特許 6238688 定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238688

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20171120BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 510

   G03G21/00 370

【請求項の数】28

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-234942(P2013-234942)

(22)【出願日】2013年11月13日

(65)【公開番号】特開2014-123111(P2014-123111A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2016年11月11日

(31)【優先権主張番号】特願2012-255370(P2012-255370)

(32)【優先日】2012年11月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100124442

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 創吾

(72)【発明者】

【氏名】阿多 弘伸

(72)【発明者】

【氏名】松本 泰旭

(72)【発明者】

【氏名】乾 史樹

【審査官】 佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２４９８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２７４０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７６９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２２１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１８４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８３４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２８２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９８７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８８５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００３９６４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着するための定着用回転体と、前記定着用回転体の、前記定着用回転体の母線方向への移動を規制する規制部材と、熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材と、を有する定着装置において、
前記捕集部材は前記定着用回転体の曲面部に対向して配置されており、且つ前記規制部材に位置決めされていることを特徴とする定着装置。

【請求項2】

前記捕集部材は、前記定着用回転体の放射熱により、前記気化成分が液相状態となる温度を保つことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

前記装置は更に、前記定着用回転体との間に、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、前記規制部材を介して前記ニップ部に圧力を付与する圧力付与機構と、前記ニップ部に掛かる圧力を解除する圧力解除機構と、を有し、前記圧力解除機構により前記ニップ部に掛かる圧力を解除すると前記規制部材が移動し、前記規制部材の移動と共に前記捕集部材も移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。

【請求項4】

前記捕集部材は複数設けられており、各々の前記捕集部材は異なる温度に保たれることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。

【請求項5】

各々の前記捕集部材は、前記定着用回転体との距離が異なることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。

【請求項6】

各々の前記捕集部材は、材質が異なることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。

【請求項7】

前記捕集部材の前記定着用回転体に対して対向する面には、複数のリブが設けられていることを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項8】

前記定着用回転体はベルトであることを特徴とする請求項１〜７いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項9】

前記装置は、前記定着用回転体を加熱する熱源を有し、前記熱源は前記ベルトの内面に接触していることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。

【請求項10】

定着用回転体と、熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材と、を有し、記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着する定着ユニットを有する画像形成装置において、
記録材の通紙条件に応じて前記定着用回転体と前記捕集部材との距離が変わるように前記捕集部材が移動可能となっていることを特徴とする画像形成装置。

【請求項11】

前記捕集部材は、前記定着用回転体の放射熱により、前記気化成分が液相状態となる温度を保つことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

【請求項12】

前記定着ユニットは、前記定着用回転体の、前記定着用回転体の母線方向への移動を規制する規制部材を有し、
前記捕集部材は前記定着用回転体の曲面部に対向して配置されており、且つ前記規制部材に位置決めされていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成装置。

【請求項13】

前記装置は、画像面側が下になって記録材が排出されるフェースダウントレイと、装置のドアを開くことにより現れ、画像面側が上になって記録材が排出されるフェースアップトレイと、を有し、前記通紙条件は、前記フェースダウントレイに記録材を排出するフェースダウン排出モードと、前記フェースアップトレイに記録材を排出するフェースアップ排出モードであることを特徴とする請求項１０〜１２いずれか一項に記載の画像形成装置。

【請求項14】

前記フェースアップ排出モードの時は前記フェースダウン排出モードの時よりも、前記捕集部材は前記定着用回転体から離間することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

【請求項15】

前記通紙条件は、両面プリントの一面目プリント時と二面目プリント時であることを特徴とする請求項１０〜１２いずれか一項に記載の画像形成装置。

【請求項16】

二面目プリント時は一面目プリント時よりも前記捕集部材は前記定着用回転体から離間することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。

【請求項17】

前記定着用回転体はベルトであることを特徴とする請求項１０〜１６いずれか一項に記載の画像形成装置。

【請求項18】

前記定着ユニットは、前記定着用回転体を加熱する熱源を有し、前記熱源は前記ベルトの内面に接触していることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。

【請求項19】

記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着するための定着用回転体と、熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材と、を有する定着装置において、
前記捕集部材は、前記捕集部材の温度に関わる情報に応じて移動することを特徴とする定着装置。

【請求項20】

前記捕集部材は、前記定着用回転体の放射熱により、前記気化成分が液相状態となる温度を保つことを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。

【請求項21】

前記装置は、前記定着用回転体の、前記定着用回転体の母線方向への移動を規制する規制部材を有し、
前記捕集部材は前記定着用回転体の曲面部に対向して配置されており、前記捕集部材の温度に応じて前記定着用回転体との間隔が変わるように移動することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の定着装置。

【請求項22】

前記捕集部材の温度に関わる情報は、印字面情報、定着モード情報、プリント枚数情報のうち少なくとも一つであることを特徴とする請求項１９〜２１いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項23】

前記装置は、前記捕集部材の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に応じて前記捕集部材を移動させる制御部と、を有することを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。

【請求項24】

前記装置は、前記定着用回転体を回転させるモータを有し、前記捕集部材は前記モータの動力で移動することを特徴とする請求項１９〜２３いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項25】

前記装置は、前記捕集部材を移動させる専用の動力源を有することを特徴とする請求項１９〜２３いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項26】

前記装置は、温度に応じて形状が変化する調整部材を有し、前記捕集部材は前記調整部材の形状変化に伴い移動することを特徴とする請求項１９〜２３いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項27】

