JPH04298777A - 粉末転写、焼き付け及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は大量転写システムの改良に関し、別々の大量の
材料が、第１の温度の第１の位置から異なる温度の第２
の位置へと移動される様なシステムに関する。本発明は
詳しくは、少量の画像或は色形成材料が、それが受取り
媒体に焼き付けされるもっと高温の第２の位置へと移動
される印刷システムの如きシステムに関する。

〔従来技術の説明〕

複写或は印刷分野に於ては印刷は、先ず光導伝性ドラム
或はベルト上に静電潜像を形成し、トナーを使用してド
ラム上に静電潜像を現像し、次いでトナーを移動ベルト
に転写し、該移動ベルトによって前記トナーを熱焼き付
けステーションを通して搬送し、そこでトナーを溶融し
そして紙或はその他印刷媒体に転写させることによって
為されることが知られている。この種のシステムは米国
特許第３，８９３，７６１号、第３，９２３，３９２号
、そして第３，９４３，１１３号に示される。そうした
システムは商業的に作製され且つ販売されて来た。

本件出願人の知る商業的システムに於てはベルトの主要
な機能は、現像されたトナー像を高温の焼き付け及び転
写ステーションへと搬送するための転写機構を提供する
ことである。ベルトは比較的厚く、例えば１ミリメート
ル以上であり、転写されたトナー像を焼き付けするに十
分な１００℃の温度で等温運転される。その様な構成で
はベルトは、一次潜像形成部材であるところの光導伝性
ベルトを高い焼き付け温度から絶縁する作用を為し、こ
れが、光導伝性ベルトをして従来からの粉末トナー像現
像技術を使用しての運転を可能ならしめている。

そうした構成ではアセンブリは、第１の像形成用機構及
びトナー転写機構がある温度で運転され、そしてもっと
大きな転写アセンブリが更に高い温度で装置内部に維持
されるといった複雑なものとなってしまう。前記装置は
その加熱及び冷却両部分のために大電力を入力させる必
要があり、然もその機構は複雑である。２つ或はそれ以
上の中間部材間でのトナー粉末の転写によって、像品質
上の考慮事項が増える。

従って、この種のシステムでは機械的構造の簡素化、電
力要件の低減そして像転写特性の改善が所望されている
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、異なる温度の２つの位置間での熱効率
的な転写を提供することにある。

本発明の他の目的は、効率的なピックアップ特性及びリ
リース特性を有する転写部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、第１の位置でトナー粉末を使用し
て潜像が現像され、そして現像された像が第２の位置で
のプリント形成のために転写され且つ焼き付けされる、
効率的な像形成用装置を提供することにある。

〔発明の概要〕 上記及び他の目的は、本発明の１様相である印刷システ
ムによって達成される。該印刷システムに於ては転写部
材は無端ベルトとして例示され、該無端ベルトはトナー
粉末をピックアップする非加熱位置及び、該トナー粉末
が溶融され次いでプリントを形成するためにシートに転
写される加熱位置間を移動する。ベルトは熱を持ちにく
く、またベルトの、加熱位置及び非加熱位置間を対向方
向に移動する部分は接近状態に維持され、従ってそこで
の熱交換が生じ、これが、各位置でベルトの各部分をそ
の位置との熱平衡状態に持ち来すために要するエネルギ
ーを低減し、ベルトの熱的サイクルに基くエネルギー損
失量を低減する。

本発明の別の様相に於ては、転写部材は内層面層及び表
層よりなる複合層構造を有する。該内層面層は軟質のエ
ラストマー層であり、繊維の凹凸寸法特徴に有効に相似
するべく低圧で撓む。また表層或は外側層は、前記寸法
特性以下の凹凸に対しては硬質である材料から形成され
る。ある好ましいシステムでは、帯電付着プリントヘッ
ド構造が帯電分布をベルト部材上に配置し、静電潜像を
形成する。該具体例では５０から２５０ｐｆ／ｃｍ２の
ベルトキャパシタンスを実現するべく誘電性充填材を少
なくとも一方の層の材料に追加し得、外側のコーティン
グ層が単一の像部材をして像形成及び印刷のためのトナ
ー粉末のピックアップ及びリリースを達成可能ならしめ
る。

〔実施例の説明〕

第１図には本発明の主たる様相が概略示される。装置１
は第１の温度に維持された第１の位置１０及び第２の温
度に維持された第２の位置２０間で、中間領域３０を介
して個別の材料マスを移動させる。

例示具体例では第１の位置１０は“冷却”位置であり、
その温度はクーラー或はベンチレータ１２により予備設
定運転範囲に維持される。第２の位置２０は“加熱”位
置であり、ヒータ２２によってずっと高温に維持される
。クーラー及びヒータ２２は、夫々の位置で冷却或は加
熱材料が連続流入される如きプロセス状況によって適宜
の熱水準が提供される用途例に於ては省略可能である。

