KR100355399B1

KR100355399B1 - 전사 정착 장치, 상담지 반송체 및 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR100355399B1
Application number: KR1020000068601A
Authority: KR
Inventors: 우수이사또시; 이시까와기요따까; 가또노부유끼; 시노하라고우이찌로우
Original assignee: 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-10-11
Also published as: JP2001154510A; KR20010060347A; US6526250B1

Abstract

본 발명은 두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 사용하였어도, 광택감(글로스(gloss))이 양호한 고화질의 화상을 얻는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상담지 반송체(像擔持搬送體)(1) 및 기록 매체(2)가 사이에 끼어서 반송되는 적어도 한 조(組) 이상의 압압체(押壓體)(5)를 포함하고, 각 조의 압압체(5) 사이의 닙(nip) 영역을 넘는 영역에서 상담지 반송체(1) 상에 기록 매체(2)를 접촉 반송하는 압압 반송 기구(4)와, 압압 반송 기구(4)에 의해서 상담지 반송체(1) 상에 접촉 반송되는 기록 매체(2)를 표리 양측에서 가열하여 미(未)정착상(T) 및 열가소성 수지층(2a)을 용융하는 가열원(7)을 갖고, 기록 매체(2)의 비상담지면(非像擔持搬送體)측에 공급되는 열보다 기록 매체(1)의 상담지면측에 공급되는 열을 많게 조정한 열 공급 조정 기구(6)를 구비한다. 또 예열 기구(8)를 거친 후에 가열 가압 기구(9)에 의한 전사 정착을 행한다. 또 복수의 다른 글로스 면(1a. 1b)을 갖는 상담지 반송체(1)를 제공한다. 또 이들을 사용한 화상 형성 장치도 제공한다.

Description

전사 정착 장치, 상담지 반송체 및 화상 형성 장치{TRANSFER FIXING DEVICE, IMAGE HOLDING CONVEYER AND IMAGE FORMING DEVICE}

본 발명은 중간 전사체 등의 상담지 반송체 상에 형성되는 미정착상(토너상 등)을 기록 매체에 전사 정착하는 전사 정착 장치, 상담지 반송체 및 화상 형성 장치에 관한 것이며, 특히 기록 매체로서 표면에 열가소성 수지층이 설치된 것을 사용할 때에, 유효한 전사 정착 장치, 상담지 반송체 및 화상 형성 장치의 개량에 관한 것이다.

근년 컴퓨터의 발달과 네트워크 등의 정비, 또 대용량 기억 매체 등의 출현에 더하여 스캐너나 디지털 카메라 등의 보급에 수반되어, 급속히 사진 형태의 화상 데이터가 확대되고 있고, 또 이들 화상 데이터를 고화질로 프린트 아웃하고자 하는 요구가 높아지고 있다. 특히 풀 컬러 화상에 대하여 광택을 내는 것에 의한 화질 향상의 요망이 높아지고 있다.

한편 전자 사진 방식 등의 복사기, 프린터, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에 있어서는, 토너상에 순간적인 가열 및 가압을 하여 전사와 정착을 동시에 행하는 전사 동시 정착 방식이 기술 검토에 수반되어 화상 형성 속도의 고속화가 도모되고 있다.

여기서 이 종류의 전사 정착 장치에서는, 예를 들면 감광체 드럼 등의 상담지 형성체 상에 토너상을 형성하고, 중간 전사체 등의 상담지 반송체 상에 토너상을 전사한 후에, 중간 전사체 상의 토너상에 대하여 가열 롤 및 가압 롤 쌍으로 순간적인 가열, 가압을 함으로써, 기록 매체에 토너상을 전사 동시 정착하는 것이 널리 알려져 있다.

그러나 토너상은 일반적인 기록 매체인 종이 안에 모두 침투되는 것은 아니며, 기록 매체 상에 부풀어올라서 형성된다. 따라서 중간조 영역이나 하이라이트 영역에서는, 선이 많아지거나 도트의 구조가 부풀어올라 요철(凹凸)상으로 기록 매체에서 부풀어올라 있기 때문에, 입사광의 산란(散亂)이 커지고, 인물 화상과 같이 농도 계조가 비교적 큰 화상을 형성한 경우에, 고 광택영역과 저 광택영역이 혼재된 화상으로 되어 위화감을 느끼게 된다. 또 이와 같은 요철 화상은 화상 표면에서의 난반사의 영향에 의해서 색 재현성이 저하되어 선명성이 낮은 화상으로 되고 만다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하는 수단으로서, 기록 매체 상에 투명 수지층을 설치하고, 이 기록 매체 상에 토너를 전사한 후, 롤 열 정착기로 토너를 이 투명 수지층 중에 매립하는 방법(예를 들면 특개소 63-92965 호 공보)이나, 기록 매체 상에 열가소성의 투명 수지층을 갖고, 투명 수지의 연화점(Tmp)이 토너의 연화점(Tmt)에 대하여, +10℃에서 -30℃ 범위의 투명 수지를 사용함으로써 화상 광택 및 색 재현성이 우수하고, 색 불균일의 발생이 없고, 입상성이 우수하고, 또 화상 광택의 균일성이 우수한 화상을 얻는 방법(예를 들면 특개평 10-63028 호 공보) 등이 이미 개시되어 있다.

그러나 이 종류의 기록 매체, 즉 최상층이 토너를 매립시키기 위한 수지층(열가소성 수지층)으로 덮어져 있는 기록 매체를 사용하고, 상술한 전사 정착 장치로써 토너상을 전사 정착하여도 전사·정착속도, 즉 중간 전사체의 이동 속도를 높여 가면, 토너상 및 열가소성 수지층에의 열 공급이 충분히 행하여지지 않아 부족하게 되고, 그 결과 토너상이 열가소성 수지층 내에 충분히 정착하지 않게 되어, 기록 매체 표면에 형성된 화상의 표면 평활성이 저하되어, 화상 얼룩이나 미소한글로스 얼룩이 발생하기 쉽게 된다. 특히 중간조 영역에서는 토너를 통한 열가소성 수지층에의 열 공급이 불충분하게 되므로, 그 영향이 현저하게 나타나는 등의 현상을 볼 수 있다.

이와 같은 사태를 회피하기 위해서 상술한 전사 정착 장치에 있어서, 토너상 및 열가소성 수지층에 열을 공급하는 가열 롤의 온도를 올리는 방법을 사용하여도, 고속으로 정착하는 경우에는 가열 롤에 기록 매체의 열가소성 수지층이 접하고 있는 시간이 짧기 때문에, 열 공급량의 상승은 근소하게 되고, 열가소성 수지층은 충분히 용융되지 않아, 토너상의 정착은 개선되지 않는다. 또 가열 롤의 온도를 너무 올리면 토너가 너무 용융되어 핫 오프세트가 발생될 우려도 있다.

그래서 전사 정착 전에 기록 매체를 예비 가열해 두고, 전사 정착 시에 기록 매체의 열가소성 수지층을 충분히 용융시켜서, 고속에서도 토너상의 정착 정도를 개선하도록 한 기술이 제안되어 있다.

종래 이 종류의 예비 가열 방식으로서는, 상담지 형성체 상의 토너상을 일단 중간 전사체에 압압 전사하고, 이것을 가열 롤과 가압 롤로 되는 전사 정착부에서 기록 매체에 전사하는 동시에 가열 정착하는 화상 형성 장치로서, 가압 롤에 판상(板狀) 발열 부재 등의 가열체를 근접 또는 접촉하도록 배설하고, 상기 판상 발열 부재 등의 가열체로 기록 매체를 가열하면서 전사 정착부에 진입시키는 것은 알려져 있다(예를 들면 특공소 64-698 호 공보나 특공평 2-61749 호 공보 참조).

그러나 이 종류의 선행기술에 있어서는, 기록 매체 반송 경로에 판상 발열 부재 등의 가열체를 설치하고, 이 가열체로써 기록 매체를 예열시키도록 하고 있기때문에, 수지 도공(塗工) 기록 매체에 대하여는 표면 수지층이 기록 매체 반송 경로의 가이드 슈트(guide chute) 등에 부착되어 반송 저항이 커지고, 잼 등이 발생하여 기록 매체를 반송할 수 없게 되는 등의 우려가 있다.

또 상술한 가열체를 사용하지 않고, 가이드 부재에 의해서 기록 매체를 가열 롤 주면을 따라 압착 위치에 유도하는 방법도 제안되어 있으나(특공소 63-50711 호 공보 참조), 예비 가열되어서 용융된 표면 수지층이 가이드 부재에 부착되기 쉬운 점에서 똑같은 기술적 과제를 포함하고 있다.

또 비접촉 방식의 예비 가열 방식으로서는, 할로겐 램프 등의 광에 의한 기록 매체의 가열을 생각할 수 있으나(예를 들면 특개평 5-173448 호 공보 참조), 기록 매체는 백색, 또는 투명이기 때문에 통상의 방식으로서는 광의 흡수 효율이 아주 나빠 실용적이 아니다.

또 필름 용착 등에 사용되는 공업용 열풍(熱風) 히터를 그대로 사용하면, 기록 매체의 컬(curl)에 의해서 기록 매체의 주행 불량이나 표면 수지층의 부위부 부착 등의 기술적 과제가 발생한다.

한편 고속에서의 전사·정착에 있어서 충분한 전사·정착 시간을 확보하기 위해서, 가열 롤 대신 가열 무단(無端) 벨트를 사용한 방법이 개시되어 있다(예를 들면 특개평 7-49622 호 공보 참조).

이 방법은 중간 전사체에 대하여 가열 무단 벨트를 넓은 범위로 접촉 배치하고, 중간 전사체와 가열 무단 벨트 사이에 기록 매체를 통과시켜서, 중간 전사체 상의 토너상을 가열 무단 벨트를 사용하여 기록 매체에 전사·정착하는 것으로서,고속에서도 충분한 전사·정착 시간을 확보하도록 한 것이다.

그런데 이 종류의 전사 정착 장치에 있어서는, 가열은 기록 매체의 이면 쪽(비상담지면측)에서 밖에 할 수 없기 때문에, 토너상 및 열가소성 수지층을 용융시키는 데 충분한 열을 공급하기 위해서는, 가열 무단 벨트를 고온으로 할 필요가 있다.

이 경우 열가소성 수지층의 온도가 토너 온도보다도 높아지게 되므로, 가열 무단 벨트의 설정 온도가 높을 경우에는 열가소성 수지층 쪽이 너무 용융되어, 토너가 확산됨으로써 화상의 첨예성이 악화되거나 기록 매체 표면 수지층의 용융 점도가 너무 저하됨으로써, 상담지 반송체로서의 중간 전사체로부터의 박리 불량이 발생하기 쉽게 된다. 또 가열 무단 벨트의 설정 온도를 낮게 하면, 토너가 충분히 용융되지 않아, 발색성이 나빠지는 등의 기술적 과제가 발생하게 된다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하는 수단으로서, 미정착 토너상이 담지 반송되는 상담지 반송체(예를 들면 중간 전사체)와, 열가소성 수지층이 표면에 형성된 기록 매체를 접촉 배치하고, 상담지 반송체 상의 미정착 토너상을 기록 매체의 열가소성 수지층 내에 전사 정착하도록 한 전사 정착 장치를 구비한 화상 형성 장치에 있어서, 전사 정착 장치가 상담지 반송체 및 상기 기록 매체 사이에 끼워진 토너상을 가열하는 동시에, 가압하는 적어도 3개의 롤을 구비하고, 이들 롤 중의 적어도 2개의 롤이 상담지 반송체, 상기 토너상, 및 상기 기록 매체를 사이에 끼우고 나머지의 다른 1개의 롤과 접하는 위치에 배치되어서 되는 기술이 제안되어 있다(예를 들면 특개평 11-52760 호 공보 참조).