前記定着用回転体はベルトであることを特徴とする請求項１９〜２６いずれか一項に記載の定着装置。

【請求項28】

前記装置は、前記定着用回転体を加熱する熱源を有し、前記熱源は前記ベルトの内面に接触していることを特徴とする請求項２７に記載の定着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着する定着装置、及びこの定着装置を搭載する複写機やプリンタ等の電子写真記録技術を用いた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置では、記録材に形成したトナー画像を定着する定着器が搭載されている。定着器にはローラやベルトが設けられており、ローラやベルトをトナー画像に接触させて加熱定着する接触方式のものが一般的である。

【0003】

接触式定着器においては、トナーのオフセットという現象が避けられない。オフセット現象は、記録材上のトナー画像の一部がローラやベルトに付着し剥ぎ取られることで発生する現象である。オフセット現象を抑制する手法の一つとして、炭化水素化合物などからなるワックス成分を内包するトナーを用いる手法がある。

【0004】

ワックスが内包されているトナーを使用する場合、トナー画像を定着する際の加熱によりワックスが液化する。液化したワックスの一部は気体となる場合がある。気化した成分は、気化後に直ちに固化し、装置内を浮遊する。浮遊する成分（以後、ワックス成分と称する）は、装置の稼働により装置内が温度上昇すると、装置内の各箇所で液化して付着する。ワックス成分が搬送ガイドに付着した場合には記録材が移動する際の抵抗になり、搬送ローラに付着した場合にはローラの摩擦係数低下を招くことで記録材搬送性能を低下させる。これらの現象は記録材がジャムする要因となり得る。

【0005】

近年、画像形成装置は、高速化の要求が非常に高くなってきている。トナーの定着性を満足しつつ画像形成をより高速に行うためには、これまで以上にエネルギーが必要となる。このため、例えば定着器の定着ニップ部幅を長くしたり、定着器の制御温度を上昇させることで、記録材上のトナー画像に与えるエネルギーを確保する必要がある。しかしながら、この結果として、ワックスから気化する成分の量が増加し、前述したようなワックス成分の付着による諸問題も発生し易くなる。

【0006】

そこで、定着器のフレームの内側にワックス成分を捕集するための捕集部材を設ける技術がある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１−２４８２８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ワックス成分を捕集するためには、捕集部材の温度が、ワックス成分が液相状態を保つ温度にあることが望ましい。捕集部材の温度が低すぎると浮遊するワックス成分が固体であるため捕集部材に弾かれてしまい、捕集部材に吸着しないからである。また、捕集部材の温度が高すぎると捕集部材に吸着したワックス成分が再度気化してしまう。このように、気化成分の捕集効果を高めるためには、捕集部材の温度を適切な温度範囲に保つことが重要であり、特許文献１に記載の装置よりも捕集部材の温度を適切な温度にできる装置が望まれる。

【0009】

本発明は上述の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、捕集部材の捕集効果を向上させ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。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の課題を解決するための本発明は、記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着するための定着用回転体と、前記定着用回転体の、前記定着用回転体の母線方向への移動を規制する規制部材と、熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材と、を有する定着装置において、前記捕集部材は前記定着用回転体の曲面部に対向して配置されており、且つ前記規制部材に位置決めされていることを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、定着用回転体と、熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材と、を有し、記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着する定着ユニットを有する画像形成装置において、記録材の通紙条件に応じて前記定着用回転体と前記捕集部材との距離が変わるように前記捕集部材が移動可能となっていることを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、記録材に形成されたトナー像を記録材に加熱定着するための定着用回転体と、熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材と、を有する定着装置において、前記捕集部材は、前記捕集部材の温度に関わる情報に応じて移動することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

捕集部材の捕集効果が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】画像形成装置本体の全体構成を示した断面図

【図2】フェースアップトレイにシートを排出する状態を示した図

【図3】フェースアップトレイを閉じた状態の捕集部材移動機構を説明するための図

【図4】フェースアップトレイを開いた状態の捕集部材移動機構を説明するための図

【図5】定着ユニットの分解図

【図6】フェースアップトレイを閉じた状態の捕集部材の状態を説明するための図

【図7】フェースアップトレイを開いた状態の捕集部材の状態を説明するための図

【図8】両面ユニットを装着した画像形成装置の断面図

【図9】片面プリント時の捕集部材移動機構を説明するための図

【図10】両面プリント時の捕集部材移動機構を説明するための図

【図11】両面プリント時の捕集部材の状態を説明するための図

【図12】実施例３の定着装置の分解斜視図

【図13】実施例３の定着装置の側面図及び断面図

【図14】実施例４の定着装置の分解斜視図

【図15】実施例４の定着装置の側面図及び断面図

【図16】実施例５の定着装置の分解斜視図

【図17】実施例５の定着装置の側面図及び断面図

【図18】実施例６の捕集部材の斜視図

【図19】実施例６の捕集部材の斜視図

【図20】実施例７の定着装置の斜視図

【図21】実施例７の定着装置の動作説明図

【図22】実施例７の定着装置の動作説明図

【図23】実施例７の定着装置の動作説明図

【図24】実施例７の定着装置の捕集部材の温度推移を示す図

【図25】実施例８の定着装置の斜視図

【図26】実施例８の定着装置の捕集部材の温度推移を示す図

【図27】実施例９の定着装置の斜視図

【図28】実施例９の定着装置の調整部材の形状変化を示す図

【図29】実施例９の定着装置の動作説明図

【図30】実施例９の定着装置の捕集部材の温度推移を示す図

【発明を実施するための形態】

【0015】

（実施例１）
［全体構成］
図１及び図２は、画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。画像形成装置１は、電子写真記録方式によって画像を形成するものであり、シート（記録材）Ｓを画像形成部へ搬送してトナー像を転写し、そのシートＳを定着部へ搬送してトナー像を定着した後、排出部へと排出するものである。

