JP6098229B2 - 定着制御装置、定着制御プログラム及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像データに基づき形成された未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を制御する定着制御装置、定着制御プログラム及び画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、熱応答性の良いサーマルヘッドやレーザ光線等を用いた定着装置を備えたものがある。定着装置を備える画像形成装置では、デジタルの画像データに基づいて、記録材上のトナーが乗っている所のみ、あるいはその近傍のみを選択的に加熱して未定着トナーを定着させる技術が知られている（特許文献１）。

上記従来の技術では、デジタルの画像データに基づく書き込み制御データを用いて定着制御を行うが、書き込み制御データはデータ量が大きいため取り扱いが困難である。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、定着制御に用いるデータ量を低減し、且つ効率良くトナーを定着させることが可能な定着制御装置、定着制御プログラム及び画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成すべく以下の如き構成を採用した。

本発明は、複数の加熱体を有し、画像データに基づき形成された未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を制御する定着制御装置であって、前記画像データを複数のエリアに分割した際の前記エリア毎の画素カウント値の累積値を得る画素カウント部と、前記累積値が格納される前記エリアに対応したレジスタと、前記加熱体の配置、前記加熱体の幅に係る情報を含む加熱体情報が格納された記憶部と、前記レジスタのアドレスに基づき前記画像データにおける前記エリアの位置を判断し、前記加熱体情報に基づき前記エリアに対応する位置にある加熱体を選択する加熱体選択部と、を有する。

上記各部を手順としてコンピュータにより実行させる方法、上記各部を機能としてコンピュータに実行させるためのプログラム、そのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とすることもできる。

本発明によれば、定着制御の際に取り扱うデータ量を低減し、且つ効率良くトナーを定着させることができる。

本実施形態の画像形成装置の構成の概略を示す図である。 本実施形態の定着ローラを説明する図である。 本実施形態の画像形成装置の構成を説明する図である。 画像領域判断部の機能を説明する図である。 画像データにおけるエリアの判断を説明する図である。 画像有無判定部による判定を説明する図である。 画像形成の際の定着装置の温度制御を説明する図である。 画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 加熱体選択部の処理を説明するフローチャートである。 加熱体に対する画像データのエリアの割り当てを説明する図である。 エリアの幅が加熱体の幅と同じ場合の加熱体に対するエリアを割り当ての例を示す図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置の構成の概略を示す図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、スキャナ部１１０と、プリンタ部１２０とを有する。本実施形態の画像形成装置１００においてスキャナ部１１０は、読み取った原稿（図示せず）の反射光を電気信号に変換し、さらにそのアナログ電気信号をデジタル画像信号に変換してプリンタ部１２０に出力する。プリンタ部１２０は、スキャナ部１１０から入力された画像データ、又は画像形成装置１００と接続されたコンピュータ等から送信された画像データに基づき画像形成動作を行なう。

本実施形態のプリンタ部１２０は、感光体ドラム１２１、帯電器１２２、書き込み装置１２３、現像装置１２４、給紙装置１２５、転写装置１２６、分離装置１２７、定着装置１２８等を有する。

本実施形態において、感光体ドラム１２１は帯電器１２２により均一に帯電される。画像形成装置１００に入力された画像データは、後述する画像処理部で各種補正、各種変換・変倍等の処理がされた後に書き込み装置１２３に入力される。書き込み装置１２３は、入力された画像データに基づいてレーザ光を感光体ドラム１２１に照射する。感光体ドラム１２１上に形成された静電潜像は現像装置１２４により加熱溶融性のトナーにより現像され可視像化される。一方、給紙装置１２５から記録材（図示せず）が給紙ローラ１３１により給紙され、搬送ローラ１３２を介してレジストローラ１３３へ搬送される。レジストローラ１３３は感光体ドラム１２１上のトナー像に同期して記録材を送出する。この記録材に、転写装置１２６の作用により感光体ドラム１２１上のトナー像が転写される。

そして、分離装置１２７の作用により記録材が感光体ドラム１２１から分離され、搬送ガイド１３４に案内されて定着装置１２８に導かれる。記録材上の未定着トナー像が定着装置１２８により加熱定着され、記録材は排紙ローラ１３５により機外に排出される。また、感光体ドラム１２１は記録材の分離後にクリーニング装置１３６により残留トナーが除去され、除電器１３７により残留電荷が消去される。

本実施形態の画像形成装置１００では、書き込み装置１２３に入力される画像データを用いて、定着装置１２８における定着制御を行う。すなわち本実施形態の画像形成装置１００は、画像データに基づき感光体ドラム１２１上に形成されたトナー像を記録材に定着させることで、記録材に画像を形成する。

以下に本実施形態の定着装置１２８について説明する。本実施形態の定着装置１２８は、定着ローラ１２９と加圧ローラ１３０と、定着ベルト１３８を有する。本実施形態の定着装置１２８では、定着ローラ１２９と加圧ローラ１３０とにより、記録材が挟持搬送されることで、未定着トナー像が記録材に定着される。

図２は、本実施形態の定着ローラを説明する図である。図２（Ａ）は、定着ローラ１２９の構成の概略を説明する図であり、図２（Ｂ）は、加熱体２００を説明する図である。

本実施形態の定着ローラ１２９は、内部に加熱体２００が設けられている。加熱体２００は、例えば複数の加熱体３０Ｎを含む。

図２（Ｂ）を参照して加熱体２００について説明する。本実施形態の加熱体２００は、複数の加熱体３０Ｎを有する。本実施形態の複数の加熱体３０Ｎは、それぞれの大きさが異なっても良いし、それぞれの大きさが同じであっても良い。図２（Ｂ）の例では、それぞれの加熱体３０Ｎの大きさが異なる例を示す。具体的には加熱体３０Ｎは、それぞれの主走査方向の幅が異なる。

