(57)【要約】【課題】分割加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置において、像担持体のクリーニング不良等により像担持体の非印刷領域や非画像領域に付着したトナーを低コストで広範囲かつ高信頼性で検知する。【解決手段】像担持体である感光体１３や転写ベルト３８、４０の表面の残留トナーを、クリーニング手段１９で除去する。クリーニング手段１９の下流側に、残留トナーの除去不良を検出するクリーニング不良検知センサ３１を配設する。当該センサ３１を、感光体１３の長手方向又は転写ベルト３８、４０の幅方向に往復動可能に配設する。分割加熱方式のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを制御する加熱制御手段２４が有する画像情報を利用して、非印刷領域や非画像領域がクリーニング不良検知センサ３１の検出位置に到来したことを検知する。【選択図】図９Ａ
2014215389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像画像を現像剤により顕像化した状態で担持する像担持体と、当該像担持体上の顕像画像を記録媒体上に転写させる転写手段と、前記記録媒体上に転写された前記顕像画像を定着させるために必要な加熱領域を選択して加熱可能な加熱手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段と、前記必要な加熱領域の選択のため加熱領域を切り換える切換手段とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段による残留現像剤の除去不良を検出するクリーニング不良検知センサを、前記像担持体又は前記転写手段に配設すると共に、当該クリーニング不良検知センサを前記顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に構成し、前記クリーニング不良検知センサの往復動によって、前記像担持体上の非印刷領域又は非画像領域での残留現像剤の有無を検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記非印刷領域が、前記顕像画像の移動方向における当該顕像画像の前端画素と後端画素の位置情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記非印刷領域が、前記記録媒体の移動方向に当該記録媒体の前端部と後端部が前記クリーニング不良検知センサを通過するタイミングに基づいて決定されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記非画像領域が、前記顕像画像を定着させるため前記加熱手段が有する加熱領域の情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】
前記クリーニング不良検知センサによって、前記像担持体又は前記転写手段の所定位置に形成される画質調整用の濃度基準となるパッチ画像を検出するようにしたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項６】
前記クリーニング不良検知センサが前記非印刷領域を移動中に次の印刷領域が当該クリーニング不良検知センサの検出位置に到来する場合であって、当該画像領域の後の非印刷領域で前記クリーニング不良検知センサがその往復動範囲の端にある折り返し端部に到達可能である場合は、前記クリーニング不良検知センサを当該次の印刷領域内でも移動させ続け、当該印刷領域内で前記折り返し端部まで到達すると次の非印刷領域が当該クリーニング不良検知センサの検出位置に到来するまで当該折り返し端部で待機することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項７】
潜像画像を現像剤により顕像化した状態で担持する像担持体と、当該像担持体上の顕像画像を記録媒体上に転写させる転写手段と、前記記録媒体上に転写された前記顕像画像を定着させるために必要な加熱領域を選択して加熱可能な加熱手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段と、前記必要な加熱領域の選択のため加熱領域を切り換える切換手段とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング手段による残留現像剤の除去不良を検出するクリーニング不良検知センサを、前記像担持体又は前記転写手段に配設すると共に、当該クリーニング不良検知センサを前記顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に構成し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置に前記顕像画像の前端が到来するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を停止し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置を前記顕像画像の後端が通過するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を再開し、当該往復動によって、前記顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域での残留現像剤の有無を検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記印刷領域又は画像領域が前記クリーニング不良検知センサの検出位置に到来したか否かを、検出位置に対応する前記加熱手段の加熱領域内に、印刷領域の画素があるか否かで判断することを特徴とする請求項１又は７の画像形成装置。
【請求項９】
前記クリーニング不良検知センサの往復動の範囲が、顕像画像を転写する記録媒体の幅方向寸法に対応させられていることを特徴とする請求項１又は７の画像形成装置。
【請求項１０】
前記クリーニング不良検知センサの往復動の両端部に対応する像担持体上の幅方向両端部に往復動範囲の基準となるトナー像が形成され、前記クリーニング不良検知センサによって、両端部のトナー像が検知され、トナー像の位置がクリーニング不良検知センサの往復動の両端として記憶されることを特徴とする請求項１又は７の画像形成装置。
【請求項１１】
前記クリーニング不良検知センサにより前記残留現像剤の除去不良が検出されないときは、前記顕像画像に対応した加熱領域を対象とする通常制御モードで前記加熱手段が作動され、
前記クリーニング不良検知センサにより前記残留現像剤の除去不良が検出されたときは、前記残留現像剤の除去不良を解消するクリーン制御モードで前記加熱手段が作動されることを特徴とする請求項１又は７の画像形成装置。
【請求項１２】
前記クリーン制御モードは、前記顕像画像に対応した加熱領域を含む全ての加熱領域を対象とすることを特徴とする請求項１１の画像形成装置。
【請求項１３】
前記クリーニング不良検知センサが、前記残留現像剤の除去不良を、前記像担持体の表面における当該除去不良の位置と関連させて検出し、前記クリーン制御モードは、前記除去不良位置に対応し残留現像剤の定着に必要な加熱領域と、前記顕像画像に対応した加熱領域を対象とすることを特徴とする請求項１１の画像形成装置。
【請求項１４】
前記加熱手段が、サーマルヒータ、電磁誘導加熱又は光エネルギを利用することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１の画像形成装置。
【請求項１５】
前記加熱手段が前記クリーン制御モードで制御されている時に、当該制御が行われていることを通知する通知手段を有することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成する。そして、当該トナー像を紙やＯＨＰシート等の記録媒体上に転写し、トナー像を担持した記録媒体を定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録媒体上に定着することが行われている。定着装置としては、主として熱ローラ方式とフィルム方式が知られている。熱ローラ方式は、定着ローラの内部に熱源（ハロゲンヒータなど）を有する内部加熱方式と、定着ローラの外部に熱源を有する外部加熱方式が知られている。最近では、立ち上り時間の短縮、消費電力の削減、及び高速化に対応した高画質の画像出力などの要求を満たすことができる外部加熱方式が使用される傾向にある。
【０００３】
このような外部加熱方式の定着装置において、さらなる立ち上り時間の短縮と消費電力の削減のため、例えば特許文献１（特開２００１−３４３８６０号公報）のように、定着装置の幅方向に複数に分割した加熱領域を設け、画像領域に対応した加熱領域のみを加熱するようにした定着装置が知られている（以下分割加熱方式と呼称する）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この分割加熱方式では、像担持体のクリーニング不良等によって記録媒体の非画像領域にトナーが転写された場合、当該トナーが加熱定着されないまま出力されてしまう。このため、当該未定着トナーによって他の印刷物が汚染されたり、ユーザーの手や衣服等が汚染されたり、当該未定着トナーが飛散して周囲が汚染されたりする問題があった。
