(57)【要約】【課題】  両面印刷における定着処理の消費電力の削減が求められている。【解決手段】  記録材の２面目の定着処理をするときの定着装置の目標温度は、記録材の１面目に形成したトナー画像の画像情報と、その記録材の２面目に形成したトナー画像の画像情報と、の双方に応じて決定されている。【選択図】  図１
2018081146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを画素データに変換する画像処理部と、
前記画素データに基づいて記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された前記トナー画像を加熱して前記トナー画像を記録材に定着する定着処理を行う定着部と
前記定着部の温度を検知する温度検知部と、
前記画素データから前記トナー画像の画像情報を取得する取得部と、
記録材一枚毎に、その記録材に形成される前記トナー画像の前記画像情報に応じて前記定着部の目標温度を設定し、前記温度検知部材の検知温度が前記目標温度になるように前記定着部に供給する電力を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成部において１面目に前記トナー画像が形成された記録材を前記定着部で定着処理した後、前記記録材の２面目に前記トナー画像を形成し前記定着部で定着処理を行うことが可能な画像形成装置において、
前記記録材の２面目の定着処理をするときの前記目標温度は、前記記録材の１面目に形成した前記トナー画像の画像情報と、前記記録材の２面目に形成した前記トナー画像の画像情報と、の双方に応じて決定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録材の１面目に形成された前記トナー画像の濃度が第１の濃度であり且つ前記記録材の２面目に形成された前記トナー画像の濃度が第２の濃度である場合は、前記記録材の１面目に形成された前記トナー画像の濃度が前記第１の濃度よりも低い第３の濃度であり且つ前記記録材の２面目に形成された前記トナー画像の濃度が前記第２の濃度である場合よりも、前記記録材の２面目の定着処理をするときの前記目標温度が低いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録材の１面目に形成する前記トナー画像の濃度が所定値以下である場合は、前記記録材の１面目に形成する前記トナー画像の濃度によらず、前記記録材の１面目を定着処理するときの目標温度は同じ温度であり、
前記記録材の１面目に形成する前記トナー画像の濃度が所定値より高い場合は、前記記録材の１面目に形成する前記トナー画像の濃度に応じて前記目標温度が変わる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着部は、加熱回転体と、前記加熱回転体と共に記録材を搬送するニップ部を形成するローラと、を有し、前記温度検知部は、前記加熱回転体の温度を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着部は、加熱回転体と、前記加熱回転体を加熱するヒータと、前記加熱回転体と共に記録材を搬送するニップ部を形成するローラと、を有し、前記温度検知部は、前記ヒータの温度を検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱回転体は、スリーブであることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタや複写機等の電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に搭載される定着装置には様々な形態があるが、多くの場合、記録材に形成されたトナー画像を加熱することでトナー画像を記録材に加熱定着する。この定着装置の定着温度は、装置で設定可能な最大トナー量であっても定着不良が発生しない条件に設定される。例えば、複数色のトナーを積層してトナー画像を形成する画像形成装置では、最大積層時のベタ塗り画像の条件であっても定着不良が発生しない条件に設定される。しかしながら、このような定着温度に設定する定着装置は、単色文字のみのようなトナー量の少ないトナー画像の場合は、必要以上の電力が消費されることになるという課題がある。
【０００３】
この課題に対して、画像形成装置に接続されたホストコンピュータやイメージスキャナより送信される画像データから画像濃度情報を検出してトナー量を推測し、それに応じて定着温度を変更する画像形成装置が提案されている（特許文献１）。これによって、記録材の定着処理の消費電力を削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５４４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録材の両面印刷時において、更なる消費電力の削減が求められている。そこで、本発明は、両面印刷時における定着処理の消費電力を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの側面は、画像データを画素データに変換する画像処理部と、前記画素データに基づいて記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材に形成された前記トナー画像を加熱して前記トナー画像を記録材に定着する定着処理を行う定着部と、前記定着部の温度を検知する温度検知部と、前記画素データから前記トナー画像の画像情報を取得する取得部と、記録材一枚毎に、その記録材に形成される前記トナー画像の前記画像情報に応じて前記定着部の目標温度を設定し、前記温度検知部材の検知温度が前記目標温度になるように前記定着部に供給する電力を制御する制御部と、を備え、前記画像形成部において１面目に前記トナー画像が形成された記録材を前記定着部で定着処理した後、前記記録材の２面目に前記トナー画像を形成し前記定着部で定着処理を行うことが可能な画像形成装置において、前記記録材の２面目の定着処理をするときの前記目標温度は、前記記録材の１面目に形成した前記トナー画像の画像情報と、前記記録材の２面目に形成した前記トナー画像の画像情報と、の双方に応じて決定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、両面印刷における記録材の定着処理の消費電力を削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の制御フローを示す図