이에 의해서 고속으로 전사 정착을 행하여도, 화상 표면의 광택도가 높고, 또 미소한 글로스 얼룩의 발생이 방지된다고 한다.

그러나 이 선행기술의 전사 정착 장치로는, 기록 매체의 이면측도 표면측과 같은 정도로 가열되므로, 연속 프린트 모드 등으로 기록 매체를 연속적으로 통과시키면, 기록 매체 이면의 온도가 상승하여, 기록 매체 내부의 수분이 기포화되는 소위 블리스터(blister) 현상이 발생하여 화질 결함으로 이어지는 등의 기술적 과제가 발견되었다.

또 종래의 전사 동시 정착 방식의 화상 형성 장치에 있어서는, 중간 전사체 등의 상담지 반송체의 표면 상태는 통상 균일하게 형성되어 있기 때문에, 필연적으로 완성된 화상은 하나의 광택도(글로스)에 한정되고 말아, 사용자가 희망하는 광택도를 얻는 것은 어렵다는 기술적 과제도 있다.

또 OHP시트용의 투영 화상을 양질로 하기 위해서, 상담지 반송체의 표면을 보통지용과 OHP시트용으로 나눈 예(예를 들면 특개평 11-24430 호 공보 참조)가 있으나, 이에 대하여는 OHP시트에 대하여 광의 투과 직진성을 고려한 것으로, 특히 비교적 사용자가 프린트에서 바라지 않는 전반사의 요소가 있기 때문에, 사용자의 희망하는 광택도를 선택하는 등의 의미에서는 불충분하다.

본 발명은 이상의 기술적 과제를 해결하기 위해서 된 것으로서, 두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 사용하였어도, 광택감(글로스)이 양호한 화상을 얻을 수 있는 전사 정착 장치, 상담지 반송체 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

보다 구체적으로는 본 발명의 하나의 해결할 기술적 과제(제1기술적 과제라함)는 두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 사용하고, 고속으로 전사·정착을 행하여도 정착상이 기록 매체의 열가소성 수지층에 충분히 정착하고, 정착상의 평면 평활성을 확보하는 동시에, 소위 블리스터 현상 등의 화질 결함이 없는 고화질을 유지하는 것이 가능한 전사 정착 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

또 본 발명의 다른 해결할 기술적 과제(제2기술적 과제라 함)는 두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 사용하여도, 사용자가 희망하는 광택감(글로스)을 용이하게 얻을 수 있는 상담지 반송체 및 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 의한 전사 정착 장치 및 화상 형성 장치의 개요를 나타낸 설명도.

도2는 본 발명에 의한 전사 정착 장치 및 화상 형성 장치의 다른 태양을 나타낸 설명도.

도3은 본 발명에 의한 상담지(像擔持) 반송체(搬送體) 및 화상 형성 장치의 별도의 태양을 나타낸 설명도.

도4는 본 발명이 적용된 화상 형성 장치의 실시 형태1을 나타낸 설명도.

도5a, b는 본 실시 형태로 사용되는 기록 매체의 구성예를 나타낸 설명도.

도6은 본 실시 형태에 의한 전사 정착 장치의 구성예를 나타낸 설명도.

도7a는 본 실시 형태에 의한 전사 정착 장치의 각 압압 롤 쌍의 닙(nip) 압의 관계를 나타낸 그래프도, b는 변형 형태에 의한 전사 정착 장치의 각 압압(押壓) 롤 쌍의 닙 압의 관계를 나타낸 그래프도.

도8a∼c는 변형 형태에 의한 전사 정착 장치의 구성예를 나타낸 설명도.

도9는 본 발명이 적용된 화상 형성 장치인 실시 형태2를 나타낸 설명도.

도10은 본 실시 형태에 의한 전사 정착 장치의 구성을 나타낸 설명도.

도11은 본 실시 형태에 의한 전사 정착 장치의 변형 형태를 나타낸 설명도.

도12a는 본 실시 형태에 의한 화상 형성 장치의 전사 정착 화상의 상태를 나타낸 설명도, b는 비교 형태에 의한 화상 형성 장치의 전사 정착 화상의 상태를 나타낸 설명도.

도13은 본 발명이 적용된 화상 형성 장치의 실시 형태3을 나타낸 설명도.

도14는 본 실시 형태에 있어서의 작상(作像) 제어계를 나타낸 블록도.

도15a는 본 실시 형태로 사용되는 중간 전사 벨트의 구성예를 나타낸 설명도, b는 변형 형태로 사용되는 중간 전사 벨트의 구성예를 나타낸 설명도.

도16는 본 실시 형태에 의한 작상 제어계의 처리 내용을 나타낸 플로우 차트.

도17은 실시예 중에서의 토너의 열가소성 수지층에의 매립 레벨을 나타낸 설명도.

도18은 기록 매체 상의 토너의 매립 불량에 의한 산란 상태를 나타낸 설명도.

도19는 실시예에 있어서의 토너의 매립 레벨의 속도 의존성에 대해서 조사한 그래프도.

도20은 실시예에 있어서의 입상성(粒狀性)의 속도 의존성에 대해서 조사한 그래프도.

도21은 실시예에 있어서의 표면 기포 발생의 속도 의존성에 대해서 조사한 그래프도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1…상담지 반송체,

1a, 1b… 글로스(gloss) 면,

2…기록 매체,

2a…열가소성 수지층,

3…전사 정착 장치,

4…압압 반송 기구,

5(5a, 5b, 5a(1), 5a(2), 5b(1), 5b(2), 5(1), 5(2))…압압체,

6…열 공급 조정 기구,

7…가열원,

8…예열 기구,

9…가열 가압 기구,

10…대향체(對向體),

11…글로스 선택 스위치,

12…작상 제어 장치

먼저 제1기술적 과제를 해결하기 위한 발명에 대해서 설명하겠다.

즉 본 발명은 도1에 나타낸 것과 같이 미정착상(예를 들면 미정착 토너상 등)(T)이 담지 반송되는 상담지 반송체(1)와, 열가소성 수지층(2a)이 표면에 구비된 기록 매체(2)를 접촉 배치하고, 상담지 반송체(1) 상의 미정착상(T)을 기록 매체(2)의 열가소성 수지층(2a) 내에 전사 정착하도록 한 전사 정착 장치(3)에 있어서, 상담지 반송체(1) 및 기록 매체(2)가 사이에 끼어서 반송되는 적어도 한 조 이상의 압압체(5)를 포함하고, 각 조의 압압체(5)간의 닙 영역을 넘는 영역에서 상담지 반송체(1) 상에 기록 매체(2)를 접촉 반송하는 압압 반송 기구(4)와, 이 압압 반송 기구(4)에 의해서 상담지 반송체(1) 상에 접촉 반송되는 기록 매체(2)를 표리 양측에서 가열하여 미정착상(T) 및 열가소성 수지층(2a)을 용융하는 가열원(7)을 갖고, 기록 매체(2)의 비상담지면측에 공급되는 열보다 기록 매체(2)의 상담지면측에 공급되는 열을 많게 조정한 열 공급 조정 기구(6)를 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 기술적 수단에 있어서, 상담지 반송체(1)에서는, 미정착상(T)이 담지 반송되는 것이면, 상담지 형성체, 중간 전사체를 막론하고, 또 그 형태에 대하여는 통상 벨트상의 태양이 많이 사용되지만, 드럼상의 태양에도 적용 가능하기 때문에, 특히 벨트상에는 한정하지 않는다.

그리고 기록 매체(2)에 대하여는 다층 구조로 되지만, 적어도 최상층이 열가소성 수지층(2a)인 것을 전제로 한다.

또 압압 반송 기구(4)에서는 적어도 한 조 이상의 압압체(5)를 구비하고 있으면 좋고, 상담지 반송체(1), 기록 매체(2)의 반송성을 고려하면, 압압체(5)는 롤 형상이어야 하는 것이 바람직하지만, 꼭 롤 형상일 태양으로는 한정하지 않는다.

그리고 압압 반송 기구(4)의 대표적 태양에서는, 상담지 반송체(1)의 반송 방향 전후가 다른 부위에 복수 조의 압압체(5)(예를 들면5a, 5b)를 배설한 것을 들 수 있으나, 이 이외에 한 조의 압압체(5)와 한쪽 압압체에 대향 배치되는 대향체(도시하지 않음)와의 조합 등을 들 수 있다.

또 압압 반송 기구(4)에서는 상담지 반송체(1)측에서의 열 공급을 많이 한다고 하는 관점에서, 압압체(5)의 닙 영역보다도 긴 상담지 반송체(1)와의 접촉 영역을 구비하고 있으면 된다.

또 복수 조의 압압체(5)(예를 들면5a, 5b)를 구비한 압압 반송 기구(4)에 있어서는 이하와 같은 태양이 바람직하다.

예를 들면 미정착상(T)의 열가소성 수지층(2a)에의 매립성을 양호하게 유지한다고 하는 관점에서, 압압 반송 기구(4)는 상담지 반송체(1)의 최하류에 위치하는 조의 압압체(5b)의 닙 압이 상류측 조의 압압체(5a)의 닙 압보다도 크게 설정되는 것이 바람직하다.

또 압압체(5)가 롤 형상인 경우 압압체(5) 주면(롤 면)을 따라 기록 매체(2)가 이동하면, 이 곡률의 영향으로, 기록 매체(2)와 상담지 반송체(1)가 미묘하게 슬립(slip)하여 입상성의 악화로 이어질 우려가 있다. 특히 본 발명이 대상으로 하는 기록 매체(2)와 같이 두꺼운 것이면 이 경향이 강하다.

이와 같은 문제(기록 매체(2)와 상담지 반송체(1) 사이의 곡면부에서의 슬립에 수반되는 입상성 악화)를 회피한다는 관점에서, 압압체(5)의 적어도 일부가 롤 형상인 태양에 있어서, 압압 반송 기구(4)는 상담지 반송체(1)의 기록 매체(2)가 접촉 반송되는 영역을 일직선상으로 유지하는 것이 바람직하다.

이때 기록 매체(2)의 진입 각도에 대하여는, 상담지 반송체(1)의 기록 매체(2)가 접촉 반송되는 영역이 일직선으로 되는 범위에서 적당하게 선정하여도 상관없다.

또 상담지 반송체(1) 자체가 드럼 형상이라도, 이 상담지 반송체(1)의 직경이 크고, 접촉 반송되는 영역이 대략 직선상으로 유지할 수 있는 태양이면, 상술하는 문제점을 어느 정도 해소되는 것은 가능하다.

또 복수 조의 압압체(5)(5a, 5b)간에 있어서의 미정착상(T) 및 기록 매체(2)의 열가소성 수지층(2a)의 온도 저하를 극력 적게 억제한다고 하는 관점에서, 상담지 반송체(1)의 반송 방향 전후에서 복수 조의 압압체(5)를 근접 배치한 것이 바람직하다.

이 경우에 있어서 각각의 압압체(5)가 동일 직경의 롤 형상으로 구성되어 있는 경우에는, 양자의 중심간 거리는 대략 롤 직경 정도가 바람직하다.

반대로 복수 조의 압압체(5)(5a, 5b) 간의 거리가 좁혀지지 않는 태양에 있어서, 복수 조의 압압체(5)간에 위치하는 상담지 반송체(1)의 온도 저하를 방지한다고 하는 관점에서, 압압 반송 기구(4)는 상담지 반송체(1)의 반송 방향 전후에 배설된 복수 조의 압압체(5) 간에 위치하는 상담지 반송체(1)의 이면에 단열 부재(도시하지 않음)를 배설한 것이 바람직하다.

