(57)【要約】【課題】小型化、低コスト化、長寿命化が図られ、好適な定着性を維持することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１の定着装置４０は定着ローラ４１、定着ローラ４１に接触して回転する無端状のベルト４３、ベルト４３を加熱する加熱部４４、ベルト４３の内側に定着ローラ４１と対向配置されてベルト４３の内面に接触して定着ローラ４１とベルト４３との間に定着ニップ部Ｎを形成するニップ形成部５０を有する。ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間には潤滑剤が介在させる。ニップ形成部５０のベルト４３の回転方向上流側においてベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に潤滑剤の滞留空間Ｓが形成され、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする潤滑剤供給部６０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ローラと、前記加圧ローラに接触して回転する無端状のベルトと、ベルトを加熱する加熱部と、前記ベルトの内側に前記加圧ローラと対向配置されて前記ベルトの内面に接触して前記加圧ローラと前記ベルトとの間に定着ニップ部を形成するニップ形成部とを有し、前記ベルトの内面と前記ニップ形成部との間に潤滑剤を介在させた画像形成装置において、
前記ニップ形成部の前記ベルトの回転方向上流側において前記ベルトの内面と前記ニップ形成部との間に前記潤滑剤の滞留空間が形成され、
前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にする潤滑剤供給部を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記潤滑剤の前記滞留空間の体積は、前記加熱部による前記ベルトの加熱時の方が非加熱時よりも大きい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】
前記潤滑剤供給部は、定着動作の回数に応じて、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記潤滑剤供給部は、前記加圧ローラの回転動作に連動して、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記潤滑剤供給部は、前記加圧ローラの回転速度の変更動作に連動して、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加圧ローラと前記ベルトとを接触及び離間させる加圧機構を備え、
前記潤滑剤供給部は、前記加圧機構の動作に連動して、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルトの温度を検知する温度検知部を備え、
前記潤滑剤供給部は、前記温度検知部が検知した温度に基づき、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にする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画像形成装置。
【請求項８】
前記潤滑剤供給部は、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にする供給部材を備え、前記供給部材は、温度変化によって自ら変形することで前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記供給部材が、熱膨張率が異なる２つの材料で構成されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記供給部材が、形状記憶合金で構成されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記供給部材が、内部を真空にして密閉した弾性容器で構成されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記潤滑剤の前記滞留空間の体積は、前記ベルトの回転方向上流に向かうに従って広くなることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記潤滑剤の前記滞留空間の体積は、前記ベルトの回転軸方向の中央部よりも両端部の方が広いことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記潤滑剤供給部は、前記ベルトの内面と対向配置されて前記ニップ形成部の前記ベルトの内面との対向領域から前記ニップ形成部の前記ベルトの回転方向上流側まで延びるシート材を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記シート材は、前記ニップ形成部の前記ベルトの内面との対向領域において前記ニップ形成部に固定されることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記シート材は、前記ベルトの回転方向の上流端が、前記ベルトの内面に対して所定距離を超えて接近することを阻止する係合部を備えることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記シート材は、前記ベルトの回転方向に沿って平行に延びる切り込み部を備えることを特徴とする請求項１４〜請求項１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記供給部材は、前記シート材の、前記ニップ形成部の前記ベルトの回転方向上流側の領域の前記ベルトの内面との対向面の反対側の面に対向して配置されることを特徴とする請求項１４〜請求項１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記潤滑剤供給部は、前記潤滑剤の前記滞留空間と対向する領域のうち、前記ベルトの回転方向の上流端近傍の領域の方が、その下流側の領域よりも表面の離油性が高いことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記潤滑剤供給部は、前記潤滑剤の前記滞留空間と対向する領域のうち、前記ベルトの回転方向の上流端近傍の領域の方が、その下流側の領域よりも表面の凹凸が小さいことを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター、ファクシミリなどといった画像形成装置では用紙等の記録媒体に転写された未定着トナー像を用紙に定着させるための方法として熱定着方式が広く採用されている。定着装置としては、加圧ローラと、加圧ローラに接触して回転する無端状のベルトとを備えるものが知られている。さらに、この定着装置は、ベルトを加熱する加熱部と、ベルトの内面に接触して加圧ローラとベルトとの間に定着ニップ部を形成するニップ形成部とを有する。
【０００３】
上記定着装置は、ベルトを滑らかに回転させるために、ベルトの内面とニップ形成部との間に潤滑剤を介在させる。好適な定着性を維持するためには、ベルトの内面とニップ形成部との間に適切な量の潤滑剤を保持させることが必要である。このような技術に関して、従来の画像形成装置及び定着装置の例が特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載された画像形成装置は、定着ローラと、無端状の定着ベルトと、定着ベルトを定着ローラに向けて加圧する加圧パッドと、加圧パッドのベルト回転方向上流側に配置されて定着ベルトの内面に接触する潤滑剤塗布ローラとを備える。潤滑剤塗布ローラは定着ベルトによって従動回転する。潤滑剤塗布ローラは加圧パッドのベルト回転方向上流側で定着ベルトの内面から削ぎ取られた潤滑剤が付着し、さらにその潤滑剤を定着ベルトの内面に再度塗布することが可能である。
【０００５】
特許文献２に記載された定着装置は、無端状の定着フィルムと、定着フィルムに内包されたガイド部材と、定着フィルムを介してガイド部材と圧接してニップ部を形成する加圧ローラとを備える。定着フィルムは加圧ローラによって従動回転する。この定着装置は加圧ローラ（定着フィルム）を所定のタイミングで通常の定着時とは逆回転させる。これにより、通常の定着時にガイド部材のフィルム回転方向下流側に蓄積された耐熱グリスを、逆回転時に再びニップ部に供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−４８３２５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６６７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置は、潤滑剤塗布ローラを定着ベルトによって従動回転させるために、潤滑剤塗布ローラが潤滑剤によって滑らないトルクを発生させる必要がある。このため、潤滑剤塗布ローラの直径や表面の摩擦係数、抗力を比較的大きくする必要があった。潤滑剤塗布ローラの直径を大きくすると、定着ベルトが長くなり、装置が大型化、コストアップする虞があることが課題であった。潤滑剤塗布ローラの直径を小さくして摩擦係数を大きくすると、回転不良に起因する定着ベルトとの擦れが生じる虞があることが課題であった。潤滑剤塗布ローラの直径を小さくして抗力を大きくすると、定着ベルトの張力過多に起因するベルト破損の虞があることが課題であった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された定着装置は、通常の定着時に定着フィルムの内面とガイド部材との摩擦で生じ、ガイド部材のフィルム回転方向下流側に排出された摩耗粉が、逆回転時に再びニップ部に進入する虞がある。