JP2005078084A - 電子写真装置用定着装置および定着方法 - Google Patents

電子写真装置用定着装置および定着方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005078084A
JP2005078084A JP2004248201A JP2004248201A JP2005078084A JP 2005078084 A JP2005078084 A JP 2005078084A JP 2004248201 A JP2004248201 A JP 2004248201A JP 2004248201 A JP2004248201 A JP 2004248201A JP 2005078084 A JP2005078084 A JP 2005078084A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing
rollers
roller
substrate
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004248201A
Other languages
English (en)
Inventor
Truman F Kellie
フランク トルーマン ケリー
Charles W Simpson
ダブリュ チャールズ シンプソン
Steve Jensen
スティーブ ジェンセン
William D Edwards
ディ ウィリアム エドワード
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JP2005078084A publication Critical patent/JP2005078084A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/10Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer
    • G03G15/11Removing excess liquid developer, e.g. by heat
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G03G15/2046Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the influence of heat loss, e.g. due to the contact with the copy material or other roller
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G03G15/205Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the mode of operation, e.g. standby, warming-up, error
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2064Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat combined with pressure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Wet Developing In Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

【課題】 電子写真装置用定着装置および定着方法を提供する。
【解決手段】 第1および第2予備定着ローラ14,16を備え,上記第2予備定着ローラが上記第1予備定着ローラと接触して第1ニップ32を生成する第1定着ステーション12と,上記第1定着ステーションから離隔され,第1および第2最終定着ローラ20,22とを備え,上記第2最終定着ローラは上記第1最終定着ローラと接触して第2ニップ42を生成する第2定着ステーション18とを備え,上記第2ニップ領域の定着温度は上記第1ニップ領域の予備定着温度より高いことを特徴とする電子写真装置用定着装置が提供される。
【選択図】 図2

Description

本発明は,電子写真工程と共に使用される定着装置および定着方法に係り,さらに詳細には,湿式トナー物質を使用する,多重定着ステーションを備えた電子写真装置用の定着装置および定着方法に関する。
電子写真方式は,写真複写とレーザ印刷の幾つかの形態とを含む多様な従来の画像プロセスの技術的な土台を形成する。基本的な電子写真プロセスでは,感光体に均一な静電気的電荷を付与し,上記感光体を露光させて,印刷されるまたは転写される画像に対応する領域に電磁放出する。上記電磁放出は,“光”となることもあり,赤外線,可視光線および紫外線を含むこともある。上記感光体の露光は,露光された領域の電荷を除去して静電潜像を形成する。結果としての静電潜像がトナーで現像され,またこのようなトナー画像が,上記感光体から紙などの最終基材に直接または中間転写媒体を経て転写される。
画像の直接または中間転写は,典型的に次の2つの方法である弾性的アシスト(ここでは,“粘着転写”とも呼ばれる。)と静電アシスト(ここでは,“静電転写”とも呼ばれる。)のうち一つの方法によって生じる。
弾性的アシストまたは粘着転写は,主に感光体の表面とトナー臨時伝達体(temporary carrier)の表面,または媒体間の表面張力によって転写される。粘着転写または粘着転写の効率性は,表面エネルギー,温度,圧力,トナー流動性を含む様々な変化量によって制御される。静電アシストまたは静電転写は,主に感光体の表面とトナー臨時伝達体の表面または媒体間の,静電電荷または電荷量差によって転写される。静電転写も,粘着転写のように,表面エネルギー,温度,圧力によって制御されるが,トナー画像を最終基材に転写させる主な駆動力は静電気力である。電子写真プロセスは,上記転写方法のうち何れか一つの方法によって,トナー画像が転写された後,上記基材に転写された画像を定着する工程,上記感光体をクリーニングする工程,および新しい画像の転写のためのシステムの準備として上記感光体上の残留電荷を除電する工程をさらに備えるとしても良い。
幾つかの電子写真工程において,感光体の構造は連続的なベルトであり,このベルトは,例えばローラまたは回転可能なドラムによって支持されつつ循環する。感光体は,光導電層が,活性化している電磁放出または光に露光される時,(電荷伝達または電荷伝達メカニズムによって)電荷を伝達する光導電層を備える。光導電層は,一般的に,アルミニウムまたは他の導電体によって気相コーティングされた基材,または導電性ドラムのような導電性支持体に付着される。感光体の表面は,負帯電または正帯電され,活性化している電磁放出が光導電層の一部領域に当たる時,電荷が上記感光体を通じて流れ,上記活性化された領域の表面電位を中和,除去または減少させる。この光導電層を保護して光導電層の寿命を延長させる光学障壁層が光導電層上に使用されうる。また,接着(adhesive)層,下塗り(priming)層,または電荷放出防止(charge injection blocking)層のような他の層も幾つかの感光体に使われる。感光体から紙などの最終基材または中間転写媒体へのトナー画像移動を促進するために離形(release)層も使用されうる。
典型的に,電磁放出に露光された後にさらに低い正電荷を保持する感光体の領域に導かれる正帯電トナーを供給することによって感光体上の静電潜像に対応するトナー画像が形成される。一般的な2つの形態のトナーは乾式トナーと湿式トナーとである。
上記乾式トナーはブラック画像用カーボンのような有色粒子とポリマーとの混合物または化合物であり,湿式トナーはキャリア溶液と呼ばれる絶縁性液体に微細に分散された固体が広げられている液体物質でありうる。一般的に,上記キャリア溶液はハイドロカーボンであり,このハイドロカーボンは低い誘電定数(例えば,3以下)と,トナーが感光体,転写ベルト,および/または受容体シートに付着される間に溶媒が速く蒸発されうるほど十分に高い蒸気圧とを有する。速い蒸発は,複数の色相が順次に付着および/または転写されて一つの画像を形成する場合に特に重要である。