또 열 공급 조정 기구(6)로서는, ①기록 매체(2)의 표리 양측에서 가열하는 가열원(7)을 구비하고 있는 점, ②기록 매체(2)의 표리면에의 열 공급에 차이를 갖게 하는 점을 구비하고 있으면 된다.

여기서 가열원(7)로는 적당하게 압압체(5) 내에 장치되는 태양에 한정되지 않고, 상담지 반송체(1)를 따라 압압체(5)와는 별개로 설치되는 태양이나, 전자(電磁) 유도 가열 방식을 이용한 태양 등 각종의 태양을 포함한다. 또 가열원(7)을 설치하는 장소에 대하여는 상담지 반송체(1) 중 기록 매체(2)가 접촉 반송되는 영역에 한정되지 않고, 기록 매체(2)가 접촉하기 전에 사전에 상담지 반송체(1)를 예비 가열하는 것도 포함된다. 또 기록 매체(2) 측에 대해서 예비 가열하고 안하고는 특히 묻지 않으나, 열가소성 수지층(2a)이 용융될 정도까지 예열하면, 가이드 슈트 등에의 열가소성 수지층(2a)이 부착되므로, 가이드 슈트 등에의 부착이 일어나지 않을 정도로 예열하는 것은 상관없다.

또 열 공급 조정 기구(6)의 대표적 태양으로서는, 압압체(5)에 가열원(7)을 설치하는 태양을 들 수 있다.

이 경우에 있어서의 바람직한 레이아웃으로서 열 공급 조정 기구(6)는 복수 조의 압압체[5(5a, 5b)] 중, 기록 매체(2)의 상담지면측에 위치하는 압압체[5a(1),5b(1)] 및 기록 매체(2)의 비상담지면측에 위치하는 최하류 압압체[5b(2)]에 가열원(7)을 설치한 것을 들 수 있다.

또 기록 매체(2)의 상담지면측의 온도 상승을 촉진시키면서, 기록 매체(2)의 비상담지면측의 승온을 방지하고, 기록 매체(2) 내부의 수분의 증발을 방지(블리스터 현상 방지)라는 관점에서, 열 공급 조정 기구(6)는 최상류에 위치하는 압압체(5a) 중, 기록 매체(2)의 상담지면측에 위치하는 압압체[5a(1)]에만 가열원(7)을 설치하는 태양이 바람직하다.

또 본 발명은 예를 들면 도1에 나타낸 전사 정착 장치(3)를 구비한 화상 형성 장치도 대상으로 한다.

또 제1기술적 과제를 해결하는 본 발명의 별도의 태양으로서는, 예를 들면 도2에 나타낸 것과 같이 미정착상(T)이 담지 반송되는 상담지 반송체(1)와 열가소성 수지층(2a)이 표면에 구비된 기록 매체(2)를 접촉 배치하고, 상담지 반송체(1) 상의 미정착상(T)을 기록 매체(2)의 열가소성 수지층(2a)에 전사 정착하도록 한 전사 정착 장치(3)에 있어서, 상담지 반송체(1) 상의 미정착상(T) 및 기록 매체(2)의 열가소성 수지층(2a)을 주로 하여 상담지 반송체(1) 측에서 예열하는 예열 기구(8)와, 이 예열 기구(8)에 의한 예열을 거친 상담지 반송체(1) 상의 미정착상(T) 및기록 매체(2)를 가열 가압하고, 상담지 반송체(1) 상의 미정착상(T)을 기록 매체(2) 측에 전사 정착하는 가열 가압 기구(9)를 구비한 것을 특징으로 하는 것을 들 수 있다.

이와 같은 기술적 수단에 있어서 도2는 장치 구성을 간략화 한 태양을 나타낸 것이며, 가열 가압 기구(9)는 상담지 반송체(1) 및 기록 매체(2)를 사이에 끼어서 반송하고, 또한 각각 가열원(7)을 갖는 한 조의 압압체(5)로 되고, 예열 기구(8)는 한 쪽 압압체[5(1)]와의 사이에서 상담지 반송체(1) 및 기록 매체(2)를 끼운 상태로 대향 배치되는 대향체(10)를 구비하고, 적어도 압압체[5(1)]와 대향체(10) 사이의 통과역(양자가 반드시 접촉하고 있지 않아도 된다)으로부터 한 조의 압압체(5) 간의 닙 영역에 이르는 바로 앞까지의 상담지 반송체 영역을 예열 영역으로 한 것이다.

또 본 발명에 있어서 가열 가압 기구(9)와 예열 기구(8)를 별개 독립으로 설치하여도 되는 것은 물론이다.

또 도2의 태양에 있어서 기록 매체(2)의 예열 효율을 높인다고 하는 관점에서, 대향체(10)에 가열원(7)을 구비시키도록 하여도 좋다.

또 상담지 반송체(1)에 대한 예열 효율을 높인다고 하는 관점에서, 예열 기구(8)는 상담지 반송체(1) 상에 기록 매체(2)가 접촉 반송되는 영역의 상류측에서 상담지 반송체(1)를 사전에 가열하는 가열원(도시하지 않음)도 포함하도록 하여도 좋다.

또 본 발명은 예를 들면 도2에 나타낸 전사 정착 장치(3)를 구비한 화상 형성 장치도 대상으로 한다.

다음에 제2기술적 과제를 해결하는 발명에 대해서 설명하겠다.

즉 본 발명은 도3에 나타낸 것과 같이 미정착상(T)이 담지 반송되는 동시에, 열가소성 수지층(2a)이 표면에 구비된 기록 매체(2)에 미정착상(T)을 거쳐서 접촉 배치되고, 전사 정착 장치(3)로써 미정착상(T)이 기록 매체(2)의 열가소성 수지층(2a) 내에 전사 정착되는 상담지 반송체(1)에 있어서, 복수 종류, 예를 들면 2개의 글로스 면(1a. 1b)을 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 기술적 수단에 있어서, 복수 종류의 글로스 면(1a. 1b)의 구성에 대하여는, 고(高)글로스 면의 표면 조도(粗度)를 작게 하고, 저글로스 면의 표면 조도를 크게 하는 등 적당하게 선정하여도 상관없다.

또 글로스 면(1a. 1b)의 선정 기준에 대하여는, 각종의 글로스 면 영역은 사용 가능한 최대 사이즈의 기록 매체(2)에 대응하여 설정되어 있으면 된다.

또 본 발명은 이와 같은 상담지 반송체(1)를 구비한 화상 형성 장치도 대상으로 한다.

이 경우 본 발명은 도3에 나타낸 것과 같이, 다른 글로스 면(1a. 1b)을 갖는 상담지 반송체(1)와, 이 상담지 반송체(1) 상의 어떤 글로스 면을 사용할 것인지를 선택하는 글로스 선택 스위치(11)와, 이 글로스 선택 스위치(11)로 선택된 글로스 면(1a. 1b)을 작상(作像) 사이클의 사용면으로 하는 작상 제어 장치(12)를 구비하고 있으면 된다.

실시예

이하 첨부도면에 나타낸 실시 형태에 따라서 본 발명을 상세히 설명하겠다.

◎ 실시 형태1

도4는 본 발명이 적용된 화상 형성 장치의 실시 형태1의 개요를 나타낸 설명도이다.

동도면에 있어서 화상 형성 장치는 예를 들면 중간 전사타입의 탠덤(tandem)형 화상 형성 장치이고, 예를 들면 전자 사진 방식으로 각 색성분 토너상이 형성되는 복수의 작상 유닛(20)(구체적으로는 20Y, 20M, 20C, 20K)과, 각 작상 유닛(20)으로 형성된 각 색성분 토너상을 순차 전사(1차 전사) 유지시키는 중간 전사 벨트(30)와, 중간 전사 벨트(30) 상에 전사된 겹친 화상을 기록 매체(40)에 전사 정착시키는 전사 정착 장치(50)를 구비한 것이다.

본 실시 형태에 있어서 각 색성분의 작상 유닛(20)의 레이아웃으로서는, 예를 들면 중간 전사 벨트(30)의 반송 방향(B)의 상류측으로부터 옐로 작상 유닛(20Y), 마젠타 작상 유닛(20M), 시안 작상 유닛(20C), 블랙 작상 유닛(20K)의 순서로 배설되어 있다.

그리고 각 작상 유닛(20)은 화살표(A) 방향으로 회전하는 감광체 드럼(21)의 주위에, 감광체 드럼(21)이 대전되는 동일한 모양의 대전기(22), 감광체 드럼(21) 상에 정전 잠상을 기입하는 레이저 노광 장치(23), 각 색성분 토너가 수용되어서 감광체 드럼(21) 상의 정전 잠상을 가시상화(可視像化)시키는 현상 장치(24), 감광체 드럼(21) 상의 각 색성분 토너상을 중간 전사 벨트(30)에 전사시키는 전사장치로서의 1차 전사 롤(25) 및 감광체 드럼(21) 상의 잔류 토너를 제거하는 드럼 클리너(26) 등의 전자 사진용 디바이스를 순차 배설한 것이다.

또 본 실시 형태에 있어서 감광체 드럼(21)의 감광체에서는, Se, a-Si, a-SiC, CdS 등의 각종 무기 감광체 이외에, 각종의 유기 감광체를 사용할 수 있다.

또 현상 장치(24)로 사용하는 토너는 옐로, 마젠더, 시안, 블랙의 색소를 함유한 열가소성 바인더로 구성된 공지의 재료를 사용할 수 있다.

중간 전사 벨트(30)는 복수(본 예에서는 7개)의 길게 설치된 롤(31∼37)에 걸어서 순환 반송하도록 되어 있다.

여기서 부호 31은 중간 전사 벨트(30)에 구동력을 부여하는 구동 롤, 32는 중간 전사 벨트(30)에 텐션을 부여하는 텐션 롤, 33, 35는 종동(從動) 롤, 34는 중간 전사 벨트(30)의 사행(蛇行)을 조정하는 스티어링 롤, 36은 후술하는 전사 정착 장치(50)의 일 요소인 압압 롤(511)을 겸용하는 롤, 37은 중간 전사 벨트(30)를 전사 정착부에 일정 각도로 도입하는 각도 조정 롤이고, 내부에 가열원을 구비시킬 것인지의 여부는 특히 묻지 않으나, 본 예에서는 내부에 가열원(도시하지 않음)을 구비시키고 있다.

그리고 중간 전사 벨트(30)는 각 1차 전사 롤(25)의 1차 전사 위치(P1)에 있어서 토너상(T)의 전사를 받고, 전사된 토너상(T)을 전사 정착 위치(P2)에 반송한다.

여기서 1차 전사 위치(P1)에 있어서의 토너상의 전사는 주지의 예를 들면 정전기력, 압력, 점착력 등에 의해서 할 수 있다.

또 중간 전사 벨트(30)는 예를 들면 베이스층과 표면층으로 되는 2층 구조의것을 사용하고 있다.

베이스층으로서는, 두께 10μm∼300μm의 내열성이 높은 시트, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리 에테르설폰, 폴리에테르케톤, 포리설폰, 폴리이미드, 포리이미드아미드, 폴리아미드 등의 폴리머 시트 등을 사용할 수 있다.

또 표면층으로서는 두께 1μm∼100μm의 이형성(離型性)이 높은 수지, 예를 들면, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐 에테르 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 실리콘 고무, 실리콘 테플론 합성 고무 등을 사용할 수 있다.

