JP6919319B2 - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、シートの表面に担持されたトナー像を加熱して定着させる定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置において、定着ベルトとニップ部形成部材（ニップ形成部材）とが摺動する部分に潤滑剤を介在させたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。

詳しくは、特許文献１、２の定着装置は、定着ベルトや、加圧ローラや、定着ベルトを介して加圧ローラに圧接してニップ部を形成するニップ部形成部材や、定着ベルトの内周面に対向するように設置されたヒータ（加熱手段）、等で構成されている。また、ニップ部形成部材には、定着ベルトとの摩擦抵抗を低下させるために、定着ベルトに摺接する部分に潤滑剤が直接的に塗布されたり、潤滑剤が含浸されたシート状部材が覆設されたりしている。
そして、駆動手段によって加圧ローラが回転駆動されて、ニップ部における加圧ローラとの摩擦抵抗によって、定着ベルトも加圧ローラの回転にともない従動回転（連れ回り）することになる。
そして、ヒータによって定着ベルトが直接的に加熱されて、ニップ部に向けて搬送されるシート上のトナー像が、ニップ部にて熱と圧力とを受けてシート上に定着されることになる。

従来の定着装置は、定着ベルトとニップ部形成部材との間に介在された潤滑剤が、定着ベルトの幅方向の領域外に漏出してしまう可能性があった。
そして、そのように潤滑剤が漏出してしまうと、漏出した潤滑剤によって定着装置や画像形成装置本体が汚染されてしまう不具合や、定着ベルトとニップ部形成部材との間に介在された潤滑剤が不足してしまって定着装置の駆動トルクが増加してしまう不具合などが生じてしまうことになる。そのため、そのように潤滑剤が漏出した状態をなるべく早く把握できるようにする必要がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着ベルトとニップ部形成部材との間に介在された潤滑剤が、定着ベルトの幅方向の領域外に漏出した状態を把握することができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における定着装置は、加熱手段によって加熱される定着ベルトと、前記定着ベルトに外接する加圧ローラと、前記定着ベルトの内側において前記定着ベルトを介して前記加圧ローラに圧接してシートが搬送されるニップ部を形成するニップ部形成部材と、前記定着ベルトが前記ニップ部形成部材に対して直接的又は間接的に摺接する部分に介在された潤滑剤が、前記定着ベルトの幅方向の領域外に漏出した状態を検知する液体検知装置と、を備えたものである。

本発明によれば、定着ベルトとニップ部形成部材との間に介在された潤滑剤が、定着ベルトの幅方向の領域外に漏出した状態を把握することができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 定着装置を幅方向にみた概略上面図である。 ニップ部の近傍を示す拡大図である。 定着ベルトとガイド部材とを幅方向に示す概略断面図である。 定着装置の要部を拡大して示す概略側面図である。 図６に示す液体検知装置の要部をＡ視方向にみた概略図である。 液体検知装置において、（Ａ）吸収部材が膨張していない状態を示す図と、（Ｂ）吸収部材が膨張した状態を示す図と、である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱可能（交換可能）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部、等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、モータによって図１の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８の表面に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送されたシートＰ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、シートＰに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送されるシートＰは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８（タイミングローラ対）等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙部１２には、用紙等のシートＰが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートＰがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送されたシートＰは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、シートＰが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートＰ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートＰは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートＰ上に定着される（定着工程である）。
その後、シートＰは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出されたシートＰは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図８にて、画像形成装置本体１に設置される、定着装置２０の構成・動作について詳述する。
定着装置２０は、シートＰ（未定着状態のトナーが担持されたシートである。）を加熱しながら搬送する装置である。
図２〜図４等を参照して、定着装置２０は、ベルト部材としての定着ベルト２１、ニップ部形成部材２６、補強部材２３、加熱手段（加熱源）としてのヒータ２５、反射板２７、加圧ローラ３１、温度検知手段としての温度検知センサ４０、シート状部材２２（潤滑剤供給部材）、等で構成される。
図２に示すように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１と加圧ローラ３１とが、上下方向ではなくて、略水平方向に並ぶように配置されている。

ここで、定着ベルト２１は、加圧ローラ３１に外接して、加圧ローラ３１の回転にともない従動回転する無端状のベルト部材である。ベルト部材としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２の矢印方向（反時計方向）に回転（従動回転）する。定着ベルト２１は、内周面（ニップ部形成部材２６との摺接面である。）側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、シートＰ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が５〜５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。

