JP2000511652A - 種々のプリンター装置中のクリティカル画像作成表面用のクリーナー - Google Patents

種々のプリンター装置中のクリティカル画像作成表面用のクリーナー

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JP2000511652A JP10500756A JP50075698A JP2000511652A JP 2000511652 A JP2000511652 A JP 2000511652A JP 10500756 A JP10500756 A JP 10500756A JP 50075698 A JP50075698 A JP 50075698A JP 2000511652 A JP2000511652 A JP 2000511652A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、レーザープリンター、普通紙の複写機及びファクシミリ機、等の種々のプリンターに使用するためのクリティカル画像作成表面のための改善されたクリーニング材料を提供する。更に、本発明は、クリーニング媒体としての延伸膨張されたPTFE及び焼結されたPTFEの特異な性質を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】 種々のプリンター装置中のクリティカル画像作成表面用のクリーナー 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、種々のプリンター装置中のクリティカル画像作成表面をクリーニン グするための材料及び装置に関する。 2.関連する技術の説明 従来の普通紙複写機においては、画像は典型的には、光導電体上に形成され、 紙に転写され、続いて熱固定ロール及び加圧ロールに通過させられる。画像は、 典型的には熱可塑性樹脂及びカーボンの混合物であるトナーによって作りだされ る。前記紙が前記ニップを通過するとき、熱固定ロールに面したトナーは融解し 、この紙の中に流入する。複写機及びプリンターのこの領域は、典型的には「フ ューザー」と呼ばれる。 このトナーによって形成された画像は多数の表面に転写される。1つの表面か ら他の表面への画像の高レベルの転写を達成することは重要である。不完全な転 写が起こると、前記表面から全ての残留トナーをきれいに除く必要があり、さも ないと非転写トナーはその後のページの上に付着し、こうして「裏移り」が起こ る。裏移りは印刷されたシートの上に現れる全ての望ましくないマーク、汚点、 又は汚れである。画像を形成し又は転写することに関与する全ての表面を、以後 「クリティカル画像表面」と呼ぶ。クリティカル画像表面は、光導電体、他の画 像作成表面例えばローラー類又はドラム類、画像を有する紙を移動させる紙供給 ローラー類又はベルト類、 中間画像転写表面例えばベルト類又はローラー類、及び前記画像を前記紙に固定 する融解ローラー類又はベルト類を含むが、これらに限られない。 従来のプリンターにおける一次画像作成表面、典型的には光導電体は、典型的 には1又はそれ以上の光導電体、例えばセレン等で被覆されたアルミニウムマン ドレルである。この表面を清浄に、そして表面欠陥のないように保つことは非常 に重要である。それ故、非磨耗性である材料で光導電体表面をクリーニングする ことは重要である。光導電体表面の磨耗は、不適当な画像形成、表面の過剰なイ オン化、乏しい画像転写、及び再発生する裏移りに通じる。 前記フューザーローラーは、典型的には加熱されたローラー及び弾性加圧ロー ラーを含む。前記非衝撃式印刷産業における傾向は、これらのローラーを、剥離 表面として作用するフルオロポリマー層でローラーを被覆し、裏移りの量を減ら すことである。前記非接着性フルオロポリマー層は、剥離剤、典型的にはシリコ ーンオイルと組み合わせて使用される。画像の融解の間に固定ロールに粘着する のを防ぐためには、典型的には剥離剤が前記固定ローラーに適用される。シリコ ーンオイル、即ちジメチルシロキサンは、殆どの複写機及びプリンターの用途に 好まれる剥離剤である。この剥離剤は融解の間に紙に転写される。固定ローラー 上に存在する剥離剤の量が不十分であるときは、このトナーは、融解プロセスの 間に固定ローラーに付着し、その後のページに付着して、裏移りを生じる。フル オロポリマー剥離剤層の使用と共に、裏移りを防ぐに必要なシリコーンオイルの 量は劇的に減った。更に、プリンターによっては剥離剤は何ら使用されない。 プリンター内の他のクリティカル表面成分も、現在剥離層で被覆されている。 例えば、有効な画像転写を促進するために、紙転写ベ ルトは一般に剥離材料でスプレーコートされる。しかしながら、これらの剥離被 膜を用いると、幾らかの裏移りが起こる。 非衝撃性印刷産業におけるトレンドは、より高い解像度を有する画像を作りだ すことである。これは、印刷物及び複写物上により多くのドットパーインチ(D PI)があるということを意味する。このより微細な解像度を達成するためには 、前記トナー粒度はより小さくなければならないが、これは粒子の制御において 幾らかの問題に通じていた。前記小さな粒子は1つの表面から他の表面に転写す ることが困難であり、それらはより容易に浮遊し、従ってしばしばある種の表面 上に望ましくない被膜を生じる。更に、これらより小さい粒子は、溝、ポケット 又は前記クリティカル画像表面の表面欠陥に、より容易に捕捉される。これらの より小さな粒子をクリティカル画像表面からきれいに取り除くのは、より困難で もある。既存のクリーニング材料はこれらの小さな粒子をクリーニングするのに 不適当であるばかりでなく、磨耗性であり、これはクリティカル画像表面の磨耗 を増すことになる。 前記非衝撃式印刷産業におけるトレンドは、前記クリティカル画像表面、特に 光導電体に磨耗性の少ないクリーニングの材料及び方法を提供することである。 比較的小さなトナー粒子に鑑みて、前記クリーニング材料は、クリーニングされ る表面に非常に適合性のあるものでなければならない。 この産業において使用される従来のクリーニング材料の殆どは、不織布の混合 された繊維ウェブである。例えば、当初はアラミド繊維のような高温繊維材料が 、ウェブを相互に保持するためにバインダーを用いて軽い不織布に作られた。こ の材料はある種の用途にはよく機能したが、他の用途においては種々の問題を引 き起こした。高温アラミド繊維は粗く、磨耗性であり、デリケートなクリティカ ル画像表面、例えば光導電体には適していない。 より適合性で、より接着性の低いクリーニング材料を提供するために、例えば 特開平5−119688(帝人株式会社))に記載されているように、不織布中 にアラミド繊維に熱可塑性樹脂が混合された。この公報は、繊維の混合はより低 い磨耗性及びよりよいクリーニング表面を提供することを開示している。熱可塑 性繊維は磨耗性が低いが、これら材料の使用は熱可塑性繊維の温度制限により厳 しく限定される。典型的には、ポリエステル繊維は一般に好まれる熱可塑性繊維 であるが、これは融解温度である180℃〜220℃で溶融し又は弱くなる。も しポリエステルが前記フューザー上にあまりに長く置かれると、それはフューザ ーローラーに融着し、機械を故障させ得る。 他のアプローチは、日本バイリーン株式会社の特開平4−83283に記載さ れているように比較的高い温度の繊維混合物を使用することである。この出願で は、芳香族ポリアミド繊維及び未延伸ポリフェニレンサルファイド(PPS)繊 維の混合物が相互に混合されて、不織クリーニングウェブになっている。これら 繊維は未延伸PPS繊維が可塑化され、繊維が相互に融着するように作用する温 度で加熱下に圧縮される。この繊維の混合物は比較的高い熱安定性を有すること ができ、融解温度が高められると高速度印刷用途に使用できる。印刷速度が増す ので、紙は、長期間フューザーローラーに接触しない。それ故、画像を適正に融 解するに充分な熱エネルギーを提供するために、フューザーの温度を上げなけれ ばならない。この用途に使用される繊維は、典型的にはデニールが1〜20であ る。 他のアプローチは、キャノン株式会社の特開平2−115883号公報に記載 されているように、不織布にフッ素樹脂繊維を使用す ることである。フッ素樹脂材料は研磨性が低く、融解温度に必要な高温能力を有 する。しかしながら、不織布に使用されるフルオロポリマー繊維の量は、強度の ために制限される。もし80%を超えるフッ素樹脂繊維が使用されると、機械的 性質はクリーニング用途には許容できない。 ミノルタカメラ株式会社の米国特許No.4862221に記載された更に他の アプローチは、凹凸パターンを有するクリーニングウェブを含む。このパターン の目的は、このウェブのクリーニング及び汚染物質保持能力を改善することであ る。更に、日本バイリーン株式会社の米国特許No.4686132は、シールさ れた部分とシールされていない部分を有するアラミド繊維及びポリエステル繊維 の不織クリーニングウェブを含む。もう一度、前記シールされた部分の目的は、 このウェブのクリーニング性能を改善することである。 これらの公報は、種々の需要を満たすために適合されたクリーニングウェブの 代表である。しかしながら、今日まで、当技術界は、適合性で、非磨耗性で、熱 的に安定で、微多孔質で、耐久性のある非衝撃式印刷装置におけるクリティカル 画像作成表面をクリーニングするための装置を提供することができなかった。 