(57)【要約】【課題】本発明は、定着部の定着部材を適切に定着温度に加熱して未定着現像剤像を定着するプリンタ装置等の画像形成装置に関する。【解決手段】レーザプリンタ１は、用紙上に形成されている未定着トナー画像のうち少なくとも主走査方向両端部の所定領域の画素密度または／及び用紙の搬送方向先端部の所定領域の画素密度を検出し、該所定領域の画素密度に基づいて定着部７の加圧ローラ３１、３２を加熱する目標温度を補正するとともに、光書き込みユニット１６がレーザダイオードの動作を制御して感光体２１に静電潜像を形成するのに用いた画像信号の画素を画素カウンタでカウントし、該カウント結果を該所定領域について累算して該所定領域の画素密度を算出する。【選択図】          図１
2009223239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づいてレーザ出力素子の動作を制御して感光体上に静電潜像を形成する光書き込み手段と、該静電潜像の形成された感光体に現像剤を付与して現像剤像を形成し該現像剤像を転写材に転写する画像形成手段と、加熱手段で加熱される定着部材によって、該画像形成手段から搬送されてくる該現像剤像の転写された該転写材を加熱して該現像剤像を該転写材に定着させる定着手段と、該定着部材の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出温度に基づいて該加熱手段への通電を制御して該定着部材を所定の目標温度に制御する加熱制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記転写材上に形成されている前記現像剤像のうち少なくとも該転写材の搬送方向と直交する主走査方向両端部の所定領域の画素密度または／及び該転写材の搬送方向先端部の所定領域の画素密度を検出する画素密度検出手段と、該所定領域の画素密度に基づいて前記目標温度を補正する補正手段と、を備え、該画素密度検出手段は、前記光書き込み手段が前記レーザ出力素子の動作を制御するのに用いた画像信号の画素をカウントする画素カウント手段と、該画素カウント手段のカウント結果を該所定領域について累算して該所定領域の画素密度を算出する画素密度算出手段と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は、前記所定領域の画素密度と前記目標温度とを対応させた画素密度−目標温度テーブルを記憶する記憶手段を備え、前記補正手段は、前記算出された画素密度に基づいて該画素密度−目標温度テーブルを参照して前記目標温度を補正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】
前記画素密度検出手段は、前記現像剤像を主走査方向及び副走査方向に複数の分割領域に分割し、該分割領域のうち、前記所定領域に当たる該分割領域の画素密度を検出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画素密度検出手段は、少なくとも前記所定領域に位置する前記分割領域の前記画素密度に対して、主走査方向両端側ほど重い重み付け処理を行い、または／及び、転写材搬送方向先端側ほど重い重み付け処理を行うことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記転写材の種別、線速、画像解像度、片面画像形成と両面画像形成のいずれであるかの画像形成面の相違、該転写材のサイズ、モノクロであるかカラーであるか等の画像形成モードのうち少なくとも１つに基づいて前記目標温度を補正することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか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、画像形成装置に関し、詳細には、定着ローラを定着温度に加熱して未定着画像を定着する定着部を備えたプリンタ装置、複写装置、複合装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、画像形成装置として、その印字品質が良好なことからいわゆる電子写真方式の画像形成装置が使用されるようになってきている。
【０００３】
このような電子写真方式の複写装置、ファクシミリ装置、プリンタ装置及び複合装置等の画像形成装置においては、画像データに基づいて変調された光により感光体に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体に、現像部でトナーを付与して現像して、トナー画像を形成する。画像形成装置は、この感光体上のトナー画像を転写部で用紙に転写し、トナー画像の転写された用紙を定着ヒータにより加熱される定着部材（定着ローラと加圧ローラ等）に搬送して、該定着部材により加熱しつつ用紙を搬送して未定着トナー画像を用紙に定着させる。
【０００４】
また、近年、画像形成装置においても省エネルギーの要望が強く、画像形成動作中以外の待機状態では、画像形成装置の消費電力を低減することが要望されている。そこで、近時の画像形成装置では、待機状態の消費電力を低減させるために、待機状態においては、各部への供給電力の停止または削減する省エネルギーモードを備えている。従来の画像形成装置は、この省エネルギーモードでの処理として、例えば、定着部については、定着部材を加熱する定着ヒータへの通電を制御して、所定の定着温度よりも所定温度だけ低い待機温度に温度制御したり、さらには、定着ヒータへの通電を停止して、消費電力の削減を図っている。