これにより、定着フィルムの摩耗助長、破損といったことが課題であった。さらに、加圧ローラを逆回転させてニップ部の全域にわたってグリスを広げるには比較的長い時間を要する虞がある。これにより、逆回転の動作時間を長時間に設定する、また頻繁に逆回転を実行する必要があった。したがって、印刷に係る生産性の低下、電力の浪費、騒音などの課題があった。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、小型化、低コスト化、長寿命化が図られ、好適な定着性を維持することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、加圧ローラと、前記加圧ローラに接触して回転する無端状のベルトと、ベルトを加熱する加熱部と、前記ベルトの内側に前記加圧ローラと対向配置されて前記ベルトの内面に接触して前記加圧ローラと前記ベルトとの間に定着ニップ部を形成するニップ形成部とを有し、前記ベルトの内面と前記ニップ形成部との間に潤滑剤を介在させた画像形成装置において、前記ニップ形成部の前記ベルトの回転方向上流側において前記ベルトの内面と前記ニップ形成部との間に前記潤滑剤の滞留空間が形成され、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にする潤滑剤供給部を備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、潤滑剤の滞留空間の体積を可変にすることでベルトの内面とニップ形成部との間に潤滑剤が供給されるので、潤滑剤が効果的に利用される。そして、ベルトの内面とニップ形成部との間に適切な量の潤滑剤を保持させるにあたって、ベルトに接触する部材を新たに必要としないので、装置の大型化、ベルトの破損の発生が抑制される。また、ベルトを逆回転させる必要がないので、ベルトの内面とニップ形成部との間に摩耗粉が進入する虞がない。
【００１２】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積は、前記加熱部による前記ベルトの加熱時の方が非加熱時よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、定着動作の回数に応じて、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする。
【００１４】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、前記加圧ローラの回転動作に連動して、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする。
【００１５】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、前記加圧ローラの回転速度の変更動作に連動して、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする。
【００１６】
また、上記構成の画像形成装置において、前記加圧ローラと前記ベルトとを接触及び離間させる加圧機構を備え、前記潤滑剤供給部は、前記加圧機構の動作に連動して、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする。
【００１７】
また、上記構成の画像形成装置において、前記ベルトの温度を検知する温度検知部を備え、前記潤滑剤供給部は、前記温度検知部が検知した温度に基づき、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする。
【００１８】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にする供給部材を備え、前記供給部材は、温度変化によって自ら変形することで前記潤滑剤の前記滞留空間の体積を可変にすることを特徴とする。
【００１９】
また、上記構成の画像形成装置において、前記供給部材が、熱膨張率が異なる２つの材料で構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、上記構成の画像形成装置において、前記供給部材が、形状記憶合金で構成されることを特徴とする。
【００２１】
また、上記構成の画像形成装置において、前記供給部材が、内部を真空にして密閉した弾性容器で構成されることを特徴とする。
【００２２】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積は、前記ベルトの回転方向上流に向かうに従って広くなることを特徴とする。
【００２３】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤の前記滞留空間の体積は、前記ベルトの回転軸方向の中央部よりも両端部の方が広いことを特徴とする。
【００２４】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、前記ベルトの内面と対向配置されて前記ニップ形成部の前記ベルトの内面との対向領域から前記ニップ形成部の前記ベルトの回転方向上流側まで延びるシート材を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、上記構成の画像形成装置において、前記シート材は、前記ニップ形成部の前記ベルトの内面との対向領域において前記ニップ形成部に固定されることを特徴とする。
【００２６】
また、上記構成の画像形成装置において、前記シート材は、前記ベルトの回転方向の上流端が、前記ベルトの内面に対して所定距離を超えて接近することを阻止する係合部を備えることを特徴とする。
【００２７】
また、上記構成の画像形成装置において、前記シート材は、前記ベルトの回転方向に沿って平行に延びる切り込み部を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、上記構成の画像形成装置において、前記供給部材は、前記シート材の、前記ニップ形成部の前記ベルトの回転方向上流側の領域の前記ベルトの内面との対向面の反対側の面に対向して配置されることを特徴とする。
【００２９】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、前記潤滑剤の前記滞留空間と対向する領域のうち、前記ベルトの回転方向の上流端近傍の領域の方が、その下流側の領域よりも表面の離油性が高いことを特徴とする。
【００３０】
また、上記構成の画像形成装置において、前記潤滑剤供給部は、前記潤滑剤の前記滞留空間と対向する領域のうち、前記ベルトの回転方向の上流端近傍の領域の方が、その下流側の領域よりも表面の凹凸が小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の構成によれば、画像形成装置の小型化、低コスト化、長寿命化を図ることができる。さらに、ベルトの内面とニップ形成部との間に適切な量の潤滑剤を保持することができ、画像形成装置において好適な定着性を維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置の部分垂直断面正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着装置に係る構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着装置の潤滑剤供給部のシート材の下面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図にして、加熱状態を示すものである。
【図６】本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着装置の潤滑剤供給部を示す側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の画像形成装置の定着装置の温度と供給部材の形状との関係を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の画像形成装置の定着装置のタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第５実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図１３】本発明の第７実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図１４】本発明の第７実施形態の画像形成装置の定着装置の潤滑剤供給部を示す側面図である。
【図１５】本発明の第８実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図１６】本発明の第９実施形態の画像形成装置の定着装置の正面図である。
【図１７】本発明の第１０実施形態の画像形成装置の定着装置の潤滑剤供給部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。
【００３４】
＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の部分垂直断面正面図の一例である。なお、図中の矢印付き二点鎖線は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。
【００３５】
画像形成装置１は、図１に示すように所謂タンデム型のカラー複写機であり、原稿の画像を読み取る画像読取部２と、読み取った画像を用紙に印刷する印刷部３と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作部４と、主制御部５とを備える。
