JP2721401B2 - トナー像受容体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は電子写真、あるいは静電記録によって形成さ
れたトナー像を布地およびその他の樹脂シートのような
像受容体に転写する方法に関するものである。

［従来技術］ 従来、布地のごとき柔軟性を有する部材に熱あるいは
圧力により薄層シート上に形成された画像を転写し種々
の目的に供すると言う技術は広く知られている。しかし
ながら上記目的に用いられるようなフィルムはあらかじ
め印刷等により画像を表面に形成されており、同一図柄
のシートを大量に作成することにより安価な転写シート
を供給することを可能としていた。このため少数個への
対応は困難であるだけでなく、単品への対応はほぼ不可
能であった。このような問題点に対応する方法として電
子写真装置等の画像形成装置により直接布地上に安価に
個性化した像を経済的に且つ効果的に生成する方法があ
る。この方法として融着させた着色トナー像を離型性の
表面を有する紙上に形成し、この着色トナー像を熱と圧
力の作用により布地に移して像を布地に転写する方法が
提案された。しかしながら、上記のような離型性の紙に
形成された画像ははがれやすく、布地などの部材に転写
する前に画像を損なってしまう問題があった。

また従来の方法は原画像を忠実に布地などの部材に再
現することを目的としていたものであって、原画像を変
調してトナー像受容体の用途に応じた色調の画像を作る
ことができなかったものである。

［発明の目的］ 本発明は、画像を損うことなく従来技術とは異なり色
調が変化させられた画像を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 上記目的は少なくともトナー像に対して接着性を有す
る表面層を持つ転写材上に定着トナー像を形成し、この
トナー像の一部をあらかじめ除去した後、この残留トナ
ー像が形成された転写材表面を像受容体と対向接触させ
て上記残留トナー像を上記像受容体に転写することによ
って達成される。

本発明によるトナー像受容体の製造方法は、トナー像
に対して接着性を有する表面層を持つ転写材上に定着ト
ナー像を形成した転写材を用いることにより、転写前に
トナー像がはがれ落ちることを防止できると共に、転写
時におけるトナー像の厚み方向の一部のみを像受容体に
転写せしめることを可能にして、転写材に保持されたト
ナー像とは異なる色調のトナー像を像受容体に形成出来
るものである。従って、本発明における表面層の接着性
は転写前および転写時の両方においてトナー像に対して
接着性を有することを意味するものである。

次に図面により本発明を説明する。

第１図は本発明に用いる転写材１の縦断面図である。
第２図は転写材１の表面にフルカラー電子写真トナー像
を形成することが可能な電子写真装置の一例を縦断面図
として示す。第３図はトナー像を有する転写材１を像受
容体５に対向接触させる方向を示す。第４図は加熱加圧
後上記トナー像が十分柔らかい状態で転写材１を像受容
体からはがした状態を示す。第５図はトナーの溶融特性
を説明する図である。

第１図に示す転写材１はトナー像４に対し接着性を有
する表面層２とこれを支える基体たる基材３からなる。
但し、表面層２を形成するものが基材３を兼ねても何ら
問題はない。表面層２は付与するトナー像の材質によっ
て用いられる材料が異なるが、転写材１に電子写真装置
内で静電的に転写され、更に熱および圧力にて定着され
たトナー像を像受容体５に対向接触させ、更に熱および
／または圧力を掛けこのトナー像が軟化している間に像
受容体から剥離するという操作の間トナー像の一部を十
分保持するだけの接着力を有しているものが好ましい。
例えばポリエステル系の樹脂から成るトナーの場合、塩
化ビニル系樹脂のごとき内部に可塑剤を持つ樹脂を表面
層２に用いることでこの可塑剤がトナーを溶融させ塩化
ビニル表面からトナーを取り込む形でトナー像を表面層
に接着させる。この場合塩化ビニルは軟質タイプのもの
で重合度が100〜1300程度のものがよく、更に可塑剤と
してはジオクチルフタレート、フタル酸ジブチル、フタ
ル酸ジヘプチル、ジオクチルアジペート、ジ−２−エチ
ルヘキシルマレートおよびトリメリット酸系から選ばれ
る可塑剤が好ましい。なお、重合度（平均）が1300を越
えるものではトナーを接着するに足る可塑剤を多く必要
とし、更に、柔軟性が低下する。また、重合度が100以
下では耐熱性に不安を生じる。表面層によるトナーの接
着性は紙ヤスリのような研磨剤により表面を荒らされた
樹脂を表面層として用いることで溶融したトナーがこの
粗面に入り込み固着するという物理的なトナーへの接着
力を得ても良い。この場合トナーの十分な接着性を得る
ためには平滑度で2000秒以下、好ましくは100秒以下が
よい。2000秒をこえる平滑度では像受容体への転写を行
なう前に転写材１上のトナー像の一部が欠落してしまう
可能性があるだけでなく、転写後に像受容体上に部分的
に光沢のある画像が形成されてしまう。