【図２】画像形成装置の断面図
【図３】定着装置の横断面を示す図
【図４】実施例１における２面目温度設定値テーブル
【図５】図４のテーブルをグラフ化した図
【図６】実施例１における定着試験の結果
【図７】実施例１の効果検証を行った結果
【図８】実施例２の制御フロー図
【図９】実施例２における２面目温度補正値テーブル
【図１０】実施例２におけるサーミスタの長手位置と濃度検出領域Ａとの関係を示した図
【図１１】図９のテーブルをグラフ化した図
【図１２】実施例２における２面目定着温調調整値の違いを補足説明する図
【図１３】実施例２の効果検証を行った結果を示した図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、図１〜図７を用いて本発明に関する第１の実施例について説明する。
【００１１】
図１は本実施例における定着条件決定時の制御フローを示したものである。図２は本実施例における画像形成装置を示す断面図、図３は図２の画像形成装置が有する定着装置Ｆの断面図である。図４は、１面目の画像濃度に対する２面目の目標温度の設定値についてのテーブル、図５は、図４をグラフ化した図である。図６は、本実施例における定着試験の結果をまとめたもの、図７は、本実施例の効果検証を行った結果を示す図である。
【００１２】
＜画像形成プロセス＞
本実施例における画像形成部による画像形成プロセスについて図２を用いて説明する。
【００１３】
図２（ａ）において２００ｙ、２００ｍ、２００ｃ、２００ｋは現像剤色の異なる４つの画像形成ステーションであり、２００ｙ、２００ｍ、２００ｃ、２００ｋは同一構造となっている。図２（ｂ）にこのステーションの内の１つ、２００ｙステーションの拡大図を示した。各ステーションには、第１ステーション２００ｙはイエロー現像剤、第２ステーション２００ｍはマゼンタ現像剤、第３ステーション２００ｃはシアン現像剤、第４ステーション２００ｋはブラック現像剤を有している。本実施例の画像形成装置は、これらを用いてフルカラー画像の形成を可能としている。現像剤を以下ではトナーと呼ぶ。
【００１４】
図２（ａ）に示す本実施例における画像形成装置は、最初に一色目のステーション２００ｙにおいて、感光ドラム２０１上にトナー画像が形成される。これについて図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）において２０１ｙは回転ドラム型の電子写真感光体、いわゆる感光ドラムである。この感光ドラム２０１ｙは中心支軸を中心に矢印ｄ１の時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。その感光ドラム２０１ｙの回転過程において、感光ドラム２０１ｙは帯電手段２０２により帯電処理を受け、一様帯電される。その後、画像データに対応したレーザー光２ｙにより、前記感光ドラム２０１ｙの一様帯電面に静電潜像が形成される。そして、現像装置２０５部で現像ローラ２０５ａ上に均一塗布されたトナーによって感光ドラム２０１上に形成された静電潜像がトナー画像として顕在化される。このように顕在化されたトナー画像は転写手段であるローラ部材２０４ａｙによって中間転写ベルト２１上に一次転写される。
【００１５】
また、一次転写工程で転写されずに感光ドラム２０１ｙの表面上に残ったトナーは、クリーニングユニット２０３において、クリーニングブレード２０３ａｙによって除去された後、廃トナー収容部２０３ｂｙに収容される。
【００１６】
上記のように、一色目のステーション２００ｙにおいて感光ドラム２０１ｙ上にトナー画像が顕在化され中間転写ベルト２１上に一次転写されるのと同様に、２００ｍ、２００ｃ、２００ｋの各ステーションでもトナー画像が顕在化され一次転写される。
【００１７】
中間転写ベルト２１は無端状であり、駆動ローラ２１ａ、張架ローラ２１ｂ、対向ローラ２１ｃの３つのローラにより張架されている。この中間転写ベルト２１は画像形成プロセス時には、不図示の駆動手段から駆動を伝達されて回転駆動する駆動ローラ２１ａによって矢印ｄに示す方向に正回転駆動されている。中間転写ベルト２１の正回転駆動方向には順に２００ｙ、２００ｍ、２００ｃ、２００ｋの各ステーションが当接されており、先ほど示したように各ステーションで順次一次転写が行われることでベルト上にフルカラートナー画像が形成される。
【００１８】
次に、中間転写ベルト２１から記録材Ｓへフルカラー画像が転写される工程について説明する。図２（ａ）に示す給紙カセット２０６内には記録材Ｓが収納されている。この記録材Ｓは不図示の給紙ローラにより給紙カセット２０６内から一枚ずつ繰り出されて給送され、レジストローラ対２０により所定の制御タイミングにて二次転写部２３に搬送される。二次転写部２３は、対向ローラ２１ｃが中間転写ベルト２１を介して二次転写ローラ２３ａと共に構成している。二次転写部２３において記録材Ｓを搬送しながら中間転写ベルト２１上に形成されたトナー画像を記録材Ｓに転写する。二次転写部２３で転写されずに中間転写ベルト２１上に残ったトナーは、クリーニング装置２２において、除去される。
【００１９】
