JPH08220897A - 熱転写記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐オフセット性に優れると共に，転写定着温
度範囲が広く，転写定着時の温度変動による影響を受け
にくい熱転写記録方法を提供する。 【構成】 画像担体上に静電荷像を形成し，この静電荷
像にトナーを付着させてトナー像を形成し，このトナー
像を加熱手段を介して加熱した状態において記録部材と
接触させることによりトナー像を記録部材上に転写・定
着する熱転写記録方法において，画像担体の静電荷像形
成表面をフッ素樹脂によって被覆し，酸価が３〜４０Ｋ
ＯＨmg／ gである定着用樹脂と着色剤とを必須成分とす
るトナー粒子に，加熱により定着用樹脂と架橋反応する
架橋剤粒子を, 定着用樹脂１００重量部に対して0.1 〜
１０重量部の割合で混合，表面に分散固定または内部に
包含させてなるトナーを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，電子写真記録方法にお
ける画像担体上に形成された静電荷像をトナーによって
可視顕像化した後, このトナー像を加熱状態において記
録部材上に転写定着する熱転写記録方法に関するもので
あり，特に転写定着温度範囲が広く,転写定着時の温度
変動による影響を受けにくい熱転写記録方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来，電子写真装置における画像形成方
法としては，画像担体として感光体ドラム若しくは感光
体ベルト等を使用し，まずコロナ帯電手段等によって画
像担体の表面を一様帯電させた後，露光して画像担体の
表面に静電荷像を形成する。そして現像剤を使用して磁
気ブラシ法等によりこの静電荷像を顕像化し，コロナ転
写手段等を介して記録部材上に転写し，更に加熱定着す
る方法が最も一般的な方法である。

【０００３】一方上記顕像化したトナー像を加熱によっ
て記録部材上に転写定着する方法も提案されている（特
開昭６１−１２９６７２号，同６３−２６９１６３号公
報等参照）。

【０００４】図２（ａ）（ｂ）は従来の熱転写記録装置
の例を示す説明図である。図２（ａ）（ｂ）において，
１は感光体ドラムであり，例えば中空円筒状に形成され
たドラムの表面に誘電体層を設けて構成され，矢印方向
に回転可能に設けられている。次に２は帯電手段，３は
現像手段，４は加熱手段，５は転写手段であり，夫々感
光体ドラム１の周囲に設けられている。なお加熱手段４
は図２（ａ）においては現像手段３と転写手段５との間
に，図２（ｂ）においては転写手段５内に設けられてい
る。６はトナー像，７は記録部材である。なお図２
（ａ）（ｂ）においては，露光手段，剥離手段，清掃手
段，除電手段等は省略してある。

【０００５】上記の構成により，感光体ドラム１の表面
を帯電手段２によって一様に帯電させた後，露光手段
（図示せず）によって露光して静電荷像を形成する。次
に現像手段３によって前記静電荷像にトナーを付着させ
てトナー像６を形成する。このトナー像６は加熱手段４
によって転写前のある領域若しくは転写手段５において
加熱され，感光体ドラム１に圧接されて回転する転写手
段５によって記録部材７上に転写定着される。この場
合，加熱手段４の熱は現像手段３には直接に伝達されな
いように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな熱転写記録方法においては，専用の加熱定着装置を
有するもののように，現像手段３若しくは転写手段５か
ら充分に離れた位置に加熱手段４を設けたものと異な
り，トナー貯蔵槽や現像手段３への熱の伝播の影響でト
ナーが熱ブロッキングを起こすことを防止するために，
加熱手段４の発熱機能若しくは熱容量が制限されること
となり，トナー像６への加熱が充分にできないという問
題点がある。このため記録部材７へのトナー像６の転写
・定着能力が不充分となったり，転写・定着速度が低い
という欠点がある。

