JPH04501926A - トナー画像担持レシーバシートの表面を凹凸化する方法及び装置、並びにこれにより製造された製品 - 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】 トナー画像担持レシーバシートの表面を凹凸化する方法及び装置、並びにこれに より製造された製品 技術分野 本発明は、トナー画像の仕上げ技術に関し、特に、支持体に担持されたトナー画 像に微小凹凸（ｔｅｘｔｕｒｅ）を付与する方法及び装置に関する。

背景技術 写真カラー画像のための伝統的な写真仕上げ作業においては、普通の光沢あるプ リントのほかに、画像の表面に種々の微小凹凸を形成してる。伝統的なハロゲン 化銀を用いる写真においては、レシーバ紙の製造時にレシーバ紙の表面に付与さ れ、写真仕上げ作業における液体処理及び乾燥工程時にも凹凸はそのまま残って いる。

電子写真においては、ハロゲン化銀写真に匹敵する解像度その他の質を有する多 色画像が実験的な装置で製造されている。このような装置が市販使用されていな い理由の１つは、高質を得るために液体現像が必要だからである。しかし、近年 、微粒子乾燥トナーが発達したため、乾式の装置で、低粒度で高解像度の画像を 得ることが可能になつた。

このような装置に関連する問題点の１つは、普通の写真仕上げで得られる画像凹 凸に匹敵する種々の凹凸を画像に与えることである。高質乾燥カラー画像は凹凸 化できる熱可塑性層を有するレシーバシートを使用することにより達成される。

しかし、乾式電子写真に関連する定着その他の処理においては、熱及び圧力の付 与が必要であり、このため、製造時にレシーバシートに付与された凹凸に悪影響 が及んでしまう。

米国特許第４．６３９，４０５号明細書には、普通に定着した後に紙に担持され たトナー画像に光沢を付与する後処理工程が開示されている。定着済みの画像担 持紙は乾燥せしめられ、次いで一対の加熱ローラ間を通され、画像の光沢を増大 させる。少なくとも一方の加熱ローラは熱転写を補助するためにニップにある幅 を持たせるように樹脂コーティングを有する。乾燥工程を設けた目的は、レシー バシートとしてコーテイング紙を用いた場合にニップ近傍から逃げる水蒸気によ る水ぶくれの発生を阻止することである。

米国特許第４．７８０，７４２号明細書には、熱及び圧力の存在下で、定着トナ ー画像を薄いシートで被覆することにより定着トナー画像の光沢を増大させる方 法が開示されている。薄いシートは画像を包み込み、画像を一緒に溶着して光沢 を増大させると共に、表面の粗性を除去する。シートは冷却した後に剥がされる 。画像は支持体上に溶着されたように見え、透明体上のカラー画像に対する光の 散乱を一層少なくする主目的を有する。

ヨーロッパ特許出願第０３０１５８５号明細書（１９８９年２月１日公開）は、 紙シート上のトナー画像か熱可塑性コーティング内の染料／現像剤かのいずれか の光沢を増大させるために使用するダレイジングシート（光滑剤を塗ったシート ）を開示している。グレイジングシートは適当な圧力で紙シートに対して押圧さ れ、かなりの圧力で染料熱可塑性コーティングに対して押圧させる。グレイジン グシートは、高い光沢仕上げに対しては平滑に、低い光沢仕上げに対しては粗面 とすることができる。一実施例においては、グレイジングシートは選択可能な高 光沢領域と低光沢領域とを有する。

上記米国特許第４．７８０，７４２号明細書及び上記ヨーロッパ特許出願第０３ ０１５８５号明細書においては、画像及びシートは分離前に冷却される。圧力定 着装置におけるリリース即ち解離を阻止するためのこの方法は、例えばヨーロッ パ特許出願第０２９５９０１号及び米国特許第３，９４８，２１５号各明細書の 如き多数の文献に記載されている。

米国特許第４，３３７，３０３号明細書には、熱可塑性コーティングを軟化する のに十分な熱の存在の下に、熱可塑性コーティングを有するレシーバシートを微 細トナー画像に接触させる工程を有する熱転写方法が開示されている。適度な圧 力の下に、トナーは熱可塑性コーティングにより包み込まれる。

発明の開示 本発明の目的は、支持体に担持されたトナー画像に凹凸を付与する方法及び装置 を提供することである。

本発明の好ましい実施例における目的は、複数の凹凸化表面を交互にしかも交換 可能に使用できるようにした画像を凹凸化する方法及び装置を提供することであ る。

本発明の好ましい実施例における別の目的は、１工程で支持体上のトナー画像を 定着し凹凸化する方法及び装置を提供することである。

本発明の好ましい実施例における他の目的は、新規な凹凸化したトナー画像を提 供することである。

本発明の一形態によれば、上記目的等は、トナー画像を担持する熱軟化した熱可 塑性層を有する支持体を、画像担持熱可塑性層に接触する第１圧力部材と、支持 体の裏面に接触し凹凸化表面を有する第２圧力部材との間に配置する工程と；画 像及び熱可塑性層に、凹凸化表面に対応する凹凸を付与するのに十分な圧力を第 １及び第２圧力部材間に作用させる工程と；を有する方法により、達成される。

　本発明の好ましい実施例によれば、画像に接触するように平滑なフェロタイプ ウェブを位置決めすることにより、凹凸がレシーバシートの表面上のトナー画像 に付与される。凹凸化表面は、画像を担持した表面とは反対側のレシーバシート の表面に接触する支持ローラの表面により構成される。このような構成のため、 ローラは凹凸化表面を交換するために容易に交換できる。なお、ウェブの交換の 方がもっと面倒である。

