JP4765456B2

JP4765456B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4765456B2
Application number: JP2005211128A
Authority: JP
Inventors: 誠藤井; 羽生　　直彦
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: JP2007025541A; US7477858B2; US20070019979A1

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関わり、特にベルト定着装置を用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式による画像形成装置では、像担持体上に形成したトナー像を転写手段により転写材上に転写を行い、トナー像が転写された転写材を定着装置の加熱手段と、加圧手段とによって形成されるニップ部を通過させ定着を行い機外に排出している。

近年、画像形成装置にはカラー画像処理や高速処理が求められているが、これらの要求を満たすためには、定着装置においてはニップ部の幅を広くとって転写材のニップ部通過時間を長くする必要がある。

このような要求に対して、定着ローラ、加圧ローラを用いたローラタイプの定着装置を用いた場合には、ニップ部通過時間を長くするためにローラ径を大きくする必要があるが、定着装置、ひいては画像形成装置の大型化を招いてしまう。

また、定着ローラの弾性体表層の厚みを増してニップ幅を確保しようとした場合、加熱源から定着ローラ表層への熱供給速度の低下が起こり、ウォームアップ時間が長くなったり、プリント速度が低下して高速処理を行う場合に問題となる。

このようなローラタイプの定着装置の問題点を解消するために、加熱された定着ベルトを加圧ローラに圧接させて広いニップ幅を確保する定着ベルト方式の定着装置が提案されている。

画像形成装置に求められる要求としては、カラー画像処理や高速処理だけでなく、これ以外にも様々な要求、例えば、転写材の両面にコピーを行うことも求められている。

両面コピーを行った場合、第１面目に未定着トナーを定着したときには定着ベルトに巻き付く力が発生するが、表裏を反転して第２面目の未定着トナーを定着したときには第１面目のトナーの影響で加圧ローラに巻き付く力も同時に発生する。更に、両面の印字密度やトナー付着量等の違いにより巻き付く方向が変化する。

このように、両面コピーの場合には、第１面目と第２面目の印字状態で転写材が定着ローラまたは加圧ローラに巻き付く方向が変化するが、どちらの面をコピーする場合にも巻き付き不良を起こさないように定着ベルト及び加圧ローラに当接する分離爪を設けることが行われている。

しかしながら、分離爪は当接する部材に傷をつけたり、得られた画像に光沢ムラを起こす等の問題があるため、分離爪を用いなくても巻き付き不良を起こさずに両面コピーを行うことが出来る以下のような技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

即ち、支持ローラと加熱ローラとの間に張架された無端状の定着ベルトと、定着ベルトを介して支持ローラに対向加圧して設けられた加圧ローラとを有し、加圧ローラと定着ベルトとの間に圧接ニップ部を形成し、この圧接ニップ部に未定着トナーを担持した転写材を通過させ定着を行うベルト定着装置であり、圧接ニップ部の断面形状を略ストレート形状とすることにより、両面コピーにおける巻き付き不良に対処しようと言うものである。
特開２００４−２２６８１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、圧接ニップ部の断面形状を略ストレート形状と限定しているため、例えば、両面の印字密度やトナー付着量が変化した場合、略ストレート形状のままでは、巻き付き不良に対処できない恐れがある。

