(57)【要約】【課題】  電源投入直後、或いは長時間印刷無しで停止状態にあり電子写真装置内部温度が周囲環境温度に等しい程度に低い状態から、継続して連続印刷することで電子写真装置内部の温度が非常に高くなっている状態まで、排紙後のトナースティック発生のない定着強度を満足する、高定着品質画像の電子写真装置を提供する。【解決手段】  装置内部の温度を検知する温度センサを設け、該温度センサの検知温度を元に、２台目装置の定着装置の加熱温度制御設定値温度を変えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を二成分現像方式を用いた現像装置の現像トナーにより顕像化して、その顕像化したトナー像を転写装置により記録媒体上に転写し、その記録媒体上に転写したトナー像を加熱装置と加熱温度を検出する温度センサとを備えた定着装置により定着して記録画像を得、前記感光体上に残留したトナーを清掃装置により取り除いて次の静電潜像の形成に備える一連の静電潜像記録プロセスを有する電子写真装置を２台連続的に接続し、１台目装置の定着装置と２台目装置の定着装置の検出された加熱温度と設定値温度を比較し制御する制御機構を備え、１台目の装置で現像・定着・排紙された用紙を２台目に給紙した後、現像・定着・排紙して連続的に印刷するタンデム式の電子写真装置において、装置内部の温度を検知する温度センサを設け、該温度センサの検知温度を元に、２台目装置の定着装置の加熱温度制御設定値温度を変えることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記定着装置が加熱ロールと加圧ロールからなる２ロール型の定着方式であることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記装置内部の温度を検知する温度センサの検知温度は、２台目装置の内蔵温度センサ検知温度であり、切り替え温度は３６℃であることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記装置内部の温度を検知する温度センサの検知温度に従って変える２台目装置の定着装置の加熱温度制御設定値温度は少なくとも１０度以上設定温度を変えていることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法等において形成された静電荷潜像を可視像化する電子写真装置に係り、特に加熱ロールと加圧ロールとから構成される定着装置を有する電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前述の印刷もしくは記録法のうち、例えば電子写真法においては、光導電性感光体を帯電、露光し、感光体上に静電荷潜像を形成し、次いでこの静電荷潜像を樹脂をバインダーとして着色剤等を含有せしめた微粒子状トナーによって現像し、得られたトナー像を記録紙上に転写し定着して記録画像が得られる。
【０００３】
このような静電像記録工程では、常に安定して綺麗な画像品質を供給することが重要であり、静電潜像を顕像化する現像装置の現像条件を常に満足できる状態に維持することが特に重要である。
【０００４】
従来においてはトナーを現像する方法として、装置構成が簡単で省スペース化を達成でき安価な一成分トナー方式と高速、高画質現像が可能なトナーと磁性キャリアより成る二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像法がよく用いられている。
【０００５】
また、トナーを定着する方法としては、熱効率が高く高速定着が可能な熱ローラ定着法及びフィルム等を用い熱応答性を向上させた定着法が実用化されており、定着機を作動せしめてから
（１）定着が可能になるまでのウォームアップ時間を短くする。
（２）記録紙に熱が吸収されることによる定着不良を防止して、連続通紙による画質の維持を可能にする。
（３）過熱による記録紙のカールと火災を防止する。
（４）熱ローラへ加える荷重を減らし、定着機の構造を簡易化、小形化する。
等の観点から、定着用ヒータ及び駆動モータの消費電力を下げて、熱ローラの温度をより低温で、また、熱ローラの圧力をより低圧力で定着できるトナーの開発が望まれている。
【０００６】
一方、最近においては、情報機器の発展に伴い、光導電性感光体の露光にレーザビームを用い、コンピュータの指示による変調信号によって記録画像をドットで再現するレーザビームプリンタが発達している。特に最近のレーザビームプリンタでは、より一層の高画質の画像作製が求められるため、レーザビームの径を絞り込んで小さくし、ドット密度が６００〜１２００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ／ｉｎｃｈ）と高くなっている。これに伴い、微細になった静電荷潜像を現像する目的で、トナー及びキャリアの粒子径も小さくなり、体積平均粒径が１０μｍ以下の小粒径トナーと重量平均粒径が１００μｍ以下の小粒径キャリアの適用が進められている。