更にトナーの樹脂の極性と似かよった極性を持つ樹脂
を表面層２とすることでもトナー像との接着力を得るこ
とが可能となる。例えばポリエステルのような極性基を
持つ樹脂から成るトナーの場合、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリメタクリル酸系樹脂、フェノール樹
脂、などの樹脂を表面層２として用いることが出来る。

基材３は電子写真装置内での搬送性を保証するために
必要に応じて用いられる部材であって、表面層２を形成
する部材がこの機能を有していれば特に設ける必要はな
い。ただし表面層２の厚みが数十μｍ以下の場合あるい
は軟質塩化ビニルの様に柔軟性の高い材質のものを用い
た場合は数十μｍの厚さの紙あるいは合成紙あるいはポ
リエチレンテレフタレート・ポリイミド・ポリアミドイ
ミドなどの耐熱性を有する樹脂性フィルムを基材３とし
て用い、これに不図示の接着剤を用いて表面層２を形成
する部材を張り合せるか、基材３上に公知の塗工技術を
用いて表面層の塗膜を形成すればよい。トナー像４はポ
リエステル、スチレン・アクリル酸共重合体などの樹脂
に呈色材、カーボン、磁性体、荷電制御剤等を混練した
トナーから成る像であり、第２図にしめす画像形成装置
によって転写材１上に形成されるものである。

次に、本発明によるトナー像受容体の製造方法につい
て述べる。

第２図は、本発明によるトナー像をカラー画像として
用い実施するためのカラー複写機の構成を示す説明図で
ある。転写材１にトナー画像を形成する方法について以
下に説明する。

カセット101に収納された転写材１は、給紙搬送経路1
09を経て転写ドラム105上に供給される。一方、原稿110
はリーダー100により光照射され、その反射光が色分解
フィルタを通して色分解され、その光は不図示の固体撮
像素子（例えばCCD）により電気信号に変換されデジタ
ル信号化された後、色処理等の画像処理を施される。こ
の後、上記電気信号に応じた画像信号に応じてレーザー
スキャナー106のレーザーを発光させて感光ドラム上を
露光Ｅする。感光体102は帯電器103により帯電されてお
り、露光Ｅにより潜像が形成される。潜像は現像位置に
おいて例えばイエロー現像器104Yにより現像され、感光
ドラム102上にはイエローのトナー像が形成される。ト
ナー像は転写位置において例えばコロナ帯電器105aによ
り転写ドラム105に保持された転写材１に転写される。
感光ドラム102上の残留トナーはこのあとクリーニング
手段111により清掃されて次のトナー像を形成する行程
が繰り返される。次の工程では原稿110の色分解が別の
色で行なわれ、現像器も例えばマゼンタトナーを現像す
る現像器104Mに切り換えられる。このようにして感光ド
ラム102上にシアントナー，ブラックトナーも必要に応
じて各々形成され、必要な複数の色トナー像が転写され
た転写材１は、転写ドラムから分離されて加熱及び加圧
作用を持つ定着器107において定着を施され、排紙トレ
イ108上に排紙される。

次にこの転写材上のトナー像を紙ヤスリで削り落とす
かあるいは粘着テープを転写材に接着した後はがすこと
により取り除くかあるいは更に他の転写材に、得ようと
する画像状態になるまで一回以上熱および／または加圧
により仮転写を掛ける。この仮転写によりもとの転写材
上の厚み方向（転写材面と略垂直方向）のトナーは減少
する。この工程を行なうことでもとの転写材上にほぼ望
み通りの色調を変えた画像が得られる。また、得られる
画像は再現性のあるものとなる。ここで、トナーは上記
のように黒および有彩色のトナー以外に白トナーを使う
ことももちろん可能である。

