JPH10207256A - 転写部材から基材への粉末形態をとるトナー画像の転写方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粉末形態のトナー画像を基材に転写し、それに
所望の光沢を与えるのを単一の装置で行うと同時に、オ
フセットが発生する危険性のない動作条件の範囲を広く
することができる装置及び方法を提供すること。 【解決手段】トナー画像(500) が、その粘度を50 Pa・s
未満に下げるのに十分な温度にまで加熱される。トナー
画像を担持する転写部材(594) が、基材(541) と接触せ
しめられる。転写部材は、基材と接触したままで、トナ
ーのガラス転移温度Tgより低い温度にまで強制冷却され
る。その後、転写部材は基材から分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写部材から基材
への粉末形態をとるトナー画像の転写に関し、特には、
静電写真式プリンタ又は複写機における基材上へのトナ
ー画像の定着に関する。具体的には、本発明は、静電写
真式、電子写真式、粒子線写真式、又は磁気式記録プロ
セスにより得られた粉末トナー画像の定着に関し、その
場合、静電潜像、又は磁気記録潜像が、潜像上への適切
なトナー配合物の堆積により可視化される。

【０００２】

【従来の技術】現在の複写機又は電子プリンタ装置の場
合、シートの形態をとる基材上へのトナー画像の定着又
は永久付着は、いわゆる高温ローラ又はニップ・ローラ
定着システムにより実行される場合が多い。この画像定
着装置は１対のローラを備え、そのニップを介して、ト
ナー画像を担持するシートが送られる。トナー画像に接
触するローラ表面は、トナー樹脂の軟化温度より上に加
熱され、そのトナー樹脂は、粘り状態になり、すなわち
溶融して、シート表面との永久接着を形作る。ローラに
は、トナー画像が接触するが、トナー画像に対する分離
（すなわち、非接着）特性を有するコーティングが設け
られる。ローラ表面の非接着特性を増すために、シリコ
ーンオイルが利用される場合が多い。画像定着ユニット
を形成するローラは互いに押圧される。シートの裏側に
接触するローラは、一般に、画像定着ローラにより発生
される熱に耐えることが可能である、シリコーンエラス
トマーで被覆される。

【０００３】高温ローラの画像定着装置では問題が生じ
る。特に、サービス間隔が長期にわたるのが日常である
高耐久性プリンタの場合、一定の画像定着品質と長いロ
ーラ寿命を維持するのが困難となる。

【０００４】「フラッシュ定着」として知られる技法も
周知のところであり、その場合、輻射エネルギーの短く
強力なバーストが、定着すべきトナー画像を担持する基
材上に印加される。輻射エネルギーの波長は、トナーが
吸収するように選定される。かかる技法は、異なる組成
のトナーが基材上に担持され、可視スペクトルにおいて
異なる吸収特性を有する多色画像には適していない。赤
外線輻射定着を利用する画像定着装置の多くの構成が、
従来技術において提案されており、その中には、米国特
許第3,449,546 号（Dhoble/Xerox Corporation）や、米
国特許第5,526,108 号（Billet他/Xeikon NV）が含まれ
る。

【０００５】しかしながら、赤外線定着装置は、基材が
加熱される高い温度の結果として、基材からの水分の損
失を引き起こす、すなわち基材が乾燥し過ぎることにな
る。この水分損失の結果として、基材上の静電電荷の発
生と保持となる可能性があり、その影響の両方によっ
て、続いて基材を取り扱う際に問題が生じる恐れがあ
る。

【０００６】ベルトを利用することによって、トナー画
像を定着するために、多数の提案がなされている。これ
らには、米国特許第3,948,215 号（Namiki/Ricoh Co.,
Ltd)や、米国特許第5,483,331 号（Wayman他/Xerox Cor
poration）が含まれる。画像定着に関する他の提案に
は、欧州特許出願第295901号（Canon KK）や、米国特許
第4,780,742 号（Canon KK）がある。

【０００７】乾燥トナー画像の厚さが大きい（１０μｍ
より大きい場合もある）ことに起因して、かかる画像の
外観は時折、不自然で均一でなく、またこれらの画像の
色飽和度は通常、均一でない。この外観は、多くの用途
では受け入れられるが、異なる外観すなわち仕上げを有
する画像を与えることが所望な場合もある。本発明と関
連した「仕上げ」という用語は、光沢のある、すなわち
反射率の高い表面特性を意味するか、又は高い色飽和度
を与える表面特性、これは通常、印刷物の表面からの光
の散乱を低減することで達成されるが、その特性を意味
するか、あるいは、かかる特性の両方を意味する。例え
ば、光沢のある外観が特に望ましいのは、受容材料それ
自体が光沢のある表面を有する場合である。おそらく、
更に高い度合いの色飽和度は、高品質印刷作業において
非常に望ましい。

【０００８】光沢を出す添加剤を取り込んだトナーの利
用によって、又はトナー画像にわたって透明な光沢層を
施すことによって、光沢のある画像を与えることが提案
されている。しかしながら、これらの方法は、消耗品の
観点からは割高である。それらの例には、米国特許第5,
521,688 号（Moser/Xerox Corporation)、米国特許第5,
319,429 号（Fukuchi他/Konica Corporation）、米国特
許第5,099,288 号（Lexmark International)、及び米国
特許第5,258,256 号（Eastman Kodak Company)が含まれ
る。

