JP4856529B2 - 溶着器構造及び静電マーキングシステム - Google Patents

Description

本発明は、静電マーキングシステムにおいて有用な溶着器構造に関する。

静電イメージングシステムにて使用される溶着器ロールは、一般的に、テフロン（デュポンの登録商標）のようなエラストマでコーティングされた円筒形の金属コアを備えている。これらの溶着器ロールはイメージングプロセスで使用され、そこでは、光導電体が選択的に帯電され且つ光学的に露光されて、光導電体表面の上に静電潜像を形成する。トナーは、イメージで帯電された光導電体表面に堆積される。このトナーは電荷を有し、これより、これは静電潜像の領域内の光導電体表面に付着する。イメージ状の配置のトナーは、それから紙又はその他の媒体に転写される。階調が付けられた紙は、溶着器ロールシステムによって加熱され、トナーが紙に溶着されて永久的なイメージを形成する。イメージングされた紙は、それから文書アウトプット収集領域又はトレーに渡されて、そこでユーザが仕上がった紙を収集する。

静電イメージングシステムにて使用される溶着コンポーネントは、一般的には、トナーステーション、溶着器ロール（単数又は複数）、圧力ロール（単数又は複数）、クリーニングウエブ（単数又は複数）、及び紙移送手段を備える。溶着器クリーニングウエブから溶着器ロールへのクリーニングされたトナーの逆転写が起こり、それによってコピー上のマーク（ＭＯＣ：Ｍａｒｋｓ Ｏｎ Ｃｏｐｙ）を引き起こすことがよくある。この欠陥は、テフロン（登録商標）ベースの溶着器ロール及び容易に転写されるトナーで、特に普通である。このＭＯＣは、先立つイメージ履歴の関数（低い領域カバー率がより悪化する）、及び溶着器ロール電圧の関数である。このトナー又はトナー副産物の溶着器ロールの汚染は、普通はフィルムの形態で起こり、これは最終的に蓄積して、溶着コンポーネントの性能及び寿命に悪影響を及ぼす。溶着器ロールのトナー汚染は、溶着コンポーネントに影響を与えるだけではなく、溶着器ロールに接触している紙の上のイメージの質及び明瞭さにも影響を与える。また、いくつかの場合には、溶着器ロールの汚染は最終的にクリーニングウエブに転写され、クリーニングウエブのクリーニングの効率さを低減させる。加えて、全ての溶着器は、あるレベルまでの不可視オフセット（ＮＶＯ：Ｎｏｎ−Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｏｆｆｓｅｔ）を有し、これは、容易に転写されるトナーに対してはより高くなることができる。性能が悪い溶着器ロールはＮＶＯを紙に転写し戻さないかもしれず、このＮＶＯは最終的にＭＯＣとなる結果となる。これは視覚的に好ましくなく、溶着器ロール（ＦＲ：Ｆｕｓｅｒ Ｒｏｌｌ）からクリーニングされなければならない。ＭＯＣレベルは印刷履歴に依存し、これは、たいていは、部分的には、高イメージカバー率領域では溶着器ロールに残されたイメージ全体に渡る不均一な残存ワックスのためであり、また、低イメージカバー率領域ではワックスの枯渇のためである。ここで開示されたシステムは、負のトナーを駆逐するために溶着器ロール上に負の電圧を、及び正のトナーに対しては逆極性のものを誘導することによって、ＮＶＯを最小化するための効果的な手段を提供する。

ここに開示され且つ請求されている本実施形態は、溶着器ロール上に誘導された摩擦電圧の極性を制御する効果的な方法及び装置を提供する。溶着器ロールの上に電荷制御エージェントを付与するために、任意の適切な誘導器が使用され得る。電荷制御エージェントは、化学的電荷制御誘導器又は電子的電荷制御誘導器、又はそれらの混合によって、溶着器ロールに付与され得る。また、本実施形態に係る溶着器構造は、静電マーキングシステムにおいて有用な溶着器構造であって、前記溶着器構造が、エラストマでコーティングされた溶着器ロールと、前記溶着器ロールに接触するように配置された溶着器ロールクリーニングウエブと、溶着器ロールに圧力を加えるように配置された圧力ロールとを備えており、前記溶着器ロールに電荷を帯電させる電荷制御誘導器は、前記溶着器ロールのロール電圧の大きさ及び極性を改変及び制御することができ、前記溶着器ロールクリーニングウエブは、トナーの電荷と同じ極性である電荷を誘導することのできる化学的電荷制御エージェントを溶着器ロールに付与することができる。ある実施形態では、便利ではあるが唯一ではない方法は、電荷制御エージェントをクリーニングウエブに加えることである。なぜなら、クリーニングウエブは常に溶着器ロールに接触しており、適切な電圧及び極性を溶着器ロールに誘導してＭＯＣを低減又は除去するからである。別の実施形態では、別個の化学的又は電子的電荷制御エージェント付与器がシステム内に配置されて、この別個の付与器が溶着器ロールに接触して、電荷を溶着器ロールに誘導する。

