JP2023104872A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑剤による画像品位の低下を抑制することを目的とする。【解決手段】 回転可能な無端状の定着ベルトと記定着ベルトに熱を与える加熱ローラと、加熱ローラとともに定着ベルトの内周面に当接し、記録材の搬送方向と同一の方向の回動軸を有し、回転軸を中心に回動することで、定着ベルトの位置を変更するステアリングローラと、定着ベルトを加圧する加圧回転体と、加圧回転体は定着ベルトともにニップ部を形成し、ニップ部に、未定着トナーが担持された記録材を挟持搬送させ、未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置において、定着ベルトの内周面には潤滑剤が塗布されており、定着ベルトの縁部に接触するかき取り部材と、かき取り部材は、幅方向において定着ベルトの外側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜部を有し、傾斜部は、定着ベルトの外表面が上を向いている領域の定着ベルトの縁部に接触することを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、記録材にトナー像を定着する定着装置に関するものである。

画像形成装置は、記録材上の未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を有している。

定着装置は、未定着トナー像を加熱するための加熱源を有した加熱ローラと、加熱ローラから熱が与えられる無端状の回転可能な定着ベルトと定着ベルトを加圧する加圧ローラとを有する構成が知られている（特許文献１）。加熱ローラは定着ベルト内周面に配置され、定着ベルトを懸架する。加圧ローラは定着ベルトの外周面に位置し、定着ベルトを介してパッド部材を加圧することで定着ベルトともにニップ部を形成する。このニップ部に未定着トナー像を担持した記録材が搬送され、ニップ部で挟持搬送されると、熱と圧力が与えられ、記録材上のトナーが定着される。

画像形成装置の印刷速度の高速化に伴い、記録材の搬送方向の定着ニップ幅を広くした定着装置が提案される。定着ニップ幅を広くすることによって、高速化への対応は有利となる。一方、ニップ幅を広くしたことでパッド部材と定着ベルトとの摺動抵抗が大きくなってしまう。そこで、定着ベルトの内周面に潤滑剤を塗布することによって摺動抵抗を下げる構成が知られる。

特開２００３－１９５６７１

上記した定着装置では、パッド部材と加圧ローラとによって加圧力が発生しているために、定着ベルトの内周面に塗布された潤滑剤に対して、定着ベルトの内周面から押し出される力が作用する。

定着ベルトの内周面から押し出された潤滑剤が、定着ベルトの外表面に回り込んでしまう。定着ベルトの外表面に回り込んだ潤滑剤はニップ部を通過する記録材に付着することで、画像品位が低下してしまう虞があった。

そこで本発明の目的は、潤滑剤が定着ベルトの外表面に回り込むことを抑制し、画像品位の低下を抑制する定着装置を提供することである。

上記した課題を鑑みて、本発明に係る定着装置は、回転可能な無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周面に当接するパッドと、回転可能であって、前記定着ベルトを介して前記パッドに当接しニップ部を形成する加圧回転体と、前記加圧回転体は前記定着ベルトともに、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材に、熱と圧力とを与えることでトナー像を記録材に定着し、前記定着ベルトの内周面には潤滑剤が塗布されており、前記定着ベルトの幅方向の縁部に接触することで前記潤滑剤をかき取るかき取り部材と、前記かき取り部材は、前記幅方向において、前記定着ベルトの外側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜部を有し、前記傾斜部は、前記定着ベルトの外表面が上を向いている領域の前記定着ベルトの前記縁部に接触することを特徴とする。

本発明によれば、潤滑剤による画像品位の低下を抑制することができる。

本実施形態における画像形成装置の断面の概略図である。 本実施形態における定着装置の断面の概略図である。 本実施形態における定着装置の斜視図である。 本実施形態における定着装置を搬送方向から見た図である。 本実施形態における加熱ユニット一端側の斜視図である。 本実施形態における加熱ユニット一端側の斜視図である。 本実施形態における加熱ユニット一端側の斜視図である。 本実施形態における加熱ユニット一端側の斜視図である。 本実施形態における受け部材を含む加熱ユニット一端側の斜視図である。 本実施形態における加熱ユニットを搬送方向から見た断面図である。 本実施形態における加熱ユニットを搬送方向から見た断面図である。 本実施形態の効果を説明する図である。

＜画像形成装置＞
本実施形態の画像形成装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。

図１は本実施形態に係るフルカラーの画像形成装置を示す図である。画像形成装置１００は、中間転写ベルト１１５の移動方向に沿って、イエローの画像形成部１２０ａ、マゼンタの画像形成部１２０ｂ、シアンの画像形成部１２０ｃ、ブラックの画像形成部１２０ｄの４種類の画像形成部１１０が配置されている。まず中間転写ベルト１１５上にトナー像が形成される過程について、イエローの画像形成部１２０ａを例にとって説明する。

