JP5797541B2 - マーキング被定着材に定着した画像の光沢の制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、温圧定着システムによって定着した画像の光沢を制御するための方法、装置およびシステムに関する。

従来技術の定着システムは、通常、特定の印刷画像の光沢レベルの制御を調整しない。トナー画像を形成するために、例えばトナーといったマーキング材料をペーパーウェブといった基板に融着または定着させる従来技術の定着システムでは、融着面、オイル消費率、および、トナーといったパラメータは一定である。トナー画像が基板の表面に十分に定着することを補償するために、定着温度を調節できるが、定着温度を変更しても、定着トナー画像の光沢レベルは制御されない。

融着または定着した画像の光沢レベルの制御を可能にする方法、装置およびシステムを開示する。所望の光沢レベルは、画像が定着する媒体または基板の、画像内容および光沢レベルに依存している。概して、例えばカラー印刷または絵入り印刷には、高い光沢が望ましい。絹目紙およびテキストドキュメントは、光沢が少ないことによってより目立つように見える。本明細書において開示した方法、装置およびシステムは、印刷画像、例えば温圧定着によって基板に定着したトナーの光沢レベルの制御を調整する。

複数の実施形態では、基板にマーキング材料を接触定着させるための定着システムが、定着部材および圧力部材を含んでいてもよい。圧力部材は、ポリウレタンからなる接触層を含んでいてもよい。ポリウレタンは、弾性係数および温度抵抗が比較的高いことが有効な、耐久力のあるエラストマーである。多量に装填されたシリコン、バイトン、または同様のものといった他の材料も想定しうる。接触層は、定着している間、画像および／または基板と接触する。定着部材および圧力部材を、定着ニップを規定するために配置してもよい。定着部材および圧力部材は、基板がニップを通り抜けるときに、ペーパーウェブといった基板にマーキング材料を融着または定着させるために、温圧定着状態を適用するために操作可能である。

温圧定着状態は、約３００ｐｓｉ〜約１２００ｐｓｉのニップの圧力を含んでいてもよい。例えば、定着ニップの圧力は、融着している間、７００ｐｓｉである。融着中のニップ温度は、約８０℃〜約１４０℃であってもよい。複数の実施形態では、ポリウレタンの接触面を有する圧力部材が、例えば４ｇｇｕ未満の低い光沢レベルを有する定着画像を形成するために用いられてもよい。低い光沢レベルを有する定着画像は、変更可能であり、研磨システム部品においてマーキング材料がほぼずれない所望の光沢レベルを得るために、研磨、摩擦、または、つや出しされてもよい。

複数の実施形態では、ポリウレタン接触層を備えた圧力部材を用いて、温圧定着状態で基板にマーキング材料を定着させることによって、光沢の少ない定着画像を作り出す方法を含む。さらなる複数の実施形態では、研磨メカニズムに光沢の少ない定着画像を適用して、光沢レベルを修正し、所望の光沢レベルを得る方法を含む。研磨システムが、定着ニップの下流に、インラインで設置されていてもよい。研磨システムは、その部品においてずれることなく、例えば約２ｇｇｕよりも大きく、約１００ｇｇｕ以下の所望の光沢レベルを得るために、定着した光沢の少ない画像に適用されてもよい。

例示的な実施形態に従った、圧力部材接触層を備えた定着アセンブリによって、温圧状態で、つまり中程度から高圧および低温で定着した光沢の少ない画像をつや出ししてもよく、つまり、つや出しして光沢レベルを変更してもよい。具体的には、定着画像を研磨して、例えば２ｇｇｕといった低い光沢から、例えば約１００ｇｇｕといった高い光沢に、あるいは、それらの間のレベルに、光沢レベルを変更してもよい。このことを、研磨システムの部品においてマーキング材料がずれることなく行うことができる。

