JPS5995563A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トナー像を保持する感光体ドラム等の像保持
体と、この像保持体上のトナー像を転写せしめかつこの
転写トナー像を記録紙等の次の転写材へ更に転写する例
えばベルト状の中間転写体とを有し、前記転写材への転
写部が転写用回転体（例えばロール）とこれに圧接され
る圧接回転体（例えばロール）とによって構成されてい
る記録装置、特に静電記録又は電子写真複写装置に関す
るものである。

従来、静電記録、電子写真等の記録装置においては、感
光体ドラム等の像保持体上に静電荷像を形成し、これを
トナーおよび必要に応じてキャリアを混合した現像剤に
よって現像し、得らｎたトナー像を例えば静電的に転写
シート上に転写し、更に定着するというプロセスに基づ
いて画像を形成している。

しかしながらトナー像を例えばコロナ放電器のような転
写電極によって静電的に転写シート（記録材）上に転写
する場合、電荷の乱れが伴い、トナー像の解像力が低下
してしまう。また、トナーとして例えば、近時推奨され
ている導電性磁性トナーなどを用いた場合には、一層の
電荷の乱れを生じ、実質的に転写不可能な状態を招く。

上記した静電転写による欠点を改良する方法として、例
えば押圧ロールなどを用いて転写シート上に抑圧転写す
る方法も試みられたが、転写効率が悪く、トナー像は約
半分の量しか転写されないなどの障害がある。

そこで、例えば特公昭４６−４１６７９号公報、特公昭
４８−２２７６３号公報、特開昭４９−７８５５９号公
報および米国特許第３．９９３．８２５号明細書等にお
いて、ゴムを転写層とする中間転写体に上記トナー像を
抑圧転写し、この転写されたトナー像を加熱ロールを用
いてその加熱溶融下に転写シート上に抑圧転写、定Ｎ（
転写定着）する方法が提案されている。かかる方法にお
いては、例えばシリコーンゴムまたは弗素ゴムの如く、
一方では離型性を有すると共に他方では抑圧時に微粒子
体を付着する性質を有するゴム系の転写層の表層にトナ
ー像が押圧転写され、この転写層上のトナー像は加熱ロ
ールなどの加熱体と接触加熱されて溶融し、同時に給送
された転写シート上に押圧転写され、定着される。即ち
、加熱により溶融したトナー像は転写層のもつ上記離型
性に基づき容易に転写シート上に転写、定着されるから
、転写工程によるトナー像の解像力の低下がなく、しか
も高い転写率で転写が実現されるとしている。

この公知の記録装置においては、上記転写定着部は加熱
ロール（これは中間転写体を兼ねることがある。）とこ
れに圧接される圧接ロールとで構成され、これら両ロー
ル間に必要に応じてベルト状中間転写体と、記録紙（転
写シート）とが挟着されながら通されることによシ、中
間転写ベルト上のトナー像が記録紙上に転写定着される
。この場合、圧接ロール側にも熱源を配し、両ロールを
加熱しながら操作すれば、転写定着に充分な温度に中間
転写体及び記録紙を保持できるから、転写定着性を向上
させる上で１つの優れた方策とな９得る。

ところが、この両ロール加熱方式の場合、本発明者は次
の如き問題点があることを見出した。即ち、各ロールの
熱源に供給される電力は太きいために、同時に各熱源に
電力を供給してしまうと過大な電流が流れ、大きな電源
容量が必要となってしまう。このことは、特に複写動作
時においてコピー釦のオン後の感光体ドラムの回転中に
、露光ランプ等に大きな電力を供給しなければならない
ことからみて非常に不都合である。何故ならば、複写動
作中の消費電力が非常に大きくなって通常以上の電源容
量が必要となるから、一般の家庭用電源では不充分とす
り、このために複写装置の使用範囲が制限され、その実
用性が制約を受けることになる。

本発明者は２上記した状況に検討を加えた結果、上記の
如き両ロール加熱方式においては次の特殊な現象が生じ
ていることが判明した。即ち、上記両ロールのうち一方
（例えば圧接ロール）の温度は上記の転写定着性を決め
（若しくは支配し）、他方のロール（例えば中間転写体
を兼ねる加熱ロール）の温度は転写定着性を促進する補
助的なものであって、特に複写動作中は圧接ロールの温
度によって加熱ロールがある程度の（つまシ、転写定着
性を補助するのに必要な）温度に加熱され得ることであ
る。これは、加熱ロールが熱容量の大きい材料からなっ
ている場合に顕著に生じる現象でちる。