【０００９】１つ且つ同じ装置を用いて、トナー画像を
定着すること、またそれらに所望の光沢を与えることが
望まれるであろう。しかしながら、非接触装置は、均一
な光沢効果をもたらすには使用できないのと共に、本発
明者らは、既知の加熱ローラ又はベルト定着装置の利用
は、トナー・オフセット問題に苛まれ、また幾つかの画
像の光沢と色飽和度にわたって、十分な制御を与えない
ことを見出した。特に、かかる既知の装置は、制限され
たプロセス・パラメータを呈示し、最適性能のウィンド
ウが狭いものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粉末
形態をとるトナー画像を基材に転写し、それに望ましい
レベルの光沢を与えるのを単一の装置で行い、それと同
時に、オフセットが発生する危険性のない動作条件の範
囲を広くすることが可能である装置及び方法を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、転写部
材から基材に粉体形態をとるトナー画像を転写する方法
が提供され、該方法は、トナー画像を、その粘性を50Pa
・s 未満に低減するのに十分な温度にまで加熱するステ
ップと、トナー画像を担持する転写部材を基材に接触せ
しめるステップと、転写部材を基材に接触させたまま
で、転写部材を、トナーのガラス転移温度Tgより低い温
度にまで強制冷却するステップと、その後、転写部材を
基材から分離するステップとを含む。

【００１２】乾式現像トナーは、本質的に、熱可塑性樹
脂や、着色剤、例えばカーボンブラック或いは微細に分
散した顔料又は染料等の着色材料を含む樹脂の混合物か
ら構成される熱可塑性結合材からなる。

【００１３】磁気ブラシ現像に利用するための乾燥トナ
ー平均直径は、従来より、約１０μｍである（Jerome
L. Johnsonによる「Principles of Non Impact Printin
g」（米国カリフォルニア州92715所在のPalatino Press
Irvineにより1986年に発行）の第６４−８５頁を参
照）。高分解能現像用には、平均直径を１から５μｍと
することができる（例えば、英国特許明細書GB-A-21809
48、及び国際特許明細書WO-A-91/00548 を参照）。

【００１４】トナー粒子は、樹脂状結合材内に、１つ以
上の着色剤（分散染料又は分散顔料）を含有し、これら
は、白又は黒色とすることも、可視スペクトルの色を有
することもできるが、赤外線又は紫外線吸収物質が存在
しないというわけではない。

【００１５】熱可塑性樹脂状結合材は、ポリエステル、
ポリエチレン、ポリスチレン、及びその共重合体で形成
でき、例えば、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブ
タジエン樹脂、アクリレ−ト及びメタクリレート樹脂、
塩化ポリビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、共重合（塩化ビ
ニル−酢酸ビニル）樹脂、共重合（塩化ビニル−酢酸ビ
ニル−マレイン酸）樹脂、ビニルブチラール樹脂、ポリ
ビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリエステル樹脂である。
ポリエステル樹脂は、強光沢及び改善した耐磨耗性をも
たらすために好適である。このような樹脂は通常、５４
℃より高いガラス転移点Tgを有し、溶融粘度は、少なく
とも50Pa・s から最大で1500Pa・s 以下である。着色剤
といったトナー粒子中の他の成分の存在は、通常、ガラ
ス転移温度に重大な影響を与えない。樹脂の体積抵抗率
は、好適には少なくとも１０¹³Ω・ｃｍである。

【００１６】適切なトナー組成は、欧州特許出願EP-A-6
01235、EP-A-628883、及び国際特許出願WO 94/27192、9
4/27191、及び94/29770（全ての出願人はAgfa-Gevaert
NV）に記載されている。最も一般的なトナー組成の軟化
点は、約６０℃で同様である。従って、典型的な定着温
度は、約１２０℃であり、とりわけ基材の性質と印加圧
力によって決まる。

【００１７】しかし、本発明によれば、トナー画像の表
面は、トナーの液体温度より高い温度で基材に接触すべ
きであり、その結果、基材へのトナー画像の完全な転
写、及び基材上の画像の定着が保証される。液体温度
は、トナーの粘性が、10Pa・s から40Pa・s といった、
50Pa・s より下に低下する温度である。多数トナー画像
が加熱されるこの温度は、トナーのガラス転移温度より
も高いが、トナーの劣化温度よりも低い、すなわち不可
逆変化がトナー組成に生じて、そのスペクトル特性の重
大な変化につながる温度よりも低い。液体温度は通常、
１５０℃を超え、２００℃すら超えるが、それは、トナ
ーの組成によって決まる。粘度は通常、カップ粘度計
（Fordカップ、Shellカップ、又はZahnカップ ）の利用
により測定される。ASTM D-1200 が、印刷インクの粘度
の測定用に許容される標準である。Laray とChurchill
の落下ロッド粘度計も利用することができる。

【００１８】基材が、多数の異なるトナーを担持する場
合、例えば、多色画像の場合、温度は、存在するトナー
の最低液体温度より高く、最も好適には、存在するトナ
ーの最高液体温度より高くまで上昇させるべきであり、
その結果、異なる色のトナー粒子の混合が保証される。

【００１９】熱可塑性結合材と、トナー配合物の重量を
基準として、１０重量％から５０重量％の顔料とからな
る組成を有するトナーの利用が好まれる。また好まれる
のは、粉末形態をとるトナー配合物が、０．５μｍと５
μｍの間、好適には１μｍと４μｍの間の重量平均粒子
寸法を有することである。内部の顔料レベルが更に高い
トナー組成を用いると、更に高濃度の画像を印刷するこ
とが可能となる。代替として、同じ画像濃度の場合、後
で更に小さなトナー粒子を用いることもできる。更に小
さなトナー粒子を用いると、基材表面より上のトナー画
像の高さが更に低くなるという利点がある。トナー画像
の高さを更に低くすることの利点として、（ａ）基材表
面の不規則性が、画像の光沢にあまり影響を与えないこ
とと、（ｂ）トナーの全使用量が減少すること（これが
重要なのは、トナーのコストが印刷製品の全体コストに
おいて重要となるためである）と、（ｃ）印刷ページが
カールする傾向が減ることと、（ｄ）印刷ページの積み
重ねが、例えば書籍を準備する際に、更に平坦となるこ
とと、（ｅ）印刷ページに対して更に滑らかな感触が存
在すること（その特性はあるユーザにとって有益であ
る）がある。

