(57)【要約】【課題】イメージ部材の表面上への汚染の蓄積を減少させるための方法及びシステムを提供する。【解決手段】イメージ部材を提供し、イメージ部材の表面は剥離剤及びトナー材料のうちの１つ又はそれ以上によって印刷プロセス由来で汚染されており、イメージ部材の汚染表面を１つ又はそれ以上の紫外（ＵＶ）波長で照射して、汚染表面の汚染を低減させるように、ＵＶ及びオゾン併用処理を適用するステップを含む、イメージ部材の表面の処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージ部材の表面を処理するための方法であって、
イメージ部材を提供し、前記イメージ部材の表面は剥離剤及びトナー材料のうちの１つ又はそれ以上によって印刷プロセス由来で汚染されており、
前記イメージ部材の前記汚染表面を１つ又はそれ以上の紫外（ＵＶ）波長で照射して、前記汚染表面の汚染を低減させるように、ＵＶ及びオゾン併用処理を適用する
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記イメージ部材の前記汚染表面を約１００ｎｍから約２１０ｎｍまでの範囲の第１のＵＶ波長で照射し、
前記汚染表面を約２１０ｎｍから約３１５ｎｍまでの範囲の第２のＵＶ波長で照射する
ステップをさらに含み、１つ又はそれ以上の印刷プロセス由来の定着器部材の表面上のポリエステル・トナー樹脂汚染、ＰＤＭＳゲル化オイル汚染、又はフマル酸亜鉛汚染蓄積の量を低減するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
イメージ部材上の汚染を減少させるための方法であって、
イメージ部材を提供し、前記イメージ部材の表面は剥離剤及びトナー材料のうちの１つ又はそれ以上によって印刷プロセス由来で汚染されており、
前記イメージ部材の前記汚染表面から距離ｄだけ離してＵＶ光源を配置し、
前記汚染表面を前記ＵＶ光源を用いて第１のＵＶ波長で照射し、
前記汚染表面を前記ＵＶ光源を用いて第２のＵＶ波長で照射する
ステップを含み、前記第１及び第２のＵＶ波長のうちの少なくとも一方における照射がオゾンを発生させることを特徴とする、方法。
【請求項４】
表面を含むイメージ部材と、
前記イメージ部材表面から距離ｄのところに配置され、前記ｄが、前記イメージ部材表面を剥離剤及びトナー材料のうちの１つ又はそれ以上から汚染除去することを可能にするようになった光源と
を含み、
前記光源が、ＵＶ及びオゾン併用処理を前記イメージ部材の前記表面に適用するための１つ又はそれ以上のＵＶ波長で照射することが可能であることを特徴とする、電子写真システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、一般に、電子写真技術における材料及び方法に関し、より詳細には、電子写真印刷機内のイメージ部材上の汚染の蓄積（built-up)を減少させるための表面処理システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のゼログラフィにおいて、受光体のような電荷保持面を均一に帯電させることによって、静電潜像がゼログラフィ表面上に形成される。帯電領域は次に、原画像に対応する活性化放射線のパターンに合わせて選択的に消散される。表面上に残留した潜在的電荷パターンは、放射線に露光されなかった領域に対応しており、１つ又はそれ以上の現像剤ハウジングに受光体を通過させることによって、可視化される。現像剤ハウジングは、典型的には、静電引力によって電荷パターンに付着する熱可塑性トナーを含む。現像された画像は次に、その画像を形成した表面に固定されるか、又は用紙のような受容基材に転写され、そこに適切な融着技術によって固定され、ゼログラフィ・プリント又はトナーに基づくプリントが得られる。
【０００３】
従来のゼログラフィ機器は、熱及び圧力下で紙基材にトナーを定着する役割を有する定着ユニット内に定着ロール及び加圧ロールを含む。定着プロセスの間に、定着ロールの良好な剥離特性を確保及び維持するために、剥離剤が定着ロールに塗布される。剥離剤は、非官能性シリコーンオイル、又はメルカプト／アミノ官能性シリコーンオイル、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）オイルを含み、定着ロール上でのトナーのオフセットを防ぐために、低表面エネルギーの薄膜として塗布される。
