JPH09134087A - トナー画像固定システム - Google Patents

トナー画像固定システム

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JPH09134087A
JPH09134087A JP8257973A JP25797396A JPH09134087A JP H09134087 A JPH09134087 A JP H09134087A JP 8257973 A JP8257973 A JP 8257973A JP 25797396 A JP25797396 A JP 25797396A JP H09134087 A JPH09134087 A JP H09134087A
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JP
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transfer
image
photoconductor
color
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JP8257973A
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John A Thompson
ジョン・エー・トンプソン
George B Clifton
ジョージ・ビー・クリフトン
Carl D Geleynse
カール・ディー・ゲリーンス
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HP Inc
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Hewlett Packard Co
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    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
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    • G03G15/167Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
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    • G03G2215/16Transferring device, details
    • G03G2215/1676Simultaneous toner image transfer and fixing
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    • G03G2215/168Simultaneous toner image transfer and fixing at the first transfer point
    • G03G2215/1685Simultaneous toner image transfer and fixing at the first transfer point using heat

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、光伝導体からのカラー画像の
静電的蓄積および媒体シートへの完全な画像転写を可能
とすることができる単一静電転写または粘着転写を採用
する改良されたカラー電子写真システムを提供すること
である。 【解決手段】本発明の静電画像作成システムは、乾燥粉
末または液体トナーにより形成される画像を担持する光
伝導体、光伝導体からのカラー画像を静電的または粘着
的に蓄積する第1の転写ロール、および中心に放射熱源
を所持している第2の転写ロールを備えている。第1の
転写ロールはエラストマ性およびマクロコンプライアン
ス(macrocompliance)を示す材料から構成されてい
る。第2の転写ロールは、第1の転写ロールから媒体シ
ートへ画像を直接転写できるように、液体をはじく層を
備え、さらに第1の転写ロールにあるカラー画像の分離
を制御するために電気的にバイアスされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に電子写真式画像形
成システムに関し、更に詳細には画像の単一の静電転写
または粘着転写(adhesive transfer)を利用して媒体
にカラー画像を1ステップで熱定着および融着を行なう
システムに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真術においては、表面の区域を光
に選択的に露出することにより絶縁した光伝導材料の表
面に潜像を作る。表面に光に露出した区域と露出しない
