(57)【要約】【課題】定着ニップ部に厚紙を通紙した場合、ベルト皺の発生を防止することが可能な定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラー２２０（第１加圧ローラー）と、定着ローラー２２０に巻き掛けられた定着ベルト２３０と、定着ベルト２３０を介して定着ローラー２２０を加圧し、定着ベルト２３０との間に定着ニップ部２００を形成する加圧ローラー２４０（第２加圧ローラー）と、定着ベルト２３０の張力を調整する張力調整部１７５と、定着ニップ部２００に通紙される記録用紙Ｓの坪量が増大するにつれて、定着ベルト２３０の張力が増大するように張力調整部１７５を制御する制御部１０１とを備える。【選択図】図２
2014202901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１加圧ローラーと、
前記第１加圧ローラーに巻き掛けられた定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記第１加圧ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する第２加圧ローラーと、
前記定着ベルトの張力を調整する張力調整部と、
前記定着ニップ部に通紙される記録用紙の坪量が増大するにつれて、前記定着ベルトの張力が増大するように前記張力調整部を制御する制御部と、
を備える定着装置。
【請求項２】
前記張力調整部は、前記定着ベルトの内周面側、かつ、前記定着ベルトの回転方向における前記定着ニップ部の上流側に設けられ、前記定着ベルトを回転可能に支持しながら前記定着ベルトに張力を付与するテンションローラーを有し、
前記テンションローラーは、前記第１加圧ローラーの中心と前記第２加圧ローラーの中心とを結んだ直線に平行な直線であって、前記定着ベルトの回転方向における前記定着ニップ部の上流側の端点を通る第１の直線を、当該端点を中心として用紙進入側に所定角度傾けた第２の直線上に配置され、
前記所定角度をＡ［°］、前記定着ベルトの張力をＢ［Ｎ・ｍ］としたとき、前記所定角度Ａと前記定着ベルトの張力Ｂとは、以下の式（１）
Ｂ ≧ ４・Ａ−７０・・・（１）
の関係にある請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１加圧ローラーは、表層部に弾性層を有し、
前記定着ベルトは、前記第１加圧ローラーの前記弾性層に巻き掛けられ、
前記第２加圧ローラーは、前記定着ベルトを介して前記第１加圧ローラーの前記弾性層を加圧し、
前記テンションローラーは、前記定着ニップ部の用紙搬送方向入り口側に形成される前記弾性層の膨出部と前記定着ベルトとの接触を剥離するように前記定着ベルトを案内し、
前記所定角度Ａは、
４０ ＜ Ａ ＜ ９０
である請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記定着ベルトは、前記定着ベルトを加熱する加熱ローラーに巻き掛けられ、
前記張力調整部は、前記加熱ローラーを持ち上げることによって、前記定着ベルトに張力を付与する持ち上げ部を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１加圧ローラーに対して、当該第１加圧ローラーの回転を制動するための制動トルクを付与する制動トルク付与部を備え、
前記制御部は、前記定着ニップ部に前記記録用紙が通紙される際、前記第１加圧ローラーに対して前記制動トルクを付与するように前記制動トルク付与部を制御する請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリおよびこれらの複合機等の画像形成装置には、定着装置が設けられている。定着装置は、入力された画像データに基づいて記録用紙上に形成されたトナー像を定着させる。定着装置においては、トナー像が形成された記録用紙は、加熱部材（例えば、定着ローラーおよび定着ベルト）と加圧部材（例えば、加圧ローラー）とによって形成される定着ニップ部を通過する際、加圧および加熱されて、トナー像が記録用紙上に定着される。
【０００３】
定着装置に関連する技術としては、加熱ローラーに巻回されるベルトに張力を与えるテンションローラーを設けることによって、ベルトおよび加熱ローラーを誘導加熱する加熱機構とベルトとの間の距離を安定化し、トナー画像の定着工程を好適に行えるように構成した技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、定着ニップ部に厚紙（記録用紙）を通紙すると、当該定着ニップ部では、用紙搬送方向に垂直な用紙幅方向において通紙部分と非通紙部分との間に速度差が生じる。これは、厚紙の通紙により定着ベルトを介して押圧される定着ローラーのうち通紙部分に対応する部分がつぶれてしまい、通紙部分に対応する定着ローラーの外径が、非通紙部分に対応する定着ローラーの外径よりも相対的に小さくなるからである。特に、記録用紙の坪量（厚さ）が大きくなるにつれて、通紙部分と非通紙部分との間に生じる速度差は大きくなる。そして、この速度差がある閾値を超えると、定着ベルトのうち厚紙の通紙部分と非通紙部分との境界部分において皺（以下、「ベルト皺」という）が発生してしまい、最悪の場合には定着ベルトに傷が入る等して当該定着ベルトが破損してしまうという問題があった。定着ベルトにベルト皺が発生した状態で、定着ニップ部に記録用紙を通紙すると、記録用紙に形成されたトナー像に画像不良が発生するおそれがある。
