JP2887930B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術によって
静電潜像担持体上に形成された未定着可視像を記録シー
ト等の記録体へ転写し、かつ、これを同時に定着して記
録画像を形成する画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真技術を用いた画像形成法では、
画情報に応じて感光体層あるいは誘電体層等（以下、静
電潜像担持体と総称）に形成された未定着可視像（以
下、未定着画像）を用紙等の記録体へ転写する転写プロ
セスと、転写した未定着画像を熱や圧力等によって記録
体上に定着する定着プロセスとが不可欠であるが、これ
らプロセスを同時に行うことができれば、画像記録速度
の向上や装置の小型化の点で好ましいと言える。

【０００３】転写プロセスと定着プロセスとを同時に行
い得る電子写真装置は特開昭５４−７８１３４号公報に
示されており、実用機としてもＤＥＬＰＨＡＸ社のイオ
ノグラフィープリンタにその例を見ることができる。具
体的なその構造はと言えば、未定着画像が形成された静
電潜像担持体にローラーを圧着させ、これら両部材間を
通過する記録体に高圧力を作用させて未定着画像を記録
体に転写し、かつ、同時にこれを記録体へ融着させるも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような圧
力定着においては現像剤の定着強度が低いので、定着後
の画像が劣化し易いといった問題点を有している。ま
た、高圧力を作用させて転写及び定着を行うので静電潜
像担持体には機械的強度が要求されるほか、静電潜像担
持体の駆動に高トルクが必要となるといった問題点も有
している。

【０００５】一般に、圧力定着方式に起因する問題点を
克服する対策としては熱定着方式が挙げられるが、未定
着画像の転写部において転写と同時に熱定着を施そうと
すれば、静電潜像担持体の裏面側に熱源を配設せざるを
得ず、熱源と現像剤との隔たりが大きくなるので、現像
剤に充分な熱エネルギを印加するためには必要以上に大
きなエネルギを熱源で発生させなければならない。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、画像の記録体へ
の定着強度が高く、且つ、定着に要する消費エネルギの
小さな画像記録装置を提供することにある。

【０００７】更に、本発明の他の目的は、未定着画像の
記録体への転写効率を向上させることによって、静電潜
像担持体の表面を清掃するクリーニング手段が不要とな
る画像記録装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像記録装置は、画情報に応じて静電潜像
担持体上に形成した静電潜像を着色現像して未定着画像
を形成した後、この未定着画像を静電潜像担持体から記
録体へ転写し、かつ、これを記録体上に同時定着して記
録画像を形成する画像記録装置を前提とし、上記静電潜
像担持体には表面に上記未定着画像が形成される記録
層、電気エネルギの印加によって発熱する発熱層及びこ
れら両層の間に挟まれた導電層を具備させると共に、上
記静電潜像担持体の発熱層側には当該層に電気エネルギ
を供給するための通電電極を有する給電手段を配設し、
静電潜像担持体を挟んで上記通電電極と対向する位置で
上記記録体を記録層に圧接させることを特徴とするもの
である。

【０００９】このような技術的手段において、上記静電
潜像担持体は少なくとも記録層、導電層及び発熱層の三
層を備え、可撓性を有する無端ベルト状又は剛性を有す
るドラム状に形成される。何れの場合にしても、静電潜
像担持体は継ぎ目のないシームレス構造が好ましいが、
継ぎ目のある場合は未定着画像を転写する記録体の長さ
分の円周長が必要である。

【００１０】また、上記記録層は静電潜像を現像剤で着
色現像した未定着画像が乗る層であり、静電潜像の書き
込み手段の構成によりその材質は感光体であっても良い
し、誘電体であっても良い。但し、現像剤の定着温度が
通常１５０°Ｃ程度であることを考慮すれば、耐熱性に
優れた材質であることが要求され、また、加熱溶融した
現像剤の記録体への転写効率を高めるという観点からす
れば、溶融現像剤の離型性の良い材質あるいは表面処理
がなされていることが要求される。また、記録層の厚み
は、転写定着部における発熱層から現像剤への伝熱効率
を考慮した場合、薄い方が消費エネルギが小さくなるの
で好ましいと言えるが、極端に薄い場合には静電潜像の
書き込みが困難となり記録画像の解像度が低下するの
で、両者のバランスをとることが要求される。

【００１１】また、上記導電層としては良導電性材料、
例えば、銅、銀等の金属材料、導電性セラミック材料、
導電粒子分散材等が使用され、給電手段の通電電極との
間に電位差をもたせるべく所定の電位が与えられてい
る。