【００３６】
画像読取部２は不図示のプラテンガラスの上面に載置された原稿の画像を不図示のスキャナを移動して読み取る公知のものである。原稿の画像は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解され、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーで電気信号に変換される。これにより、画像読取部２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色別の画像データを得る。
【００３７】
画像読取部２が得た色別の画像データは主制御部５において各種処理が行われ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換されて主制御部５の記憶部５ｂ（図３参照）に格納される。記憶部５ｂに格納された再現色別の画像データは位置ずれの補正のための処理を受けた後、像担持体である感光体ドラム２１に対する光走査を行うために用紙の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。
【００３８】
印刷部３は電子写真方式によって画像を形成し、その画像を用紙に転写する。印刷部３は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト１１を備える。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２、従動ローラ１３、１４に巻き掛けられる。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２によって図１における反時計回りに回転移動する。
【００３９】
駆動ローラ１２は中間転写ベルト１１を挟んで対向する二次転写ローラ１５を圧して接触する。従動ローラ１４の箇所では、中間転写ベルト１１を挟んで従動ローラ１４に対向するように設けられた中間転写クリーニング部１６が中間転写ベルト１１の外周面に接触する。中間転写クリーニング部１６は中間転写ベルト１１の外周面に形成されたトナー像が用紙に転写された後、中間転写ベルト１１の外周面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。
【００４０】
中間転写ベルト１１の下方にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色に対応する画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられる。なおこの説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の識別記号の記載を省略して、例えば「画像形成部２０」と総称することがある。４台の画像形成部２０は中間転写ベルト１１の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。４台の画像形成部２０は構成がすべて同じであり、図１における時計回りに回転する感光体ドラム２１を中心としてその周囲に帯電部、露光部、現像部、ドラムクリーニング部及び一次転写ローラを備える。
【００４１】
中間転写ベルト１１の上方には、４台の各再現色の画像形成部２０に対応するトナーボトル３１及びトナーホッパー３２が設けられる。現像部及びトナーホッパー３２に対しては各々の内部のトナー量を検出する不図示のトナーの残量検出部が設けられる。また、現像部とトナーホッパー３２との間及びトナーホッパー３２とトナーボトル３１との間には各々不図示のトナーの補給装置が設けられる。残量検出部によって現像部の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置がトナーホッパー３２から現像部にトナーを補給するように駆動する。さらに、残量検出部によってトナーホッパー３２の内部のトナー量の低下が検出されると、補給装置がトナーボトル３１からトナーホッパー３２にトナーを補給するように駆動する。トナーボトル３１は装置本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。
【００４２】
画像形成部２０の下方には露光部である走査光学装置２３が配置される。走査光学装置２３は４台の画像形成部２０に対して１台で対応し、４個の感光体ドラム２１各々に個別に対応した不図示の４つの半導体レーザー等の光源を有する。走査光学装置２３は４つの半導体レーザーを各再現色の画像階調データに応じて変調して、各再現色に対応するレーザー光を４個の感光体ドラム２１に対して個別に出射する。
【００４３】
走査光学装置２３の下方には、内部に用紙Ｐを複数積載して収容する用紙供給装置９１が設けられる。用紙供給装置９１の内部に収容された用紙Ｐはその最上層から順に１枚ずつ用紙搬送路Ｑに送り出される。用紙積載装置９１から用紙搬送路Ｑに送り出された用紙Ｐはレジストローラ対９４の箇所に到達する。そして、レジストローラ対９４が用紙Ｐの斜め送りを矯正（スキュー補正）しつつ中間転写ベルト１１の回転と同期をとって、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５との接触部（二次転写ニップ部）に向けて用紙Ｐを送り出す。
【００４４】
画像形成部２０では走査光学装置２３から照射されたレーザー光によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像部によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム２１が中間転写ベルト１１を挟んで一次転写ローラと対向する箇所において中間転写ベルト１１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１１の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が順次中間転写ベルト１１に転写されることにより、中間転写ベルト１１の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００４５】
中間転写ベルト１１の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラ対９４により同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。
【００４６】
二次転写ニップ部の上方には定着装置４０が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置４０へと送られ、トナー像が加熱、加圧されて用紙Ｐに定着される。定着装置４０を通過した用紙Ｐは中間転写ベルト１１の上方に設けられた用紙排出部９６に排出される。
【００４７】
操作部４は画像読取部２の正面側に設けられる。操作部４は、例えばユーザーによる印刷に使用する用紙Ｐの種類やサイズ、拡大縮小、両面印刷の有無といった印刷条件などの設定の入力や、ファクシミリ送信におけるファックス番号や送信者名などの設定の入力を受け付ける。また、操作部４は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部４ｗに表示することによって、それらをユーザーに対して報知するための報知部としての役割も果たす。
【００４８】
また、画像形成装置１にはその全体の動作制御のため、ＣＰＵ５ａや画像処理部、その他の図示しない電子部品で構成された主制御部５が設けられる（図３参照）。主制御部５は中央演算処理装置であるＣＰＵ５ａと画像処理部とを利用し、記憶部５ｂに記憶、入力されたプログラム、データに基づき画像形成部２０や定着装置４０等を含む印刷部３、画像読取部２などといった構成要素を制御して一連の画像形成動作、印刷動作を実現する。
【００４９】
続いて、定着装置４０の詳細な構成について、図２〜図４を用いて説明する。図２は定着装置４０の正面図である。図３は画像形成装置１の定着装置４０に係る構成を示すブロック図である。図４は定着装置４０の潤滑剤供給部のシート材の下面図である。
【００５０】
定着装置４０は、図２及び図３に示すように加圧ローラである定着ローラ４１、定着モータ４２、ベルト４３、加熱部４４及びニップ形成部５０を備える。
【００５１】
定着ローラ４１は円筒形状を成し、回転軸線が用紙幅方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延びる。定着ローラ４１は用紙搬送路Ｑの用紙幅方向の全域よりも長い長さを有する。定着ローラ４１は、表面に離型層（例えばフッ素コーティング）が設けられた弾性層などを有する積層構造を成す。
【００５２】
定着ローラ４１は不図示の加圧ばね等を用いた加圧機構によって所定の圧力が付与される。定着ローラ４１はその周面がベルト４３を介してニップ形成部５０を圧して接触して定着ニップ部Ｎを形成する。定着ニップ部Ｎでは、例えば定着ローラ４１が径方向内側に窪んだ状態となる。定着装置４０は、ベルト４３を挟んで定着ローラ４１とニップ形成部５０とが接触する定着ニップ部Ｎで用紙Ｐに転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着させる。
【００５３】
定着ローラ４１はその不図示の回転軸が定着装置４０の筐体部に設けられた軸受により回転可能に支持される。定着ローラ４１は定着モータ４２（図３参照）から動力を得て図２において時計回りに回転する。
【００５４】
