JP2015028506A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体上の非画像領域にトナーが付着した場合であっても、ユーザーの手や衣服などを汚すことのない定着装置を提供する。【解決手段】画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御する定着装置において、定着処理後の記録媒体上の未定着トナーを除去するクリーニング装置３５と、クリーニング装置３５が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知する未定着トナー量検知手段５２とを備え、未定着トナー量検知手段５２の検知結果に応じて、非画像領域に対応する加熱領域の温度を制御するように構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御可能な定着装置、及び当該定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式等の画像形成装置においては、記録媒体としての用紙にトナー画像を定着させる定着装置が設けられている。定着装置は、加熱手段によって加熱される定着部材と、この定着部材に当接する当接部材とを有し、定着部材と当接部材との当接により形成されたニップ部を用紙が通過することにより、その用紙上のトナーが加熱溶融されて定着される。

一般的に、加熱手段は、通紙幅全体に渡って定着部材を加熱するように構成されており、これによって用紙全体が加熱される。しかしながら、画像が用紙の一部の領域にしか存在しない場合は、画像の存在しない非画像領域において、熱エネルギーが無駄に消費されることになる。

そこで、非画像領域への無駄な熱エネルギー消費を削減するため、例えば、下記特許文献１などには、用紙上の画像に応じて加熱領域を変更し、定着に必要な画像領域は加熱するが、定着に必要ない非画像領域は加熱しない、又は加熱温度を低くするように制御する定着装置が提案されている。

ところで、画像形成装置においては、現像工程や転写工程の異常等により、用紙上の非画像領域にトナーが付着する場合がある。非画像領域にトナーの付着が生じた場合、上記のような非画像領域を加熱しない、又は加熱温度を低くする定着装置においては、非画像領域に付着したトナーは定着処理後も溶けずに未定着トナーとして用紙上に残存する。このため、印刷後の用紙から未定着のトナーが脱落し、用紙を取り扱うユーザーの手や衣服などを汚す虞がある。

本発明は、斯かる事情に鑑み、記録媒体上の非画像領域にトナーが付着した場合であっても、ユーザーの手や衣服などを汚すことのない定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、定着部材と、前記定着部材に当接してニップ部を形成する当接部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記加熱手段は、それぞれ独立して加熱可能でかつ記録媒体の幅方向に渡って分割された複数の加熱領域を有し、前記加熱制御手段が、画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御する定着装置において、定着処理後の記録媒体上の未定着トナーを除去するクリーニング装置と、前記クリーニング装置が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知する未定着トナー量検知手段とを備え、前記未定着トナー量検知手段の検知結果に応じて、非画像領域に対応する加熱領域の温度を制御するように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、クリーニング装置が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知することで、非画像領域上に付着する未定着トナーの量を把握することが可能である。そして、この未定着トナー量の検知結果に応じて、非画像領域に対応する加熱領域の温度を制御することで、非画像領域における未定着トナーを定着させトナーの脱落を防止することができる。これにより、ユーザーの手や衣服などを汚すことのない定着装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成図である。 ヒータの構成を示す定着装置の斜視図である。 画像形成パターンを示す平面図である。 通紙時のヒータの出力と定着ベルトの温度変化を示す図である。 クリーニング装置の概略構成図である。 定着装置の温度制御方法の一例を示す図である。 定着装置の温度制御方法の他の例を示す図である。 温度制御のフローを示す図である。 他の制御系の例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。 用紙の非画像領域にトナーがスジ状に付着した状態を示す図である。 スジ状のトナーが電極ローラ上に吸着された状態を示す図である。 図１３に示す電極ローラの表面を光学センサで検知した場合の反射光強度を示すグラフである。 クリーニング装置でクリーニングした後の用紙上の未定着トナー付着量を示す図である。 閾値の再設定の仕方を説明するための図である。 電極ローラ上に生じたトナー落ちとスジ画像を示す図である。 本発明に係る定着装置を搭載したカラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明を適用可能な他の定着装置の概略構成図である。 本発明を適用可能なさらに別の定着装置の概略構成図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の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。

図１は、本発明の第１実施形態係る画像形成装置の概略構成図である。
第１実施形態に係る画像形成装置は、モノクロ画像形成装置であり、その装置本体１の中央には、像担持体としての感光体２が配設されている。感光体２の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ３と、露光手段を構成する光源４及びミラー５と、現像ローラ６を備える現像手段７と、転写手段８と、クリーニングブレード９を備えるクリーニング手段１０等が配設されている。

また、装置本体１には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１２と、搬出された用紙Ｐの紙粉等の異物を除去する異物除去手段としての除去ブラシ５０と、除去ブラシ５０によって除去された異物を回収する異物回収部５１と、タイミングローラとしての一対のレジストローラ１３と、用紙Ｐに画像を定着する定着装置１４と、用紙Ｐの非画像領域に付着している未定着トナーを除去するクリーニング装置３５と、クリーニング装置３５が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知する未定着トナー量検知手段としての粉塵検知センサ５２と、用紙Ｐを装置外に排出する排紙ローラ１５とが設けられている。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

続いて、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、感光体２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。次いで、図示しない読取装置やコンピュータ等からの画像情報に基づいて、光源４から照射された露光光がミラー５を介して走査され、感光体２の帯電面に照射される。これにより、感光体２の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し、現像ローラ６からトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１２が回転駆動を開始し、給紙トレイ１１から用紙Ｐが１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、除去ブラシ５０によって紙粉等の異物が除去された後、レジストローラ１３によって搬送が一旦停止され、姿勢のずれが矯正される。その後、レジストローラ１３を感光体２の回転に同期して回転駆動させ、感光体２上のトナー画像の先端と用紙Ｐの搬送方向先端の所定位置とが一致するタイミングで用紙Ｐを搬送する。そして、搬送される用紙Ｐ上に、感光体２上のトナー画像が、転写手段８によって形成された転写電界により転写される。また、用紙Ｐ上に転写されずに感光体２上に残った残留トナーは、感光体２の回転に伴ってクリーニングブレード９に至り、クリーニングブレード９によって掻き落とされ除去される。そして、感光体２の表面は、図示しない除電手段によって除電され、次の作像工程に備えられる。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１４へと搬送され、定着装置１４によって用紙Ｐ上のトナー画像が定着される。続けて、用紙Ｐは、クリーニング装置３５に搬送される。このとき、用紙Ｐの非画像領域に未定着トナーが付着している場合は、クリーニング装置３５によって非画像領域上の未定着トナーが除去される。また、クリーニング装置３５の動作時に発生するトナー粉塵量を粉塵検知センサ５２によって検知する。そして、検知されたトナー粉塵量があらかじめ設定された閾値を超えている場合は、その結果に基づき定着装置１４の制御が行われる。なお、具体的な制御方法については後述する。その後、用紙Ｐは、排紙ローラ１５によって装置外へ排出される。