本発明の別の好ましい実施例によれば、適当な支持体上の熱可塑性層上の未定着 トナー画像に対して本発明を使用する。フェロタイプ材料は軟化した熱可塑性層 内へトナーを埋設するが、支持ローラは熱可塑性層の表面を凹凸化し、一工程で 定着と凹凸化とを行う。

別の好ましい実施例によれば、異なる凹凸化表面を有する３つの異なるローラを タレット機構上に配置し、タレット機構を回転可能として、所望の凹凸化表面を 、画像を担持した表面とは反対側の表面に接触させるようにする。

電子写真式に形成したトナー画像を定着し仕上げる技術分野における当業者は、 特に、支持体にエンボスを生じさせずに高圧で、熱可塑性層の表面及びトナー画 像をレシーバシートの裏面から凹凸化できるとは考えなかった。

本発明の別の実施例によれば、レシーバシートは、熱可塑性層を施した面とは反 対側の面に、カール防止層を有し、このカール防止層は、これに接触する圧力部 材によりオフセット（片寄り）やエンボスを生じさせないのに十分な高さの溶融 温度を有する。

本発明の好ましい実施例の一形態では、凹凸化支持ローラを有する平滑なフェロ タイプウェブは光沢があって凹凸化された新規な凹凸化仕上げ品を提供できる。

図面の簡単な説明 以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明するが、第１図は多色トナー画像 を仕上げるための装置の概略側面図、第２図は第１図の装置により実施されるが 如き多色トナー画像の定着の様子を示す拡大断面図、　第３図は第１図の装置中 の定着装置の断面側面図、第４図は第１図の装置中の凹凸化装置の一実施例を示 す断面側面図、第５図は凹凸化装置の別の実施例を示す断面側面図、第６図は第 ４図に示す凹凸化装置に使用できる凹凸化支持ローラの端面図、第７図は第４図 又は第５図に示す実施例の変形例として使用できる無端ウェブ状の凹凸化素子の 側面図、 第８図は特にタイミング機構を示す凹凸化装置の別の実施例の側面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図によれば、レシーバシート１は一連のステーションを通る経路に沿って搬 送される。第２図に断面で示すレシーバシート１は紙支持体１０を有し、その上 面には、容易に軟化可能な熱可塑性層９が被覆しである。紙支持体１０はその下 面にカール防止コーティング８を有するとよい。これらの材料については、後に 詳述する。

レシーバシート１は画像転写ステーション３、定着ステーション４及び凹凸化ス テーション５を通る経路を通して搬送され、排出ホッパ１１へ排出される。

多色トナー画像は多数の手段によりレシーバシート１上に形成される。例えば、 第１図によれば、光導電性ドラム２０は帯電ステーション２１において均一に帯 電せしめられ、露光ステーション２２においてレーザー、ＬＥＤ又は光学露光装 置により露光せしめられ、異なるカラー調色ステーション２３．２４．２５．２ ６において調色される。従来のカラー写真と同じように、調色ステーション２３ −２６により一連の画像が調色付けられる。次いで、一連の画像は転写ステーシ ョン３にて整合した状態でレシーバシート１の表面へ転写され、この転写ステー ションでは、レシーバシート１は転写ローラ２７に固定され、画像に対して転写 関係位置に反復して運ばれ、シート上に多色トナー画像を形成する。同じ装置で 単色画像を形成することもできる。

乾式トナー粒子での極めて高質の電子写真作業には、超微細トナー粒子が必要で ある。例えば、写真カラープリントに匹敵する画像は８μｍ以下（特に３．５μ ｍ以下）の平均直径を有するトナー粒子を用いて形成されてきた。このような微 細なトナー粒子を静電的に転写するのが困難なため、転写ステーション３は熱補 助型式のものが好ましく、この型式のものでは、トナー及びレシーバシートの熱 可塑性層の両方を加熱して、トナーを担持した任意の表面（この場合、光導電性 ドラム２０）に対するトナーの吸着力よりも強い吸着力をトナーと熱可塑性層と の間に提供することにより、転写を行う。この目的のため、転写ローラ２７は、 熱可塑性層９ヘトナーを部分的に埋設することにより層９へのトナーの転写を補 助するようなガラス転移温度まで熱可塑性層９を加熱するように、ランプ７によ り加熱せしめられる。

多色画像は中間ドラム又はウェブを用いて形成することができ、この場合、２又 はそれ以上の色のトナーが整合して中間ドラム等へ転写され、次いで、これらの トナーは単一の多色画像としてレシーバシートへ転写される。先に形成したカラ ー画像の上で第２、第３、第４のカラー画像を露光し現像する既知の方法により 多色画像を光導電性ドラム２０上に形成する場合には、シート１は１回の転写で 多色画像をドラム２０から直接受は取ることもできる。要約すれば、多くの既知 の技術は、レシーバシート１の熱可塑性層上に又はこの層に僅かに埋設した状態 で、乾式超微細トナー粒子の多色画像を提供するために使用できる。

第２図を参照すると、微細に分割されたトナー粒子（第２図に寸法を誇張して示 す）はレシーバシート１の表面上で種々の高さの層となって延在する傾向を有す る。普通の圧力ローラによる定着では、トナーの層を幾分平坦にする傾向がある が、その反面、この層を拡散させ、画像の粒度を実質上増大させ、画像の質を劣 化させる傾向をも有する。更に、微細なトナーは、定着オイルを使用しない場合 は、圧力定着器上でオフセット（片寄る）傾向を有する。このような定着オイル は、普通の複写作業では許容できるが、写真質の画像形成においては許容できな いようなじみをレシーバシート表面に生じさせてしまう。許容可能な熱転写のた めの実質的なニップを形成するために１つの硬質なローラと１つの弾性的なロー ラとを使用する圧力ローラ式定着器でも、写真の質にとっては許容できない欠陥 となるような顕著なレリーフ画像をプリント内に生じさせてしまう。両面をコー ティングされたレシーバシートを用いても、このような定着器での水ぶくれは重 大な問題である。