上記湿式トナーは,高解像度画像を生成でき,乾式またはパウダー状のトナーに比べて定着に必要なエネルギーが少く,好まれる。また,湿式トナーは,多様な利用,乱用または環境条件でも除去されにくい(除去に対する抵抗性がある)ので,基材に定着される最終的な基材上のトナー画像としても望ましい。最終的な基材上に塗布されたトナー画像のインクは崩れやすく,消ゴムによる消去または人間の指の接触のような外力による,擦れまたはひっかきの攻撃に耐えられないことがあり,これは劣等な“消去抵抗”と言及されることもある。また,残留粘性または粘着性を有する転写されたインクは積み上げられる時に他の最終的な基材に粘着される恐れがある。即ち,隣接した基材が相互分離される時に,画像の一部が転写された画像から剥げて他の表面に移動することによって画像損傷をもたらす。一つの基材から近隣の他の基材に意図に反して転写される画像の傾向は,劣等な“ブロッキング抵抗”と言及されうる。
インクがブロッキングおよび消去のような外力に適切に抵抗するため,上記インクに伝熱するように,最終的な基材の表面を加熱されたロールのようなものに接触させ上記インクを高い温度に加熱することが望ましい。トナー画像を加熱されたローラに加圧する少なくとも一つの非加熱加圧ローラを伴って,一つの加熱ローラを備えた定着器の構成の例は,特許文献1,2および3に開示されている。このような工程は,共通して“定着”と呼ばれ,紙または他の基材にインクを転写した後,最終的な用紙プリントを直ちに熱源によって加熱することで行われる。
加熱ベルト,加熱ドラムまたは加熱空気のような様々な形態の熱源が,インクを用紙または他の媒体に定着するのに使用されうる。幾つかのトナーは,他のトナーと異なる温度で溶けるため,トナー粒子を適切に定着させるのに必要な温度は,通常,トナーの化学的性質によって変化する。加熱ローラまたは加熱要素の温度が過度に高ければ,トナーはローラまたは他の要素に付着し,ローラの連続した循環によって最終的な基材に逆転写される恐れがある。このような問題は“ホットオフセット”として知られており,ローラの温度を下げることによって解決されうる。
しかし,加熱ローラまたは要素の温度が過度に低ければ,トナー粒子が最終的な基材に溶融されず,かつ加熱ローラまたは要素に転写されることもあり,連続した循環によって最終的な基材に転写されることもある。これは“コールドオフセット”とも呼ばれる。したがって,インクが最終的な基材に適切に結合されるように,トナーの適切な転写を得るためには,ヒータローラまたは要素が限定された範囲で比較的一定の温度に保持されることが望ましい。しかし,これは,加熱システムでは得難いこともある。
湿式トナーで作った画像を溶融することは,他のトナー物質で作った画像を溶融することと比較して特別な挑戦である。その理由として,第一に,湿式トナーの加熱ローラまたは要素との一定の接触は,必須的に一定の冷却“槽”を生成する。これは,キャリア液体を除去し,かつ画像を溶融させるのために適切な,または相対的に一定の温度を保持することをさらに難しくする。
第二に,乾式トナーの定着に使われる低い表面エネルギー物質と多数の装置とは,湿式トナーを使用する電子写真システム,即ち,液体またはスチームが通過し,溜まり,蒸発または吸収されるシステムに使われるように公式化されていない。
第三に,最終的な基材が加熱要素に面する画像と共に加熱される乾式トナーシステムに度々使われる従来の定着方法は,十分な量の蒸発されたキャリア液体が加熱要素から移動することが許容されず,これにより,キャリアを最終的な基材および印刷器の他の構成部品に意図に反して再凝縮させてしまうこともある。したがって,最終的な基材上に持続的かつ高品質の画像を提供する湿式トナーの定着装置,および定着方法が望まれる。
米国特許第4,806,097号公報 米国特許第5,893,019号公報 米国特許第5,897,294号公報
本発明が解決しようとする目的は,最終的な基材上に持続的かつ高品質の画像を提供する湿式トナーの定着装置,および定着方法を提供することである。
上記目的を達成するために本発明の第1の観点によれば,電子写真プロセスを利用して基材上に湿式トナーから作られた画像を定着させる定着装置が提供される。上記定着装置は,第1および第2予備定着ローラを備える第1定着ステーションを備え,上記第2予備定着ローラは,上記第1予備定着ローラと接触するように設置され,上記第1および第2予備定着ローラ間に第1ニップを生成し,上記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,上記第1ニップ領域内に予備定着温度を提供することができるような温度に加熱される。上記装置は,上記第1定着ステーションから離隔され,第1および第2最終定着ローラを備える第2定着ステーションをさらに備え,上記第2最終定着ローラは,上記第1最終定着ローラと接触するように設置され,上記第1および第2最終定着ローラ間に第2ニップを生成し,上記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,上記第2ニップ領域内に定着温度を提供することができるような温度に加熱される。上記第2ニップ領域の定着温度は,上記第1ニップ領域の予備定着温度より高いことが望ましい。ここでニップとは,第1および第2予備定着ローラ間,または第1および第2最終定着ローラ間における接触部分を示す。
上記定着装置は,電子写真印刷装置内に含まれ,上記第1定着ステーションの第1および第2予備定着ローラは,上記印刷装置内で上記第2定着ステーションの上記第1および第2最終定着ローラが上記基材上の画像と接触する前に上記基材上の画像と接触するように設置される。上記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,100℃〜150℃間の温度に保持され,上記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,130℃〜220℃間の温度に保持されうる。上記第1および第2定着ステーションは,一つの定着ユニットに含まれるとしても良い。また,上記定着装置は,上記第1および第2定着ステーションの少なくとも一つのローラを冷却させるファンのような冷却要素をさらに備えることができる。
上記目的を達成するために本発明の他の観点によれば,電子写真印刷装置内で基材上に湿式トナーから作られた画像を定着する定着方法が提供される。上記方法は,基材の少なくとも一つの表面上に液体トナー画像を形成する段階と上記第1定着ステーションを通じて上記基材を移動させる段階とを備え,上記第1定着ステーションは,第1予備定着ローラと,上記第1予備定着ローラと接触するように設置されて第1ニップ領域を生成する第2予備定着ローラとを備え,上記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,上記第1ニップ領域内に予備定着温度を提供することができるような温度に加熱される。次いで,上記基材は,第2定着ステーションを通じて移動し,上記第2定着ステーションは上記第1定着ステーションから離隔されており,第1最終定着ローラと,上記第1最終定着ローラと接触するように設置されて第2ニップ領域を生成する第2最終定着ローラとを備え,上記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,上記第2ニップ領域内に定着温度を提供することができるような温度に加熱され,上記第2ニップ領域の上記定着温度は上記第1ニップ領域の上記予備定着温度より高いとしても良い。
本発明による定着装置は,多重定着ステーションを備え,最終的な基材上に持続的かつ高品質の画像を提供する湿式トナー画像を定着する。
以下,添付された図面を参照して本実施形態を詳細に説明する。
電子写真に共通に使われるトナー物質は,乾式トナーと湿式トナーとのカテゴリーに分けられる。“乾式”という用語は,いかなる液体組成も全くないトナーを意味するものではなく,相当量の溶媒を含んでいないトナー粒子を意味する。典型的な乾式トナーとしては,溶媒の量が溶媒の10重量%未満であり,溶媒の8重量%または5重量%未満であるとしても良く,溶媒の含量は,完壁な乾式トナーのために適度に低いことが望ましい。
これと比較して,本実施形態の定着装置および定着方法で使われる形態の典型的な湿式トナーの組成は,一般的にキャリア溶液に浮遊するまたは分散されたトナー粒子を含んでいる。上記キャリア溶液は,絶縁性分散溶液であることが望ましく,このような電荷運搬能力の欠如は,印刷プロセス中に静電潜像の放電を回避することに関して望ましい結果を得ることができる。湿式トナー粒子は,低極性,低誘電定数,実質的な非水性キャリア溶解力のある,典型的にトナーの総重量の50重量%より多いことが望まれるキャリア溶液の所定量に,溶媒化されるか,または安定化(すなわち,分散され,かつ浮遊される)されることが望ましい。
上記湿式トナー粒子は,キャリア溶媒に溶解された極性グループを利用して化学的に電荷を帯びることが望ましい。しかし,湿式トナー粒子は,キャリア溶液に溶媒化および/または分散し,摩擦電気電荷を含んでないほうが良い。湿式トナーは,乾式トナーの粒子より小さなサイズの粒子を度々含むため,本実施形態に使われる形態のトナー粒子は,乾式トナーによって作られたトナー画像より高い解像度のトナー画像を形成することができる。