ベルト４３は無端状に形成され、加熱部４４の加熱ローラ４４ａ及びニップ形成部５０に巻き掛けられる。ベルト４３は定着ニップ部Ｎにおいて定着ローラ４１とニップ形成部５０との間に挟持される。ベルト４３は定着ローラ４１に接触して図２において反時計回りに回転する。ベルト４３は用紙搬送路Ｑの用紙幅方向の全域よりも長い長さを有する。ベルト４３は、例えばポリイミドフィルムなどから成る基材層に弾性層、離型層などが設けられた積層構造を有する。
【００５５】
加熱部４４は加熱ローラ４４ａ及びヒータ４４ｂを備える。加熱ローラ４４ａは円筒形状を成し、その内部にベルト４３を加熱するためのヒータ４４ｂを収容する。加熱ローラ４４ａはニップ形成部５０から離隔し、ベルト４３に所定の張力が生じる位置に配置される。加熱ローラ４４ａはその回転軸線が定着ローラ４１の回転軸線と平行を成し、用紙幅方向、すなわち画像形成装置１の前後方向に沿って延びる。加熱ローラ４４ａは用紙搬送路Ｑの用紙幅方向の全域よりも長い長さを有する。加熱ローラ４４ａはその不図示の回転軸が定着装置４０の筐体部に設けられた軸受により回転可能に支持される。
【００５６】
ニップ形成部５０はベルト４３の内側に定着ローラ４１と対向配置され、ベルト４３の内面に接触して定着ローラ４１とベルト４３との間に定着ニップ部Ｎを形成する。ニップ形成部５０はパッド５１、パッドホルダー５２及び潤滑剤供給部６０を備える。
【００５７】
パッド５１はベルト４３の、定着ニップ部Ｎのすぐ内側に配置される。パッド５１は用紙幅方向に関してベルト４３とほぼ同じ長さで延びる長手状で構成される。パッド５１は定着ローラ４１によってベルト４３を介して加圧され、定着ニップ部Ｎにおけるベルト４３の内面に接触する。
【００５８】
パッドホルダー５２はパッド５１を隔てて定着ニップ部Ｎから離隔した領域に配置される。パッドホルダー５２はパッド５１の定着ニップ部Ｎ側に対する反対側の一面が貼付され、パッド５１を支持する。パッドホルダー５２は用紙幅方向から見た断面形状が略Ｕ字状を成して用紙幅方向に延びる溝形状の金属で構成される。パッドホルダー５２はパッド５１が貼付された領域に対するベルト４３の回転方向上流側及び下流側に用紙幅方向及び加熱部４４に向かって延びる壁部５２ａ、５２ｂを備える。パッドホルダー５２はパッド５１が貼付された領域に対する反対側であって加熱部４０に近接する領域が開放される。パッドホルダー５２は用紙幅方向の両端部において定着装置４０の筐体部に固定される。
【００５９】
ベルト４３の内面とニップ形成部５０のパッド５１との間には潤滑剤を介在させる。パッド５１の定着ニップ部Ｎの領域ではベルト４３の内面との接触圧が比較的高いため、パッド５１のベルト４３の回転方向上流側に潤滑剤が滞留することがある。定着装置４０はパッド５１のベルト４３の回転方向上流側に滞留した潤滑剤をベルト４３の内面とパッド５１との間に供給するための潤滑剤供給部６０を備える。潤滑剤供給部６０はシート材６１及び供給部材６２を備える。
【００６０】
シート材６１はベルト４３の内面と対向配置される。シート材６１はパッド５１のベルト４３の内面との対向領域からパッド５１のベルト４３の回転方向上流側まで延びる。シート材６１はパッド５１のベルト４３の内面との対向領域において、パッド５１に固定される。シート材６１は用紙幅方向に関してベルト４３とほぼ同じ長さを有する。なお、潤滑剤はベルト４３の内面と、シート材６１のベルト４３の内面との対向面との間に介在する。
【００６１】
シート材６１はパッド５１のベルト４３の回転方向上流側において、ベルト４３の内面及びパッドホルダー５２の壁部５２ａの外面の各々に対して所定の間隔を空けて、ベルト４３の回転方向に沿って延びる。パッド５１のベルト４３の回転方向上流側において、ベルト４３の内面とシート材６１との間に潤滑剤の滞留空間Ｓが形成される。潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、ベルト４３の回転方向上流に向かうに従って広くなる。
【００６２】
ここで、潤滑剤の滞留空間Ｓと対向するシート材６１の、滞留空間Ｓとの対向面（図２における下面）を見た様子を図４に示した。シート材６１は、滞留空間Ｓと対向する領域のうち、ベルト４３の回転方向の上流端近傍の領域６１Ｘの方が、その下流側の領域６１Ｙよりも表面の離油性が高い。具体的に言えば、シート材６１は、滞留空間Ｓと対向する領域のうち、ベルト４３の回転方向の上流端近傍の領域６１Ｘの方が、その下流側の領域６１Ｙよりも表面の凹凸が小さい。これにより、シート材６１の領域６１Ｘは潤滑剤が付着し難くなる。
【００６３】
シート材６１は、ベルト４３の回転方向の上流端、すなわち隣接するパッドホルダー５２の壁部５２ａの端部の近傍に、角部６１ａを有する。シート材６１は角部６１ａにおいてパッドホルダー５２の壁部５２ａに向かって略直角に屈曲する。
【００６４】
シート材６１の角部６１ａからパッドホルダー５２の開放領域に向かって延びるその先端部には、パッド５１に向かって屈曲する係合部６１ｂが設けられる。ここで、シート材６１はパッド５１のベルト４３の回転方向上流側において、ベルト４３の内面に対して接近及び離隔する方向に揺動し得る。シート材６１がパッド５１のベルト４３の回転方向上流側において、パッド５１のベルト４３の内面に接近したとき、係合部６１ｂはパッドホルダー５２の内側或いは供給部材６２に引っ掛かる。これにより、係合部６１ｂはシート材６１のベルト４３との対向領域のベルト４３の回転方向の上流端、すなわち角部６１ａがベルト４３の内面に対して所定距離を超えて接近することを阻止する。
【００６５】
供給部材６２はパッドホルダー５２の壁部５２ａの内側に設けられる。供給部材６２はパッドホルダー５２の壁部５２ａの内面とシート材６１の係合部６１ｂとの間に配置される。供給部材６２は例えば耐熱性のシリコンゴムで構成され、壁部５２ａの内面に沿って用紙幅方向に延びる略平板状を成す。供給部材６２はその用紙幅方向の両端部が、例えば両面テープ等の接着部材６３（図６参照）で壁部５２ａの内面に貼付される。供給部材６２は定着動作の稼働時、停止時、すなわち加熱部４４による加熱時、非加熱時の温度変化によって自ら変形する。
【００６６】
続いて、定着装置４０の動作について、図２に加えて、図５〜図７を用いて詳細に説明する。図５は定着装置４０の正面図にして、加熱状態を示すものである。図６は潤滑剤供給部６０を示す側面図（図５矢視）である。図７は定着装置４０の温度と供給部材６２の形状との関係を示す説明図である。
【００６７】
例えば、供給部材６２は定着動作の停止時、すなわち非加熱時に、図２に示す平板状の形態を成す。供給部材６２はそのほぼ全体がパッドホルダー５２の壁部５２ａの内面に接触する。
【００６８】
続いて、定着動作を開始し、加熱状態にすると、シリコンゴムで構成される供給部材６２は、図５及び図６に示すように膨張して撓みが生じる。供給部材６２はその用紙幅方向の両端部が壁部５２ａの内面に固定されているので、用紙幅方向の中央部が壁部５２ａの内面から離れる方向に湾曲する。
【００６９】
供給部材６２は温度変化によって用紙幅方向の中央部が壁部５２ａの内面から離れる方向に変形すると、図５に示すようにシート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が、定着動作の停止時（非加熱時）と比較して大きくなる。このようにして、供給部材６２は温度変化によって自ら変形することで潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。そして、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、加熱部４４によるベルトの加熱時の方が非加熱時よりも大きくなる。
【００７０】
次に、定着装置４０の温度と供給部材６２の形状との関係について、図７を用いて説明する。図７の左側のグラフでは、ベルト４３の温度を実線で示し、供給部材６２の温度を一点鎖線で示した。図７の右側には、３０℃ごとの各温度における供給部材６２の形状（図５矢視）を示した。
【００７１】
まず、常温（例えば２０℃〜３０℃）で待機する定着装置４０のウォームアップが開始される（図７時刻ｔ０）。ベルト４３は低熱容量であるため、昇温が比較的早い。供給部材６２は直接的に加熱されないため、昇温が比較的遅い。
【００７２】
その後、１枚目の用紙Ｐに関して、画像形成部２０で形成されたトナー像が用紙Ｐに転写され、定着が開始される（図７時刻ｔ１ｓ）。ベルト４３の温度は、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎに突入した直後に急激に低下するが、温調制御によってその後ほぼ一定の温度となり、定着が継続される。このとき、供給部材６２の温度はベルト４３の温度までは上昇しない。なお、加熱時の定着装置４０の温度は例えば２００℃前後に制御される。
【００７３】
１枚目の用紙Ｐの定着が終了すると（図７時刻ｔ１ｅ）、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎから排出され、ベルト４３の温度が上昇する。続いて、２枚目の用紙Ｐが定着ニップ部Ｎに進入し（図７時刻ｔ２ｓ）、上記の定着プロセスが繰り返される。
【００７４】
最後の用紙Ｐ（例えば図７では３枚目）の定着が終了すると（図７時刻ｔ３ｅ）、加熱部４４による加熱も終了し、ベルト４３の温度は急激に低下して常温に接近する。これに遅れて、供給部材６２の温度も低下する。
【００７５】
ベルト４３の温度は、定着プロセスの途中で急激に変化することがある。一方、供給部材６２はベルト４３と比較して高熱容量であるため、温度変化に対する反応は比較的鈍い。これにより、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は急激に変化するわけではない。供給部材６２は例えば耐熱性のシリコンゴムで構成されるため、図７の右側に示したように温度に応じて熱膨張し、温度に対して固有の変形量となる。
【００７６】