또 본 실시 형태에서 사용되는 기록 매체(40)는, 도5a에 나타낸 것과 같이 기재(41)의 표면에 열가소성 수지층(42)이 도공되고, 또는 도5b에 나타낸 것과 같이 기재(41)의 표면에 접착층(43)을 거쳐서 열가소성 수지층(42)이 도공된 것이다. 또, 도5b에 나타낸 것과 같이 기재(41)의 이면에는 기재(41)의 과도한 건조를 방지하기 위한 배면층(44)이 도공된 것도 있다.

이와 같은 기록 매체(40)에 있어서, 중간 전사 벨트(30)로부터 오는 토너상(T)을 열가소성 수지층(42)에 매립 전사 정착하기 위해서는, 그와 같은 열가소성 수지층(42)이 도공되어 있지 않은 기록 매체를 사용하는 경우에 비해서, 적어도 2배 이상의 열용량을 필요로 한다. 이 때문에 고속으로 양호한 전사 정착상을 얻기 위해서는, 본 실시 형태에 나타낸 것과 같이 많은 열을 공급 가능한 전사 정착 장치(50)가 필요하게 된다.

여기서 열가소성 수지층(42)으로서는, 통상 폴리에스테르계 수지, 스티렌계수지, 아크릴계 수지, 스티렌아크릴계 수지 등이 사용된다.

또 본 실시 형태에 있어서, 전사 정착 장치(50)는 도4 및 도6에 나타낸 것과 같이, 복수 조(본 예에서는 2조)의 압압 롤[51{구체적으로는(511, 512)}, 52(521, 522)]을 중간 전사 벨트(30)의 반송 방향을 따라 배치하고, 압압 롤(51, 52)의 각각의 닙 영역 간을 L만큼 이간하고, 또한 닙 영역 간에 위치하는 중간 전사 벨트(30)를 수평 자세로 배치하도록 한 것이다.

또 도4 중 부호 45는 전사 정착 장치(50)의 입구측 압압 롤(51)의 닙 영역을 향해서 기록 매체(40)를 송출하는 피드 롤이고, 46은 기록 매체(40)의 반송 자세를 규제하는 가이드 슈트이다.

또 이 전사 정착 장치(50)는 복수의 가열원(61∼63) 및 예비 가열원(65)을 구비하고 있다.

본 실시 형태에 있어서, 가열원(61)은 입구측 압압 롤(51)의 내부 롤(511) 내에 장치된 콜쓰 램프(할로겐 램프)이고, 또 가열원(62, 63)은 출구측 압압 롤(52)의 내부 롤(521) 및 외부 롤(522) 내에 장치되는 콜쓰 램프이다.

또 예비 가열원(65)은 가열 플레이트이고, 이 가열 플레이트(65)는 예를 들면 구부러진 알루미늄 판 상에 실리콘 고무 히터를 첨부하여 구성되어 있고, 중간 전사 벨트(30)의 1차 전사 위치(P1)와 전사 정착 위치(P2) 사이에서 넓어지는 예비 가열 위치(P3), 구체적으로는 중간 전사 벨트(30)의 길게 설치된 롤(31, 37) 간에 위치하는 부분의 이면측에 배설되어 있다. 그리고 가열 플레이트(65)는 중간 전사 벨트(30)와 중간 전사 벨트(30) 상의 토너상(T)을 소정 온도, 예를 들면 토너 용융온도 이상으로 예비 가열한다. 이와 같이 넓은 영역에 걸쳐서 토너의 예비 가열이 행하여짐으로써, 중간 전사 벨트(30)를 고속으로 순환 이동시키는 것이 가능하게 되어 고속의 전사 정착 장치(50)를 실현시킬 수 있다.

여기서 본 실시 형태에 있어서의 토너 용융 온도는 다음과 같이 정의한다. 즉 가압 성형기로 성형한 1.5g의 토너를 시판하는 플로테스터를 사용하고, 승온 속도 3℃/분으로 온도 60℃에서 150℃까지 3℃씩 승온시키면서, 하중 98N(10kgf), 노즐 직경 0.5mm, 노즐 길이 1mm의 노즐로부터 밀어낸 경우의 토너 유출량을 측정하여 겉보기 점도 η(poise)를 구하고, 이 겉보기 점도η가 10⁴Pa·s로 되는 온도를 토너 용융 온도로 정의한다.

또 본 실시 형태에서 사용되는 예비 가열원(65)으로서 실리콘 고무 히터가 사용되고 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 중간 전사 벨트(30)와 중간 전사 벨트(30) 상의 토너상(T)을 소정 온도, 예를 들면 토너 용융 온도 이상으로 가열할 수 있는 것이면 어떠한 구성의 것이라도 좋다. 또 예를 들면 예비 가열원(65)은 단일의 열원으로 구성하거나, 또는 복수의 열원을 조합하여 구성하여도 좋다. 예비 가열원(65)의 배설 위치는 중간 전사 벨트(30)의 이면측에 한정되는 것은 아니고, 중간 전사 벨트(30)의 표면측이라도 좋다. 또 중간 전사 벨트(30) 내부에 자기 발열체를 장치하여 예비 가열원(65)을 구성하여도 좋다. 또 중간 전사 벨트(30)의 표면측에서 가열하는 방식을 채용하는 경우에는, 예비 가열원(65)에 의한 토너상(T)의 산란을 방지하기 위해서 비접촉의 가열 방식, 예를 들면 복사열을 이용하는 가열 방식이 바람직하다.

또 토너상(T)이 복수의 색으로 되는 컬러 토너상의 경우에는, 각색 토너의 흡광 특성의 차이에 의한 가열 얼룩이 생기지 않도록, 원적외선에 의한 가열 방식을 채용하는 것이 바람직하다. 예비 가열원(65)에 의한 가열 시간은, 중간 전사 벨트(30)와 중간 전사 벨트(30) 상의 토너상(T)이 소정 온도, 예를 들면 토너 용융 온도 이상으로 가열되는 데에 충분한 시간이면 좋지만, 토너상(T)의 두께가 장소에 따라서 다른 다중 컬러 화상의 경우에는, 토너의 용융 얼룩을 방지하기 위해서, 중간 전사 벨트(30)와 토너상(T)과의 두께 방향의 온도 분포가 균일하게 되도록 충분히 가열 시간을 확보할 필요가 있다. 가열 시간은 토너의 재질, 중간 전사 벨트(30)의 재질이나 두께, 예비 가열원(65)의 종류에 의해서도 다르지만 구체적으로는 0.3초 이상이 바람직하다.

또 본 실시 형태에 있어서 전사 정착 장치(50)의 압압 롤(51, 52)(No.1, No.2)의 닙 압에 대하여는, 도7a에 나타낸 것과 같이 입구측 압압 롤(51)보다도 출구측 압압 롤(52) 쪽이 고압으로 설정되어 있다.

여기서 입구측 압압 롤(51)의 닙 압은 기본적으로 아이들 상태로 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)가 슬립하지 않는 범위에서 밀착이 확보되어 있으면 좋고, 한편 출구측 압압 롤(52)의 닙 압은 전사 정착을 완전하게 하는 데에 있어서 충분한 압력을 요한다.

또 기록 매체(40)는 도6에 나타낸 것과 같이, 수평 위치에 대하여 각도θ만큼 경사된 아래 쪽으로부터 입구측 압압 롤(51)의 닙 영역에 진입하기 때문에, 기록 매체(40)와 중간 전사 벨트(30)가 압압 롤(51)의 곡면부를 따라 동시에 반송되는 일은 없으며, 그만큼 양자간에서 슬립이 생기는 일은 없다.

이 때문에 후술하는 실시예에서 나타낸 것과 같이, 화상의 입상성이 손상되는 일은 없다.

또 중간 전사 벨트(30)에의 기록 매체(40)의 진입 경로를 수평 위치보다 아래에서 행하도록 하였기 때문에, 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)와의 접촉 시에 사이에 끼워지는 기포의 양을 감소시킬 수 있어, 그만큼 양자간의 밀착성을 높일 수 있다.

또 입구측 압압 롤(51)의 내부 롤(511) 내의 가열원으로서의 콜쓰 램프(61)는 내부 롤(511) 표면이 예를 들면 상류에 위치하는 카운터 롤(37) 또는 가열 플레이트(65)와 똑 같은 온도 이상으로 되도록 온도 설정되어 있고, 이 입구측 압압 롤(51)은 기록 매체(40) 표면의 열가소성 수지층(42)과 토너상(T)과 중간 전사 벨트(30)(내부 롤(511)에 의해 가열된 상태에 있다)를 접촉시키고, 출구측 압압 롤(52)까지의 거리L로 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)에 충분히 열이 전해지는 시간을 확보한다.

이에 의해서 열가소성 수지층(42)의 점도가 내려가고, 출구측 압압 롤(52)의 전사 정위치(P2)에서 토너상(T)의 열가소성 수지층(42)에의 매립을 확실하게 한다.

또 이때 입구측 압압 롤(51)의 외부 롤(512)은 가열되어 있지 않기 때문에 기록 매체(40)의 이면(비상담지면)의 온도 상승은 작고, 기재(41) 내부의 수분의 증발은 일어나지 않는다.

또 출구측 압압 롤(52)은 전사 정착 위치(P2)의 출구 부위에 있어서 중간 전사 벨트(30) 및 기록 매체(40)를 사이에 끼운다.

여기서 출구측 압압 롤[52(521, 522)]로서는, 예를 들면 알루미늄제의 중심 금속의 위에 가열 경화형의 실리콘 고무를 피복한 롤이 사용된다. 또 이들의 출구측 압압 롤(52)의 재질은, 전사 정착 공정에서의 가압 및 가열에 견딜 수 있는 것이면 어떠한 재질이라도 좋다.

또 본 실시 형태에서는 출구측 압압 롤(52)을 사용하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40) 사이에 부상(浮上)이나 어긋남이 발생하지 않고, 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)를 균일하게 가압할 수 있는 것이면 어떠한 구성의 것이라도 좋다. 예를 들면 하나의 압압 롤과 하나의 고정 패드를 조합한 것, 또는 1조의 고정 패드로 구성하여도 좋다.

또 입구측 압압 롤(51)에 대해서도 출구측 압압 롤(52)과 똑 같이 구체적인 태양을 설계 변경할 수 있는 것은 물론이다.

또 본 실시 형태에 있어서 출구측 압압 롤(52)의 내부 롤(521) 내부에는 가열원으로서의 콜쓰 램프(62)가 구비되어 있고, 내부 롤(521)을 예를 들면 토너의 용융 온도 이상의 온도로 가열한다. 한편 출구측 압압 롤(52)의 외부 롤(522) 내부에는 가열원으로서 콜쓰 램프(63)가 구비되어 있고, 외부 롤(522)을 예를 들면 토너의 용융 온도 미만의 온도로 가열한다.

이 때문에 전사 정착 위치(P2)의 출구 부위에서는, 중간 전사 벨트(30)의 토너상(T)이 전사되어 있지 않은 쪽의 면은, 토너의 용융 온도 이상의 온도로 가열된내부 롤(521)에 의해서 가열 가압되고, 중간 전사 벨트(30)의 토너상(T)이 전사되어 있는 쪽의 면은 토너의 용융 온도 미만의 온도로 가열된 외부 롤(522)에 의해서 가열 가압된다.

따라서 출구측 압압 롤(52)은 중간 전사 벨트(30)의 내측이 가열되고, 기록 매체(40)의 이면측(비상담지면측)이 가열되지 않음으로써, 기록 매체(40)의 표면의 온도 상승을 촉진하면서 이면의 승온 방지를 하고 있다.