【０００６】
なお、特許文献１に記載の技術は、ベルトおよび加熱ローラーを誘導加熱する加熱機構とベルトとの間の距離を安定化し、トナー画像の定着工程を好適に行えるようにすることを目的としたものであって、上述したベルト皺の発生を防止することを目的としたものではなく、したがってそのための構成を有していない。
【０００７】
本発明は、定着ニップ部に厚紙を通紙した場合、ベルト皺の発生を防止することが可能な定着装置および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】
【０００８】
本発明に係る定着装置は、
第１加圧ローラーと、
前記第１加圧ローラーに巻き掛けられた定着ベルトと、
前記定着ベルトを介して前記第１加圧ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する第２加圧ローラーと、
前記定着ベルトの張力を調整する張力調整部と、
前記定着ニップ部に通紙される記録用紙の坪量が増大するにつれて、前記定着ベルトの張力が増大するように前記張力調整部を制御する制御部と、
を備える。
本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定着ニップ部に厚紙を通紙した場合、ベルト皺の発生を防止することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態における画像形成装置の制御ブロック図である。
【図２】本実施の形態における定着ニップ部を形成する構成を示す図である。
【図３】記録用紙にひじわが発生する原理を説明する図である。
【図４】本実施の形態における画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】テンションローラー角度、定着ベルトの張力に応じたベルト皺の発生状況を示す表である。
【図６】記録用紙の坪量に応じて設定される定着ベルトの張力を示す表である。
【図７】テンションローラー角度、定着ベルトの張力に応じたベルト皺の発生状況を示す表である。
【図８】記録用紙の坪量に応じて設定されるテンションローラー角度を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１００の構成］
図１に示す画像形成装置１００は、電子写真プロセスにより記録用紙に画像を形成する。画像形成装置１００は、制御部１０１、原稿読み取り部１１０、操作表示部１２０、画像処理部１３０、画像形成部１４０、搬送部１５０、定着部１６０（定着装置）、通信部１７１、記憶部１７２、張力調整部１７５、制動トルク付与部１９０および張力検出部１９２を備えている。なお、張力調整部１７５、制動トルク付与部１９０および張力検出部１９２については後述する。
【００１２】
制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０４等を備えている。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１００の各ブロックの動作を制御する。このとき、記憶部１７２に格納されている各種データが参照される。記憶部１７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１３】
制御部１０１は、通信部１７１を介して、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークに接続された外部装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で、各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部装置から送信された画像データを受信し、この画像データに基づいて記録用紙に画像を形成させる。通信部１７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１４】
原稿読み取り部１１０は、コンタクトガラス上に搬送された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサーの受光面上に結像させ、原稿を読み取る。なお、コンタクトガラス上への原稿の搬送は、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）により行われるが、手作業で原稿をコンタクトガラス上に載置する場合もある。
【００１５】
操作表示部１２０は、タッチパネル式の画面を有する。ユーザーは、各種の指示および設定のための入力操作を、タッチパネル式の画面を介して行うことができる。これら指示・設定の情報は、印刷ジョブ情報として制御部１０１により扱われる。印刷ジョブ情報には、画像データ、記録用紙の坪量、用紙サイズ、プリント枚数等が含まれる。制御部１０１は、操作表示部１２０を介して印刷ジョブが指示された場合、その印刷ジョブに対応する印刷ジョブ情報に含まれる画像データ、記録用紙の坪量、用紙サイズ、プリント枚数等を記憶部１７２に記録する。