【０００７】なお上記のような熱転写記録方法において
は，使用するトナーを構成する定着用樹脂の性状と対応
させて最適の溶融粘度となるように，感光体ドラム１若
しくは転写手段５の表面温度を制御するのであるが，装
置の作動および停止，記録部材７の走行状態，環境条
件，その他の条件によって前記表面温度が変化する。従
って定着用樹脂の溶融粘度もまた変化することとなり，
転写性，定着性やオフセットの状態が変化する。このた
め転写手段５における許容温度の範囲が狭くなり，加熱
手段４および／または転写手段５の設計，製作が煩雑と
なるという問題点がある。

【０００８】一方熱定着用トナーにおける最適溶融粘度
若しくは許容溶融粘度の範囲を広げるような提案（例え
ば特開昭６１−１１０１５５号公報参照）がされている
が，近年の更に厳しい要請に対して充分に満足するまで
に至っていない。

【０００９】図１は熱定着用トナーの温度と粘度との関
係を示す図である。図１において破線Ａは従来のものに
対応するものである。すなわち最適の溶融粘度がｖ₁ 〜
ｖ₂（ポアズ）であるとすると，これらに対応する定着
用の温度範囲はｔ₁ 〜ｔ₂ （°Ｋ）となる。従ってこの
温度範囲を拡大させるためには，実線Ｂ若しくはＣのよ
うな特性を有する熱定着用トナーが望まれる。これによ
り定着用の温度範囲はＴ₁₁〜Ｔ₁₂若しくはＴ₂₁〜Ｔ₂₂に
拡大され得ることとなる。しかしながらこのような特性
を有する熱定着用トナーはこれまでに出現しておらず，
早急にその実現が望まれている。

【００１０】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し，耐オフセット性に優れると共に，転写定着温度
範囲が広く，転写定着時の温度変動による影響を受けに
くい熱転写記録方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明においては，画像担体上に静電荷像を形成
し，この静電荷像にトナーを付着させてトナー像を形成
し，このトナー像を加熱手段を介して加熱した状態にお
いて記録部材と接触させることによりトナー像を記録部
材上に転写・定着する熱転写記録方法において，画像担
体の静電荷像形成表面をフッ素樹脂によって被覆し，酸
価が３〜４０ＫＯＨmg／g である定着用樹脂と着色剤と
を必須成分とするトナー粒子に，加熱により定着用樹脂
と架橋反応する架橋剤粒子を，定着用樹脂１００重量部
に対して0.1〜１０重量部の割合で混合，表面に分散固
定または内部に包含させてなるトナーを使用する，とい
う技術的手段を採用した。

【００１２】本発明において，フッ素樹脂としては，Ｐ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ＦＥＰ（フル
オリネートエチレンプロピレン），ＰＦＡ（パーフルオ
ロアルコキシ）（以上テフロン（商品名）），ＰＶＦ
（テドラー（商品名））等から選択できる。

【００１３】上記のフッ素樹脂を被覆した画像担体を作
製するには，フッ素樹脂からなるフィルムを金属材料か
らなる中空円筒状の導体基板に貼付け，若しくは巻付け
るか，あるいは導体基板の表面をサンドブラスト処理等
によって数μｍの粗さに仕上げた後，フッ素樹脂を表面
に溶射後研磨する。例えば３０μｍ厚のＰＦＡフィルム
をアルミニウム製パイプに巻付け，端部を熱融着する
か，平均面粗さ３μｍに仕上げた銅製パイプにＰＦＡを
溶射後，３０μｍ厚にバフ研磨仕上げすればよい。

【００１４】次に本発明における定着用樹脂の酸価が３
ＫＯＨmg／g 未満であると，架橋剤粒子との架橋作用が
不充分となり，定着時における架橋反応が充分に進行せ
ず，架橋剤粒子の凝集物と定着用樹脂とが混在した状態
となり，溶融粘度の制御が不充分となるため好ましくな
い。また定着用樹脂の酸価が４０ＫＯＨmg／g を超える
と，定着用樹脂中に多量の官能基が存在することとな
り，トナーとしての耐湿性が低下するため不都合であ
る。