図１において、帯電器１１２によって、回転駆動される感光ドラム１１１の表面が一様に帯電される（帯電）。その後、感光ドラム１１１表面に、露光装置１１３が入力される画像データに応じてレーザーを照射し、感光ドラム１１１表面上に静電潜像が形成される（露光）。その後、現像装置１１４により感光ドラム１１１上にイエローのトナー像が形成される。一次転写ローラ１１７は、イエロートナー像の電位極性とは逆の極性の電圧を中間転写ベルト１１５に印加する。これにより、感光ドラム１１１上のイエロートナーは中間転写ベルト１１５に転写される（一次転写）。尚、転写されずに感光ドラム１１１表面に残留したイエロートナーはトナークリーナーによってかき取られ、感光ドラム１１１表面から除去される。この一連のプロセスはマゼンタの画像形成部１２０ｂ、シアンの画像形成部１２０ｃ、ブラックの画像形成部１２０ｄでも同様に行われる。その結果、中間転写ベルト上にフルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ベルト１１５上のトナー像は、二次転写ローラ１１６によって形成される二次転写部Ｎ２へ搬送される。トナー像の搬送されるタイミングに合わせて記録材Ｐが記録材カセット１０３から１枚ずつ取り出されて二次転写部Ｎ２へ給送される。すると、中間転写ベルト１１５上のトナー像が記録材Ｐに転写される（二次転写）。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置２００へ搬送され、定着装置２００で熱及び圧力を受けて定着される（定着）。トナー像が定着された記録材Ｐは、排紙トレイへ排出される。

画像形成装置１００はモノクロ画像形成も行うことができる。モノクロ画像形成時は、複数の画像形成部１１０のうちブラックの画像形成部１２０ｄのみ駆動される。

記録材Ｐの両面に画像形成を行う場合、画像形成第一面（１面目）のトナーの転写および定着が終了すると、記録材Ｐは定着後の画像形成装置内部に設けられたフラッパ１３２によって搬送経路１３４へと導かれる。すると、反転部１３６へ記録材Ｐは搬送される。反転センサ１３５が記録材Ｐの後端を検出すると、フラッパ１３３が記録材Ｐの搬送方向を反転パス１３７に切り替える。画像形成装置１００は、反転させた記録材Ｐを、反転パス１３７を経て再び画像形成部１１０、さらには定着装置２００へと搬送する。両面の印刷を終えた記録材Ｐは、フラッパ１３２により排出経路１３９へと導かれ、外部へ排出される。

この、帯電から始まり、トナー像が定着された記録材Ｐが排紙トレイに排出されるまでのプロセスを画像形成処理（プリントジョブ）とする。また、画像形成が行われている期間を画像形成処理中（プリントジョブ中）とする。

操作部１８０は、表示画面と選択キーを備える。操作部１８０は、表示画面に画像形成装置１００の状態を表示や、選択キーにより操作者（ユーザー）からの動作の指示の受け付けを行う。

制御基板１５０は、制御基板１５０は、制御部１５１とメモリ１５２を有し、上述した画像形成装置１００内の各ユニット部を制御する。制御部１５１は、各センサ類から入力される検出信号やメモリ１５２に格納される情報に基づいて、所望のタイミング、および、必要な制御量で電気部品を動作させるために出力信号を各電気部品に出力する。よって、実際に電気部品の制御を行うのは、この制御部１５１となる。メモリ１５２は、各ユニット部の制御に必要な情報データを格納し、制御部１５１は、メモリ１５２に格納される情報データを読み込みや書き込みを行う。

＜定着装置＞
次に、図２及び図３を用いて、本実施の形態における定着装置構成の詳細について説明する。図２は、本発明の実施形態における定着装置の断面図、図３は定着装置２００の部分斜視図である。本実施形態に係るベルト加熱方式の定着装置２００の全体構成の概略図を図２に示す。図２において、記録材Ｐは紙面上右から左方向に搬送される。定着装置２００は、熱源を有する加熱ユニット２１０と、加熱ユニット２１０とともにニップ部Ｎを形成する加圧回転体（以下、加圧ローラ）２０２を有する。加熱ユニット２１０は、無端状で回転可能な加熱回転体としての定着ベルト（以下、ベルト）２０１と、定着部材としてのパッド部材（以下、パッド）２０３と、加熱ローラ２０４と、ステアリングローラ２０５とを有する。

ベルト２０１は、熱伝導性や耐熱性等を有しており、薄肉の円筒形状である。本実施形態においては、基層、基層の外周に弾性層、その外周に離型性層を形成した３層構造である。そして、基層は厚さ６０μｍで材質はポリイミド樹脂（ＰＩ）を、弾性層は厚さ３００μｍでシリコーンゴムを、離型性層は厚さ３０μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。そして、ベルト２０１は、パッド２０３、加熱ローラ２０４、ステアリングローラ２０５によって張架される。

パッド２０３はベルト２０１を介して加圧ローラ２０２と圧接して記録材搬送方向において所定幅のニップ部Ｎを形成する部材である。横断面はほぼ長方形状で、ベルト２０１の幅方向に沿って長い部材である。パッド２０３の材質は耐熱性が必要であり、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂を用いている。

パッド２０３とベルト２０１の間には、表面がＰＴＦＥによりコーティングされた摺動シート２０７、及び潤滑剤としてシリコーンオイルＳ（以下、オイルＳ）を介在させてあり、ベルト２０１はパッド２０３に対して滑らかに摺動するようになっている。尚、本実施形態は潤滑剤としてシリコーンオイルＳを使用しているが、これに限らず、グリス等であっても良い。

摺動シート２０７は、厚さ７０μｍのポリイミド基材の表面にＰＴＦＥをコーティングすることで形成される。なお、摺動シート２０７は、パッド２０３とベルト２０１の摺動性を向上させるために配置され、摺動シート２０７の代わりにパッド２０３の表層に摺動性がよくなるコーティング等を施すことで代用が可能である。