【０００５】
そして、画像形成装置においては、待機状態から画像形成動作に移行する際には、定着部材を加熱して、定着部材が所定の定着温度に加熱されると、定着を開始するが、待機状態時に主走査方向の端部が中央部よりも放熱等によって温度の落ち込みが大きく発生して該中央部よりも主走査方向端部の温度が低い、いわゆる端部温度落ち込み現象が発生する。そして、従来、この端部での温度の低下による定着不良によって画質が悪化するのを防止するとともに、定着開始までの待ち時間の短縮と消費電力の削減を図るために、定着部材の端部の温度を温度検出手段で検出し、未定着画像の側端部の画素密度を反射センサ等の画素密度検知手段で検出して、未定着画像の側端部の画素密度が所定値以下の場合には、定着部材の側端部の温度が定着温度に達していなくても、定着部材を作動させて定着を開始する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、この従来技術では、未定着画像の原形（原画像）を記憶するメモリ内を検索することで未定着画像の側端部の画素密度を検知することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術にあっては、未定着画像の側端部の画素密度を反射センサ等の画素密度検知手段で検出したり、メモリ内を解析して未定着画像の側端部の画素密度を検知しているため、反射センサや大容量のメモリを必要とし、コストが高くなるだけでなく、反射センサによる画素密度の検出では、未定着画像側端部の一部の画像の画素密度しか検出することができず、適切な定着制御を行う上で、改良の必要があった。
【０００８】
そこで、本発明は、消費電力の削減を図りつつ、安価にかつ適切な定着制御を行う画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上記目的を達成するために、光書込手段によって、画像信号に基づいてレーザ出力素子の動作を制御して感光体上に静電潜像を形成し、画像形成手段によって、該静電潜像の形成された感光体に現像剤を付与して現像剤像を形成し該現像剤像を転写材に転写して、定着手段によって、加熱手段で加熱される定着部材により該画像形成手段から搬送されてくる該現像剤像の転写された該転写材を加熱して該現像剤像を該転写材に定着させ、該定着部材の温度を温度検出手段で検出して、加熱制御手段が、該検出温度に基づいて、該加熱手段への通電を制御して該定着部材を所定の目標温度に制御する画像形成装置であって、前記転写材上に形成されている前記現像剤像のうち少なくとも該転写材の搬送方向と直交する主走査方向両端部の所定領域の画素密度または／及び該転写材の搬送方向先端部の所定領域の画素密度を検出する画素密度検出手段と、該所定領域の画素密度に基づいて前記目標温度を補正する補正手段と、を備え、該画素密度検出手段は、前記光書き込み手段が前記レーザ出力素子の動作を制御するのに用いた画像信号の画素をカウントする画素カウント手段と、該画素カウント手段のカウント結果を該所定領域について累算して該所定領域の画素密度を算出する画素密度算出手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、前記所定領域の画素密度と前記目標温度とを対応させた画素密度−目標温度テーブルを記憶する記憶手段を備え、前記補正手段は、前記算出された画素密度に基づいて該画素密度−目標温度テーブルを参照して前記目標温度を補正することを特徴としてもよい。
【００１１】
さらに、本発明の画像形成装置は、前記画素密度検出手段が、前記現像剤像を主走査方向及び副走査方向に複数の分割領域に分割し、該分割領域のうち、前記所定領域に当たる該分割領域の画素密度を検出することを特徴としてもよい。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置は、前記画素密度検出手段が、少なくとも前記所定領域に位置する前記分割領域の前記画素密度に対して、主走査方向両端側ほど重い重み付け処理を行い、または／及び、転写材搬送方向先端側ほど重い重み付け処理を行うことを特徴としてもよい。
【００１３】
さらに、本発明の画像形成装置は、前記補正手段が、前記転写材の種別、線速、画像解像度、片面画像形成と両面画像形成のいずれであるかの画像形成面の相違、該転写材のサイズ、モノクロであるかカラーであるか等の画像形成モードのうち少なくとも１つに基づいて前記目標温度を補正することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、画素密度検出手段で、転写材上に形成されている現像剤像のうち少なくとも該転写材の搬送方向と直交する主走査方向両端部の所定領域の画素密度または／及び該転写材の搬送方向先端部の所定領域の画素密度を検出し、該所定領域の画素密度に基づいて定着手段の定着部材を加熱する目標温度を補正するとともに、該画素密度検出手段が、その画素カウント手段で、光書き込み手段がレーザ出力素子の動作を制御して感光体に静電潜像を形成するのに用いた画像信号の画素をカウントし、その画素密度算出手段で、該画素カウント手段のカウント結果を該所定領域について累算して該所定領域の画素密度を算出するので、定着部材の温度低下の生じやすい領域に対応する現像剤像の画素密度を正確にかつ安価に検出して、定着手段の定着部材の目標温度を設定することができ、定着不良の発生を安価かつ適切に防止して、画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１６】
