JPS6223075A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はプリンター、ファクシミリ等のトナーを用いて
画像を記録する装置に係シ、特に効率的に良好な定着ト
ナー画像を得るのに好適な記録装置に関する。

〔発明の背景〕

本記録装置は、プリンター、ファクシミリ等に使用され
１画像にトナー粉を用いるものであシ。

現像には静電記録方法を用い、定着には、記録紙等の記
録体上の加熱前の未定着状態におけるトナー画像ｔヒー
トロール、フラッシュランプ等の加熱体により加熱定着
させる方法を用いている。

なお、この種の記録方法として関連するものには例えば
、特開昭５７−５４９６９号公報、米国特許第２８０７
７０３号等が挙げられる。

この種の記録装置においては、定着後の画像の強度およ
び濃度が十分で、かつ記録装置のトナー消費量が少なく
定着後の記録紙等の記録体の非画像部におけるかぶシ濃
度も低いことが要求される。

したがって、加熱前の未定着状態における画像濃度を低
く保ち現像することが望まれる。ここで、定着後の画像
の強度とは、定着後のトナーの画像への付着力の程度を
言う。

しかしながら、従来の記録方法では、加熱前の未定着状
態における画像の濃度と加熱後の定着状態における画像
の濃度との関係は配慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、記録装置におけるトナー消費量を少な
くして、高い定着後の画像の強度が得られる記録装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

このため、本発明は加熱前の未定着状態におけるトナー
画像の光学反射濃度を加熱後の定着状態におけるトナー
画像の光学反射濃度と等しいか、もしくはより低く保ち
現像することにある。

本発明者等は、加熱前の未定着画像濃度を変化させ加熱
定着し、加熱後の画像濃度を測定した結果、以下に述べ
る本発明の動機となった定着特性１、　２を発見した。

なお画像濃度には、光学反射濃度を用い、コーサー社製
パーフェクトデンシトメータにより測定した。光学反射
濃度は次式により定義される。

ＯＤ＝−ｔｏｇ　ｔｏ　（Ｉ　ｅｍｕ　／　Ｉ　ｏ　）
ここでＯＤは光学反射濃度ｈＩｏは入射光量、■、１、
は反射光量金示す。

定着特性１：定着エネルギーが同一のデータに限れば、
加熱前の未定着画像濃度と加熱後の定着画像濃度との関
係において、未定着画像濃度がある値以下では、未定着
画像濃度より定着画像濃度の方が高い。その値以上では
未定着画像濃度より定着画儂濃度の方が低くなる。つま
り、未定着画像濃度を零から増加させると、定着画像濃
度は増加するが、その増加率は減少するという飽和傾向
を示す。最終的には未定着画像濃度を増加させても定着
画像濃度は増加しなくなり、トナーや定着方法によって
は減少する場合もある。

以上述べた定着特性１の飽和傾向は、ヒートロールによ
る定着方法等の接触定着方式に比較してフラッシュラン
プによる定着方法等の非接触定着方式の方が著しい。

この定着特性１は画像の顕微鏡観察から次に述べる理由
によることが判明した。第４図に未定着画像濃度が低い
場合の加熱前・彼の画像の拡大図を模式的に示す。（１
）は加熱前（２）は加熱後の図、下側が平面図、上側が
断面図である。ｊは記録紙、ハツチングを施した部分が
トナーを示す。未定着画像濃度が低い場合、加熱前（１
）に示す様にトナーは記録紙ｊ上に粗に分布しているが
、加熱により融解し、加熱後（２）に示す様に記録紙ｊ
にその面積を拡大して付着する。これにより、記録紙ｊ
上のトナ一部分の面積が増加し濃度が増すことになる。

第５図に未定着画像濃度が高い場合の加熱前・後の拡大
図を模式的に示す。記号その他は第４図と同様である。

未定着画像濃度が高い場合、加熱前（１）に示す様にト
ナーは記録紙ｊ上に密に分布しており、加熱により融解
し隣接したトナーどうしが結合し流動することにより、
加熱後（２）に示す様に大きなスケールの記録紙が露出
した空孔が出現する。この空孔により濃度が低下するこ
とになる。