従って、本明細書において開示した方法、装置およびシステムは、下流のおよび／またはインラインの研磨システム、または、つや出し装置、によって修正される定着した光沢の少ない画像の生成を調整して、高いまたは中間の光沢レベルを作り出す。上述の例示的な光沢値および光沢範囲は、トナーに適用し、様々なマーキング材料、例えばより高く融着しているわずかなトナー用に転換されてもよい。例示的な実施形態によって用いられる他のマーキング材料が、磁性トナー、固体インク、液体インクおよびゲルインクを含んでいてもよい。

例示的な一実施形態による光沢制御システムおよび研磨システムの図解側面図を示す。 従来技術のシステムによって定着した定着トナー画像の拡大写真図を示す。 例示的な一実施形態による方法およびシステムによって定着した光沢の少ない定着トナー画像の拡大写真図を示す。 例示的な一実施形態による方法およびシステムによって定着した光沢の多い定着トナー画像の拡大写真図を示す。

例示的な複数の実施形態は、本明細書に記載したような方法、装置およびシステムの精神および範囲内に含まれるが、代案、変形例、および均等物の全てに当てはまる。

光沢を制御するための、あるいは、ポリウレタンの接触面を備えた圧力部材を用いて温圧定着によってマーキング被定着材に定着したマーキング材料画像の光沢レベルを選択するための、方法、装置およびシステムを理解させる図面について述べる。図面では、同じ参照符号が、全体にわたって同様のまたは同一の部材を示すために用いられる。図面は、様々な複数の実施形態および融着または定着した画像の光沢レベルを制御するための実例となる方法、装置およびシステムの複数の実施形態に関連したデータを示す。

複数の実施形態の装置およびシステムは、トナー、または、インクジェット印刷システムに用いられる固体インク、といったマーキング材料を温圧定着によって基板に定着させることによって、基板に画像を印刷するためのシステムを含んでいてもよい。複数の実施形態の装置およびシステムは、ベルトといった、転写可能な部材を含んでいてもよく、ベルトは、それに堆積されたトナーによってマーキングされたマーキング被定着材を、マーキング被定着材とマーキング材料とが温圧定着する定着ニップへと運搬するものである。具体的には、マーキング被定着材およびマーキング材料は、マーキング被定着材にマーキング材料を定着させるために、低温で、中程度から高圧状態でなければならない。あるいは、複数の実施形態は、ペーパーウェブを含んでいてもよく、ペーパーウェブは、それに堆積されたマーキング材料によって、定着ニップを介して転写される。

他の複数の実施形態では、マーキング材料は、定着部材の表面に直接堆積されてもよい。例えば、定着部材は、例えばアルマイトを含む表面を含んでいてもよい。マーキング材料、例えばインク、は、アルミニウムの表面に堆積されてもよく、定着ニップに転写されてもよい。固体インクジェットシステムでは、例えば、陽極酸化定着器部材およびポリウレタンの表面を有する圧力部材が、吐出されたインクが１つのステップにおいて紙に転写定着されるニップを規定していてもよい。さらに他の複数の実施形態では、マーキング材料は、融着中のニップに達する前に軟質になる固体インクであってもよい。

定着システムは、定着部材および圧力部材を含んでいてもよい。定着部材および／または圧力部材は、加熱されていてもよく、定着部材および圧力部材は、定着ニップにおいて温圧定着状態を適用できてもよい。定着部材および／または圧力部材を加熱するための熱エネルギー源が含まれていてもよい。定着部材および圧力部材は共に、融着中のニップを形成する。定着ニップにおいて、定着部材および圧力部材は、マーキング被定着材にマーキング材料を定着させるために、マーキング被定着材および定着していないマーキング材料に熱および圧力を加えるために操作可能であってよい。

複数の実施形態では、圧力部材は、定着している間にマーキング被定着材と接触する接触面を含んでいてもよい。接触面は、ポリウレタンまたは同様の材料から形成された層を含んでいてもよい。同様の材料が、シリコン、バイトン、ＮＢＲ、または同様のものといった、任意の耐久力の強いエラストマーを含んでいてもよい。ポリウレタンの接触面を有する圧力部材によって定着した画像が、光沢レベルの低い定着ニップから出力されてもよい。さらに、光沢レベルを変更するために、定着画像を修正できる。さらなる複数の実施形態では、高い光沢レベルまたは中間の光沢レベルを有する画像を形成するために、画像を研磨することによって光沢の少ない画像を修正するために、研磨システムを用いてもよい。