【０００５】
ところで、従来から感光体の表面状態（基準トナー像の画像濃度等）を検知するためのセンサを設け、その検出情報を帯電器の出力等にフィードバックすることで感光体の経時劣化に伴う画質低下等を補正するようにした技術が知られている（例えば特許文献２：特開平５−２８１８１８号公報）。当該特許文献２の技術は、感光体の表面状態を広範囲に検知するためトナー濃度センサを長手方向（軸線方向）に移動可能に配設している。これにより、局部的な残留トナーの付着等に影響されずにトナー濃度を正確に検出し、適切な画質補正を行うようにしている。
【０００６】
しかしながら、この特許文献２の技術はトナー濃度センサで感光体の経時劣化に伴う画質低下等を補正するだけであり、前記未定着トナーの問題はまったく考慮されていない。また、感光体表面のトナー濃度を検出するものであり、感光体からトナー画像を例えば中間転写ベルトにいったん転写し、この中間転写ベルトから記録媒体に転写・定着させる場合は、中間転写ベルト上のトナーの状態を検知することができない。このため、感光体と同様に中間転写ベルトでもクリーニング不良による前記未定着トナーの問題が発生したり、或いは中間転写ベルトに対するトナー落ちにより同様の問題が発生したりする。
【０００７】
本発明の目的は、分割加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置において、クリーニング不良等により像担持体の非画像領域に付着したトナーが記録媒体上で未定着のまま出力されるのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため本発明は、潜像画像を現像剤により顕像化した状態で担持する像担持体と、当該像担持体上の顕像画像を記録媒体上に転写させる転写手段と、前記記録媒体上に転写された前記顕像画像を定着させるために必要な加熱領域を選択して加熱可能な加熱手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段と、前記必要な加熱領域の選択のため加熱領域を切り換える切換手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段による残留現像剤の除去不良を検出するクリーニング不良検知センサを、前記像担持体又は前記転写手段に配設すると共に、当該クリーニング不良検知センサを前記顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に構成し、前記クリーニング不良検知センサの往復動によって、前記像担持体上の非印刷領域又は非画像領域での残留現像剤の有無を検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置である（請求項１）。
【０００９】
また、本発明は、前記クリーニング不良検知センサの検出位置に前記顕像画像の前端が到来するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を停止し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置を前記顕像画像の後端が通過するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を再開し、当該往復動によって、前記顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域での残留現像剤の有無を検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置である（請求項７）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、像担持体のクリーニング不良等で非印刷領域又は非画像領域に付着した残留現像剤を、低コストな単一のクリーニング不良検知センサで広範囲かつ高信頼性で検出することができる（請求項１）。
また、像担持体のクリーニング不良等で顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域に付着した残留現像剤を、単一のクリーニング不良検知センサで広範囲かつ高信頼性で検出することができる（請求項７）。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【図２Ａ】当該画像形成装置の定着手段の概略断面図である。
【図２Ｂ】当該画像形成装置の定着手段の概略斜視図である。
【図２Ｃ】定着手段の他の例を示す概略断面図である。
【図３Ａ】クリーニング不良検知センサの例を示す図である。
【図３Ｂ】クリーニング不良検知センサの例を示す図である。
【図３Ｃ】クリーニング不良検知センサの例を示す図である。
【図３Ｄ】クリーニング不良検知センサの例を示す図である。
【図４】非画像領域の残留現像剤の除去状態を検出する方法を示す図である。
【図５Ａ】転写ベルトに設けたクリーニング不良検知センサの例を示す図である。
【図５Ｂ】転写ベルトに設けたクリーニング不良検知センサの他の例を示す図である。
【図６Ａ】記録媒体の画像形成領域の例を示す図である。
【図６Ｂ】記録媒体の画像形成領域の例を示す図である。
【図６Ｃ】記録媒体の画像形成領域の例を示す図である。
【図６Ｄ】記録媒体の画像形成領域の例を示す図である。
【図７】加熱手段の加熱パターンの例を示す図である。
【図８Ａ】本発明の定着手段による記録媒体の加熱定着例を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の定着手段による記録媒体の加熱定着例を示す図である。
【図８Ｃ】従来の定着手段による記録媒体の加熱定着例を示す図である。
【図９Ａ】クリーニング不良検知センサの動作例１を示す概略図である。
【図９Ｂ】クリーニング不良検知センサの動作例１の制御例を示すフロー図である。
【図１０Ａ】クリーニング不良検知センサの動作例２を示す概略図である。
【図１０Ｂ】クリーニング不良検知センサの動作例２の制御例を示すフロー図である。
【図１１Ａ】クリーニング不良検知センサの動作例３を示す概略図である。
【図１１Ｂ】クリーニング不良検知センサの動作例３の制御例を示すフロー図である。
【図１１Ｃ】クリーニング不良検知センサの動作例３の変形例を示す概略図である。
【図１１Ｄ】クリーニング不良検知センサの動作例１の課題を示す概略図である。
【図１２Ａ】クリーニング不良検知センサの動作例４を示す概略図である。
【図１２Ｂ】クリーニング不良検知センサの動作例４の制御例を示すフロー図である。
【図１３】クリーニング不良検知センサの動作例５を示す概略図である。
【図１４Ａ】クリーニング不良検知センサの動作例６を示す概略図である。
【図１４Ｂ】クリーニング不良検知センサの動作例６の制御例を示すフロー図である。
【図１５Ａ】クリーニング不良検知センサの動作例７を示す概略図である。
【図１５Ｂ】クリーニング不良検知センサの動作例７の制御例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面に基づいて本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。なお、この実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより、一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１３】
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタ１０である。当該プリンタ１０は、給紙手段１１と、タイミングローラ対１２と、像担持体としての感光体１３と、転写手段１４と、定着手段１５等を有している。感光体１３の外周に、後述するクリーニング不良検知センサ３１（３２）が配設される。転写手段１４と定着手段１５は、図１の構成に限らず、後述する図５Ａ、図５Ｂの構成も可能である。
【００１４】
給紙手段１１は、記録媒体としての用紙Ｐが積載状態で収容される給紙トレイ１１ａを有する。給紙トレイ１１ａに収容された用紙Ｐは、給紙コロ１１ｂによって最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出される。給紙コロ１１ｂによって送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対１２で一旦停止され、姿勢ずれを矯正される。その後、感光体１３の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体１３上に形成されたトナー像の前端と用紙Ｐの搬送方向前端部の所定位置とが一致するタイミングで、タイミングローラ対１２により転写ニップＮへ送られる。
【００１５】
