(57)【要約】【課題】電子写真マーキングシステム（溶着システム）にて使用される溶着器ロールは、必然的に、トナー又はトナー及び紙の副産物を含むフィルム又はくずで汚染されるようになる。この汚染は、通常はフィルムの形態をとり、これは最終的に蓄積して、溶着器ロールの性能及び寿命に悪影響を及ぼす。【解決手段】溶着システム１は、階調付けられた紙移送機構１４と、溶着器ロール２と、クリーニングウエブ３と、圧力ロール４と、を有する。クリーニングウエブ３は溶着器ロール２に連続的に接触して、それによって、クリーニングウエブ３のワックスが含浸された部分５がワックス５を連続的な方式で溶着器ロール２の表面に転写して、溶着器ロール２の上にワックスフィルム又はコーティング６を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真マーキングシステムにおいて有用な溶着器配置であって、
前記配置が、動作的な関係にて、トナーを供給するトナーステーションと、少なくとも一つのローラクリーニングウエブと、少なくとも一つの溶着器ロールと、少なくとも一つの圧力ロールとを備えており、
前記クリーニングウエブは前記溶着器ロールと連続的にクリーニング接触しており、
前記クリーニングウエブは、前記トナー内の材料と化学的組成及び摩擦電気的特性が同様であるワックス物質をその上に形成するように処理され、
前記ウエブは、前記溶着器ロールと接触すると、前記溶着器ロールの上に、ワックスフィルム、ワックス粒子の均一な分布、及びそれらの混合からなるグループから選択されたワックス材料を形成し、それらは全て、前記溶着器ロールに転写されると、イメージ状の残存トナーワックスによる前記溶着器ロールの印刷履歴効果を少なくとも低減することができる、溶着器配置。
【請求項２】
前記ワックス物質が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、Ｎ−ブチルメタクリレート、スチレンアクリレート、及びそれらの混合物からなるグループから選択されている、請求項１に記載の溶着器配置。
【請求項３】
帯電ステーション、露光ステーション、及び現像ステーションを備える電子写真マーキングシステムであって、
前記帯電ステーションが、動作的な関係にて、トナー供給器と、少なくとも一つのローラクリーニングウエブと、少なくとも一つの溶着器ロールと、を備えており、
前記クリーニングウエブは前記溶着器ロールの表面をクリーニングすることができ、
前記クリーニングウエブは、前記トナー内の材料と化学的組成及び摩擦電気的特性が同様であるワックス物質を備える含浸されたウエブを形成するように処理され、
前記含浸されたウエブは、前記溶着器ロールと接触すると、前記クリーニングウエブの上に、ミクロンサイズのワックス粒子の均一な分布、及びイメージ状の残存トナーワックスによる前記溶着器ロール上の印刷履歴効果を少なくとも低減することができる前記溶着器ロールの上のワックスコーティングからなるグループから選択された部材を形成する、電子写真マーキングシステム。
【請求項４】
動作的な配置で、階調付けられた紙の供給ステーションと、少なくとも一つのローラクリーニングウエブと、少なくとも一つの溶着器ロールと、少なくとも一つの圧力ロールとを備えた静電印刷システムであって、
前記クリーニングウエブは前記溶着器ロールと連続的に接触できるようになっており、
前記階調付けられた紙は、ポリエチレン、ポリスチレン、Ｎ−ブチルメタクリレート、及びそれらの混合物からなるグループから選択されたワックス材料を含むトナーを備えており、
前記クリーニングウエブは、その中にワックス成分が含浸されており、
前記クリーニングウエブは、前記ワックス成分を前記溶着器ロールに転写して、前記溶着器ロールの外側表面の上に実質的に均一なワックス層を形成することができ、
前記均一なワックス層は、一様なトナーリリースおよび比較的低い摩擦電気的電圧を前記溶着器ロールの上に提供し且つ維持するために適合されている、静電印刷システム。