定着ベルト２１の内側（内周面側）には、ニップ部形成部材２６、ヒータ２５（加熱手段）、補強部材２３、シート状部材２２、反射板２７、等が設置されている。
ここで、ニップ部形成部材２６は、定着ベルト２１の内側（内周面側）において定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接して、シートＰが搬送されるニップ部を形成している。すなわち、ニップ部形成部材２６は、定着ベルト２１の内周面に摺接するように設置されている。そして、ニップ部形成部材２６が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することで、シートＰが搬送されるニップ部が形成される。

そして、定着ベルト２１は、その内部に設置されたヒータ２５（加熱手段）の輻射熱により直接的に加熱される。すなわち、加熱手段としてのヒータ２５は、シートＰを加熱するために定着ベルト２１を加熱するものである。ヒータ２５は、ニップ部とは異なる定着ベルト２１の周方向の領域を加熱領域として加熱するように構成されている。
詳しくは、加熱手段としてのヒータ２５は、ハロゲンヒータ（又は、カーボンヒータ）であって、その両端部が定着装置２０の側板４３に固定されている（図３、図６を参照できる。）。そして、制御部６０により出力制御されたヒータ２５の輻射熱によって、定着ベルト２１においてニップとは異なる加熱領域（ヒータ２５に対向する領域である。）が主として加熱される。さらに、加熱された定着ベルト２１の表面からシートＰ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーモパイル、サーミスタ等の温度検知センサ４０（温度検知手段）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
なお、本実施の形態では、定着ベルト２１の内周面側に２本のヒータ２５（加熱手段）を設置したが、定着ベルト２１の内周面側に１本又は３本以上のヒータを設置することもできる。

このように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、定着ベルト２１が周方向の比較的広い範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
特に、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されるように構成されているため、定着ベルト２１の加熱効率がさらに向上するとともに、定着装置２０をさらに低コスト化・小型化することができる。

図５を参照して、ガイド部材２９は、定着ベルト２１の略筒状の姿勢が保持されるように定着ベルト２１の幅方向両端部を内周面側からそれぞれガイドするものである。
詳しくは、２つのガイド部材２９は、耐熱性樹脂材料等で形成されていて、定着装置２０の幅方向両端部の側板４３にそれぞれ嵌め込まれている。ガイド部材２９には、定着ベルト２１の略円筒の姿勢を維持しながら定着ベルト２１を保持するためのガイド部２９ａや、定着ベルト２１の幅方向の移動（ベルト寄り）を規制するためのストッパ部、等が設けられている。
なお、ガイド部材２９は、ニップ部形成部材２６によるニップ部の形成を妨げないように、ニップ部を除く周方向の範囲であって、幅方向両端に配置されている。

なお、本実施の形態において、定着ベルト２１の内周面に接触する部材は、幅方向両端でルーズに接触するガイド部材２９と、ニップ部形成部材２６（実際にはシート状部材２２を介している。）と、のみであって、それ以外に内周面に接触して定着ベルト２１の回転をガイドするような部材（ベルトガイド）は存在しない。
このように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１のさらなる加熱効率の向上や装置の低コスト化・小型化等を目的として、パイプ状の加熱部材を取り外して、パイプ状の加熱部材を介することなく定着ベルト２１を加熱手段（ヒータ２５）によって直接的に加熱する構成を採用している。

ここで、本実施の形態では、ニップ部形成部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１のローラ部に当接するように、補強部材２３が定着ベルト２１の内側に設置されている。補強部材２３は、ニップ部を形成するニップ部形成部材２６の強度を補強するものである。
図３を参照して、補強部材２３は、幅方向の長さがニップ部形成部材２６よりも長くなるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に保持されている。
そして、補強部材２３がニップ部形成部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部においてニップ部形成部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。この補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。

なお、本実施の形態では、補強部材２３とヒータ２５との間に、反射板２７が固設されている。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱であって、赤外線である。）が反射板２７で反射されて定着ベルト２１の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１の加熱効率がさらに向上することになる。なお、反射板の材料としては、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。
なお、補強部材２３における、ヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、鏡面処理を施したり断熱部材を設けたりした場合であっても、同じような効果を得ることができる。

