JP7180361B2 - 定着装置、画像形成装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置および制御方法に関する。

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または間接的に用紙に転写させた後、定着装置において加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

定着装置は、画像が形成された用紙を、定着ベルトと加圧ローラーとを圧接することにより形成される定着ニップ部に通過させることにより、当該用紙にトナー像を定着させる。近年、多様な用紙に対応した結果として、定着装置においては、腰の弱い用紙が用いられる場合または用紙のトナー付着量が多い場合等に、用紙の先端部分が定着ニップ部を通過した後も定着ベルトに巻き付いてしまう場合がある。この巻き付きにより、用紙の先端部分とそれ以外の部分との間で定着部材からの加熱量が異なってしまい、当該用紙に光沢ムラ等が発生したり、最悪の場合には、定着部材に貼り付いた状態となりジャムを起こしたりすることにもつながっていた。

そこで、定着部材に巻き付かせずに用紙を分離させるため、定着ニップ部を通過した用紙の先端に向けて空気を吹き付けるエア分離部を備えた定着装置が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。エア分離部としては、コンプレッサー（圧縮機）により圧縮された圧縮空気を吹き付けるコンプレッサー式のものと、非圧縮の空気を吹き付けるファン式や電磁ポンプを用いたものが知られている。コンプレッサー式のエア分離部は、ファン式等の分離部に比較して大きな吐出圧で圧縮空気を吹き付けることができるため、定着部材から用紙を確実に分離することができる。

特開昭６０－２４７６７２号公報 特開２００６－１１３３４２号公報

ところで、上記定着装置において、定着ニップ部に厚紙を通紙する際には、用紙にベルト皺が発生することを防止するため、定着ベルトの張力を大きく設定する必要がある。一方で、定着ニップ部に薄紙を通紙する際に定着ベルトの張力を大きく設定すると、定着ベルトからの用紙の分離性能が低下する。そのため、分離性能を確保する観点から、用紙の先端に向けて吹き付ける空気の風量を大きくする必要がある。しかし、吹き付ける空気の風量を大きくすると、加圧ローラーの近傍に設けられた分離爪が当該空気の影響を受けて加圧ローラーに強く当たり当該加圧ローラーに爪痕が残ってしまったりするという問題があった。さらに言えば、両面印刷時の裏面に画像形成した際、エア分離部によって吹き付けられた空気の影響を受けた用紙の表面（加圧ローラーに対向する面）と分離爪が強く当たることによって、当該表面に形成された画像上に画像不良（爪痕や荒れ）が発生してしまうという問題もあった。

本発明は、厚紙を通紙する際においてベルト皺の発生を防止するとともに、薄紙を通紙する際において不具合を発生することなく分離性能を確保することが可能な定着装置、画像形成装置および制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部と、
前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更するように前記張力変更部および前記エア分離部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
前記厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの小に変更し、
前記中厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更し、
前記薄紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの小に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更する。
本発明に係る定着装置は、
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部と、
前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更するように前記張力変更部および前記エア分離部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
前記厚紙では、前記中厚紙と比べると、前記定着ベルトの張力を変更せず前記用紙に対する送風量を小さく設定し、
前記薄紙では、前記中厚紙と比べると、前記用紙に対する送風量を変更せずに前記定着ベルトの張力を小さく設定する。

本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備える。

本発明に係る制御方法は、
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
を備える定着装置における制御方法であって、
前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更する制御を行うものであって、
前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
前記厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの小に変更し、
前記中厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更し、
前記薄紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの小に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更する。
本発明に係る制御方法は、
無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
を備える定着装置における制御方法であって、
前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更する制御を行うものであって、
前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
前記厚紙では、前記中厚紙と比べると、前記定着ベルトの張力を変更せず前記用紙に対する送風量を小さく設定し、
前記薄紙では、前記中厚紙と比べると、前記用紙に対する送風量を変更せずに前記定着ベルトの張力を小さく設定する。

本発明によれば、厚紙を通紙する際においてベルト皺の発生を防止するとともに、薄紙を通紙する際において不具合を発生することなく分離性能を確保することができる。

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。 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。 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。 送風量および定着ベルトの張力と、ベルト皺の発生状況と、爪痕、画像不良の発生状況との関係を示す図である。 送風量および定着ベルトの張力と、ベルト皺の発生状況と、爪痕、画像不良の発生状況との関係を示す図である。 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。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図であり、図２は同装置の制御系の主要部を示す図である。

