JPH06222701A - 静電複写トナー粒子を熱可塑性樹脂担持レシーバーに熱促進転写させる方法 - Google Patents

静電複写トナー粒子を熱可塑性樹脂担持レシーバーに熱促進転写させる方法

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JPH06222701A
JPH06222701A JP2405139A JP40513990A JPH06222701A JP H06222701 A JPH06222701 A JP H06222701A JP 2405139 A JP2405139 A JP 2405139A JP 40513990 A JP40513990 A JP 40513990A JP H06222701 A JPH06222701 A JP H06222701A
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JP
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receiver
thermoplastic polymer
transfer
toner
coating
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JP2405139A
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William A Light
エー.ライト ウィリアム
Donald S Rimai
エス.リメイ ドナルド
Louis J Sorriero
ジェイ.ソーリエロ ルイス
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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    • G03G13/26Electrographic processes using a charge pattern for the production of printing plates for non-xerographic printing processes

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】トナーバインダーを含み、そして粒度が8μm
未満である乾式トナー粒子を、要素表面からレシーバー
に対して非静電的に転写させる方法を提供する。 【構成】要素は塗膜形成電気絶縁性ポリエステル又はポ
リカーボネート熱可塑性ポリマーバインダー樹脂マトリ
ックスを含みそして表面エネルギーが約47ダイン/cm,
好ましくは約40〜45ダイン/cmであり、レシーバーはT
g がトナーバインダーのTg より約10℃未満高い熱可塑
性付加重合体の塗膜を表面に担持する支持体から構成さ
れ、その塗膜の表面エネルギーが38〜43ダイン/cm で
ある。トナー粒子を、転写中に前記支持体上の熱可塑性
ポリマー塗膜温度がその熱可塑性ポリマーのTg を少な
くとも約15℃高くなるような温度に加熱されたレシーバ
ーと接触させることによって転写される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トナーバインダーを含
み、そして粒度が8μm 未満である乾式トナー粒子を、
要素の表面からレシーバーに非静電的に転写させる方法
に関する。本発明の方法は、塗膜形成電気絶縁性ポリエ
ステル又はポリカーボネート熱可塑性ポリマーバインダ
ー樹脂マトリックスを含む表面層を有し、そして表面エ
ネルギーが47ダイン/cm以下である要素上のトナー
粒子を、表面に熱可塑性付加重合体の塗膜を有する支持
体を含んでなるレシーバーであって前記熱可塑性ポリマ
ーのTgがトナー粒子のTgよりも10℃未満高く、そ
して熱可塑性ポリマー塗膜の表面エネルギーが38〜4
3ダイン/cmであるレシーバーに非静電的に転写させ
るが、この際、トナー粒子を、転写中の熱可塑性ポリマ
ー塗膜の温度が熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくと
も15℃高くなるような温度まで加熱されているレシー
バーと接触させることにより転写を行う上記トナー粒子
の熱促進転写法である。転写後、熱可塑性ポリマー塗膜
の温度を熱可塑性ポリマーのTgよりも高い温度に維持
しながら、レシーバーを直ちに要素から分離する。
【0002】
【従来の技術】静電複写機では、要素上に静電潜像を形
成する。形成された像は、逆に帯電させたトナー粒子を
要素に適用することにより現像される。次に、要素上の
像形成トナーを、レシーバーに転写させ、そこで典型的
には熱融着により永久的に定着する。レシーバーへのト
ナーの転写は、通常、レシーバーと要素との間の静電バ
イアスにより静電的に行われる。
【0003】非常に高い解像度と低粒状度のコピーを得
るには、粒度が極めて小さい、即ち、8μm 未満である
トナー粒子を使用する必要がある。(本明細書で粒度と
は、コールター社(Coulter,Inc.)から販
売されているコールター・マルチサイザー(Coult
er Multisizer)等の通常の直径測定装置
により測定された平均体積重量直径を意味する。平均体
積重量直径は、各粒子の質量に等質量の球状粒子の直径
を乗じて加算した値を総粒子質量で割って得た値であ
る。)しかしながら、このような微細なトナー粒子は、
とりわけ直径が6μm 未満のときには、要素からレシー
バーに静電的に転写させることは極めて困難であること
が判明した。即ち、微細なトナー粒子は、適当な効率で
は要素から転写しないことがよくある。さらに、転写す
る粒子が、要素上の位置と真向かいのレシーバー上の位
置に転写しないことがよくあり、むしろ、クーロン力の
影響で飛散して転写された像の解像度が低下し、そして
粒子とモトルが増加する傾向がある。このようなことか
ら、低粒状度・高解像度の像には極微粒子が必要である
が、静電促進転写では、高解像度・低粒状度の像は得ら
れなかった。
【0004】この問題を避けるために、非静電プロセス
によりトナーを要素からレシーバーに転写させることが
必要となった。このようなプロセスの一つは、熱促進転
写プロセスである。このプロセスでは、レシーバーを、
典型的には約60〜90℃に加熱し、そして要素上のト
ナー粒子に押しつける。加熱レシーバーによりトナー粒
子が焼結し、トナー粒子同士及びトナー粒子がレシーバ
ーに粘着することにより、トナー粒子が要素からレシー
バーに転写される。次に、要素とレシーバーを分離し、
そしてトナー像をレシーバーに、例えば、熱融着させ
る。詳細については、1990年5月22日に発行され
た発明の名称「静電複写トナー小粒子の熱促進転写(T
hermally Assisted Transfe
r ofSmall Electrostatogra
phic Toner Particles)」の米国
特許第4,927,727号を参照されたい。
【0005】熱促進転写プロセスでは静電転写プロセス
で生じる飛散なしに極微粒子が転写されるが、このプロ
セスではトナー粒子の全てを転写することが困難なこと
がある。要素の直接上にあるトナー粒子は、レシーバー
やそれらの上に積み重なっている他のトナー粒子に対し
てよりも、要素に対しての引力が大きなことがあり、そ
してレシーバーからの熱は、要素に隣接しているトナー
粒子に到達するまでには、それらの粒子を焼結しなくな
る程度まで減少することがある。その結果、要素と接触
しているトナー粒子が転写しないことがある。要素に剥
離剤を塗布してこの問題を解決する試みは、この方法で
は、剥離剤が要素から拭きとられて現像剤に入って現像
剤と現像工程の両方がだめになる傾向があることから、
成功しないことが判明した。さらに、この方法では、剥
離剤が要素から拭きとられる傾向があることから、要素
に追加の剥離剤を定期的に適用して、転写中にトナー粒
子が要素に付着するのを防止する必要がある。
【0006】トナー粒子の全てを要素から取り去る別の
方法として、熱可塑性ポリマーを塗布したレシーバーを
使用することが挙げられる。転写中に、トナー粒子が熱
可塑性ポリマー塗膜に付着するか、部分的若しくはわず
かに埋め込まれ、それにより要素から取り去られる。し
かしながら、トナー粒子の全てを取り去ることのできる
多くの熱可塑性樹脂も、要素に付着することが判明し
た。このことは、画質を損なうだけでなく、要素とレシ
ーバーの両方が損傷することもあることは勿論である。
さらに、いままで、どの熱可塑性ポリマーが転写中要素
に粘着することなくトナー粒子の全てを要素から取り去
ることができ、どの熱可塑性ポリマーができないかは、
いずれも確信を持って予測することは可能ではなかっ
た。
【0007】1990年2月14日に公開された、「ト
ナーを非静電的に転写する方法(Method of
Non─Electrostatically Tra
nsferring Toner)」と題するヨーロッ
パ特許出願公開第0,354,530号には、このよう
な小サイズのトナー粒子を熱可塑性ポリマー塗膜上に剥
離剤からなる層を有する熱可塑性ポリマーで塗布した支
持体又はサポートに転写され、そしてレシーバーへ転写
中に熱可塑性ポリマーのTgよりも高く加熱する場合に
は、熱可塑性ポリマー塗膜が要素に付着するのを剥離剤
が防止するが、この剥離剤は、レシーバー上の熱可塑性
ポリマーにトナーが転写されるのを妨げないので、実質
的にトナーの全てがレシーバーに転写されることが公表
されている。このことにより、以前は極小トナー粒子を
静電的に転写したときには得ることのできなかった高画
質が得られるだけでなく、さらには、転写が不完全であ
る問題が避けられるので、当該技術分野が顕著に進歩し
た。さらに、この方法により、他の利点も提供される。
このような利点の一つとしては、この方法で得られる複
写は、レシーバー全体が熱可塑性ポリマーで塗布されて
いる(光沢が付与されることができる)ので、より均一
な光沢が付与できることが挙げられる。熱可塑性ポリマ
ーが塗布されていないレシーバーでは、トナーで被覆さ
れる部分のみに光沢が付与され、そして光沢のレベルは
トナーの量により異なる。この方法の別の利点として
は、トナーを定着するとき、トナーは、偏平にされてレ
シーバー上に散らばるのでなく、ほぼそのままの状態で
熱可塑性ポリマー塗膜中に押し込まれる。このことによ
り、像の解像度が高くなり、そして粒子が小さくなる。
最後に、この方法を用いて得られた像では、熱可塑性ポ
リマー中に埋め込まれたトナー粒子の後ろから光が反射
して光が拡散し、像の粗さをより小さくする。
【0008】しかしながら、この方法で得られる利益及
び利点に関して、熱可塑性ポリマー塗膜が転写中に要素
の表面に付着するのを防止する目的で、次にレシーバー
を要素から分離するために剥離剤を適用することによ
り、いくつかの問題が生じる。このような問題の一つ
は、剥離剤は要素又は光導電体に転写及び集合して、画