従って、本発明の第1の目的は、適合性で、非磨耗性で、熱的に安定で、微多 孔質で、耐久性のある非衝撃式印刷装置におけるクリティカル画像作成表面をク リーニングするための装置を提供することである。更に、本発明の他の目的は次 のことを含む: (1)クリティカル画像作成表面によって割り送られる(is indexe d)汚染物質保持容器としての微多孔質PTFEを利用するクリーニング装置材 料を提供すること; (2)前記装置によって占められるスペースを減らす薄いクリー ニング装置材料を提供すること; 3)従来の材料よりも、クリティカル画像表面の中又は上の汚染物質、掻き傷 、及び欠陥により適合性であるクリーニング装置材料を提供すること; 4)従来の不織布よりも磨耗性の低いクリーニング装置材料を提供すること; 5)強いクリーニング装置材料を提供すること; 6)低摩擦特性を有するクリーニング装置材料を提供すること; 7)容易に充填材を含有して装置の性質を変化させることができるクリーニン グ装置材料を提供すること; 8)汚染物質保持能力を改善するために、熱的にエンボスされ得るクリーニン グ装置材料を提供すること; 9)厚さ及び密度における高コンシステンシーを持ったクリーニング装置材料 を提供すること; 10)クリティカル画像作成表面に100%のフルオロポリマー表面を提供で きるクリーニング装置材料を提供すること;及び 11)クリティカル画像作成表面にフルオロポリマー剥離層を継続的に被覆で きるクリーニング装置を提供すること。 本発明のこれらの及び他の目的は以下の説明を見れば明らかになるであろう。 発明の要約 本発明は、レーザープリンター、普通紙複写機、及びファクシミリ機等を含む 種々のプリンターに使用するためのクリティカル画像作成表面用の改善されたク リーニング材料を提供する。 本発明は、クリーニング媒体として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE )、例えば延伸膨張されたPTFE及び焼結されたP TFE、ポリプロピレン、等を含む微多孔質膜(以下便宜上「微多孔質膜」とい う)の特異な性質を利用する。 本発明のクリーニング装置は、ウェブ、パッド、ローラー等のような多数の望 ましい形態を含み得る。 本発明の1つの具体例において、前記微多孔質膜は、切断シート、又はパッド の形で、前記クリティカル画像作成表面に対してクリーナーを押し当てる何らか の手段と共に、前記クリティカル画像作成表面に接触され得る。更に、前記微多 孔質膜はバッキング材料に取り付けられ得る。更に、2又はそれ以上の微多孔質 膜がクリーナーパッドの形状で利用され得る。例えば、ePTFE膜は、焼結さ れたPTFE又は同等の織られた又は不織の材料と組み合わせて使用され得る。 本発明の他の具体例において、前記微多孔質膜はローラーの形のクリティカル 画像表面に適用され得る。例えば、前記微多孔質膜はローラーのシャフトに巻き 付けられ又は被せられ、次いでこのローラーがクリティカル画像作成表面と接触 されるように設置される。この微多孔質膜は、例えば巻き付けられたシート、延 伸膨張されたチューブ等を構成してもよい。更に、多重の微多孔質膜がローラー 形状において組み合わされて使用され得る。例えば、1つの具体例において、焼 結されたPTFEのシートはローラーマンドレルの周囲に巻き付けられ、次いで ePTFE膜の押し出されたチューブがこの巻き付けられたマンドレルに被せら れてもよい。更に他の具体例において、織られた又は不織の布帛を基体の1成分 としてマンドレル上に被せ、次いで微多孔質の膜を前記基体に適用してもよい。 これに代わる具体例において、特に流体クリーニング用のものとして、マンドレ ルは1又はそれ以上の孔をその中に有し、又は多孔質材料を有し、これによって マンドレルの中から真空を引き、前記微 多孔質膜によって集められた流体を集めることができよう。 本発明の他の具体例において、本発明のクリーニング装置は単一の層として又 はプラスチックのフィルムもしくは布のような裏張り材料に接合された微多孔質 PTFEの層を含むウェブであってもよい。前記微多孔質PTFEは割り送り機 構を与えられてもよく、この機構は前記ウェブ材料を前記クリティカル画像作成 表面を横切って移動させ、未使用のウェブ材料をこのウェブ材料の寿命に亘って クリティカル画像作成表面と接触させるようにする。最も典型的には、前記ウェ ブは2つのシャフトを与えられ、このウェブ材料は送り出しシャフトの周りに巻 き付けられてウェブ材料の円柱状ロールを形成し、このウェブ材料はクリティカ ル画像作成表面を横切って割り送られ得るようになっている。殆どの用途におい て、弾性ローラーが使用され、ウェブ材料をクリティカル画像作成表面に押しつ けて、適正な接触を確保し、裏移りトナー、紙ダスト及びクリティカル画像作成 表面からの他の汚染物質をクリーニングするための幾らかの圧力を提供する。 前記ウェブが割り送られるに連れて、前記微多孔質PTFEはクリティカル画 像作成表面に適合し、全ての汚染物質を拾い上げ、除く。前記PTFEの微多孔 質性はこの構造体中に汚染物質がしっかりと固定されるようにする。クリーニン グウェブがフューザー上で使用されるときは、融解したトナーが微多孔質構造中 に吸い込まれ、しっかりと保持され、割り送られる。割り送りの速度は、クリテ ィカル画像作成表面の適正なクリーニングを確保するように設定される。 場合によっては、前記汚染物質はトナーの固体粒子又は紙ダストだけでなく、 過剰の剥離剤のような流体であってもよい。これらの場合において、本発明の微 多孔質PTFEクリーニング材料は理想 的である。何故ならば、前記微多孔質PTFEは過剰の剥離剤、又はオイルが吸 い込まれ、保持される構造を提供するからである。例えば、微多孔質材料の油保 持容量は典型的には60〜80%、又はそれ以上であり、これに対してアラミド 型材料は保持容量が只の約10〜50%に過ぎない。 更に、本発明の微多孔質PTFEウェブは、他の従来の不織クリーニングウェ ブ材料よりも適合性に優れる。多孔度の度合いが高いことは非常に適合性に富み 、圧縮可能な材料を提供し、この材料はクリティカル画像作成表面中の傷及び欠 陥に適合できる。更に、前記微多孔質PTFE構造は非常に均一であり、調節さ れる。この均一性の度合いが高いことは、安定したクリーニング性能を提供する 。 前記ePTFE材料はノード(nodes)とフィブリルからなる。前記フィ ブリルは典型的には直径がミクロデニュアー(microdenure)材料の それから20nm未満の範囲にある。 本発明の微多孔質PTFEはPTFEの薄い被膜を適当な条件下にクリティカ ル画像作成表面上に付着させるのに使用できる。PTFEは、相対する表面に、 それらが相互に擦られたとき、PTFEの分子層をはぎ取り付着させることは知 られている。この移動は融解温度のような高温で、増大する。この移動されたP TFEの層は、クリティカル画像作成表面からトナー及び他の物質が剥離するこ とを促進するのに使用できる。 最後に、接触表面は100%フルオロポリマーであるから、摩擦特性ははるか に改善され減らされる。この減った摩擦はクリティカル画像作成表面の運動の抵 抗を減らし、それに連れて運転の電力を減らす。 図面の説明 本発明の操作は、添付の図面と組み合わせて考慮したとき、以下の説明から明 らかとなるであろう。 図1は、本発明のクリーニング材料の断面図である。 図2は、5000倍に拡大した延伸膨張されたPTFEの走査電子顕微鏡(S EM)である。 図3は、5100倍に拡大した焼結されたPTFE材料のSEMである。 図4は、緻密化されたパターンを有する本発明に使用される延伸膨張されたP TFE膜の平面図である。 図5は、その中に緻密化されたパターンを有する本発明に使用される延伸膨張 されたPTFEの拡大断面図である。 図6は、溝の付いたパターンを有する本発明において使用される焼結されたP TFE膜の平面図である。 図7は、その中に溝の付いたパターンを有する本発明において使用される焼結 されたPTFE膜の拡大断面図である。 図8a、8b、及び8cは、クリティカル画像表面と接触する本発明の、それ ぞれ、パッド材料、ローラー材料及びウェブ材料の側面図である。 図9は、本発明のクリーニング装置の拡大断面図である。 図10は、本発明のクリーニング装置の他の具体例の拡大断面図である。 図11は、グラビア印刷接着パターンを有する本発明において使用されるウェ ブ材料の拡大断面図である。 図12は、ロゼットグラビアパターンの平面図である。 図13は、45°グラビアパターンの平面図である。 図14は、例3において試験された材料についての時間の関数と しての摩擦係数のグラフである。 発明の詳細な説明 本発明は、クリティカル画像表面をクリーニングするのに使用するための改善 された装置を提供する。本発明の装置は、固定用のローラー及びベルト、光導電 体、レーザープリンターの画像転写用のベルトもしくはローラー、普通紙の複写 機もしくはファクシミリ機、又は他の類似の装置をクリーニングするのに特に適 用できる。簡単のため、そのような機械はまとめてここでは「プリンター」と呼 び、このプリンターのフューザー区画中に位置するローラーを「フューザーロー ラー」と呼び、画像形成部材を「光導電体」と呼び、一般にクリーニングが必要 な表面を「クリティカル画像表面」と呼ぶ。 