【００１６】
画像処理部１３０は、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路およびディジタル画像処理を行う回路を含む。画像処理部１３０は、原稿読み取り部１１０のＣＣＤセンサーにより取得されたアナログ画像信号から、Ａ／Ｄ変換処理によりディジタル画像データを生成して画像形成部１４０に出力する。
【００１７】
画像形成部１４０は、画像処理部１３０により生成されたディジタル画像データに基づいてレーザー光を発光し、当該発光したレーザー光を感光体ドラムに照射することにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成する（露光工程）。
【００１８】
画像形成部１４０は、上記の露光工程に加え、露光工程前に行われる帯電工程、露光工程後に行われる現像工程、現像工程後の転写工程および転写工程後のクリーニング工程をそれぞれ実行するための構成を備えている。
【００１９】
帯電工程では、画像形成部１４０は、帯電装置からのコロナ放電により、感光体ドラムの表面を一様に帯電させる。現像工程では、画像形成部１４０は、現像装置内の現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム上の静電潜像に付着させることにより、感光体ドラム上にトナー像を形成する。
【００２０】
転写工程では、画像形成部１４０は、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに１次転写させる。また、画像形成部１４０は、中間転写ベルト上のトナー像を、搬送部１５０により搬送された記録用紙に２次転写する。クリーニング工程では、画像形成部１４０は、転写工程後の感光体ドラムに残留しているトナーを除去する。
【００２１】
定着部１６０は、定着ニップ部に導入された記録用紙上のトナー像に熱および圧力を加えること（加熱定着）により、トナー像を記録用紙に定着させる（定着工程）。この結果、記録用紙上には定着トナー像が形成される。定着部１６０により加熱定着された記録用紙は、画像形成装置１００の外部に排出される。
【００２２】
［定着ニップ部２００を形成する構成］
次に、図２を参照し、定着ニップ部２００を形成する構成について説明する。定着ニップ部２００は、ベルト加熱方式により構成される。すなわち、定着部１６０は、定着ニップ部２００を形成する上側加圧部と下側加圧部とを有する。
【００２３】
上側加圧部は、加熱ローラー２１０と、第１加圧ローラーとしての定着ローラー２２０とを有する。加熱ローラー２１０と定着ローラー２２０との間には、無端状の定着ベルト２３０が巻き掛けられている。
【００２４】
下側加圧部は、第２加圧ローラーとしての加圧ローラー２４０を有する。加圧ローラー２４０は、定着ベルト２３０を介して定着ローラー２２０を所定の定着荷重（例えば、２２００［Ｎ］）で加圧する。このようにして、定着ローラー２２０と加圧ローラー２４０との間には、記録用紙Ｓを狭持して搬送する上凸形状の定着ニップ部２００が形成される。
【００２５】
定着ベルト２３０は、トナー像が形成された記録用紙Ｓに接触して、この記録用紙Ｓを定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱する。ここで、定着温度とは、記録用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される記録用紙Ｓの紙種、坪量によって異なる。
【００２６】
定着ベルト２３０は、例えば、基体として厚さ７０［μｍ］のＰＩ（ポリイミド）を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ２００［μｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１５°）で被覆し、更に、表層に厚さ３０［μｍ］の耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のコーティングをしている。定着ベルト２３０の外径寸法は、例えば１２０［ｍｍ］である。なお、ＰＩの厚さについては５０〜１５０［μｍ］程度が好ましい。ＰＩが薄いと熱伝達には有利であるが、強度的には不利となってしまう一方、ＰＩが厚いと強度的には有利となるが、熱伝達は不利となってしまうからである。
【００２７】
定着ベルト２３０は、加圧ローラー２４０が矢印Ａ方向に主動回転することによって、矢印Ｂ方向に従動回転する。定着ベルト２３０の線速度は、例えば５００［ｍｍ／ｓ］である。
【００２８】
定着ベルト２３０の外周面側には、張力検出部１９２が設けられている。張力検出部１９２は、加熱ローラー２１０と定着ローラー２２０とに架け渡された定着ベルト２３０に加わる張力を検出し、その検出結果を制御部１０１に出力する。張力検出部１９２は、定着ベルト２３０の張力を検出するための、例えば圧力センサーを含んで構成される。定着ローラー２２０はゴム層の蓄熱により外径が変化するため、定着ベルト２３０の張力は変化する。よって、張力検出部１９２により定着ベルト２３０の張力を検出することは重要である。