図１〜図６は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を適用したレーザプリンタ１の正面概略構成図である。
【００１７】
図１において、レーザプリンタ（画像形成装置）１は、本体筐体２内に、用紙搬送路３が形成され、該用紙搬送路３に沿って、搬送ローラ４、レジストローラ５及びガイド板６等が配設されている。レーザプリンタ１は、本体筐体２内の該用紙搬送路３の下流側に、定着部７が配設されている。
【００１８】
レーザプリンタ１は、本体筐体２内の定着部７の下流側に、搬送ローラ８と切り替え爪９が配設されており、切り替え爪９によって、フェイスダウン搬送路１０側とフェイスアップ排紙トレイ１１側とに定着部７を通過した用紙の排出方向を切り替える。レーザプリンタ１は、フェイスダウン搬送路１０側に、排紙ローラ１２及びフェイスダウン排紙トレイ１３が設けられており、排紙ローラ１２から画像記録面を下にしたフェイスダウンの状態で画像記録済の用紙をフェイスダウン排紙トレイ１３上に排出する。レーザプリンタ１は、フェイスアップ排紙トレイ１１方向に排紙した画像記録済の用紙を画像記録面を上にしたフェイスアップ状態で該フェイスアップ排紙トレイ１１上に排出する。
【００１９】
また、レーザプリンタ１は、本体筐体２の下部に、給紙カセット１４がスライド可能に収納されており、給紙カセット１４内には、また、各種用紙種別（紙種）の用紙や各種用紙サイズの用紙が複数枚収納可能である。給紙カセット１４の用紙送り出し側の上部には、給紙コロ１５が配設されており、給紙コロ１５は、給紙カセット１４内の用紙を１枚ずつ分離して搬送ローラ４に送り出す。
【００２０】
さらに、レーザプリンタ１は、書き込みユニット１６が本体筐体２内に配設されており、書き込みユニット（光書き込み手段）１６は、番号は付さないが、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、Ｆθレンズ、光源としてのレーザダイオード、ミラー等を備えている。書き込みユニット１６は、画像信号に基づいて主走査方向に画素毎にレーザダイオードの点灯制御を行って変調させたレーザ光をレーザダイオードに出射させ、１ライン分の点灯制御を行うと、次のラインの点灯制御を行う処理を順次繰り返し行って、１ページ分の画像信号によるレーザダイオードの点灯制御を行う。この書き込みユニット１６は、該順次点灯制御する画像信号から画素をカウントする画素カウンタ（画素カウント手段）１６ＣＴ（図３参照）を備えている。
【００２１】
レーザプリンタ１は、本体筐体２内の上記用紙搬送路３上に、該用紙搬送路３の上側を形成する状態で、無端ベルト状の感光体２１が、図１に矢印で示す時計方向に回転可能に配設されており、感光体２１の周囲に、該回転方向の順に、帯電チャージャ２２、現像ユニット２３、転写チャージャ２４、クリーニング部２５及び除電部２６等が配設されている。レーザプリンタ１は、感光体２１を転写チャージャ２４と対向して接触する状態で、本体筐体２内に配設され、感光体２１と転写チャージャ２４との間に、給紙カセット１４から給紙コロ１５により１枚ずつ分離して送り出されて、搬送ローラ４によりレジストローラ５に送られた用紙が、レジストローラ５でタイミング調整された後、搬送されてくる。
【００２２】
レーザプリンタ１は、感光体２１を、図示しない駆動機構により、図１の時計方向に回転駆動し、その際、帯電チャージャ２２によって表面を一様に帯電させる。レーザプリンタ１は、一様に帯電させた感光体２１に、書き込みユニット１６からレーザ光を照射させて、感光体２１上に静電潜像を形成し、現像ユニット２３を通過する際に、現像ユニット２３からトナー（現像剤）を供給して、静電潜像をトナー画像（画像剤像）として可視像化させる。レーザプリンタ１は、感光体２１をさらに回転させて転写チャージャ２４と対向する際に、転写チャージャ２４により、感光体２１上のトナー画像を、転写チャージャ２４と感光体２１との間に搬送されてきている用紙に転写させ、トナー画像の転写された用紙を、定着部７に搬送する。レーザプリンタ１は、転写の完了した感光体２１は、さらに回転させて、クリーニング部２５で残留するトナーを除去して、再度、画像形成に供する。上記帯電チャージャ２２、現像ユニット２３、転写チャージャ２４等は、全体として現像手段として機能している。
【００２３】
定着部（定着手段）７は、図２に示すように、ケーシング３０内に、上下の定着ローラ（定着部材）３１、３２が所定圧力で接触した状態で、回転可能に配設されており、各定着ローラ３１、３２は、それぞれ熱源ランプ（加熱手段）３１ａ、３２ａを内蔵している。定着ローラ３１及び定着ローラ３２は、熱源ランプ３１ａ及び熱源ランプ３２ａによって加熱され、定着ローラ３１の表面には、サーミスタ（温度検出手段）３３が接触されており、サーミスタ３３は、定着ローラ３１の主走査方向に全域にわたって該定着ローラ３１の表面温度を検出する。