更には、加熱位置及び冷却位置の相対位置は、異なる温
度における２つのプロセス位置が維持される限りに於て
相互に交換可能である。

第１の位置１０及び第２の位置２０の夫々の位置で、ロ
ール６或は７に掛け渡されたベルト部材５は周期的態様
で２つの位置間を移動し、一方の位置の物質配置ユニッ
ト８によってベルト５上に配置された物質を転写する。

該物質は、他方の位置で物質受取りユニット１８によっ
て受け取られ、配置及び受取り環境間の差に相当する温
度変化を受ける。これは、ベルトの対向方向移動部分５
ａ及び５ｂを第１の位置１０及び第２の位置２０間の領
域３０に於て接近状態に維持し、好ましくは互いに接触
させ、そこで熱交換が生じる様にすることによって達成
される。一対の通路画定用アイドルロール或はシューズ
６ａ、７ａが所望のベルト通路を維持する。例示された
様にコールド側−ホット側と移動する、配置物質を転写
するベルト部分５ｂは、ホット側−コールド側へと移動
するベルト部分５ａからの熱を受ける。この向流的な熱
交換が、ベルト部分５ｂ及びそれが担持する物質温度を
上昇させ、一方、戻ってくる空のベルト部分５ａの温度
を下降させる。熱容量、熱伝導性、ベルト厚さ及びベル
ト速度は、反対方向に移動するベルト部分間の熱交換を
効率的なものとしそれにより第１の位置１０への熱の移
動量は極く小さい。こうした構成は、２つの位置間にお
ける所望されざるエネルギー移動によるエネルギー損失
量を低減し、また各位置での運転温度を維持するために
必要なエネルギー量を低減する。

第２図は第１図の向流熱交換移動システムを使用する印
刷或はコーティング装置１００を示す。

対応する要素には同一の参照番号が付記され、説明の明
瞭化のために同一の相対位置にて示される。本装置１０
０は熱溶融性熱可塑性プラスチック、例えば顔料或はト
ナー粉末を、移動するウェブ或はシート１５０へとそれ
が転写される加熱ステーションに送達する作用を成す。

例示された装置ではベルト５は帯電潜像を形成するため
に装填された誘電層を具備するベルトであり、容器８か
らのトナー粉末が、それらがベルトの帯電部分に付着す
るようブラシその他アプリケータ１０８によって塗布さ
れる。ベルトの外側表面の界面自由エネルギーは小さく
、従ってトナー粉末は帯電潜像の装填領域だけに付着す
る。付着したトナー粉末はロール７の位置の加熱ステー
ションへと搬送される。加熱ステーションではロール７
内部のヒーター列のみならずヒーターランプ１２２がベ
ルトに差し向けられ、搬送されたトナー粉末が軟化され
る。紙ウェブ１５０が送り機構（図示せず）によって送
給され、軟化されたトナー粉末をそこから受け取るため
に印刷ロール１２５によってベルト５に対し比較的低圧
力で押し付けられる以前に、好ましくは（肩１２２ａの
位置の同一のヒーターランプ１２２によって）予備加熱
される。これにより、単一ステップでの機械的転写及び
軟化されたトナー粉末の紙への焼き付けが行なわれる。

こうした“転写焼付”段階は、転写された潜像が一般に
別の加熱ステーションで紙に焼き付けされる従来からの
プロセスとは対照的なものである。

スクレーパ１２６が印刷ロール１２５の清浄状態を維持
し、吸収性或は粘着性ジャケットを具備するクリーナロ
ール１２８がベルトと接触し、転写されなかった残余の
トナー粉末をベルトからピックアップし、従って加熱さ
れたロール７を離れる中間ベルト部分５ａは汚れない。

第１図に示される様に、ニーロール７ａ、６ａが中間ベ
ルト部分５ａ、５ｂを熱交換接触状態に好ましく位置決
めする。熱伝導性材料ではない材料製の且つ熱質量の小
さいプラテン１３１（仮想線で示される）が、対向方向
に移動するベルト部分をニーロール間でもっと接近する
状態に付勢し得る。別様には熱伝導性の、低摩擦材料製
の鋳鉄を、移動する２つのベルト部分間に配置し一方側
から他方側へと熱分路態様で熱を伝導させ得る。

熱交換領域３０を通して移動した後、浄化され冷却され
た中間ベルト部分５ａは静電潜像領域１４０へと送達さ
れ、そこでコロナ放電装置、例えばコロナロッド１４１
がベルト表面の残留帯電配置物を払拭する。ベルトは次
いで、１つ以上の制御し得るプリントヘッド１４２、１
４４へと送達される。該プリントヘッド１４２、１４４
は、アプリケータ１０８によって塗布される次のトナー
粉末が所望の像に相当する間隔の分布でもってベルトに
付着される様、移動するベルト上に像に関連する帯電分
布を選択的に配置する。試験的具体例に於ては、プリン
トヘッド１４４は米国特許第４，１６０，２５７号及び
それ以降の特許に示される、一般形式のイオノグラフィ
ックプリントヘッドであった。しかしながらプリントヘ
ッド１４４は、エレクトロスティックピン配列その他の
帯電潜像塗布手段を含み得る。

