JPS6053312B2 - 染料像の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は昇華性を有し、かつ染料自体に摩擦帯・電特性
を有する染料単体のみを現像トナーとした乾式現像を用
いた染料像形成法に関すもので電子写真法又は静電記録
法による静電潜像を該乾式現像トナーで現像し得られた
画像より該染料を昇華転写させ紙類又は合成繊維等から
なる布帛に染着させた最終画像を得る事を特徴とした染
料像の形成法に係るものである。

この種の染色方法は転写捺染として知られており昇華性
染料を用いた昇華転写捺染法には特公昭詔−１５０１３
．特公昭３９−１８７９３があり広く実用化されている
。

又本発明の如く電気的複写手段と昇華性染料を含むトナ
ーを組み合わせた昇華転写捺染法は特公昭４１−１８３
０＆．特開昭侶−４１０８＼特開昭４８−４１０８８に
記載されている。しかしこれらの方法に用いる記録材料
はいずれも昇華性染料と定着剤としての樹脂成分との組
み合わせから成つている。

一般の昇華転写捺染法では転写紙等に昇華性染料を含ん
だ印刷インキにより印刷され、該染料を印刷インキ中の
定着剤（ビヒクル）によつて転写紙等に固着される。又
電気的複写手段を用いた昇華転写捺染法においてもトナ
ーには摩擦帯電特性を有する熱可塑性樹脂が含まれてお
り同じく転写紙等への該染料を固着させるための定着剤
として働く。電子写真法又は静電記録法によつて静電潜
像を作り、現像する方法には乾式法と湿式法があり、一
般にトナーは組成として樹脂と顔料及び染料の色材とか
ら主として成りその他調整剤等を含んでいる。

この中で樹脂は定着剤としての働きとキャリヤーとの摩
擦帯電特性を保持させる働きとがあり、従来のトナーに
は必要不可欠なものであつた。従来の昇華捺染トナーで
は樹脂を含有していて転写時における樹脂の影響により
布帛の風合を損うこともあり、又トナー化する場合昇華
温度と軟化点との組み合せとか、更に良好なトナー特性
を得る場合の染料と樹脂との極性の組み合せに多大な研
究実験を必要とした。

元来、捺染像を得るためには染料だけが有効成分であり
、樹脂は付随的のものである。本発明はそういつた研究
のわずられしさを一挙に解消し、現像剤の加工が極めて
簡易となる利点を見いだしたものである。

更に本発明によると電子写真法又は静電記録法によつて
形成された画像のトナーは染料単体のみであるため転写
効率にす−ぐれ、１００％利用でき、捺染像が非常に彩
やかである。又当然トナーとしての高価な染料含有％は
従来よりは少なくて済み、トナー製造における設備費か
らみても樹脂を含んでないということは産業上大きな利
益であるといえる。本発明は転写紙等に昇華性染料を固
着することなく、電気的複写手段により得た静電潜像上
に本発明の染料トナーを電気的に保持させ、そのまま染
料を昇華転写しようとする方法であり、使用するトナー
は染料が主体であり、従来のトナーとは異なり固着剤と
しての樹脂、ワックス、又は調整剤等を含まないもので
ある。