図面を参照すると,各構成要素は複数の図面を通じて類似した図面番号が付いている。図1は,乾式トナーの応用に使われる典型的な定着装置100の概略的な図面であり,第1ローラ102,第2ローラ106,および矢印103で示された方向に移動する基材114を含んで構成される。
第1ローラ102は,加熱要素104によって内部的に加熱され,これは,例えばハロゲンランプでもあり,加熱ブランケットおよび加熱ランプを含む他の加熱要素が使われることもある。バックアップローラとしての第2ローラ106は,第1ローラ102と接触するように位置し,それにより,ローラ102,106間に基材114の厚さを収容するほどに十分に緩い接触ニップ(contact nip)116を生成する。幾つかの形態では,バックアップローラとしての上記第2ローラ106も第1ローラ102に使われるものと類似した加熱要素108によって加熱される。
このとき,少なくとも一つのローラは,駆動メカニズム(図示せず)によって駆動され,ローラ102,106はそれぞれ矢印110,112で表したように回転される。溶融されていないまたは一側にトナー画像を有する基材114は,ニップ領域116に供給され,このニップ領域116を通じて103方向に移送され,ローラ102,106からの結合された熱がトナーを溶融して基材114上に定着させる。画像(図示せず)は,二つの加熱されるローラ102,106のうち何れか一つと対向するが,ローラのうち何れか一つだけが加熱される場合には,通常,その加熱されるローラと対向する。
本実施形態の一つの望ましい実施例によれば,図2に示された定着装置または定着システムは,画像を基材に溶融または定着させる前に,湿式トナーを“予備定着”する方法を提供する。これによって,湿式トナー定着の要求を受容している。特に,本実施形態では,トナーが粘着するか,または“オフセッティング”されることを防止するほど低い温度で,そしてキャリア溶液の望ましい蒸発量を提供するのに十分に高い温度で少なくともキャリア溶液の一部を蒸発させる,初期工程プロセス段階を提供する。
この初期段階(初期工程プロセス段階)は,追加される少なくとも一つの定着段階の後,基材上に得られる画像の品質および耐久性を大きく向上させる。図2の実施例に示されたように,定着装置または定着システム10が提供され,これは一対の第1および第2予備定着ローラ14,16を含む第1定着ステーション12と,一対の第1および第2最終定着ローラ20,22を含む第2定着ステーションとを含んで構成される。この図面に示されたように,基材24は矢印26で示された方向へ移送される。本実施形態によれば,基材24は,基材24の少なくとも一面上に非定着のまたは湿式トナーが形成されたトナー画像を有して定着装置10に供給される。上記画像は,後述する方法およびシステムを使用する定着装置10を通過した後に基材24に定着されることが望ましい。
特に,第1定着ステーション12の一対の予備定着ローラ14,16は,基材24上の湿式トナー画像から,キャリア溶液の初期的な一部を少なくとも蒸発させるように配置される。上記ローラ14,16は,そのローラ間にニップ領域32を提供するように配置されることが望ましい。このニップ領域32は,二つのローラ14,16が相互接触する領域であり,ローラ14,16は,基材が上記ニップ領域を過ぎる時に,移動する基材が定着ローラと接触する時間の長さ(すなわち,“留まる時間”)を定める。上記ローラ14,16は,ローラの全長を横切って接触することが望ましく,上記ニップ領域の大きさは主に基材の移送方向における接触領域の幅を調節することによって制御される。
ニップ領域32の大きさは,例えば,二つのローラとも,または何れか1またはそれ以上のローラ層の硬度を調節するか,または二つのローラ14,16が互いに加える力または圧力を増加または減少させることによって制御されうる。例えば,ローラ14,16のうち少なくとも一つの硬度またはジュロメータ(durometer)を増加させることによって,または上記二つのローラに印加される圧力を減少させることによってニップ領域32の大きさを減少させうる。これらの変数および調節は,ニップ領域32を通過する様々な基材の他の物質の性質と厚さとを収容するように選択されることが望ましい。例えば,相対的に薄い物質は,比較的狭いまたは高圧力のニップ領域を通過しうるが,基材がニップ領域を通過する時に,皺くちゃになるか,または裂けないように,相互対向して強く圧着しないことが重要である。本実施形態の望ましい実施例で,ニップ幅は0.5mm〜3mmであり,さらに望ましい範囲は1.5mm〜2.5mmである。
前述したように,基材24がニップ領域32で留まる時間は,少なくともローラ14,16のゴム層または外側コーティングの硬度またはジュロメータ,また,コーティング層のない場合,ローラ自体の硬度の選択を通じて,部分的に制御されうる。ローラが過度に軟らかいとコーティングが曲がりやすく,このことはコーティングの離層またはクラッキングをもたらす。このため,コーティング層(例えば,保護用コーティングまたは離形層を有するまたは有していないゴム層)は重要である。
なお,ローラの硬度があまり低いと,トナーが定着される基材も曲がり,かつ捻じれうる。また,ローラがあまりに堅いと,ニップ領域32は比較的狭くなり,基材およびトナーに熱が印加される時間が短縮される。これは,トナーの基材への不十分な定着および/または溶媒の不十分な蒸発をもたらす。さらに,過度に軟らかいおよび/または広いニップ領域を有するローラ間に提供されるニップ32は,最終的な基材を皺くちゃにすることも,蒸発された溶媒をローラ14,16間に留めることもある。これと比較して,あまり堅いおよび/またはあまり狭いニップ領域を有するローラ間に提供されるニップ32は,十分な量の溶媒を蒸発させるための,画像およびローラ間の十分な接触時間を提供しない。
各ローラのジュロメータまたは硬度は,ローラの構造を形成する全ての物質層(例えば,ゴム,シリコン,離形層など)の累積硬度によって決まる。比較的低いジュロメータを有するローラは,さらに軟らかく,それによってローラと基材との長い接触時間を許容するさらに広いニップを生成する。このようなローラはあまり耐久性が強くなく,したがって,熱と継続的な使用とによって崩れやすい。一方,高いジュロメータを有するローラは,さらに堅く,ローラと基材との短い接触時間を許容するさらに狭いニップを生成する。しかし,このようなローラは,長時間の使用中における熱に耐えられる。したがって,それぞれのローラが交換される前の所望の時間中に,定着作用のための所定のニップ幅のバランスを合わせるようにローラが選択されることが望ましい。ローラのコーティング層の総硬度は,5〜50Shore A硬度範囲であることが望ましい。ローラ14,16は,同じ硬度を有することも,または相異なる硬度を有することもある。
ローラ14,16は,Bando USA Inc.(Itasca,Illinois),Bando International(日本神戸中央区),Minco Manufacturing(Colorado
Springs,CO.),およびAmes Rubber Co.(Hamburg,N.J.)から,商業的に利用可能なローラを含んで様々な製造企業によって製作されうる。定着ローラに使われるゴムの選択において考慮されなければならない様々な重要な特徴は,湿式電子写真用の溶媒抵抗性およびスクラッチを含む特定の温度での耐久性と,最適のニップ留まり時間のための承諾,および様々な場合において,いかなる種類にも適用される低い表面エネルギー層または離形層の粘着性基材として作用する能力である。
その選択に考慮されうる変数と共に,ゴムおよび組成の例が米国特許第5,974,295号公報および第6,602,368号公報に記述されている。ローラ14,16のような少なくとも一つの定着ローラ上に含まれうるコーティングは,トナー粒子がトナー粒子を加熱した後においても表面からトナー粒子を容易に分離させる。フルオロエラストマーとポリジメチルシロキサンとは,それらの低い表面エネルギーにより,このような応用に使用することが可能なコーティングの二つの例である。例えば,ジエチルシロキサンは,高温で急激に表面エネルギーが増加する傾向があり,これによりオフセットが生じる恐れがある。したがって,予備定着ローラ12のような低い温度においてさらに効果的である。他の例として,テフロン(登録商標)のようなフッ素含有ポリマーは,後述する定着ステーションのローラのように比較的高温の定着ステーションでオフセットを起こすことなく使用することができる。
