(57)【要約】【課題】  印刷に要する現像剤量に基づいた定着目標温度を設定し、当該目標定着温度となるように定着部を制御することで、定着動作に用いられるエネルギーが無駄に消費されることを防ぐことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像データに基づく現像剤画像を媒体上に熱定着させる定着部を備えた画像形成装置であって、前記定着部の温度を検知する温度検知部と、前記現像剤画像の層厚を算出する層厚算出部と、前記層厚算出部により算出された前記層厚から定着目標温度を算出する定着温度算出部と、前記定着温度算出部により算出された前記定着目標温度と前記温度検知部により検知された前記温度とから前記定着部による熱定着を制御する定着制御部とを備えることを特徴とした画像形成装置。【選択図】  図１
2015114510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づく現像剤画像を媒体上に熱定着させる定着部を備えた画像形成装置であって、
前記定着部の温度を検知する温度検知部と、
前記現像剤画像の層厚を算出する層厚算出部と、
前記層厚算出部により算出された前記層厚から定着目標温度を算出する定着温度算出部と、
前記定着温度算出部により算出された前記定着目標温度と前記温度検知部により検知された前記温度とから前記定着部による熱定着を制御する定着制御部とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤画像の画像密度を算出する画像密度算出部を更に備え、
前記定着温度算出部は、前記層厚算出部により算出された前記層厚及び前記画像密度算出部により算出された前記画像密度とから前記定着目標温度を算出すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記層厚算出部は、前記画像データに含まれる現像剤に応じたビデオカウント値をカウントし、その最大値を前記現像剤画像の層厚として算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
外部装置から送信されたデータを受信する受信部と、
前記受信部を介して受信した前記データがテキストデータか又は画像データかを判断するデータ種別判断部とを備えること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記データ種別判断部により前記受信した前記データがテキストデータであった場合、前記定着制御部は予め設定された前記定着目標温度と前記温度検知部により検知された前記温度とから前記定着部による熱定着を制御することを特徴とする請求項４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、画像データに基づく現像剤画像を媒体上に熱定着させる定着部を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の異なる色の現像剤を用いて画像形成を行う画像形成ユニットを媒体搬送路上に複数並設し、各色に対応した画像を媒体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置においては、高温加熱された定着ローラと当該定着ローラに対向して設けられた加圧ローラとからなる定着部に現像剤画像が形成された媒体を通紙することで現像剤画像を熱定着するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置の中には、例えば、ブラックのみの現像剤を用いたモノクロ印刷と、複数色の現像剤を用いたカラー印刷とにおける定着性能に応じて、定着温度や媒体の搬送速度を変えて画像形成を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５７８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術に係るカラー印刷では、例えば、画像密度が高く印刷に要する現像剤量が多い写真等の印刷や、画像密度がそれほど高くなく印刷に要する現像剤量が必ずしも多くないテキスト等の印刷といった、印刷に要する現像剤量の多少に違いがあったとしても、一定温度での定着が行われるため、定着動作に用いられるエネルギーに無駄が生じていた。
【０００６】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、印刷に要する現像剤量に基づいた定着目標温度を設定し、当該目標定着温度となるように定着部を制御することで、定着動作に用いられるエネルギーが無駄に消費されることを防ぐことが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、画像データに基づく現像剤画像を媒体上に熱定着させる定着部を備えた画像形成装置であって、前記定着部の温度を検知する温度検知部と、前記現像剤画像の層厚を算出する層厚算出部と、前記層厚算出部により算出された前記層厚から定着目標温度を算出する定着温度算出部と、前記定着温度算出部により算出された前記定着目標温度と前記温度検知部により検知された前記温度とから前記定着部による熱定着を制御する定着制御部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、印刷に要する現像剤量に基づいた定着目標温度を設定し、当該目標定着温度となるように定着部を制御することで、定着動作に用いられるエネルギーが無駄に消費されることを防ぐことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の機能構成を説明するブロック図である。
【図２】トナーの層厚と定着目標温度との関係を説明する相関図である。
【図３】画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】定着制御部による定着部の温度制御を説明する概略図である。