従来の赤外線ヒータは圧力ローラ式定着器はどにはトナ一層を拡散させる傾向を 有さないが、レリーフを減少させることができない。このような赤外線ヒータ式 定着器は画像の溶融に完全に依存しているが、この画像の溶融自体が画像の流れ や癒着や解像度の劣化を生じさせてしまう。このようなヒータは不十分で、大き な障害を発生させ、放射線シールドを必要とする。　第３図に明示する定着ステ ーション４においては、レシーバシート１は紙支持体１０上の熱可塑性層９を軟 化又はほぼ軟化させるのに十分なだけ予備加熱装置４０により加熱せしめられる 。予備加熱装置４０は紙支持体１０を通して熱可塑性層９を加熱する普通の伝導 加熱装置として示しである。他の既知の加熱装置を使用することもできる。例え ば、層９を直接加熱する赤外線加熱装置をレシーバシート１の上方に設けてもよ い。軟化点又はその近傍まで加熱された熱可塑性層９を有するレシーバシート１ は支持ローラ４１とフェロタイプウェブ４２との間を通され、このフェロタイプ ウェブは、軟化点以下への熱可塑性層９の冷却を阻止するか、又はガラス転移温 度又はそれ以上の温度へ熱可塑性層を温度上昇させるために加熱されるローラ４ ３によりレシーバシート１に対して押圧せしめられる。ローラ４１．４３はかな りの力で相互に押圧せしめられ、フェロタイプウェブ４２とトナー画像及び層９ との間にかなりの圧力を生じさせる。

熱により層９を軟化することにより、トナーは層内へ押し込められ、層９内に全 体的に埋設される。この作用は第２図に明示するが、この第２図では、軟化した 層９の上面に層となって堆積した実質的なレリーフ状態のトナー画像を図の左側 に示す。トナー画像が全体的に層９の上面上に位置した状態で示したが、転写ス テーション３で熱補助転写器を使用した場合には、トナーの一部は既に層９内に 部分的に埋設されている。しかし、現在の技術レベルでは、大半の材料を用いて も、転写工程で、トナー画像を完全に定着することはできない。従って、第２図 に示すように、フェロタイプウェブ４２が全部のトナ一層を熱可塑性層９内へ押 し込み、熱可塑性層がトナー上で流れるのを許容し、これにより画像を定着する 。実質的な圧力と適当な温度とを用いることにより、層９内にトナーを埋設する この方法が十分に定着され高度の光沢を有し顕著なレリーフの無い画像を提供す ることが判明した。トナーは層９内に押し込められることにより定着されるので 、トナーは拡散せず、画像の鮮明度は損なわれず、微細トナー粒子により提供さ れる粒度は著しく増大する。

従来の定着装置においては、一方（又は両方）のローラは十分な加熱領域を提供 するための幅広いニップを形成するように幾分柔順性があった。しかし、幅広い ニップでは、トナーのレリーフを除去するのに十分な高圧を得ることができない 。このような従来の定着装置では、２０以下の光沢レベルしか得ることができな い。また、コーティングした紙を使用した場合、幅広いニップはオーバーヒート を生じさせ、ニップを去ったレシーバシートに水ぶくれ状態を生じさせてしまう 。

同様に、従来の定着装置は画像がこれに接触するローラに付着するのを阻止する ために定着オイルを使用している。レシーバシート上の熱可塑性層を用いても、 このような付着が同様に生じる。ただ、定着オイルを用いると、画像の質に悪影 響を及ぼし、写真クラスの複写物にとっては許容できないオイル皮膜をレシーバ シート上に発生させてしまう。

第３図によれば、フェロタイプウェブ４２は実質的な距離にわたって画像及び熱 可塑性層に接触する。フェロタイプウェブ４２は平滑で、硬質なウェブであり、 低表面エネルギを有する。フェロタイプウェブは無端ベルト（第４図）又はスプ ールに巻かれたウェブ（第３図）の形をとることができる。フェロタイプウェブ は４７工ルグ／ｃｍ２以下（好ましくは、４０工ルグ／ｃｍ２以下）の表面エネ ルギと、１０８ニユートン／ｍ２又はそれ以上のヤング係数を有するのが好まし い。第３図の実施例では、ウェブ４２は、ローラ４３、供給ローラ４４、巻取り ローラ４５及び分離ローラ４６を有する一連のローラのまわりに装着されている 。ウェブ４２は上記ローラの１つ、例えば巻取りローラ４５を駆動することによ り又は摩擦にてレシーバシート１でウェブ４２を駆動することにより、レシーバ シート１と同じ速度で駆動せしめられる。対をなすローラ４１．４３の一部であ り装置に主圧力を提供するローラ４３により、ウェブ４２を駆動するのが好まし い。張力付与装置（図示せず）を巻取りローラ４５に設けて装置内に適正な張力 を維持させる。ローラ４１．４３はフェロタイプウェブ４２とレシーバシート１ との間の接触面に実質的な圧力を生じさせる。

ローラ４１．４３は、柔順ローラを使用した場合には普通得られないような圧力 をニップ内に維持するように、硬質金属ローラで構成するのが好ましい。良好な 結果を得るためには、圧力は１００ボンド毎平方インチ（約７ｋｇ／ｃｍりとす べきである。１００ｐｓｉ（約７ｋｇ／ｃｍり以上の圧力を使用すれば、増大圧 力による更なる改善が得られる。例えば、ローラ４１、４３が共に硬質金属表面 を有する場合は、３００ボンド毎平方インチ（約２１ｋｇ／ｃｍりを越える圧力 をウェブ４２とシート１との間のニップに生じさせるに十分な力をローラ４１． ４３間に作用させることができる。１０００ポンド毎平方インチ（約２１ｋｇ／ ｃｍりを越える圧力を作用させた場合に優れた効果が得られた。