【００２０】本発明に従った方法は、未定着トナー粒子
画像を転写部材から基材に転写して、基材上の画像を定
着するために用いられ、該方法は、基材を、入口から出
口へと連続して延伸し、また転写部材と、該転写部材と
面対向圧力接触状態の反応表面とにより規定される接触
ゾーンを介して送るステップと、入口に隣接した転写部
材を、その粘度を50Pa・s 未満に低減するのに十分な温
度にまで加熱するステップと、入口と出口の中間の転写
部材を、トナーの軟化点Tgより低い温度にまで強制冷却
するステップと、入口と出口の中間で、転写部材と反応
表面の間に圧力を加え、それにより基材上のトナー画像
を定着するステップとを含む。

【００２１】理論により確定しようとはしないが、本発
明者らの確信するところでは、トナー画像が、ローラ等
の加熱表面又は加熱ベルトの手段により基材上に定着さ
れる場合、基材が分離する際に、加熱表面に溶融トナー
が転写され、それに続いて、基材の後続部分に堆積さ
れ、結果として、「ゴースト画像」という現象となる危
険性がある。加熱表面の特性が、かかる「高温オフセッ
ト」の危険性を減らすように選定されたとしても、基材
から加熱表面が分離すると、トナー粒子が幾分平坦でな
い形状へと歪まされる傾向があり、その結果、光沢と色
飽和度が低くなる。一方、基材に圧力を加えながら基材
を強制冷却すると、トナー粒子が平坦になる傾向があ
り、その結果、色飽和度が増すか、あるいはその代わ
り、印刷時に使用されるトナー量を、例えば２０％から
３０％だけ減らすことが可能となる。このように、本発
明による本質は、転写部材をトナーの軟化温度Tgより低
い温度にまで冷却するのと同時に、転写部材が反応表面
と圧力接触状態にすることにある。従って、接触ゾーン
内には温度勾配が存在し、それは、接触ゾーンの入口に
隣接したトナーの液体温度より高い温度から、接触ゾー
ンからの出口の前のトナーの軟化温度Tgより低い温度へ
の温度勾配である。

【００２２】理論により確定しようとはしないが、本発
明者らの理解するところでは、一般的に好ましいのは、
トナー画像を、比較的低い表面エネルギーの材料から、
比較的高い表面エネルギーの材料へと転写することであ
る。これによって、転写プロセスの効率を低減させ、ま
た供与体表面上に残留トナーを残すことになる、転写時
にトナー粒子がセン断する可能性が低減する。従って理
想的には、供与体表面の表面エネルギーは、受容体表面
の表面エネルギーよりも低くすべきである。これが達成
可能なのは、転写部材から基材への画像の転写の場合で
ある。というのは、紙のような基材の表面エネルギー
は、一般に、0.045N/mより高いためである。転写プロセ
スが更に効率的なのは、供与体表面が、受容体表面より
も高い温度にある場合である。このように、本発明に
は、基材への転写効率を最大にするために、転写部材上
のトナーの加熱が欠かせない。

【００２３】転写部材は通常、エンドレスベルト等のエ
ンドレス部材の表面となる。転写部材はベルトの表面と
することができるが、転写部材を、ドラムの表面により
構成することも可能である。以下の一般的な説明で用い
る際の「ベルト」という用語は、特別な事情がない限
り、ドラムといった他の形態の転写部材を包含すること
を意図している。

【００２４】転写部材は、表面エネルギーが低い材料、
例えば、シリコーンエラストマー（表面エネルギーは通
常、0.020N/m）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフ
ルオラルキレン、及び他のフッ素化合ポリマーで形成さ
れる外部表面からも構成できる。転写部材は、好適には
低質量を有する形態であるため、その表面は、基材への
多数トナー画像の転写前に容易に加熱することができ、
また、一次ベルトから表面への更なる多数トナー画像の
転写の前後で容易に冷却することができる。この理由の
ために、転写部材は、転写ローラ又はドラムの形態をと
ることが可能であるが、好適には転写ベルトの形態をと
り、それには例えば、厚さが４０μｍのシリコーンゴム
で被覆した厚さ４０μｍのエンドレス金属ベルトがあ
る。

【００２５】光沢のある画像を生成するためには、転写
部材の表面をできる限り平坦にしたほうがよい。

【００２６】環境へのエネルギー損失を減らすために、
転写部材上のトナー画像を加熱する手段が、転写後に転
写部材を冷却する手段と熱交換関係にある方が好適であ
る。例えば、転写部材上の多数トナー画像を加熱する手
段は、予備加熱ローラを備え、転写部材を冷却する手段
は、予備冷却ローラを備えて、予備加熱ローラと予備冷
却ローラは、互いに熱交換関係にある。この熱交換関係
は、例えば、加熱及び冷却ローラの各々を、水といった
熱交換流体を流すことになる、中空ローラとすることに
よって達成できる。このようにして、冷却ローラによっ
て抽出された熱が、加熱ローラに伝導されて、転写部材
上のトナー画像の加熱に寄与する。