図１は、例示的な一実施形態に従った定着装置を示す。定着装置は、定着ロール１０を含む。複数の実施形態では、定着ロール１０は、例えば、多孔質アルマイト（アルミニウム酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３）からなる表面を有するドラムであってもよい。定着ロール１０の表面は、金属性の材料、セラミック材料、または、複合材料を含んでいてもよい。他の複数の実施形態では、定着ロール１０は、ポリウレタン、ニトリル・ブタジエン・ゴム、または同様のものを含む表面を含んでいてもよい。定着ロール１０は、回転可能であってもよく、熱源によって加熱されていてもよい。他の複数の実施形態では、定着部材は、ベルトであってもよいし、あるいは、基板にマーキング材料を転写定着するための定着ニップを介してマーキング材料を運搬するように構成されていてもよい。

定着ニップ１５が、定着ロール１０および圧力ロール２０によって形成されていてもよい。圧力ロール２０は、芯とポリウレタンを含む外面とを含んでいてもよい。定着するために、ニップ、または、定着ロール１０の外面は、マーキング被定着材３２へのトナー組成の定着に適した温度に加熱されていてもよい。複数の実施形態では、マーキング被定着材３２にトナーを定着させるために、定着温度が、例えば約９０℃〜約１４０℃、または、約１０５℃〜約１３０℃といった、約５０℃〜約１４０℃に設定されていてもよい。複数の実施形態では、圧力ロール２０は加熱されていてもよい。定着ニップにおいて加えられる圧力を上げることによって、より低い定着温度を用いることができるようになる。複数の実施形態では、様々なマーキング被定着材の材料およびマーキング被定着材のタイプおよび様々なマーキング材料およびマーキングタイプのために、温度および圧力を調節してもよい。

複数の実施形態では、定着している間にマーキング被定着材３２に加えられる圧力量は、例えば約３００ｐｓｉ〜約１５００ｐｓｉ、または、約４００ｐｓｉ〜約１０００ｐｓｉといった、約３００ｐｓｉ〜約３０００ｐｓｉであってもよい。例えば、圧力は、約３００ｐｓｉ〜約８００ｐｓｉであってもよい。複数の実施形態では、定着ニップ１５の圧力は、約４００ｐｓｉ〜約１０００ｐｓｉであってもよく、定着温度は、約９０℃〜約１４０℃であってもよい。他の複数の実施形態では、定着ニップ１５の圧力は、約４００ｐｓｉ〜約７００ｐｓｉであってもよく、定着温度は、約９０℃〜約１４０℃であってもよい。さらに他の複数の実施形態では、定着時の圧力は、約４００ｐｓｉ〜約７００ｐｓｉであってもよく、定着温度は、約１０５℃〜約１３０℃であってもよい。

研磨メカニズムが、第１バッファロール２５および第２バッファロール２８を含んでいてもよい。研磨メカニズムは、定着ニップ１５の下流にインラインで設置されていてもよい。他の複数の実施形態では、研磨メカニズムは、単一のロール、または、２つよりも多いロールを含んでいてもよい。ロールの代わりに、研磨メカニズムは、パッド、ブラシなど、または、定着ニップ１５から出力された光沢の少ない定着画像のつや出しまたは摩擦に適した他の部材を含んでいてもよい。複数の実施形態の他の研磨メカニズムは、回転する織布または不織布、個々の繊維ブラシ、途切れのない研磨ウェブなどを含んでいてもよい。

