(57)【要約】【課題】簡単で安価な構成で、内部の熱が外部に放散することを充分に抑えることができる断熱効果を有し、その結果、消費電力削減になる定着装置。【解決手段】記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置において、前記定着装置を被覆するカバーの内面にセラミック層を設けたこと。【選択図】        図２
2005003701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置において、
前記定着装置を被覆するカバーの内面にセラミック層を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記セラミック層は、ムライトとシリカ、若しくはアルミナとシリカの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置において、
前記定着装置を被覆するカバーの内面に液体セラミックを塗布したことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記液体セラミックは、５０％の水にムライトとシリカ、若しくはアルミナとシリカを分散させたものであることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記液体セラミックの塗布厚みは、２０〜４００μｍであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記カバーが金属材料により形成されている場合は、前記液体セラミックを塗布した後に焼成処理を行うことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
像担持体に残留するトナーをクリーニング装置によって除去した後、残留トナーを搬送管により搬送して回収するトナー回収装置において、前記搬送管の外周面にセラミック層を設けたことを特徴とするトナー回収装置。
【請求項８】
前記残留トナーを、前記像担持体上の潜像を現像する現像手段に回収することを特徴とする請求項７に記載のトナー回収装置。
【請求項９】
前記残留トナーを、廃トナー収納容器に回収することを特徴とする請求項７に記載のトナー回収装置。
【請求項１０】
前記セラミック層は、ムライトとシリカ、若しくはアルミナとシリカの混合物であることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載のトナー回収装置。
【請求項１１】
像担持体に残留するトナーをクリーニング装置によって除去した後、残留トナーを搬送管により搬送して回収するトナー回収装置において、
前記搬送管の外周面に液体セラミックを塗布したことを特徴とするトナー回収装置。
【請求項１２】
前記残留トナーを、前記像担持体上の潜像を現像する現像手段に回収することを特徴とする請求項１１に記載のトナー回収装置。
【請求項１３】
前記残留トナーを、廃トナー収納容器に回収することを特徴とする請求項１１に記載のトナー回収装置。
【請求項１４】
前記液体セラミックは、５０％の水にムライトとシリカ、若しくはアルミナとシリカを分散させたものであることを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載のトナー回収装置。
【請求項１５】
前記液体セラミックの塗布厚みは、２０〜４００μｍであることを特徴とする請求項１１〜１４の何れか１項に記載のトナー回収装置。
【請求項１６】
前記カバーが金属材料により形成されている場合は、前記液体セラミックを塗布した後に焼成処理を行うことを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載のトナー回収装置。
【請求項１７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の定着装置、又は請求項７〜１６の何れか１項に記載のトナー回収装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの諸機能を有する複合機等の画像形成装置に用いる定着装置、並びに残留トナーを回収するトナー回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、普通紙や特殊紙等の記録材上に形成された未定着画像（トナー像）が定着装置により加熱定着される。定着装置は、ヒータ等の加熱手段を内部に設けた加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧ローラとを有する。
【０００３】
画像形成装置の使用時には、記録材上のトナーを確実に溶融して良好な定着性能のトナー画像を形成するために、定着装置は、画像形成時においては無論、待機時においても高温の加熱状態が維持される。また、画像形成装置は、定着装置以外にも感光体ドラム、露光光学系、現像器、クリーニング装置等が装置内の限られたスペースに配置されている。
【０００４】
このために、定着装置から放散される熱によって画像形成装置内の温度が上昇し、他の装置や部材に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで、定着装置を厚い板厚のカバーで被覆することが行われる。また、断熱効果を増すために、排気装置で定着装置の熱を外部に放出する構成が特許文献１に記載され、記録材を冷却装置によって冷却する構成が特許文献２に記載されている。その他に、定着後の用紙搬送経路近傍に、ポリカーボネートや金属板からなるシールド板にウレタンフォーム系の断熱部材を貼り付けた遮断部材を設けた構成が特許文献３に記載されている。