質が損なわれ、そして要素とレシーバーの両方が損傷し
易いことである。別の問題としては、剥離剤により、と
りわけ仕上げ中又は仕上げ後に、熱可塑性ポリマー塗膜
がサポート又は支持体から分離し易くなることが挙げら
れる。これは、レシーバーサポートに対する熱可塑性ポ
リマー塗膜の接着強度の減少によるものである。この接
着強度の減少は、以下に述べる剥離剤の傾向によって生
じる。即ち、剥離剤は、熱可塑性ポリマー塗膜よりも表
面エネルギーが低く、したがって、熱可塑性ポリマー塗
膜よりもレシーバーサポートへ付着し、熱可塑性ポリマ
ー塗膜を通過して熱可塑性ポリマー塗膜とサポートとの
界面へ移動し、そして熱可塑性ポリマー塗膜をサポート
から分離せしめる好ましくない傾向を有している。ま
た、剥離剤は完成像の光沢を減少させることも判明し
た。最後に、剥離剤を熱可塑性ポリマー塗膜に添加する
と、このプロセスの総コストが増加する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、粒度が8μ
m 未満である乾式トナー粒子を要素からレシーバーに転
写するための熱促進転写法であって、熱可塑性ポリマー
塗布レシーバーを使用してレシーバーが転写中及びその
後の要素からの分離中に要素に付着するのを防止する熱
促進転写法であって、レシーバー支持体(又は、要素)
上に設けられた熱可塑性ポリマー塗膜上に剥離剤の塗膜
か層を使用しなければならない課題を解決し、実質的に
トナー粒子の全てを要素からレシーバーに転写できるこ
とをはじめとする上記で説明した熱促進転写法における
熱可塑性ポリマー塗布レシーバーの使用によって得られ
る利益及び利点を保持したまま、剥離剤が要素又は光導
電体に移動及び集合して画質が損なわれるとともに要素
とレシーバーの両方が損傷し易いこと、剥離剤により熱
可塑性ポリマー塗膜がサポート又は支持体から分離し易
くなること、剥離剤の使用によって完成像の光沢が減少
すること、そしてプロセスに剥離剤を使用しなければな
らないことによるコストの増加を含む熱可塑性ポリマー
塗膜上に剥離剤の塗膜又は層を使用しなければならない
ことに伴う全ての課題を解決することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明により、トナーバ
インダーを含み、そして粒度が8μm 未満である乾式ト
ナー粒子を、要素の表面から、表面に熱可塑性ポリマー
の塗膜を有する支持体を含んでなるレシーバーに非静電
的に転写させる方法であって、(A)塗膜形成電気絶縁
性ポリエステル又はポリカーボネート熱可塑性高分子樹
脂マトリックスを含む表層を有し、そして表面エネルギ
ーが47ダイン/cm以下である前記要素の表面上の前
記トナー粒子を、前記レシーバー上に設けられた、Tg
が前記トナーバインダーのTgよりも10℃未満高い熱
可塑性付加重合体であり、そして表面エネルギーが38
〜43ダイン/cmである前記熱可塑性ポリマー塗膜と
接触させ、(B)前記レシーバーを、前記転写中の前記
レシーバー上の前記熱可塑性ポリマー塗膜の温度が前記
熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくとも15℃高くな
るような温度まで加熱し、そして(C)前記熱可塑性ポ
リマーのTgよりも高い温度で前記レシーバーを前記要
素から分離することにより、実質的に全ての前記トナー
粒子を前記要素の表面から前記レシーバー上の前記熱可
塑性ポリマー塗膜に転写させることを含んでなる方法が
提供される。
【0011】本発明によれば、上記の微細トナー粒子
は、トナー粒子を要素の表面から熱可塑性ポリマー塗布
レシーバーに転写中及び続いて行うレシーバーの要素か
らの分離中に熱可塑性ポリマー塗膜が要素に粘着又は付
着するのを防ぐために、トナーの転写に先立ち剥離剤の
塗膜又は層をレシーバー支持体上の熱可塑性ポリマー塗
膜のトナー接触表面に適用することを行う必要なく熱促
進転写法を用いて要素の表面から熱可塑性ポリマー塗布
レシーバーにほぼ100%のトナー転写効率で転写でき
ることが見出された。これらの結果を達成するために
は、トナー粒子が担持されていて、そしてその要素から
トナー粒子がレシーバーに転写される要素の表層は、塗
膜形成電気絶縁性ポリエステルか、ポリカーボネート熱
可塑性ポリマーバインダー樹脂マトリックスを含み、そ
して表面エネルギーが47ダイン/cm以下、典型的に
40〜45ダイン/cmでなければならないことが判明
した。さらに、極微細トナー粒子が転写されるレシーバ
ー支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜は、トナーバインダ
ーのTgよりも10℃未満高いTgを有し、そして熱可
塑性ポリマー塗膜の表面エネルギーが38〜43ダイン
/cmの範囲になければならない。さらに、レシーバー
は、レシーバー上の熱可塑性ポリマー塗膜の温度がトナ
ー転写中に熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくとも1
5℃未満高くなるような温度まで加熱し、そしてレシー
バーの温度は、転写直後にレシーバーを要素から分離し
ている間又は分離するときに、熱可塑性ポリマー塗膜の
温度が熱可塑性ポリマーのTgよりも高いような温度に
維持しなければならない。一般的に、例えば、トナー粒
子を担持する要素の表面を熱可塑性ポリマー塗布レシー
バーとぴったりと接触させ、そしてそこに押しつけてト
ナー粒子を要素表面から熱可塑性ポリマー塗膜の表面に
転写するような状況では、類似の表面エネルギーを有す
る熱可塑性高分子材料から形成されている表面を互いに
ぴったりと接触させると互いに付着又は粘着する傾向が
あることが経験的に知られているので、熱可塑性ポリマ
ー塗膜と要素表面のダイン/cmで表したときの相対的
な表面エネルギーが類似していることからして、要素表
面への付着もなしに、トナー転写中に熱可塑性ポリマー
塗膜がトナー粒子にのみ選択的に付着することは予測さ
れないのでこのことは驚くべき結果である。
【0012】しかしながら、全く意外なことに、熱可塑
性ポリマー塗膜レシーバーとして、熱可塑性ポリマー塗
膜材料がトナーバインダーのガラス転移温度よりも10
℃未満高いガラス転移温度を有する熱可塑性付加重合体
であり、そして熱可塑性ポリマー塗膜の表面エネルギー
が38〜43ダイン/cmの範囲内であるレシーバー
を、そしてレシーバーに転写されるトナー粒子を担持す
る要素として、塗膜形成電気絶縁性ポリエステルかポリ
カーボネート熱可塑性ポリマーバインダー樹脂マトリッ
クスを含み、そして表面エネルギーが47ダイン/cm
を超えない表層を有する要素を慎重に選択し、そしてさ
らには、転写中のレシーバー支持体上の熱可塑性ポリマ
ー塗膜の温度が熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくと
も15℃高くなるような温度までレシーバーを加熱する
ことにより、上記の極微細トナー粒子(即ち、粒度が8
μm 未満のトナー粒子)を非静電的に要素の表面から熱
可塑性ポリマー塗布レシーバーに転写し、そしてこのよ
うなトナー小粒子を静電的に転写したときには従来得ら
れなかった高解像度の転写像を得ることができるととも
に、熱可塑性ポリマー塗膜上に剥離剤の層のない状態、
即ち、熱可塑性ポリマー塗膜を要素表面上のトナー粒子
と接触させ粒子をレシーバーに転写する前に剥離剤の塗
膜又は層をレシーバー支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜
のトナー接触表面に適用することを必要とせず、転写中
に熱可塑性ポリマー塗膜が要素に不完全に転写及び付着
する問題を避けることができる。さらに、転写直後に熱
可塑性ポリマー塗膜の温度を熱可塑性ポリマーのTgよ
りも高く維持するようにレシーバーの温度を維持すると
ともにレシーバーを要素表面から分離することにより、
上記で説明したように、熱いうちに、熱可塑性ポリマー
塗膜が要素表面に付着することなく、そして前もって剥
離剤を熱可塑性ポリマー塗膜に適用することなく、レシ
ーバーは直ちに、そして容易に要素から分離する。その
上、より均質な光沢を有するコピーが得られることや粒
子の粗さの小さい外観を有する像が得られること等の熱
促進転写法において熱可塑性ポリマー塗布レシーバーを
使用するのに固有な上記した他の利点の全ては、本発明
の方法により保たれる。さらには、熱促進転写法におい
て、実質的に全てのトナー粒子を転写中に取り去るだけ
でなく、同時に、転写中及び続いて要素からレシーバー
を分離する間に要素に付着しないレシーバー塗膜材料と
して、どの熱可塑性ポリマーを使用することができるか
を前もって決定することが今やはじめて可能となった。
【0013】
【作用】本発明において、トナー粒子を要素からレシー
バーに転写することは、表面に熱可塑性付加重合体の塗
膜を有する支持体を含んでなるレシーバーを用いて非静
電的に行うことができる。この場合、熱可塑性ポリマー
塗膜は表面エネルギーが38〜43ダイン/cmであ
り、そして熱可塑性付加重合体のTgがトナーバインダ
ーのTgよりも10℃未満高いものである。転写される
トナー粒子が担持している要素の上面、即ち、表層は、
塗膜形成電気絶縁性ポリエステル又はポリカーボネート
熱可塑性ポリマーバイダー樹脂マトリックスを含み、そ
して要素の表面の表面エネルギーは47ダイン/cm以
下、典型的には40〜45ダイン/cmである。レシー
バーは、転写中のレシーバー支持体上の熱可塑性ポリマ
ー塗膜の温度が、熱可塑性ポリマーのガラス転移温度、
Tg、よりも少なくとも15℃高くなるような温度まで
加熱する。転写後、レシーバーをただちに要素から分離
するとともに、レシーバーの温度を熱可塑性ポリマーの
Tgよりも高い温度に維持する。本発明の方法を実施す
るのに使用される熱可塑性ポリマー塗膜と要素の表層を
形成している材料の独特の選択と組み合わせ、本発明の
方法を実施するのに使用される熱可塑性ポリマー塗膜と
要素表面のそれぞれの表面エネルギーの相関関係、そし
てトナー転写中のレシーバーと要素との接触中及び続い
て行うレシーバーと要素との分離中に用いられる加熱温
度により、熱可塑性ポリマー塗膜が転写中及び続いての
要素からのレシーバーの分離中に要素表面に付着するの
を防止するために熱可塑性ポリマー塗膜上に剥離剤の塗
膜又は層を設けることなく熱促進転写法を用いて実質的
に100%のトナー粒子を要素からレシーバーに転写す
ることが可能である。
【0014】本発明の方法を実施するのに使用される要
素の表層の熱可塑性ポリマーバインダー樹脂を形成する
ポリエステル及び/又はポリカーボネート材料と、本発
明の方法を実施するのに使用されるレシーバー塗膜を形
成する熱可塑性付加重合体と、そして熱可塑性ポリマー
塗膜及び要素の表層のそれぞれの表面エネルギーとの相
互の相関関係が、転写中のレシーバー支持体上の熱可塑
性ポリマー塗膜の温度が熱可塑性ポリマーのTgよりも
少なくとも15℃高くなるような温度にレシーバーを加