図1に示されているように、本発明のクリーニング装置10の1つの具体例は 、基体14に接合された微多孔質膜層12を含む。あるタイプの微多孔質膜は基 体なしで使用できる。この明細書で使用されている用語「微多孔質膜」は、孔の 50%又はそれ以上が名目直径で約20μm以下である少なくとも50%の多孔 度(即ち、孔体積≧50%)である材料の連続的シートを意味することを意図し ている。 本発明の新規な材料は、クリーニングできる一方で、必要な磨耗と呼ばれるこ とのあるものを減らすことができる。ここで用いる「必要な磨耗」はクリティカ ル画像作成表面から粒子を除くのに必要な磨耗量である。 例えば操作中の高い引張り強度の故に基体が必要となるときは、この基体はど んな数の材料(例えばフィルム又は布)であってもよい。フィルム基体は、特定 の用途に依存して、ポリエステル、ポリ アミド、ポリイミド、ポリエーテルポリイミド、ポリエチレンナフタレート(P EN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシ( PFA)、フッ化エチレンプロピレン(FEP)、等であり得る。布基体は、不 織布、例えばスパンボンドの、ウェットレイドの(wet−laid)、メルト ブロウンの(melt blown)又はフェルト化したポリエステル、ナイロ ン、ポリプロピレン、アラミドであってもよいし、或いはポリエステル、ナイロ ン、ポリプロピレン、アラミド、PTFE、FEP、PFA、等の軽く織られた 材料であり得る。前記基体は、この装置の仕様、例えば熱的、機械的、及び化学 的適合性の要請に適合するように選ばれる。 本発明の装置の微多孔質膜材料は、延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレ ン(延伸膨張されたPTFE)、焼結されたポリテトラフルオロエチレン、及び 多孔質ポリオレフィン(例えば、ポリプロピレン)を含む幾つかの微多孔質材料 のいずれか1つ又は幾つかの微多孔質材料から作ることができる。 好ましくは、前記微多孔質膜は、米国特許No.3953566、3962153 、4096227及び4187390(ここにこれらを引用してそれらの内容を この明細書の記載に含める)の教示に従って作られたポリマーのノードとフィブ リルの延伸膨張されたネットワークであるか、又は英国特許No.2242431 の教示に従って作られた焼結されたPTFE粒子の集合体であるPTFE膜を含 む。これらの材料は、W.L.Gore & Associates,Inc. ,of Elkton,MDから種々の形態で商業的に入手可能である。 好ましくは、本発明の延伸膨張されたPTFE膜は、E.I.duPont de Nemours & Company,Wil mington,DEから入手可能なようなPTFE微細粒子分散液を、炭化水 素ミネラルスピリットと混合することにより作られる。前記潤滑されたPTFE は、圧縮されダイを通してラム押し出しされてテープを形成する。次いで、この テープはカレンダーローラーを用いて望みの厚さに圧延し、続いてこのテープを 加熱乾燥ドラムを通すことにより乾燥させることができる。次いで、この乾燥テ ープを、前記PTFEのガラス転移温度より高い(300℃より高い)温度で、 高延伸膨張速度、例えば毎秒約100〜10,000%で、長さ方向及び横方向 の両方に延伸膨張することができる。 更に、望みの用途に応じて、この延伸膨張されたPTFEに、1又はそれ以上 の充填材を添加して、この材料の化学的、熱的又は電気的性質を変えてもよい。 例えば、本発明の材料の望みの性質に応じて、1又はそれ以上の充填材、例えば カーボン、シリカ、シリコン、カーバイド、酸化鉄、酸化銅、酸化アルミニウム 、ニッケル及び他の金属の酸化物、二酸化マンガン、窒化ホウ素、並びに他の類 似の充填材を添加することが可能である。 本発明において使用される延伸膨張されたPTFE膜は、次の性質を持つべき である:厚さ約0.0002”(0.00508mm)〜0.125”(3.17 5mm);多孔度約30〜98%;及び泡立ち点(イソプロピルアルコールを用い て)0.4〜60psi(0.03〜4.2kg/cm2)。好ましい延伸膨張され たPTFE膜の性質は次のようである:厚さ約0.0004”(0.010mm) 〜0.025”(0.635mm);多孔度約70〜95%;及び泡立ち点約1. 0〜30psi(0.07〜2.1kg/cm2)。 多孔質PTFEの泡立ち点は、ASTM標準F316−86(ここに引用して この明細書の記載に含める)に記載されたのと類似の方法で、次の変更を加えた ものを用いて測定する:変性アルコール の代わりにイソプロピルアルコールを用い、試験される面積は直径約10mm(7 8.5mm2)である。この泡立ち点はPTFE媒体を覆うイソプロピルアルコー ルの層を通して立ち上げることによって検出することのできる最初の連続気泡を 膨らますに必要な空気の圧力である。 好ましくは、本発明の焼結されたPTFE膜は、先に言及した英国特許No.2 242431に記載されたような種々のグレードの粒状タイプポリテトラフルオ ロエチレン(PTFE)の粒子の混合物から形成される。本発明で使用するのに 特に有用な製品は、未焼結の及び焼結された粒状タイプのPTFE粒子、例えば 40%〜60 的に言って、0〜100%の未焼結のPTFE(例えばグレード7A)及び反対 に100〜0%の焼結されたPTFE(例えばグレード9B)を使用してシート 材料を作ることができる。TEFLON ialty Polymers Division,Wilmington,D Eから入手可能である。この多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体は、基体 、例えばセラミックタイル又は金属のシートの上にスプレーし、次いで形成され た構造体を前記基体から剥ぎ取ることによって、通常調製される。この材料は通 常比重が0.5〜1.8、例えば0.6〜1.5、典型的には0.7〜1.2で ある。これとは対照的に、純粋に非多孔質PTFEは典型的には比重が2.16 である。概して言えば、このシート材料は厚さが50〜1500μm、特に15 0〜1000μmである。 この延伸膨張されたPTFE製品を図2に示す。この延伸膨張されたPTFE 材料12はポリマーのフィブリル18で相互に結合さ れたポリマーのノード(nodes)16を含む。顕微鏡的孔20は、本発明で 使用し得るノード及びフィブリルの間に残されている。この構造を以下に更に詳 細に説明する。 図3に示されているように、焼結されたPTFE22は、典型的には、相互に 詰め込まれてシートを形成する焼結された又は未焼結のPTFE粒子24から典 型的に形成される。 PTFE膜上に峰と谷のパターンを刻印することによって、よりよい裏移りト ナー及び汚れの保持容量が実現される。図4に示されているように、延伸膨張さ れたPTFE層28は、その中に溝を形成する緻密化された領域30を持った延 伸膨張されたPTFE層28が示されている。これらの緻密化された領域は、延 伸膨張されたPTFE層28上の作動表面34の間にパターンを形成する。この パターンは多数の方法を用いて延伸膨張されたPTFE膜中に付与され得る。好 ましい方法は膜を積層して不織構造体にすることである。積層の間に、この膜は この基体の表面トポグラフィーに整合する。パターンを作る他の方法は、特別の 領域におけるフルオロポリマーの緻密化を通して行う。例えば、パターンの緻密 化は、局部的領域に高温と共に高圧を与えることにより、達成することができる 。これは、加熱されたローラーの少なくとも1つが選択的に隆起した区画を有す る加熱されたニップに膜を通過させることによって行うことができる。これに代 えて、その中にパターンのある材料、例えば布又は金網を有する加熱ニップに延 伸膨張されたPTFE膜を通過させることにより、前記材料に前記パターンを付 与することができる。延伸膨張されたPTFE膜中にパターンを付与する1つの 例となる方法は、超音波エンボスを使用する方法である。延伸膨張されたPTF E膜を、回転エンボス金属ローラー、及び静止した又は回転する超音波ホーン、 例えばSonobond Ultras onics,West Chester,PAから入手できるものに通過させる ことができる。この金属ローラーを、延伸膨張されたPTFE膜がニップを通過 するときこの膜の上に押し下げる。ウェブ速度、圧力、及び超音波ホーンの大き さは、全て望みのパターンを作りだすように調節され得る。超音波を用いる延伸 膨張されたPTFE膜のパターンは、熱で融解し圧力下で押しつぶされた領域を 提供する。これらの領域は応力の下では再膨張しないであろう。超音波エンボス を用いて緻密化した領域の周りの領域は、大部分は、変化しないであろう。好ま しいパターンは、必要なトナーの適用及び収集の量に依存する。図5に示した好 ましいパターンは、緻密化した要素の軸がウェブ40の進行方向38に対して約 45°の角度である不連続なぎざぎざの付いたパターン36を有する。 パターンは、製造の間に焼結されたPTFE構造体にも付与できる。粒状粒子 をパターン化された表面(例えば、メッシュのスクリーン)上にスプレーするこ とができる。前記材料が引き剥がされると、前記パターンの逆が前記材料に転写 される。例えば図6及び7は、それぞれ溝の付いたパターンを持った焼結された PTFE膜の平面図及び断面図を示す。