予備加熱装置４０はレシーバシート１上の熱可塑性層９を軟化するために使用す る。ローラ４１．４３の一方又は両方はまた、熱可塑性層の温度を、熱可塑性層 内へトナーを押し込めるのを可能にするガラス転移温度以上に上昇させ、維持す るように加熱される。ローラ４３を硬質で、加熱されるものとし、ウェブ４２を ローラ４３の一部に巻き付けてウェブ４２を予備加熱できるようにするのが好ま しい。また、ローラ４１を加熱せず、後述する問題である熱可塑性支持層８がロ ーラ４１に付着する可能性を減少させる。

レシーバシート１がローラ４１．４３間の最大圧力及び温度の領域を通過した後 、これらローラ及びフェロタイプウェブ　４２の冷却を開始する。レシーバシー ト１上の熱可塑性層がそのガラス転移温度以下に冷却したとき、トナーは熱可塑 性層内で定着され、トナー及び熱可塑性層がウェブ４２と一緒に分離する傾向を 排除する。それ故、分離ローラ４６においてウェブ４２をしノシーバシート１か ら分離したとき、画像及び熱可塑性層９はウェブに保持されない。出来上がった 画像は十分に定着され、高い解像度を有し、優れた光沢を有する。トナーは熱可 塑性層内へ全体的に埋設される。トナーが流れず拡散せず、かつ元の低い粒度を 提供する一体性を維持したまま、熱可塑性層は、トナー粒子による光の分散を阻 止し、フェロタイプウェブ４２から優れた光沢を提供する。

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ある高質の応用においては、ローラ４８．４６間に予備の加熱源を設けると、加 熱中に緩む機会を熱可塑性層に与える。分離する前に熱可塑性層を更に冷却しな ければならないが、上記対策は「光沢減退」として知られる現象を減少させる画 像に対して高い光沢以外の仕上げが必要な場合は、フェロタイプウェブ４２上に 凹凸化表面を形成して、サテン、シルクスクリーン等の如き一層低い光沢の仕上 げ品を提供する。凹凸化についての方法は後に詳述する。

フェロタイプウェブ４２は種々の材料で作ることができる。金属やプラスチック を使用すると有効である。例えば、高精度に研磨したステンレス鋼製のベルト、 電鋳ニッケルベルト及びクロムメッキした黄銅バンドは共に、良好なフェロタイ プ特性及び良好な解離（リリース）特性を有する。しかし、ポリエステル、セル ロースアセテート、ポリプロピレンウェブの如き普通のポリマー支持材料を用い たときに、良好な結果が得られた。ニスター（Ｅｓｔｅｒ）、マイラー（Ｍｙｌ ａｒ）、カプトンＦ（Ｋａｐｔｏｎ　Ｆ）なる登録商標名で市販されている材料 は９０に達する光沢レベルを与える。

熱抵抗性低表面エネルギポリマーで被覆した金属ベルトがこの工程で有効である ことが判明した。例えば、無充填の高度に架橋された多数のポリシロキサンを、 例えばステンレス鋼の如き金属支持体上に被覆する。金属支持体は、コーティン グ（被覆物）が低表面エネルギに寄与する状態で、必要な硬度を提供する。金属 はまた、耐久性をも提供する。キシレン溶剤又はキシレントルエン混合溶剤内に ５０％の固体として供給された５種の市販の熱硬化硬質シリコン樹脂を用いて実 験を行った。ステンレス鋼製ベルトのみでは、３７の光沢レベルを提供した。

樹脂で被覆したときには、画像の欠陥を殆ど伴わずに、光沢レベルは５７ないし ９５の範囲で変化した。上述のように、従来のローラ式定着器での同一画像は２ ０以下の光沢レベルを提供し、重大な画像欠陥を生じさせるシリコンオイルを必 要とする。

フェロタイプウェブの肉厚は厳密なものではないが、熱転写を許容するのに十分 な薄さを有すると共に耐久性にとって十分な厚さを有するべきである。この目的 に使用するポリプロピレンフィルム支持体は、１ないし４ミル（約０．　０２５ ないし　０．１ｍｍ）の肉厚で上述の要求を満たす。フェロタイプ材料が分離ロ ーラ４６において適当な分離を生じさせるに十分な低さの表面エネルギを有する ことは重要である。この目的にとって、４７工ルグ／ｃｍ”以下の表面エネルギ が好ましく、特に４０工ルグ／Ｃｍ２以下の表面エネルギが好ましい。多数の低 表面エネルギ材料は柔軟過ぎて光沢ある仕上げを行うのに十分な平滑性を提供で きない。それ故、材料は所望の仕上げを与えるのに十分な硬度を有するものとす べきである。ウェブは１０８ニユートン／ｍ２のヤング係数を有するべきである 。

周囲条件下で分離前に単に材料を冷却できるようにすることにより、許容できる 結果を得られることが判ったが、ブロワ等（図示せず）の如き特殊な冷却装置に より高速冷却を行うことができる。

上述のように、最大圧力（即ち３００ｐｓ　ｉ又はそれ以上の圧力）を提供する 硬質ローラとしてのローラ４１．４３を使用することにより最良の結果が得られ る。しかし、ニップに僅かな幅を提供するようなアルミニウムを基礎とするエラ ストマー材料の極めて薄いコーティングを備えていて僅かな柔順性を、一方又は 両方のローラ４１．４３に与えることにより、（白黒又は少数色のカラー複写物 の如き）一層少数色の応用において、良好な結果が得られた。この方法で、コー ティングの肉厚に応じ、許容可能な範囲の下方部分内の圧力は例えば１００ない し３００ｐｓ　ｉの範囲で得られる。