感光体１３の周りには、クリーニング不良検知センサ３１（３２）の他に、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１６と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー１７と、現像ローラ１８ａを備えた現像手段１８が配設されている。さらに続けて、転写手段１４と、クリーニングブレード１９ａを備えたクリーニング手段１９等が配設されている。帯電ローラ１６と現像手段１８の間において、ミラー１７を介して感光体１３上の露光部１３ａに露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。
【００１６】
プリンタ１０における画像形成動作は従来と同様に行われる。すなわち、感光体１３が回転を始めると、感光体１３の表面が帯電ローラ１６により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部１３ａに照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像（潜像画像）が形成される。
【００１７】
この静電潜像（潜像画像）は感光体１３の回転により現像手段１８へ移動し、ここで現像剤としてのトナーが供給されて顕像化（可視像化）され、トナー像が形成される。感光体１３上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写ニップＮに進入してきた用紙Ｐ上に転写手段１４による転写バイアス印加により転写される。
【００１８】
トナー像を担持した用紙Ｐは定着手段１５へ向けて搬送され、定着手段１５で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。転写ニップＮで転写されずに転写後の感光体１３上に残った残留トナーは、感光体１３の回転に伴ってクリーニング手段１９に至り、このクリーニング手段１９を通過する間にクリーニングブレード１９ａにより掻き落とされて清掃される。その後、感光体１３上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【００１９】
（定着手段）
定着手段１５は、図２Ａと図２Ｂに示すように、定着部材としての定着ローラ１５ａと、この定着ローラ１５ａとの間で定着ニップＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ１５ｂを有する。定着ローラ１５ａの外周には、電源２３から電力を供給される加熱手段２０が配設され、定着ローラ１５ａが外部加熱方式で加熱されるようになっている。
【００２０】
定着手段１５は、前述した定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂによるものに限定されない。例えば図２Ｃのように、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂに加えて、加熱ローラ１５ｃと定着ベルト１５ｄを使用した定着ベルト方式としてもよい。
【００２１】
この定着ベルト方式では、加熱ローラ１５ｃがテンションバネ２６によって定着ローラ１５ａから離間する方向に付勢され、これによって定着ベルト１５ｄに所定の張力が付与される。加熱ローラ１５ｃの外周に、図２Ａと同様に加熱手段２０が配設されている。用紙Ｐは入口ガイド板２７に沿って定着ニップＳＮに送り込まれる。なお、第２の加圧ローラを設けて２つの加圧ローラ間に定着ベルト１５ｄと同様に加圧ベルトを掛け渡し、いわゆるツインベルト方式としてもよい。
【００２２】
加熱手段２０は分割加熱方式で構成され、定着ローラ１５ａの長手方向に等間隔に配設された複数のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを有する。各サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇは独立に定着ローラ１５ａの周面を加熱可能とされている。図示例では便宜的に７つのサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇのみを示すが、実際は印刷する用紙Ｐの幅に対応して必要数のサーマルヒータを配設する。
【００２３】
定着ローラ１５ａの長手方向に沿ったサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの配列状態は、図２Ｂのように一直線でもよいし、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの相互間に長手方向の隙間ができないように千鳥状にしてもよい。また、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇやその他の加熱手段で定着ローラ１５ａを加熱する構成に限らず、加圧ローラ１５ｂ側を加熱したり、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂの両方を加熱したりする構成も可能である。
【００２４】
定着ローラ１５ａの定着ニップＳＮの下流側であって、かつ加熱手段２０の上流側に、定着ローラ１５ａの表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ２１が配設されている。このサーミスタ２１は、前記サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対応して、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇと同数で、定着ローラ１５ａの長手方向に等間隔で配設されている。また、各サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇ自体の温度を検知する温度検知手段として、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇと同数のサーミスタ２２が、定着ローラ１５ａの長手方向に等間隔で配設されている。
【００２５】
加熱手段２０のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対して、電源２３から例えば４００ｗ〜２０００ｗの電力が供給される。この供給量は、前記サーミスタ２１、２２の検知情報に基づいて加熱制御手段２４により制御される。これにより定着ローラ１５ａの表面温度がトナーを加熱溶融するのに必要な温度（定着温度）に維持される。
【００２６】
加熱制御手段２４は、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータである。加熱制御手段２４は、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇによる加熱領域を異なる加熱領域に切り換える切換手段としても機能する。加熱手段２０は後述するように非接触加熱方式も可能であり、このような非接触加熱方式も加熱手段２０に含めると前述した「加熱領域の切り換え」は「加熱領域の選択」ともいえる。加熱制御手段２４は、後述するクリーニング不良検知センサ３１と接続され、当該クリーニング不良検知センサ３１からの信号を受けて、加熱手段２０を通常制御モード又はクリーン制御モードで作動させるように構成されている。通常制御モードとクリーン制御モードについては後述する。
【００２７】
定着ローラ１５ａは、例えば外径が４０ｍｍで厚みが１ｍｍのアルミニウム製の芯金１５ａ１と、この芯金１５ａ１の表面に被覆された断熱層１５ａ２を有している。断熱層１５ａ２は、例えばシリコンゴムで形成され、厚みは３ｍｍである。断熱層１５ａ２は、その断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコンゴムで形成してもよい。定着ローラ１５ａの断熱層１５ａ２の上には、ニッケルからなる良熱伝導層１５ａ３が形成されている。この良熱伝導層１５ａ３は、ニッケルに限らず、ステンレスなどの鉄系合金、アルミニウムや銅などの金属系、グラファイトシート等、熱伝導性が少なくとも断熱層２８ｂよりも高ければよい。
【００２８】
定着ローラ１５ａに良熱伝導層１５ａ３を形成することで、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの発熱むらによる定着ローラ１５ａの表面温度の局部的な温度むらが低減される。また、良熱伝導層１５ａ３の機能によって、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇが加熱する領域よりもやや広い領域の温度が上昇するため、若干の画像とのずれを補償することができるという利点もある。
【００２９】
換言すれば、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを構成する各ヒータの大きさや間隔等の設定において設計自由度が大きいという利点がある。また定着ローラ１５ａの耐久性を高め、離型性を確保するために、断熱層１５ａ２の表面にＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜３０μｍの離型層１５ａ４を形成してもよい。
