(57)【要約】【課題】電源オフや省エネ時から起動して印刷完了するまでの時間を短縮する。【解決手段】全加熱体に供給していた電力を主走査方向の記録材サイズに対応する加熱体のみに供給し、且つ、前記記録材供給部におかれた記録材の縦と横での定着リロード時間の差が縦と横で通紙にかかる時間の差よりも大きい間のみ画像データの回転処理制御を行って印刷を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の条件を満たす場合にのみ、画像形成要求された画像データを回転処理する画像処理手段と、
記録材を供給する記録材供給部と、
分割された複数の加熱体と、
回転処理後の画像データに基づいて加熱領域の判断する画像領域判断手段と、
前記画像領域判断手段によって判断された情報に基づいて加熱体を選択する加熱体選択手段と、
前記加熱体選択手段によって選択された各加熱体に電力を振り分ける加熱体駆動制御手段と、を備え、
前記所定の条件は、全加熱体に供給していた電力を主走査方向の記録材サイズに対応する加熱体のみに供給し、且つ、前記記録材供給部におかれた記録材の縦と横での定着リロード時間の差が縦と横で通紙にかかる時間の差よりも大きいという条件である
ことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記記録材供給部に置かれている記録材のサイズ及び方向を検知する検知手段を備え、
前記画像処理手段は、
記録材サイズの長い方向と短い方向の差を画像形成装置の画像形成の線速で割って印刷枚数をかけた値に、記録材の長い方向と短い方向で印刷した場合に画像形成を行う記録材と記録材の搬送間隔の差を足した値が記録材サイズの長い方向と短い方向を加熱駆動する際の定着リロード時間の差よりも小さい条件式から算出される値を満足しているかどうか判断することによって、前記所定の条件を満たすか否かを判断する
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】
前記記録材供給部は、複数存在し、
前記画像処理手段は、搬送経路が最も短くなる前記記録材供給部を選択することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、
画像形成要求が実行されるまでに記録材の短い方向の加熱駆動処理が終了している場合、
且つ、
まだ加熱されていない長い方向に対応した加熱体を加熱駆動すれば、画像形成要求が実行される時に長い方向で印刷可能となる場合には、
前記回転処理を行わないことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に画像形成装置。
【請求項５】
記録材を供給する記録材供給部と、
分割された複数の加熱体と、を備える画像形成装置における画像形成方法であって、
所定の条件を満たす場合にのみ、画像形成要求された画像データを回転処理する画像処理工程と、
回転処理後の画像データに基づいて加熱領域の判断する画像領域判断工程と、
前記画像領域判断工程によって判断された情報に基づいて加熱体を選択する加熱体選択工程と、
前記加熱体選択工程によって選択された各加熱体に電力を振り分ける加熱体駆動制御工程と、を含み、
前記所定の条件は、全加熱体に供給していた電力を主走査方向の記録材サイズに対応する加熱体のみに供給し、且つ、前記記録材供給部におかれた記録材の縦と横での定着リロード時間の差が縦と横で通紙にかかる時間の差よりも大きいという条件である
ことを特徴とする、画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び方法に関し、特に、定着部の制御により、起動してから印刷完了するまでの時間の短縮を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、主として、加熱ローラと加圧ローラを用いる熱ローラ定着方式が使用されている。しかしながら熱ローラ定着方式においては、トナー画像を記録材に定着するときに、トナー画像がない部分も加熱することにより、無駄な電力を消費している。そこで、記録材上に形成されたトナー画像形成部のみ、必要な箇所に適正なタイミングで加熱定着すると、消費電力を低減させることができる。