また、断面形状を略ストレートにするためには、定着ベルト、支持ローラ、加圧ローラ等の材質、形状等の条件をある程度限定しなければならないため、定着装置の設計自由度の幅が狭くなってしまうという問題もある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、両面コピーを行う場合でも、巻き付き不良のない信頼性の高いベルト定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。
（請求項１）
加熱手段で加熱され回転する定着ベルトと、
該定着ベルトの内側に設けた押圧部材と、
該押圧部材と対向し前記定着ベルトを介してニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、
前記ニップ部は、前記押圧部材を前記定着ベルトを介して前記加圧ローラの表面に押圧し、前記加圧ローラの表面を前記加圧ローラの中心方向に凹形状に湾曲させることにより形成され、未定着トナー像を担持した転写材が前記ニップ部を通過する過程でトナー像の定着を行う画像形成装置において、
前記押圧部材を前記加圧ローラの表面に押圧する押圧力を変更する押圧力変更手段と、
転写材の第１面と、第１面の裏面であり第１面の画像形成後に画像形成を行う第２面のそれぞれについて、転写材の面積に対してトナーが付着した面積の比率である印字密度を求め、求めた印字密度の大きさに基づき、転写材の前記定着ベルト又は前記加圧ベルトへの付着のし易さの程度に応じて前記押圧部材の前記加圧ローラの表面への押圧力を変更するように前記押圧力変更手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記制御手段は、転写材の第１面の印字密度が第２面の印字密度より大きい場合には、転写材の第２面の印字密度が第１面の印字密度より大きい場合よりも、前記押圧部材の前記加圧ローラの表面への押圧力を大きくす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）
前記印字密度は、転写材の搬送方向先端付近の印字密度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
（請求項４）
前記押圧力は、前記印字密度と転写材の厚さ情報によって変更されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
（請求項５）
前記押圧部材は、主加圧部材と前記主加圧部材の転写材搬送方向下流側に設けた出口加圧部材とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
（請求項６）
前記押圧力変更手段は、前記出口加圧部材への押圧力の増減に応じて、前記主加圧部材への押圧力を減増することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

本発明によれば、コピー毎に印字密度やトナー付着量等の印字情報が異なった状態でコピーを行っても、定着ベルトや加圧ローラに転写材が巻き付くことがない画像形成装置を得ることが出来る。

本発明の実施の形態の一例を図面を用いて説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

本発明にかかわるベルト定着装置を備える画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１は画像形成装置の概略構成図である。

図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。

画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述するベルト定着装置９等からなる。

画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿Ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等の処理が行われ、得られた画像データは一旦メモリに記憶された後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに送られ、各色の画像データに基づいて対応する感光体ドラム上に露光が行われる。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙ及びその周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、ベルト定着装置９に形成されるニップ部Ｎ（図２参照、図１には不図示）において記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が記録紙Ｐ上に定着され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。

両面画像形成時には、一方の面（表面、又は、第１面目）にカラー画像（カラートナー像）が形成され、ベルト定着装置９により定着された記録紙Ｐは、分岐手段２６によりシート排紙路から分岐されて、下方の循環通紙路２７Ａを経て、再給紙機構（ＡＤＵ機構）である反転搬送路２７Ｂにより表裏を反転され、再給紙搬送部２７Ｃを通過して、給紙ローラ２２Ｄにおいて給紙カセット２０から供給された記録紙Ｐの搬送路に合流する。

反転搬送（循環反転搬送）された記録紙Ｐは、レジストローラ２３を経て、再度２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐの他方の面（裏面、又は、第２面目）上にカラー画像（カラートナー像）が一括転写される。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、ベルト定着装置９により定着処理され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。

一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。

次に、本発明の画像形成装置に用いられるベルト定着装置の実施の形態の一例（第１の実施の形態）について、図２を用いて説明する。図２はベルト定着装置９の概略断面図である。

ベルト定着装置９は、定着ベルト９０１、定着ベルト９０１の内側に設けた主加圧部材としての主加圧ローラ９０２及び主加圧ローラ９０２の記録紙搬送方向下流側に設けた出口加圧部材としての出口加圧ローラ９０３からなる押圧部材９０４、定着ベルト９０１を介して押圧部材９０４と対向して配置された加圧ローラ９０５、加熱手段としてのヒータ９０６を内蔵し定着ベルト９０１を支持する加熱ローラ９０７、押圧部材９０４を加圧ローラ９０３の方向に押圧する押圧力変更手段９２０等から構成されている。