【００２４】
定着部７のケーシング３０内には、断熱壁３４で定着ローラ３１、３２側と隔絶された断熱室３５が形成されており、該断熱室３５内には、基板３６上に搭載されたメモリ３７とサーミスタ３８及び冷却ファン３９が収納されている。メモリ３７は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）や電池バックアップされた読み取り及び書き込みが可能な不揮発性メモリが用いられ、定着部７に固有の情報が記憶される。メモリ３７は、定着部７がレーザプリンタ１に装着されたときに、レーザプリンタ１本体に搭載されている動作制御用のＣＰＵ（Central Processing Unit ）５４（図３参照）に接続され、ＣＰＵ５４が、メモリ３７の記憶している定着部７に固有の情報を読み取って、該定着部７に固有の情報に応じた制御を行うとともに、メモリ３７に情報を記憶して、この情報を必要に応じて用いる。例えば、ＣＰＵ５４は、メモリ３７に記憶された定着部７の使用度数が該定着部７の寿命に対応する値になったかどうかを判別し、該判別結果に応じた処理を行う。
【００２５】
該メモリ３７は、断熱壁３４で定着ローラ３１、３２側と隔絶された断熱室３５内に配設されていて、熱の影響が抑制されているが、記憶内容を保護するために、サーミスタ３８によって該断熱室３５の基板３６周辺の温度を検出し、基板３６の周辺温度が所定温度以上となると、冷却ファン３９を駆動して、メモリ３７の温度保証を行っている。
【００２６】
そして、レーザプリンタ１は、図３に示すようにブロック構成されており、コントローラ４１、操作パネル４２、エンジンボード４３、エンジン４４、Ｉ／Ｏ４５及び図示しないＰＳＵ（Power Supply Unit ：電源供給部）等を備えており、コントローラ４１、操作パネル４２、エンジンボード４３の各部及びエンジン４４の各部は、Ｉ／Ｏ４５に接続されている。ＰＳＵは、レーザプリンタ１の各部に必要な電源を供給する。
【００２７】
Ｉ／Ｏ４５には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のレーザプリンタ１に印刷データ（画像データ）を送ってレーザプリンタ１に印字（画像形成）を行わせるホスト装置ＨＳが接続され、ホスト装置ＨＳは、印字データをレーザプリンタ１のコントローラ４１に転送する。
【００２８】
操作パネル４２は、スタートキー、ストップキー、テンキー、画質設定キー、モード設定キー等のレーザプリンタ１の操作を行うのに必要な各種操作キーを備えるとともに、ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）を備え、上記各操作キーからは、レーザプリンタ１を動作させるための各種操作が行われ、ディスプレイには、操作キーから入力された命令内容やレーザプリンタ１からオペレータに通知する各種情報が表示される。
【００２９】
エンジンボード４３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＥＥＰＲＯＭ５３、ＣＰＵ５４及びＤＩＰ／ＳＷ５５等を備えており、エンジン４４は、上記書き込みユニット１６、シーケンス機器群６１、上記サーミスタ３３やサーミスタ３８等のセンサ類６２及び上記メモリ３７等を備えている。
【００３０】
コントローラ４１は、ホスト装置ＨＳから転送されてきた印刷データを一旦内部メモリに格納した後、解凍してエンジンボード４３に転送する。
【００３１】
まず、エンジンボード４３について説明する。エンジンボード４３のＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５４のワークメモリ、入力データのインプットバッファとして利用され、ＥＥＰＲＯＭ５３は、操作パネル４２からのモード指示の内容等、例えば、線速、画像解像度、用紙の紙種、片面印刷可両面印刷可の印刷面の相違（画像形成面の相違）、カラー印刷かモノクロ印刷か等の印刷モード（画像形成モード）等の設定、転写電圧、トータル印字枚数、ＪＡＭ（ジャム）履歴、異常発生履歴及びトナーエンド情報等の各種情報がＣＰＵ５４により書き込まれる。
【００３２】
ＲＯＭ５２は、レーザプリンタ１のエンジン４４を制御して画像形成動作を行わせるエンジンプログラムや本発明の定着制御プログラム及び必要なシステムデータ等が格納されており、ＣＰＵ５４は、ＲＯＭ５２内のエンジンプログラムに基づいてＥＥＰＲＯＭ５３のデータを利用してエンジンボード４３の各部を制御して、エンジン４４の画像形成動作を制御するとともに、定着制御プログラムに基づいて定着制御処理を実行する。ＤＩＰ／ＳＷ５５は、エンジン制御のモードを設定するスイッチ類である。
【００３３】
上記ＣＰＵ５４は、書込ユニット１６の画素カウンタ１６ＣＴのカウント結果を所定領域について累算して該所定領域の画素密度を算出する画素密度算出手段として機能し、また、該画素密度に基づいて定着部７の転写ローラ３１、３２の定着目標温度を補正する補正手段として機能する。また、該ＣＰＵ５４及び画素カウンタ１６ＣＴは、後述するように、全体として、用紙上に形成されている未定着トナー画像のうち少なくとも該用紙の搬送方向と直交する主走査方向両端部の所定領域の画素密度または／及び該用紙の搬送方向先端部の所定領域の画素密度を検出する画素密度検出手段として機能する。