図２を参照して、加圧ローラ３１は、定着ベルト２１に外接するように設置されている。加圧ローラ３１は、芯金３２（軸部）上に弾性層３３が設けられたものであって、駆動手段としての駆動モータ６１によって所定方向（図２の時計方向である。）に回転駆動されるものである。
加圧ローラ３１の芯金３２は、金属材料で形成された中空構造体である。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図３を参照して、加圧ローラ３１には駆動モータ６１の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転可能に支持されている。

加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ部形成部材２６に生じる負荷を軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。

図４を参照して、定着ベルト２１の内周面に摺接するニップ部形成部材２６は、加圧ローラ３１との対向面（摺接面）が、加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、シートＰは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後のシートＰが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態では、ニップ部を形成するニップ部形成部材２６の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成するニップ部形成部材２６の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、ニップ部形成部材２６の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状がシートＰの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１とシートＰとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出されたシートＰを定着ベルト２１から容易に分離することができる。

なお、ニップ部形成部材２６を形成する材料としては、樹脂材料や金属材料を用いることができるが、加圧ローラ３１による加圧力を受けても大きく撓むことがない程度の剛性があり、熱性と断熱性とを有する樹脂材料（液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等である。）が好適である。本実施の形態では、ニップ部形成部材２６の材料として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いている。

また、図４を参照して、ニップ部形成部材２６には、定着ベルト２１との摺動抵抗を減ずるために、ＰＴＦＥ等の低摩擦材料からなるシート状部材２２が覆設されている。詳しくは、シート状部材２２は、ニップ部の位置でニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との間に幅方向のほぼ全域にわたって介在されるように、ニップ部形成部材２６の周囲（図４に示すような断面でみたニップ部形成部材２６の周囲である。）の一部又は全部を覆うように設置されている。また、本実施の形態におけるシート状部材２２は、潤滑剤が含浸された繊維材料（ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる布部材である。）で形成されている。これにより、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１とが当接する面に潤滑剤が保持された状態になる。したがって、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との摺接によって双方の部材２１、２６が磨耗する不具合が軽減される。
なお、シート状部材２２に含浸される潤滑剤としては、シリコーンオイル、フッ素グリス、シリコーングリス、等を用いることができる。

このように、本実施の形態では、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との間に、潤滑剤が含浸されたシート状部材２２を設けているために、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対して間接的に摺接する部分に潤滑剤が介在されていることになる。これに対して、潤滑剤が含浸されたシート状部材を設置せずに、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との間に潤滑剤を直接的に塗布することにより、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対して直接的に摺接する部分に潤滑剤を介在させても良い。

以下、上述のように構成された定着装置２０の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、ニップ部における加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動回転（連れ回り）する。
その後、給紙部１２からシートＰが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、シートＰ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持されたシートＰは、ガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、ヒータ２５によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強されたニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、シートＰの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出されたシートＰは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、図６〜図８等を用いて、本実施の形態における定着装置２０において、特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。なお、図６〜図８にて、構成の理解を容易とするために、液体検知装置５０の一部又は全部は、適宜に断面で示している。
先に図４等を用いて説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対してシート状部材２２を介して間接的に摺接する部分に、潤滑剤が介在されている。具体的に、本実施の形態では、ニップ部形成部材２６に覆設されたシート状部材２２に液体としての潤滑剤が含浸されている。

そして、図６〜図８に示すように、定着装置２０には、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対して間接的に摺接する部分に介在された潤滑剤が、定着ベルト２１の幅方向の領域外に漏出した状態を検知する液体検知装置５０（潤滑剤検知装置）が設けられている。すなわち、定着ベルト２１とニップ部形成部材２６（シート状部材２２）との間に介在された潤滑剤や、定着ベルト２１の内周面に移行して付着したりした潤滑剤が、それらの位置に留まらずに、定着ベルト２１の端部から浸み出してしまった状態を検知するための液体検知装置５０が設けられている。

詳しくは、液体検知装置５０は、吸収部材５１、フォトセンサ５３、規制部材５２（ホルダ）、などで構成されている。

吸収部材５１は、定着ベルト２１の幅方向の領域外に漏出した潤滑剤（定着ベルト２１の幅方向端部から漏出した潤滑剤である。）を吸収して膨張するものである。
具体的に、図８（Ａ）に示すように膨張前の吸収部材５１に潤滑剤が吸収されると、図８（Ｂ）に示すように吸収部材５１が下方に膨張することになる。