【００２９】
加熱ローラー２１０は、定着ベルト２３０を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒーター２５０を内蔵している。ハロゲンヒーター２５０は、例えば、アルミニウム等から形成された肉厚４［ｍｍ］の円筒状の芯金の外周面を、厚さ３０［μｍ］のＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆されている。加熱ローラー２１０の外径寸法は、例えば５８［ｍｍ］である。なお、ハロゲンヒーター２５０は、異なった紙幅に対応するために、例えば１２００［Ｗ］のものを２本、７５０［Ｗ］のものを２本、５００［Ｗ］のものを１本用いて構成され、記録用紙Ｓの異なる紙幅に対応させて軸方向に異なる発熱分布になるように配置されている。
【００３０】
加熱ローラー２１０の回転軸方向における両端部には、断面形状が半円形状であり、加熱ローラー２１０を回転可能に支持する支持部材３１０が取り付けられている。支持部材３１０の一端側には、テンションばね３２０が取り付けられている。支持部材３１０の他端側には、テンションばね３３０が取り付けられている。テンションばね３２０の一端側（支持部材３１０とは反対側）には、ピン３４０が取り付けられている。テンションばね３３０の一端側（支持部材３１０とは反対側）には、ピン３５０が取り付けられている。
【００３１】
画像形成装置１００内の筐体には、天板３６０が固定されている。ピン３４０の外周部に設けられた雄ねじ部材が、天板３６０に形成された穴の内周面に螺刻された雌ねじに螺合している。また、ピン３５０の外周部に設けられた雄ねじ部材が、天板３６０に形成された穴の内周面に螺刻された雌ねじに螺合している。
【００３２】
第２駆動部１８２は、制御部１０１からの制御命令を受けて、ピン３４０，３５０を回転させる。ピン３４０，３５０が回転することにより、テンションばね３２０，３３０を介してピン３４０，３５０に接続されている支持部材３１０は、矢印Ｄ方向（図２中上下方向）に移動する。ピン３４０，３５０の回転方向、回転量を制御することによって、矢印Ｄ方向における支持部材３１０、ひいては加熱ローラー２１０の位置を任意に変化させることができる。
【００３３】
加熱ローラー２１０が矢印Ｄ方向において移動することにより、加熱ローラー２１０によって定着ベルト２３０に付与される張力は変化する。具体的には、加熱ローラー２１０が矢印Ｄ方向のうち図２中上方向に移動するほど、定着ベルト２３０の張力は増大する一方、加熱ローラー２１０が矢印Ｄ方向のうち図２中下方向に移動するほど、定着ベルト２３０の張力は減少する。なお、第２駆動部１８２、ピン３４０，３５０、テンションばね３２０，３３０および支持部材３１０は、加熱ローラー２１０を持ち上げることによって、定着ベルト２３０に張力を付与する持ち上げ部として機能し、定着ベルト２３０の張力を調整する張力調整部１７５の一部を構成する。
【００３４】
ハロゲンヒーター２５０の温度は、制御部１０１によって制御される。ハロゲンヒーター２５０によって加熱ローラー２１０が加熱され、その結果、定着ベルト２３０が加熱される。
【００３５】
定着ローラー２２０は、加圧ローラー２４０とともに、定着ニップ部２００を形成するための加圧部を構成する。定着ローラー２２０は、加圧ローラー２４０が矢印Ａ方向に主動回転することによって、矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００３６】
定着ローラー２２０は、例えば、鉄等の金属から形成された中実の芯金２２０ａを、表層部の弾性層として厚さ２０［ｍｍ］の耐熱性の弾性層２２０ｂ（硬度ＪＩＳ−Ａ１０［°］）で被覆し、更に、厚さ３０［μｍ］の低摩擦で耐熱性樹脂であるＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆している。定着ローラー２２０のローラー硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３５［°］である。定着ローラー２２０の外径寸法は、例えば７０［ｍｍ］である。
【００３７】
定着ローラー２２０には、制動トルク付与部１９０が接続されている。制動トルク付与部１９０は、制御部１０１からの制御命令を受けて、定着ローラー２２０の従動回転を制動するための制動トルク（例えば、０．３２［Ｎ・ｍ］）を定着ローラー２２０に付与する。制動トルク付与部１９０は、定着ローラー２２０の回転を機械的に抑制することによって定着ローラー２２０を減速させるための機械ブレーキ、および、定着ローラー２２０の回転を電気的に抑制することによって定着ローラー２２０を減速させるための電気ブレーキの少なくとも一方を備える。
【００３８】
加圧ローラー２４０は、押圧手段（図示略）により定着ベルト２３０を介して定着ローラー２２０の弾性層２２０ｂに圧接する。加圧ローラー２４０の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、回転数等）は、制御部１０１によって行われる。
【００３９】
