(57)【要約】【課題】定着ローラの温度ムラの発生を抑制しつつ、消費電力増大および印刷速度低下をもたらすことなく前記定着ローラの温度低下を防止する。【解決手段】定着装置１３は、定着ローラ１３１、加圧ローラ１３４、加熱部材１３２、移動保持機構１３６、および位置制御部を備える。移動保持機構１３６は、定着ローラ１３１の径方向において定着ローラ１３１の円筒軸上に位置する第１位置と、定着ローラ１３１の径方向において前記円筒軸よりもニップ部Ｎに近づいた第２位置と、に加熱部材１３２を移動させ、移動後の位置に加熱部材１３２を保持する。前記位置制御部は、加熱部材１３２を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるよう移動保持機構１３６を制御する。【選択図】図５
2011113046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に転写されたトナー像を加熱する円筒状の定着ローラと、
前記定着ローラに圧接されるローラであって、前記記録媒体を挟持するニップ部を当該定着ローラとともに形成する加圧ローラと、
前記定着ローラの内部に当該定着ローラの円筒軸方向に延びて配設されて前記定着ローラを加熱し、かつ、前記定着ローラの径方向において前記円筒軸上に位置する第１位置と、前記定着ローラの径方向において前記円筒軸よりも前記ニップ部に近づいた第２位置と、に移動可能に配設される加熱部材と、
前記加熱部材を、前記第１位置または前記第２位置に移動させ、移動後の当該位置に保持する移動保持機構と、
前記加熱部材を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるよう前記移動保持機構を制御する位置制御部と、を備える定着装置。
【請求項２】
前記第２位置はさらに、前記記録媒体が前記ニップ部に搬送される方向において上流側寄りの位置である請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記移動保持機構は、自己保持型ソレノイドである請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置と、
前記記録媒体にトナー像を転写する画像形成動作を行う画像形成部と、
ユーザからの入力を受け付けて前記記録媒体の種類を設定する記録媒体設定部と、を備え、
前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の前記種類に応じて、前記加熱部材を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるよう前記移動保持機構を制御する画像形成装置。
【請求項５】
前記記録媒体設定部は、前記記録媒体の種類を少なくとも当該記録媒体の厚さに応じて設定可能であり、
前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが予め定められた閾値以下である場合に、前記加熱部材を前記第１位置に移動させ、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値を超える場合に、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御する請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
ユーザからの入力を受け付けて印刷部数を設定する印刷部数設定部をさらに備え、
前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値以下の場合であっても、前記印刷部数設定部によって設定された印刷部数が予め定められた部数を超えるときには、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御する請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着装置を通過した前記記録媒体を検知する通過検知部と、
前記通過検知部が検知した前記記録媒体の枚数をカウントする印刷枚数計数部をさらに備え、
前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値以下の場合であっても、前記印刷枚数計数部が連続してカウントした前記記録媒体の枚数が予め定められた枚数を超えるときには、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御する請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成部を含む当該画像形成装置各部の動作を制御する全体制御部をさらに備え、
前記位置制御部は、前記加熱部材を前記第２位置に移動させた後に、前記全体制御部が出力した前記画像形成動作の終了信号を受信した場合は、前記加熱部材を前記第１位置に移動させる請求項４〜７のいずれか１項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、記録媒体に転写されたトナー像を当該記録媒体に定着させる定着装置、および当該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内側に例えばハロゲンヒータ等の加熱部材が配設された円筒状の定着ローラと、これに圧接された加圧ローラと、が形成するニップ部に、トナー像が転写された記録媒体を挟持搬送し、当該トナー像を当該記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置が従来より知られている。