【００１２】更に、上記発熱層は、静電潜像担持体の機
械的強度を担うと共に電気エネルギの印加によって熱エ
ネルギを発生することが要求され、その材質としては、
例えば、カーボンブラック、金属粉末、導電性セラミッ
クス粉末等の導電性フィラーをポリイミド、ポリアラミ
ド、ポリイミドアミド、フッ素系樹脂等の合成樹脂中に
分散させて得られた導電性樹脂フィルムや、導電性セラ
ミックスシート等を用いることが可能である。

【００１３】また、上記給電手段としては、通電電極を
備えて静電潜像担持体の発熱層に電気エネルギを給電で
きるものであれば、その具体的な構成に関しては適宜設
計変更しても差し支えない。また、上記通電電極として
は、それが静電潜像担持体の発熱層の幅方向全体に接触
できる形状であれば、帯状あるいは棒状等、適宜設計変
更して差し支えないが、好ましくは発熱層の幅方向に沿
って複数に分割された分割電極で構成するのがよい。こ
のように通電電極を複数の分割電極で構成すれば、転写
定着部における未定着画像の有無に応じて各分割電極に
通電すれば良く、発熱層の幅方向全体に通電する場合に
比較して消費エネルギを抑制することが可能となる。

【００１４】更に、静電潜像担持体上に画情報に応じた
静電潜像を書き込む手段としては、デジタル、アナログ
を問わず一様に帯電した感光体層を露光することによっ
て潜像を形成するものであっても良いし、特開昭５９−
１９０８５４号等に示されたイオン投射記録装置によっ
て誘電体層の電位を制御して静電潜像を形成するもので
あっても良い。

【００１５】

【作用】上記技術的手段によれば、給電手段による電気
エネルギの印加に伴い、静電潜像担持体に備えられた発
熱層は当該電極の配設された転写定着部で熱エネルギを
発生するので、未定着画像は静電潜像担持体に圧接する
記録体に対して圧力及び熱エネルギで転写と同時に定着
されることとなり、記録体への定着強度が向上する。

【００１６】また、未定着画像を担持している静電潜像
担持体そのものが熱エネルギを発生するので、より少な
い熱エネルギで未定着画像を効果的に定着させることが
できる。

【００１７】更に、未定着画像は熱エネルギによって現
像剤が溶融した状態で記録体に転写され、かつ、溶融現
像剤が固相化して記録体に定着するので、記録体を静電
潜像担持体から剥離するタイミングを適正化することに
より、静電潜像担持体から記録体への転写効率は略１０
０％となる。

【００１８】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の画像記
録装置を詳細に説明する。図１は本発明の第一実施例を
示すものである。この実施例において静電潜像担持体１
は無端ベルト状に形成されると共に複数のロール２ａ，
２ｂ，２ｃによって所定の搬送経路に張架されており、
画情報に基づいて担持体１上に静電潜像を形成する静電
潜像書き込み手段３、静電潜像を現像して可視像化する
現像手段４、未定着可視像の転写定着部５において静電
潜像担持体１に電気エネルギを供給して未定着可視像を
用紙等の記録体へ加熱定着するための給電手段６が静電
潜像担持体１の回転方向に沿って順次配設されている。

【００１９】この静電潜像担持体１は、図２にその拡大
断面図を示すように、発熱層１１、導電層１２及び記録
層１３の３層を積層した構造からなっている。具体的に
は、体積抵抗率１０^-2〜１０²Ωｃｍのカーボン分散ポ
リイミドを厚さ３０μｍのベルト状に形成して発熱層１
１とすると共に、その片面全面には真空蒸着法によって
アルミニウムを厚さ０．０５〜１．０μｍに着膜させて
導電層１２を形成し、更にこの導電層１２の上に体積抵
抗率１０¹⁸Ωｃｍ程度のポリイミドを厚さ６μｍに着膜
して記録層１３を形成している。そして、このような構
造を有する静電潜像担持体１は発熱層１１が内側となる
ようにして無端ベルト状に形成されている。

【００２０】静電潜像の形成プロセスにおいて上記記録
層１３に画情報に応じた静電潜像を書き込む手段３は、
記録層１３の表面電位を所定の電位に一様に整えるスコ
ロトロン３１と、画情報に応じたイオン投射によって記
録層１３上に静電潜像を形成するイオン流制御記録ヘッ
ド３２とから構成されている。使用するイオン流制御記
録ヘッド３２は解像度３００ＳＰＩであり、表面電位−
８００Ｖに一様に帯電した記録層１３上にプラスイオン
を投射して−５５０Ｖのイメージ部を形成する。

