(57)【要約】【課題】簡単な機構で、記録媒体に応じた適度な加熱を行う定着装置、およびこのような定着装置を備え、良好な画像形成を実現する画像形成装置を提供する。【解決手段】熱を発生する加熱器と、加熱器に圧接する加圧器とを有する、未定着のトナーの像を保持した記録媒体が加熱器と加圧器との間を通過する、記録媒体に対して熱および圧力を加えることで未定着のトナーの像を定着させる定着部とを備え、加熱器が、ロール形状を有する、ロールの外周面の加圧器側で加圧器からの圧力を受ける加熱ロールと、加熱ロールの内側に設けられた、加熱ロールの中心軸に沿って延びた加熱源であって、加熱ロールが加圧器側で加圧器からの圧力を受ける箇所から所定距離を置いた第１の位置と、上記箇所から所定距離よりも短い距離を置いた第２の位置との間で移動可能な、記録媒体の厚みが大きいほど、第２の位置に近い位置に移動する加熱源とを備えた。【選択図】図５
2009003184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に未定着のトナーの像を形成するトナー像形成部と、
前記記録媒体の厚みを取得する厚み取得部と、
熱を発生する加熱器と、該加熱器に圧接する加圧器とを有する、前記トナー像形成部によって形成された未定着のトナーの像を保持した記録媒体が該加熱器と該加圧器との間を通過する、該記録媒体に対して熱および圧力を加えることで該未定着のトナーの像を該記録媒体上に定着させる定着部とを備え、
前記加熱器が、
ロール形状を有する、該ロールの外周面の前記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける加熱ロールと、
前記加熱ロールの内側に設けられた、加熱ロールの中心軸に沿って延びた加熱源であって、該加熱ロールが前記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける箇所から所定距離を置いた第１の位置と、該箇所から該所定距離よりも短い距離を置いた第２の位置との間で移動可能な、前記厚み取得部によって取得された前記記録媒体の厚みが大きいほど、前記第２の位置に近い位置に移動する加熱源とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧器は、前記加熱器に圧接するとともに熱も発生するものであ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】
熱を発生する加熱器と、該加熱器に圧接する加圧器とを有する、前記トナー像形成部によって形成された未定着のトナーの像を保持した記録媒体が該加熱器と該加圧器との間を通過する、該記録媒体に対して熱および圧力を加えることで該未定着のトナーの像を該記録媒体上に定着させる定着装置であって、
前記加熱器が、
ロール形状を有する、該ロールの外周面の前記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける加熱ロールと、
前記加熱ロールの内側に設けられた、加熱ロールの中心軸に沿って延びた加熱源であって、該加熱ロールが前記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける箇所から所定距離を置いた第１の位置と、該箇所から該所定距離よりも短い距離を置いた第２の位置との間で移動可能な加熱源とを備えたものであることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に未定着のトナーの像を形成してその未定着のトナーの像を記録媒体上に定着させる画像形成装置と、未定着のトナーの像を記録媒体上に定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、記録媒体に対して熱および圧力を加える定着装置が備えられており、こうした画像形成装置では、記録媒体上に未定着のトナーの像を形成する処理が行われた後に、その未定着のトナーの像に対して定着装置により熱および圧力を加える処理が行われることで、記録媒体上にトナーの像が定着する。定着装置の中には、ロール形状を有し、ロールの内側に設けられた熱源から熱の供給を受けて回転する加熱ロールと、加熱ロールの外側から加熱ロールと相対して加熱ロールの回転とともに従動回転する加圧部材とを備え、この加熱ロールと加圧部材との間に、未定着のトナーの像を有する記録媒体を通過させることで未定着のトナーの像に対して熱および圧力が加えられる方式を採用した定着装置が存在する。このような方式を採用した定着装置では、加熱ロールと加圧部材との間に記録媒体を通過させる際に、記録媒体上のトナーが熱によって融解し、記録媒体上に押しつけられることでトナーの定着が実現する。このとき、記録媒体全体で均一に熱が供給されないと、記録媒体上の場所によってトナーの融解が不十分な箇所が現れ、定着後の画像に画像ムラ（いわゆるオフセット）が発生する。ここで、記録媒体が加熱ロールと加圧部材との間を通過する際には、記録媒体上の、加熱ロールと加圧部材との間を通過するのが後の箇所ほど、記録媒体に熱を奪われて温度が低下した加熱ロールから熱の供給を受けることとなるため、加熱ロールと加圧部材との間を通過するのが後の箇所ではトナーの融解が遅れてオフセットがとりわけ発生しやすい。特に、カラー画像の出力では、各色トナーの重ね合わせが行われるので、モノクロ画像の出力の場合と比べ単位面積あたりのトナーの量が一般に多く、トナーの加熱不足によるオフセットが発生しやすい。ここで、熱容量が大きい記録媒体ほど、記録媒体が加熱ロールから奪う熱量は大きいので、熱容量が大きい記録媒体ほどオフセットが起こりやすく、例えば、記録媒体の材質や広さがほぼ同じであれば、厚い（すなわち坪量が大きい）記録媒体ほどオフセットが発生しやすいこととなる。そこで、トナーの像の定着の際には、記録媒体に応じた適度な加熱を行うことが必要となる。最近では、熱源となる加熱ランプの周囲に、熱を反射する反射板を設け、加熱ランプから反射板に当たって加熱ロールの内面に照射される熱の量を、反射板が加熱ランプを取り囲む角度を調節することで変更できる定着装置が提案されており（例えば、特許文献１参照）、この特許文献１記載の定着装置では、厚い記録媒体ほど、多くの熱量が供給されるように反射板の制御が行われる。