区域との間に静電荷密度の差が作られる。絶縁性結合剤
に分散された顔料成分を含有する静電トナーにより可視
像が現像される。静電画像作成プロセスには二つのタイ
プの現像剤材料が典型的に使用されている。第1のタイ
プの現像剤材料は乾燥現像剤材料と言われており、トナ
ー粒子、すなわち担持微粒に摩擦電気的に粘着している
トナー粒子を備えた担持微粒から構成されている。第2
のタイプの現像剤材料は液体現像剤の形態であり、中に
トナー粒子が分散している液体キャリヤから構成されて
いる。トナーは、光伝導体表面、現像電極、およびトナ
ーの相に応じて、光に露出されているまたは露出されて
いない光伝導体の表面域に選択的に引き付けられる。光
伝導体は正にまたは負に帯電させることができ、トナー
系は同様に負にまたは正に帯電した粒子を含有すること
ができる。レーザプリンタでは、好適実施例は光伝導体
およびトナーが同じ種類ではあるが異なるレベルの電荷
を備えているものである。
【0003】紙または中間転写媒体はトナーの静電荷と
は反対の静電荷を与えられ、光伝導体表面に密接して通
過し、光伝導体表面から現像された画像のパターンを紙
または中間媒体へトナーを転写する。紙または中間転写
媒体への画像の転写を補助するのに熱エネルギを使用す
ることもできる。熱転写を使用しない場合には、直接転
写または中間転写媒体を使用するときの間接転写に続い
て一組の融着ローラが紙に存在するトナーを溶融して定
着し、印刷画像を作る。
【0004】レーザプリンタ業界にはマルチカラー画像
の需要がある。カラー電子写真術では、光伝導体、中間
ローラ/ドラム、または媒体に、四つのカラー平面を構
成して蓄積しなければならない。液体カラーでは、中間
媒体に電子写真を貯えるのが好適な方法であった。乾燥
粉末カラー電子写真では、業界にはこれ以外のの手法も
ある。
【0005】液体トナーの場合、黄、マゼンタ、シア
ン、および黒の基本印刷色を光伝導体表面に順次加え、
そこから紙または中間媒体に転写して、マルチカラー画
像を作ることができることが明らかになっている。液体
トナーと共に使用する液体キャリヤは、特性的に高い揮
発性を有している。このような高い揮発性のキャリヤ液
体は熱、圧力、および/または空気流により蒸発しやす
く、それにより印刷プロセスが完了すると直ちに乾燥媒
体シートが確保される。このような揮発性キャリヤは可
燃性であり、したがって可燃材料に関する現在の厳格な
規制により影響を受ける。
【0006】乾燥粉末カラー電子写真には、光伝導体、
中間媒体、または紙の、4色平面を貯える電子写真エン
ジンがある。これら装置はすべて4色平面の媒体への静
電転写および、その後の溶融ステップを使用している。
これらシステムの重要な短所は独立の溶融ステーション
および/または複雑な媒体分離技術を必要とすることで
ある。他の主な短所は静電転写中、環境範囲に亘り生ず
る空気放電と共に生ずるトナー電荷の変化および、第2
の静電転写と共に生ずる付随的トナー分解能損失であ
る。
【0007】単一静電転写システムは、印刷補給品の面
から見て経済的であり、画像解像度が向上しており、さ
らに、液体トナーの場合発生する余分な液体キャリヤ媒
体の処分から生ずる環境上および衛生上の問題が無いこ
と、により長所を示す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はトナー
形成画像の単一静電転写または粘着転写を採用する改良
されたカラー電子写真システムを提供することである。
【0009】本発明の他の目的は完全な画像転写がトナ
ー形成光伝導体表面とトポロジ媒体シートとの間で行な
われるカラー電子写真システムを提供することである。
【0010】本発明の目的は光伝導体と従順に組み合
い、光伝導体からのカラー画像の静電的蓄積および媒体
シートへの完全な画像転写を可能とすることができる独
特の上皮膜層を有する第1の転写ロールを採用する改良
された電子写真システムを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】静電画像作成システムは
乾燥粉末または液体トナーにより形成される画像を担持
する光伝導体を備えている。画像作成システムは更に光
伝導体からのカラー画像を静電的または粘着的に蓄積す
る第1の転写ロール、および第1の転写ロールに固定接
触している第2の転写ロールを備えている。第2の転写
ロールは中心に放射熱源を所持している。第2の独立し
た放射熱源が第1の転写ロールと第2の転写ロールとの
間の固定接触点の直前で第1の転写ロールに隣接して設
置されている。第1の転写ロールは少なくとも第1の基
底皮膜層および第2の重畳上皮膜層を備えており、基底
皮膜層は導電性で、且つ媒体を固定接触および第2の転
写ロールの熱のもとで有意の円弧で巻き込むことができ
るエラストマ性およびマクロコンプライアンス(macroc
ompliance)を示す材料から構成されている。基底皮膜