【０００３】
前記ニップ部を前記記録媒体が通過すると、前記定着ローラは当該記録媒体に熱を奪われる。例えば当該記録媒体として普通紙よりも紙厚が大きい厚紙が前記ニップ部に搬送された場合等には、当該記録媒体に奪われた熱量が前記ハロゲンヒータによる加熱量を上回り、前記定着ローラの温度が低下することがある。この場合、前記定着ローラの温度を回復させるために、次の印刷までにウォームアップ時間が必要となったり、印刷を途中で停止させる必要が生じたりするという問題点が生じる。
【０００４】
しかしながら、このような問題点を解消するために前記定着ローラの温度を一定に保とうとすると、前記記録媒体に奪われる熱量に見合う分だけ前記ハロゲンヒータの加熱能力を増加させるために消費電力が増大したり、前記記録媒体に奪われる熱量を減少させるために当該記録媒体の搬送速度を低下させることで印刷速度が低下したりするという新たな問題点が生じる。
【０００５】
これらの問題点を解消する技術として、例えば特許文献１には、加熱部材であるヒータを前記加圧ローラ側に偏心させて装備することで、当該ヒータを前記ニップ部に近づけ、当該ニップ部に多くの熱を集中させるヒートロール定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６９１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１のヒートロール定着装置を採用した場合は、前記定着ローラの円筒軸に前記ハロゲンヒータが位置する場合と比較して、当該定着ローラの長さ方向における温度分布を均一に保つことが難しいという問題点がある。なぜならば、前記ハロゲンヒータと前記定着ローラ内周面との距離が近づくので、長さ方向端部よりも長さ方向中央部の方が光量が強いという当該ハロゲンヒータの配光特性がより強く反映されて前記定着ローラが加熱され、当該定着ローラに温度ムラが発生しやすいからである。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、消費電力増大および印刷速度低下をもたらすことなく前記定着ローラの温度低下を防止することが可能であり、しかも前記定着ローラの温度ムラが少ない定着装置、および当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、記録媒体に転写されたトナー像を加熱する円筒状の定着ローラと、前記定着ローラに圧接されるローラであって、前記記録媒体を挟持するニップ部を当該定着ローラとともに形成する加圧ローラと、前記定着ローラの内部に当該定着ローラの円筒軸方向に延びて配設されて前記定着ローラを加熱し、かつ、前記定着ローラの径方向において前記円筒軸上に位置する第１位置と、前記定着ローラの径方向において前記円筒軸よりも前記ニップ部に近づいた第２位置と、に移動可能に配設される加熱部材と、前記加熱部材を、前記第１位置または前記第２位置に移動させ、移動後の当該位置に保持する移動保持機構と、前記加熱部材を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるよう前記移動保持機構を制御する位置制御部と、を備える定着装置である。
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、前記位置制御部は、前記加熱部材を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるよう前記移動保持機構を制御するので、前記加熱部材を前記第２位置に移動させて前記ニップ部に多くの熱を集中させる局所加熱と、前記加熱部材を前記第１位置に移動させて前記定着ローラの内周面を均一に加熱することとを、両方行うことが可能となる。したがって、消費電力増大および印刷速度低下をもたらすことなく、前記ニップ部における前記定着ローラの温度低下を防止することが可能となり、しかも前記定着ローラの温度ムラを少なくすることが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着装置において、前記第２位置はさらに、前記記録媒体が前記ニップ部に搬送される方向において上流側寄りの位置である定着装置である。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、前記第２位置はさらに、前記記録媒体が前記ニップ部に搬送される方向において上流側寄りの位置であるので、前記定着ローラを、前記ニップ部に到達する直前に予め局所加熱することができる。したがって、より効果的に前記ニップ部における前記定着ローラの温度低下を防止することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の定着装置において、前記移動保持機構は、自己保持型ソレノイドである定着装置である。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、前記加熱部材が前記第１位置および前記第２位置のいずれに位置する場合であっても、当該加熱部材を当該位置に保持するための電力供給が不要となるので、前記定着装置の省エネルギー性を向上させることが可能となる。