【００３４】
また、エンジンボード４３のＲＯＭ（記憶手段）５２には、後述する定着制御処理で使用する画素密度−目標温度テーブルが格納されており、この画素密度−目標温度テーブルは、所定領域の画素密度と定着目標温度との関係を示すテーブル、例えば、後述する分割領域Ａ１１〜Ａｎｍ（図５参照）のうち、少なくとも所定の端部位置の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの画素密度と定着目標温度との関係を示すテーブルである。
【００３５】
次に、エンジン４４について説明する。エンジン４４の書き込みユニット１６は、上述のように、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、Ｆθレンズ、光源としてのレーザダイオード、ミラー等を備えていて、画像データに基づいて変調されたレーザ光を感光体２１に出射し、感光体２１に静電潜像を形成し、画素カウンタＣＴは、書込ユニット１６が点灯制御する画像信号から画素をカウントしてＣＰＵ５４に出力する。
【００３６】
シーケンス機器群６１は、電子写真プロセスで画像形成するのに必要な各種シーケンスユニットを総称したものであり、図１に示した定着系、現像系、駆動系のエンジンシーケンスを司る部分の総称である。
【００３７】
センサ類６２は、レーザプリンタ１の各部の状態を検出するセンサの総称であって、例えば、上記サーミスタ３３やサーミスタ３８及び用紙有無センサ、用紙の搬送の状態を検出する用紙センサ等の検出機構等を総称したもので、検出結果をエンジンボード４３のＣＰＵ５４に出力する。
【００３８】
上記コントローラ４１は、図４に示すように、ＲＡＭ７１、フォントＲＯＭ７２、プログラムＲＯＭ７３、ＮＶＲＡＭ（Nonvolatile Random Access Memory）７４、ＩＣカードＩ／Ｆ７５、ＣＰＵ７６、エンジンＩ／Ｆ７７、パネルＩ／Ｆ７８、ホストＩ／Ｆ７９及びディスクＩ／Ｆ８０等を備えており、各部はバス８１により接続されている。
【００３９】
プログラムＲＯＭ７３には、レーザプリンタ１としての基本プログラムや必要なシステムデータが格納されており、ＲＡＭ７１は、ＣＰＵ７６のワークメモリ、入力データのインプットバッファ、プリントデータのページバッファ、ダウンロードフォント等の記憶等に使用される。フォントＲＯＭ７２は、フォントのパターンデータ等を記憶するフォントＲＯＭであり、このフォントＲＯＭ７２には、例えば、ＩＣカードＩ／Ｆ７５に接続されるＩＣカードに記録されているフォントデータが書き込まれることで、更新・追加・削除等が可能である。
【００４０】
ＮＶＲＡＭ７４は、レーザプリンタ１の電源がオフの場合にも記憶内容を保持する不揮発性メモリであり、操作パネル４２からのモード指示の内容、エンジン４４のエラー履歴等を格納する。ＩＣカードＩ／Ｆ７５には、各種データやプログラムの記録されたＩＣカードや空のＩＣカードが着脱可能に装着され、ＣＰＵ７６の制御下で、ＩＣカード内のデータやプログラムの読み取りとＩＣカードへのデータ等の書き込みを行う。
【００４１】
ＣＰＵ７６は、プログラムＲＯＭ７３内のプログラム、操作パネル４２からのモード指示、ホスト装置ＨＳからのコマンドに基づいて、ＲＡＭ７１をワークメモリとして利用しつつ、レーザプリンタ１の各部を制御して、レーザプリンタ１としての基本動作を制御する。
【００４２】
エンジンＩ／Ｆ７７には、上記エンジン４４が接続され、エンジン４４との間で各種コマンド、ステータス信号、印刷データ等をやり取りしてコントローラ４１によるエンジン４４の動作の制御と状態の取得の仲介を行う。パネルＩ／Ｆ７８には、上記操作パネル４２が接続され、操作パネル４２との間で各種コマンド及びステータス信号の授受を行う。ホストＩ／Ｆ７９には、セントロＩ／ＦやＲＳ２３２Ｃ等を介してホスト装置ＨＳが接続され、ホスト装置ＨＳとの間で印刷データ等のやり取りを行う。ディスクＩ／Ｆ８０には、フォントデータ、プログラム及び印字データ等の種々のデータを記憶するディスク装置９０、例えば、フレキシブルディスクやハードディスク装置が接続され、ディスク装置９０からの読み取りと書き込みを行う。
【００４３】
なお、レーザプリンタ１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Video Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のレーザプリンタ１が読み取り可能な記録媒体、例えば、ＩＣカードＩ／Ｆ７５に接続されるＩＣカードに記録されている本発明の定着制御処理を実行する定着制御プログラムを読み込んで、エンジンボード４３のＲＯＭ５２等に導入することで、後述する定着制御処理を実行するレーザプリンタ１として構築されている。この定着制御プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
【００４４】
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例のレーザプリンタ１は、消費電力の削減を図りつつ、安価にかつ適切な定着制御を行う定着制御処理を実行する。
