(57)【要約】【課題】凹凸紙に対して良好な定着性を得ることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、定着ローラー２２０と、定着ローラー２２０に巻き掛けられ、回転可能な定着ベルト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と、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の上流側に設けられ、定着ベルト２３０を張架する張架部材２６０と、張架部材２６０の位置を変更する張架部材位置変更部と、定着ベルト２３０の張力を変更する張力変更部と、定着ニップ部２００のニップ幅が増大するように、張架部材２６０の位置および定着ベルト２３０の張力のうち少なくとも一方を変更させる制御部１００とを備える。【選択図】図３
2015172613.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加圧ローラーを含む複数の支持ローラーに巻き掛けられ、回転可能な定着ベルトと、
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、前記定着ベルトを張架する張架部材と、
前記張架部材の位置を変更することによって前記定着ベルトと前記第２加圧ローラーとの接触領域を変更する張架部材位置変更部と、
前記支持ローラーの位置を変更することによって前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部と、
前記定着ニップ部を通過する用紙が凹凸紙である場合、前記張架部材位置変更部および前記張力変更部のうち少なくとも一方を制御し、当該用紙が凹凸紙でない場合と比べて前記定着ニップ部のニップ幅が増大するように、前記張架部材の位置および前記定着ベルトの張力のうち少なくとも一方を変更させる制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記張架部材位置変更部および前記張力変更部を制御し、前記定着ニップ部のニップ幅が増大するように、前記張架部材の位置および前記定着ベルトの張力を変更させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記張架部材は、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］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）
０ ＜ Ｂ ＜ ４・Ａ−７０・・・（１）
の関係にあることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着ベルトの張力Ｂは、以下の式（２）
Ｂ ≧ １０・・・（２）
の関係にあることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記張架部材位置変更部を制御し、前記定着ベルトを介して前記張架部材と前記第２加圧ローラーとが接触するように、前記張架部材の位置を変更させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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、前記定着ニップ部を通過する用紙を当該定着ニップ部に案内するガイド部材と、
前記ガイド部材の位置を変更するガイド部材位置変更部と、
を備え、
前記制御部は、前記張架部材の位置および前記定着ベルトの張力のうち少なくとも一方の変更に応じて、前記ガイド部材位置変更部を制御し、前記ガイド部材の位置を変更させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
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することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の支持ローラーの１つは、前記定着ベルトを加熱する加熱ローラーであり、
前記張力変更部は、前記加熱ローラーを持ち上げて当該前記加熱ローラーの位置を変更することによって前記定着ベルトの張力を増大させる一方、前記加熱ローラーを持ち下げて当該前記加熱ローラーの位置を変更することによって前記定着ベルトの張力を減少させることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記張架部材は、前記定着ベルトの回転に従動して回転することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記張架部材は、前記定着ベルトの内周面に対して摺接するように固定して設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか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、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
このようにトナー像を定着させる定着装置としては、定着ベルトと、定着ベルトに圧接される加圧ローラーとによって形成された定着ニップで、トナー像が転写された用紙を通紙しながら、加熱および加圧する熱定着方式の定着装置がある。
【０００４】
定着装置に関する技術として、特許文献１には、ベルト寄り防止を図るとともに、ベルト側端部とベルトガイド部材との接触によって生じるベルト側端部の亀裂破損によるベルト短寿命を防止する技術が開示されている。また、特許文献２には、両面コピー時に、用紙の表面と裏面との光沢度差を抑止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６５３３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の定着装置では、エンボス紙のような、凹凸の大きな表面形状を有する用紙（以下、「凹凸紙」と言う）に対して定着処理を行う場合、凹凸紙の凹部内のトナーが定着ベルトに接触しにくく、定着ベルトから凹部内のトナーに十分な熱が伝わらず、当該凹部内のトナーについて良好な定着性を得ることができないという問題があった。上述したように、特許文献１，２に記載の技術は、凹凸紙に対して良好な定着性を得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、凹凸紙に対して良好な定着性を得ることが可能な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】