이와 같이 고속에서의 전사 정착에서는, 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42) 및 토너의 점도를 어떻게 올리게 되는지가 중요하고, 본 실시 형태에서는 시간을 버는 방법으로 대응하고, 전사 정착 위치(P2)의 출구 부위에서는 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42) 내에 토너상(T)을 완전히 매립한 상태로 전사 정착하는 것이 가능하게 되어, 그만큼 토너상(T)의 평활성을 양호하게 유지하여 양호한 광택성을 얻는 것은 물론, 필요한 기록 매체(40)의 표면만의 승온에 의한 블리스터 현상을 발생시키지 않는 효과도 있다.

특히 본 실시 형태로는 입구측 압압 롤(51)의 존재에 의해서 실제의 토너증의 매립을 하는 출구측 압압 롤(52)에서의 압력, 온도를 내릴 수 있고, 이 점에서도 블리스터 현상의 발생 방지, 토너의 낭비나 퍼짐을 유효하게 방지할 수 있다.

이와 같이 전사 정착 장치(50)의 압력 조건[압압 롤(51, 52)의 닙 압]이나 온도 조건[각 가열원(61∼63) 및 예비 가열원(65)으로부터의 공급 열량(Q1∼Q4)]에 대하여는 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)에의 토너상(T)의 매립성, 및 블리스터 현상 등에 수반되는 화질 결함의 회피라는 관점에서 적당하게 선정하여도 상관이 없으나, 적어도 기록 매체(40)가 중간 전사 벨트(30)와 접촉 반송되는 사이의 열의 공급량에 대하여는 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42) 쪽을 많이 하는 것이 필요하다.

또 본 실시 형태에 있어서는, 중간 전사 벨트(30)의 전사 정착 장치(50)를 통과한 하류측에는, 중간 전사 벨트(30)의 표면측을 냉각하는 냉각 장치(70)가 배설되어 있다.

이 냉각 장치(70)에서는 예를 들면, 냉각팬을 설치하거나 또는 화상 형성 장치 내에 설치되어 있는 환기팬으로 통하는 환기 덕트를 설치하고, 이 환기 덕트로부터의 환기 기류를 이용하는 등 적당하게 선정하여도 상관이 없다.

그리고 본 실시 형태에서는 냉각 장치(70)의 풍량을 조절함으로써, 기록 매체(40)가 길게 설치된 롤(35)(박리 롤로서 기능)에 있어서 중간 전사 벨트(30)로부터 박리될 때에, 중간 전사 벨트(30)와 접하는 기록 매체(40)의 표면 온도는, 박리 시에 정착 토너상이 파괴되지 않는 소정 온도(예를 들면 토너의 고화 또는 연화 온도 이하이면 좋다), 예를 들면 70℃로 되도록 조정되어 있다.

다음에 본 실시 형태에 의한 화상 형성 장치의 기본적 작동에 대해서 설명하겠다.

도4에서 각 작상 유닛(20)에 의해 각 색성분 토너상(T)이 1차 전사 위치(P1)에서 중간 전사 벨트(30) 상에 차례로 전사된다.

그 후 중간 전사 벨트(30) 상의 복수 색의 토너상(T)은, 가열 플레이트(65)에 의해서, 중간 전사 벨트(30)를 거쳐서 예를 들면 토너의 용융 온도 이상으로 가열되어서 용융되어, 전사 정착 장치(50)에 이르고, 한편 도시 외의 기록 매체 공급 트레이로부터 공급된 기록 매체(40)도 전사 정착 장치(50)의 입구측 압압 롤(51)의 닙 영역에 이르어, 입구측 압압 롤(51)의 닙 영역에서 상기 토너상(T)은 기록 매체(40)와 밀착된 상태로 된다.

이때 가열 플레이트(65)로 가열된 중간 전사 벨트(30)와 용융된 토너상(T)에 의해서, 기록 매체(40) 표면의 열가소성 수지층(42)(도5 참조)에 열이 전해짐으로써 열가소성 수지층(42)은 연화·용융된다.

또 입구측 압압 롤(51)의 내부 롤(511)로부터의 열의 전달에 의해서, 기록 매체(40)의 기재(41) 부분도 가열됨으로써 열가소성 수지층(42)의 온도는 상승된다.

이와 같이 하여 용융 상태에 있는 토너상(T)과 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)과는 밀착된 상태로 출구측 압압 롤(52)까지 간다.

이에 의해서 예를 들면 용융 온도 이상으로 가열된 토너상(T) 및 기록 매체(40) 표면의 열가소성 수지층(42)은 충분히 연화·용융되고, 출구측 압압 롤(52)에 의해서 더욱 가열, 가압되고, 토너상(T)은 기록 매체(40) 상에 도포된 열가소성 수지층(42)에 충분히 정착하여 표면 평활면을 형성한다.

또 본 실시 형태에서는 출구측 압압 롤(52)에 이르기 전에, 토너상(T) 및 열가소성 수지층(42)이 연화·용융되고 있으나 이에 한정되지는 않고, 출구측 압압 롤(52)에 이르기 전에는 토너상(T) 및 열가소성 수지층(42)이 단지 연화 상태에 있어, 출구측 압압 롤(52) 부분에서 충분한 전사 정착성이 얻어질 수 있도록 하여도되는 것은 물론이다.

그 후 기록 매체(40)는 중간 전사 벨트(30)에 밀착된 채로 이동하여, 냉각 장치(70)에 의해서 냉각된다.

이에 의해서 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)에 침투된 토너는 응집(凝集) 고화(固化)되어, 기록 매체(40) 사이에 강한 접착력이 생긴다.

그 후 곡률이 작은 길게 설치된 롤(35)에서, 기록 매체(40)는 기록 매체(40) 자체의 강성에 의해서 중간 전사 벨트(30)로부터 토너상(T)과 함께 분리되어서 컬러 화상이 형성된다.

이 상태에서 기록 매체(40)에 전사·정착된 토너상(T)은 기록 매체(40) 표면의 열가소성 수지층(42)과 일체로 되어 있고, 그 표면은 평활화되어 고광택으로 된다.

또 충분한 열전도에 의해서 토너상(T)이 열가소성 수지층에 충분히 매립되어, 표면의 글로스는 높아지고, 또한 입상성(粒狀性)의 악화나 기포의 발생도 없다.

이 점에 대하여는 후술하는 실시예에서 확인되었다.

또 본 실시 형태에 있어서 전사 정착 장치(50)에서는, 2조의 압압 롤(51, 52)을 사용한 태양을 나타내고 있으나, 이하에 나타낸 것과 같이 적당하게 설계 변경하여도 상관없다.

예를 들면 도8a는 2조의 압압 롤(51, 52)을 배설한 예이기는 하지만, 실시 형태1에서 나타낸 태양(도6 참조)에 비해서 압압 롤(51, 52)간 피치(중심축간 거리에 상당)를 가능한 좁게, 대략 롤 직경으로 설정한 것이다.

실제로는 롤 직경의 오차분을 고려하여, 롤 직경보다도 어느 정도(α) 큰 피치로 설정하고, 양 압압 롤(51, 52)을 근접 배치시키도록 하면 된다.

이에 의해서 입구측 압압 롤(51)로부터 출구측 압압 롤(토너상의 매립에 직접 기여하는 매립 롤에 상당)(52)까지의 시간에, 토너, 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)의 온도의 저하를 될 수 있는 한 방지하는 것이 가능하게 된다.

또 도8b는 예를 들면 레이아웃의 관계 등으로 2개 조의 압압 롤(51, 52)이 접근되지 않을 경우에 유효한 태양이고, 양 압압 롤(51, 52)간에 위치하는 중간 전사 벨트(30)의 이면측에 단열 가드(guard)(90)를 배설한 것이다.

이 단열 가드(90)는 중간 전사 벨트(30) 상의 공기의 유동이 억제되므로 중간 전사 벨트(30)의 이면 위치로부터 예를 들면 5mm 이간하여 배치된 플라스틱 또는 판금제 플레이트이고, 중간 전사 벨트(30)의 내부 공간에서의 냉각 현상을 억제하는 것이다.

또 도8c는 보다 고속의 전사 정착에 대응하는 태양이고, 3조의 압압 롤(51, 52, 53)을 중간 전사 벨트(30)의 반송 방향을 따라 전후에 배열하고, 각 닙 영역을 일직선상에 배치하는 한편, 각 압압 롤(51∼53)의 내부 롤 및 최하류에 위치하는 출구측 압압 롤(53)의 롤(53) 내에 가열원으로서의 콜쓰 램프(61∼64)를 설치하도록 한 것이다.

이때 입구측 압압 롤(51) 및 중앙 압압 롤(52)은 주로 기록 매체의 열가소성 수지층(도시하지 않음) 및 중간 전사 벨트(30) 상의 토너상(도시하지 않음)을 연화·용융 또는 연화시켜서, 출구측 압압 롤(53)에 의해 기록 매체의 열가소성 수지층에 토너상의 매립을 하는 것이다.

그리고 본 태양에 있어서는 각 압압 롤[51∼53(No.1∼No. 3)]의 닙 압은, 도7b에 나타낸 것과 같이 최하류의 출구측 압압 롤(53)의 닙 압이 가장 고압으로, 다른 압압 롤(51, 52)은 저압으로 설정되어 있다. 또 중앙 압압 롤(52)의 닙 압에 대하여는 필요에 따라서 도7b에 가상선으로 나타내도록 입구측 압압 롤(51)의 닙 압보다도 크고, 출구측 압압 롤(53)의 닙 압보다는 작아지도록 조정하여도 좋다.

또 본 실시 형태에서는 화상 형성 장치로서, 턴뎀형 화상 형성 장치를 나타내고 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 싱글 엔진 방식이나 중간 전사체를 사용하지 않고, 내열성을 갖는 벨트 감광체를 사용하여, 벨트 감광체 상에 형성된 복수 색의 토너상을 직접 기록 매체에 전사·정착하는 방식이라도 좋다. 이 점에 대하여는 이하의 실시 형태에 대해서도 똑 같다.

◎ 실시 형태2

도9는 본 발명이 적용된 화상 형성 장치의 실시 형태2의 개요를 나타낸 설명도이다. 또 실시 형태1과 같은 구성 요소에 대하여는 같은 부호를 붙이고 여기에서는 그 상세한 설명을 생략한다.

동도면에서 화상 형성 장치는 실시 형태1과 똑 같은 중간 전사타입의 탠덤형 화상 형성 장치이고, 예를 들면 전자 사진 방식으로서 각 색성분 토너상이 형성되는 복수의 작상 유닛(20)(구체적으로는 20Y, 20M, 20C, 20K)와, 각 작상 유닛(20)으로 형성된 각 색성분 토너상을 순차 전사(1차 전사) 유지시키는 중간 전사벨트(30)와, 중간 전사 벨트(30) 상에 전사된 중첩 화상을 기록 매체(40)(도5 참조)에 전사 정착시키는 전사 정착 장치(50)를 구비한 것이다.

본 실시 형태에 있어서 각 작상 유닛(20)은, 감광체 드럼(21)의 주위에, 코로트론 등의 균일 대전기(22), 현상 장치(24), 감광체 드럼(21) 상에 형성된 토너상을 중간 전사 벨트(30)에 전사시키는 코로트론 등의 대전기(27) 등의 전자 사진 디바이스를 배설한 것이다.

그리고 본 실시 형태에서는, 레이저 노광 장치(100)는 각 작상 유닛[20(20Y∼20K)]에 공통된 하나의 유닛으로 이루어지고, 예를 들면 화상처리장치(101)로부터 전송된 YMCK의 4색의 화상 기록 신호를 예를 들면, 스크린 제네레이터(102)에 의해서 펄스 폭 변조하고, 이에 의해서 각 작상 유닛(20)의 감광체 드럼(21)에 옐로, 마젠타, 시안, 블랙의 정전 잠상을 기입하도록 되어 있다.

