(57)【要約】【課題】長手方向における温度検知手段が設けられる領域に対応した記録材のトナー量に依らず、定着に対し一定の電力を投入可能で電力の無駄を抑制した画像形成装置および定着装置を提供する。【解決手段】画像形成部と、トナー像が形成された記録材を加熱する加熱部材と、加熱部材に対向し、加熱部材と共に記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、加熱部材の温度を検知する第１の検知手段と、記録材の搬送方向に直交する長手方向における第１の検知手段が設けられる第１の領域に対応した記録材のトナー量を検知する第２の検知手段と、少なくとも第１の検知手段の出力および第２の検知手段の出力に基づき、第１の検知手段により検知される温度を第２の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、を有する。【選択図】図３
2018013612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像が形成された前記記録材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材に対向し、前記加熱部材と共に前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、
前記加熱部材の温度を検知する第１の検知手段と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向における前記第１の検知手段が設けられる第１の領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する第２の検知手段と、
少なくとも前記第１の検知手段の出力および前記第２の検知手段の出力に基づき、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第２の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記長手方向における前記第１の領域を含む全体領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する第３の検知手段を有し、
前記加熱制御手段は、少なくとも前記第１の検知手段の出力および前記第２の検知手段の出力および前記第３の検知手段の出力に基づき、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第２の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなり、かつ前記第３の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど高くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を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。
【請求項３】
前記第３の検知手段は、前記長手方向における各位置での前記記録材のトナー量を検知可能であり、
前記第３の検知手段で検知される前記全体領域に対応した前記記録材のトナー量の最大値に基づき基準設定温度が設定され、
前記加熱制御手段は、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第２の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなり、かつ前記基準設定温度が高くなるほど高くなる前記設定温度に保つことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記加熱制御手段は、前記加熱部材に投入する電力を一定に制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記設定温度を、前記第１の領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する領域に対し先行する先行領域の設定された温度、もしくは前記領域に対し後行する後行領域の設定される温度との大小関係よりオフセットさせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記先行領域および前記後行領域は、前記記録材における分割された領域として設けられることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記先行領域は前記記録材に対し先行する記録材に設けられ、かつ前記後行領域は前記記録材に対し後行する記録材に設けられることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記設定温度は、前記記録材の１枚毎に設定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記設定温度は、プリントジョブ毎に設定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー量は、ビデオコントローラに送られてきた画像情報から算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