【０００４】
操作のサイクルにわたって、定着ロールの表面上に汚染が蓄積され、この汚染は、例えば、ゲル化したオイル、顔料による染み、トナー樹脂及びフマル酸亜鉛（すなわち、トナー添加剤の副生成物）を含む、様々な形態のトナーオフセットを引き起こすことがある。定着ロール表面上のそのような汚染は、しばしば画像品質の欠陥をもたらし、かつ定着ロールの初期不良を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、この問題及び従来技術の他の問題を克服して、イメージ部材の表面上への汚染の蓄積を減少させるための方法及びシステムを提供することに対するニーズがある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本教示の様々な実施形態による、例示的な汚染除去システムについてのブロック図である。
【図２Ａ】本教示の様々な実施形態による、低ＵＶ出力ランプを使用した２０分間の処理後の定着ロール上のＰＤＭＳゲル化オイルの例示的な汚染除去の結果について示す。
【図２Ｂ】本教示の様々な実施形態による、高ＵＶ出力ランプを使用した１００分間の処理後の定着ロール上のＰＤＭＳゲル化オイルの例示的な汚染除去の結果について示す。
【図３Ａ】本教示の様々な実施形態による、低ＵＶ出力ランプを使用した２０分間の処理後の定着ロール上のポリエステル・トナー樹脂の例示的な汚染除去の結果について示す。
【図３Ｂ】本教示の様々な実施形態による、高ＵＶ出力ランプを使用した１００分間の処理後の定着ロール上のポリエステル・トナー樹脂の例示的な汚染除去の結果について示す。
【図４Ａ】本教示の様々な実施形態による、低ＵＶ出力ランプを使用した２０分間の処理後の定着ロール上のフマル酸亜鉛の例示的な汚染除去の結果について示す。
【図４Ｂ】本教示の様々な実施形態による、高ＵＶ出力ランプを使用した１００分間の処理後の定着ロール上のフマル酸亜鉛の例示的な汚染除去の結果について示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
様々な例示的な実施形態は、印刷システム内のイメージ部材の表面上の汚染蓄積を減少させるための方法及びシステムを提供する。定着器部材、加圧部材、加熱部材、及び／又はドナー部材のようなイメージ部材が、１つ又はそれ以上の印刷プロセス由来の、例えば、ゲル化したオイルのような剥離剤、及び／又はトナー中の粒子若しくはキャリヤ・ビーズのようなトナー材料によって汚染されることがある。１つの実施形態において、イメージ部材の汚染された表面を表面処理により汚染除去することができる。表面処理は、少なくとも１つの光源を用いた、ＵＶ光及びオゾン（又はＵＶ／オゾン）併用処理を含むことができる。詳細には、光源は、汚染表面上の汚染を減少させ又は排除するように、ＵＶ光エネルギー及びオゾンを表面に与える１つ又はそれ以上のＵＶ波長で汚染表面を照射することができる。様々な実施形態において、光源は、表面処理の間、汚染表面から距離ｄの位置に置くことができる。
【０００８】
例示的な実施形態において、特定波長のＵＶ光は、表面上の汚染物質分子を破壊して、イメージ部材を汚染除去することができる。さらに、ＵＶ光の汚染除去効果は、オゾンの存在によって高めることができる。オゾンは、大気中の酸素を解離する特定の波長のＵＶ光の副生成物として発生させることができる。
【０００９】
様々な実施形態において、開示された表面処理は、１つ又はそれ以上の印刷プロセスの後のいずれの時点で行うこともでき、かつ、２つ又はそれ以上の異なる波長を有するＵＶ光を含むことができ、その結果、イメージ部材表面上の汚染の量をＵＶ光エネルギーとオゾンとの併用処理によって減少させることができる。
【００１０】
１つの実施形態において、第１の波長λ1からなるＵＶ光をＵＶ出力ランプのようなＵＶ光源によって提供することができる。この放射光が、大気中の酸素からのオゾン形成をもたらすことになる。例えば、第１の波長λ1は、約１００ｎｍから約２１０ｎｍまでの範囲内とすることができる。特定の例において、λ1は約１８５ｎｍとすることができる。
【００１１】