【０００７】
しかしながら、小粒径トナーはトナー製造時に粉砕、分級工程での歩留まりが低下するため、トナーのコストが高くなる。小粒径トナーではこれらの問題が生じ、通常４μｍ未満のトナーは実用化することが難しく、トナーの平均粒径を４〜１０μｍの範囲とし微粒子トナーをカットし、トナーの外添剤、外添処方の改良によりトナーの流動性を高めて用いる。
【０００８】
一方、キャリアについてはトナーの小粒径化に伴い、重量平均粒径を１００μｍ以下の小粒径とし、キャリアの比表面積を高めて、トナーとの摩擦帯電性を向上せしめる。しかし、３０μｍ未満のキャリアではキャリアの磁力が低下し、静電荷像保持部材上に静電吸引力で付着し易くなるため、キャリアの平均粒径を３０〜１００μｍの範囲に分級し、必要に応じて表面を樹脂でコートして用いる。
【０００９】
これらの粒度分布の改善と流動性、帯電性の改良により、小粒径トナー及び現像剤は複写機、プリンタ等で実用化される様になった。しかし、実機で印刷を行う場合、特に毎分５０頁以上の印刷を繰り返す場合には、上記の小粒径トナー特有の問題が生じ、トナーによるキャリアスペントによる現像剤寿命の低下、及びトナーによる感光体フィルミングによる感光体寿命の低下が起こり易くなる問題が残されている。
【００１０】
また、小粒径トナーは定着に関しては同一の定着強度を得るために、粒子径の大きなトナーよりも多くのエネルギーを要し、画像の定着強度が得られにくく、特に定着工程において、熱ローラの温度と圧力を高める必要があり、そのため、定着機の高信頼化、簡易小形化、コスト低減を図りにくいという問題があった。
【００１１】
このような問題点を解決するためトナーの定着性向上が強く求められていた。
【００１２】
トナーの定着性能向上のために、定着用樹脂にワックスを添加することは知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。ワックス類は、トナーの低温時や高温時の熱ローラへの付着、いわゆるオフセット現象を防止する目的で添加されている。
【００１３】
また、トナーの低温定着性、耐オフセット性、非凝集性を改善するため、特定の分子量分布を有するビニル系共重合体に１４０℃での粘度が１万ポイズ以下のエチレンまたはプロピレンとα−オレフィン共重合体を添加することが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【００１４】
また、同様の目的で、示差走査熱量計（ＤＳＣ）による吸収熱量のピーク（融点）が７５〜８５℃のパラフィンワックスを添加すること（例えば、特許文献５参照）、ＤＳＣによる融点が８５〜１００℃の天然ガス系フィッシャートロピッシュワックスを添加すること（例えば、特許文献６、７、８参照）、ＤＳＣによる融点が８５〜１１０℃のポリエチレンワックスを添加すること（例えば、特許文献９参照）、融点が５０℃以下の成分を蒸留法等によって除去したＤＳＣの融点が７０〜１２０℃のポリエチレン系ワックスを添加すること（例えば、特許文献１０参照）、重量平均分子量（Ｍｗ）が１千未満のポリエチレンワックスを添加すること（例えば、特許文献１１参照）が知られている。
【００１５】
一方、低融点ワックスをトナーに添加するとトナーの流動性、耐熱性、耐久性、保存安定性が低下する。それを改良するため重量平均分子量／数平均分子量（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５以下のワックスを用いること（例えば、特許文献１２参照）、１４０℃における溶融粘度が０．５〜１０ｍＰａ・ｓであり、且つ針入度が３．０ｄｍｍ以下であるエチレン系オレフィン重合体ワックスを用いること（例えば、特許文献１３参照）、平均分子量が１千以上のフィッシャートロピッシュワックスを用いること（例えば、特許文献１４参照）、所定の粘度を示すパラフィンワックスとフィッシャートロピッシュワックスを併用する事が知られている（例えば、特許文献１５参照）。
【００１６】
これらの従来技術を用いてトナーの定着性能を向上させることも可能であるが、印刷装置の安定化と言う観点から、トナー材料にはあまり負荷をかけずに、装置側から歩み寄り、印刷の表裏、設定頁数等で定着温度を変え、定着性能を補助することも検討されている（例えば、特許文献１６参照）。
【００１７】
２台の装置がタンデム方式にて連結された電子写真装置においては、２台目に給紙される印刷用紙は１台目の定着装置を通過している為、予め用紙温度が上がっており、余熱された状態となっている。従って、２台目の装置の定着には有利であるが、１台目で印刷された画像は２度定着されることにより過熱状態に到ることがあり、用紙が比較的高い温度を保持したまま排紙され、重ねられることによりトナー同士がくっつき、用紙を裁く際にトナーが剥がれる、所謂トナースティック現象が発生し易くなることがある。印刷画像の定着品質、及び排紙後のトナーステッィク共に、定着装置の加熱ロール温度及び用紙温度状態に依存する為、機内温度上昇を管理することが高品質の電子写真画像を提供する上で求められていた。