【００４５】
レーザプリンタ１は、一様に帯電された感光体２１に、書き込みユニット１６から画像信号で変調したレーザ光を照射させて、静電潜像を形成し、現像ユニット２３を通過する際に、現像ユニット２３からトナー（画像形成材）を供給してトナー画像を形成する。そして、レーザプリンタ１は、該感光体２１上のトナー画像を、転写チャージャ２４と感光体２１との間に搬送されてきている用紙に転写し、トナー画像の転写された用紙を、定着部７に搬送して、定着部７で、用紙上のトナー画像を定着する。レーザプリンタ１は、定着部７でトナー画像を定着させた用紙を、フェイスダウン排紙トレイ１３とフェイスアップ排紙トレイ１１とに切り替え爪９で切り替えて排出する。
【００４６】
そして、この定着部７は、上述のように、熱源ランプ３１ａ及び熱源ランプ３２ａによって加熱される定着ローラ３１及び定着ローラ３２によって搬送しつつ加熱して、用紙上の未定着トナー画像を用紙に定着させるが、定着ローラ３１及び定着ローラ３２の中央部が、所定の定着温度に加熱されていない状態であっても、定着を開始して、定着動作中に該中央部の温度を定着温度まで上昇させることで、定着開始までの待ち時間を短くして利用性を向上させるとともに、消費エネルギーを削減することができる。
【００４７】
ところが、定着動作を開始しても、定着ローラ３１、３２に定着温度に加熱されていない部分があると、該温度の低い部分で定着不良が発生して、異常画像が発生する。
【００４８】
特に、画像形成動作と画像形成動作の間に、熱源ランプ３１ａ、３２ａへの通電を制御して定着ローラ３１、３２を定着温度よりも低い所定の待機温度に下げたり、熱源ランプ３１ａ、３２ａへの通電を停止して待機する待機状態が発生すると、定着ローラ３１、３２は、主走査方向の端部が中央部よりも放熱等によって温度の落ち込みが大きく発生して、該中央部よりも主走査方向端部の方が温度低下する、いわゆる端部温度落ち込み現象が発生する。また、この端部温度落ち込み現象は、待機状態時においてだけでなく、用紙が定着ローラ３１と定着ローラ３２の間を通過して定着を行っている通紙状態においても、発生し、この通紙状態における端部温度落ち込み現象は、紙種、線速、画像解像度、印刷面の違い（両面、片面）、用紙サイズ、カラーモード等によってその度合いが変化する。そして、端部温度落ち込み現象は、特に、画像濃度によってその度合いが大きく変化し、画像濃度が濃く、転写されているトナーの量が多くなるほど端部温度落ち込み現象の度合いが大きくなる。この端部温度落ち込み現象によって温度が低くなっている定着ローラ３１、３２の端部の温度が定着温度に達していない状態で、定着部３０に未定着トナー画像の転写されている用紙を搬送して定着を開始すると、定着ローラ３１、３２の該温度の低い領域、特に、該用紙の未定着トナー画像のうち、用紙搬送方向（副走査方向）側の先端部の主走査方向両端部の温度の低い部分での定着不良が発生して、異常画像が発生する。
【００４９】
そこで、本実施例のレーザプリンタ１は、書き込みユニット１６が、画素カウンタ１６ＣＴを備え、画素カウンタ１６ＣＴで、書き込みユニット１６がレーザダイオードの変調制御に用いる画像信号から順次画素をカウントして、カウント結果をエンジンボード４３のＣＰＵ５４に出力し、ＣＰＵ５４が、該画素カウンタ１６ＣＴからのカウント値を、該画像信号のページ単位で、図５に示すように、書き込み可能領域を主走査方向にａ画素ずつｎ分割するとともに、副走査方向にｂラインずつｍ分割して分割領域Ａ１１〜Ａｎｍに碁盤状に分割し、該分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの画素数を算出して該画素数に基づいて定着制御を行う。
【００５０】
すなわち、レーザプリンタ１は、図６に示すように、ホスト装置ＨＳからプリント要求があると（ステップＳ１０１）、コントローラ４１が該プリント要求とともに画像データを受け取って、エンジンボード４３に渡し（ステップＳ１０２）、エンジンボード４３のＣＰＵ５４が、必要な画像処理を施した後、画像信号に変換して、書き込みユニット１６に送る（ステップＳ１０３）。
【００５１】
書き込みユニット１６は、画像信号を受け取ると、該画像信号に基づいてレーザダイオードを順次点灯制御して感光体２１に静電潜像の書き込みを行い、画素カウンタ１６ＣＴが、この画像信号の画素をカウントして、カウント結果をＣＰＵ５４に送る（ステップＳ１０４）。
【００５２】
そして、ＣＰＵ５４は、図５に示したように、未定着トナー画像となる該画像信号のページ単位で、主走査方向にａ画素ずつｎ分割するとともに、副走査方向にｂラインずつｍ分割して複数の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍに碁盤状に分割して、該分割領域Ａ１１〜Ａｎｍ毎に、書き込みユニット１６の画素カウンタ１６ＣＴから送られてくる画素値を加算して、該加算結果の画素数を算出し、該分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの端部位置にある所定領域の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍについてそれぞれ画素密度を算出する（ステップＳ１０５）。