本発明に係る画像形成装置は、
第１加圧ローラーと、
前記第１加圧ローラーを含む複数の支持ローラーに巻き掛けられ、回転可能な定着ベルトと、
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、前記定着ベルトを張架する張架部材と、
前記張架部材の位置を変更することによって前記定着ベルトと前記第２加圧ローラーとの接触領域を変更する張架部材位置変更部と、
前記支持ローラーの位置を変更することによって前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部と、
前記定着ニップ部を通過する用紙が凹凸紙である場合、前記張架部材位置変更部および前記張力変更部のうち少なくとも一方を制御し、当該用紙が凹凸紙でない場合と比べて前記定着ニップ部のニップ幅が増大するように、前記張架部材の位置および前記定着ベルトの張力のうち少なくとも一方を変更させる制御部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定着ニップ部を通過する用紙が凹凸紙である場合、当該用紙が凹凸紙でない場合と比べて定着ニップ部のニップ幅が増大するように、張架部材の位置および定着ベルトの張力のうち少なくとも一方が変更されるため、凹凸紙に対して定着処理を行う場合、凹部内のトナーが定着ベルトに接触しやすくなり、定着ベルトから凹部内のトナーに十分な熱が伝わる結果、当該凹部内のトナーについて良好な定着性を得ることができる。
【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全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】本実施の形態における定着部の構成を概略的に示す図である。
【図４】本実施の形態における張架部材の位置を変更する機構を示す図である。
【図５】本実施の形態におけるガイド部材の位置を変更する機構を示す図である。
【図６】張架部材の角度、定着ベルトの張力に応じた凹凸紙の定着性を示す図である。
【図７】張架部材の角度、定着ベルトの張力に応じた定着ベルトの従動性を示す図である。
【図８】本実施の形態における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。
【図９】定着ベルトを介して張架部材と加圧ローラーとが接触するように、張架部材の位置を変更させた様子を示す図である。
【図１０】本実施の形態における張架部材の変形例を示す図である。
【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１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
【００１２】
また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１３】
図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、第１駆動部８０、第２駆動部８５、第３駆動部９０および制御部１００を備える。
【００１４】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２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。
【００１５】
制御部１００は、通信部７１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の装置（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１００は、例えば、外部の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（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１６】
画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto  Document  Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
【００１７】
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。
【００１８】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置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１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００１９】
操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
【００２０】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００２１】
画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００２２】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００２３】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２４】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【００２５】
制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。
【００２６】
帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。
【００２７】
現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