次に、定着処理工程について説明する。二次転写部２３でトナー画像が転写された記録材Ｓを定着装置Ｆに搬送し、トナー画像を記録材に溶融固着する。記録材の１面目のみに画像を形成する場合は、定着装置Ｆで定着処理した記録材Ｓを排紙ローラ対５０１によって画像形成装置外に排出する。
【００２０】
記録材Ｓの１面目に続いて２面目にトナー画像を形成する場合は、定着装置Ｆで１面目のトナー画像の定着処理を終えた後、排紙ローラ対５０１で記録材Ｓを機外に排出する方向に搬送し、その途中で排紙ローラ対５０１の回転方向を反対方向に切り替える。そして、逆回転している排紙ローラ対５０１によってその記録材Ｓを両面搬送ローラ４０１まで搬送し、そこから両面搬送ローラ４０２を経由して再びレジストローラ対２０まで搬送する。その後は、１面目と同じく二次転写部２３で記録材Ｓの２面目にトナー画像を形成し、定着装置Ｆで２面目に形成したトナー画像を定の定着処理を行い、最後に排紙ローラ対５０１で画像形成装置外に排出する。
【００２１】
＜定着装置＞
本実施例における定着装置（定着部）Ｆについて図３を用いて説明する。本実施例における定着装置Ｆは、加熱回転体としての定着スリーブ３０４と、定着スリーブ３０４の内面に接触するヒータ３０１と、を有する。定着装置Ｆは更に、定着スリーブ３０４を介してヒータ３０１と共に定着ニップ部（以下、ニップ部と記す）Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ３０５を有する。ヒータ３０１は支持部材３０３に支持されている。支持部材３０３は、定着スリーブ３０４の回転を案内するガイド部材としての機能も有する。
【００２２】
加圧ローラ３０５は、不図示のモータから動力を受けて時計回りに回転する。そして、加圧ローラ３０５が回転することによって、定着スリーブ３０４も従動して矢印方向（反時計回り）に回転する。
【００２３】
定着スリーブ３０４の内面には、温度検知部材（温度検知部）としてのサーミスタ３０２を設置している。また、定着装置Ｆは制御部Ｃに接続される。制御部Ｃは、サーミスタ３０２により検知された検知温度が目標温度になるようにヒータ３０１へ供給する電力を制御する。尚、本実施例における制御部Ｃは、ＣＰＵ（中央処理装置）である。
【００２４】
定着処理は、次のように行われる。最初に、トナー画像を担持する記録材Ｓが矢印の方向に搬送されてニップ部Ｎに進入する。その記録材は、ニップ部Ｎで搬送されながらヒータ３０１の熱で加熱されてトナー画像が記録材に定着される。
【００２５】
尚、サーミスタ３０２は、ヒータ３０１の定着スリーブ３０４と接触する面と反対側の面の温度を検知するように構成しても良い。
【００２６】
本実施形態では、定着装置Ｆとして以下の構成を用いた。定着スリーブ３０４は外径２４ｍｍであり、厚み３０μｍのＳＵＳ基層と、その外側に２００μｍの熱伝導ゴム層からなる弾性層と、最外層に２０μｍのＰＦＡチューブからなる離型層と、を有する構成としている。
【００２７】
加圧ローラ３０５は外径２５ｍｍであり、外径１９ｍｍの鉄芯金と、厚み３ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層と、最外層に４０μｍのＰＦＡチューブとからなる離型層と、を有する構成とした。また、ヒータ３０１は、アルミナ基板上に発熱抵抗値の総抵抗が１０Ωになるようにプリント印刷し、ガラス塗布により絶縁コーティングした。また、外部電圧１２０Ｖを入力し、ニップ部Ｎにおける記録材Ｓの搬送速度は２４０ｍｍ／ｓｅｃとした。そして、記録材として坪量７５ｇ／ｍ２のＬｅｔｔｅｒサイズ紙を用い、スループットは４０ｐｐｍとした。
【００２８】
＜定着部の目標温度を決定するための制御フロー＞
本実施例では定着部の目標温度の変更を行う。以下、本実施例の目標温度を決定するための制御フローに関し、図１を用いて説明する。本実施例における画像形成装置は、画像処理部であるビデオコントローラＢを有し、ホストコンピュータ等の外部装置から画像データを受信するとプリント信号を制御部Ｃに送信する。同時に、受信した画像データを画像形成のための画素データ、ここではＣＭＹＫデータに変換する。ビデオコントローラ内での画素データ変換の終了を検出すると、図１に示す本制御フローをＳ１０１よりスタートする。制御部Ｃは、画素データから画像情報としての画像濃度情報を取得する取得部としての役割も有する。
【００２９】
以下に、図１を用いて具体的に説明する。プリントジョブがスタートする＜Ｓ１０１＞と、印刷する画像が１面目か２面目かを判断する＜Ｓ１０２＞。２面目の印刷と判断された場合、１面目で抽出したＤ’の値と図４に示したテーブルを用いて、Ｔ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈを代入し、制御部Ｃへ送信する＜Ｓ１０３＞。Ｄ’は印刷画像における最大％濃度値を表す画像濃度情報、Ｔ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈについては、以下で説明する。本実施例では基本的な技術思想として、最大積層時のベタ塗り画像の条件において定着不良を発生させない目標温度を決定し、画像濃度情報としてトナー量が少ないと推測されるほど目標温度を低くする。また、本実施例の構成では画像濃度情報Ｄ’値に対する目標温度Ｔとして、所定濃度（Ｄ’ｔｈ）以下では目標温度Ｔを低下させないようにした。そのため、濃度情報Ｄ’値に対して目標温度Ｔを変化させられる領域Ｔ（Ｄ’）とそれ以下の濃度で一定目標温度Ｔｍｉｎとなる領域とを用い分けた。このようにＴｍｉｎを用いたのは、ヒータの熱がトナー以外のもの（記録材Ｓや支持部材３０３等）にも奪われるためであり、それらも温めるために下限の目標温度を設定した方が良いためである。図４に示したテーブル内の目標温度等をどのように決定したのかについては後で説明する。
【００３０】
１面目の印刷であると判断された場合に、Ｔ（Ｄ’）＝０．１５×Ｄ’＋１８０、Ｔｍｉｎ＝１９５℃、Ｄ’ｔｈ＝１００と代入し、制御部Ｃへ送信する＜Ｓ１０３´＞。これらの決定経緯の詳細についても後述する。