２つの帯電潜像配置のためのプリントヘッド１４２、１
４４は、プリントヘッドをベルトとの関連に於て取付け
る２つの異なる方策を例示する。

プリントヘッド１４４はドラム６と対向し、現在市場に
ある既存の誘電性ドラムに基くシステムのそれとは寸法
形状的に類似する像配置を創出する。プリントヘッド１
４２は、ベルトがそこに対して付勢されるところのアン
ビル１４２ａに対向して位置決めされる。アンビル１４
２ａは、ベルトがプリントヘッド１４２によって形成さ
れた帯電模様を忠実に受け取るために所望される表面平
坦性或は曲面を提供するために形状付けられる。

こうした構成は、説明された誘電性ベルトシステムが、
トナー粉末のアプリケータ８、１０８の前方でベルトに
沿って複数の静電或はイオノグラフィックプリントヘッ
ドを任意の位置に配置することにより、帯電潜像を発生
させる様になっていることを示すものである。実際上は
、単一のプリントヘッド、例えばプリントヘッド１４４
は単一色調或は単一色印刷のためには十分なものである
。

試作品に於て使用されたトナーは、溶融性熱可塑性プラ
スチック顔料物質を含む磁気乾燥粉末トナーであった。

一般的なＨｉｔａｃｈｉ　Ｈｉ−ＴＯＮＥＲ　ＨＭＴ２
０１焼き付け用磁気トナーを、ドラム温度を１６５℃に
維持し、ベルト速度を毎秒３８センチとして運転した場
合に良好な結果が得られた。この特定のトナーには１０
から３０ミクロンの寸法分布の粉末が混合された。類似
するＣｏａｔｅｓ　Ｍ７０９４の如き単一或は複合部品
構成の焼付け用トナーが、ドラム温度範囲を１０５℃か
ら１４５℃とし、ベルト速度を前記速度とした状態で比
較し得る結果を生じた。

第２図に示されるシステムが幾つかの有益な特徴を有す
ることを観察されよう。先ず、トナーがヒーターランプ
１２２を通過した後、トナーは軟化され且つ単一ステッ
プで紙に転写されそして焼き付けられる。転写されたト
ナー粉末がシート上を別の焼付ステーションへと搬送さ
れる従来通りのシステムとは異なり、静電像発生領域内
に釈放される空気連行されたトナーダストは無視し得る
程度である。第２に、圧力だけによって固着されるトナ
ー粉末とは異なり、熱によって軟化されたトナー粉末は
約１００ｐｓｉ未満の比較的低い接触圧力を使用してウ
ェブ１５０に転写され、従って像を汚す高圧スキューロ
ールは不要である。低圧の可撓性ロールは、像を比較的
肉厚の、粗い或は導電性の基質に転写可能であり、従っ
てそうした材料上に模様或は像を形成するための新規な
プロセスを提供する。第３には、熱によって軟化された
トナー粉末は印刷物に対する記録上優れた付着を創出す
る。ベルトから成立つ単一の像形成エレメントを使用す
ることにより、異なるステーション間での像の記録が容
易に達成される。そして更に、印刷速度の変更は機械的
搬送機構を実質的に改変すること無く実施され得る。

装置１００のために好適なベルトは２つの特徴を有する
。その１つは、熱容量及び熱−転写特性が、有効な向流
熱交換を至当なベルト移動速度で発生させるに好ましい
ことであり、そして他の１つは、ベルトによる装填及び
トナー粉末ピックアップ及びリリースが、好適な帯電潜
像の形成のために好ましいことである。ベルトは各像周
期に於てトナー粉末を効率的にピックアップしそして完
全にリリースする。

ベルトの熱的要件に関し、本件出願人はシュミレーショ
ンを実施すると共に、異なる材料、例えばアルミニュウ
ムポリイミドＫＡＰＴＯＮフィルム、ＰＴＦＥコーティ
ングアルミニュウムＫＡＰＴＯＮフィルム、そしてステ
ンレス鋼ベルトの如き材料から形成したベルトのエネル
ギー要件を判定するための測定を実施した。これらのシ
ミュレーション及び実験にから、ベルト速度が毎秒０．
５から１．０メートルである薄いベルト（約１ミリメー
トル未満）のためには、ベルトの熱伝導性は、熱交換領
域３０内で交換されるエネルギー及び冷えたドラム６の
ために失われるエネルギー測定におけるベルトの熱容量
よりは臨界的なものではないという結論を支持する結果
が得られた。斯くして、ステンレス鋼ベルトは各ベルト
速度に於て数倍のエネルギー入力を必要とし、またＰＴ
ＦＥコーティングアルミニュウムポリイミドＫＡＰＴＯ
Ｎフィルムは未コーティングのアルミニュウムポリイミ
ドＫＡＰＴＯＮフィルムよりも効率は低かった。