【００２１】また、このようにして形成された静電潜像
は、続いて行われる現像プロセスにおいてマイナス帯電
の磁性一成分現像剤を含んだ現像器４によってイメージ
部が現像され、静電潜像担持体１の記録層１３上に未定
着の可視像７が形成される。

【００２２】一方、形成された未定着可視像７を記録体
８へ転写定着すべく静電潜像担持体１に電気エネルギを
供給する上記給電手段６は、幅方向に沿って静電潜像担
持体１の発熱層１１に摺接する通電電極９を備えた通電
ヘッド６１と、上記通電電極９に接続されて当該電極９
に電気エネルギを印加するパルス電流発生器６２とから
構成されている。

【００２３】上記通電ヘッド６１は、図３及び図４に示
すように、その通電電極９を千鳥状に配設された８個の
タングステン製分割電極９ａ，９ｂ，９ｃ，…で構成
し、これら各分割電極９ａ，９ｂ，９ｃ，…をポリイミ
ドフィルムからなる絶縁層９１の上面に５〜１５０μｍ
程度突出させ且つ静電潜像担持体の幅方向に沿って配列
すると共に、この絶縁層９１の下面側に各分割電極９
ａ，９ｂ，９ｃ，…に電気エネルギを供給するためのパ
ターン電極９２がエッチング形成された基板９３を設け
ている。この実施例において、各分割電極９ａ，９ｂ，
９ｃ，…の端部は互いに隣接する分割電極の端部と非接
触状態でラップしており、通電電極９の全長のどの地点
でもいずれかの分割電極が存在するようになっている。
そして、このような構造を有する通電ヘッド６１は圧力
２００〜３００ｇ／ｃｍで通電電極９が静電潜像担持体
１の発熱層１１に圧接している。

【００２４】また、転写定着部５においては、上記通電
へッド６１と相俟って静電潜像担持体１に記録体８をニ
ップする弾性ロール１０が配設されている。この弾性ロ
ール１０はゴム硬度５０のウレタンゴムからなり、その
表面には潤滑性をよくするためにテフロンコーティング
が施してある。

【００２５】以上のような給電手段６が配設された転写
定着部５において、静電潜像担持体１に形成された未定
着可視像７は以下のようにして記録体８へ転写され且つ
定着される。例えば、イオン流制御記録ヘッド３２の潜
像形成タイミングに基づいて未定着可視像７の先端が転
写定着部５に突入する直前から当該像７の後端が突入す
る直後までの間だけ、パルス電流発生器６２から連続的
にパルス電流を全ての分割電極９ａ，９ｂ，９ｃ，…に
印加すると、未定着画像７の直下に位置する発熱層１１
が転写定着部５において電気エネルギを受けて発熱する
こととなり、未定着可視像７をなす現像剤は溶融状態で
記録体８へ圧力転写され且つ凝固して記録体８へ定着さ
れる。

【００２６】従って、圧力のみにより未定着画像７を記
録体へ転写定着する場合に比較して画像の定着強度が著
しく向上したものとなるほか、溶融した現像剤が完全に
記録体８上で凝固した後に静電潜像担持体１から記録体
８を剥離することにより、静電潜像担持体１の表面に残
留する現像剤は皆無となるので、通常この種の装置に要
求される静電潜像担持体１のクリーニング部材を配設す
る必要がなくなる、といった利点が生じる。

【００２７】このように未定着画像７の転写及び定着は
給電手段６の通電ヘッド６１による発熱層１１への電気
エネルギの印加によって行われるのであるが、転写・定
着にあたっては必ずしも上述のように全ての分割電極９
ａ，９ｂ，９ｃ，…に同時にパルス電流を印加する必要
はない。すなわち、未定着画像７の形成箇所に対応す分
割電極にのみ適宜パルス電流を印加すれば、未定着画像
７を支障なく記録体８へ転写・定着させることができ
る。

【００２８】この際、通電ヘッド６１の制御は静電潜像
担持体１に静電潜像を書き込む際の画情報を利用し、通
電ヘッドコントロールテーブルを作成することにより、
例えば、図５に示すコントロールフローに基づいて容易
に行うことが可能である。以下にその具体的流れを説明
する。