もし,ロールベースが,追加される離形層なしに使用されるならば,上記ベースゴムまたは物質は,基材24がローラ14,16間のニップ領域32を外れる時にトナーが上記ベース物質に付着されないように十分に低い表面エネルギーを有することが望ましい。このような要求を満足させる物質およびゴムの幾つかの例は,フルオロプラストマー,フルオロエラストマー,ポリシロキサンエラストマー,ポリウレタン,およびエチレン−プロピレンエラストマーを含み,これらのうち幾つかのものは,表面エネルギー変化によって高い温度でさらに効果的である。
作動温度まで急速に加熱する定着装置(すなわち,“瞬間”応用)のような場合,電気的または熱伝導性を奨励するためにフィラーが採用されることもある。一つの例として,アルミニウムローラコアが使用され,このコアは,10〜30Shore A硬度を有するシリコンゴムで1〜2mmにコーティングされうる。上記ゴムは,リリースコーティングとしてポリジメチルシロキサンで0.025〜0.050mmにコーティングされることもある。
ニップ領域32をデザインするのに使われる他のファクターは,二つのローラ14,16が互いに対して,また基材24に対して加える圧力の選択である。基材24がニップ領域32を通過する時に受ける圧力は,印刷品質に影響を及ぼす。例えば,もし,圧力が不十分であれば,画像はニップで擦られるか,または不十分な量の溶媒が蒸発する。もし,圧力が過度に高い場合,基材24は損傷されるか,または破壊されることもある。
本実施形態の一例で,ローラ間の圧力は,望ましくは10(4.5kg)〜60(27.2kg)ポンド,さらに望ましくは20(9.1kg)〜45(20.4kg)ポンドの範囲で保持されることが望ましい。望ましい圧力は,所望の圧力変数によって大体リニアインチ当り2.2〜5.0ポンドに限定されうる。しかし,上記圧力は,使われたローラ,湿式トナーフォーミュレーション,画像が印加される基材を含んで特定の所望のニップ領域の他の選択された変数によって,この範囲より実質的に低いか,または高いこともある。ローラ14,16は相異なる直径を有しうるが,もし,互いのローラが同じ直径であったとしても,使われたローラ物質および選択された圧力を相違させることができる。ローラ直径が相異なる実施例で,ローラは相異なる速度に回転でき,ローラ構成によって一つまたは二つのローラが駆動されうる。
前述されたように,図2の矢印26は,この実施例で基材24が移動する方向を表す。基材24のそのような移動を容易にするために,ローラ14,16はそれぞれ矢印34,36で表された方向に回転される。ローラ14,16の一つまたは二つは,定着装置10を通じて基材24の所望の移動を提供できる,ある形態の駆動メカニズム(図示せず)によって駆動されうる。基材24がニップ32にフィーディングされる時,湿式トナー画像が基材24の上面20および底面22のうち少なくとも一つ上に提供される。ローラ14,16または画像が基材24の両面に印刷された場合,二つのローラ14,16または画像に対面するローラは,ニップ領域32に温度を提供するために加熱せねばならず,これは望ましくは,少なくともキャリア溶液の一部を蒸発させ,さらに望ましくは液体の実質的な部分を蒸発させる。
トナー画像が基材24の一面に提供される時,トナー画像は上方または実質的に上方に向かうことが望ましい。これは,キャリア溶液が蒸発する時にほとんどの蒸気が画像の外郭の表面または表面付近に集中し,上昇して基材24から蒸発するためである。例えば,第1定着ステーション12で,画像は,ローラ14に対面することが望ましいが,定着装置が垂直または実質的に垂直の用紙経路を必要とすれば,最終的な基材上の液体トナー画像が対面することはあまり重要でない。もし,トナー画像が下方に向えば(この場合,ローラ16側に),上昇する蒸発されたたキャリアは,少なくとも部分的に基材24または画像に再吸収されるか,または基材24の下側に捕らえられて,そこで凝縮することもある。しかし,トナー画像が下方に向かうように提供される基材は,たとえトナー蒸発量が画像が上方に向かう場合と異なるとしても,本実施形態の範囲内にあると考えられる。このような場合には,ニップ領域の大きさとローラの温度とが適切に調整される必要がある。したがって,図2の定着装置で画像が下方に向かえば,定着装置の様々な変数(例えば,温度,圧力など)は,同じキャリア溶液の蒸発量を得るために,トナー画像が上方に向かう時と異なるレベルに調整されうる。
ステーション12のローラ14および/または16を所望の温度に加熱するために,多様な加熱方法および装置が使用されうる。本発明の様々なローラを加熱するのに使用される加熱要素のうち一つの例は,石英ハロゲンランプであり,他の公知されている手段もローラが均等に加熱されるように保持することができる。ハロゲンランプは,急激かつ均等に加熱され,非常に熱くなり,かつ相対的に長い寿命を有する。また,ローラ自体との接触なしにローラの内部が空いているコア内に配置されることもあり,これは,接触損失と関連した機械的エラーの機会を減少させうる特徴である。例えば,図2の実施例で,ローラ14,16はそれぞれ内部加熱要素38,40が提供されている。これは,ハロゲンランプまたは他の熱源でありうる。このような内部熱源が使われる場合,ローラ14,16はシリコンのような非常に低い表面エネルギーコーティングおよび熱抵抗ゴムでコーティングされた金属コアを含むこともある。
ある程度の湿式トナー蒸発量を得るために第1定着ステーション12で制御されかつ調節されうる他の変数はローラ14,16の温度である。基材24に比較的一定の熱量を供給するために必要なだけ,ローラ14,16のうち何れか一つまたは二つが加熱される。キャリア溶液の蒸発のためにただ少量の熱が基材に移転される必要がある場合,例えば,ローラ14,16の一つだけが加熱されるか,または二つのローラ14,16とも同じレベルの蒸発を得るために比較的低い温度に加熱されることもある。第1定着ステーション12における予備定着または蒸発過程中に,一つまたは二つのローラを冷却させるため,一つまたは二つのローラ14,16に,熱源によって提供される熱量を定期的にモニターかつ制御し,所望の範囲に該ローラの温度を保持するフィードバックシステムが提供される。たとえ予備定着ローラの望ましい温度が,主に湿式トナーの特性,選択されたキャリア溶液の気化温度および定着ローラコーティング変数によって決定されるとしても,ローラ14,16の望ましい温度範囲は,100〜150℃であり,さらに望ましい温度範囲は110〜130℃である。
図2の定着装置またはシステムは,第2定着ステーション18として一対の定着ローラ20,22をさらに含む。定着ローラ20,22は,第1定着ステーション12のローラ14,16が基材24を加熱し,少なくともキャリア溶液の一部を蒸発させた後の位置において,基材の表面28,30の一面またはそれ以上の面のトナー画像と基材とが接触するように設置される。矢印26は,基材24の移動方向を表し,また,ステーション18に基材が移動する方向を表す。定着ステーション12と定着ステーション18間の間隔は,印刷器で要求される定着空間を最小化するために,狭いことが望ましい。しかし,一つの定着ステーションからの熱が,他の定着ステーションによる熱に影響を及ぼすことを防止するため,ステーション12,18間に少なくとも所定の距離をおくことが望ましい。
基材24が少なくても部分的にステーション12のニップ32を通過すれば,前方に移動しつつローラ20,22間の定着ニップ42に入る。基材24のそのような移動を容易にするために,ローラ20,22はそれぞれ矢印44,46で表示された方向に回転する。特定の定着装置10内のローラ20,22は,サイズ,ジュロメータ,ゴム/コーティング厚さおよび/または他の変数において,ステーション12に使用されるローラ14,16と同一にすることができ,また,異なって形成することもできる。多様なトナー画像とそれらの溶融される基材とが広範囲に変わるため,ローラ14,16が多様な範囲の間隔と特性とを含むような方式で,ローラ14,16の位置および特徴は多様な相互相対的な間隔と特徴とを含みうる。したがって,ローラ14,16について記述された多様な変容例と考慮とが第2定着ステーション18のローラ20,22にも適用されうる。
ローラ20,22は,トナー粒子を,それらのガラス転移温度(T)以上に比較的急速に加熱して基材24のトナー粒子の所望の最終溶融を提供することが望ましい。したがって,これらのローラは,通常,基材が相対的に乾燥しているトナー画像(すなわち,相対的に溶媒のない)を有して第2定着ステーション18に到着するように,キャリア溶液の蒸発を提供するため考案されたローラ14,16より高い温度で保持される。相対的な高温に保持するために,ローラ20,22ともに熱源を備えることが望ましく,一つのローラだけが熱源を有することもある。例えば,図2の実施例で,ローラ20,22はそれぞれ内部加熱要素48,50を備え,これは熱源38,40であって,前述したようなハロゲンランプまたは他の熱源であっても良い。