【００２７】加熱手段は、ベルトと接触状態にある加熱
表面から構成することもでき、それには例えば、ロー
ラ、又はその上をベルトが通る加熱静止体がある。加熱
は、例えば、加熱流体（例えば、蒸気又は高温オイル）
を高い温度で、ローラ又は静止体に通過させることによ
るか、又はローラ又は静止体内に位置決めされた輻射加
熱手段の供与によって達成される。ベルトを直接加熱す
るための輻射加熱手段を用いることも可能であり、これ
が特に有益なのは、ベルトが主に非伝導材料から形成さ
れる場合である。一般に、ベルトは、反応表面及び基材
と接触する側とは反対の側から加熱される。一般に、ベ
ルトは、乾燥表面で基材に接触する、すなわち、ベルト
表面に液体放出剤を施す必要はない。

【００２８】中間圧力の代わりに、又はそれに加えて、
転写部材は、出口に隣接してトナーの軟化点Tgより高い
温度にまで加熱することができる。この第２の加熱の利
点は、トナーの平坦化表面の温度を上昇させ、それによ
りその表面エネルギーを低くする点にある。これによっ
て、ベルトからのトナーの解放が容易になり、これは、
トナーの塊の温度が上昇し、その結果、トナーがベルト
から分離する際に、その平坦性をあまり失わず、又はベ
ルト上にトナーが堆積して残ってあまり分解することさ
えもない。第２の加熱手段は、接触ゾーンの入口での加
熱手段と同様にして構成することができ、例えば、その
上をベルトが通る第２の加熱ローラとすることができ
る。第２の加熱ローラの形態をとる第２の加熱手段が、
接触ゾーンの出口に隣接して設けられる場合に好適なの
は、ベルトが、接触ゾーン内で第２の加熱ローラの周り
に部分的に巻き付くような幾何配置を構成して、その加
熱効果を高めることである。

【００２９】好適なことに、中間圧力と第２の加熱の両
方を共に用いると、本発明により最大の利点が得られ
る。

【００３０】冷却手段は、ベルトと接触状態にある冷却
表面から構成でき、例えば、その上をベルトが通る冷却
ローラとすることができる。冷却は、例えば、冷却流体
（例えば、室温か低温での水）をローラ又は静止体に通
過させることにより達成される。低温又は冷却空気を直
接ベルトに向けることも可能である。一般に、ベルト
は、反応表面及び基材と接触する側とは反対の側から冷
却される。

【００３１】冷却手段によりベルトから抽出した熱を用
いて、接触ゾーンへの入口で行われる加熱に先立って、
その戻り走行中のベルトを予備加熱することができる。
従って、冷却手段は、ヒートポンプの低温領域により構
成され、その高温領域は、戻り走行中のベルトと接触状
態にある。代替として、冷却手段から抽出した熱を用い
て、基材を予備加熱することもできる。

【００３２】ベルトは、非接着材料、好適にはシリコー
ンゴムのコーティングを担持する熱伝導裏当てを備え
る。いずれの場合でも、ベルトは、その急速加熱及び冷
却を保証するために、熱容量を低くすべきである。かか
る急速な温度変化により、装置の寸法を、別態様で必要
な寸法よりも小さくすることが可能になる。ベルトは
又、主に熱伝導材料から形成されるが、それは、ベルト
の「裏側」からの加熱を利用しようとする場合である。
熱伝導ベルトには、更に均一に温度を分布させて、「高
温スポット」が回避されるという利点がある。ベルト、
又はベルト上に担持される少なくともコーティングは、
シームレスにすべきであり、それは特に、ウェブ形態の
基材を利用しようとする場合である。ベルトは不透過性
であるのが好ましい。反応表面も不透過性であるのが好
ましい。不透過性のベルトと反応表面を用いることは、
本発明の特定の利点に通じる。基材温度は、接触ゾーン
において１００℃より高い温度にまでも上昇するが、基
材内の如何なる水分も逃げることができず、第２の加熱
手段により基材に戻すために、ベルト上に凝結する。従
って、上記で参照した開放型の輻射定着の欠点、これは
基材が乾燥し過ぎることに起因するが、その欠点が回避
される。

【００３３】反応表面は、更なるベルトから構成するこ
とができる。この実施例の場合、更なる加熱手段を設け
て、入口に隣接したベルトを、トナーの液体温度より高
い温度にまで加熱し、また、更なる冷却手段を設けて、
入口と出口の中間の更なるベルトを、トナーの軟化点Tg
より低い温度にまで強制冷却する。代替として、反応表
面は、静止体表面で構成することもでき、それには、静
止体を冷却する手段を含めることができる。

【００３４】接触ゾーンは、ベルトとその反応表面の間
の初期点から、ベルトとその反応表面の間の分離点まで
延びる。重要なのは、接触ゾーン内で接触を維持するこ
とであるが、接触ゾーンを通して圧力を一定にする必要
はない。圧力を発生できるのは、ベルトとその反応表面
のおかげであるが、役立つのは、１対の中間圧力ローラ
を設け、その１つを冷却手段の上流で、接触ゾーンのど
ちらかの側に配置することである。接触ゾーンの入口と
出口の中間で加える圧力は、強制冷却を施す領域と同じ
領域か、又はその直ぐ前で加えるのが好ましい。また好
ましいのは、ベルトと反応表面の間で、接触ゾーンへの
入口に隣接して圧力を加えることである。このように、
接触ゾーンにおいて、少なくとも２つの圧力点が実現さ
れ、一方は入口に隣接しており、他方は入口と出口の中
間である。本発明者らが見出したところでは、圧力点で
の平均接触圧は、２から２０ N/cm²の間にあり、例えば
５から１０ N/cm²が好適であるが、これは、基材の吸収
率、温度、及びその温度でのトナーの粘度によって決ま
る。