【００１５】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置と、前記記録媒体にトナー像を転写する画像形成動作を行う画像形成部と、ユーザからの入力を受け付けて前記記録媒体の種類を設定する記録媒体設定部と、を備え、前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の前記種類に応じて、前記加熱部材を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるよう前記移動保持機構を制御する画像形成装置である。
【００１６】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記記録媒体設定部は、前記記録媒体の種類を少なくとも当該記録媒体の厚さに応じて設定可能であり、前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが予め定められた閾値以下である場合に、前記加熱部材を前記第１位置に移動させ、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値を超える場合に、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御する画像形成装置である。
【００１７】
請求項４または５に係る発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができるとともに、前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の前記種類に応じて、前記加熱部材を前記第１位置または前記第２位置のいずれか一方に移動させるので、吸熱量の多い前記記録媒体の場合にのみ前記加熱部材を前記第２位置に移動させて前記ニップ部を局所加熱し、吸熱量の少ない前記記録媒体の場合には前記加熱部材を前記第１位置に移動させて前記定着ローラの温度ムラを少なくすることが可能となる。
【００１８】
本発明の請求項６に係る発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、ユーザからの入力を受け付けて印刷部数を設定する印刷部数設定部をさらに備え、前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値以下の場合であっても、前記印刷部数設定部によって設定された印刷部数が予め定められた部数を超えるときには、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御する画像形成装置である。
【００１９】
本発明の請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載の画像形成装置において、前記定着装置を通過した前記記録媒体を検知する通過検知部と、前記通過検知部が検知した前記記録媒体の枚数をカウントする印刷枚数計数部をさらに備え、前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値以下の場合であっても、前記印刷枚数計数部が連続してカウントした前記記録媒体の枚数が予め定められた枚数を超えるときには、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御する画像形成装置である。
【００２０】
請求項６または７に係る発明によれば、前記位置制御部は、前記記録媒体設定部によって設定された前記記録媒体の厚さが前記閾値以下の場合であっても、連続印刷される前記記録媒体の枚数が予め定められた枚数を超えるときには、前記加熱部材を前記第２位置に移動させるよう前記移動保持機構を制御するので、前記印刷枚数が多いために前記定着ローラの熱が前記記録媒体に奪われ、当該定着ローラの温度が低下することを防止することができる。
【００２１】
本発明の請求項８に係る発明は、請求項４〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記画像形成部を含む当該画像形成装置各部の動作を制御する全体制御部をさらに備え、前記位置制御部は、前記加熱部材を前記第２位置に移動させた後に、前記全体制御部が出力した前記画像形成動作の終了信号を受信した場合は、前記加熱部材を前記第１位置に移動させる画像形成装置である。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、前記位置制御部は、前記加熱部材を前記第２位置に移動させていた場合に前記画像形成処理が終了したときには、前記加熱部材を前記第１位置に移動させるので、印刷開始前の前記定着ローラのウォームアップ時に前記加熱部材を前記第１位置に位置させることができる。したがって、前記定着ローラの温度ムラをより少なくすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、消費電力増大および印刷速度低下をもたらすことなく、前記定着ローラの温度低下を防止することが可能となり、しかも前記定着ローラの温度ムラを少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の構造を示す正面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置の構造を模式的に示す斜視図である。
【図３】ハロゲンヒータ端部の構造を模式的に示す斜視図である。