【特許文献１】特開平２−２７２５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の定着装置では、加熱ロールの内側に、反射板や、反射板を制御する複雑な機構を設けることが必要となるため、加熱ロールの大型化や、反射板制御機構を設置することによるコスト上昇が避けられず、定着装置の小型化や低コスト化の実現が困難である。そこで、記録媒体に応じた適度な加熱を行う定着装置の実現には、さらなる工夫が望まれる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な機構で、記録媒体に応じた適度な加熱を行う定着装置、およびこのような定着装置を備え、良好な画像形成を実現す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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
記録媒体上に未定着のトナーの像を形成するトナー像形成部と、
上記記録媒体の厚みを取得する厚み取得部と、
熱を発生する加熱器と、該加熱器に圧接する加圧器とを有する、上記トナー像形成部によって形成された未定着のトナーの像を保持した記録媒体が該加熱器と該加圧器との間を通過する、該記録媒体に対して熱および圧力を加えることで該未定着のトナーの像を該記録媒体上に定着させる定着部とを備え、
上記加熱器が、
ロール形状を有する、該ロールの外周面の上記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける加熱ロールと、
上記加熱ロールの内側に設けられた、加熱ロールの中心軸に沿って延びた加熱源であって、該加熱ロールが上記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける箇所から所定距離を置いた第１の位置と、該箇所から該所定距離よりも短い距離を置いた第２の位置との間で移動可能な、上記厚み取得部によって取得された上記記録媒体の厚みが大きいほど、上記第２の位置に近い位置に移動する加熱源とを備えたものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明の画像形成装置では、厚み取得部によって取得された記録媒体の厚みが大きいほど、加熱源が上記の箇所の近くに接近した状態で定着処理が行われる。このため、定着処理の際には、記録媒体の厚みが大きいほど記録媒体への熱の供給速度が速くなり、加熱不足によるオフセットの発生は回避されている。本発明の画像形成装置では、このように、記録媒体の厚みに応じて加熱源を第１の位置と第２の位置との間で動かすだけのきわめて簡単な機構で記録媒体の厚みに応じた適度な加熱が実行でき、良好な画像形成が実現される。
【０００７】
また、本発明の画像形成装置において、「上記加圧器は、上記加熱器に圧接するとともに熱も発生するものである」という形態は、好ましい形態である。
【０００８】
このような形態によれば、記録媒体の両面に加熱が行われるため、トナーの融解が早まり定着処理にかかる時間が短縮される。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の定着処理装置は、
熱を発生する加熱器と、該加熱器に圧接する加圧器とを有する、上記トナー像形成部によって形成された未定着のトナーの像を保持した記録媒体が該加熱器と該加圧器との間を通過する、該記録媒体に対して熱および圧力を加えることで該未定着のトナーの像を該記録媒体上に定着させる定着装置であって、
上記加熱器が、
ロール形状を有する、該ロールの外周面の上記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける加熱ロールと、
上記加熱ロールの内側に設けられた、加熱ロールの中心軸に沿って延びた加熱源であって、該加熱ロールが上記加圧器側で該加圧器からの圧力を受ける箇所から所定距離を置いた第１の位置と、該箇所から該所定距離よりも短い距離を置いた第２の位置との間で移動可能な加熱源とを備えたものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の定着装置に対し、定着処理対象となる記録媒体の厚みが大きいほど、加熱源を上記の箇所の近くに接近させて定着処理を行わせることで、記録媒体の厚みに応じた適度な加熱が実現する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な機構で、記録媒体に応じた適度な加熱を行われ、良好な画像形成が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成図である。
【００１３】
本実施形態の画像形成装置は、片面出力用のカラープリンタである。
【００１４】