オイル塗布ローラ２０８は、厚さ１００μｍの不織布を巻き付けたロール状部材にシリコーンオイルを含侵して形成される。オイル塗布ローラ２０８は押圧ばね２０９によりベルト２０１内面に３．０Ｎで当接されるとともに、従動回転可能に加熱ユニット２１０のフレームに支持される。

パッド２０３とベルト２０１の間に潤滑剤として塗布されるオイルＳは、定着装置２００の動作に伴い劣化するとともに外部等への漏れにより減少する。パッド２０３とベルト２０１間のオイルＳが保持できなくなると、パッド２０３とベルト２０１の間での摺動抵抗が大きくなり、ベルト２０１の従動回転不良などの問題が生じる場合がある。オイル塗布ローラ２０８が当接することで、ベルト２０１内周面にオイルＳを供給することが可能となる。それにより、より長い時間、ベルト２０１とパッド２０３（摺動シート２０７）に介在するオイルＳを維持し、定着装置２００の安定した動作を維持することが可能となる。

ベルト２０１の内側において、ステイ２０６が配置されている。ステイ２０６は摺動シート２０７の側とは反対側の、パッド２０３の内側、に配設される。ステイ２０６はパッド２０３をバックアップする、ベルト２０１の幅方向に長い剛性を有する補強部材である。その材質には肉厚３ｍｍのＳＵＳ３０４の引き抜き材を用い、横断面は“ロの字”の中空に成形されることで強度を確保している。ステイ２０６はパッド２０３が加圧ローラ２０２から押し当てられた際に、パッド２０３に強度を持たせてニップ部Ｎでの加圧力を確保する。なお、ステイ２０６の材質は強度が担保できればステンレスに限らない。

加熱ローラ２０４は厚み１ｍｍのステンレス製パイプで、その内部に不図示のハロゲンヒータが配設されており、所定の温度まで発熱可能である。ベルト２０１は、加熱ローラ２０４よって加熱され、サーミスタによる温度検知に基づき、紙種に応じた所定の目標温度に制御される。また、加熱ローラ２０４は回転駆動する構成であっても構わない。加熱ローラ２０４が回転駆動することによって、ベルト回転方向において、ニップ部Ｎから加熱ローラ２０４までのベルト２０１の張力を上げることが可能となる。そうすることによって、ベルト回転方向において、ニップ部Ｎ出口の曲率を上げることができ、記録材Ｐの分離性能を上げることができる。

ステアリングローラ２０５は、ベルト２０１を懸架するとともに、ステアフレーム２１３により支持される。ステアフレーム２１３が回動軸２１２を支点として加熱ユニット２１０のフレームに対して揺動することで、ステアリングローラ２０５は他の懸架部材に対してアライメントを変化させる。それにより、ベルト２０１の前後にテンション差を発生させ、ベルト２０１幅方向において、ベルト２０１の位置をコントロールする。なお、このステアリングローラ２０５はステアフレーム２１３に支持されたばね２１１によって付勢されており、ベルト２０１に所定の張力を与えるテンションローラの役割も持っている。回動軸２１２の軸方向は、記録材の搬送方向と同一である。これによって、ステアリングローラ２０５の回動方向は図４の紙面上Ｔ方向になる。つまりステアリングローラ２０５の少なくとも片側端部は鉛直方向の下方と上方とに移動する。

また、ステアリングローラ２０５は記録材Ｐのコバ部による光沢ムラを抑制する役割も担っている。本実施形態では、ニップ部Ｎにおいておよそ２０００Ｎの力がベルト２０１に対して与えられている。記録材に未定着トナーを定着させる際に、ベルト２０１が記録材Ｐのコバ部と接触する部分は、コバ部と接触しない部分よりも大きなストレスがかかる。記録材コバ部が繰り返し通過した領域は、コバ部非接触部に比べて凹んだ形状をしてしまう。このように記録材のコバ部によって、ベルト２０１表面に生じた凹みを紙コバ傷と呼んでいる。

未定着トナーを記録材に定着させる際、定着装置２００は記録材に圧力及び熱を加える。このとき、ベルト２０１の表面状態が定着後の画像表面の光沢に反映される。ベルト２０１表面に凹凸が存在すると、その凹凸の状態が画像表面の光沢に反映されてしまうので、結果、画像表面上に光沢ムラ（グロスムラ）が生じてしまう。したがって、ベルト２０１表面に紙コバ傷がついた状態で未定着トナーが記録材に定着されると、画像表面上に直線が引かれたようなグロスムラが生じてしまう。そこで本実施形態では、ベルト２０１表面の紙コバ傷を抑制させるために、幅方向においてベルト２０１を往復移動させる。

幅方向におけるベルト２０１の位置を検知するベルト位置検知部がある。ベルト２０１の端部に、幅方向においてベルト２０１の外側から内側に対して突き当てるアームが設けられている。このアームの位置をフォトインタラプタ等のセンサで検知することによって、ベルト２０１の幅方向における位置を把握することができる。ベルト２０１の幅方向における位置を正確に検知するために、前記したアームがベルト２０１に対して力を付与する方向は、幅方向におけるベルト２０１の外側から内側に向かう方向である。また、この方向で力を付与するために、アームの回転軸は幅方向と直交する方向である。そのため、ベルトの幅方向における位置を検知するアームは前述した回転軸を中心に、幅方向に回動する。ベルト位置検知部の検知結果からステアリング制御を行うことで、ベルト２０１がベルト２０１を懸架する部材（パッド２０３、加熱ローラ２０４と、ステアリングローラ２０５）から脱輪することを抑制することが可能となる。またコバ傷対策のためにベルト２０１を積極的に幅方向に動かすことができる。