上記の実施形態のように、定着装置４０では、ニップ形成部５０のベルト４３の回転方向上流側において、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に潤滑剤の滞留空間Ｓが形成される。そして、定着装置４０に、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする潤滑剤供給部６０が設けられる。
【００７７】
この構成によれば、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にすることで、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に潤滑剤が供給することができる。これにより、潤滑剤を効果的に利用することが可能になる。そして、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に適切な量の潤滑剤を保持させるにあたって、ベルト４３に接触する部材を新たに必要としない。これにより、画像形成装置１の大型化、ベルト４３の破損の発生を抑制することができる。また、ベルト４３を逆回転させる必要がないので、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に摩耗粉が進入する虞がない。したがって、画像形成装置１の小型化、低コスト化、長寿命化を図ることができる。さらに、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に適切な量の潤滑剤を保持することができ、画像形成装置１において好適な定着性を維持することが可能になる。
【００７８】
また、定着装置４０の加熱時及び非加熱時の温度差を利用して潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にするので、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対する潤滑剤の供給量を自動的に調整することができる。これにより、画像形成装置１の小型化、低コスト化を図ることが可能である。
【００７９】
なお、温度差の利用は、定着装置４０の加熱時及び非加熱時に限定されるわけではなく、画像形成装置１の他の箇所で発生する熱を利用しても良い。
【００８０】
そして、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、加熱部４４によるベルト４３の加熱時の方が非加熱時よりも大きい。この構成によれば、加熱時に、潤滑剤がベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して過供給されることを抑制することができる。したがって、ベルト４３の用紙幅方向の端部から外側に潤滑剤が漏洩することが抑制することができ、装置の異常や、それに起因する画像品質の低下を防止することが可能になる。なお、定着動作の初期段階における低温時に、潤滑剤はベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して十分に供給される。
【００８１】
さらに、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、ベルト４３の回転方向上流に向かうに従って広くなる。すなわち、潤滑剤の滞留空間Ｓは、ベルト４３の回転方向上流側から下流側に向かって先端が鋭くなるくさび形状を成す。この構成によれば、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して潤滑剤を滑らかに供給することができる。潤滑剤の供給能力が向上し、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能である。
【００８２】
そして、潤滑剤供給部６０の供給部材６２が、定着装置４０の温度変化によって自ら変形することで潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。この構成によれば、供給部材６２を用いることで自動的に、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対する潤滑剤の供給量を調整することが可能になる。
【００８３】
また、潤滑剤供給部６０は、ベルト４３の内面と対向配置されてニップ形成部５０のベルト４３の内面との対向領域からニップ形成部５０のベルト４３の回転方向上流側まで延びるシート材６１を備える。この構成によれば、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して潤滑剤を滑らかに供給することができる。潤滑剤の供給能力が向上し、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能である。
【００８４】
シート材６１は、ニップ形成部５０のベルト４３の内面との対向領域においてニップ形成部５０のパッド５１に固定されるので、ベルト４３の回転に起因するシート６１の位置ずれやしわの発生を抑制することができる。これにより、定着不良の発生を防止することが可能になる。
【００８５】
シート材６１は、ベルト４３の回転方向の上流端である角部６１ａが、ベルト４３の内面に対して所定距離を超えて接近することを阻止する係合部６１ｂを備える。この構成によれば、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が意図せず小さくなること、またシート材６１の角部６１ａがベルト４３に接触することを抑制することができる。これにより、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対する潤滑剤の過供給、またシート材６１のベルト回転方向上流部がベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に巻き込まれることを防止することが可能である。
【００８６】
また、シート材６１は、図４に示すように、潤滑剤の滞留空間Ｓと対向する領域のうち、ベルト４３の回転方向の上流端近傍の領域６１Ｘの方が、その下流側の領域６１Ｙよりも表面の離油性が高く、具体的に言えば表面の凹凸が小さい。この構成によれば、潤滑剤の滞留空間Ｓは、ベルト回転方向上流端部分がその下流側部分よりも、潤滑剤が滞留し難くなる。したがって、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に向けて潤滑剤を供給し易くなり、潤滑剤の供給能力を向上させることができる。すなわち、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能になる。
【００８７】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の画像形成装置について、図８を用いて説明する。図８は画像形成装置の定着装置の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００８８】
第２実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図８に示す潤滑剤供給部６０がレバー６４、付勢部材６５、供給部材であるソレノイド６６を備える。
【００８９】
レバー６４は、ベルト４３、パッド５１、パッドホルダー５２及びシート材６１よりも用紙幅方向の外側に配置される。レバー６４は、例えば定着ローラ４１とニップ形成部５０とが対向する方向に沿って延びる。レバー６４は、用紙幅方向に延びる支軸６４ａを介して定着装置４０の筐体部に回転可能に支持される。レバー６４は支軸６４ａの軸線を中心として、図８における時計回り、或いは反時計回りに回転可能である。
【００９０】
レバー６４の一端はシート材６１の係合部６１ｂの用紙幅方向のすぐ外側に位置する。そのレバー６４の一端に接触部６４ｂが設けられる。接触部６４ｂはパッドホルダー５２の壁部５２ａの内面とシート材６１の係合部６１ｂとの間に配置される。接触部６４ｂはシート材６１の用紙幅方向の全域にわたって延びる。
【００９１】
付勢部材６５はレバー６４の接触部６４ｂの反対側の一端に配置される。付勢部材６５は例えば引張ばねで構成され、その両端がレバー６４の端部と定着装置４０の筐体部４５との間に接続される。付勢部材６５はレバー６４を図８における反時計回りに回転させる方向にレバー６４を付勢する。
【００９２】
ソレノイド６６はレバー６４に隣接し、支軸６４ａとレバー６４の付勢部材６５が配置された端部との間に配置される。ソレノイド６６は電源オンのとき（通電時）に可動鉄芯６６ａが引っ込むプル型で構成される。ソレノイド６６は可動鉄芯６６ａがレバー６４に接触し、付勢部材６５の付勢力に抗して、レバー６４を図８における時計回りに回転させる位置に配置される。ソレノイド６６の電源をオンにすると可動鉄芯６６ａが引っ込み、レバー６４は付勢部材６５の付勢力で図８における反時計回りに回転する。
【００９３】
通常、ソレノイド６６は電源オフであり、レバー６４は付勢部材６５の付勢力に抗して図８における時計回りに回転する。レバー６４は接触部６４ｂが壁部５２ａの内面から離れる方向に変位し、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的大きくなる。
【００９４】
そして、潤滑剤供給部６０は定着動作の回数に応じて、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。
【００９５】