加圧ローラー２４０は、アルミニウム等から形成された肉厚４［ｍｍ］の円筒状の芯金の外周面を、弾性層として厚さ２［ｍｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１０［°］）で被覆し、更に、厚さ３０［μｍ］のＰＦＡチューブの樹脂層で被覆している。加圧ローラー２４０の外径寸法は、例えば７０［ｍｍ］である。加圧ローラー２４０の制御温度は、例えば８０〜１４０［℃］である。
【００４０】
定着ベルト２３０の内周面側、かつ、定着ベルト２３０の回転方向における定着ニップ部２００の上流側には、定着ベルト２３０を回転可能に支持しながら定着ベルト２３０に張力を付与するテンションローラー２６０が設けられている。テンションローラー２６０は、定着ベルト２３０の回転によって従動回転する。テンションローラー２６０の外径寸法は、例えば１５［ｍｍ］である。
【００４１】
テンションローラー２６０は、定着ローラー２２０の弾性層２２０ｂのうち加圧ローラー２４０の圧接により定着ニップ部２００の用紙搬送方向入り口側に形成される膨出部、すなわち圧接により生じたたわみが下凸形状となる部分（バルジ部）２７０と定着ベルト２３０との接触を剥離するように定着ベルト２３０を案内する。具体的には、テンションローラー２６０は、バルジ部２７０に対する定着ベルト２３０の巻き掛け量が、テンションローラー２６０を設けない場合と比べて小さくなる位置に設けられている。
【００４２】
テンションローラー２６０は、定着ローラー２２０の中心２８０と加圧ローラー２４０の中心２９０とを結んだ直線Ｌ１に平行な直線Ｌ２であって、定着ベルト２３０の回転方向における定着ニップ部２００の上流側の端点３００を通る直線Ｌ２（第１の直線）を、端点３００を中心として用紙進入側に４０度傾けた直線Ｌ３と、９０度傾けた直線Ｌ４との間に配置されている。本実施の形態では、テンションローラー２６０は、直線Ｌ２を、端点３００を中心として用紙進入側に６０度傾けた直線Ｌ５（第２の直線）上に配置されている。
【００４３】
次に、テンションローラー２６０が、端点３００を中心として直線Ｌ２を用紙進入側に４０度傾けた直線Ｌ３と、９０度傾けた直線Ｌ４との間に配置されている理由について説明する。
【００４４】
従来、薄紙（記録用紙）に対する定着処理の際に、定着ローラー２２０の表面にトナーが付着してしまうオフセットや、トナー像が形成された記録用紙Ｓの定着ローラー２２０に対する巻き付きが発生し、画像品質や通紙性能を低下させてしまうという問題があった。そこで、ワックスを添加したトナーを用いることで、加熱時にトナー中から溶解したワックスが定着ローラー２２０に供給され、オフセットや記録用紙Ｓの巻き付きを抑える技術が提案されている。
【００４５】
しかしながら、トナーから定着ローラー２２０に供給されたワックスの一部が定着ローラー２２０に付着してしまい、定着ローラー２２０上にワックスによる潜像が形成された場合、次の定着を行った際に、画像表面に存在するワックス量が異なるようになる。そのため、定着ローラー２２０上のワックス潜像に起因する光沢ムラといった現象（以下、「光沢メモリ」ともいう）が発生してしまい、画像品質を低下させてしまうという問題があった。光沢メモリの発生を防止するためには、定着ニップ部２００における圧着荷重、言い換えると定着ローラー２２０と加圧ローラー２４０との圧着荷重を例えば、従来の１．５倍程度に大きくする必要があった。
【００４６】
しかしながら、光沢ムラの発生を防止するために定着ローラー２２０と加圧ローラー２４０との圧着荷重を大きくすると、その副作用として、図３（ａ）に示すように、記録用紙Ｓにその搬送方向に沿った波打ち４００（以下、「ひじわ」という）が生じてしまうという問題があった。
【００４７】
ひじわ４００は、次のようなメカニズムで発生すると考えられている。図３（ｂ）は、図２の定着部１６０の構成を簡略的に示す図である。
【００４８】
定着ニップ部２００では、加圧ローラー２４０は、定着ローラー２２０の弾性層２２０ｂを押圧して凹ませる。定着ニップ部２００の入り口側における端部周辺には、弾性層２２０ｂのうち加圧ローラー２４０の圧接により生じたたわみが下凸形状となる部分（バルジ部）２７０が形成される。定着ローラー２２０および加圧ローラー２４０の回転に伴い、弾性層２２０ｂのバルジ部２７０は定着ローラー２２０の軸方向に伸縮変形する。その結果、定着ベルト２３０のうち弾性層２２０ｂのバルジ部２７０に接触する部分では僅かなうねりが生じ、定着ベルト２３０および加圧ローラー２４０に挟持された状態で定着ニップ部２００を通過した記録用紙Ｓにひじわが生じてしまう。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、定着ニップ部２００の用紙搬送方向入り口側に形成される弾性層２２０ｂのバルジ部２７０と定着ベルト２３０との接触を剥離するように定着ベルト２３０を案内するテンションローラー２６０を配置している。この構成により、定着ニップ部２００における圧着荷重を大きくし、バルジ部２７０が定着ローラー２２０の軸方向に伸縮変形する場合でも、バルジ部２７０に対する定着ベルト２３０の巻き掛け量が減少する分、定着ベルト２３０にうねりが生じにくくなり（バルジ部２７０の悪影響を受けにくくなり）、ひいては、定着ベルト２３０および加圧ローラー２４０に挟持された状態で定着ニップ部２００を通過した記録用紙Ｓにひじわが生じることを防止することができる。