次に、制御部Ｃによる濃度情報の検出（取得）を開始する＜Ｓ１０４＞。濃度情報の検出には、はビデオコントローラ内での画素データに変換された画像データを用いる。トナー単色当たりの濃度データとして最小濃度０〜最大濃度２５５の範囲で表される。濃度情報を検出する時間を短縮するため、記録材Ｓ上に形成しようとしている印刷領域（画像形成領域）を１８ｄｏｔ四方のエリアに分割し、それを隙間なく記録材１ページ分全域で繰り返す。そして、エリア毎に１ポイントの濃度情報を検出して代表値とする。これにより、１ｄｏｔずつ記録材Ｐ上の濃度情報を検出する場合に比べ、検出時間は１／３２４（３２４＝１８×１８）に短縮することが可能となる。ここで、代表値は、エリア内の予め設定されたポイント（位置）の濃度情報であってもよく、エリア内の任意のポイントの濃度情報であってもよい。そして、分割したエリアそれぞれでＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の代表値を足し合わせてエリアごとに複合代表値を算出する。分割したエリアごとに算出した複合代表値の中で最大となる値を記録材Ｓの１ページ内の最大濃度値（以後、Ｄ値と記す）として抽出する＜Ｓ１０５＞。Ｄ値は０〜１０２３となる。Ｄ値を制御部Ｃへ送信する＜Ｓ１０６＞。
【００３１】
以上述べたＳ１０１からＳ１０６の範囲（Ｓ１）がビデオコントローラＢでの制御フローになる。次いでＳ１１１からＳ１１６の範囲（Ｓ１０）は制御部Ｃでの制御フローである。ビデオコントローラＢより送信されるＤ値を制御部Ｃにて濃度情報として扱う値（Ｄ’）に変換する＜Ｓ１１１＞。Ｄ’は、Ｄを％濃度値に変換した値である。具体的には、トナー単色当たりの最小濃度０を０％、最大濃度１０２３を４００％とする。この％値（濃度情報）は、実際の記録材Ｐ上の単位面積当たりのトナー量と相関するもので（相関関係にあり）、本実施例では記録材上トナー量０．５０ｍｇ／ｃｍ２＝１００％となる。また、本実施例の画像形成装置では記録材Ｓ上のトナー量が最大でも１．００ｍｇ／ｃｍ２（Ｄ’値で２００％相当）となるように、ビデオコントローラ内でカラーマッチング処理を行っている。Ｄ’がＤ’ｔｈを超えるか否かを判断＜Ｓ１１２＞して、Ｄ’がＤ’ｔｈ以下の場合、目標温度ＴをＴｍｉｎに設定し印刷する＜Ｓ１１３＞。Ｄ’がＤ’ｔｈ以上の場合、目標温度ＴをＴ（Ｄ’）から算出設定し、印刷する＜Ｓ１１３´＞。次ページのプリントの有無が判断＜Ｓ１１４＞されて、次ページのプリントがある際には、Ｓ１０２に戻り、次ページの濃度検出と目標温度Ｔ決めが行われる。プリントジョブの終了に伴い制御を終了する＜Ｓ１１５＞。このように、本実施例では、記録材一枚毎に一面目、二面目のそれぞれに形成されるトナー画像に応じて定着処理の目標温度Ｔを決定している。
【００３２】
＜本発明の効果＞
以下、本発明を用いることの効果と制御フロー説明時に詳細な説明を省いた各値の決定経緯について、図４、図５、図６、図７を用いて説明する。
【００３３】
本実施例においてフロー図に従い決められた、Ｄ’値に対する目標温度Ｔの関係を図５に示す。図５（ａ）は１面目に関し、横軸にＤ’値、縦軸に目標温度Ｔ、を示したものである。この目標温度Ｔは別途行った図６（ａ）に示す定着性の試験結果を基に決めている。図６（ａ）では定着性に問題無かったものを○、定着性に問題があったものを×としている。定着性試験においては、評価環境１５℃、１０％ＲＨ、評価紙ＣＡＮＯＮ  Ｒｅｄ  Ｌａｂｅｌ  ８０ｇ／ｍ２を用いた。この試験では、１００枚連続プリント後、画像形成領域のうちサーミスタ３０２を通過する領域を避けて記録材Ｓの先端から後端まである濃度で印刷し、定着不良の発生有無を調べた。サーミスタ３０２を通過する領域を避けて印刷したのは、その他の領域と定着性に関する条件が異なるためである。詳細については実施例２で説明する。
【００３４】
上記条件で行った１面目の定着性試験では、記録材Ｓ上単位面積当たりの最大トナー量１．０ｍｇ／ｃｍ２（２００％相当）のとき、目標温度２１０℃以上で定着不良が発生しなくなった。この２１０℃を目安に、トナー量を減らして定着性試験を順次行ったところ、ほぼ線形的に濃度Ｄ’と定着性を満足する目標温度は変化した。また、記録材Ｓ上単位面積当たりのトナー量が０．５０ｍｇ／ｃｍ２（１００％相当）からは、それ以上トナー量を減らしても目標温度を１９５℃よりも低下させないようにした。この下限の目標温度をＴｍｉｎとする。本実施例では、１面目Ｔｍｉｎ＝１９５℃、Ｄ’ｔｈ＝１００である。記録材Ｓ上の単位面積当たりのトナー量が０．５０〜１．００ｍｇ／ｃｍ２（１００％〜２００％相当）においては、ほぼ線形の関係が成り立っている。従って、１００％：１９５℃、２００％：２１０℃の関係を線形補完した式、Ｔ（Ｄ’）＝０．１５×Ｄ’＋１８０を用いて目標温度を仮決めした。この仮決めした目標温度を用いて再度トナー量を変化させながら定着試験を行ったところ、定着不良は発生しなかった。従って、このＴ（Ｄ’）を本実施例では画像データに応じた目標温度Ｔとして用いることにする。このようにして決定したＴ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈにより、本実施例では１面目に関し画像不良を発生させない範囲で目標温度を低下させる。つまり、本実施例においては、記録材の１面目に形成するトナー画像の濃度が所定値以下である場合は、記録材の１面目に形成する前記トナー画像の濃度によらず、記録材の１面目を定着処理するときの目標温度は同じ温度（下限の目標温度）にする。また、記録材の１面目に形成するトナー画像の濃度が所定値より高い場合は、記録材の１面目に形成するトナー画像の濃度に応じて目標温度を変える。
【００３５】