図２は、上記定着装置の概略構成図である。
図２に示すように、定着装置１４は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１に当接してニップ部Ｎを形成する当接部材としての加圧ローラ２２と、定着ベルトを加熱する加熱手段としてのヒータ２３とを備える。

定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。具体的に、定着ベルト２１は、外径４０ｍｍで厚み４０μｍのＳＵＳ製の基材２１ａと、この基材２１ａの外周面を被覆する厚み１００μｍのシリコーンゴム製の弾性層２１ｂと、この弾性層２１ｂの外周面を被覆する厚み５〜５０μｍのＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂製の離型層２１ｃとで構成されている。なお、定着ベルト２１の基材２１ａを、ポリイミド等の樹脂材料で構成してもよい。

加圧ローラ２２は、外径４０ｍｍで厚み２ｍｍの鉄製の芯金２２ａと、この芯金２２ａの外周面を被覆する弾性層２２ｂとで構成されている。加圧ローラ２２の弾性層２２ｂは、シリコーンゴムで構成されており、その厚みは５ｍｍである。また、離型性を高めるため、弾性層２２ｂの外周面に厚み４０μｍ程度のフッ素系樹脂から成る離型層を配設してもよい。

定着ベルト２１の内周側の加圧ローラ２２と対向する位置には、ニップ形成部材２４が配設されている。ニップ形成部材２４は、その両端部において、定着装置１４の図示しない側板に支持されている。このニップ形成部材２４に対し、加圧ローラ２２が加圧レバー等の加圧手段によって圧接せしめられることで、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との圧接部において所定幅のニップ部Ｎが形成されている。なお、定着部材と当接部材とを加圧を行わず単に当接させるだけの構成としてもよい。

また、加圧ローラ２２は、図示しないモータ等の駆動源によって図の矢印Ｂ方向に回転駆動するように構成されている。そして、加圧ローラ２２が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Ｎで定着ベルト２１に伝達され、定着ベルト２１が図の矢印Ｃ方向に従動回転するようになっている。また、定着ベルト２１の内周側には、定着ベルト２１を支持するベルト支持部材２９が配設されている。

ヒータ２３は、サーマルヒータやセラミックヒータ等の面状又は板状の発熱体で構成されている。定着ベルト２１の内周側には、支持部材としてのステー３１が配設されており、このステー３１によって、ヒータ２３が、ニップ部Ｎよりも用紙搬送方向Ａの上流側で、定着ベルト２１の内周面に対向するように支持されている。また、ヒータ２３には電源２５が接続されており、電源２５からヒータ２３に電力が供給されるようになっている。この電源２５の出力は、加熱制御手段２６によって制御される。加熱制御手段２６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構成されている。

また、定着装置１４は、ヒータ２３の温度を検知するヒータ温度検知手段としての第１のサーミスタ２７と、定着ベルト２１の温度を検知するベルト温度検知手段としての第２のサーミスタ２８とを備える。第１のサーミスタ２７は、ヒータ２３に直接接触するように配設され、第２のサーミスタ２８は、定着ベルト２１の外周面に対し、ヒータ２３よりもベルト回転方向Ｃの上流側で対向するように配設されている。各サーミスタ２７，２８で検知された温度情報は、加熱制御手段２６に入力されるようになっており、この入力情報に基づいて、加熱制御手段２６は電源２５の出力を制御するように構成されている。

また、ヒータ２３と対向する位置には、定着ベルト２１を外周側から押さえる押さえ部材としての押圧ローラ３０が配設されている。この押圧ローラ３０によって、定着ベルト２１が外周側から押さえられることで、定着ベルト２１がヒータ２３に接触するようになっている。押圧ローラ３０は、外径が１５ｍｍ乃至３０ｍｍであり、外径が８ｍｍの鉄製の芯金３０ａと、この芯金３０ａの外周面を被覆する厚み３．５ｍｍ乃至１１ｍｍのシリコーンゴム製の弾性層３０ｂとで構成されている。また、離型性を高めるために、弾性層３０ｂの外周面に厚み４０μｍ程度のフッ素系樹脂から成る離型層を配設してもよい。ここでは、押圧ローラ３０が図示しない加圧手段によって定着ベルト２１に圧接されているが、加圧を行わず単に当接させるだけの構成としてもよい。

図２を参照しつつ定着装置の基本動作について説明する。
画像形成装置本体の電源スイッチが投入されると、電源２５からヒータ２３に電力が供給されると共に、加圧ローラ２２が図の矢印Ｂ方向に回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２との摩擦力によって、図の矢印Ｃ方向に従動回転する。

その後、上述の画像形成工程を経て未定着のトナー画像Ｇが担持された用紙Ｐが、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間のニップ部Ｎに搬送されると、用紙Ｐが加熱及び加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像Ｇが定着される。そして、用紙Ｐはニップ部Ｎから搬出された後、機外に排出される。

以下、本実施形態に係る定着装置の構成について、さらに詳しく説明する。
図３に示すように、ヒータ２３は、用紙Ｐの幅方向に等間隔に配設された複数（図では７つ）の発熱体３２を有しており、各発熱体３２は、互いに独立して発熱可能に構成されている。すなわち、ヒータ２３は、それぞれ独立して加熱可能でかつ用紙Ｐの幅方向に渡って分割された複数の加熱領域を有する。各発熱体３２は、上記加熱制御手段２６によって、その発熱が制御されるようになっている。

具体的に、加熱制御手段２６は、複数の発熱体３２のうち、発熱させる発熱体３２を選択することによる用紙幅方向における加熱領域の変更と、発熱体３２のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを制御することによる回転方向における加熱領域の変更と、発熱体３２の発熱量を制御することによる加熱量（加熱温度）の変更とを、行えるようになっている。なお、発熱体３２の発熱量（出力）の制御は、発熱体３２への供給電力の増減、あるいは、点灯デューティー（所定時間中のＯＮ時間の比率）の変更などによって行われる。

