(57)【要約】【課題】電子写真方式の画像形成装置の感光体や中間転写体における現像トナーの凝集や融着を防止するとともに静電潜像に影響を与えることなく感光体や中間転写体を除熱することを可能にした除熱装置を提供する。【解決手段】熱伝導性の良い芯材８１の表面に超高分子量ポリエチレン層８２を配設した除熱ローラ８を構成し、超高分子量ポリエチレン層８２を画像形成装置の感光ドラム１に接触させている。超高分子量ポリエチレン層８２は、超高分子量ポリエチレン素材の植毛、パイル織り、フェルトのいずれかで構成される。画像形成装置の省エネのため現像トナーを低温化しても、感光ドラム１の熱を除熱ローラ８で除熱することで現像トナーの凝集や溶着を防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性の良い芯材の表面に超高分子量ポリエチレン層を配設した除熱装置であって、前記超高分子量ポリエチレン層を画像形成装置の感光体または中間転写体に接触させていることを特徴とする画像形成装置の除熱装置。
【請求項２】
前記超高分子量ポリエチレン層は、超高分子量ポリエチレン素材の植毛、パイル織り、フェルトのいずれかで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の除熱装置。
【請求項３】
前記除熱装置は、芯材の周面に前記超高分子量ポリエチレン素材を巻き付けたローラとして構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置の除熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式のレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられ、当該画像形成装置の感光ドラムや中間転写ベルト等の現像トナーが付着する部材を除熱して温度を低下させるための除熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムに形成された静電潜像に対して現像トナーを付着させ、この現像トナーを用紙に転写し、かつ定着する手法がとられている。また、一部の画像形成装置では感光ドラムに付着した現像トナーを中間転写ドラムや中間転写ベルトに転写させた上で用紙に転写させている。
【０００３】
近年、画像形成装置の省エネルギー化として、消費電力の軽減よりも現像トナーの定着温度を低くすることが提案されており、これを実現するために現像トナーの溶融温度を低くすることが望まれている。例えば、特許文献１には低温定着を実現するために現像トナーの溶融温度、すなわちガラス転移温度を５５〜７５℃にした技術が提案されている。
【０００４】
しかし、現像トナーの溶融温度を低くすると、現像トナーのガラス転移温度も低くなるため、現像トナーが感光ドラムや中間転写ベルト等に付着したときに、現像トナーの凝集や融着が発生し、正常な画像を形成する際の障害になる。このような問題を解消するには、例えば、特許文献２に記載のように、感光体の内部に除熱装置を配設して感光体の温度上昇を抑制する技術を採用することが考えられる。あるいは、熱伝導性の高い金属ブラシや、カーボンブラックを練り込んだ導電性ブラシを感光ドラムや中間転写ベルト等に接触させて除熱することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８０２９号公報
【特許文献２】特開平５−５３４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この特許文献２の除熱技術では、感光体の感光面に直接的に導電材からなる除熱装置が配設されるため、感光体の表面の電荷に乱れが生じて静電潜像に影響をおよぼし、画像上に濃度ムラ等が発生するという問題が生じる。この問題は現像トナーが感光ドラムから中間転写ベルト等に転写されたときにも同様である。
【０００７】