【０００３】
しかしながら、従来の画像情報に基づいて画像領域のみを選択的に加熱する方法では、定着時の消費電力を低減させることは可能だが、起動処理においてどの記録材サイズ（主走査方向）であっても全加熱体に電力供給するため、電源オフ時若しくは省エネ時から印刷が完了するまでの時間が長くなると言う問題があった。
【０００４】
なお、特許文献１には、印刷する画像を回転させて定着装置で消費する不要な電力を削減する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、電源オフや省エネ時から起動して印刷完了するまでの時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の一態様は、所定の条件を満たす場合にのみ、画像形成要求された画像データを回転処理する画像処理手段と、記録材を供給する記録材供給部と、分割された複数の加熱体と、回転処理後の画像データに基づいて加熱領域の判断する画像領域判断手段と、前記画像領域判断手段によって判断された情報に基づいて加熱体を選択する加熱体選択手段と、前記加熱体選択手段によって選択された各加熱体に電力を振り分ける加熱体駆動制御手段と、を備え、前記所定の条件は、全加熱体に供給していた電力を主走査方向の記録材サイズに対応する加熱体のみに供給し、且つ、前記記録材供給部におかれた記録材の縦と横での定着リロード時間の差が縦と横で通紙にかかる時間の差よりも大きいという条件であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源オフや省エネ時から起動して印刷完了するまでの時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態における画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の定着部１０９のヒータの構成を示す図である。
【図３】実施形態における起動時の加熱体駆動制御の概要の説明図である。
【図４】実施形態における印刷する画像データの回転処理の説明図である。
【図５】実施形態における起動から印刷完了までの時間を示す図である。
【図６】実施形態の制御フローである。
【図７】図６の定着制御の制御フローである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施形態の全体構成＞
図１に、本実施形態における画像形成装置の全体構成を示す。
図１に示すように、デジタル複写機が備える制御系は、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コントローラ制御１０１と、プリンタエンジンの駆動制御等を行うエンジン制御系であるエンジン制御１０５、読取制御１０７、書込制御１０８、定着部１０９、作像制御（不図示）、電源制御（不図示）とに分けられている。コントローラ制御１０１は、具体的には、画像形成、ユーザインターフェースやモード設定、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。
【００１０】
コントローラ制御１０１は、各種の処理動作を行うＣＰＵ２０１、主に画像形成を行うＡＳＩＣなどで構成される画像処理機能２０２、画像データの処理に使用する画像メモリ２０３、制御用プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ、各種情報を一時的に記憶するＲＡＭを備える。他には、図示しない機能としてデジタル複写機の動作条件全ての設定情報を記憶するＮＶ−ＲＡＭ等を備えており、外部通信機器からネットワークを介してＬＡＮ等で情報を送受信するＬＡＮインターフェース、ユーザインターフェースとなる操作部制御１０２や所定の（処理対象の）データを格納するＨＤＤ１０３と接続されている。
【００１１】