この画像形成装置１０００には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色についての静電潜像を保持する像保持体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋと、各像保持体に保持された静電潜像を各色のトナーを含む現像剤でそれぞれ現像して各色の現像像を形成する現像器６４Ｋ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙと、形成された各色の現像像の転写（１次転写）を受けてその１次転写像を運搬する中間転写ベルト５とが備えられている。ここで、中間転写ベルト５は、駆動ロール５ａから駆動力を受けながら２次転写ロール９ｂと駆動ロール５ａとに張架された状態で図の矢印Ｘ方向に循環移動する。また、この画像形成装置１０００は、中間転写ベルト５への各色の現像像の１次転写が行われる１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ、用紙への２次転写が行われる２次転写ロール対９、レーザ光を照射する露光部７、用紙上の２次転写像の定着を行う定着器１０、画像形成装置内の各部の制御を行うＣＰＵ４も備えており、さらに、４つの現像器にそれぞれの色成分のトナーをそれぞれ補給する、４つのトナーカートリッジ４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ、用紙をそれぞれ蓄える３つのトレイ１ａ，１ｂ，１ｃも備えている。この３つのトレイ１ａ，１ｂ，１ｃには、材質や用紙サイズはほぼ同じであるが坪量が互いに異なる３種類の用紙がそれぞれ蓄えられており、画像形成の際にどの種類の用紙を使用するかは、画像形成に先立ち、ユーザが、表示画面１００ａを見ながら文字盤１００ｂを操作して所望の種類の用紙を蓄えているトレイを指定することで決定される。
【００１５】
次に、この画像形成装置１０００における画像形成の動作について説明する。
【００１６】
露光部７によりレーザ光が４つの像保持体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋに照射され、このレーザ光を受けて４つの像保持体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋそれぞれの上に静電潜像が形成される。そして、形成された静電潜像が、現像器６４Ｋ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙによってそれぞれの色のトナーで現像されて現像像が形成される。このようにして形成された各色の現像像は、各色に対応した１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙにおいて、中間転写ベルト５上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に順次転写（１次転写）されて重ね合わされていき、多色の１次転写像が形成される。そして、この多色の１次転写像は、中間転写ベルト５により２次転写ロール対９まで運搬されていく。一方、このような多色の１次転写像の形成と呼応して、ＣＰＵ４の指示に基づき、ユーザにより指定されたトレイ（すなわち、３つのトレイ１ａ，１ｂ，１ｃのいずれかのトレイ）から用紙が取り出されて、３つの搬送ロール３ａ，３ｂ，３ｃのうち、指定されたトレイよりも図の上方に位置する搬送ロールによって搬送され、さらにロール対８によって、用紙が搬送される際の姿勢が整えられる。そして、２次転写ロール対９によって、上述の多色の１次転写像が、搬送されてきた用紙に転写（２次転写）され、その２次転写像は、定着器１０によって熱および圧力を加えられて用紙上に定着し、定着像が形成される。定着処理後、定着像を有する用紙は、送出ロール対１３を通過して、排紙トレイ２に排出される。
【００１７】
以上が、この画像形成装置１０００における画像形成の動作についての説明である。以上の画像形成において、定着器１０は、用紙上に定着像を形成するという重要な役目を担っている。以下では、この定着器１０について説明する。
【００１８】
図２は、図１に示す定着器の概略断面図である。
【００１９】
定着器１０は、本発明の定着器の一実施形態に相当し、用紙上のトナーを定着するために熱を発生する加熱器１１と、加熱器１１に圧接する加圧器１２とを備えている。
【００２０】
加熱器１１は、熱を発生する加熱ランプ１１４と、加熱ランプ１１４を取り囲み、不図示のモータから駆動力を受けて図のＢ方向に回転するロール状の加熱ロール１１０とを有している。加熱ランプ１１４により発生した熱は、加熱ランプ１１４を取り囲む加熱ロール１１０に伝わってこの熱が用紙上でのトナーの定着に用いられる。図２には、この筒状の加熱ロール１１０の断面が表されている。この加熱ロール１１０の円筒の内側は、金属製の芯金１１１となっており、この芯金１１１の上に、耐熱ゴムからなる弾性層１１２が設けられている。ここで、芯金１１１の材料としては、例えばアルミニウムが採用可能であり、弾性層１１２の材料としては、例えばシリコンゴムが採用可能である。また、加熱器１１では、弾性層１１２の上に、トナーを加熱ロールから離れやすくするための離型層１１３も備えられている。なお、この図では、加熱ランプ１１４は、加熱ロール１１０の内側の空間のほぼ中央に位置しているが、後述するように、加熱ランプ１１４は、加熱ロール１１０の内側で、図２に示す位置より下方に移動することができる。この移動は、定着処理の対象となる用紙の坪量が所定量を超えている厚い用紙の定着処理の場合だけ行われ、それ以外の用紙に対しては、図２に示す加熱ランプ１１４の位置で、定着処理が行われる。以下では、図２に示す加熱ランプ１１４の位置を通常定着位置と呼ぶ。