本実施の形態では、加圧ローラ９０５にもヒータ９０８が内蔵されており、定着ベルト９０１、加圧ローラ９０５の表面温度を定着に適した温度に維持するように、定着ベルト９０１、加圧ローラ９０５に接触または非接触に設けた温度検知手段９０９、９１０の温度検知信号に基づき画像形成装置の制御手段１００（図１参照）によりヒータ９０６、９０８が制御される。

加熱ローラ９０７は図示しない駆動手段により図の矢印方向に回転され、この回転に伴い定着ベルト９０１、主加圧ローラ９０２、出口加圧ローラ９０３、加圧ローラ９０５がそれぞれ図の矢印方向に回転する。

Ｎは定着ベルト９０１を介して押圧部材９０４と加圧ローラ９０５とが当接することにより形成されるニップ部である。

ここで、主要部材の材質、形状等について説明する。

定着ベルト９０１は、金属基体もしくは耐熱樹脂基体に、フッ素樹脂、シリコン樹脂等を主成分とした離型層を被覆した無端状のベルトである。

主加圧ローラ９０２、出口加圧ローラ９０３は、円筒状の金属パイプの外周面にシリコンゴムの弾性層９０２Ａ、９０３Ａを固着したハードローラであるが、ＳＵＳ等の金属パイプのローラであっても良い。

加圧ローラ９０５は、円筒状の金属パイプの外周面にシリコンゴム又はシリコンゴムスポンジの弾性層９０５Ａを固着し、更にその外側に離型層としてＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブで被覆したソフトローラである。

構成に戻って、定着ベルト９０１は、押圧力変更手段９２０が出口加圧ローラ９０３を押圧することにより、ニップ部Ｎの出口付近Ｍ、即ち、出口加圧ローラ９０３が加圧ローラ９０５に当接する位置において、加圧ローラ９０５の中心方向に凸形状に湾曲するように構成されている。換言すれば、押圧力変更手段９２０が出口加圧ローラ９０３を押圧することにより、ニップ部Ｎの出口付近Ｍにおいて、定着ベルト９０１を介して加圧ローラ９０５の表面が加圧ローラ９０５の中心方向に凹形状に湾曲するように構成されている。

上記の定着ベルト９０１の凸形状の湾曲、即ち、加圧ローラ９０５表面の凹形状の湾曲は、例えば、加圧ローラ９０５の弾性層９０５Ａの硬度よりも出口加圧ローラ９０３の弾性層９０３Ａの硬度を高くすることにより達成されるが、これに限定されることなく、他の構成、例えば、出口加圧ローラ９０３を金属ローラとして加圧ローラ９０５表面の凹形状の湾曲を形成しても良い。

次に、上述した押圧力変更手段９２０の詳細について図３を用いて説明する。図３は押圧力変更手段９２０の要部断面図である。

９０３Ｂは出口加圧ローラ９０３を軸受け部材９０３Ｃを介して回転可能に支持する出口側支持軸である。

９２１は出口側当接部材であり、出口側シリンダ９２２の内筒に摺動可能に支持されるとともに、出口側当接部材９２１と出口側シリンダ９２２の底部９２２Ｂとの間に設けた出口側圧縮バネ９２３により付勢され出口側支持軸９０３Ｂの端部に当接している。

９２４は支持軸９２５の回りに回動可能な略Ｖ字形状の揺動レバーであり、その一端は図に示すように出口側シリンダ９２２の底部側に固定されている。

９２６は連結棒であり、一端が揺動レバー９２４上のピン９２４Ｂに回転可能に係合し、他端は円板９２７の偏心位置に設けたピン９２７Ｂに回転可能に係合している。

９２８は押圧力変更モータであり、不図示の伝達手段を介して円板９２７を回転する。

図からも明らかなように、主加圧ローラ９０２も出口加圧ローラ９０３と同様に、主加圧側当接部材９３０、主加圧側シリンダ９３１、主加圧側圧縮バネ９３２等で構成された押圧力伝達手段により主加圧側支持軸９０２Ｂが押圧されることにより加圧ローラ９０５側に付勢されている。