【請求項５】
一定且つ均一なワックスレベルが前記コーティングされた溶着器ロールの上に維持されて、それによって、前記コーティングされた溶着器ロールがその表面上に比較的低い摩擦電圧を有することができ、それによって前記溶着器ロールのポテンシャルを最小化して前記トナーを引き付けて且つ保持する、請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には電子写真マーキングシステム及び方法に関しており、より具体的には静電印刷システムにて使用される溶着システムに関している。
【背景技術】
【０００２】
静電イメージ形成機械は、印刷及びコピー機システムの両方において、イメージを紙又は他の媒体に転写するために使用される。一般的に、光導電体が選択的に帯電され且つ光学的に露光されて、光導電体表面の上に静電潜像を形成する。トナーは、帯電された光導電体表面に堆積される。このトナーは電荷を有し、これより、これは静電潜像に対応する領域内の光導電体表面に付着する。トナーイメージは、紙又はその他の媒体に転写される。階調が付けられた紙は、溶着器ローラシステムを含むいくつかの方法のいずれかによって加熱され、イメージ状の配置のトナーが紙に溶着される。光導電体はそれからリフレッシュされて−あらゆる残存トナー及び電荷を除去するためにクリーニングされて−、他のイメージのために準備完了状態にされる。イメージングされた紙は、それから文書アウトプット収集領域又はトレーに渡されて、そこでユーザが、仕上がった永久的にイメージングされた紙又は文書を収集する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子写真マーキングシステムにて使用される溶着器ロールは、必然的に、トナー又はトナー及び紙の副産物を含むフィルム又はくずで汚染されるようになる。この汚染は、通常はフィルムの形態をとり、これは最終的に蓄積して、溶着器ロールの性能及び寿命に悪影響を及ぼす。
【０００４】
この溶着器ロールの汚染は、一般的には電子写真プリンタ又はコピー機のあらゆる溶着システムにおいて起こることができ、以前のイメージ履歴によって引き起こされるマークに加えて、コピー上のマーク（ＭＯＣ：Ｍａｒｋｓ  Ｏｎ  Ｃｏｐｙ）を引き起こす。一般的に、溶着器ロールは、先に述べたようにトナー及び溶着器化学反応の副産物で汚染されるようになり、これは最終的に、溶着システム全体の早期故障を引き起こすことがある。制御要因の競合効果のために、この溶着器ロールの汚染に対する便利で実用的な解決策は知られていない。
【０００５】
溶着器ローラ上のトナーくずに伴う問題は、最終的には圧力ロール、及び溶着器ロールに接触しているイメージングされた紙の質及び明瞭さにも影響を与えることがある。先述のように、比較的に高価な溶着器ロールの寿命は、この汚染問題が適切に克服されないと、実質的に短縮されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
高速の及び他のプリンタ溶着システムにおいて、溶着器ロールは通常は、溶着器ロールの連続的なクリーニングをその第1の目的として有するクリーニングウエブによって接触される。
【０００７】
多くの機械におけるこのウエブは、ノメックス（デュポン社の登録商標）から作られる。いくつかの例では、溶着器ロールの汚染は最終的にクリーニングウエブに転写され、その意図されたクリーニング目的又は効率さを低減させる。溶着器ロールは、典型的にはテフロン（デュポン社の登録商標）又はヴィトン（デュポン社の登録商標）でコーティングされたアルミニウムベースから作られる。
【０００８】
ある実施形態の溶着システムは、階調付けられた紙の移送機構、溶着器ロール、クリーニングウエブ、及び圧力ロールを、動作的関係で備えている。溶着器ロールは、溶着ステップの間に圧力ロール及び紙と動作的に接触している。
【０００９】