加圧ローラ２０２は、軸の外周に弾性層を、その外周に離型性層を形成したローラである。軸にステンレスを、弾性層は厚さ５ｍｍで導電シリコーンゴムを、離型性層は厚さ５０μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡを用いている。加圧ローラ２０２は、定着装置２００の定着フレーム３８０によって軸支持されており、片端部にはギアが固定され、ギアを介して駆動源Ｍに接続されて回転駆動される。ベルト２０１は、回転する加圧ローラ２０２とパッド２０３に挟持されることでＲ方向に従動回転する。

このように、ベルト２０１内周面には、パッド２０３と、加熱ローラ２０４と、ステアリングローラ２０５とが配置され、ベルト２０１を懸架している。ベルト２０１は加圧ローラ２０２とパッド２０３とによって挟持され、加圧ローラ２０２が回転駆動することによって従動回転する。ベルト２０１は加熱ローラ２０４からの熱を蓄熱する。未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、ニップ部Ｎで加圧ローラ２０２とベルト２０１とによって挟持搬送されると、定着に必要な熱と圧力とが与えられる。すると、記録材Ｐ上にトナー像が定着される。

＜潤滑剤による画像品位の低下＞
本実施形態のようにベルト２０１を用いた定着装置２００には、潤滑剤、オイルＳが用いられる。オイルＳはベルト２０１内周面に塗布される。ニップ部Ｎにおいて、パッド２０３と加圧ローラ２０２とによって加圧力が発生しているために、ベルト２０１の内周面に塗布されたオイルＳに対して、ベルト２０１の内周面から押し出される力が作用する。すると、幅方向において、ベルト２０１の外側の領域に、オイルＳが露出されてしまう。

また、本実施形態ではステアリングローラ２０５を用いて、幅方向においてベルト２０１を往復移動させる。ここで、ベルト２０１の外側の領域に露出したオイルＳがあった場合、ベルト２０１の外表面にオイルＳが付着してしまう虞がある。ベルト２０１は図２のＲ方向に回転するために、ベルト２０１の外表面に付着したオイルＳがニップ部Ｎに到達してしまう。すると、ニップ部Ｎに搬送された記録材ＰにオイルＳが付着すると、オイルＳが付着した領域は画像不良となってしまう。そこで、記録材Ｓと接触するベルト２０１の領域に、オイルＳが付着することを抑制する必要がある。

本実施形態では、オイルＳがベルト２０１の外表面に回り込むことを抑制するために、回収機構２２０を用いた。以下にその詳細を記述する。

＜回収機構＞
図３、図４を用いて、本実施形態における回収機構２２０について説明をする。図３は定着装置２００の斜視図であり、図４は定着装置２００を記録材Ｐの搬送方向から見た図である。

回収機構２２０はベルト２０１の幅方向の両端部に配置される。片側端部に配置される構成であっても構わないが、両端部に配置されていた場合、ベルト２０１の両端部から漏れるオイルＳを回収することができるため、両端部に配置されたほうが好ましい。回収機構２２０はベルト２０１の端部と接触するかき取り部材２２１と、オイルＳを滴下させるための滴下部材２２２と、ベルト２０１の往復移動に対してかき取り部材２２１が追従可能なようにするための支持部材２２３と、を有する。

かき取り部材２２１と滴下部材２２２は、ベルト２０１の回転方向において、加熱ローラ２０４とステアリングローラ２０５との間に配置される。かき取り部材２２１と滴下部材２２２は支持部材２２３を回動軸として図４の矢印Ｔ方向に移動可能である。支持部材２２３の軸方向は、加熱ローラ２０４の回転軸線方向と平行としている。かき取り部材２２１はベルト２０１の外周面側からベルト２０１の内周面側に向かう方向に力をベルト２０１に対して付与する。また、本実施形態におけるかき取り部材２２１は、ベルト２０１の外表面側の縁部２０１ａに接触している。ベルト２０１の外表面側の縁部２０１ａに接触することによって、ベルト２０１の内周面から漏れだすオイルをかき取ることができる。

かき取り部材２２１がベルト２０１に力を付与する方向について、詳細を記述する。かき取り部材２２１は支持部材２２３を回動軸として、ベルト２０１に対してベルトの外周面側から内周面側に向かう方向に力を付与する。この、かき取り部材２２１がベルト２０１に対して力を付与する場合に、かき取り部材２２１が外周面側から内周面側に向かう方向の力の成分があればよい。そうすることによって、かき取り部材２２１はベルト２０１の外周面側から、ベルト２０１の縁部２０１ａに接触することができる。