【００３５】冷却手段と更なる冷却手段が、共に冷却ロ
ーラで構成される場合、これらの冷却ローラは、各冷却
ローラとそれに関連したベルトとの間で、接線方向接触
だけにとどまらない接触を確保するように位置決めすべ
きである。各ベルトが、それに関連した冷却ローラの周
りに部分的に巻き付くのを保証することによって、強制
冷却の効果が得られる。

【００３６】基材はウェブの形態をとるが、本発明は、
シート形態の基材にも同等に適用可能であり、その場
合、装置には、適切なシート送り手段が設けられる。該
装置の幾何配置は、基材に対して実質的に直線の経路を
規定するようなものである。これが有利となし得るの
は、より重い、特により厚い又は可撓性の少ない基材の
場合である。

【００３７】ベルトは、例えば、接触ゾーンの入口で加
熱ローラに、接触ゾーンの出口で第２の加熱ローラに、
又は中間圧力ローラに駆動を与えることにより、直接駆
動される。重要なのは、基材の移動と同期してベルトを
駆動して、トナー画像を歪ませる滑りを防止するように
構成することである。代替として、基材がウェブの形態
をとる場合、ベルトは、ウェブ自体の移動により駆動さ
れ、ベルトのトルク抵抗を補償する手段が設けられる。
この構成によって、基材ウェブとベルトが同期して移動
することが保証される。

【００３８】ベルトは、接触ゾーンの出口からその入口
へと、調整可能な伸張及び位置合わせローラを経由して
戻る。中間圧力ローラが、接触ゾーン内でベルトと接触
状態にある場合、この中間圧力ローラは、例えば両ロー
ラの中空内部を通過する熱交換流体を介して、位置合わ
せローラと熱交換関係にある。それによって、装置のエ
ネルギー要件を低減することができる。

【００３９】本発明による装置は、プリンタ、有利には
静電写真式プリンタの一部をなし、少なくとも１つの画
像生成ステーションを備え、そこでは、潜像が、静電的
に帯電可能な感光ドラム又はベルトといった、回転可能
なエンドレス表面部材上に形成され、画像態様で変調さ
れる発光ダイオードのアレイが、露光源として用いられ
る。潜像は次に、トナー現像ステーションで現像され
て、トナー画像が表面部材上に形成される。トナー画像
は、トナー転写ステーションにおいて、表面部材から移
動する基材上へと、又は基材への後の転写のために、移
動する転写部材上へと転写される。プリンタは又、印刷
ウェブをシートへと切断するために、切断手段も装備す
る。切断手段は、定着装置の下流に位置決めされるのが
好ましい。

【００４０】現像ステーションは現像器を用い、これ
は、樹脂と、適切な色の染料又は顔料と、通常は、トナ
ーに摩擦帯電電荷を与える電荷制御配合剤との混合物を
含有するトナー粒子を収容する。通常用いられる二成分
現像器の場合、キャリア粒子も存在して、トナー粒子を
それとの摩擦接触により帯電させる。キャリア粒子は、
鉄又は酸化鉄等の磁化可能な材料から作られる。磁気ブ
ラシ現像以外の現像技術、例えば一成分現像器も利用可
能である。

【００４１】プリンタはカラープリンタとすることがで
き、現像及び転写ステーションと各々関連した複数の画
像生成ステーションを含み、画像定着ステーションは、
印刷ウェブを切断する前の最後のトナー転写ステーショ
ンの下流に配置される。かかるカラープリンタの１つの
実施例の場合、現像ステーションは、それぞれ、シア
ン、マゼンタ、イエロー、及び任意として、黒トナー粒
子を収容する。

【００４２】基材のウェブは、ロールからプリンタを通
して送られる。所望であれば、基材は、プリンタに入る
前に条件設定することもできる（すなわち、その水分含
有量が、印刷に最適なレベルに調整される）。

【００４３】本発明による装置は又、静電複写機の一部
をなし、これは、静電プリンタに関連して上記したのと
同様の原理に基づき動作する。しかしながら、複写機の
場合、回転可能なエンドレス表面手段を、光学手段によ
り、複写しようとする原稿画像から直接露光するのが普
通である。

【００４４】本発明は又、単パス型静電写真式印刷の方
法を提供し、該方法は、転写部材を連続した経路に沿っ
て移動させるステップと、粉末形態のトナー画像を移動
転写部材上に堆積させて、未定着のトナー粒子画像を形
成するステップと、入口から出口へと連続して延び、未
定着のトナー粒子を担持する移動転写部材と、該移動転
写部材と面対向して圧力接触する反応表面とにより画定
され、それによりトナー画像が基材に転写されるような
接触ゾーンを介して、基材を送るステップと、上記入口
に隣接した転写部材を、その粘度を50 Pa・s未満（例え
ば、10 Pa・sから40 Pa・s）に低減するのに十分な温度
にまで加熱するステップと、上記入口と出口の中間の転
写部材を、トナーの軟化点Tgより低い温度にまで強制冷
却するステップとを含む。

【００４５】転写部材は、多数トナー画像を基材に転写
する役割を演じる。従って、転写部材が、光導電表面を
有することが必要というわけではない。実際のところ、
本発明による装置において、転写部材を加熱及び冷却す
る必要性が意味するところは、慣用的な光導電材料の利
用を回避しようとすることである。というのは、かかる
材料の光導電特性が、温度変化に対して敏感なためであ
る。