第２の波長λ2からなるＵＶ光は、同じか又は異なるＵＶ出力ランプのようなＵＶ光源によって提供することができ、有機汚染物質と相互作用して、それをフリーラジカルと励起分子とに分解することができる。例えば、第２のグループの波長λ2は、約２１０ｎｍから約３１５ｎｍまでの範囲内とすることができる。特定の例において、λ2は約２５４ｎｍとすることができる。様々な実施形態において、表面処理に用いられる波長を上記の範囲外のものとすることもできる。
【００１２】
このＵＶ／オゾン表面処理の結果として、汚染は、著しく、例えば９０％又はそれ以上まで減少させることができる。様々な実施形態において、汚染除去効率は、様々な因子、例えば、ＵＶ光源の強度及び電力、並びにＵＶ光の露光時間、さらにはＵＶ光源と汚染表面との間の距離ｄに影響され得る。
【００１３】
図１は、本教示による、例示的な汚染除去システムについてのブロック図を示す。図１に示されたＵＶ光源及び汚染された基材を含むシステムは一般化された略図を表しており、他の構成要素／装置を追加することができること、又は既存の構成要素／装置を取り除くこと若しくは変更できることは、当業者には容易に明らかとなる。
【００１４】
図１に示したシステムは、光源１１０及び汚染表面１２０を含むことができる。光源１１０は、汚染表面から距離ｄだけ離して配置又は位置決めすることができる。
【００１５】
ＵＶ光源１１０は、例えば、少なくとも１つのＵＶ光源を含むことができ、かつ、様々な波長で照射することができる。波長は、例えば、約１００ｎｍから約２１０ｎｍまでの範囲の第１の波長、及び約２１０ｎｍから約３１５ｎｍまでの範囲の第２の波長を含むことができ、第１及び第２の波長のうちの一方における照射でオゾンを発生させることができるようになっている。それで、ＵＶ／オゾン処理を汚染表面１２０に適用することができる。
【００１６】
様々な実施形態において、光源１１０は、例えば水銀ランプ、アマルガムランプ又はこれらの組み合わせを含むことができる。様々な実施形態において、ＵＶ出力の電力は、光源１１０によって制御することが。１つの例においては、光源１１０は、例えば、５４ｍＷ／ｃｍ2の石英管水銀Ｐｅｎ  Ｒａｙランプ（Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ、Ｖｅｒｎｏｎ  Ｈｉｌｌｓ、イリノイ州）を含む低圧水銀ランプを含むことができる。別の例において、光源１１０は、例えば、約１５０Ｗ（３Ｗ／ｃｍ）のＵＶ出力電力を有するハイパワー・アマルガムランプを含むことができ、これは、Ｈｅｒａｅｕｓ  Ｎｏｂｌｅｌｉｇｈｔ（Ｈａｎａｕ、ドイツ）から入手可能である。
【００１７】
汚染表面１２０は、ゼログラフィ画像形成装置又はプリンタのイメージ部材の表面を含むことができる。イメージ部材は、定着器部材、加圧又は加熱部材、及び／又はドナー剥離部材を含むことができるが、それだけに限らない。実施形態において、イメージ部材は、シリンダ状、ベルト状又はシート状の形状とすることができ、かつ、フルオロポリマー、例えば、フルオロエラストマー、フルオロプラスチック、フッ素樹脂、シリーコンエラストマー、熱エラストマー、樹脂、及び／又は電子写真装置及びプロセスにおいて用いることができる他のいずれかの材料を含むがそれらに限定されない材料から作られた最外層（又はトップコート）表面を有することができる。例示的な実施形態において、イメージ部材は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、デラウェア州）から入手されるＶＩＴＯＮ（登録商標）のようなフルオロポリマーの最外層表面を有することができ、これが、印刷の間にトナー材料及び／又は定着剥離剤によって汚染されることがある。
【００１８】
汚染表面１２０を、ＵＶ／オゾン処理を可能にするために光源１１０から与えられるＵＶ光を用いて汚染除去することができる。
【００１９】
本明細書において開示されるように、ＵＶ／オゾン処理を用いて、印刷サイクルに由来して汚染されるイメージ部材表面を汚染除去することができる。様々な実施形態において、ＵＶ光エネルギーとオゾンとの併用は、同時に、逐次的に、又は別々に行うことができる。それに応じて、様々な処理時間又は露光時間を用いることができる。
【００２０】