熱可塑性層９は、予備加熱装置４０、ローラ（好ましくは、ローラ４３）及びフ ェロタイプウェブ４２により、ガラス転移温度以上の温度に加熱される。４５℃ ないし７０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性層９を用いると、予備加熱だけ でガラス転移温度近傍の温度に上昇させるような良好な結果が得られた。必ずし も必要ではないが、トナーは例えば５５℃ないし　７０℃の熱可塑性層のガラス 転移温度以上のガラス転移温度を有するのが好ましい。フェロタイプウェブがニ ップに接近したときに１０５℃の温度に維持されている場合、トナーの一部は軟 化する。しかし、これらの温度のうちの任意の温度において、層９は一層軟化し 、トナーは分離せずに層内に埋設される。熱可塑性層が再度ガラス転移温度以下 に下がった後にのみ分離が生じた場合には、ニップにおける温度の精確な制御は 重要ではない。

予備加熱工程はフェロタイプ材料による実質的な温度移送の必要性を減少させる 。狭いニップでは熱移送が困難なので、予備加熱工程の採用により、−重大なる 圧力の適用を容易にし実質的な定着速度を可能にするような硬質ローラ４１．４ ３の使用が可能となる。

更に、実質的な予備加熱工程を使用した場合に、熱可塑性層が光沢を減退させる 傾向が少なくなることが判明した。これは、性質上一層漸進的な予備加熱工程に より高温となったときの熱可塑性層の一重大なる安定性によるものと思われるこ のような考察よりも一層重要であると思われることは、予備加熱した場合にレシ ーバシートが水ぶ（れ状態になる傾向を実質的に減少させることである。水ぶく れ状態は、水蒸気となり逃避しようとする紙白の湿気により生じるものである。

普通の紙なら水蒸気は問題な（逃避することができる。しかし、コーテイング８ ．９が水蒸気の退路を遮断し、フェロタイプウェブ４２とローラ４１との間のニ ップ内で水ぶくれ状態を生じさせる傾向を与える。これらのコーティング層はゆ っくりした割合で湿気を通過させる。予備加熱装置４０での一層漸進的な加熱に より、ニップに入る前に水ぶくれを生じさせずに一層多量の湿気を逃避させるこ とができ、ニップ内で温度の急激な上昇による水ぶくれ効果を減少させる。

写真及び印刷分野において、画像担持シートがカールするのを阻止するためにシ ートの両面を同様な材料で被覆することは周知である。従って、未被覆紙がカー ルしなかったとしても、熱可塑性層９を付加した場合に、紙と熱可塑性層との熱 及び湿度に対する反応に差があるから、変化する条件に応じて紙がカールする傾 向が生じる。このような理由で、層９のカール発生傾向に対抗し紙白に湿気を維 持する層８を（紙支持体１０の）反対面に施す。

写真分野においては、層８は普通層９と完全に同じ材料でできており、層９と同 じ肉厚を有する。しかし、カールは層９と同様の材料であるがある特性が異なる 材料を使用することにより、カールを阻止することが可能であることが判明した 。詳細には、第１図に示す工程において、層９と同様のカール特性を有するが顕 著に高い融点を有する材料を層８として適用できる。例えば、１１５℃又はそれ 以上の軟化点即ち融点を有し適正な肉厚を有するポリエチレン又はポリプロピレ ンの層８は、４５℃ないし７０℃のガラス転移温度を有し特定な肉厚を有する熱 可塑性コーティング層９のカール傾向に実質上対抗できる。このような構成にお いては、ローラ４１（及びローラ４７）、予備加熱装置４０及び（多分最も重要 であると思われる）転写ローラ２７上での層８のオフセットが阻止される。層８ が層９と同じ材料であった場合は、ローラ４１（及び、転写ローラ２７と予備加 熱装置４０）に液体解離（リリース）剤を提供するか、層８に接触するためのウ ェブ４２と同様の無端ウェブを提供する必要が生じる。一方向に紙をカールさせ る層９の傾向に厳格に対抗するためには、層８の密度を調整できる。しかし、こ のような精度は必要でないと思われる。

例えば、１．　０ミル（約０．０２５ｍｍ）の肉厚のポリエチレンコーティング で裏面を被覆した高級写真紙素材の反対面に、５０℃ないし６０℃のガラス転移 温度を有する０、５ミル（約０．０１３ｍｍ）の肉厚のポリスチレン熱可塑性層 （ブリオトーン２１５１　（Ｐｌｉｏｔｏｎｅ　２０１５）なる商標名でグツド イヤー（Ｇｏｏｄｙｅａｒ）社から市販されているもの）のコーティングを施し た。ポリエチレンは１１５℃以上の融点及びガラス転移温度を有する。５５℃な いし６５℃のガラス転移温度を有するトナーの多色トナー画像を熱可塑性層上に 形成した。シートは予備加熱装置４０により５５℃ないし６０℃の温度に加熱さ れ、３５ｍｍ／秒の速度で、２００℃を越える融点を有する３ミル（約０．０７ ６ｍｍ）の肉厚のポリプロピレン製フェロタイプウェブ４２間に送給された。１ ０５℃の温度に加熱した金属ローラ４３によりウェブ４２を支持した。未加熱金 属ローラ４１によりレシーバシートを支持した。約３ＱＯｐｓｉの圧力を作用さ せた。約３．５ミクロンの平均直径のトナーを使用することにより、極めて低粒 度の高質プリントが得られた。レシーバシートのいずれの表面も、ウェブ４２又 はローラ４１上でのオフセットの傾向を有さなかった。シートは、通常の温度及 び湿度変化を受けたときに、カールする傾向を有さなかった。レシーバシート１ の少なくとも１／２の長さに接触するのに十分な長さを有する予備加熱装置を用 いると、一層速い速度（２０Ｑｍｍ／秒を越える速度）で良好な結果が得られた 。予備加熱装置４０がない場合は、１０ｍｍ／秒以上の速度で良好な結果を得る ことが困難であった。