例えば、図４（ａ）に示すように、用紙搬送方向Ａの先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ｃが存在するように画像形成された用紙Ｐの場合、画像領域ａ，ｃでは定着が必要であるが、非画像領域ｃでは定着の必要はない。このような場合、加熱制御手段２６は、画像処理手段３３（図２参照）から得られた画像情報に基づき、非画像領域ｂに対応する定着ベルト２１の部位の温度を、画像領域ａ，ｃに対応する定着ベルト２１の部位の温度よりも低くなるようにヒータ２３を制御する。すなわち、この場合、画像領域ａ，ｃに対応する箇所では、全発熱体３２への電力供給を通常通り行うが、非画像領域ｂに対応する箇所では、全発熱体３２への電力供給を低減又は停止する。このように、非画像領域ｂに対応する箇所では、発熱体３２への供給電力を低減又は停止することで、非画像領域ｂへの無駄な熱エネルギー消費を削減することができる。

また、図４（ｂ）に示すように、用紙Ｐの幅方向に渡って、画像領域ｄと非画像領域ｅとが混在する場合は、複数の発熱体３２のうち、非画像領域ｅに対応する位置（図の右側）にある発熱体３２への電力供給を低減又は停止する。これにより、非画像領域ｅへの無駄な熱エネルギー消費を削減できる。

また、図４（ｃ）に示す例では、画像領域と非画像領域とが用紙Ｐの幅方向と搬送方向に渡って混在している。この場合は、図中の符号ｇの範囲と符号ｉの範囲とが重なり合った箇所に形成される非画像領域に対応して、発熱体３２への電力供給を低減又は停止することにより、上記と同様に、非画像領域への無駄な熱エネルギー消費を削減することができる。

図５は、図４（ａ）に示す用紙を通過させた場合のヒータの出力と定着ベルトの温度変化を示す図である。以下、図５を参照しつつ、定着ベルトの温度制御について説明する。

図５に示すように、用紙上の画像領域ａ，ｃがニップ部を通過するタイミングＴａ，Ｔｃでは、定着ベルトの温度が、定着に必要な所定の第１の目標温度Ｑ１となるように、発熱体への供給電力を制御する。具体的に、第１の目標温度Ｑ１は、画像領域ａ，ｃ上のトナーを確実に定着するため、例えば１４０℃に設定されている。一方、非画像領域ｂがニップ部を通過するタイミングＴｂでは、発熱体への電力供給を低減して、第１の目標温度Ｑ１よりも低い第２の目標温度Ｑ２となるように制御し、無駄な熱エネルギー消費を削減する。ここで、画像領域ａ，ｃがニップ部を通過しない時間Ｔｂ，Ｔ１，Ｔ２においては、発熱体への電力供給を完全に停止してもよいが、極端に温度が下がり過ぎると、次の、あるいは最初の画像領域に対応した温度の立ち上がりが間に合わないことがある。そのため、図５に示す例のように、発熱体の出力として、第１の目標温度Ｑ１用の出力Ｗ１よりも小さい出力Ｗ２を設定し、画像領域の非通過時Ｔｂ，Ｔ１，Ｔ２においては、小さい出力Ｗ２で加熱することにより、第１の目標温度Ｑ１よりも低いが室温よりは高い第２の目標温度Ｑ２に保つように制御することが望ましい。具体的に、第２の目標温度Ｑ２としては、８０℃以上とすることが望ましい。本実施形態では、第２目標温度Ｑ２を１００℃に設定している。

また、一般的に、定着ベルトの加熱を開始してから、定着ベルトの温度が目標温度に達するまでには、一定の昇温時間を要する。従って、第１の目標温度Ｑ１用の出力Ｗ１での立ち上げを、画像領域ａの先端がニップ部に達した時点で開始した場合、第１の目標温度Ｑ１への昇温が間に合わない。そこで、図５に示す例のように、定着ベルトの昇温時間を考慮して、各画像領域ａ，ｃの先端がニップ部へ到達するよりも前のタイミングから、所定時間Ｔｘの間、出力Ｗ１による予熱を行うことが望ましい。ただし、省エネの観点から、予熱時間Ｔｘはできるだけ短い方が望ましい。また、定着ベルトの昇温時間は、定着ベルト自体の熱伝達率や回転方向の発熱長さなどによって異なるため、予め実験などにより特定しておくとよい。

なお、図５に示す例では、各画像領域ａ，ｃの定着温度を、同じ第１の目標温度Ｑ１に設定しているが、画像領域に応じて目標温度を異ならせてもよい。

例えば、各画像領域の画像の種類が、文字、写真、図などで異なる場合に、画像の種類に応じて各画像領域に対応する目標温度を異ならせてもよい。特に、画像が写真の場合は、画像の光沢度を上げる必要がある場合があるので、写真の画像領域に対しては目標温度を高く設定することで、所望の光沢度が得られる。

また、各画像領域の画像パターンが、ベタ画像、ハーフトーン画像、線画像、文字画像などで異なる場合や、画像パターンの処理方法が、ディザ法や誤差拡散法などで異なる場合、画像パターンや処理方法に応じて各画像領域に対応する目標温度を異ならせてもよい。各種画像パターンによってトナー粒子同士の孤立度合い又は密集度合いが異なっており、孤立している場合の方が密集している場合よりもトナーが剥がれやすいことが知られている。そのため、トナーが孤立している画像パターンに対しては、目標温度を上げて剥がれにくくし、反対に、トナーが密集している画像パターンに対しては、目標温度を下げることで消費エネルギーを削減することが可能である。

また、各画像領域のトナー付着量が異なる場合、それぞれ、定着に必要な温度が異なるため、画像情報に基づきトナーの付着量を把握しておき、これに応じて画像領域ごとに目標温度を異ならせてもよい。通常、トナーの付着量が多い画像では、トナーの溶融に多くの熱量が必要になるため、目標温度を上げる必要がある。反対に、トナーの付着量が少ない画像では、目標温度を下げて消費エネルギーの削減を図ることができる。

また、複数の色のトナーを用いるカラー画像形成装置においては、トナーの色によって定着に必要な熱量が異なる場合があるため、その場合、トナーの色に応じて目標温度を異ならせてもよい。例えば、ブラックのトナーは、イエロー、シアン、マゼンタ等の他の色のトナーに比べて、定着に必要な熱量が少なくてよい場合が多いため、ブラックのトナーのみ使用される画像領域では、目標温度を下げることで消費エネルギーの削減を図れる。

図６は、上記クリーニング装置の概略構成図である。
図６に示すように、本実施形態のクリーニング装置３５は、定着処理後の用紙Ｐ上の未定着トナーを除去する除去部材としてのクリーニングブラシ３６と、クリーニングブラシ３６に対向する対向部材としての対向ローラ３８と、クリーニングブラシ３６を収容するケース３９とを備えている。