層のマクロコンプライアンスはここではミリメートルの
表面寸法変化に適合する十分な弾性を意味すると規定す
る。上皮膜層は、低表面エネルギを有し、第1の層を光
伝導体面と従順に組み合うことができるマイクロコンプ
ライアンスおよび弾力を示す、特別に調合されたフルオ
ロシリコン上皮膜材料から構成されている。上皮膜層の
マイクロコンプライアンスはここではマイクロメートル
の表面寸法変化に適合する十分な弾性を意味すると規定
する。第2の転写ロールは、第1の転写ロールから媒体
シートへ画像を直接転写できるようにする、外側の液体
をはじく層を備えている。第2の転写ロールは、更に第
1の転写ロールにある四つのカラー平面の早すぎる転写
を防止する極性で電気的にバイアスされている。
【0012】本発明の別の目的、長所、および新規な特
徴を一部以下の説明で示すが、一部は当業者には以下の
説明を検討すれば明らかになり、または本発明の実施か
ら学ぶことができよう。本発明の目的および長所は付記
した特許請求の範囲で特に指摘した手段および組合せを
用いて実現することができ、且つ達成することができよ
う。
【0013】
【実施例の説明】次に図を参照すると、レーザビームが
光伝導体20に、既知の仕方で、画像帯電状態を加えてい
る。既知の帯電制御手順に従って、放電域現像、または
帯電域現像の手順を採用することができる。
【0014】プリンタコントローラ(図示せず)はレー
ザビームを選択的に制御して記憶されているカラー平面
画像と一致する画像様信号を光伝導体20に加える。既知
の方法では、第1のカラー平面にアクセスし、レーザビ
ームを制御してカラー平面の画素データに従って画像信
号を加える。このような露出の後、ドラム22は画像域を
回転してその色がカラー平面の色に合致するトナーを含
有するカラー現像剤モジュールと隣接させる。そのカラ
ー現像剤モジュールを次に光伝導体20の表面と契合させ
画像区域の調色を行なう。各カラー現像剤モジュールを
光伝導体面と契合させたり開放したりする手段は当業者
に既知であるため省略してある。
【0015】各カラー平面は光伝導体20の上に現像さ
れ、乾燥現像剤の場合、直ちに第1の転写ロール(FT
R)24に静電的に移される。液体現像剤を使用する場合
には、各カラー平面は光伝導体20の上に現像され、直ち
に粘着的にFTR24に移される。四つのカラー平面すべ
てがFTR24に載ってから、紙が紙供給源から供給され
る。放射熱源30が、ここでは750ワットのランプである
が、紙が固定点に到達する直前に点灯する。ランプ30は
放射熱が入来する紙または媒体シートと同様にFTR24上
に載っているトナーを照射するように設置されている。
このトナーおよび紙表面の双方を予備加熱することによ
り、画像の熱転写および融着を補助して、紙およびトナ
ーを、第2の転写ローラ(STR)32からの圧力および
熱のもとで、一回接触させる。予備加熱は境界表面を加
熱することにより媒体の種類による影響を最小化する。
予備加熱しなければ固定は媒体の厚さを通して十分な熱
を移すことによってのみ達成される。その結果、厚いお
よび/または耐熱媒体について、所望の定着程度を正し
く達成するのにSTR32の温度を非常に高くすることが必
要である。予備加熱により、多種類の媒体を処理するの
に一定の温度を使用することができる。
【0016】第2の転写ローラ32(STR)は紙がFT
R24とSTR32との間にはさまれている状態でFTR24
と固定接触している。固定接触はここでは、位置的な負
荷を印可した円筒を使用してFTR24に対してSTR32
に負荷することにより行なわれる。STR32は、ここで
は250ワットの放射ランプである中心部の放射熱源34を
備え、随意的 にFTR24からSTR32へのその固定接
触前の四つのカラー平面の早すぎる転写を防止する極性
で電気的にバイアスされている。この構成は乾燥現像剤
に関連して特に役に立つ。FTR24の特性は、この説明
のどこかで更に詳細に説明することにするが、STR32
の固定圧力および熱のもとで紙を有意の円弧で巻き込む
ことである。その他に、STR32の直径はFTR24の直
径の半分より小さくなければならない。これにより紙が
FTR24から「自然に」分離する。最終ステップはFT
R冷却手段36である。光伝導体20を過熱させないように
するには、固定点で加える熱をFTR24の表面から除去
しなければならない。冷却手段36はFTR24とSTR32
との間の固定接触に対して媒体シート出力側にFTR24
に隣接して設置されている。当業者に既知の冷却手段は
すべて、このシステムでうまく動作する。
【0017】FTR24は3層−アルミニウムの外皮すな
わちコア、導電性シリコンゴム基底皮膜層26、および特
に調合されたフルオロシリコン上皮膜層28−から構成さ
れている。
【0018】FTR24の基底皮膜層26は電気固有抵抗が
<108Ω/cm(Mobay 48V750のような)の独特の炭素
充填シリコンゴムである。この比較的高い導電率は乾燥