フォトセンサ５３は、吸収部材５１が膨張した状態を光学的に検知する反射型フォトセンサである。
具体的に、図８（Ａ）に示すように、吸収部材５１が膨張していない状態では、フォトセンサ５３の発光素子から射出された光Ｌ１はそのまま直進して受光素子で受光されずに、その非膨張状態が検知されることになる。これに対して、図８（Ｂ）に示すように、吸収部材５１が膨張している状態では、フォトセンサ５３の発光素子から射出された光Ｌ１が吸収部材５１で反射して、その反射光Ｌ２が受光素子で受光されて、その膨張状態が検知されることになる。

規制部材５２は、吸収部材５１が膨張する方向が多方向にならずに一方向になるように規制するものである。
具体的に、本実施の形態では、図６、図７に示すように、略長方体状に形成された吸収部材５１の上面（後述する穴部５２ａは除く。）と４方向の側面とに密着して、吸収部材５１が膨張する方向が下方のみになるように規制している。

さらに具体的に、本実施の形態では、潤滑剤としてシリコーンオイルが用いられていて、吸収部材５１としてシリコーンオイルに対する膨張性が高いシリコーンゴムが用いられている。なお、吸収部材５１は、検知する潤滑剤（液体）の種類に応じて、膨張しやすい最適な材料で形成することが好ましい。

また、本実施の形態において、吸収部材５１は、定着ベルト２１の幅方向端部を保持するガイド部材２９の下方に配置されている。
このように、ガイド部材２９の下方に吸収部材５１を配置した主な理由は３つある。
第１の理由は、定着ベルト２１の端部から漏出した潤滑剤がその後に進む経路がほぼ限定されているということである。具体的に、潤滑剤の漏出経路は、図６の白矢印で示すように、定着ベルト２１の端部に進んだ後に、定着ベルト２１とガイド部材２９との間を沿うように移動して、その後にガイド部材２９（ガイド部２９ａ）の下方に自重落下する経路となる。そして、その自重落下した潤滑剤が吸収部材５１の上面に落ちて、そこから吸収部材５１に吸収されることになる。
第２の理由は、定着ベルト２１の端部に移動してからガイド部材２９を介して落下するまでの時間は比較的短いため、定着ベルト２１の端部に吸収部材５１を直接的に配置する場合と比べても、潤滑剤の漏出を検知する時間のロスがそれほど生じないということである。また、潤滑剤が定着ベルト２１とガイド部材２９との間を沿うように移動している間は、潤滑剤による汚染などの不具合が生じていないことになる。
第３の理由は、定着ベルト２１の端部から漏出した潤滑剤を直接的に検知するために、定着ベルト２１の端部に吸収部材５１を設置することがレイアウト上から難しいということである。

このように、本実施の形態では、定着装置２０における潤滑剤の漏出経路中に液体検知装置５０を設置しているため、そのように潤滑剤が漏出した状態を早く把握することができる。特に、本実施の形態では、規制部材５２によって吸収部材５１が膨張する方向が制限されるため、潤滑剤が吸収部材５１に微量に吸収されたときであっても吸収部材５１が効率的に膨張されることになるため、微量な潤滑剤の漏れであっても液体検知装置５０で検知することができる。
そのため、漏出した潤滑剤によって定着装置２０や画像形成装置本体１が汚染されてしまう不具合や、定着ベルト２１とニップ部形成部材２６（シート状部材２２）との間に介在された潤滑剤が不足してしまって定着装置２０の駆動トルクが増加してしまう不具合などを未然に防止することができる。

ここで、本実施の形態における画像形成装置本体１には、その外装部に、画像形成装置１００における種々の情報が表示される表示手段としての表示パネル１１０（図２を参照できる。）が設置されている。
そして、定着ベルト２１の幅方向の領域外に潤滑剤が漏出した状態が液体検知装置５０（フォトセンサ５３）によって検知されたときに、制御部６０による制御によって、その状態を表示パネル１１０（表示手段）に表示するように制御している。表示パネル１１０への表示としては、例えば、「定着装置において潤滑剤の漏れが発生しました。正常な動作をおこなうためにはメンテナンスが必要ですので、サービスマンコールをお願い致します。」などの文字表示である。
このように構成することにより、漏出した潤滑剤によって定着装置２０や画像形成装置本体１が汚染されてしまう不具合や、定着ベルト２１とニップ部形成部材２６（シート状部材２２）との間に介在された潤滑剤が不足してしまって定着装置２０の駆動トルクが増加してしまう不具合などを未然に防止することができる。