第３図は、テストジグ上で毎秒約０．５メートルの速度
で走行する前記材料製の長さ約１メートルのベルト上で
読み取られた温度を表している。温度は、初期ウォーム
アップ期間の後、第２図に示される様なポイントＡ、Ｂ
、Ｃ、Ｄ、Ｅに相当する位置で測定された。図示される
様に、ベルトの各点間での、温度差ＴＥ−ＴＤに比例す
る全熱伝達、そして温度差ＴＢ−ＴＣに比例する、冷え
たドラムのために失われるエネルギーは、夫々未コーテ
ィングのアルミニュウムポリイミドＫＡＰＴＯＮフィル
ムから成るベルトを使用した場合に極めて良好であった
。ステンレス鋼ベルトは、その熱容量がずっと大きいこ
とによって、ベルトの過剰高温側温度を有効には低下さ
せ得なかった。同様に、ＰＴＦＥコーティングアルミニ
ュウムポリイミドＫＡＰＴＯＮフィルムはこのベルト速
度ではその質量が増大することによって効率は低かった
。

毎秒約０．５メートルのベルト速度は、毎秒１枚以上の
印刷速度を達成するためのプリンタのために所望される
速度の代表値である。対向方向に移動するベルト部分が
、熱交換し、各々その厚みを介して実質的に均一の温度
に到達し得ることは、それらの肉厚、特定温度、接触長
さ、ベルト速度及び摩擦力に依存する。本件出願人はベ
ルト厚さを約０．１０ミリメートル、好ましくは０．０
２から０．２０メートルの範囲とすれば、印刷に好適な
毎秒約０．１から２．５メートルのベルト速度範囲でベ
ルトの全厚さに対する有効な熱伝達が提供されることを
見出した。ステンレス鋼、ベリリウムカッパ、種々の形
態のカプトンシートその他材料の如き、市販入手し得る
多くのフィルム或はシートは全て、ベルト材料に好適で
あり、必要な引張強さ、熱質量及び熱伝導性を有してい
る。印刷のために最適であるもっと高い速度では、熱質
量のより小さい物質の方が優れている。より高い熱伝導
性は、ベルトの厚さ部分の、使用を意図する狭い範囲で
の熱伝達には大きな影響を与えない。

こうした物理的パラメータに加え、本件出願人は、ベル
トの向かい合う層を誘電性材料から形成し、従ってそれ
らが帯電された場合、対向方向に移動するベルト部分間
の静電引力により、向かい合うベルト部分が更に有効な
熱接触状態に引き寄せられることにより伝熱特性が大き
く改善されることを見出した。対向方向に移動する２つ
のベルト部分の摩擦電気的帯電にそうした引力を確立す
るために必要な差を生じさせるには、ロールを非対称そ
の他位置に位置付ければ良い。好ましくはベルトは、ベ
ルトの機械的引きずりを増大させる過剰な静電荷を防止
するために幾分導電性を有する。

装置１００の運転に際して重要なベルト構造における第
２の様相は、ベルトのトナー粉末ピックアップ及びリリ
ース特性である。これらの属性は先に説明したプリント
ヘッド構造を参照して議論される。該前記プリントヘッ
ド構造は、文献に於て既知の一般的原理に従えば、帯電
潜像を誘電部材上に配置することによって作動され、従
って数百ボルトにも上る電荷が、トナー粉末を誘電部材
に引き寄せるために配置される。

そうした作動のために、本件出願人は１平方センチメー
トル当り約１２５から２２５ｐｆのキャパシタンスを有
するベルトを使用した。また他の一般的な帯電及びトー
ニングシステムのためには前記キャパシタンス範囲は１
平方センチメートル当り約５０から５００ｐｆとすべき
であると考える。スタイラス形式の帯電ヘッドを有する
の如き幾つかのシステムのためには、ベルトキャパシタ
ンスは１平方センチメートル当り約１０００ｐｆである
ことが所望され得、またその他のシステムの作動のため
には１平方センチメートル当り約１０ｐｆもの低いベル
トキャパシタンスが実用的である。層押したキャパシタ
ンス範囲内に納まる、１平方センチメートル当り約１２
５から２２５ｐｆのキャパシタンスを有する好ましいベ
ルト構造は、以下にトナーリリース特性の考慮に引き続
いて詳述される。

本件出願人は、トナー粉末のピックアップとその最終的
な転写との間における物理的変化には技術的に問題があ
ることを見出した。ベルトの外側表皮は、トナー粉末が
、帯電潜像が配置された部分だけに引き付けられ且つそ
こに維持される様、好ましくは界面自由エネルギーの小
さい材料から作成される。トナー粉末は、熱によって軟
化され或は溶融されると、界面自由エネルギーの小さい
材料に粘着する。こうした粘着性により、トナー粉末は
軟化された場合に液滴状態に群集し、これが転写像の品
質を低下させ得る。本件出願人は更に、紙或は印刷媒体
の不規則な表面特徴に対応して転写像に微細な空隙が出
現することを見出した。従って、紙の表面粗さに特有の
約０．０１ミリメートルの寸法を有する紙繊維、格子並
びに表面特性は、加熱されたトナー粉末を担持するベル
トをシートに押し付けた場合のトナー粉末の完全な転写
を妨害し得る。

