JPH09179417A - 転写定着部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写定着部材を備えた転写定着ステーション
を組み込んだプリンティング装置を提供する。 【解決手段】 この転写定着部材２８は、抵抗加熱層４
８、基層５０、および剥離層５２を有する。転写定着部
材は、少なくとも２つのローラである導電性接触部材４
０、４２の間を動かされる。これらのローラは加熱層に
接触する。電源が導電性ローラおよび加熱層に電流を流
し、加熱層、基層、剥離層および剥離層上のトナー５３
を加熱する。転写定着部材と導電性ローラに隣接するバ
ックアップローラが、バックアップローラと転写定着部
材の間を通るマーキング基層に圧力を加える。加熱層か
らの熱と、バックアップローラにより加えられる圧力を
組み合わせることによって、転写定着部材上のトナー像
が、マーキング基層に定着する。剥離層は、トナーをマ
ーキング基層に転写する際に役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンテ
ィングに関し、特に転写定着部材を含んだ電子写真プリ
ンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真マーキングは良く知られてお
り、原稿のコピー又はプリンティングによく用いられ
る。典型的に電子写真マーキングは、原稿の光像を、実
質的に均一に帯電した感光体上に露光することによって
行われる。その光像に応答して、原稿の静電潜像を感光
体表面上に作るように、感光体は放電する。トナー粒子
が、トナーパウダー像を形成するように潜像上に堆積す
る。そのトナーパウダー像は、直接か又は中間の転写ス
テップの後に、感光体から紙の用紙等のマーキング基層
上に転写される。転写されたトナーパウダー像は、それ
から熱及び／又は圧力を用いてマーキング基層に定着さ
れる。それから感光体の表面は、残余の現像材料が取り
除かれ、別の像を生成するために再帯電される。

【０００３】以上は、典型的な白黒の電子写真マーキン
グ装置についての内容である。電子写真マーキングは、
カラー像を生成する各カラーについて上述のプロセスを
一回ずつ繰り返すことによってカラー像を形成すること
ができる。例えば、帯電した感光体表面は、第１のカラ
ーすなわちシアンを表す光像に露光されてもよい。その
結果の静電潜像は、シアントナー粒子で現像されること
ができ、マーキング基層に続いて転写されるシアン像を
形成する。このプロセスは、第２カラーであるマゼン
タ、第３カラーであるイエロー、および最後に第４カラ
ーであるブラックに対しても繰り返される。各カラート
ナー像はマーキング基層に重ね合わされて転写されるの
が好ましく、マーキング基層上に所望の合成トナーパウ
ダー像を形成する。

【０００４】上述のカラープリンティングプロセスは、
様々なカラートナーパウダー像をマーキング基層上に直
接重ね合わせる。別の電子写真カラープリンティングプ
ロセスは、中間転写部材を用いる。中間転写部材を用い
るシステムにおいては、連続的なトナー像は、感光体か
ら中間転写部材に重ねられて転写される。合成トナー像
が中間転写部材上に形成された後のみに、像が転写さ
れ、マーキング基層上に定着される。ほとんど共通の現
像材料は、ドライパウダートナーである。ドライパウダ
ー現像剤は、典型的にはトナー粒子だけでなく、キャリ
ア粒体からも構成されている。トナー粒子は、トナー粒
子が潜像上に引き付けられるまで、摩擦電気的にキャリ
ア粒体に付着する。ドライパウダー現像剤に代わるもの
として、液体現像剤がある。液体現像剤は、液体インク
と呼ばれるものであり、トナー粒子が分散される液体キ
ャリアを有する。液体現像剤で現像するときには、トナ
ー粒子および液体キャリアの両方が、静電潜像に接触す
るように動く。液体キャリアは、吸い取り、蒸発するこ
とによって、又は別の手段によって取り除かれ、トナー
粒子を後に残す。