この材料がパターン化された表面から引 き剥がされると、生成するパターンは入り込んだ領域58及び突き出した領域6 0を有する。使用に際しては、突き出した領域58は粒子をクリティカル画像表 面から押しのけ、入り込んだ領域60はこれら粒子を捕捉する。例えば、装置の 形状、材料等に応じて、交互のパターンも使用できる。 PTFE膜は、種々の理由により、好ましいクリーニング装置材料である。第 1に、PTFEの化学的不活性さ及び比較的高い耐熱性は、典型的な温度が16 0〜220℃であるプリンターのフューザー区画でそれを使用するのを望ましい ものとする。 第2に、前記PTFE膜は高い毛管作用を有し、これは液体汚染物質を迅速に むらなく吸収する。特に、吸収速度は多数の性質の内の1又はそれ以上を調節す ることによりきっちりと調節することができる。例えば、寸法、多孔度、等価孔 径(equivalent pore size)及びPTFE膜の他の要素を 変形して、特別の性質を与えることができる。時間の経過と共に、微多孔質PT FEの空隙は毛管作用によって流体で満たされるであろう。どんなタイプの剥離 剤も使用でき、例えばシリコーン流体、炭化水素流体、アルコール、官能化され たシリコーン流体、水、等を使用できる。殆どのプリンター用途にとって好まし い剥離流体は、ジメチルシロキサン流体、又はシリコーンオイルである。例えば 、延伸膨張されたPTFEは油中のその最初の体積の80%又はそれ以上を保持 でき、10〜50%を保持する、産業上使用されている典型的な不織布と対照的 である。 第3に、前記膜上に形成されるクリーニングパターンは、突き出した表面積の 深さ及び量によって変えることができる。 第4に、低摩擦係数及び異常な磨耗特性を持ち、部品の磨耗を減らして、装置 の稼働寿命を延ばす。それ故、磨耗の故にではなく、パターン又は微多孔質構造 の故に、前記ウェブはクリーニングを行う。 第5に、ある種の条件下では、PTFE膜はその低い表面エネルギーの故に、 付着したトナー及び他の汚染物質を容易にクリーニングできる。表面が、クリテ ィカル画像表面と再接触される前に内部でクリーニングされ得るので、ベルト又 は被覆されたローラーの使用を可能にする。 第6に、前記延伸膨張されたPTFEは非常に薄くでき、0.0002”(0 .005mm)にまで薄くでき、それでも強く、マトリ ックス引張り強度は約10,000〜20,000psi(703〜1406kg /cm2)、又はそれ以上である。延伸膨張されたPTFE膜は非常に薄く、非常 に微多孔質であるので、長いウェブ材料は芯の上に巻くことができ、装置の空間 的制約の内部に保持することができる。このことは与えられた割り送り速度で、 このウェブは従来のウェブ材料よりもはるかに長く存続するであろうことを意味 する。これは材料を節約するだけでなく、古いウェブを取り替える時間も節約す る。 第7に、加工方法の故に、微多孔質PTFEは非常に均一である。それ故、汚 染物質は均一に除去/吸収される。 第8に、PTFEが相対する表面を横切ってこすられるとき、このPTFEは 剪断されPTFEの分子層を移動させる。この移動させられた層は低表面エネル ギー被膜を連続ベースで維持し、これは汚染物質のより低い接着をもたらす。こ の移動させられた層も相対する表面とPTFEの間の牽引係数(tractio n coefficient)を低下させる。この牽引の減少は前記ウェブと相 対する表面の駆動に要求されるトルクの量を低下させる。 第9に、この微多孔質PTFE構造体はその構造体内に充填材を含有すること が可能である。この要素は、被膜が薄く剥がれ、汚染度のレベルを増す傾向のあ る溶液被覆のような技術に対して大幅な有利を提供する。本発明の方法における 充填材の添加は、割れ、薄い剥がれ又は磨耗による汚染をもたらさない。 本発明のクリーニング装置を構成する好ましい方法は、この装置の強度と構造 上の一体性を増すために基体材料に延伸膨張されたPTFEを接合することであ る。この延伸膨張されたPTFE膜は、基体として選んだものに応じて多数の標 準的な工業的技術を用いて、基体に接合することができる。もしこの基体が熱可 塑性プラスチ ックであれば、この延伸膨張されたPTFEは、この延伸膨張されたPTFEと 熱可塑性プラスチック層を、この延伸膨張されたPTFEを加熱ローラーに当て るようにして、加熱されたニップに通過させることにより接合できる。この熱可 塑性プラスチックは融解し前記延伸膨張されたPTFE膜中に流入し、機械的結 合を形成する。 もし、前記材料が熱硬化性であれば、前記延伸膨張されたPTFE膜は、適当 な接着剤、例えばシリコーン、粘着剤、アクリル樹脂、ポリエステル、ナイロン 、エポキシ、等を用いて接合できる。前記接着剤は、前記基体及び延伸膨張され たPTFE膜に、例えば接合されるべき材料の組成、等に応じてどんな望みの方 法及び/又は形状であれ、提供できる。1つの好ましい具体例において、接着剤 を接合されるべき両表面の間に不連続なパターンをなして提供することによって 、接合された両層の間及び/又は内部でのどんな熱膨張又は収縮も最小化できる 。 本発明のクリーニング装置は、多数の望ましい形態、例えばウェブ、パッド、 ローラー等のいずれを含んでもよい。 本発明の1つの態様において、図8aに示すように、微多孔質膜41は、カッ トシート又はパッドの形態で、クリーナーをクリティカル画像作成表面に対して 押しつける何らかの手段45で、クリティカル画像作成表面43に押しつけても よい。更に、前記微多孔質膜は、裏地材料47に取り付けられてもよい。更に、 2又はそれ以上の微多孔質膜の組み合わせを前記クリーナーパッドの形状にして 利用してもよい。例えば、ePTFE膜は焼結されたPTFE又は同等の織られ た又は不織材料と組み合わせて使用できる。 本発明の他の具体例において、前記微多孔質膜はローラーの形でクリティカル 画像表面に適用されてもよい。図8bに示されている ように、微多孔質膜49はローラー53のシャフトの上に巻き付けられ又は引っ 被せられ(be pulled over)、次いでこのローラーをクリティカ ル画像作成表面51と接触するように配置される。前記微多孔質膜は、例えば巻 き付けられたシート、押し出され、延伸膨張されたチューブ、等を含んでもよい 。更に、多重の微多孔質膜は組み合わされてローラーの形態で使用されてもよい 。例えば、1つの具体例において、焼結されたPTFEのシートをローラーマン ドレルの周りに巻き付け、次いでePTFE膜の押し出されたチューブを前記巻 き付けられたマンドレルの上に引き被せてもよい。更に他の例において、織られ た又は不織の布帛を基体の1つの成分としてマンドレルの上に置き、次いで微多 孔質膜を前記基体に適用してもよい。特に流体クリーニング用の他の具体例にお いて、マンドレルはその中に1もしくはそれ以上の孔を有し、又は多孔質材料か ら構成され、これによってこのマンドレルの内側から真空を引いて、前記微多孔 質膜によって集められた流体を収集することができる。 他の具体例において、本発明のクリーニング装置はクリーニングウェブを有し てもよい。このウェブ集成体はプリンター装置の少なくとも1つの接触表面をク リーニングするのに望まれるどんな形状を含んでもよい。例えば、このウェブは 典型的にはクリティカル画像表面に接触するために清浄なウェブ表面を継続的に 提供するように配置される。この集成体は、この必要性に応じるために、1又は それ以上の回転部材を含んでもよい。本発明の好ましい具体例において、前記ウ ェブ集成体は、前記ウェブ及び接触表面が相互に移動できるようにする少なくと も2つの回転部材を有する。 図8cに示したものは、本発明のウェブ10を用いるための1つの装置である 。この装置は、巻きだしシャフト42、巻き取りシャ フト44、ハウジング又はフレーム46、及びウェブ10を光導電性ドラム50 に保持するために圧力を掛けることのできる加圧ローラー又は部材48を含む。 好ましくは、前記加圧ローラー又は部材48は、固定ローラー50との接触を維 持するために、スプリングを負荷されるか又は他の形態の機械的バイアスをかけ る装置52を有する。正しい稼働サイズに切断されて、前記ウェブ材料10は好 ましくは、巻きだしシャフト42及び巻き取りシャフト44の両方に機械的に取 り付けられ又は接着剤で接合され(以下これらをまとめて「取り付けられる」と いう)、このウェブは装着のとき最初は巻きだしシャフトに巻かれ、次いで稼働 の間に巻き取りシャフトにどんどん移送される。一旦ウェブ10が巻き取りシャ フトに完全に移送されると、次いでこのウェブ集成体(即ち、ウェブ10及び両 方のシャフト42、44)は置き換えられる。これに代えて、このウェブ集成体 はフレーム46上に乗せられた全体の装置を含むことができ、これは前記ウェブ が置き換えられなければならないとき毎に全体として置き換えることができる。 前記ウェブが接着剤によってシャフト42、44に取り付けられるときは、こ のウェブをシャフトに接合するために種々の接着剤が使用でき、この接着剤とし て、シリコーンゴム、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ、粘着剤、及びウ レタン類を含む。これに代えて、このウェブ10はクリップ、スロット、又は他 の機械的装置で一方の又は両方のシャフトに取り付けられてよい。 