電荷制御エージェントは、適切な化学的電荷制御エージェント又は電子的電荷制御エージェントであることができる。実用的には、電荷制御エージェント（単数又は複数）を溶着器ロールに付与して、溶着器ロール表面の電圧の大きさ及び極性を制御する。負のトナーに対しては、溶着器ロール電圧は負でなければならない。これは、圧力ロールと溶着器ロールとの間の溶着器間隙への入口で負のトナーを駆逐し、トナーが溶着器間隙への入口で溶着器ロール（ＦＲ）に転写されることを防ぎ、ＮＶＯの形成を排除又は最小化し、結果的にＭＯＣを防ぐ。これより、電荷制御エージェントがトナーと同じ電荷を溶着器ロールに誘導すれば、これがトナーを駆逐する。すなわち、電荷制御エージェント（単数又は複数）が電気的に負の電荷を溶着器ロールに誘導すれば、これが電気的に負に帯電されたトナーを駆逐し、正の電荷が誘導されると、これは電気的に正に帯電されたトナーを駆逐する。ある実施形態では、クリーニングウエブが電荷制御エージェント付与器として使用されて、これは、適切な電圧及び極性を溶着器ロールに誘導するだけではなく、一様なワックストナーリリースエージェントを溶着器ロールに付与することもできる。この組み合わせはまた、溶着器ロールの上のＮＶＯを低減又は排除する。

また、適切な電圧及び極性は、化学的に誘導された方法の代わりに、あるいはそれと共に、任意の摩擦的に誘導された方法（電気的）によってウエブ上で維持されることができて、同じ結果を得る。すなわち、残存トナーを駆逐してＭＯＣを除去又は低減する。

本発明で有用ないくつかの化学的電荷制御エージェントは、ジメチル・ジクロロ・アンモニウム・メチル・サルフェート、ＤＤＡＭＳ（＋トナー）、ボントロンＥ８８（−トナー）、フルオロスリップ２２１（シャムロック・ケミカル社の登録商標）、及び任意の他の適切な化学的電荷エージェントを含む。フルオロスリップ２２１は、溶着器ロールの上に負の電圧を誘導して、ＭＯＣを完全に排除した。フルオロスリップ２２１は、ポリエチレンとテフロン（デュポンの登録商標）のようなフルオロポリマとの混合物である。ボントロンＥ８８は、オキシ・カルボン酸錯体を備える組成である。ボントロンは、オリエント・ケミカルＥＯＭの登録商標である。＃２２５、４２１、５１１、６０５、及び７３１のような他のフルオロスリップ組成は、本実施形態にて有用な化学的電荷制御エージェントとして適している。明らかに、様々な化学的制御エージェントが、所望の電荷ポテンシャルとして、及び／又は、個別の溶着器及びトナーの熱的要件に合致するために、選ばれることができる。先に記したように、クリーニングウエブ以外の付与器を使用して、化学的電荷制御エージェント（単数又は複数）を溶着器ロールに付与してもよい。これらの他の付与器（単数又は複数）は、それが溶着器ロールと機械的又は電気的に接触できるならば、システム内のどこでも使用され得る。

任意の適切な電気的手段を使用して、溶着器ロールに対する電圧の所望の大きさ及び極性を誘導及び制御してもよい。任意の適切な摩擦電気的又は電気的手段によって溶着器ロール上に負に誘導された電荷は、本発明の所望の効果を達成する。適切な電気的電荷制御エージェントは、コロナ装置及びバイアスされた帯電ローラを含む。