主加圧側シリンダ９３１の底部は揺動レバー９２４の出口側シリンダ９２２と反対側の端部に固定されている。

なお、出口側シリンダ９２２、主加圧側シリンダ９３１を含む上述した各部材は出口加圧ローラ９０３及び主加圧ローラ９０２の軸方向両端に配置されている。

次に、押圧力変更手段９２０の動作について説明すると、押圧力変更モータ９２８が所定角度回転すると、円板９２７が回動し揺動レバー９２４が揺動する。この揺動に伴い出口側圧縮バネ９２３が伸縮し、出口加圧ローラ９０３の押圧力が変化する。即ち、出口加圧ローラ９０３の加圧ローラ９０５への食い込み量が変化し、ニップ部Ｎの出口付近、即ち、出口加圧ローラ９０３が加圧ローラ９０５に当接する位置Ｍにおいて、加圧ローラ９０５表面の凹形状の湾曲の度合いが変化する。

同様に、押圧力変更モータ９２８の回動に伴い、主加圧ローラ９０２の押圧力、即ち、定着ベルト９０１の加圧ローラ９０５への食い込み量も変化する。

上記の説明からも明らかなように、出口加圧ローラ９０３と主加圧ローラ９０２とは加圧ローラ９０５に対して逆の動きをし、出口加圧ローラ９０３の押圧力が増減すると、主加圧ローラ９０２の押圧力は減増する。

次に、本発明の特徴である、記録紙Ｐの第１面目と第２面目の未定着トナーを定着するに当たり、出口加圧ローラ９０３と主加圧ローラ９０２との押圧力を変更するための制御について、図４、図５を用いて説明する。

図４は押圧力変更手段９２０を含む画像形成装置の制御手段１００の制御ブロック図、図５は押圧力変更手段９２０の制御を示すフローチャート図である。

図４において、制御手段１００は演算処理を行うＣＰＵ、画像読み取り装置ＹＳで読み取られた画像の画像密度（印字密度）等を記憶するための記憶手段であるＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。

なお、印字密度とは、転写材の面積に対する定着されたトナー面積の比率をいう。

操作、表示手段１００Ａは制御手段１００に接続されており、コピー枚数の設定、片面コピーか両面コピーの選択、用紙厚さの設定等の操作を行うとともに、異常箇所等の画像形成状態を表示する。

制御手段１００は記憶手段ＲＯＭに格納されたプログラムに従って画像読み取り装置ＹＳ、画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、ベルト定着装置９等の制御を行う。

更に、制御手段１００は押圧力変更モータ駆動手段９２８Ａを介して押圧力変更モータ９２８の駆動を制御する。

次に、図５を用いて、押圧力変更手段９２０の制御フローについて説明する。

画像形成動作が開始され、給紙カセット２０内に収容された記録紙Ｐが給紙手段２１により給紙されレジストローラ２３に到達した後、レジストローラ２３が作動したかどうか判別し（ＳＴ１）、ＹＥＳであれば、制御手段１００内のタイマーＴで所定時間経過した後（ＳＴ２）、即ち、記録紙Ｐの先端がベルト定着装置９の手前の所定位置まで到達した後、押圧力変更のサブルーチン処理を行う（ＳＴ３）。

ここで、ＳＴ３で行われる押圧力変更のサブルーチン処理について、図６のサブルーチンのフローチャートを用いて説明する。

先ず、第１面目の定着か第２面目の定着かを判別し（ＳＴ３１）、第１面目の定着であれば、押圧力変更モータ９２８を駆動して出口加圧ローラ９０３の押圧力を小に設定し（ＳＴ３２）、押圧力変更のサブルーチンプログラムを終了し、図５に示すフローチャート図のＳＴ４に進み、全ての定着が完了したかどうか判別し、ＹＥＳであれば、押圧力を小に設定し（ＳＴ５）プログラムを終了し、次の画像形成が始まるまで待機する。