上記装置において、ウェブ10は、プリンターが使用されるとき、理想的には クリティカル画像表面50を自動的に割り送られる。弾性ロール又は部材48は ウェブ10に押し下げ、このウェブを光導電性ドラム50に押しつける。これは PTFE54の層をフューザーローラー50に移行させる。同時に、光導電性ド ラム50上の 汚染物質(例えば、汚れ、トナー粒子及び過剰な流体)56は、ウェブ10が光 導電性ドラム50と接触しているところでウェブ10上に移行する。 このようにして、光導電性ドラムに付着したトナー粒子56は、ドラムがウェ ブ10を通過するに従ってクリーニングされ取り除かれる。更に、PTFE54 の新しい剥離層はフューザーローラー50上に塗布されて、光導電性ドラム50 に紙及びトナー58が接着することから保護する。 本発明のウェブ材料の1つの具体例を、図9に示す。このウェブ材料62はポ リエステル不織布66に接合された延伸膨張されたPTFE膜64を含む。膜6 4及び基体66は、層68に沿って相互に接着され、ポリエステル層66は融解 され、延伸膨張されたPTFE膜64のノードとフィブリルの中及び周囲に流入 する。前記ポリエステルが冷却し固化すると、このポリエステル及び延伸膨張さ れたPTFEは機械的に相互に接着する。 本発明のウェブ材料の他の具体例を図10に示す。基体材料74は流体に対し て不透過性であるポリエステルフィルム材料である。この基体材料74は、接着 剤78を用いて延伸膨張されたPTFE膜76に接合されている。この接着剤7 8は基体材料74に化学的に接合し、延伸膨張されたPTFE膜76に機械的に 接合する。 本発明の主たる利点の内の1つは、それが以前に可能であったよアクリル樹脂(acrylic)及びポリエステルから構成された以前のクリー ニングウェブは、磨耗性になる前に最小の通常の力を支持することができるだけ であった。これと対照的に、本発明に従って作られたウェブは、磨耗の前にはる かに大きな力に耐えることができる。 更に、本発明の他の重要な利点は、延伸膨張されたPTFE膜を基体に接合す るのに適した接着剤を使用することである。例えば、先に述べたように、接着剤 を不連続的なパターンをなして設けることにより、接合された層の間及び/又は 内部での熱膨張及び/又は収縮応力は大幅に小さくされる。 図11に示されているように、微多孔質膜12及び連続フィルム裏打ち92の 間のグラビア印刷された接着剤から構成された不連続なパターンを適用すると、 接着剤の点94の領域及び接着されていない領域96を与える。前記接着剤の点 94は多数の相対的配置をなして置くことができ、その内の2つを図12及び1 3に模式的に示す。本発明の複合材料が通常の融解温度、例えば150〜250 ℃に供されると、この複合材料の各層は種々の度合いに収縮するであろう。微多 孔質膜12が連続的フィルム裏打ち92よりも大きな度合いで収縮する場合には 、両層の間に張力勾配が蓄積される。もし、接着剤が、例えば離れた点94中に 印刷されると、張力は局在化し、接着剤の点の間で調節される。 以下の例は本発明がどのようにして作られ、使用されるかを示すが、これらは 本発明の範囲を限定しようとするものではない。 (例1) W.L.Gore & Associates,Inc.,Elkton,M Dから入手した延伸膨張されたPTFE膜(厚さ0.008”(0.20mm), 泡立ち点13.6)を、貼合せ法で、ICI Films,Wilmingto n,DEから入手した中実の厚さ0.001”(0.0254mm)のポリエチレ ンナフタレ 前記接着剤,1081−4104(GE Silicones,Waterfo rd,NYから入手)は、3〜4ft/分(1〜1. 3m/分)で回転するオフセットグラビアローラーと向流接触する平滑なシリコ ーンローラーと向流接触するクロムローラーを用いて、前記PENフィルムに適 用した。次いで、このフィルムをニップローラーの下で前記膜に接触させた。実 験室ラインは130〜140℃の15’(4.5m)IR炉を通って1.6〜1 .7ft/分(48〜50cm/分)で運転された。 Corning Corporation,Midland,MI)の過剰量 を前記膜表面に塗り付け、この流体を前記膜に充分に浸透させて、この流体で飽 和させた。過剰の流体は前記膜表面が光沢を残さなくなるまで拭き取った。得ら れたウェブ材料は以下の特性を有していた:オイル体積/ウェブ体積77%、厚 さ0.008”(0.20mm)、オイル/ウェブ面積132g/m2、及びオイル /ウェブ体積654kg/m2。 (例2) W.L.Gore & Associates,Inc.,Elkton,M Dから入手した延伸膨張されたPTFE膜(厚さ0.0035”(0.09mm) ,泡立ち点18)を、実験室ライン法(lab line procedure )で、ICI Films,Wilmington,DEから入手した中実の厚 さ0.001”(0.025mm)のポリエチレンナフタレート(PEN)フィ 1−5013(GE Silicones,Waterford,NYから入手 )は、3〜4fpm(1〜1.3m/分)で、オフセットグラビア(被覆面積1 5%、ウェル(wells)130μm)により、前記PENフィルムに適用し た。次いで、このフィルムをニップローラーの下で前記膜に接触させた。この複 合材料は、1 30〜140℃の15’(4.5m)IR炉を通って1.6〜1.7fpm(4 8〜50cm/分)で移動した。次いで、この材料を幅12”(30cm)にスリッ トし、Adhesive Research,Inc.,Glen Rock, PAから入手したDEV−7163粘着剤を有する長さ12.3”(31cm)、 直径0.40”(1.0cm)の2本のアルミニウムシャフトに配置した。 次いで、複写機を通って走行したウェブの領域を厚さ変化について測定した。 測定は始めから終わりまで中心部及び紙端に沿って行った。 中心(ミル) 端(ミル) 6.1 2.7 4.3 2.6 6.5 2.6 4.4 2.6 4.5 2.7 6.8 2.8 4.6 2.7 7.2 2.7 次いで、これらの結果を、グラビア印刷された接着剤を有する同じ材料と比較 した。W.L.Gore & Associates,Inc.,Elkton ,MDから入手した延伸膨張されたPTFE膜(厚さ0.0035”(0.09 mm),泡立ち点18)を、実験室ライン法で、ICI Films,Wilmi ngton,DEから入手した中実の厚さ0.001”(0.025mm)のポリ 00に接着した。前記接着剤,08−211−3(Performance C oatings Corporation,Levi ttown,PA)は30fpm(10m/分)で回転するグラビアローラー( 被覆面積15%、ウェル(wells)130μm)により、前記PENフィル ムに適用した。次いで、このフィルムをニップローラーの下で前記膜に接触させ た。前記膜側を、幅12”(30cm)、300ワット、水銀UVランプに向けて 、前記接着剤を30fpm(10m/分)で硬化した。この材料を幅12”(3 0cm)にスリットし、Adhesive Research,Inc.,Gle n Rock,PAから入手したDEV−7163粘着剤を有する長さ12.3 ”(31cm)、直径0.40”(1.0cm)の2本のアルミニウムシャフトに配 置した。 次いで、複写機を通って走行したウェブの領域を厚さ変化について測定した。 測定は始めから終わりまで中心部及び紙端に沿って行った。 中心(ミル) 端(ミル) 2.7 3.3 2.6 3.2 2.8 3.2 2.7 3.1 2.9 3.2 2.7 3.0 2.6 3.4 2.5 3.3 連続フィルム複合材料についての中心及び端部の厚さの測定値の間の大きな変 化から明らかなように、操作性能に劇的な差異が存在する。連続的フィルム状接 着剤複合材料中に存在する幅が0.015〜0.0045”(0.38〜0.1 14mm)の多数の隆起部は、グラビア印刷された接着剤複合材料中には存在しな い。微多孔質 膜及び連続フィルム裏打ちの間の制御されない張力勾配から生じるように見える これらの隆起部は、巻き取り直径及びトラッキング問題(tracking p roblems)を劇的に増加する。 (例3) 先に述べたように、本発明の微多孔質膜は、クリティカル画像表面の表面エネ ルギー及び摩擦特性を減らすことができる。特に、PTFEは、それが相対する 面に押しつけられて擦られると、PTFEの少なくとも分子層をはぎ取り相対す る表面に移行させるであろうことが観察された。この例は、この態様を証明する 。 毎秒約60回転で回転する直径3インチ(76mm)の磨かれた金属マンドレル を摩擦探針に接触させて、このマンドレルの摩擦係数が連続的に測定できるよう にした。次いで、GB2242431に従って作った焼結されたPTFEの一片 を、直径約10mmの剛性の軸を用いて0.8N/cmの力で前記金属に押しつけた 。次いで、焼結されたPTFEの第2のサンプルを約1.8N/cmの圧力で、前 記マンドレルに押しつけた。図14は、マンドレルに対して0.8N/cmで押し つけたサンプルと、1.8N/cmで押しつけたサンプルの両方についての、時間 の関数としての摩擦係数を示す。このグラフから分かるように、PTFEサンプ ルが前記マンドレルに対して擦られるにつれて、摩擦係数は両方のサンプルにつ いて大幅に減少した。 (例4) 以下のようにして、寸法が2インチ×5インチ(51×127)を最初に得た 。 