【０００５】
一方、画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体に形成された静電潜像を現像処理及び転写処理した後に、像担持体上の残留トナーをクリーニング手段によって除去し、この残留トナーを搬送管により搬送して前記像担持体上の潜像を現像するための現像手段に回収するトナーリサイクル装置が特許文献４等に記載されている。
【０００６】
しかし、トナーリサイクル装置は定着装置の近傍に配置されていることが多いため、定着装置より放散された熱により、残留トナーを搬送する搬送管が加熱され、中の残留トナーが凝縮して円滑に搬送されない恐れがある。このためにファンで搬送管を冷却する手段が知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−２４６６２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平４−２６００６５号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平１０−１４９０４０号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平１１−１３３６９６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定着装置を厚い板厚のカバーで被覆しても、そのために熱容量が増加して充分な断熱効果が得られない。また、特許文献１や特許文献２に記載の排気装置や冷却装置を設けると、定着装置の熱も奪われてしまうので、本来の定着装置としての機能が低下する。また、特許文献３に記載の如き遮断部材を設けると、複雑な構成になってコストアップになり、低価格の画像形成装置に採用することは困難である。
【００１２】
第１の発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、簡単で安価な構成で、内部の熱が外部に放散することを充分に抑えることができる断熱効果を有し、その結果、消費電力削減になる定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置を提案することを目的とする。
【００１３】
一方、定着装置より放散される熱により、残留トナーを現像手段に搬送して回収するための搬送管が加熱されないようにファンで搬送管を冷却する手段は、コストアップになって同様に低価格の画像形成装置に採用することは困難である。
【００１４】
また、カラー画像形成装置においては、カラートナー等の残留トナーを廃棄トナーとして、搬送管を用いて廃トナー収容容器に回収するが、この場合も同様である。
【００１５】
第２の発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、簡単で安価な構成で、定着装置等から発生した外部の熱がトナーを搬送する搬送管の内部に侵入することを充分に抑えることができる断熱効果を有するトナー回収装置、及び該トナー回収装置を備えた画像形成装置を提案することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は下記の何れかの手段により達成される。
【００１７】
▲１▼記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置において、前記定着装置を被覆するカバーの内面にセラミック層を設けたことを特徴とする定着装置。
【００１８】
▲２▼記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置において、前記定着装置を被覆するカバーの内面に液体セラミックを塗布したことを特徴とする定着装置。
【００１９】
▲３▼像担持体に残留するトナーをクリーニング装置によって除去した後、残留トナーを搬送管により搬送して回収するトナー回収装置において、前記搬送管の外周面にセラミック層を設けたことを特徴とするトナー回収装置。
【００２０】
▲４▼像担持体に残留するトナーをクリーニング装置によって除去した後、残留トナーを搬送管により搬送して回収するトナー回収装置において、前記搬送管の外周面に液体セラミックを塗布したことを特徴とするトナー回収装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に関する実施の形態を図を参照して詳細に説明する。
【００２２】
先ず、画像形成装置の一実施の形態を図１の構成図に基づいて説明する。
像担持体としての回転ドラム１は、ドラム状に形成され、外周壁に有機感光層が形成されていて、矢印方向に回転する。
【００２３】
帯電器２は、感光体ドラム１の有機感光層に対し一様な電位を与える。
露光光学系３は、不図示のレーザー光源から発光されたレーザー光をポリゴンミラー３１により主走査方向に回転走査し、ｆθレンズ３２、複数の反射鏡３３等を経て、感光体ドラム１に照射し、画像信号に対応した露光を行って静電潜像を形成する。
【００２４】
現像器４は、逆極性に帯電されたトナーを静電引力によって感光体ドラム１上に移動させ、感光体ドラム１の静電潜像を可視化してトナー像を形成する。なお、現像器４内のトナーはトナー収納容器５より補給される。
【００２５】