【００５０】
そして、本発明者らは、テンションローラー２６０を具体的にどこに配置すれば、記録用紙Ｓにひじわが生じることを防止することができるかについて、以下の実験を行った。すなわち、実験では、１００枚の記録用紙Ａ（紙種：ＯＫＴＯＰコート、坪量：８５［ｇ／ｍ２］、用紙サイズ：Ａ３、目方向：Ｔ目）、１００枚の記録用紙Ｂ（紙種：ＯＫＴＯＰコート、坪量：８５［ｇ／ｍ２］、用紙サイズ：Ａ３、目方向：Ｙ目）、１００枚の記録用紙Ｃ（紙種：ＯＫコートＬ、坪量：６４［ｇ／ｍ２］、用紙サイズ：Ａ３、目方向：Ｔ目）のそれぞれに対して、白地画像（濃度：０）、ハーフトーン画像（濃度：１５０／２５５）、単色べた画像（濃度：２５５）、カラーべた画像（濃度：２５５×３色）を形成し、定着ニップ部２００を通過した記録用紙Ａ，Ｂ，Ｃにおけるひじわの発生状況を目視で確認した。その際、テンションローラー２６０の位置が、直線Ｌ２（図２を参照）を、端点３００を中心として用紙進入側に何度傾けた直線上に位置するかを表すテンションローラー角度を異ならせて、実験を行った。
【００５１】
その結果、テンションローラー角度が４０度未満である場合、バルジ部２７０に対する定着ベルト２３０の巻き掛け量が増大して定着ベルト２３０にうねりが生じやすくなり、画像濃度に関わらず、ひじわが発生した。その一方、テンションローラー角度を４０度以上にすると、ひじわの発生状況が大きく改善し、高品位な画像を得ることができた。しかしながら、テンションローラー角度を９０度以上に設定すると、ひじわの発生は見られないものの、定着ニップ部２００への記録用紙Ｓの進入が阻害され、その進入の阻害に起因した画像ムラが主にハーフトーン画像で発生した。以上の結果から、テンションローラー２６０は、端点３００を中心として直線Ｌ２を用紙進入側に４０度傾けた直線Ｌ３と、９０度傾けた直線Ｌ４との間に位置することが望ましいことがわかった。
【００５２】
本実施の形態では、テンションローラー２６０は、テンションローラー角度が６０度である状態を維持しながら、すなわち端点３００を中心として直線Ｌ２を用紙進入側に６０度傾けた直線Ｌ５上において位置Ｐ１と位置Ｐ２との間の任意位置に移動可能に構成されている。具体的には、テンションローラー２６０の回転軸の両端部には、直線Ｌ５の方向に延在しているラックギア（図示せず）が取り付けられている。ラックギアとピニオンギア１８６とは、互いに噛み合うことにより、ラックアンドピニオンを構成している。第１駆動部１８０は、制御部１０１からの制御命令を受けて、ピニオンギア１８６を回転させる。ピニオンギア１８６が回転することにより、ラックギア、ひいてはテンションローラー２６０が直線Ｌ５上を移動する。ピニオンギア１８６の回転方向、回転量を制御することによって、直線Ｌ５上におけるテンションローラー２６０の位置を、位置Ｐ１と位置Ｐ２との間で任意に変化させることができる。
【００５３】
テンションローラー２６０が直線Ｌ５上において位置Ｐ１と位置Ｐ２との間を移動することにより、テンションローラー２６０によって定着ベルト２３０に付与される張力は変化する。具体的には、テンションローラー２６０が直線Ｌ５上において位置Ｐ１に近づくほど、定着ベルト２３０の張力は減少する一方、テンションローラー２６０が位置Ｐ２に近づくほど、定着ベルト２３０の張力は増大する。なお、第１駆動部１８０、ピニオンギア１８６、ラックギアおよびテンションローラー２６０は、張力調整部１７５の一部を構成する。
【００５４】
次に、図４のフローチャートを参照し、画像形成装置１００の制御動作について説明する。ステップＳ１００の処理は例えば、操作表示部１２０を介して印刷ジョブが指示されることにより開始する。なお、テンションローラー２６０のテンションローラー角度は、６０度に設定されているものとする。
【００５５】
［画像形成装置１００の制御動作］
まず、制御部１０１は、記憶部１７２を参照し、指示された印刷ジョブに対応する印刷ジョブ情報に含まれる記録用紙Ｓの坪量（例えば、３５０［ｇ／ｍ２］）を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御部１０１は、取得した坪量に応じた通紙性能情報を記憶部１７２から読み出す（ステップＳ１２０）。通紙性能情報は、定着ベルト２３０の張力、テンションローラー角度をいろいろ変化させた場合、定着ニップ部２００に記録用紙Ｓを通紙した際、定着ベルト２３０にベルト皺が発生したか否かについて予め実験した結果を示す情報である。通紙性能情報は、記録用紙Ｓの坪量の大きさに応じてそれぞれ存在する。
【００５６】
図５は、記録用紙Ｓの坪量が３５０［ｇ／ｍ２］である場合の通紙性能情報を示す。図５においては、ベルト皺が発生しなかった条件（テンションローラー角度、定着ベルト２３０の張力）に対応する箇所に「○」を表示する一方、ベルト皺が発生した条件に対応する箇所に「×」を表示している。図５の通紙性能情報において、テンションローラー角度（所定角度）をＡ［°］、定着ベルト２３０の張力をＢ［Ｎ・ｍ］とした場合、ベルト皺が発生しなかったときにおけるテンションローラー角度Ａと定着ベルト２３０の張力Ｂとは、以下の式（１）