【００１５】上記のような定着用樹脂としては，例えば
ポリエステル樹脂，ポリブタジエン樹脂，あるいはアク
リル酸基を含むスチレン−アクリル系樹脂，スチレン−
ブタジエン樹脂またはエポキシ変性スチレン−アクリル
樹脂等を単独でまたは混合して使用することができる。

【００１６】次にトナー粒子に混合，表面固定若しくは
包含させる架橋剤粒子の配合量が，定着用樹脂１００重
量部に対して0.1 重量部未満であると，定着時における
定着用樹脂との架橋作用が不充分となり，前記定着用樹
脂の酸価が低い場合と同様の理由により好ましくない。
一方配合量が１０重量部を超えると，トナーとしての定
着性を低下させるため不都合である。

【００１７】上記のような架橋剤としては，含金属アゾ
化合物，イオウ化合物，有機過酸化物，金属酸化物，ポ
リウレタン，ジイソシアネート，エポキシ化合物，シラ
ン化合物等が挙げられる。

【００１８】本発明において使用する熱定着用トナー
は，平均粒径５〜１０μｍに形成するのが好ましい。平
均粒径が５μｍより小であると地カブリやトナー飛散が
生じるため好ましくなく，一方平均粒径が１０μｍより
大であると解像度および現像性が低下するため不都合で
ある。また転写性を向上させる点から体積固有抵抗が１
０¹⁴Ω・cm以上の絶縁性のものが好ましく, また帯電付
与部材（スリーブ，キャリアとドクターブレードなど）
との摩擦により帯電し易いもの（摩擦帯電量が絶対値で
１０μｃ／ｇ以上）が好ましい。

【００１９】なおトナーの平均粒径（体積）は，粒度分
析計（コールターエレクトロニクス社製コールターカウ
ンターモデルＴＡ−II) を使用して測定した。また体積
固有抵抗は，ＤＣ４ｋＶ／cmの電場で，内径3.05mmのテ
フロン（商品名）製シリンダー中に試料を１０数mg充填
し，１００ｇｆの荷重を印加して，絶縁抵抗計（横河ヒ
ューレットパッカード製４３２９Ａ型）により測定した
値である。更に摩擦帯電量は市販のブローオフ摩擦帯電
量測定器（東芝ケミカル製ＴＢ−２００型）により，ト
ナー濃度５％（標準キャリアとしてフェライトキャリア
（日立金属製ＫＢＮ−１００）を使用）にて測定した値
である。

【００２０】またトナー中には上記定着用樹脂の他に必
須成分として，カーボンブラック，アニリンブルー，ク
ロムイエロー，ローズベンガル等の顔料，各種染料等の
着色剤を含有させるが，これらは分散性を考慮して１０
重量％以下とする。

【００２１】なお磁性トナーとするときには，磁性粉と
してマグネタイト，フェライト等を１０〜７５重量％含
有させる。磁性粉が１０重量％未満ではトナー飛散を生
じ，一方７５重量％を超えると定着性が低下するため何
れも好ましくない。

【００２２】更に任意成分としては上記の他に，ニグロ
シン，金属錯体等の帯電制御剤，ポリオレフィン，脂肪
族化合物等の離型剤，シリカ，アルミナ等の流動化剤を
使用することができるが，定着性を確保するためにこれ
らの任意成分の総量は１０重量％以下とするのが好まし
い。

【００２３】本発明において使用する熱定着用トナー
は，定着用樹脂と着色剤とを乾式混合した後，加熱混練
し，冷却固化後，粉砕分級して，平均粒径５〜１０μｍ
とする。そしてこのトナー粒子と前記架橋剤粒子とを混
合するか，または架橋剤粒子をトナー粒子の表面に分散
固定して作製する。

【００２４】またはモノマー中に架橋剤粒子を均一に分
散させ，重合手段によってトナー粒子中に内包させる方
法を採ってもよい。なお本発明における熱定着用トナー
は，一成分系磁性トナーとして使用しても，非磁性トナ
ー若しくは磁性トナーを鉄粉，フェライト等の磁性キャ
リアと混合して二成分系現像剤として使用してもよい。