加熱部材と、
前記加熱部材に対向し、前記加熱部材と共にトナー像を形成した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、
前記加熱部材の温度を検知する第１の検知手段と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向における前記第１の検知手段が設けられる第１の領域に対応した前記記録材のトナー量を取得する第１のトナー量取得手段と、
少なくとも前記第１の検知手段の出力および前記第１のトナー量取得手段の出力に基づき、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第１のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
前記長手方向における前記第１の領域を含む全体領域に対応した前記記録材のトナー量を取得する第２のトナー量取得手段を有し、
前記加熱制御手段は、少なくとも前記第１の検知手段の出力および前記第１のトナー量取得手段の出力および前記第２のトナー量取得手段の出力に基づき、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第１のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど低くなり、かつ前記第２のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど高くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御することを特徴とする請求項１１に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記加熱制御手段は、前記加熱部材に投入する電力を一定に制御することを特徴とする請求項１１または１２に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置は、レーザースキャナの走査光により感光体上に形成された電子潜像へトナーを現像させてトナー像を作成し、そのトナー像を感光体から直接または中間転写体などの像担持体を介して記録材へ転写する。そして、トナー像を転写された記録材を定着装置で加熱及び加圧することにより画像形成を行う。定着装置は、熱源により加熱される定着ローラまたは定着スリーブとそれらに当接して定着ニップを形成する加圧ローラからなる。
【０００３】
定着装置の定着設定条件（定着装置の設定温度、定着ローラまたは定着スリーブと加圧ローラ間の加圧力、定着装置の記録材搬送速度など）は、画像形成装置で設定した記録材上のトナー量が最大となるとき、定着不良を起こさない条件に設定される。特に複数色のトナーを用いるカラー画像形成装置では、最大積層時のべた塗画像などの条件で、定着不良を起こさない条件に設定される。
【０００４】
一方でそうした定着設定条件では、黒色文字のみのようなトナー量の少ない画像の場合に、定着過多となってホットオフセットや記録材のカールなどを起こし、また必要以上の電力を消費することとなる。
【０００５】
これを解決するため、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などを検出してトナー量を推測し、それに応じて定着設定条件を変更する方法が提案されている（特許文献１、２）。特許文献１においては、複数色のトナーを用いる画像形成装置でドットにより画像を形成する際に、ドットの重複を検知し、その重複数に応じて定着設定条件を変更している。特許文献２においては、同じく複数色のトナーを用いる画像形成装置で、レーザースキャナの１ドットライン中のトナー色の重複を検出し、その重複状態に応じて定着設定条件を変更している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１５４４１３号公報
【特許文献２】特開２００９−９２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これらの従来技術においては、定着設定条件を決定する際に温調制御を行うための温度検知手段としてのサーミスタが設けられる位置に対応した記録材のトナー量を考慮に入れていないため、別の課題が発生する。それは、サーミスタが設置されている長手方向（記録材の搬送方向に直交する方向）の位置（長手位置）におけるトナー量の大小に応じて異なる電力が投入されてしまうという課題である。より具体的には、サーミスタ位置でのトナー量が多いほど、多くの電力が投入されて電力の無駄が生じてしまうという課題である。
【０００８】