【００３０】
加圧ローラ１５ｂは、例えば外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金１５ｂ１と、この芯金１５ｂ１の表面に被覆された弾性層１５ｂ２を有している。弾性層１５ｂ２は例えばシリコンゴムで形成されており厚みは５ｍｍである。  弾性層１５ｂ２の表面には、離型性を高めるために例えば厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。  加圧ローラ１５ｂは付勢手段としての加圧バネ２５により定着ローラ１５ａに圧接されている。加熱手段２０のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇは、図示しない付勢手段により定着ローラ１５ａの表面に押し当てられている。
【００３１】
（残留トナーのクリーニング不良検知センサ）
図３Ａ〜図３Ｄは、感光体１３上の残留トナーの有無すなわち除去不良（クリーニング不良）を検出するクリーニング不良検知センサ３１、３２の例を示すものである。図３Ａ〜図３Ｃのクリーニング不良検知センサ３１は、クリーニング手段１９と帯電ローラ１６の間に配置されている。クリーニング不良検知センサ３１は、感光体１３の表面を測定する感光体表面測定手段と、その測定結果を記録、処理するためのマイクロコンピュータを有する。マイクロコンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含する。このマイクロコンピュータは、クリーニング不良検知センサ３１の専用コンピュータとしてもよいし、前述した加熱制御手段２４のマイクロコンピュータで兼用してもよい。
【００３２】
図３Ｂは、クリーニング不良検知センサ３１の感光体表面測定手段の実施形態を示すものである。当該感光体表面測定手段は、照明光源３１ａ、結像レンズ３１ｂ、センサ３１ｃで構成されている。照明光源３１ａは、感光体１３の表面に、可視域の光及び可視域外の光を含む照射光を照射する機能を有する。照明光源３１ａは、照射光が感光体１３に対して略斜め４５度より入射する位置に配置されている。
【００３３】
照明光源３１ａとしては、例えば白色のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いることができる。照明光源３１ａとして、冷陰極管等の蛍光灯やランプ光源等を用いても構わない。
【００３４】
照明光源３１ａによって照射された光は感光体１３上で反射し、結像レンズ３１ｂを通ってセンサ３１ｃ上に結像される。センサ３１ｃは、光を受光する画素を有している。センサ３１ｃとしては、例えばＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等を用いることができる。
【００３５】
照射対象物である感光体１３表面は平滑面であるため、照明光源３１ａからの照射光は通常ほとんどが正反射され、センサ３１ｃによって検出される。一方、感光体１３上にトナーが付着している場合は反射光量が減少し、センサ３１ｃの受光量が減少する。この光量差を利用することで、感光体１３の表面状態を軸方向全域において良好に検出することができ、感光体１３表面のクリーニング不良やトナー落ちなどの感光体１３表面の不具合状態を良好に検知することができる。
【００３６】
例えば、感光体１３表面での反射光をセンサ３１ｃで受光した際の基準光量をあらかじめマイクロコンピュータ上のＲＯＭやＲＡＭへ記録しておき、センサ３１ｃの受光量が基準光量よりも減少した場合に、クリーニング不良を検知したと判定することができる。また基準光量にはある程度のばらつきがあることを考慮し、予め基準光量を基にしたクリーニング不良判定閾値を設定しておき、センサ３１ｃの受光量が当該閾値より小さくなった場合にクリーニング不良と判定してもよい。
【００３７】
クリーニング不良検知センサ３１は、図３Ｃのように感光体１３の長手方向に配設された案内ロッド３１ｄに沿って往復動可能に配設されている。すなわち、感光体１３上の顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に配設されている。このような往復動可能なクリーニング不良検知センサ３１は、従来技術（特許文献２：特開平５−２８１８１８号公報、特許文献３：特開２０１２−６３５６０号公報）で知られている構成を利用してもよい。図３Ｃの移動式光学センサは感光体１３の軸方向全域を同時に検知することは困難であるが、ラインセンサを用いた構成より安価にクリーニング不良検知センサを構成することができる。
【００３８】
図３Ｄは、クリーニング不良検知センサ３２の他の実施形態を示すものである。このクリーニング不良検知センサ３２は現像手段１８の下流側に配置されている。
【００３９】
画像形成装置のなかには、図３Ｄのクリーニング不良検知センサ３２と同じ位置に反射式光学センサを配置したものがある。そして、現像手段１８によって感光体１３上に形成された画質調整用の濃度基準となる基準トナー画像（パッチ画像）の濃度を、当該センサ３２で検出することで画像の安定化を図るようにしている。このような構成を持つ画像形成装置では、画像安定化用の既設の光学センサをそのまま利用して、本発明のクリーニング不良検知センサを構築することも可能である。すなわち、クリーニング不良検知センサ３２で画像濃度調整用のパッチ画像を検出するのである。
【００４０】
図３Ｃのクリーニング不良検知センサ３１について前述したように、移動式光学センサはラインセンサに比べて低コストで済む。画像安定化用の光学センサとクリーニング不良検知用の光学センサを共用化することでセンサ数を減らすことができ、より安価にクリーニング不良検知センサを構成することができる。
【００４１】
図４は、図３Ｄのクリーニング不良検知センサ３２を使用する場合の具体的な検知方法の例を示すものである。図３Ｄのように現像手段１８とクリーニング手段１９の間にクリーニング不良検知センサ３２を配置する場合、クリーニング不良検知センサ３２が測定する感光体１３表面には印刷用の画像も通過する。このため、印刷用のトナー付着とクリーニング不良によるトナー付着を区別して検出する必要がある。
【００４２】
図４の検知方法は、画像形成装置による印刷時に、感光体１３上に印刷領域と非印刷領域（非画像領域）が生じることを利用して前記トナー付着を区別して検出する。印刷する画像は印刷対象物（例えば紙、ＯＨＰシートなど）のサイズに合わせて作成する必要があり、また印刷対象物の搬送は一定の間隔を明けて行われる。
【００４３】
このため、感光体１３上に印刷領域と非印刷領域（非画像領域）が必ず生じる。図４の検知方法ははこの非印刷領域（非画像領域）を活用し、非印刷領域（非画像領域）でクリーニング不良検知を行う。非印刷領域（非画像領域）には印刷用の画像が形成されることがないため、確実にクリーニング不良のみを検出することができる。
【００４４】
また、作像中はクリーニング不良検知を行わず、作像後に印刷を伴わない感光体１３の空回しを行い、当該空回し時にクリーニング不良検知を行う構成としてもよい。この構成では印刷中にクリーニング不良が発生した場合、当該印刷での未定着トナーを伴う用紙Ｐの出力を完全には防止できないものの、印刷用のトナー付着とクリーニング不良によるトナー付着を確実に区別して検出することができる。また、これらの検出方法を組み合わせて実施してもよいことは勿論である。
【００４５】
クリーニング不良検知センサ３２は感光体１３上を常に測定し、その測定結果（受光光量）と測定位置を関連付けてマイクロコンピュータ上のＲＡＭに記録（マッピング）する。当該測定位置は、例えば図３Ｃのクリーニング不良検知センサ３１を用いる構成であれば、その往復運動時間や往復運動距離を、感光体１３上の位置と関連付けてマイクロコンピュータ上のＲＯＭに記録（マッピング）しておくことで特定できる。
【００４６】
加熱制御手段２４は、図示しない画像処理装置からの画像情報入力を受けて、各サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇへの供給電力量を決定している。よって、このうち定着に必要な電力を供給しているサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対応する箇所には、印刷用のトナーが付着していることが分かる。
【００４７】
クリーニング不良検知センサ３２は、加熱制御手段２４によるサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇへの電力供給状態と、クリーニング不良検知センサ３２によって記録された測定位置情報を関連付ける。この関連付けは、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇと感光体１３上の位置との対応情報を、あらかじめＲＯＭに記録（マッピング）することで行う。
【００４８】