ここで、図８等を参照して、本実施の形態において、規制部材５２には、吸収部材５１が上方に膨張しないように規制するとともに、定着ベルト２１の幅方向の領域外に漏出して落下した潤滑剤を吸収部材５１に導く略漏斗状の天井部５２ｂが設けられている。
詳しくは、規制部材５２の天井部５２ｂは、中央に形成された穴部５２ａを除いて、その他の部分が吸収部材５１の上面に密着するように形成されている。また、天井部５２ｂは、端部から中央の穴部５２ａに向けて上方から下方に傾斜する傾斜面が周状に形成されている。
このような構成により、定着ベルト２１の端部からガイド部材２９を介して漏出・落下した潤滑剤は、天井部５２ｂの傾斜面に案内されるように、穴部５２ａから吸収部材５１の上面に導かれることになるため、漏出した潤滑剤を吸収部材５１でしっかり捕集することができる。そのため、液体検知装置５０の検知精度が高められることになる。

また、図６等を参照して、定着装置２０には、ガイド部材２９やヒータ２５などを幅方向両端部でそれぞれ保持する側板４３や、それらの側板４３と側板４３と間に橋設された底板４４や天板４１が設置されている。これらの側板４３や底板４４や天板４１が、定着装置２０の筐体として機能することになる。
なお、ヒータ２５は、ブラケット４６を介して側板４３にネジ締結により保持されている。また、フォトセンサ５３も、ブラケットを介して側板４３にネジ締結により保持されている。

そして、本実施の形態において、液体検知装置５０の吸収部材５１は、一方の側板４３に対して幅方向内側（図６の左方である。）に配置されている。具体的に、吸収部材５１は、ホルダとしても機能する規制部材５２の内部に圧接した状態で保持されていて、規制部材５２は、両面テープなどを介して側板４３の内側に保持されている。
また、本実施の形態において、液体検知装置５０のフォトセンサ５３は、側板４３に形成された検知窓４３ａを介して吸収部材５１が膨張した状態を光学的に検知できるように、側板４３に対して幅方向外側（図６の右方である。）に配置されている。すなわち、フォトセンサ５３は、定着装置２０の内部ではなくて、定着装置２０の外側に設置されている。
定着装置２０の外側は内側に比べて雰囲気温度が低くなるため、定着装置２０の外側にフォトセンサ５３を設置することで、フォトセンサ５３が高温により誤動作する不具合を軽減することができる。
なお、同じ理由から、フォトセンサ５３の周囲に断熱材を設けることもできる。
また、側板４３に形成する検知窓４３ａは、単なる開口穴でも良いが、フォトセンサ５３の検知面に潤滑剤などが付着しないように、ガラスなど光を透過する材料で形成することが好ましい。

ここで、定着装置２０には、先に図３等を用いて説明したように、加圧ローラ３１を回転駆動するとともに定着ベルト２１を従動回転するためのギア４５が、加圧ローラ３１の幅方向一端側（＋Ｘ方向である。）に設置されている。
そして、本実施の形態において、液体検知装置５０は、そのギア４５が設置されていない幅方向他端側（−Ｘ方向である。）に配置されている。すなわち、液体検知装置５０は、定着装置２０の駆動側ではなくて非駆動側に設置されている。
このように構成することにより、定着装置２０のギア４５（駆動機構）に液体検知装置５０（特に、側板４３の外側に設置したフォトセンサ５３である。）を干渉させないようなレイアウト上の制約が生じにくくなる。
また、定着装置２０は非駆動側に比べて駆動側の振動が大きくなるため、潤滑剤は、駆動側を振動源として遠心されるように非駆動側から漏出しやすくなる。そのため、非駆動側に液体検知装置５０を設置することで、定着装置２０における潤滑剤の漏出をいち早く検知することが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態における定着装置２０には、定着ベルト２１の内側において定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成するニップ部形成部材２６が設けられている。そして、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対して間接的（又は、直接的）に摺接する部分に介在された潤滑剤が、定着ベルト２１の幅方向の領域外に漏出した状態を検知する液体検知装置５０が設けられている。
これにより、定着ベルト２１とニップ部形成部材２６との間に介在された潤滑剤が、定着ベルト２１の幅方向の領域外に漏出した状態を把握することができる。