第1のサンプルは以下の性質を有するアラミドウェブ,Part#141−0 52(Veratec,Athena,GA)であった:厚さ0.0787mm、 重量28.7/m2;ストリップ引張強度 7.9MD及び1.4CDkg/50mm;並びに熱収縮(30分@200℃)1. 5%MD及び0%CD。 第2のサンプルは、実験室ライン法によって、中実で厚さ0.001”(0. 025mm)のICI Films,Wilmington,DEから入手したポ リエチレンナフタネート(PEN)フィ & Associates,Inc.,Elkton,MDから入手した延伸 膨張されたPTFE膜(厚さ0.0035”(0.09mm)、泡立ち点18)で あった。前記接着剤,08−211−3(Performance Coati ngs Corporation,Levittown,PA)は30fpm( 10m/分)で回転するグラビアローラー(被覆面積15%、ウェル(well s)130μm)により、前記PENフィルムに適用した。次いで、このフイル ムをニップローラーの下で前記膜に接触させた。前記膜側を、幅12”(30cm )、300ワット、水銀UVランプに向けて、前記接着剤を30fpm(10m /分)で硬化した。 前記2つのサンプルをU字型の重り(233g)を通して延伸し、オレンジ色 の軟質シリコーンフューザーローラーPart#22k20701(Xerox Corporation,Rochester,NY)に掛けた(were placed against)。このローラーは10rpmの速度で16時間 回転した。 前記Veratecサンプルは前記シリコーンローラーをすり減らすことが観 察された。細断されたオレンジ色のシリコーンゴム破片は前記不織布中及び前記 フューザーローラー上に見ることができた。前記Goreのサンプルはオレンジ 色ゴム剥離物をその表面上にも、前記フューザーローラーの表面上にも見せなか った。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年7月10日(1998.7.10) 【補正内容】 他のアプローチは、キャノン株式会社の特開平2−115883号公報に記載 されているように、不織布にフッ素樹脂繊維を使用することである。フッ素樹脂 材料は研磨性が低く、融解温度に必要な高温能力を有する。しかしながら、不織 布に使用されるフルオロポリマー繊維の量は、強度のために制限される。もし8 0%を超えるフッ素樹脂繊維が使用されると、機械的性質はクリーニング用途に は許容できない。 ミノルタカメラ株式会社の米国特許No.4862221に記載された更に他の アプローチは、凹凸パターンを有するクリーニングウェブを含む。このパターン の目的は、このウェブのクリーニング及び汚染物質保持能力を改善することであ る。更に、日本バイリーン株式会社の米国特許No.4686132は、シールさ れた部分とシールされていない部分を有するアラミド繊維及びポリエステル繊維 の不織クリーニングウェブを含む。もう一度、前記シールされた部分の目的は、 このウェブのクリーニング性能を改善することである。 W.L.Gore & Associates(UK)Ltd.のUK特許出 願公開No.2284813Aは、複写機のフューザーシステム中の油移行成分と して又はロール拭いのために使用される粒子タイプの多孔質PTFE構造体に関 する。この公報に記載されているように、PTFEの表面はフィブリル化されて おり、これによってPTFEの長いフィブリルがこの構造体の表面から伸びてい る。これらフィブリルは一般に長さが2mmまでであり、特に1mmまでの長さであ る。これらフィブリルは、その上にPTFE構造体が形成されている網状支持体 の表面から該PTFE構造体を裂くことによって作られる。 これらの公報は、種々の需要を満たすために適合されたクリーニ ングウェブの代表である。しかしながら、今日まで、当技術界は、適合性で、非 磨耗性で、熱的に安定で、微多孔質で、耐久性のある非衝撃式印刷装置における クリティカル画像作成表面をクリーニングするための装置を提供することができ なかった。 従って、本発明の第1の目的は、適合性で、非磨耗性で、熱的に安定で、微多 孔質で、耐久性のある非衝撃式印刷装置におけるクリティカル画像作成表面をク リーニングするための装置を提供することである。更に、本発明の他の目的は次 のことを含む: (1)クリティカル画像作成表面によって割り送られる(is indexe d)汚染物質保持容器としての微多孔質PTFEを利用するクリーニング装置材 料を提供すること; (2)前記装置によって占められるスペースを減らす薄いクリーニング装置材 料を提供すること; 3)従来の材料よりも、クリティカル画像表面の中又は上の汚染物質、掻き傷 、及び欠陥により適合性であるクリーニング装置材料を提供すること; 場合によっては、前記汚染物質はトナーの固体粒子又は紙ダストだけでなく、 過剰の剥離剤のような流体であってもよい。これらの場合において、本発明の微 多孔質PTFEクリーニング材料は理想的である。何故ならば、前記微多孔質P TFEは過剰の剥離剤、又はオイルが吸い込まれ、保持される構造を提供するか らである。例えば、微多孔質材料の油保持容量は典型的には60〜80%、又は それ以上であり、これに対してアラミド型材料は保持容量が只の約10〜50% に過ぎない。 更に、本発明の微多孔質PTFEウェブは、他の従来の不織クリーニングウェ ブ材料よりも適合性に優れる。多孔度の度合いが高いことは非常に適合性に富み 、圧縮可能な材料を提供し、この材料はクリティカル画像作成表面中の傷及び欠 陥に適合できる。更に、前記微多孔質PTFE構造は非常に均一であり、調節さ れる。この均一性の度合いが高いことは、安定したクリーニング性能を提供する 。 前記ePTFE材料はノード(nodes)とフィブリルからなる。前記フィ ブリルは典型的には直径がミクロデニュアー(micro−denure)材料 のそれから20nm未満の範囲にある。 本発明の微多孔質PTFEはPTFEの薄い被膜を適当な条件下にクリティカ ル画像作成表面上に付着させるのに使用できる。PTFEは、相対する表面に、 それらが相互に擦られたとき、PTFEの分子層をはぎ取り付着させることは知 られている。この移動は融解温度のような高温で、増大する。この移動されたP TFEの層は、クリティカル画像作成表面からトナー及び他の物質が剥離するこ とを促進するのに使用できる。 最後に、接触表面は100%フルオロポリマーであるから、摩擦特性ははるか に改善され減らされる。この減った摩擦はクリティカ ル画像作成表面の運動の抵抗を減らし、それに連れて運転の電力を減らす。 好ましくは、前記微多孔質膜は、米国特許No.3953566、396215 3、4096227及び4187390の教示に従って作られるようなポリマー のノードとフィブリルの延伸膨張されたネットワークである、延伸膨張されたポ リテトラフルオロエチレン(PTFE)膜を含む。本願で用いられる前記用語「 延伸膨張されたPTFE膜」又は「ePTFE膜」は、ノード及びそれがフィブ リルによって相互に結合されていることを特徴とする微細構造を有する多孔質形 態のポリテトラフルオロエチレンの連続的なシートを意味することが意図されて いる。これらの材料は、W.L.Gore & Associates,Inc .,of Elkton,MDから種々の形態で商業的に入手可能である。 好ましくは、本発明の延伸膨張されたPTFE膜は、E.I.duPont de Nemours & Company,Wilmington,DEから 入手可能なようなPTFE微細粒子分散液を、炭化水素ミネラルスピリットと混 合することにより作られる。前記潤滑されたPTFEは、圧縮されダイを通して ラム押し出しされてテープを形成する。次いで、このテープはカレンダーローラ ーを用いて望みの厚さに圧延し、続いてこのテープを加熱乾燥ドラムを通すこと により乾燥させることができる。次いで、この乾燥テープを、前記PTFEのガ ラス転移温度より高い(300℃より高い)温度で、高延伸膨張速度、例えば毎 秒約100〜10,000%で、長さ方向及び横方向の両方に延伸膨張すること ができる。 更に、望みの用途に応じて、この延伸膨張されたPTFEに、1又はそれ以上 の充填材を添加して、この材料の化学的、熱的又は電気的性質を変えてもよい。 例えば、本発明の材料の望みの性質に応じて、1又はそれ以上の充填材、例えば カーボン、シリカ、シリコン、カーバイド、酸化鉄、酸化銅、酸化アルミニウム 、ニッケル及 び他の金属の酸化物、二酸化マンガン、窒化ホウ素、並びに他の類似の充填材を 添加することが可能である。 本発明において使用される延伸膨張されたPTFE膜は、次の性質を持つべき である:厚さ約0.0002”(0.00508mm)〜0.125”(3.17 5mm);多孔度約30〜98%;及び泡立ち点(イソプロピルアルコールを用い て)0.4〜60psi(0.03〜4.2kg/cm2)。好ましい延伸膨張され たPTFE膜の性質は次のようである:厚さ約0.0004”(0.010mm) 〜0.025”(0.635mm);多孔度約70〜95%;及び泡立ち点約1. 0〜30psi(0.07〜2.1kg/cm2)。 