【0016】

シートＳは、装置下部に装填されたカセット２に積載収納されている。このシートＳは、給送ローラ２１によって最上位のシートから順に繰り出され、搬送ローラ対３により画像形成部に送られる。ここで、画像形成部には、感光体ドラム４１や、感光体ドラム４１に画像を書き込むレーザスキャナ１４や、感光体ドラム４１に形成されたトナー像を記録材に転写する転写ローラ４２等がある。これらの構成は周知なので詳細な説明は割愛する。なお、図１中のＰは感光体やドラム４１及び感光体ドラム４１に作用するプロセス部を一体化したカートリッジを示している。なお、トナーは、オフセット対策として、炭化水素化合物等からなる離型ワックス成分を含有したものである。

【0017】

未定着のトナー画像が形成されたシートＳは定着部（定着ユニット）１００に送られる。定着部１００は、定着フィルム（定着用回転体）と、定着フィルムの筒の中に配置された加熱定着用の熱源としてのセラミックヒータ、等によって構成される加熱ユニット１０１と、加熱ユニット１０１と圧接する加圧ローラ１０２を有する。また、定着部１００は、定着用回転体や加圧ローラ、後述する捕集部材等を収容するフレーム１０７を有する。加熱ユニット１０１と加圧ローラ１０２によってシートを挟持搬送する定着ニップ部を形成している。シートＳは定着ニップ部を通過しつつ加熱されることで定着処理されることになる。そして、シートＳは、シート排出経路５を経由して、排出ローラ対６により機外に排出され、排出トレイ（フェースダウントレイ）７上に積載される。

【0018】

以上の説明は、画像面側が下になった状態の記録材を受けるフェースダウントレイを用いたフェースダウン排出モードの説明である。

【0019】

本例の装置には、図２に示すように、装置のドア９を開くことにより現れ、画像面側が上になった状態の記録材を受けるフェースアップトレイ８が設けられている。ドア９とトレイ８は一体成型物でもよい。本例の装置は、このドア９を開いた状態で記録材を排出するフェースアップ排出モードも実行可能である。このように、本例の装置は、通紙条件として、フェースダウントレイに記録材を排出するフェースダウン排出モードと、フェースアップトレイに記録材を排出するフェースアップ排出モードを選択できる。

【0020】

［定着ユニット１００］
画像形成装置１に搭載される定着ユニット１００の詳細な構成に関して、図５〜図７を用いて説明する。図５は定着ユニット１００の分解図、図６及び図７は定着ユニット１００における定着フィルムと捕集部材の関係を示す断面図である。なお、図６（ａ）及び図７（ａ）は定着ユニットの側面図であり、図６（ｂ）及び図７（ｂ）は定着ユニットをその長手方向の途中で切断した時の断面図である。

【0021】

定着ユニット１００は、加熱ユニット１０１と加圧ローラ（加圧部材）１０２を有する。加熱ユニット１０１が加圧ローラ１０２に押圧されることにより定着ニップ部Ｎを形成する。加熱ユニット１０１は、加熱定着用の熱源としてのヒータ（セラミックヒータ）１０３、ヒータ１０３を支持する樹脂製のヒータホルダ１０４、ヒータホルダ１０４の外周を回転しシートＳと直接接触することで、シートＳに熱を伝えるエンドレスベルト状の定着フィルム（定着用回転体）１０５を有している。定着フィルムはポリイミド等の樹脂をベース層としたもの、或いはステンレス等の金属をベース層としたものであり、これらのベース層上に必要に応じてゴム層を設けたものである。ヒータホルダ１０４は金属製のステー１１０により補強されている。定着フィルム１０５の母線方向の端部と対向する位置であって、ステー１１０の端部の座面１１０Ａ上にはフランジ１０６が配置されている。フランジ１０６は、定着フィルム１０５の母線方向への寄り移動を規制する規制部材の役割を担っている。なお、フランジ１０６はヒータホルダ１０４を保持しており、加熱ユニット１０１全体を定着部のフレーム１０７に支持させる役目も担っている。フレーム１０７には加圧ローラ１０２も支持されている。１０８は定着ニップ部Ｎを形成するための加圧バネ（圧力付与機構）であり、後述する捕集部材１０９の穴部１０９Ｈを通過しフランジ１０６の座面１０６Ｂを押圧している。図６（ｂ）に示すように、フランジ１０６が加圧バネ１０８によって圧力Ｆｎで押圧されることにより加熱ユニット１０１と加圧ローラ１０２が圧接される。これにより、定着ニップ部Ｎを形成する。即ち、圧力付与機構は規制部材１０６を介してニップ部に圧力を付与している。ワックス成分を含有するトナーを用いて形成されたトナー像を坦持するシートＳは、定着ニップ部Ｎで定着処理される。