【図５】画像形成装置の機能構成を説明するブロック図である。
【図６】画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１１】
[第１の実施形態]
第１の実施形態の説明においては、インタフェース部１０９を介し、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等の上位ホスト１１６との情報の送受が可能な画像形成装置１０１について説明する。画像形成装置１０１は、上位ホスト１１６から受信した画像データに基づく現像剤画像としてのトナー像を媒体上に形成可能な画像形成装置である。
【００１２】
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０１の機能構成を説明するブロック図である。画像形成装置１０１は、制御部１０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０７と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）１０８と、インタフェース部１０９と、操作パネル１１０と、画像形成部１１１と、定着部１１２とを備える。
【００１３】
制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置を備え、画像形成装置１０１全体を統括的に制御する。また、制御部１０２は、定着部１１２の制御を行う定着制御部１０３と、上位ホスト１１６から受信した画像データに基づき媒体上に形成されるトナー像の形成に要する現像剤としてのトナーの層厚を算出する層厚算出部１０４と、定着部１１１の定着目標温度を何度に設定するかを算出する定着温度算出部１０５とを備える。
【００１４】
ＲＯＭ１０６は、制御部１０２が画像形成装置１０１を統括的に制御する上で使用する制御プログラムや各種設定値を格納する。制御部１０２は、ＲＯＭ１０６に格納された制御プログラムを実行することで機能を実現する。
【００１５】
ＲＡＭ１０７は、制御部１０２が備えるＣＰＵのワーキングエリアとして利用されると共に、受信した画像データ等を一時的に格納する。
【００１６】
ＥＥＰＲＯＭ１０８は、例えば、工場出荷時に書き込まれる定着部１１１固体の媒体搬送速度等の速度誤差データや、定着部１１２が備える後述する温度検知部としてのサーミスタの出力値の出力誤差データ、装置寿命情報等を格納する。
【００１７】
インタフェース部１０９は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）ポートや、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートといった電気信号線との接続を可能とする接続手段と、これを制御するインタフェースカード等を備え、上位ホスト１１６との情報送受を制御する。
【００１８】
操作パネル１１０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段と、タッチパネル等の入力手段とを備え、装置状態や消耗品残量等の表示や、利用者による印刷設定値の入力を受け付ける。
【００１９】
画像形成部１１１は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の異なるトナーを用いて画像形成を行う図示せぬ画像形成ユニットを複数備え、各色に対応したトナー像を媒体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成する。
【００２０】
定着部１１２は、画像形成部１１１において媒体上に形成されたトナー像に熱及び圧力を付与することで当該トナー像を熱定着させる部材である。このような定着部１１２は、少なくとも加熱ローラ１１３と、ヒータ１１４と、サーミスタ１１５とを備える。
【００２１】
加熱ローラ１１３は、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被服することによって形成された加熱部材であり、図示せぬ定着器１１２のフレームに対して回転自在となるように支持されている。ヒータ１１４は、例えば、ハロゲンランプ等からなる加熱部材であり、定着制御部１０３による制御に基づき加熱ローラ１１３を内部から加熱する。サーミスタ１１５は、加熱ローラ１１３の表面近傍に配置され、加熱ローラ１１３表面の温度を検知する。サーミスタ１１５は、抵抗値の変化により加熱ローラ１１３表面の温度をアナログ電圧値として検知する。サーミスタ１１５により検知されたアナログ電圧値は、制御部１０２の定着制御部１０３に出力され、定着部１１２の制御に使用される。すなわち、定着制御部１０３は、サーミスタ１１５により検知された加熱ローラ１１３表面の温度と定着温度算出部１０５により算出された定着目標温度とに基づきヒータ１１４のＯＮ／ＯＦＦを制御することで加熱ローラ１１２表面の温度を所定の定着温度に維持する。
【００２２】
次に、本実施形態に係る動作について説明する。図２は、上位ホスト１１５から受信した画像データに基づき媒体上に形成されるトナー像の形成に要するトナーの層厚と定着温度算出部が算出する定着目標温度との関係を説明する相関図であり、図３は、本実施形態に係る動作を説明するフローチャートである。図４は、定着制御部１０３による定着部１１２の温度制御を説明する概略図である。
【００２３】
まず、図２について説明する。前述したように、画像形成装置１０１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの複数色のトナー像を順次重ね合わせてカラー画像を形成することができる。本実施形態においては、それぞれのトナーが重なり合ったものを層と称する。そして、本実施形態においては、シアン、マゼンタ、イエローの何れか１種のみのトナーを用いた単色印刷時又はモノクロ印刷時の場合（一層）と、カラー印刷時における場合（複数層）とで最適な定着目標温度が異なる。図２は、層の厚み（層厚）と定着目標温度との相関関係を表した図であり、本実施形態においては、層厚＝１の場合、定着目標温度は定着温度Ａ、層厚＝２の場合、定着目標温度は定着温度Ｂ、そして、層厚＝３以上の場合、定着目標温度は定着温度Ｃとした。