本発明は、こうした知見に基づいてなされたものであっ
て、特に複写等の記録動作時に多くの電力を消費するこ
となくして、転写材への転写性（更には定着性）を良好
に行なえ、実用性の充分ある記録装置を提供することを
目的とするものである。

この目的は、冒頭に述べた記録装置において、前記転写
用回転体と前記圧接回転体との双方に熱源（例えば内蔵
されたヒータランプ）及び両回転体の表面温度を検知す
る温度検知部が夫々配されると共に、前記両回転体を夫
々温度制御するとき、記録動作中には双方の熱源が同時
にオンされないように構成されたことを特徴とする記録
装置によって達成される。

本発明によれば、複写動作中は、転写用回転体と圧接回
転体との双方の熱源が同時にオンすることかないよう構
成されているから、同時に熱源がオンされる場合よシも
電源容量を小さくすることができるのである。

電気製品が電源と接続されたときに流れる初期電流は、
通常の電流よ９２〜５倍もの多くの電流が流れる。本記
録装置において電力を主に消費するのは、露光ランプ、
転写用回転体と圧接回転体の熱源である。複写中で露光
ランプが点灯し、その上転写用回転体と圧接回転体の熱
源を同時にオンさせようとした場合、必要な全電流を流
すのに充分な電源容量は、相当大きくなる。特に、露光
中に回転体の熱源がオンすると突入電流のため、通常電
流の数倍以上の電流が流れ、電源容量に余裕がないとき
は露光ランプの光量が変動し、画像に乱れが生じてしま
う。そこで、複写中で露光ランプが点灯しているときに
は、転写用回転体及び圧接回転体の熱源をオンするタイ
ミングをずらすこととし、側熱源に同時に初期（突入）
電流が流れるのを防止せんとしたのである。このように
すれば電源容量を小さくし、本装置の実用性を高めるこ
とかできる。

以下、本発明を実施例について図面参照下に詳細に説明
する。

まず第１図について、中間転写体として中間転写ベルト
を有する記録装置の概略を説明する。この記録装置にお
いては、回転ドラム型の感光体ドラム等のトナー像保持
体１の外周面に沿った領域において、公知の潜像形成機
構２、現像機構３及びクリーニング機構４が回転方向に
順次膜けらｔている。現像機構３とクリーニング機構４
との間の転写領域Ａにおいて、エンドレスベルトより成
る中間転写体５が抑圧（転写）ロール６によシ上記トナ
ー像保持体１の外周面に押圧される。中間転写ベルト５
は、第２図に明示するように、ポリイミド等の可撓性フ
ィルム基板か上に粘着性のおる例えばシリコーンゴム層
２１が塗布されたものからなっている。上記中間転写ベ
ルト５は、押圧ロール６のほか、加熱ロール７とテンシ
ョンローラー８とに架は渡され、上記転写領域Ａにおい
てトナー像保持体１と同方向に等速で移動されて加熱ロ
ール７における中間転写体加熱領域Ｂに向う。

また、テンションローラー８に対向してクリーニングロ
ーラー１２が配され、更にベルト５の帯電を防ぐ除電ブ
ラシ等の除電部材１３が設けられている。

加熱ロール７における上記中間転写ベルト５の離脱点又
はその近傍における転写定着領域Ｃにおいては、当該ロ
ール７に押圧されるように圧接ロール９が設けられてい
る。この転写定着領域Ｃを通過するよう設定された、記
録紙よ構成る転写材の転写材移動路Ｐにおける上記転写
定着領域Ｃの直前の転写材加熱領域りに沿って、転写材
加熱板１０が配置されている。

以上のような構成の装置を用い、本例においては、次の
ようにしてトナー像保持体上に形成したトナー像を最終
的に転写材に転写定着せしめる。

先ずトナー像保持体１上のトナー像Ｔは、潜像形成機構
２により形成された潜像を現像機構３により現像するこ
とによって形成される。即ち、電子写真法を利用する場
合においては、トナー像保持体１は、セレン系、有機化
合物系、酸化亜鉛又は硫化カドミウム系の／（インダー
型、その他の電子写真感光体によシ構成され、潜像形成
機構２によシ、トナー像保持体１の外周面を全面帯電せ
しめた後画像露光を行なうことにより静電潜像を形成す
る。又、静電記録法を利用する場合には、トナー像保持
体１を導電性基体と誘電体表面層より成る誘電体によシ
構成し、画像信号をマルチスタライス電極又はイオン制
御電極によシ静電潜像に変換することにより潜像を形成
せしめる。又、磁気記録法を利用する場合には、トナー
像担持体１を磁性体により構成し、画像信号を磁化へ・
ンドにより磁気信号に変換して磁気潜像を形成してもよ
い。