そして、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇが定着温度に達する電力供給を受けていない箇所で、トナー付着（受光光量の低下）が検出された場合に、クリーニング不良を検知したと判定する。このような構成とすることで、クリーニング不良検知センサ３２は印刷用のトナー付着とクリーニング不良によるトナー付着を区別して検知することが可能になる。
【００４９】
図５Ａと図５Ｂは、転写ベルトを使用したプリンタ１０にクリーニング不良検知センサ３３〜３６を取り付けた実施形態を示すものである。複数色のトナーを用いてフルカラー印刷を可能とした画像形成装置などでは、図５Ａ、図５Ｂのように転写ベルトを用いたものがある。
【００５０】
図５Ａのプリンタ１０は、中間転写部材としての転写ベルト３８に沿って４つの現像装置（感光体１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ）を有し、それぞれが異なる色のトナー（例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を保持している。この各色のトナーを転写ベルト３８上で重ね合わせることで、フルカラーの印刷が可能となる。
【００５１】
図５Ａで感光体１３が第１像担持体であるとすると、転写ベルト３８は第２像担持体である。前述した加熱手段２０は、通常は図２Ａ、図２Ｂのように定着手段１５の定着ローラ１５ａの外周に配設する。しかし、加熱手段２０を加圧ローラ１５ｂの外周に配設することも可能である。
【００５２】
このようなプリンタ１０では、例えば画像安定用の光学センサとクリーニング不良検知センサの光学センサを兼用するのであれば、図５Ａのクリーニング不良検知センサ３４のように、最下流の感光体１３Ｙと転写ニップＮとの間に配置する。画像安定用の光学センサとクリーニング不良検知センサの光学センサを別々に配置する場合は、図５Ａのクリーニング不良検知センサ３４のようにベルトクリーニング手段３９の下流に配置する。こうすることで、各現像装置の感光体１３毎にクリーニング不良検知センサを配設する必要がなくなり、安価な構成でクリーニング不良検知センサを実現することができる。また、拡大して示す転写ベルト３８の表面のように、非画像領域に落下したトナー落ちを含めて、クリーニング不良検知センサ３４を往復動させることで、残留トナーをもれなく検知することができる。
【００５３】
図５Ｂは、転写・定着部材としての転写・定着ベルト４０を使用したプリンタ１０にクリーニング不良検知センサ３５又は３６を取り付けた実施形態を示すものである。感光体１３が第１像担持体であるとすると、転写・定着ベルト４０は第２像担持体である。図５Ａのプリンタ１０は用紙Ｐに対する転写と定着を別々に行うが、図５Ｂのプリンタ１０は用紙Ｐに対する転写と定着を同時に行う。
【００５４】
図において４１は駆動ローラ、４２は従動ローラ、４３は加圧ローラ、４４は押し当て部材、４５は加圧手段、４６はクリーニング手段、４６ａはクリーニングブレードである。従動ローラ４２と加圧ローラ４３との間に転写・定着ニップＳＮが形成され、当該転写・定着ニップＳＮの上流側に加熱手段２０が配設されている。
【００５５】
このような画像形成装置では、例えば画像安定用の光学センサとクリーニング不良検知センサの光学センサを兼用する場合、図５Ｂのクリーニング不良検知センサ３５のように、最下流の感光体１３Ｙと転写・定着ニップＳＮとの間に配置する。画像安定用の光学センサとは別にクリーニング不良検知センサの光学センサを配置する場合は、図５Ｂのクリーニング手段３６のようにベルトクリーニング手段４６の下流に配置する。いずれの場合でも、各現像装置の感光体１３毎にクリーニング不良検知センサを配設する必要がないので、安価な構成でクリーニング不良検知センサを実現することができる。なお、転写・定着ニップＳＮの開閉機構を設けることで、クリーニング不良検知手段３５を当該ニップＳＮの下流側に配設することも可能である。この場合、ニップＳＮを開いた状態でクリーニング不良検知手段３５で非印刷領域及び非画像領域の残留トナーの有無を検出する。
【００５６】
画像形成装置としてのプリンタ１０、定着手段１５及びクリーニング不良検知センサ３１〜３６は以上のように構成されている。そして、用紙Ｐ上にトナーＴで形成すべき画像の情報が図示しない画像処理装置から図２Ａに示すように加熱制御手段２４に入力されると、当該加熱制御手段２４により電源２３が制御される。これにより、所定のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対してトナーＴの定着に必要な電力が供給される。
【００５７】
「所定のサーマルヒータ」とは、トナーＴによる顕像画像を用紙Ｐ上の所定位置に定着させるために必要な加熱領域に対応したサーマルヒータである。当該「所定のサーマルヒータ」に接触して定着温度まで加熱された定着ローラの昇温部位が、用紙Ｐ上のトナーＴに接触して顕像画像を定着させる。サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇは、以下に述べるように、画像情報に応じて必要なサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇのみ加熱することで省エネを実現する。
【００５８】
サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇは、例えば図６Ａ〜図６Ｄのように用紙Ｐ上に形成される画像の情報に基づいて、その加熱パターンが変化させられる。図７はその制御例を示すもので、用紙Ｐ上に図６Ａと図６Ｂの画像を定着させる場合の加熱手段２０の制御例を示している。図７の「Ｐ」で示す区間は用紙Ｐにトナーを定着させるための通電区間である。また「Ｐ'」で示す区間は、用紙Ｐの非画像領域や、用紙Ｐと用紙Ｐの間に形成される紙間隙間に対応している。
【００５９】
画像領域ａと画像領域ａ'の区間で、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇが第１の目標温度に到達するように制御される。この第１の目標温度は、用紙Ｐに転写されたトナーが溶融して定着可能な温度である。区間Ｐは、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの立ち上がり時間を考慮して、画像領域ａと画像領域ａ'の開始側が延長されている（図７の立ち上がり傾斜部分）。当該延長部分は予備加熱領域であって、図６Ａと図６Ｂのハッチングで示す領域に対応している。
【００６０】
当該ハッチング領域は非画像領域であるが、画像領域ａ、ａ'が定着ニップＳＮに到達した時に、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇが第１の目標温度に到達しているように、早めに電力が供給される。非画像領域ｂは、本来であれば省エネのためサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに通電しないが、前記立ち上がり時間を短縮して高速化を図るために、非画像領域ｂでも最低限第２の目標温度が維持されるようにサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに通電する。この第２の目標温度は前記第１の目標温度よりも低い温度であって、トナーを溶融しない温度である。
【００６１】
図６Ｃと図６Ｄは、用紙Ｐの幅方向の一部が画像領域で、残りが非画像領域である場合を示している。このように用紙Ｐの幅方向で画像領域ｃ、ｅｆｇ、ｅｈと非画像領域ｄ、ｆｈが混在する場合、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対する電力供給量を異ならせる。すなわち、画像領域ｃに対応するサーマルヒータが２０ａ〜２０ｄであり、非画像領域ｄに対応するサーマルヒータが２０ｅ〜２０ｇであると仮定する。この場合、画像領域に対応するサーマルヒータ２０ａ〜２０ｄに第１の目標温度を達成する電力を供給し、非画像領域に対応するサーマルヒータ２０ｅ〜２０ｇに第２の目標温度を達成する電力を供給する。画像領域ｃ、ｅｆｇ、ｅｈの開始側のハッチング領域で予備加熱することは、図６Ａと図６Ｂで前述したのと同様である。
【００６２】
前述した加熱手段２０は、定着ローラ１５ａの表面に接触させて加熱する接触式としたが、加熱手段２０を電磁誘導コイルとインバータを使用した電磁誘導加熱（ＩＨ方式）による非接触加熱方式としてもよい。ＩＨ方式では、加熱用のコイルを多数配置するか、或いは、磁束をキャンセルする部材を多数配置することで、加熱領域や加熱量を制御することができる。これら加熱手段２０で一般的には定着ローラ１５ａの表面を加熱するが、サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの配設位置について前述したように、加圧ローラ１５ｂ側を加熱したり、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂの両方を加熱したりする構成も可能である。
【００６３】