全ての溶着器は、あるレベルまでの不可視オフセット（ＮＶＯ：Ｎｏｎ−Ｖｉｓｉｂｌｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）を有し、これは、容易に転写されるトナーに対してはより高くなることができる。ＮＶＯは、溶着イベント後に溶着器ロール上に残るトナー残りかすである。性能が悪い溶着器ロールはＮＶＯを紙に転写し戻さないかもしれず、このＮＶＯはクリーニングされなければならない。ウエブによるＮＶＯのクリーニングは、ウエブにおけるトナーの蓄積を招き、ストップ・スタート使用法のためにコピー上のマーク（ＭＯＣ）を引き起こす結果となる。ＭＯＣ形成に対する機構は以下の通りである。クリーニングウエブによる溶着器ロールからのＮＶＯの除去は、ウエブにおける実質的な量のトナーくずをもたらす。印刷ジョブの間に、溶着器コールは回転を停止する。再スタートの間に、溶着器ロールの上の低融点ワックス層の存在は弱い境界層をもたらし、ウエブがトナーを保持することを可能にする。適切なワックス層がないと、再スタートは、トナー層の内部でウエブ上のトナー層を分割することがある。これが生じると、トナーのいくらかはウエブに残り、トナーのいくらかは溶着器ロールに付着して圧力ロールに転写される。トナーの圧力ロールへの転写は層の分割によって起こり、最終的に、最初のいくつかのプリントの裏側が、ページの裏へのトナーの「しみ（ｂｌｏｂ）」を有することになり、これはコピー上のマーク（ＭＯＣ）として知られている。リリースエージェントとして内部ワックスを使用するトナーで作られたプリントは、溶着器ロールの上に不均一なワックス／リリース層を残す。ＭＯＣレベルは印刷履歴に依存し、これは、溶着器ロールに残されたイメージ状の且つ不均一な残存ワックスによる。ＭＯＣは、高イメージカバー率領域では低く、低イメージカバー率領域では高いが、部分的には摩耗又はその他の要因にもよることがある。
【００１０】
ここの実施形態は、テフロン（登録商標）ベースの溶着器及びワックス含有トナーでは特に一般的であるコピー上のマーク（ＭＯＣ）欠陥を作り出すＮＶＯと、溶着器のクリーニングウエブから溶着器ロール（ＦＲ：Ｆｕｓｅｒ  Ｒｏｌｌ）へのクリーニングされたトナーの逆転写との両方を低減する手段を提供する。述べたように、ＭＯＣは先のイメージ履歴の強い関数であり、低い領域カバー率は、はるかに悪いＭＯＣを作り出す。これは、トナー／溶着器ロール（ＦＲ）界面における犠牲ワックス層の損失のためか、または「ワックスフリー」ＦＲによって達せられる摩擦電気が誘導した高い定常状態ＦＲ電圧のためのいずれかによるものである。クリーニングウエブにトナー内にあるもののようなワックスを含浸することによって、トナーのリリースが改良されてＦＲ上の電圧レベルが非ストレスイメージ履歴の〜７０％に等価なだけ低減されること、及びＭＯＣが実質的に低減されることが例証されている。ＦＲ表面上へのワックス層のこの連続的な付与は、したがって、ＭＯＣにおける厳しいイメージ履歴に依存したノイズを除去する。実機におけるテストは、イメージ履歴欠陥の除去及びＭＯＣの低減を示した。
【００１１】
ＭＯＣを最小化するために、印刷履歴にはかかわらず、溶着器ロールの上に、一様で比較的一定のワックスレベルを設けることが重要である。溶着器ロールの上の適切なワックスレベルは、ＭＯＣに対する履歴効果を除去するか、又は少なくとも実施的に低減する。述べたように、本実施形態では、溶着器ロール上へのトナー蓄積に対する適切な解決策が、印刷履歴からは独立して提供される。これは、溶着器クリーニングウエブにワックスを含浸し、これが、溶着器ロールに接触すると溶けて薄い一様なワックス層を生成することによって達成される。溶着器ロールの上へのワックス層の連続した付与は、溶着器ロール上における十分で且つ適度に一様なワックスレベルを保証し、それによって、溶着器ロール上における非常に良好なトナーリリースと適度な摩擦電気的に誘導された電圧とを維持する。
【００１２】