【００２１】
加圧器１２は、無端状のベルトである定着ベルト１２４を備えており、図２には、この定着ベルト１２４の、ベルトが延びている方向に沿った無端状のベルト断面が表されている。また、この定着ベルト１２４の内周面側には、定着ベルト１２４を支持する支持体１２０と、支持体に取り付けられたベルトガイド１２５が設けられており、定着ベルト１１０は、加熱ロール１１０の回転に伴って、支持体１２０とベルトガイド１２５の回りを図の矢印Ａ方向に従動循環する。ここで、支持体１２０は、弾性部材１２３と、支持枠１２２と、ベースフレーム１２１とを備えている。弾性部材１２３は、耐熱ゴムからなる部材であって、定着ベルト１２４の外周面を加熱ロール１１０に向けて弾性的に押し付ける役割を果たしている。ベースフレーム１２１は、不図示のスプリングからの荷重を受けており、この荷重により支持体１３０全体を加熱ロール１２０に向けて押している。ベースフレーム１２１の上には、支持枠１２２が取り付けられており、この支持枠１２２に上述の弾性部材１２３が固定されている。
【００２２】
この定着器１０では、弾性部材１２３によって定着ベルト１２４が加熱ロール１１０に押し付けられることによって加熱ロール１１０と定着ベルト１２４とが圧接して、少なくとも一方（ここでは定着ベルト１２４側）が圧力でつぶれたような形となったニップ部が形成される。このように、ニップ部が形成された状態で加熱ロール１１０が、矢印Ｂで示す方向に回転し、加圧器側では、加熱ロール１１０の回転駆動力を受けた定着ベルト１２４が、支持体１２０とベルトガイド１２５の回りを図の矢印Ａ方向に従動循環する。未定着のトナーの像３０１を有する用紙３００は、図で矢印Ｃで示す方向から定着器１０に向かって搬送されて加熱器１１と加圧器１２との間のニップ部を通過する。この通過の際、用紙３００上のトナーが熱によって融解し、記録媒体上に押しつけられることでトナーの定着が実現する。定着後、用紙３００は、図で矢印Ｄで示す方向に向けて定着器１０外部へ搬送されていく。
【００２３】
一般に、ロールの内側に設けられた熱源から熱の供給を受けて回転する加熱ロールと、加熱ロールの外側から加熱ロールと相対して加熱ロールの回転とともに従動回転する加圧部材との間にニップ部を形成して、未定着のトナーの像を有する記録媒体にニップ部を通過させてトナーの像の定着処理を行う定着装置では、記録媒体が加熱ロールと加圧部材との間を通過する際には、記録媒体上において、ニップ部を通過するのが後の箇所ほど、記録媒体に熱を奪われて温度が低下した加熱ロールから熱の供給を受けることとなる。このため、ニップ部を通過するのが後の箇所ではトナーの融解が遅れ、定着後の画像に画像ムラ（いわゆるオフセット）が起こりやすい。特に、カラー画像の出力では、各色トナーの重ね合わせが行われるので、モノクロ画像の出力の場合と比べ単位面積あたりのトナーの量が一般に多く、トナーの加熱不足によるオフセットが発生しやすい。ここで、熱容量が大きい記録媒体ほど、記録媒体が加熱ロールから奪う熱量は大きいので、熱容量が大きい記録媒体ほどオフセットが起こりやすい。例えば、記録媒体の材質や広さがほぼ同じであれば、厚い（すなわち坪量が大きい）記録媒体ほどオフセットが発生しやすい。
【００２４】
そこで、図１に示す画像形成装置では、定着処理の対象となる用紙が、坪量が所定量以上の厚い用紙（厚紙）の場合には、加熱ランプ１１４が、図２に示す通常定着位置から図の矢印Ｅ方向に移動して、通常定着位置よりはニップ部に近い位置で定着処理が行われる機構が備えられており、この機構により、坪量が所定量を超える厚紙の定着処理の際には、ニップ部付近の加熱ロール１１０に対して素早く熱が供給される。
【００２５】
図３は、図２に示す加熱ランプが、坪量が所定量を超える厚紙の定着処理の際の加熱ランプの配置を表した図である。
【００２６】
この図３に示すように、坪量が所定量を超える厚い用紙の定着処理の際には、加熱ランプ１１４は、図２に示す通常定着位置よりはニップ部に近い位置（以下、厚紙定着位置と呼ぶ）に移動し、加熱ランプ１１４がこの厚紙定着位置にいる状態で、未定着のトナーの像を有する厚紙に対して、図２で説明したのと同様の方式で定着処理が施される。厚紙に対して定着処理が施された後、次の画像形成のために坪量が所定量未満の用紙がユーザにより指定された場合には、加熱ランプ１１４は、図３の矢印Ｆ方向に移動して図２の通常定着位置に戻り、図２の状態で定着処理が実行される。
【００２７】
次に、加熱ランプ１１４を移動させる機構について説明する。
【００２８】
図４は、加熱ランプを移動させる機構を表した図である。
【００２９】
図４では、加熱ロール１１０のロールの端付近の様子が表されている。この図に示すように、加熱ランプ１１４は、加熱ロール１１０のロールの軸方向について延びた細長い形状をしており、その端は、加熱ランプ支持部材１３ａに固定されている。加熱ランプ支持部材１３ａは、棒状の強磁性材料で構成された部材であって、棒状の上部が加熱ランプ支持部材１３ａと直角に固定され、棒状の下部は、ソレノイドコイル１３ｂの内側においてバネ１３ｃの一端と接続されている。ソレノイドコイル１３ｂは、電圧印加部１３ｄから電圧の印加を受けることができ、その電圧印加の制御はＣＰＵ４によって行われる。ＣＰＵ４は、画像形成に使用される用紙として、坪量が所定量以上の厚紙がユーザにより指定された場合にだけ、電圧印加部１３ｄに対してソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加を指示する。ＣＰＵ４の指示に基づき電圧印加部１３ｄがソレノイドコイル１３ｂに電圧を印加すると、コイル内部に磁場が発生し、この磁場により、加熱ランプ支持部材１３ａをコイル内部に引き込もうとする力が生じる。