また加熱手段は、半導体レーザーアレイや発光ダイオードアレイなどの半導体発光素子による光エネルギを利用したものとしてもよい。この場合も、半導体発光素子を多数配置するか、或いは、半導体発光素子からの光を遮蔽する部材を多数配置することで、加熱領域や加熱量を制御することができる。当該光エネルギは、定着ローラ１５ａに照射するか、加圧ローラ１５ｂに照射するか、或いは用紙Ｐ上のトナー画像に直接照射するか、或いはこれらを組み合わせて照射することが可能である。
【００６４】
（定着制御方法その１）
図８Ａは、クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良が検出された場合の加熱手段２０のクリーン制御モードとしての第１の制御方法を説明する図である。この第１の制御方法では、クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良（クリーニング不良）が検出されると、加熱手段２０の全てのサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに第１の目標温度が得られる電力が供給される。この加熱制御により、クリーニング不良箇所のトナーを、それが画像領域にあるか非画像領域にあるかに関わりなく、画像領域のトナー画像と同時に定着することができる。
【００６５】
クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良（クリーニング不良）が検出されない場合、通常制御モードにより画像領域に対応したサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇのみに第１の目標温度が得られる電力が供給される。残りのサーマルヒータには第２の目標温度が得られる電力が供給される。これにより、クリーニング不良のない時は省エネ型の通常制御を実現し、クリーニング不良発生時は当該不良を回復して未定着トナーを出力しない回復制御を行うことができる。
【００６６】
（定着制御方法その２）
図８Ｂは、クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良が検出された場合の加熱手段２０のクリーン制御モードとしての第２の制御方法を説明する図である。この第２の制御方法では、クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良（クリーニング不良）が検出されると、クリーニング不良検知センサ３１が当該除去不良を除去不良位置と関連して検出する。そして、当該位置情報を加熱手段２０の加熱制御手段２４に搭載されたＲＡＭ上に記録する。
【００６７】
ここでいう「位置情報」とは、感光体１３上の残留トナーの位置を長手方向（軸方向）と周方向の位置で特定できる情報である。すなわち、当該情報に基づいて、除去不良トナーが転写された用紙Ｐが定着ニップＳＮに到達した時に、当該除去不良トナーに対応する（接触する）１又は２以上のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇが特定される。
【００６８】
加熱制御手段２４は、搭載されたプログラムによって、当該位置情報と対応する１又は２以上のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを対応付けする。そして、この対応付けられた１又は２以上のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対して、定着温度（第１の目標温度）が得られる電力を供給する。この定着制御により、クリーニング不良箇所のトナーも画像領域のトナー画像と同時に定着することが可能となるため、用紙Ｐが未定着トナーを保持したまま出力されるのを防止することができる。
【００６９】
なお、クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良が検出された場合、画像領域のトナー画像を今回の印刷では定着せずに次回の印刷に先送りするようにしてもよい。そしてクリーニング不良箇所のトナーのみを今回の印刷で用紙Ｐ（無駄紙）に定着する制御も可能である。この制御の場合、前記対応付けられた１又は２以上のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇに対してのみ定着温度（第１の目標温度）が得られる電力を供給する。残りのサーマルヒータには電力を供給しないか、或いは前述した第２の目標温度が維持されるように電力を供給する。
【００７０】
クリーニング不良検知センサ３１によってトナーの除去不良（クリーニング不良）が検出されない場合、通常制御モードにより画像領域に対応したサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇのみに第１の目標温度が得られる電力が供給される。これは前記第１の制御方法と同様である。残りのサーマルヒータには第２の目標温度が得られる電力が供給される。これにより、クリーニング不良のない時は省エネ型の通常制御を実現し、クリーニング不良発生時は必要最低限のサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇで当該不良を回復して未定着トナーを出力しない回復制御を行うことができる。
【００７１】
この定着制御方法では、加熱制御手段２４のＣＰＵへの処理負荷やＲＡＭの使用量が増加するが、クリーニング不良の回復制御時でも全てのサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを加熱するのではないので、省エネを維持することができる。また、このようなクリーン制御モードが実行された場合、画像形成装置の操作パネル等に、クリーン制御モードが実行されたことを表示する通知手段を設けてもよい。
【００７２】
こうすることで、ユーザーはクリーニング不良が発生してクリーン制御モードが実行されたことを知ることができる。従って、クリーン制御モードの表示後にサービスマンを呼んだり、サービスマンの定期メンテナンス時にクリーニング手段１９のメンテナンスを行ったりすることが可能となり、クリーニング不良の原因を速やかに修復することができる。また、画像形成装置の通信機能を利用することができる場合は、クリーン制御モードが実行されたことを自動でサービスマンに連絡することも可能である。
【００７３】
図８ｃは、本発明による加熱手段２０の制御モードを行わない場合、つまり非画像領域ではサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを定着温度（第１の目標温度）まで加熱しない従来の問題を示した図である。クリーニング手段１９のクリーニングブレード１９ａは、劣化により欠けを生じたり、ブレードの経時硬化でトナーをクリーニングしきれない、いわゆるクリーニング不良を生じたりする場合がある。本発明による加熱手段２０の制御モードを行わない場合、クリーニング不良によりトナーが付着した非画像領域は、定着されないまま定着ニップＳＮを通過する。
【００７４】
前述したように分割加熱方式の定着装置では必要な箇所のみ定着を行うことで省エネを実現できる一方、こうしたクリーニング不良が非画像領域で生じた場合、クリーニング不良箇所の定着が行われず、トナーが未定着のまま出力されてしまう。この結果、未定着トナーによって他の印刷物が汚染されたり、ユーザーの手や衣服等が汚染されたり、当該未定着トナーが飛散して周囲が汚染されたりする問題があった。図８Ａや図８Ｂの加熱制御を行うことで、省エネを図りつつ未定着トナーによる前記問題を解決することができる。
【００７５】
（クリーニング不良検知センサの動作例）
以上、本発明の実施形態の画像形成装置、定着手段及びクリーニング不良検知センサ３１〜３６について説明したが、次に前記クリーニング不良検知センサ３１〜３６の７通りの動作例を図９〜図１５を参照して説明する。
【００７６】
（動作例１）
図９Ａは像担持体上でのクリーニング不良検知センサ３１（又はセンサ３２〜３６）の基本となる動作例１の概略図である。図９Ｂは当該動作例１の制御例を示すフロー図である。像担持体は前述した感光体１３、転写ベルト３８又は転写・定着ベルト４０である。なお、以下の説明では簡便のために、像担持体は感光体１３とし、その残留トナーをクリーニング不良検知センサ３１で検出するものとして説明する。
【００７７】
動作例１では、印刷領域の前端（又は画像領域の前端）がクリーニング不良検知センサ３１の真下の検出位置に到来すると、クリーニング不良検知センサ３１の動きを止める。印刷領域の後端（又は画像領域の後端）がクリーニング不良検知センサ３１の真下の検出位置に到来すると、クリーニング不良検知センサ３１の動きを再開する。これにより、感光体１３の長手方向全体にわたって延びる非印刷領域をクリーニング不良検知センサ３１で検知することができる。
【００７８】
印刷領域の前端（又は画像領域の前端）の到来時刻は、書き込み位置（図１と図３Ａの露光部１３ａ）からクリーニング不良検知センサ３１までの感光体１３の移動距離をプロセス線速で割ることで求めることができる。その他の方法としては、印刷領域の前端が書き込み位置（露光部１３ａ）に到来した段階で、その都度印刷領域の前端位置を記憶しても良い。また、連続印刷の場合は印刷開始時刻に一回だけ印刷領域の前端を記憶し、その後は印刷領域の長さ（用紙Ｐの長さ）と、印刷領域と印刷領域の間の規定長さ（紙間隙間）から、各印刷領域の前端位置を演算することも可能である。