次に、図５（ｂ）は、２面目に関し、横軸に２面目の印刷時のＤ’値、縦軸に目標温度Ｔ、を示したものである。２面目の目標温度Ｔは、１面目の定着処理の目標温度によって変化する。図５（ｂ）の実線は１面目の印刷時のＤ’値が１００％以下の時、点線は１面目印刷時のＤ’値が２００％の時を示している。このグラフをみると、１面目のＤ’値に応じて２面目の目標温度が異なり、１面目のＤ’値が大きい（濃度が高い）ほど目標温度Ｔが低く、Ｄ’ｔｈも小さくできることがわかる。これはＤ’値が大きいほど１面目で設定される目標温度が高いために記録材が暖まり、２面目の定着時に定着性を保つための目標温度が低くできるためである。つまり、記録材の１面目及び２面目に形成されたトナー画像の濃度がそれぞれ第１の濃度及び第２の濃度である場合は、それらが第１の濃度よりも低い第３の濃度及び第２の濃度である場合よりも、２面目の定着処理の目標温度が低い設定としている。
【００３６】
また、この１面目のＤ’値の差（濃度の差）により生じる２面目の目標温度Ｔの差は、２面目のＤ’値が大きいほど小さくなっている。これは、２面目の印刷時の濃度が高くなってくると、１面目のトナー層が熱抵抗として寄与しトナーへの伝熱が阻害される影響が大きくなるためである。以上のような傾向をもつ２面目の目標温度Ｔも別途行った定着性の試験結果を基に決めている。１面目の全面に一定濃度の画像を印刷し、２面目の画像濃度を変更しながら試験を行った。この結果を図６（ｂ）〜（ｄ）に示す。図６（ｂ）は１面目の印刷時のＤ’値が２００％の時、（ｃ）は１面目印刷時のＤ’値が１５０％の時、（ｄ）は１面目印刷時のＤ’値が１００％の時を示している。図６（ｂ）〜（ｄ）でそれぞれ値は異なるが、１面目と同様に、トナー載り量２００％の目標温度からほぼ線形に濃度Ｄ’と定着性を満足する目標温度は変化し、一定のトナー載り量からは目標温度が低下させない。そこで、２面目も１面目と同様に、記録材Ｓ上単位面積当たりの最大トナー量１．０ｍｇ／ｃｍ２（２００％相当）のときの目標温度と、下限となる目標温度と、その時のトナー載り量を用い、その間を線形補完した式を作成した。この式を用いて目標温度を決めながら再度トナー量を変化させ定着試験を行った所、定着不良は発生しなかった。また、１面目の印刷時のＤ’値が１５０％である時のＴ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈが２００％の時と１００％のほぼ中間値であった。よって、２００％の時と１００％時の各Ｔ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈを用いて、１面目の印刷時のＤ’値が２００％〜１００％の時のＴ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈを線形補間して算出する式を作成した。これらをまとめたものを図４のテーブルに示した。この式を用い１面目の印刷時のＤ’値が１２５％、１７５％相当の時の２面目の定着性試験を行った所、定着不良が発生しなかった。そのため、本実施例ではこの図４のテーブルに示したものを、１面目の画像濃度により変える２面目の目標温度算出式として用いることとした。これにより、本実施例では２面目に関しても画像不良を発生させない範囲で目標温度を下げることを実現している。
【００３７】
次に、この実施例における技術を用いた場合と、比較例の技術を用いた場合の電力比較した結果を、図７に示す。実験条件としては、１５℃、１０％ＲＨの環境において、評価紙ＣＡＮＯＮ  Ｒｅｄ  Ｌａｂｅｌ  ８０ｇ／ｍ２を用いた。１００枚連続プリント後、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域を避けて記録材Ｓの先端から後端まで電力を比較したい濃度で２０枚印刷し、２０枚印刷中の平均電力を算出して比較した。１面目、２面目の画像内最大濃度組み合わせ５パターンについてそれぞれ必要電力を比較している。尚、比較例では、常に定着性を満たす中で電力削減を図るために、２面目において最も定着性に厳しい条件で画像濃度と目標温度の関係を導き、１面目の濃度によらずその関係を用いることになる。本実施例では、それは１面目の濃度１００％の時であり、図５（ｂ）に示す実線（１面目濃度１００％）の制御を比較例の技術では用いる。この１面目濃度１００％が最も定着性に厳しいのは、１面目の目標温度が最も低く２面目印刷時の記録材Ｓの温度が最も低くなるため２面目の定着処理時の目標温度を高くする必要があるからである。比較例の技術と本実施例の技術とを比較した結果を示す図７によると、１面目の濃度が１００％の時には差が無いが、それ以外ではいずれも本実施例の技術を適用することで電力の削減を実現できることが分かる。
【００３８】
以上説明した本実施例は、記録材の２面目の定着処理をするときの目標温度を、記録材の１面目に形成したトナー画像の濃度情報と、記録材の２面目に形成したトナー画像の濃度情報と、の双方に応じて決定するという技術思想のものである。
【００３９】
これによって、両面印刷時において記録材の２面目の定着処理の電力を削減することが可能になる。
【００４０】
尚、本実施例では画像濃度に対する目標温度や、１面目の画像濃度１００％〜２００％間における２面目の目標温度を、線形補完した関数から算出に対する例で示したが、これに限られるものではなく、例えばテーブルとして持ってもよい。また、本実施例では１面目のトナー画像の濃度が高いほど２面目の定着処理の目標温度を低くする例を示したが、印刷速度や定着器構成によっては逆の関係を持つこともあり得る。１面目の画像濃度と２面目の目標温度の関係をどのように規定して最適化するかは、様々に変化するものであり、本実施例に示したものに限られるものではない。また、本実施例では定着装置として、定着スリーブと、それの内面に接触するヒータと、を有する構成を示したがこれに限られるものではない。定着スリーブの中空部にハロゲンヒータを設けた構成や、定着ローラを用いた構成でも適用できる。
【００４１】