クリーニングブラシ３６は、芯金３６ａと、芯金３６ａの外周面に設けられた多数のブラシ繊維３６ｂとから成るブラシローラである。また、クリーニングブラシ３６は、搬送される用紙Ｐの画像形成面側に配置され、対向ローラ３８は、用紙Ｐの画像形成面とは反対側の面に配置されている。

図６に示すように、定着処理後の用紙Ｐがクリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入すると、矢印Ｄ方向に回転するクリーニングブラシ３６と矢印Ｅ方向に回転する対向ローラ３８によって、用紙Ｐは矢印Ａ方向に搬送される。ここで、用紙Ｐは定着処理されているが、上述の通り、非画像領域に対応する加熱領域では低い温度で加熱することから、万が一、用紙Ｐ上の非画像領域にトナーが付着した場合、非画像領域上のトナーは未定着トナーとして存在する。図６では、非画像領域上の未定着トナーを符号ｉで示し
、画像領域上の定着トナーを符号ｊで示している。このような未定着トナーｉが付着した
用紙Ｐが、クリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入すると、回転するクリーニングブラシ３６によって未定着トナーｉが機械的に掻き取られて用紙Ｐ上から除去さ
れる。

クリーニングブラシ３６によって用紙Ｐ上の未定着トナーｉが掻き取られると、このと
きの掻き取り動作によって未定着トナーの粉塵が発生する。その粉塵となった未定着トナーを粉塵検知センサ５２によって検知する。粉塵検知センサ５２としては、例えば、ＴＩＳ社製のＤＵＳＴＴＲＫ ＡＥＲＯＳＯＬ ＭＯＮＩＴＯＲ ８５２０などがあるが、その他の粉塵検知センサを使用してもよい。なお、クリーニングブラシ３６に代えて、用紙にエアーを吹き付けて未定着トナーを除去する手段を用い、そのとき発生するトナー粉塵量を検知するようにしてもよい。

粉塵検知センサ５２によって検知されるトナー粉塵量は、非画像領域における未定着トナーの付着量と連関している。すなわち、非画像領域に付着している未定着トナーが多いほど、粉塵検知センサ５２によって検知されるトナー粉塵量が多くなる。従って、粉塵検知センサ５２の検知結果は、非画像領域にトナーが付着している異常を表す指標となる。

上述のように、本実施形態では、クリーニングブラシ３６によって用紙上の未定着トナーを除去するようにしているが、未定着トナーの付着量やクリーニングブラシ３６の除去能力、その他種々の要因によって、未定着トナーを完全に除去できない場合もある。その場合、用紙上に未定着トナーが残存するため、未定着トナーによってユーザーの手や衣服等が汚れる虞がある。そこで、本実施形態では、粉塵検知センサ５２で検知されたトナー粉塵量（未定着トナー量）に応じて、加熱制御手段２６(図２参照)が非画像領域に対応する加熱領域の温度を制御するようにしている。

以下、温度制御方法について詳しく説明する。
本実施形態では、上述の第１の目標温度Ｑ１と、第１の目標温度Ｑ１よりも低い上記第２の目標温度Ｑ２以外に、第１の目標温度Ｑ１よりは低いが第２の目標温度Ｑ２よりは高い第３の目標温度Ｑ３を設定している（Ｑ１＞Ｑ３＞Ｑ２）。上記説明したように、第１の目標温度Ｑ１は、画像領域に対応する加熱領域の温度であり、画像領域上のトナーを確実に定着するため、本実施形態では１４０℃に設定されている。一方、第２の目標温度Ｑ２は、非画像領域に対応する加熱領域の温度であり、非画像領域への無駄な熱エネルギー消費を削減するため、１００℃に設定されている。そして、本実施形態では、第３の目標温度Ｑ３を、第１の目標温度Ｑ１（１４０℃）よりは低く、第２の目標温度Ｑ２（１００℃）よりは高い、１２０℃に設定している。この１２０℃という温度は、用紙上の非画像領域に付着したトナーを用紙から脱落させない程度に定着させることができる温度である。より具体的には、単色ベタ画像の５０％のトナー付着量において、十分な定着性が得られる定着温度であり、定着性の評価はスミア法を用いて実施した。

本実施形態では、通常、図７の一点鎖線で示す温度制御のように、用紙上の画像領域がニップ部を通過するタイミングＴａ，Ｔｃでは、定着ベルトの温度が第１の目標温度Ｑ１となるように制御し、用紙上の非画像領域がニップ部を通過するタイミングＴｂでは、定着ベルトの温度が第２の目標温度Ｑ２となるように制御する。しかし、上記粉塵検知センサ５２で検知されたトナー粉塵量があらかじめ設定された閾値を超えた場合は、非画像領域にユーザーの手や衣服等が汚れる可能性があるくらいの未定着トナーが付着していると判断し、図７の実線で示すように、非画像領域に対応する加熱領域の温度を第２の目標温度Ｑ２よりも高い第３の目標温度Ｑ３となるように制御する。なお、画像領域に対応する加熱領域の温度に関しては、上記と同様に、第１の目標温度Ｑ１となるように制御する。

このように、粉塵検知センサ５２によって検知されたトナー粉塵量が閾値を超えた場合、非画像領域に対応する加熱領域の温度を第２の目標温度Ｑ２から第３の目標温度Ｑ３へ変更することで、それ以降に排出される用紙において非画像領域上のトナーを定着させることが可能となる。これにより、ユーザーの手や衣服等が未定着トナーによって汚されるのを防止することができるようになる。

ただし、紙粉の多い用紙が搬送される場合は、粉塵検知センサ５２が用紙上の紙粉を検知することにより、未定着トナーの粉塵が検知されたと誤検知してしまう可能性もある。そこで、このような誤検知を防止するため、本実施形態では、図２に示すように、定着装置１４よりも用紙搬送方向の上流側に、用紙上の紙粉等の異物を除去する除去ブラシ５０を設けている。これにより、除去ブラシ５０によって事前に紙粉等を除去することができるので、粉塵検知センサ５２が紙粉を検知することによる誤検知を防止できる。

図７に示す例では、第３の目標温度Ｑ３を第１の目標温度Ｑ１よりも低い温度に設定しているが、図８に示す例のように、第３の目標温度Ｑ３を第１の目標温度Ｑ１と同じ温度に設定して、簡易な制御としてもよい。一方、図７に示すように、第３の目標温度Ｑ３を第１の目標温度Ｑ１よりも低い温度に設定した場合は、無駄な熱エネルギー消費の削減が図れる。特に、カラー画像を印刷する場合は、複数色のトナーが重なり合うので、定着に十分な温度は、モノクロ画像を印刷する場合よりも高くなるため、第３の目標温度Ｑ３を第１の目標温度Ｑ１よりも低い温度に設定することで、より大きな省エネ効果が期待できる。このことから、カラー画像形成時のみ、第３の目標温度Ｑ３を第１の目標温度Ｑ１よりも低く設定し（Ｑ１＞Ｑ３＞Ｑ２）、モノクロ画像形成時は、第３の目標温度Ｑ３を第１の目標温度Ｑ１と同じに設定して簡易な制御としてもよい（Ｑ１＝Ｑ３＞Ｑ２）。