【０００５】中間転写部材は、定着プロセスでも用いら
れることが可能である。定着に用いられる中間転写部材
のことを、本明細書では転写定着部材と呼び、転写プロ
セスと定着プロセスを結合したものを、転写定着と呼
ぶ。転写定着プリンティング装置のサイズおよびコスト
が、分離した転写ステーションおよび定着ステーション
を使用するプリンティング装置よりも小さくまた安価で
あるため、転写定着は非常に望ましい。改良された像質
等の別の利点も、転写定着によって得ることができる。
通常、転写定着部材は、１つ以上の接触ローラとバック
アップローラの間に挟まれ、定着圧力が、バックアップ
ローラと転写定着部材のニップ間に生成される。定着中
は、マーキング基層が、バックアップローラと転写定着
部材の間を通過し、トナー像が加熱される。熱と圧力を
組み合わせることによって、トナー像がマーキング基層
上に定着される。転写定着は加熱せずに行われてもよい
が、通常は結果としてその質が劣ることになる。

【０００６】転写定着部材に関する１つの問題は、転写
定着部材が、良質の定着を行うために加熱される必要が
あることである。この熱は、感光体を損傷し、転写プロ
セスを妨げる可能性がある。転写定着部材に関する別の
問題は、特に液体現像剤を使用する場合に、定着中のト
ナーが転写定着部材に付着しやすいことである。この結
果、マーキング基層へのトナーの転写は不完全なものと
なり、全体として質の悪い像を形成することになる。従
って、転写定着ステーション、及びこの転写定着ステー
ションを利用し、感光体の加熱を減らし、且つトナーの
剥離特性を改良したプリンティング装置が有益である。

【０００７】

【発明の概要】本発明は、剥離層を伴う抵抗加熱転写定
着部材を有する転写定着ステーションを備えた電子写真
プリンティング装置を提供する。本発明の原理に従った
転写定着部材は、基層、基層の１面上の抵抗加熱層、お
よび剥離層を備えており、基層の別の面にはポリオルガ
ノシロキサンを含んだ合成物を備えるのが望ましい。本
発明の原理に従った転写定着ステーションは、基層、基
層の１面に配置された抵抗層、および剥離層を備える転
写定着部材を有しており、好ましくは、基層の別の面の
ポリオルガノシロキサンを含んだ合成物、剥離層が加熱
されるように電流を抵抗層に流す電源、および剥離層に
隣接するバックアップローラを備える。バックアップロ
ーラは、マーキング基層がバックアップローラと剥離層
の間を通過するとき、マーキング基層上に圧力を誘導す
る。

【０００８】本発明の原理に従ったプリンティング装置
は、光導電性表面を有する感光体、その光導電性表面を
所定の電位まで帯電する帯電ステーション、光導電性表
面を露光して光導電性表面上に静電潜像を形成する少な
くとも１つの露光ステーション、その潜像上に現像剤を
堆積して、光導電性表面上にトナー像を形成する少なく
とも１つの現像ステーション、および転写定着ステーシ
ョンを備える。転写定着ステーションは、基層に抵抗加
熱層を有する転写定着部材の剥離層に、トナー像を受け
取る。例えば導電性接触ローラである第１および第２電
気的接触部は、抵抗加熱層と電気的に接触する。これら
の接触部は、電源と電気的に接触し、この電源は、電流
を第１および第２接触部に流し、また抵抗加熱層がトナ
ー像を加熱するように抵抗加熱層に電流を流す。転写定
着ステーションは、更に転写定着部材に隣接するバック
アップローラを備えるのが好ましい。バックアップロー
ラは、バックアップローラと転写定着部材の間を通るマ
ーキング基層に圧力を誘導する。熱と圧力を組み合わせ
ることにより、トナー像をマーキング基層に定着する。
剥離層は、転写定着部材にトナー層が付着するのを減ら
す。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、原稿をコピーする電子写
真プリンティング装置８を示す。本発明の原理は、この
ような電子写真コピー機で使用するのに非常に適してい
るが、電子写真プリンタを含む別のプリンティング装置
で使用するのにも適している。そのため、本発明が図１
で例示した特別な実施例またはそこに示される特定の用
途に限定されるものでないことを理解されたい。プリン
ティング装置８は、光導電性表面を有し、矢１２で示す
方向に移動するアクティブマトリックス（ＡＭＡＴ）感
光体１０の形態の電荷保持面を備える。感光体の移動
は、感光体を駆動ローラ１４と２つのテンションローラ
１６、１８の周りに掛け、駆動モータ２０を介して駆動
ローラ１４を回転することによって行われる。