【0022】

［捕集部材の構成］
次に、ワックスから気化した成分を捕集する構成について、図５〜図７を用いて説明する。１０９は、ワックスから気化し、その後、固化した成分を液相状態として（濡れを利用して）捕集する捕集部材（熱によって気化した気化成分を捕集する捕集部材）である。つまり、ワックスから気化した成分と捕集部材との間に分子間力が働くことで、この成分が捕集部材に吸着する。捕集部材は耐熱性が要求されるため、材質はエンジニアリングプラスチックが好ましい。本例の捕集部材１０９の材質は、ＰＢＴ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）である。捕集部材１０９は、フランジ１０６の突き当て部１０６Ａと当接する第一当接部１０９Ａと、後述するレバー５０が当接する第二当接部１０９Ｂと、ワックス成分が吸着する捕集部１０９Ｃと、を有する。捕集部材１０９の捕集部１０９Ｃは、（定着フィルムを介した）熱源１０３からの放射熱（定着フィルムの放射熱）により温まる。放射熱を受けることによって素早く温まるように、捕集部１０９Ｃの厚みは１ｍｍとした。定着処理中の捕集部１０９Ｃの温度は、放射熱を受けることにより、少なくとも一種類のワックス成分が液相状態を保つ温度範囲内を推移する。このため捕集部材１０９は定着フィルムの表面に隣接して（定着フィルムの曲面部に対向して）設けられている。捕集部１０９Ｃがこのような温度となるように、図６（ｂ）で示す捕集部１０９Ｃと定着フィルム１０５の距離ｔ（捕集部材１０９の第一当接部１０９Ａがフランジ１０６の突き当て部１０６Ａに位置決めされた状態の距離）が設定されている。本例ではｔ＝２ｍｍに設定している。捕集部１０９Ｃは定着フィルム１０５の外面に対向する部分であり、定着フィルムからの熱を効率よく受けて昇温しやすくなっている。なお、捕集部材１０９の第一当接部１０９Ａがフランジ１０６の突き当て部１０６Ａに位置決めされた状態の距離である距離ｔは、フェースダウン排出モード時に適した距離である。距離ｔは、定着処理中に捕集部材が保つべき温度、捕集部材の材質や形状に左右される捕集部材１０９の熱容量、加熱ユニット１０１の制御目標温度、等の各パラメータによって異なってくる。

【0023】

このように、本例の定着ユニットは、フレーム１０７内に、記録材に形成されたトナー像を加熱定着するための定着用回転体１０５を有する。更に、定着処理中に気化した成分を液相状態として捕集するように加熱定着用の熱源からの放射熱により加熱される捕集部材１０９を有する。

【0024】

ところで、捕集部材１０９は、定着フィルムからの距離が距離ｔより大きくなるように移動可能になっている。具体的には、ＦＵ排出モード時は、定着フィルムからの距離が距離ｔ＋αとなる。本例ではα＝１ｍｍに設定し、ｔ＋α＝３ｍｍに設定した。

【0025】

ＦＵ排出モードでプリントする時、ドア９が開いているため、装置内のエアフローがＦＤ排出モードでプリントする時と異なった状態になる。本例の画像形成装置の場合、ＦＵ排出モードでプリントする時の定着器内の雰囲気温度は、ＦＤ排出モードでプリントする時よりも高くなることが判明した。ＦＵ排出モード時はＦＤ排出モード時よりも定着器内のエアフローが小さくなったためと思われる。このため、プリンタの設置環境やヒータの制御温度が同じ条件下であっても、ＦＵ排出モード時はＦＤ排出モード時よりも定着フィルムの周囲の温度が高くなりやすい。このような、通紙条件の変化に対応するため、本例の捕集部材は移動可能な構成となっている。以下、捕集部材の移動機構について説明する。

【0026】

［排紙口切り換え時の捕集部材移動構成］
排紙口を切り換えた時の捕集部材の位置について、図３〜図７を用いて説明する。上述のように、捕集部材１０９は、捕集部材の一部である当接部１０９Ａがフランジ１０６の突き当て部１０６Ａに突き当たることで位置決めされている。この位置はＦＤ排出モードに適した位置である。捕集部材は、この位置よりも、定着フィルムの径方向（図６（ｂ）の矢印Ａ方向）に対して移動可能となっている。

【0027】

一方、ドア９には、リンク（移動部材）５１、５２が接続されている。リンク５１、５２は捕集部材１０９を持ち上げるためのレバー５０を動かすためのものであり、ドア９が閉じている状態では、レバー５０、リンク５１、５２はそれぞれ図３の状態である。

【0028】

図４のように、ドア９を開くとリンク５１、５２が広がり、リンク５１がレバー５０を図４の右方向へ押す。レバー５０は定着器に回動可能に設けられている部材である。リンク５１がレバー５０を押すと、レバー５０が回動し、レバー５０の一部５０Ｂが捕集部材１０９の第二当接部１０９Ｂを押し上げ、捕集部材１０９が図６（ｂ）のＡ方向に移動する。この時、捕集部材１０９の第一当接部１０９Ａは、フランジ１０６の突き当て部１０６Ａから離間する。このような動作により、捕集部１０９Ｃが定着フィルム１０５から距離ｔ＋αの位置に移動する（図７）。この距離ｔ＋αは、ＦＵ排出モードにおける定着処理中の捕集部１０９Ｃの温度が、放射熱を受けることにより、少なくとも一種類のワックス成分が液相状態を保つ温度範囲内を推移できる距離となっている。

【0029】

以上説明したように、本実施例によれば、排紙口の切り換えという通紙条件の変化によって定着器内の温度が変化しても、ワックス成分を捕集する捕集部材の位置を切り替えることができる。これにより、通紙条件に拘らず、捕集部材によるワックス成分の捕集能力を発揮できる。

【0030】

なお、本例の画像形成装置では、ＦＵ排出モードにおける定着器内の雰囲気温度がＦＤモードよりも高くなる構成であるため、定着フィルムと捕集部の距離をＦＵ排出モードのほうがＦＤ排出モードよりも長くなる設定とした。しかしながら、ＦＵ排出モードにおける定着器内の雰囲気温度がＦＤモードよりも低くなる画像形成装置である場合、定着フィルムと捕集部の距離をＦＵ排出モードのほうがＦＤ排出モードよりも短くなる設定とすればよい。