本実施形態では、定着ローラ１２９の主走査方向の中央部分にある加熱体３０４の主走査方向の幅Ａ４を定着ローラ１２９の端部に近い加熱体３０Ｎの主走査方向の幅ＡＮよりも広くした。具体的には、定着ローラ１２９の主走査方向の一方の端部にある加熱体３０１の幅Ａ１、加熱体３０２の幅Ａ２、定着ローラ１２９の主走査方向の他方の端部にある加熱体３０Ｎの幅ＡＮは、加熱体３０４の主走査方向の幅Ａ４よりも狭い。加熱体３０３の主走査方向の幅Ａ３は、加熱体３０２の主走査方向の幅Ａ２より広く、加熱体３０４の主走査方向の幅Ａ４よりも狭くした。

定着ローラ１２９の主走査方向における中央部分では、未定着トナー像が形成されている可能性が高い。よって本実施形態では、中央部分に主走査方向に幅の広い加熱体３０４を配置した。このように加熱体を配置することで、配置する加熱体３０Ｎの数を削減でき、加熱体３０Ｎの制御を簡単にすることができる。また本実施形態では、定着ローラ１２９の主走査方向における両端部の加熱体の幅を、主走査方向の中央部分に配置された加熱体の幅よりも狭くした。これにより、記録材の主走査方向における両端部において、未定着トナー像が形成されていない領域に合わせて加熱体をオフさせたままとすることができる。

本実施形態の加熱体３０Ｎは、定着ローラ１２９において主走査方向の幅ＡＮと同じ幅×副走査方向の長さＷの領域を加熱する。本実施形態では、それぞれの加熱体３０Ｎの副走査方向の長さＷは全て同じとする。本実施形態では、加熱体２００の主走査方向の幅Ｈと記録材の主走査方向の幅とが一致するように、加熱体３０Ｎの主走査方向の幅ＡＮと数が決定されていることが好ましい。各加熱体は個々にオン・オフ制御される。

本実施形態の複数の加熱体３０Ｎは、例えばＩＨ（Induction Heating）コイルやサーマルヘッドアレイ等により実現されても良い。

次に本実施形態の画像形成装置１００の構成について説明する。図３は、本実施形態の画像形成装置の構成を説明する図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、コントローラ制御部２１０、エンジン制御部２２０、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２３０、ＦＡＸユニット２３１、操作制御部２３２、読取制御部２３３、ＡＲＤＦ（自動両面反転原稿送り装置）２３４、書込制御部２３５、電装品２３６、ＤＣ（Direct Current）電源２３７、ＡＣ（Alternating Current）電源２３８を有する。

本実施形態のコントローラ制御部２１０は、画像形成動作の指定を受け付け、画像形成動作を設定する。具体的にはコントローラ制御部２１０は、画像形成、ユーザインターフェイスやモード設定、コピーやプリンタといったアプリケーションの制御などを司る。

エンジン制御部２２０は、プリンタエンジンの駆動制御等を行う。

ＨＤＤ２３０は、例えば処理対象のデータ等が格納される。ＦＡＸユニット２３１は、画像形成装置１００においてＦＡＸ機能を実現する。操作制御部２３２は、ユーザインターフェイスとなるタッチパネル（操作部）等の制御を行う。

読取制御部２３３は、スキャナ部１１０を制御するものであり、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスを介して読み取った画像をコントローラ制御部２１０の画像処理部２１４に伝達する。

書込制御部２３５は、コントローラ制御部２１０や読取制御部２３３からＰＣＩバスを介して送られてきた画像データを、画像形成を行うＬＤ（Laser Diode)ユニットやＬＥＤ（Light Emitting Diode）ユニットに送信することで、用紙にパターンを書込み、プリントやコピーといった動作を行う。

電装品２３６は、例えば温度センサ、モータ、ソレノイド等を含む。ＤＣ電源２３７とＡＣ電源２３８とは、各制御部へ電源を供給する。

次に本実施形態のコントローラ制御部２１０の構成を説明する。本実施形態のコントローラ制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１３、画像処理部２１４、画像メモリ２１５、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）２１６を有する。

ＣＰＵ２１１は、各種の処理動作を行う。ＲＡＭ２１２は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ２１３は、制御プログラムを固定的に記憶する。画像処理部２１４は、例えば画像処理を行うＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により実現される。画像メモリ２１５は、画像処理部２１４により処理された画像データが格納される。また本実施形態のコントローラ制御部２１０は、図示しないＮＶＲＡＭ(Non Volatile RAM)等を備えており、ＮＶＲＡＭには画像形成装置１００の動作条件の設定情報等が格納されていても良い。

本実施形態のコントローラ制御部２１０は、外部通信機器からネットワークを介してＬＡＮ(Local Area Network)等で情報を送受信するインターフェイス２１６、ユーザインターフェイスとなる操作制御部２３２や所定の処理対象のデータを格納するＨＤＤ２３０と接続されている。