なお、待機状態で押圧力を小に設定するのは、定着ベルト９０１、出口加圧ローラ９０３、加圧ローラ９０５に不要な力がかからないようにするためである。

図６に戻って、ＳＴ３１でＮＯと判断、即ち、第２面目の定着であると判別されると、次に、厚紙であるかどうか判別し（ＳＴ３３）、ＹＥＳであれば、ＳＴ３２に進み、前述した動作と同じ動作を行う。

ＳＴ３３でＮＯの場合、即ち、厚紙でないと判断された場合には、第２面目の先端付近（先端部）の印字密度が第１面目の先端部の印字密度より大きいかどうか判別し（ＳＴ３４）、ＹＥＳであれば、ＳＴ３２に進み押圧力を小に設定して、図５に示すフローチャート図のＳＴ４に進む。ＳＴ３４でＮＯでれば、第２面目の先端部の印字密度が第１面目の先端部の印字密度に等しいかどうか判別し（ＳＴ３５）、ＹＥＳでれば、押圧力を中に設定し（ＳＴ３６）、図５のＳＴ４に進む。ＳＴ３５でＮＯの場合、即ち、第２面目の先端部の印字密度が第１面目の先端部の印字密度より小さい場合には、押圧力を大に設定し（ＳＴ３７）、図５のＳＴ４に進む。

なお、本実施の形態において、記録紙Ｐが厚いか、厚くないかの境界は、斤量が８０ｇ／ｍ²であり、８０ｇ／ｍ²以上を厚紙、８０ｇ／ｍ²未満を厚紙でないとした。この境界については、実験等により適宜に境界を設定することが可能である。

また、本実施の形態において記録紙Ｐの先端部とは、先端から１０〜２０ｍｍの範囲をいうが、これについても、実験等により適宜に境界を設定することが可能である。

次に、上述した押圧力の「小」、「中」、「大」について、図７を用いて説明する。

図７はニップ部Ｎの出口付近Ｍにおいて出口加圧ローラ９０３が定着ベルト９０１を介して加圧ローラ９０５の表面を加圧ローラ９０５の中心方向に凹形状に湾曲させている状態を示している。

図７（ａ）は、押圧力が「小」の状態を表しており、押圧力変更手段９２０が出口加圧ローラ９０３を小さい力で押圧することにより達成される。

図６で説明したように、押圧力が「小」の状態は、記録紙Ｐの第１面目に定着を行う場合、記録紙Ｐが厚紙の場合、第２面目の先端部の印字密度が第１面目の先端部の印字密度より大きい場合に適用されている。記録紙Ｐの第１面目に定着を行う場合、或いは、第２面目の先端部の印字密度が第１面目の先端部の印字密度より大きい場合には、記録紙Ｐは定着ベルト９０１側に付着し易いが、定着ベルト９０１の有する曲率により分離され、押圧力が「小」であっても、定着ベルト９０１及び加圧ローラ９０５のどちらにも巻き付くことはない。また、記録紙Ｐが厚紙の場合には、記録紙Ｐの剛性が大きいため、押圧力がどのような状態でも巻き付き不良が発生する恐れはないが、押圧力を「小」にすることにより、定着ベルト９０１、出口加圧ローラ９０３、及び、加圧ローラ９０５に不要な力がかからないという利点を有する。

図７（ｂ）は、押圧力が「中」の状態を表しており、押圧力変更手段９２０が出口加圧ローラ９０３を中間の力で押圧することにより達成される。

図６で説明したように、第２面目の定着で、厚紙ではなく、第２面目の先端部の印字密度が第１面目の先端部の印字密度に等しい条件の場合には、定着ベルト９０１及び加圧ローラ９０５のどちらにも巻き付く恐れがあるが、押圧力を「中」の状態に設定することにより、定着ベルト９０１及び出口付近Ｍにける加圧ローラ９０５の曲率により分離され、どちらにも巻き付くことはない。