【0031】

（実施例２）
次に実施例２を説明する。本例は、通紙条件としての両面プリントモードの一面目プリント時と二面目プリント時において、捕集部材の位置を切り替えるものである。図８は、両面搬送ユニット装着時の画像形成装置の断面図である。両面搬送ユニット２００は、画像形成装置１に装着することで、両面プリントを可能とする装置であるが、無論、装着状態で片面プリントも可能である。

【0032】

両面プリント時、シートが搬送される経路は、一面目は通常の片面プリント時と同じであるが、シートＳが排出ローラ対６に到達した後、排出ローラ対６によりシートの後端を先頭にして逆方向に搬送する。その後シートは両面搬送経路１０を通り、片面プリントした面が裏側になった状態で通常の搬送経路に入り、シートＳの二面目にプリントが行われる。定着部で２面目の定着が終わるとシート排出経路５を経由して、排出ローラ対６により機外に排出され、排出トレイ７上に積載される。

【0033】

本例の定着ユニットの構成は実施例１と同じなので説明は省略する。図９はシートの一面目にプリントを行う時（一面目プリント時）の画像形成装置の断面図、図１０はシートの二面目にプリントを行う時（二面目プリント時）の画像形成装置の断面図である。二面目に画像を形成し定着ユニットに運ばれてきたシートは、一度目の定着処理により既に温まったシートである。この影響で二面目を定着処理する時に定着器内の雰囲気温度が上昇しやすく、捕集部材１０９も昇温しやすい。

【0034】

図９〜図１１に示すように、両面搬送装置２００には、レバー５０を動かすための移動部材２０１が設けられている。移動部材２０１は、両面搬送装置駆動モータ（不図示）の駆動と連動することで移動可能となっている。両面搬送装置２００が画像形成装置１に装着された状態で一面目のプリントを行う時は両面搬送装置２００は作動しない為、図９に示すように移動部材２０１は初期位置から移動しない。二面目のプリントを行う時には、両面搬送装置モータが駆動することで、図１０のように移動部材２０１が矢印Ｂ方向に移動し、レバー５０を回動させる。これにより、実施例１同様、捕集部材１０９を動かす。このような動作により、捕集部１０９Ｃが定着フィルム１０５から距離ｔ＋βの位置に移動する（図１１）。この距離ｔ＋βは、両面プリントモードの二面目を定着処理中の捕集部１０９Ｃの温度が、放射熱を受けることにより、少なくとも一種類のワックス成分が液相状態を保つ温度範囲内を推移できる距離となっている。本例ではβ＝２ｍｍに設定し、ｔ＋β＝４ｍｍに設定した。

【0035】

以上説明したように、本実施例によれば、両面プリントの一面目プリント時と二面目プリント時という通紙条件の変化によって定着器内の温度が変化しても、ワックス成分を捕集する捕集部材の位置を切り替えることができる。これにより、通紙条件に拘らず、捕集部材によるワックス成分の捕集能力を発揮できる。

【0036】

なお、本例の画像形成装置では、二面目定着時における定着器内の雰囲気温度が一面目定着時よりも高くなる構成であるため、定着フィルムと捕集部の距離を二面目定着時のほうが一面目定着時よりも長くなる設定とした。しかしながら、二面目定着時における定着器内の雰囲気温度が一面目定着時よりも低くなる画像形成装置である場合、定着フィルムと捕集部の距離を二面目定着時のほうが一面目定着時よりも短くなる設定とすればよい。

【0037】

上述の実施例１及び２では、ワックスから気化する成分を捕集する技術について説明した。しかしながら、定着フィルム１０５の回転摺動性を向上させるために定着フィルム１０５内面に塗布したグリスがヒータ１０３の熱により加熱されることで気化する場合も考えられる。よって、これに対応するため、捕集部材１０９の温度が捕集対象物を捕集するのに適した温度となるように、定着フィルムとの距離を設定しても良い。さらに、ワックス成分が液相状態を維持する温度範囲に捕集対象物が液相状態を維持する温度がオーバーラップする場合もある。その場合は、捕集部材１０９の温度をオーバーラップしている温度範囲内に入るように定着フィルムとの距離を設定しても良い。

【0038】

また、実施例１及び２における加熱ユニット１０１は定着フィルム１０５を用いたフィルム加熱加圧方式を採用している。しかしながら、熱ローラを用いた熱ローラ方式でも採用可能なものであり、熱ローラ方式で実施する場合には、熱ローラの回転軸を受ける軸受に対して捕集部材１０９を位置決めし、前述と同様に捕集部材を径方向に移動可能な構成にすれば良い。このことは以下に示す他の実施例でも同様である。

【0039】

（実施例３）
実施例３の装置は、捕集部材１０９をフランジ１０６に固定した構成である。捕集部材が移動しない構成なので、捕集部材１０９に、実施例１で示したような第二当接部は設けられていない。図１２は本例の定着装置を分解した時の斜視図、図１３は定着装置の側面図と断面図である。捕集部材のその他の構成は実施例１と同様である。

【0040】

このように、捕集部材１０９をフランジ１０６の突き当て部１０６Ａに保持させて且つ固定する構成でも、ワックスの気化成分を捕集できる。なお、本例の場合、捕集部材１０９とフランジ１０６を一体成型品としてもよい。

【0041】

（実施例４）
次に、実施例４の装置を図１４及び図１５を用いて説明する。本例の装置３００は、定着ニップ部に掛かる圧力を解除する機能を有し、圧力解除動作に連動して捕集部材が移動するものである。圧力解除状態は、定着ニップ部でジャムした記録材を取り除く場合や、装置の電源をオフした場合、等に設定される。