本発明の目的は、感光ドラム等の感光体や、中間転写ドラムや中間転写ベルト等の中間転写体における現像トナーの凝集や融着を防止するとともに静電潜像に影響を与えることなく感光体や中間転写体を除熱することを可能にした除熱装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、熱伝導性の良い芯材の表面に超高分子量ポリエチレン層を配設した除熱装置であって、当該超高分子量ポリエチレン層を画像形成装置の感光体または中間転写体に接触させていることを特徴とする。ここで、超高分子量ポリエチレン層は、超高分子量ポリエチレン素材の植毛、パイル織り、フェルトのいずれかで構成される。また、除熱装置は、芯材の周面に超高分子量ポリエチレン素材を巻き付けたローラとして構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、感光体または中間転写体の熱は除熱装置により除熱されるため、溶融温度を低くした現像トナーにおける凝集や溶着が防止でき、画像形成装置の省エネルギー化が実現できる。特に、超高分子量ポリエチレン素材は熱伝導率が良いので高い除熱効果が得られ、その一方で超高分子量ポリエチレン素材は絶縁材であるので感光体における静電潜像を乱すことがなく、正確な画像形成が可能になる。さらに、超高分子量ポリエチレン素材に伝導された熱は熱伝導性のある芯材にまで伝導されるので、除熱効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の画像形成装置の概念構成図。
【図２】除熱ローラの一部を分解した斜視図。
【図３】超高分子量ポリエチレンの熱伝導率を説明する図。
【図４】他の実施形態の画像形成装置の概念構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は電子写真式画像形成装置の概略構成を示しており、円筒状をした感光ドラム１の円周に沿って帯電ローラ２、露光装置３、現像ローラ５を有する現像装置４、転写ローラ６、クリーナ装置７が配設されている。帯電ローラ２は所定電位が印加されることで感光ドラム１の表面を帯電させる。露光装置３はレーザ走査装置等から構成され、感光ドラム１に所要パターンを光描画することによって静電潜像を形成する。現像ローラ５は所定電位が印加されて帯電し、表面に現像トナーを帯電付着させ、帯電した現像トナーを前記感光ドラム１の静電潜像に対して付着させて顕像化させる。転写ローラ６は印加される所定電位により帯電し、その静電力を利用して感光ドラム１に形成された現像トナーを用紙Ｐに転写させる。また、感光ドラム１の表面に残存している現像トナーはクリーナ装置７により除去される。
【００１２】
ここで、前記感光ドラム１の円周面、特にクリーナ装置７によって清浄化されてから現像装置４により現像トナーを帯電付着させるまでの間、この実施形態ではクリーナ装置７と帯電ローラ２の間の円周面に除熱装置としての除熱ローラ８を接触させている。
【００１３】
図２は前記除熱ローラ８の一部を分解した斜視図であり、アルミニウムや銅等の熱伝導性の良い材料からなる円柱状あるいは円筒状の芯材８１の周面に超高分子量ポリエチレン層８２を配設した構成とされている。ここでは前記超高分子量ポリエチレン層８２は、超高分子量ポリエチレン素材からなるフェルト材（不織布）で構成されており、このフェルト材を帯状に形成したものを前記芯材８１の周面に螺旋状に巻き付け、接着剤により芯材８１に接着した構成としている。この超高分子量ポリエチレン素材はフェルト材に代えて、植毛材、パイル織り材であってもよい。いずれの場合でも芯材８１の周面を覆うように超高分子量ポリエチレン素材を層状に形成して除熱ローラ８を構成する。そして、この除熱ローラ８を軸転可能に支持した上で、前記超高分子量ポリエチレン層８２の周面を前記感光ドラム１の周面に接触させている。
【００１４】
この構成によれば、感光ドラム１は画像形成に際して回転駆動されたときに、クリーナ装置７によって清浄化された周面部位は除熱ローラ８との接触によって除熱され、温度低下される。すなわち、感光ドラム１の周面近傍の熱は、接触されている超高分子量ポリエチレン層８２に伝導され、さらにこの熱は熱伝導性がさらに高い芯材８１にまで伝導されることにより、感光ドラム１の周面の熱は除熱される。このとき、除熱ローラ８は感光ドラム１によって連動して回転されるため、超高分子量ポリエチレン層８２が感光ドラム１に接触する箇所も順次移動され、除熱効果を高めることができる。
【００１５】
これにより、その後に感光ドラム１において帯電ローラ２による帯電、および露光装置３による露光が行われ、さらに現像装置４によって現像トナーが付着されても、当該現像トナーの凝集や融着は防止される。ここでは、ガラス転移点（Ｔｇ）が４５〜６５℃の現像トナーを用いているが、この現像トナーによる凝集や融着が防止できる。このように、現像トナーの定着温度を低くすることにより、画像形成装置の省エネルギー化が実現できる。
【００１６】