未定着画像濃度が中間的範囲では、第４図および第５図
の現象が混在しており、先に述べた定着特性１があられ
れる。

従来の加熱前の未定着状態における画像濃度はその記録
装置の濃度設定の最大値が加熱後の反射濃度より高い範
囲にあった。したがって、記録装置におけるトナー消費
量が多いという欠点がある。

また、記録紙上の単位面積あたりのトナー付着量が多く
、ゆえに画像の必要とする熱吸収量が多いため、定着後
の画像の強度が低くなシ易いという欠点もある。さらに
現像装置の未定着画像を形成させるための電荷量を多く
する必要が１、非画像部におけるかぶり濃度が高くなシ
易い。７ラツシュランプによる定着方法においては、閃
光照射時のトナーの飛散が生じ易い。ヒートロールによ
る定着方法においては、定着後ヒートロール表面に残留
トナーが付着するオフセット現象が生じ易いという種々
の欠点があった。

なお１本明細書においては、未定着画像とは、加熱前の
記録紙等の記録体上のトナー画像を指し、定着画像とは
、加熱後の記録紙等の記録体上のトナー画像を指す。

前述の定着特性１から未定着画像濃度より定着画像濃度
が高い範囲、りまシ未定着画像濃度が低い範囲で実用範
囲の定着濃度を得ることが出来る。

その時、未定着画像濃度が低いため、定着後の画像の強
度は従来より高くなっている。

次に他の定着特性２について述べる。

定着特性２：同一の未定着画像濃度に限れば、定着エネ
ルギーが高い程、定着画像濃度は高い。

定着特性２は定着エネルギーが高い程、第５図に示した
空孔が少ないことによる。

定着特性２を利用して、定着エネルギーを変化させるこ
とにより、定着画像濃度を調節することが可能である。

〔発明の実施例〕

以下１本発明を更に詳細に説明するために図面を参照し
つつ実施例を説明する。

第１図は定着エネルギーをパラメータにした加熱前の未
定着状態におけるトナー画像の光学反射濃度と加熱後の
定着トナー画像の光学反射濃度との関係を示す図である
。図中ｄ１は加熱前の未定着状態におけるトナー画像の
光学反射濃度、ｄ。

は加熱後の定着状態におけるトナー画像の光学反射濃度
、ａは定着画像濃度の実用範囲、ｂは定着エネルギーが
１．１２Ｊ／ｃｍ”の時の未定着画像濃度と定着画像濃
度との関係、Ｃは定着エネルギーが１．４４Ｊ／ｃｍ”
の時の未定着画像濃度と定着画像濃度との関係を示す。

図中の破線ｄは未定着画像濃度ｄ、と定着画像濃度ｄ３
が等しい場合を示す。本発明の定着範囲はこの破線ｄ上
および破線ｄより上側に位置する。

第２図は定着に必要な最低エネルギーと加熱前の未定着
状態におけるトナー画像の光学反射濃度ｄ１との関係を
示す。定着に必要な最低エネルギーは加熱後の定着トナ
ー画像を３Ｍ社製８１０メンディングテープにより剥離
評価し、テープ剥離後と剥離前の光学反射濃度の比が９
０％となる値を示す。以後この比を定着率と呼ぶ。定着
率は定着強度に対応する。ｅはこの定着率が９０％の時
の未定着画像濃度ｄ１と定着エネルギーの関係を示す。

実用的な定着強度を得るＫは定着率が９０％以上必要で
ある。

第１図、第２図のデータは実測によるものであシ、用い
たトナーはエポキシ系のものである。定着方法にはキセ
ノンフラッシュランプによる定着方法にて１回閃光照射
する方法を用いた。第３図は実験装置を示す図である。

ｆはキセノン７：７ツシユランプ、ｇは記録紙上に形成
されたトナー画像、ｈは電力量測定器、ｉは閃光照射範
囲を示す。

トナー画像ｇのパターンには、２０Ｘ２０ａｍのペタ黒
画像を４個ずつ上下２列に配列したものを用いた。画像
パターンｇの長手方向とキセノンフラッシュランプｆの
長手方向および画像パターンｇの中心とキセノンフラッ
シュランプｆの中心を一致させ設置し、キセノンフラッ
シュランプｆを発光させることにより加熱した。光学濃
度測定には、コーサー社製パーフェクトデンシトメータ
を用いた。定着エネルギーは、キセノンフラッシュラン
プｆに供給された電力量を閃光照射面積で除した値を用
いている。