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、感光体上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（ブラック）の各色トナー像を中間転写体に転写（一次転写）し、中間転写体上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体を中間転写体の走行方向に直列配置し、中間転写体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。

図１、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、搬送部５０、定着装置６０および制御部１００を備えている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備えている。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ＬＵＴ（Look Up Table）等の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）又はハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）又は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）に基づいて用紙に画像を形成する。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。

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（スキャナー）１２等を備えて構成される。

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。

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Ｄ又はコンタクトガラス上に載置された原稿Ｄを光学的に走査し、原稿Ｄ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。

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、各種操作画面及び各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー及び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。

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ている。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、色補正及びシェーディング補正等の各種補正処理、並びに圧縮処理等を施す。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。

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成分及び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、及び中間転写ユニット４２等を備えている。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分及び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。

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等を備えている。

感光体ドラム４１３は、例えば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）及び電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層することで構成された、光導電性を有する感光体である。感光体ドラム４１３は、例えば負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

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。レーザー光の照射により感光体ドラム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と、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。その結果、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。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤）を収容しており、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。

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を有する。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は、ドラムクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

中間転写ユニット４２（転写装置）は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、二次転写ローラー４２３、駆動ローラー４２４、従動ローラー４２５、及びベルトクリーニング装置４２６等を備えている。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、駆動ローラー４２４及び従動ローラー４２５に張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２４の回転により矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が、相互に重なるように順次転写される（一次転写）。そして、中間転写ベルト４２１が二次転写ローラー４２３によって用紙Ｓに圧接されると、中間転写ベルト４２１に転写されたトナー像が用紙Ｓに転写される（二次転写）。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

定着装置６０は、中間転写ベルト４２１から転写された時点では未定着であるトナー像を有する用紙Ｓをニップ部で加熱及び加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる（定着工程）。定着装置６０は、定着部６１とエア分離部６２とを備えて構成されるエア分離方式の定着装置である。定着装置６０の詳細な構成については後述する。

搬送部５０は、給紙部５１、搬送機構５２、及び排紙部５３等を備えている。給紙部５１を構成する２つの給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃには、坪量及びサイズ等に基づいて識別された用紙（規格用紙、特殊用紙）Ｓが種類別に収容される。

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、レジストローラー５２ａ等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構５２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５２ａが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されると共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の一方の面に転写され、定着装置６０において定着工程が施される。定着工程によりトナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラー５３ａを備えた排紙部５３により画像形成装置１の外部に排紙される。

ここで、定着装置６０の構成について図３を用いてより具体的に説明する。

定着部６１は、加熱ローラー６１２及び定着ローラー６１３に無端状の定着ベルト６１１が所定の張力（例えば、手前側２００Ｎ、奥側２００の合計４００Ｎ）で張架されて構成される上側加圧部と、加圧ローラー６１５で構成される下側加圧部と、を有する（ベルト加熱方式）。

加圧ローラー６１５及び定着ローラー６１３はいずれも、後述する積層構成により、弾性変形可能な外周面を有する。そのため、加圧ローラー６１５が定着ベルト６１１を介して定着ローラー６１３に所定の定着荷重（例えば２５００Ｎ）で押圧されると、各外周面が互いに押し潰されることにより、用紙搬送方向に一定のニップ幅を有する定着ニップ部Ｎが形成される。

定着ベルト６１１は、例えば耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材（例えば厚さ：７０μｍ）の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：４００μｍ、ＪＩＳ－Ａ硬度：３０°）が積層形成され、弾性層の外周面に、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素系樹脂からなる表層が積層形成された構成を有する。定着ベルト６１１の外径は、例えば１６８ｍｍである。

定着ベルト６１１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℃）で加熱する加熱部である。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、用紙Ｓの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６１２は、定着ベルト６１１の温度が定着温度となり、ひいては用紙Ｓが定着ベルト６１１によって定着温度で加熱されるように、定着ベルト６１１を加熱する。加熱ローラー６１２は、例えばアルミニウム等からなる円筒状の芯金の外周面に、ＰＴＦＥ等からなる樹脂層が形成された構成を有する。

加熱ローラー６１２には、ハロゲンヒーター等の加熱源６１４が内蔵される。加熱源６１４の出力制御は、制御部１００によって行われる。加熱源６１４によって加熱ローラー６１２が加熱され、その結果、定着ベルト６１１が加熱される。

