(57)【要約】      （修正有）【課題】定着器システム基材上にコーティングを堆積するための精密な制御方法を提供する。【解決手段】定着器システム組立体を形成するための方法であって、ａ）第１の表面張力を有する第１のコーティングを堆積して、基材上に縁部を形成することと、ｂ）その縁部に隣接して基材上に第２の表面張力を有する第２のコーティングを堆積することとを備え、第１の表面張力は、第２の表面張力と異なる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷時に有用な部材であって、印刷時に有用な基材と、前記基材上に堆積され、第１の表面張力を備え、縁部を形成する第１のコーティングと、前記第１のコーティングの前記縁部に隣接して前記基材上に堆積し、第２の表面張力を備える第２のコーティングとを備え、前記第１の表面張力は、前記第２の表面張力とは異なる、部材。
【請求項２】
前記基材が、ローラ、ベルト、フィルム、または平面である、請求項１に記載の部材。
【請求項３】
前記基材が前記ベルトであり、前記ベルトがポリイミドから形成される、請求項２に記載の部材。
【請求項４】
前記第１の表面張力が前記第２の表面張力より小さいか、または前記第１の表面張力が前記第２の表面張力より大きい、請求項１に記載の部材。
【請求項５】
前記第１のコーティングが、犠牲コーティングである、請求項１に記載の部材。
【請求項６】
前記第２のコーティング上に完全シールを形成するか、または前記第１ならびに第２のコーティング上に完全シールを形成する第３のコーティングをさらに備える、請求項１に記載の部材。
【請求項７】
前記第３のコーティングが、フルオロエラストマまたはハイドロフルオロエラストマである、請求項６に記載の部材。
【請求項８】
前記第１のコーティングが、フッ素化ポリエーテルである、請求項１に記載の部材。
【請求項９】
前記第２のコーティングが、シリコーンである、請求項１に記載の部材。
【請求項１０】
前記部材が、定着器ドラムまたは定着器ベルトである、請求項１に記載の部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示する実施形態は、コーティング処理の精密な特徴制御を提供することに関し、より具体的には、印刷時に有用な部材、例えば、定着器システム基材上にコーティングを堆積するための精密な特徴制御を提供することに関する。さらに、本開示する実施形態はまた、基材上にコーティングを堆積するための精密な特徴制御を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１および図２は、コーティング済み定着器システム基材、すなわち、コーティング済み定着器ローラを備える、既知の印刷システムを示す。図１を参照すると、典型的な静電式複写機において、コピーされる原画像の光画像が、感光部材上に静電潜像の形式で記録され、潜像は、後に、一般にトナーと呼ばれる、検電熱可塑性樹脂粒子を塗布することにより視認可能に描画される。具体的には、感光体１０は、電圧が電源装置１４から供給されているチャージャ１２によりその表面上が帯電する。次いで、感光体１０は、レーザおよび発光ダイオードなどの光学システムまたは画像入力装置１６からの光にさらされ、その上に静電潜像を形成する。一般に、静電潜像は、現像剤ステーション１８からもたらされる現像剤混合物と接触することによって現像される。現像は、磁気ブラシ、粉体クラウドまたは他の既知の現像処理の使用により行うことができる。乾燥現像剤混合物は、通常、摩擦電気的に付着するトナー粒子を有するキャリア粒体を備える。トナー粒子は、キャリア粒体から、トナー粉像を形成する潜像に引きつけられる。あるいは、液体現像剤を使用してもよく、液体現像剤は、トナー粒子を分散させた液体キャリアを含む。液体現像剤は、静電潜像と接触して進み、トナー粒子が静電潜像に堆積して、画像を構成する。
【０００３】
トナー粒子は、光導電面上に堆積されると、画像構成時に、圧力転写または静電転写とすることが可能な転写手段２２によって、コピーシート２０に転写される。あるいは、現像画像は、中間転写部材、すなわちバイアス転写部材に転写して、後に、コピーシートに転写することができる。コピー基材の例には、紙、ポリエステルならびにポリカーボネートなどのトランスペアレンシー材料、布、木材、または最終画像が配置される他の任意の所望の材料がある。
【０００４】
現像画像の転写が完了すると、コピーシート２０は、定着器ロール２６ならびに圧力ロール２８として図１に示された定着ステーション２４に送られるが、圧力ロールと接する定着器ベルトならびに圧力ベルトと接する定着器ロールなどの他の任意の定着部材も本装置と共に使用するのに適切であり、現像画像は、定着ロール２６と圧力ロール２８との間をコピーシート２０が通過することによって、コピーシート２０に定着され、それにより、恒久画像を形成する。あるいは、転写および定着は、貫入法（ｔｒａｎｓｆｉｘ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）により行うこともできる。