一方、記録材としての記録紙Ｐは、排紙トレイ６より送り出しローラ７１によって送り出され、給送ローラ７２によりタイミングローラ７３に給送される。記録紙Ｐはタイミングローラ７３の駆動によって、感光体ドラム１上のトナー像の搬送に同期して転写器８１の転写域に給送される。転写域に給送された記録紙Ｐは、転写器８２と感光体ドラム１との間でトナー像に密着し、このトナー像が記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、除電電極８２により除電される。
【００２６】
続いて、記録紙Ｐは定着装置９へ給送され、加熱ローラ９１と加圧ローラ９２との間で記録紙Ｐのトナー像（未定着画像）が加熱及び加圧されて定着される。
【００２７】
そして、記録紙Ｐは排紙ローラ１０によって装置外に排出される。
また、感光体ドラム１の外周面に残った残留トナーは、クリーニング装置１１のクリーニングブレード１１１によって除去される。また、クリーニング装置１１は、残留トナーを現像器４に搬送してリサイクルを行うトナーリサイクル装置１２に接続されている。トナーリサイクル装置１２は搬送管１２１と、搬送管１２１の内部で不図示のモータによって回転する搬送スクリュウ１２２等を備える。
【００２８】
従って、感光体ドラム１より除去された残留トナーはスクリュウ１１２によってクリーニング装置１１の一方の端に搬送された後、トナーリサイクル装置１２の搬送管１２１の中に落下し、搬送スクリュウ１２２の回転によって搬送管１２１の中を搬送されて現像器４に送り込まれ、リサイクルされる。
【００２９】
クリーニング後の感光体ドラム１は、ＬＥＤアレイからなる帯電前露光光源１２により除電され、再び帯電器２により一様帯電されて、次の記録動作に移る。
【００３０】
次に、定着装置９について図２の拡大断面図に基づいて詳細に説明する。
加熱ローラ９１は、中央にハロゲンヒータや電磁誘導回転部材等からなる加熱源９３を配置し、芯金９１ａ、弾性層９１ｂ、離型層９１ｃから構成される。
【００３１】
芯金９１ａとしては、熱伝導性の良好なアルミニウム材（熱伝導率が２．３８Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）が主として用いられ、非磁性ステンレス鋼材（熱伝導率が０．１５Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）、パイレックス（Ｒ）ガラス、サファイヤ（Ａｌ２Ｏ３）、ＣａＦ２等のセラミック材（熱伝導率が（１０〜２０）×１０−３Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ）も用いられる。芯金９１ａは、所要の機械的強度を有し、厚さ（肉厚）が０．８〜１６ｍｍ厚のものである。
【００３２】
弾性層９１ｂは、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴムで形成される。更に、画像形成の高速化対応のために、前記合成ゴム中に、フィラーとしてシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末５〜３０質量％を配合させて熱伝導率を向上させる方法が好ましく、熱伝導率が（２〜２０）×１０−３Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋ程度の弾性層として形成したものを用いる。先の混入されたフィラーは、導電性カーボンブラックと同様に、良導電性のものが好ましい。そうすることにより、弾性層９１ｂの電気抵抗（体積抵抗率）を容易に低く設定することができる。弾性層９１ｂの厚さは、０．８〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ厚である。
【００３３】
離型層９１ｃとしては、トナーとの離型性を良好とするため、厚さ２０〜１００μｍのＰＦＡ（フッ素樹脂）チューブを被覆したものや、フッ素樹脂（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ）塗料を２０〜１００μｍ塗布したものや、層厚２０〜５００μｍのシリコーンゴムやフッ素ゴムを成形したもので、熱伝導率が（３〜１０）×１０−３Ｊ／ｃｍ・ｓ・Ｋのものを用いる。離型層９１ｃは、トナーとの離型性を良好とすると共に、弾性層９１ｂの耐久性を高める。
【００３４】
加圧ローラ９２は、芯金９２ａ、弾性層９２ｂ、離型層９２ｃから構成され、加熱ローラ９１の構成部材と略同一の材料、特性、寸法に形成されている。
【００３５】
芯金９２ａは、例えばアルミニウム材より形成される。弾性層９２ｂは、例えばシリコーンゴム層或いはフッ素ゴム層やシリコーンゴムの発泡材を用いたスポンジ状の、厚さ５〜２０ｍｍ厚でゴム硬度が１０Ｈｓ〜４０Ｈｓ（ＪＩＳ、Ａゴム硬度）の厚肉ゴム層よりなり、外径２５〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。離型層９２ｃは、離型性を有するＰＦＡ、ＰＴＦＡ等の耐熱性のフッ素樹脂のチューブを被覆したものである。
【００３６】
そして、固定位置に回転可能に支持された上側の加熱ローラ９１と、バネ付勢されて加熱ローラ９１に圧接する下側の加圧ローラ９２との間に、平面状の定着ニップ部Ｎが形成され、記録紙Ｐ上のトナー像Ｔの定着が行われる。
【００３７】
また、加熱ローラ９１にはクリーニング手段９４が設けられている。クリーニング手段９４はウエッブ９４ａ、ウエッブ９４ａを巻回して保持する元巻軸９４ｂ、ウエッブ９４ａを加熱ローラ９１に圧着させる圧着ローラ９４ｃ、巻取軸９４ｄとからなる。ウエッブ９４ａは不織布等からなり、所定の通紙枚数毎に所定量が間欠的に巻き取られる。