多孔質PTFEの泡立ち点は、ASTM標準F316−86(ここに引用して この明細書の記載に含める)に記載されたのと類似の方法で、次の変更を加えた ものを用いて測定する:変性アルコールの代わりにイソプロピルアルコールを用 い、試験される面積は直径約10mm(78.5mm2)である。この泡立ち点はP TFE媒体を覆うイソプロピルアルコールの層を通して立ち上げることによって 検出することのできる最初の連続気泡を膨らますに必要な空気の圧力である。 この延伸膨張されたPTFE製品を図2に示す。この延伸膨張されたPTFE 材料12はポリマーのフィブリル18で相互に結合されたポリマーのノード(n odes)16を含む。顕微鏡的孔20は、本発明で使用し得るノード及びフィ ブリルの間に残されている。この構造を以下に更に詳細に説明する。 図3に示されているように、焼結されたPTFE22は、典型的には、相互に 詰め込まれてシートを形成する焼結された又は未焼結のPTFE粒子24から典 型的に形成される。 請求の範囲 1.少なくとも1つのクリティカル画像表面を用いるプリンター装置中に装備 されたクリーニング集成体であって、次のものを有するもの: 延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜、及びこの微多孔 質膜の少なくとも一部を前記クリティカル画像表面と接触させるための手段を含 む集成体; ここに、前記集成体及び前記クリティカル画像表面は相互に移動し、前記クリ ティカル画像表面上の汚染物質を前記集成体に移行させるものである。 2.前記微多孔質膜に取り付けられた基体材料を更に含む、請求項1のクリー ニング集成体。 3.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む請求項1のクリーニング集成 体。 4.前記基体材料が、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、ポ リエチレンナフタレート(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE) 、パーフルオロアルコキシ(PFA)及びフッ化エチレンプロピレン(FEP) からなる群から選ばれる材料を含む、請求項2のクリーニング集成体。 5.前記膜が少なくとも1つのパターン化された表面を有する、請求項1のク リーニング集成体。 6.前記集成体が少なくとも2つの回転部材の間に取り付けられた長いウェブ 材料を含み、これによって前記ウェブを前記クリティカル画像表面と接触するよ うに配置し、ここに前記集成体はこの集成体の清浄な部分を進行させて動かし、 前記クリティカル画像表面と接触させるように適合されている、請求項1のクリ ーニング集成 体。 7.前記集成体が、前記クリティカル画像表面と接触するように置かれている パッドを含む、請求項1のクリーニング集成体。 8.前記集成体が、前記クリティカル画像表面と接触するように置かれている ローラーを含む、請求項1のクリーニング集成体。 9.前記膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、請求項1のクリーニング集 成体。 10.前記基体材料が前記膜に、硬化性接着剤によって取り付けられている、 請求項2のクリーニングウェブ集成体。 11.前記硬化性接着剤が前記集成体内で不連続な印刷されたパターンをなし て存在する、請求項10のクリーニングウェブ集成体。 12.前記硬化性接着剤が、前記集成体内でグラビア印刷されたパターンをな して存在する、請求項11のクリーニングウェブ集成体。 13.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター中に装備さ れたクリーニングウェブ集成体であって、次のものを含むもの: 延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜; 前記延伸膨張されたPTFE膜に取り付けられた基体材料; 前記延伸膨張されたPTFE及び前記基体材料は、少なくとも2つの回転部材 の間に取り付けられた長いウェブ材料を構成し、これによって前記ウェブを少な くとも1つのクリティカル画像表面と接触させるものである; ここに、前記ウェブ及び前記クリティカル画像表面は相互に移動し、前記クリ ティカル画像表面上の汚染物質を前記ウェブに移行させ;そして ここに、前記ウェブ集成体は、前記ウェブを進行させてこのウェブの清浄な部 分を動かし、前記クリティカル画像表面に接触させるように適合させられている 。 14.前記延伸膨張されたPTFE材料がその中に緻密化されたパターンを含 む、請求項13のクリーニングウェブ集成体。 15.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む、請求項13のクリーニン グウェブ集成体。 16.前記延伸膨張されたPTFEが少なくとも50%の多孔度を有する、請 求項13のクリーニングウェブ集成体。 17.前記延伸膨張されたPTFE膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、 請求項13のクリーニングウェブ集成体。 18.前記基体材料が前記延伸膨張されたPTFE膜に硬化性接着剤によって 取り付けられている、請求項13のクリーニングウェブ集成体。 19.前記硬化性接着剤が前記集成体内でグラビア印刷されたパターンをなし て存在する、請求項18のクリーニングウェブ集成体。 20.前記硬化性接着剤がUVエネルギーによって硬化しうる、請求項18の クリーニングウェブ集成体。 21.前記硬化性接着剤が前記集成体内でグラビア印刷されたパターンをなし て存在する、請求項20のクリーニングウェブ集成体。 22.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター装置中に装 備するためのクリーニングウェブ集成体であって、次のものを含むもの: 延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜; 後記基体と前記PTFE膜の間の不連続なパターンをなして存在 する接着剤によって、前記延伸膨張されたPTFE膜に取り付けられた基体材料 ; 前記延伸膨張されたPTFE及び前記基体材料は、2つの回転部材の間に取り 付けられた長いウェブ材料を構成し、これによって前記ウェブをクリティカル画 像表面と接触させるものである; ここに、前記ウェブ及び前記クリティカル画像表面は相互に移動し、前記クリ ティカル画像表面上の汚染物質を前記ウェブに移行させ;そして ここに、前記ウェブ集成体は、前記ウェブを進行させてこのウェブの清浄な部 分を動かし、前記クリティカル画像表面に接触させるように適合させられている 。 23.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター装置中に装 備されたクリーニングウェブ集成体であって、次のものを含むもの: ウェブをクリティカル画像表面と接触させるように、少なくとも2つの回転部 材の間に取り付けられた長いウェブ材料を構成する延伸膨張されたポリテトラフ ルオロエチレン(PTFE)膜; ここに、前記ウェブと前記クリティカル画像表面は相互に動き、前記クリティ カル画像表面上の汚染物質を前記ウェブに移行させ;そして ここに、前記ウェブ集成体は前記ウェブを進行させてこのウェブの清浄な部分 を前記クリティカル画像表面と接触させるように適合させている。 24.前記延伸膨張されたPTFE材料がその中に緻密化されたパターンを含 む、請求項23のクリーニングウェブ集成体。 25.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む、請求項23のクリーニン グウェブ集成体。 26.前記ウェブを前記光導電体と加圧接触するように装備された加圧ローラ ーを更に含む、請求項25のクリーニングウェブ集成体。 27.前記延伸膨張されたPTFE膜が少なくとも50%の多孔度を有する、 請求項27のクリーニングウェブ集成体。 28.前記延伸膨張されたPTFE膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、 請求項28のクリーニングウェブ集成体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AL,AM,AT,A U,AZ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN ,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE, HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG ,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT, RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 マクローラム,エフ.,マイケル,ジェ イ. イギリス国,ハイフ ケーワイ15 7ユー ダブリュー,カパー,ギッフォードタウ ン,ニューハウス (72)発明者 ポウェル,ベス,ピー. アメリカ合衆国,ペンシルバニア 15825, ブルックビル,グラハム アベニュー 43