定着装置はサーミスタで検知される温度によって投入する電力を決定し、検知温度が設定温度と比べ低ければ、それに応じたより多くの電力を投入することで設定温度を維持する。そして、温度の検知対象である定着スリーブ等が記録材やトナーによって熱を奪われるほど電力が投入されることとなる。このため、長手方向におけるサーミスタが設置される領域でのトナー量が多いほど定着スリーブは熱を奪われることから、より多くの電力を投入するように動作する。
【０００９】
例えば、図１６で片側のみに全面塗布（べた塗）されたトナー像があった場合、従来技術では、サーミスタの位置がトナー量の多い領域Ｐに対応する場合には、サーミスタの位置が領域Ｑに対応する場合よりも多くの電力が投入される。このように、サーミスタの位置に寄って必要な熱量は変わらないにも関わらず電力の無駄が生じていた。
【００１０】
本発明の目的は、長手方向における温度検知手段が設けられる領域に対応した記録材のトナー量に依らず、定着に対し一定の電力を投入可能で電力の無駄を抑制した画像形成装置および定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明に係る画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像が形成された前記記録材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材に対向し、前記加熱部材と共に前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、前記加熱部材の温度を検知する第１の検知手段と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向における前記第１の検知手段が設けられる第１の領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する第２の検知手段と、少なくとも前記第１の検知手段の出力および前記第２の検知手段の出力に基づき、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第２の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る定着装置は、加熱部材と、前記加熱部材に対向し、前記加熱部材と共にトナー像を形成した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、前記加熱部材の温度を検知する第１の検知手段と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向における前記第１の検知手段が設けられる第１の領域に対応した前記記録材のトナー量を取得する第１のトナー量取得手段と、少なくとも前記第１の検知手段の出力および前記第１のトナー量取得手段の出力に基づき、前記第１の検知手段により検知される温度を前記第１のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、を有することを特徴とする
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、長手方向における温度検知手段が設けられる領域のトナー量に依らず、一定の電力を投入可能で電力の無駄を抑制した画像形成装置および定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の概略図
【図３】本発明の実施形態に係るサーミスタの長手位置を説明する図
【図４】第１の実施形態における制御フローチャート
【図５】第１の実施形態における制御式（１）のグラフ
【図６】領域Ａのトナー量が異なる場合に設定温度を変えたときの画像不良温度を示した表
【図７】第１の実施形態の電力削減効果を示した表
【図８】第２の実施形態における制御フローチャート
【図９】第２の実施形態における制御式（２）のグラフ
【図１０】領域Ｂのトナー量が異なる場合に設定温度を変えたときの画像不良温度を示した表
【図１１】第２の実施形態における制御式（３）のグラフ
【図１２】第２の実施形態の電力削減効果を示した表
【図１３】第３の実施形態における制御フローチャート
【図１４】第３の実施形態で使用した画像パターンと適切な設定温度を示した表
【図１５】第３の実施形態と比較例１、２の定着性の比較結果を示した表
【図１６】本発明の課題を説明する図
【図１７】変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１６】
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１は、画像形成部および定着部（定着装置）Ｆを有する画像形成装置を示す断面図である。ここで、感光ドラム１００の表面に未定着トナー像が形成される画像形成部について、画像形成の流れと共に図１を用いて説明する。本実施形態に係る画像形成装置としての電子写真装置は感光ドラム１００を備え、感光ドラム１００は時計回りに不図示のモータにより回転する。感光ドラム１００の表面にクリーニング手段１０１を当接させ不要なトナーを除去する。