【００１８】
なお、安定した電子写真装置を提供するために、機内温度を管理制御することも知られている（例えば、特許文献１７、１８、１９、２０、２１参照）。
【００１９】
【特許文献１】特開昭５２−３３０４号公報
【００２０】
【特許文献２】特開昭５２−３３０５号公報
【００２１】
【特許文献３】特開昭５７−５２５７４号公報
【００２２】
【特許文献４】特開平５−３１３４１３号公報
【００２３】
【特許文献５】特開平７−２８７４１３号公報
【００２４】
【特許文献６】特開平８−３１４１８１号公報
【００２５】
【特許文献７】特開平９−１７９３３５号公報
【００２６】
【特許文献８】特開平９−３１９１３９号公報
【００２７】
【特許文献９】特開平６−３２４５１３号公報
【００２８】
【特許文献１０】特開平７−３６２１８号公報
【００２９】
【特許文献１１】特開平８−１１４９４２号公報
【００３０】
【特許文献１２】特開平６−１２３９９４号公報
【００３１】
【特許文献１３】特開平７−２０９９０９号公報
【００３２】
【特許文献１４】特開平７−２８７４１８号公報
【００３３】
【特許文献１５】特開平１０−１０４８７５号公報
【００３４】
【特許文献１６】特開平６−１９５８１４公報
【００３５】
【特許文献１７】特開昭５８−１００７２３号公報
【００３６】
【特許文献１８】特開平５−８５０１８号公報
【００３７】
【特許文献１９】特開平１１−９５６４２号公報
【００３８】
【特許文献２０】特開２００４−３０１９４８号公報
【００３９】
【特許文献２１】特開２００４−３２５６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
以上説明したように、従来の電子写真装置においては、定着後の画像品質を上げる為に用紙上のトナーに熱を供給することにより、用紙の温度も上昇し、排紙後の用紙温度が低くない場合にトナースティックが発生する。
【００４１】
一方、排紙後の用紙温度及びトナーへ供給する熱量を低く抑える為に定着温度を下げることができるが、定着強度は低下することになり、安定した画像品質を供給することができない。
【００４２】
本発明の解決しようとする課題は、排紙後の用紙にトナースティックが発生せず、かつ安定した定着画像品質を供給できる電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
上記課題は、感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を二成分現像方式を用いた現像装置の現像トナーにより顕像化して、その顕像化したトナー像を転写装置により記録媒体上に転写し、その記録媒体上に転写したトナー像を加熱装置と加熱温度を検出する温度センサとを備えた定着装置により定着して記録画像を得、前記感光体上に残留したトナーを清掃装置により取り除いて次の静電潜像の形成に備える一連の静電潜像記録プロセスを有する電子写真装置を２台連続的に接続し、１台目装置の定着装置と２台目装置の定着装置の検出された加熱温度と設定値温度を比較し制御する制御機構を備え、１台目の装置で現像・定着・排紙された用紙を２台目に給紙した後、現像・定着・排紙して連続的に印刷するタンデム式の電子写真装置において、装置内部の温度を検知する温度センサを設け、該温度センサの検知温度を元に、２台目装置の定着装置の加熱温度制御設定値温度を変えることによって解決される。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、二台の電子写真装置エンジンをタンデムで連結して印刷する際に、第二エンジンの定着装置の加熱ロール表面温度の制御温度を第二エンジン装置内部温度によって切替えて制御する設定とすることで、安定して定着強度特性を確保し、かつ排紙後のトナースティック発生がない電子写真装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００４６】
まず、本発明に係る電子写真装置の概略構成を図１により説明する。本発明による電子写真装置は同一エンジン（コントローラ機能を持たない印刷機能部のみの呼称）を中間パスを介して二台タンデムで連結されている。すなわち、第一エンジン１４内の給紙機構部１８より通紙された用紙は第一エンジン１４にて一色目を印刷した後、中間パス１５を介し第二エンジン１６に通紙され、二色目を印刷した後、排紙され排紙トレイ１７上に供給される。
【００４７】
電子写真装置の印刷から定着、排紙までの概略構成は、第一エンジン１４も第二エンジン１６も同一である。すなわち、まず、第一エンジン１４による作像から定着排紙までを説明する。帯電装置２によりドラム状感光体１の表面が一様に帯電され、光学装置８により感光体１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置３により顕像化されて、感光体１上にトナー像が形成される。