ローラ20,22間のニップ領域42に対する定着温度の望ましい範囲は,130〜220℃であり,幾つかの湿式トナーは,約150℃以上で溶融されるとしても良い。定着温度は“オフセット”,または,定着ローラのうち何れか一つへの画像の転写が生じるほど高温にならない方が良い。定着ローラ20,22は,第1定着ステーション12のローラ14,16と同じ物質とコアとで製造されうる。しかし,離形層は,比較的高い表面エネルギーを有する定着ローラ20,22上に含まれ,このような離形層は,モールドされたスリーブ状に提供されうる。したがって,基材が第2定着ステーション18に到着するまで相当なキャリア溶液が蒸発され,画像が部分的に溶融される。このため,この定着ステーション18は,商品名テフロン(登録商標)のような入手可能なコーティングまたはスリーブのように,第1定着ステーション12に使われる物質より高温に耐える物質を有するローラを含んでも良い。
本実施形態の一つの実験例で,ローラ20,22上のコーティング層の厚さは約0.025〜0.050mmであり,Shore A硬度10〜30のローラの総直径は約35mmである。この実験例で,ローラ20,22は,それらの間に印加される総圧力がニップ42を1〜3mm間で生成するように10(4.5kg)〜60(27.2kg)ポンドであることが望ましく,さらに望ましくは20(9.1kg)〜45(20.4kg)ポンドである。第1ステーションのローラのように,上記圧力はリニアインチ当り約2.2〜5.0ポンドに限定されうる。
本実施形態の装置は,2つの定着ステーション12,18の2対のローラが電子写真装置内で独立的に位置し,かつ作動されるように製造され,またはそれらは大型装置の単一部品として交換されうる一つの装置に製造されることにもある。ローラ14,20間およびローラ16,22間の距離も考慮されなければならない。各ローラは他のステーションでのローラの一つと同じ方向(矢印34,36,44,46で表示された)に回転するため,ローラ14,20とローラ16,22とは接触しないことが望ましい。定着装置10が使用される印刷器の空間制限によって,ステーション12,18のローラ間の距離は1〜12インチの範囲である。しかし,小さいローラの採用により,二つのステーションのローラ間の距離が1インチ以下になることもあり,また。比較的大きいローラを有する商業的装置またはシステムで12インチより大きくなることもある。
本実施形態の望ましい実施例では,全てのローラ14,16,20,22の直径が約35mmであり,この長さは主に電子写真装置のサイズに収容されるように選択される。ステーション内またはステーション間のローラは相異なるサイズまたは同じサイズでありうる。ローラ直径の下限は,少なくともローラの強度のために,また,ローラのための十分な構造的強度を保持しつつ加熱要素を挿入する内部空間のために制限される。
基材が二つのニップ32,42を連続的に通過するために,基材24のしわ,引裂きまたは他の損傷を防止するためにローラ14,16,20,22の速度は一定に保持されることが望ましい。ギアまたは付属するモータでローラ14,16,20,22のコアを駆動するといったように,ローラを駆動する様々な方法がある。
図3における実施例には,他の方法が示されている。これは,図2の実施例にローラ218,220を含む第1定着ステーション214と,続いてローラ222,224を含む第2定着ステーションとを通過する,方向212に移動する基材210と共に,駆動ローラ202,204の追加を表す。特に,駆動ローラ204はローラ218の表面と接触して,このローラ218を駆動ローラ204と反対方向に回転させる。また,駆動ローラ202はローラ222の表面と接触して,このローラ222を駆動ローラ202と反対方向に回転させる。この実施例において,駆動ローラ202,204は,別体のモータまたは駆動システムと結合駆動するか,または二つとも同じモータまたは駆動システム(図示せず)によって駆動される。
また,図3は,第1定着ステーションから第2定着ステーションに基材210を移動する時,基材の平坦性を保持するように特別に考案された本実施形態の付加的な特徴をも表している。特に,ガイド206,208として概略的に示した一つまたはそれ以上のガイドは,基材210の一面または両面に提供され,基材が第1定着ステーション214で熱に露光された後にカーリングまたはベンディングされることを防止する。このガイド206,208は,トナー画像を損傷させないように,または基材の移動を妨害しないように多様な形態を有することができ,基材がニップ領域に進入する時に基材の損傷または折られることを最小化するか,または防止する。これらガイドが図3の実施例に示されているが,このようなガイドは,図2の実施例のように本実施形態の他の実施例でも使用されうる。
図2および図3に示された形態の定着装置を含む定着ユニットは,蒸発された溶媒と余分な熱とが流出するように許容する適当なエアーフローを保持することが重要である。定着ユニットに捕まった蒸発した溶媒は,最終的な基材または画像に再凝縮または再吸収され,画像品質を破壊する。このような理由で,上記装置は溶媒が流出することを許容するように適切に開放された構造を有していなければならない。付加的に,上記領域から蒸発した溶媒を誘引する,および/またはローラのうち少なくとも一つまたは基材を冷却させるようにファンまたは他の空気移動装置が設置され,ローラおよび基材を望ましい温度範囲内に保持させる。
前述した本実施形態の実施例は二つのニップ領域を含み,第1定着ステーションは,望ましくは第2ステーションの定着ローラより低い温度に保持されるローラを含む。しかし,上記第1定着ステーションが第2ステーションのローラより高温に保持されるローラを備えることもあり,また,第1定着ステーションのローラと第2定着ステーションのローラとが同じ温度または非常に類似した温度に保持されることもある。また,各定着ステーションでは一つまたは二つのローラが加熱されうる。本実施形態の定着装置または定着システムは,二つ以上の定着ステーションを含みうるということが考えられ,ここで,最初の定着ステーションと最終定着ステーション間の中間のステーションは,他の定着ステーションと類似しているか,または他の温度で提供される付加的な定着ローラを含むとしても良い。付加的な定着ステーションは,必須的に工程空間を必要とするので,機械または装置の総サイズを制限するために定着ステーションの数を制限することが望ましい。
本実施形態の動作は,後述する詳細な実験例と関連してさらに詳説される。これら実験例は多様かつ特定的なまたは望ましい実施例と技術とをさらに説明するために提供される。しかし,多くの変形および変容例が本実施形態の範囲内で作られることはいうまでもない。使われた定着装置システムの配置と行ったテストとは,次の通りである。
(実験例)
装置は,次の説明を満足させるように考案された。第1定着ステーションと第2ステーションとは一つのユニットに共に収容されて空間を節約し,定着ユニットの交換を容易にする。
第1定着ステーションは,35mmの直径を有する二つのローラを備え,それぞれは金属コア,1〜2mmのシリコンゴム(またはウレタンゴム)ベース層,上記ベース層上に厚さ0.025〜0.050mmのポリジメチルシロキサンリリースコーティング層という具合に形成されている。上記ベースおよびコーティング層のジュロメータは,10〜30Shore
A硬度であった。上記ローラは,内部が空いており,内部はハロゲンランプで110〜130℃間に加熱される。さらに,ローラを回転させるギアがハウジングに含まれている。
第2定着ステーションは,35mmの直径を有する二つのローラを備え,それぞれは金属コア,1〜2mmのシリコンゴム(またはウレタンゴム)ベース層,上記ベース層上に厚さ0.025〜0.050mmのモールドされたテフロン(登録商標)スリーブよりなるリリース層という具合に形成されている。上記ベースおよびコーティング層のジュロメータは10〜30Shore
A硬度であった。上記ローラは,内部が空いており,内部はハロゲンランプで150〜170℃間に加熱される。さらに,ローラを回転させるギアがハウジングに含まれている。
上記ハウジングは,ローラが同じ速度に回転するようにギアを噛み合わせ,ローラが20〜30の一定の圧力で共に加圧されるように考案されている。全ての4つのローラが同じ方向に回転するため,各ステーションのローラ対が接触しないように注意した。したがって,二つのステーションのローラは互いに2インチ離隔されている。
乾式トナー定着のための単一ローラ定着装置と,二重ローラ定着器を使用する二つのテストが行われた。その結果は表で示す。