定着ローラー６１３は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：２０ｍｍ、ＪＩＳ－Ａ硬度：１０°、ＡｓｋｅｒＣ硬度：３５°）と、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる表層が順に積層形成された構成を有する。定着ローラー６１３の外径は、例えば９０ｍｍである。定着ローラー６１３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。

加圧ローラー６１５は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層（例えば厚さ：１０ｍｍ、ＪＩＳ－Ａ硬度：３０°）と、ＰＦＡチューブからなる表層（例えばＡｓｋｅｒＣ硬度：３０°）が順に積層形成された構成を有する。加圧ローラー６１５の外径は、例えば８０ｍｍである。

加圧ローラー６１５は、定着ベルト６１１を介して定着ローラー６１３に圧接する位置と、定着ローラー６１３及び定着ベルト６１１から離間する位置と、の間で変位可能に支持されており、圧接状態と離間状態との切り替えを行うことが可能である。加圧ローラー６１５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。

加圧ローラー６１５には、ハロゲンヒーター等の加熱源６１６が内蔵される。加圧ローラー６１５は、定着ベルト６１１の温度を安定させる（定着ベルト６１１からの放熱を抑制する）ために、加熱源６１６によって所定の温度（例えば８０～１２０℃）に保持される。加熱源６１６の出力制御は、制御部１００によって行われる。

分離爪６１７は、加圧ローラー６１５の近傍に設けられ、定着ニップ部Ｎから排出された用紙Ｓを加圧ローラー６１５から分離する。

定着部６１は、エア分離部６２と共に筐体６０ａに収容されている。筐体６０ａによって定着部６１を定着装置６０の外部から隔てることにより、定着ベルト６１１の温度を安定的に保持することができる。

エア分離部６２は、分離用ファンモーター６２１及びダクト６２２を備える。

分離用ファンモーター６２１は、例えばシロッコファン（例えば最大静圧１２００Ｐａ）である。分離用ファンモーター６２１は、制御部１００による制御の下、エアフローを生成する。すなわち、制御部１００は、適宜制御された電圧レベル又は電圧デューティー（ファンモーター駆動条件）を有する電圧を分離用ファンモーター６２１に印加することによって、分離用ファンモーター６２１を駆動してエアフローを生成させる。

ダクト６２２の基端部の開口は、分離用ファンモーター６２１の側面に形成された送風口６２１ａと連通しており、これにより、分離用ファンモーター６２１により生成されたエアフローはダクト６２２内に流入する。また、ダクト６２２の先端部のエア吐出口６２２ａは、定着ローラー６１３の接線方向に沿って且つ所定のエア吹き付けポイントに向けて配置されている。なお、エア吹き付けポイントは、用紙搬送方向における定着ニップ部Ｎの後端部近傍の、定着ローラー６１３上の所定位置（例えば定着ニップ部Ｎの後端部から１５ｍｍの位置）である。

したがって、分離用ファンモーター６２１が駆動されたとき、分離用ファンモーター６２１によりエアフローが生成され、ダクト６２２内に流入する。そして、エアフローの流路を成すダクト６２２内を流通したエアは、エア吐出口６２２ａからエア吹き付けポイントに向けて流出する。よって、用紙Ｓが定着ニップ部Ｎを通過する通紙期間においては、定着ニップ部Ｎから排出された用紙Ｓに対してダクト６２２からエアの吹き付け（送風）が行われ、その結果として、用紙Ｓが定着ベルト６１１から分離される。

ダクト６２２は、用紙分離性能を確保すべくエアを高速で吹き付けることができるように、基端部に対して先端部が大幅に絞られた形状を有する。基端部の開口に対する先端部のエア吐出口６２２ａの面積比は、例えば１／２０程度である。

なお、用紙分離性能を確保するには、エアが定着ローラー６１３の軸方向において一様に送風されることが好ましい。そのために、エア分離部６２においては、複数（例えば３個）の分離用ファンモーター６２１及び同数のダクト６２２が、定着ローラー６１３の軸方向に並設されても良い。

定着ベルト６１１から分離された用紙Ｓは、ガイド６３１に沿って搬送され、カール矯正ローラー（デカーラー）６３２ａによってカールを矯正され、その後、排出ローラー６３２ｂによって定着装置６０から排出される。

加熱ローラー６１２の回転軸方向における両端部には、断面形状が矩形状であり、加熱ローラー６１２を回転可能に支持する支持部材６４０が取り付けられている。支持部材６４０の一端側（図３では、左側）には、テンションばね６４１が取り付けられている。テンションばね６４１の一端側（支持部材６４０とは反対側）には、天板６４２が取り付けられている。