【００４６】プリンタが多色プリンタである場合、本方
法は、互いに位置が合った、粉末形態の異なる色の複数
のトナー画像を、移動転写部材上へと転写して、多数ト
ナー画像を形成するステップを含むことになる。異なる
色の複数のトナー画像が、移動転写部材上に堆積して、
そこに帯電した多数トナー画像が形成される。例えば、
多数トナー画像は、先ず、別の部材上に形成され、次
に、転写部材上へといったように堆積する。

【００４７】このように、転写部材は、中間転写部材で
あり、多数トナー画像を転写部材上に形成する手段は、
一次転写部材と、該一次転写部材を、一連のトナー画像
生成ステーションを通して案内する手段からなり、それ
により、異なる色の複数のトナー画像が、多数トナー画
像を一次転写部材上に形成するために、互いに位置を合
わせて、一次転写部材上に形成され、中間転写部材は、
画像生成ステーションの下流で、一次転写部材と接触状
態にあり、それによって、多数トナー画像が、冷却した
中間転写部材上に堆積すべく、一次転写部材から静電的
に転写される。この実施例の場合、一次転写部材は、一
次ベルトで構成されるのが好ましい。

【００４８】転写部材上へのトナー画像の堆積と、基材
へのトナー画像の転写との間で、転写部材上の多数トナ
ー画像を乱さないために好ましいのは、画像を担持する
転写部材の表面が、他のどんな部材とも接触しないこと
である。それによって、画像又はその一部の転写部材か
らの不要な転写が避けられる。このように、例えば、転
写部材がベルトの形態をとる場合、ローラ又は他の案内
手段は、画像を担持する表面とは反対の表面で、少なく
とも、画像の堆積とその基材への転写との間にベルトに
接触する。

【００４９】

【発明の実施の形態】次に、図１を参照し、純粋に例と
して、本発明を更に詳細に説明する。

【００５０】図１は、単パス型、多色両面静電写真式プ
リンタ５１０を示す。プリンタは、案内ローラ５１４を
含む幾つかの案内ローラの上を通る、第１の主シームレ
スベルト５１２を備える。主ベルト５１２は、一組の４
つのトナー画像生成ステーション５１８、５２０、５２
２、５２４を通って、実質的に垂直方向に移動する。４
つのトナー画像生成ステーション５１８、５２０、５２
２、５２４において、異なる色の複数のトナー画像が、
転写コロナ（不図示）により、互いに位置を合わせて主
ベルト５１２へと転写されて、第１の多数トナー画像が
形成される。

【００５１】接地されたシームレス転写ベルト５９４の
形態をとる中間転写部材が、最後の画像生成ステーショ
ン５２４の下流で、主ベルト５１２と接触している。中
間転写ベルトは、厚さが２５μｍのシリコーンゴム被覆
を担持する、厚さが７０μｍの金属バンドの形態をと
る。中間転写ベルト５９４は、間隔を置いた案内ローラ
５２６、５２８、５３６及び５４２の上を通り、これら
は、転写ベルト５９４がその上部案内ローラ５１４の上
を通る際に、転写ベルト５９４をトナー画像担持ベルト
５１２と接触せしめるように位置決めされる。案内ロー
ラ５４２は、第１段の加熱ローラとして働き、これは、
中空ローラとして形成され、その中空内部を介して、水
等の熱伝導流体が高い温度で通される。硬質金属の案内
ローラ５２６は、第２段の加熱ローラとして働き、これ
は例えば、内部の輻射ヒータを備えて形成される。弾性
的な案内ガイド５２８は、冷却ローラとして働き、これ
は、中空内部を備えて形成され、それを介して、水等の
冷却流体が、室温に近い制御された温度で通る。

【００５２】加熱された案内ローラ５２６は、モータ２
７により駆動される。駆動は、駆動モータ２７から、案
内ローラ５２６へ、転写ベルト５９４を経由して、トナ
ー画像生成ステーションの下流の主ベルト５１２へ、ト
ナー画像生成ステーション自体へと順に伝達される。案
内ローラ５１４と中間転写ベルト５９４は、互いに対向
して位置決めされて、それらの間に接触領域が形成さ
れ、それを介して主ベルト５１２が通る。主ベルトと中
間転写ベルトの間の吸着接触によって、主ベルトと中間
転写ベルトが、互いに同期して移動せしめられる。

【００５３】主ベルト５１２の表面に吸着している多数
トナー画像５００は、例えば−１０００Ｖに接続された
静電転写ローラとして働く案内ローラ５１４の第２の機
能により、移動する中間転写ベルト５９４に転写され
る。

【００５４】図１に示すプリンタは両面印刷に適合す
る。これを達成するために、プリンタは更に、第２の主
ベルト５４０を備え、これは、第２の組の４つのトナー
画像生成ステーション５１９、５２１、５２３、５２５
を通って移動する。４つのトナー画像生成ステーション
５１９、５２１、５２３、５２５において、異なる色の
複数のトナー画像が、互いに位置を合わせて主ベルトに
転写され、第２の画像が形成される。第２の中間転写ベ
ルト５９６が、第２の組の最後の画像生成ステーション
５２５の下流で、第２の主ベルト５４０と接触してい
る。

【００５５】第２の中間転写ベルト５９６は、間隔を置
いた案内ローラの上を通り、これらには、第１段の加熱
ローラ５４４と、硬質金属の第２段の加熱ローラ５２７
と、弾性的な冷却ローラ５２９と、案内ローラ５３８と
が含まれ、それらは、第２の転写ベルト５９６がその上
部の案内ローラを通る際に、第２の転写ベルト５９６
を、第２のトナー画像担持ベルト５４０と接触せしめる
ように位置決めされる。