【００２４】
図２で説明した、層厚と定着目標温度との相関関係を踏まえ、図３のフローチャートについて以下に説明する。
【００２５】
図１で示した上位ホスト１１６から画像データが送信されると、画像形成装置１０１は、インタフェース部１０９を介してこれを受信する（ステップＳ２０１）。
【００２６】
インタフェース部１０９を介して画像データを受信すると、制御部１０２は受信した画像データをＲＡＭ１０７に格納させる（ステップＳ２０２）。
【００２７】
次に、ステップＳ２０３において、層厚算出部１０４は、ＲＡＭ１０７に格納された画像データの１ページの各ドット毎のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのビデオカウント値をカウントしてその最大値のものを層厚として算出する。
【００２８】
層厚算出部１０４により算出された層厚に基づき、制御部１０２は層厚が何層であるかを判断する（ステップＳ２０４）。制御部１０２が層厚が１層であると判断した場合（ステップＳ２０５）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ａと算出する（ステップＳ２０８）。同様に、制御部１０２が層厚が２層であると判断した場合（ステップＳ２０６）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ｂと算出し（ステップＳ２０９）、制御部１０２が層厚が３層以上であると判断した場合（ステップＳ２０７）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ｃと算出する（ステップＳ２１０）。
【００２９】
そして、定着制御部１０３は、定着温度算出部１０５により算出された定着目標温度に基づき、定着部１１２の温度制御を行う。
【００３０】
ここで、定着制御部１０３による定着部１１２の温度制御について図４と共に説明する。図４に示すように、定着制御部１０３は、定着部１１２のヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦする信号の発信を制御してヒータ１１４をＯＮにする。ヒータ１１４がＯＮされると、加熱ローラ１１３は温められ、その表面の温度は上昇する。加熱ローラ１１３表面の温度は、表面近傍に配置されたサーミスタ１１５により検知される（図３のステップＳ２１１）。
【００３１】
そして、定着制御部１０３は、ヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦする信号の発信を繰り返しながら、加熱ローラ１１３表面の温度が所定の定着目標温度に到達し、これが維持されるまで制御を行う。
【００３２】
サーミスタ１１５により検知された加熱ローラ１１３表面の温度が、定着目標温度に到達し、これが維持された場合（図３のステップＳ２１３  Ｙｅｓ）、定着制御部１０３はこの旨を制御部１０２に通知し、通知を受けた制御部１０２は画像形成部１１１を制御して印刷動作を開始させる(ステップＳ２１４)。一方、サーミスタ１１５により検知された加熱ローラ１１３表面の温度が、定着目標温度に到達せず、これが維持されない場合（図３のステップＳ２１３  Ｎｏ）、定着制御部１０３はヒータ１１４をＯＮする信号を発信したまま加熱ローラ１１３の表面の温度は定着目標温度に到達し、これが維持されるまで待機する（図３のステップＳ２１２）。
【００３３】
従来、あらゆる画像データに対して安定した熱定着を行うために、例えば、定着目標温度が最も高い定着温度Ｃで熱定着が行われてきた。第１の実施形態では、層厚が２層の場合には定着温度Ｃよりも低い定着温度Ｂで、層厚が１層の場合にはより定着温度が低い定着温度Ａによって熱定着を行うことができるため、定着動作に用いられるエネルギーが無駄に消費されることを防ぐことが可能となり、省電力化を図ることができる。
【００３４】
[第２の実施形態]
図５は、第２の実施形態に係る画像形成装置１０１'の機能構成を説明するブロック図である。本実施形態に係る画像形成装置１０１'は、第１の実施形態に係る画像形成装置１０１の構成に加え、上位ホスト１１６から送信されたデータがテキストデータであるか又は画像データであるかを判断するデータ種別判断部４０１と、上位ホスト１１６から送信された画像データから算出した各ドット毎の層厚からページの層厚平均を算出する画像密度算出部としての層厚密度算出部４０２とを備える。その他の構成については第１の実施形態と同様であるため、同一の部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３５】
次に、本実施形態に係る動作について説明する。図６は、上位ホスト１１６から送信されたデータがテキストデータであるか又は画像データであるかによって、処理が分岐する例を説明するフローチャートであり、図７は、上位ホスト１１６から送信された画像データから算出した各ドット毎の層厚からページの層厚平均を算出した結果、処理が分岐する例を説明するフローチャートである。
【００３６】
まず、図６のフローチャートについて説明する。図５で示した上位ホスト１１６から画像データが送信されると、画像形成装置１０１'は、インタフェース部１０９を介してこれを受信する（ステップＳ６０１）。
【００３７】
インタフェース部１０９を介して画像データを受信すると、制御部１０２は受信した画像データをＲＡＭ１０７に格納させる（ステップＳ６０２）。
【００３８】