(テスト方法および装置)
本実施形態の実施例で,次のテスト方法が基材に転写される印刷品質を定めるために使用された。
<消去抵抗性>
定着後の消去力に対する印刷インクの抵抗を定量化するために,消去テストが定義された。この消去テストは,クロックメータと呼ばれる装置を使用して,インクを付け,かつ定着された領域をリネン布でインクに対して公知のかつ制御された力で擦るテストである。リネン布がクロックメータプローブに固定された後,上記プローブは制御された力で上記インクの付いた表面に配置され,あらかじめ決まった数回(この場合,小さなクランクを5回転し,各回転当り2回旋回する)上記インクの付いた表面上を往来する。上記インクが付いたテスト領域は,旋回する間に,消去ヘッド部分がインクの付いた領域を外れないほど長い。
この試験で使われたクロックメータは,AATCC Crockmeter
Model CM1(Atlas Electric Devices Company製,Chicago,IL 60613)が製造したものである。この装置のヘッド重さは,5旋回テスト中にインク上に位置する重さの934gであり,インクとリネン布との接触領域は1.76cmである。このテスト結果は,テスト前の用紙上のインクの元来の密度に対する,単位面積当り印加された力530g/cmで印刷されたインクテストサンプル上の5旋回後のリネン布上のインクの密度の測定比率である。この消去テストを通過するために,消去した(テスト)領域の濃度が少なくとも元来濃度の95%でならなければならない。そうでなければ,プロセスは失敗したと判定され,不適切な消去抵抗を有するものとして示される。実際の計算は,下記の数式1の通りである。
Figure 2005078084
ここで,ODprintは,プリントまたは基材上のインクの元来光学濃度であり,ODclothは5旋回テスト後の擦れた布上のインクの光学濃度である。
これらテストは,画像の耐久性において一貫性を確認するためにランダム印刷され,かつ溶融された画像上で頻繁に行われ,次の発明と共に多様な湿式トナーフォーミュレーションの実施例の成功または失敗をベンチマークするために使用される。
<オフセット>
オフセットは,基材から定着ローラに基材上の一部のトナー画像が転写される時に発生する。オフセットは2種ある。コールドオフセットは,定着ローラが溶媒を蒸発させ,またトナーの流動を変化させて,トナーが基材に定着されるほどに十分に熱くない時に発生する。ホットオフセットは,定着ローラがあまりに熱くてトナーが溶融されるが,定着ローラ上から剥げる時に発生する。いかなる場合にも画像は損傷され,印刷産業で受容されうるゼロオフセット(no
offset)が得られない。下記のものは,この分析で使われた定義および等級である。
オフセット等級:
0=no offset
1=非常に少ない
2=度々目につく(10〜20ページ毎に)
3=目につく(4〜5ページ毎に)
4=ほとんど目につき,トナーはそれが除去された所から下流の基材上に再塗布される。
5=大きい画像オフセットが続けられ,基材上に下流のトナー画像が連続的に再塗布される。
次の結果は,乾式トナー定着応用のために作られた図1のような定着装置(従来の技術)から得られたものである。それらは湿式電子写真トナーを定着しようとする時に対面する問題を示す。すなわち,乾式トナー定着プロセスのために考案された定着装置を使用すれば,適切な消去抵抗とゼロオフセットとを有する印刷のための明確な解決の余地がない。
Figure 2005078084
<二重ステーション(二対のローラ)定着>
本実施形態の実施による図2に示された定着装置10のように,このテストに使われた二つのローラは,ローラ1が高吸着ポリジメチルシロキサンコーティング(低い表面エネルギーと低いコールドオフセット温度とのために)を有し,ローラ2がゴム上にテフロン(登録商標)スリーブ(低い表面エネルギーと高いホットオフセット温度とを提供するために)を有する。これらスリーブは,画像を適切に溶融させるのに必要な比較的高温で長時間の間に非常に耐久性がある。
Figure 2005078084
上記で行われたテストのデータおよび観察から,第1ローラはキャリア溶液のほとんどを蒸発および/または吸着し,これは第2ローラが画像をオフセットなしに適切に定着させることが観測できる。これはコーティング/リリース物質を注意深く選択することによって得たものである。例えば,第1ステーションの少なくとも一つのローラが低表面エネルギーを有し,少なくともある程度吸水性を有する(コーティング層に吸収される少なくともある程度のキャリア溶液が潤滑およびリリース性質を提供するように)コーティングを備える時,そして第2ステーションの少なくとも一つのローラが耐久性があり,表面エネルギー特性を実質的に変えずに長時間高熱に耐えられるコーティングを備える時,さらに低い温度でも定着装置の性能が良くなる。
本実施形態は様々な実施例を参照して説明された。ここで明示した何れかの特許または特許出願の全体開示はリファレンスとして統合される。前述した詳細な説明と実験例とは理解の明瞭性のために与えられたものである。それによるいかなる制限もないと理解されなければならない。当業者ならば,これから多様な変形および均等な他の実施例が可能であることが分かる。したがって,本発明の真の技術的保護範囲は,特許請求の範囲によって決定されなければならない。
本発明の多重定着ステーションを備えた電子写真装置用の定着装置および方法は,例えば写真の複写および印刷などを行う印刷装置に適用されうる。
乾式トナー技術で典型的に使われる従来の技術の定着装置の概略的な側面図である。 本発明の一実施例の定着装置の概略的な側面図である。 本発明の他の実施例の定着装置の概略的な側面図である。
符号の説明
38,40,48,50 熱源
10 定着装置
12 第1定着ステーション
14,16 第1,第2予備定着ローラ
18 第2定着ステーション
20,22 第1,第2最終定着ローラ
24 基材
28 上面
30 底面
32,42 ニップ領域

Claims (24)

  1. 電子写真プロセスを利用して,基材上に湿式トナーから作られた画像を定着させる定着装置において:
    前記定着装置は,
    第1および第2予備定着ローラを備え,前記第2予備定着ローラは,前記第1予備定着ローラと接触するように設置され,前記第1および第2予備定着ローラ間に第1ニップを生成し,前記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,前記第1ニップ領域内を予備定着温度に加熱する第1定着ステーションと;
    前記第1定着ステーションから離隔され,第1および第2最終定着ローラを備え,前記第2最終定着ローラは,前記第1最終定着ローラと接触するように設置され,前記第1および第2最終定着ローラ間に第2ニップを生成し,前記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,前記第2ニップ領域内を定着温度に加熱する第2定着ステーションと;
    を備え,
    前記第2ニップ領域の定着温度は,前記第1ニップ領域の予備定着温度より高いことを特徴とする,電子写真装置用定着装置。
  2. 前記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,熱伝導性コアと,前記熱伝導性コアの温度を制御する熱源とを備えることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  3. 前記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,熱伝導性コアと,前記熱伝導性コアの温度を制御する熱源とを備えることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  4. 前記第1定着ステーションの前記第1および第2予備定着ローラは,前記第2定着ステーションの前記第1および第2最終定着ローラが前記基材上の画像と接触する前に前記基材上の画像と接触するように設置されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  5. 前記第1ニップ領域は,前記第2ニップ領域と一直線に並べられ,