トナーは常に電荷（一般的には大抵の機械では負である）を有し、トナーの紙への溶着に先立って正の潜像に吸着される。クリーニングウエブに含浸されてウエブから溶着器ロールに転写されたワックスがまた、トナーと同じ又は同様な電荷を有するならば、それは、トナーを吸着するよりもむしろ駆逐する。例えば、トナーにて使用されているワックス（又はポリマ）がポリエチレンワックスであると、そのときには、この同じポリエチレンが、溶着器ロール上へのワックスコーティングとして使用されることができる。「同じ」又は「様な」又は「同様の」という言葉が本願及び請求項で使用されるときには、それは、同様の融点及び摩擦電気的性質を有し、コーティングされた溶着器ロールに対する化学的な非適合性又はトナー吸着を示さないトナー材料及びワックスコーティングを意味する。トナー及び溶着器ロールワックスコーティングにおいて、同じ材料、すなわちポリエチレン含有トナー−ポリエチレンワックスコーティング、すなわちポリスチレン含有トナー−ポリスチレンワックスコーティング、すなわちポリエチレン含有トナー−ポリエチレンワックスコーティング、すなわちＮ−ブチルメタクリレートトナー−Ｎ−ブチルメタクリレートワックスコーティング、すなわちポリスチレンＮ−ブチルメタクリレートトナー−ポリスチレンＮ−ブチルメタクリレートワックスコーティングを、溶着器ロール上で使用することが、最も簡単且つ最も便利である。先に述べたように、重要な基準は、溶着器ロールコーティング（ワックス）が、使用されているトナーにおけるポリマ又はワックスと実質的に同じ特性を有することである。同様の融点及び分子量は、クリーニングプロセスの効率さを改善する。
【００１３】
溶着器ロールの上のテフロン（登録商標）ＰＦＡコーティングは、溶着器ロールが圧力ロール及び紙に対して擦られると摩擦によって帯電されることができる誘電体である。この電荷を獲得した後に、これは一般的には、トナー粒子を引き付けて保持する極性になる。ここである実施形態にて提供される解決策は、トナーのものと同様の極性を有するワックスコーティングを付与することによって、摩擦電気的電荷を最小化して且つそれを一様に保つことである。理想的には、ワックスは近中性表面電荷を作り出すべきであるが、溶着器ロール表面電圧における少しの変動は許容可能である。ウエブクリーナは溶着器ロールに常に接触しているので、それは、この溶着器ロールコーティングの最も便利な付与器となる。ウエブは、スプレー、表面処理、ディップコーティング、内部又は表面含浸、液体塗布、溶剤コーティング、粉末塗布などを含む任意の適切な方法によって、ワックスを含浸されることができる。
【００１４】
含浸されたクリーニングウエブが完全に巻き戻された後、それはシステムから廃棄されて、新しいワックス含浸されたウエブに置き換えられる。ワックス含浸の量は、ウエブ１cm2あたり約０．０００１〜０．１グラムのワックスを含む任意の適切な量であることができる。
【００１５】
要約すると、ある実施形態は、少なくとも階調付けられた紙移送機構、一つの帯電、露光、及び現像ステーションを備える静電マーキングシステムを提供する。現像ステーションは、動作的な関係で、トナー供給器、少なくとも一つのローラクリーニングウエブ、及び少なくとも一つの溶着器ロールを備える。クリーニングウエブは、溶着器ロールの表面をクリーニングすることができて、クリーニングウエブは、トナーにおけるワックス材料に対する化学組成と実質的に同じであるワックス物質を備える含浸されたウエブを形成するように処理される。この含浸されたウエブは、溶着器ロールに接触するとワックスフィルムを形成することができて、溶着器ロール上のイメージ状の残存トナーワックス又はその欠如のための溶着器ロール上の印刷履歴効果を、少なくとも低減する。このマーキングシステムでは、クリーニングウエブは溶着器ロールに動作的にクリーニング接触して、ウエブはワックスで含浸され、これは、述べられたように溶着器ロールに接触すると溶着器ロールの上に実質的に一様のワックス層を形成することができる。
【００１６】