一方、ベルト２０１の内周面側からベルト２０１の外表面側に向かう方向で、かき取り部材２２１がベルト２０１に対して力を付与した場合、オイルＳをかき取ることは可能であり、ベルト２０１の外表面にオイルＳが漏れ出すことを抑制することはできる。しかしながら、同時にかき取り部材２２１は、ベルト２０１の内周面に塗布されたオイルＳがベルト２０１の外表面に露出する経路となってしまう。その結果、ベルト２０１内面のオイル保持を阻害してしまう場合がある。記録材の搬送方向に直交する方向からベルト２０１の縁部２０１ａにかき取り部材２２１が力を付与した場合も同様である。つまり、かき取り部材２２１がベルト２０１に対して力を付与する場合の力の方向の成分に、ベルト２０１の外周面側から内周面側に向かう方向の力の成分が含まれていることが好ましい。

かき取り部材２２１とベルト２０１とが接触する角度について説明する。説明には図５を用いる。図５ａは搬送方向からベルト２０１と回収機構２２０との図であり、図５ｂは搬送方向と直交する方向である幅方向においてベルト２０１とステアリングローラ２０５と回収機構２２０との断面図である。図５ｂにおいて、ベルト２０１と回収機構２２０とを、幅方向から見た場合に、ベルト２０１とかき取り部材２２１とが形成する角度がある。ベルト２０１とかき取り部材２２１とが交差する点を基準とした場合に、ベルト２０１の回転方向Ｒの上流側のベルト２０１の外表面からかき取り部材２２１までの角度を角度α（以下、第１の角度）とする。第１の角度は０°以上、且つ９０°以下であることが好ましい。かつベルト２０１とかき取り部材２２１とが交差する点から水平方向に引いた線Ｈを引く。ベルト２０１とかき取り部材２２１とが交差する点を基準として、ベルト２０１の回転方向上流側にある線Ｈから、かき取り部材２２１までの角度を角度β（以下、第２の角度）とする。第２の角度は０°から１８０°とすることが望ましい。上述の角度関係とすることで、ベルト２０１内周面から漏れ出すオイルＳをベルト２０１の内側に移動させることができる。

本実施形態では図４で示すように、回収機構２２０の一部が幅方向においてベルト２０１の外側に配置されている。回収機構２２０は前述したベルトの外側に滴下部材２２２を有している。滴下部材２２２はベルト２０１とかき取り部材２２１とが接触している部分の鉛直方向の下方に位置している。よって、ベルト２０１とかき取り部材２２１とが接触している部分から滴下部材２２２に向かって下方に傾斜した形状（傾斜部）を有している。回収機構２２０を搬送方向から見た場合、ベルト２０１とかき取り部材２２１とが接触する部分から水平方向に引いた線をＨとし、線Ｈとかき取り部材２２１とがなす角度を角γ（以下、第３の角度）とする。第３の角度は０°から９０°となるように接触する。それにより、かき取り部材２２１でかき取ったオイルＳを重力により、幅方向においてベルト２０１の外側方向に移動させることが可能になる。

滴下部材２２２を、幅方向においてベルト２０１の外側、且つかき取り部材２２１とベルト２０１との接触部分よりも鉛直方向の下方に配置することによって、かき取り部材２２１がかき取ったオイルＳを、幅方向においてベルト２０１の外側に落とすことができる。またその際に、かき取り部材２２１と滴下部材２２２とは斜面で結ばれた構成であるほうがよりオイルＳを回収しやすい。

上述したかき取り部材２２１と滴下部材２２２との位置関係によってかき取り部材２２１が回収したオイルＳは滴下部材２２２に集中する傾向にある。滴下部材２２２はかき取ったオイルＳを集中させて滴下させる部位であることから、角や突起形状のようにオイルＳが集中する形状が好適である。

＜受け部材＞
本実施形態における受け部材２３０の説明を行う。図９は加熱ユニット２１０の一端側の概略図であり、図１０と１１は受け部材２３０を含む加熱ユニット２１０を搬送方向から見た断面図である。滴下部材２２２の鉛直方向の下方には、オイルＳを受けるための部材として受け部材２３０が配置される。具体的には、受け部材２３０はオイルパン２３２とフェルト２３１とで構成される。オイルパン２３２は皿形状をしており、オイルパン２３２にはフェルト２３１が収まっている。受け部材２３０はステアリングローラ２０５を支持するステアフレーム２１３に載置され、ビス等で固定される。

受け部材２３０はかき取り部材２２１と、滴下部材２２２と、から滴下するオイルＳを受けるための部材である。そのため、かき取り部材２２１と滴下部材２２２とからオイルＳが滴下する方向、つまり鉛直方向の下方に受け部材２３０は配置される。さらに、本実施形態ではかき取り部材２２１と滴下部材２２２とは、幅方向において、ベルト２０１の両端部に配置されていることから、受け部材２３０もベルト２０１の両端部に配置される。よって、受け部材２３０の少なくとも一部は、幅方向においてベルト２０１の外側且つ、ベルト２０１の両端部、かき取り部材２２１と滴下部材２２２との鉛直方向の下方に配置される。上述した位置に受け部材２３０を配置することによって、滴下するオイルＳを受けることが可能となる。また、記録材の搬送方向と直交する方向である幅方向から定着装置２００を見た場合に、受け部材２３０はベルト２０１の内側に配置される。かき取り部材２２１でかき取られるオイルＳは、ベルト２０１の内側に案内されるようにかき取られる。そのため、オイルＳは幅方向から見た場合のベルト２０１の内側から滴下する。受け部材２３０がベルト２０１の内側に配置されることによって、ベルト２０１の内側から滴下したオイルＳを、ベルト２０１の内側で受け取ることができる。そのため、滴下するオイルＳが受け部材２３０以外に付着する虞を低減することができる。例えば、幅方向から定着装置２００を見た場合に、ベルト２０１の外側に受け部材２３０を配置した場合、オイルＳが滴下してから受け部材２３０に到達するまでに、ベルト２０１を一度通過しなければならない。オイルＳがベルト２０１を通過する際に、オイルＳがベルト２０１に付着する可能性はわずかでもあるため、受け部材２３０は幅方向から見た場合に、ベルト２０１の内側に配置されてあることが好ましい。