これらの問題は、ベルト上に粗い紙表面にぴったりと合
うに十分な柔軟性を有するエラストマー層を設けること
及びがいエラストマー層を硬質の表面コーティングでカ
バーすることによって解決される。硬質の表面コーティ
ングはベルト表面が紙の粗い表面に相似するに十分なだ
け薄く、尚且つベルト表面がそれよりも小さい寸法の表
面特性には相似せず従って紙屑或はトナー粉末を取り込
まぬよう十分に硬い。本件出願人は、実用ロール圧力１
００乃至１５０ｐｓｉに於ては、硬質の表面コーティン
グは１００オングストローム或はそれ未満の表面特性と
の相似を防止するに十分な硬さを有し、従ってフアンデ
ルワース分子引力の、トナー粉末或は軟化されたトナー
粉末群体のベルトへの付着のための近接状態で接触する
ベルト領域における十分な作用を阻止することを理論上
想定する。これが、ベルト表面が“粘着性”ではないこ
と及び塗布された帯電潜像がない場合或は加熱トナー粉
末の紙への機械的粘着が生じるに際しての、トナー粉末
保持のための十分な分子引力が発生しないことを保証す
る。

例えば、３０ショアＡジュロメータのシリコーンゴムで
もってカプトンベルト上に約０．０５ミリメートルのエ
ラストマー層を形成し、これを硬さが約３５−４５０シ
ョアＤ．の００５ミリメートル厚のポリマー層で被覆す
ることにより、好適なエラストマ及びハードコーティン
グ特性を入手し得る。

好適なハードコーティング材料は、ダウコーニング社に
よってそのＲ−４−３１１７相似コーティングとして販
売されるシリコーン樹脂相似被覆材料である。これはメ
トキシ官能性シリコーン樹脂であり、該樹脂に於ては硬
化中の高度の架橋がメトキシ基を付加し、重合コーティ
ングの総括分子重量を上昇させる。ベルト基質のための
好適な材料は０．０５ミリメートル厚のＵｌｔｅｍ、カ
プトンその他、シリコーン充填Ｎｏｍｅｘ織物或はケプ
ラー布の如き比較的強靭な且つ難伸縮性の、約２００℃
もの温度で作働可能なウェブ材料である。好適な伝導性
材料が、帯電制御及び基平面提供のために基質層内或は
上部に含有される。好適なエラストマー中間層材料には
、シリコーンゴム、ヴィトンの如きフルオロポリマー、
その２０乃至５０ショアＡ固さを有する他耐熱材料が含
まれる。

第４Ａ図、４Ｂ図、４Ｃ図には３つの異なるベルト構造
が示されその特徴範囲が例示される。

第４Ａ図ではベルト５０は厚さ０．０５ミリメートルの
アルミニュームカプトンから成る導電性支持体５１を含
む。該導電性支持体５１は０．００５ミリメートル厚の
ハードスキンコート５３でオーバーコーティングされた
シリコーンゴムから成る、厚さ０．０４ミリメートルの
層５２を有する。層５２の硬度は３５ショアＡジュロメ
ータであり、一方ハードスキンコート５３の硬度は４５
ショアＤジュロメータである。種々のポリマーは２及び
３の間の比誘電率を有していることから、多層構造中の
少なくとも１層に高誘電性フィラーを含ませることによ
り好ましいものに改変される。こうした態様でのフィラ
ーの使用によって硬度は増大され、従ってより厚いエラ
ストマー層或はより柔軟なエラストマーを、所望される
表面相似性を維持するためのそうした構造中で使用し得
る。

第４Ｂ図はそうした充填ベルト構造６０を示している。

該具体例では、基質はデュポン社のＭＴフィルムの如く
金属面６１ａを具備する０．０５ミリメートル厚の伝熱
フィルム６１から形成される。エラストマー層６２は、
マサチューセッツ州ウェイマウスのキャストール社によ
って複合されたシリコーンゴムの０．０５ミリメートル
厚コーティングから形成され、調合配合物中には、比誘
電率１３を達成するため及び正味硬度４０−４５ショア
Ａを有するために十分な量のバリウムチタネートが付加
されている。

外側のハードスキンコート５３は第４Ａ図のそれと同一
である。他の添加物はベルトキャパシタンス及び伝熱性
或はその両方を調節するために混合され或は変更され得
る。

第４Ｃ図はベルト構造の別態様を示し、ここでは低密度
織り布ベルト７１に柔軟な導電性シリコーンゴムバイン
ダ７１ａが折り込まれ、厚さが０．０７５ミリメートル
の導電性部分が形成されている。好適なシリコーンゴム
は硬度が３５ショアＡジュロメータであり、また１０３
オームセンチメートルの導電性を有する。この場合、基
質は相似性を有し、従ってシリコーンゴム層７２はそれ
以上に軟質化する必要性がないことから極めて薄い。例
えばシリコーンゴム層７２は硬度３０ショアＡジュロメ
ータ、肉厚０．０５ミリメートル未満のエラストマーで
形成し得る。シリコーンゴム層７２はその他の例におけ
る様にハードスキンコート５３でコーティングされる。