【００２５】

【作用】上記の構成により，画像担体上の静電荷像に静
電的に付着したトナーは，加熱手段または加熱手段を内
蔵する転写手段の位置において加熱されることにより，
定着用樹脂と架橋剤粒子とが架橋反応を起こして溶融
し，トナー像を転写定着することができるのである。従
って加熱手段若しくは転写手段に到達する前において
は，架橋反応は起こらないことにより，耐環境性を向上
させ得るのである。

【００２６】

【実施例】まず下記Ａ〜Ｄの４種類の磁性トナーを作製
する。このうちトナーＤは従来のものであり，比較例と
した。 （トナーＡ）重量部でポリエステル（酸価２０ＫＯＨmg
／g ）５０，マグネタイト（戸田工業製 ＥＰＴ５０
０）４５，ポリプロピレン（三洋化成製 ＴＰ３２）
３，帯電制御剤（オリエント化学製 ボントロンＳ−３
４）１を乾式混合後，ニーダによって加熱溶融混練し，
冷却固化させ，ジェットミル等で粉砕し，分級により，
平均粒径１０μｍのトナー粒子とした。次にこのトナー
粒子に架橋剤（オリエント化学製 ボントロンＥ８１）
１と疎水性シリカ（日本アエロジル製 Ｒ９７２）0.5
を添加して，ヘンシェルミキサーで混合することによ
り，架橋剤と疎水性シリカとをトナー粒子の表面に分散
固定し，体積固有抵抗６×１０¹⁴Ω・cm, 摩擦帯電量−
２５μｃ／ｇの磁性トナーとした。 （トナーＢ）前記トナーＡにおけるトナー粒子に，前記
同様の架橋剤と疎水性シリカを同様に添加して，Ｖ型ミ
キサーで混合して磁性トナーとした。この場合の上記添
加物は，一部がトナー粒子に付着するが，大部分は浮遊
状態である。 （トナーＣ）重量比でスチレン７０部，ｎ−ブチルアク
リレート２０部，アクリル酸１０部からなるモノマー
を，イオン交換水４００部，ヒドロキシプロピルセルロ
ース１部，過硫酸カリウム５部からなる水溶液中におい
て攪拌し，窒素雰囲気中で滴下した後，７０℃で８時間
重合反応させて粒径１μｍ以下のスチレン−アクリル系
共重合体粒子を含むエマルジョン（固形分２０重量％）
を得た。

【００２７】上記エマルジョン５００部に，予めシラン
カップリング剤（トーレシリコン製ＳＺ６０８３）を表
面処理した磁性粉（戸田工業製 ＭＡＴ−３０５）８０
部，帯電制御剤（日本化薬製 カヤチャージＴ−２Ｎ）
１部および架橋剤としてエポキシ粉砕微粒子（油化シエ
ル−エポキシ製 ＥＰ−１００２，粒径５μｍ以下）２
部を混合して，攪拌しながら７０℃で３時間保持して懸
濁重合させ，平均粒径７μｍ以下の凝集体を形成した。
冷却後濾過，水洗，減圧乾燥して得られた凝集体粒子に
シリカ（ワッカー製 Ｈ−２０００）0.5 部を添加して
磁性トナーを得た。この磁性トナーの体積固有抵抗は
3.5×１０¹⁴Ω・cm，摩擦帯電量は−17.5μｃ／ｇであ
った。 （トナーＤ）重量部でスチレン−アクリル共重合体５
０，マグネタイト（戸田工業製 ＥＰＴ−５００）４
５，ポリプロピレン（三洋化成製 ＴＰ３２）３，帯電
制御剤（オリエント化学製 ボントロンＥ８１）２を乾
式混合後，ニーダによって加熱溶融混練し，冷却固化さ
せ，ジェットミル等で粉砕し，分級により平均粒径１０
μｍのトナー粒子とした。次にこのトナー粒子に疎水性
シリカ（日本アエロジル製Ｒ９７２）0.5 を添加して磁
性トナーとした。この磁性トナーの体積固有抵抗は４×
１０¹⁴Ω・cm, 摩擦帯電量は−２３μｃ／ｇであった。