図７（ｃ）は、押圧力が「大」の状態を表しており、押圧力変更手段９２０が出口加圧ローラ９０３を大きな力で押圧することにより達成される。

図６で説明したように、第２面目の定着で、厚紙ではなく、第２面目の先端部の印字密度が第１面目の先端部の印字密度より小さい条件の場合には、加圧ローラ９０５に巻き付く恐れがあるが、押圧力を「大」の状態に設定することにより、出口付近Ｍにおける加圧ローラ９０５の曲率が大きくなり、これにより分離され、加圧ローラ９０５に巻き付くことはない。

このように、出口加圧ローラの押圧力は色々な条件により変更されるが、押圧力変更手段９２０の揺動レバー９２４の作用により２つの押圧力の合計はほぼ一定であるため、第１面目と第２面目で定着条件が変化して定着強度の変化、光沢度ムラ、画像ズレ等の不具合を起こすことはない。

なお、出口加圧ローラ９０３と主加圧ローラ９０２への押圧は、それぞれ独立に行うように構成することも可能である。

更に、定着のほとんどは主加圧ローラ９０２のニップ部で行われるので、主加圧ローラ９０２の押圧力を一定にして、出口加圧ローラ９０３の押圧力のみを変化させても定着条件として許容できる場合もあり、その場合には主加圧ローラ９０２の押圧力を一定にし出口加圧ローラ９０３の押圧力のみを変化させても良い。

記録紙Ｐの巻き付きを防止するためには上記以外の構成でも達成可能であり、それらについて図８、図９、図１０を用いて説明する。

図８を用いて第２の実施の形態について説明する。

図に示すように、押圧部材９０４は出口加圧ローラ９０３と固定の主加圧部材９０２から構成されており、出口加圧ローラ９０３と主加圧部材９０２への押圧は第１の実施の形態（図３参照）と同様に行われる。

図９を用いて第３の実施の形態について説明する。

図に示すように、押圧部材９０４は１つの固定の部材で構成されており、ニップ部Ｎの出口付近Ｍにおいて、定着ベルト９０１を介して加圧ローラ９０５の表面を加圧ローラ９０５の中心方向に凹形状に湾曲させるように、押圧部材９０４は凸部形状をなしている。

押圧部材９０４への押圧は第１の実施の形態（図３参照）と同様に行われる。

図１０を用いて第４の実施の形態について説明する。

図からも明らかなように、本実施の形態は図１の上下を逆にした構成であり、出口加圧ローラ９０３と主加圧部材９０２への押圧は第１の実施の形態（図３参照）と同様に行われる。

なお、第１の実施の形態においては、転写材先端付近の印字密度は３段階、紙厚は２段階、押圧力は３段階に設定したが、これに限定されることなく多段階、或いは、連続的に設定することが出来る。

また、第１の実施の形態においては、印字情報として転写材先端付近の印字密度を用いたが、これに限定されることなく、例えば、転写材全体の印字密度を用いても良く、或いは、印字情報として、トナー付着量を用いることも可能であり、或いは、これらを組み合わせて印字情報としても良い。

以上説明したように、上記の実施の形態により以下の効果が得られる。

・コピー毎に印字密度やトナー付着量等の印字情報が異なった状態でコピーを行っても、転写材両面の印字情報に基づいて押圧部材の押圧力を変更して、ニップ部の出口付近において定着ベルトを介して加圧ローラの表面を加圧ローラの中心方向に凹形状に湾曲させる度合いを変化させることにより、定着ベルトや加圧ローラに転写材が巻き付くことがない画像形成装置を得ることが出来る。