また、ＦＡＸユニットであるＦＣＵ１０４、エンジン制御１０５などとの通信を行うインターフェースなどから構成されており、それらはＰＣＩバスで結ばれている。このコントローラ制御１０１は、操作部制御１０２や外部機器からＬＡＮインターフェースを介して画像形成動作の指定を受付、画像形成動作を実行し、作成した画像をエンジン制御系１０５にＰＣＩバスを介して伝達する。
【００１２】
エンジン制御１０５は、主に各種の処理動作を行うＣＰＵ２０４、各種電装品に対して制御を行うＡＳＩＣなどの電装制御機能２０５、定着部１０９の温度監視や加熱体の制御を行う定着制御機能２０６、その他に各種情報を一時的に記憶するＲＡＭ、制御用プログラムを固定的に記憶したＲＯＭを備えている。
【００１３】
エンジン制御１０５が備える定着制御機能２０６は、コントローラ制御１０１から受け取った画像情報からの画像の領域を判断する画像領域判断機能２０７と、画像領域判断機能２０７にて判断された画像領域に対して定着部１０９の複数の加熱体のいずれを駆動するか否かを判断する加熱体選択機能２０８と、加熱体選択機能２０８にて選択された加熱体を加熱する加熱体駆動機能２０９を備える。
【００１４】
また、エンジン制御１０５は、図示しない機能として、加熱体の温度状態を監視するためのセンサとして、加熱体温度監視機能も備えている。
なお、本実施形態では、画像領域判断機能２０７をエンジン制御１０５内に搭載しているが、コントローラ制御１０１の画像処理機能２０２内に搭載し、判断結果をエンジン制御１０５に通知してもよい。
【００１５】
読取制御１０７では、ユーザが設置した用紙の画像を、スキャナのＩ／Ｏ制御や画像転送を行うＳＢＵ（Scanner Board Unit）が、もター等の電装品を制御することで、ＣＣＤより画像を読み取り、読み取った画像をコントローラ制御１０１及びエンジン制御１０５の画像処理部にＰＣＩバスを介して伝達する。
【００１６】
書込制御１０８では、コントローラ制御１０１や読取制御１０７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ユニットやＬＥＤユニットに送信することで、用紙にパターンを書き込み、プリントやコピーといった動作を行う。
【００１７】
また、読取制御１０７から読み取った画像をコントローラ制御１０１に送った後、ＬＡＮインターフェースを介してパーソナルコンピュータ等に転送することで、スキャナ動作を行う。
【００１８】
定着部１０９は、複数の加熱体を持った定着ユニットであり、例えば、サーマルヘッド等の発熱素子を主走査方向に複数備えた構成となっている。なお、本実施形態においては、平面状の記録材が含まれる平面において、記録材が搬送される方向を「副走査方向」と呼び、記録材が搬送される方向に直交する方向を「主走査方向」と呼ぶ。また、特に言及無く「主走査方向」と言った場合、それは、ローラ対により記録材を加熱及び加圧する定着部１０９のニップ部における主走査方向を意味する。
【００１９】
図１における本実施形態の画像形成装置では、画像処理機能２０２にて処理された出力画像データに対して、画像領域判断機能２０７がヒータの仕様等に合わせて出力画像データを分割し、分割されたエリア（領域）毎に画像データの有無を判断するとともに、その結果に基づき記録材に形成される画像の位置に合わせて加熱体選択機能２０８が駆動するヒータを選択し、加熱体駆動機能２０９を動作させることでヒータを駆動させるタイミングを制御するものである。
【００２０】
図２に、本実施形態の定着部１０９のヒータの構成を示す。
本実施形態で用いるヒータは、例えばサーマルヘッド等の発熱素子（以下、加熱体）を主走査方向に複数並べることで構成される。図２では、例えば定着部１０９がＮ個の加熱体３０１、３０２、・・・、３０Ｎで構成される場合を示している。
【００２１】
本実施形態の加熱体３０Ｎは、主走査方向の幅Ａ×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。また、本実施形態では、それぞれの加熱体３０Ｎの主走査方向の幅Ａは、全て同じでなくてもよい。本実施形態では、定着部１０９全体の主走査方向の長さＨと記録材の主走査方向の幅が一致するように、加熱体３０Ｎの主走査方向の幅Ａと数が決定されていることが好ましい。