熱しそして転写直後に熱可塑性ポリマー塗膜上に剥離剤
の層又は塗膜のない状態でレシーバーを要素から分離す
る間にその温度を熱可塑性ポリマーのTgよりも高く維
持する操作を行う転写中、そして続いて行う要素からの
レシーバーの分離中に熱可塑性ポリマー塗膜材料が要素
の表面に付着することなく実質的に全てのトナー粒子を
要素からレシーバーにうまく転写するために重要である
ことは、その熱可塑性ポリマーのTgがトナーバインダ
ーのTgよりも10℃未満高いが塗膜の表面エネルギー
が43ダイン/cmを超える熱可塑性付加重合体の塗膜
を支持体の表面に有するレシーバーを本発明の熱促進転
写法のレシーバーに使用したときに、転写ニップを出た
直後の転写中に上記特性及び性質を有する要素から熱い
うちには分離せず、そして熱可塑性ポリマーのTgがト
ナーバインダーのTgよりも10℃未満高いが塗膜の表
面エネルギーが38ダイン/cm未満である熱可塑性付
加重合体の塗膜を支持体の表面に有するレシーバーを本
発明の熱促進転写法のレシーバーに使用したときに、レ
シーバーは転写ニップを出た直後の転写中に上記要素か
らすぐに分離し、そして要素には付着しなかったが、転
写効率が許容できるほどではないことが判明した事実か
ら明らかである。しかしながら、熱可塑性ポリマーのT
gがトナーバインダーのTgよりも10℃未満高く、そ
してポリマー塗膜の表面エネルギーが38〜43ダイン
/cm未満の範囲内にある熱可塑性付加重合体の塗膜を
支持体の表面に有するレシーバーを本発明の熱促進転写
法のレシーバーに使用したときに、レシーバーは、転写
中に要素に付着せず、そして転写後に要素から直ちに分
離し(即ち、要素に付着又は粘着しなかった)、そして
実質的に100%のトナー粒子が要素からレシーバーに
転写できた。
【0015】本発明により、要素の表面に担持されてい
るトナー粒子を、加熱されてはいるが、粒子を溶融する
ほど十分に加熱されていない非静電的にレシーバーに転
写する極微細トナー粒子を要素の表面から熱可塑性ポリ
マー塗布レシーバーに非静電的に転写する方法の改善が
なされる。上記で述べた米国特許第4,927,727
号に教示されているように、転写を達成するにはトナー
粒子を溶融することは必要でないか、望ましくなく、単
にトナー粒子を接触点、即ち、互いに接触しているか、
粒子が転写か付着する表面と個々のトナー粒子表面上の
局部領域で互いに融着することが、完全又はほぼ完全に
粒子を転写するために十分である。したがって、転写中
にはトナーは定着せず、その代わり、要素とは離れた別
の位置で定着する。このようにして、トナーの定着に必
要とするより高い温度は、要素には悪影響を及ぼさない
か、要素を損傷しない。接触点でトナー粒子を単に焼結
するために必要とする熱は、トナーを定着するのに必要
な熱よりもはるかに小さいので、要素は転写中の高温に
よっては損傷しない。
【0016】本発明を実施するのに用いられるトナー粒
子に関連して本明細書において使用される用語「焼結す
る(sinter)」又は「焼結(sinter)」と
は、隣接するトナー粒子間か、トナー粒子と隣接表面と
の間に存在する接触位置で熱的に達成される接着か融着
を意味する。用語「焼結する」及びそれと同等の形態
は、本発明の目的から、「溶融する(melts)」、
「溶融(melting)」、「溶融体(mel
t)」、「溶融融着(melt fusion)」又は
「熱融着(heat fusion)」とは区別する。
トナー粉末熱溶融し、それによりレシーバーに接着又は
定着するときに、熱融着において、十分に加えた熱エネ
ルギーに対して、トナー粒子は、ばらばらに個々の識別
ができなくなり、そして溶融して互いに溶け合って局在
的に塊となる。
【0017】本発明の最も重要な点は、熱促進転写法を
用いるが、転写中及びトナー転写直後にレシーバーを要
素から分離するときに、熱可塑性ポリマー塗膜が要素表
面に付着するのを防止する目的でトナー転写の前に熱可
塑性ポリマー塗膜に剥離剤の塗膜又は層を適用する必要
なく、極微細トナー粒子、即ち、粒度が8μm 未満、よ
り典型的には3〜5μm であるトナー粒子を、実質的1
00%の転写効率で要素の表面から熱可塑性ポリマー塗
布レシーバーの表面に非静電的に転写できることを見い
出したという事実にある。これは主に、熱可塑性ポリマ
ー塗膜を形成している材料の独特の選択と組み合わせの
間の相関関係、本発明の熱促進転写法に使用される要素
の表層の熱可塑性ポリマーバインダー樹脂マトリックス
を含む材料、本発明の熱促進転写法に使用される熱可塑
性ポリマー塗膜と要素の表層のそれぞれの表面エネルギ
ーの間の相関関係、そしてトナー転写中のレシーバーと
要素との接触中及び続いて行うレシーバーと要素との分
離中に用いられる加熱温度によるものであると思われ
る。紙、フィルム、そして特に透明性をだすのに有用で
ある透明フィルムをはじめとしてほとんどいずれの種類
の支持体も、本発明において使用される塗布レシーバー
の作製に使用することができる。支持体は、トナーの転
写又は定着中に、溶融、軟化又は機械的保全性を失なっ
てはならない。良好な支持体は、熱可塑性ポリマーを吸
収してはならないが、熱可塑性ポリマーがその表面にと
どまり、そして表面に良好な結合を形成できるものでな
ければならない。平滑表面を有する支持体では、よりよ
い画質が得られることは勿論である。軟質支持体は、多
くの静電写真複写機において特に望ましく、必要でさえ
ある。熱可塑性塗膜は、レシーバーに対してトナー粒子
を転写及び定着している間に軟化しなければならないの
で、本発明においては支持体は必要であり、そして支持
体がないと、熱可塑性塗膜がそるか若しくは歪むか、液
滴を形成して像を損なう。
【0018】ガラス転移温度、即ち、Tgがトナーバイ
ンダーのTgよりも10℃未満高く、そして表面エネル
ギーが38〜43ダイン/cmの熱可塑性ポリマー塗膜
を提供できる限り、いずれの良好な塗膜形成熱可塑性付
加重合体を本発明を実施するのに用いて支持体上に熱可
塑性ポリマー塗膜を形成してもよい。
【0019】本明細書で使用される用語「ガラス転移温
度」又は「Tg」とは、ポリマーが固体から粘性液体又
はゴム状態に変化する温度又は温度範囲を意味する。こ
の温度(Tg)は、モット・エヌ・エフ・(Motyt
N.F.)及びデービル・イー・エイ(Davis,
E.A.)、「非結晶材料における電子法(Elect
ronic Processes in Non−Cr
ystallineMaterial)」、ベルファー
スト(Belfast)、オックスフォード大学出版、
1971年、第192頁に開示されている示差熱分析に
より測定できる。
【0020】本明細書で使用される用語「表面エネルギ
ー(surface energy)」とは、空気界面
に対してその材料の単位表面積を生じるのに必要とする
エネルギーを意味する。表面エネルギーは、材料の表面
上で2種類の異なる液体、例えば、ジヨードメタンと蒸
留水、の液滴の接触角を測定し、そして表面への極性及
び分散の影響を加えることにより、そしてアドバンス・
イン・ケミストリー・シリーズ(Advances i
n Chemistry Series)(ワシントン
・デー・シー、アメリカン・ケミカル・ソサイアティ
ー、1964年)、第99〜111頁においてフォーク
ス・エフ(Fowkes,F)、「接触角、湿潤性及び
接着性(Contact Angle、Wettabi
lity,and Adhesion)」に記載されて
いる界面エネルギーに関するジリファルコ(Girif
alco)及びグッド(Good)の近似を使用するこ
とにより測定できる。
【0021】熱可塑性付加重合体の適当な重量平均分子
量は、20,000〜500,000である。典型的に
は、重量平均分子量は、50,000〜500,000
である。一般的には、ポリマーの分子量がもっと低い
と、物性が悪くなり、そして脆く、割れる恐れがあり、
一方、ポリマーの分子量がもっと高いと、流動性が悪く
なる恐れがあり、そして有意のさらなる利益が提供され
ず、追加の経費がかかる。上記の要件の他に、熱可塑性
付加重合体は、レシーバーを加熱したときに剥離しない
ように支持体に十分に付着しなければならない。また、
トナーの転写が生じるように、トナーに対しても十分に
付着しなければならない。また、熱可塑性ポリマー塗膜
は、耐摩耗性で、そしてレシーバーを曲げたときに亀裂
が生じないように十分な柔軟性がなければならない。良
好な熱可塑性ポリマーは、レシーバーがそれたり、像が
歪んだりしなように大きく収縮したり伸びたりしてはな
らず、そしてある実施態様では、熱可塑性ポリマーは、
像の鮮明度が損なわれないように透明である。
【0022】熱可塑性付加重合体は、熱可塑性ポリマー
塗膜に完全又はほぼ完全に埋封されるのではなく、転写
中にトナー粒子が熱可塑性ポリマー塗膜の表面に押し込
まれてそこにわずかに又は部分的に埋め込まれることが
できるようにトナーバインダーのTgよりも10℃未満
高いTg、典型的にはTg50〜100℃、を有するの
が有利である。通常、熱可塑性付加重合体のTgはトナ
ーバインダーのTgよりも低いが、トナーバインダーの
Tgよりも10℃以下高いTgを有するポリマーは、ト
ナーを溶融する前にニップから取り去るときに、より速
いニップ速度で使用することができる。ニップでのトナ
ーの溶融は、トナーが要素に付着するか、要素を損傷す
るおそれがあるので避けなければならない。レシーバー
上へのトナーの定着には通常トナーの融着が必要である
ので、定着は転写よりも高い温度で生じ、そして定着で
は、トナーと熱可塑性ポリマー塗膜の両方が軟化又は溶
融する。ポリマーの適当なTgは40〜80℃であり、
そして典型的には45〜60℃である。これよりも低い
Tgを有するポリマーは、暖かい気候では柔らかくなり
過ぎ、そして塊状となるか、互いに粘着する恐れがあ
る。一方、上記よりも高いTgを有するポリマーは、全
てのトナーをピックアップするほど十分に軟化しないこ
とがある。他の所望の性質としては、熱安定性、耐空気
酸化性及び耐変色性が挙げられる。
【0023】本発明を実施するのに使用することのでき
る熱可塑性付加重合体は、アルキル成分の炭素数が1〜
10であるポリ(アルキルアクリレート)、ポリ(アル
キルメタクリレート)等のアクリル酸の重合体及びメタ
クリル酸の重合体、スチレン含有ポリマー及びその配合
物等から選択される。
【0024】例えば、上記のポリマーは、総重量100
重量%に対して、スチレン40〜85%並びにメチル、
エチル、イソプロピル及びブチル等のアルキル部分の炭
素原子数1〜6である低級アルキルアクリレート又はメ
タクリレート15〜60重量%を含有する重合ブレンド
を含むことができる。上記した共重合ブレンドから製造
した典型的なスチレン含有ポリマーとしては、総重量1
00重量%に対して、ビニルトルエン、tert─ブチ
ルスチレン、α─メチルスチレン等、p─クロロスチレ
ン等のハロゲン化スチレン、アルコキシ基の炭素原子数
が1〜6であるアルコキシ置換スチレン、例えば、p─