또 본 실시 형태에 있어서 중간 전사 벨트(30)는 복수(본 예에서는 4개)의 길게 설치된 롤(111∼114)에 걸어서 순환 반송하도록 되어 있다.

여기서 부호 111는 중간 전사 벨트(30)에 구동력을 부여하는 구동 롤, 112는 종동 롤, 113은 텐션 롤, 114는 후술하는 전사 정착 장치(50)의 일 요소인 가열 롤(121)을 겸용하는 롤이다.

또 부호 130는 기록 매체(40)(도5 참조)가 수용되는 기록 매체 공급 트레이, 131은 기록 매체 공급 트레이(130)로부터 송출된 기록 매체(40)를 전사 정착 장치(50)의 전사 정착영역으로 유도하는 기록 매체 반송 기구이다.

특히 본 실시 형태에서 전사 정착 장치(50)는, 실시 형태1과 다르고, 도10에나타낸 것과 같이 가열원(141)이 내장된 가열 롤(121)(길게 설치된 롤(114)을 겸용)과, 이 가열 롤(121)에 중간 전사 벨트(30)를 거쳐서 압접(壓接) 배치되고, 또한 가열원(142)이 내장된 가압 롤(122)과, 가열 롤(121) 및 가압 롤(122)의 닙 영역으로부터 상류측으로 분리된 중간 전사 벨트(30) 부위에, 가열 롤(121)에 대향 배치되는 대향롤(123)을 구비하고 있다.

여기서 가열 롤(121) 및 가압 롤(122)로서는, 금속 롤, 또는 금속 롤에 실리콘 고무 등의 내열 탄성층을 갖는 것을 사용할 수 있다. 가열 롤(121) 및 가압 롤(122)의 내부에는 가열원(141, 142)으로서 예를 들면 콜쓰 램프가 배치되고, 가열 온도는 토너 및 기록 매체(40) 상의 열가소성 수지층(42)(도5 참조)이 예를 들면 각각의 용융 온도 이상으로 되도록 설정, 제어된다.

또 대향 롤(123)에서는 예를 들면 금속 롤이 사용되지만, 가열 롤(121) 등과 같이 금속 롤에 실리콘 고무 등의 내열 단층층을 갖는 것을 사용하여도 좋다. 또 대향 롤(123)은 가열 롤(121)에 접촉 배치되어 있어도 좋지만, 기록 매체(40)을 가열 롤(121)측에 접촉시키도록 도입할 수 있는 것이면 가열 롤(121)에 비접촉 배치되어 있어도 좋다. 또 대향 롤(123)에는 필요에 따라서 가열원(143)(예를 들면 코콜쓰 램프)이 장치된다.

또 본 실시 형태에서 전사 정착 장치(50)는, 가열 롤(121) 및 대향 롤(123)의 닙 영역으로부터 상류측의 중간 전사 벨트(30)의 이면에 보조 가열원으로서의 가열 플레이트(125)를 배설한 것이다.

여기서 가열 플레이트(125)로서는, 예를 들면 알루미늄판에 실리콘 고무 히터를 첨부한 것이 사용된다.

그리고 가열 온도는 중간 전사 벨트(30) 상의 토너가 충분히 연화 또는 연화·용융되고, 또 기록 매체(40)와 밀착되었을 때에 기록 매체 상의 열가소성 수지층(42)을 연화·용융시키는 데에 충분한 열량이 주어지도록, 토너의 용융 온도보다 충분히 높은 온도로 설정, 제어하도록 되어 있다.

또 본 실시 형태에서는, 부호 70은 전사 정착 장치(50)를 통과한 기록 매체(40) 및 중간 전사 벨트(30)를 냉각하는 냉각 장치이고, 본 실시 형태에서는 냉각 장치(70)의 풍량을 조정함으로써, 기록 매체(40)의 중간 전사 벨트(30)로부터의 박리 시의 중간 전사 벨트(30)와 접하는 기록 매체(40) 표면의 온도가 예를 들면 100℃ 이하로 되도록 조정되어 있다.

다음에 본 실시 형태에 의한 화상 형성 장치의 작동에 대해서 설명하겠다.

도9 및 도10에 있어서 각 작상 유닛(20)(20Y∼20K)은 중간 전사 벨트(30) 상에 각 색성분 토너상을 차례로 1차 전사한다.

그 후 중간 전사 벨트(30) 상의 복수 색의 토너상에 가열 플레이트(125)에 의해서, 중간 전사 벨트(30)를 거쳐서 소정 온도, 예를 들면 토너의 용융 온도 이상으로 가열되어서 연화·용융되어, 대향 롤(123)과 가열 롤(121)과의 닙 영역을 통과한다.

한편 기록 매체 공급 트레이(130)로부터 기록 매체 반송 기구(131)에 의해서 기록 매체(40)는 대향 롤(123)과 가열 롤(121)과의 닙 영역에 삽입된다.

이때 고온의 중간 전사 벨트(30) 및 연화·용융한 토너상에 의해서, 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)(도5 참조)에 열이 전해짐으로써 기록 매체(40) 상의 열가소성 수지층(42)은 연화·용융되고, 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)는 연화·용융된 열가소성 수지층(42)을 거쳐서 밀착 상태로 된 채로 가열 롤(121) 및 가압 롤(122)로 사이에 끼어 가압되는 부분까지 이동하여, 가열 롤(121) 및 가압 롤(122) 사이에 끼워진 부분에서 가열 가압된다. 이에 의해서 예를 들면 용융 온도 이상으로 가열된 토너 및 기록 매체(40)의 표면의 열가소성 수지층(42)은 충분히 연화·용융되고, 토너는 기록 매체(40) 상에 도포된 열가소성 수지층(42)에 침투 즉, 정착된다.

그 결과, 중간조 영역에서의 기록 매체(40) 표면의 요철은 없어지고, 예를 들면 도12a에 나타낸 것과 같이 단차감이 없어지는 동시에 고광택의 화상이 얻어진다.

또 대향 롤(123)을 사용하지 않고, 기록 매체(40)를 가열 롤(121) 및 가압 롤(122)의 닙 영역에 직접 유도하도록 한 비교 형태에 있어서는 도12b에 나타낸 것과 같이, 중간조 영역에 있어서의 기록 매체(40)의 표면의 요철이 그대로 남고, 단차감이 그대로 나타나서 글로스 얼룩도 생긴다.

그 후 중간 전사 벨트(30) 및 기록 매체(40)는, 밀착된 채로 이동하여, 냉각 장치(70)에 의해서 냉각된다. 이에 의해서 열가소성 수지층(42)에 침투된 토너는 응집 고화되어, 기록 매체(40) 사이에 강한 접착력이 생긴다. 그 후 곡률이 작은 길게 설치된 롤(113)에서, 기록 매체(40)는 기록 매체 자체의 강성에 의해서 중간 전사 벨트(30)로부터 토너와 함께 분리되어서 컬러 화상이 형성된다.

이 상태에 있어서, 기록 매체(40)에 전사·정착된 토너상은 기록 매체(40) 표면의 열가소성 수지층(42)과 일체로 되어 있고, 그 표면은 평활화되어 고광택으로 된다.

또 본 실시 형태에서, 대향 롤(123)의 위치는 고정되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도11에 나타낸 것과 같이, 대향 롤(123)이 가열 롤(121)의 외주 방향으로 가동되는 롤 가동 기구(151)를 부가하고, 기록 매체(40)의 종류나 중간 전사 벨트(30)의 반송 속도(벨트 속도 조건)에 따라서 제어 장치(150)에 의해 롤 가동 기구(151)에 구동 제어 신호를 송출하고, 대향 롤(123)의 위치를 변화시킴으로써, 기록 매체(40)의 두께의 변화나 기록 매체(40) 상에 도포된 열가소성 수지층(42)의 막 두께나 열용융 특성이 다른 종류의 기록 매체(40)에 대응할 수 있는 장치가 실현 가능하다. 또 중간 전사 벨트(30)의 반송 속도가 빠른 경우에는, 대향 롤(123)의 위치를 가열 롤(121), 가압 롤(122)에 의한 가열 가압되는 위치로부터 떨어진 방향으로 이동하고, 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)의 밀착 시간을 일정하게 할 수 있는 구성으로 하여도 좋다.

또 본 실시 형태에서는 대향 롤(123)은 금속 롤을 사용하였으나, 대향 롤(123)의 표면에 실리콘 고무 등의 내열 탄성층을 설치하고, 대향 롤(123)과 가열 롤(121)의 닙 위치 관계를 조정함으로써, 대향 롤(123)과 가열 롤(121) 사이의 닙 영역을 변화시켜서, 기록 매체(40)의 대향 롤(123)에의 밀착 시간을 길게 할 수 있고, 중간 전사 벨트(30)의 반송 속도가 변화하여도, 대향 롤(123)의 가열 롤(121)의 외주 방향으로의 위치를 바꾸지 않고, 토너 및 기록 매체(40)의 열가소성 수지층(42)을 용융 온도 이상으로 하는 것이 가능하다.

또 본 실시 형태에서는, 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)가 밀착되어 있는 사이에 기록 매체(40)로부터의 방열이 발생하지만, 방열을 억제하기 위해서 기록 매체(40) 이면측에 단열 부재를 배치하여도 좋다.

또 용량이 큰 기록 매체(40)를 사용하면 대향 롤(123)의 위치에 따라서는, 기록 매체(40)의 강성에 의해서 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)가 밀착하지 않을 가능성이 있다. 이와 같은 경우는 가열 롤(121)의 직경을 크게 하고 곡률을 작게 하거나 또는 기록 매체(40) 이면에 밀착하도록 가이드 부재를 배치하여도 좋다. 또 가이드 부재는 상기 단열 부재로 구성하여도 좋다.

◎ 실시 형태3

도13은 본 발명이 적용된 화상 형성 장치의 실시 형태3을 나타낸다.

동도면에 있어서 화상 형성 장치는, 실시 형태1과 대략 똑 같이, 예를 들면 전자 사진 방식에 의해 각 색성분 토너상이 형성되는 복수의 작상 유닛(20)(구체적으로는 20Y, 20M, 20C, 20K)과, 각 작상 유닛(20)에 의해 형성된 각 색성분 토너상을 차례로 전사(1차 전사) 유지시키는 중간 전사 벨트(30)와, 중간 전사 벨트(30) 상에 전사된 중첩된 화상을 기록 매체(도시하지 않음)에 전사 정착시키는 전사 정착 장치(50)를 구비한 것이다.

본 실시 형태에 있어서 중간 전사 벨트(30)는 복수(본 예에서는 5개)의 길게 설치된 롤(161∼165)에 건너질려서 순환 이동하도록 되어 있다.

여기서 부호 161는 중간 전사 벨트(30)를 구동하는 구동 롤, 162, 164는 종동 롤, 163은 중간 전사 벨트(30)에 텐션을 부여하는 텐션 롤, 165는 전사 정착 장치(50)의 일 요소인 가열 롤(171)을 겸용하는 롤이다.

또 본 실시 형태에서 전사 정착 장치(50)는 가열원이 해상(解像)된 가열 롤(171)과, 이 가열 롤(171)에 중간 전사 벨트(30)를 거쳐서 대향 배치되고, 또 가열원이 내장된 가압 롤(172)을 구비한 것이다.

특히 본 실시 형태에서 중간 전사 벨트(30)는 도14 및 도15a에 나타낸 것과 같이, 표면에 글로스가 다른 처리를 실시한 화상 전사면(180)이 복수 배치되어 있다.