例えば、潤滑剤供給部６０は用紙Ｐを５０００枚印刷する度にソレノイド６６の電源を数秒間オンにする。レバー６４は付勢部材６５の付勢力で図８における反時計回りに回転して接触部６４ｂが壁部５２ａの内面に接近する方向に変位し、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面に接近する方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して接近する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的小さくなる。したがって、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に向けて潤滑剤を供給し易くなる。
【００９６】
第２実施形態の構成によれば、所定の印刷枚数毎、すなわち所定の稼働タイミングでベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に向けて潤滑剤を供給することができる。これにより、潤滑剤供給部６０を必要最低限動作させるだけで、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能になる。
【００９７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の画像形成装置について、図９を用いて説明する。図９は画像形成装置の定着装置の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００９８】
第３実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図９に示す潤滑剤供給部６０が、定着ローラギア６７、供給部材である揺動ギア６８、ガイド部材６９を備える。なお、説明の便宜上、図９では定着装置４０の一部の構成要素の描画を省略した。
【００９９】
定着ローラギア６７は定着ローラ４１の回転に連動して回転する。定着ローラギア６７は定着ローラ４１を回転させるためのギア自体であっても良いし、潤滑剤供給部６０の構成要素として別途設けても良い。
【０１００】
揺動ギア６８は定着ローラギア６７に噛み合うよう連結される。揺動ギア６８は用紙幅方向に延びる回転軸６８ａを備える。回転軸６８ａはガイド部材６９によって支持される。回転軸６８ａはパッドホルダー５２の壁部５２ａの内面とシート材６１の係合部６１ｂとの間に配置される。
【０１０１】
ガイド部材６９はシート材６１よりも用紙幅方向の外側に配置される。ガイド部材６９は用紙幅方向と交差して揺動ギア６８の径方向に延びる長穴で構成されるガイド溝６９ａを備える。ガイド溝６９ａに揺動ギア６８の回転軸６８ａが挿入される。これにより、揺動ギア６８は長穴で構成されるガイド溝６９ａが延びる方向に沿って移動することができる。
【０１０２】
定着装置４０による定着が開始されると、定着ローラ４１及び定着ローラギア６７が図９における時計回りに回転する。揺動ギア６８は図９における反時計回りに回転する。この回転力によって揺動ギア６８は、回転軸６８ａがガイド部材６９のガイド溝６９ａに沿って図９における上方に移動する。揺動ギア６８は、回転軸６８ａがシート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的大きくなる。
【０１０３】
定着ローラ４１の回転を停止させると、揺動ギア６８の回転も停止される。揺動ギア６８には重力の作用が働き、回転軸６８ａがガイド部材６９のガイド溝６９ａに沿って図９における下方に移動する。揺動ギア６８は、回転軸６８ａがシート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面に接近する方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して接近する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的小さくなる。
【０１０４】
このように、第３実施形態の構成によれば、潤滑剤供給部６０は定着ローラ４１の回転動作に連動して、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。したがって、特別な制御を実行することなく自動的に、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に向けて潤滑剤を供給することができる。すなわち、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能になる。
【０１０５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の画像形成装置について、図１０を用いて説明する。図１０は画像形成装置の定着装置のタイミングチャートである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態及び第２実施形態（図８）と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１０６】
例えばカラー複写機では、二次転写ニップ部から定着ニップ部Ｎまでの区間において用紙Ｐの搬送速度にばらつきが生じることがある。用紙Ｐの搬送速度のばらつきの原因としては、熱膨張や耐久劣化による定着ローラ４１の直径の変化、画像パターンごとのスリップ率の変化等が挙げられる。これに対して、定着ローラ４１の回転速度を調整することで、用紙Ｐが引っ張られることに起因する画像の伸びや用紙Ｐが撓みすぎることに起因するトナー抜け（及び周辺汚れ）を防止する。
【０１０７】
ベルト４３の回転速度は定着ローラ４１の回転速度に連動して増減する。ベルト４３の回転速度が比較的高いときはベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に潤滑剤の膜が形成され易く、ベルト４３の回転速度が比較的低いときはベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に潤滑剤の膜が形成され難い。
【０１０８】
そこで、第４実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１０に示すタイミングチャートで定着動作を実現する。図１０は、定着モータ４２の回転速度、ソレノイド６６（図８参照）の信号、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積に係るタイミングを示す。
【０１０９】
図１０によれば、定着装置４０は、定着モータ４２の回転速度を低くしたときに、潤滑剤供給部６０がソレノイド６６の電源をオン（ＯＮ）にする。これにより、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的小さくなる。したがって、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に向けて潤滑剤を供給し易くなる。
【０１１０】
一方、定着装置４０は、定着モータ４２の回転速度を高くしたときに、潤滑剤供給部６０がソレノイド６６の電源をオフ（ＯＦＦ）にする。これにより、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的大きくなる。したがって、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対する潤滑剤の供給量が減少し、好適な潤滑剤の膜が形成される。さらに、必要以上にトルクが生じない状態となる。
【０１１１】
このように、第４実施形態の構成によれば、潤滑剤供給部６０は定着ローラ４１の回転速度の変更動作に連動して、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。したがって、ベルト４３の回転速度に応じて、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対する潤滑剤の供給量を可変にすることができる。したがって、定着動作に合わせた好適な潤滑剤の供給を実現することが可能になる。
【０１１２】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態の画像形成装置について、図１１を用いて説明する。図１１は画像形成装置の定着装置の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１１３】
第５実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１１に示す加圧機構８０を備える。加圧機構８０には、加圧レバー８１、リンク部材８２及び加圧ばね８３が設けられる。潤滑剤供給部６０はレバー７０を備える。
【０１１４】
ここで、定着装置４０は図１１において上下方向及び左右方向に沿って延びる側板４６、４７を備える。側板４６、４７は、定着ローラ４１、ベルト４３、加熱部４４及びニップ形成部５０の用紙幅方向の両端側、すなわち定着装置４０の正面側及び背面側に配置される。側板４６は不図示の軸受を介して回転可能に定着ローラ４１を支持する。側板４７は不図示の軸受を介して回転可能に加熱部４４の加熱ローラ４４ａを支持する。また、側板４７はニップ形成部５０のパッドホルダー５２を支持する。
【０１１５】
側板４６、４７は各々の間であって定着ニップ部Ｎの上方に配置された連結部４８で互いが連結される。連結部４８は用紙幅方向に沿って延びる軸部を備える。側板４６は連結部４８の軸線回りに回転可能な状態で側板４７に支持される。側板４６の下部側を連結部４８の軸線回りに回転させることで、定着ニップ部Ｎを形成したり、解放したりすることができる。
【０１１６】