【００５６】第１及び第２の転写ベルト５９４及び５９
６は、互いに面対向して圧力接触する反応表面を構成し
て、それらの間に延伸した接触ゾーンを形成し、それに
よって、入口５１６から出口５１７へと、接触ゾーンを
介して延伸する基材経路が規定される。各転写ベルト
は、不透過性であり、ＤＯＷ２００シリーズ（例えば、
Dow Corning Corporation)等の非接着性シリコーン材料
の３０μｍコーティングを担持する、７０μｍ金属裏当
てからなる。

【００５７】第１の転写ベルト５９４は、硬質金属の加
熱ローラ５２６の上を通り、それと接触しており、硬質
金属の加熱ローラ５２６は、トナー粘度を50 Pa・s未満
に低減するのに十分である、トナーの液体温度より高い
温度にまで、入口５１６に隣接した第１の転写ベルト５
９４を直接加熱する。同様に、第２の転写ベルト５９６
は、加熱ローラ５２７の上を通り、これは、トナーの液
体温度より高い温度にまで、入口５１６に隣接した第２
の転写ベルト５９６を直接加熱する。

【００５８】各転写ベルト５９４、５９６は又、対応す
る弾性的な冷却ローラ５２８、５２９の上を通り、それ
と接触しており、対応する弾性的な冷却ローラ５２８、
５２９は、接触ゾーンの入口と出口の中間で、トナーの
ガラス転移温度Tgより低い温度にまで、対応する転写ベ
ルトを直接冷却する。冷却ローラ５２８、５２９は、各
冷却ローラ５２８、５２９と、それに関連した転写ベル
トとの間で、接線方向接触だけにとどまらない接触を確
保するように位置決めされる。従って、各転写ベルト５
９４、５９６は、それに関連した冷却ローラ５２８、５
２９の周りに部分的に巻き付き、それによって達成され
る強制冷却効果を、トナーのガラス転移温度Tgより低い
温度にまで高める。

【００５９】各転写ベルト５９４、５９６は又、対応す
る第２の加熱ローラ５３０、５３１の上も通り、この対
応する第２の加熱ローラ５３０、５３１は、接触ゾーン
の出口５１７に隣接した転写ベルトを、トナーのガラス
転移温度Tgより少なくとも１０℃だけ高い温度にまで加
熱する。

【００６０】１対の中間圧力ローラ５３２、５３４が、
冷却ローラ５２８、５２９の上流で、延伸した接触ゾー
ンのどちらかの側に一方が配置され、例えば、7.5 N/cm
² の圧力を及ぼす。供給ロール４３０から解かれた、紙
ウェブ５４１の形態の基材が、１対の下流ウェブ駆動ロ
ーラ３６６により、第１の転写ベルト５９４と第２の転
写ベルト５９６の間の基材経路に沿って、延伸した接触
ゾーンの入口５１６から出口５１７へと送られる。ウェ
ブ５４１の引っ張り力は、ブレーキ（不図示）の適用に
より制御される。基材は、接触ゾーンにおいて、２から
10秒に及ぶような速度で送られる。典型的な実施例の場
合、第１段の加熱ローラ５４２、５４４は、転写ベルト
５９４、５９６上の多数トナー画像の温度を、約９０℃
にまで上昇させる。その後、転写ベルト５９４、５９６
は、入口５１６に隣接した加熱ローラ５２６、５２７に
より、１６０℃にまで加熱されるが、この温度は、トナ
ー粘度を10 Pa・sと40 Pa・sの間に低減するために、ト
ナーの液体温度よりも高い。これは、紙ウェブ５４１へ
の最終転写に最適な温度である。転写ベルト５９４、５
９６は、入口と出口の中間の冷却ローラ５２８、５２９
により、５０℃にまで強制冷却されるが、この温度は、
トナーのガラス転移温度Tgよりも低い。転写ベルト５９
４、５９６上のトナー画像は、基材に転写され、基材に
定着されて、それらの外観は、高い色飽和度を有した光
沢のあるものとなる。第２の加熱ローラ５３０、５３１
は、ベルトを７０℃にまで加熱するが、これは、ベルト
からのトナーの解放を容易にするためである。基材５４
１への画像の転写に続いて、冷却ローラ５３６、５３８
は、転写ベルトの温度を、転写ベルト上への更なる画像
の静電転写に理想的な約２０℃にまで下げる。

【００６１】駆動ローラ対３６６の下流で、紙ウェブ
は、切断ステーション４６６に進み、そこでウェブがシ
ートへと切断される。

【００６２】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、従
来技術の装置に比べて、以下に列記するような効果があ
る。

【００６３】（１）トナー粉末の消費を低減することが
できる。 （２）基材の水分含有量が保持される。 （３）基材が、オーバヘッド・プロジェクター（ＯＨ
Ｐ）シートのような透明材料である場合、画像のコント
ラストが改善される。 （４）第１のローラは非常に高温とすることができるの
で、本装置による光沢は、従来技術の装置で達成される
光沢よりも深くすることができる。 （５）追加の消耗品はない。 （６）トナー粒子が基材をより良好に覆い、基材自体の
色が画像のスペクトル特性に対してあまり重要な役割を
演じないので、異なる色のトナーの組合せから得られる
色調の範囲を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った、単パス型、多色両面静電写真
式プリンタを示し、これには、同時定着及び光沢出し装
置を組み込んでいる。