【００７９】
動作例１をフロー図で示すと図９Ｂのようになる。このフロー図で、プログラムが呼び出されるとステップＳ１で画像情報が取得される。この画像情報は、印刷領域の前端画素および後端画素の位置と、感光体１３（又は転写ベルト３８、４０）の周回位置に関する情報を含む。当該画像情報と感光体１３の搬送速度から、ステップＳ２でセンサ３１位置に印刷領域の前端および後端が到来するタイミングが算出され、ステップＳ３でメモリに保存される。
【００８０】
当該タイミングがメモリに保存された後に、ステップＳ４で、現在のタイミングがメモリに保存された印刷領域の前端がセンサ３１位置に到来するタイミングであるかどうかが判断される。印刷領域の前端がセンサ３１位置に到来するタイミングではないと判断された場合、ステップＳ６で、現在のタイミングが、メモリに保存された印刷領域の前端がセンサ３１位置に到来するタイミングと、メモリに保存された印刷領域の後端がセンサ３１位置に到来するタイミングの間にあるかどうかが判断される。
【００８１】
上記範囲内でない場合、すなわちクリーニング不良検知センサ３１の検出位置に、印刷領域と印刷領域の間の非画像領域が位置している場合、ステップＳ７でクリーニング不良検知センサ３１が往復動しているかどうかが判断される。往復動していない場合は、ステップＳ８で、クリーニング不良検知センサ３１の往復動が開始される。クリーニング不良検知センサ３１の往復動が開始された場合、または、既に往復動している場合は、ステップＳ９でクリーニング不良検知センサ３１による残留トナーの検出が行われ、ステップＳ１０で残留トナーが検出されたと判断された場合は、ステップＳ１１でクリーニング不良回復処理が実行される。ステップＳ１０で残留トナーが検出されなかったと判断された場合はプログラムが終了する。
【００８２】
メモリに保存された印刷領域の前端が、クリーニング不良検知センサ３１の位置に到来するタイミングであった場合は、ステップＳ５でクリーニング不良検知センサ３１の往復動が停止される。以上のフローによって、感光体１３の長手方向全体の非画像領域におけるクリーニング不良や、トナー落ち、トナー抜けなどを、もれなく検知することが可能になる。
【００８３】
（動作例２）
図１０Ａはクリーニング不良検知センサ３１の動作例１の概略図である。図１０Ｂは当該動作例１の制御例を示すフロー図である。この動作で２では、クリーニング不良検知センサ３１で、画像濃度調整用のパッチ画像４８の濃度も測定される。
【００８４】
画像濃度調整用パッチ画像は、印刷領域と印刷領域の間や、印刷領域外の範囲に潜像として書き込まれた後に顕像化されたトナー像である。当該トナー像のトナー濃度を測定し、その測定結果に基づき、潜像形成用の書込光強度、帯電バイアス、現像バイアス等を変更して現像ポテンシャルを調節する。また、２成分現像方式の場合には、当該測定結果に基づいて、現像器内のトナー濃度の目標値を調節して画像濃度制御も行う。
【００８５】
図１０Ｂは動作例２のフロー図である。この動作例２では、ステップＳ１で濃度調整用パッチ画像が書き込まれたかどうかが判断される。当該パッチ画像が書き込まれていた場合、ステップＳ２でクリーニング不良検知センサをパッチ画像測定位置まで移動させ、ステップＳ３で測定のため停止させる。次に、ステップＳ４でパッチ画像が読み取れるタイミングになると画像濃度を測定し、ステップＳ５でその測定結果をメモリに記憶する。その後、ステップＳ６でセンサを測定前の元の位置まで戻し、図９Ｂの動作例１のステップＳ１に戻る。以上のステップを実行することで、クリーニング不良検知センサ３１で、画像濃度調整用パッチ画像の読み取り用センサを兼用することができる。
【００８６】
（動作例３）
図１１Ａはクリーニング不良検知センサ３１の動作例３の概略図である。図１１Ｂは当該動作例３の制御例を示すフロー図である。前述した図９Ａの動作例１では、図１１Ｄに示すように、クリーニング不良検知センサ３１の位置が感光体１３の端部に近い箇所で画像領域に入ると、そこでセンサ３１の動きがいったん止まる。そしてクリーニング不良検知センサ３１が当該画像領域の後の次の非画像領域に入ると、センサ３１の往復動範囲の端部まで移動した後に反対側の端部に向けて折り返す。
【００８７】
この際、当該折り返し部分では感光体１３の長手方向で重複した範囲を検知することになる。この間も感光体１３が回転しているので、感光体１３上でのセンサ３１の移動軌跡は重複しないが、感光体１３の長手方向で検出密度が不均一化する。
【００８８】
そこで、動作例３では、図１１Ａのように次の非画像領域でクリーニング不良検知センサ３１が折り返す場合、クリーニング不良検知センサ３１が当該非画像領域の前の画像領域を通過している間に、当該クリーニング不良検知センサ３１を感光体１３の端部まで移動させる。そして次の非画像領域がセンサ３１の位置に到来するまでセンサ３１を当該端部で待機（一時停止）させ、非画像領域が到来すると同時にセンサ３１を反対側に移動させる。このような処理を入れることで、感光体１３の端部におけるセンサ３１の長手方向検出密度を均一化することができる。
【００８９】
また、図１１Ｃは、クリーニング不良検知センサ３１が感光体１３の長手方向中央寄りの位置で画像領域に入り、当該画像領域内で端部まで移動しきれないうちに次の非画像領域がセンサ３１の位置に到来する場合である。この場合も、当該センサ３１を画像領域の前端で停止することなく連続して移動させてもよい。そして次の非画像領域でセンサ３１が感光体１３の端部まで移動すると直ちに折り返す。これにより、重複検知範囲を図１１Ｄの場合よりも狭くすることができる。
【００９０】
動作例３のフロー図は図１１Ｂの通りである。前述した重複検知範囲を解消するために、動作例１のステップＳ４の後に、ステップＳ１２〜Ｓ１５を追加している。その他は図９Ｂの動作例１と同様である。この動作例３では、ステップＳ１２で、メモリに保存された印刷領域の前端が、クリーニング不良検知センサ３１の位置に到来するタイミングにおいて、現在のクリーニング不良センサ３１の位置が、感光体１３の端部であるかどうかが判断される。
【００９１】
ステップＳ１２でクリーニング不良検知センサ３１の位置が感光体１３の端部ではないと判断された場合、ステップＳ１３で現在のセンサ３１の位置から当該端部までの距離が算出される。次に、ステップＳ１４で、この算出された端部までの距離が、次回の非画像領域においてセンサ３１が移動しきれる距離であるかどうかが判断される。
【００９２】
クリーニング不良検知センサ３１が移動しきれる距離である場合、ステップＳ１５で当該センサ３１が感光体１３の端部まで移動され、ステップＳ５で停止されてプログラムが終了する。
【００９３】
また、ステップＳ１２で、クリーニング不良検知センサ３１の現在の位置が感光体１３の端部であると判断された場合、当該センサ３１の移動が停止される（ステップＳ５）。また、ステップＳ１４で、次回の非画像領域においてクリーニング不良検知センサ３１が感光体１３の端部まで移動しきれないと判断された場合も、クリーニング不良検知センサ３１の移動が停止される（ステップＳ５）。以上のフローによって、動作例１よりもクリーニング不良検知センサ３１の長手方向検出密度を均一化することができる。
【００９４】
（動作例４）
図１２Ａはクリーニング不良検知センサ３１の動作例４の概略図である。図１２Ｂは当該動作例４の制御例を示すフロー図である。この動作例４は、感光体１３の長手方向に画像領域と非画像領域が混在している場合でも、非画像領域だけをクリーニング不良検知センサ３１で検知可能にしたものである。この動作例４では、画像領域と非画像領域を区別するために、感光体１３上に形成されたトナー画像の位置がメモリに保存される。そして、クリーニング不良検知センサの位置と、当該トナー画像の位置とが一致するタイミングでは、クリーニング不良の検知が行われず、非画像領域でのみクリーニング不良の検知が行われる。これにより、非画像領域は逐一クリーニング不良が検知され、クリーニング不良やトナー落ちが検知される。従って、動作例１よりも検知範囲を広げることができる。
【００９５】
図１２Ｂのフロー図において、プログラムが呼び出されると、ステップＳ１でクリーニング不良検知センサ３１が感光体１３の長手方向に連続的に往復動される。次に、ステップＳ２で、書き込みユニットにより露光部１３ａで潜像画像が書き込まれたか否かが判断される。潜像画像が書き込まれていた場合は、ステップＳ３で露光部１３ａに対応する感光体１３上の当該書き込み位置が取得される。続いて、ステップＳ４で感光体１３の搬送速度からクリーニング不良検知センサ３１の位置に顕像画像としてのトナー画像が到来するタイミングが算出され、ステップＳ５で当該タイミングがメモリに保存される。
【００９６】
露光部１３ａで潜像画像が書き込まれず、トナー画像が形成されていない場合、ステップＳ６で、現在のタイミングが、メモリに保存された画像が到来するタイミングかどうかが判断される。トナー画像が到来するタイミングではない場合、ステップＳ７で、連続的に往復動しているクリーニング不良検知センサ３１により残留トナーの状態が検出される。