加圧レバー８１は図１１において上下方向に延び、定着ローラ４１の下方に位置するその下端が用紙幅方向に延びる回転軸８１ａを介して定着装置４０の側板４６に回転可能に支持される。加圧レバー８１の上端は自由端であって、例えばユーザーが把持することができる。加圧レバー８１の回転軸８１ａの近傍であって、上端寄りの箇所にはピン８１ｂが設けられる。ピン８１ｂは加圧レバー８１は用紙幅方向に向かって突出し、リンク部材８２と係合する。
【０１１７】
リンク部材８２は図１１において左右方向に延び、定着ニップ部Ｎの下方に位置するその一端が用紙幅方向に延びる回転軸８２ａを介して定着装置４０の側板４６に回転可能に支持される。リンク部材８２の他端側には用紙幅方向と交差して図１１において左右方向に延びる長穴で構成されるガイド溝８２ｂが設けられる。ガイド溝８２ｂは加圧レバー８１に隣接して配置され、加圧レバー８１のピン８１ｂが挿入される。これにより、加圧レバー８１の回転軸８１ａの軸線を中心とする回転動作に連動し、リンク部材８２は回転軸８２ａの軸線を中心として回転する。
【０１１８】
加圧ばね８３は連結部４８に対して定着ニップ部Ｎを隔てた定着装置４０の下部に配置される。加圧ばね８３は例えば引張ばねで構成され、その両端がリンク部材８２の回転軸８２ａの下側と側板４７の下部との間に接続される。加圧ばね８３は連結部４８の軸線を中心として、図１１における時計回りに回転させる方向に側板４６を付勢する。
【０１１９】
図１１において、加圧レバー８１の上端側を定着ニップ部Ｎに接近する方向に変位させると、リンク部材８２が反時計方向に回転する。これにより、加圧ばね８３のリンク部材８２側の端部が、加圧ばね８３の弾性力に抗して側板４７側から離れる方向に変位する。その結果、定着ローラ４１の周面がベルト４３の周面を圧して接触して定着ニップ部Ｎを形成する。
【０１２０】
レバー７０は、ベルト４３、パッド５１、パッドホルダー５２及びシート材６１よりも用紙幅方向の外側であって、リンク部材８２に隣接して配置される。レバー７０はシート材６１の係合部６１ｂの用紙幅方向のすぐ外側からリンク部材８２に近接する箇所まで延びる。レバー７０は用紙幅方向に延びる支軸７０ａを介して定着装置４０の筐体部に回転可能に支持される。レバー７０は支軸７０ａの軸線を中心として、図１１における時計回り、或いは反時計回りに回転可能である。
【０１２１】
レバー７０はシート材６１の係合部６１ｂ側の一端に接触部７０ｂを備える。接触部７０ｂはパッドホルダー５２の壁部５２ａの内面とシート材６１の係合部６１ｂとの間に配置される。接触部７０ｂはシート材６１の用紙幅方向の全域にわたって延びる。レバー７０の接触部７０ｂの反対側の一端はリンク部材８２に接触する。
【０１２２】
通常、定着ローラ４１の周面とベルト４３の周面との間に定着ニップ部Ｎを形成するために加圧ばね８３の弾性力を利用するので、リンク部材８２が図１１における反時計方向に回転する。レバー７０は図１１における時計方向に回転する。レバー７０は接触部７０ｂが壁部５２ａの内面から離れる方向に変位し、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的大きくなる。
【０１２３】
一方、定着ローラ４１の周面とベルト４３の周面とを離間させるために加圧レバー８１を図１１における時計方向に回転させると、リンク部材８２が図１１における時計方向に回転される。レバー７０は図１１における反時計方向に回転する。レバー７０は接触部７０ｂが壁部５２ａの内面に接近する方向に変位し、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面に接近する方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が比較的小さくなる。
【０１２４】
このように、第５実施形態の構成によれば、画像形成装置１は定着ローラ４１とベルト４３とを接触及び離間させる加圧機構８０を備え、潤滑剤供給部６０が加圧機構８０の動作に連動して、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。定着ローラ４１とベルト４３とを接触及び離間させる作業は定着装置４０の動作の前後に実施したり、紙詰まりが生じたりしたときに実施する。すなわち、非常に少ない頻度で潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を変更することができる。したがって、より一層少ない回数でベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に向けて潤滑剤を供給することができ、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能になる。
【０１２５】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態の画像形成装置について、図１２を用いて説明する。図１２は画像形成装置の定着装置の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態及び第２実施形態（図８）と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１２６】
第６実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１２に示す温度検知部４９を備える。温度検知部４９は加熱部４４に近接し、ベルト４３の周面の外側に配置される。温度検知部４９はベルト４３の温度を検知する。
【０１２７】
そして、潤滑剤供給部６０は温度検知部４９が検知した温度に基づき、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。潤滑剤供給部６０は潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にするために、例えばソレノイド６６（図８参照）を利用する。
【０１２８】
例えば、潤滑剤供給部６０はベルト４３の温度が所定温度よりも高い場合に、所定温度より低い場合と比較して潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を大きくする。この構成によれば、加熱時に、潤滑剤がベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して過供給されることを抑制することができる。したがって、ベルト４３の用紙幅方向の端部から外側に潤滑剤が漏洩することを抑制することができ、装置の異常や、それに起因する画像品質の低下を防止することが可能になる。
【０１２９】
一方、潤滑剤供給部６０はベルト４３の温度が所定温度よりも低い場合に、所定温度より高い場合と比較して潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を小さくする。この構成によれば、ベルト４３の温度が比較的低い状態において、潤滑剤をベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して十分に供給することが可能になる。
【０１３０】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態の画像形成装置について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は画像形成装置の定着装置の正面図である。図１４は定着装置の潤滑剤供給部を示す側面図（図１３矢視）である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１３１】
第７実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１３及び図１４に示す潤滑剤供給部６０が供給部材７１を備える。
【０１３２】
供給部材７１は、シート材６１の、ニップ形成部５０のベルト４３の回転方向上流側の領域の、ベルト４３の内面との対向面の反対側の面に対向して配置される。具体的に言えば、供給部材７１はパッドホルダー５２の壁部５２ａの外側に設けられる。供給部材６２はパッドホルダー５２の壁部５２ａの外面とシート材６１の壁部５２ａ側の一面との間に配置される。
【０１３３】
供給部材７１は例えば熱膨張率が異なる２つの材料で構成されたバイメタルであり、壁部５２ａの外面に沿って用紙幅方向に延びる略板状を成す。供給部材７１はその用紙幅方向の両端部が、例えばネジ等の係止部材７２で壁部５２ａの外面に取り付けられる。なお、供給部材７１は自らの変形を考慮して、用紙幅方向に延びる長穴を設け、その長穴に係止部材７２を挿入することで、用紙幅方向にわずかに移動できるようにしても良い。供給部材７１は定着動作の稼働時、停止時、すなわち加熱部４４による加熱時、非加熱時の温度変化によって自ら変形する。
【０１３４】
例えば、供給部材７１は定着動作の停止時、すなわち非加熱時に、図１３及び図１４に示す用紙幅方向の中央部が壁部５２ａの外面から離れる方向に湾曲した形態を成す。ここで、バイメタルで構成される供給部材７１は、壁部５２ａに隣接した一面側が高膨張材料７１ａで構成され、高膨張材料７１ａで構成される一面側とは反対側の一面側が低膨張材料７１ｂで構成される。
【０１３５】
続いて、定着動作を開始し、加熱状態にすると、バイメタルで構成される供給部材７１は、図１４に二点鎖線で示したように高膨張材料７１ａが膨張して平板状の形態に変形する。供給部材７１はそのほぼ全体がパッドホルダー５２の壁部５２ａの外面に接触する。
【０１３６】