メトキシ─スチレン等のスチレン又はスチレン同族体4
0〜80重量%、そして低級アルキルアクリレート又は
メタクリレート20〜60重量%を含む単量体ブレンド
から製造した共重合体が挙げられる。代表的な共重合体
としては、ポリビニル(トルエン─コ─n─ブチルアク
リレート)、ポリビニル(トルエン─コ─イソブチルメ
タクリレート)、ポリビニル(スチレン─コ─n─ブチ
ルアクリレート)及びポリビニル(メタクリレート─コ
─イソブチルメタクリレート)が挙げられる。現在市販
されているこのようなポリマーとしては、例えば、プリ
オトン(Pliotone)2003及びプリオトン2
015等の種々のスチレンブチルアクリレートが挙げら
れる。上記の製品は、両方ともグッドイヤー社から入手
できる。
【0025】レシーバー上の熱可塑性塗膜は、溶媒塗
布、押出及び水性ラテックスからの塗布をはじめとする
種々の方法で形成できる。得られる支持体上の熱可塑性
ポリマーは、典型的には厚さが5〜30μm であり、そ
して態様によっては、厚さが2〜20μm である。上記
よりも層が薄いと、全てのトナーを要素から転写するに
は不十分なことがある。また、上記よりも層が厚いこと
は不必要であり、そしてレシーバーのそりを生じること
があるか、離層する傾向があるか、脆いことがあるか、
像の鮮鋭度が失われることがある。
【0026】上記したように、本発明の方法を成功裏に
実施するための基準の一つは、本発明の方法で使用する
レシーバー支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜の表面エネ
ルギーが38〜43ダイン/cmであることである。一
般的には、この要件を満足する熱可塑性ポリマー塗膜
は、レシーバー支持体上に熱可塑性ポリマー塗膜を形成
するための熱可塑性付加重合体として、ガラス転移温
度、即ち、Tg、がトナーバインダーのTgよりも10
℃未満高く、表面エネルギーが38〜43ダイン/cm
であるい熱可塑性付加重合体を選択することによって得
ることができる。ほとんどの場合、即ち、一般的には、
このことにより、必要な表面エネルギー(即ち、38〜
43ダイン/cm)を有するポリマー塗膜を有する熱可
塑性ポリマー塗布レシーバーが形成される。しかしなが
ら、ときには、必要とするガラス転移温度と表面エネル
ギーを有する熱可塑性付加重合体を支持体上に形成する
ときに、ポリマーを支持体上に適用している間、特にポ
リマーを支持体上に溶融押し出しをした場合には、表面
エネルギーが変化して、43ダイン/cmよりもいくぶ
ん大きいか、38ダイン/cmよりもいくぶん小さい表
面エネルギーを有する熱可塑性ポリマー塗布レシーバー
が得られることがある。ポリマーを支持体上に溶融押し
出しする場合におけるこの表面エネルギーの変化の原因
は、この時点では完全には理解されないが、主に、溶融
押し出し工程中にポリマーが熱可塑性分解することと、
ポリマー材料をその融点以下に冷却するときに結晶度が
変化することによるものと思われる。したがって、本発
明の方法を実施するのに使用される何れの一定の熱可塑
性ポリマーについても、本発明の方法を実施する際に、
それを用いる前に、上記した接触角法を用いて表面エネ
ルギーを測定するのがよい。
【0027】上記に説明したように、従来では、熱促進
転写法で、転写中及び続いて行う熱可塑性ポリマー塗布
レシーバーを要素から分離する間に熱可塑性ポリマー塗
膜が要素表面に付着又は粘着するのを防止するために、
剥離剤の層又は塗膜を塗布レシーバーの熱可塑性ポリマ
ー塗膜上に形成していた。
【0028】本明細書で用いられる用語「剥離剤(re
lease agent)」とは、二表面が互いに接触
するときに存在すると、このような表面間で接着又は粘
着が生じるのを防止するか、もし接着が生じるとして
も、次に二表面を、一表面に埋め込まれた他の表面の断
片を実質的に残さずに分離できる程度低い強度の結合を
生じる塗布性材料又は塗布性物質を意味する。上記の熱
可塑性ポリマー塗布レシーバー上に剥離剤の層又は塗膜
を形成するための剥離剤としていままで使用されてきた
適当な化合物又は物質としては、例えば、有機脂肪酸の
金属塩、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ニッ
ケル及びパルミチン酸亜鉛等の非極性化合物、ポリ
〔4,4’─イソプロピリデンジフェニレン─コ─ブロ
ック─ポリ(ジメチルシロキサンジイル)〕セバケート
等のシロキサン共重合体、フッ素化炭化水素及び過フッ
素化ポリオレフィン等が挙げられる。
【0029】剥離剤の層を、溶媒塗布、粉末又は液状剥
離剤についてはラビング、又は他の方法により熱可塑性
ポリマー層又は塗膜上に形成した。好ましい方法は、剥
離剤と熱可塑性ポリマーを一緒に支持体に適用すること
であった。このことは、熱可塑性ポリマーと剥離剤の両
方を適当な非極性溶媒に溶解することにより行った。剥
離剤が熱可塑性ポリマーよりも低い表面エネルギーを有
している場合には、その剥離剤は、溶媒を蒸発したとき
に熱可塑性ポリマー塗膜の表面にきた。剥離剤が熱可塑
性ポリマーと剥離剤の総重量の1〜5重量%で存在する
溶液を典型的に使用した。しかしながら、剥離剤の層の
形成は、剥離剤を熱可塑性ポリマーの溶融体に混合し、
そしてその溶融体を支持体上に直接押し出すことによっ
ても行うことができた。このような溶融体は、剥離剤1
〜5重量%と熱可塑性ポリマー95〜99%を含むこと
ができる。剥離剤は熱可塑性ポリマーよりも表面エネル
ギーが低いので、溶融体が支持体上で固化したときには
剥離剤が表面にきて、そして熱可塑性ポリマー塗膜又は
層の表面に剥離剤の層が形成された。剥離剤は、適用さ
れる熱可塑性ポリマー塗膜の表面エネルギーよりも低い
表面エネルギーを有するだけでなく、トナー粒子が担持
されている要素表面の表面エネルギーよりも小さい表面
エネルギーを有するものが選択された。典型的には、剥
離剤の表面エネルギーが、熱可塑性ポリマー塗膜と要素
表面の両方の表面エネルギーよりも確実に小さくなるよ
うに、表面エネルギーが40ダイン/cm未満である剥
離剤が選択された。剥離剤の表面エネルギーは熱可塑性
ポリマー塗膜と要素表面の両方の表面エネルギーよりも
低かったので、剥離剤は、要素表面とポリマー塗膜との
間に界面を形成することができ、その界面により要素表
面とポリマー塗膜との間の接触又は密着が防止され、そ
れにより転写中及び続いてのレシーバーと要素との分離
中に、熱可塑性ポリマー塗膜が要素表面に付着又は粘着
するのが防止された。このようにして、熱可塑性ポリマ
ー塗膜が転写及び分離中に要素表面に付着するのが防止
された。剥離層が熱可塑性塗膜上に適用された場合に
は、厚さは典型的に30Å〜1μm であった。これは、
上記の厚さよりも小さいと熱可塑性塗膜が要素に付着す
るのを防止できないことがあり、一方、層が厚すぎると
トナーが熱可塑性塗膜に侵入しないことがあることによ
る。
【0030】必要に応じて、界面活性剤である「DC5
10」の商標の下ダウ・コーニング社から販売されてい
るメチルとフェニルの比が23:1であるポリメチルフ
ェニルシロキサン等の塗布助剤を、本発明を実施するの
に使用される熱可塑性ポリマー塗膜材料に添加して、支
持体上により均一な塗膜を形成するのを容易にすること
ができる。これは、例えば、熱可塑性付加重合体と塗布
助剤の両方を非極性溶媒に溶解し、ポリマーと溶媒溶液
含有塗布助剤を支持体の表面に塗布し、その後溶媒をレ
シーバーから蒸発させるこによるか、熱可塑性ポリマー
の溶融体に塗布助剤を混合し、そして溶融体を支持体表
面に直接押し出すことにより行うことができる。本発明
を実施するに際し、塗布助剤として使用できる他の材料
としては、上記した界面活性剤の他に、熱可塑性ポリマ
ー塗布レシーバー上に塗膜又は層を形成するのに適当な
剥離剤として本明細書において上記で説明したのと同様
の多くの物質又は化合物、例えば、ポリシロキサン、有
機脂肪酸の金属塩等を挙げることができる。
【0031】しかしながら、本発明の実施に際し上記の
物質又は化合物を塗布助剤として用いるときには、それ
らが剥離剤として作用することができないように少量で
使用される。例えば、もしこのような物質を本発明の実
施に塗布助剤として用いるならば、溶液中のその物質の
存在量が、熱可塑性ポリマーと剥離剤の総重量に対して
0.5重量%以下、典型的には熱可塑性ポリマーと剥離
剤の総重量の0.01〜0.05重量%以下となるよう
な量で熱可塑性ポリマー塗膜材料とともに非極性溶媒に
溶解する。同様に、このような物質を本発明の実施に塗
布助剤として用い、そして熱可塑性付加重合体の溶融体
に混合する場合には、その物質が、溶融体の0.5重量
%を超えない量、典型的には溶融体の0.01〜0.0
5重量%を超えない量で溶融体に存在するようにする。
上記の両方の場合において、溶液及び溶融体中の物質濃
度は、溶媒を蒸発したときや、溶融体を固化したときに
熱可塑性ポリマー塗膜の表面にくるには十分でなく、そ
して熱可塑性ポリマー塗膜表面にその物質の連続層又は
塗膜を形成して、熱可塑性ポリマー塗膜上に熱可塑性ポ
リマー塗膜の表面エネルギーよりも低い表面エネルギー
を有する剥離剤の層を有する熱可塑性ポリマー塗膜が生
成するには十分でない。したがって、溶媒の蒸発及び溶
融体の固化で熱可塑性ポリマー塗膜の表面にその物質の
連続塗膜又は層を形成するには、その物質がポリマーの
溶媒溶液において熱可塑性ポリマーとその物質の総重量
に対して少なくとも1重量%の濃度を有するか、その物
質と熱可塑性ポリマーを含む溶融体において1%の濃度
を有する必要があることが一般的に判明したので、この
物質は、熱可塑性ポリマー塗膜の剥離剤としての役割を
果たす物質からは除外される。しかしながら、いずれの
場合でも、このような材料は、本発明を実施するのに使
用されるポリマー塗布レシーバーの熱可塑性ポリマー塗
膜には、熱可塑性ポリマー塗膜材料と塗膜助剤材料の総
重量に対して0.5重量%を超える量では存在させな
い。したがって、熱可塑性ポリマー塗膜に存在する塗布
助剤のある量又は部分は、熱可塑性ポリマー塗膜の表面
に存在してもよいけれども、ポリマー塗膜上に剥離剤の
層を形成するような連続塗膜又は層としてポリマー塗膜
の表面には存在しない。
【0032】このようにして、本発明の方法の実施によ
り、熱可塑性ポリマー塗膜上に剥離剤の層を存在させな
いか、実質的に存在させない状態で熱促進転写法を用い
て、粒度が8μm 以下であるトナー粒子が、非静電的に
要素の表面から熱可塑性ポリマー塗工レシーバーに転写
される。
【0033】また、熱可塑性ポリマー塗膜を支持体に形
成又は適用する前に、塗布助剤材料を紙等の適当な支持
体に、例えば、溶融押出により直接適用して、支持体上
で、支持体と次に適用される熱可塑性ポリマー層との間
にその材料の塗膜又は層を形成することもできる。レシ
ーバー支持体上により均一なポリマー塗膜を形成するの
を容易にするように支持体の表面に適用できる適当な材