このようにして形成された潜像は、それが静電潜像であ
る場合には、現像機構３によシ、潜像を形成する電荷と
反対極性に帯電された着色荷電粒子であるトナーにより
可視像とされる。ここに使用されるトナーが一成分導電
性磁性トナーである場合には、トナーに誘起された電荷
によシ現像される。−成分導電性磁性トナーを使用し磁
気プラシ現像法を用いた場合には、トナ一層が単−粒子
層又はそれに近い薄層として形成されるので、最終的に
得られる画像の画質、耐久性、高速現像性において優れ
、又転写材を選択することなく良好な転写が可能である
点で特に好ましい。潜像が磁気潜像である場合には、磁
性トナーによシ現像すればよく、転写時の画像のにじみ
の発生を防止することができて鮮明な画像が得られる。

以上のようにして形成されたトナー像担持体１上のトナ
ー像Ｔを、転写領域Ａにおいて中間転写ベルト５上に押
圧ローラ６の押圧力により転写せしめる。

中間転写ベルト５の粘着層、特にシリコーンゴム層は、
低温では表面の適度な粘着性とトナーを包含するゴム弾
性とＫよシ、転写領域Ａにおいて、トナー像保持体１の
トナー保持力に打ち勝って中間転写体側にトナーを充分
に捕獲することができる。また、シリコーンゴム層の表
面エネルギーは通常の転写材材料に比して充分に小さい
ものであるため、後述する転写定着領域Ｃにおいて、ト
ナーの転写材側の表面から当該トナーが加熱されて流動
性を帯びた状態で転写材が圧接せしめられると、トナー
は転写材に強く付着するようになって転写材へ殆ど完全
に転写定着されるようになる。

加熱ロール７は、中空のアルミニウム等の金属ロール内
に例えば赤外線ランプ等よ構成るヒータ７Ａを内蔵する
ものであシ、この金属ロールの表面を適当な範囲の温度
に制御する。これにより中間転写ベルト５との接触開始
点Ｅと、転写定着領域Ｃとの間の領域、即ち中間転写体
加熱領域Ｂにおいて中間転写ベルト５及びその上のトナ
ー像Ｔを加熱し、領域Ｃでのトナー像の転写定着性が充
分となるようにしている。転写定着領域Ｃにおける圧接
ロール９は、転写定着性をよシ向上させる補助加熱ロー
ルとして構成され、シリコーン系ゴムなどの表層を設け
た耐熱性弾性ロールであってヒーターランプ９人を内蔵
したものが使用される。

又、図示の例における転写材加熱板１０は、圧接ロール
９の外周面に沿って接触するよう適合する形状を有し、
上記転写材を、圧接ロール９０表面と転写材加熱板１０
との間を通過せしめるときに、転写材加熱板１０により
、転写定着領域Ｃにおいて中間転写体５上のトナー像が
当該転写材に充分に転写定着される程度にその表面を接
触加熱する。ここに圧接ロール９０表面の摩擦係数は転
写材加熱板１００表面のそれよりも大きくし、従って圧
接ロール９０回転による表面の移動にともない、固定さ
れた転写材加熱板１００表面を転写材が摺動して接触加
熱され、転写定着領域Ｃへ搬送される。このようにして
予備加熱された転写材は、転写定着領域Ｃにおいて、予
め熱ロール７によりトナー像と共に加熱された中間転写
ベルト５と圧接ロール９によシ挾まれて圧接され、これ
によシ、トナー像のトナーが加熱によシ流動性を帯びた
状態で圧接されるため、転写材上に確実に転写定着され
る。

転写定着領域ＣＩ通過した転写材は通常、中間転写ベル
ト５に沿って搬送され、テンションローラー８により中
間転写ベルト５より分離される。

ここで、テンションローラー８の径を小さくしておくと
、転写材の中間転写ベルト５よシの分離を容易に行なう
ことができるが、更に揺動せしめることにより中間転写
ベルト５の偏倚を防止することもできる。転写定着領域
Ｃを通過した中間転写ベルト５は一部自然冷却され、再
び転写領域Ａにおいて転写を受け、更に転写定着領域Ｃ
において転写定着プロセスを繰シ返す。