供給部材７１は温度変化によって用紙幅方向の中央部が壁部５２ａの外面に接触する方向に変形すると、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が、定着動作の停止時（非加熱時）と比較して大きくなる。このようにして、供給部材７１は温度変化によって自ら変形することで潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。そして、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、加熱部４４によるベルトの加熱時の方が非加熱時よりも大きくなる。
【０１３７】
第７実施形態の構成によれば、比較的薄く、汎用性の高い機能部材である供給部材７１を用いて、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にすることができる。したがって、画像形成装置１の小型化、低コスト化を図ることが可能である。
【０１３８】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の第８実施形態の画像形成装置について、図１５を用いて説明する。図１５は画像形成装置の定着装置の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態及び第２実施形態（図８）と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１３９】
第８実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１５に示す潤滑剤供給部６０がレバー６４、付勢部材６５、供給部材である形状記憶合金ばね７３を備える。
【０１４０】
形状記憶合金ばね７３はレバー６４に隣接し、支軸６４ａとレバー６４の付勢部材６５が配置された端部との間に配置される。形状記憶合金ばね７３は形状記憶合金でばね形状に形成され、その両端がレバー６４と定着装置４０の筐体部４５との間に挟まれる形で配置される。形状記憶合金ばね７３は定着動作の稼働時、停止時、すなわち加熱部４４による加熱時、非加熱時の温度変化によって自ら伸縮して変形する。
【０１４１】
例えば、形状記憶合金ばね７３は定着動作の停止時、すなわち非加熱時に、図１５に示す縮んだ形態を成す。続いて、定着動作を開始し、加熱状態にすると、形状記憶合金ばね７３は非加熱時よりも伸びた形態に変形する。
【０１４２】
形状記憶合金ばね７３は伸びることで、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が、定着動作の停止時（非加熱時）と比較して大きくなる。このようにして、形状記憶合金ばね７３は温度変化によって自ら変形することで潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。そして、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、加熱部４４によるベルトの加熱時の方が非加熱時よりも大きくなる。
【０１４３】
第８実施形態の構成によれば、比較的小さく、汎用性の高い機能部材である形状記憶合金ばね７３を用いて、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にすることができる。したがって、画像形成装置１の小型化、低コスト化を図ることが可能である。
【０１４４】
＜第９実施形態＞
次に、本発明の第９実施形態の画像形成装置について、図１６を用いて説明する。図１６は画像形成装置の定着装置の正面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態及び第２実施形態（図８）と同じであるので、それらの実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１４５】
第９実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１６に示す潤滑剤供給部６０が、供給部材である弾性容器７４を備える。
【０１４６】
弾性容器７４はパッドホルダー５２の壁部５２ａの内側に設けられる。弾性容器７４はパッドホルダー５２の壁部５２ａの内面とシート材６１の係合部６１ｂとの間に配置される。弾性容器７４はシート材６１の用紙幅方向の中央部に１個、或いは用紙幅方向の両端部を含めた３個が設けられる。
【０１４７】
弾性容器７４は例えば気圧計や高度計などに利用される所謂空ごうであって、内部を真空にして密閉した外装が弾性変形する容器で構成される。なお、「真空」は大気圧より低い状態を含み、厳密な真空状態に限定されるわけではない。弾性容器７４は例えば直径が１０ｍｍ〜２０ｍｍ、厚さが５ｍｍ程度の円筒形状に形成される。弾性容器７４は定着動作の稼働時、停止時、すなわち加熱部４４による加熱時、非加熱時の温度変化によって自ら膨張、収縮して変形する。
【０１４８】
例えば、弾性容器７４は定着動作の停止時、すなわち非加熱時に、図１６に示す収縮した形態を成す。続いて、定着動作を開始し、加熱状態にすると、弾性容器７４は非加熱時よりも膨張した形態に変形する。
【０１４９】
弾性容器７４は膨張することで、シート材６１の係合部６１ｂを壁部５２ａの内面から離れる方向に変位させる。これにより、シート材６１の、角部６１ａを含むパッド５１のベルト４３の回転方向上流側の領域が、ベルト４３の内面に対して離隔する方向に変位する。その結果、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積が、定着動作の停止時（非加熱時）と比較して大きくなる。このようにして、弾性容器７４は温度変化によって自ら変形することで潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にする。そして、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、加熱部４４によるベルトの加熱時の方が非加熱時よりも大きくなる。
【０１５０】
第９実施形態の構成によれば、比較的小さく、汎用性の高い機能部材である弾性容器７４（空ごう）を用いて、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積を可変にすることができる。したがって、画像形成装置１の小型化、低コスト化を図ることが可能である。
【０１５１】
＜第１０実施形態＞
次に、本発明の第１０実施形態の画像形成装置について、図１７を用いて説明する。図１７は画像形成装置の定着装置の潤滑剤供給部を示す側面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【０１５２】
第１０実施形態の画像形成装置１の定着装置４０は、図１７に示す潤滑剤供給部６０がシート材６１を備える。
【０１５３】
シート材６１は複数の切り込み部６１ｃを備える。切り込み部６１ｃは用紙幅方向（図１７の左右方向）に沿って複数、例えば２個が並べて配置される。切り込み部６１ｃはベルト４３の回転方向（図１７の上下方向）に沿って平行に延び、例えばＶ字状に形成される。
【０１５４】
シート材６１はニップ形成部５０のベルト４３の回転方向上流側の、潤滑剤の滞留空間Ｓとの対向面が、用紙幅方向に沿ってその中央部が下向きに凸となる形に湾曲する。これにより、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、ベルト４３の用紙幅方向（回転軸方向）の中央部よりも両端部の方が広い。
【０１５５】
このように、第１０実施形態の構成によれば、シート材６１がベルト４３の回転方向に沿って平行に延びる切り込み部６１ｃを備えるので、シート材６１にカールや波打ちが発生した場合でも、シート材６１全体としてそれらを矯正して平面化することができる。したがって、潤滑剤をベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対して安定して供給することができ、画像形成装置１の長寿命化を図ることが可能になる。
【０１５６】
また、潤滑剤の滞留空間Ｓの体積は、ベルト４３の用紙幅方向の中央部よりも両端部の方が広いので、両端部の方が狭い場合に生じる虞がある潤滑剤の空隙部の発生を抑制することができる。これにより、潤滑剤の不足を防止することが可能になる。また、ベルト４３の用紙幅方向の両端部で比較的多くの潤滑剤を保持でき、ベルト４３の用紙幅方向の端部から外側に潤滑剤が漏洩することを抑制することができる。したがって、装置の異常や、それに起因する画像品質の低下を防止することが可能になる。さらに、ベルト４３の内面とニップ形成部５０との間に対する潤滑剤の過供給も抑制することができる。
【０１５７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は定着装置を備えた画像形成装置において利用可能である。
【符号の説明】
【０１５９】
１    画像形成装置
４０    定着装置
４１    定着ローラ（加圧ローラ）
４２    定着モータ
４３    ベルト
４４    加熱部
４９    温度検知部
５０    ニップ形成部
５１    パッド
５２    パッドホルダー
５２ａ    壁部
６１    シート材
６１ａ    角部
６１ｂ    係合部
６１ｂ    係合部
６２、７１    供給部材
６６    ソレノイド（供給部材）
６８    揺動ギア（供給部材）
７３    形状記憶合金ばね（供給部材）
７４    弾性容器（供給部材）
８０    加圧機構
Ｎ    定着ニップ部
Ｐ    用紙
Ｓ    潤滑剤の滞留空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2018036587.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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