受け部材２３０は本実施形態では、フェルト２３１を用いているがこれに限らない。オイルＳを収集できる部材であればフェルト材に限らない。例えば不織布等でできた部材であっても構わない。

受け部材２３０は通常、かき取り部材２２１と滴下部材２２２から滴下するオイルＳを受ける。そのため、受け部材２３０がオイルＳを受ける領域は同一の領域である。そのため、オイルＳは受け部材２３０の同一領域にとどまってしまい、受け部材２３０が受けることができる領域があるにも関わらず、オイルＳが受け部材２３０からあふれてしまう虞がある。そこで本実施形態では、ステアフレーム２１３に受け部材２３０が載置されている構成となっている。そのため、回動軸２１２を支点としたステアリングローラ２０５の回動に伴って、受け部材２３０も移動する。これによって、効率的に、オイルＳを受け部材２３０が受けることができる。その詳細を以下に記載する。

回動軸２１２を支点としたステアリングローラ２０５の回動は図４に示すＴ方向である。図１０はＴ１方向にステアリングローラ２０５が回動した場合を示す図である。かき取り部材２２１と滴下部材２２２と、からオイルＳが滴下した場合受け部材２３０が受ける。その後、受け部材２３０がオイルを受けた状態で図１０に示すように、Ｔ１方向ステアリングローラ２０５が回動し、例えば紙面上、Ａの角度分回動したとする。すると、オイルＳは鉛直方向の下方向にオイルＳが流れるようになる。つまり、幅方向において、ベルト２０１の中央部を基準とした場合に、オイルＳは端部から中央部側に流れるようになる。すると、幅方向において、オイルＳは受け部材２３０で均一になるように移動される。図１１はＴ２方向にステアリングローラ２０５が回動した場合を示す図であって、図１０と同様にオイルＳは中央部側に移動する。これによって、オイルＳを好適に受け部材２３０で受けることができる。また、本実施形態の受け部材２３０はベルト２０１の両端部に配置されているが、幅方向の中央部に伸びた構成となっている。オイルＳは本実施の形態によって、幅方向の中央側に流れるようになっているため、中央部に伸びた構成で合ったほうが好ましい。また、両端部に設けられた受け部材２３０が単一の部材となっていてもよい。

本実施形態によれば、回収機構２２０のかき取り部材２２１がオイルＳをかき取る。かき取られたオイルＳは滴下部材２２２を経由し、受け部材２３０によって収集される。それにより、ベルト２０１内部に塗布したオイルＳを好適に回収する経路を構築するとともに、ベルト２０１外表面への漏れを抑制することが可能になる。

本実施形態では、回収機構２２０を一体の部品として説明しているが、本実施の形態における位置関係を踏襲していれば複数の部材で形成しても同様の効果を得ることが可能である。また、同様に回収機構２２０は例えば棒材によって形成しても同様の効果を得ることが可能である。

次に図５から図８を用いて、本実施形態における幅方向に往復移動するベルト２０１と回収機構２２０の動作について説明する。

図５ａは、ベルト２０１がＵ１方向に移動を開始するときの加熱ユニット２１０の一端側を搬送方向から見た場合の図である。図５ｂは図５ａの加熱ユニット２１０を搬送方向に直交する方向である幅方向から見た側面図である。また図６ａは図５の状態からベルト２０１がＵ１方向に移動したときの加熱ユニット２１０の一端側を搬送方向から見た図である。図６ｂは図５ａの加熱ユニット２１０を搬送方向に直交する方向である幅方向から見た側面図である。

本実施例で説明する定着装置２００では、非図示のリフト手段によりステアフレーム２１３に固定されたステア軸２１４をＴ方向に動作させることで、ステアリングローラ２０５は回動軸２１２を中心に回転角度η°分回転する。それによりベルト２０１を懸架する部材間でのアライメントが変化し、ベルト２０１はベルト２０１の回転方向であるＲ方向への回転により、幅方向であるＵ方向に移動する。具体的に、ステア軸２１４をＴ１の方向に動作させることでベルト２０１はＵ１の方向に移動し、ステア軸２１４をＴ２の方向に動作させることでベルト２０１はＵ２の方向に移動することになる。

ステア軸２１４をＴ１方向に移動させると、ベルト２０１もそれに追従してＴ１方向に移動する。この時、ステアリングローラ２０５の回転角度η°は水平方向に対してＣＣＷ方向に２．５°傾斜する。