【００１７】
そして、帯電手段１０２により、感光ドラム１００の表面を均一な電位にする。スキャナ装置１０３により感光ドラム１００の表面に静電潜像を作成する。そして、現像装置１０４により静電潜像に対応した未定着トナー像（トナー像）を感光ドラム１００の表面に作成する。
【００１８】
ここで、記録材Ｓは給紙トレイ１０５から矢印の方向に搬送手段によって搬送される。感光ドラム１００に形成されたトナー像は、転写部を構成する転写装置１０６との間に形成されるニップ部にて記録材Ｓに転写される。このトナー像は、記録材Ｓに静電吸着力により付着したまま、定着部である定着装置Ｆに搬送される。そして、定着装置Ｆにて加圧・溶融されトナー像は定着画像となる。その後、記録材Ｓは排紙トレイ１０７に排紙される。
【００１９】
また、画像形成装置は温調制御手段（加熱制御手段）としての制御部１０８を有し、定着装置Ｆの温調制御（加熱制御）を行う。トナー量を検知可能なトナー量検知手段としてのビデオコントローラ１０９は、ホストコンピュータ（不図示）から画像信号を受信すると画像情報からトナー量を算出する。制御部１０８は、検出結果を受け取るとそれに応じた設定温度へと切り替える。
【００２０】
（定着装置）
次に、定着装置Ｆについて図２を用いて説明する。定着装置Ｆは、定着スリーブ２００と、定着スリーブ２００の内面に接触するヒータ２０１と、により構成される加熱部材を有する。また、定着スリーブ２００を介してヒータ２０１に対向し、ヒータ２０１と共に定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成する加圧部材（対向部材）としての加圧ローラ２０２を有する。
【００２１】
ここで、ヒータ２０１は保持部材２０３に保持されている。保持部材２０３は、定着スリーブ２００の回転を案内するガイド機能も有する。加圧ローラ２０２は、不図示のモータから動力を受けて反時計回りに回転する。そして、加圧ローラ２０２が回転することによって、定着スリーブ２００も従動して矢印方向（時計回り）に回転する。
【００２２】
定着スリーブ２００の内面には、温度検知手段（第１の検知手段）としてのサーミスタＴｈを設置する。また、定着装置Ｆは制御部１０８に接続される。サーミスタＴｈにより検知された温度に応じた電力を制御部１０８にて算出し、外部電源からヒータ２０１へ供給することで、定着スリーブ２００は設定温度に温調制御される。そして、トナー画像を担持する記録材Ｓは、ニップ部Ｎにおいて、矢印方向から挟持搬送されつつ定着処理される。
【００２３】
本実施形態では、定着装置Ｆとして以下の構成を用いた。即ち、定着スリーブ２００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、を有する構成とした。
【００２４】
定着スリーブ２００の外面にサーミスタなどの温調検知手段を設置することで、熱容量の影響を少なくする方法も考えられるが、本実施形態では定着スリーブ２００内面にサーミスタＴｈを設置する。本実施形態のように、定着スリーブ２００内面にサーミスタＴｈを設置する場合は、定着スリーブ２００の熱容量が小さければ小さいほどトナー量の影響を受け易い。
【００２５】
定着スリーブ２００の熱容量はより小さい方が望ましく、本実施形態の定着スリーブ２００の熱容量は、長手方向（記録材の搬送方向に直交する方向）の１ｍｍあたり０．０５Ｊ／Ｋである。本実施形態のサーミスタＴｈ位置で、長手方向の１ｍｍあたりの熱容量として０．１５Ｊ／Ｋ以下であると、トナー量の影響により後述する電力の削減効果が得られ易い。
【００２６】
加圧ローラ２０２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。
【００２７】
また、ヒータ２０１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、記録材としては坪量７５ｇ／ｍ２のＬＴＲ−Ｐサイズ紙を用い、スループットは３０ｐｐｍとした。
【００２８】
図３は、本実施形態におけるサーミスタＴｈの長手位置（長手方向の位置）と、記録材のトナー量を測定する領域（長手方向におけるサーミスタが設けられる第１の領域に対応した記録材の該当領域）Ａと、の関係を示した略図である。サーミスタＴｈの長手位置は、記録材Ｓの通紙中心位置から４０ｍｍ外側にずらした位置に配置した。また、領域Ａは余白部５ｍｍを除くサーミスタＴｈを中心とした２０ｍｍの幅とした。ここで、図３に示すように領域Ａを含む全画像領域を領域Ｂと定義する。
【００２９】
（設定温度）
本実施形態では、図３に示す長手方向におけるサーミスタＴｈが設けられる位置（領域）に対応した記録材の該当領域（領域Ａ）におけるトナー量を考慮して、制御部１０８はヒータ２０１を加熱制御する設定温度を決定することを特徴とする。即ち、本実施形態では、少なくともサーミスタ（第１の検知手段）の出力および記録材の該当領域（領域Ａ）におけるトナー量を検知する第１のトナー量検知手段（第２の検知手段）の出力に基づき、制御部１０８はヒータ２０１を加熱制御する。