本発明は第１図の破線ｄ上および破線ｄより上側、つま
り未定着画像濃度ｄｌと定着画像濃度ｄ！が等しいか、
もしくは未定着画像濃度ｄ１より定着画像濃度ｄ３の方
が高い範囲で加熱定着することにある。この範囲で実用
的な定着画像を得るには、定着画像濃度ｄ！が実用範囲
ａを満たし。

かつ第２図における定着エネルギーが曲線ｅより上側に
ある条件、つまシ定着に必要な最低エネルギーを満たす
条件にて加熱定着を行えばよい。ここで定着画像濃度ｄ
２は本実験に用いたトナー画像の場合０．８より低い場
合は画像が薄いため、実用的定着画像濃度としては、０
．８以上必要である。

例えば、未定着画像濃度ｄ１が０゜６２定着エネルギー
が１．１２Ｊ／ｃＩｎ”の条件にて加熱した場合、第１
図の曲線すより本発明の未定着画像濃度と定着画像濃度
との関係を満たすことになる。その時、定着画像濃度ｄ
２は０．８となシ定着画像の実用範囲ａを満たす。また
、この条件の未定着画像濃度ｄ１では、第２図の曲線ｅ
より定着に必要な最低エネルギーは０．９５　Ｊ　７ｃ
ｍ”であるから、定着エネルギーは十分である。すなわ
ち、第２図の曲線ｅは定着率９０％を示すものであるの
で、定着率９０％以上の高い定着強度が得られているこ
とになる。次に未定着画像濃度ｄ、が０．６２．定着エ
ネルギーが１．４４　Ｊ　７ｃｍ”の条件にて加熱した
場合、第１図の曲線Ｃより本発明の未定着画像濃度と定
着画像濃度との関係を満たすことになる。その時、定着
画像濃度ｄ２は０．９２となシ、前述の曲線すを用いた
実施例より高い濃度が得られている。すなわち、定着エ
ネルギーを増加させたことにより、同一の未定着画像濃
度ｄ１を用いて、定着画像濃度ｄ！を増加させることが
出来たことになる。その時当然ながら、前述の曲線すを
用いた場合と同様定着強度は十分である。

次に比較例として１本発明の未定着画像濃度と定着画像
濃度との関係以外の条件にて定着を行った場合を示す。

例えば、未定着画像濃度ｄ１が１２４定着エネルギーが
１．１２　Ｊ　７ｃｍ”の条件の場合、第１図の曲線す
より、本発明の未定着画像濃度と定着画像濃度との関係
を満たしていない。

この場合、定着画像濃度ｄ２は１．０４となり、定着画
像の実用範囲は満たすが、第２図より必要な最低エネル
ギーは１．１２　Ｊ　７ｃｍ”となシ、この比較例の条
件と一致する。すなわち定着率は９０％であシ、実用的
な定着強度のうち最低値しか得られていない。

本発明の実施例によれば、未定着画像濃度を従来より著
しく低く出来るので、記録装置におけるトナー消費量を
著しく減少させ、従来より高い定着画像濃度を得ること
が出来るという効果がある。

また現像部の未定着画像を形成させるための電荷量を減
少させるため、非画像部におけるかぶシ濃度も低下させ
ることが出来るという効果がある。

フラッシュランプによる定着方法においては閃光照射時
のトナーの飛散を減少させることが出来、ヒートロール
に、よる定着方法等の接触定着方式においては、定着後
ヒートロール表面に、残留トナーが付着するオフセット
現象を防止する効果もある。

本発明の定着装置の第２の実施例を図面を用いて説明す
る。

本実施例では未定着画す濃度と定着画像濃度との関係を
満たす範囲において、濃度むらのない安定した画像を得
るため、トナーにより可視化された潜像形成体上のトナ
ー像もしくは記録紙等の記録体上のトナー画像の濃度を
測定し、印写系の現像条件にフィードバックをかけ制御
する方法である。