    前記第1および第2予備定着ローラは,前記第1および第2最終定着ローラから離隔されていることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  6. 前記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,100℃〜150℃の温度に保持されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  7. 前記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,130℃〜220℃の温度に保持されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  8. 前記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは,湿式トナーの表面エネルギーより少ない表面エネルギーを有する外部層を備えることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  9. 前記外部層は,シリコンリリースコーティング層であることを特徴とする,請求項8に記載の電子写真装置用定着装置。
  10. 前記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,湿式トナーの表面エネルギーより少ない表面エネルギーを有する外部層を備えることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  11. 前記外部層は,フッ素含有ポリマーリリースコーティング層であることを特徴とする,請求項10に記載の電子写真装置用定着装置。
  12. 前記第1および第2予備定着ローラは,同じ温度に加熱されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  13. 前記第1および第2予備定着ローラのうち一つは,前記基材上の画像と接触するように配置され,
    前記画像と接触するローラは,前記画像と接触するように配置されていないローラより高温に加熱されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  14. 前記第1および第2最終定着ローラは,同じ温度に加熱されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  15. 前記第1および第2最終定着ローラのうち一つは,前記基材上の画像と接触するように配置され,
    前記画像と接触するローラは,前記画像と接触するように配置されていないローラより高温に加熱されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  16. 前記第1および第2定着ステーションは,一つの定着ユニットに含まれることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  17. 前記第1および第2定着ステーションのうち何れか一つは,ハロゲンランプで加熱されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  18. 前記第1および第2定着ステーションのうち少なくとも何れか一つを冷却させる冷却要素をさらに備えることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  19. 前記冷却要素は,ファンであることを特徴とする,請求項18に記載の電子写真装置用定着装置。
  20. 前記予備定着温度は,前記基材上の湿式トナーから所定の溶媒を蒸発させるように選択されることを特徴とする,請求項1に記載の電子写真装置用定着装置。
  21. 複数の定着ステーションを備えた電子写真印刷装置において基材上に湿式トナーから作られた画像を定着する定着方法であって:
    基材の少なくとも一つの表面上に液体トナー画像を形成する段階と;
    第1予備定着ローラと,前記第1予備定着ローラと接触するように設置され第1ニップ領域を生成する第2予備定着ローラとを備え,前記第1および第2予備定着ローラのうち何れか一つは前記第1ニップ領域内を予備定着温度に加熱する第1定着ステーションを通じて前記基材を移動する段階と;
    前記第1定着ステーションから離隔され,第1最終定着ローラと,前記第1最終定着ローラと接触するように設置され第2ニップ領域を生成する第2最終定着ローラとを備え,前記第1および第2最終定着ローラのうち何れか一つは,前記第2ニップ領域内を定着温度に加熱する第2定着ステーションを通じて前記基材を移動する段階と;
    を備え,
    前記第2ニップ領域の前記定着温度は,前記第1ニップ領域の前記予備定着熱の温度より高いことを特徴とする,電子写真装置用定着方法。
  22. 前記第1定着ステーションを通じて前記基材を移動させる段階は,
    前記液体トナー画像から所定量の溶媒を乾燥させる段階をさらに含むことを特徴とする,請求項21に記載の電子写真装置用定着方法。
  23. 前記第1定着ステーションを通じて前記基材を移動させる段階は,
    前記基材上の前記液体トナー画像が前記第1ニップ領域を通じて移動する時,前記画像が前記加熱された予備定着ローラと接触する方向に前記画像を供給する段階をさらに含むことを特徴とする,請求項21に記載の電子写真装置用定着方法。
  24. 前記第2定着ステーションを通じて前記基材を移動させる段階は,
    前記湿式トナー画像のトナー粒子を前記基材に定着させる段階をさらに含むことを特徴とする,請求項21に記載の電子写真装置用定着方法。

JP2004248201A 2003-08-30 2004-08-27 電子写真装置用定着装置および定着方法 Withdrawn JP2005078084A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/652,898 US6996362B2 (en) 2003-08-30 2003-08-30 Fuser system and method for electophotography including multiple fusing stations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005078084A true JP2005078084A (ja) 2005-03-24

Family

ID=34104760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004248201A Withdrawn JP2005078084A (ja) 2003-08-30 2004-08-27 電子写真装置用定着装置および定着方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6996362B2 (ja)
EP (1) EP1510887A1 (ja)
JP (1) JP2005078084A (ja)
KR (1) KR20050022863A (ja)
CN (1) CN1591215A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057900A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Seiko Epson Corp 定着装置
JP2009198568A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Seiko Epson Corp 定着装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2012042944A (ja) * 2010-08-12 2012-03-01 Xerox Corp 当接予熱装置を含む定着システムとマーキング材料を下地に定着させる方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005049563A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Canon Inc 定着装置及びこれを備えた画像形成装置
JP2006058646A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Canon Inc 画像形成装置
US7611755B2 (en) * 2004-12-23 2009-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrophoretic stylus array printing with liquid ink
JP2007147995A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Arai Pump Mfg Co Ltd 定着装置