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも1つのクリティカル画像表面を用いるプリンター装置中に装備 されたクリーニング集成体であって、次のものを有するもの: 微多孔質膜、及びこの微多孔質膜の少なくとも一部を前記クリティカル画像表 面と接触させるための手段を含む集成体; ここに、前記集成体及び前記クリティカル画像表面は相互に移動し、前記クリ ティカル画像表面上の汚染物質を前記集成体に移行させるものである。 2.前記微多孔質膜に取り付けられた基体材料を更に含む、請求項1のクリー ニング集成体。 3.前記微多孔質膜がポリテトラフルオロエチレン及びポリオレフィンから選 ばれる材料から形成される、請求項1のクリーニング集成体。 4.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む請求項1のクリーニング集成 体。 5.前記基体材料が、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、ポ リエチレンナフタレート(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE) 、パーフルオロアルコキシ(PFA)及びフッ化エチレンプロピレン(FEP) からなる群から選ばれる材料を含む、請求項2のクリーニング集成体。 6.前記膜が少なくとも1つのパターン化された表面を有する、請求項3のク リーニング集成体。 7.前記集成体が少なくとも2つの回転部材の間に取り付けられた長いウェブ 材料を含み、これによって前記ウェブを前記クリティカル画像表面と接触するよ うに配置し、ここに前記集成体はこの集 成体の清浄な部分を進行させて動かし、前記クリティカル画像表面と接触させる ように適合されている、請求項1のクリーニング集成体。 8.前記集成体が、前記クリティカル画像表面と接触するように置かれている パッドを含む、請求項1のクリーニング集成体。 9.前記集成体が、前記クリティカル画像表面と接触するように置かれている ローラーを含む、請求項1のクリーニング集成体。 10.前記微多孔質膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、請求項1のクリ ーニング集成体。 11.前記基体材料が前記延伸膨張されたPTFE膜に、硬化性接着剤によっ て取り付けられている、請求項2のクリーニングウェブ集成体。 12.前記硬化性接着剤が前記集成体内で不連続な印刷されたパターンをなし て存在する、請求項11のクリーニングウェブ集成体。 13.前記硬化性接着剤が、前記集成体内のグラビア印刷されたパターン中に 存在する、請求項12のクリーニングウェブ集成体。 14.少なくとも1つのクリティカル画像表面を用いるプリンター装置中に装 備されたクリーニング集成体であって、次のものを有するもの: 微多孔質で焼結されたポリテトラフルオロエチレン膜、及び前記膜の少なくと も一部を前記クリティカル画像表面と接触させるための手段を含む集成体; ここに、前記集成体及び前記クリティカル画像表面は相互に移動して、前記ク リティカル画像表面上の汚染物質を前記集成体に移行させるものである。 15.前記集成体が少なくとも2つの回転部材の間に取り付けら れた長いウェブ材料を含み、これによって前記ウェブを前記クリティカル画像表 面と接触するように配置し、ここに前記集成体はこの集成体の清浄な部分を進行 させて動かし、前記クリティカル画像表面と接触させるように適合されている、 請求項14のクリーニング集成体。 16.前記集成体が、前記クリティカル画像表面と接触するように置かれてい るパッドを含む、請求項14のクリーニング集成体。 17.前記集成体が、前記クリティカル画像表面と接触するように置かれてい るローラーを含む、請求項14のクリーニング集成体。 18.前記微多孔質膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、請求項14のク リーニング集成体。 19.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター中に装備さ れたクリーニングウェブ集成体であって、次のものを含むもの: 延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜; 前記延伸膨張されたPTFE膜に取り付けられた基体材料; 前記延伸膨張されたPTFE及び前記基体材料は、少なくとも2つの回転部材 の間に取り付けられた長いウェブ材料を構成し、これによって前記ウェブを少な くとも1つのクリティカル画像表面と接触させるものである; ここに、前記ウェブ及び前記クリティカル画像表面は相互に移動し、前記クリ ティカル画像表面上の汚染物質を前記ウェブに移行させ;そして ここに、前記ウェブ集成体は、前記ウェブを進行させてこのウェブの清浄な部 分を動かし、前記クリティカル画像表面に接触させるように適合させられている 。 20.前記延伸膨張されたPTFE材料がその中に緻密化されたパターンを含 む、請求項19のクリーニングウェブ集成体。 21.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む、請求項19のクリーニン グウェブ集成体。 22.前記延伸膨張されたPTFEが少なくとも50%の多孔度を有する、請 求項19のクリーニングウェブ集成体。 23.前記延伸膨張されたPTFE膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、 請求項19のクリーニングウェブ集成体。 24.前記基体材料が前記延伸膨張されたPTFE膜に硬化性接着剤によって 取り付けられている、請求項19のクリーニングウェブ集成体。 25.前記硬化性接着剤が前記集成体内でグラビア印刷されたパターンをなし て存在する、請求項24のクリーニングウェブ集成体。 26.前記硬化性接着剤がUVエネルギーによって硬化しうる、請求項24の クリーニングウェブ集成体。 27.前記硬化性接着剤が前記集成体内でグラビア印刷されたパターンをなし て存在する、請求項26のクリーニングウェブ集成体。 28.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター装置中に装 備するためのクリーニングウェブ集成体であって、次のものを含むもの: 延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜; 後記基体と前記PTFE膜の間の不連続なパターンをなして存在する接着剤に よって、前記延伸膨張されたPTFE膜に取り付けられた基体材料; 前記延伸膨張されたPTFE及び前記基体材料は、2つの回転部 材の間に取り付けられた長いウェブ材料を構成し、これによって前記ウェブをク リティカル画像表面と接触させるものである; ここに、前記ウェブ及び前記クリティカル画像表面は相互に移動し、前記クリ ティカル画像表面上の汚染物質を前記ウェブに移行させ;そして ここに、前記ウェブ集成体は、前記ウェブを進行させてこのウェブの清浄な部 分を動かし、前記クリティカル画像表面に接触させるように適合させられている 。 29.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター装置中に装 備されたクリーニングウェブ集成体を用いる方法であって、次のことを含む方法 : プリンター装置の少なくとも1つのクリティカル画像表面と接触させて、少な くとも2つの回転部材の間に取り付けられた長いウェブ材料を含むクリーニング ウェブ集成体を用意し; 前記長いウェブを前記クリティカル画像表面に対して動かして前記クリティカ ル画像表面から前記ウェブへ汚染物質を移行させ、そして続きの部分の清浄なウ ェブを前記クリティカル画像表面に曝すこと。 30.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む、請求項29の方法。 31.少なくとも1つのクリティカル画像表面を有するプリンター装置中に装 備されたクリーニングウェブ集成体であって、次のものを含むもの: ウェブをクリティカル画像表面と接触させるように、少なくとも2つの回転部 材の間に取り付けられた長いウェブ材料を構成する延伸膨張されたポリテトラフ ルオロエチレン(PTFE)膜; ここに、前記ウェブと前記クリティカル画像表面は相互に動き、 前記クリティカル画像表面上の汚染物質を前記ウェブに移行させ; そして ここに、前記ウェブ集成体は前記ウェブを進行させてこのウェブの清浄な部分 を前記クリティカル画像表面と接触させるように適合させられている。 32.前記延伸膨張されたPTFE材料がその中に緻密化されたパターンを含 む、請求項31のクリーニングウェブ集成体。 33.前記クリティカル画像表面が光導電体を含む、請求項31のクリーニン グウェブ集成体。 34.前記ウェブを前記光導電体と加圧接触するように装備された加圧ローラ ーを更に含む、請求項33のクリーニングウェブ集成体。 35.前記延伸膨張されたPTFE膜が少なくとも50%の多孔度を有する、 請求項31のクリーニングウェブ集成体。 36.前記延伸膨張されたPTFE膜が更に少なくとも1つの充填材を含む、 請求項31のクリーニングウェブ集成体。
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