シリコーンゴム層７２及びハードスキンコート５３は従
って、フィラー無しでの高いキャパシタンスを達成する
ために十分に薄い。

前記後者２つの具体例では、導電性基質の使用によって
ベルトは、第２図の装置におけるアースされた導電性ロ
ール６、７を使用することによりアースされ得る。

先に非−粘着性の表面コーティングとして説明した、ダ
ウコーニング社によってそのＲ−４−３１１７相似コー
ティングとして販売されるシリコーン樹脂相似被覆材料
を使用する場合、本件出願人は厚さ０．００２５−０．
００５ミリメートルの外側層がベルトをして０．０１ミ
リメートルの表面粗さ特性に相似可能ならしめるために
十分薄く、一方、トナー粉末の連行を防止するために十
分に硬いことを見出した。０．００７５−０．０１ミリ
メートルよりも厚い表面層は紙表面に完全な像転写を行
なうには剛性が高過ぎる様であった。硬い表面コーティ
ングを適用するに際し、本件出願人はＭａｙｅｒワイヤ
巻ロッドをアプリケータとして使用した。中間のエラス
トマー層を形成するためにシリコーンゴムが、均一厚さ
の円滑なコーティングを創出するためにナイフ及びロー
ルアセンブリによってコーティングされた。

所望の表面特性を実現するために、先に示した表面コー
ティング構造を種々に改変可能である。

例えば、シリコーンゴムを覆っての硬質のコーティング
を達成するために窒素イオンを、イオンエネルギーを５
０−１００ＫｅＶ、電流を１平方センチ当り約０．０１
マイクロアンペア、そしてイオン線量を１平方センチ当
り１０１３イオンとして射突させることによって処理し
得る。これによりトナー粉末を連行しないつるつるの硬
質表面が提供される。別の技術は、プラズマへの露呈に
よるエラストマーコーティングの処理のためのものであ
る。イオン−射突及びプラズマ反応の両技術は表面材料
の架橋を増進するものと考えられる。所望の度合の架橋
重合を達成するために特定材料を使用し得る。例えば、
ビニル−ジメチルシリコーンゴムの表面コーティングは
、適宜の肉厚及び硬度の硬質表皮を提供するために電子
ビーム照射によって重合され得る。表皮の重合はまた、
紫外線、触媒、コロナ或は化学的重合技術によっても制
御し得る。

これら技術の任意のものに於て、基質は寸法上の安定性
を提供し、一方、基質及び表面層は共に、５０から１５
０ＰＳＩの比較的低い圧力で圧力ロールによって付勢さ
れた場合に、金属シート、紙或はアセテートの如き印刷
部材に相似するために十分な柔軟性を有するものが選択
される。ベルトコーティングの弾性的変形は、こうした
圧力で意図された表面粗さと比例するべきである。次い
で、硬質の表面コーティングが、トナー粉末の連行を防
止するために十分な硬さ及び肉厚で、しかも表面の寸法
上の相似性に干渉しないような硬さ或は肉厚でもって形
成される。界面自由エネルギーの小さい表面コーティン
グを使用することにより、軟化され或は溶融されたトナ
ー粉末はベルトに付着せず、またトナー粉末は印刷部材
への押し付けにより完全且つ完璧に転写される。界面自
由エネルギーは望ましくは１センチメートル当り２０ダ
インである。

第５図は本発明に従うプリンタ２００の別態様を示す。

該プリンタ２００は相似用のエラストマ層及び硬質表皮
を具備する転写ベルト２０５を使用している。該具体例
では装置の第１のセクションには潜像形成用及び調色用
セクション２０１が含まれ、第２のセクション２０２に
は現像転写及び焼付け用ベルト２０５が含まれる。潜像
形成用及び調色用セクション２０１は、現像されたトナ
ー粉末像２１２を担持するベルト２１０を含むものとし
て例示される。別様にはベルト２１０は誘電ドラム、誘
電プレート或は光導電性部材の如き好適な像−担持部材
と代替され得る。潜像形成用及び調色用セクション２０
１は従って、調色された像を形成するために全く従来通
りの複写、レーザー印刷或は像形成技術を使用し得る。

第２のセクション２０２は、例えば第４Ａ図に例示され
ると類似のベルト構造を具備するがしかし非導電性基質
を有し得る現像転写及び焼付け用の熱−転写ベルト２０
５を含み得る。トナー粉末はベルト或はドラムから静電
停電転写により前記熱−転写ベルト２０５に転写される
。

ベルト２１０及び現像転写及び焼付け用ベルト２０５間
の転写は、熱−転写ベルト２０５のコロナ帯電によって
か或はベルト背後のロール２０６にトナー粉末転写位置
で電気的バイアスを欠けることによって実施され得る。