【0042】

図１４に示すように、捕集部材１０９には軸１０９Ｄが設けられており、定着ユニットのフレーム１０７には軸１０９Ｄが嵌合する穴１０７Ｄが設けられている。捕集部材１０９は、穴１０７Ｄに嵌合する軸１０９Ｄを中心にして回動可能に保持されている。また、加熱ユニット１０１を加圧するための加圧板１３０が、フランジ１０６と加圧バネ１０８との間に配置されている。この加圧板１３０は、手動で、又はモータなどの動力を使って、持ち上げる（即ち定着ニップ部に掛かる圧力を下げる）ことが可能になっている。即ち、本例の装置は定着ニップ部に掛かる圧力を解除する圧力解除機構を有する。加圧板１３０は、フレーム１０７に設けられた回動支点１０７Ａを中心にしてＲ１方向へ回動可能になっている。加圧板１３０が矢印Ｒ１方向へ回動すると、図１５（ｃ）に示すようにバネ１０８が圧縮され、フランジ１０６に掛る圧力が低減し、定着ニップ部Ｎに掛る圧力が解除される。この時、ゴム層を有する加圧ローラ１０２はバネ１０８による加圧状態から解放されるので、加熱ユニット１０１を図１５（ｄ）の矢印Ｍ１方向へ押し上げる。また、フランジ１０６もＭ１方向へ移動するので、フランジ１６に保持されている捕集部材１０９は軸１０９Ｄを中心に図１５（ｄ）に示す矢印Ｒ２方向へ回動する。即ち、圧力解除機構によりニップ部に掛かる圧力を解除すると規制部材が移動し、規制部材の移動に共に捕集部材も移動する。

【0043】

このように、圧力解除時に加熱ユニット１０１が移動する際も、捕集部材１０９と定着フィルム１０５との間に隙間が確保でき、定着フィルム１０５を保護することができる。

【0044】

（実施例５）
次に、実施例５の装置を図１６及び図１７を用いて説明する。本実施例の装置４００は、捕集部材を複数有するものである。定着装置４００は、二つの捕集部材４０９Ｌと４０９Ｒを備えている。二つの捕集部材は、いずれもフランジ１０６の突き当て部１０６Ａに対して第一当接部（４０９ＬＡ、４０９ＲＡ）で保持されている。４０９ＬＣ及び４０９ＲＣは実施例１の捕集部１０９Ｃと同じ機能を有する捕集部である。なお、図１６において、定着フィルム１０５は省略してある。

【0045】

捕集部材４０９Ｌ及び４０９Ｒは、同一形状で同一の熱容量のものでもよいが、本例では、材質と形状の少なくとも一方を異なるものにすることによって、二つの捕集部材で熱容量に差異を設けている。これにより、加熱ユニット１０１からの放射熱により加熱される二つの捕集部材の温度が変わるので、様々な気化成分を捕集可能となる。即ち、各々の捕集部材は異なる温度に保たれる。なお、捕集部材４０９Ｌと定着フィルム１０５間の距離と、捕集部材４０９Ｒと定着フィルム１０５間の距離に差異を設ける構成でもよい。

【0046】

（実施例６）
図１８（ａ）は、捕集部材の他の例を示す図である。本例の捕集部材１０９Ｘは、定着フィルムと対向する面に多数のリブ１０９Ｘｒを設けたものである。図１８（ｂ）は、リブを設けていない捕集部材の例である。

【0047】

図１８（ａ）と図１８（ｂ）を比べると、捕集部材１０９Ｘの捕集部１０９ＸＣの表面積は、捕集部材１０９の捕集部１０９Ｃの表面積の約１．８倍になっている。つまり、捕集部１０９ＸＣと捕集部１０９Ｃの投影面積は等しいが、捕集部１０９ＸＣの方が表面積アップに応じて捕集能力が向上する。

【0048】

図１９は、リブ１０９Ｘｒの詳細な形状を説明する断面図である。図１９（ａ）は断面形状が矩形のリブ、図１９（ｂ）は断面形状が三角形のリブである。図１９（ｂ）に示す様にリブ先端を細くすると、先端の熱容量が小さくなるので、気化成分を吸着する面が加熱ユニットからの放射熱により素早く昇温し、プリント開始初期から捕集効果を発揮しやすくなる。

【0049】

（実施例７）
次に実施例７を説明する。上述したように、ワックス等からの気化成分を効率よく捕集するためには、ワックス等から気化し、その後、固化して浮遊する成分が、捕集部材に付着しやすく、且つ捕集部材から再度気化し難いようにする必要がある。そのため、プリント中のできるだけ長い期間、気化成分が液相状態を保つ温度範囲に捕集部材の温度を維持させることが望ましい。

【0050】

しかしながら、捕集部材の温度は、連続プリント中の経過時間に応じて変化する（徐々に上昇する）。また、厚紙に形成した未定着トナー像を定着する際に適した定着装置の制御目標温度と、薄紙に形成した未定着トナー像を定着する際に適した定着装置の制御目標温度は異なる。このような制御目標温度の違い（定着モードの違い）によっても捕集部材の温度は異なる。

【0051】

そこで本実施例は、捕集部材の温度に関わる情報に基づき捕集部材の位置を移動させ、捕集部材の温度を気化成分の捕集に適した温度にするものである。

【0052】

図２０は、実施例７の定着装置５００の斜視図である。加圧ローラ１０２の軸にはギア５０８が取り付けられており、加圧ローラはモータ１１３の動力で回転する。定着フィルム１０５に対向する位置には捕集部材５０９が設けられている。捕集部材５０９は、加熱ユニット１０１からの放射熱により昇温する。捕集部材５０９は、フレーム１０７に対して回動可能に支持されている（図２１参照）。また、捕集部材５０９には、後述する捕集部材を回動させるためのカム１１４と当接するカム当接部５０９Ａが形成されている。カム１１４はモータ１１３の動力で回転する。以下に、捕集部材移動機構に関して、図２０〜図２３を用いて詳述する。