また、本実施例では、画像情報として画像濃度情報（トナーの載り量）を用いたが、これに限定されない。画像情報として、カラー画像とモノクロ画像、ハーフトーン画像の有無等の情報を用いても良い。
【実施例２】
【００４２】
以下、図８〜図１３を用いて本発明に関する第２の実施例について説明する。本実施例における定着装置や画像形成装置の構成は、実施例１と同じため説明を省略する。
【００４３】
図８は本実施例における目標温度の決定時の制御フローを示したもの、図９は本実施例における２面目の温度補正値のテーブルを示したものである。また、図１０は本実施例におけるサーミスタの記録材の位置と濃度検出領域の関係を示したものである。図１１は、図９のテーブルをグラフ化したもの、図１２は本実施例における２面目の目標温度の下げ幅の違いを説明するための図であり、図１３は本実施例の効果検証を行った結果を示す図である。
【００４４】
本実施例は、定着スリーブ３０４の内面に設置されたサーミスタ３０２を通過する記録材の領域のトナー量に応じて目標温度が変える点が実施例１と異なる。この理由について以下に説明する。本実施例での定着装置における電力制御は、制御部Ｃでサーミスタ３０２により検知された温度と目標温度の差から必要な投入電力（供給電力）を算出し、不図示の電源からヒータ３０１へ電力を供給することで行われる。しかしながら、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域にあるトナー量が多いほど、定着スリーブ３０４の表面の熱が奪われるので、定着装置に投入する電力が大きくなる。これとは反対に、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域にあるトナー量が少ないほど定着スリーブ３０４の表面の熱が奪われにくいので、定着装置に投入する電力は小さくなる。そのため、サーミスタ３０２の通過する記録材の領域にトナーがない場合は、電力が供給され難いので画像形成領域全体の定着性が悪化するという状況が起こり得る。この状況を回避するために、サーミスタ３０２を通過する領域のトナー有無によらず、定着性は保てるように目標温度を高めに設定することが考えられる。実施例１においてサーミスタ３０２を通過する記録材の領域を避けて印刷して定着性試験を行ったのは、上記を考慮しどのような条件でも定着することを優先させたためである。よって、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域にトナーがある場合には実施例１よりも目標温度を下げることができる。
【００４５】
実施例２では、最初に実施例１と同じ方法で目標温度Ｔ１を仮決めする。そして、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域にあるトナー量に応じて目標温度Ｔ１から下げることが可能な補正値を計算し（以後、減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）とする）、目標温度Ｔを決めて印刷する。尚、減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）は、１面目と２面目で異なり、２面目については特に１面目の画像濃度による影響を受けるため、それぞれ条件を判別し、使用する減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）を変更する。
【００４６】
＜定着条件の決定時の制御フロー＞
以下、図８を用いながら本実施例における定着処理時の目標温度の決定に係る制御フローについて説明する。本実施例では、実施例１に対して、パラメータＴ１、Ｄｓ、Ｄｓ’、Ｔｓ（Ｄｓ’）が追加されている。新たなパラメータＴ１、Ｄｓ、Ｄｓ’、Ｔｓ（Ｄｓ’）は、それぞれ、仮決めの目標温度Ｔ１、サーミスタ位置での画像データＤｓ、サーミスタ位置での濃度情報Ｄｓ’、減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）である。目標温度Ｔ１は、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域に形成されるトナー量に応じて目標温度を変化させる前段階での目標温度である。減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）は、サーミスタ３０２を通過する記録材の領域に形成されるトナー画像の濃度情報Ｄｓ’に応じて目標温度Ｔ１から何℃下げられるかを示すパラメータである。
【００４７】
プリントジョブがスタートする＜Ｓ２０１＞と、２面目印刷かどうかを判断する＜Ｓ２０２＞。２面目印刷と判断された場合、１面目で抽出したＤ’の値と図４、図９に示したテーブルを用いて、Ｔ（Ｄ’）、Ｔｍｉｎ、Ｄ’ｔｈ、Ｔｓ（Ｄｓ’）を代入し、制御部Ｃへ送信する＜Ｓ２０３＞。実施例１の＜Ｓ１０３＞とは、減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）を決める点が異なる。このＴｓ（Ｄｓ’）は、サーミスタ位置の濃度情報Ｄｓ’に応じて変化する目標温度の補正値を示すもので、Ｄｓ’の関数となっている。この関数は１面目の目標温度に応じて変化するため、テーブルに従い変更する。図９のテーブルの内容は後で説明する。
【００４８】