料としては、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン
等の塗布材料が挙げられる。このような材料は、支持体
に平滑表面を付与するための支持体用封止層としても役
立つ。一般的には、支持体上のこのような塗膜の厚さ
は、0.0001〜30μm 、典型的には5〜30μm
でよい。
【0034】押出は、レシーバー支持体上に熱可塑性ポ
リマー塗膜を形成するのに特に有用な方法である。一般
的には、押出条件は、溶融粘度及び融点等のポリマーの
熱的性質によって決定される。本発明の実施において、
上記で特性決定した熱可塑性付加重合体を含有する溶融
層を、適当な押出温度を用いて上記で説明した種類のレ
シーバー支持体の片面、即ち、一方の表面に押し出すこ
とができる。熱可塑性ポリマー塗膜を支持体に適用する
前に塗布助剤を直接支持体に適用することが望ましい場
合には、支持体上に熱可塑性ポリマーを押し出す前に、
支持体上に塗布助剤を溶融押し出すか、塗布助剤をポリ
マーと同時押出することができる。
【0035】本発明の方法では、レシーバーを、転写中
のレシーバーの温度がトナー粒子の接触でトナー粒子が
融着するのに十分であるが、トナー粒子が溶融するには
十分な高さではないような温度か、接触トナー粒子が凝
集するか一緒に流動して単一の塊となるような温度まで
予備加熱する。また、熱可塑性ポリマー塗膜の温度を転
写中に熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくとも15℃
高い温度に維持しない場合には、転写中にトナー粒子の
50%未満、より典型的には10%未満しか要素表面か
ら熱可塑性ポリマー塗膜に転写しないことが判明したの
で、レシーバーは、支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜の
温度が転写中に熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくと
も15℃高いような温度まで加熱することも重要であ
る。レシーバーを、熱可塑性ポリマー塗膜の温度が転写
中に熱可塑性ポリマーのTgよりも少なくとも15℃高
いような温度まで加熱することが必須ではあるが、トナ
ー粒子が溶融して一緒に流動又はブレンドして局部的に
塊となるような温度までレシーバーを加熱しないように
注意しなければならない。実際には、一般的に、転写中
の熱可塑性ポリマー塗膜の温度が熱可塑性ポリマーのT
gよりも25℃高い温度を超えるまではレシーバーを加
熱しないのが賢明であることが判明した。これは、熱可
塑性ポリマー塗膜の温度がポリマーのTgよりも25℃
高いレベルを超えて上昇するにつれて、熱可塑性ポリマ
ー塗膜が要素表面に付着する傾向が増加するからであ
る。
【0036】これらの条件を達成するのに必要な温度範
囲は、レシーバーがニップにとどまる時間及びレシーバ
ーの熱容量により決まる。ほとんどの場合、もし熱可塑
性ポリマー塗膜が要素に接触した直後の温度がトナーバ
インダーのTgよりも低いが、そのTgよりも20℃低
い温度よりも高いならば、トナー粒子は接触点で融着又
は焼結し、そして熱可塑性ポリマー塗膜の温度は、熱可
塑性付加重合体のTgよりも少なくとも15℃高い温度
となるであろう。即ち、別の箇所で説明したように、も
しレシーバー支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜の前面
を、熱可塑性ポリマー塗膜が転写中に要素の表面上のト
ナー粒子と接触しているときに熱可塑性ポリマー塗膜の
温度が60〜90℃であるような温度まで予備加熱する
ならば、熱可塑性ポリマー塗膜の温度は熱可塑性ポリマ
ーのTgよりも少なくとも15℃高い温度となり、そし
てトナー粒子は転写中にそれらの接触点で融着又は焼結
する。しかしながら、ニップ時間が短いか、レシーバー
の熱容量が低いときには、レシーバー温度はトナーバイ
ンダーのTgよりも10℃まで高い温度が許容できる。
レシーバーのどちらの側を加熱してもよいが、典型的に
は、レシーバーの裏面、即ち、レシーバーの支持体表
面、即ち、トナー粒子に接触しないレシーバーの面だけ
を、例えば、支持体をホットシュー(hot sho
e)又は加熱圧縮ローラーと接触させることにより伝熱
加熱する。この方法は、例えば、一個又は複数の熱ラン
プ等の非伝熱源や、熱可塑性ポリマー塗膜による熱の吸
収効率が小さいオーブンを用いてレシーバーの熱可塑性
ポリマー塗膜を加熱するよりもエネルギー効率がよい。
さらに、この方法は、表面の温度を制御することがより
容易であり、そして通常レシーバーの損傷が避けられ
る。レシーバーの予備加熱は、レシーバーの加熱熱可塑
性ポリマー塗膜部分が要素と接触する前に行わなければ
ならない。これは、トナー粒子がレシーバーと接触して
レシーバー支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜に転写され
るときに、レシーバーがニップ領域にある時間の長さが
非常に短いので(即ち、典型的に0.25秒未満で、通
常0.1秒以下)、もしレシーバーがニップでのみ加熱
されるならば、トナー粒子を熱可塑性ポリマー塗膜にう
まく転写するのに必要とする温度までレシーバーを加熱
することは、不可能ではないとしても、極めて困難であ
る。したがって、もしレシーバーを要素に押しつけるバ
ックアップローラーを使用してレシーバーを加熱するな
らば、レシーバーをバックアップローラーの周囲に十分
に巻きつけて、レシーバーがニップに入る前に適切な温
度まで加熱されるようにしなければならない。許容され
るトナー転写を達成するのに適当なニップを作り出す目
的で本発明の方法を実施するのに使用することができる
バックアップローラー又は圧縮ローラーは、硬質又はコ
ンプライアント(即ち、弾性の)ローラーでよい。
【0037】熱促進転写法と同様に、圧力がトナーをレ
シーバーに転写するのを促進することが判明した。ロー
ラーのニップ領域をこのような圧力を加えるのに使用す
るときや、このような圧力をプラテン又はその同等物で
加えるときには、平均ニップ圧力は、135〜5000
kPaが一般的である。これよりも低い圧力ではトナー
の転写量が少なくなり、一方、これよりも高い圧力で
は、要素が損傷したり、要素とレシーバーとの間で滑り
が生じて、像が損なわれることがある。接触時間と、接
触温度と、加える圧力との組み合わせにより、トナー粒
子は、要素表面から隣接するレシーバー支持体上の熱可
塑性ポリマー塗膜表面へ転写される。全ての場合におい
て、接触圧力は、レシーバーの熱可塑性ポリマー塗布側
又は表面とは反対のレシーバーの外面、即ち、レシーバ
ーの支持体側に対してと、トナー粒子が担持されている
要素表面とは反対の要素の側又は面に対して加える。
【0038】また、上記したように、トナー粒子がレシ
ーバー上の熱可塑性ポリマー塗膜に転写された直後にレ
シーバーを要素から分離する間は、分離中に熱可塑性ポ
リマー塗膜が要素に付着することなく熱い間にレシーバ
ーが要素から分離するように、レシーバーの温度は、熱
可塑性ポリマーのTgよりも高い温度であることが重要
である。
【0039】ともかく、トナーは転写中には定着しては
ならず、代わりに、要素とは接触していない別の位置で
定着しなければならない。このように、要素は高温には
さらされず、そしてトナーは要素に融着しない。また、
転写中により低い温度を用いることは、転写工程がはる
かに高速でよく、40メートル/分以上が可能であるこ
とを意味する。
【0040】典型的には、トナー粒子を要素からレシー
バーに転写し、続いてレシーバーを要素から分離後、現
像されたトナー像を、トナーがレシーバーに融着するに
十分な温度まで加熱する。典型的には、支持体上の像担
持熱可塑性ポリマー塗膜表面を、そのガラス転移温度に
到達するか、ガラス転移温度の近くまで加熱し、そして
熱可塑性ポリマー塗膜の温度を上昇させてそのガラス転
移温度よりも高く維持する加熱フェロタイプ材料と接触
するように配置する。このときに、力を加えて、フェロ
タイプ材料が十分な圧力で熱可塑性樹脂層の方に押しつ
けれら、トナー像が加熱層に完全又はほぼ完全に埋め込
むようにする。この操作は、像の中の目立った浮きだし
をかなり減少させ、そしてレシーバー上の塗工層に平滑
性を付与する役割を果たす。ウエブの形態が適当である
フェロタイプ材料とレシーバーシートとを一緒に、片方
が加熱されている一対の圧力ロールでプレスして、ニッ
プ内にかなりの圧力をかける。少なくとも690kPa
の圧力を加える必要があるが、圧力が2100kPa、
典型的には6,900kPaを超えると、特に多層カラ
ートナー像の場合にはよりよい結果が得られる。フェロ
タイプウエブ又はフェロタイプベルトは、金属及びプラ
スチックをはじめとして多数の材料から作製できる。例
えば、高度に研磨されたステンレス鋼ベルト、電鋳ニッ
ケルベルト及びクロムメッキ真鍮ベルトが挙げられる。
これらは、良好なフェロタイプであり、そして良好な剥
離特性を有している。
【0041】しかしながら、一般的に、厚さが典型的に
2〜5ミル(5.08〜12.7μm )であるポリエス
テル、セルロースアセテート及びポリプロピレンウエブ
等の従来の高分子支持材料でよりよい結果が得られる。
分離性を高めるために必要に応じて剥離剤を塗布できる
エスター(Ester)、ミラー(Mylar)の商標
で販売されている材料及びカプトン─H(Kapton
─H)の商標でデュポン社が販売しているポリアミドフ
ィルムが、フェロタイプ材料としてとりわけ有用であ
る。さらに、高度に架橋したポリシロキサン等の耐熱性
低表面エネルギーポリマーを塗布した金属ベルトも、フ
ェロタイプ材料として効果的である。像担持熱可塑性樹
脂塗布表面をフェロタイプ材料と接触させ、そしてトナ
ー像を加熱熱可塑性樹脂塗膜又は層に埋め込んだ後、層
をまだフェロタイプ材料と接触したまま冷却して、その
ガラス転移温度よりも十分に低くする。冷却後、この層
をフェロタイプ材料から分離する。
【0042】ハーフトーン像又は連続トーン像は、本発
明の方法を用いて同一の設備により転写できる。要素上
の静電像は転写中には有意には妨害されないので、単一
像様露光から複数のコピーを得ることが可能である。
【0043】本発明の実施に有用なトナーは、粒度が8
μm 未満、典型的には5μm 以下の乾式トナーである。
トナーには、熱可塑性バインダーを含有させて融着性と
しなけければならない。本発明の実施においてトナーバ
インダーとして有用なポリマーは、単独でも、組み合わ
せて用いてもよく、そして具体例としては、従来から静
電トナーで用いられているポリマーが挙げられる。有用
なポリマーは、一般的に、Tgが40〜120℃、典型
的に50〜100℃のものである。典型的には、上記の
ポリマーから製造されるトナー粒子は、ケーキング温度
が比較的高く、例えば、60℃を超えるので、トナー粉
末は、比較的長期間かなりの高温で個々の粒子が一緒に
凝集及び塊状となることなく保存できる。有用なポリマ
ーの融点又は溶融温度は、典型的には、65〜200℃