US7840149B2 (en) * 2008-07-31 2010-11-23 Xerox Corporation Enhancing image permanence by fusing media multiple times
JP2010054751A (ja) * 2008-08-28 2010-03-11 Seiko Epson Corp 定着装置および画像形成装置
JP5394034B2 (ja) * 2008-10-03 2014-01-22 株式会社ミヤコシ トナー定着装置、電子写真印刷機
JP2010145530A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置
JP5609723B2 (ja) * 2011-03-16 2014-10-22 コニカミノルタ株式会社 湿式画像形成装置
CN102744902B (zh) * 2012-05-07 2015-01-21 罗凯 软硬滚连续循环弯曲方法及设备
JP6155914B2 (ja) * 2013-07-09 2017-07-05 富士ゼロックス株式会社 定着装置及び画像形成装置
CN112571519B (zh) * 2020-11-24 2022-04-22 苏州轩苏原电子材料有限公司 一种用于超厚pet材料膜的模切工艺及模切设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4806097A (en) * 1985-10-25 1989-02-21 Colorocs Corporation Fuser assembly for an electrophotographic print engine
US4727394A (en) * 1986-04-28 1988-02-23 Xerox Corporation Roll fusing for liquid images
US4897691A (en) * 1986-05-01 1990-01-30 Xerox Corporation Apparatus for drying and fusing a liquid image to a copy sheet
US4745432A (en) * 1987-01-30 1988-05-17 Xerox Corporation Liquid ink fusing system
JPH01167755A (ja) 1987-12-23 1989-07-03 Sharp Corp 画像加熱装置
US4935785A (en) * 1988-12-05 1990-06-19 Xerox Corporation Electrophotographic fuser roll and fusing process
US5436711A (en) 1993-11-29 1995-07-25 Xerox Corporation Multilevel fusing apparatus
EP0819994B1 (en) * 1996-07-15 2003-10-22 Seiko Epson Corporation Fusing device and image forming apparatus
EP1111477B1 (en) * 1997-01-31 2004-12-29 Seiko Epson Corporation Toner fixing apparatus with a heat roller pressed by first and second pressing rollers
EP0864940A1 (en) * 1997-03-14 1998-09-16 Agfa-Gevaert N.V. Heat and pressure fusing device
US6148169A (en) * 1998-10-06 2000-11-14 Ricoh Company, Ltd. Device for fixing an image on a recording medium
US6223016B1 (en) * 1999-12-16 2001-04-24 Xerox Corporation Cleaning apparatus for a fusing member
US6602368B2 (en) * 2001-02-21 2003-08-05 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Method of making a fuser roll
KR100378170B1 (ko) 2001-08-16 2003-03-29 삼성전자주식회사 습식 전자사진방식 인쇄기의 이미지정착유닛
WO2003065128A1 (fr) * 2002-01-30 2003-08-07 Pfu Limited Dispositif electro-photographique pleine couleur dans lequel est utilise un toner liquide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057900A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Seiko Epson Corp 定着装置
JP2009198568A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Seiko Epson Corp 定着装置及びそれを用いた画像形成装置
JP2012042944A (ja) * 2010-08-12 2012-03-01 Xerox Corp 当接予熱装置を含む定着システムとマーキング材料を下地に定着させる方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20050047836A1 (en) 2005-03-03
EP1510887A1 (en) 2005-03-02
CN1591215A (zh) 2005-03-09
US6996362B2 (en) 2006-02-07
KR20050022863A (ko) 2005-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5743525B2 (ja) 定着装置
JP4478342B2 (ja) 定着装置
JP2005078084A (ja) 電子写真装置用定着装置および定着方法
JP4153530B2 (ja) 画像形成装置
WO2003065128A1 (fr) Dispositif electro-photographique pleine couleur dans lequel est utilise un toner liquide
US20110085831A1 (en) Fuser for an Image-Forming Apparatus and Method of Using Same
EP2467757B1 (en) Intermediate transfer member blanket, apparatus and transfer method
JP2005078085A (ja) 湿式トナーにより形成された画像の定着装置及びその定着方法
US20100142988A1 (en) Fixing device, image forming apparatus, and method for controlling fixing device
JP2009093017A (ja) 像加熱装置及び画像形成装置
JP5116350B2 (ja) 定着装置
JP4517796B2 (ja) 画像形成装置及び定着装置
JP5737998B2 (ja) 像加熱装置
JP2009042303A (ja) 加圧ローラ及び像加熱装置
JP2008292750A (ja) 定着スリーブ及び定着装置
JP2000194199A (ja) 画像形成装置
JP2008129060A (ja) 像加熱定着装置
US9316952B1 (en) Liquid supply device, developing device, and image forming apparatus
JP2006091451A (ja) 加熱定着装置
JP2001022216A (ja) 定着装置及び画像形成装置
JP2011090071A (ja) 画像形成装置
JP3984901B2 (ja) 画像形成装置
JP2005062651A (ja) 定着装置
JPH0728342A (ja) 画像作成法
JP2003076183A (ja) 加熱定着装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071106