１面目の印刷と判断された場合、Ｔ（Ｄ’）＝０．１５×Ｄ’＋１８０、Ｔｍｉｎ＝１９５℃、Ｄ’ｔｈ＝１００、Ｔｓ（Ｄｓ’）＝０．０２×Ｄｓ’と代入し、制御部Ｃへ送信する＜Ｓ２０３´＞。これらの決定経緯についても後に説明する。濃度情報の検出１を開始する＜Ｓ２０４＞。ここでは、実施例１の＜Ｓ１０４＞と同じ処理を行うことになる。記録材Ｓ上に形成しようとしている印刷領域全域をエリア分割し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の代表値を足し合わせてエリアごとに複合代表値を算出する。実施例１の＜Ｓ１０５＞と同じく、複合代表値の中で最大となるＤ値を抽出する＜Ｓ２０５＞。濃度情報の検出２を開始する＜Ｓ２０６＞。ここでは、領域Ａの濃度データ（以下ｓ−ａｒｅａ−ｄ）を各色で抽出する。図１０にサーミスタ３０２の位置と領域Ａ、実施例１やＳ２０４で処理対象となっている印刷領域全域Ｂの関係を示す。サーミスタ３０２は、記録材の幅方向において記録材Ｓの搬送中央から４０ｍｍずれた位置に配置している。領域Ａは、記録材の幅方向においてサーミスタ３０２を中央にした２０ｍｍの幅を有する領域である。この時、Ｓ２０４、Ｓ２０５で抽出したＤ値が領域内濃度データの最大値であったのとは異なり、Ｄｓ値として抽出するのは領域Ａ内における平均値である。各色、領域Ａに関し１ｄｏｔずつ調べ、その総和値から平均値を算出し、各色濃度データ（ｓ−ａｒｅａ−ｄ）とする。そして、各色のｓ−ａｒｅａ−ｄを足し合わせ（Ｃ（ｓ−ａｒｅａ−ｄ）＋Ｍ（ｓ−ａｒｅａ−ｄ）＋Ｙ（ｓ−ａｒｅａ−ｄ）＋Ｋ（ｓ−ａｒｅａ−ｄ）、その合計値をＤｓ値とする。Ｄ値、Ｄｓ値を制御部Ｃへ送信する＜Ｓ２０７＞。基本的に実施例１の＜Ｓ１１１＞と同じだが、Ｄ値をＤ’値に変換するのと同様の手法でＤｓ値をＤｓ’値に変換する＜Ｓ２１１＞。実施例１の＜Ｓ１１２＞〜＜Ｓ１１３´＞と同じく濃度情報に従い、ここでは仮決めの目標温度Ｔ１を算出して設定する（＜Ｓ２１２＞〜＜Ｓ２１３´＞）。この時点では印刷を行わない。領域Ａの濃度情報に従い、目標温度ＴをＴ＝Ｔ１−Ｔｓ（Ｄｓ’）によって算出する。その後、この算出した目標温度Ｔを用いて印刷する＜Ｓ２１４＞。次ページのプリントの有無が判断される＜Ｓ２１５＞。次ページのプリントがある際には、Ｓ２０２に戻り、次ページの濃度検出と目標温度決めが行われる。プリントジョブの終了に伴い制御を終了する＜Ｓ２１６＞。
【００４９】
以上が本実施例における定着条件決定時の制御フローである。
【００５０】
＜本実施例の効果＞
以下、本実施例の効果について説明する。図１１に、本実施例における減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）について示す。図１１（ａ）は１面目に関し、横軸にサーミスタ位置濃度情報であるＤｓ’、縦軸に減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）、を示したものである。この減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）は別途行った定着性試験をもとに決めている。この時の試験は１００枚連続プリント後、領域Ａ以外は２００％印刷し、領域Ａは定着性を調べたい濃度で印刷を行った。その他試験条件は実施形１と同じである。この方法によって領域Ａの画像濃度を変えながら記録材Ｓ全体で定着不良の発生有無を調べたところ、領域Ａの画像濃度２００％の時には目標温度２０６℃、領域Ａの画像濃度０％の時に２１０℃で問題なく定着した。また、ここでは詳しい結果を省略するが、領域Ａの画像濃度２００％〜０％間では画像濃度と定着不良の発生する目標温度にほぼ線形の関係が見られた。以上の結果から線形補完式Ｔｓ（Ｄｓ’）＝０．０２×Ｄｓ’を仮決めし、先に示した方法で仮決めの目標温度Ｔ１を求め、目標温度Ｔ＝Ｔ１−Ｔｓ（Ｄｓ’）を算出する手順を整えた。そして、領域Ａに拘らず、記録材Ｓ全域で様々な画像濃度の画像を印刷し定着試験を行った所、定着不良が発生しなかった。そこで、本実施例では１面目に関し、減算パラメータをこの式Ｔｓ（Ｄｓ’）＝０．０２×Ｄｓ’に決定した。これにより、本実施例では１面目に関し、サーミスタ位置におけるトナー量で定着性が変わることを考慮し、画像不良を発生させない範囲で目標温度を下げることができた。
【００５１】
次に、図１１（ｂ）は、２面目に関し、横軸にサーミスタ位置濃度情報であるＤｓ’、縦軸に減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）、を示したものである。２面目の減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）は、１面目の印刷条件によって変化する。図１１（ｂ）の実線は１面目印刷時のＤ’値が１００％未満の時、点線は１面目印刷時のＤ’値が２００％の時の減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）を示している。このグラフをみると、１面目のＤ’値が大きいほど２面目減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）は大きいことがわかる。この違いは１面目のＤ’値が大きいほど２面目の定着処理の直前における記録材Ｓの温度が高いため生じる。これについて図１２を用いて説明する。図１２において、最も左側の白抜き矢印は、２面目の領域Ａにトナーが有る場合（ここでは平均濃度Ｄｓ´値が５０％と２００％の時）における定着スリーブ３０４が奪われる熱量の大きさを示している。この熱量は、１面目最大画像濃度Ｄ´値に依らない値となる。これは、トナーが有る場合に定着スリーブ３０４から奪われる熱量が、ほぼトナーが奪う熱量であり１面目の印刷条件（記録材Ｓの状態）に依らないためである。右側の２つの白抜き矢印は、２面目の領域Ａにトナーが無い場合における定着スリーブ３０４が奪われる熱量の大きさを示している。この熱量は、１面目最大画像濃度Ｄ´値によって値が異なり、Ｄ´値が大きい方が奪われる熱量は小さくなる（ここではＤ´値２０％と２００％の時を示しており、２０％＞２００％）。これは、領域Ａにトナーが無い場合に定着スリーブ３０４から奪われる熱量が、記録材Ｓが奪った熱量であり、記録材Ｓの温度に関係があるためである。１面目の最大画像濃度Ｄ´値が小さい時（ここではＤ´値２０％）に対し、Ｄ´値が大きい時（ここでは２００％）の方が、１面目の定着処理の目標温度が高く、２面目の定着処理の直前における記録材Ｓの温度も高くなる。そのため、Ｄ´値が大きい時（ここでは２００％）の方が相対的に定着スリーブ３０４との温度差が小さく、定着スリーブ３０４が奪われる熱量も小さくなるため、図１２に示したような関係となる。右側２つの白抜き矢印の上部に斜線の矢印を示している。これは、領域Ａにトナーが有る場合（平均濃度Ｄｓ´値が５０％と２００％）と無い場合での熱量の奪われ方の差を示したものとなる。