【００４８】
感光体１上のトナー像は転写装置５により記録媒体４上に転写され、感光体１上に残留したトナーをクリーニングブレードを備えた清掃装置７により綺麗に取除き、一方、記録媒体４上に転写したトナー像を定着装置６で定着して第一エンジン１４より排紙された後、中間パス１５を通して、第二エンジン１６に通紙される。
【００４９】
第二エンジン１６においても第一エンジンと同様に、帯電装置１９によりドラム状感光体１８の表面が一様に帯電され、光学装置２５により感光体１８上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２０により顕像化されて、感光体１８上にトナー像が形成される。
【００５０】
感光体１８上のトナー像は転写装置２２により記録媒体２１上に転写され、感光体１８上に残留したトナーをクリーニングブレードを備えた清掃装置２４により綺麗に取り除き、一方、記録媒体２１上に転写したトナー像を定着装置２３で定着後、トレイ１７上に排紙される。
【００５１】
本発明における電子写真用現像トナーは、少なくとも定着用樹脂、着色剤及び帯電制御剤を含み、前記定着装置６、２３は用紙上のトナー画像を固着定着させる手段として熱ロール方式を使用している。内部にヒーターランプを保持した加熱ロール９、２６と該加熱ロール９、２６と圧接して圧力を加える表面が弾性体でできている加圧ロール１０、２７とから構成されている。加熱ロール９、２６の長寿命化の為、ロール表面にシリコンオイルを塗布してもよく、本発明の実施例ではオイル塗布機構１１、２８が第一エンジン１４、第二エンジン１６各々の加熱ロール９、２６に接触しオイルを供給している。
【００５２】
前記定着装置６、２３は、定着後の画像品質を安定に保持する為、加熱ロール９、２６表面温度を検出する温度センサ１２、２９と該温度センサにて検出された加熱ロール表面温度と定着に必要な制御設定値温度データを比較し、設定値温度に制御する制御機構１３、３０を有する。
【００５３】
本発明は、装置内部温度を検出する温度センサ３１、３２を装置内部に保持し、該温度センサ３１、３２で装置内部の温度をモニターし、具体的には第二エンジン１６に内蔵されている温度センサ３２で検出される内部温度の変化に伴って、第二エンジン１６の定着装置２８の加熱ロール２６表面設定値温度を変更する事を特徴としている。
【００５４】
すなわち、本発明においては第一エンジン１４用トナーとしてスチレンアクリル系トナーを使用し、第二エンジン１６用トナーにはポリエステル系トナーを使用している為、定着画質に対する振る舞いが異なり、第二エンジン１６の装置内温度により該第二エンジン１６にて印刷されたトナー画像の定着強度が変化する。電子写真装置の電源投入直後、或いは印刷しないで長期間停止している状態では電子写真装置内部温度はほぼ周囲環境温度に等しく、第二エンジン１６で印刷された画像の定着画像は低下する傾向にある為、加熱ロール表面温度を上げ、トナーに付与する熱量を上げることで定着強度を確保している。
【００５５】
第一エンジン１４にて印刷したトナー画像は排紙される迄に二度定着装置を通過するため、設定条件によっては、過度の熱量を供給され排紙後多量に重ねてトレイ上に置かれるとトナー同士が互いに付着してしまい、用紙を裁いて取り除く際にトナーが剥がれてしまうというトナースティック現象が発生する。
【００５６】
本実施例においては、第二エンジン１６内部の温度が３６℃を超える程度迄、連続的に電子写真装置を継続して印刷した場合にトナースティックは発生し、第二エンジン１６の加熱ロール表面温度を１０度以上下げることで回避することができる。
【００５７】
定着強度は、２ＰＥＬ幅の水平線と８ＰＥＬ幅の空間が交互に並んでいるパターンを２０ｌｂｓボンド紙に印刷し、以下の方法にて検証する。
【００５８】
上記水平線パターンを２ｃｍ幅で短冊状に切り、スガ摩擦試験機モデルＦＲ−２に短冊状のサンプルを取付ける。２００ｇの荷重を加え、Ｗａｔｔｍａｎ４４濾紙にて４０ストローク（２０サイクル）擦り、濾紙面に付着したトナーの汚れをハンターラボラトリー社のモデルＤ２５Ａ−２の色差計「Ｙ」値にて測定した値を定着強度とする。擦るストロークの方向は、用紙走行方向に垂直とする。
【００５９】
トナースティックは、１ｃｍ角以上のベタ画像を両面モードで印刷し重ねた場合に、表面と裏面のベタ画像が重なり合う様に印刷することで検証される。印刷は連続で２，０００枚（４，０００ページ）印刷し、２，０００枚重ねた状態で約２時間放置後、印刷用紙を取り除く。用紙を１枚づつ取除く際に印刷面上のトナー同士がくっつき剥がれた場合にトナースティックが発生したと判断する。用紙を取り除く際にトナー同士が軽くくっつきあっている場合、用紙を剥がす際に音がするが、実際にトナーが剥がれない場合、トナースティックが発生していないと判断する。