【００３０】
より具体的には、サーミスタＴｈにより検知される温度を、第２の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つようにヒータ２０１に投入する電力を制御する。
【００３１】
（フローチャート）
本実施形態における制御のフローチャートを、図４に示す。画像形成装置は、プリントＪｏｂ（ジョブ）を受け取ってプリントが開始（４０１）されると、ビデオコントローラ１０９において受け取った画像情報から、次に定着装置Ｆを通過する記録材における領域Ａのトナー量を算出（４０２）する。次に、算出されたトナー量を基に、後述の制御式（１）によって、制御部１０８で設定温度Ｔを決定（４０３）する。
【００３２】
そして、決定された設定温度Ｔに温調された定着装置Ｆに記録材を通紙させることで、未定着トナー（トナー像）を定着（４０４）させる。そして、プリントＪｏｂにおける最後の記録材かどうかを判断（４０５）し、最終の記録材であればプリント動作を終了（４０６）させ、Ｊｏｂが続くのであればトナー量の算出（４０２）へ戻り、最終の記録材まで繰り返す。本実施形態では、以上のフローで制御する。
【００３３】
算出されたトナー量と設定温度Ｔ［℃］との関係は、領域Ａのトナー量の平均をＸ［ｍｇ／ｃｍ２］とした以下の制御式（１）で決定する。
【００３４】
【数１】
2018013612.tif 000003
【００３５】
この制御式（１）は「領域Ａ以外のトナー量が最大のときに領域Ａのトナー量が増減した場合でも画像弊害のない最小温度」で決定され、グラフに表すと図５のようになる。本実施形態における最大のトナー量は画像濃度が最大の場合で０．６０［ｍｇ／ｃｍ２］であり、画像が一切ない場合のトナー量は０．００［ｍｇ／ｃｍ２］である。
【００３６】
本実施形態における平均のトナー量Ｘは、ビデオコントローラ１０９が受け取った画像を基にトナー像を形成する面積比から算出する。例えば、全面が最大濃度で印字されるべた塗画像であれば面積比は１００％であるため平均のトナー量Ｘは０．６０［ｍｇ／ｃｍ２］になる。また、面積比が８％の文字を全面に印刷した場合の平均のトナー量Ｘは約０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］になる。
【００３７】
上記制御式（１）に関し、領域Ａ以外のトナー量が最大となる場合で考えている理由は、領域Ａ以外のトナー量が最大の条件において定着性を満足できれば、領域Ａ以外のトナー量が少なくても定着性が確保できるからである。
【００３８】
図６の表は、領域Ａと領域Ａ以外のトナー量を表のように指定した場合における、設定温度と画像弊害の関係を示したものである。設定温度を、１６８℃から２℃刻みで１８８℃まで示している。表のうち「定着」は定着不良の評価を示し、「Ｏｆｆ」はオフセットの評価を示している。「○」はまったく弊害がなく、「△」はわずかな弊害が見られるものの許容し得る弊害レベルであり、「×」は明らかに弊害が確認できるレベル、を示している。例えば、パターン１−１の１７４℃ではオフセットの問題はないが、定着性がＮＧとなる設定であることを示している。
【００３９】
本実施形態では、上記の実験結果を基に最小の設定温度になるように制御式（１）を決定した。それぞれの最小の設定温度は、パターン１−１では１８０℃、パターン１−２では１７８℃、パターン１−３では１７６℃、パターン１−４では１７４℃である。これらの関係を式にしたのが、制御式（１）である。
【００４０】
（本実施形態の効果）
本実施形態の効果を、従来技術（本実施形態を適応しない場合）と比較した。図７は、２００枚連続通紙した場合における平均電力をパターンごとに測定した結果である。従来技術では、領域Ａのトナー量によって設定温度を変化させないために、パターン１−１から１−４まですべて１８０℃で制御する。従来技術では、領域Ａのトナー量に拘らず設定温度が一定であるために、領域Ａのトナー量が増えるほど投入される電力が増えている。
【００４１】
それに対し、本実施形態では領域Ａのトナー量によらずほぼ一定の電力が投入されている。このため、図７に示すように、領域Ａのトナー量が最大となるパターン１−４では２９［Ｗ］の電力を削減できた。
【００４２】
以上のように、本実施形態では、サーミスタＴｈの長手位置に対応した記録材のトナー量を考慮にいれた設定温度とすることで、定着不良やオフセットの弊害なく電力を削減できる。
【００４３】
本実施形態においては、トナー量をビデオコントローラ１０９（図１）に送られた画像情報から算出した。しかしながら、本発明はこれに限らず、トナー量を判断（検知）する手段であればいずれの手段であっても同様に用いることができる。これは他の実施形態も同様である。例えば、光学センサーにより記録材のトナー量を直接測定する方法でも良い。
【００４４】
《第２の実施形態》
本実施形態における画像形成装置及び定着装置の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明は省略する。本実施形態では、図３における領域Ｂのトナー量から基準設定温度Ｔｏを算出し、サーミスタＴｈ位置（領域Ａ）におけるトナー量に応じて、設定温度Ｔを決定することを特徴とする。