【００３０】
図５は、図４に示す加熱ランプと加熱ランプ支持部材が移動する様子を表した図である。
【００３１】
図５では、加熱ロール１１０のロールの端側から見たときの、加熱ランプ１１４と加熱ランプ支持部材１３ａが表されており、図に垂直な方向が、加熱ロール１１０のロール軸の方向である。ここで、図５のパート（ａ）には、ソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加が行われていないときの様子が表されており、この図に示すように、ソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加が行われていないときには、加熱ランプ１１４は、加熱ロール１１０の内側の空間のほぼ中央の、図３で上述した通常定着位置に配置されている。この状態においてソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加が行われると、加熱ランプ支持部材１３ａは、バネ１３ｃを縮めながら図の矢印Ｇ方向に移動し、それとともに加熱ランプ１１４も矢印Ｇ方向に移動する。図５のパート（ｂ）には、ソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加が行われているときの様子が表されており、加熱ランプ支持部材１３ａをコイル内部に引き込もうとする力と、縮んだバネ１３ｃが伸びようとする弾性力が釣り合った位置で、加熱ランプ支持部材１３ａと加熱ランプ１１４とが停止する。このときの加熱ランプ１１４の位置が厚紙定着位置である。この状態でソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加が停止されると、加熱ランプ支持部材１３ａをコイル内部に引き込もうとする力がなくなるため、バネ１３ｃの弾性力で加熱ランプ支持部材１３ａと加熱ランプ１１４とは矢印Ｈ方向に移動し、図５のパート（ａ）の状態に戻る。
【００３２】
このように、坪量が所定量を超える厚紙の定着処理の際には、ＣＰＵ４が、電圧印加部１３ｄに対してソレノイドコイル１３ｂへの電圧の印加を指示することで、加熱ランプ１１４は、通常定着位置よりもニップ部に近い厚紙定着位置に移動することとなり、ニップ部付近の加熱ロール１１０に対して素早く熱が供給されるようになる。一方、坪量が所定量未満の用紙の定着処理の際には、加熱ランプ１１４が、加熱ロール１１０内側のほぼ中央にある通常定着位置に配置されることで、不必要に多量の熱が用紙に供給されることが回避されている。この結果、定着装置１０において用紙の厚みに応じた適度な加熱が行われることとなり、画像形成装置１０００は、良好な画像形成を実現することができる。さらに、この加熱ランプ１１４の移動機構は、ソレノイドコイル１３ｂへの電圧印加を制御するだけの簡単な機構であるため、定着装置の小型化や低コスト化が実現でき、この結果、画像形成装置の小型化や低コスト化も達成される。
【００３３】
次に、図２の定着装置１０とは異なる構成を持つ、本発明の定着装置の別の実施形態について説明する。
【００３４】
図６は、加熱ロールと加圧ロールを有し、この２つのロールの間でニップ部が形成されるロール−ロール方式を採用した、本発明の別の実施形態である定着装置の断面図である。
【００３５】
図６に示すロール−ロール方式の定着装置で採用されている加熱器は、図２で説明した加熱器１１であり、図２の定着装置１０と同様に、定着処理の対象となる用紙の坪量に応じて加熱ランプ１１４が、通常定着位置や厚紙定着位置に移動して定着処理が実行される。図６に示すロール−ロール方式の定着装置では、加熱ロール１１０の下方に、加熱ロール１１０と圧接してニップ部を形成する加圧器１２が備えられており、加圧器１２は、鉄製の芯体１４ａの周囲を、耐熱ゴムでできた加圧ロール１４ｂが覆っている構成となっている。図２の定着装置１０とは、加圧器の構成が異なる点を除き、図６に示すロール−ロール方式の定着装置でも、図２の定着装置１０と同様にして、図６の右側から搬送されて来る用紙が加熱器１１と加圧器１４との間のニップ部を通過することで定着処理が行われる。
【００３６】
図６に示すロール−ロール方式の定着装置が、定着装置以外は図１の画像形成装置１００と同じ構成を持つ画像形成装置において採用されることで、本発明の画像形成装置の別の実施形態が実現される。そして、この実施形態でも、定着処理において、図２の定着装置１０と同様に、定着処理の対象となる用紙の坪量に応じた加熱ランプ１１４の位置の制御が行われる。ここでは、この制御の内容についての重複説明は省略する。
【００３７】
次に、以上説明してきた定着装置とは異なる構成を持つ、本発明の定着装置のさらに別の実施形態について説明する。
【００３８】
図７は、加熱源を有する加圧器を備えたロール−ロール方式を採用した、本発明の一実施形態である定着装置の断面図である。
【００３９】