これが調色された像２１２を、それた形成されたところ
のベルト２１０から最終的な熱−転写ベルト２０５へと
転写させる。こうした静電的方法を使用してのトナー粉
末転写の効率は約９０％であり得る。潜像形成用及び調
色用セクション２０１及び第２のセクション２０２間で
の一貫しての静電的転写は、代表的には紙に対する静電
的な像転写に於て遭遇され、また湿度の変動によって引
き起こされる、熱−転写ベルト２０５、ベルト２１０の
表面粗さが無いことの並びに導電性の変化の無いことに
よって生じる。ベルト２０１はまた、粘着性或は類似性
質のクリーナロール２１１をも具備し得。該クリーナロ
ール２１１は転写されなかった残余のトナー粉末を除去
するべくベルト２１０と接触される。第２図に示された
具体例におけるように、熱−転写ベルト２０５はロール
２０６の位置であるトナー粉末ピックアップ位置から、
ロール２０７位置の、焼き付けられたトナー粉末が圧力
ロール２３０によって紙シート或はウェブ２２０に転写
される焼付け用ステーション間を移動する。好ましくは
ロール２０７内部の輻射熱ヒータ２３５が、必要な水準
の熱入力を提供する。

熱−転写ベルト２０５の硬質表皮コーティングが、該ベ
ルト表面上に紙屑及びそれが存在することによるトナー
粉末像転写への影響が僅かであるか或は全く影響しない
ことが予測される埃が拾い上げられる恐れを低減する。

このシステムは、硬質表皮コーティングのために寿命が
長く、従って更に軟質の或は粘着性のベルトを使用する
トナー粉末転写システムに勝る改良をもたらすことが期
待される。

第６図は本発明に従う別のシステム１６０を示している
。該具体例では第１及び第２の、実質的に完結するベル
トによる像形成システム１６２、１６３が、各々のベル
トが調色された像を、夫々第２図のロール７に相当する
、対向するロール１６３、１６５の各一方へと搬送する
よう配列されている。ロール１６３、１６５の位置では
、２つの像が同時に、シート１５０の対向面に転写され
る。例示上、トナー軟化用ヒーターが、ロールドラム内
部のクオーツランプ１６７によって例示される。

この具体例では各ロール１６３、１６５は、第２図にお
けるような駆動用のロール７及び圧力ロール１２５によ
る配列構成ではなく、ベルト駆動され且つ各ローラ間を
挿通される所望厚さのシート上への約１００−１５０ｐ
ｓｉの圧力を創出するために有効な、同一の表面コーテ
ィング及び弾性圧力特性を共に有している。これが紙の
各側での調色された像の転写の均一化を保証する。第６
図の対向するベルト配列構成はまた、２重システムの２
つの側間での像整合のために要求される構造を、従来か
らの複合或は連続駆動像転写部材を使用する２重視ステ
ムと比較して著しく簡略化する。実際上、潜像が、先に
説明されたような電気的に駆動される帯電配置装置１４
４によって形成される場合は、一方のベルト上での、配
置された像の横方向及び長手方向での移動は帯電配置装
置１４４に適用された駆動信号に導入される適宜のタイ
ミングシフトによって完全に電気的に達成され得る。

そうしたタイミング調整は、ベルトの、像を担持する領
域の外側のヘッドによって配置された一連の整合マーク
を監視するベルト位置検出装置によって自動的に成され
得る。

