、これから印刷する現ページに係る定着温調用のトナー載り量情報を取得する。 First, in step S1001, the CPU 0103 acquires the toner loading amount information for fixing temperature control related to the current page to be printed, which is stored in the above-mentioned S0611 from the RAM 0102.

次にステップS1002に進みCPU0103は、該取得したトナー載り量情報をもとに目標定着温度を決定する。ここで目標定着温度は、例えば図11に示すような変換テーブルを参照することにより決定されるものとする。ここでは、トナー載り量情報(σWTnrSum)の値が大きくなるにつれて高い定着温度が設定されるようになっている。また、図11に示すトナー載り量情報と目標定着温度の対応関係はあくまでも一例であり、本発明はこれに限るものではない。 Next, the process proceeds to step S1002, and the CPU 0103 determines the target fixing temperature based on the acquired toner loading amount information. Here, the target fixing temperature is determined by referring to, for example, a conversion table as shown in FIG. Here, the higher the fixing temperature is set as the value of the toner loading amount information (σWTnrSum) increases. Further, the correspondence between the toner loading amount information and the target fixing temperature shown in FIG. 11 is merely an example, and the present invention is not limited to this.

その後ステップS1003でCPU0103は、該目標定着温度まで定着器の温度が上昇するように温調制御を行って、この処理を終了する。尚、定着器の温度制御は、ページ単位での画像の定着性を上げる必要があるため、リアルタイムに制御を実施する。 After that, in step S1003, the CPU 0103 performs temperature control control so that the temperature of the fuser rises to the target fixing temperature, and ends this process. Since it is necessary to improve the fixability of the image on a page-by-page basis in the temperature control of the fuser, the control is performed in real time.

以上説明したように、本実施形態によれば、印刷画像データの各局所領域が記録材上で描画される際の主走査位置が、ヒータ長手方向における温度検知素子部の位置に相当するか否かによって当該局所領域のトナー載り量に係る重み付けを行い、該重み付けを用いて補正された各局所領域のトナー載り量情報をもとに定着器の温調温度を制御することにより、画像データのトナー載り量特性に応じて必要最小限の熱量で良好な定着性を実現することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, whether or not the main scanning position when each local region of the printed image data is drawn on the recording material corresponds to the position of the temperature detecting element portion in the longitudinal direction of the heater. By weighting the toner load amount in the local region and controlling the temperature control temperature of the fuser based on the toner load amount information in each local region corrected by using the weighting, the image data can be obtained. It is possible to realize good fixability with the minimum required amount of heat according to the toner loading characteristic.

101 画像形成装置のコントローラ、103 CPU、
105 画像処理部、122 プリンタ部、221 定着ユニット、
310 加熱ユニット、320 弾性加圧ローラ、406 画像解析部
101 image forming apparatus controller, 103 CPU,
105 image processing unit, 122 printer unit, 221 fixing unit,
310 heating unit, 320 elastic pressurizing roller, 406 image analyzer

Claims (3)

電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置であって、
画像データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された画像データに基づいて、記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成されたトナー像を前記記録材に熱定着させる定着手段と、
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段により熱定着する際の定着温度を設定し、該設定した定着温度となるよう前記定着手段の温調制御を行う定着温度制御手段と、
を有し、
前記定着温度制御手段は、
前記受信手段により受信された画像データを所定の大きさの局所領域単位で解析して、各局所領域に関して前記記録材に転写されるトナー載り量を算出し、
前記局所領域に関するトナー載り量を、該局所領域が記録材上で描画される際の主走査位置と前記温度検知手段の位置関係によって決まる重み付けにより補正し、
前記重み付けにより補正された各局所領域のトナー載り量のピーク値に応じて前記定着手段の定着温度を設定することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic process.
Receiving means for receiving image data and
An image forming means for forming a toner image on a recording material based on the image data received by the receiving means, and an image forming means.
A fixing means for thermally fixing the toner image formed by the image forming means to the recording material, and
A temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing means and
A fixing temperature control means for setting a fixing temperature at the time of heat fixing by the fixing means and controlling the temperature of the fixing means so as to reach the set fixing temperature.
Have,
The fixing temperature control means
The image data received by the receiving means is analyzed in units of local regions having a predetermined size, and the amount of toner loaded on the recording material is calculated for each local region.
The amount of toner loaded on the local region is corrected by a weighting determined by the positional relationship between the main scanning position and the temperature detecting means when the local region is drawn on the recording material.
An image forming apparatus, characterized in that the fixing temperature of the fixing means is set according to the peak value of the toner loading amount in each local region corrected by the weighting.
前記定着温度制御手段は、前記局所領域が記録材上で描画される際の主走査位置が、前記温度検知手段の位置の範囲内である場合、該主走査位置が前記温度検知手段の位置の範囲外である場合より前記重み付けが高くなるように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。 In the fixing temperature control means, when the main scanning position when the local region is drawn on the recording material is within the range of the position of the temperature detecting means, the main scanning position is the position of the temperature detecting means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the weighting is controlled to be higher than when the weight is out of the range. 前記定着温度制御手段は、前記画像データの各局所領域を前記定着器にマッピングした定着器座標の各位置において前記重み付けによる補正後のトナー載り量を積算し、該補正後のトナー載り量の積算値のピーク値に応じて前記定着手段の定着温度を設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The fixing temperature control means integrates the toner loading amount after correction by the weighting at each position of the fixing device coordinates in which each local region of the image data is mapped to the fixing device, and integrates the toner loading amount after the correction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing temperature of the fixing means is set according to a peak value of the value.
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