【0053】

捕集部材移動機構は、捕集部材１１０を移動させる捕集部材移動手段１１２と、捕集部材移動手段１１２の動作を制御するＣＰＵ（制御部）５００Ｃにより構成されている。

【0054】

捕集部材移動手段１１２は、モータ１１３と、カム１１４と、モータ１１３の動力伝達方向をギア５０８又はカム１１４に切換える振り子ギア列１１５と、により構成されている。カム１１４は、モータ１１３の動力を受けるギア部１１４Ａと、捕集部材１１０の当接部５０９Ａと当接するカム部１１４Ｂと、を有する。振り子ギア列１１５は、モータ１１３と噛み合うギア１１５Ａ、ギア５０８もしくはカム１１４のギア部１１４Ａと噛み合う振り子ギア１１５Ｂ、これら２つのギアを回転可能に保持するホルダ１１５Ｃと、により構成されている。モータ１１３は正逆転可能なモータであり、振り子ギア列１１５は、モータ１１３がＣＷ方向に回転している際には加圧ローラのギア５０８に、ＣＣＷ方向に回転している際にはカム１１４に動力を伝える。

【0055】

制御部は、プリント信号を受け取ると、捕集部材移動手段１１２を制御し、捕集部材１１０の位置を移動させる。ここで、プリント信号に含まれる情報としては、画像情報だけでなく、印字面情報（片面印字／両面印字）、定着モード情報（高温度モード／／通常温度モード／低温度モード）等が含まれている。高温度モードとは、例えば記録材として厚紙を指定した時に設定されるモードであり、ヒータの制御目標温度が高いモードである。低温度モードとは、例えば記録材として薄紙を指定した時に設定されるモードであり、ヒータの制御目標温度が低いモードである。通常温度モードとは、例えば記録材として普通紙を指定した時に設定されるモードであり、ヒータの制御目標温度が高温度モードと低温度モードの中間の温度であるモードである。設定される定着モードに応じてヒータ１０３の制御目標温度が切換る。

【0056】

次に、プリント時の捕集部材５０９の動作及び温度変化について説明する。なお、図２１は、ＣＰＵ５００Ｃがプリント信号を受信する前の捕集部材５０９の初期位置を示した図である。また、図２２後述する低温度モードにおける捕集部材５０９の動作を、図２３は、高温度モードにおける捕集部材５０９の動作を示しており、図２４はこれら動作時の捕集部材５０９の温度推移を示している。

【0057】

まず、片面印字で且つ低温度モードであるプリント信号を受信した際の捕集部材５０９の動作について説明する。この条件の場合、加熱ユニットから放出される熱エネルギーは小さいので捕集部材５０９は昇温しにくい状況となっている。このため、低温度モードでは、捕集部材５０９は、プリント信号受信からプリントジョブ終了まで図２１で示した初期位置から変位せず、加熱ユニット１０１との間隔Ｔは常にｔのままとなっている（図２２）。このため、低温度モードにおいては、モータ１１３はＣＷ方向の回転しか行わない。ＣＷ方向の回転は定着ニップ部で記録材Ｓを搬送する方向である。なお、捕集部材５０９の温度は、図２４（ａ）の実線で示したような温度推移となり、気化成分が液相状態を保つ下限温度Ｔｃと上限温度Ｔｓの温度範囲内に維持されている。

【0058】

次に、両面印字と高温度モードの少なくとも一つの条件を含むプリント信号を受信した際の捕集部材５０９の動作について説明する。この条件の場合、加熱ユニットから放出される熱エネルギーは片面印字で且つ低温度モードの場合よりも大きいので捕集部材５０９は昇温しやすく、温度が高くなり過ぎる可能性がある。なお、両面印字時に捕集部材の温度が上がりやすい理由は、両面印字は片面印字よりもヒータの発熱時間が長いためである。このためＣＰＵ５００Ｃは、プリント信号を受信すると、プリント動作開始前にモータ１１３をＣＣＷ方向へ回転させる。すると、振り子ギア列１１５はＲ４方向に回動し、振り子ギア１１５Ｂがカム１１４のギア部１１４Ａと噛み合う。この結果、カム１１４がモータ１１３の動力で回動し、カム部１１４Ｂが捕集部材５０９の当接部５０９Ａを押し上げ、捕集部材５０９の位置を図２２で示した初期位置から変位させる（Ｒ３方向へ回動させる）。そして、不図示のエンコーダの信号によって、捕集部材５０９と加熱ユニット１０１の間隔がｔ´（ｔ´＞ｔ）になるような位置に捕集部材５０９が移動し、保持される（図２３（ａ））。その後、プリントジョブが開始されると、モータ１１３がＣＷ方向へ回転することで振り子ギア列１１５がギア５０８と噛み合う位置に戻り、加圧ローラに駆動を伝える。そして、加圧ローラ１０２が回転することにより、トナー画像が印字された記録材Ｓを搬送しながら定着処理する（図２３（ｂ））。プリント動作が完了した際には、モータ１１３をＣＣＷ方向へ回転させることによってカム１１４を回転させ、不図示のエンコーダの信号によって、捕集部材５０９が図２１の初期位置に戻るように制御し停止する。なお、捕集部材５０９の温度は、図２４（ｂ）の実線で示したような温度推移となる。図２４（ｂ）の点線は、両面印字や高温度モードにおいて捕集部材５０９が間隔ｔの位置のままである場合の捕集部材５０９の温度推移を示している。この場合、捕集部材の温度は上限温度Ｔｓを超えてしまい、気化成分を捕集する能力が低下してしまう。