Ｂ ≧ ４・Ａ−７０・・・（１）
の関係にある。
【００５７】
この通紙性能情報に対応する実験では、１００枚の記録用紙Ａ（紙種：Ｍｏｎｄｉｃｏｌｏｒ、坪量：３５０［ｇ／ｍ２］、用紙サイズ：Ａ３、目方向：Ｔ目）、１００枚の記録用紙Ｂ（紙種：ジョイボリー、坪量：３５０［ｇ／ｍ２］、用紙サイズ：Ａ３、目方向：Ｙ目）、１００枚の記録用紙Ｃ（紙種：マリコート、坪量：３５０［ｇ／ｍ２］、用紙サイズ：Ａ３、目方向：Ｔ目）のそれぞれに対して、白地画像（濃度：０）、ハーフトーン画像（濃度：１５０／２５５）、単色べた画像（濃度：２５５）、カラーべた画像（濃度：２５５×３色）を形成し、定着ニップ部２００を記録用紙Ａ，Ｂ，Ｃを通紙した際におけるベルト皺の発生状況を目視で確認した。図５の通紙性能情報は、定着ベルト２３０の基体として厚さ７０［μｍ］のＰＩ（ポリイミド）を用いた場合の実験結果を示している。しかし、ＰＩの厚さを５０〜１５０［μｍ］まで変更しても、実験結果に大きな変化はなかった。
【００５８】
図５に示すように、テンションローラー角度が小さい場合、定着ベルト２３０の張力が小さくてもベルト皺は発生していない。しかし、テンションローラー角度が大きくなるにつれて、ベルト皺の発生を防止するためには、定着ベルト２３０の張力を大きくする必要がある。つまり、テンションローラー角度に関わらず、ベルト皺の発生を防止するためには、定着ベルト２３０の張力を大きくすることが好ましい。ただし、定着ベルト２３０の張力を大きくしすぎると、定着ベルト２３０に架かる応力が増大するため、定着ベルト２３０が破断してしまうおそれがある。そのため、テンションローラー角度が４０〜９０［°］である場合（記録用紙Ｓにひじわが発生しにくい場合）において、ベルト皺を発生させない点を考慮し、定着ベルト２３０の張力を３００［Ｎ・ｍ］以下に設定することが好ましい。
【００５９】
また、ベルト皺は、定着ニップ部２００に通紙される記録用紙Ｓの坪量が大きくなるにつれて発生しやすくなるため、図６に示すように、当該坪量の増加に応じて定着ベルト２３０の張力を大きくすることが必要となる。図６の例では、記録用紙Ｓの坪量が３００［ｇ／ｍ２］以上である場合、定着ベルト２３０の張力を２５０［Ｎ・ｍ］に設定する。また、記録用紙Ｓの坪量が２００〜３００［ｇ／ｍ２］である場合、定着ベルト２３０の張力を２００［Ｎ・ｍ］に設定する。また、記録用紙Ｓの坪量が１００〜２００［ｇ／ｍ２］である場合、定着ベルト２３０の張力を１５０［Ｎ・ｍ］に設定する。また、記録用紙Ｓの坪量が１００［ｇ／ｍ２］未満である場合、定着ベルト２３０の張力を１００［Ｎ・ｍ］に設定する。このように、記録用紙Ｓの坪量が小さい場合（すなわち紙厚が薄い場合）には、ベルト皺が発生しにくいため、定着ベルト２３０の張力を大きくする必要はない。そのため、定着ベルト２３０に架かる応力を減らすことが可能となり、定着ベルト２３０の耐久性を向上させることができる。
【００６０】
図４のフローチャートの説明に戻る。次に、制御部１０１は、張力検出部１９２から出力された検出結果に基づいて、定着ベルト２３０の張力を取得する（ステップＳ１４０）。次に、制御部１０１は、ステップＳ１２０において読み出した通紙性能情報と、ステップＳ１４０において取得した定着ベルト２３０の張力とに基づいて、定着ベルト２３０の張力を変更する必要性があるか否かについて判定する（ステップＳ１６０）。具体的には、制御部１０１は、通紙性能情報を参照し、テンションローラー角度（６０［°］）および定着ベルト２３０の張力が、ベルト皺が発生しない条件に合致する場合、定着ベルト２３０の張力を変更する必要性がないと判定する一方、ベルト皺が発生する条件に合致する場合、定着ベルト２３０の張力を変更する必要性があると判定する。
【００６１】
この判定の結果、定着ベルト２３０の張力を変更する必要性がない場合（ステップＳ１６０、ＮＯ）、処理はステップＳ２００に遷移する。一方、定着ベルト２３０の張力を変更する必要性がある場合（ステップＳ１６０、ＹＥＳ）、制御部１０１は、テンションローラー角度（６０［°］）および定着ベルト２３０の張力が、通紙性能情報により示されるベルト皺が発生しない条件に合致するように、定着ベルト２３０の張力を調整するように張力調整部１７５を制御する（ステップＳ１８０）。その後、処理はステップＳ２００に遷移する。
【００６２】
例えば、制御部１０１は、第１駆動部１８０を制御し、テンションローラー２６０の位置を変化させることによって、定着ベルト２３０の張力を調整する。または、制御部１０１は、第２駆動部１８２を制御し、加熱ローラー２１０を矢印Ｄ方向に移動させることによって、定着ベルト２３０の張力を調整する。なお、制御部１０１は、テンションローラー２６０の位置を変化させるとともに、加熱ローラー２１０を移動させることによって、定着ベルト２３０の張力を調整しても良い。
【００６３】
ステップＳ２００では、制御部１０１は、画像形成部１４０を制御し、操作表示部１２０を介して指示された印刷ジョブに対応する画像形成処理の実行を開始させる。ステップＳ２００の処理が完了することによって、画像形成装置１００は、図４における処理を終了する。
【００６４】
［本実施の形態における効果］