特定の例において、汚染表面１２０上の汚染は、大気中の酸素によって吸収されて大気中の酸素を原子状酸素に解離することができる約１８５ｎｍの第１の波長λ1で照射することができ、原子状酸素はその後再結合してオゾンのような活性な生成物を発生させることができる。さらに、ＵＶ光源１１０は、汚染物質分子を中間副生成物、例えば、イオン、フリーラジカル、及び／又は励起／中性分子に分解することができる約２５４ｎｍの第２の波長λ2でＵＶ光を出力することができる。その後、中間副生成物であるイオン、フリーラジカル、励起分子及び／又は中性分子はオゾンと反応して、ＣＯ2、Ｎ2、Ｈ2Ｏなどを形成することができる。様々な実施形態において、この反応生成物は汚染表面から除去することができ、汚染除去プロセスが完了する。
【００２１】
図１を再度参照すると、光源１１０は、汚染表面１２０から距離ｄだけ離れた場所に設置することができる。様々な実施形態において、距離ｄが増大するとランプ強度が減少するので、距離ｄはＵＶ／オゾンの処理効率に影響を与えることができる。例えば、距離ｄは、ＵＶ光源が汚染表面上の汚染を効率的に処理し又は減少させることを可能にするように、かつその一方で、光源１１０からの放射線がオゾンによって吸収過剰されることを避けるように、選択することができる。
【００２２】
様々な実施形態において、距離ｄは、汚染された部材を効果的に汚染除去し、かつ空気中でのＵＶ光の吸収過剰を避けるために、数ミリメートルのオーダーの距離とすることができる。いくつかの実施形態において、距離ｄは約０ミリメートルから約２０ミリメートルとすることができる。他の実施形態においては、距離ｄは約５ミリメートルを超えないものとすることができる。しかしながら、様々な実施形態は、これらの範囲外にある距離ｄを含むことができる。
【００２３】
様々な実施形態において、汚染表面１２０の照射時間又は露光時間を、表面を処理するため及び汚染を低減するために十分な時間を与えるように制御することもできる。例示的な実施形態において、照射時間は、例えば、約１時間又はそれより短い時間にすることができる。その他の例において、照射時間は約２０分又はそれより短い時間とすることができる。更なる例において、照射時間は約５分間から約２０分間までとすることができる。
【００２４】
様々な実施形態において、処理効率及び／又は照射時間は、光源１１０のＵＶ出力電力によって影響を受けることがある。例示的な実施形態おいて、高いＵＶ出力電力の光源を使用することによって、処理時間を数秒まで短縮することができる。特定の実施形態において、約１５０Ｗ（３Ｗ／ｃｍ）の高いＵＶ出力電力のアマルガムランプ（Ｈｅｒａｅｕｓ  Ｎｏｂｌｅｌｉｇｈｔ、Ｈａｎａｕ、ドイツ、から入手可能）が用いられる場合、単に露光時間を低ＵＶ出力のＰｅｎ  Ｒａｙランプ（５４ｍＷ／ｃｍ2）が用いた場合の約２０分から高ＵＶ出力のＨｅｒａｅｕｓランプ（３Ｗ／ｃｍ）を用いた場合の約１００秒まで短縮することにより、表面処理の効率を、印刷プロセスに由来するすべてのタイプの汚染物質について顕著に高めることができる。様々な実施形態において、処理時間はさらになお短縮することができ、例えば、もっと高いＵＶ出力ランプの場合、０秒から約１秒までの間とすることができる。
【００２５】
様々な例示的な実施形態において、汚染表面１２０は、定着器部材の汚染された最外層表面とすることができ、印刷プロセスに由来する１つ又はそれ以上の有機汚染物質によって汚染されたものとすることができ、この有機汚染物質は、ゲル化された定着器オイルのような剥離剤、例えばポリエステル・トナー樹脂及びトナー中のステアリン酸亜鉛添加剤由来のフマル酸亜鉛を含むトナー中の粒子又はキャリヤ・ビーズを含むが、それらに限定されない。
【００２６】
詳細には、定着システムは、例えば、定着器ロール、加圧ロール及び基材輸送部を含むことができる。基材輸送部は、トナー粉末画像をもつ画像受容基材（例えば、受光体）を特定の温度に加熱された定着器ロールと加圧ロールとの間のニップを通過するように導くことができ、そこで、トナー画像を画像受容基材に固定することができる。
【００２７】
繰り返されるサイクルを通じて、画像受容基材上に存在するトナーが例えば紙などに浸透することができず、その代わりに定着ロールに転写されることがある。トナー材料はロールに付着し、汚染として定着ロール上に蓄積することがある。このような汚染は、定着システムを通過する後続の基材に接触することになり、それゆえ、最終的なトナー画像の画質に影響を与える。
【００２８】
定着ロール上に蓄積された汚染は、図１に示されるシステム及び方法を用いて、汚染表面を１つ又はそれ以上の適切なＵＶ波長で照射し、ＵＶ／オゾン併用処理を適用して、汚染された定着ロール表面上の汚染物質を低減し又は排除することにより、処理することができる。