【００９７】
この検出により残留トナーが検出されたか否かがステップＳ８で判断される。残留トナーが検知された場合は、ステップＳ９でクリーニング不良回復処理が実行され、その後プログラムが終了する。残留トナーが検知されなかった場合は直ちにプログラムが終了する。また、ステップＳ６で、メモリに保存された画像が到来するタイミングであると判断された場合、直ちにプログラムが終了する。
【００９８】
以上のフローによって、感光体１３の長手方向で画像領域と非画像領域が混在している場合でも、非画像領域のクリーニング不良が逐一検知され、クリーニング不良やトナー落ちが検出される。
【００９９】
（動作例５）
図１３はクリーニング不良検知センサ３１の動作例５の概略図である。便宜的に、クリーニング不良検知センサ３１の移動方向に重ねるようにしてーマルヒータ２０ａ〜２０ｇを並べている。この動作例５では、図１２Ｂの動作例４のフロー図のステップＳ５の処理（画像が到来するタイミングをメモリに保存）において、その分解能を、図２Ｂの定着ローラ１５ａの周方向における分割加熱方式の各サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの長さにしている。
【０１００】
すなわち、印刷領域又は画像領域がクリーニング不良検知センサ３１の検出位置に到来したか否かを、検出位置に対応する各サーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの加熱領域内に印刷領域又は画像領域の画素があるか否かで判断する。この場合、画像が到来するタイミングの判定精度（検出の時間間隔）は、クリーニング不良検知センサ３１が、１つ１つのサーマルヒータ２０ａ〜２０ｇの、搬送方向加熱領域の長さ分を移動するのに要する時間にしたものである。これにより、「画像が到来するタイミング」のメモリ上の保存領域を荒くする（保存するタイミング数を少なくする）ことができ、演算装置の負荷を減らすことができる。
【０１０１】
図１３は、サーマルヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆを通過する画像領域が定着される様子をイメージ的に示している。中央の縦線はクリーニング不良による未定着残留トナーを示している。この残留トナーは非画像領域にあるので、クリーニング不良検知センサ３１によって検知して対応するサーマルヒータ２０ｄに電力を供給することで定着される。
【０１０２】
（動作例６）
図１４Ａはクリーニング不良検知センサ３１の動作例６の概略図である。この動作例６では、図１４Ａに示すように、前述した動作例１〜５において、印刷領域のサイズ（記録媒体の幅方向寸法）をあらかじめ記憶しておき、クリーニング不良検知センサの移動範囲の端部を、当該印刷領域のサイズにあわせて変更するものである。これにより、印刷領域のサイズに合わせて必要な範囲のみが無駄なく検知される。
【０１０３】
図１４Ｂのフロー図は、前述した動作例１〜５のスタート処理の直後に入るサブルーチンである。ステップＳ１で、印刷領域のサイズが取得され、ステップＳ２で、クリーニング不良検知センサを移動させる範囲が決定される。
【０１０４】
（動作例７）
図１５Ａはクリーニング不良検知センサ３１の動作例７の概略図である。クリーニング不良検知センサ３１が往復動を繰り返すうちに、プログラムに記憶されているセンサ３１の感光体１３上の位置と、実際のセンサ３１の位置とがずれてくることがある。そこで、この動作例７では、所定の枚数を印刷した後などに、プログラムをキャリブレーションモードにする。
【０１０５】
当該キャリブレーションモードでは、図１５Ａに示すように、像担持体としての感光体１３の両端部に、クリーニング不良検知センサ３１の往復動範囲の両端位置に対応させて書き込みユニットと現像手段１８で線状のトナー像Ｔ１、Ｔ２を形成する。そのトナー像Ｔ１、Ｔ２をクリーニング不良検知センサ３１で読み込むことで当該センサ３１の両端位置のキャリブレーションを行う。
【０１０６】
図１５Ｂは、この動作例７（キャリブレーションモード）のフロー図である。当該キャリブレーションモードでは、まずステップＳ１でクリーニング不良検知センサ３１の往復動範囲の両端に相当する位置にトナー像Ｔ１、Ｔ２が形成される。その後、ステップＳ２でクリーニング不良検知センサ３１の位置にトナー像Ｔ１、Ｔ２が到来するまで感光体１３が駆動される。そしてステップＳ３において、トナー像Ｔ１、Ｔ２が到来するタイミングで感光体１３が停止される。
【０１０７】
感光体１３が停止されると、ステップＳ４で図１５Ａの左右両端のいずれか一方のトナー像Ｔ２が検知されるまでクリーニング不良検知センサ３１が移動される。そして当該トナー像Ｔ２が検知されたときのクリーニング不良検知センサ３１の位置が、ステップＳ５で当該センサ３１の往復動の片端の位置として記憶される。
【０１０８】
その後、ステップＳ６で同様に他端のトナー像Ｔ１が検知されるまでクリーニング不良検知センサ３１が移動され、当該トナー像が検知された位置が、ステップＳ７で当該センサ３１の往復動の他端の位置として記憶される。これでキャリブレーションモードが終了する。以上により、感光体１３（又は３８、４０）上の絶対位置とプログラムで記憶しているセンサ３１の位置を一致させることができる。
【０１０９】
以上説明したように、本発明によれば、像担持体のクリーニング不良等で非印刷領域又は非画像領域に付着した残留現像剤を、低コストな単一のクリーニング不良検知センサで広範囲に検出することができる。また、当該検出情報に基づいて加熱手段の加熱領域を変更することで、当該残留現像剤が記録媒体上で未定着のまま出力されるのを防止することができる。従って、未定着現像剤で他の印刷物が汚染されたり、ユーザーの手や衣服等が汚染されたり、周囲が汚染されたりするのを防止することができる。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態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で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明に係る画像形成装置は、図１のプリンタ１０に限らず、その他の複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に設けることも可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０：プリンタ                                  １１：給紙手段
１１ａ：給紙トレイ                              １１ｂ：給紙コロ
１２：タイミングローラ対                        １３：感光体
１４：転写手段                                  １５：定着手段
１５ａ：定着ローラ                              １５ｂ：加圧ローラ
１６：帯電ローラ                                １７：ミラー
１８：現像手段                                  １９：クリーニング手段
２０：加熱手段                                  ２０ａ-２０ｇ：サーマルヒータ
２１：サーミスタ                                ２２：サーミスタ
２３：電源                                      ２４：加熱制御手段
３１〜３６：クリーニング不良検知センサ          ３１ａ：照明光源
３１ｂ：結像レンズ                              ３１ｃ：センサ
３８：転写ベルト                                ４０：転写・定着ベルト
４８：画像濃度調整用パッチ画像
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１２】
【特許文献１】特開２００１−３４３８６０号公報
【特許文献２】特開平５−２８１８１８号公報
【特許文献３】特開２０１２−６３５６０号公報
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2014215389.tif 000005
【図２Ｃ】
2014215389.tif 000006
【図３Ａ】
2014215389.tif 000007
【図３Ｂ】
2014215389.tif 000008
【図３Ｃ】
2014215389.tif 000009
【図３Ｄ】
2014215389.tif 000010
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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