回収機構２２０のかき取り部材２２１は、ベルト２０１の幅方向の移動に連動して、自重により支持部材２２３を中心にＷ１方向に回転する。これによってかき取り部材２２１のベルト２０１の外表面側の縁部２０１ａへの当接を維持する。また、ベルト２０１がＵ１方向に移動すると、回収機構２２０はＷ２方向に回転するとともに、かき取り部材２２１におけるベルト２０１との接触する接触部分は、図５ａに示す２２４ａから図６ｂに示す２２４ｂの位置にシフトする。

このとき第１の角度は５０．８°から４９．９°に、また第２の角度は８７．５°から８６．８°となり、ベルト２０１表面側のオイルＳをベルト２０１内周方向にかき取ることができる。また、第３の角度は５．０°となり、滴下部材２２２はかき取り部材２２１よりも鉛直方向の下方を維持する。それにより、かき取り部材２２１でかき取ったオイルをベルト２０１表面への付着を抑制して滴下部材２２２に導くことが可能になる。

図７ａはベルト２０１がＵ２方向に移動を開始するときの加熱ユニット２１０の一端側を搬送方向から見た図である。図７ｂは図７ａの加熱ユニット２１０を幅方向から見た側面図である。また図８ａは図７の状態からベルト２０１がＵ２方向に移動を完了させたときの加熱ユニット２１０の一端側を搬送方向から見た図である。図８ｂは図７ａの加熱ユニット２１０を幅方向から見た側面図である。

ステア軸２１４をＴ２方向に移動させると、ベルト２０１もそれに追従してＴ２方向に移動する。この時、ステアリングローラ２０５の回転角度η°は水平方向に対してＣＷ方向に２．５°傾斜する。

この時、回収機構２２０はベルト２０１の移動に連動して支持部材２２３を中心にＷ２方向に回転することで、かき取り部材２２１のベルト２０１の外表面側の縁部２０１ａへの当接を維持する（図７）。また、ベルト２０１がＵ２方向に移動すると（図８）、回収機構２２０はＷ１方向に回転するとともに、かき取り部材２２１におけるベルト２０１との接触点は図７に示す２２４ｃから図８に示す２２４ｄの位置にシフトする。

この時第１の角度は５３．８°から４９．２°に、また第２の角度は９６．３°から９６．９°となり、ベルト２０１表面側のオイルＳをベルト２０１内周方向にかき取ることができる。また、第３の角度は５．０°となり、滴下部材２２２はかき取り部材２２１よりも鉛直方向の下方を維持する。それにより、かき取り部材２２１でかき取ったオイルをベルト２０１表面への付着を抑制して滴下部材２２２に導くことが可能になる。

本実施形態では、回収機構２２０は、ベルト２０１の懸架部材である加熱ローラ２０４とステアリングローラ２０５の間に懸架されるベルト２０１の外表面側の縁部２０１ａに接触するように配置される。それにより、幅方向においてベルト２０１の外側、且つかき取り部材２２１の鉛直方向の下方に滴下部材２２２を配置することができる。これにより、かき取り部材２２１から滴下部材２２２に移動するオイルＳが、幅方向においてベルト２０１の外側に案内され、回収されるオイルＳがベルト２０１表面へ付着することを抑制することが可能になる。

また、かき取り部材２２１はベルト２０１の上側に接触する。ここでいう上側とは、定着装置２００を上から見たときに、ベルト２０１の外表面が見える領域を上側とする。上側の領域の縁部にかき取り部材２２１は接触することによって、かき取り部材２２１が、ベルト２０１の外側に向かうにつれて、鉛直方向下方に下がる形状とすることが可能となる。

本実施の形態における回収機構２２０を用いれば、ベルト２０１の移動やベルト２０１の懸架部材であるステアリングローラ２０５の移動に対しても、かき取り部材２２１を好適に追従させることができる。それによりかき取り部材２２１がベルト２０１の外表面側の縁部２０１ａへの接触を維持するとともに、かき取り部材２２１と滴下部材２２２の位置関係を維持することが可能になる。

図１２を用いて本実施形態の効果について説明を行う。図１２はベルト２０１を記録材の搬送方向に沿って見た断面図である。また、図１２中の矢印方向は鉛直方向の上方と下方を示している。図１２（ａ）は本実施形態で、回収機構２２０のかき取り部材２２１がベルト２０１の外表面側からベルト２０１に接触している。図１２（ｂ）は幅方向において、かき取り部材２２１がベルトの内側に向かうにつれて鉛直方向下方に延びている形態である。図１２（ｃ）はベルト２０１に対してかき取り部材２２１が垂直方向に接触している形態である。図１２（ｄ）はベルト２０１に対して幅方向に沿って、ベルト２０１に接触している形態である。

図１２（ｂ）ではかき取り部材２２１はベルト２０１の内表面側からベルト２０１に接触している。このため、ベルト２０１の外表面側に回り込んだオイルＳをかき取ることができない。図１２（ｃ）も図１２（ｂ）と同様にベルト２０１に対してかき取り部材２２１が垂直に接している。そのためベルト２０１の外表面側に回り込んだオイルＳをかき取ることができない。さらに図１２（ｄ）では、ベルト２０１の外表面側に回りこんだオイルＳをかき取ることはできる。しかしながら、幅方向においてベルト２０１の外側に向かうにつれて鉛直方向下方に延びる形状ではない。そのため、ベルト２０１からベルト２０１の外側にオイルＳを滴下させることが難しい。更に、かき取り部材２２１はベルト２０１の幅方向に沿ってベルト２０１と接触するため、かき取り部材２２１とベルト２０１とが接触する領域が大きい。そのため、ベルト２０１が傷つきやすく、ベルト２０１の寿命が短くなってしまう原因となる。