【００２２】
各加熱体は、個々にオン・オフ制御が可能で、定着制御機能２０６からの制御信号に基づいてヒータ駆動回路が個々の加熱体を駆動させる。
【００２３】
＜実施形態の概略動作＞
以下、上述のような構成を備える本実施形態の画像形成装置における、概略動作と起動時の加熱体駆動制御について説明する。ここで、「起動」とは、電源オフ状態や省エネ状態から起動することを言う。以下では、例として省エネ状態から起動する場合を説明する。
【００２４】
省エネ状態とは、画像形成装置の電力消費量を低減するために、装置を構成する多くの部材の電源を落とすことを言う。例えば、図１の各種電装品や定着部１０９、エンジン制御１０５などへの給電を停止する。一方で、ＦＣＵ１０４やコントローラ制御１０１などへは必要最低限の給電を行っておく。ＬＡＮ等を経由して画像形成要求を受けると、コントローラ制御１０１が省エネ状態からの復帰を判断し、エンジン制御１０５などへの給電を再開する。
【００２５】
画像形成要求を発行するアプリケーションや機能は、種々のものがあるが、代表的なものとして、コピー動作機能とプリント動作機能がある。前者は、ＡＲＤＦ１０６などに原稿が差し込まれたことを検知して、画像形成装置が原稿画像の読取を始めるものである。読取画像からプリントデータが生成され、生成されたプリントデータにもとづいて画像形成が行われる。後者は、ＬＡＮなどからプリントデータの受信を受けて、画像形成装置がプリントデータの画像形成を始めるものである。
【００２６】
電子写真方式の画像形成プロセスについては、公知であるので詳細な説明はしないが、一般的に、感光体を一様に帯電させて、プリントデータに基づく静電潜像が感光体上に形成されるようにレーザで露光する。これにトナーを付着させ、余剰トナーをクリーニングするなどしてトナー像を形成し、さらにトナー像を不図示の給紙部から給紙搬送されてくる記録材に転写する。記録材上に転写されたトナー像を、本実施形態の定着部１０９により定着させるプロセスを経て排紙、印刷完了となる。
【００２７】
上記一連のプロセスのうち、画像形成要求を受けてから記録材の搬送、定着の処理が本実施形態の要部であるので、以下、図３等を参照しながら説明する。
【００２８】
＜起動時の加熱体駆動制御＞
図３に、本実施形態における起動時の加熱体駆動制御の概要の説明図を示す。
なお、図３の加熱体駆動制御は、加熱体躯同機能２０９が実行する。
図３に示すように、本実施形態では、定着部１０９の主走査方向と平行な方向の長さが短くなる方向の該当部分（５０１の長さＢの部分（Ａ＞Ｂ））のみに優先的に電力を投入する。この加熱体駆動制御は、たとえ画像形成要求に係る画像データ（プリントデータから生成されるもの）が、図３中５０２に示すようなものであっても、５０１の長さＢの部分のみに優先的に電力を投入するものである。ただしこの場合、図４を参照して説明する画像データの回転処理を伴う。なお、この加熱体駆動制御は、起動時に記録材の供給部（給紙部）に異なる記録材の方向が存在した場合にのみ行うようにしてもよい。
【００２９】
図４に、印刷する画像データの回転処理の説明図を示す。
なお、図４の回転処理は、画像処理機能２０２が実行する。
前述のように、画像形成要求には、図１のコントローラ制御部１０１や操作部制御部１０２などに備えられているＵＳＢやＬＡＮなどに代表される各種Ｉ／Ｆポートを通じて画像形成要求がされるプリント動作やＡＲＤＦ１０６や読取り制御部１０７を通じて画像形成要求がされるコピー動作がある。
【００３０】
本実施形態では、画像形成要求を受け取り、複写原稿サイズが給紙部に備えられている記録材のサイズと一致し、かつ主走査方向の原稿サイズが副走査方向のサイズよりも大きく、下記式の計算式を満足する場合に、図４記載のように複写する画像６０１を９０°もしくは２７０°回転処理を行い、印刷画像データ６０２に変換して主走査方向が短い状態で給紙部に置かれている記録材５０１を使用し、印刷を行う。