筐体６０ａ内には、ピン６４３，６４４が回転可能に固定されている。ピン６４３，６４４の外周部に設けられた雄ねじ部材が、天板６４２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。

張力変更部６３（図２を参照）は、例えば駆動モーターであり、制御部１００の制御を受けてピン６４３，６４４を回転させる。ピン６４３，６４４が回転することにより、天板６４２は、図３中の上下方向に移動する。

天板６４２が上下方向に移動することにより、テンションばね６４１、支持部材６４０および加熱ローラー６１２を介して、テンションばね６４１により定着ベルト６１１に付与される張力は変化する。具体的には、天板６４２が図３中の上方向に移動すればするほど、テンションばね６４１により定着ベルト６１１に付与される張力は増大する一方、天板６４２が図３中の下方向に移動すればするほど、テンションばね６４１により定着ベルト６１１に付与される張力は低下する。すなわち、テンションばね６４１は、定着ベルト６１１に張力を付与する張力付与部材として機能する。制御部１００は、張力変更部６３を制御してピン６４３，６４４を回転させる回転方向、回転量を変更することによって、上下方向における天板６４２の位置、ひいてはテンションばね６４１により定着ベルト６１１に付与される張力を任意に変更することができる。

以上、画像形成装置１の全体構成及び定着装置６０の構成について説明した。

従来の定着装置６０においては、定着ニップ部Ｎに厚紙（坪量：大）を通紙する際には、用紙Ｓにベルト皺が発生することを防止するため、定着ベルト６１１の張力を大きく設定する必要がある。一方で、定着ニップ部Ｎに薄紙（坪量：小）を通紙する際に定着ベルト６１１の張力を大きく設定すると、定着ベルト６１１からの用紙Ｓの分離性能が低下する。そのため、分離性能を確保する観点から、用紙Ｓの先端に向けて吹き付ける空気の風量を大きくする必要がある。しかし、吹き付ける空気の風量を大きくすると、加圧ローラー６１５の近傍に設けられた分離爪６１７が当該空気の影響を受けて加圧ローラー６１５に強く当たり当該加圧ローラー６１５に爪痕が残ってしまったりするという問題があった。さらに言えば、両面印刷時の裏面に画像形成した際、エア分離部６２によって吹き付けられた空気の影響を受けた用紙Ｓの表面（加圧ローラー６１５に対向する面）と分離爪６１７が強く当たることによって、当該表面に形成された画像上に画像不良（爪痕や荒れ）が発生してしまうという問題もあった。

図４は、定着ニップ部Ｎに坪量の異なる用紙Ｓ（厚紙、中厚紙、薄紙）を通紙した場合、送風量および定着ベルトの張力と、ベルト皺の発生状況と、爪痕、画像不良の発生状況との関係を示す図である。図４Ａは、用紙Ｓの坪量に応じて定着ベルト６１１の張力を強くしたまま送風量を変更した場合におけるベルト皺の発生状況、および、爪痕、画像不良の発生状況を示す図である。図４Ｂは、用紙Ｓの坪量に応じて送風量を小さくしたまま定着ベルト６１１の張力を変更した場合におけるベルト皺の発生状況、および、爪痕、画像不良の発生状況を示す図である。

なお、図４Ａ，４Ｂにおける「ベルト皺の発生状況」について、下記評価基準に基づいて評価した。
（ベルト皺の発生状況）
○：ベルト皺は発生しなかった。
△：運用上問題がない軽微なベルト皺が発生した。
×：運用上問題がある重度のベルト皺が発生した。
また、図４Ａ，４Ｂにおける「爪痕、画像不良の発生状況」について、下記評価基準に基づいて評価した。
（爪痕、画像不良の発生状況）
○：爪痕、画像不良は発生しなかった。
×：運用上問題がある重度の爪痕、画像不良が発生した。

図４Ａに示すように、定着ニップ部Ｎに厚紙（坪量：大）を通紙する際には、定着ベルト６１１の張力を大きく設定することによって用紙Ｓにベルト皺が発生することを防止することができる。一方で、定着ニップ部Ｎに薄紙（坪量：小）を通紙する際に定着ベルト６１１の張力を大きく設定すると、定着ベルト６１１からの用紙Ｓの分離性能が低下する。そのため、分離性能を確保する観点から、用紙Ｓの先端に向けて吹き付ける空気の風量を大きくする必要がある。そこで、吹き付ける空気の風量を大きくすると、分離爪６１７が当該空気の影響を受けて加圧ローラー６１５に強く当たり加圧ローラー６１５に爪痕が残ってしまったり、両面印刷時の裏面に画像形成した際、エア分離部６２によって吹き付けられた空気の影響を受けた用紙Ｓの表面と分離爪６１７が強く当たることによって、当該表面に形成された画像上に画像不良（爪痕や荒れ）が発生してしまう。