以上のようにして得られた定着トナー像が形成された
転写材１を第３図に示すようにトナー像面が形成された
転写材１面を像受容体５に対向するように接触させ、そ
れらをプレスマシン、ハンディアイロン、ヒートロール
対などの加熱と加圧を同時に加えることが可能な機器に
供する。このとき加熱は用いているトナーが軟化するに
十分な熱量が与えられるよう上記のプレスマシン、ハン
ディアイロン、ヒートロールの温度、更に加熱時間を設
定しておく必要がある。加えて、加熱加圧後第４図に示
すごとく転写材１と像受容体５を引き剥しトナー像４の
厚み方向（転写材１面及び像受容体５面に対して略垂直
方向）の一部であるトナー像６が像受容体に残るように
するためには加熱加圧後にも剥離するに十分な時間トナ
ー像が軟化状態になければならない。

また、転写材１から像受容体５にトナーを転写する方
法としては必ずしも加熱及び加圧の両方をする必要はな
く、転写材１の表面層２として上述したような塩化ビニ
ル系樹脂に可塑剤を有する場合には加圧のみによって転
写することもできる。さらに、転写材１と像受容体５を
のせたままオーブン等によって加熱のみすることでも転
写は可能である。これらの場合も転写材１と像受容体５
を剥離するときにはトナーが軟化状態である必要があ
る。

以上の条件を満足するようにして本発明の目的とする
トナー像受容体は得られる。得られた画像は原画像に比
べ画像を再現するトナーの量が微妙に異なってくるため
明度、彩度、色相が異なった画像となる。すなわち従来
の複写機だけを用いた画像では原画像に忠実な画像を出
力することが主目的であるために出力することが困難で
あった淡くかつ鮮明な画像などもトナー像受容体５に転
写するトナー像を数％とすることで可能となる。このよ
うなトナー画像の変調を期待するには、転写材のトナー
像を形成しているトナー量の50wt％以下、好ましくは30
wt％以下、特に好ましくは10wt％以下を転写してトナー
像受容体を製造するのが良い。特にこの10wt％以下の場
合は原画像に比べて明度が増すと共に色相も顕著な変化
が見られた。

次に上記フルカラー電子写真装置に用いられるトナー
について説明する。

カラー画像またはフルカラー画像の形成において、シ
ャープメルトなトナーを使用することにより、複写物の
色再現範囲を広め、原稿の多色またはフルカラー像に忠
実なカラーコピーを良好に得ることができる。

トナーは、ポリエステル樹脂またはスチレン−アクリ
ルエステル樹脂の如き結着樹脂、着色剤（染料、昇華性
染料）、荷電制御剤の如きトナー形成用材料を溶融混
練、粉砕、分級することにより製造される。必要とあら
ば、トナーに各種外添剤（例えば、疎水性コロイダルシ
リカ）を添加する外添工程を付加してもよい。

カラートナーは、定着性及びシャープメルト性を考慮
すると、結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用したも
のが特に好ましい。シャープメルト性ポリエステル樹脂
としては、ジオール化合物とジカルボン酸とから合成さ
れる分子の主鎖にエステル結合を有する高分子化合物が
例示される。

特に、次式 （式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、x,yは
それぞれ１以上の正の整数であり、かつｘ＋ｙの平均値
は２〜10である。）で代表されるビスフェノール誘導体
もしくはその置換体をジオール成分とし、２価以上のカ
ルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエ
ステルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸，マ
レイン酸，無水マレイン酸，フタル酸，テレフタル酸，
トリメリット酸，ピロメリット酸など）とを少なくとも
共縮重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を
有するのでより好ましい。

ポリエステル樹脂の軟化点は75〜150℃、好ましくは8
0〜120℃が良い。ポリエステル樹脂を結着樹脂として含
有するトナーの軟化特性を第２図に示す。軟化点の測定
法に関して以下に説明する。

フローテスターCFT−500A型（島津製作所製）を使用
し、ダイ（ノズル）の直径0.2mm、厚み1.0mmとして20Kg
の押出荷重を加え初期設定温度70℃で、予熱時間300秒
の後、６℃／分の速度で等速昇温した時、描かれるトナ
ーのプランジャー降下量−温度曲線（以後軟化Ｓ字曲線
という）を求める。試料となるトナーは１〜3g精秤した
微粉末を用い、プランジャー断面積は10cm²とする。軟
化Ｓ字曲線は第５図のようなカーブとなる。等速昇温す
るに従い、トナーは徐々に加熱され流出が開始される
（プランジャー降下Ａ→Ｂ）。さらに昇温すると溶融状
態となったトナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）プラン
ジャー降下が停止し終了する（Ｄ→Ｅ）。