【００１０】感光体が移動する際に、その各部分が以後
説明する各プロセスステーションを通る。簡略のため、
感光体のある一つの部分を、像領域と呼び、特定する。
この像領域は、現像された像を形成するための様々なプ
ロセスステーションにより処理される感光体の一部であ
る。感光体は多くの像領域を有しているが、各像領域が
同じ方法で処理されるために、１つの像領域の処理につ
いて説明すれば、プリンティング装置の動作を説明する
のに十分である。感光体１０が移動するとき、像領域が
帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーションＡ
で、コロナ発生スコロトロン２２が、例えば約-500ボル
トの比較的高くほぼ一様な電位に像領域を帯電する。像
領域が負に帯電されると記載したが、コピー機の別の関
連する部分の帯電レベルおよび極性が適切に変更される
のであれば、これは正に帯電されてもよい。スコロトロ
ンが所望の機能を発揮するのに必要な電力の供給が、ス
コロトロン２２に入力されることを理解されたい。

【００１１】帯電ステーションＡを通過した後は、帯電
した像領域が露光ステーションＢへ向かう。露光ステー
ションＢで、帯電した像領域が、レーザーベースの出力
スキャニング装置２４の出力に露光されるのであり、装
置２４は、第１カラー像すなわちブラックの光表示で像
領域を照射する。図１が出力スキャニングシステムから
レーザー光を用いる露光ステーションを示しているが、
発光ダイオードのアレイ等の別の光学投影および露光シ
ステムが利用されてもよい。この光表示は、静電潜像を
生成するように像領域のある部分を放電する。露光ステ
ーションＢを通過した後、この露光された像領域は第１
現像ステーションＣに向かう。第１現像ステーションＣ
は、負に帯電したブラックトナー粒子からなる現像剤２
６を像領域に向かわせる。現像剤は、像領域の負の電荷
が弱い部分に引き付けられ、負の電荷が強い部分からは
反発される。現像剤２６および続いて説明する全ての現
像剤はパウダー又は液体のいずれでもよいが、本発明の
原理は、特に液体現像剤に有用である。現像剤がパウダ
ートナーである場合には、トナー像は実質的にピュアな
トナー粒子である。しかしながら、現像剤が液体である
場合には、トナー像は、トナー粒子および液体キャリア
で構成される。

【００１２】第１現像ステーションＣを通過した後、像
領域は転写定着ステーションＤに向かう。この転写定着
ステーションは、図１で示されたベルト又はドラムであ
ってよい（図示はしていないが、従来より知られた装置
または方法によって）帯電された転写定着部材２８を含
むことができる。像領域が転写定着部材を通り過ぎると
き、第１トナー像が転写定着部材上に転写される。転写
定着ステーションＤについては後に説明する。第１トナ
ー像が転写定着部材２８に転写された後、像領域はクリ
ーニングステーションＥへ向かう。クリーニングステー
ションＥは、ハウジング３２内に備えたクリーニングブ
ラシを用いて、感光体１０から余分な現像剤を取り除
く。クリーニングステーションＥを通過した後、像領域
は、第２カラー（すなわちマゼンタ）の現像剤に対して
帯電−露光−現像−転写シーケンスを繰り返される。帯
電ステーションＡは、像領域を再帯電し、露光ステーシ
ョンＢは、再帯電した像領域を第２カラー像（マゼン
タ）の光表示で照射し、第２の静電潜像を形成する。像
領域が、第２トナー像を形成するように、負に帯電され
たマゼンタトナー粒子である第２現像剤３４を像領域に
堆積する第２現像ステーションＦに進む。像領域および
その第２トナー像が、それから転写定着ステーションＤ
に進み、第２トナー像が、第１トナー像に重ね合わされ
て転写定着部材２８上に転写される。