図７に示すロール−ロール方式の定着装置で採用されている加熱器は、図２で説明した加熱器１１であり、図２の定着装置１０と同様に、定着処理の対象となる用紙の坪量に応じて加熱ランプ１１４が、通常定着位置や厚紙定着位置に移動して定着処理が実行される。図７に示すロール−ロール方式の定着装置では、加熱ロール１１０の下方にある加圧器１１’は、加熱ランプ１１４’の周囲を、図２の加熱ロール１１０と同じ構成を有する加圧ロール１１０’が囲んでいる構成を備えている。図７に示すロール−ロール方式の定着装置では、加圧ロール１１０’と加熱ロール１１０との間でニップ部が形成され、ニップ部を通過する、定着処理対象の用紙に対しては、加圧ロール１１０’と加熱ロール１１０の両方から熱が供給される。このように用紙の両面に加熱が行われるため、図７に示すロール−ロール方式の定着装置では、トナーの融解が早く定着処理にかかる時間が短縮されている。
【００４０】
図７に示すロール−ロール方式の定着装置が、定着装置以外は図１の画像形成装置１００と同じ構成を持つ画像形成装置において採用されることで、本発明の画像形成装置のさらに別の実施形態が実現される。そして、この実施形態でも、定着処理において、図２の定着装置１０と同様に、定着処理の対象となる用紙の坪量に応じた加熱ランプ１１４の位置の制御が行われる。ここでは、この制御の内容についての重複説明は省略する。
【００４１】
次に、以上説明してきた定着装置とは異なる構成を持つ、本発明の定着装置のまた別の実施形態について説明する。
【００４２】
図８は、加熱ロールの外周面の一部を覆い、加熱ロールの回転に従動して循環するベルトと、定着ベルトとが圧接してニップ部が形成されるベルト−ベルト方式を採用した、本発明の一実施形態である定着装置の断面図である。
【００４３】
図８に示すベルト−ベルト方式の定着装置は、熱を発生させる加熱装置１１Ａと、図２で説明した加圧器１２とを備えている。加熱装置１１Ａは、図２で説明した加熱器１１と、
加熱器１１が有する加熱ロール１１０の周面の一部を覆う無端状のベルト１６とを備えており、このベルト１６と加圧器１２との間にニップ部が形成される。このベルト１６は、加熱ロール１１０とベルト支持ロール１５とに支持されており、加熱ロール１１０の回転に従動して図のＩ方向に循環する。さらに、この加熱装置１１Ａには、加熱器１１とは別に、熱を発生させる補助加熱器１１’が備えられており、ベルト１６の外周面は、この補助加熱器１１’で加熱され、一方、ベルト１６の内周面は、加熱器１１で加熱される。
定着処理を受ける用紙はベルト１６の外周面と直接接するため、ベルト１６の外周面を加熱する補助加熱器１１’を備えることで、図８に示す定着装置には、画像形成前のベルト１６表面の温度が低い状態から、定着に必要な高温状態にまでベルト１６を加熱するのに要する時間が短くてすむという利点がある。図８に示す定着装置は、図２の定着装置１０と比べて、ベルト１６、補助加熱器１１’、ベルト支持ロール１５が加わっている点だけが異なり、図８に示す定着装置でも、図２の定着装置１０と同様に、定着処理の対象となる用紙の坪量に応じた加熱ランプ１１４の位置の制御が行われる。また、図８に示す定着装置を備えた画像形成装置は、定着装置の構成が異なる点を除いて図１に示す画像形成装置１０００と同じである。ここでは、図１に示す画像形成装置１０００や図２の定着装置１０と共通する点についての重複説明は省略する。
【００４４】
以下では、上述した、用紙の坪量に応じた加熱ランプの位置の制御により、オフセットの発生が抑えられることを実験結果に基づいて説明する。
（実施例１）
実施例１の画像形成装置は、図１の画像形成装置１０００と同じ構成を持つ画像形成装置であり、図２のベルトニップ方式の定着装置１０が採用されている。ここで、実施例１の画像形成装置では、定着装置の加熱ランプが厚紙定着位置に移動する際の、用紙坪量の閾値となる上述の所定量としては１００ｇ／ｍ２が採用されており、従って、定着処理対象の用紙の坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると、加熱ランプが図３の厚紙定着位置に移動する。この実施例１の画像形成装置を用いて下記の実験を行った。
【００４５】
以下で説明する試験画像を、坪量９８ｇ／ｍ２のＡ４用紙（富士ゼロックス製  ＪＤ紙）１０００枚、坪量１０４ｇ／ｍ２のＡ４用紙（王子製紙製  ＯＫプリンス紙）１０００枚、坪量１２７ｇ／ｍ２のＡ４用紙（王子製紙製  ＯＫプリンス紙）１０００枚に、それぞれ連続出力した。このとき、加熱ランプの移動機構により、定着処理の対象となる用紙が、坪量１０４ｇ／ｍ２のＡ４用紙、および坪量１２７ｇ／ｍ２のＡ４用紙の時にだけ、加熱ランプが厚紙定着位置に移動して出力が行われた。上記の３種類の坪量の用紙それぞれについて、オフセットが発生した用紙の枚数（オフセット枚数）をチェックした。
【００４６】
図９は、試験画像を表した図である。
【００４７】
この図では、未定着の試験画像が、この試験画像が出力されたＡ４用紙３１０とともに示されており、このＡ４用紙３１０が定着処理の際に定着装置に向かって搬送される方向が、図中の上向きの矢印で表されている。従って、この図では、Ａ４用紙３１０の上部の方が、下部よりも先にニップ部を通過して定着処理を受けることとなる。この図に示すように、試験画像は、用紙上の、定着処理を受けるのが後の部分（図では、Ａ４用紙３１０の下部）にトナーが集中するように作成された画像であり、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーが網点面積率１００％（いわゆるベタ）でそれぞれ出力されたパッチ３１０Ｋ，３１０Ｃ，３１０Ｍ，３１０Ｙと、シアン、マゼンタ、イエローの３色の網点面積率１００％のトナーを重ね合わせることで形成された黒色（いわゆるプロセスブラック）のパッチ３１０ＰＢとで構成されている。この試験画像では、用紙上の、定着処理を受けるのが後の部分にトナーが集中しているので、オフセットの発生をチェックしやすい画像である。特に、プロセスブラックのパッチ３１０ＰＢでは、シアン、マゼンタ、イエローの３色の網点面積率１００％のトナーを重ね合わされているので、他のパッチ３１０Ｋ，３１０Ｃ，３１０Ｍ，３１０Ｙと比べて、単位面積あたりのトナーの量が３倍であり、オフセットの発生が最も明確に認識できるパッチである。上記の実験では、これらのパッチ３１０Ｋ，３１０Ｃ，３１０Ｍ，３１０Ｙ、３１０ＰＢのいずれかにおいてオフセットの発生が認められた場合に、オフセットが発生していると判定して、上述のオフセット枚数をカウントした。