【００２９】
１つの実施形態において、併用された紫外線及びオゾンで汚染表面を処理することによって、例示的な定着ロール上のＰＤＭＳゲル化オイル汚染蓄積の量を低減するための方法が提供される。ＵＶ／オゾン処理は、少なくとも約１００ｎｍから約２１０ｎｍの第１の波長及び約２１０ｎｍから約３１５ｎｍの第２の波長を放出する１つ又はそれ以上のＵＶ光源によって提供することができる。
【００３０】
１つの実施形態において、併用された紫外線及びオゾンで汚染表面を処理することによって、例示的な定着ロール上のトナー樹脂汚染蓄積の量を低減するための方法が提供される。ＵＶ／オゾン処理は、少なくとも約１００ｎｍから約２１０ｎｍの第１の波長及び約２１０ｎｍから約３１５ｎｍの第２の波長を放出する１つ又はそれ以上のＵＶ光源によって提供することができる。
【００３１】
１つの実施形態において、併用された紫外線及びオゾンで汚染表面を処理することによって、例示的な定着ロール上のフマル酸亜鉛汚染蓄積の量を低減するための方法が提供される。ＵＶ／オゾン処理は、少なくとも約１００ｎｍから約２１０ｎｍの第１の波長及び約２１０ｎｍから約３１５ｎｍの第２の波長を放出する１つ又はそれ以上のＵＶ光源によって提供することができる。
【００３２】
様々な実施形態において、図１に示されるシステム及び方法は、電子写真分野において実施するための、迅速な、かなり安価で容易な解決策となり得る。例示的な実施形態において、光源を定着器組立体のようなイメージ部材組立体に恒久的に取り付けて、特定の回数の印刷ジョブ後に表面クリーニングサイクルのために用いることができる。あるいは、不必要なオゾンの発生を減らすために、印刷している間は光源をオフにすることができる。
【実施例】
【００３３】
ＵＶ／オゾン汚染除去実験を、１３色のトナーのストライプ状ターゲットを用いた２５，０００回の印刷試験を経たＶＩＴＯＮ（登録商標）定着ロール上で行った。ＵＶ／オゾン処理を５４ｍＷ／ｃｍ2石英管水銀Ｐｅｎ  Ｒａｙランプ（Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ）を用いて行い、それぞれ約２５４ｎｍ及び１８５ｎｍの第１及び第２の波長で定着ロールのＶＩＴＯＮ（登録商標）表面を照射した。この場合において、汚染表面をＵＶ／オゾンによって約２０分間処理した。ドイツのＨａｎａｕから入手可能な出力電力が３Ｗ／ｃｍの、より高いＵＶ出力のＨｅｒａｅｕｓアマルガムランプもＶＩＴＯＮ（登録商標）表面上で行われた汚染除去試験において用いられ、この実施例の場合、約１００秒間にわたって露光された。
【００３４】
図２Ａ−図２Ｂ、図３Ａ−図３Ｂ及び図４Ａ−図４Ｂは、ＰＤＭＳゲル化定着器オイル、ポリエステル・トナー樹脂、及びフマル酸亜鉛のような３つのタイプの汚染物質についての例示的な汚染除去結果を示す。結果を、減衰全反射（ＡＴＲ）フーリエ変換赤外（ＦＴ−ＩＲ）分光法によって測定された汚染表面積被覆率によって特徴付けた。詳細には、汚染の減少を示すために、各汚染物質による表面積被覆率の量をＵＶ／オゾン処理の前後に測定した。
【００３５】
図示されるように、ＰＤＭＳゲル化オイル（図２Ａ−図２Ｂ参照）、ポリエステル・トナー樹脂（図３Ａ−図３Ｂ参照）、及びフマル酸亜鉛（図４Ａ−図４Ｂ参照）の汚染表面積は、ＵＶ／オゾン処理の後に高い値Ｍから低い値Ｎまで有意に減少した。各実験において、汚染された同じ定着ロールから取った２つ別々の試料を切断し、適切なＵＶ光源を用いてＵＶ／オゾンによって処理し、ＡＴＲ  ＦＴ−ＩＲによって測定して、表面処理の前後のＰＤＭＳゲル化オイル、ポリエステル・トナー樹脂及びフマル酸亜鉛の汚染による表面積被覆率を検査した。
【００３６】
さらに、図２Ａ、図３Ａ及び図４Ａは低圧Ｐｅｎ  Ｒａｙランプを用いた２０分間のＵＶ／オゾン処理によって生じた実験結果であり、図２Ｂ、図３Ｂ及び図４Ｂは高ＵＶ出力のＨｅｒａｅｕｓアマルガムランプを用いた１００秒間のＵＶ／オゾン処理によって生じた実験結果である。
【符号の説明】
【００３７】
１１０：光源
１２０：汚染表面
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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