図１２（ａ）は、幅方向において、かき取り部材２２１はベルトの外側に向かうにつれて鉛直方向下方に延びる形状をしているため、かき取ったオイルＳをベルト２０１の外側に滴下させることができる。また、かき取り部材２２１はベルト２０１の外表面側からベルト２０１に接触しているため、ベルト２０１の外表面側に回り込んだオイルＳをかき取ることができる。

本実施の形態で説明する構成では、支持部材２２３はかき取り部材２２１の回転軸である。かき取り部材２２１の回転軸と、ステア軸２１４によってステアリングローラ２０５が回転する方向（図４中のＴ方向）である回転軸と、は交差するように配置される（交差する場合）。幅方向においてステアリングローラ２０５がベルト２０１の位置を変更するためにＴ方向に回転する回転軸と、かき取り部材２２１の回転軸と、が平行である構成の場合（平行の場合）を想定する。つまり、かき取り部材２２１の回転軸が搬送方向と平行である場合である。すると、かき取り部材２２１の回転に伴い、ベルト２０１とかき取り部材２２１の為す角である第３の角度（角γ）の変動量が大きくなる。かき取り部材２２１の動作量が交差する場合に比べて大きくなってしまう。一方で本実施形態の交差する場合の構成によれば、平行の場合に比べてかき取り部材２２１の配置スペースを幅方向に小さくすることが可能になる。

本実施の形態では、回収機構２２０は自重による回転によりベルト２０１の移動に追従する構成だが、ばねで付勢することにより軽圧でベルト２０１に当接させても良い。

１００ 画像形成装置
２００ 定着装置
２０１ ベルト
２０２ 加圧ローラ
２０３ パッド
２０４ 加熱ローラ
２０５ ステアリングローラ
２１０ 加熱ユニット
２２０ 回収機構
２２１ かき取り部材
２２２ 滴下部材
２２３ 支持部材
２３０ 受け部材
２３１ フェルト
２３２ オイルパン

Claims (15)

1. 回転可能な無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内周面に当接するパッドと、
   回転可能であって、前記定着ベルトを介して前記パッドに当接しニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記加圧回転体は前記定着ベルトともに、前記ニップ部でトナー像を担持した記録材に、熱と圧力とを与えることでトナー像を記録材に定着し、
   前記定着ベルトの内周面には潤滑剤が塗布されており、
   前記定着ベルトの幅方向の縁部に接触することで前記潤滑剤をかき取るかき取り部材と、
   前記かき取り部材は、前記幅方向において、前記定着ベルトの外側に向かうにつれて下方に傾斜する傾斜部を有し、
   前記傾斜部は、前記定着ベルトの外表面が上を向いている領域の前記定着ベルトの前記縁部に接触する
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ベルトの内周面に当接し、前記定着ベルトに熱を与える加熱ローラを有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記幅方向において前記定着ベルトの縁部に接触することで前記定着ベルトの位置を検知するベルト位置検知部と、
   前記ベルト位置検知部の検知結果に応じて、前記幅方向において、前記定着ベルトを所定の位置に移動させるように揺動するステアリングローラと、を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記定着ベルトの内周面に当接し、前記定着ベルトに熱を与える加熱ローラと、
   前記定着ベルトの回転方向において、前記ニップ部、前記加熱ローラ、前記ステアリングローラの順に配置され、前記かき取り部材は前記加熱ローラと前記ステアリングローラとの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ステアリングローラによって前記定着ベルトの幅方向における位置が変更された場合、前記かき取り部材と前記定着ベルトとが接触している状態を維持するように前記かき取り部材を移動可能に支持する支持部材と、を有することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
6. 前記かき取り部材は前記支持部材を中心に回転し、
   前記かき取り部材が回転する回転軸線方向は、前記加圧回転体の回転軸線方向に沿っている
   ことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記ステアリングローラの両端部を支持するフレームを有し、前記フレームは前記ステアリングローラを揺動し、前記定着ベルトを所定の位置に移動させ、
   前記かき取り部材がかき取った前記潤滑剤を受ける受け部材と、
   前記受け部材は前記フレームに固定されることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
8. 前記かき取り部材がかき取った前記潤滑剤を受ける受け部材を有し、
   前記受け部材は前記傾斜部の鉛直方向の下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
9. 前記受け部材は、フェルト材を備えることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記定着ベルトの幅方向の外側に、前記受け部材の一部は配置されることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 前記幅方向に沿って前記受け部材を見た場合に、前記受け部材は前記定着ベルトの内側に配置されることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
12. 前記幅方向に沿って前記かき取り部材を見た場合に、前記定着ベルトの外表面から前記かき取り部材までの角度は、０°以上であって９０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
13. 前記かき取り部材は前記幅方向において前記定着ベルトの両端部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
14. 前記幅方向において、前記定着ベルトの外側に滴下部を有し、前記定着ベルトの前記縁部と前記かき取り部材の前記傾斜部とが接触する接触部を基準とした場合に前記滴下部は鉛直方向の下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
15. 前記潤滑剤はオイルであって、前記オイルを前記定着ベルトの内周面に塗布する塗布ローラを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

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