図９に、温度制御のフローを示す。
以下、上記第２の目標温度Ｑ２を用いて温度制御する通常の制御モードを「第１の制御モード」と称し、上記第３の目標温度Ｑ３を用いて温度制御する異常発生時の制御モードを「第２の制御モード」と称して説明する。

本実施形態では、初めは第１の制御モードに設定されており、図９に示すように、印刷が開始されると、まず、１枚目の用紙が第１の制御モードで定着処理される。その後、クリーニング装置３５によってクリーニングされ、そのとき生じるトナー粉塵量が粉塵検知センサ５２によって検知される。検知されたトナー粉塵量が閾値以下であった場合は、異常がないと判断し、第１の制御モードによる制御が維持される。その後、印刷を継続する場合は、上記と同様に、第1の制御モードでの定着処理、クリーニング処理、トナー粉塵量の検知が用紙ごとに行われる。

一方、1枚目の用紙、あるいはそれ以降の用紙において検知されたトナー粉塵量が閾値を超えていた場合は、異常があると判断し、第１の制御モードから第２の制御モードへ変更される。第２の制御モードに変更された場合は、それ以降に印刷する用紙に対して第２の制御モードで定着処理を行う。

ここで、上記のような異常、すなわち、ユーザーの手や衣服等が汚れる可能性があるくらいに未定着トナーが非画像領域に付着する現象が発生するのは、主に、作像ユニットが寿命に達し、交換時期の過ぎてもなお、当該作像ユニットを使用している場合である。このため、一度、非画像領域に未定着トナーが付着した異常画像が出力されると、同様の異常画像が続けて出力される傾向にある。そのため、本実施形態では、一旦、第２の制御モードに変更された場合は、その後、粉塵検知センサ５２による検知結果が閾値以下となったとしても、検知結果にかかわらず、第１の制御モードには戻さず、第２の制御モードを維持するようにしている。このように制御することで、定着温度を上げたり下げたりを繰り返すことなく安定して制御することが可能となる。

しかし、作像ユニットが新品のものに交換された場合は、上記のような異常は解消されるので、ユニット交換検知手段５３（図２参照）よって作像ユニットの交換があったと検知された場合は、第１の制御モードに戻す。ユニット交換検知手段５３としては、作像ユニットに設けられたＩＤチップの情報を読み取って検知するものや、メカ的な構成で検知するものなどを採用することができる。

また、作像ユニットの交換が行われる場合は、一般的に、装置本体のカバーの開閉が行われる。このため、図１０に示すように、上記ユニット交換検知手段５３に代えて、カバー閉鎖検知手段５４を設けてもよい。カバー閉鎖検知手段５４が装置本体のカバーの閉鎖を検知した場合、作像ユニットが交換された可能性があるとして、定着温度の制御を第２の制御モードから第１の制御モードへ戻す。しかし、この方式では、装置本体の電源ＯＦＦ時に作像ユニットが交換されると、カバー閉鎖検知手段５４がカバーの閉鎖を検知できない場合がある。そのため、図１０に示すように、装置本体の電源投入を検知する電源投入検知手段５５を設け、装置本体の電源投入が検知された場合は、第１の制御モードへ戻すように制御することが望ましい。

以下、本発明の第２実施形態の構成について説明する。
本発明の第２実施形態では、上記第１実施形態と比較して、主に、定着処理後の用紙上の未定着トナーを除去するクリーニング装置３５と、クリーニング装置３５が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知する未定着トナー量検知手段の構成が異なる。それ以外は、基本的に第１実施形態と同様の構成である。

図１１に示すように、第２実施形態に係るクリーニング装置３５は、上記第１実施形態と同様に、クリーニングブラシ３６と対向ローラ３８を備えているが、クリーニングブラシ３６の芯金３６ａには、クリーニングブラシ用電源４０から所定の電圧が印加されるようになっている。

ここで、クリーニングブラシ３６を、用紙から未定着トナーを除去する第１の除去部材とすると、第２実施形態では、第１の除去部材に付着している未定着トナーを除去する第２の除去部材として、クリーニングブラシ３６に接触する電極ローラ４１を備えている。電極ローラ４１は、導電性の芯金４１ａと、芯金４１ａの外周面を被覆する絶縁性の表層４１ｂとで構成されている。電極ローラ４１の芯金４１ａには、電極ローラ用電源４３から所定の電圧が印加されるようになっている。

さらに、第２実施形態に係るクリーニング装置３５は、第２の除去部材（電極ローラ４１）に付着している未定着トナーを除去する第３の除去部材として、スクレーパ４２を備えている。スクレーパ４２は、電極ローラ４１の表面に当接した状態で配置されている。

第２実施形態では、未定着トナー量検知手段として光学センサ４４を用いている。光学センサ４４は、電極ローラ４１に対向するように配置されており、電極ローラ４１へ光を照射して、その反射光強度を検知する。ここでは、光学センサ４４は、電極ローラ４１の表面がクリーニングブラシ３６と接触する位置からスクレーパ４２との当接位置に至るまでの間で、電極ローラ４１の表面に光を照射し、その反射光強度を検知する。このとき、電極ローラ４１上に未定着トナーが付着している場合は、光学センサ４４から発する光の一部が電極ローラ４１上の未定着トナーに吸収され、反射光強度が低下する。従って、電極ローラ４１からの反射光強度を検知することで、電極ローラ４１上に付着している未定着トナー量を検知することが可能である。また、本実施形態では、光学センサ４４によって、電極ローラ４１の軸方向全体に渡る反射光強度を検知するようにしている。光学センサ４４としては、例えば、ラインセンサ（三菱電機社製ＷＤ６Ｒ３０５Ｘ）などを用いることができる。