【００２８】次に上記実施例および比較例の各磁性トナ
ーＡ〜Ｄにより画像形成を行った。この場合，画像担体
である感光体ドラムは，厚さ５μｍのＰＴＦＥを被覆し
た誘電体ドラムにより形成し，表面電位−５００Ｖ，周
速６０mm／秒とした。現像ロールは永久磁石部材（４
極，現像磁極（Ｎ極）表面磁束密度８００Ｇ）固定，Ｓ
ＵＳ３０４製外径２０mmスリーブ回転（１５０r.p.m.）
とした。なお現像ギャップ0.35mm，ドクターギャップ0.
25mmとした。得られたトナー像は，図２（ｂ）に示すよ
うな加熱手段４を内蔵する転写手段５（転写定着温度５
℃宛可変，線圧１kg／cm）とした。表１は上記による画
像評価結果である。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１から明らかなように，比較例であるト
ナーＤによるものにおいては，定着性が低いと共に，１
６０℃においてホットオフセットが発生している。従っ
て転写手段５における温度制御がむずかしいと共に，転
写性および定着性を確保するためには，感光体ドラム１
の周速を低くする必要があり，画像形成速度も当然に低
くなる。

【００３１】これに対してトナーＡ〜Ｃによるものにお
いては，定着性（転写性）が充分に確保できると共に，
ホットオフセット発生温度が高いことが認められる。従
って転写定着温度範囲の設定が極めて容易になると共
に，転写定着環境条件の変化による影響が少なくなるこ
とが明らかであり，かつ高速度の画像形成を行い得ると
認められる。なお本発明の熱転写記録方法においては，
画像担体である感光体ドラム１の表面にフッ素樹脂から
なる被覆を設けているため，絶縁性，誘電率等の電気的
特性に優れていると共に，離型性および耐熱性が高い。
従って上記トナーの特性と両々相俟って，高品質の画像
を高速度で形成することができる。

【００３２】本実施例においては，磁性現像剤として一
成分系の磁性トナーによるものについて記述したが，非
磁性トナー若しくは磁性トナーと磁性キャリアとを混合
してなる二成分系の磁性現像剤を使用してもよい。また
転写手段として図２（ａ）に示す型式のものを使用して
もよく，画像担体としてはベルト状のものを使用しても
よいことは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから，下記の効果を奏し得る。

【００３４】(1) 加熱により定着用樹脂と架橋反応する
架橋剤粒子を，混合，表面に分散固定または包含させた
ものであるため，転写定着時において初めて架橋反応に
より粘度を向上するから，耐オフセット性が高い。

【００３５】(2) ホットオフセット発生温度が高いた
め，転写定着時における温度変動があっても，高品質の
画像を形成できる。 (3) 画像担体の表面にフッ素樹脂からなる被覆を設けて
いるため，離型性および耐熱性が高く，高品質の画像を
高速度で形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱定着用トナーの温度と粘度との関係を示す図
である。

【図２】従来の熱転写記録装置の例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ５ 転写手段

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【手続補正書】

【提出日】平成７年８月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像担体上に静電荷像を形成し，この静
   電荷像にトナーを付着させてトナー像を形成し，このト
   ナー像を加熱手段を介して加熱した状態において記録部
   材と接触させることによりトナー像を記録部材上に転写
   ・定着する熱転写記録方法において，画像担体の静電荷
   像形成表面をフッ素樹脂によって被覆し，酸価が３〜４
   ０ＫＯＨmg／g である定着用樹脂と着色剤とを必須成分
   とするトナー粒子に，加熱により定着用樹脂と架橋反応
   する架橋剤粒子を，定着用樹脂１００重量部に対して0.
   1〜１０重量部の割合で混合，表面に分散固定または内
   部に包含させてなるトナーを使用することを特徴とする
   熱転写記録方法。