【図４】図１に示す画像形成装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図５】ハロゲンヒータの位置と紙厚との関係を説明するための図であり、（Ａ）は、定着ローラの径方向において当該定着ローラの円筒軸上にハロゲンヒータが位置して普通紙に定着処理が行われている状態を示す図であり、（Ｂ）は、前記定着ローラの径方向において前記円筒軸よりもニップ部に近づいた位置、かつ、用紙搬送方向の上流側寄りの位置に前記ハロゲンヒータが位置して厚紙に定着処理が行われている状態を示す図である。
【図６】位置制御部によるハロゲンヒータの位置制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態につき詳細に説明する。尚、本発明における画像形成装置は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を備えた複合機等に適用することができる。さらに、本実施の形態では、電子写真方式を採用したタンデム型の画像形成装置を例に説明するが、記録媒体に転写されたトナー像を当該記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置であれば、他の方式の画像形成装置であってもよい。
【００２６】
図１は、本実施の形態における画像形成装置１の構造を示す正面断面図である。画像形成装置１は、装置本体１１に、画像形成部１２、定着装置１３、用紙貯留部１４、用紙排出部１５、および原稿読取部１６等を備えて構成されている。
【００２７】
装置本体１１は、下部本体１１１と、この下部本体１１１の上方に対向配置された上部本体１１２と、この上部本体１１２と下部本体１１１との間に介設された連結部１１３とを備えている。連結部１１３は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に用紙排出部１５を形成させた状態で両者を互いに連結するための構造物であり、下部本体１１１の左部および後部から立設され、平面視でＬ字状を呈している。上部本体１１２は、連結部１１３の上端部に支持されている。
【００２８】
そして、下部本体１１１には、画像形成部１２、定着装置１３および用紙貯留部１４が内装されているとともに、上部本体１１２には原稿読取部１６が装着されている。用紙貯留部１４は、装置本体１１に対して挿脱可能の用紙トレイ１４２を有している。この用紙トレイ１４２には用紙束Ｐ１が貯留されている。そして、画像形成処理が行われるに際し、この用紙束Ｐ１から用紙Ｐ（記録媒体）が１枚ずつ繰り出され、画像形成部１２へ送り込まれて用紙Ｐに印刷処理が施される。本実施の形態では、用紙トレイ１４２は１段で設けられているが、２段以上設けてもよい。また、下部本体１１１の右面の下方位置には手差しトレイ１４１が設けられている。この手差しトレイ１４１に乗せられた用紙は、１枚ずつの下部本体１１１内に取り込まれる。
【００２９】
用紙排出部１５は、下部本体１１１と上部本体１１２との間に形成されている。用紙排出部１５は、下部本体１１１の上面に形成された排紙トレイ１５１を有し、画像形成部１２からのトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１３で定着処理が施された後に連結部１１３の下部からこの排紙トレイ１５１へ向けて排出される。
【００３０】
原稿読取部１６は、上部本体１１２の上面開口に装着された、原稿を載置するためのコンタクトガラス１６１と、このコンタクトガラス１６１に載置された原稿を押さえる開閉自在の原稿押さえカバー１６２と、コンタクトガラス１６１に載置された原稿の画像を走査して読み取る走査機構１６３とを備えている。走査機構１６３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサを用いて原稿の画像を光学的に読み取り、画像データを生成する。
【００３１】
画像形成部１２は、用紙貯留部１４から給紙された用紙Ｐにトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成装置１には、上流側から下流側へ向けて順次配設された、マゼンタ色のトナーを用いるマゼンタ用ユニット１２Ｍ、シアン色のトナーを用いるシアン用ユニット１２Ｃ、イエロー色のトナーを用いるイエロー用ユニット１２Ｙおよびブラック色のトナーを用いるブラック用ユニット１２Ｋ（以下、まとめて「現像ユニット１２０」と言う）が備えられている。
【００３２】
そして、各現像ユニット１２０は、感光体ドラム１２１、感光体ドラム１２１へトナーを供給する現像装置１２２、トナーを収容するトナーカートリッジ（不図示）をそれぞれ一体的に備えている。感光体ドラム１２１は、周面に静電潜像およびこの静電潜像に沿ったトナー像を形成するものである。各感光体ドラム１２１は、矢印の方向へ回転しつつ対応した現像装置１２２からトナーの供給を受け、このトナー供給により静電潜像に沿ったトナー像が形成される。各現像装置１２２には、トナーカートリッジからトナーが適宜補給される。
【００３３】
各感光体ドラム１２１の直下位置には帯電装置１２３がそれぞれ設けられていると共に、各帯電装置１２３の下方位置に露光装置１２４が設けられている。そして、各感光体ドラム１２１は、帯電装置１２３によって周面が一様に帯電され、コンピュータ等から入力された画像データや原稿読取部１６が取得した画像データに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置１２４から帯電後の感光体ドラム１２１の周面に照射されることにより、各感光体ドラム１２１の周面に静電潜像が形成される。この感光体ドラム１２１の周面の静電潜像に現像装置１２２から供給されたトナーが積層されることにより、感光体ドラム１２１の周面にトナー像が形成される。