Ｓ字曲線の高さＨは全流出量を示し、H/2のＣ点に対
応する温度T₀はその試料（例えば、トナーまたは樹脂）
の軟化点を示す。

トナー及び結着樹脂がシャープメルト性を有するか否
かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融粘度を測定
することにより測定できる。

本発明に適用できるトナーの溶融粘度は、90℃〜150
℃において10³〜５×10²ポイズであることが望ましい。

更に、本発明においてシャープメルト性を有するトナ
ーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が10³ポイズ
を示す時の温度をT₁、５×10²ポイズを示す時の温度をT
₂とした時 T¹＝90〜150℃ ｜ΔT|＝|T₁−T₂|＝５〜20℃ の条件を満たすものをいい、本発明ではシャープメルト
性を有するトナーを用いることが望ましい。

トナー及び結着樹脂の見掛けの溶融粘度は、前述のフ
ローテスターCFT−500A型を使用して測定することがで
きる。

（実施例１） 転写材１に厚さ80μｍの重合度1000の塩化ビニル、可
塑材としてDOP（ヂオクチルフタレート）を用い、75μ
ｍの普通紙の基材に接着したものを用いた。

画像形成用のトナーとして軟化点110℃のポリエステ
ルをバインダーとしこれにイエロー、シアン、マゼン
タ、ブラックの各色を呈する色材および荷電制御剤など
を溶融混練、粉砕、分級したものをトナーとした。この
トナーを用いて前述のカラー電子写真装置を用いて上記
転写材にフルカラートナー画像を形成した。

次に、この転写材上のトナー像を先ず600番の紙ヤス
リで荒削りを行ない。更に1000〜3000番程度の紙ヤスリ
で仕上げを行ない。トナーの厚さを約1/20にした。

次に木綿製の布地にこのフルカラートナー像が対向接
触するように転写材１を当て（株）羽島製のプレスマシ
ンMS−84A型に掛けプレス圧1t、温度120℃にて布地への
転写を行なった。約10秒の加熱加圧の後まだ十分にトナ
ー像が軟化している間に転写材を布地からゆっくりと引
き剥した。得られた布地上の画像は原画に比べ赤色の部
分が薄いピンクに成っており、更に緑が薄い若草色へと
紺色がスカイブルーに変化した。このときの転写材上の
トナー転写量はもとの転写材上のトナー量のほぼ5wt％
であった。

（実施例２） 転写材１に表面平滑度が300秒厚さ100μの66ナイロン
を用い、トナーとしてスチレン・アクリル共重合体をバ
インダーとする赤および黒のトナーを用いてキヤノン製
電子写真複写機NP1215で２色の画像をこの転写材上に形
成した。このときのトナー像の厚さは18μｍであった。
次にこのトナー像に60μｍ厚の普通紙を当て背面から15
0℃のハンディアイロンで加熱加圧し、加熱状態で両者
を剥離してトナー像の厚さを減少させた。このときの転
写材上のトナーの減少量はほぼ60wt％であった。

次に、像受容体として厚さ80μｍのコート紙に温度を
180℃とした以外は実施例１と同様の方法で転写し加熱
加圧後、直ちに剥離した。このときの転写材上のトナー
転写量はもとの転写材上のトナーの量の30wt％であっ
た。

得られた画像はフルカラー画像の場合のように様々な
色の変化はなかったが赤が朱色に、黒が薄い灰色に変化
し発明者の意図とする画像が得られた。

（実施例３） 転写材１にコーティングポリエステル（商品名：バイ
ロン，東洋紡製）を表面層として２μｍ厚にコーチング
した100μｍ厚のポリエステルフィルムをもちい実施例
１と同様のトナーによりフルカラー画像を形成した。次
にこの転写紙を表面が140℃に加熱されたフッ素コーテ
ィングローラーとシリコンゴムローラーからなるローラ
ー対間を４回、トナー面がフッ素コーティングローラー
に接触するように通過させた。この結果、転写材上には
ほとんどトナーがない状態になった。このときの転写材
上のトナーの減少量はほぼ85wt％であった。

次に画像形成の終了した転写材１を厚さ100μｍの普
通紙にトナーが像が対向するように重ね170℃に加熱さ
れている一対のローラー間に20mm/secの速度で通紙し、
排紙直後に転写材１を紙から剥離したところ特に淡い色
調の画像が得られた。このときの転写材上のトナー転写
量はもとの転写材上のトナー量の15wt％であった。この
画像は用いた電子写真装置ではダイレクトに出力するこ
とが不可能なものであった。