【００３１】
Ｂ−Ａ＞（Ｄ−Ｃ）／Ｇ＊Ｎ＋（Ｅ−Ｆ）＊（Ｎ−１）
Ａ：短い方向分の定着リロード時間［ｓ］
Ｂ：長い方向分の定着リロード時間［ｓ］
Ｃ：短い方向の紙の長さ［ｍｍ］
Ｄ：長い方向の紙の長さ［ｍｍ］
Ｅ：短い方向の紙の印刷間隔［ｍｍ］
Ｆ：長い方向の紙の印刷間隔［ｍｍ］
Ｇ：線速［ｍｍ／ｓ］
Ｎ：印刷枚数
【００３２】
図５に、本実施形態における起動から印刷完了までの時間を示す。
本実施形態における加熱体駆動制御では、給紙部に置かれている用紙の該当サイズの短い方向の領域（幅Ｂ）に合わせて加熱体を駆動させて、目標温度まで加熱させる。これによって、記録材の幅Ｂが全体の加熱体の幅Ｈと等しい場合に比べて、記録材の幅Ｂが全体の加熱体の幅Ｈより小さい場合は駆動する加熱体が少ないので、駆動させる各加熱体に投入する電力を増やすことで目標温度に達する時間が短くなる。また、上記式の計算式に基づいて、条件を満たす場合には画像データを回転処理して印刷するため、図５に記載の通り従来比べｔ１−ｔ２［ｓ］の時間短縮することができる。
【００３３】
上記式の条件を満たす例を以下に示す。
給紙トレイにＡ４サイズ（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の紙が縦置きされているトレイと横置きされているトレイが存在しているとする。また、紙間隔（Ｅ，Ｆ）は同一の値とする（Ｅ−Ｆ＝０）。長い方向と短い方向の定着リロード時間の差（Ｂ−Ａ）は１ｓ，線速を３００ｍｍ／ｓとすると、
１＞（２９７−２１０）／３００＊Ｎ
Ｎ＜３．４４８…
よって、印刷枚数が３枚以下の場合には、回転して印刷したほうが起動から印刷完了までの時間を短縮することができる。
【００３４】
＜起動時の加熱体駆動制御の制御フロー＞
以下、図６及び図７を参照しながら、本実施形態の起動時の加熱体駆動制御の制御フローについて説明する。以下では、省エネ復帰時を例として取り上げる。図６は本実施形態の制御フローであり、図７は図６の定着制御（Ｓ１０６）の制御フローである。
【００３５】
図６において、各ステップは、以下のような画像形成装置の動作である。
・Ｓ１０１：プリントデータインや読取装置への原稿セットなどの画像形成要求があった場合に、省エネ状態から画像形成装置を復帰させる。
・Ｓ１０２：画像形成装置の給紙部に置かれている記録材のサイズと方向（縦置きか横置きか）の情報をエンジン制御部１０５のＣＰＵ２０４が読み取る。
・Ｓ１０３：画像形成要求のサイズと同一のサイズの記録材が給紙部に置かれていてかつ記録材の短い方向が定着ローラの主走査方向と一致して置かれているかどうかを判断する。置かれていない場合は定着制御（Ｓ１０７）を行い、印刷処理（Ｓ１０８）をして終了する。
【００３６】
・Ｓ１０４：画像形成要求の内容とエンジン制御部１０５もしくはコントローラ制御部１０１に存在しているＲＯＭに記憶されているパラメータから画像データの回転処理の条件式を満たすかどうかを判断する。満たさない場合には定着制御（Ｓ１０７）を行い、印刷処理（Ｓ１０８）をして終了する。
・Ｓ１０５：印刷する画像データを９０°もしくは２７０°回転処理する（図４）。
・Ｓ１０６：加熱体の駆動制御をする。ただし、図３で説明したような制御を行う。
・Ｓ１０７：加熱体の駆動制御をする。
・Ｓ１０８：記録材を搬送し、画像形成、定着などの印刷処理を行う。
【００３７】
他の実施例として、以下のような例も考えられる。
第１の変形例では、Ｓ１０３の処理において複数の給紙部が該当した場合には、最も搬送経路が短くなる最上段の給紙部を選択するような制御とする。このように構成することで記録材の搬送時間を短縮することができる。
【００３８】
第２の変形例では、Ｓ１０６の定着制御において、コピー動作のようにユーザが画像形成要求の実行をするまでに時間があり、サイズが短い方向の加熱駆動が完了している場合には、サイズが長い方向の加熱駆動していない加熱体に電力を投入して、実行をする前に印刷可能な状態になっている時は回転処理を行わず、従来通り印刷する。
【００３９】