次に、ステップＳ６０３において、データ種別判断部４０１は、ＲＡＭ１０７に格納された画像データの種別を判断する。ここで、画像データがテキストデータであると判断した場合（ステップＳ６０４  ＹＥＳ）、データ種別判断部４０１はその旨を定着温度算出部１０５に通知する。通知を受けた定着温度算出部１０５は、定着目標温度を定着温度Ａと算出する（ステップＳ６０７）。
【００３９】
一方、画像データがテキストデータではく画像データであると判断した場合（ステップＳ６０４  ＮＯ）、データ種別判断部４０１はその旨を層厚算出部１０４に通知する。通知を受けた層厚算出部１０４は、ＲＡＭ１０７に格納された画像データの１ページの各ドット毎のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのビデオカウント値をカウントしてその最大値のものを層厚として算出する（ステップＳ６０５）。
【００４０】
層厚算出部１０４により算出された層厚に基づき、制御部１０２は層厚が何層であるかを判断する（ステップＳ６０６）。制御部１０２が層厚が１層であると判断した場合（ステップＳ６０７）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ａと算出する（ステップＳ６１０）。同様に、制御部１０２が層厚が２層であると判断した場合（ステップＳ６０８）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ｂと算出し（ステップＳ６１１）、制御部１０２が層厚が３層以上であると判断した場合（ステップＳ６０９）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ｃと算出する（ステップＳ６１２）。
【００４１】
そして、定着制御部１０３は、定着温度算出部１０５により算出された定着目標温度に基づき、定着部１１２の温度制御を行う。なお、ステップＳ６１３乃至ステップＳ６１４に係る動作は、図３のステップＳ２１１乃至ステップＳ２１４で説明した動作と同様に行うことができる。
【００４２】
次に、図７のフローチャートについて説明する。図５で示した上位ホスト１１６から画像データが送信されると、画像形成装置１０１'は、インタフェース部１０９を介してこれを受信する（ステップＳ７０１）。
【００４３】
インタフェース部１０９を介して画像データを受信すると、制御部１０２は受信した画像データをＲＡＭ１０７に格納させる（ステップＳ７０２）。
【００４４】
次に、ステップＳ７０３において、層厚算出部１０４は、ＲＡＭ１０７に格納された画像データの１ページの各ドット毎のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのビデオカウント値をカウントしてその最大値のものを層厚として算出する。続いて、層厚密度算出部４０２は、層厚算出部１０４により算出された層厚に基づき、ページの層厚平均を算出する（ステップＳ７０４）。
【００４５】
層厚密度算出部４０２により算出された層厚平均に基づき、制御部１０２は層厚平均が何層であるかを判断する（ステップＳ７０５）。制御部１０２が層厚平均が１層以下であると判断した場合（ステップＳ７０６）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ａと算出する（ステップＳ７０９）。同様に、制御部１０２が層厚平均が１層よりも大きく２層以下であると判断した場合（ステップＳ７０７）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ｂと算出し（ステップＳ７１０）、制御部１０２が層厚平均が２層よりも大きいと判断した場合（ステップＳ７０８）、定着温度算出部１０５は定着目標温度を定着温度Ｃと算出する（ステップＳ７１１）。
【００４６】
そして、定着制御部１０３は、定着温度算出部１０５により算出された定着目標温度に基づき、定着部１１２の温度制御を行う。なお、ステップＳ７１２乃至ステップＳ７１５に係る動作は、図３のステップＳ２１１乃至ステップＳ２１４で説明した動作と同様に行うことができる。
【００４７】
以上のように、第２の実施形態によれば、受信したデータがテキストデータであるのにも関わらずカラー画像であるために層厚が厚く算出されてしまい、その結果、高い定着温度での熱定着が行われてしまうといった場合や、層厚が厚い箇所が局所的に存在することで、ページ全体の層厚が厚く算出されてしまい、その結果、高い定着温度での熱定着が行われてしまうといった場合においても、より適した低い定着温度での熱定着を行うことが可能であるため、定着動作に用いられるエネルギーが無駄に消費されることを防ぐことができ、省電力化を図ることができる。
【００４８】
なお、本発明の説明において、層厚（平均）に応じて３段階の定着目標温度を設定した例について説明したが、これに限定されず、より細かく定着目標温度を設定してもかまわない。
【００４９】
本発明は、画像形成装置としてのプリンタのみならず、媒体上に形成されたトナー像を熱定着させる機構を備えたファクシミリ、複合機等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１，１０１'  画像形成装置
１０２  制御部
１０３  定着制御部
１０４  層厚算出部
１０５  定着温度算出部
１０６  ＲＯＭ
１０７  ＲＡＭ
１０８  ＥＥＰＲＯＭ
１０９  インタフェース部
１１０  操作パネル
１１１  画像形成部
１１２  定着部
１１３  加熱ローラ
１１４  ヒータ
１１５  サーミスタ
１１６  上位ホスト
４０１  データ種別判断部
４０２  層厚密度算出部
【図１】
2015114510.tif 000003
【図２】
2015114510.tif 000004
【図３】
2015114510.tif 000005
【図４】
2015114510.tif 000006
【図５】
2015114510.tif 000007
【図６】
2015114510.tif 000008
【図７】
2015114510.tif 000009