一つの実施形態では、このマーキングシステムは、トナーにおけるワックスと同様の特性を有するワックスを備えるフィルム又は粒子状ワックスを有するウエブを使用する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明を用いると、溶着器ロールの性能及び寿命に悪影響を及ぼすことがないという効果がある。また、他の効果は、ＮＶＯを低減し、且つクリーニング間隙におけるトナーリリースを改良することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１において、階調付けられた紙移送機構１４、溶着器ロール２、クリーニングウエブ３、及び圧力ロール４を有する溶着システムを示す模式図が描かれている。クリーニングウエブ３は溶着器ロール２に連続的に接触して、それによって、クリーニングウエブ３のワックスが含浸された部分５がワックス５を連続的な方式で溶着器ロール２の表面に転写して、溶着器ロール２の上にワックスフィルム又はコーティング６を形成する。ワックスフィルム６は、システム１にて使用されているトナーにおけるワックス１７と同じ性質を有する物質の主要部分を含む。溶着器ロール２の表面は、一般的にテフロン（登録商標）コーティングでコーティングされ、コピー上のマーク（ＭＯＣ）は、テフロン（登録商標）ベースの溶着器ロール２及び容易に転写するトナーでは特に普通である。クリーニングウエブ３をトナー１７におけるものの様なワックスで含浸すると、溶着器ロール２上の電圧変動によるトナーリリース及び印刷履歴欠陥が、ある実施形態では７０％を越えて低減され、これは非ストレスイメージ履歴と等価であること、且つ、ＭＯＣが顕著に低減されることが例証されている。先に述べたように、白紙の紙が間隙１３の間を連続的に通過すると、溶着器ロールは約１００ボルトの電荷を獲得し、これが、ウエブ３によって付与されたワックスコーティング６によって約３０ボルトまで低減される。「比較的低い摩擦電圧」は、本開示及び請求項を通じて、コーティングされていない従来技術の溶着器ロールの電圧を実質的に低減し、且つ印刷履歴効果を最小化する溶着器ロールを提供するために適切な電圧を意味し、トナー１７のリリースを改善する。
【００１９】
図２において、電子写真溶着装置１５が描かれており、これは、ここで開示されて図１に描かれた溶着システム１のある実施形態を使用することができる。ワックス含浸されたクリーニングウエブ３が、溶着器ロール２に常に接触して示されており、それによって、溶着器ロールの上に均一なワックスフィルム６を堆積することができる（図１参照）。紙供給１４が示されており、これは、階調付けられた紙を溶着器ロール２と圧力ロール４との間に供給し、溶着された階調付けられた紙をペーパアウト出口１６に移送するように構成される。
【００２０】
図３において、典型的な従来技術のシステム９が描かれており、溶着器ロール１０はコーティングされず、またウエブ１２はワックス含浸されず、これは一般的に、溶着器ロールワックスフィルムにおける実質的な変動、ならびにその結果として、印刷履歴による実質的な大きさ及び変動を有する摩擦電気電圧をもたらす。本発明の図１の実施形態において、クリーニングウエブ３は、溶着器ロール２の上にリリースワックスの均一な層６を付与するために使用され、それによってトナーリリースを改善し且つ溶着器ロールの摩擦が誘導する電圧を低減して溶着履歴効果を実質的に最小化する。これらの印刷履歴効果は、空間的な印刷数に依存した表面電圧の変動を作り出し、これはトナーリリースにインパクトを与え、最終的にＭＯＣをもたらす結果となる。実質的なＭＯＣの低減がテストにおいて見られるが、この実施形態（図１）の他の効果は、ＮＶＯを低減し、且つクリーニング間隙におけるトナーリリースを改良することである。
【００２１】