【００２８】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【００２９】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００３０】
中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００３１】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００３２】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【００３３】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００３４】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００３５】
ベルトクリーニング部４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。
【００３６】
定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
【００３７】
定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップ部で加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。定着部６０の詳細については後述する。
【００３８】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。
【００３９】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００４０】
第１駆動部８０は、制御部１００からの制御命令を受けて、後述するピン３４０，３５０を回転させる。第１駆動部８０は、例えば、モーターおよびギア等の組み合わせにより構成される。
【００４１】
第２駆動部８５は、制御部１００からの制御命令を受けて、後述するカム４００を回転させる。第２駆動部８５は、例えば、モーターおよびギア等の組み合わせにより構成される。
【００４２】
第３駆動部９０は、制御部１００からの制御命令を受けて、後述するカム５００を回転させる。第３駆動部９０は、例えば、モーターおよびギア等の組み合わせにより構成される。
【００４３】
［定着ニップ部２００を形成する構成］
次に、図３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６０は、定着ニップ部２００を形成する上側定着部６０Ａと下側定着部６０Ｂとを有する。
【００４４】
上側定着部６０Ａ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（定着面側部材）が巻き掛けられている。つまり、加熱ローラー２１０および定着ローラー２２０は、本発明の「支持ローラー」として機能する。
【００４５】
下側定着部６０Ｂは、第２加圧ローラーとしての加圧ローラー２４０（裏面側支持部材）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、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。
【００４６】
定着ベルト２３０は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、この用紙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、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、画像形成される用紙Ｓの紙種、坪量によって異なる。
【００４７】
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。
【００４８】
定着ベルト２３０は、加圧ローラー２４０（主駆動源）および定着ローラー２２０（補助駆動源）がそれぞれ矢印Ａ方向および矢印Ｃ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。なお、定着ベルト２３０は、加圧ローラー２４０および加熱ローラー２１０（補助駆動源）が主動回転することによって、矢印Ｂ方向に従動回転しても良い。
【００４９】
加熱ローラー２１０は、定着ベルト２３０を加熱する加熱源６０Ｃとしてハロゲンヒーター２５０を内蔵している。加熱ローラー２１０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、異なった用紙Ｓの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、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。
【００５０】
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。
【００５１】
定着器Ｆ内には、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。
【００５２】
第１駆動部８０は、制御部１００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３中の上下方向）に移動する。制御部１００は、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の位置を任意に制御することができる。
【００５３】
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３中の上方向に移動すればするほど、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３中の下方向に移動すればするほど、定着ベルト２３０の張力は減少する。本実施の形態では、定着ベルト２３０の張力のデフォルト値は２００［Ｎ］に設定されている。なお、第１駆動部８０、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の位置を変更する、より具体的には加熱ローラー２１０を持ち上げる又は持ち下げることによって、定着ベルト２３０の張力を変更する張力変更部として機能する。
【００５４】