図１１に示すように、定着処理後の用紙Ｐがクリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に進入すると、上記第１実施形態と同様に、矢印Ｄ方向に回転するクリーニングブラシ３６と矢印Ｅ方向に回転する対向ローラ３８によって、用紙Ｐは矢印Ａ方向に搬送される。クリーニングブラシ３６には、その電位が対向ローラ３８の電位に対してトナーの帯電極性とは逆極性の電位となるように、クリーニングブラシ用電源４０から所定の電圧が印加される。例えば、トナーの帯電極性が負極性である場合、クリーニングブラシ３６は対向ローラ３８の設置電位（０Ｖ）に対して正極性の電位となるように、クリーニングブラシ３６に正極性の電圧が印加される。これにより、クリーニングブラシ３６と対向ローラ３８との間に、トナーをクリーニングブラシ３６側へ移動させる静電気力が発生する。このため、未定着トナーｉが付着した用紙Ｐがクリーニングブラシ３６と対向ローラ３
８との間に進入すると、用紙Ｐ上の未定着トナーが上記静電気力によってクリーニングブラシ３６へ転移し、クリーニングブラシ３６のブラシ繊維３６ｂに吸着される。その結果、非画像領域上から未定着トナーが除去される。

クリーニングブラシ３６に吸着された未定着トナーは、矢印Ｆ方向に回転する電極ローラ４１によって静電的に吸着され回収される。詳しくは、電極ローラ４１に、その電位がクリーニングブラシ３６の電位に対してトナーの帯電極性とは逆極性の電位となるように、電極ローラ用電源４３から所定の電圧が印加することにより、クリーニングブラシ３６から電極ローラ４１へ未定着トナーを移動させる静電気力を発生させる。例えば、上記のように、トナーの帯電極性が負極性で、クリーニングブラシ３６に正極性の電圧を印加した場合は、これに対して電極ローラ４１が正極性の電位となるように、さらに高い正極性の電圧を印加する。これにより、クリーニングブラシ３６に付着している未定着トナーが、電極ローラ４１によって静電的に除去される。

そして、電極ローラ４１の表面がクリーニングブラシ３６と接触する位置からスクレーパ４２との当接位置に至るまでの間で、光学センサ４４によって電極ローラ４１からの反射光強度が検知される。このとき検知された反射光強度が所定の値を下回った場合、すなわち、電極ローラ４１上の未定着トナー量が閾値を超えている場合は、非画像領域にユーザーの手や衣服等が汚れる可能性があるくらいの未定着トナーが付着していると判断し、上記第１実施形態と同様に、非画像領域に対応する加熱領域の温度を第２の目標温度Ｑ２よりも高い第３の目標温度Ｑ３となるように制御する。なお、第２実施形態における温度制御の詳しい内容は、第１実施形態における温度制御（図７〜図１０に示す内容）と基本的に同様であるので説明を省略する。

また、第２実施形態では、電極ローラ４１上の未定着トナーは、光学センサ４４との対向位置を通過した後、スクレーパ４２によって掻き落とされ機械的に除去される。スクレーパ４２によって掻き落とされた未定着トナーは、図示しない回収機構に蓄積される。

図１２は、用紙の非画像領域にトナーがスジ状に付着した状態を示す図である。
図１２に示す例では、図の左から順に、線の太さが０．５ｐｔ（ポイント）のハーフトーンライン、１．０ｐｔのハーフトーンライン、０．５ｐｔのベタライン、１．０ｐｔのベタラインが形成されている。これらのスジ状の異常画像（未定着トナー）は、クリーニングブラシ３６によって用紙Ｐ上から除去された後、電極ローラ４１上に吸着される。

図１３は、上記スジ状の異常画像（未定着トナー）が電極ローラ４１上に吸着された状態を示す図である。このように、電極ローラ４１上には、スジ状の異常画像が電極ローラ４１の回転方向に渡って吸着される。

図１４は、図１３に示す電極ローラ４１の表面を光学センサ４４で検知した場合の反射光強度を示すグラフである。
図１４（ａ）に示すように、ハーフトーンラインとベタラインの箇所では、反射光強度が低下している。特に、トナー付着量の多いベタラインの方がトナー付着量の少ないハーフトーンラインに比べ、反射光強度が低くなる。また、ハーフトーンラインとベタラインのそれぞれにおいては、線の太い１．０ｐｔの方が線の細い０．５ｐｔよりも反射光強度が低くなる。

図１４（ａ）において点線Ｈで示す反射光強度は、異常画像判定の基準となる閾値である。ここでは、閾値として０．５ｐｔのハーフトーンラインの反射光強度を設定している。０．５ｐｔのハーフトーンラインは、クリーニングされずに未定着状態で出力されたとしても、スミア測定（白綿布で用紙上の未定着トナーを擦り取り、白綿布に付着したＩＤ（トナー濃度）を測定する試験）の結果で、ユーザーの手を汚さない程度のトナー付着量である。従って、検知された反射光強度が０．５ｐｔのハーフトーンラインの反射光強度Ｈを下回った場合に、ユーザーの手が汚れる可能性があると判断する。そして、その場合、非画像領域に対応する加熱領域の温度を第３の目標温度Ｑ３へ上げ、非画像領域上の未定着トナーを定着させて出力する。

なお、仮に、０．５ｐｔを超える黒スジが発生しているにもかかわらず、何らかの理由で電極ローラ４１へのトナー付着量が少なくなった場合は、反射光強度が上記閾値の反射光強度Ｈ以上と検知され、異常画像が生じていないと誤検知される可能性もある。しかし、本実施形態では、図１５に示すように、１．０ｐｔのベタラインが生じても、クリーニング装置３５で未定着トナーがある程度除去されることで、ユーザーの手を汚さない程度（スミアＩＤ許容ライン以下）の未定着トナー付着量（スミアＩＤ）に抑えることができるので問題はない。

図１４（ｂ）に示すのは、同図（ａ）と同様に光学センサ４４によって図１３に示す電極ローラ４１の表面を検知した結果を示すものであるが、この場合、電極ローラ４１に対する光学センサ４４の位置を（ａ）の場合よりも離した位置に設定している。
電極ローラ４１上のトナー付着量が同様であっても、電極ローラ４１に対する光学センサ４４の位置を離すと、光学センサ４４の感度が低下するため、図１４（ｂ）に示すように、ハーフトーンラインとベタラインにおける反射強度の落ち込みが図１４（ａ）に示す場合に比べて小さくなる。仮に、光学センサ４４の位置を離した場合に、電極ローラ４１の地肌部における反射光強度にノイズが発生すると、地肌部とトナー付着部とでの反射光強度の差が小さくなり、誤検知してしまう可能性がある。よって、光学センサ４４をできるだけ電極ローラ４１に近づけて配置し、光学センサ４４の感度を上げることが望ましい。さらに、トナー付着部と地肌部との反射光強度に差が出るようにするため、電極ローラ４１の地肌部を、反射光強度が高くなるような白色又はそれに近い色に処理してもよい。