逆に、図４Ｂに示すように、定着ニップ部Ｎに薄紙（坪量：小）を通紙する際に、定着ベルト６１１からの用紙Ｓの分離性能を確保するため、定着ベルト６１１の張力を小さく設定すると、爪痕、画像不良の発生を防止することができる。その一方、定着ニップ部Ｎに厚紙（坪量：大）を通紙する際に定着ベルト６１１の張力を小さく設定すると、用紙Ｓにベルト皺が発生する。

そこで、本実施の形態では、制御部１００は、定着ニップ部Ｎに通紙される用紙Ｓの坪量に応じて、定着ベルト６１１の張力を変更するとともに用紙Ｓに対する送風量を変更するように張力変更部６３およびエア分離部６２を制御する。

図５は、本実施の形態において、定着ニップ部Ｎに坪量の異なる用紙Ｓ（厚紙、中厚紙、薄紙）を通紙した場合、送風量および定着ベルトの張力と、ベルト皺の発生状況と、爪痕、画像不良の発生状況との関係を示す図である。

図５に示すように、制御部１００は、定着ニップ部Ｎに厚紙（坪量：大）を通紙する際には、定着ベルト６１１の張力を大きく設定することによって、用紙Ｓにベルト皺が発生することを防止することができる。また、制御部１００は、定着ニップ部Ｎに薄紙（坪量：小）を通紙する際には、定着ベルト６１１の張力を小さく設定するとともに、エア分離部６２による送風量を中程度に設定することによって、爪痕、画像不良の発生を防止することができる。

図５は、本実施の形態における画像形成装置１の動作例を示すフローチャートである。なお、図５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の実行中に、所定時間間隔で実行される。

まず、制御部１００は、定着ニップ部Ｎに通紙される用紙Ｓの坪量を取得する（ステップＳ１００）。

次に、制御部１００は、用紙Ｓの坪量に応じて、定着ベルト６１１の張力を変更するように張力変更部６３を制御する（ステップＳ１２０）。

最後に、制御部１００は、用紙Ｓの坪量に応じて、用紙Ｓに対する送風量を変更するようにエア分離部６２を制御する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の処理が完了することによって、画像形成装置１は、図５における処理を終了する。

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（定着装置６０）は、 無端状の定着ベルト６１１と、定着ベルト６１１の内側に配置される定着ローラー６１３と、定着ベルト６１１を介して定着ローラー６１３を加圧し、定着ベルト６１１との間に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラー６１５と、定着ニップ部Ｎから排出された用紙Ｓに対して送風することにより、定着ベルト６１１から用紙Ｓを分離させるエア分離部６２と、定着ベルト６１１の張力を変更する張力変更部６３と、用紙Ｓの坪量に応じて、定着ベルト６１１の張力を変更するとともに用紙Ｓに対する送風量を変更するように張力変更部６３およびエア分離部６２を制御する制御部１００とを備える。

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Ｎに通紙される用紙Ｓの坪量が異なっても、ベルト皺および爪痕、画像不良が発生しないように、定着ベルト６１１の張力が変更されるとともに用紙Ｓに対する送風量が変更される。これにより、定着ニップ部Ｎに厚紙（坪量：大）を通紙する際、用紙Ｓにベルト皺が発生することを防止するとともに、定着ニップ部Ｎに薄紙（坪量：小）を通紙する際に、爪痕、画像不良の発生を防止することができる。

なお、上記実施の形態において、制御部１００は、上記制御に加えて、定着ベルト６１１からの用紙Ｓの分離性能を精度良く確保する観点から、定着温度に応じて用紙Ｓに対する送風量を変更するようにエア分離部６２を制御しても良い。定着温度が低いほど、用紙Ｓに形成された画像が溶けにくく定着ベルト６１１と密着しにくくなる（すなわち分離しやすくなる）ため、用紙Ｓに対する送風量を小さくすることができる。