大半の材料に対しては、レシーバシート１がローラ４６においてウェブ４２を去 ったとき、このシートは９０以上又は９０に近い恒久的な高い光沢レベルを有す る。しかし、ある材料に対しては、光沢レベル及びその恒久度は第１処理と同様 の第２処理により改善できる。同様に、「無光沢」、　「サテン」、「シルクス クリーン」の如き凹凸は、ウェブ４２に凹凸化表面を適用することにより、レシ ーバシート１の表面に付与することができ、それによって１工程で表面を定着す ると共に凹凸化する。ある材料及び仕上げに対しては、凹凸化ウェブの平滑性が 欠如すると、平滑な硬質フェロタイプウェブの場合と同様の層９内へのトナーの 埋設作用を行うことができない。このような材料に対しては、別の工程により、 ステーション４でトナーを埋設し、ステーション５で凹凸化を行うのが最良であ る。

第４図によれば、凹凸化ステーション５は定着ステーション４と実質上同様に構 成できる。第４図に示すように、ベルトの形をしたフェロタイプウェブ５２は加 熱ローラ５２及び未加熱ローラ５４．５５のまわりで随伴される。加熱ローラ５ ３は未加熱ローラ５１との間にニップを形成する。レシーバシート１は予備加熱 装置５０を横切って、フェロタイプウェブ５２とローラ５１との間のニップ内へ 搬送され、これらの素子５２、５１は１００ｐｓｉ又はそれ以上の圧力で相互に 押圧される。加熱ローラ５３及び予備加熱装置５０はレシーバシート１上の熱可 塑性層の温度をそのガラス転移温度以上に上昇させる。第４図に示す１実施例に よれば、フェロタイプウェブ５２は画像及び熱可塑性層に凹凸を与える凹凸化表 面を有する。フェロタイプウェブ５２及び熱可塑性層９は、フェロタイプウェブ ５２が急激に屈曲するときに分離ローラ５５においてこれらの素子５２．９が分 離するまで、これらが−緒に右方（第４図）へ動くにつれて、冷却される。定着 ステーション４に加えて凹凸化ステーション５を使用すると、例えばサテン又は シルクスクリーン仕上げの如き凹凸の質を改善すると共に、材料を定着するのが 困難な場合には、光沢レベルの恒久度即ち画像表面の凹凸をも改善する。

第４図に関連して上述した装置を用いることにより優れた結果が得られるが、こ れに対する変形例はある顕著な利点を与える。フェロタイプウェブ５２はその元 の平滑及び硬質の　（光沢のある凹凸化されていない）仕上げとし及びローラ５ １に凹凸化表面を与えるのである。ローラ５１は例えばクロムで被覆したアルミ ニウムの如き硬質金属のローラとすべきである。

この方法はウェブ５２自体に凹凸化表面を適用したときの利点以上の多数の利点 を与える。その利点の１つを第５図に示すが、第５図においては、ローラ５１の 代わりに、タレット機構６３に担持された３つの凹凸化ローラ６０．６１．６２ を使用する。タレット機構６３はレシーバシート１及び加熱ローラ　５３に関す る作動位置に凹凸化ローラ６０．６１．６２の１つを位置決めするように回転で きる。従って、適当な論理及び制御ユニット６５を利用するオペレータはモータ ６６を作動させて、自分の欲する凹凸に応じた作動位置ヘローラ６０．６１．６ ２の１つを位置決めするようにタレット機構６３を回転させることができる。

凹凸化すべき表面ではな（て紙支持体の反対面即ち裏面に接触する凹凸化表面を 使用しての凹凸付与による第２の利点は、第４図に関して先に述べた構成の場合 は凹凸化表面として形成すべき一重大なる表面積を有する凹凸化ウェブ５２を必 要とするが、このような構成が不要なことである。異なる凹凸への切り換えるに は、ローラ５１ではなくてウェブ５２を交換することになる。ウェブ５２に特定 の凹凸を適用すれば、それ自体、ローラ６０を使用した場合よりも高価になる。

ウェブの交換は一層高価となり、一層の労力を必要とする。

凹凸化ウェブ４２により凹凸化を行い定着を行うことは可能である。しかし、多 くの応用においては、平滑なウェブではなくて凹凸化ウェブを使用しても、定着 は局部的に良好にならない。従って、層９に接触する平滑表面及び反対面に接触 する凹凸化表面を使用して凹凸を付与する別の利点は、凹凸化及び定着を単一の 工程で容易に実施できることである。すなわち、定着ステーション４を省略でき 、ローラ５１の凹凸化表面が熱可塑性層に凹凸を与え、平滑なフェロタイプウェ ブ５２が加熱軟化した熱可塑性層内へトナーを埋設する。

上述のように裏面から凹凸を付与する場合、レシーバシートの裏面を熱により軟 化させないことが重要である。普通紙の場合は、問題はない。しかし、上述のよ うに、カールを阻止するためにポリマーその他の層８を使用した場合には、この 層は層９よりも高い融点即ち軟化温度を有するべきである。層９が　４５℃ない し７０℃のガラス転移温度を有する熱可塑性材料でできておりかつ層８が１１５ ℃を越える軟化点及び融点を有するポリエチレン又はポリプロピレンの層ででき ている上述の例においては、ニップ内の温度を正当に制御して（例えば、１０５ ℃に加熱したウェブ５２の表面を使用して）、層８に恒久的に影響を与えずに、 層９に無光沢仕上げを提供する。