【符号の説明】

500 トナー画像 516 接触ゾーンの入口 517 接触ゾーンの出口 526 加熱ローラ 528 冷却ローラ 530 第２の加熱ローラ 532,534 中間圧力ローラ 541 基材 594 転写部材 596 反応表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・フランス・マリア・ヴァン・ デ・ヴェルデ ベルギー国コンチック・ベー・2550，カイ ザーショーク・328 (72)発明者 パトリック・ビレット ベルギー国マイセ・ベー−1860，ハンビー クストラート・39

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写部材(594) から基材(541) への粉末
   形態をとるトナー画像(500) の転写方法において、 (1) トナーの粘度を50 Pa・s未満に低減するのに十分な
   温度にまで、前記トナー画像(500) を加熱するステップ
   と、 (2) 前記トナー画像(500) を担持する前記転写部材(59
   4) を前記基材(541) に接触せしめるステップと、 (3) 前記転写部材(594) を前記基材(541) に接触させた
   ままで、前記転写部材(594) を、トナーのガラス転移温
   度Tgより低い温度にまで強制冷却するステップと、 (4) その後、前記転写部材(594) を前記基材(541) から
   分離するステップと、を含む方法。
2. 【請求項２】 前記トナー画像(500) は、熱可塑性結合
   材と、トナー配合物の重量に基づき、１０重量％から５
   ０重量％の顔料とからなる組成を有するトナーから形成
   される、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記トナー画像(500) は、０．５μｍと
   ５μｍの間の重量平均粒子寸法を有する、粉末形態をと
   るトナー配合物から形成される、請求項１に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 前記多数トナー画像(500) は、ガラス転
   移温度Tgより高いが、前記トナーの分解温度より低い温
   度にまで加熱される、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 入口(516) から出口(517) へと連続して
   延伸し、また前記転写部材(594) と、前記転写部材(59
   4) と面対向に圧力接触する反応表面(596) とにより規
   定される接触ゾーンを介して、前記基材(541) を送るス
   テップと、 トナーの粘度を50Pa・s 未満に低減するのに十分な温度
   にまで、前記入口(516)に隣接した前記転写部材(594)
   を加熱するステップと、 前記入口(516) と前記出口(517) の中間の前記転写部材
   (594) を、トナーの軟化点Tgより低い温度にまで強制冷
   却するステップと、 前記入口(516) と前記出口(517) の中間で、前記転写部
   材(594) と反応表面(596) の間に圧力を加え、それによ
   り、前記基材(541) 上の前記トナー画像(500)を定着す
   るステップとを含む、請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 入口(516) から出口(517) へと連続して
   延伸し、また前記転写部材(594) と、前記転写部材(59
   4) と面対向に圧力接触する反応表面(596) とにより規
   定される接触ゾーンを介して、前記基材(541) を送るス
   テップと、 トナーの粘度を50Pa・s 未満に低減するのに十分な温度
   にまで、前記入口(516)に隣接した前記転写部材(594)
   を加熱するステップと、 前記入口(516) と前記出口(517) の中間の前記転写部材
   (594) を、トナーの軟化点Tgより低い温度にまで強制冷
   却するステップと、 前記接触ゾーンの前記出口(517) に隣接した前記転写部
   材(594) を、トナーの軟化点Tgより高い温度にまで加熱
   し、それにより、前記基材(541) 上の前記トナー画像(5
   00) を定着するステップとを含む、請求項１に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 前記転写部材(594) は、乾燥表面で前記
   基材(541) に接触する、請求項５または６に記載の方
   法。
8. 【請求項８】 単パス型、静電写真式印刷方法におい
   て、 転写部材(594) を連続した経路に沿って移動させるステ
   ップと、 粉末形態のトナー画像を前記移動転写部材(594) 上に堆
   積させて、未定着のトナー粒子画像(500) を形成するス
   テップと、 入口(516) から出口(517) へと連続して延伸し、前記未
   定着のトナー粒子(500)を担持する前記移動転写部材(59
   4) と、該移動転写部材(594) と面対向して圧力接触す
   る反応表面とにより規定され、それにより前記トナー画
   像(500) が基材(541) に転写されるような接触ゾーンを
   介して、前記基材(541) を送るステップと、 トナーの粘度を50 Pa・s未満に低減するのに十分な温度
   にまで、前記入口(516)に隣接した前記転写部材(594)
   を加熱するステップと、 前記入口(516) と前記出口(517) の中間の前記転写部材
   (594)を、トナーの軟化点Tgより低い温度にまで強制冷
   却するステップと、 を含む方法。
9. 【請求項９】 互いに位置を合わせた、粉末形態をとる
   異なる色の複数のトナー画像を、前記移動転写部材(59
   4) 上へと堆積させて、その上に多数トナー画像(500)
   を形成するステップを含む、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 基材上の未定着のトナー粒子画像を定
    着する装置であって、 転写部材(594) と、 該転写部材(594) と面対向して圧力接触して、その間
    に、入口(516) から出口(517) へと連続して延伸する接
    触ゾーンを形成する反応表面(596) と、 前記入口から前記出口へと前記接触ゾーンを介して基材
    を送る手段(366) と、 トナーの粘度を50 Pa・s未満に低減するのに十分な温度
    にまで、前記入口(516)に隣接した前記転写部材(594)
    を加熱する手段(526) と、 前記入口(516) と前記出口(517) の中間の前記転写部材
    (594)を、トナーの軟化点Tgより低い温度にまで冷却す
    る手段(528) からなる装置において、 前記入口(516) と前記出口(517) の中間で、前記転写部
    材(594) と前記反応表面(596) の間に圧力を加える手段
    (532, 534)と、 前記出口(517) に隣接した前記転写部材(594) を、トナ
    ーの軟化点Tgより高い温度にまで加熱するための第２の
    加熱手段(530) とを具備したことを特徴とする装置。