であるので、トナー粒子はすぐにレシーバーに融着して
永久像を形成する。本発明に使用されるポリマーの中に
は、融点が65〜120℃のものがある。
【0044】本発明のトナー粒子において用いることが
できる種々のポリマーのなかには、ポリカーボネート、
樹脂変性マレイン酸アルキッドポリマー、ポリアミド、
フェノール─ホルムアルデヒドポリマー及びその種々の
誘導体、ポリエステル縮合体、変性アルキッドポリマ
ー、及び米国特許第3,809,554号に記載されて
いるようなメチレンと芳香族単位を交互に含有している
芳香族ポリマー、並びに可融性架橋ポリマー及び米国再
発行第31,072号に記載されているものが含まれ
る。
【0045】有用である典型的なトナーポリマーとして
は、米国特許第3,694、359号に記載されている
一定のポリカーボネートが挙げられる。このポリカーボ
ネートには、反復単位にアルキリデンジアリーレン部分
を含有し、そしてアルキル部分の炭素原子数が1〜10
であるポリカーボネート材料が含まれる。上記した物性
を有する他の有用なポリマーとしては、アルキル部分の
炭素原子数が1〜10であるポリ(アルキルアクリレー
ト)及びポリ(アルキルメタクリレート)等のアクリル
酸とメタクリル酸の高分子エステルが挙げられる。さら
に上記した物性を有する他のポリエステルも有用であ
る。このような他の有用なポリエステルには、テレフタ
ル酸(置換テレフタル酸を含む)、アルコキシ基の炭素
原子数が1〜4でアルカン部分(ハロゲン置換アルカン
でもよい)の炭素原子数が1〜10であるビス(ヒドロ
キシアルコキシ)フェニルアルカン及びアルキレン部分
の炭素原子数が1〜4であるアルキレングリコールから
製造されるコポリエステルが含まれる。
【0046】他の有用なポリマーとしては、種々のスチ
レン含有ポリマーが挙げられる。このようなポリマー
は、例えば、スチレン40〜100重量%、メチル、イ
ソプロピル、ブチル等のアルキル部分の炭素原子数が1
〜4である低級アルキルアクリレート又は低級アルキル
メタクリレート0〜45重量%及びスチレン以外の別の
ビニルポリマー、例えば、アルキル基の炭素原子数が6
〜20以上の高級アルキルアクリレート又はメタクリレ
ート5〜50重量%からなるポリマーブレンドを含有す
ることができる。上記で説明した共重合化ブレンドから
製造される典型的なスチレン含有ポリマーは、スチレン
又はスチレン類似体40〜60重量%、低級アルキルア
クリレート又は低級アルキルメタクリレート20〜50
重量%及びエチルヘキシルアクリレート等の高級アルキ
ルアクリレート又は高級アルキルメタクリレート5〜3
0重量%からなる単量体ブレンドから製造される共重合
体(例えば、スチレン─ブチルアクリレート─エチルヘ
キシルアクリレート共重合体)である。ある態様では、
ジビニルベンゼン等の少量のジビニル化合物と共有的に
架橋した可融性スチレン共重合体が使用される。種々の
他の有用なスチレン含有トナー材料が、米国特許第2,
917,460号、米国再発行特許第25,316号、
米国特許第2,788,288号、米国特許第2,63
8,416号、米国特許第2,618,552号及び米
国特許第2,659,670号に開示されている。典型
的には、スチレン又はスチレン誘導体及びアクリレー
ト、即ち、ブチルアクリレートのポリマー及び共重合体
であるトナーバインダーが使用される。
【0047】有用なトナー粒子は単に高分子粒子を含む
ものでよいが、トナーに、ワックス、着色材料、剥離
剤、電荷制御材料及び当業者において公知の他の添加物
等の添加物を配合することが望ましいことがある。ま
た、トナー粒子にキャリヤー材料を配合して、「単一成
分現像剤(single component dev
eloper)」と称されることがあるものを形成する
ことができる。また、トナーは、磁化性材料を含有する
こともできるが、数色のみしか利用できず、そしてこの
ようなトナーを本発明において必要とされる小粒度で製
造することは困難である。
【0048】もし無色の像が所望ならば、トナー粒子に
着色剤を添加する必要はない。しかしながら、より一般
的には、視覚的に着色した像が望まれ、そして適当な着
色剤を、例えば、米国再発行特許第31,072号に開
示されているような多種多様な色素及び顔料から選択し
て使用する。白黒電子写真複写機に使用されるトナーに
有用な着色剤は、カーボンブラックである。着色剤は、
トナーの重量に対して1〜30重量%の量で使用でき
る。着色剤を8〜16重量%で使用することがよくあ
る。トナーに使用するのに適当な電荷制御剤は、例え
ば、米国特許第3,893,935号、同4,079,
014号及び同4,323,634号並びに英国特許第
1,501,065号及び同1,420,839号に開
示されている。電荷制御剤は、一般的に、トナー重量に
対して0.01〜3重量%、しばしば0.1〜1.5重
量%の少量で用いる。
【0049】本発明で用いるトナーは、キャリヤービヒ
クルと混合できる。適当な現像剤組成物を形成するため
に使用することができるキャリヤービヒクルは、種々の
材料から選択することができる。このような材料として
は、キャリヤーコア粒子及び塗膜形成樹脂の薄層でオー
バーコートしたコア粒子が挙げられる。適当な樹脂の例
は、米国特許第3,547,822号、同3,632,
512号、同3,795,618号、同3,898,1
70号、同4,545,060号、同4,478,92
5号、同4,076,857号及び同3,970,57
1号に開示されている。
【0050】キャリヤーコア粒子は、導電性材料、非導
電性材料、磁性材料又は非磁性材料を含むことができ
る。これらの例は、米国特許第3,850,663号及
び第3,970,571号に開示されている。磁性ブラ
シ現像でとりわけ有用なものは、酸化表面を有する多孔
性鉄粒子等の鉄粒子、鋼粒子並びにガンマ酸化第二鉄又
はバリウム、ストロンチウム、鉛、マグネシウム若しく
はアルミニウムのフェライト等の他の「硬質」又は「軟
質」強磁性材料である。例えば、米国特許第4,04
2,518号、同4,478,925号及び同4,54
6,060号を参照できる。本発明において必要とされ
る極小トナー粒子は、噴霧乾燥、粉砕及び懸濁重合をは
じめとする当業者において公知の種々の方法により製造
できる。
【0051】上記で説明したように、本発明の方法は、
カラー複写の形成に適用できる。もしカラー複写を作製
しようとするならば、静電潜像が要素上に順次形成され
る。この場合の各潜像は異なるカラーを表す。各像を異
なるカラーのトナーを用いて現像し、そしてレシーバー
に転写する。典型的には、この像は3原色の各々、そし
て必要に応じて第4のカラーとしての黒に対応する。各
像をレシーバーに転写後、その像をレシーバーに定着で
きる。ただし、転写像の全ては、単一工程で一緒に定着
できる。例えば、複写すべきカラー写真から反射する光
は、帯電した光導電体に当たる前にフィルターを通過さ
せて、光導電体上の静電潜像が写真の中の黄色の存在に
対応させることができる。この潜像は、黄色トナーで現
像でき、そして現像された像は、レシーバーに転写でき
る。その後、写真から反射した光は、別のフィルターを
通過して光導電体上に、写真の中のマゼンタの存在に対
応する静電潜像を形成でき、そしてその潜像は、次に、
マゼンタトナーで現像して同じレシーバーに転写でき
る。このプロセスは、シアン(及び必要に応じて黒)に
ついて反復することができ、そして次にトナーの全てを
単一工程で定着できる。
【0052】トナー粒子が本発明の熱可塑性ポリマー塗
布レシーバーシートと接触したときに転写される像担持
要素としては、電子写真要素又は誘電要素等をはじめと
して、当業者に既知の静電写真複写要素のいずれでもよ
い。但し、要素のトナー含有表層、即ち、トナー粒子が
上に担持されている要素の表層は、塗膜形成電気絶縁ポ
リエステル又はポリカーボネート熱可塑性ポリマーバイ
ンダー樹脂マトリックスを含み、そして表面エネルギー
が47ダイン/cm以下、典型的には40〜45ダイン
/cmである。
【0053】このような要素を使用することは、トナー
の極微粒子を実質的に100%転写させると同時に、ト
ナー接触及びトナー転写の前に、剥離剤をレシーバー支
持体上の熱可塑性ポリマー被膜に塗布又は適用すること
なく転写中及び続いて行うレシーバーと要素との分離中
に熱可塑性ポリマー塗布レシーバーが要素に付着するの
を防止するために、本発明の方法を実施するうえで必須
であることが判明した。
【0054】像担持要素の形状は、ドラム、ベルト、シ
ート又は他の形状でよく、そして使い捨て材料でも再使
用のできる要素でもよい。再使用可能な要素は、一般的
により安価であるので有用である。再使用可能な要素
は、転写温度で熱安定性がなければならないことは勿論
である。ある態様では、トナー粒子転写又はトナー像転
写に使用される要素に光導電性要素を用いる。光導電性
要素は、典型的には、構造、機能及び動作は、例えば、
従来の電子写真複写機において使用されているような一
般的なものである。要素には、従来通りに像を形成す
る。例えば、静電潜像─電荷パターンを、導電サポート
上に付着させた一層以上の光導電層からなることのでき
る光導電要素上に形成できる。電荷パターンを帯電トナ
ー粒子を含有する乾式現像剤で処理するか、そこに適用
することにより、潜像が現像される。次に、潜像パター
ンを、本発明の方法に準じてレシーバーに転写し、そし
て続いてレシーバーに融着又は定着する。
【0055】電子写真像形成法に使用する種々の光導電
要素が知られている。多くの従来の要素においては、活
性光導電要素が単一層組成物に含まれている。この組成
物は、典型的には、例えば、電子写真像形成工程中に導
電サポートに固定される。典型的な単一活性層光導電要
素に用いることのできる多種多様な光導電組成物の中に
は、真空蒸着セレン、ポリマーバインダーに分散した粒
状酸化亜鉛、ポリマーバインダーに可溶化した有機光導
電体からなる均一有機光導電組成物等の無機光導電材料
が含まれる。
【0056】単一活性層光導電要素に用いることができ
る他の有用な光導電絶縁組成物として、米国特許第3,
732,180号に記載されている高速不均一又は凝集
光導電組成物が挙げられる。これらの凝集物含有光導電
組成物は、(i)少なくとも一種のピリリウム型色素塩
及び(ii)反復単位にアルキリデンジアリーレン基を有
する少なくとも一種のポリマーの微細粒状共結晶錯体を
含有する連続電気絶縁ポリマー層を有している。
【0057】上記したような種々の単一活性層光導電絶
縁要素の他に、種々の「多層(multi─laye
r)」光導電絶縁要素が当該技術分野において記載され
ている。「多活性(multi─active)」又は
「多活性層(multi─active─laye
r)」光導電要素とも呼ばれるこれらの要素は、当該技
術に精通しているものによって理解されるように、別個
の電荷発生及び電荷転写層を有している。多活性光導電
要素の形状と動作原理は、多数の特許、例えば、米国特