【００４５】
第１の実施形態では、領域Ｂのトナー量が最も多くなる場合（べた塗画像）でも定着不良がないように制御した。本実施形態では、領域Ｂのトナー量も考慮し、領域Ｂのトナー量が多くなるほど設定温度Ｔを高くし、かつ領域Ａのトナー量が多くなるほど設定温度Ｔを低くして電力の削減を達成する。
【００４６】
（フローチャート）
本実施形態における制御のフローチャートを、図８に示す。画像形成装置は、プリントＪｏｂを受け取りプリントが開始（８０１）されると、ビデオコントローラ１０９において受け取った画像情報から、次に定着装置Ｆを通過する記録材における領域Ｂ（図３）のトナー量を算出（８０２）する。次に、算出されたトナー量を基に基準設定温度Ｔｏを後述の制御式（２）によって決定（８０３）する。
【００４７】
決定された基準設定温度Ｔｏに対して、領域Ａのトナー量に応じた補正を後述の制御式（３）によって加え、制御温度である設定温度Ｔを算出（８０４）する。そして、決定された設定温度Ｔに温調された定着装置Ｆに記録材を通紙させることで未定着トナーを定着（８０５）させる。プリントＪｏｂにおける最後の記録材かどうかを判断（８０６）し、最終の記録材であればプリント動作を終了（８０７）させ、Ｊｏｂが続くのであればトナー量の算出（８０２）へ戻り、最終の記録材まで繰り返す。本実施形態では以上のフローで制御する。
【００４８】
領域Ｂのトナー量と基準設定温度Ｔｏ［℃］との関係は、領域Ｂのトナー量の最大値をＹ［ｍｇ／ｃｍ２］とした以下の制御式（２）で決定する。
【００４９】
【数２】
2018013612.tif 000004
【００５０】
この制御式（２）は「領域Ａにトナーがない場合において、領域Ｂのトナー量が変化したとしても定着性を満足できる設定温度」で決定され、グラフに表すと図９のようになる。図９で、領域Ｂのトナー量を最大値で定義している理由は、平均で判断してしまうと、広い領域にあるハーフトーン画像と、狭い領域あるべた塗画像との区別がつかないためである。
【００５１】
べた塗画像の方が単位面積当たりのトナー量が多いため、定着温度を高く設定する必要がある。本実施形態では、画像を１．５ｍｍ四方に分割した領域のトナー量平均値のうち、最大のトナー量を領域Ｂの最大値とすることで、ハーフトーン画像とべた塗画像を区別し、適切な基準設定温度Ｔｏを算出した。
【００５２】
図１０は、領域Ａと領域Ｂのトナー量を種々指定した場合における、設定温度と画像弊害の関係を示した表である。表の見方は、図６（第１の実施形態）と同様である。図１０では領域Ａのトナー量は固定しているため、領域Ｂのトナー量が増えるほど必要とする熱量が増え、設定温度を高くする必要がある。制御式（２）は図１０を基に、定着性を満足できる最小設定温度となるように決定した。
【００５３】
本実施形態では、以下に示すように基準設定温度Ｔｏから領域Ａのトナー量に応じた温度補正を行うことで最終的な設定温度Ｔ［℃］を決定する。領域Ａのトナー量と設定温度Ｔ［℃］との関係は、領域Ａのトナー量の平均をＸ［ｍｇ／ｃｍ２］とした以下の制御式（３）で決定する。
【００５４】
【数３】
2018013612.tif 000005
【００５５】
上記の制御式（３）における領域Ｂのトナー量が０．６０［ｍｇ／ｃｍ２］  と０．１［ｍｇ／ｃｍ２］であった場合の結果をグラフに表すと、図１１のようになる。領域Ａのトナー量が多いほど領域Ｂのトナー量が同じでも設定温度は低くなり、領域Ａのトナー量が同じでも、領域Ｂのトナー量が多いほど設定温度は高くなる。
【００５６】
（本実施形態の効果）
本実施形態の効果を、第１の実施形態と比較した。図１２は、２００枚連続通紙した場合における平均電力をパターンごとに測定した結果である。領域Ｂのトナー量も考慮に入れることにより、第１の実施形態と比べ最も効果があるパターン４−１の場合で１９［Ｗ］の電力を削減できた。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、サーミスタＴｈの長手位置に対応した記録材の該当領域におけるトナー量に加え、サーミスタ領域外のトナー量をも考慮して設定温度を決定する。これにより、定着不良やオフセットの弊害なく、第１の実施形態よりも電力を削減できる。
【００５８】
本実施形態では、記録材１枚毎にトナー量を算出することで設定温度にフィードバックした。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えばプリントＪｏｂ毎（プリントジョブ毎）に一括してトナー量を算出し、設定温度を切り替えるようにしても良い。このような設定温度の切り替えは、高速化などによりビデオコントローラの処理が間に合わない場合や、同一画像が繰り返し印刷されるような場合に有効に作用する。
【００５９】