本実施形態のコントローラ制御部２１０は、ＦＡＸユニット２３１や、エンジン制御部２２０とインターフェイスとＰＣＩバスで結ばれている。コントローラ制御部２１０は、操作制御部２３２や外部機器からインターフェイス２１６を介して画像形成動作の指示を受け付け、画像形成動作を実行し、作成した画像をエンジン制御部２２０にＰＣＩバスを介して伝達する。

本実施形態のエンジン制御部２２０は、ＣＰＵ３００、ＲＡＭ２２１、ＲＯＭ２２２、電装制御部２２３を有する。ＣＰＵ３００は、エンジン制御部２２０の各種処理を行う。また本実施形態のＣＰＵ３００は、定着装置１２８による定着制御を行う。ＣＰＵ３００による定着制御の詳細は後述する。

ＲＡＭ２２１は、各種情報を一時的に記憶する。ＲＯＭ２２２は制御プログラムが格納されている。本実施形態では、ＲＯＭ２２２に定着制御プログラムが格納されていても良い。また本実施形態のＲＯＭ２２２には、後述する加熱体情報２２が格納されていても良い。電装制御部２２３は、電装品２３６を制御する。

以下にＣＰＵ３００の機能について説明する。本実施形態のＣＰＵ３００は、定着制御部３５０を有する。

定着制御部３５０は、画像領域判断部３１０、加熱体選択部３２０、加熱体駆動部３３０を有する。画像領域判断部３１０は、コントローラ制御部２１０から受け取った画像データを所定の領域（エリア）毎のデータとし、エリア毎に各エリアにおける画像の有無を判断する。画像領域判断部３１０の処理の詳細は後述する。加熱体選択部３２０は、画像の有るエリアに合わせて実際に加熱させる加熱体３０Ｎを選択する。加熱体駆動部３３０は、選択された加熱体３０Ｎを加熱する。

すなわち本実施形態の画像形成装置１００では、画像処理部２１４から出力された画像データを、画像領域判断部３１０により予め設定された所定エリア毎のデータとし、エリア毎の画像の有無を判断する。次に加熱体選択部３２０は画像が有るエリアと対応する加熱体３０Ｎを選択し、対応する加熱体３０Ｎにエリアを割り当てる。加熱体駆動部３３０は、選択された加熱体３０Ｎを駆動して加熱させる。

尚本実施形態の画像形成装置１００は、図示しない機能として、加熱体２００の温度状態を監視する温度センサによる加熱体温度監視機能も備えている。

また本実施形態では、画像領域判断部３１０をエンジン制御部２２０内に搭載する構成としたが、画像領域判断部３１０はコントローラ制御部２１０の画像処理部２１４内に搭載されても良い。この場合画像領域判断部３１０による処理の結果は、コントローラ制御部２１０からエンジン制御部２２０に通知されても良い。

次に図４を参照して本実施形態の画像領域判断部３１０の処理の詳細について説明する。図４は、画像領域判断部の機能を説明する図である。

本実施形態の画像領域判断部３１０は、画像読み込み部３１１、画素カウント部３１２、画像有無判定部３１３、加熱位置決定部３１４を有する。

本実施形態の画像読み込み部３１１は、コントローラ制御部２１０を介して入力される画像データを読み込む。読み込まれた画像データは、一時的にエンジン制御部２２０内のＲＡＭ２２１に格納されても良い。

画素カウント部３１２は、画像データの画素をカウントする。画素カウント部３１２の詳細は後述する。

画像有無判定部３１３は、画像データに含まれる所定のエリア毎に、エリア内の画像の有無を判定する。画像有無判定部３１３による判定の詳細は後述する。加熱位置決定部３１４は、画像が有るエリアに対応する加熱体３０Ｎを加熱位置に決定する。

以下に画素カウント部３１２について説明する。

本実施形態の画素カウント部３１２は、主走査カウント部３１５、副走査カウント部３１６を有する。主走査カウント部３１５は、画像データの主走査方向に画素をカウントする。副走査カウント部３１６は、画像データの副走査方向に画素をカウントする。

本実施形態の画素カウント部３１２は、画像読み込み部３１１が画像データを読み込むと、主走査カウント部３１５により主走査方向に画素をカウントする。すなわち主走査カウント部３１５は、画像データにおける１ラインの幅をカウントする。副走査カウント部３１６は、画像データの副走査方向に画素をカウントする。すなわち副走査カウント部３１６は、画像データにおけるラインの本数をカウントする。

本実施形態の画像領域判断部３１０は、画素カウント部３１２により、主走査方向と副走査方向にそれぞれ画素をカウントすることで、画像データを予め設定されたエリアの集合と判断する。

以下に図５を参照して本実施形態におけるエリアの判断について説明する。図５は、画像データにおけるエリアの判断を説明する図である。

本実施形態では、画像データを予め設定した所定のエリアＥのｍ行×ｎ列の集合Ｅｍｎと捉える。本実施形態では、所定のエリアＥをＸ×Ｙの領域とした。尚Ｘ，Ｙの単位はミリメートルである。

また本実施形態では、例えばＣＰＵ３００の有する記憶領域に、所定のエリアＥ毎に対応したレジスタが設けられている。図５の例では、画像データはエリアＥのｍ行×ｎ列の集合であるから、ＣＰＵ３００の記憶領域には、エリアＥ１１〜エリアＥｍｎのそれぞれに対応したレジスタが設けられている。このレジスタには、画素カウント部３１２によるカウント値が格納される。