【００５３】
ＣＰＵ５４は、該算出した端部位置の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの画素密度と予めＲＯＭ５２等に格納されている画素密度と最適な定着温度との関係を示す画素密度−目標温度テーブルに基づいて該算出した端部位置の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの画素密度に最適な定着目標温度を選択して（ステップＳ１０６）、該算出した定着目標温度を定着開始する温度として設定し、以降通常の画像形成処理及び定着処理を行う（ステップＳ１０７）。
【００５４】
そして、ＣＰＵ５４は、上記画素密度−目標温度テーブルを用いた定着目標温度の選択・設定においては、例えば、既に設定されている定着温度の画素密度を該画素密度−目標温度テーブルから読み出し、該読み出した画素密度と上記算出した画素密度を比較して、該比較結果に基づいて定着目標温度を選択して設定するという補正処理を行う。
【００５５】
このように、本実施例のレーザプリンタ１は、用紙上に形成されているトナー画像のうち少なくとも該用紙の搬送方向と直交する主走査方向両端部の所定領域の画素密度または／及び用紙の搬送方向先端部の所定領域の画素密度を検出し、該所定領域の画素密度に基づいて定着部７の加圧ローラ３１、３２を加熱する目標温度を補正するとともに、光書き込みユニット１６がレーザダイオードの動作を制御して感光体２１に静電潜像を形成するのに用いた画像信号の画素を画素カウンタ１６ＣＴでカウントし、該カウント結果を該所定領域について累算して該所定領域の画素密度をＣＰＵ５４で算出している。
【００５６】
したがって、転写ローラ３１、３２の温度低下の生じやすい領域に対応する未定着のトナー画像の画素密度を正確にかつ安価に検出して、定着部７の転写ローラ３１、３２の目標温度を設定することができ、定着不良の発生を安価かつ適切に防止して、画像品質を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施例のレーザプリンタ１は、所定領域の画素密度と定着目標温度とを対応させた画素密度−目標温度テーブルを、コントローラ４１のプログラムＲＯＭ７３またはエンジンボード４３のＲＯＭ５２等の不揮発性メモリに記憶し、ＣＰＵ５４が、上記算出した端部の領域の画素密度に基づいて該画素密度−目標温度テーブルを参照して目標温度を補正している。
【００５８】
したがって、定着目標温度の補正を簡単かつ速やかに行うことができ、処理速度を向上させつつ、定着不良の発生を安価かつ適切に防止することができる。
【００５９】
さらに、本実施例のレーザプリンタ１は、未定着のトナー画像を主走査方向及び副走査方向に複数の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍに分割し、該分割領域Ａ１１〜Ａｎｍのうち、両端部や先端部の所定領域に当たる分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの画素密度を検出して、該画素密度に基づいて定着目標温度の設定を行っている。
【００６０】
したがって、転写ローラ３１、３２の温度低下の生じやすい部分に対応する未定着のトナー画像の画素密度をより一層正確に検出して、定着部７の転写ローラ３１、３２の目標温度を設定することができ、定着不良の発生を適切に防止して、画像品質を向上させることができる。
【００６１】
なお、上記定着目標温度の選択・設定においては、分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの画素密度に対して重み付けを行って定着目標温度の選択・設定を行ってもよい。
【００６２】
例えば、分割領域Ａ１１〜Ａｎｍのうち端部側ほど重い重み付けを行い、中央側ほど重み付けを軽くして、画素密度の計算を行い、該重み付けした画素密度に基づいて、上記画素密度−目標温度テーブルを用いた定着目標温度の選択・設定を行う。
【００６３】
このようにすると、転写ローラ３１、３２の温度低下の生じやすい部分に対応する未定着のトナー画像の画素密度をより一層正確に検出して、定着部７の転写ローラ３１、３２の目標温度を設定することができ、定着不良の発生を適切に防止して、画像品質を向上させることができる。
【００６４】
また、定着目標温度の選択・設定においては、紙種、線速、画像解像度、印刷面の違い（両面、片面）、用紙サイズ、カラーモード等による補正を定着目標温度に対して行って、設定してもよい。
【００６５】
すなわち、上述のように、通紙状態における定着ローラ３１、３２の温度は、通紙される用紙の紙種、線速、画像解像度、印刷面の違い（両面、片面）、用紙サイズ、カラーモード等の変化要素によって変化するため、予めこれらの変化要素毎に定着目標温度の補正値をＲＯＭ５２等に格納し、給紙カセット１４の用紙の紙種を操作パネル４２で予め入力設定して、印刷時に、ホスト装置ＨＳからの信号や操作パネル４２の操作で選択された画像品質等の画像モードの設定や給紙カセット１４の選択等によって決定される線速、画像解像度、印刷面の違い、用紙サイズ及びカラーモード等の変化要素のうち、少なくとも１つの変化要素に基づいて該ＲＯＭ５２の補正値を読み出して、上記選択した定着目標温度を該補正値によって補正し、補正後の温度を定着目標温度として設定する。