また、上記実施の形態において、制御部１００は、上記制御に加えて、定着ベルト６１１からの用紙Ｓの分離性能を精度良く確保する観点から、用紙Ｓに形成された画像のカバレッジに応じて用紙Ｓに対する送風量を変更するようにエア分離部６２を制御しても良い。カバレッジが小さいほど、用紙Ｓに形成された画像が溶けにくく定着ベルト６１１と密着しにくくなる（すなわち分離しやすくなる）ため、用紙Ｓに対する送風量を小さくすることができる。

また、上記実施の形態において、制御部１００は、印刷枚数の増加に応じて、定着ベルト６１１の張力を増大するように張力変更部６３を制御しても良い。印刷枚数の増加に応じて耐久が進み、定着ローラー６１３のローラー径や硬度が小さくなる結果として、定着ベルト６１１の張力が低下してしまうからである。

また、上記実施の形態では、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。

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 搬送部
６０ 定着装置
６１ 定着部
６２ エア分離部
６３ 張力変更部
７１ 通信部
７２ 記憶部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
６１１ 定着ベルト
６１２ 加熱ローラー
６１３ 定着ローラー
６１５ 加圧ローラー
６１７ 分離爪
６４１ テンションばね

Claims (12)

1. 無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
   前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
   前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
   前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部と、
   前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更するように前記張力変更部および前記エア分離部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
   前記厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの小に変更し、
   前記中厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更し、
   前記薄紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの小に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更する、
   定着装置。
2. 無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
   前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
   前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
   前記定着ベルトの張力を変更する張力変更部と、
   前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更するように前記張力変更部および前記エア分離部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
   前記厚紙では、前記中厚紙と比べると、前記定着ベルトの張力を変更せず前記用紙に対する送風量を小さく設定し、
   前記薄紙では、前記中厚紙と比べると、前記用紙に対する送風量を変更せずに前記定着ベルトの張力を小さく設定する、
   定着装置。
3. 前記制御部は、定着温度に応じて、前記用紙に対する送風量を変更するように前記エア分離部を制御する、
   請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記用紙に形成された画像のカバレッジに応じて、前記用紙に対する送風量を変更するように前記エア分離部を制御する、
   請求項１～３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 前記張力変更部は、ユーザーの指示により前記定着ベルトの張力を変更する、
   請求項１～４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記定着ベルトに張力を付与する張力付与部材を備え、
   前記張力変更部は、前記張力付与部材により前記定着ベルトに付与される張力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、
   請求項１～５の何れか１項に記載の定着装置。
7. 前記張力付与部材は、バネである、
   請求項６に記載の定着装置。
8. 前記制御部は、印刷枚数の増加に応じて、前記定着ベルトの張力を増大するように前記張力変更部を制御する、
   請求項１～７の何れか１項に記載の定着装置。
9. 前記定着ニップ部から排出された前記用紙を前記加圧ローラーから分離する分離爪を備える、
   請求項１～８の何れか１項に記載の定着装置。
10. 請求項１～９の何れか１項に記載の定着装置を備える画像形成装置。
11. 無端状の定着ベルトと、
    前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
    前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
    前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
    を備える定着装置における制御方法であって、
    前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更する制御を行うものであって、
    前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
    前記厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの小に変更し、
    前記中厚紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの大に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更し、
    前記薄紙では、前記定着ベルトの張力を大きい方から順に２つの大、小に分けたうちの小に変更するとともに前記用紙に対する送風量を大きい方から順に３つの大、中、小に分けたうちの中に変更する、
    制御方法。
12. 無端状の定着ベルトと、
    前記定着ベルトの内側に配置される定着ローラーと、
    前記定着ベルトを介して前記定着ローラーを加圧し、前記定着ベルトとの間に定着ニップ部を形成する加圧ローラーと、
    前記定着ニップ部から排出された用紙に対して送風することにより、前記定着ベルトから前記用紙を分離させるエア分離部と、
    を備える定着装置における制御方法であって、
    前記用紙の坪量に応じて、前記定着ベルトの張力を変更するとともに前記用紙に対する送風量を変更する制御を行うものであって、
    前記用紙の坪量を大きい方から順に３つの厚紙、中厚紙、薄紙に分けたときに、
    前記厚紙では、前記中厚紙と比べると、前記定着ベルトの張力を変更せず前記用紙に対する送風量を小さく設定し、
    前記薄紙では、前記中厚紙と比べると、前記用紙に対する送風量を変更せずに前記定着ベルトの張力を小さく設定する、
    制御方法。

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