本実施形態の画素カウント部３１２は、画像データの左上から順に画像データの画素のカウントを開始する。

画素カウント部３１２の主走査カウント部３１５は、図５に示す画像データＧの左上から主走査方向に画素のカウントを行い、各画素のカウント値をエリアＥ毎に対応したレジスタに格納する。

例えば主走査カウント部３１５は、画像データＧの左上から１ライン目の画素のカウントを開始する。このときカウントされる画素は、エリアＥ１１内の画素である。よって主走査カウント部３１５は、カウント値をエリアＥ１１に対応したレジスタに格納する。すなわち主走査カウント部３１５は、主走査方向にＸミリメートル分の画素をカウントするまで、カウント値をエリアＥ１１と対応したレジスタに格納する。したがってレジスタの値は、エリアＥ１１内の１ライン目を形成する画素のカウント値の和となる。

続いてカウント対象の画素がエリアＥ１２内の画素となると、主走査カウント部３１５は、エリアＥ１２に対応したレジスタにカウント値を格納する。そして主走査カウント部３１５は、エリアＥ１２内の最初の画素から主走査方向にＸミリメートル分の画素をカウントするまで、カウント値をエリアＥ１２に対応するレジスタに格納する。したがってレジスタの値は、エリアＥ１２内の１ライン目を形成する画素のカウント値の和となる。

同様にして、主走査カウント部３１５が主走査方向に１ライン、すなわちＸ×ｎミリメートル分カウントすると、副走査カウント部３１６は、副走査方向にカウントしたライン数をカウントする。この場合、ライン数は１である。よってこのときは、エリアＥ１１〜エリアＥ１ｎに対応するレジスタには、エリアＥ１１〜エリアＥ１ｎそれぞれの１ライン目の画素のカウント値の和が格納されたことになる。

主走査カウント部３１５は、１ラインカウントが終了すると、次のラインの左端の画素からカウントを再開する。主走査カウント部３１５は、２ライン目の左端の画素からカウントを開始し、１ライン目と同様の処理を行う。

本実施形態では、副走査カウント部３１６が副走査方向にＹミリメートル分のライン数のカウントが終了すると、エリアＥ１１〜エリアＥ１ｎは、それぞれがＸミリメートル×Ｙミリメートルの領域内の画素がカウントされたことになる。このときエリアＥ１１〜エリアＥ１ｎのそれぞれに対応するレジスタには、エリアＥ１１〜エリアＥ１ｎ内の全ての画素のカウント値の累積値が格納される。

本実施形態では、エリアＥ２１以降に対しても同様の処理を行い、エリアＥ１１〜エリアＥｍｎそれぞれの画素のカウント値の累積値を得る。

すなわち本実施形態の画像領域判断部３１０は、画素カウント部３１２により、画像データをＸミリメートル×Ｙミリメートルのエリアに分割した際のエリア毎の画素カウント値の累積値を得る。

尚本実施形態では、画像データＧに含まれるエリア数と同数のレジスタを有していても良い。この場合レジスタの数は、ｍ×ｎ個となる。また本実施形態では、レジスタの数を主走査方向に設けられたエリアの数と同様のｎ個としても良い。この場合ＣＰＵ３００は、エリアＥ１ｎまでのカウントが終了すると、ｎ個のレジスタに格納された値を例えばＲＡＭ２２２等に一時的に格納させ、全てのレジスタに格納された値を消去しても良い。本実施形態のレジスタの数は、画像データの幅（すなわち記録材の幅）と、エリアＥの大きさとに応じて決められる。例えば画像形成装置１００において印刷可能な記録材の最大の幅をＷ１０ミリメートルとした場合のレジスタの数は、Ｗ１０ミリメートル／Ｘミリメートル以上であれば良い。

本実施形態のレジスタに格納されるカウント値は、後述するように、エリア毎の画像の有無の判定にのみ使用される。したがって本実施形態では、各レジスタの大きさは２ビット以上であれば良い。

本実施形態では、Ｘ＝Ｙ＝２ミリメートルとした。すなわち本実施形態では、画像データは２ミリメートル×２ミリメートルのエリアの集合となる。

本実施形態において、Ｘの値は、例えば複数の加熱体３０Ｎのうち最も主走査方向の幅のせまい加熱体３０Ｎの幅と同様の値にしても良い。

また本実施形態のＹの値は、画像形成装置１００における記録材の搬送速度をＶとし、加熱体３０Ｎの加熱応答時間をｔとしたとき、Ｖ＞Ｙ／ｔ１となれば良い。尚加熱応答時間とは、加熱体３０Ｎの加熱を開始してから定着ローラ１２９の温度がトナーを記録材に定着させるために予め設定された所定温度になるまでの時間である。このようにＹの値を決めれば、記録材の搬送速度よりも加熱応答時間が十分に早くなり、定着時に定着ローラ１２９を所定温度まで到達させることができる。

以下に図６を参照して、画像有無判定部３１３による画像の有無の判定を説明する。図６は、画像有無判定部による判定を説明する図である。

本実施形態の画像有無判定部３１３は、画素カウント部３１２により各エリアのカウント値の累積値が格納されたレジスタの値に基づき、各エリア内の画像の有無を判定する。具体的には画像有無判定部３１３は、レジスタの値が０のとき、対応するエリアを画像が無い非画像領域と判定する。また画像有無判定部３１３は、レジスタの値が０でないとき、対応するエリアを画像が有る画像領域と判定する。非画像領域とは、画像（未定着トナー）が存在しない領域であり、定着のための加熱が不要な領域である。画像領域とは、画像（未定着トナー）が存在する領域であり、加熱体３０Ｎによる加熱対象となる領域である。