許第4,175,960号、同4,111,693号及
び同4,578,334号にそれらの製造方法が記載さ
れており公知である。本発明の方法の実施に際して、要
素の像形成に適当な別の形状は、電荷輸送層が導電性支
持体上に塗布されており、そして電荷発生層が表層であ
る「逆転多層(inverted multi−lay
er)」形態である。逆転多層要素の例は、例えば、米
国特許第4,175,960号に開示されている。
【0058】上記で説明した主要層、即ち、導電性支持
体、電荷発生層及び電荷輸送層の他に、本発明を実施す
るのに使用することができる光導電性要素は、隣接層及
びバリヤー層の接着性を向上させて導電層と光導電性組
成物との間で電気バリヤー層としての役割を果たすため
の下塗り層等の公知の使用効果を有する他の層も含むこ
とができる。電荷発生層及び電荷輸送層も、均展剤、界
面活性剤及び可塑剤等の他の添加物を含有せしめて種々
の物性高めることができる。さらに、要素の電子写真的
応答を変更するためのコントラスト制御剤等の添加物を
電荷輸送層に含有せしめることができる。
【0059】しかしながら、全ての場合において、好ま
しい静電複写要素の表層は、塗膜形成絶縁ポリエステル
又はポリカーボネート熱可塑性ポリマーバインダー樹脂
マトリックスを含み、そして表面エネルギーが47ダイ
ン/cm以下、典型的には40〜45ダイン/cmであ
ることが必須である。上記で示したように、要素表面の
表面エネルギーは、上記したアドバンス・イン・ケミス
トリー・シリーズ(Advances in Chem
istry Series)(ワシントン・デー・シ
ー、アメリカン・ケミカル・ソサイアティー、1964
年)、第99〜111頁においてフォークス・エフ(F
owkes,F)、「接触角、湿潤性及び接着性(Co
ntact Angle、Wettability,a
nd Adhesion)」に開示されている接触角法
を用いて当業者により即座にそして容易に決定又は測定
できる。
【0060】適当なポリマーとしては、例えば、ポリエ
ステル又はポリカーボネートの縮合ポリマーがあり、本
発明の方法に使用することができる電子複写要素の表層
を構成することができる。この例としては、ポリ〔4,
4’─(2─ノルボルニリデン)ビス─フェノキシアゼ
レート─コ─テレフタレート〕及びポリ〔4,4’─
(2─イソプロピリデン)ビスフェノキシカーボネー
ト〕が挙げられる。
【0061】本発明に使用するのに適当である他の有用
なポリエステル及び/又はポリカーボネートバインダー
樹脂としては、例えば、米国特許第4,284,699
号、同4,175,960号、同3,615,414
号、同4,350,751号、同3,679,407
号、同3,684,502号及び同3,873,311
号に公表されているものが挙げられる。
【0062】しかしながら、要素のトナー粒子担持表面
は、たとえ完全又はほぼ完全でないとしても、主とし
て、本発明の方法を実施するのに使用される要素の表層
の熱可塑性バインダー樹脂材料を構成する熱可塑性ポリ
エステル又はポリカーボネート材料の表面エネルギーに
より決まるので、本発明の実施において使用される要素
の表層の熱可塑性バインダー樹脂マトリックスを構成す
るポリエステル及び/又はポリカーボネートバインダー
樹脂は、47ダイン/cm以下、典型的には40〜45
ダイン/cmの表面エネルギーを有する。
【0063】特に有用な光導電性要素は、米国特許第
4,701,396号に開示されているフッ素置換チタ
ニルテトラフルオロフタロシアニン顔料から製造された
近赤外感受性逆転多層光導電性要素である。
【0064】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に説明する。下記の実施例において、熱可塑性ポリマー
塗布レシーバーと、トナーの極微粒子を含んだ転写性ト
ナー像を表面上に有する要素を同時に、互いに反対に回
転している一対の硬質圧縮ロールのニップ領域を通して
転写を行うことにより、レシーバー上の熱可塑性ポリマ
ー塗膜を要素表面上のトナー粒子に対して接触させると
ともにレシーバー上の熱可塑性ポリマー塗膜をトナー粒
子同士の接触位置でトナー粒子が焼結するに十分な温度
に加熱した。レシーバーの加熱は、熱可塑性ポリマー塗
膜と反対の面、即ち、レシーバーの支持体面又は支持体
側と接触しているローラーを加熱することにより行っ
た。要素表面と反対の面、即ち、要素のトナー粒子を担
持していない面又は側は周囲温度(即ち、通常20〜3
0℃の温度範囲)であった。ローラーにより形成される
ニップ領域を通過するときの要素とレシーバーの接触中
に、適当な接触圧を圧縮ローラーに加えた。
【0065】これらの実施例において、未加熱ローラー
と接触しており、そして未加熱ローラーを加熱ローラー
に押しつける2つのピストンシャフトにより圧縮ローラ
ーに接触圧を加えた。圧力は、ニップ圧ではなく空気圧
として示される。空気圧は、より正確に測定される量で
あり、そしてニップ圧と直線関係にある。
【0066】例1 本発明を実施するのに適するレシーバーを以下のように
して製造した。Tgが46℃で重量平均分子量が15
0,000である市販のスチレンブチルアクリレート共
重合体を含んでなる熱可塑性付加重合体を、メチルとフ
ェニルの比が23:1であるポリメチルフェニルシロキ
サン0.03重量%(溶液の総重量に対して)を含有す
る塩化メチレンに溶解して共重合体の10重量%溶液と
した。ポリメチルフェニルシロキサンは界面活性剤であ
り、そして熱可塑性ポリマーの塗布助剤としての役割を
果たす。コロナ処理をして表面張力と、したがって、接
着性を増加させたイーストマン・コダック社から「フォ
トフィニッシング・ストック486V(Photofi
nishing Stock 486V)」として販売
されている英国LE205Pレスター、グスラクストン
ストリート私書箱第36号のシランク・テーラー・ホブ
ソン(Rank Taylor Hobson)から入
手したサートロニック3プロフィロメーター(Surt
ronic 3Profilometer)によって測
定した平均表面粗度が0.45μm であるポリエチレン
塗布柔軟性紙に、上記溶液を塗布し、そして溶媒を蒸発
させて、紙上に厚さ10μm の熱可塑性樹脂塗膜を形成
した。レシーバー上の熱可塑性樹脂塗膜の表面エネルギ
ーは、41ダイン/cmであった。
【0067】連続トーンとα値領域の両方からなる白黒
ハロゲン化銀ネガの静電潜像を、標準電子写真法によ
り、ポリ(オキシカルボニルオキシ─1,4─フェニレ
ンビシクロ〔2.2.1〕ヘプト─2─イリデン─1,
4─フェニレン)のポリカーボネートバインダー樹脂を
含んでなり、そして表面エネルギーが43ダイン/cm
であるトナー接触表面を有する多層光導電性要素の表面
に形成し、現像し、そして本発明の熱促進転写法を用い
てレシーバーに転写した。乾式電子写真トナーと、直径
30μm のポリマー塗布フェライトコア材料からなる磁
性キャリヤーとの組み合わせにより静電像を現像した。
トナー粒子は、Tgが62℃のポリスチレンバインダー
からなり、そしてカーボンブラック8.0重量%と第四
アンモニウム電荷制御剤0.2重量%を含有するもので
あった。トナー粒子の平均体積重量直径は、3.5μm
であった。一対の圧縮ローラーのニップ領域を通過させ
て転写を行った。レシーバーの熱可塑性ポリマー塗布側
又は面とは反対であるレシーバーの支持体側又は面と接
触しているローラーを120℃の温度に加熱し、一方、
トナー粒子を担持している要素表面とは反対の要素面又
は側に接触している他のローラーは周囲温度として、レ
シーバーの前表面、即ち、熱可塑性ポリマー塗膜を、転
写前に120℃の温度に加熱した。転写中の熱可塑性ポ
リマー塗膜の温度は、70℃であった。通過速度は1.
25cm/秒であった。未加熱圧縮ローラーに対する空
気圧は276kPaであった。ローラーのニップ領域を
通過中に、レシーバーの加熱前面、即ち、熱可塑性ポリ
マー塗膜を、光導電性要素の表面上のトナー粒子と接触
させ、そして粒子をレシーバーに転写した。レシーバー
と光導電性要素とを、転写直後であって、そして転写像
を定着する前に熱いままで分離した。転写後、カプトン
─Hのシートに対してキャストし、そして転写トナー像
を部分的にその表面に埋め込んで担持している熱可塑性
ポリマー塗工レシーバーとカプトン─Hを、互いに反対
に回転している一対の硬質圧縮ローラーでその一方が1
20℃の温度に加熱されており、そして他方が未加熱で
あるものを通して通過させることによりフェロタイプし
た。このとき、フェロタイプシートを加熱ローラーに接
触させるようにした。プロセス速度は、0.5cm/秒
であった。
【0068】転写は良好であり、そして要素は、転写プ
ロセス完了直後にレシーバーから簡単に分離した。転写
効率、即ち、要素からレシーバーに転写したトナーの百
分率は、99.9%を超えていた。例1で使用した光導
電性要素の代わりに、ポリ〔4,4’─(2─ノルボル
ニリデン)ビス─フェノキシアゼレート─co─テレフ
タレート〕等のポリエステル又は置換ポリエステルバイ
ンダー樹脂を含む表面と接触しているトナーを有する光
導電性要素を用い、そして実施例1のプロセスを行って
も、実質的に同様の結果が得られる。
【0069】例2(比較) レシーバー支持体上の熱可塑性付加重合体塗膜が、38
ダイン/cm未満(即ち、約37ダイン/cm)の表面
エネルギーを有する市販のポリ(イソブチルメタクリレ
ート)からなる以外は、例1の操作を反復した。熱可塑
性付加重合体のTgは、42℃であった。その重量平均
分子量は、130,000であった。また、レシーバー
の前面、即ち、熱可塑性ポリマー塗膜の転写前の温度
は、例1で用いた120℃の代わりに110℃とした。
その転写中の温度は63℃であった。転写は不良であっ
た(即ち、転写効率は50%未満であった)。しかしな
がら、レシーバーと要素は、転写中やその後のレシーバ
ーと要素との分離中には互いに付着は生じなかった。実
際、レシーバーと要素は、転写後直ぐに、そして容易に
分離した。
【0070】例3(比較) 熱可塑性付加重合体が、懸濁重合で製造した重量比が6
5:20:15であるスチレン、ブチルアクリレート及
びメタクリロイルオキシエチルトリメチルシランからな
るターポリマーである以外は、例1の操作を反復した。
上記ターポリマーは、Tgが50℃で、重量平均分子量
が200,000で、表面エネルギーが38ダイン/c
m未満(即ち、31ダイン/cm)であった。レシーバ
ーと要素は、転写中は互いに付着せず、そして転写後に
互いにすぐに分離したが、転写効率は極めて低かった
(即ち、50%未満)。
【0071】例4(比較) スチレンと、ブチルアクリレートと、メタクリロイルオ
キシエチルトリメチルシランとの重量比が65:34:
1であった以外は、例3の操作を反復した。熱可塑性ポ
リマー塗膜の表面エネルギーは38ダイン/cm未満
(即ち、34ダイン/cm)であった。レシーバー表
面、即ち、熱可塑性ポリマー塗膜の前面を、転写前の温