図中、１１はクリーニングローラーであって、圧接ロー
ル９にトナーが付着したときにこれを除去するものであ
る。

中間転写ベルト５、トナー及び転写材の三者を共に加熱
するだめ、その各々における必要な加熱温度を低下せし
めることが可能となり、これによってその各々を過度に
加熱することが不要となシ、しかも逃散する熱量を小さ
く抑制することができて全体の熱利用率を大幅に向上せ
しめることができることも加わって、全消費エネルギー
を大幅に減少せしめることができる。又、トナー像の転
写定着を高速で行なうことが可能となる。また、中間転
写ベルト５は過度に加熱されないから、トナー像保持体
１が光導電性感光体のような、その基本特性において熱
に対して繊細な性質を有するものであってもその良好な
特性を阻害することがなく、或いは中間転写ベルト５の
材料成分の一部がトナー像保持体１に付着すること等の
不都合を防止することができると共に、中間転写ベルト
５が高温に加熱されず、又激しい温度変化に曝されない
ことによシその耐久性を長期間に亘って保有せしめるこ
とができ、或いは轟該中間転写ベルト５の材質に必要と
される耐熱性の条件が緩和され、材質の選択範囲が拡大
されてコストの低下を図ることができる。又、トナーが
過度に加熱されることがなく、トナーの流動性が過大に
なることによる画像のにじみ或いはオフセット現象が生
ずることがない。加えて、転写材も過度に加熱されるこ
とがなく、転写材の熱変形及びしわも発生せず、当然の
ことながら火災の危険性も事実上皆無とすることができ
る。

さて第３図は本発明の一実施例を示すもので中間転写体
として、ベルト状のものを用いて第１図の構成に対応す
る。

転写用回転体７及び圧接回転体９の表面近傍にそれぞれ
熱電対やサーミスタ等の感熱素子を有す温度検出部１４
．１３を配設してあり、温度検出部１４の出力信号は熱
源への電力供給を制御する制御部１５へ入力され、それ
に基づいて転写用回転体７用の熱源のヒータ７Ａを制御
し、一方温度検出部１３の出力信号は制御部１５に入力
され、そこで圧接回転体９用の熱源のヒータ９Ａを制御
するように構成されており、特に注目すべき構成は、複
写等の記録動作中に限って、転写用回転体７の熱源用ヒ
ータ７Ａと圧接回転体９の熱源用ヒータ９Ａとが同時に
オンされないように制御部１５が構成されていることで
ある。

非複写中に、転写用回転体７の熱源用ヒータ７Ａと圧接
回転体９の熱源用ヒータ９Ａに電力を供給し、両回転体
を定着可能な温度に高める。その後は、転写定着性能を
決める両回転体７．９の表面近傍に感熱素子（例えば熱
電対、サーミスタ等の半導体温度センサ）それぞれ１４
．１３からなる温度検出部からの温度情報が制御部１５
に入力され、更にこの制御部１５からの制御信号が上記
各ヒータ７Ａ、９Ａのリレー、ＳＳＲ等によって構成さ
れる各スイッチ回路部（駆動回路）１６．１７に夫々入
力され、温度調整がなされる。

制御部１５は、例えばマイクロコンピュータにより各回
転体７．９の各設定温度がメモリされ、各回転体７．９
の実際の温度が設定温度から変動した場合に、これに応
じて別々にヒータ７Ａ、９Ａへの電力供給を変化させる
信号をスイッチ回路部１６．１７に与える。例えば転写
回転体７の温度が高すぎる場合には、ヒータ７Ａの電力
供給をオフする信号が制御部１５からスイッチ回路部１
６へ与えられ、また逆の場合にはヒータ７Ａに電力を供
給する信号が与えられる。これと並行して圧接回転体９
の設定温度もメモリしている制御部１５からは圧接回転
体９の温度情報に対応した制御信号がスイッチ回路部１
７に与えられ、これによってヒータ９Ａの供給電力が制
御され、転写定着に適した温度が保たれる。

しかし複写等の記録をしている時には、両回転体を加熱
するヒータ７Ａ、９Ａが同時にオンしたのでは、複写プ
ロセスに要する露光ランプの点灯等の電力消費が重なる
ので、前記した理由によシ記録装置の電源容量を大きく
しなければならない。