尚本実施形態では、カウント値の和が０のとき、そのエリアを非画像領域と判定するものとしたが、例えばカウント値が予め設定された所定値以下のときそのエリアを非画像領域と判定しても良い。

本実施形態の加熱位置決定部３１４は、画像領域を加熱位置に決定する。図６の例では、エリアＥ２５、Ｅ３５、Ｅ３６、Ｅ４２〜Ｅ４６、Ｅ５２〜Ｅ５７、Ｅ６６、Ｅ６７、Ｅ７７が画像領域であることがわかる。よって加熱位置決定部３１４は、この画像領域を加熱位置に決定する。加熱位置が決定されると、本実施形態の加熱体選択部３２０は、加熱位置に対応する加熱体３０Ｎを選択し、選択された加熱体３０Ｎにより加熱対象の画像領域を加熱する。

次に、本実施形態の画像形成装置１００による画像形成の際の定着装置１２８の温度制御について説明する。

図７は、画像形成の際の定着装置の温度制御を説明する図である。

本実施形態の画像形成装置１００の定着制御部３５０は、定着装置１２８による定着を行う際に、加熱体駆動部３３０により３つの温度領域を予め設定して温度制御を行う。３つの温度領域は、ベース温度領域、紙温度領域、定着温度領域である。ベース温度領域は、ベース温度Ｈ１以下の温度領域である。複数の加熱体３０Ｎを含む加熱体２００の温度は、画像形成装置１００が画像形成動作を行わない場合にはベース温度領域内の温度となる。尚本実施形態では、加熱体２００の温度を検出する温度センサが設けられており、画像形成装置１００に設けられた加熱体温度監視機能により検出される。

紙温度領域は、ベース温度Ｈ１より高く紙温度Ｈ２以下の温度領域である。本実施形態では、画像形成装置１００が印刷要求を受けると、加熱体２００の温度を紙温度領域内まで加熱し、記録材が検出されたときに加熱体２００の温度が紙温度Ｈ２に到達するように、加熱体２００を加熱する。

定着温度領域は、紙温度Ｈ２より高い温度領域である。本実施形態では、画像形成において定着が開始されるとき、加熱体２００に含まれる複数の加熱体３０Ｎのうち、加熱対象として選択された加熱体３０Ｎのみが加熱されて定着温度Ｈ３となる。

すなわち本実施形態では、加熱体２００に含まれる複数の加熱体３０Ｎは、紙温度Ｈ２まで加熱される。そして定着を開始するとき、選択された加熱体３０Ｎのみをさらに加熱して定着温度Ｈ３とする。

図７（Ａ）は、エリアの例であり、図７（Ｂ）は加熱体２００を加熱する駆動信号と加熱体２００の温度の例を示す図である。

図７の例では、エリアＥ２〜Ｅ５、エリアＥ７〜Ｅ８が画像領域である。よってエリアＥ２〜Ｅ５、エリアＥ７〜Ｅ８を加熱する加熱体３０Ｎは定着温度Ｈ３まで加熱される。それ以外のエリア（エリアＥ１、Ｅ６）は、非画像領域である。よってエリアＥ１、Ｅ６に対応する加熱体３０Ｎは、紙温度Ｈ２以下となる。

次に図８を参照して本実施形態の画像形成装置１００の動作を説明する。図８は、画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

本実施形態の画像形成装置１００が印刷要求を受け付けると（ステップＳ８０１）、定着制御の処理と、記録材検出の処理と、温度制御の処理とを並行して行う。定着制御の処理は、コントローラ制御部２１０とＣＰＵ３００の定着制御部３５０により実行される。温度制御の処理は、ＣＰＵ３００の定着制御部３５０により実行される。記録材検出の処理は、電装制御部２２３により実行される。

始めに記録材の検出の処理について説明する。

本実施形態の画像形成装置１００において、電装制御部２２３は、記録材の搬送を開始する（ステップＳ８０２）。続いて電装制御部２２３は、記録材が定着装置１２８に到達したか否かを判断する（ステップＳ８０３）。尚本実施形態では、例えば定着装置１２８に記録材の到着を検出する到着検出センサが設けられており、到着検出センサにより定着装置１２８への記録材の到着を検出しても良い。ステップＳ８０３において、記録材が定着装置１２８に到達すると、電装制御部２２３は、記録材検出信号をＣＰＵ３００へ出力する（ステップＳ８０４）。記録材が検出されると、ＣＰＵ３００において定着制御部３５０は、後述するステップＳ８０８へ進む。

また記録材が検出されると、電装制御部２２３は、記録材が定着装置１２８を通過したか否かを判断する（ステップＳ８０５）。尚本実施形態では、例えば定着装置１２８を記録材が通過したか否かを検出する通過検出センサが設けられており、通過検出センサにより定着装置１２８からの記録材の通過を検出しても良い。ステップＳ８０５において記録材が定着装置１２８を通過すると、電装制御部２２３は、次の印刷要求の有無を判断する（ステップＳ８０６）。ステップＳ８０６において次の印刷要求がある場合、後述するステップＳ８１０へ進む。ステップＳ８０６において次の印刷要求がない場合、後述するステップＳ８１１へ進む。