ある実施形態では、静電印刷システムが、動作的な配置で、階調付けられた紙供給ステーション、少なくとも一つの溶着器ロールクリーニングウエブ、少なくとも一つの溶着器ロール、及び少なくとも一つの圧力ロールを備えて提供されている。クリーニングウエブは溶着器ロールに連続的に接触することができる。階調付けられた紙は、ポリエチレン、ポリスチレン、Ｎ−ブチルメタクリレート、及びそれらの混合物からなるグループから選択されたワックス材料を含むトナーを備える。クリーニングウエブは、その中にワックス成分が含浸されている。クリーニングウエブは、このワックス成分を溶着器ロールに転写して、溶着器ロールの外側表面の上に薄く且つ実質的に均一なワックス層を形成することができる。この均一なワックス層は、一様なトナーリリースを維持するために適合されて、これは、溶着器履歴のために変動することができて、且つ溶着器ロールの上の比較的低い摩擦電気的電圧を維持する。先に述べたように、使用されるワックス成分は、ポリエチレン、ポリスチレン、Ｎ−ブチルメタクリレート、及びそれらの混合物からなるグループから選択された材料を備える。トナー内のワックス材料は、ウエブ内のワックスと実質的に同じ性質を有し、トナー内のワックス材料は均一なワックス層においてと実質的に同じ性質を有している。
【００２２】
クリーニングウエブは、少なくとも１枚の階調付けられた紙シートがシステムに供給されるその供給の間に、溶着器ロールに連続して動作的にクリーニング接触している。溶着器ロールが回転しているときのみにウエブが溶着器ロールに接触しても、所望の効果を達成することがまた、可能である。
【００２３】
ある実施形態では、このマーキング又は印刷システムは、典型的な帯電ステーション、露光ステーション、及び現像ステーションを備える。現像ステーションは、動作的な関係で、トナー供給器、階調付けられた紙コンベヤ、少なくとも一つのクリーニングウエブ、及び少なくとも一つの溶着器ロールを備えている。クリーニングウエブは、溶着器ロールの表面をクリーニングすることができる。このクリーニングウエブは、化学的組成及びその他の特性でトナー内の材料と同様のワックス物質で含浸されている。このクリーニングウエブへのワックス含浸は、連続的なフィルム又はミクロンサイズのワックス粒子の均一な分布のいずれかであり得るワックスコーティングを有するクリーニングウエブをもたらす結果となる。従来技術のコーティングされていない溶着器ロールにおける摩擦電圧は実質的に高く（約＋１００V）、これは非常に高いので、ＮＶＯ及び最終的にはＭＯＣを生成する負のトナーを引き付ける。本システムのある実施形態では、コーティングされた溶着器ロール上の観察された摩擦電圧は約＋３０Ｖであり、これは十分に低く、従来技術に対して実質的な改善を提供する。この一定のワックスコーティングは、溶着器ロールの上の一定で且つ実質的に低い摩擦電圧を確保するので、非常に望ましい。このウエブは、溶着器ロールと接触すると、溶着器ロールの上にワックスコーティングを形成し、これはイメージ状の残存トナーワックスによる溶着器ロール上の印刷履歴効果を、少なくとも低減することができる。含浸されたウエブにおけるワックスは、トナーにおける主なワックスと実質的に同じ又は同様の融点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】含浸されたクリーナウエブ及びワックスコーティングされた溶着器ロールを有する、ある実施形態を描いた図である。
【図２】本発明の溶着コンポーネントを使用することができる典型的な完全な静電溶着システムを描いた図である。
【図３】溶着器ロール、クリーナウエブ、ならびに圧力ロール及び階調付けられた紙移送機構を使用する従来技術の同様のシステムを描いた図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  溶着システム、２  溶着器ロール、３  クリーニングウエブ、４  圧力ロール、５  ワックス含浸部、６  ワックスフィルム又はコーティング、１３  溶着器間隙、１４  紙移送機構、１５  電子写真溶着装置、１７  トナー。
【図１】
2007171960.tif 000003
【図２】
2007171960.tif 000004
【図３】
2007171960.tif 000005