現像剤技術についてトナーを光伝導体20からFTR24に
静電的に転写するのに必要である。このシリコンゴム
は、ショアA硬度40乃至45を有するように調合され、エ
ラストマ特性およびマクロコンプライアンスを備えて画
像を紙に固定してから、紙の巻き込みおよび分離を生ず
る。これにより紙がFTR24から「自然に」分離する。
【0019】FTR24のフルオロシリコン上皮膜層28は
FTR24の表面を紙のトポロジが非常に粗い場合でさえ
強制的に接触させる独特のマイクロコンプライアンス性
を備えている。これにより軟らかいトナー画像を、滑ら
かなメディアおよび同様に粗いメディアにも、一様に転
写する。フルオロシリコン上皮膜層28も、軟化トナーを
100 %を分離するための熱の追加を更に減少させる低い
表面エネルギを備えているという点で、特徴がある。こ
れにより、静電転写では不可能である100%の転写効率
を与える 。STR32を逆にバイアスすることで、早す
ぎるトナー転写を防止し、これは熱転写法には独特の方
法であり、従来の静電転写法では不可能である。
【0020】FTR24の新しく合成されたフルオロシリ
コンゴムの上皮膜28は、広く使用されている廉価な祖面
紙を含む広範囲の媒体に、画像劣化なしに、乾燥トナー
および液体トナーの両方の転写を可能とする。調合は次
のとおりである。 フルオロ・シリコン・ポリマ 44.15% 水 0.43% Me,Si(2NH)-充填剤処理剤 (本来の場所で) 0.67% シリカ充填剤 (400m2/グラム表面積/質量) 6.05% オキシム橋架け剤 11.35% MEK溶剤 37.35%
【0021】この独特の調合は軟らかい(ショアA33)
が丈夫で耐溶剤フルオロシリコン(FSi)ゴムを生ず
る。極端な軟らかさは粗紙トポロジに転写するのに必要
な マイクロコンプライアンスを与える。弗素含有量は
粘性を持つ重合トナーを解放する低表面エネルギを与え
る。余分の橋架け剤はFSiを完全に重合して極度に安
定な ゴムを生ずる。他に、充填剤添加剤はメチル化さ
れて必要な構造完全性を備えながらシリカ粒子をFSi
ポリマ鎖に化学的に結合させ、それにより調合の安定性
を更に増大させる。このFSiポリマも液体トナー画像
を粘着的に転写する能力 をも示す。
【0022】この画像システムに使用される顔料は良く
知られている。たとえば、チャネルブラック、ファーネ
スブラック、またはランプブラックのようなカーボンブ
ラックをブラック現像剤を調製するのに使用することが
できる。特に好適な一つのカーボンブラックはCabotか
ら供給される「Mogul L」である。フタロシアニン ブ
ルー(C.I.No.74 160)、フタロシアニン グリーン
(C.I.No.74 260または42 040)、スカイブルー(C.
I.No.42 780)、ローダミン(C.I.No.45 170)、マ
ラカイトグリーン(C.I.No.42 000)、メチルヴァイ
オレット(C.I.No.42 535)、ピーコックブルー(C.
I.No.42 090)、ナフトールグリーンB(C.I.No.10
020)、ナフトールグリーンY(C.I.No.10 006)、ナ
フトールイェロー S(C.I.No.10 316)、パーマネン
トレツド4R(C.I.No.12 370)、ブリリアントファ
ストピンク(C.I.No.15 865または16 105)、ハンザ
イェロー(C.I.No.11 725)、ベンジディンイェロー
(C.I.No.21 100)、リトールレッド(C.I.No.15 6
30)、レークレッドD(C.I.No.15 500)、ブリリア
ントカーマイン6B(C.I.No.15 850)、パーマネン
トレッドF5R(C.I.No.12 335)、およびピグメン
トピンク3B(C.I.No.16 015)、のような有機顔料
も適している。無機顔料、たとえばベルリンブルー
(C.I.No.ピグメントブルー27)も有用である。他
に、酸化鉄および酸化鉄/マグネタイトのような磁性金
属酸化物を記載することができる。
【0023】当業者に既知であるように、顔料粒子を
紙、プラスチックフィルムなどのような所要支持媒体に
固定するため、および顔料の帯電を補助するために、結
合剤を液体トナー分散剤に使用する。これら結合剤は、
エチレン酢酸ビニール(EVA)共重合体(デュポンの
Elvax樹脂)、エチレンの各種共重合体、および(メ
タ )クリル酸およびその低級アルキル(C1-C5)エス
テルを含むa,b- エチレン性不飽和酸のような、熱可
塑性樹脂または重合体から構成することができる。エチ
レンおよびポリスチレンの共重合体、および均衡ポリプ
ロピレン(結晶性)をも記述することができる。天然お
よび合成のワックス材料も使用することができる。結合
剤は室温ではキャリヤ液体に溶けない。
【0024】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【0025】〔実施態様1〕カラー電子写真画像作成シ