更に、凹凸化されたローラ５１及び平滑な光沢提供ウェブ　５２を使用すると用 しての凹凸化にては、前面から規則的な凹凸化を与えることは不可能であると考 えた結果である。この方法により得られた製品、例えば「光沢のあるマーチ」仕 上げの製品はそれ自体新規な製品である。

第３．４．５図はフェロタイプウェブ４２．５２の別の形態を示す。このような フェロタイプウェブは第４．５図に示すような無端ウェブでも、第３図に示すよ うな端部を有し供給及び巻取りロールを使用するウェブでもよい。いずれのウェ ブでもステーション４又は５において使用できる。ある応用においては、ウェブ は再使用可能であるが、オンライン又はオフラインにおいてウェブをクリーニン グするのが望ましい。

第６．７．８図は前面又は裏面のいずれかから凹凸化を行うために使用できる凹 凸化方法を示す。第６図によれば、単一のローラ７０を、第４図のローラ５１又 は第５図のタレット機構６３の代わりに用いる。ローラ７０は３つの別個の凹凸 化表面７１．７２．７３でできた無端外表面を有する。例えば、表面７１は平滑 で光沢仕上げを提供でき、表面７２．７３は模様を具備していて、サテン仕上げ 及びシルクスクリーン仕上げをそれぞれ提供できる。ローラ７０は、単一のロー ラのみでオペレータが３つの異なる凹凸化表面から任意の表面を選択できるよう にする。各凹凸化表面の円周方向長さは、凹凸化すべき各画像のイントラツク（ ｉｎｔｒａｃｋ）方向において、その長さが少な（とも等しい。

第７図は第６図と同じ概念を示すが、フェロタイプウェブ　５２上の無端表面に 設けた３つの凹凸化表面８１．８２．８３を具備する。この場合も、各凹凸化表 面の長さは凹凸化すべき各レシーバシートｌの長さに等しい（かそれより長い） 。

第８図は凹凸化支持ローラ７０上の２つの凹凸化表面７１．７２．７３の使用方 法を示す。凹凸化表面７１．７２．７３は、凹凸化ステーション５の駆動子（図 示せず）によりレシーバシート１を受け取るための作動位置へ周期的に回転せし められる。一対のローラ９１．９２は別個のモータ９３により駆動せしめられて 、レシーバシート１をフェロタイプウェブ５２とローラ７０との間のニップ内へ 搬送する。光学センサ９５は、ローラの正確なイントラツク位置、それ故、各回 転時の３つの凹凸化表面７１．７２．７３の位置を表示するローラ７０上のマー クを感知し、センサ９５を通過したマークを表す信号を論理及び制御ユニット６ ５へ送る。例えばローラ７０上のエンコーダ又はローラ７０上の別のマークの如 き適当なタイミング手段により、論理及び制御ユニット６５はモータ９３へ信号 を送ってローラ９１．９２を駆動し、凹凸化表面７１．７２．７３に対して適正 なタイミング関係にてレシーバシート１をウェブ５２とローラ７０との間のニッ プ内へ搬送する。

ローラ９１．９２は、転写ステーションで画像と適当に整合させてレシーバシー トを搬送するために複写機において普通に使用されている典型的な搬送機構であ り、光学センサ９５の如き検知器からの信号に応答して画像及びレシーバシート を正確に位置決めできる。レシーバシート１に対する所望の凹凸の選定は、オペ レータがスイッチ９６を使用して凹凸Ａ、Ｂ、Ｃを選択することにより達成され 、この選択により生じた信号は論理及び制御ユニット６５へ送られ、この信号は センサ９６及びエンコーダからの信号と共働して、適当な凹凸がローラ７０とウ ェブ５２との間のニップに接近するまで、シート１の搬送を遅延させる。

凹凸化ステーション５が凹凸化すべきシートを受取る速度の３倍の速度で作動す る場合、凹凸化工程は定速で作動して装置の残余部に遅れないようにする。多色 画像は一般に、転写ステーション３で組み合わされねばならない３つ又はそれ以 上の画像の組み合わせで構成されるので、この場合に当てはまる。しかし、凹凸 化工程が定速で作動しローラ７０の表面の１／３のみを使用するときに、凹凸化 工程が装置に遅れをとらないだけの十分な速さで作動しない場合は、ステーショ ン５を作動させるモータを、ウェブ５２からのレシーバシート１の分離時に加速 しウェブ５２とローラ７０との間のニップへの次のレシーバシートの進入時に減 速する可変速度モータとするのがよい。

第８図に示す全般的な技術はウェブ５２が第７図のように分割された表面を有す る場合にも使用できる。

第１図に示した構成では、カットシート状のレシーバシート１を使用している。

しかし、定着及び凹凸化ステーションを通過した後にカットシートに切断される ような連続シートとしてのレシーバシートを使用してもよい。別個のカットシー トは上述のようなある型式の転写にとっては好ましいが、連続シートは仕上げス テーションを通じて取り扱う際に多数の利点を有する。