【００４８】
実施例１の画像形成装置による、３種類の坪量の用紙それぞれについてのオフセット枚数の結果を表１に示す。
（実施例２）
実施例２の画像形成装置は、図７に示す、加熱器１１と加圧器１１’の両方に加熱ランプがあるロール−ロール方式の定着装置が採用されている点を除けば、図１の画像形成装置１０００と同じ構成を持つ画像形成装置である。ここで、実施例２の画像形成装置では、定着装置の加熱ランプが厚紙定着位置に移動する際の、用紙坪量の閾値となる上述の所定量としては１００ｇ／ｍ２が採用されており、従って、定着処理対象の用紙の坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると、加熱ランプが図３の厚紙定着位置に移動する。実施例２の画像形成装置を用いて実施例１と同じ実験を行い、３種類の坪量の用紙それぞれについてのオフセット枚数をチェックした。その結果を表１に示す。
（実施例３）
実施例２の画像形成装置は、図６に示す、加熱器１１と加圧器１４のうち加熱器１１にのみ加熱ランプがあるロール−ロール方式の定着装置が採用されている点を除けば、図１の画像形成装置１０００と同じ構成を持つ画像形成装置である。ここで、実施例３の画像形成装置では、定着装置の加熱ランプが厚紙定着位置に移動する際の、用紙坪量の閾値となる上述の所定量としては１００ｇ／ｍ２が採用されており、従って、定着処理対象の用紙の坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると、加熱ランプが図３の厚紙定着位置に移動する。実施例３の画像形成装置を用いて実施例１と同じ実験を行い、３種類の坪量の用紙それぞれについてのオフセット枚数をチェックした。その結果を表１に示す。
（比較例１）
比較例１の画像形成装置では、図４に示す、加熱ランプを移動させる機構が存在しないこと以外は図２の定着装置１０（すなわち実施例１の定着装置）と同じ構成を持つベルトニップ方式の定着装置が採用されており、この点を除けば、比較例１の画像形成装置は、図１の画像形成装置１０００と同じ構成を持つ画像形成装置である。比較例１の画像形成装置で採用されている定着装置では、加熱ランプの位置は、図２に示す通常定着位置に固定されている。比較例１の画像形成装置を用いて実施例１と同じ実験を行い、３種類の坪量の用紙それぞれについてのオフセット枚数をチェックした。その結果を表１に示す。
（比較例２）
比較例２の画像形成装置では、図４に示す、加熱ランプを移動させる機構が存在しないこと以外は図７の定着装置（すなわち実施例２の定着装置）と同じ構成を持つロール−ロール方式の定着装置が採用されており、この点を除けば、比較例２の画像形成装置は、図１の画像形成装置１０００と同じ構成を持つ画像形成装置である。比較例２の画像形成装置で採用されている定着装置では、加熱ランプの位置は、図２に示す通常定着位置に固定されている。比較例２の画像形成装置を用いて実施例１と同じ実験を行い、３種類の坪量の用紙それぞれについてのオフセット枚数をチェックした。その結果を表１に示す。
（比較例３）
比較例３の画像形成装置では、図４に示す、加熱ランプを移動させる機構が存在しないこと以外は図６の定着装置（すなわち実施例３の定着装置）と同じ構成を持つロール−ロール方式の定着装置が採用されており、この点を除けば、比較例３の画像形成装置は、図１の画像形成装置１０００と同じ構成を持つ画像形成装置である。比較例３の画像形成装置で採用されている定着装置では、加熱ランプの位置は、図２に示す通常定着位置に固定されている。比較例３の画像形成装置を用いて実施例１と同じ実験を行い、３種類の坪量の用紙それぞれについてのオフセット枚数をチェックした。その結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2009003184.tif 000003
【００５０】
ベルトニップ方式の定着装置を採用している実施例１と比較例１の結果を比べると、加熱ランプの位置を移動させる機構が存在せず加熱ランプが通常定着位置に固定されている比較例１では、坪量１０４ｇ／ｍ２の用紙の連続出力においてオフセット枚数が３枚であり、坪量１２７ｇ／ｍ２の用紙の連続出力においてはオフセット枚数が６枚であるのに対し、加熱ランプの位置を移動させる機構を有し用紙の坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると加熱ランプが厚紙定着位置に移動する実施例１では、坪量１０４ｇ／ｍ２の用紙の連続出力、および坪量１２７ｇ／ｍ２の用紙の連続出力のいずれにおいてもオフセットは発生していない（すなわち、オフセット枚数が０枚）という結果が得られている。
【００５１】