本発明の実施形態が使用されると、静電マーキングシステムは、帯電、露光、現像、及び紙移送の各ステーションを備える。現像ステーションは、トナー供給構造と少なくとも一つの溶着器ロールとを備える。溶着器ロールは、電荷制御誘導器付与器と動作的に機械的又は電気的に接触している。この誘導器は、溶着器ロールの大きさ、電圧、及び極性を改変及び制御することができる。この誘導器は、先に特定されたように、化学的誘導器、電気的誘導器、及びこれらの混合物からなるグループから選択される。これらの誘導器は、前記溶着器ロール上の望まれない電荷によって引き起こされる任意のイメージ履歴効果、トナーオフセット、及びコピー上のマークを、少なくとも低減することができる。

図１において、溶着器システム（又は装置）１が、溶着器ロール２、クリーニングウエブ３、圧力ロール４、及び紙トナー供給機構１４を有して示されている。化学的電荷制御エージェント又は誘導器５は、クリーニングウエブ３によって溶着器ロール２の上に付与又はコーティングされて、溶着器ロール表面上の電圧の大きさ及び極性を制御して、前記化学的誘導器（単数又は複数）５を含む表面コーティング６を形成する。負のトナーに対しては、化学的誘導器５は、コーティング６によって溶着器ロール２の表面上に負のポテンシャルを提供しなければならない。これは、溶着器間隙１３への入口で負のトナーを駆逐し、溶着器間隙１３の入口でトナー１７が溶着器ロール２に転写されることを防ぎ、ＮＶＯの形成を妨げて、結果としてＭＯＣを防ぐ。ＭＯＣは、テフロン（登録商標）ベースの溶着器ロール２及び容易に転写可能なトナー１７で、特に普通である。先に述べたように、ＭＯＣは、先のイメージ履歴の関数及び溶着器ロール電圧の関数である。溶着器ロール２に転写される化学的電荷制御誘導器５をクリーニングウエブ３に含浸することで、一般的に、イメージ履歴効果及びＭＯＣの両方を少なくとも最小化し、且つ通常は排除する。化学的電荷制御誘導器５は溶着器ロール２に転写されて、溶着器ロール２に負の電荷を誘導してオフセット及びＭＯＣを低減する。使用されたトナー１７が負に帯電されたトナーであると、そのときには、化学的電荷制御誘導器５は溶着器ロール２上に負の電荷を誘導する。トナー１７が正に帯電したトナーであると、そのときには、溶着器ロール２上に正の電荷を誘導する化学的電荷制御誘導器５を使用する。正に帯電されたトナー及び負に帯電されたトナーの両方が、従来技術でよく知られている

図２において、化学的制御エージェント（単数又は複数）５が、（ウエブクリーナ３からは）別個の付与器１５によって溶着器ロール２の上に付与される。この付与器１５は、溶着器ロールを化学的電荷制御誘導器５で適切にコーティングすることができる任意の適切な付与器であることができる。この実施形態では、クリーニングウエブ３は付与器としては使用されず、単に溶着器ロール２のためのクリーニング手段として機能するのみである。図１にて特定された化学的電荷制御エージェント又は誘導器５の全ての他の局面は、図２のこの実施形態においても同じである。

図３は、コロナ帯電器であることができる電気的電荷制御エージェント又は誘導器１６の使用を描いている。コロナ帯電器は、典型的には、ハウジングシェルの内部に位置する少なくとも一つの非常に薄いコロナワイヤを含む。コロナワイヤは高電圧ポテンシャル源に電気的に結合され、イオン又は帯電電流を生成して、コロナワイヤに近接して配置された（溶着器ロール２の表面のような）表面を帯電させる。グリッドが、コロナワイヤと帯電されるべき（溶着器ロール２の）表面との間に配置され得る。グリッドは、前もって選択された（負又は正の）電気ポテンシャルに保持されて、溶着器ロール２の表面に配置されるべき特定の電荷を制御する。これより、付与器又はコロナ１６は、正又は負のいずれかの電荷を溶着器ロール２の表面の上に置くことができる。望まれるならば、この電気的電荷制御誘導器１６は、単独で、あるいは図１及び図２の化学的誘導器と共に、使用され得る。化学的電荷制御誘導器のように、電気的誘導器１６は（トナーにおいてと同じ）電荷を溶着器ロール２の表面に転写し、溶着器ロール２の上のイメージ履歴効果とプリント上のＭＯＣとの両方を最小化し、且つたいていの場合には除去する。これは、溶着器間隙１３への入口にて、負の（又は正の）トナーを駆逐する。