【００３４】
各感光体ドラム１２１の上方位置には、中間転写ベルト１２５が配置されている。中間転写ベルト１２５は、図１における左側の駆動ローラ１２５ａと同右側の従動ローラ１２５ｂとの間に張設され、この下側面が各感光体ドラム１２１の周面に当接している。この中間転写ベルト１２５は、その外周面に像担持面が設定され、各感光体ドラム１２１に対応して設けられた転写ローラ１２６によって感光体ドラム１２１の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム１２１と同期しながら駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間を周回する。
【００３５】
また、本実施の形態においては、駆動ローラ１２５ａと従動ローラ１２５ｂとの間であって、従動ローラ１２５ｂ側へ寄った位置にテンションローラ１２５ｃが設けられている。このテンションローラ１２５ｃは、中間転写ベルト１２５に張力を与えるものであり、図略の付勢部材の付勢力で上方へ向かって付勢されている。したがって、中間転写ベルト１２５は、このテンションローラ１２５ｃにより上方へ押し上げられ、これによって中間転写ベルト１２５は、テンションローラ１２５ｃの部分が山頂になった山形形状になっている。
【００３６】
そして、中間転写ベルト１２５が周回することによりその表面に対しマゼンタ用ユニット１２Ｍの感光体ドラム１２１によるマゼンタのトナー像の転写が行われ、次いで中間転写ベルト１２５の同一位置にシアン用ユニット１２Ｃの感光体ドラム１２１によるシアンのトナー像の転写が重ね塗り状態で行われ、次いで中間転写ベルト１２５の同一位置にイエロー用ユニット１２Ｙの感光体ドラム１２１によるイエローのトナー像の転写が重ね塗り状態で行われ、最後のブラック用ユニット１２Ｋの感光体ドラム１２１によるブラックのトナー像の転写が重ね塗り状態で行われ、これによって中間転写ベルト１２５の表面にカラーのトナー像が形成される。この中間転写ベルト１２５の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙貯留部１４から搬送されてきた用紙Ｐに転写されることになる。
【００３７】
また、各感光体ドラム１２１の左方位置には感光体ドラム１２１の周面の残留トナーを除去して清浄化するドラムクリーニング装置１２７が設けられている。このドラムクリーニング装置１２７によって清浄化処理された感光体ドラム１２１の周面は、新たな帯電処理のために帯電装置１２３へ向かうことになる。
【００３８】
さらに、ベルトクリーニング装置１２８は、中間転写ベルト１２５上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写された後に中間転写ベルト１２５上に残留している残留トナーを取り除いて清浄化するためのものであり、従動ローラ１２５ｂに対応した位置に設けられている。
【００３９】
画像形成部１２の左方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路１９０が形成されている。この用紙搬送路１９０には、適所に搬送ローラ対１９２が設けられ、用紙貯留部１４からの用紙Ｐがこの搬送ローラ対１９２の駆動で駆動ローラ１２５ａに掛け回されている中間転写ベルト１２５へ向けて搬送される。この用紙搬送路１９０には、駆動ローラ１２５ａと対向した位置に中間転写ベルト１２５の表面と当接した第２転写ローラ１９３が設けられている。そして、用紙搬送路１９０を搬送されつつある用紙Ｐは、中間転写ベルト１２５と第２転写ローラ１９３とに押圧挟持され、これによって中間転写ベルト１２５上のトナー像が用紙Ｐに転写される。
【００４０】
定着装置１３は、画像形成部１２で転写された用紙上のトナー像に対し定着処理を施すものである。この定着装置１３は、円筒状の定着ローラ１３１と、定着ローラ１３１の加熱源として、定着ローラ１３１の内部に定着ローラ１３１の円筒軸方向に延びて配設されたハロゲンヒータ１３２と、定着ローラ１３１と対向配置された加圧ローラ１３４と、を備えている。加圧ローラ１３４は、定着ローラ１３１に圧接され、用紙Ｐが挟持されるニップ部Ｎを定着ローラ１３１とともに形成する。
【００４１】
定着ローラ１３１の近傍には、図略の温度センサが設けられ、前記定着処理時に定着ローラ１３１は、ハロゲンヒータ１３２により例えば１５０℃である所定の定着温度まで昇温される。中間転写ベルト１２５のトナー像が転写された後に定着装置１３へ供給された用紙Ｐ上のトナー像は、用紙Ｐが定着ローラ１３１と加圧ローラ１３４のニップ部Ｎを通過する間に定着ローラ１３１からの熱を得て定着処理される。ニップ部Ｎの下流には、用紙Ｐの通過を検知する用紙センサ１９６（通過検知部）が設けられている（図５参照）。なお、用紙センサ１９６としては、例えば発信部１９６ａと受信部１９６ｂとからなる超音波センサ１９６を用いることができる。
【００４２】
定着処理の完了したカラー印刷済みの用紙Ｐは、定着装置１３の上部から延設された排紙搬送路１９４を通って装置本体１１の頂部に設けられた排紙トレイ１５１へ向けて排出される。定着装置１３の詳細については、後に詳しく説明する。
【００４３】