ハロゲンヒーター２５０の温度は、制御部１００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。
【００５５】
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。定着ローラー２２０の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、回転数等）は、制御部１００によって行われる。
【００５６】
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］の耐熱性のシリコンゴム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。
【００５７】
加圧ローラー２４０は、定着ニップ部２００を用紙Ｓが通過する場合（通紙時）、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のシリコンゴム２２０ｂに圧接する一方、定着ニップ部２００を用紙Ｓが通過しない場合、定着ローラー２２０のシリコンゴム２２０ｂから離間する。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１００によって行われる。
【００５８】
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２４０ａ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２４０ｂ（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の温度は、例えば８０〜１２０［℃］に制御されている。
【００５９】
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を張架する張架部材２６０（張架ローラー）が設けられている。張架部材２６０は、定着ベルト２３０が回転することに従動して回転する。張架部材２６０の外径寸法は、例えば１５［ｍｍ］である。
【００６０】
張架部材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所定角度（例えば、４０［°］）傾けた直線Ｌ３上に配置されている。
【００６１】
本実施の形態では、張架部材２６０の位置は矢印Ｅ方向に変更可能に構成されている。ここで、図３，４を参照し、張架部材２６０の位置を変更する具体的な機構について説明する。図３に示すように、定着部６０の手前側には側板４２０が設けられている。図４に示すように、側板４２０には、三日月形状の開口部４３０が形成されている。張架部材２６０の軸２６０ａは、開口部４３０内を移動することができる。張架部材２６０の軸２６０ａは、長方形状の回転部材４４０の一端側に接続されている。回転部材４４０は、その他端側に設けられた回転軸４４０ａを中心として矢印Ｅ方向に回転可能に構成されている。回転部材４４０の回転軸４４０ａ付近には、回転部材４４０に接するように、楕円形状のカム４００が配置されている。
【００６２】
カム４００は、第２駆動部８５に接続されている。第２駆動部８５は、制御部１００からの制御命令を受けた場合、カム４００を軸４００ａ中心で回転させる。カム４００が回転することによって、カム４００に押された回転部材４４０は、側板４２０に形成された開口部４３０の形状に沿って矢印Ｅ方向に回転する。回転部材４４０が矢印Ｅ方向に回転することによって、回転部材４４０の一端側に接続されている張架部材２６０の軸２６０ａは矢印Ｅ方向に移動する。つまり、制御部１００は、カム４００の回転方向、回転量を制御することによって、矢印Ｅ方向における回転部材４４０、ひいては張架部材２６０の位置を任意に制御することができる。なお、第２駆動部８５、カム４００、側板４２０および回転部材４４０は、張架部材２６０の位置を変更する張架部材位置変更部として機能する。
【００６３】
図３に示すように、用紙搬送方向Ｇにおける定着ニップ部２００の上流側には、定着ニップ部２００を通過する用紙Ｓを当該定着ニップ部２００に案内するガイド部材３８０が配置されている。より具体的には、ガイド部材３８０は、その先端位置３８０ａが、定着ニップ部２００の端点３００，３０５を通る直線Ｌ４を平行に１０［ｍｍ］下方に移動させた直線Ｌ５上において、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から直線距離で３０［ｍｍ］離間した位置となるように配置される。このようにガイド部材３８０を配置することによって、ガイド部材３８０が定着ベルト２３０と接触して定着ベルト２３０の回転を阻害することを防止し、定着ニップ部２００に対して用紙Ｓをスムーズに進入させることができる。
【００６４】
本実施の形態では、ガイド部材３８０の先端側の位置は矢印Ｆ方向に変更可能に構成されている。ここで、図３，５を参照し、ガイド部材３８０の先端側の位置を変更する具体的な機構について説明する。図３に示すように、定着部６０の手前側には側板５２０が設けられている。図５に示すように、側板５２０には、長方形状の開口部５３０が形成されている。ガイド部材３８０の後端側に設けられた軸３８０ｂは、開口部５３０内を移動することができる。ガイド部材３８０の先端側に設けられた軸３８０ｃは、長方形状の回転部材５４０の一端側に接続されている。回転部材５４０は、その他端側に設けられた回転軸５４０ａを中心として矢印Ｆ方向に回転可能に構成されている。回転部材５４０の回転軸５４０ａ付近には、回転部材５４０に接するように、楕円形状のカム５００が配置されている。
【００６５】
カム５００は、第３駆動部９０に接続されている。第３駆動部９０は、制御部１００からの制御命令を受けた場合、カム５００を軸５００ａ中心で回転させる。カム５００が回転することによって、カム５００に押された回転部材５４０は矢印Ｆ方向に回転する。回転部材５４０が矢印Ｆ方向に回転することによって、回転部材５４０の一端側に接続されているガイド部材３８０の先端側の軸３８０ｃは矢印Ｆ方向に移動する。その一方、固定されていないガイド部材３８０の後端側の軸３８０ｂは、側板５２０に形成された開口部５３０の形状に沿って矢印Ｈ方向に移動する。つまり、制御部１００は、カム５００の回転方向、回転量を制御することによって、ガイド部材３８０の位置、より具体的には矢印Ｆ，Ｈ方向におけるガイド部材３８０の先端端および後端側の位置を任意に制御することができる。なお、第３駆動部９０、カム５００、側板５２０および回転部材５４０は、ガイド部材３８０の位置を変更するガイド部材位置変更部として機能する。