以上の様に本発明によって原画像と異なった出力が得
られる。次に本発明者が上記の発明を達成するうえで布
などに転写されたトナー像の保存性を更に高める方法に
ついて更なる考案を得るに至った。この方法について詳
述を加える。

一般に電子写真に用いられるトナーは粉砕性を高めて
いるために固くもろい、このため布地などの繊維に付い
たトナーは割れて欠落する可能性がある。これを未然に
防ぐにはトナーを転写する布地の表面にあらかじめ架橋
性を持つ熱硬化型樹脂をスプレーあるいはローラーで塗
布し、転写材上のトナー像と布地を密着させて加熱する
と良い。また、上記樹脂を転写する前に布地に塗布しな
いで転写後、布地に対して上記のように熱硬化型樹脂を
塗布しても良い。更に、上記両者を組み合わせて転写
前、転写後両方で布地に熱硬化型樹脂を塗布することは
より好ましい。上記の様に加工を加えることにより樹脂
を介してトナーを強固に接着することが可能になる。

ここで用いることが可能な樹脂について具体的に述べ
る。先ず合繊などの比較的熱に弱い布地の場合はメトキ
シメチルポリアミド樹脂にメラミンを架橋促進剤として
用い熱硬化が他の樹脂とすることで目的を達成できる。
次に綿等の天然繊維の場合ではアクリル樹脂とウレタン
樹脂をメラミンで架橋を促進させ熱硬化させることで目
的を達成できる。

なお、像受容体としては、ネクタイ，シャツ等の衣料
品やカーテン，シーツ等の装飾品等種々に使用すること
が可能である。また、像受容体としては布地以外に紙、
木材等も使用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、 1.転写前におけるトナー像のはがれ落ちを防止できる。

2.従来の複写機ではダイレクトに出力することが困難で
あった微妙に明度、彩度、色相の変化した画像を得るこ
とが可能になった。

3.電子写真装置を用いて原稿画像に忠実ではなく個性の
ある画像を得ることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナー像形成方法に用いる転写剤の縦
断面図、第２図は本発明における転写材の表面にフルカ
ラートナー像を形成することが可能な電子写真装置の一
例を縦断面図、第３図は本発明のトナー像形成方法にお
いてトナー像を有する転写材を像受容体に対向接触させ
る方向を示す斜視図、第４図は本発明のトナー像形成方
法においてトナー像を有する転写材を像受容体からはが
す状態を示す斜視図、第５図はトナーの溶融特性を説明
する図である。 1:転写材、2:表面層 3:基材、4:トナー像 5:像受容体、6:転写済トナー像

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともトナー像に対して接着性を有す
   る表面層を持つ転写材上に定着トナー像を形成し、この
   トナー像の一部を除去した後その残留トナー像が形成さ
   れた転写材表面を像受容体と対向接触させて上記残留ト
   ナー像を上記像受容体に転写することを特徴とするトナ
   ー像受容体の製造方法。
2. 【請求項２】上記転写材の表面層が少なくとも可塑剤を
   含有する請求項（１）に記載のトナー像受容体の製造方
   法。
3. 【請求項３】上記表面層を形成する樹脂成分が塩化ビニ
   ル系樹脂である請求項（２）に記載のトナー像受容体の
   製造方法。
4. 【請求項４】上記可塑剤がジオクチルフタレート、フタ
   ル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、ジオクチルアジペ
   ト、ジ−２−エチルヘキシルマレート及びトリメリット
   酸系から選ばれる少なくとも１つである請求項（２）に
   記載のトナー像受容体の製造方法。
5. 【請求項５】上記転写材が、上記表面層と基体とを有す
   る請求項（１）に記載のトナー像受容体の製造方法。
6. 【請求項６】上記基体が、紙、合成紙、樹脂フィルムま
   たはこれらの複合体である請求項（５）に記載のトナー
   像受容体の製造方法。
7. 【請求項７】上記転写材の表面層が樹脂成分としてナイ
   ロン系樹脂を有する請求項（１）に記載のトナー像受容
   体の製造方法。
8. 【請求項８】上記転写材の表面層が樹脂成分としてポリ
   エステル系樹脂を有する請求項（１）に記載のトナー像
   受容体の製造方法。