用紙貯留部１４は、装置本体１１の図１における右側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ１４１と、装置本体１１内における露光装置１２４より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ１４２とを備えている。用紙トレイ１４２には複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留される。
【００４４】
手差しトレイ１４１は、用紙Ｐを１枚ずつ手差し操作で画像形成部１２へ向けて給紙するためのものである。用紙トレイ１４２は、上面が全面開口の箱体を備えて構成され、複数枚の用紙Ｐが積層されてなる用紙束Ｐ１が貯留可能になっている。用紙トレイ１４２に貯留された用紙束Ｐ１の最上位の用紙Ｐは、下流端の上面が用紙束Ｐ１からピックアップローラ１４３の駆動で用紙搬送路１９０へ向けて繰り出される。そして、手差しトレイ１４１または用紙トレイ１４２から１枚ずつ繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラ対１９２の駆動で用紙搬送路１９０を通って画像形成部１２における第２転写ローラ１９３と中間転写ベルト１２５との間のニップ部へ向けて送り込まれることになる。
【００４５】
定着装置１３の詳細について、図２および図３に基づいて説明する。図２は、定着装置１３の構造を模式的に示す斜視図である。図３は、定着装置１３が備えるハロゲンヒータ１３２の端部の構造を模式的に示す斜視図である。図２および図３に示すように、定着装置１３は、図１に図示した定着ローラ１３１、ハロゲンヒータ１３２、および加圧ローラ１３４に加えて、自己保持型ソレノイド１３６（移動保持機構）と、復帰バネ１３８とを備える。
【００４６】
ハロゲンヒータ１３２の長さ方向端部には、碍子１３５が装着されている。なお、図２および図３は、定着装置１３が備える定着ローラ１３１、ハロゲンヒータ１３２、および加圧ローラ１３４の一端側のみを図示しているが、これらの他端側も同様の構成を有している。
【００４７】
ハロゲンヒータ１３２の碍子１３５部分は、装置本体１１に設けられたガイド部材１１５に嵌め合わされる。ガイド部材１１５は、ニップ部Ｎから離れる方向へのハロゲンヒータ１３２の移動を、ハロゲンヒータ１３２の位置が定着ローラ１３１の径方向において定着ローラ１３１の円筒軸上となる位置で規制し、定着ローラ１３１の径方向において前記円筒軸よりもニップ部Ｎに近づく方向かつ用紙Ｐの搬送方向の上流側に向かう方向へのハロゲンヒータ１３２の移動を許容する形状に形成されている。
【００４８】
碍子１３５には、結合部材１３７を介して、自己保持型ソレノイド１３６のプランジャ１３６ｐと復帰バネ１３８とが結合されている。結合部材１３７は、碍子１３５の周方向に沿うように断面が半円状に形成された本体部と、当該本体部の両端部から当該本体部の外側に向かって前記半円の径方向に延びる直状部と、を備えるように１枚の金属板を曲げ加工して形成した部材である。前記直状部の各々には、ネジ穴１３７ｈが設けられている。碍子１３５を２枚の結合部材１３７で挟み、前記直状部がガイド部材１１５のガイド方向に平行となる状態でネジ穴１３７ｈを図略のネジでネジ止めして、結合部材１３７は碍子１３５に締着される。
【００４９】
自己保持型ソレノイド１３６は、例えば１方向保持型の自己保持型ソレノイドであり、動作時にはフレーム１３６ｆ内のコイルに通電されて生じた磁力によりプランジャ１３６ｐがフレーム１３６ｆ内に吸引される。吸引されたプランジャ１３６ｐは、フレーム１３６ｆ内に設けられた永久磁石により電力を消費することなく保持される。プランジャ１３６ｐは、プランジャ１３６ｐの長さ方向にすり割りが形成された端部にネジ穴１３６ｐ１を有している。プランジャ１３６ｐは、ネジ穴１３６ｐ１をネジ穴１３７ｈと重ね合わせた状態で前記すり割り部分を結合部材１３７の加圧ローラ側に位置する前記直状部に嵌合させて、図略のネジでネジ止めされる。自己保持型ソレノイド１３６の復帰時には、吸引時と極性を変えた電流が前記コイルに流され、プランジャ１３６ｐがフレーム１３６ｆから引き出される。
【００５０】
復帰バネ１３８は、プランジャ１３６ｐを確実に復帰させるために設けられた引張バネである。復帰バネ１３８の一端は、結合部材１３７の加圧ローラ側と反対側に位置する前記直状部にネジ止めされる。復帰バネ１３８の他端および自己保持型ソレノイド１３６のフレーム１３６ｆは、プランジャ１３６ｐの移動方向と復帰バネ１３８の伸縮方向とが一直線上になるように、それぞれ画像形成装置１の図略のフレームに固定される。
【００５１】
このような構造をハロゲンヒータ１３２の端部は有するので、自己保持型ソレノイド１３６の動作・保持時には、定着ローラ１３１の径方向において定着ローラ１３１の円筒軸よりもニップ部Ｎに近づいた位置かつ用紙Ｐの搬送方向において上流側寄りの位置にハロゲンヒータ１３２は位置し（第２位置。図５（Ｂ）参照）、自己保持型ソレノイド１３６の復帰時には、定着ローラ１３１の径方向において定着ローラ１３１の円筒軸上にハロゲンヒータ１３２は位置する（第１位置。図５（Ａ）参照）。
【００５２】
自己保持型ソレノイド１３６は、通常のオープンフレームソレノイドとは異なり、プランジャ１３６ｐの吸引状態を維持するための通電が不要であるので、画像形成装置１の省エネルギー性を向上させることが可能となる。
【００５３】
図４は、画像形成装置１の電気的構成を示す機能ブロック図である。画像形成装置１は、制御ユニット３１、原稿読取部１６、定着装置１３、用紙センサ１９６、画像メモリ３３、画像処理部３４、画像形成部１２、入力操作部３５およびネットワークＩ／Ｆ部３６を備えて構成されている。
【００５４】