図４において、溶着システム１８が描かれており、これは、本発明の図１〜３の実施形態が使用されることができるタイプの装置の典型である。クリーニングウエブ３が溶着器ロール２に接触して示されている。圧力ロール４もまた、溶着器ロールとクリーニングウエブとの接触点の位置の実質的に向かい側の位置で、溶着器ロール２に接触している。明瞭化の目的のために、ウエブ及び別個の付与器（化学的及び電気的の両方）は図４には示されていない。この点に関して、図１〜３が参照されるべきである。

図５において、付与器が無い従来技術の溶着システムが、図１〜４の本実施形態との比較のために描かれている。図５において、従来技術の溶着器ロール１０の表面上の電圧の大きさ及び極性を制御するために、従来技術の溶着器ロール１０に電荷を付与する手段はない。従来技術の圧力ロール１１及び従来技術のクリーニングウエブ１２は、説明されたように電荷制御誘導器が図５の従来技術の装置では使用されていない点を除いては、本実施形態においてとほぼ同じ位置で溶着器ロール１０に接触する。

化学的誘導器がクリーニングウエブによって溶着器ロールに付与される、ある実施形態を描いた図である。 化学的誘導器が別個の付与器によって付与されて溶着器ロールの極性を制御する、他の実施形態を描いた図である。 ある実施形態における前記溶着器ロールの極性を制御するための電気的誘導器の使用を描いた図である。 本電荷制御が使用されることができる静電溶着装置を描いた図である。 従来技術の溶着器システムを描いた図である。

符号の説明

１ 溶着器システム、２ 溶着器ロール、３ クリーニングウエブ、４ 圧力ロール、５ 化学的電荷制御エージェント又は誘導器、６ 表面コーティング、１３ 溶着器間隙、１４ 紙トナー供給機構、１７ トナー。

Claims (4)

1. 静電マーキングシステムにおいて有用な溶着器構造であって、
   前記溶着器構造が、エラストマでコーティングされた溶着器ロールと、前記溶着器ロールに接触するように配置された溶着器ロールクリーニングウエブと、溶着器ロールに圧力を加えるように配置された圧力ロールとを備えており、
   前記溶着器ロールに電荷を帯電させる電荷制御誘導器は、前記溶着器ロールのロール電圧の大きさ及び極性を改変及び制御することができ、
   前記溶着器ロールクリーニングウエブは、トナーの電荷と同じ極性である電荷を誘導することのできる化学的電荷制御エージェントを溶着器ロールに付与することができる溶着器構造。
2. 前記溶着器ロールクリーニングウエブによって前記溶着器ロールに供給される前記化学的電荷制御エージェントが、前記溶着器ロールにコーティングされたエラストマのようなフルオロポリマとポリエチレンとの混合物である請求項１に記載の溶着器構造。
3. 静電マーキングシステムにおいて有用な溶着器構造であって、
   前記溶着器構造は、表面がコーティングされた溶着器ロールと、前記溶着器ロールに接触するように配置された溶着器ロールクリーニングウエブと、溶着器ロールに圧力を加えるように配置された圧力ロールと、紙供給機構とを備えており、
   前記紙供給機構が、トナーイメージングされた紙を前記溶着器ロールと前記圧力ロールとの間の間隙に移送することができ、
   前記溶着器ロールに電荷を帯電させる電荷制御誘導器は、前記溶着器ロールのロール電圧の大きさ及び極性を改変及び制御することができ、
   前記溶着器ロールクリーニングウエブは、トナーの電荷と同じ極性である電荷を誘導することのできる化学的電荷制御エージェントを溶着器ロールに付与することができる溶着器構造。
4. 帯電ステーションと露光ステーションと現像ステーション、及び紙移送ステーションを備える静電マーキングシステムであって、
   前記現像ステーションが、トナー供給構造と溶着器ロールと溶着器ロールクリーニングウエブとを備え、
   前記溶着器ロールに電荷を帯電させる電荷制御誘導器は、前記溶着器ロールのロール電圧の大きさ及び極性を改変及び制御することができ、
   前記溶着器ロールクリーニングウエブは、トナーの電荷と同じ極性である電荷を誘導することのできる化学的電荷制御エージェントを溶着器ロールに付与することができ、
   前記電荷制御誘導器と前記化学的電荷制御エージェントは、前記溶着器ロールによって引き起こされるあらゆるイメージ履歴効果、トナーオフセット、及びコピー上のマーク（ＭＯＣ）を、少なくとも低減するように構成されている、溶着器構造、を備える静電マーキングシステム。

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