ステムにおいて、複数のカラートナーから構成された画
像を担持する光伝導体(20)、前記光伝導体(20)上に
構成された画像を静電的にまたは粘着的に受け取る第1
の転写ロールであって、少なくとも基底皮膜層(26)お
よび上皮膜層(28)を備え、前記基底皮膜層の電気固有
抵抗は108Ω-cmより小さく、ショアーA硬度は40乃至
45であり、前記上皮膜層は耐溶剤性で、低表面エネルギ
および弾力的マイクロトポロジーを示す第1の転写ロー
ル(24)、前記第1の転写ロール(24)と固定接触し、
中心部の放射熱源(34)および少なくとも一つの外側層
を備えている第2の転写ロール(32)、および入来する
媒体シートへ放射するため接近して、前記第1の転写ロ
ール(24)に隣接して設置され、前記第1の転写ロール
(24)と前記第2の転写ロール(32)との間で固定接触
している放射熱源(30)、を備えているカラー電子写真
画像作成システム。
【0026】〔実施態様2〕前記第1の転写ロール(2
4)の前記基底皮膜層(26)は炭素含有シリコンゴムか
ら成り、前記上皮膜層(28)はフルオロシリコンである
ことを特徴とする実施態様1に記載の装置。
【0027】〔実施態様3〕前記フルオロシリコン上皮
膜層(28)の組成は、43.27乃至45.03%のフルオロシリ
コン重合体、0.42乃至0.44%の水、0.66乃至0.68%のM
e、Si(2NH)、5.93乃至6.17%のシリカ充填剤、11.1
2乃至11.58%のオキシム橋架け剤、36.6乃至38.1%のM
EK溶剤、であることを特徴とする実施態様2に記載の
装置。
【0028】〔実施態様4〕前記フルオロシリコン上皮
膜層(28)はショアーA硬度が約33の弾力を示すことを
特徴とする実施態様3に記載の装置。
【0029】〔実施態様5〕更に、前記第1の転写ロー
ル(24)と前記第2の転写ロール(32)との間の固定接
触に対して媒体シート出力側で前記第1の転写ロール
(24)に隣接して設置されている第1の転写ロール冷却
手段(36)を備えていることを特徴とする実施態様1乃
至4に記載の装置。
【0030】〔実施態様6〕前記第2の転写ロール(3
2)は前記第1の転写ロール(24)上に静電的に受け取
った画像に反発する極性に電気的にバイアスされている
ことを特徴とする実施態様1乃至4に記載の装置。
【0031】〔実施態様7〕前記第2の転写ロール(3
2)は前記第1の転写ロール(24)上に静電的に受け取
った画像に反発する極性に電気的にバイアスされてお
り、更に、前記第1の転写ロール(24)と前記第2の転
写ロール(32)との間の固定接触に対して前記媒体シー
ト出力側で第1の転写ロール(24)に隣接して設置され
ている第1の転写ロール冷却手段(36)を備えているこ
とを特徴とする実施態様4に記載の装置。
【0032】〔実施態様8〕前記フルオロシリコン上皮
膜層(28)はショアーA硬度が約33の弾力を示すことを
特徴とする実施態様2に記載の装置。
【0033】以上説明したように、特許請求の範囲で表
現した本発明の範囲から逸脱せずに修正案および変形案
が可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を組み込んだカラー電子写真システムの
概略図である。
【符号の説明】
20:光伝導体 24:第一の転写ロール(FTR) 26:基底皮膜層 28:上皮膜層 30:放射熱源 32:第二の転写ロール(STR) 34:中心部の放射熱源 36:第一の転写ロール冷却手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カラー電子写真画像作成システムにおい
    て、複数のカラートナーから構成された画像を担持する
    光伝導体、前記光伝導体上に構成された画像を静電的に
    または粘着的に受け取る第1の転写ロールであって、少
    なくとも基底皮膜層および上皮膜層を備え、前記基底皮
    膜層の電気固有抵抗は108Ω-cmより小さく、ショアー
    A硬度は40乃至45であり、前記上皮膜層は耐溶剤性で、
    低表面エネルギおよび弾力的マイクロトポロジーを示す
    第1の転写ロール、 前記第1の転写ロールと固定接触し、中心部の放射熱源
    および少なくとも一つの外側層を備えている第2の転写
    ロール、および入来する媒体シートへ放射するため接近
    して、前記第1の転写ロールに隣接して設置され、前記
    第1の転写ロールと前記第2の転写ロールとの間で固定
    接触している放射熱源、を備えているカラー電子写真画
    像作成システム。
JP8257973A 1995-10-17 1996-09-30 トナー画像固定システム Pending JPH09134087A (ja)

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