・転写材両面の印字情報として転写材先端付近の印字情報を用いることにより、巻き付き不良を的確に防止することが出来る。

・転写材両面の印字情報として、巻き付き不良に大きく関係する第１面目の印字密度と第２面目の印字密度とを用いることにより、巻き付き不良を的確に防止することが出来る。

・押圧部材の押圧力を、印字情報に加え転写材の厚さ情報を加味することにより、転写材の厚さが変化しても的確に巻き付き不良に対処することが出来る。

・押圧部材を主加圧部材と該主加圧部材の転写材搬送方向下流側に設けた出口加圧部材とに分割することにより、例えば、主に主加圧部材で定着性能を確保し、出口加圧部材で巻き付き不良を防止するというように機能分離型のベルト定着装置を備えることが出来る。このように機能を分離することにより、定着性能、巻き付き不良に幅広く対応することが出来る。

・押圧力変更手段は、出口加圧部材への押圧力の増減に応じ、主加圧部材への押圧力を減増するように構成されているため、定着条件を常に一定に保つことが可能となる。

画像形成装置の概略構成図。第１の実施の形態におけるベルト定着装置の概略断面図。押圧力変更手段の要部断面図。押圧力変更手段を含む画像形成装置の制御ブロック図。押圧力変更手段の制御を示すフローチャート図。押圧力変更手段のサブルーチンのフローチャート図。ニップ部Ｎの出口付近Ｍにおいて、加圧ローラの表面が加圧ローラの中心方向に凹形状に湾曲している状態を示す状態図。第２の実施の形態におけるベルト定着装置の概略断面図。第３の実施の形態におけるベルト定着装置の概略断面図。第４の実施の形態におけるベルト定着装置の概略断面図。

符号の説明

９ベルト定着装置
１００制御手段
１００Ａ操作、表示手段
９０１定着ベルト
９０２主加圧ローラ
９０３出口加圧ローラ
９０４押圧部材
９０５加圧ローラ
９０６ヒータ
９０７加熱ローラ
９０８ヒータ
９０９、９１０温度検知手段
９２０押圧手段
９２１出口側当接部材
９２２出口側シリンダ
９２３出口側圧縮バネ
９２４揺動レバー
９２５支持軸
９２６連結棒
９２７円板
９２８押圧力変更モータ
９３０主加圧側当接部材
９３１主加圧側シリンダ
９３２主加圧側圧縮バネ
Ｎニップ部
Ｍ出口付近ニップ部
Ｐ転写材（記録紙）

Claims

加熱手段で加熱され回転する定着ベルトと、
該定着ベルトの内側に設けた押圧部材と、
該押圧部材と対向し前記定着ベルトを介してニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、
前記ニップ部は、前記押圧部材を前記定着ベルトを介して前記加圧ローラの表面に押圧し、前記加圧ローラの表面を前記加圧ローラの中心方向に凹形状に湾曲させることにより形成され、未定着トナー像を担持した転写材が前記ニップ部を通過する過程でトナー像の定着を行う画像形成装置において、
前記押圧部材を前記加圧ローラの表面に押圧する押圧力を変更する押圧力変更手段と、
転写材の第１面と、第１面の裏面であり第１面の画像形成後に画像形成を行う第２面のそれぞれについて、転写材の面積に対してトナーが付着した面積の比率である印字密度を求め、求めた印字密度の大きさに基づき、転写材の前記定着ベルト又は前記加圧ベルトへの付着のし易さの程度に応じて前記押圧部材の前記加圧ローラの表面への押圧力を変更するように前記押圧力変更手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、転写材の第１面の印字密度が第２面の印字密度より大きい場合には、転写材の第２面の印字密度が第１面の印字密度より大きい場合よりも、前記押圧部材の前記加圧ローラの表面への押圧力を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記印字密度は、転写材の搬送方向先端付近の印字密度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記押圧力は、前記印字密度と転写材の厚さ情報によって変更されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記押圧部材は、主加圧部材と前記主加圧部材の転写材搬送方向下流側に設けた出口加圧部材とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記押圧力変更手段は、前記出口加圧部材への押圧力の増減に応じて、前記主加圧部材への押圧力を減増することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。