【０００５】
転写後に、感光体１０はクリーニングステーション３０に送られ、そこで感光体１０上に残ったトナーはすべて、図１に示すように、ブレード、ブラシまたは他のクリーニング装置によって感光体１０から除去される。
【０００６】
図２は、定着器部材の一実施形態の模式図を拡大したものであり、定着器ロール２６は、ベース部材３４上にエラストマ表面３２を備え、ベース部材３４は、例えば、アルミニウム、陽極処理アルミニウム、鋼、ニッケル、および銅などの任意の適切な材料から製造された中空シリンダまたはコアであり、中空部分内に配置されて、シリンダと同じ広がりを持つ加熱部材３６を有する。バックアップロールまたは圧力ロール２８は、定着器ロール２６と協働し、コピー用紙または他の基材４０が通過するニップまたは接触アーク３８を形成し、ニップまたは接触アーク３８上のトナー画像４２が、定着器ロール２６のエラストマ表面３２に接触する。図２に示すように、バックアップロール２８は、剛体コア４４、例えば、鋼コアを有し、剛体コア４４上には、エラストマ表面または層４６を有する。液溜め４８は、高分子剥離剤５０を収容しており、高分子剥離剤５０は、室温で固体または液体であることができるが、動作温度では流体である。
【０００７】
図２に示す実施形態において、高分子剥離剤５０は、図示した方向に回転可能に取り付けられる２つの剥離剤送達ロール５２および５４を介して、エラストマ表面３２に塗布される。したがって、送達ロール５２および５４は、剥離剤５０を、エラストマ表面３２に移すために設けられる。送達ロール５２は、液溜め４８に部分的に浸され、その表面上で、液溜め４８からの剥離剤５０を、送達ロール５４に移す。計量ブレード５６を使用することによって、剥離流体５０の厚さは、サブマイクロメータ厚から数マイクロメータ厚の範囲に制御され、高分子剥離流体５０の層を、最初に送達ロール５４に、次いでエラストマ３２に塗布することができる。上記装置は、定着器ロール２６を備えるものとして記載したが、本装置は、定着器ベルトなどを備えることができ、そのようなローラおよび／またはベルトは、以下に記載するようなさまざまな種類のコーティングをされていることを認識すべきである。
【０００８】
定着器基材上に堆積されたコーティングなどの、さまざまな溶液または分散コーティング動作における重要な問題は、最終生成物における細かな縁部の細部または境界を達成することである。可撓性基材から構成される定着器ベルトなどの生成物または物品によっては、最終生成物の縁部は縁取りすることができる。このことが不可能な場合、または、精密なコーティング組成物制御が望まれる場合、溶液送達をもたらすのに適切な方法が、これまでは、得られていなかった。
【０００９】
印刷システムで使用されるベルトなどの、現在のベルト製造方法は、重合体、橋架け剤、フィラー、および任意選択的に、他のフロー剤、界面活性剤、もしくは助溶剤を含む、溶媒和高分子分散液のフローコーティングを必要とする。例えば、ベース層は、シリコーン重合体とすることができる。コーティングは、回転シリンダ、すなわちオフセットシリンダ上に配置されたベルト基材上に堆積され、次いで、溶媒のほとんどが蒸発するまで、周囲の、もしくは回転オーブン内の制御された環境条件で保たれる。次いで、ベルトは、コーティングが架橋され、残った溶媒または材料のすべてが除去されるまで、より高い温度のオーブンに送られる。あるいは、二次層または三次層が基材、すなわち、ベルトのベース層上にコーティングされ、多層物を形成する。例えば、二次層として剥離層を堆積することができる。
【００１０】
定着部材に対して、最適な定着をするために、圧力を均一にする必要がある。現在のコーティング方法は、縁部に対してある領域をもたらし、その領域では、材料が、基材上で、ベルト本体に比べて非常に薄くなるという結果をもたらす。既知のコーティング方法では、液体材料が徐々に落ち、コーティングする必要がある領域を越えて広がってしまう。ベルトの本体全体で、最大限、厚さを均一にしようとすると、コーティングは、所望のコーティング領域を越えて広がることが多く、その場合、ベルトの最大幅を越えてしまう。次いで、そのような層は、外部コーティング層に封入することができないため、基材の端が露出したままとなり、下層への油の浸透、脱結合、オフセット、およびベルトの使用中に他の初期障害状態をもたらす結果となる。例えば、シリコーン基材は、定着器オイルにさらされるために膨張し、それにより、ベルトとシリコーン間の密着問題が起こる。さらに、そのような膨張により、剥離層が、シリコーン基材から剥離してしまう可能性がある。ベルトの長さを単純に伸ばすことは、ハードウェアの制約のため、不可能である。
【００１１】