また、第１実施形態と同様に、第２実施形態においても、第１の制御モードから第２の制御モードに移行した後、作像ユニットの交換が行われた場合、異常画像の生じる原因が改善されたとして、再び第１の制御モードへ戻す。しかしながら、第１の制御モードへ戻した際、電極ローラ４１に未定着トナーが所定量以上付着していると、光学センサ４４の検知結果に基づきすぐに第２の制御モードに移行されてしまう。これを回避する方法として、スクレーパ４２によって電極ローラ４１上の未定着トナーを除去する方法があるが、未定着トナーを完全に除去しきれないことも考えられる。

そこで、本実施形態では、作像ユニット交換時（作像ユニット交換検知時、又は本体カバー閉鎖検知時、あるいは電源投入検知時）に、電極ローラ４１を所定時間回転し、スクレーパ４２によって電極ローラ４１上の未定着トナーの除去を行った後、光学センサ４４によって電極ローラ４１からの反射光強度を検知し、その時の検知結果を新たな基準値として設定するようにしている。そして、この基準値に基づき、異常画像を判定するための閾値を再設定する。以下、閾値の再設定の仕方について説明する。

図１６（ａ）に示すように、最初、電極ローラ４１には全く未定着トナーが付着していないので、電極ローラ４１の地肌部の反射光強度Ｘは、軸方向に渡って均一な直線状になる。この地肌部の反射光強度Ｘを基準値として、異常画像判定の基準となる閾値Ｕを設定する。具体的には、異常画像と判断されるほどの未定着トナーが付着した場合の反射光強度の低下量をＳとすると、基準値Ｘから低下量Ｓだけ低い値を閾値Ｕとして設定する。このように、最初に設定される閾値Ｕは、直線状の基準値Ｘから一定量Ｓだけ低い値に設定されるので、電極ローラ４１の軸方向に渡って均一な値となる。

これに対し、図１６（ｂ）に示すように、作像ユニットを交換時に新たに設定される基準値Ｘは、電極ローラ４１上に多少の未定着トナーが残留しているので、未定着トナーが付着している箇所で反射光強度が低下する、ばらつきのある値となる。そして、再設定される閾値Ｕは、新しい基準値Ｘから上記と同様の一定量Ｓだけ低い値に設定されるため、電極ローラ４１の軸方向に渡って部分的に低下した値に設定される。

また、図１７に示すように、電極ローラ４１の周方向の一部にトナーが付着するトナー落ち等の異常画像を検知した場合は、周方向に渡って連続するスジ状の異常画像を検知した場合とは異なり、周方向のある個所で反射光強度が低下する。この場合、反射光強度は周方向に渡っても異なるため、上記新しい基準値の設定は周方向に渡っても行う。従って、閾値は、新しい基準値に基づき、電極ローラ４１の軸方向だけでなく、周方向に渡っても再設定される。

そして、再設定された閾値に基づき、光学センサ４４によって反射光強度を検知した結果、反射光強度が閾値に対して周方向と軸方向の少なくとも一点でも下回った場合は、異常画像が発生していると判断し、第２の制御モードに変更する。その後、再び作像ユニットの交換があった場合は、上記と同様に、基準値と閾値の再設定を行い、以後、これを繰り返す。

しかしながら、基準値と閾値の再設定を繰り返し行う方法では、電極ローラ４１に残留するトナー量が次第に増加するに伴い、再設定される基準値及び閾値は徐々に低下していく。そして、電極ローラ４１上のある部分において、付着しているトナー量が吸着可能なトナー量の限界値近くに達すると、その部分では異常画像の発生を検知できるほどの未定着トナー量をさらに吸着できなくなる。言い換えれば、ｎ回再設定された基準値Ｘｎ（そのうちの最低値）がある値を下回ると、異常画像が生じても、電極ローラ４１の反射光強度が閾値Ｕｎを下回らなくなり、異常画像の発生を見逃す誤検知が発生する。

そこで、本実施形態では、基準値の値が所定値を超えた場合（下回った場合）は、電極ローラ４１の寿命と判断し、電極ローラ４１を交換するようにしている。これにより、上記のような誤検知を防止することができる。

以上のように、本発明によれば、クリーニング装置が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知することで、非画像領域上に付着する未定着トナーの量を把握することが可能である。そして、この未定着トナー量の検知結果に応じて、非画像領域に対応する加熱領域の温度を制御することで、非画像領域における未定着トナーを定着させトナーの脱落を防止することができる。これにより、ユーザーの手や衣服などを汚すことのない定着装置を提供することが可能となる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記のようなモノクロ画像形成装置に限らず、その他の画像形成装置としてのプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。

図１８は、本発明に係る定着装置を搭載したカラー画像形成装置の概略構成図である。
図１８に示すカラー画像形成装置は、装置本体１に対して着脱可能な４つのプロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えている。各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的に、各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３と、現像ローラ６を備える現像手段７と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段１０などを備える。

各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの上方には、転写手段８として、中間転写ベルト１６と、複数の一次転写ローラ１７と、二次転写ローラ１８とが設けられている。また、各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの下方には、露光装置１９が設けられている。

また、図１８に示す画像形成装置は、両面印刷するために用紙を搬送する反転搬送路Ｒ２を備える。反転搬送路Ｒ２は、定着装置１４の用紙搬送方向下流側で搬送路Ｒ１から分岐しており、レジストローラ１３の用紙搬送方向上流側で搬送路Ｒ１に合流している。

以下、図１８に示すカラー画像形成装置の基本的な作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにおける各感光体２が回転駆動され、各感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体２の表面には、露光装置１９からレーザー光がそれぞれ照射されて静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体２上に形成された静電潜像に、各現像手段７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト１６が図の矢印で示す方向に回転駆動される。そして、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が各一次転写ローラ１７の位置に達したときに、一次転写ローラ１７と感光体２との間に形成された転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト１６の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、転写後の各感光体２の表面は、クリーニング手段１０によってクリーニングされた後、図示しない除電装置によって除電される。

また、装置本体１の下部では、給紙ローラ１２が回転駆動を開始し、給紙トレイ１１から用紙Ｐが搬送路Ｒ１に送り出される。搬送路Ｒ１に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１３によって搬送が一旦停止された後、所定のタイミングで二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６との間に搬送される。そして、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６との間に形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。その後、用紙Ｐは定着装置１４へと搬送され、定着装置１４によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着された後、排紙ローラ１５によって用紙Ｐが装置外へ排出される。