【0059】

捕集部材と加熱ユニットの距離を切換える条件は、上述した印字面情報とヒータの制御目標温度情報だけでなく、その他の条件を加味しても構わない。即ち、捕集部材の温度に関わる情報は、印字面情報、定着モード情報、プリント枚数情報のうち少なくとも一つであればよい。また、捕集対象物は、ワックスから気化する成分だけでなく、定着フィルムの摺動抵抗を低減させるグリスから発生する物質等であってもよい。捕集部材が捕集対象物を捕集するのに適した温度となるように、捕集部材と加熱ユニットの距離を調整できるようにすればよい。

【0060】

（実施例８）
図２５〜２７を用いて実施例８を説明する。本実施例は、捕集部材６０９の温度をモニタする温度検知素子ＴＨを設け、温度検知素子ＴＨの検知温度に応じて捕集部材６０９を移動させるものである。即ち、本例では捕集部材の温度に関わる情報として、捕集部材の温度そのものを用いるものである。プリント中、ＣＰＵ５００Ｃは、温度検知素子ＴＨからの温度情報に応じてモータ２１３を駆動し、カム２１４を回動させる。カム２１４が回動すると捕集部材６０９の当接部６０９Ａをカム２１４が押し上げ、捕集部材６０９と加熱ユニット（定着フィルム１０５）との間隔が変更される。この動作により、捕集部材６０９の温度が、捕集効果が高い温度に保たれる。なお、実施例６のモータ１１３は加圧ローラ駆動と捕集部材移動の用途を兼ねていたが、本例のモータ２１３は捕集部材移動専用である。

【0061】

次に、図２６を用いて、プリント時の捕集部材６０９の動作及び温度推移について説明する。ＣＰＵ５００Ｃは、プリント信号を受信するとヒータ１０３への電力投入を開始する。これに伴い、捕集部材６０９は昇温する。捕集部材６０９の初期位置は実施例６で説明した間隔ｔの位置である。

【0062】

複数枚のプリントを行うプリントジョブを実行すると、捕集部材６０９の温度が徐々に高くなる。温度検知素子ＴＨは、その温度状態を逐次検知する。ＣＰＵ５００Ｃは、捕集部材の温度が温度範囲Ｔｓ−Ｔｃから外れないように、温度検知素子ＴＨの検知温度に応じてモータ２１３を制御する。捕集部材の温度が上昇すると、捕集部材６０９と加熱ユニットとの間隔が実施例６と同様のｔ´（ｔ´＞ｔ）に広がるように調整される。本例の装置は捕集部材を移動させる専用の動力源（本例ではモータ）を搭載しているので、プリント処理中に捕集部材を移動させることができ、捕集部材の温度管理を行いやすいというメリットがある。また、実施例６と比較した場合、捕集部材を移動させるための時間を確保しなくても済むというメリットもある。

【0063】

なお、本例では、捕集部材の温度を直接モニタしているが、捕集部材の温度を推測できる他の位置で温度モニタしても構わない。また、図２５に示すように、温度検知素子を用いずに、プリント枚数情報を基に捕集部材の温度を推測してもよい。

【0064】

（実施例９）
図２７〜３０を用いて実施例９を説明する。図２７に示すように、加熱ユニット１０１の端部に設けられたフランジ１０６には、加熱ユニット１０１と捕集部材７０９との間隔を調整する調整部材３０２が設けられている。調整部材３０２は、温度によって変形するバイメタルで構成されている。加熱ユニット１０１の温度が上昇すると、図２８（ａ）に示すように、捕集部材７０９の当接部７０９Ａと当接する調整部材の当接部３０２Ａが延伸されたような状態となる。ここで、バイメタルとは、熱膨張の異なる２種類の金属（３０２Ｂ、３０２Ｃ）を貼り合わせ、温度の変化によるこれら２種類の金属の曲がり方が変化する性質を利用することで、温度が変化した場合に自身の形状を変化させる素材である（図２８（ｂ）参照）。図２８（ｂ）の上段及び下段は、二つの金属を束ねない場合及び拘束部材で束ねた場合の、温度に応じた変形状態を示している。なお、本例では、調整部材としてバイメタルを用いたが、温度によって形状が変化する他の材質でもよい。

【0065】

次に、図２９及び図３０を用いて、プリント時の捕集部材の動作及びプリント動作中の捕集部材の温度推移について説明する。

【0066】

図２９は、プリント動作開始前からプリントジョブ中の捕集部材の位置を示した動作説明図である。図２９（ａ）はプリント信号を受信する前の捕集部材７０９の初期位置を示している。プリントジョブの枚数が進んでくると、加熱ユニット１０１の温度が徐々に高くなり、この温度変化に伴い調整部材３０２が変形する。捕集部材は調整部材の形状変化に伴い移動する。即ち、捕集部材７０９と加熱ユニット１０１との間隔がｔからｔ´（ｔ´＞ｔ）に広がるように、捕集部材７０９の位置が変位する（図２９（ｂ））。このような構成により、捕集部材７０９の温度を適切な温度範囲Ｔｓ−Ｔｃ内に維持させることが出来る。図３０はワックス捕集部材７０９のプリントジョブ中における温度推移を示したグラフである。このグラフのように、本構成によれば、捕集部材の温度が気化成分が液相状態を保つ下限温度Ｔｃと気化成分が液相状態を保つ上限温度Ｔｓとの間の最適温度を維持することが可能となる。本例によれば、捕集部材を移動させるための動力源を必要としないので、装置内のスベース削減及びコスト削減が可能になる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】