度が例1で用いた120℃ではなく100℃であるよう
に加熱した。転写中の熱可塑性ポリマー塗膜の温度は、
約60℃であった。レシーバーは転写中は要素には付着
せず、そして転写後に要素から直ぐに分離した。しかし
ながら、転写効率は悪かった(即ち、50%未満)。
【0072】例5 熱可塑性付加重合体が、Tgが57℃で、そして重量平
均分子量が139,000である市販のスチレン/ブチ
ルアクリレート共重合体からなるものである以外は、例
1の操作を反復した。熱可塑性ポリマー塗膜の表面エネ
ルギーは、40ダイン/cmであった。さらに、レシー
バーの前面、即ち、熱可塑性ポリマー塗膜は、転写前が
130℃であるように加熱した。転写中の熱可塑性ポリ
マー塗膜の温度は、75℃であった。レシーバーと光導
電性要素は、転写中には互いに付着せず、そして転写後
で像を定着する前に、互いにすぐに分離した。転写効率
は、99.9%であった。
【0073】例6(比較) レシーバーの前面、即ち、熱可塑性ポリマー塗膜を、転
写前の温度が110℃であるように加熱した以外は、例
5の操作を反復した。転写中の熱可塑性ポリマー塗膜の
温度は、65℃であった。レシーバーは、転写中には要
素には付着せず、そして転写後に要素から直ぐに分離し
た。しかしながら、レシーバーの前面、即ち、熱可塑性
ポリマー塗膜を、トナー転写時の温度がポリマーのガラ
ス転移温度よりも少なくとも15℃高いような温度まで
加熱しなかったために、転写効率は50%未満であっ
た。
【0074】例7 本明細書で説明した手法を用いて、カラー像を作成し
た。本発明を実施するのに適するレシーバーを、以下の
ようにして製造した。Tgが46℃で重量平均分子量が
150,000である市販のスチレン/ブチルアクリレ
ート共重合体からなる熱可塑性付加重合体を、メチルと
フェニルの比が23:1であるポリメチルフェニルシロ
キサン0.03重量%(溶液の総重量に対して)を含有
する塩化メチレンに溶解して、共重合体の10重量%溶
液とした。ポリメチルフェニルシロキサンは界面活性剤
であり、そして熱可塑性ポリマーの塗布助剤としての役
割を果たす。コロナ処理をして表面張力と、したがっ
て、接着性を増加させたイーストマン・コダック社から
「フォトフィニッシング・ストック486V(Phot
ofinishing Stock 486V)」とし
て販売されている英国LE205Pレスター、グスラク
ストンストリート私書箱第36号のシランク・テーラー
・ホブソン(Rank Taylor Hobson)
から入手したサートロニック3プロフィロメーター(S
urtronic 3 Profilometer)に
よって測定した平均表面粗度が0.45μm であるポリ
エチレン塗布柔軟性紙に、上記溶液を塗布し、そして溶
媒を蒸発させて、紙上に厚さ10μm の熱可塑性樹脂塗
膜を形成した。レシーバー上の熱可塑性樹脂塗膜の表面
エネルギーは、41ダイン/cmであった。
【0075】シアン、マゼンタ及びイエロー分解を、電
荷制御剤としてメチルトリフェニルホスホニウムトシレ
ート1.0重量%と、シアン色素の場合12.0重量
%、マゼンタ色素の場合16重量%、イエロー色素の場
合10重量%の濃度の適当な色素を含有するTgが62
℃のポリスチレンバインダーを含むトナー粒子を用い
て、例1に記載した多層光導電性要素表面の別個の部分
で行い、そして本発明の熱促進転写法を用いて、レジス
ターにおいてレシーバーに順次転写した。トナー粒子
は、平均体積重量直径が3.5μm であり、そして直径
30μm のフェライトコア材料からなる磁性キャリヤー
と組み合わせて使用した。転写は、一対の圧縮ローラー
のニップ領域を通過させて行った。レシーバーの熱可塑
性ポリマー塗布側又は面とは反対であるレシーバーの支
持体側又は面と接触しているローラーを105℃の温度
に加熱し、一方、トナー粒子を担持している要素表面と
は反対の要素面又は側に接触している他のローラーは周
囲温度として、レシーバーの前表面、即ち、熱可塑性ポ
リマー塗膜を、転写前に105℃の温度に加熱した。転
写中の熱可塑性ポリマー塗膜の温度は、65℃であっ
た。通過速度は1.25cm/秒であった。未加熱圧縮
ローラーに対する空気圧は276kPaであった。ロー
ラーのニップ領域を通過中に、レシーバーの加熱前面、
即ち、熱可塑性ポリマー塗膜を、光導電性要素の表面上
のトナー粒子と接触させ、そして粒子をレシーバーに転
写した。レシーバーと光導電性要素とを、転写直後に、
熱い状態、即ち、熱可塑性ポリマー塗膜の温度を熱可塑
性ポリマーのTgよりも高く維持しながら、分離した。
【0076】転写は良好であり、そして要素は、転写プ
ロセス完了後直ぐにレシーバーから分離した。転写効
率、即ち、要素からレシーバーに転写したトナーの百分
率は、99.9%を超えていた。
【0077】
【発明の効果】本発明では、トナーバインダーを含み、
そして粒度が8μm 未満である乾式トナー粒子が、要素
の表面からレシーバーに非静電的に転写される。トナー
粒子は、塗膜形成電気絶縁性ポリエステル又はポリカー
ボネート熱可塑性ポリマーバインダー樹脂マトリックス
を含み、そして表面エネルギーが47ダイン以下である
表層を有する要素の表面に担持されている。トナー粒子
を、TgがトナーバインダーのTgよりも10℃未満高
く、そして塗膜状態での表面エネルギーが38〜43ダ
イン/cmである熱可塑性付加重合体の塗膜を支持体の
表面に有してなるレシーバーに、要素の表面に担持され
ているトナー粒子をレシーバー上の熱可塑性ポリマー塗
膜と接触させ、そしてレシーバー上の熱可塑性ポリマー
塗膜の温度が転写中は熱可塑性ポリマーのTgよりも少
なくとも15℃高いような温度にレシーバーを加熱する
ことによって熱転写する。転写後、熱可塑性ポリマー塗
膜の温度をその熱可塑性ポリマーのTgより高い温度に
維持しながら要素からレシーバーが直ちに分離される。
【0078】上記の微細トナー粒子は、トナー粒子を要
素の表面から熱可塑性ポリマー塗布レシーバーに転写中
及び続いて行うレシーバーの要素からの分離中に熱可塑
性ポリマー塗膜が要素に粘着又は付着するのを防ぐため
にトナー転写に先立ち剥離剤の塗膜又は層をレシーバー
支持体上の熱可塑性ポリマー塗膜のトナー接触表面に適
用することが必要なく、熱促進転写法を用いて要素の表
面から熱可塑性ポリマー塗布レシーバーにほぼ100%
のトナー転写効率で転写できることが見出された。これ
らの結果を達成するためには、トナー粒子が担持されて
いて、そしてそこからトナー粒子がレシーバーに転写さ
れる要素の表層は、塗膜形成電気絶縁性ポリエステル
か、ポリカーボネート熱可塑性高分子バインダー樹脂マ
トリックスを含み、そして表面エネルギーが47ダイン
/cm以下、典型的に40〜45ダイン/cmでなけれ
ばならないことが判明した。さらに、極微細トナー粒子
が転写されるレシーバー支持体上の熱可塑性ポリマー塗
膜は、トナーバインダーのTgよりも10℃未満高いT
gを有し、そして熱可塑性ポリマー塗膜の表面エネルギ
ーが38〜43ダイン/cmの範囲になければならな
い。さらに、レシーバーは、レシーバー上の熱可塑性ポ
リマー塗膜の温度がトナー転写中に熱可塑性ポリマーの
Tgよりも少なくとも15℃未満高くなるような温度ま
で加熱し、そしてレシーバーの温度は、転写直後にレシ
ーバーを要素から分離している間又は分離のときに、熱
可塑性ポリマー塗膜の温度が熱可塑性ポリマーのTgよ
りも高くなるような温度に維持しなければならない。
【0079】トナー粒子を要素の表面から熱可塑性ポリ
マー塗布レシーバーに転写中及び続いて行うレシーバー
の要素からの分離中に熱可塑性ポリマー塗膜が要素に粘
着又は付着するのを防ぐ目的で、トナー転写に先立ち剥
離剤の塗膜又は層をレシーバー支持体上の熱可塑性ポリ
マー塗膜のトナー接触表面に適用することを行う必要な
く熱促進転写法を用いて要素の表面から熱可塑性ポリマ
ー塗工レシーバーにほぼ100%のトナー転写効率で転
写できる他に、本発明では、より均質な光沢を有するコ
ピーが得られることや粒子の粗さの小さい外観を有する
像が得られること等の熱促進転写法であって、熱可塑性
ポリマー塗布レシーバーを使用するのに固有の上記した
他の利点の全てが保持されると同時に、剥離剤が要素又
は光導電体に転写及び集合して画質が損なわれるととも
に要素とレシーバーの両方が損傷し易いこと、剥離剤に
より熱可塑性ポリマー塗膜がサポート又は支持体から分
離し易くなること、剥離剤の使用によって完成像の光沢
が減少すること、そしてプロセスに剥離剤を使用しなけ
ればならないことによるコストの増加を含む熱可塑性ポ
リマー塗膜上に剥離剤の塗膜又は層を使用しなければな
らないことに伴う全ての問題が解決される。さらには、
本発明では、熱促進転写法において、実質的に全てのト
ナー粒子を転写中に取り去るだけでなく、同時に、転写
中及び続いて要素からレシーバーを分離する間に要素に
付着しないレシーバー塗膜材料として、どの熱可塑性ポ
リマーを使用することができるかを前もって決定するこ
とがはじめて可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルイス ジェイ.ソーリエロ アメリカ合衆国,ニューヨーク 14626, ロチェスター,チェリー クリーク レー ン 183

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トナーバインダーを含み、そして粒度
    が8μm 未満である乾式トナー粒子を、要素の表面か
    ら、表面に熱可塑性ポリマーの塗膜を有する支持体を含
    んでなるレシーバーに非静電的に転写させる方法であっ
    て、 (A)塗膜形成電気絶縁性ポリエステル又はポリカーボ
    ネート熱可塑性高分子樹脂マトリックスを含む表層を有
    し、そして表面エネルギーが47ダイン/cm以下であ
    る前記要素の表面上の前記トナー粒子を、前記レシーバ
    ー上に設けられた、Tgが前記トナーバインダーのTg
    よりも10℃未満高い熱可塑性付加重合体であり、そし
    て表面エネルギーが38〜43ダイン/cmである前記
    熱可塑性ポリマー塗膜と接触させ、 (B)前記レシーバーを、前記転写中の前記レシーバー
    上の前記熱可塑性ポリマー塗膜の温度が前記熱可塑性ポ
    リマーのTgよりも少なくとも15℃高くなるような温
    度まで加熱し、そして (C)前記熱可塑性ポリマーのTgよりも高い温度で前
    記レシーバーを前記要素から分離することにより、 実質的に全ての前記トナー粒子を前記要素の表面から前
    記レシーバー上の前記熱可塑性ポリマー塗膜に転写させ
    ることを含んでなる方法。
JP2405139A 1989-12-22 1990-12-21 静電複写トナー粒子を熱可塑性樹脂担持レシーバーに熱促進転写させる方法 Pending JPH06222701A (ja)

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