【００３８】
なお、クリーニング手段９４としては、ウエッブ９４ａの代わりにフェルト等からなり弾性を有するパッドを加熱ローラ９１に圧着してもよい。
【００３９】
更に、加熱ローラ９１の周囲には温度センサ９５が配置され、加熱ローラ９１の表面温度を検知して、不図示の制御手段によって加熱ローラ９１の表面温度を所定温度に制御する。
【００４０】
以上の如く構成された定着装置９の各部材は、鉄板等の金属材料から形成された金属カバー９６に保持されて被覆され、金属カバー９６は耐熱性樹脂から形成された樹脂カバー９７によって被覆されている。
【００４１】
しかし、樹脂カバー９７で被覆しても定着装置９から放散される熱を充分に抑えることは困難である。そこで、金属カバー９６の内面に液体セラミック９８を塗布する。セラミックは放射された熱を反射する性質があるので、定着装置９内の熱が外部に放散されることを充分に抑えることができる。また、液体セラミック９８を用いることにより、金属カバー９６が凹凸のある複雑な形状であっても、隅々まで塗布することができる。
【００４２】
液体セラミック９８は、水５０％にムライト（Ａｌ２Ｏ２−ＳｉＯ２）とシリカ（ＳｉＯ２）、若しくはアルミナ（Ａｌ２Ｏ２）とシリカを分散させたものであり、厚みが２０〜４００μｍになるように塗布する。液体セラミック９８としては、例えば、オキツモ（株）（Ｒ）製やセラック（株）（Ｒ）製の液体セラミックを用いることができる。
【００４３】
また、金属カバー９６を用いないときは樹脂カバー９７に液体セラミック９８を塗布してもよいが、金属カバー９６に液体セラミック９８を塗布することができれば、液体セラミック９８を焼成処理して強固なものにすることができる。
【００４４】
なお、場合によっては液体セラミック９８を用いずに、金属カバー９６や樹脂カバー９７の内面にセラミック板を貼着等によって固定してセラミック層を形成してもよい。
【００４５】
次に、リサイクル装置１２における搬送管１２１を、図３の拡大断面図に基づいて説明する。
【００４６】
図１に示した如く、搬送スクリュウ１２２を内部に設け、残留トナーを搬送する搬送管１２１は、定着装置９から放散される熱で加熱され、内部の残留トナーが凝縮して円滑に搬送されない恐れがある。
【００４７】
そこで、図３の如く、搬送管１２１の外周面に液体セラミック１２３を塗布する。セラミックは放射された熱を反射する性質があるので、搬送管１２１の外部の熱が内部に侵入することを充分に抑えることができる。また、液体セラミック１２３を用いることにより、搬送管１２１が曲成した複雑な形状であっても、隅々まで塗布することができる。
【００４８】
液体セラミック１２３は、水５０％にムライト（Ａｌ２Ｏ２−ＳｉＯ２）とシリカ（ＳｉＯ２）、若しくはアルミナ（Ａｌ２Ｏ２）とシリカを分散させたものであり、厚みが２０〜４００μｍになるように塗布する。液体セラミック１２３としては、例えば、オキツモ（株）（Ｒ）製やセラック（株）（Ｒ）製の液体セラミックを用いることができる。
【００４９】
また、搬送管１２１が金属材料より形成されている場合は、塗布した液体セラミック１２３を焼成処理して強固なものにすることができる。
【００５０】
なお、場合によっては液体セラミック１２３を用いずに、搬送管１２１の外周面にセラミック製のパイプを挿着してセラミック層を形成してもよい。
【００５１】
その他に、カラー画像形成装置においては、黒トナー以外のカラートナーを廃トナーとして廃トナー収納容器に回収するが、この回収のために用いる搬送管にセラミック層を形成してもよい。
【００５２】
以上の如くセラミックを用いて熱の放散や侵入を抑えることができるが、必ずしも定着装置９やトナーリサイクル装置１２だけでなく、他の装置に用いてもよい。即ち、装置の内部の熱が外部に放散することを抑えるためには、その装置の内壁にセラミック層を設ければよいし、外部の熱が装置の内部に侵入することを抑えるためには、その装置の外壁にセラミック層を設ければよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１〜６に記載の定着装置によれば、簡単で安価な構成で、内部の熱が外部に放散することを充分に抑えることができる断熱効果を有するので、定着装置から放散される熱が他の装置や部材に悪影響を及ぼすといった問題を解決することができ、且つ定着装置の消費電力削減になるという効果を奏する。
【００５４】
請求項７〜１６に記載のトナー回収装置によれば、簡単で安価な構成で、定着装置等から発生した外部の熱がトナーを搬送する搬送管の内部に侵入することを充分に抑えることができる断熱効果を有するので、搬送管内部のトナーが熱によって凝縮されて円滑に搬送できないといった問題を解決することができるという効果を奏する。
【００５５】
請求項１７に記載の画像形成装置によれば、上述の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】定着装置の拡大断面図である。
【図３】搬送管の拡大断面図である。
【符号の説明】
４  現像器
９  定着装置
９１  加熱ローラ
９２  加圧ローラ
９６  金属カバー
９７  樹脂カバー
９８，１２３  液体セラミック
１１  クリーニング装置
１２  トナーリサイクル装置
１２１  搬送管
１２２  搬送スクリュウ
【図１】
2005003701.tif 000003
【図２】
2005003701.tif 000004
【図３】
2005003701.tif 000005