また、除熱ローラ８を構成している超高分子量ポリエチレン素材は絶縁材であるので、感光ドラム１の表面に電荷の乱れが生じることはない。そのため、除熱した後に感光ドラムの表面に形成される静電潜像にも影響をおよぼすことがなく、現像により付着される現像トナーで形成される画像に濃度ムラ等が発生することもない。このことは、仮に除熱ローラ８が露光装置３の下流側（時計回り方向側）に配設されている場合でも同様であり、形成された静電潜像が除熱ローラ８によって乱されることはない。
【００１７】
因みに、図３に示すように、超高分子量ポリエチレンは繊維方向に金属（スチール）並の熱伝導性を有しており、例えば６０℃における熱伝導率が１８〜２２（Ｗ／ｍＫ）で、電気抵抗値が１０12Ω・ｃｍ以上であるので、接触している感光ドラムの周面部位の熱を効果的に下げることができる。また、超高分子量ポリエチレンは、優れた滑り性を有するので、感光ドラム１の周面、すなわち感光面にダメージを与えることはない。さらに、超高分子量ポリエチレンは、フッ素繊維の３倍程度の磨耗性と、耐薬品性、耐水性に優れているので、感光ドラムの周面との接触によっても形状が保持され、かつ長期間にわたって感光ドラムの周面との接触状態を保持することができ、除熱効果が維持される。
【００１８】
図４は本発明にかかる他の実施形態の画像形成装置の概念構成図である。この実施形態は中間転写ベルト１０を備えており、感光ドラム１の周面に付着された現像トナーを中間転写ベルト１０の表面に転写し、その上で転写ローラ６により用紙Ｐに転写する構成である。中間転写ベルト１０は複数のローラ９に巻き掛けられ、静電転写器１１によって現像トナーは中間転写ベルト１０に転写される。この画像形成装置では、中間転写ベルト１０の裏面（無端状をしたベルトの内側の面）の１箇所に除熱ローラ８を接触させている。除熱ローラ８の構成は前記実施形態の除熱ローラと同じである。
【００１９】
この実施形態においても、中間転写ベルト１０に接触させた除熱ローラ８により当該中間転写ベルト１０が除熱され、転写された現像トナーの凝集や溶着を防止する。すなわち、中間転写ベルト１０の熱は超高分子量ポリエチレン層８２に伝達され、さらに芯材８１にまで伝達されることにより中間転写ベルト０１が除熱される。また、除熱ローラ８は中間転写ベルト１０に接する部分が超高分子量ポリエチレン素材で構成されているので、中間転写ベルト１０に転写された現像トナーによる画像を乱すようなこともない。
【００２０】
なお、この実施形態においては、図４に鎖線で示すように、前記実施形態と同様に感光ドラム１の周面にも除熱ローラ８を接触させるようにしてもよい。これにより、感光ドラム１を除熱して感光ドラム１の周面における現像トナーの凝集や溶着を防止し、同時に感光体ドラム１の静電潜像を乱すこともない。
【００２１】
前記実施形態では除熱装置を除熱ローラとして構成しているが、前記したように超高分子量ポリエチレン素材の滑り性、磨耗性を利用すれば、単に超高分子量ポリエチレン素材を感光ドラムや中間転写ベルト等に接触させる構成であればよく、必ずしもローラとして構成しなくてもよい。したがって、芯材の一部の表面に超高分子量ポリエチレン素材を配設し、この超高分子量ポリエラレン素材を感光体や中間転写ベルト等に接触させる構成であってもよい。
【００２２】
本発明における感光体は実施形態に記載の感光ドラムに限られるものではなく、また本発明における中間転写体は実施形態に記載の中間転写ベルトに限られるものではなく、それぞれ感光ベルト、中間転写ドラム等のように、形態の違いにかかわらず本発明が適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は現像トナーを用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置、特に省エネルギーを図るために低温化を図った画像形成装置の除熱装置に採用することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１  感光ドラム（感光体）
２  帯電ローラ
３  露光装置
４  現像装置
５  現像ローラ
６  転写ローラ
７  クリーナ装置
８  除熱ローラ（除熱装置）
９  ローラ
１０  中間転写ベルト（中間転写体）
１１  静電転写器
８１  芯材
８２  超高分子量ポリエチレン層
Ｐ  用紙
【図１】
2015219386.tif 000003
【図２】
2015219386.tif 000004
【図３】
2015219386.tif 000005
【図４】
2015219386.tif 000006