制御ユニット３１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する記憶部３１４や、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等を備えて構成される。さらに制御ユニット３１は、全体制御部３１１、位置制御部３１２および印刷枚数計数部３１３を備える。
【００５５】
全体制御部３１１は、入力操作部３５、またはネットワークＩ／Ｆ部３６を介して接続された図略のコンピュータから入力された指示信号等に応じて記憶部３１４に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力やデータ転送等を行って画像形成装置１を統括的に制御する。
【００５６】
位置制御部３１２は、自己保持型ソレノイド１３６の動作および復帰を制御し、ハロゲンヒータ１３２を、前記第１位置または前記第２位置に位置させる。位置制御部３１２によるハロゲンヒータ１３２の位置制御については、後に詳しく説明する。印刷枚数計数部３１３は、用紙センサ１９６が検知した用紙Ｐの枚数をカウントする。
【００５７】
原稿読取部１６は、イメージセンサを用いて原稿の画像を光学的に読み取り、画像データを生成する。画像メモリ３３は、原稿読取部１６から出力された画像データやネットワークＩ／Ｆ部３６を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部３４は、画像メモリ３３に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。
【００５８】
入力操作部３５は、ユーザが操作画面や各種メッセージ等を視認することができる表示パネル、電源キー、印刷部数等を入力するテンキー、原稿の読み取り開始を指示するスタートボタン等の種々の操作命令を入力するための操作ボタンを有する。入力操作部３５は、ユーザによる前記操作命令の入力を受け付けることで、普通紙や厚紙等の用紙Ｐの種類を設定する記録媒体設定部、および印刷部数を設定する印刷部数設定部として機能する。なお、入力操作部３５が用紙Ｐの種類を設定することで、用紙Ｐが紙厚に応じて設定されることになる。また、ネットワークＩ／Ｆ部３６を介して接続された前記コンピュータ上でユーザが用紙Ｐの種類や印刷部数をする場合には、当該コンピュータが前記記録媒体設定部および前記印刷部数設定部として機能することになる。
【００５９】
ネットワークＩ／Ｆ部３６は、ＬＡＮ（Local Area Network）ボード等の通信モジュールから構成され、外部装置と種々のデータの送受信を行う。画像形成部１２は、画像メモリ３３に記憶されている画像データに応じて用紙に画像を形成する。
【００６０】
位置制御部３１２によるハロゲンヒータ１３２の位置制御について、図５および図６に基づいて説明する。図５は、ハロゲンヒータ１３２の位置と紙厚との関係を説明するための図である。なお、図５においては、結合部材１３７の図示を省略している。
【００６１】
位置制御部３１２は、全体制御部３１１が出力した前記画像形成動作の終了信号を受信した場合、好ましくは当該終了信号の受信から所定時間を経過した場合、すなわち前記定着処理の終了時に、ハロゲンヒータ１３２が前記第２位置に位置するときには、ハロゲンヒータ１３２を前記第２位置から前記第１位置へと移動させる。そのため、ウォームアップ時に定着ローラ１３１は、ハロゲンヒータ１３２から定着ローラ１３１の内周面までの距離が均等となる前記第１位置に位置した状態で加熱される。したがって、長さ方向端部よりも長さ方向中央部の方が光量が強いというハロゲンヒータ１３２の配光特性の影響を最小限に抑えて、前記ウォームアップ時に定着ローラ１３１を加熱することができるので、定着ローラ１３１の温度ムラを抑制することが可能となる。
【００６２】
図５（Ａ）に示すように、入力操作部３５で設定された用紙の種類が普通紙ＰＰの場合には、位置制御部３１２は、自己保持型ソレノイド１３６を動作させず、ハロゲンヒータ１３２を前記第１位置に位置させて普通紙ＰＰに定着処理を施す。
【００６３】
一方、図５（Ｂ）に示すように、入力操作部３５で設定された用紙の種類が、普通紙ＰＰよりも紙厚が大きい厚紙ＰＴの場合には、位置制御部３１２は、自己保持型ソレノイド１３６を動作させ、ハロゲンヒータ１３２を前記第２位置に位置させて厚紙ＰＴに定着処理を施す。すなわち、位置制御部３１２は、前記第２位置である定着ローラ１３１の径方向において定着ローラ１３１の円筒軸よりもニップ部Ｎに近づいた位置かつ用紙Ｐの搬送方向において上流側寄りの位置にハロゲンヒータ１３２を移動させ、厚紙ＰＴに熱を奪われるニップ部Ｎに到達する直前に定着ローラ１３１を予め局所加熱させる。したがって、ニップ部Ｎにおける定着ローラ１３１の温度低下を効果的に防止することが可能となる。なお本実施形態においては、普通紙ＰＰの紙厚が請求項５〜７に記載の閾値に該当する。
【００６４】
図６は、位置制御部３１２によるハロゲンヒータの位置制御を説明するためのフローチャートである。入力操作部３５上でのスタートボタンの押下や画像形成装置１に接続されたコンピュータからの印刷指示等の印刷要求を画像形成装置１が受け付けると（ステップＳ１でＹＥＳ）、全体制御部３１１は、ハロゲンヒータ１３２を点灯させ定着ローラ１３１のウォームアップを開始する（ステップＳ２）。このとき位置制御部３１２は、自己保持型ソレノイド１３６を動作させず、ハロゲンヒータ１３２を前記第１位置に位置させている。
【００６５】