図７は、図６のＳ１０６の定着制御のフローについて説明する図である。なお、図７の定着制御のフローもこれに準ずる。図７の各ステップは、以下のような画像形成装置の動作である。
【００４０】
・Ｓ２０１：定着ローラ上の用紙領域と非用紙領域を判断する。
・Ｓ２０２：用紙領域に合わせて発熱させる加熱体を選択する。
・Ｓ２０３：各加熱体に投入する電力制御値を設定する。
・Ｓ２０４：選択された加熱体を駆動させる。
・Ｓ２０５：目標温度となるベース温度にローラの温度が達したかセンサで検知し、目標温度に到達したらその目標温度を維持するように制御する。
【００４１】
本実施形態では、Ｓ２０２の加熱体の選択において、定着ベルト上（加熱体）の用紙領域の位置を把握し、その位置に応じた加熱体を選択する。その際、各加熱体の位置が用紙領域に少しでも重なっているものは全て加熱体を発熱させるように選択する。また、通紙による紙位置のずれ量も考慮するように位置を把握しておく。
【００４２】
また、本実施形態では、Ｓ２０３の制御値の設定において、選択された加熱体に振り分ける電力制御値を計算し、設定する。定着に割り当てられる総電力Ｓ、Ｓ２０２で選択した加熱体の数をｎとすると、各加熱体に与える電力制御値Ｐは、
Ｐ＝Ｓ／ｎ
で表される。なお、定着に割り当てられる総電力Ｓは制限があり、複合機にかけられる電力と起動時に要するモータ等の電力によって決まる。例えば、複合機全体にかかる電力１．５ｋＷから、起動時に稼動するモータなどに要する電力を引いた値となる。
【００４３】
また、本実施形態では、Ｓ２０４の加熱体の駆動、Ｓ２０５のローラ温度の目標温度維持制御において、加熱体は、商用電源のバラツキ（商用電源からのＡＣ電力のバラツキ）のなかで商用電源からのＡＣ電圧が最小電圧の時で、且つ、制御単位時間当たり１００％通電された場合に、当該装置で規定された最大消費電力となるように発熱量を設定する。加熱体の温度（定着部材の表面温度）はサーミスタ等の温度検出手段により検出され、この温度検出手段からの温度検出信号がＣＰＵに入力される。
【００４４】
また、一般的に定着ヒータの温度制御方法では、制御間隔単位時間は、固定された時間が決められている。ＣＰＵは、各制御単位時間の間隔の最初（各制御単位時間の最初）に上記温度検出手段からの温度検出信号により加熱体の温度を検出し、加熱体の制御単位時間の通電又は無通電のＤｕｔｙの割合を、上記温度検出手段が検出した定着部の温度：Ｔｓにより、ＲＯＭに記憶されている目標温度：Ｔｒと定着部の温度：Ｔｓとの差：Ｔ＝Ｔｒ−Ｔｓに相当するパラメータをＲＯＭから選択して該パラメータによりトライアックをオン／オフさせることで加熱体への供給電力を定着部の温度が目標温度：Ｔｒになるように制御する（加熱体への通電、無通電を定着部の温度が目標温度：Ｔｒになるように制御単位時間毎に制御する）。
【００４５】
上記実施形態は、要するに、全加熱体に供給していた電力を主走査方向の記録材サイズに対応する加熱体のみに供給し、且つ、前記記録材供給部におかれた記録材の縦と横での定着リロード時間の差が縦と横で通紙にかかる時間の差よりも大きい間のみ画像データの回転処理制御を行って印刷を行うことが特徴である。このような特徴により、電源オフや省エネ時から起動して印刷完了するまでの時間を短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１０９    定着部
２０２    画像処理機能
２０６    定着制御機能
２０７    画像領域判断機能
２０８    加熱体選択機能
２０９    加熱体駆動機能
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２０１１−１３８０２３号公報
【図１】
2016024377.tif 000003
【図２】
2016024377.tif 000004
【図３】
2016024377.tif 000005
【図４】
2016024377.tif 000006
【図５】
2016024377.tif 000007
【図６】
2016024377.tif 000008
【図７】
2016024377.tif 000009