電源容量の大きい電源は形状、重量も大きく、価格も高
く、実用には適さない。そこで本発明は複写動作中に各
ヒータ７Ａ、９Ａに電流が同時に流れるのを防ぐため特
に露光中での突入電流や容量不足による電圧降下を陀ぐ
ため、複写中に各回転体７又は９の温度が設定温度より
低くなっても、スイッチ１６．１７を同時にオンするの
ではなく、時間をずらせてオンするよう工夫しているの
である。

ヒータ７Ａ及び９Ａに電力供給はそれぞれスイッチ回路
部１６．１７によってＯＮ、０１”　Ｆが行なわれ、こ
のオン信号は、それぞれ感熱素子１４、】３の各回転体
の表面温度情報に基づき制御部１５から出されている。

感熱素子１３．１４の温度情報によシ、両回転体の温度
が設定温度よシ低くなシ、両ヒータ９Ａ及び７Ａを同時
にオンさせたいような状態が発生しても、制御部１５で
スイッチ回路部１７．１６に出すオン信号のタイミング
をずらして一方の熱源のみをオンさせれば、所望の定着
温度を保持できる。例えば、制御部１５にカウンタを設
けて一方のスイッチ回路部に接続し、スイッチ回路部１
７．１６の両方に同時にオンの信号が出された場合でも
、カウンタに設定したある時間を経過しなけれはスイッ
チがオンされないようにすれば、スイッチ回路部１６．
１７が同時にオンされることはない。この設定時間は、
装置全体が冷えておシ大きな初期電流が流れる危険性の
ある時間に設定すれば、電源にかける負担を少なくする
ことができる。

第４図は、中間転写体をロール方式とした例を示すもの
であって、上記した例と共通部分には共通符号を付して
説明を省略している。

この例では、金属ロール基体上にシリコーンゴム等の粘
着層を転写層として設けた中間転写ロール６に対し、下
方から転写定着性を支配する所定温度の圧接ロール９が
圧接せしめられるが、両ロール５．９共に上述した如き
ヒータ２５Ａ（補助用）、９Ａ（メインヒータ）が夫々
内蔵されている。

このような中間転写ロールを用いた方式は中間転写ベル
ト方式に比べて構成がずっと簡素化され、ロール温度も
制御し易いという利点がある。この場合も第３図と全く
同様に本発明を実施することができるので、動作は特に
説明しないが、同様な結果を得ている。

また本発明では、複写動作中（複写開始から、最終複写
紙の排出まで）に亘って転写用回転体と圧接回転体のヒ
ータへの電力供給に関し、同時にＯＮＬ、ないようにな
り、効果を得たが、特に複写動作中とシわけ露光ランプ
点灯中においては上記条件を満足した上に、ＯＮ、ＯＦ
Ｆ動作自体をしないようにすることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は中
間転写ベルトを有する記録装置の概略図、 第２図は中間転写ベルトの一部断面図、第３図は中間転
写ベルトを用いた記録装置とヒータの温度制御ブロック
図、 第４図は中間転写粱〜ゼールを用いた記録装置とヒータ
の温度制御ブロック図 である。 なお、図面に用いられている符号において、１・・・・
・・・・・像保持体 ３・・・・・・・・・現像機構 ５・・・・・・・・・中間転写ベルト ６・・・・・・・・・押圧ロール ７・・・・・・・・・転写用回転体 ７Ａ、９Ａ、２５Ａ・・・・・・ヒータ８・・・・・・
・・・テンションロール９・・・・・・・・・圧接ロー
ル １０・・・・・・・・・加熱板 １３．１４・・・・・・感熱素子（温度検出部）１５・
・・・・・・・・制御部 １６．１７・・・・・・スイッチ回路部１８・・・・・
・・・・電源 ５・・・・・・・・・中間転写ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、トナー像を保持する像保持体と、この像保持体上の
   トナー像を転写せしめ、かっこの転写トナー像を次の転
   写材へ更に転写する中間転写体とを有し、前記転写材へ
   の転写部が転写用回転体とこれに圧接される圧接回転体
   とによって構成されて６る記録装置において、前記転写
   部を構成する前記転写用回転体及び前記圧接回転体との
   双方に熱源及び両回転体の表面温度を検知する温度検知
   部が夫々配されると共に、前記両回転体を夫々温度制御
   するとき、記録動作中には双方の熱源が同時にオンしな
   いように構成されたことを特徴とする記録装置。