また、記録材の通紙方向にエリアを分割し、設定温度をエリアごとに切り替えることもできる。即ち、図１７で領域を記録材搬送方向（通紙方向）に複数のエリア（例えばＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）に分割し、設定温度をエリアごとに切り替えることもできる。このような設定温度の切り替えは、トナー量が通紙方向に大きく切り替わる画像パターンが多く印刷されるような場合に有効に作用する。
【００６０】
《第３の実施形態》
本実施形態における画像形成装置及び定着装置の構成は、第１、第２の実施形態と同じであるため、説明は省略する。本実施形態では、転写部を構成する転写装置１０６（図１）を通過するｎ枚目の記録材に対する定着装置Ｆ（図１）における設定温度Ｔ（ｎ）の決定は、トナー量情報のみで決定しない。より具体的には、ｎ枚目の記録材に対し設定される温度を、先行する直前の（ｎ−１）枚目の記録材に対し設定された設定温度、もしくはその後に後行する（ｎ＋１）枚目の記録材に対し設定される温度との大小関係によってオフセットさせることを特徴とする。
【００６１】
第１、第２の実施形態では、記録材１枚毎に設定温度を決定し制御したが、画像形成装置の更なる高速化を考慮した場合、記録材１枚毎の設定温度に差があると、定着スリーブ２００の温度が温調の変化に追従しないことによる定着不良の懸念が生じうる。このため、選択できる設定温度の自由度が狭まり電力の削減効果が薄まってしまうが、本実施形態では、ある設定温度Ｔ（ｎ）の決定は、定着スリーブ２００の温度が追従するようにオフセットさせることで、高速化した場合でも効果的に電力の削減を達成する。
【００６２】
（フローチャート）
本実施形態における制御のフローチャートを、図１３に示す。画像形成装置は、プリントＪｏｂを受け取りプリントが開始（１３０１）される。すると、ビデオコントローラ１０９において受け取った画像情報から、次に定着装置を通過するｎ枚目の記録材における領域Ｂのトナー量と、さらにその次に通過するｎ＋１枚目の記録材における領域Ｂのトナー量と、を算出（１３０２）する。そして、算出されたトナー量を基に基準設定温度Ｔｏ（ｎ）、Ｔｏ（ｎ＋１）を決定する（１３０３）。
【００６３】
決定された基準設定温度Ｔｏ（ｎ）、Ｔｏ（ｎ＋１）に対して、領域Ａのトナー量に応じた補正を加え、仮の設定温度Ｔ’（ｎ）、Ｔ’（ｎ＋１）を算出（１３０４）する。決定されたＴ’（ｎ）、Ｔ’（ｎ＋１）に対して、後述の制御式（４）によってオフセットを加え、設定温度Ｔ（ｎ）を算出（１３０５）する。設定温度Ｔ（ｎ）に温調された定着装置Ｆに記録材を通紙させることで、未定着トナーを定着（１３０６）させる。
【００６４】
そして、次の制御温度を決定させるためにＴ（ｎ）を保持（１３０７）しておく。そして、プリントＪｏｂにおける最後の記録材かどうかを判断（１３０８）し、最終の記録材であればプリント動作を終了（１３０９）させ、Ｊｏｂが続くのであればトナー量の算出（１３０２）へ戻り、最終の記録材まで繰り返す。本実施形態では、以上のフローで制御する。
【００６５】
ここで、フローチャート１３０５で加えるオフセット量は、１枚前（（ｎ−１）枚目）の設定温度Ｔ（ｎ−１）、ｎ枚目の仮の設定温度Ｔ’（ｎ）、（ｎ＋１）枚目の仮の設定温度Ｔ’（ｎ＋１）とを比較し決定する。具体的には、以下の制御式（４）で示す通り、Ｔ’（ｎ）に対し、Ｔ（ｎ−１）もしくはＴ’（ｎ＋１）が高かった場合にＴ’（ｎ）との差分の半分をオフセットとしてＴ’（ｎ）に加える。なお、１枚目や最後の記録材の場合はＴ（ｎ−１）やＴ’（ｎ＋１）の情報がないため、それぞれ考慮せずに算出する。
【００６６】
【数４】
2018013612.tif 000006
【００６７】
Ｔ’（ｎ）に対し、Ｔ（ｎ−１）もしくはＴ’（ｎ＋１）が低い場合には、オフセットを加えない。これは、ｎ枚目の仮の設定温度Ｔ’（ｎ）は、算出されたトナー量の画像を定着させるために必要な温度であって、これよりも低くしてしまうと定着不良が発生してしまうためである。
【００６８】
（本実施形態の効果）
図１４は、本実施形態の効果を確認するのに用いた各領域のトナー量と、その各トナー量における最適な設定温度を示した表である。例えば４枚目の場合は、領域Ａのトナー量が０．００［ｍｇ／ｃｍ２］、領域Ｂのトナー量が０．３０［ｍｇ／ｃｍ２］である。そして、この画像を後述の条件で連続通紙した場合の最適な温度は、２００℃である。
【００６９】
（比較例との対比）
ここで、本実施形態を以下に示すような比較例１、２（第２の実施形態の制御で通紙）と比較した。図１５は、比較例１、２の定着性の結果と、本実施形態の定着性の結果を示した表である。比較は、２通りの画像を３枚毎に切り替える図１４の通紙パターンで行い、定着装置における搬送速度を３００ｍｍ／ｓｅｃ、スループットは５０ｐｐｍに設定した。
【００７０】
１）比較例１
比較例１は、前後の設定温度に基づきオフセットさせることなく、各トナー量に対する最適な設定温度で制御させた場合の結果を示す。本比較例では、第２の実施形態に比べ高速化を行っているために、低い温度から高い温度に切り替えた直後（４枚目、１０枚目）において、定着不良が発生している。これは、設定温度に対して定着スリーブ２００の温度が追従していないためである。逆に高い温度から低い温度に切り替えた直後（７枚目）においても、大きな温調変化によって温度のアンダーシュートが発生し、許容可能ではあるものの定着不良が見られた。