【００６０】
以下、本発明の実験例と比較例について説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
（実験例）
第一エンジン１４用にはスチレンアクリル系黒トナー（軟化点は１３２℃、平均粒径は９．０μｍ）、第二エンジン１６用にはポリエステル系カラートナー（軟化点は１３３．５℃、平均粒径は９．３μｍ）を、各々トナー濃度４．５ｗｔ％に調合した現像剤を現像機にトナーをトナー補給用ホッパー（図示しない）に搭載して印刷を実験した。
【００６１】
実験例において、第一エンジン１４の定着装置の加熱ロール９表面温度は１９３℃に設定してある。第二エンジン１６の定着装置加熱ロール２６表面温度制御仕様は、１）第二エンジン１６の装置内温度が３６℃以下の場合、過熱ロール２６表面温度は１９３℃、２）第二エンジン１６装置内温度が３６℃を超える場合、加熱ロール２６表面温度は１８０℃とした。
【００６２】
図２に示す通り、第二エンジン１６装置内部温度が３６℃にて第二エンジン１６の定着過熱ロール表面制御温度を切替えることにより、定着強度８０％以上、トナースティック発生無しの条件を満足することができ、安定した画質を保持した電子写真装置を供給することができる。
（比較例）
次に、比較例について図３を用いて説明する。比較例の表中、評価Ｎｏ．１〜５は、第二エンジン１６の定着装置加熱ロール２６表面温度を１８０℃にて制御した時の、定着強度とトナースティックの発生状況を示したものである。加熱ロール２６表面温度が１８０℃の場合は、第二エンジン１６の装置内温度が低い（この場合、３５℃以下）と、定着強度が悪く安定した定着画像を供給することができず、１８０℃で満足する定着強度を得る為には、装置内部温度が３７℃以上必要となる。また、印刷を継続して装置内部温度が上昇してもトナースティックは発生せず、第二エンジン１６にて付与する熱量がトナースティックの発生に大きく寄与していることがわかる。
【００６３】
比較例の表中の評価Ｎｏ．６、７、８の結果から判る通り、第二エンジン１６の装置内部温度が室温に近い低温状態（この場合、２０℃）では、第二エンジン１６の加熱ロール２６表面温度は１９３℃まで上げないと満足する定着強度は得ることができない。
【００６４】
しかしながら、第二エンジン１６の加熱ロール２６表面温度を１９３℃にした場合、第二エンジン１６の装置内部温度が上昇してくるとトナースティックが発生する為、長時間に渡って連続印刷することができず、生産性の低下を招く。比較例の表中、評価Ｎｏ．８〜１０迄は第二エンジン１６の装置内部温度が３５℃以下の為トナースティックは発生していないが、印刷を継続し、装置内部の温度が３７℃以上となった評価Ｎｏ．１１、１２では用紙への余熱と加熱ロール２６からの熱が過多状態となりトナースティックが発生している。
【００６５】
比較例評価Ｎｏ．１３は評価Ｎｏ．１２の状態から第一エンジン１４の過熱ロール９の表面温度を１９３℃から１８０℃に下げ、トナースティックが解消するか検討した結果である。第二エンジン１６における加熱ロール２６表面温度とは異なり、第一エンジン１４の過熱ロール９表面温度の違いは定着強度及びトナースティックに影響を与えない。これは、第一エンジン１４と第二エンジン１６を連結している中間パスユニットを用紙が通過する際、第一エンジン１４にて付与された熱を十分に冷却されている為である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の電子写真装置の実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の電子写真装置の定着温度と第二エンジン装置内部温度の組み合わせ及び定着強度とトナースティック発生結果を示した一覧表である。
【図３】従来の電子写真装置の定着温度と第二エンジン装置内部温度と各条件下での定着強度とトナースティック発生結果を示した一覧表である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１８は感光体、２，１９は帯電装置、３，２０は現像装置、４，２１は記録媒体、５，２２は転写装置、６，２３は定着装置、７，２４は清掃装置、８，２５は光学装置、９，２６は加熱ロール、１０，２７は加圧ロール、１１，２８はオイル塗布機構、１２，２９は温度センサ、１３，３０は制御機構、１４は第一エンジン（電子写真装置）、１５は中間パス、１６は第二エンジン（電子写真装置）、１７はトレイ、３１，３２は温度センサである。
【図１】
2006330456.tif 000003
【図２】
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【図３】
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