예를 들면 본 실시 형태에 있어서, 각 화상 전사면(180)이 예를 들면 A4 사이즈로 8면 배치되어 있고, 다른 글로스 가 2종류라고 하면, 예를 들면 고글로스 처리가 되어 있는 화상 전사면(181)은 연속하여 4면 배치되고, 계속해서 저글로스 처리되어 있는 화상 전사면(182)이 4면 연속하여 배치하도록 되어 있다.

여기서 고글로스 처리란, 예를 들면 중간 전사 벨트(30)의 표면에 실리콘 고무를 균일하게 도포한 후에, 아무 것도 가하지 않고, 실리콘 고무를 코팅하는 코터의 표면성 그대로의 평평한 표면 마무리로 하는 것을 의미하고, 한편 저글로스 처리란 예를 들면 중간 전사 벨트(30)의 표면에 실리콘 고무를 균일하게 도포한 후에, 예를 들면 표면에 미세한 돌기를 가진 판, 표면을 그레인(grain) 형상으로 가공한 판 등을 사용하여, 평평한 실리콘 고무 표면에 요철을 갖게 한 것으로 마무리하는 것을 의미한다.

또 이에 한정하지 않고, 배치는 어떤 패턴, 하나 건너 뛴 패턴, 임의 패턴이라도 상관없다. 프린트의 속도를 고려하면 연속으로 똑 같은 글로스 면을 배치하는 편이 바람직하다.

또 글로스가 다른 영역은, 적어도 본 화상 형성 장치로 프린트 가능한 최대 기록 매체 사이즈의 길이에 합치되어 있으면 좋다.

또 본 실시 형태에 있어서, 각 글로스의 처리에 대응하여, 각 화상 전사면(181, 182)의 옆에는 포지션 마커(191, 192)가 구비되어 있다. 여기서 고글로스의 화상 전사면(181)에는 하나의 포지션 마커(191), 저글로스의 화상 전사면(182)에는 2개의 포지션 마커(192)를 설치하였다. 또 190은 포지션 마커(191, 192)를 검지하기 위한 포지션 센서이다.

또 본 실시 형태에서, 제어 장치(200)는 글로스 선택 스위치(201)로부터의 선택 신호에 따라서 도16에 나타낸 처리를 하여, 구동 모터(202)에 소정의 제어 신호를 송출하고, 선택된 글로스에 대응한 작상 처리를 행하는 것이다.

장치의 전원이 들어오면, 먼저 시스템이 초기화된다. 다음에 사용자가 희망하는 프린트 매수나 고글로스인지 저글로스인지의 선택(글로스 선택 스위치(201)를 조작)을 행하여 프린트를 개시시킨다

그렇게 하면, 중간 전사 벨트(30)는 화살표와 같이 구동된다. 그러면 중간 전사 벨트(30) 상에 부가된 포지션 마커(191, 192)가 포지션 센서(190) 아래를 통과하게 되어, 시스템은 어떤 화상 전사면(181, 182)이 통과하는지를 인식할 수 있다.

시스템은 사용자의 글로스 선택 입력이 고글로스인지 저글로스인지를 판정한다.

이때 고글로스이면 포지션 센서(190)가 포지션 마커(191)를 하나 검지할 때까지 벨트를 구동시킨다.

예를 들면 포지션 센서(190)가 한 조(組)의 마커를 검지하는 시간을 규정해 둠으로써, 2개의 포지션 마커(192)의 최초의 첫째를 검지하여도 마커의 하나, 둘을 오인식하는 일은 없다.

한편 사용자가 저글로스를 선택하여도 똑 같이 이번에는 2개의 포지션 마커(192)를 검지할 때까지 기다린다.

이 검지가 종료되면, 시스템은 제로 그래피의 일련의 동작을 개시한다.

이와 같이 하여 사용자가 원하는 프린트 화상을 사용자의 희망하는 글로스로 공급할 수 있다.

프린트 매수에 달하지 않으면, 시스템은 글로스 판정의 곳으로 되돌아 가서, 다음의 포지션 마커(191, 192) 검지를 기다리며, 이하와 같은 동작을 사용자가 설정한 프린트 매수가 될 때까지 반복한다.

프린트 매수가 사용자의 설정으로 되었을 때, 여기에는 표시하지 않는 센서에 의해서 프린트의 출력이 끝난 것을 확인하고, 시스템이 중간 전사 벨트(30)의 구동을 정지하도록 되어 있다.

또 다른 글로스의 화상 전사면(180)을 갖는 중간 전사 벨트(30)에 대하여는, 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도15b에 나타낸 것과 같이, 중간전사 벨트(30) 상에 3개의 글로스가 다른 영역, 예를 들면 글로스를 다소 높게 설정한 고글로스 영역(211), 글로스를 다소 낮게 설정한 저글로스 영역(212), 표준 글로스로 설정한 표준 글로스 영역(213)으로 분할하고, 사전에 배치한 3종류의 글로스를 갖고 영역(211∼213)의 선두 부분에, 시스템(콘트롤러)이 각각의 글로스의 변화되어 있는 영역(211∼213)을 검지할 수 있도록, 선두 검지용 마커(221∼223)를 배치하도록 하는 등, 적당하게 설계 변경하여도 상관없다.

실시예

◎ 실시예1

실시 형태1에 의한 화상 형성 장치의 실시예를 나타낸다.

● 화상 형성 장치 기본 구성예

도4에 나타낸 화상 형성 장치의 기본 요소로서 이하의 것을 채용하였다.

현상 장치(24)에서 사용되는 토너로서는 중량 평균 분자량(Mw) 54000, 용해점(Tmt) 113℃, 평균 입경 7μm의 폴리에스테르 토너를 들 수 있다.

또 각 색의 기록 매체(40) 상의 토너량은 그 색소의 함유량에 의해서 대략 0.4mg/cm²∼7mg/cm²로 되도록 상기 노광 조건 또는 현상 조건이 설정된다. 본 실시예에서는 각 색 0.55mg/cm²로 설정하였다.

또 기록 매체(40)는 시판의 코팅지인 단위 면적 당 중량이 209g/m²인 라이쪼(雷鳥) 다르아트지(오지세이시(주))를 기재로서 사용하고, 그 표면에 10μm 두께의 폴리에스테르계 수지를 도공한 것을 사용하고 있다.

또 중간 전사체(30)는 베이스층과 표면층의 2층 구조의 것을 사용하였다.

베이스층은 카본 블랙을 첨가한 두께 80μm의 폴리이미드 필름을 사용하였다. 체적 저항률은 카본 블랙의 첨가량을 변화시켜, 10¹⁰Ωcm로 조정하였다.

한편 표면층은 토너상을 감광체 드럼(21)에서 중간 전사 벨트(30)에 정전적으로 화상 흐트러짐 없이 전사하기 위해서, 그 체적 저항률을 10¹⁴Ω·cm로 조정하고, 또 중간 전사 벨트(30)로부터 기록 매체(40)로의 전사 시에서의, 토너상을 사이에 끼운 상태에서의 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)와의 밀착성을 높이기 위해서, 고무 경도 40도, 두께 50μm의 실리콘 공중합체를 사용하고 있다. 실리콘 공중합체는 상온에서 그 표면이 토너에 대하여 점착성을 나타내고, 또 실리콘 공중합체의 표면은 용해하여 유동화된 토너는 떼내기 쉬운 특성을 갖고 있기 때문에, 토너를 기록 매체(40)에 효율적으로 이행시키는데 최적이다.

●전사 정착부의 구성

각 압압 롤[51(511, 512), 52(521, 522)]은 실리콘 고무를 피복한 알루미늄 파이프이고, 직경 50mm를 사용하였다. 이 4개 구성의 압압 롤(51, 52)을 수평으로 배치하였다.

또 압압 롤(52, 52) 중, 입구측 압압 롤(51)의 외부 롤(512)을 제외하고 가열 롤로 하고, 가열 롤의 내부에는 가열원(61∼ 63)으로서 콜쓰 램프(할로겐 램프)를 배치하고, 가열 온도는 속도와의 관련성을 고려하여 파라미터를 최적화하였다.

한편 가열 플레이트(65)로서는 알루미늄판에 고무 히터를 부착하여 가열을행하였다. 가열 온도는 중간 전사 벨트(30) 상의 토너가 충분히 연화·용융되는 온도로 설정, 제어하였다.

여기서 구체적인 가열 조건으로서는, 30mm/s에서의 표준 조건에서, 가열 플레이트(65)의 설정 온도는 155℃, 입구측 압압 롤(51)의 내부 롤의 설정 온도 155℃, 출구측 압압 롤(52)의 내부 롤(521)의 설정 온도는 155℃, 동외부 롤(522)의 설정 온도는 95℃로 하였다.

설정 온도의 목표는 시뮬레이션에 의해서 기록 매체(40)의 표면 온도를 125±5℃로 하고, 프로세스 속도마다의 롤 닙에서의 평형 온도(시뮬레이션에 의해서 산출)가 토너 온도를 130℃±5℃가 되도록 설정하였다. 그 밖의 파라미터도 토너의 매립은 가능하지만, 기본은 어느 것이나 닙 내에서는 용융 온도 이하(점도 10⁴Pa·s 이하라는 것)인 것이 중요한 사항이다.

압압 롤(51, 52) 간의 거리는 60mm, 닙 압은 입구측 압압 롤(51)이 1.8kg/cm², 출구측 압압 롤(52)은 7.2kg/cm²로 하였다.

또 기록 매체(40)의 진입각은 수평에 대하여 -30°로 하였다. ●작용과 성능 평가

본 발명의 추구하는 바인 「두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 고화질을 유지한 채로 고속으로 전사 정착하는 것」을 평가하기 위한 지표로서, ①토너의 매립 레벨, ②결점(표면 기포, 입상성, 블리스터)을 평가하였다.

도17은 토너의 매립 레벨의 그레이드(grade)이고, 기록 매체(40)의 열가소성수지층(42)에 대하여 토너상(T)이 완전히 메워질수록 좋다.

하이 라이트부에서의 ×레벨(도17c 참조)은 도18에 나타낸 것과 같이 광(300)의 산란을 일으켜서 글로스감의 저하를 초래하고 만다.

표면 기포, 블리스터는 출력된 화상 상을 육안으로 관찰, 또 입상성은 미크로포토미터에서의 농담 화상으로부터 2차원 푸리에 변환하여, VTF(시각 필터)를 걸어서 소위 입상도로서 수치화하여 판단하였다.

실험은 2조의 압압 롤 태양의 본 실시예와, 1조의 압압 롤 태양의 비교예를 비교하였다.

실험조건

·비교예(1조의 압압 롤) :

가열 플레이트(실리콘 고무 히터) 온도는 185℃

압압 롤의 내부 롤 온도는 185℃, 외부 롤 온도는 90℃,

닙 압은 하중 7.2kg/cm²

·실시예(2조의 압압 롤) :

가열 플레이트(실리콘 고무 히터) 온도는 155℃

입구측 압압 롤의 내부 롤 온도는 155℃,

닙 압은 하중 1.8kg/cm²

출구측 압압 롤의 내부 롤 온도는 155℃,

외부 롤 온도는 90℃, 닙 압은 7.2kg/cm²

압압 롤간 거리는 60mm

공통조건

기록 매체(40)는 라이쪼 다르아트 209g/m²에 폴리에스테르계 수지 10μm를 코팅한 A사이즈(그림 물리 패치)이고, 도시하지 않은 피더(feeder)로부터 프로세스 속도 5, 30, 90, 150, 210, 260mm/s로 송출하였다.

도19는 토너의 매립의 평가 결과이다.

비교예에서는 고온(185℃)으로 설정되어 있음에도 불구하고 속도가 오름에 따라서, 열가소성 수지층에의 열 공급이 도중에 맞지 않게 되어, 토너의 매립 상태가 악화된다.