定着ローラ１３１の温度が所定の定着温度まで上昇し、定着ローラ１３１のウォームアップが終了すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、入力操作部３５で設定された用紙の種類が普通紙であり（ステップＳ４でＮＯ）、かつ、入力操作部３５で設定された印刷枚数が所定数以下であれば（ステップＳ５でＮＯ）、位置制御部３１２が、自己保持型ソレノイド１３６を動作させず、ハロゲンヒータ１３２を前記第１位置に位置させた状態で、全体制御部３１１は、画像形成装置１の各部を動作させ、画像形成装置１に印刷を開始させる（ステップＳ６）。印刷開始後、全体制御部３１１による画像形成部１２への前記終了信号出力時に、印刷枚数計数部３１３がカウントした用紙Ｐの印刷枚数が所定値以下の場合には（ステップＳ７でＮＯ）、全体制御部３１１は画像形成装置１の各部の動作を停止させ、印刷を終了させる（ステップＳ８でＹＥＳ）。なお前記印刷枚数の所定値は、普通紙ＰＰの連続印刷時にハロゲンヒータ１３２が前記第１位置に位置する場合に定着ローラ１３１の温度低下が生じない値であり、予め記憶部３１４に記憶されている。
【００６６】
一方、入力操作部３５で設定された用紙の種類が厚紙の場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、もしくは入力操作部３５で設定された用紙の種類が普通紙であっても、入力操作部３５で設定された印刷部数が所定値を超える場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、または、位置制御部３１２がハロゲンヒータ１３２を前記第１位置に位置させた状態で印刷開始後に、印刷枚数計数部３１３が連続してカウントした用紙Ｐの印刷枚数が前記印刷枚数の所定値を超える場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、位置制御部３１２は、自己保持型ソレノイド１３６を動作させて、ハロゲンヒータ１３２を前記第２位置へと移動させる（ステップＳ９。図５（Ｂ）参照）。そして全体制御部３１１は画像形成装置１の各部を動作させて印刷を開始させる（ステップＳ１０）。なお前記印刷部数の所定値は、前記印刷枚数の所定値と同様、普通紙ＰＰの連続印刷時にハロゲンヒータ１３２が前記第１位置に位置する場合に定着ローラ１３１の温度低下が生じない値であり、予め記憶部３１４に記憶されている。
【００６７】
全体制御部３１１が出力した前記終了信号を位置制御部３１２が受信した場合、すなわち、全体制御部３１１が画像形成装置１の各部の動作を停止させて印刷を終了させた場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、位置制御部３１２は、自己保持型ソレノイド１３６を復帰させて、ハロゲンヒータ１３２を前記第１位置へと戻す（ステップＳ１２）。
【００６８】
上記実施形態によれば、位置制御部３１２は、入力操作部３５によって設定された用紙Ｐが、吸熱量の多い厚紙ＰＴの場合にのみハロゲンヒータ１３２を前記第２位置に移動させてニップ部Ｎに多くの熱を集中させ、吸熱量の少ない普通紙ＰＰの場合にはハロゲンヒータ１３２を前記第１位置に移動させて定着ローラ１３１の内周面を均等に加熱することが可能となる。したがって、消費電力増大および印刷速度低下をもたらすことなく、定着ローラ１３１の温度低下を防止することが可能となり、しかも定着ローラ１３１の温度ムラを少なくすることが可能となる。
【００６９】
さらに上記実施形態によれば、位置制御部３１２は、入力操作部３５によって設定された用紙Ｐが普通紙ＰＰの場合であっても、連続印刷される普通紙ＰＰの枚数が予め定められた枚数を超えるときには、ハロゲンヒータ１３２を前記第２位置に移動させるので、前記印刷枚数が多いために定着ローラ１３１の熱が用紙Ｐ（普通紙ＰＰ）に奪われ、定着ローラ１３１の温度が低下することを防止することができる。
【００７０】
以上、本発明の一実施形態に係る定着装置１３を備える画像形成装置１について説明したが、当該実施形態はあくまでも例示であり、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、ガイド部材１１５および結合部材１３７の形状は、ハロゲンヒータ１３２を前記第１位置と前記第２位置とに移動可能とする形状であれば、上記実施形態に限定されるものではない。
【００７１】
また、入力操作部３５で設定される用紙（記録媒体）の種類は、普通紙と厚紙に限定されるものではなく、例えばＯＨＰシートやアイロン転写紙等の種々の記録媒体を設定することも可能である。この場合には、普通紙よりも吸熱量の大きい記録媒体の印刷時に、ハロゲンヒータ１３２を前記第２位置に移動させるようにすればよい。
【符号の説明】
【００７２】
Ｎ  ニップ部
Ｐ  用紙（ＰＰ  普通紙、ＰＴ  厚紙）
１  画像形成装置
１２  画像形成部
１３  定着装置
１３１  定着ローラ
１３２  ハロゲンヒータ（加熱部材）
１３４  加圧ローラ
１３６  自己保持型ソレノイド（移動保持機構）
１３８  復帰バネ
１９６  用紙センサ（通過検知部）
３１  制御ユニット
３１１  全体制御部
３１２  位置制御部
３１３  印刷枚数計数部
３５  入力操作部（記録媒体設定部、印刷部数設定部）
【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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