例えばペーパーウェブといったマーキング被定着材またはウェブのマーキング被定着材を運搬する転写可能な部材が、用いられてもよい。例えば、マーキング被定着材３２を配置して、マーキング被定着材が、定着ニップ１５を介して、次に、適宜、研磨するための研磨ロール２５、２８へと、マーキング被定着材３２に堆積されたマーキング材料を運搬してもよい。トナー３５といったマーキング材料は、マーキング被定着材３２に堆積され、定着ニップ１５へと運搬されてもよい。複数の実施形態では、マーキング被定着材３２は、例えば、定着ニップ１５を介して転写されるペーパーウェブであってもよい。定着ニップ１５において、マーキング材料は、温圧定着によってマーキング被定着材３２に定着されている。

複数の実施形態に従って、マーキング材料３８は、光沢レベルの低い画像を形成するために、マーキング被定着材に定着される。例えば、画像の光沢レベルは、例えば２ｇｇｕといった３ｇｇｕ以下であってもよい。定着画像を、適宜、第１および／または第２研磨ロール２５、２８といった研磨メカニズムを用いて研磨してもよい。定着したマーキング材料３８をつや出し、摩擦、または、研磨するために、研磨メカニズムを定着画像に適用してもよい。研磨された定着画像は、研磨された定着したマーキング材料４５を含み、例示的な実施形態に従って形成された研磨されていない定着画像の光沢レベルよりも高い光沢レベルを有している。

方法の複数の実施形態は、ポリウレタンの接触面を備えた圧力部材を備えた定着システムを用いて、温圧定着によってマーキング被定着材にマーキング材料を定着させることを含む。これらの方法およびシステムによって形成された定着画像は、低い光沢レベルおよび最小限のずれを示す。複数の実施形態は、さらに、所望の光沢レベルが得られるまで、融着した画像を摩擦またはつや出しするために用いられる研磨システムまたは研磨メカニズムを含んでいてもよい。研磨システムによって定着した光沢の少ない画像に適用される時間の長さおよび／または力の量を、所望の光沢レベルに従って変えてもよい。

従って、複数の実施形態の研磨システムが、ＷＰＦプロセスによって定着したトナー印刷画像用の光沢レベルの制御を調整してもよい。特に、本明細書において開示した研磨システムを、ポリウレタンによって被覆された表面を有する圧力ロールを用いた定着システムと組み合わせて用いてもよい。

図２Ａ〜図２Ｃは、紙マーキング被定着材に定着したトナーの拡大図の画像を示す。具体的には、図２Ａは、定着した白黒のトナー画像を有する紙マーキング被定着材の表面の拡大図を示す。画像は、従来技術の方法、装置およびシステムによって形成され、定着したものである。図示したトナー画像の光沢レベルは、約５ｇｇｕ〜約１５ｇｇｕであり、画像を研磨することによって、画像の完全性を維持しながら、変更される光沢レベルを作り出すことができない。

図２Ｂ〜図２Ｃの画像は、図２Ａの従来技術の方法、装置およびシステムによって印刷された画像と比較するために、本明細書において開示した例示的な方法、装置およびシステムに従って印刷されたものである。具体的には、図２Ｂは、温圧定着によって紙基板の表面に定着トナー画像の拡大図を示す。画像は、つや消し仕上げしており、約２ｇｇｕと低い光沢レベルを有している。画像を研磨して、例えば約２ｇｇｕよりも大きく、約３０ｇｇｕ以下の光沢レベルを作り出してもよい。

図２Ｃは、図２Ｂの画像を作り出すために用いられるものとほぼ同じ方法、装置およびシステムによって形成された画像の拡大図を示す。定着システムは、ベルト、定着器部材および圧力部材を含まない。圧力部材は、ウレタン表面を含んでいた。定着部材は、陽極酸化表面を含んでいた。

温圧状態において、定着が行われる。圧力部材の温度は１２０℃であり、定着部材の温度は１００℃であった。定着ニップに加えられた圧力は７００ｐｓｉであった。ニップ幅は５．２ｍｍであり、滞留時間は２ｍｓであった。予熱ステップは行わなかった。