ベルトをコーティングする既知の方法による結果を、図３に示す。既知の方法では、ベルト６２上にシリコーン基材６０を堆積する。本方法では、シリコーン基材６０の幅６４は、ベルト６２の幅６６より狭く、例えば、ベルトの幅が３００ｍｍである場合、シリコーン基材の幅は、２８０ｍｍとすることができる。シリコーン基材６０の各側部に、例えば、各側部に約１０ｍｍの余裕を残しておくことにより、トップコーティング６８、例えば、剥離層を堆積することができ、それにより、シリコーン基材６０を封入して、定着器油にさらされること、例えば、剥離剤にさらされることに対するバリアをもたらすことができる。
【００１２】
液体コーティングを使用すると、さまざまな問題が発生する可能性があることが判明した。例えば、液体層を表面にコーティングする場合、表面張力により、例えば、端７０で、その端が徐々に先細る。そのような先細りは、必要な幅で、シリコーンを必要な厚さにすることを妨げる。必要な幅をもたらすために幅を広げた層を形成した場合、適切に封入するために、縁部で十分な長さを取れなくなる。例えば、長さ７２が非常に短くなると、トップコーティング６８は、基材６０を封入することができなくなる。さらに、場合によっては、縁部７０が先細るだけでなく、隣接する隆起ポイント７４もまた形成される。バンプおよび隣接する先細り部分を組み合わせると、３５から３６ｍｍ幅程度となることが判明した。バンプ、すなわち、隆起部分を除去するために、例えば、サンディングベルトを使用して、さまざまな方法が試みられており、そのような試みは、これまで、それらの部分を適切に、効果的に取り除くことに失敗している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本開示は、コーティングをベルトに塗布するためのシステムおよび方法を扱う。ここで、コーティングの厚さは、幅全体にわたって維持され、一方、ベルトの縁部で、十分な長さの未コーティング領域をもたらし、オーバーコート層によって、その部分を完全に封入することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本開示は、第１の表面張力を有する材料の境界線、すなわち境界層を基材上にもたらし、次いで、第２の表面張力を有する第２のコーティングを堆積する事前の、すなわち第１のコーティング動作を用いる製造プロセスについて記述する。第１の表面張力は、第２の表面張力と有意に異なる。「有意に異なる」は、これだけに限らないが、約５から１０ｍＮ／ｍの差異を含むことができるが、第１および第２のコーティング間を隔てるのに十分な差異を、「有意に異なる」と考えることを認識すべきである。表面張力における差異のため、第２のコーティングは、第１の塗布されたコーティングに本質的に抵抗力があり、それにより、他の既知の方法より容易に、最終的な境界を形成する。フローコーティング、インクジェット堆積、または他の精密な塗布の手段により、境界層とも考えられる第１のコーティングを堆積することができる。スプレーコーティング、フローコーティング、または浸漬コーティングなどのより一般的なコーティング方法を介して、二次コーティングを塗布することができる。
【００１５】
概して、以下で説明する装置は、印刷時に有用な基材と、基材上に堆積され、第１の表面張力を有し、縁部を形成する第１のコーティングと、第１のコーティングの縁部に隣接して基材上に堆積し、第２の表面張力を有する第２のコーティングとを含む、印刷時に有用な部材をもたらす。第１の表面張力は、第２の表面張力と異なる。
【００１６】
本明細書に示した態様によれば、定着器システム組立体を形成するための方法を提供し、本方法は、ａ）第１の表面張力を有する第１のコーティングを堆積して、基材上に縁部を形成することと、ｂ）その縁部に隣接して基材上に第２の表面張力を有する第２のコーティングを堆積することとを備え、第１の表面張力は、第２の表面張力と異なる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、既知の静電式システムの断面図である。
【図２】図２は、定着器ローラおよび圧力ローラを備える既知の定着器システムの断面図である。
【図３】図３は、既知の方法を介して堆積されたコーティングおよびオーバーコーティングを有する定着器ベルトの断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示による定着器ベルトの断面図であり、第１の表面張力を有する第１のコーティングと、定着器ベルト上に堆積した第２の表面張力を有する隣接する第２のコーティングとを有する。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１のコーティングが取り除かれた、図４Ａの定着器ベルトの断面図である。