【００２９】先ず、ページバッファに送りこまれた画情
報（主走査方向４０×８＝３２０バイト、副走査方向３
２５０ライン）の第１ライン目の第１プロックに該当す
る初めから４０バイトを読み出し、読み出した情報が全
て非印字データ［０］か否かを確認する。もし、印字デ
ータ［１］が含まれている場合には、通電ヘッドコント
ロールテーブルの第１ライン目、第１ブロックのビット
に分割電極をオンするための情報［１］を記録する。ま
た、全てが非印字データ［０］の場合には、コントロー
ルテーブルの同一ビットに分割電極をオフするための情
報［０］を記録する。

【００３０】次に、第１ラインの第２ブロックに該当す
る４１バイト目から８０バイト目を読み出し、第１ブロ
ックと同様に読み出した情報が全て非印字データ［０］
か否かを確認する。そして、通電ヘッドコントロールテ
ーブルの第１ライン目、第２ブロックのビットに分割電
極をオンあるいはオフするための情報を記録する。

【００３１】このように４０バイト毎に同様の手順を繰
り返して８番目の分割電極８ｈに対応する第８ブロック
までオンあるいはオフの情報を記録し、更にこの手順を
第２ラインから第３５２０ラインまで行うことによっ
て、ページバッファの領域全てに対応した８ビット、３
５２０ラインの通電ヘッドコントロールテーブルが作成
される。

【００３２】以上のようにして作成した通電ヘッドコン
トロールテーブルを用いて各ライン毎に８ビットの情報
と８個の分割電極９ａ，９ｂ，…を対応させれば、ペー
ジバッファの各ブロックにおける未定着画像の有無に応
じて各分割電極９ａ，９ｂ，…を個々に制御してパルス
電流を印加することが可能となる。従って、対応するラ
インが転写定着部５に突入したタイミングで通電ヘッド
６１に通電すれば、電気エネルギを無駄に消費すること
なく未定着画像７を十分に転写定着させることができる
ものである。

【００３３】尚、本実施例では通電ヘッド６１の通電電
極９が８個の分割電極９ａ，９ｂ，…から構成されてい
る例を示したが、その数が幾つであっても本実施例と同
様の効果を得られることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の画像
記録装置によれば、静電潜像担持体上の未定着画像が圧
力及び熱エネルギの共働作用によって記録体への転写及
び定着されるので、記録体への定着強度が向上して記録
画像の劣化を防止することが可能となる。

【００３５】また、未定着画像を担持している静電潜像
担持体そのものが転写定着部において熱エネルギを発生
するので、より少ない熱エネルギで未定着画像を効果的
に定着させることが可能となる。

【００３６】更に、記録体を静電潜像担持体から剥離す
るタイミングを適正化することにより、静電潜像担持体
から記録体への転写効率は略１００％となるので、未定
着画像の転写後に静電潜像担持体の表面を清掃する必要
がなく、クリーナーを排除して装置の小型化を図ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の第１実施例を示す概略
構成図である。

【図２】第１実施例に係る静電潜像担持体の部分拡大図
である。

【図３】第１実施例に係る通電ヘッドの一部を示す拡大
平面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】通電ヘッドコントロールテーブルを作成するた
めのフローチャートである。

【符号の説明】

１ 静電潜像担持体 ３ 静電潜像書き込み手段 ４ 現像器 ６ 給電手段 ７ 未定着可視像 ８ 記録体 ９ 通電電極 １１ 発熱層 １２ 導電層 １３ 記録層

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画情報に応じて静電潜像担持体上に形成
   した静電潜像を着色現像して未定着可視像を形成した
   後、この未定着可視像を静電潜像担持体から記録体へ転
   写し、かつ、これを記録体上に同時定着して記録画像を
   形成する画像記録装置であり、上記静電潜像担持体には
   表面に上記未定着可視像が形成される記録層、電気エネ
   ルギの印加によって発熱する発熱層及びこれら両層の間
   に挟まれた導電層を具備させると共に、上記静電潜像担
   持体の発熱層側には当該層に電気エネルギを供給するた
   めの通電電極を有する給電手段を配設し、静電潜像担持
   体を挟んで上記通電電極と対向する位置で上記記録体を
   記録層に圧接させることを特徴とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像記録装置において、
   給電手段の通電電極が少なくとも２以上の分割電極から
   構成され、各分割電極に対応する静電潜像担持体上の部
   位の未定着画像の有無に応じて各分割電極が発熱層に電
   気エネルギを供給することを特徴とする画像記録装置。