【００７１】
２）比較例２
比較例２は、前後の設定温度に基づきオフセットさせることなく、定着スリーブの２００の温度が設定温度に追従する範囲で通紙した場合の結果を示す。比較例１において２００℃に移行する前に１９０℃に設定していたが、本比較例では２００℃に移行する前に１９５℃に設定することで、切り替える温度差が小さくなり定着不良を抑えることができる。しかしながら、定着不良を抑えるために設定温度を高くせざるを得ず、電力削減の効果が少なくなる。
【００７２】
３）本実施形態
前後の設定温度に基づきオフセットさせることで、設定温度の急激な変化を抑えながら通紙させる。比較例１のような定着不良が発生せず、比較例２で定着性に問題のなかった記録材（１枚目、２枚目、８枚目）に対しても１９５℃でなく１９０℃という設定温度で通紙することができ、比較例２と比べ、２０［Ｗ］の電力を削減できた。
【００７３】
以上、本実施形態では、設定温度Ｔ（ｎ）の決定に際して、前後１枚の記録材の設定温度を比較しオフセット量を決定した。この効果は、考慮に入れる記録材の枚数を多くすることでより効果的な設定温度の算出が可能となる。このため、上述した本実施形態の枚数に限らない。
【００７４】
また、先行する記録材の影響がない画像形成装置の場合は、後行する記録材の設定温度のみでオフセットを算出するなど、先行もしくは後行の設定温度のみで算出する制御にしても良い。
【００７５】
さらに、本実施形態に関連し、記録材毎ではなく記録材の通紙方向にエリアを分割し、設定温度をエリアごとに切り替える制御にすることで、より大きな効果を得ることも可能である。例えば、図１７に示すように、記録材の通紙方向にエリアを第１乃至第４の領域Ｂ１乃至Ｂ４に４分割する場合にも上述したオフセットを同様に加えることができる。
【００７６】
例えば、図１７における第２の領域Ｂ２についての設定温度Ｔ（Ｂ２）の決定は、トナー量情報（一部領域Ａ２のトナー量、更には全体領域Ｂ２のトナー量）のみで決定するのではなく、以下のようにする。即ち、第２の領域Ｂ２のトナー量と、後行領域である第３の領域Ｂ３のトナー量と、を算出する。そして、算出されたトナー量を基に基準設定温度Ｔｏ（Ｂ２）、Ｔｏ（Ｂ３）を決定する。
【００７７】
決定された基準設定温度Ｔｏ（Ｂ２）、Ｔｏ（Ｂ３）に対して、領域Ａ２、Ａ３のトナー量に応じた補正を加え、仮の設定温度Ｔ’（Ｂ２）、Ｔ’（Ｂ３）を算出する。決定されたＴ’（Ｂ２）、Ｔ’（Ｂ３）に対して、上述の制御式（４）によってオフセットを加え、設定温度Ｔ（Ｂ２）を算出する。
【００７８】
具体的には、仮の設定温度Ｔ’（Ｂ２）に比べ先行領域である領域Ｂ１の設定温度Ｔ（Ｂ１）もしくは仮の設定温度Ｔ’（Ｂ３）が高かった場合に仮の設定温度Ｔ’（Ｂ２）との差分の半分をオフセットとして仮の設定温度Ｔ’（Ｂ２）に加える。なお、第１の領域Ｓ１や第４の領域Ｓ４については、このようなオフセットを加えずに算出する。
【００７９】
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８０】
（変形例１）
上述した実施形態では、画像形成装置として、長手方向における第１の検知手段としてのサーミスタが設けられる第１の領域に対応した記録材のトナー量を検知する第２の検知手段（第１のトナー量検知手段）を設けた。更には、長手方向における上記第１の領域を含む全体領域に対応した記録材のトナー量を検知する第３の検知手段（第２のトナー量検知手段）を設けた。
【００８１】
しかしながら、本発明はこれに限定されず、定着装置として、通信により第１のトナー量検知手段で検知されたトナー量、更には第２のトナー量検知手段で検知されたトナー量を受信することで取得するものであっても良い。即ち、第１のトナー量取得手段更には第２のトナー量取得手段を備える定着装置として、同様に投入される電力に無駄を生じさせないで定着を行うことができる。なお、定着装置としては、画像の光沢を向上させるべく、記録材に仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置も含む。
【符号の説明】
【００８２】
１００・・感光ドラム、１０２・・帯電手段、１０４・・現像装置、１０６・・転写装置、１０８・・制御部、１０９・・ビデオコントローラ、２００・・定着スリーブ、２０１・・ヒータ、２０２・・加圧ローラ、Ｔｈ・・サーミスタ
【図１】
2018013612.tif 000007
【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】
2018013612.tif 000013
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018013612.tif 000022
【図１７】
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