次に、両方のロールに加熱ランプがあるロール−ロール方式の定着装置を採用している実施例２と比較例２の結果を比べると、加熱ランプの位置を移動させる機構が存在せず加熱ランプが通常定着位置に固定されている比較例２では、坪量１０４ｇ／ｍ２の用紙の連続出力においてオフセット枚数が１枚であり、坪量１２７ｇ／ｍ２の用紙の連続出力においてはオフセット枚数が２枚であるのに対し、加熱ランプの位置を移動させる機構を有し用紙の坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると加熱ランプが厚紙定着位置に移動する実施例２では、坪量１０４ｇ／ｍ２の用紙の連続出力、および坪量１２７ｇ／ｍ２の用紙の連続出力のいずれにおいてもオフセットは発生していない（すなわち、オフセット枚数が０枚）という結果が得られている。
【００５２】
次に、片方のロールに加熱ランプがあるロール−ロール方式の定着装置を採用している実施例３と比較例３の結果を比べると、加熱ランプの位置を移動させる機構が存在せず加熱ランプが通常定着位置に固定されている比較例３では、坪量１０４ｇ／ｍ２の用紙の連続出力においてオフセット枚数が２枚であり、坪量１２７ｇ／ｍ２の用紙の連続出力においてはオフセット枚数が４枚であるのに対し、加熱ランプの位置を移動させる機構を有し用紙の坪量が１００ｇ／ｍ２以上であると加熱ランプが厚紙定着位置に移動する実施例３では、坪量１０４ｇ／ｍ２の用紙の連続出力、および坪量１２７ｇ／ｍ２の用紙の連続出力のいずれにおいてもオフセットは発生していない（すなわち、オフセット枚数が０枚）という結果が得られている。
【００５３】
以上の実施例１と比較例１の結果の比較、実施例２と比較例２の結果の比較、および、実施例３と比較例３の結果の比較から、加熱ランプを移動させる機構を備えることで、定着処理対象となる用紙が厚い場合であっても、オフセットの発生が抑制されるということが結論される。
【００５４】
以上の説明では、用紙の坪量は、画像形成装置１０００に設けられた文字盤１００ｂがユーザによって操作されることによって指定されていたが、本発明の画像形成装置は、コンピュータなどの外部機器と接続して画像の出力を行う画像形成を行う場合には、外部機器によって用紙の坪量を指定するものであってもよい。
【００５５】
また、以上の説明では、用紙の坪量が所定量を超えると、加熱ランプが厚紙定着位置に移動するものであり、定着処理の際に加熱ランプが取り得る位置は２つしかないが、本発明の画像形成装置は、定着処理の際の加熱ランプの位置が２つ以上あって、用紙の坪量が大きいほどニップ部に近い位置に加熱ランプが移動し、その位置で定着処理が行われるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す定着器の概略断面図である。
【図３】図２に示す加熱ランプが、坪量が所定量を超える厚紙の定着処理の際の加熱ランプの配置を表した図である。
【図４】加熱ランプを移動させる機構を表した図である。
【図５】図４に示す加熱ランプと加熱ランプ支持部材が移動する様子を表した図である。
【図６】加熱ロールと加圧ロールを有し、この２つのロールの間でニップ部が形成されるロール−ロール方式を採用した、本発明の別の実施形態である定着装置の断面図である。
【図７】加熱源を有する加圧器を備えたロール−ロール方式を採用した、本発明の一実施形態である定着装置の断面図である。
【図８】加熱ロールの外周面の一部を覆い、加熱ロールの回転に従動して循環するベルトと、定着ベルトとが圧接してニップ部が形成されるベルト−ベルト方式を採用した、本発明の一実施形態である定着装置の断面図である。
【図９】試験画像を表した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０００…画像形成装置、
１ａ，１ｂ，１ｃ…トレイ、
２…排紙トレイ、
３ａ，３ｂ，３ｃ…搬送ロール、
４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ…トナーカートリッジ、
５…中間転写ベルト、
５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ…１次転写ロール、
５ａ…駆動ロール、
６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ…像保持体、
６４Ｋ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙ…現像器、
７…露光部、
８…ロール対、
９…２次転写ロール対、
９ｂ…２次転写ロール、
１０…定着器、
１３…送出ロール対、
１１…加熱器、
１１”…補助加熱器、
１１０…加熱ロール、
１１１…芯金、
１１２…弾性層、
１１３…離型層、
１１４…加熱ランプ、
１２，１１’，１４…加圧器、
１２０…支持体、
１２１…ベースフレーム、
１２２…支持枠、
１２３…弾性部材、
１２４…定着ベルト、
１２５…ベルトガイド、
１３ａ…加熱ランプ支持部材、
１３ｂ…ソレノイドコイル、
１３ｃ…バネ、
１３ｄ…電圧印加部、
１４ａ…加圧ロール、
１４ｂ…芯体、
１５…ベルト支持ロール、
１６…ベルト、
３００…用紙、
３１０…Ａ４用紙、
３１０Ｋ，３１０Ｃ，３１０Ｍ，３１０Ｙ，３１０ＰＢ…パッチ、
３１０…Ａ４用紙、
３０１…像
【図１】
2009003184.tif 000004
【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】
2009003184.tif 000009
【図７】
2009003184.tif 000010
【図８】
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【図９】
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