【図５】図５は、本開示による定着器ベルトの一部の上面図であり、第１の表面張力を有する第１のコーティングと、定着器ベルト上に堆積した第２の表面張力を有する隣接する第２のコーティングとを有する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書で使用される場合、「プリンタ」、「プリンタシステム」、「プリンティングシステム」、「プリンタデバイス」、および「プリンティングデバイス」という用語は、デジタルコピー機、製本機、ファックス機、複合機などの、何らかの目的のために印刷物を出力する機能を行ういずれの装置も含む。さらに、本明細書で使用される場合、「シート」、「用紙」、「コピーシート」、および「紙」は、例えば、紙、トランスペアレンシー、羊皮紙、フィルム、布、プラスチック、写真紙、または、情報もしくは印を視覚化ならびに／もしくは再現できるウェブの形式での他のコーティングをされたか、もしくは非コーティングの基材媒体を意味する。本明細書で使用される場合、「平均」という用語は、結果としてのデータもしくは決定が、複数の入力データに基づいて取得される、何らかの計算を含むものとして広く解釈されるべきであり、これらに限定されないが、加重平均、回転入力に基づくイエスかノーかについての意思決定などを含むことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、本開示の方法は、直線縁部７８もしくは非直線縁部８０などの可撓性表面上の他の規定されたパターン縁部などの幾何学的特徴を規定する、低い表面張力を有する事前の、すなわち第１のコーティング７６を使用する処理を含み、非常に薄いコーティング、すなわち単分子層としても堆積することができる。いくつかの実施形態において、第１のコーティング７６は犠牲的であり、すなわち、コーティング７６は、所望のコーティングが形成されると取り除かれ、言い換えると、コーティング７６は、縁部の形成のためだけに存在し、後に破棄される。本明細書で使用される場合、「所望のコーティング」は、現在のコーティング処理が完了した後に、定着器基材、例えば、定着器ベルトまたは定着器ドラム上に残ったコーティングを意味することを意図すると認識すべきである。第１のコーティング７６は、その後に、第２のコーティング８２、すなわち、望ましいコーティング形成を伴う。第２のコーティング８２は、第１のコーティング７６の表面張力より高い表面張力を有する第２のコーティング８２に基づいて、第１のコーティング７６によって事前に規定された領域に自動的に「形を整え」られることが判明した。第１のコーティング７６の表面張力は、第２のコーティング８２の表面張力より低いと記述したが、逆の構成、すなわち、第１のコーティング７６が、第２のコーティング８２の表面張力より高い表面張力を有することもまた可能であり、そのような変更例は、特許請求の範囲の主旨および範囲内であることを認識すべきである。表面張力の差異は、第１のコーティング７６および第２のコーティング８２との間で存在しなければならず、そうでなければ、本方法は実行することができず、本物品は形成されない。
【００２０】
コーティング７６が犠牲的ではない実施形態において、コーティング７６は、後の使用中に、コーティングされた部材上に残る。一般に、図４Ａに示すように、コーティング７６の厚さは、いくつかの実施形態において、コーティング８２の厚さ未満である。そのような実施形態において、コーティング８２は、コピー用紙、または上記したような他の基材と接する定着器ベルト８３の一部を形成する。したがって、いくつかの実施形態において、コーティング８２は、定着動作中に、コピー用紙または他の基材と接し、一方、コーティング７６は、コピー用紙または他の基材と接しない。
【００２１】
定着器ベルト基材８４は、定着器ベルトの一般に当分野で既知である任意の材料、例えば、ポリイミド基材またはポリ（アミド−イミド）基材から形成することができる。第１のコーティング７６は、任意の適切なコーティング組成物、例えば、Ｆｌｕｏｒｏｌｉｎｋ（登録商標）Ｓ−１０もしくはＫｒｙｔｏｘ（登録商標）などのフッ素化ポリエーテル、およびフルオロシリコーンとしてもよい。上記の例は、第１のコーティング７６が、より低い表面張力を有する実施形態で使用するのに適切である。第１のコーティング７６は、例えば、ブラシ、スプレー、プリントヘッド、ノズル、フローコート、浸漬などの、当分野で既知の適切な手段により塗布することができる。
【００２２】
次いで、第２のコーティング８２を、定着器ベルト８４上に堆積する。この堆積は、第２のコーティング８２をフローコーティングするなどの、当分野で既知である任意の手段によって実行することができる。第２のコーティング８２は、シリコーン配合物、またはフルオロシリコーンもしくはポリウレタンなどの他の任意の適切な組成物とすることができる。第２のコーティング８２は、第１のコーティング７６が塗布された領域内に堆積しないことに留意されたい。上記方法により、第２のコーティング８２は、第１のコーティング７６によって形成された所定の幾何学的限界に、その縁部を上手く合わせる。いくつかの実施形態において、第２のコーティング８２が堆積した後、第１のコーティング７６は取り除くことができる。
【００２３】