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、定着ローラー２２０（第１加圧ローラー）と、定着ローラー２２０に巻き掛けられた定着ベルト２３０と、定着ベルト２３０を介して定着ローラー２２０を加圧し、定着ベルト２３０との間に定着ニップ部２００を形成する加圧ローラー２４０（第２加圧ローラー）と、定着ベルト２３０の張力を調整する張力調整部１７５と、定着ニップ部２００に通紙される記録用紙Ｓの坪量が増大するにつれて、定着ベルト２３０の張力が増大するように張力調整部１７５を制御する制御部１０１とを備える。
【００６５】
このように構成した本実施の形態によれば、定着ニップ部２００に厚紙（記録用紙Ｓ）が通紙される際、記録用紙Ｓの坪量が大きくなるにつれて定着ベルト２３０の張力は増大する。そのため、厚紙を通紙した場合に紙通紙領域と非通紙領域で生じてしまうベルト線速差に起因した変形を抑えることが出来、定着ベルト２３０のうち厚紙の通紙部分と非通紙部分との境界部分において、ベルト皺が発生することを防止することができる。
【００６６】
［変形例］
なお、上記実施の形態において、制御部１０１は、定着ニップ部２００に記録用紙Ｓが通紙される際、定着ローラー２２０に対して制動トルクを付与するように制動トルク付与部１９０を制御しても良い。この構成により、定着ベルト２３０と定着ローラー２２０との間の拘束力が増大するため、厚紙を通紙した場合に紙通紙領域と非通紙領域で生じてしまうベルト線速差に起因した変形を抑えることが出来、定着ローラー２２０に対して制動トルクを付与しない場合と比べて、張力調整部１７５によって定着ベルト２３０に付与する張力を減少させることができる。図７は、記録用紙Ｓの坪量が３５０［ｇ／ｍ２］である場合、制動トルクを付与したときの通紙性能情報を示す。制動トルクを付与するという条件以外は、図５の通紙性能情報と同様の実験を行った。図７においては、ベルト皺が発生しなかった条件（テンションローラー角度、定着ベルト２３０の張力）に対応する箇所に「○（実線）」または「○（点線）」を表示する一方、ベルト皺が発生した条件に対応する箇所に「×」を表示している。つまり、図５の通紙性能情報と比べて、ベルト皺が発生しなかった条件が増えている。「○（点線）」で表示される条件は、定着ローラー２２０に対して制動トルクを付与しなかった場合、図５の通紙性能情報においてベルト皺が発生した条件である。図７に示すように、制動トルクを付与しない場合と比べて、定着ベルト２３０に付与する張力を５０［Ｎ・ｍ］程度、減少していることがわかる。
【００６７】
また、上記実施の形態では、テンションローラー２６０のテンションローラー角度を一定角度（６０［°］）に維持しながら、記録用紙Ｓの坪量に応じて、定着ベルト２３０の張力を調整する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、定着ベルト２３０の張力を一定（１５０［Ｎ・ｍ］）に維持しながら、記録用紙Ｓの坪量に応じて、テンションローラー２６０のテンションローラー角度を変更させても良い。この構成により、定着ニップ部２００に厚紙（記録用紙Ｓ）が通紙される際、定着ベルト２３０に架かる応力を減らすことが可能となり、定着ベルト２３０の耐久性を向上させることができる。図８の例では、坪量が２００［ｇ／ｍ２］以上である記録用紙Ｓは、ひじわが発生しにくいため（つまり、ひじわの改善の優先度が低いため）、テンションローラー２６０のテンションローラー角度を、ひじわの発生状況が大きく改善される４０［°］未満に設定している。なお、テンションローラー２６０のテンションローラー角度、定着ベルト２３０の張力の一方を変更させるのではなく、記録用紙Ｓの坪量に応じて、両方を同時に変更させても良い。
【００６８】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１００  画像形成装置
１０１  制御部
１０２  ＣＰＵ
１０３  ＲＯＭ
１０４  ＲＡＭ
１１０  原稿読み取り部
１２０  操作表示部
１３０  画像処理部
１４０  画像形成部
１５０  搬送部
１６０  定着部
１７１  通信部
１７２  記憶部
１７５  張力調整部
１８０  第１駆動部
１８２  第２駆動部
１８６  ピニオンギア
１９０  制動トルク付与部
１９２  張力検出部
２００  定着ニップ部
２１０  加熱ローラー
２２０  定着ローラー
２３０  定着ベルト
２４０  加圧ローラー
２５０  ハロゲンヒーター
２６０  テンションローラー
２７０  バルジ部
２８０，２９０  中心
３００  端点
３１０  支持部材
３２０，３３０  テンションばね
３４０，３５０  ピン
３６０  天板
【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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【図７】
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【図８】
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