【００６６】
ところで、従来の定着部６０では、凹凸紙に対して定着処理を行う場合、凹凸紙の凹部内のトナーが定着ベルト２３０に接触しにくく、定着ベルト２３０から凹部内のトナーに十分な熱が伝わらず、当該凹部内のトナーについて良好な定着性を得ることができないという問題があった。
【００６７】
そこで、本実施の形態では、制御部１００は、定着ニップ部２００を通過する用紙Ｓが凹凸紙である場合、当該用紙Ｓが凹凸紙でない場合と比べて定着ニップ部２００のニップ幅が増大するように、張架部材２６０の位置および定着ベルト２３０の張力のうち少なくとも一方を変更させる。より具体的には、張架部材２６０の位置を変更することによって定着ベルト２３０と加圧ローラー２４０との接触領域を増大させ、定着ニップ部２００のニップ幅を増大させる。また、加熱ローラー２１０を持ち下げ、定着ベルト２３０の張力を減少させることによって定着ベルト２３０による定着ローラー２２０のシリコンゴム２２０ｂの持ち上げを抑制し、定着ニップ部２００のニップ幅を増大させる。これにより、凹凸紙に対して定着処理を行う場合、凹部内のトナーが定着ベルト２３０に接触しやすくなり、定着ベルト２３０から凹部内のトナーに十分な熱が伝わる結果、当該凹部内のトナーについて良好な定着性を得ることができる。
【００６８】
そして、本発明者らは、張架部材２６０の角度（張架部材２６０の位置が、直線Ｌ２（図３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）や定着ベルト２３０の張力を具体的にどのように変更すれば、凹凸紙に対して良好な定着性を得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、用紙Ａ（紙種：ＮＰＩエンボス梨地、坪量：８４．９［ｇ／ｍ２］）、用紙Ｂ（紙種：ＯＫエンボス梨地、坪量：８４．９［ｇ／ｍ２］）、用紙Ｃ（紙種：ＮＰＩエンボス布目、坪量：１５７．０［ｇ／ｍ２］）のそれぞれに対して、単色（青色）べた画像（濃度：２５５）を形成し、定着ニップ部２００を通過した用紙Ａ，Ｂ，Ｃにおける定着性を確認した。具体的には、まず、定着ニップ部２００を通過した用紙Ａ，Ｂ，Ｃについて折り試験機を用いて画像面内側に折った。次に、エア吹き装置を用いて用紙Ａ，Ｂ，Ｃに残留したトナーを除去した。最後に、用紙Ａ，Ｂ，Ｃに形成された単色べた画像の折り曲げ部についてトナーの剥離状態を確認することによって、用紙Ａ，Ｂ，Ｃにおける定着性を評価した。
【００６９】
図６は、張架部材２６０の角度や定着ベルト２３０の張力をいろいろ変更した場合において、定着ニップ部２００に凹凸紙（用紙Ａ，Ｂ，Ｃ）を通紙した際、定着性が良好であったか否かについて示す図である。図６においては、定着性が良好であった条件（張架部材２６０の角度、定着ベルト２３０の張力）に対応する箇所に「○」を表示する一方、定着性が良好でなかった条件に対応する箇所に「×」を表示している。図６において、張架部材２６０の角度をＡ［°］、定着ベルト２３０の張力をＢ［Ｎ］とした場合、定着性が良好であったときにおける張架部材２６０の角度Ａと定着ベルト２３０の張力Ｂとは、以下の式（１）の関係にあった。
０ ＜ Ｂ ＜ ４・Ａ−７０・・・（１）
【００７０】
なお、定着ニップ部２００を用紙Ｓが通過しない間、つまり加圧ローラー２４０が定着ローラー２２０のシリコンゴム２２０ｂから離間している間、定着ベルト２３０は、定着ローラー２２０のみの回転（主動回転）によって従動回転する。この場合、定着ローラー２２０の速度Ｖ１と、定着ベルト２３０の速度Ｖ２とが以下の式（２）の関係にあるとき、定着ローラー２２０の回転に定着ベルト２３０が従動していない状態となった。定着ローラー２２０の回転に定着ベルト２３０が従動していない状態が続くと、加熱ローラー２１０によって定着ベルト２３０が局所的に加熱される。そのため、定着ベルト２３０において加熱される部分と加熱されない部分との間で体積膨張率の差が大きくなり、定着ベルト２３０が変形して破損してしまう場合がある。
Ｖ１ − Ｖ２ ＞ ５０［ｍｍ／ｓ］・・・（２）
【００７１】
そこで、本発明者らは、張架部材２６０の角度や定着ベルト２３０の張力を具体的にどのように変更すれば、定着ローラー２２０の回転に対する定着ベルト２３０の従動性が良好になるかについて実験を行った。
【００７２】
図７は、張架部材２６０の角度や定着ベルト２３０の張力をいろいろ変更した場合において、定着ローラー２２０の回転に対する定着ベルト２３０の従動性が良好であったか否かについて示す図である。図７においては、定着ベルト２３０の従動性が良好であった条件（張架部材２６０の角度、定着ベルト２３０の張力）に対応する箇所に「○」を表示する一方、定着ベルト２３０の従動性が良好でなかった条件に対応する箇所に「×」を表示している。図７において、定着ベルト２３０の従動性が良好であったときにおける定着ベルト２３０の張力Ｂ［Ｎ］は、以下の式（３）の関係にあった。
Ｂ ≧ １０・・・（３）
【００７３】
次に、図８のフローチャートを参照し、本実施の形態における画像形成装置１の動作について説明する。なお、図８に示す処理は、例えば印刷ジョブに対応する画像形成処理を実行するタイミングで実行される。ここで、定着ベルト２３０の張力は、２００［Ｎ］に初期設定されている。また、張架部材２６０の角度は、４０［°］に初期設定されている。
【００７４】
まず、制御部１００は、印刷ジョブに対応する画像形成処理で使用される用紙Ｓが凹凸紙であるか否かについて判定する（ステップＳ１００）。本実施の形態では、制御部１００は、用紙Ｓの凹部の深さが１０［μｍ］以上である場合に凹凸紙であると判定する一方、用紙Ｓの凹部の深さが１０［μｍ］未満である場合に凹凸紙でないと判定する。この判定の結果、用紙Ｓが凹凸紙でない場合（ステップＳ１００、ＮＯ）、処理はステップＳ１６０に遷移する。
【００７５】
一方、用紙Ｓが凹凸紙である場合（ステップＳ１００、ＹＥＳ）、制御部１００は、張架部材２６０の角度を初期設定値の４０［°］から１１０［°］に変更するように第２駆動部８５を制御する（ステップＳ１２０）。次に、制御部１００は、ガイド部材３８０の位置を変更するように第３駆動部９０を制御する（ステップＳ１４０）。その後、処理はステップＳ１６０に遷移する。
【００７６】