第１のコーティング７６を取り除いた後、オーバーコート層８６を第２のコーティング８２上に堆積することができ、それにより、第２のコーティング８２に対する保護バリアをもたらす。オーバーコート層８６は、典型的には、フルオロエラストマである。具体的には、適切なフルオロエラストマは、米国特許第５，１６６，０３１号、第５，２８１，５０６号、第５，３６６，７７２号、ならびに第５，３７０，９３１号、および米国特許第４，２５７，６９９号、第５，０１７，４３２号、ならびに第５，０６１，９６５号に詳細に記載される。それらに記載されるように、これらのエラストマは、（１）ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）として商業的に知られているような、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ならびにテトラフルオロエチレンのうち２つの共重合体のクラス、２）ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として商業的に知られているフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ならびにテトラフルオロエチレンの三元重合体のクラス、または（３）ＤｕＰｏｎｔから販売されているＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）もしくはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）として商業的に知られているフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、ならびに硬化部位モノマーの四元重合体のクラスからの、フルオロエラストマまたはハイドロフルオロエラストマである。フッ素プラスチック、例えば、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ならびにＦＥＰ、およびフルオロエラストマ、例えば、Ｓｏｌｖａｙ−Ｓｏｌｅｘｉｓ  Ｔｅｃｎｏｆｌｏｎ（登録商標）、３Ｍ  Ｄｙｎｅｏｎ（商標）、ならびにＤａｉｌｉｎ  Ｄａｉ−ｅｌ（商標）などの、他のオーバーコート材料もまた使用することができる。
【００２４】
上記のように、印刷するために有用な部材、例えば、定着器システム組立体の定着器部材に対する基材は、ロール、ベルト、フィルム、平面、または熱可塑性トナー画像などのトナー画像の適切な基材への固定で使用する他の適切な形状とすることができる。定着器部材の形式を取ることができ、いくつかの実施形態において、上記した円筒ロールのような円筒ロールの形式である。典型的に、ロール定着器部材を有する実施形態において、基材は、アルミニウム、銅、鋼、および、剛性ならびに構造的整合性を維持するために選択され、コーティングされて堅固に付着したフルオロエラストマを有することができるある種のプラスチック材料による円筒チューブの形式を取る。
【００２５】
本製造プロセスはまた、定着器ベルトおよび定着器ドラムなどの定着部材とは異なる他の用途のために使用することができる。例えば、本処理は、ベルトスリット加工が実現性のある選択肢ではない他のコーティング処理に適用できる。さらに、第１のコーティングは、インクジェットまたは蒸着などの他の堆積処理によって塗布することができ、一方、第２のコーティングは、導電材料を含むことができ、それにより、第２のコーティングを通じて電流を流すことが可能となる。したがって、本処理は、そのような自動材料境界層が望まれる、フレキシブル回路、または他の構成要素の形成に有用である。
【００２６】
本開示は、コーティングするための所定の縁部、境界、境界線、またはパターンを生成する方法に関する。これは、材料の初期の、すなわち第１の層を塗布して、第２の所望のコーティングを次に伴うことを意図して、境界または縁部を正確に規定することによって実現される。境界材料、すなわち、第１のコーティングは、第２のコーティングと有意に異なる表面張力を有し、そのため、第２のコーティングは、境界材料の影響を受けにくくなるので、明確な縁部を形成する。いくつかの実施形態において、第１のコーティングは、第２のコーティングが堆積した後、除去することができる。さらに、いくつかの実施形態において、オーバーコート層は、例えば、第２のコーティングを保護するためのものであり、第２のコーティング上に堆積して、第２のコーティング上に完全なシールを形成することができる。
【００２７】
本方法は、基板の縁部がコーティングされる前のコーティングにおいて、明確な縁部を形成する機能を提供する。これは、例えば、スリット加工が不可能な多層定着器ベルトの生産において有益である。他のより複雑な幾何学的特徴もまた、上記のように、コーティングにおいて加えてもよい。本発明はまた、フレキシブル回路の形成などの他の用途で使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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