なお、本実施の形態では、定着ベルト２１を加熱する加熱手段（加熱源）としてヒータ２５を用いたが、定着ベルトを加熱する加熱手段（加熱源）はこれに限定されることなく、例えば、加熱手段として電磁誘導コイルを用いることもできるし、加熱手段として抵抗発熱体を用いることもできる。
そして、そのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、画像形成装置１００における定着装置２０において、潤滑剤の漏出を検知する液体検知装置５０を設置したが、液体検知装置５０の用途はこれに限定されることはない。例えば、画像形成装置１００において定着装置２０以外の部分から漏出する液体（潤滑剤に限定されない。）を検知するために液体検知装置を設置することもできるし、画像形成装置以外の装置などの物体から漏出する液体（潤滑剤に限定されない。）を検知するために液体検知装置を用いることもできる。
そして、そのような場合にも、液体検知手段によって液体が漏出した状態を精度良く検知することができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「幅方向」とは、シートの搬送方向に対して直交する方向であって、定着ベルトや加圧ローラの回転軸方向と同じ方向であるものと定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着回転体）、
２２ シート状部材、
２３ 補強部材、
２５ ヒータ（加熱手段）、
２６ ニップ部形成部材（固定部材）、
２９ ガイド部材（フランジ）、
２９ａ ガイド部、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
４３ 側板、
４３ａ 検知窓、
５０ 液体検知装置、
５１ 吸収部材、
５２ 規制部材、
５３ フォトセンサ（反射型フォトセンサ）、
６１ 駆動モータ（駆動手段）、
１１０ 表示パネル（表示手段）、
Ｐ シート（記録媒体）。

特開２００４−２８６９３３号公報 特開２０１４−１７８５８６号公報

Claims (9)

1. 加熱手段によって加熱される定着ベルトと、
   前記定着ベルトに外接する加圧ローラと、
   前記定着ベルトの内側において前記定着ベルトを介して前記加圧ローラに圧接してシートが搬送されるニップ部を形成するニップ部形成部材と、
   前記定着ベルトが前記ニップ部形成部材に対して直接的又は間接的に摺接する部分に介在された潤滑剤が、前記定着ベルトの幅方向の領域外に漏出した状態を検知する液体検知装置と、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記液体検知装置は、
   前記定着ベルトの幅方向の領域外に漏出した潤滑剤を吸収して膨張する吸収部材と、
   前記吸収部材が膨張した状態を光学的に検知するフォトセンサと、
   を具備したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記液体検知装置は、前記吸収部材が膨張する方向が一方向になるように規制する規制部材を具備したことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記規制部材は、
   前記吸収部材が上方に膨張しないように規制するとともに、前記定着ベルトの幅方向の領域外に漏出して落下した潤滑剤を前記吸収部材に導く略漏斗状の天井部を具備して、
   前記吸収部材が膨張する方向が下方になるように規制することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記定着ベルトの幅方向両端部をそれぞれ保持するガイド部材を備え、
   前記液体検知装置の前記吸収部材は、前記ガイド部材の下方に配置されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記ガイド部材を幅方向両端部でそれぞれ保持する側板を備え、
   前記液体検知装置の前記吸収部材は、前記側板に対して幅方向内側に配置され、
   前記液体検知装置の前記フォトセンサは、前記側板に形成された検知窓を介して前記吸収部材が膨張した状態を光学的に検知できるように、前記側板に対して幅方向外側に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記加圧ローラを回転駆動するとともに前記定着ベルトを従動回転するためのギアが、前記加圧ローラの幅方向一端側に設置され、
   前記液体検知装置は、前記ギアが設置されていない幅方向他端側に配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. 前記定着ベルトの幅方向の領域外に潤滑剤が漏出した状態が前記液体検知装置によって検知されたときに、その状態を表示手段に表示することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

Images