また、両面印刷する場合は、排紙ローラ１５を逆回転させて、定着装置１４から排出された用紙Ｐ（片面に画像が定着された用紙）を、反転搬送路Ｒ２へと搬送する。そして、用紙Ｐは、反転搬送路Ｒ２を通過して再び搬送路Ｒ１へ搬送されることで、表裏反転された状態で二次転写ニップに供給される。その後、上記と同様にして、用紙Ｐの裏面にトナー画像を転写・定着した後、用紙Ｐを装置外へと排出する。

なお、以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

上記の如く構成されたカラー画像形成装置においても、本発明の構成を適用することで、上記実施形態と同様に、用紙の非画像領域にトナーが付着した場合、非画像領域の温度を上げて未定着トナーを定着させることができる。これにより、ユーザーの手や衣装などがトナーで汚れてしまうのを防止することが可能である。

また、本発明を適用する定着装置は、図２に示す構成のものに限らない。
例えば、図１９に示す定着装置１４のように、ヒータ２３を加圧ローラ２２と対向する位置に配置し、ヒータ２３が図２に示すニップ形成部材２４としての機能を兼ねるようにしてもよい。

また、図２０に示すように、定着部材として定着ローラ６０を用い、ヒータ２３を定着ローラ６０の外周側に配置してもよい。図２０に示す定着ローラ６０は、外径４０ｍｍで厚み１ｍｍのアルミニウム製の芯金６０ａと、この芯金６０ａの外周面を被覆する断熱層６０ｂと、この断熱層６０ｂの外周面を被覆する熱伝導層６０ｃと、この熱伝導層６０ｃの外周面を被覆する離型層６０ｄとで構成されている。

断熱層６０ｂは、例えば、シリコーンゴムで形成されており、厚みは３ｍｍである。また、断熱層６０ｂ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ーンゴムで断熱層６０ｂを形成してもよい。

熱伝導層６０ｃは、例えば、ニッケルで形成されている。ただし、熱伝導層６０ｃの材料は、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など、熱伝導性が少なくとも断熱層６０ｂよりも高い材料であればよい。このような熱伝導性の良い熱伝導層６０ｃを設けることで、ヒータ２３の発熱ムラによる定着ローラ６０の表面温度の局部的な温度のばらつきを低減することができる。また、熱伝導層６０ｃによって、ヒータ２３を配設した領域よりもやや広い領域において温度上昇させることができるため、画像とのずれを補填することができるという利点もある。これにより、ヒータ２３を構成する複数の発熱体の大きさや間隔等の設定の自由度が広がる。

離型層６０ｃは、例えば、ＰＴＦやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂で形成されており、厚みが５〜３０μｍである。

また、図２０に示す定着装置１４は、上記と同様に、ヒータ２３に電力を供給する電源２５、画像処理手段３３から得られた情報に基づきヒータ２３を制御する加熱制御手段２６、ヒータ２３の温度を検知する第１のサーミスタ２７、定着部材（定着ローラ６０）の温度を検知する第２のサーミスタ２８等を備える。

なお、ヒータ２３は、定着部材に対して接触するものに限らず、コイルとインバータを用いたＩＨ方式による非接触式の加熱手段であってもよい。ＩＨ方式とした場合、加熱用のコイルを用紙の幅方向に渡って複数配設したり、あるいは、磁束をキャンセルする部材を用紙の軸方向に渡って複数配設したりすることで、画像情報に応じて加熱領域や加熱量を制御することが可能である。

１４ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（当接部材）
２３ ヒータ（加熱手段）
２６ 加熱制御手段
３５ クリーニング装置
４４ 光学センサ（未定着トナー量検知手段）
５０ 除去ブラシ（異物除去手段）
５２ 粉塵検知センサ（未定着トナー量検知手段）
６０ 定着ローラ（定着部材）
Ｎ ニップ部

特開２００１−３４３８６０号公報

Claims (10)

1. 定着部材と、前記定着部材に当接してニップ部を形成する当接部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備え、前記加熱手段は、それぞれ独立して加熱可能でかつ記録媒体の幅方向に渡って分割された複数の加熱領域を有し、前記加熱制御手段が、画像情報に基づいて、記録媒体上の非画像領域に対応する加熱領域の温度を画像領域に対応する加熱領域の温度よりも低くするように制御する定着装置において、
   定着処理後の記録媒体上の未定着トナーを除去するクリーニング装置と、
   前記クリーニング装置が未定着トナーを除去した際の未定着トナー量を検知する未定着トナー量検知手段とを備え、
   前記未定着トナー量検知手段の検知結果に応じて、非画像領域に対応する加熱領域の温度を制御するように構成したことを特徴とする定着装置。
2. 前記未定着トナー量検知手段は、前記クリーニング装置が未定着トナーを掻き取って除去した際に発生するトナー粉塵量を検知するものである請求項１に記載の定着装置。
3. 前記未定着トナー量検知手段は、前記クリーニング装置が未定着トナーを除去した際に回収されるトナー量を検知するものである請求項１に記載の定着装置。
4. 画像領域に対応する加熱領域の温度をＱ１、前記未定着トナー量検知手段によって未定着トナー量が検知されない場合、又は検知された未定着トナー量が閾値以下である場合の非画像領域に対応する加熱領域の温度をＱ２、前記未定着トナー量検知手段によって検知された未定着トナー量が閾値を超える場合の非画像領域に対応する加熱領域の温度をＱ３とすると、Ｑ１≧Ｑ３＞Ｑ２の関係となるように制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記未定着トナー量検知手段によって検知された未定着トナー量が閾値を超えた場合、それ以降に定着処理される非画像領域に対応する加熱領域の温度を、その後の前記未定着トナー量検知手段の検知結果にかかわらず、Ｑ３となるように制御する請求項４に記載の定着装置。
6. 画像形成装置に搭載される作像ユニットの交換があった場合、
   それ以降に定着処理される非画像領域に対応する加熱領域の温度をＱ３からＱ２へ戻すように制御する請求項５に記載の定着装置。
7. 画像形成装置に設けられたカバーが閉じられた場合、又は画像形成装置の電源が投入された場合に、
   それ以降に定着処理される非画像領域に対応する加熱領域の温度をＱ３からＱ２へ戻すように制御する請求項５に記載の定着装置。
8. 非画像領域に対応する加熱領域の温度をＱ３からＱ２へ戻す場合、定着処理を開始する前に、前記未定着トナー量検知手段の検知動作を行い、そのときの検知結果を基準値とし、この基準値に基づき前記閾値を設定する請求項６又は７に記載の定着装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記定着装置よりも記録媒体搬送方向の上流側に、記録媒体上の異物を除去する異物除去手段を設けた請求項９に記載の画像形成装置。

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