次に温度制御の処理について説明する。

本実施形態の定着制御部３５０は、印刷要求を受け付けると、加熱体駆動部３３０により加熱体２００を加熱し、加熱体２００の温度をベース温度Ｈ１とする（ステップＳ８０７）。続いて定着制御部３５０は、印刷要求を受け付けているため、加熱体駆動部３３０によりさらに加熱体２００を加熱し、加熱体２００の温度を紙温度Ｈ２とする（ステップＳ８０８）。

続いて定着制御部３５０は、後述するステップＳ８１７において選択された加熱体３０Ｎを加熱し、定着温度Ｈ３とする（ステップＳ８０９）。加熱体３０Ｎが定着温度Ｈ３となると、未定着トナーが記録材に定着される。

続いて定着制御部３５０は、次の印刷要求がある場合は加熱体２００の温度をベース温度Ｈ１に維持する（ステップＳ８１０）。また定着制御部３５０は、次の印刷要求がない場合は加熱体２００の加熱を停止し、定着を停止する（ステップＳ８１１）。

次に定着制御の処理について説明する。

本実施形態の画像形成装置１００は、コントローラ制御部２１０により、読み取った画像データを読み出す（ステップＳ８１２）。続いてコントローラ制御部２１０は、画像処理部２１４により読み出した画像データに対して画像処理を行う（ステップＳ８１３）。画像処理部２１４による画像処理は、画像データをプリンタ部１２０から出力するために必要な画像処理である。

続いてコントローラ制御部２１０は、画像処理後の画像データをＣＰＵ３００へ送信する（ステップＳ８１４）。続いてＣＰＵ３００の定着制御部３５０は、画像領域判断部３１０により、コントローラ制御部２１０から受信した画像データの画素をカウントし、画像データを所定エリアの集合と判断する（ステップＳ８１５）。言い換えれば本実施形態の画像領域判断部３１０は、画像データを所定エリアの画像データに分割する。画素のカウントの方法は、上述した通りである。

続いて画像領域判断部３１０は、画像有無判定部３１３により、画像データにおける全てのエリアについて、画像領域であるか又は非画像領域であるかを判定する（ステップＳ８１６）。

続いて定着制御部３５０は、画像領域を複数の加熱体３０Ｎに割り当て、画像領域が割り当てられた加熱体３０Ｎを選択し（ステップＳ８１７）、ステップＳ８０９へ進む。ステップＳ８１７の処理の詳細は後述する。

以下に図９を参照して本実施形態の加熱体選択部３２０の処理の詳細を説明する。図９は、加熱体選択部の処理を説明するフローチャートである。図９の処理は、図８のステップＳ８１７の処理の詳細を示す。

本実施形態の加熱体選択部３２０は、記録材の幅を検出する（ステップＳ９０１）。記録材の幅は、例えば定着装置１２８に記録材が到着した際に、定着装置１２８に設けられている到着検出センサ等により検出されても良い。

続いて加熱体選択部３２０は、記録材の幅に合わせて使用する加熱体３０Ｎを選択する（ステップＳ９０２）。具体的には例えば、記録材が加熱体２００の中央部分に配置され、加熱体２００の両端部に対応する記録材が存在しない場合には、対応する記録材が存在しない加熱体３０Ｎは使用しない。例えば図２に示す加熱体２００において、加熱体３０１と加熱体３０Ｎと対応する位置に記録材が存在しない場合、加熱体選択部３２０は、加熱体３０１と加熱体３０Ｎ以外の加熱体を使用する加熱体として選択する。

続いて加熱体選択部３２０は、記録材の端部に位置する加熱体３０Ｎを使用するか否かを判断する（ステップＳ９０３）。例えば画像が記録材の中央部に集中し、記録材の端部に画像が無い場合等がある。この場合には、記録材の端部に位置する加熱体３０Ｎをオンさせる必要はない。本実施形態では、記録材の端部に位置する加熱体３０Ｎを使用するか否か、設定により予め決められていても良い。

例えば記録材の端部に位置する加熱体３０Ｎを使用する設定であった場合、加熱体選択部３２０は、ステップＳ９０２で選択された全ての加熱体３０Ｎを使用する。また記録材の端部に位置する加熱体３０Ｎを使用しない設定であった場合、加熱体選択部３２０は、該当する加熱体３０Ｎを選択しない。

続いて加熱体選択部３２０は、ＲＯＭ２２２から加熱体情報２２（図３参照）を取得する（ステップＳ９０４）。本実施形態の加熱体情報２２とは、加熱体２００に関する情報であり、具体的には複数の加熱体３０Ｎのそれぞれの幅、配置、温度上昇率、定着ベルト１３８の回転による温度低下率が含まれる。

続いて加熱体選択部３２０は、ステップＳ９０２、ステップＳ９０３で使用するものとして選択された加熱体３０Ｎに対し、加熱体３０Ｎの加熱体情報２２を参照して画像データのエリアを割り当てる（ステップＳ９０５）。本実施形態では、加熱体３０Ｎにエリアを割り当てる際に、主に加熱体情報２２に含まれる加熱体３０Ｎの幅と配置を参照する。

以下に図１０を参照して加熱体３０Ｎに対する画像データのエリアの割り当てについて説明する。図１０は、加熱体に対する画像データのエリアの割り当てを説明する図である。

図１０では、加熱体２００において加熱体３０１〜３０７が使用する加熱体として選択された例を示している。また図１０では、加熱体２００に対し、エリアＥ１〜エリアＥ２１を割り当てる例を示している。