第６図は第２の発明の実施例を示す図である。

ｋは感光体ドラム、ｔは帯電器１ｍは帯電器印加電源、
ｎは濃度計、０は印字範囲、ｐはモニター用ベタ黒トナ
ー像、ｑは記録紙、ｒはクリーナー、Ｓはスリーブを示
す。

第６図において、印字範囲Ｏの幅より、感光体ドラムに
の幅の方が広く、印字範囲０より外側にモニター用ベタ
黒トナー像ｐを印字範囲Ｏ内にあるトナー像と同時に印
刷する。モニター用ベタ黒トナー像ｐの濃度変化を濃度
計ｎにて検知し、その濃度の増減に心して、モニター用
ベタ黒トナー像ｐが安定化する方向に帯電器印加電源ｍ
の出力を制御する。したがって感光体ドラムに上の帯電
量が制御され印字範囲０にあるトナー画像濃度が安定化
する。モニター用ベタ黒トナー像ｐは濃度計ｎにより測
定された後、記録紙ｑに転写されずにクリーナーｒによ
り感光体ドラムｋから消去される。

未定着画像濃度より定着画像濃度の方が高い条件で実用
的定着画像を得るには、未定着画像濃度が低い状態で濃
度むらのない安定した現像方法が必要であシ、第６図に
示した方法でモニター用ベタ黒トナー像ｐの濃度を低く
設定しておけば、所望の濃度むらのない安定した未定着
画像が得られる。

未定着画像濃度を低下させるには、本実施例の感光体ド
ラムの帯電量を低下セせる方法以外に、■　感光体ドラ
ムとスリーブの間隙を広げる。

■　現像時の露光量を減少させる。

■　現像剤の帯電量を低下させる。

等の方法が挙げられる。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明によれば未定着画像濃度より定
着画像濃度の方が高い範囲で定着を行うことにより、低
い未定着画像濃度で定着が可能で。

高い定着強度を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明の効
果を示す図、第３図は実験装置を示す斜視図、第４図は
本発明の動機となった現象を示す図、第５図は本発明の
動機となった現象を示すその他の図、第６図は本発明の
請求の範囲第５項記載の発明の実施例を示す斜視図であ
る。 ｂ、　　ｃ・・・未定着画像濃度と定着画像濃度との関
係、ｄ・・・未定着画像濃度と定着画像濃度が等しい条
件。 ｄｌ・・・加熱前の未定着状態におけるトナー画像の光
学反射濃度、ｄ２・・・加熱後の定着状態におけるトナ
ー画像の光学反射濃度、ｅ・・・未定着画像濃度と定着
に必要な最低エネルギーとの関係、ｆ・・・フラッシュ
ランプ、ｇ・・・トナー画像、ｊ・・・記録紙、荊３図 率５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、潜像形成体上に静電潜像を形成し、該潜像を現像し
   てトナー像とし、該トナー像を記録体に転写し、該記録
   体上に未定着状態のトナー画像を形成させた後、該未定
   着トナー画像を定着器により加熱し定着し、定着状態の
   トナー画像を得る電子写真の記録装置において、加熱前
   の未定着状態におけるトナー画像の光学反射濃度をｄ＿
   １とし、加熱後の定着状態におけるトナー画像の光学反
   射濃度をｄ＿２とし、ｄ＿１／ｄ＿２を１もしくは１よ
   り高い値に現像することを特徴とする記録装置。 ２、該定着器の加熱体が非接触加熱体より成る特許請求
   の範囲第１項記載の記録装置。 ３、該定着器の加熱体がフラッシュランプより成る特許
   請求の範囲第１項記載の記録装置。 ４、加熱前の未定着状態におけるトナー画像の光学反射
   濃度を０．８以下に現像する特許請求の範囲第１項記載
   の記録装置。 ５、トナーにより可視化された潜像形成体上のトナー像
   もしくは記録体上の加熱前の未定着状態のトナー画像の
   濃度を測定し、帯電器印加電源にフィードバックし、該
   測定値に応じて潜像形成体の帯電量を制御する特許請求
   の範囲第１項または第４項記載の記録装置。