図９は、張架部材２６０の角度が４０［°］から１１０［°］に変更された後の様子を示している。図９に示すように、定着ベルト２３０を介して張架部材２６０と加圧ローラー２４０とが接触し、張架部材２６０の角度が変更される前と比べて定着ニップ部２００のニップ幅が大きく増大している。これにより、定着ニップ部２００の端点３００，３０５を通る直線Ｌ４の傾きも変化する。そこで、ガイド部材３８０の位置を図中点線位置から図中実線位置まで変更する。これにより、ガイド部材３８０が定着ベルト２３０と接触して定着ベルト２３０の回転を阻害することを防止し、ひいては定着ニップ部２００に対して用紙Ｓをスムーズに進入させることができる。
【００７７】
ステップＳ１６０では、制御部１００は、印刷ジョブに対応する画像形成処理の実行を開始する。次に、制御部１００は、印刷ジョブに対応する画像形成処理の実行は終了したか否かについて判定する（ステップＳ１８０）。この判定の結果、画像形成処理の実行が終了していない場合（ステップＳ１８０、ＮＯ）、処理はステップＳ１８０の前に戻る。一方、画像形成処理の実行が終了している場合（ステップＳ１８０、ＹＥＳ）、画像形成装置１は、図８における処理を終了する。
【００７８】
なお、図８のフローチャートでは、画像形成処理で使用される用紙Ｓが凹凸紙である場合、定着ニップ部２００のニップ幅が増大するように、張架部材２６０の角度（位置）のみを変更させる例について説明したが、張架部材２６０の角度および定着ベルト２３０の張力の両方を変更させても良い。張架部材２６０の角度を増大させればさせるほど、定着ベルト２３０と加圧ローラー２４０との接触領域は増大し、定着ニップ部２００のニップ幅が増大する。また、定着ベルト２３０の張力を減少させればさせるほど、定着ベルト２３０による定着ローラー２２０のシリコンゴム２２０ｂの持ち上げが抑制され、定着ニップ部２００のニップ幅は増大する。よって、張架部材２６０の角度および定着ベルト２３０の張力の両方を変更させる方が、張架部材２６０の角度および定着ベルト２３０の張力の一方を変更させる場合と比べて、定着ニップ部２００のニップ幅をより増大させることができ、凹凸紙に対してより良好な定着性を得ることができる。
【００７９】
［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、画像形成装置１は、定着ローラー２２０と、定着ローラー２２０および加熱ローラー２１０に巻き掛けられ、回転可能な定着ベルト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と、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の上流側に設けられ、定着ベルト２３０を張架する張架部材２６０と、張架部材２６０の位置を変更することによって定着ベルト２３０と加圧ローラー２４０との接触領域を変更する張架部材位置変更部と、加熱ローラー２１０の位置を変更することによって定着ベルト２３０の張力を変更する張力変更部と、定着ニップ部２００を通過する用紙Ｓが凹凸紙である場合、張架部材位置変更部および張力変更部のうち少なくとも一方を制御し、当該用紙Ｓが凹凸紙でない場合と比べて定着ニップ部２００のニップ幅が増大するように、張架部材２６０の位置および定着ベルト２３０の張力のうち少なくとも一方を変更させる制御部１００とを備える。
【００８０】
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を通過する用紙Ｓが凹凸紙である場合、当該用紙Ｓが凹凸紙でない場合と比べて定着ニップ部２００のニップ幅が増大するように、張架部材２６０の位置および定着ベルト２３０の張力のうち少なくとも一方が変更されるため、凹凸紙に対して定着処理を行う場合、凹部内のトナーが定着ベルト２３０に接触しやすくなり、定着ベルト２３０から凹部内のトナーに十分な熱が伝わる結果、当該凹部内のトナーについて良好な定着性を得ることができる。
【００８１】
［変形例］
なお、上記実施の形態では、張架部材２６０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を張架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１０に示すように、点線で示される張架部材２６０は、半月形状を有し、定着ベルト２３０の内周面に対して摺接するように固定して設けられても良い。図１０において、定着ベルト２３０の張力は１００［Ｎ］に設定されている。また、張架部材２６０の角度は、７０［°］に設定されている。
【００８２】
また、上記実施の形態では、加熱ローラー２１０の位置を変更することによって定着ベルト２３０の張力を変更する例について説明したが、定着ローラー２２０の位置を変更することによって定着ベルト２３０の張力を変更しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
１  画像形成装置
１０  画像読取部
２０  操作表示部
２１  表示部
２２  操作部
３０  画像処理部
４０  画像形成部
５０  用紙搬送部
６０  定着部
６０Ａ  上側定着部
６０Ｂ  下側定着部
６０Ｃ  加熱源
７１  通信部
７２  記憶部
８０  第１駆動部
８５  第２駆動部
９０  第３駆動部
１００  制御部
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
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
２６０  張架部材
３１０  支持部材
３２０，３３０  テンションばね
３４０，３５０  ピン
３６０  天板
３８０  ガイド部材
４００，５００  カム
４２０，５２０  側板
４３０，５３０  開口部
４４０，５４０  回転部材
【図１】
2015172613.tif 000003
【図２】
2015172613.tif 000004
【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】
2015172613.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015172613.tif 000011
【図１０】
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