本実施形態の加熱体選択部３２０は、エリアＥ１のカウント値が格納されたレジスタのアドレスから、エリアＥ１が画像データにおいて主走査方向及び副走査方向のどの位置のエリアであるかを判断する。そして加熱体選択部３２０は、エリアＥ１の位置から、どの加熱体３０ＮにエリアＥ１の加熱を行わせるかを判断する。

例えばエリアＥ１に対応する位置にある加熱体は、加熱体３０１である。よって加熱体選択部３２０は、加熱体３０１にエリアＥ１を割り当てる。次に加熱体選択部３２０は、エリアＥ１とエリアＥ２の合計幅Ｗｅ１が、加熱体３０１の幅Ｗ１以下となるか否かを判断する。そして合計幅Ｗｅ１≦幅Ｗ１であれば、加熱体選択部３２０は、エリアＥ２も加熱体３０１へ割り当てる。

以上のようにして、加熱体選択部３２０は、加熱体３０Ｎの幅ＷＮと、エリアの主走査方向の幅とに基づき、個々の加熱体３０Ｎに対してエリアを割り当てる。

例えばエリアＥ３，Ｅ４の主走査方向の幅Ｗｅ２は、加熱体３０２の幅Ｗ２以下である。よって本実施形態の加熱体選択部３２０は、加熱体３０２にエリアＥ３，Ｅ４を割り当てる。同様にして、加熱体選択部３２０は、加熱体３０３にエリアＥ５〜Ｅ７を割り当て、加熱体３０４にエリアＥ８〜Ｅ１４を割り当てる。さらに加熱体選択部３２０は、加熱体３０５にエリアＥ１５〜Ｅ１７、加熱体３０６にエリアＥ１８，Ｅ１９、加熱体３０７にエリアＥ２０，Ｅ２１を割り当てる。

本実施形態の加熱体選択部３２０は、以上のようにして、画像データに含まれる全てのエリアを加熱体３０Ｎに割り当てる。

続いて加熱体選択部３２０は、全ての加熱体３０Ｎのオン/オフを決定したか否かを判断する（ステップＳ９０６）。尚ここでの「加熱体３０Ｎをオンさせる」とは、紙温度Ｈ２まで加熱された加熱体３０Ｎをさらに定着温度Ｈ３まで加熱することを意味する。また「加熱体３０Ｎをオフさせる」とは、加熱体３０Ｎを定着温度Ｈ３まで加熱せずに紙温度Ｈ２に維持することを意味する。

加熱体３０Ｎのオン/オフはまだ決定していない場合、定着制御部３５０は、次のステップＳ９０７へ進む。加熱体選択部３２０は、加熱体３０Ｎに割り当てられたエリアにおいて、画像領域があるか否かを判断する（ステップＳ９０７）。

ステップＳ９０７において、割り当てられたエリアに画像領域が含まれる場合、加熱体選択部３２０は、加熱体３０Ｎをオンさせる加熱体に選択し（ステップＳ９０８）、ステップＳ９０６へ戻る。またステップＳ９０７において割り当てられたエリアに画像領域が含まれない場合、加熱体選択部３２０は、加熱体３０Ｎをオフのまま加熱体とし（ステップＳ９０９）、ステップＳ９０６へ戻る。

ステップＳ９０６において、全ての加熱体３０Ｎのオン／オフが決定したら、図８のステップＳ８０９の処理に進む。

以下に図１０を参照して、加熱体３０Ｎのオン/オフの決定について説明する。図１０において、加熱体３０１に割り当てられたエリアは、エリアＥ１，Ｅ２である。図１０の例では、エリアＥ１には画像がなくカウント値は０である。よってエリアＥ１は非画像領域である。またエリアＥ２は画像が有り、カウント値は１である。よってエリアＥ２は画像領域である。したがって図１０の例では、加熱体３０１に割り当てられたエリアにおいて、カウント値が０でないエリア、すなわち画像領域が含まれることがわかる。よって本実施形態では、加熱体３０１をオンさせる。

同様に、加熱体３０２に割り当てられてエリアは、エリアＥ３，Ｅ４である。エリアＥ３，Ｅ４のカウント値は、それぞれ０である。すなわち加熱体３０２に割り当てられたエリアには、画像領域が存在しないことがわかる。よって本実施形態の加熱体選択部３２０は、加熱体３０２をオフさせる。

同様に図１０の例では、加熱体３０３、３０４、３０５、３０６はオンされ、加熱体３０７はオフされる。

以上のように本実施形態では、画像が有る画像領域が割り当てられた加熱体３０Ｎのみを定着温度Ｈ３まで加熱する。したがって本実施形態によれば、効率良くトナーを定着させることができる。また本実施形態では、読み込まれた画像データを所定エリアの集合と見なし、各エリア毎の画素のカウント値に基づき定着制御を行うため、定着制御の際に取り扱うデータ量を低減することができる。

尚図９では、最初に全てのエリアを加熱体３０Ｎに対して割り当て、その後にエリアにおける画像の有無を判断するものとしたが、これに限定されない。例えば最初に各エリアにおける画像の有無を判断し、画像が有るエリアだけを加熱体３０Ｎに割り当てるようにしても良い。

また図１０では、加熱体３０Ｎの幅がそれぞれ異なるものとして説明したが、これに限定されない。例えば加熱体３０Ｎは全て同じ大きさであっても良いし、エリアの幅が加熱体３０Ｎの幅と同じであっても良い。