以上、特定の実施例につき本発明を説明したが、本発明の要旨を逸脱することな く種々の変形、修正が可能であることは言うまでもない。

国際調査報告 、■、、、、、ＴＩ、、、、、、、、、、、ｍ、ＰＣＴ／ＵＳ９０１０５０４２ 国際調査報告

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．支持体上のトナー画像を担持した熱可塑性層の表面に微小凹凸を付与する方 法であって、前記熱可塑性層を加熱軟化した状態で、同然可塑性層に接触する第 １圧力部材と前記支持体の反対面に接触する第２圧力部材との間へ同支持体を配 置する工程と；前記第１圧力部材と第２圧力部材との間に圧力を作用させる圧力 作用工程と；を有する凹凸付与方法において、前記支持体の反対面に接触する前 記第２圧力部材の表面が組織化表面を有し、前記圧力が該凹凸化表面に対応する 凹凸を前記熱可塑性層に付与するのに十分なものであることを特徴とする凹凸付 与方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の方法において、前記熱可塑性層に接触する前記第 １圧力部材が、平滑で硬質で低表面エネルギを有する接触表面を備えたウエブに より構成されていることを特徴とする方法。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の方法において、前記トナー画像が未定着画像であ り、前記圧力作用工程が、軟化した前記熱可塑性層内へトナーを埋設するのに十 分な圧力を作用させることを特徴とする方法。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の方法において、前記トナー画像が前記圧力作用工 程前に前記熱可塑性層内へ埋設されることを特徴とする方法。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の方法において、前記熱可塑性層が、前記第１圧力 部材と第２圧力部材との間に配置される前に、少なくともガラス転移温度まで加 熱されることを特徴とする方法。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の画像処理方法において、前記第１圧力部材に接触 させたまま前記熱可塑性層をそのガラス転移温度以下に冷却させ、次いで同熱可 塑性層を同第１圧力部材から分離する工程を有することを特徴とする方法。
7. ７．紙支持体と、この紙支持体上に形成され多色トナー画像を担持した熱可塑性 層とで構成されたレシーバシートに対して、該熱可塑性層及び該トナー画像に凹 凸を付与するための処理を施す装置において、前記熱可塑性層を少なくともその ガラス転移温度まで加熱するための加熱手段と； 硬質で平滑で低表面エネルギを有する第１圧力部材、及び硬質で凹凸化表面を有 する第２圧力部材と； 前記熱可塑性層を前記第１圧力部材に接触させた状態で、同第１圧力部材と前記 第２圧力部材との間へ前記レシーバシートを搬送する搬送手段と；前記第２圧力 部材の前記凹凸化表面により画定された凹凸を前記トナー画像及び前記熱可塑性 層に付与するのに十分な圧力を、前記第１圧力部材と前記第２圧力部材との間に 作用させる圧力作用手段と；を有する処理装置。
8. ８．請求の範囲第７項に記載の処理装置において、前記第１圧力部材がローラに て支持されたウエブにより構成され、前記第２圧力部材が凹凸化表面を有するロ ーラにより構成されている処理装置。
9. ９．請求の範囲第８項に記載の処理装置において、前記ウエブを支持する前記ロ ーラが加熱される処理装置。
10. １０．請求の範囲第９項に記載の処理装置において、前記第２圧力部材が加熱さ れない処理装置。
11. １１．請求の範囲第７項に記載の処理装置において、前記加熱手段が、前記レシ ーバシートを前記第１及び第２圧力部材に接触させる前に同レシーバシートを加 熱する手段を有する処理装置。
12. １２．請求の範囲第８項に記載の処理装置において、前記熱可塑性層をそのガラ ス転移温度以下に冷却させるように前記ウエブ及び前記レシーバシートが加熱さ れない冷却領域と、前記ウエブが前記冷却傾城を通った後に同ウエブと前記レシ ーバシートとを分離するように同ウエブを急激に屈曲させる領域とを有する経路 を通して移動できるように該ウエブを支持する手段を備えた処理装置。
13. １３．請求の範囲第７項に記載の処理装置において、前記第２圧力部材が凹凸化 表面を有する金属ローラにより構成されている処理装置。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載の処理装置において、前記第２圧力部材がクロ ムの凹凸化表面を有するローラにより構成されている処理装置。
15. １５．請求の範囲第１３項に記載の処理装置において、前記第２圧力部材が、特 定のレシーバシートに対して所望される凹凸に応じて、前記第１圧力部材に関し て作動関係にて選択的に位置決めされる異なる凹凸化表面をそれぞれ有する複数 個の金属ローラのうちの１つの金属ローラにより構成されている処理装置。
16. １６．請求の範囲第８項に記載の処理装置において、前記ウエブを支持する前記 圧力ローラが加熱され、該ウエブが、前記熱可塑性層に接触する前に同ローラを 取り巻いて同接触前に該ウエブを予備加熱するような経路にわたって支持されて いる処理装置。
17. １７．請求の範囲第７項に記載の処理装置において、前記第２圧力部材が複数個 の凹凸化表面を有し；処理装置がこれらの凹凸化表面の１つを選択するためのタ イミング手段と、選択した凹凸化表面が凹凸化すべき対応するレシーバシートに 対して作動関係となることを保証するタイミング手段とを有する処理装置。
18. １８．支持体と、第１表面を画定しガラス転移温度を有する熱可塑性層と、同熱 可塑性層を配置した表面とは反対側の表面に位置するカール防止層とを有するレ シーバシートの前記第１表面上に乾式未定着トナー画像を形成する工程と；前記 熱可塑性層を前記ガラス転移温度以上の温度に加熱し又は維持するのに十分な熱 の存在下で、硬質で平滑で前記熱可塑性層に接触する第１圧力部材と、前記カー ル防止層に接触する凹凸化表面を有する第２圧力部材との間に前記レシーバシー トを位置決めする工程と； 前記凹凸化表面により画定された凹凸を前記熱可塑性層に付与するのに十分な圧 力を前記第１圧力部材及び第２圧力部材に作用させる工程と；を有し、前記カー ル防止層が恒久的に凹凸化されないほど十分に高い融点を有する方法。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載の方法において、前記カール防止層が１１５℃ 以上の融点を有するポリエチレンでできている方法。
20. ２０．請求の範囲第１８項に記載の方法において、前記カール防止層が１１５℃ 以上の融点を有するポリプロピレンでできている方法。