이에 대하여 본 실시예에서는 프로세스 속도 210mm/s까지 토너의 매립은 양호하고, 260mm/s에서 조금 나빠져 있다. 보다 빠른 프로세스 속도로 매립성을 올리기 위해서는, 온도 설정치를 더욱 올리면 양호하게 되는 것도 주지되어 있으며, 본 방식에서의 매립의 능력의 우수성은 명백하게 되었다.

도20은 본 실시예에서의 입력 농도Cin 30%의 마젠타 패치에서의 입상도 평가 결과이다.

동도면에 있어서 5mm/s에서 약간 나빠져 있는 것은 열과잉에 의한 토너의 유동의 영향이다. 또 260mm/s에서 약간 나빠져 있는 것은 매립 상태의 열화에 끌린 것이지만, 본 방식의 고속에서의 입상성 열화는 아주 작다는 것을 알 수 있다.

도21은 표면 기포의 발생 상황을 관찰한 결과이다.

동도면에 있어서 260mm/s에서 표면 기포의 발생이 시작되고 있으나, 200mm/s까지는 이번의 조건에서 발생은 없었다.

또 기록 매체(40)의 기재로부터의 기포에 의한 블리스터는 모든 실험 조건에서 발생하지 않았다.

◎ 실시예2

실시 형태2에 의한 화상 형성 장치의 실시예를 나타낸다. ●화상 형성 장치의 기본 구성예

본 실시예에서는 중량 평균 분자량(Mw) 54000, 연화점(Tmt) 113℃, 평균입경 7μm의 폴리에스테르 토너를 사용하였다. 또 각 색 기록지 상의 토너량은 그 색소의 함유량에 의해서 대략 0.4mg/cm²∼0.7mg/cm²가 되도록 상기 노광 조건 또는 현상 조건이 설정된다. 본 실시예에서는 각 색 0.65mg/cm²로 설정하였다.

또 기록 매체(40)는 시판의 캐스트 코팅지인 단위 면적 당 중량이 127.9g/m²인 에나멜 코팅지(요네고가꼬시(주))를 기재로 하고, 그 표면에 7μm 두께의 폴리에스테르계 수지를 도공한 것을 사용하고 있다.

또 중간 전사 벨트(30)로서는 베이스층과 표면층의 2층 구조의 것을 사용하였다.

베이스층은 카본 블랙을 첨가한 두께 70μm의 폴리이미드 필름을 사용하였다. 체적 저항률은 카본 블랙의 첨가량을 변화시켜서, 10¹⁰Ωcm로 조정하였다.

한편 표면층은 토너상을 감광체 드럼으로부터 중간 전사 벨트에 정전적으로 화상 흐트러짐 없이 전사하기 위해서, 그 체적 저항률을 10¹⁴Ωcm로 조정하고, 또 중간 전사 벨트로부터 기록 매체로의 전사 동시 정착을 행할 때에, 토너상을 사이에 끼워 중간 전사 벨트와 기록 매체의 밀착을 잘 하기 위해서 고무경도 40°, 두께 50μm의 실리콘 공중합체를 사용하였다.

● 전사 정착부의 구성예

본 실시예에서는 가열 롤(121), 가압 롤(122)의 크기는 φ 50mm이고, 대향 롤(123)의 위치는 가열 롤(121), 가압 롤(122)이 접하고 있는 닙 영역에서 가열 롤(121)의 둘레 위를 중간 전사 벨트(30)의 이동방향에 대하여 약 20mm 상류의 위치로 하였다.

또 중간 전사 벨트(30)의 이동 속도는 160mm/s이고, 가열 롤(121), 가압 롤(122)에 의해서 가열, 가압되기 전에 중간 전사 벨트(30)와 기록 매체(40)는 약 0.12초 동안 밀착되어 있다.

이때 가열 플레이트(125) 및 가열 롤(121)을 175℃∼155 ℃의 온도로 설정, 제어하면, 가열 롤(121), 가압 롤(122)에 의한 가열 가압 전에 토너 온도는 145℃에서 135℃, 기록 매체(40) 상의 열가소성 수지층(42)의 표면 온도는 135℃에서 125℃ 정도로 되고, 토너, 열가소성 수지층(42)도 각각의 용융 온도 이상으로 된다.

본 실시예에서는 가열 롤(121), 가압 롤(122)에 의한 가열 가압 전에 토너,열가소성 수지층(42)과 함께 각각의 용융 온도 이상이 되도록 각 가열원의 온도나 대향 롤(123) 위치를 결정하였으나, 중간 전사 벨트(30)의 속도가 본 실시예보다 느린 경우나, 가열 롤(121), 가압 롤(122)에 의해서 가열 가압되는 시간이 본 실시예보다 긴 경우는, 가열 롤(121), 가압 롤(122)에 의해서 가열 가압되기 전에 반드시 토너, 열가소성 수지층(42)과 함께 각각의 용융 온도 이상으로 되어 있어야 할 필요는 없다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 전사 정착 장치에 의하면, 압압 반송 기구 및 열 공급 조정 기구를 사용하거나, 또는 예열 기구 및 가열 가압 기구를 사용함으로써, 상담지 반송체의 미정착상 및 기록 매체의 열가소성 수지층측을 주로 하여 열을 장시간에 걸쳐서 공급할 수 있도록 했기 때문에, 두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 사용하여, 고속으로 전사·정착을 행하여도, 정착상이 기록 매체의 열가소성 수지층에 충분히 정착하고, 정착상의 평면 평활성을 확보하는 동시에, 소위 블리스터 현상 등의 화질 결함이 없는 고화질을 유지할 수 있다.

따라서 두껍고 열용량이 큰 수지 도공 기록 매체를 사용하여, 표면 광택성이 높고, 또 미소한 글로스 얼룩의 발생도 없어서, 광택감이 양호하고, 또한 고화질을 유지한 채로 고속으로 전사 정착할 수 있다.

또 이와 같은 전사 정착 장치를 구비한 화상 형성 장치에 있어서는 광택감이 좋은 고화질의 화상을 고속으로 얻을 수 있다.

또 본 발명에 의한 상담지 반송체에 의하면, 사용자의 희망하는 글로스를 선택 가능한 구성으로 하였으므로, 대응하는 글로스 면을 사용한 작상 사이클을 용이하게 실현할 수 있다. 이 때문에 이와 같은 상담지 반송체를 구비한 화상 형성 장치에 의하면, 상담지 반송체 상의 글로스 면을 적당하게 선택함으로써 사용자의 희망하는 글로스에 가까운 화상을 용이하게 얻을 수 있다.

Claims

미정착상(未定着像)이 담지 반송되는 상담지(像擔持) 반송체(搬送體)와, 열가소성 수지층이 표면에 형성된 기록 매체를 접촉 배치하고, 상담지 반송체 상의 미정착상을 기록 매체의 열가소성 수지층 내에 전사 정착하도록 한 전사 정착 장치에 있어서,

상담지 반송체 및 기록 매체가 사이에 끼어서 반송되는 적어도 한 조 이상의 압압체(押壓體)를 포함하고, 각 조의 압압체 간의 닙(nip) 영역을 넘는 영역에서 상담지 반송체 상에 기록 매체를 접촉 반송하는 압압 반송 기구와,

상기 압압 반송 기구에 의해서 상담지 반송체 상에 접촉 반송되는 기록 매체를 표리 양측에서 가열하여, 미정착상 및 열가소성 수지층을 용융하는 가열원을 갖고, 기록 매체의 비상담지면측에 공급되는 열보다 기록 매체의 상담지면측에 공급되는 열을 많게 조정하는 열 공급 조정 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제1항에 있어서,

압압 반송 기구는 상담지 반송체의 반송 방향 전후가 다른 부위에 복수 조의 압압체를 배설(配設)한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제2항에 있어서,

압압 반송 기구는 상담지 반송체의 최하류에 위치하는 조(組)의 압압체의 닙 압이 상류측 조의 압압체의 닙 압보다도 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제2항에 있어서,

압압체의 적어도 일부가 롤 형상인 형상이고,

압압 반송 기구는 상담지 반송체 기록 매체가 접촉 반송되는 영역을 일직선상으로 유지하는 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제2항에 있어서,

압압 반송 기구는 상담지 반송체의 반송 방향 전후에서 복수 조의 압압체를 근접 배치한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제2항에 있어서,

압압 반송 기구는 상담지 반송체의 반송 방향 전후에 배설된 복수 조의 압압체 간에 위치하는 상담지 반송체의 이면에 단열 부재를 배설한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제2항에 있어서,

열 공급 조정 기구는 복수 조의 압압체 중, 기록 매체의 상담지면측에 위치하는 압압체 및 기록 매체의 비상담지면측에 위치하는 최하류 압압체에 가열원을 설치한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제2항에 있어서,

열 공급 조정 기구는 최상류에 위치하는 압압체 중, 기록 매체의 상담지면측에 위치하는 압압체에만 가열원을 설치한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
청구항1 기재의 전사 정착 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
미정착상이 담지 반송되는 상담지 반송체와, 열가소성 수지층이 표면에 형성된 기록 매체를 접촉 배치하고, 상담지 반송체 상의 미정착상을 기록 매체의 열가소성 수지층 내에 전사 정착하도록 한 전사 정착 장치에 있어서,

상담지 반송체 상의 미정착상 및 기록 매체의 열가소성 수지층을 주로 하여 상담지 반송체측에서 예열하는 예열 기구와,

상기 예열 기구에 의한 예열을 거친 상담지 반송체 상의 미정착상 및 기록 매체를 가열 가압하고, 상담지 반송체 상의 미정착상을 기록 매체측에 전사 정착하는 가열 가압 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제10항에 있어서,

가열 가압 기구는 상담지 반송체 및 기록 매체를 사이에 끼어서 반송하고 또한 각각 가열원을 갖는 한 조의 압압체로 이루어지고,

예열 기구는 한쪽 압압체와의 사이에서 상담지 반송체 및 기록 매체를 사이에 끼운 상태로 대향 배치되는 대향체를 구비하고, 적어도 압압체와 대향체 사이의 통과역으로부터 한 조의 압압체 간의 닙 영역에 이르는 바로 앞까지의 상담지 반송체 영역을 예열 영역으로 한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제11항에 있어서,

대향체에 가열원을 구비시킨 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제10항에 있어서,

예열 기구는 상담지 반송체 상에 기록 매체가 접촉 반송되는 영역의 상류측에서 상담지 반송체를 사전에 가열하는 가열원도 포함한 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
제11항에 있어서,

압압체에 대한 대향체의 위치가 기록 매체의 종류 또는 상담지 반송체의 속도 조건에 따라서 가변 조정되는 가변 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전사 정착 장치.
청구항10 기재의 전사 정착 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
미정착상이 담지 반송되는 동시에, 열가소성 수지층이 표면에 형성된 기록 매체에 미정착상을 거쳐서 접촉 배치되고, 전사 정착 장치에 의해 미정착상이 기록 매체의 열가소성 수지층 내에 전사 정착되는 상담지 반송체에 있어서,

복수 종류의 글로스(gloss) 면을 구비한 것을 특징으로 하는 상담지 반송체.
제16항에 있어서,

각 종류의 글로스 면 영역은 사용 가능한 최대 사이즈 기록 매체에 대응하여 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 상담지 반송체.
제16항에 있어서,

상기 상담지 반송체 상의 어느 글로스 면을 사용할 것인지를 선택하는 글로스 선택 스위치와,

상기 글로스 선택 스위치에 의해 선택된 글로스 면을 작상(作像) 사이클의 사용면으로 하는 작상 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.