以上本発明を具体例を参照して説明したが、本発明の内
で多くの変更を成し得ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う熱的転写システムの概略図である
。 第２図はプリントシステムとしての具体例における第１
図に相当する詳細図である。 第３図は異なる熱交換ベルトの熱的特性を示すグラフで
ある。 第４図は第２図の具体例のために好適な転写部材のため
の好ましい層構造を示す部分斜視図である。 第４Ａ図は第２図の具体例のために好適な転写部材のた
めの好ましい層構造を示す部分斜視図である。 第４Ｂ図は第２図の具体例のために好適な転写部材のた
めの好ましい層構造を示す部分斜視図である。 第４Ｃ図は第２図の具体例のために好適な転写部材のた
めの好ましい層構造を示す部分斜視図である。 第５図は本発明の特徴を有する別態様の概略図である。 第６図は本発明に従う複式システムの概略図である。 尚、図中主な部分の名称は以下の通りである。 ５：ベルト部材 ８：物質配置ユニット １０：第１の位置 ２０：第２の位置 ２２：ヒータ ３０：中間領域 １０８：アプリケータ １２２：ヒーターランプ １２５：印刷ロール １２６：スクレーバ １２８：クリーナロール １３１：プラテン １４０：静電潜像領域 １４１：コロナロッド １４２、１４４：プリントヘッド １５０：シート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー粉末を転写するために支持部材がそ
   の内部の第１ステーション及び第２ステーション間を移
   動する改良印刷システムであって、前記支持部材が静電
   潜像及び前記トナー粉末を受け取るための誘電表面を具
   備し、該誘電表面が、特徴的な表面粗さを有する像受け
   取り用印刷媒体に相似するための弾性的柔軟性を有する
   内層面層を具備し、界面自由エネルギーの小さい非−粘
   着性表面層が前記内層面を覆っている前記改良印刷シス
   テム。
2. 【請求項２】粉末材料を転写するための搬送部材であっ
   て、 実質的に非伸長性の支持部材にして、第１の位置及び第
   ２の位置間での粉末の一方向的転写のための閉回路通路
   を画定する前記支持部材と、該支持部材における第１の
   コーティングにして、特徴的な表面粗さを有する印刷媒
   体の表面に相似するために有効なエラストマー組成物を
   具備する前記第１のコーティングと、 該第１のコーティングの外側面を画定するリリース材料
   から成るオーバーコーティングとによって構成される前
   記搬送部材。
3. 【請求項３】像形成用装置の加熱ステーション及び非加
   熱ステーション間を、調色された像を搬送するためのシ
   ステムであって、 裏面及び前面を有する、シート或は積層体搬送部材にし
   て、トナー粉末をピックアップして前記前面に調色され
   た像を形成するための誘電材料を含み、閉ループにて形
   成される前記シート或は積層体搬送部材と、 前記非加熱ステーション及び前記加熱ステーション間を
   調色された像を搬送するために前記閉ループを移動する
   ための、第１及び第２の運動性アセンブリと、 ベルトが前記非加熱ステーション及び前記加熱ステーシ
   ョン間を移動するに際しての熱エネルギーの伝達を低減
   するために前記裏面の異なる部分間に接触する熱分路を
   形成する手段と を包含する前記システム。
4. 【請求項４】シート部材の２つの側に印刷像を形成する
   ためのシステムであって、 閉ループに於て配列され第１の領域から第２の領域を貫
   いて伸延して配列された第１の誘電性ベルトにして、前
   記第１の領域では該第１の誘電性ベルトが第１の調色さ
   れた像を受取り、前記第２の領域では前記第１の誘電性
   ベルトが第１の可撓性ロールを越えて移動し、前記第１
   の調色された像をシート部材に押し付けて該第１の調色
   された像を前記シート部材に転写するようになっている
   前記第１の誘電性ベルトと、 閉ループに於て配列され第３の領域から第４の領域を貫
   いて伸延して配列された第２の誘電性ベルトにして、前
   記第３の領域では該第２の誘電性ベルトが第２の調色さ
   れた像を受取り、前記第４の領域では前記第２の誘電性
   ベルトが第２の可撓性ロールを越えて移動し、前記第２
   の調色された像をシート部材に押し付けて該第２の調色
   された像を前記シート部材に転写するようになっている
   前記第２の誘電性ベルトと を含み、前記第１の可撓性ロール及び第２の可撓性ロー
   ルは各々実質的に同一の可撓特性を有し、前記シート部
   材は前記２つのロール間を同時に通過し、前記第１の調
   色された像及び第２の調色された像をシート部材の対向
   する側で受け取るように相互に対向状態で整列されてい
   る前記システム。
5. 【請求項５】物質を粉末状態から圧力溶融し得る状態へ
   と物理特性を変化させるために有効であるような温度差
   を有する第１の位置及び第２の位置間で物質を搬送する
   ためのシステムであって、前記第１の位置及び第２の位
   置間における回転搬送ループを形成する無端ベルトと、 前記第１の位置で材料を粉末として前記無端ベルトに塗
   布するための第１の手段と、 前記第２の位置で、圧力溶融し得る状態の、前記第１の
   手段によって塗布された材料を前記無端ベルトから除去
   するための第２の手段とから構成され、 前記無端ベルトが、材料を前記第１の位置から前記第２
   の位置へと搬送するための第１の方向で移動するループ
   の第１の部分を具備し、そしてロープの戻り部分を構成
   する第２の方向に於て移動するループの第２の部分を有
   し、これらベルトのループの第１の部分及び第２の部分
   は、ベルトの回転中に互いに接触してそれらの間部分間
   で熱交換し、この接触部分に到達したベルト部分の温度
   をその位置における概略温度に持ち来し、それにより前
   記回転するベルトに対するエネルギー損失を減少させる
   用になっている前記システム。
6. 【請求項６】シート上に像を印刷するためのシステムで
   あって、 ハウジングと、 像形成用表面及び該像形成用表面下方の導電性層を具備
   する無端の誘電性ベルトにして、前記ハウジング内の第
   １、第２及び第３の位置間を連続的に可動の前記誘電性
   ベルトと、 前記第１の位置で前記像形成用表面上に潜像を構成する
   ための、像に関する帯電分布を形成するための手段と、 トナー粉末が前記像に関する帯電分布に従って前記誘電
   性ベルトに付着するよう、前記第２の位置でトナー粉末
   を塗布するための手段と、前記第３の位置でそこからの
   トナー粉末を受け取るために前記誘電性ベルトとシート
   とを前記第３の位置で接触させるための手段と、 を含み、前記トナー粉末は熱溶融性トナー粉末であり、
   前記第３の位置は、圧力を加えることにより該トナー粉
   末が、軟化された状態で単一の段階で前記誘電性ベルト
   から前記シートに効率的に転写されるべく、トナー粉末
   を軟化させるための温度に維持されている前記システム
   。