【００６６】
このようにすると、紙種、線速、画像解像度、印刷面の違い（両面、片面）、用紙サイズ、カラーモード等の変化要素による定着温度の変化を適切に補正して、変化要素に対応した定着目標温度を設定することができ、定着不良をより一層防止して、画像品質を向上させることができる。
【００６７】
なお、上記説明では、エンジンボード４３のＣＰＵ５４が、領域分割して分割領域Ａ１１〜Ａｎｍ毎の画素数の算出を行っているが、書き込みユニット１６の画素カウンタ１６ＣＴに領域分割機能を持たせてもよい。
【００６８】
この場合、画素カウンタ１６ＣＴは、図５に示したように、画像信号のページ単位で、主走査方向にａ画素ずつｎ分割、副走査方向にｂラインずつｍ分割して分割領域Ａ１１〜Ａｎｍに碁盤状に分割するために、画素カウンタ値記憶メモリを備え、主走査方向の１つの分割領域分であるａ画素分の画素数をカウントする毎に、画像信号の画素数（カウント値）を該分割領域に対応させたメモリ領域に記憶する処理を１ライン分行うと、次のラインについて同様に該分割領域毎に画素数をカウントして、カウントした画素数を該対応する分割領域のメモリ記憶値に加算する処理を行う。画素カウンタ１６ＣＴは、上記処理をライン毎に繰り返し行って、副走査方向の分割領域Ａ１１〜Ａｎｍのライン数分であるｂライン分処理すると、エンジンボード４３のＣＰＵ５４に割り込みを発生して、主走査方向の各分割領域の画素数（カウント値）を通知する。
【００６９】
なお、上記分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの分割数、主走査方向分割数、副走査方向分割数、主走査方向の分割領域の画素数、副走査方向の分割領域のライン数のうち、少なくとも１つを操作パネル４２の操作によって設定可能としてもよい。
【００７０】
このようにすると、ユーザの利用状況等に応じて分割領域Ａ１１〜Ａｎｍの大きさを適宜設定して定着制御させることができ、利用性を向上させることができる。
【００７１】
また、上記説明においては、定着部３０が、熱源ランプ３１ａによって加熱される定着ローラ３１と熱源ランプ３２ａによって加熱される定着ローラ３２が接触して用紙の未定着トナー画像を定着する構成のものについて説明したが、定着部の構成は、上記構成に限るものではなく、例えば、定着ローラと加圧ローラが接触して用紙のトナー画像を定着させる構成のものや定着ベルトを用いた構成のもの等についても同様に適用することができる。
【００７２】
さらに、上記説明においては、エンジンボード４３のＣＰＵ５４が、ＲＯＭ５２内の定着制御プログラムに基づいて定着制御処理を実行している場合について説明したが、コントローラ４１のプログラムＲＯＭ７３等に定着制御プログラムを格納して、ＣＰＵ７６が上記定着制御処理を実行してもよい。
【００７３】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、定着ローラを定着温度に加熱して未定着現像剤画像を定着する定着部を備えたプリンタ装置、複写装置、複合装置等の画像形成装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施例を適用したレーザプリンタの正面概略構成図。
【図２】図１の定着部の拡大正面概略構成図。
【図３】図１のレーザプリンタのブロック構成図。
【図４】図３のコントローラの回路ブロック構成図。
【図５】未定着画像の領域分割の説明図。
【図６】定着制御処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７６】
１  レーザプリンタ
２  本体筐体
３  用紙搬送路
４  搬送ローラ
５  レジストローラ
６  ガイド板
７  定着部
８  搬送ローラ
９  切り替え爪
１０  フェイスダウン搬送路
１１  フェイスアップ排紙トレイ
１２  排紙ローラ
１３  フェイスダウン排紙トレイ
１４  給紙カセット
１５  給紙コロ
１６  書き込みユニット
１６ＣＴ  画素カウンタ
２１  感光体
２２  帯電チャージャ
２３  現像ユニット
２４  転写チャージャ
２５  クリーニング部  ２６  除電部
３０  ケーシング
３１、３２  定着ローラ
３１ａ、３２ａ  熱源ランプ
３３  サーミスタ
３４  断熱壁
３５  断熱室
３６  基板
３７  メモリ
３８  サーミスタ
３９  冷却ファン
４１  コントローラ
４２  操作パネル
４３  エンジンボード
４４  エンジン
４５  Ｉ／Ｏ
５１  ＲＡＭ
５２  ＲＯＭ
５３  ＥＥＰＲＯＭ
５４  ＣＰＵ
５５  ＤＩＰ／ＳＷ
６１  シーケンス機器群
６２  センサ類
７１  ＲＡＭ
７２  フォントＲＯＭ
７３  プログラムＲＯＭ
７４  ＮＶＲＡＭ
７５  ＩＣカードＩ／Ｆ
７６  ＣＰＵ
７７  エンジンＩ／Ｆ
７８  パネルＩ／Ｆ
７９  ホストＩ／Ｆ
８０  ディスクＩ／Ｆ
８１  バス
Ａ１１〜Ａｎｍ  分割領域
【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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