図１１は、エリアの幅が加熱体の幅と同じ場合の加熱体に対するエリアを割り当ての例を示す図である。図１１（Ａ）は割り当ての第１の例であり、図１１（Ｂ）は割り当ての第２の例である。

図１１（Ａ）、（Ｂ）では、加熱体３０１〜３０Ｎに対して、エリア２１〜３２までが割り当てられる。図１１の例では、１つの加熱体に対して１つのエリアが割り当てられる。

図１１（Ａ）の例では、エリアＥ２１〜３２のうち、画像領域であるエリアは、エリアＥ２２，Ｅ２６〜Ｅ３１である。よってエリアＥ２２，Ｅ２６〜Ｅ３１が割り当てられた加熱体３０Ｎがオンされる。

図１１（Ｂ）の例では、エリアＥ２１〜３２のうち、画像領域であるエリアは、エリアＥ２２〜Ｅ２８，エリアＥ３０，Ｅ３１である。よってエリアＥ２２〜Ｅ２８，エリアＥ３０，Ｅ３１が割り当てられた加熱体３０Ｎがオンされる。

以上のように本実施形態では、画像データを所定エリアの集合と見なし、各エリアを複数の加熱体３０Ｎに対して割り当てる。そして本実施形態では、割り当てられたエリアに画像領域が含まれる加熱体３０Ｎのみを定着温度Ｈ３まで加熱し、未定着トナーを定着させる。

また本実施形態では、画像データを所定エリアに分割するため、定着制御で取り扱うデータは、エリア毎のカウント値となる。よって本実施形態では、画像データに基づく書きく込み制御データをそのまま定着制御に用いる場合に比べて、定着制御の際に取り扱うデータ量を大幅に低減することができる。また本実施形態では、画像領域のエリアが割り当てられた加熱体３０Ｎのみを定着温度まで加熱させる。このため本実施形態によれば、定着に係る電力を低減でき、効率良くトナーを定着させることができる。

また本実施形態は、画像データを所定エリアの集合と捉え、各エリアを加熱体に対して割り当てる。したがって本実施形態では、加熱体の形状や数が変わったとしても、加熱体情報２２がＲＯＭ２２２に格納されていれば、加熱体にエリアを割り当てることができる。したがって本実施形態は、加熱体の形状や構成に関わらず適用することができ、汎用性を高めることができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ 画像形成装置
１２８ 定着装置
１２９ 定着ローラ
２００、３０１〜３０Ｎ 加熱体
２１０ コントローラ制御部
２２０ エンジン制御部
３００ ＣＰＵ
３１０ 画像領域判断部
３１２ 画素カウント部
３１３ 画像有無判断部
３１４ 加熱位置決定部
３１５ 主走査カウント部
３１６ 副走査カウント部
３２０ 加熱体選択部
３３０ 加熱体駆動部
３５０ 定着制御部

特開平７−２２５５２４号公報

Claims (5)

1. 複数の加熱体を有し、画像データに基づき形成された未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を制御する定着制御装置であって、
   前記画像データを複数のエリアに分割した際の前記エリア毎の画素カウント値の累積値を得る画素カウント部と、
   前記累積値が格納される前記エリアに対応したレジスタと、
   前記加熱体の配置、前記加熱体の幅に係る情報を含む加熱体情報が格納された記憶部と、
   前記レジスタのアドレスに基づき前記画像データにおける前記エリアの位置を判断し、前記加熱体情報に基づき前記エリアに対応する位置にある加熱体を選択する加熱体選択部と、を有する定着制御装置。
2. 前記画像データを複数のエリアに分割した際の前記エリア毎の画像の有無を判断する画像有無判断部を有し、
   前記画像有無判断部は、
   前記累積値が所定値以上のとき、前記エリアに画像が有ると判断する請求項１記載の定着制御装置。
3. 前記加熱体選択部は、
   前記加熱体情報に含まれる前記加熱体の配置と前記加熱体の幅とに基づき前記エリアに対応する位置にある加熱体を選択する請求項２記載の定着制御装置。
4. 複数の加熱体と、前記加熱体の配置、前記加熱体の幅に係る情報を含む加熱体情報が格納された記憶部と、を有し、画像データに基づき形成された未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を制御する定着制御装置により実行される定着制御プログラムであって、
   前記定着制御装置は、
   前記画像データを複数のエリアに分割した際の前記エリア毎の画素カウント値の累積値を得る画素カウントステップと、
   前記累積値が格納される前記エリアに対応したレジスタのアドレスに基づき前記画像データにおける前記エリアの位置を判断し、前記加熱体情報に基づき前記エリアに対応する位置にある加熱体を選択する加熱体選択ステップと、を実行させる定着制御プログラム。
5. 複数の加熱体を有し、画像データに基づき形成された未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を制御する定着制御装置を有する画像形成装置であって、
   前記定着制御装置は、
   前記画像データを複数のエリアに分割した際の前記エリア毎の画素カウント値の累積値を得る画素カウント部と、
   前記累積値が格納される前記エリアに対応したレジスタと、
   前記加熱体の配置、前記加熱体の幅に係る情報を含む加熱体情報が格納された記憶部と、
   前記レジスタのアドレスに基づき前記画像データにおける前記エリアの位置を判断し、前記加熱体情報に基づき前記エリアに対応する位置にある加熱体を選択する加熱体選択部と、を有する画像形成装置。

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