【００１３】像領域は再びクリーニングステーションＥ
によって清掃される。帯電−露光−現像−転写−清掃シ
ーケンスが、現像ステーションＧを利用して第３カラー
（すなわちイエロー）の現像剤３６に対して繰り返さ
れ、また現像ステーションＨを利用して第４カラー（す
なわちシアン）の現像剤３８に対して繰り返される。転
写定着ステーションＤの構造および動作について、以下
に詳細に説明する。転写定着部材２８は、第１導電性ロ
ーラ４０、第２導電性ローラ４２および転写ローラ４４
の間で動かされる。転写ローラは、図示されていないモ
ータにより回転させられ、転写定着部材が感光体１０の
動きと同期して方向４６に回転する。同期とは、トナー
像が転写定着部材２８上に転写された後、様々なトナー
像が互いに正しく重ね合わせられることをいう。前述の
ように、転写定着部材がバイアスされ、感光体から帯電
したトナーを引き付ける。

【００１４】転写定着部材の構成が、図１の２−２部分
を拡大して図２に詳細に示されている。図２に示された
ように、転写定着部材２８は、電気的抵抗加熱層４８、
転写定着基層５０および剥離層５２の３層の継目のない
組立体である。トナー像層は、エレメント５３により表
され、剥離層５２上に堆積される。抵抗層は、導電性微
粒子材料で充填されたおよそ30μｍ厚のフルオロヒドロ
ポリマ又はシリコーン層である。適切な導電性微粒子
は、カーボンブラック、錫酸化物、インジウム錫酸化
物、イオンの形態の導電性ポリマ、および金、銀、銅、
ニッケル等の金属を含む。適切なフルオロヒドロポリマ
は、デュポン(DuPont)によるビトン(Vitons)および３Ｍ
カンパニーによるフルオレル(Fluorel) とアフラス(Afl
as) を含む。シリコーンは、ダウコーニング(Dow Corni
ng) およびジェネラルエレクトリック(General Electri
c)を含む多くの会社から容易に入手できる。

【００１５】転写定着基層は、およそ50μｍのアピレッ
クス(upilexs) 層である。剥離層は、ビトンおよびポリ
オルガノシロキサンの混成組成物のおよそ３μｍの層で
あり、ボリュームグラフトと呼ばれる。この材料を生成
する方法が、米国特許第 5,141,788号に記載されてい
る。加熱層４８が、第１導電性ローラ４０と第２導電性
ローラ４２と電気的に接触する。図１を更に参照する
と、転写定着組立体Ｄが、電力源５４を備える。この電
源は、第１導電性ローラ４０、加熱層４８および第２導
電性ローラ４２を流れる電流を供給する。この電流は、
加熱層を加熱させる。この熱は、転写定着基層、剥離層
を通じてトナー像層５３に伝わり、像層を加熱させる。
継目のあるベルトは接触ローラに接触しまたは離れる各
点で弧状になったり磨耗したりするため、継目のないベ
ルト構造を使用するのが重要である。

【００１６】第１導電性ローラと第２導電性ローラを、
互いに近くであって転写ローラ４４から遠い位置に配置
することによって、電源５４からの電流のほとんどが、
第１導電性ローラと第２導電性ローラの間の加熱層４８
に流れる。この構成は、転写定着部材の他の部分より
も、第１導電性ローラと第２導電性ローラの間に、より
多くの熱を発生させる。別のトナー像が転写定着部材に
堆積される前に、転写定着部材の加熱された部分が冷え
る時間を有するため、このことは望ましい。更に、薄い
ベルトの形態をとる転写定着部材が、非常に低い熱容量
(thermal mass)で生成される。従って、動作温度まで急
速に加熱することができ、同様に急速に冷却することも
できる。このことは、像が転写されるべき時に、電源５
４からの電力がすぐスイッチを入れることができ、代わ
りの電力が必要ないため、全体の電力消費を減らすこと
ができることを意味している。また、急速に冷却するこ
とによって、転写定着部材が、感光体に接触するとき
に、比較的冷たくなっており、感光体の損傷を最小にす
る。