【００５２】
本実施例では、最初に仮決め目標温度Ｔ１を、領域Ａにトナーが無い状態で決定している。実施例１で示したように、この目標温度Ｔ１は１面目の最大画像濃度Ｄ´値によって変わる。領域Ａにトナーがない状態において１面目の最大画像濃度が２０％、２００％の時に定着スリーブ３０４が奪われる熱量はそれぞれ、図１２の右側の２つの白抜き矢印の長さで表されるように異なる。そして、領域Ａにトナーが多くあるほど定着スリーブ３０４の表面から奪われる熱量が大きくなって電力が入るために、トナー量の増加に従い仮決め目標温度Ｔ１から目標温度を下げることが可能となる。つまり、この時下げることが可能な温度（Ｔｓ（Ｄｓ’）値）は、仮決め目標温度Ｔ１を決めた時とトナーがあることによってスリーブが奪われる熱量との差が大きいほど大きくなる。この奪われる熱量の大きさの差は、先に説明したように図１２における斜線の矢印の大きさとなる。領域Ａにおける平均濃度Ｄｓ´値が５０％と２００％の時、いずれを比較しても１面目のＤ’値が大きいほどその差は大きく、目標温度を下げることが可能な温度（Ｔｓ（Ｄｓ’）値）が大きくなる。よって、減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）の関係が図１１（ｂ）に示したような関係となるわけである。
【００５３】
また、２面目に比べ１面目の減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）が小さいことも同じ理由による。つまり、１面目の方が記録材Ｓの温度が低いために減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）は小さいのである。
【００５４】
以上のような傾向をもつ２面目の減算パラメータＴｓ（Ｄｓ’）も、別途行った定着性試験をもとに決めている。試験方法は１面目と同じで、領域Ａの画像濃度を変えながら記録材Ｓ全体で定着不良の発生有無を調べた。１面目のＤ’値が１００％の時、２面目の領域Ａの画像濃度２００％の時には目標温度２００℃、領域Ａの画像濃度０％の時に２０５℃で定着した。また、１面目Ｄ’値が２００％の時、２面目の領域Ａの画像濃度２００％の時には目標温度１９４℃、領域Ａの画像濃度０％の時に２００℃で定着した。詳細な結果は省くが、これらについても１面目と同様に、領域Ａの画像濃度２００％〜０％間では画像濃度と定着不良の発生する目標温度にほぼ線形の関係が見られた。以上から、１面目画像が１００％の時、Ｔｓ（Ｄｓ’）＝０．０２５×Ｄｓ’、１面目画像が２００％の時、Ｔｓ（Ｄｓ’）＝０．０３×Ｄｓ’を仮決めした。１面目画像２００％〜１００％間について、間を線形補完する形で、Ｔｓ（Ｄｓ’）＝（０．００００５×Ｄ’＋０．０２）×Ｄｓ’を仮決めした。以上の式を用い、１面目同様、目標温度Ｔ１を決め目標温度Ｔ＝Ｔ１−Ｔｓ（Ｄｓ’）を算出する手順を整えた。そして、１面目、２面目、領域Ａに関わらず、記録材Ｓ全域で様々な画像濃度の画像を印刷し定着試験を行ったところ、定着不良が発生しなかった。そこで、本実施例では２面目に関し、減算パラメータをこれらＴｓ（Ｄｓ’）で定義した。この結果をまとめたものが、図９に示すテーブルである。これにより、本実施例では２面目に関しても画像不良を発生させない範囲で目標温度を下げることを実現している。
【００５５】
図１３に本実施例における技術を用いた場合と、２面目が１面目と同じ制御であって領域Ａのトナー量によらず定着不良が発生しないように目標温度を下げた場合と、の消費電力を比較した結果を示す。この比較実験においては、図１３に示した３パターンの画像を用いた。パターン１は、１面目、２面目、２面目の領域Ａ（サーミスタ部）のトナー画像の濃度が全て１００％、パターン２は、それらがそれぞれ、２００％、２００％、１００％、パターン３は、それらが全て２００％である。この比較結果をみると、いずれも本実施例の技術を適用することでより大きな電力の削減を行うことができることが分かる。
【００５６】
以上示したように本実施例によると、両面印刷時の定着処理において、定着不良を抑制しつつより多くの電力削減が可能となる。
【００５７】
尚、本実施例では１面目の画像濃度が高いほど、領域Ａの画像濃度に伴う目標温度の下げ幅を大きくする例を示した。しかしながら、印刷速度や定着装置の構成によっては、１面目の画像濃度が高いほど領域Ａの画像濃度に伴う温度下げ幅を小さくした方が効果を得やすい場合もあり得る。１面目の画像濃度と、領域Ａの画像濃度と、をどのように２面目の定着処理の目標温度に反映するかについては、印刷速度や定着装置の構成によって変わるので、本実施例に示したものに限定されない。また、定着装置の構成に関しても実施例１と同様に本実施例で示したものに限定されない。
【００５８】
また、本実施例では、画像情報として画像濃度情報（トナーの載り量）を用いたが、これに限定されない。画像情報として、カラー画像とモノクロ画像、ハーフトーン画像の有無等の情報を用いても良い。
【符号の説明】
【００５９】
３０１  ヒータ
３０２  サーミスタ
３０４  定着スリーブ
３０５  加圧ローラ
Ｂ  ビデオコントローラ
Ｃ  制御部
Ｓ  記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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