図２Ａに示したような、従来技術の方法、装置およびシステムによって得られた光沢レベルは、通常、５ｇｇｕ〜１５ｇｇｕである。従来技術のシステムは、定着画像の光沢の制御を調整しない。従来技術のシステムの融着中のニップから出力された画像は、すぐ上で言及した範囲の最終的な光沢を有しており、研磨されて光沢を高いレベルまたは中間のレベルに変更することができない。

本明細書において説明した複数の実施形態に従った方法、装置およびシステムは、温圧定着中に、ウレタンまたは同様のものを含む外部接触面を有する圧力部材を用いて、研磨可能な有効な光沢の少ない画像を形成する。従って、定着した画像は、図２Ｂに示したように約２ｇｇｕと低い光沢を示す。低い光沢を示す出力画像を、研磨、摩擦、または、バフ研磨して、光沢レベルを変更してもよいということが有効である。例えば、図２Ｃに示したバフ研磨された画像は、綿によって穏やかにバフ研磨した後、より高い光沢レベル、つまり２５ｇｇｕを示す。

温圧定着によって定着した印刷画像の光沢を制御するための方法、装置およびシステムを、例示的な複数の実施形態に関して記載してきたが、当業者には、多くの代案、修正、および変形が明らかであろう。従って、ここに記載の方法、装置およびシステムの複数の実施形態は、説明するためのものであり、限定を加えるためのものではない。例示的な複数の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく変更がなされてもよい。

上述の開示された様々な特徴および他の特徴および他の機能、または代案を、望ましくは、多くの他の様々なシステムまたは用途と組み合わせてもよいということが認識される。さらに、現在は思いがけないまたは予期しない様々な代案、修正、変形、または、改良が、後に、当業者によってなされてもよい。

Claims (6)

1. 定着部材と圧力部材とを備えた定着システムによってマーキング材料が定着されるマーキング被定着材に定着した、マーキング材料画像の光沢の制御方法であって、前記定着部材および前記圧力部材は、定着していないマーキング材料を有するマーキング被定着材が定着用に移動される定着ニップを定義し、接触面を有する前記圧力部材は、ポリウレタンを含み、
   前記定着ニップにおいて、融着していないマーキング材料を備えたマーキング被定着材を受け取るステップと、
   前記マーキング被定着材に前記マーキング材料を定着させるステップであって、前記定着させるステップは、研磨可能な定着画像を形成するために、前記マーキング被定着材を前記圧力部材の前記接触面と接触させるステップと、
   前記定着ニップから、約３ｇｇｕ未満の研磨可能な光沢レベルの低い定着画像を出力するステップとを含み、
   研磨システムが定着ニップの下流に設置され、
   さらに、前記研磨システムにおいて前記定着画像を研磨して、約２ｇｇｕよりも大きく、かつ、約３０ｇｇｕと同等の、または前記約３０ｇｇｕ未満の、高い光沢または中間の光沢であって、前記定着ニップから出力される前記定着画像の光沢よりも高い光沢を有する画像を形成するステップをさらに含む、前記方法。
2. 前記研磨システムが前記定着画像を研磨するステップは、回転する織布または不織布で前記定着画像を研磨する、請求項１に記載の方法。
3. 前記研磨システムが前記定着画像を研磨するステップは、繊維ブラシで前記定着画像を研磨する、請求項１に記載の方法。
4. 前記研磨システムが、定着した光沢の低い画像を研磨する場合の研磨時間と研磨力との一方または両方を所望の光沢レベルに応じて変更可能に構成される、請求項１から請求項３のいずれか１に記載の方法。
5. 前記定着部材と前記圧力部材とのうちの少なくとも１つを加熱するステップを含み、
   前記加熱するステップが、約８０℃〜約１２０℃の温度で加熱するステップを有する、請求項１から請求項４のいずれか１に記載の方法。
6. 前記定着させるステップが、前記定着ニップに約３００〜約８００ｐｓｉの圧力を加えるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。