【００１７】代わりに、転写定着組立体Ｄが、米国特許
第 5,418,105号で教示されたのと同様に、拡張した定着
ゾーンを形成するためにバックアップ（圧力）ローラと
協動する３つの定着ローラで構成されてもよい。３つの
定着ローラを使用して、電流が３つのローラ間にのみ流
れるように電力が供給され、熱が発生する（中央のロー
ラを接地させ、他の２つの定着ローラを同電位にす
る）。図１を参照すると、転写定着ステーションＤが、
方向５８に回転するバックアップローラ５６を備える。
バックアップローラは、定着ゾーンを形成するために、
導電性ローラおよび転写定着部材と協動する。マーキン
グ基層６０が定着ゾーンを通過するときであって、バッ
クアップローラと転写定着部材の間を通過するとき、加
熱された合成トナー像がマーキング基層と接触する。熱
と圧力を組み合わせることにより、合成トナー像がマー
キング基層上に定着される。剥離層５２が、トナー像の
マーキング基層６０への転写を助ける。

【００１８】図面および上述の説明は本発明を例示する
ものであって、単なる実施例に過ぎないことを理解され
たい。当業者であれば、本発明に原理の範囲内にある多
くの変更および改良について認識するであろう。例え
ば、上述の実施例は、加熱層に接触する導電性ローラを
使用したが、加熱層と電気的接触をする別の手段、例え
ばブラシを用いる手段等も同様に使用できる。本発明
は、特許請求の範囲の記載にのみ限定されなければなら
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を組み込んだ電子写真プリンティ
ング装置を図式的に示す。

【図２】図１のライン２−２に沿って切られた転写定着
部材の組成プロフィールを示す。

フロントページの続き (72)発明者 ワーナー イー ハース アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター ハイタワー ウェイ 768 (72)発明者 ラシン モーザー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート アイロールト ロード 739 (72)発明者 ヘンリー アール ティル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14445 イースト ロチェスター フェアポート ロード 210 (72)発明者 アントニー エム ウォーレス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド コーヴ サークル 15 (72)発明者 ウィリアム エイチ ウェイマン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14519 オンタリオ レイク ロード 1945

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写定着部材であって、 第１表面と第２表面を有する基層と、 前記第１表面上の抵抗層と、 前記第２表面上の剥離層とを備える転写定着部材。
2. 【請求項２】 転写定着ステーションであって、 転写定着部材であって、第１表面および第２表面を有す
   る基層と、前記第１表面上の抵抗層と、前記第２表面上
   の剥離層を備える転写定着部材と、 作用的に前記抵抗層に接続し、前記抵抗層が前記剥離層
   を加熱するように電流を前記抵抗層に流す電源と、 前記剥離層に隣接するバックアップローラであって、マ
   ーキング基層が前記バックアップローラと前記剥離層の
   間を通るときに前記マーキング基層に圧力を加えるバッ
   クアップローラとを備えた転写定着ステーション。
3. 【請求項３】 プリンティング装置であって、 光導電性表面を有する感光体と、 前記光導電性表面を所定の電位に帯電する帯電ステーシ
   ョンと、 前記光導電性表面を露光し、前記光導電性表面上に第１
   静電潜像を形成する露光ステーションと、 前記光導電性表面上に第１トナー像を形成するように、
   前記第１静電潜像上に現像材料を堆積する第１現像ステ
   ーションと、 前記光導電性表面から前記第１トナー像を受け取る転写
   定着部材であって、前記第１トナー像を受け取る剥離層
   と、前記剥離層を支持する基層と、抵抗性材料よりなる
   加熱層を有する転写定着部材と、 第１の位置で前記加熱層と接触する第１導電性接触部材
   と、 第２の位置で前記加熱層と接触する第２導電性接触部材
   と、 前記加熱層が前記第１トナー像を加熱するように、前記
   第１導電性接触部材、前記加熱層、および前記第２導電
   性接触部材に電流を流す電源と、 前記転写定着部材に隣接するバックアップローラであっ
   て、マーキング基層が前記バックアップローラと前記転
   写定着部材の間を通るときにマーキング基層上に圧力を
   加えるバックアップローラとを備えるプリンティング装
   置。