本発明者は昇華転写捺染用の染料について種々・の適性
を研究しているうち染料自体に強い帯電特性を有するも
のであることを見いだした。

そこで更に追求して染料と鉄粉との摩擦帯電特性を調べ
た。先ず種々の昇華性染料を集め、粉砕し分級して４０
μ以下とし、鉄粉と混合し乾式現像剤を調整した。次に
静電記録紙上に静電記録法等により静電潜像を作り、各
々の乾式現像剤で現像することによつて画像形成能力を
研究した。その結果、４０μ以上の染料粒子を使用する
と画像の鮮明さに欠けるため４０μ以下が好ましく、５
〜３０μが最もよいことがわかつた。染料単体は正極性
昇華性染料の場合には、酸化亜鉛感光紙の表面電位Ｖ，
一１００Ｖでのトナー層電位が１０Ｖ以上の特性のもの
、一方、負極性昇華性染料の場合には、酸化亜鉛感光紙
の表面電位Ｖ３が−１００■でのトナー層電位が一６０
Ｖ以下の特性のものである、しかしこれらの特性は、該
染料の１重量部を電子写真用還元鉄粉の１０鍾量部と混
合して乾式現像剤を調製し、酸化亜鉛感光紙上の静電潜
像を現像する際の数値である。その測定法に詳細は、第
１８頁から第１９頁に亘つて記載されている。キャリヤ
ーとして還元鉄粉又はガラスビーズなどが乾式現像法に
用いられ、該キャリヤー１０踵量部に対し前記染料単体
０．５ないし７重量部を攪拌混合して乾式現像剤を調製
する。０・５重量部より少ない染料量では濃度不足で画
像が不鮮明となり、他方７重量部より染料量では地かぶ
りを起し画像の濃淡がなく結局画像が不鮮明となる。

湿式現像法にはキャリヤーとして、誘導率３以下の高電
気抵抗液体が用いられ、該キャリヤー１０鍾量部に対し
前記染料単体０．０１ないし１重量部を均一分散して湿
式現像剤を調製する。０．０１重量部より少ない染料量
では濃度不足で画像が不鮮明となり、他方１重量部より
多い染料量では地かぶりを起し画像の濃淡がなく結局画
像が不鮮明となる。

以下実験の内容を詳細に説明する。画像形成用の記録紙
には市販の静電記録紙Ｋ一２１Ｍ（神崎製紙製）を使用
した。

夫々にプラスとマイナスの２００Ｖ表面電位を有する任
意のパターン潜像を作り、粉砕分級された昇華性染料１
部と電子写真用還元鉄粉ＤＳＰ−１０９１５０〜２００
メッシュ（同和鉄粉製）１０娼によつて調製された乾式
現像剤を磁気ブラシ法で現像しその画像より染料の摩擦
帯電極性及ひ画像の良否を判定した。極性評価の基準と
して、マイナス潜像に対してポジ画像が鮮明で、かつプ
ラス潜像に対しネガ画像が鮮明な反転画像となる場合＋
＋、マイナス潜像に対してポジ画像が鮮明であり、しか
しプラス潜像に対して鮮明な反転画像が得られない場合
十とする。その反対を夫々−ー、−とした、マイナス潜
像及びプラス潜像の何れの場合も鮮明な画像が得られな
いもの、いわゆる無極性である場合を士とした。画質の
評価は主にに鮮明度かぶりを見て、画像が非常に鮮明な
ものを◎、若干のかぶりはあるが画像がはつきりしてい
るものを０１地汚れがあり画像が不鮮明なものをΔ、全
体画像にならないのを×とした。試験に使用した昇華性
染料の画像をとり比較した実験結果を表１に表す。この
実験によりプラス、マイナスにかかわらず摩擦帯電特性
がはつきりしている染料は鮮明な画像が得られることが
判つた。

。更に本発明は他の市販の電子写真用還元鉄粉ＭＳＲｌ
ＯＯ〜１５０メッシュ、ＥＦＶ２ＯＯ〜３００メッシュ
（日本鉄粉製）をキャリヤーとして同様にテストした結
果多少の差はあるものの同じ結果が得られ鉄粉の種類に
よる極性、画質の差はなかつた。なお本実験例では乾式
法の磁気ブラシ現像法で行つているためキャリヤーとし
て鉄粉のみに限定しているがガラスビーズ等他のキャリ
ヤーによつても摩擦帯電極性が得られることはいうまで
もない。又更に該染料１部を透電率３以下の高電気抵抗
ｊを有する液体的部に均一に超音波装置で分散させ乾式
現像剤として調整し、前述の乾式法の場合と同様にして
得られた潜像を乾式現像すると同様な画像が得られた。

これをポリエステル繊維と重ねて２００℃のヒータで托
秒加熱するとパターンに忠７実な捺染像が得られた。こ
の場合該染料を分散させるのに適した誘電率３以下の高
電気抵抗液体としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタンの
如き液体直鎖脂肪族炭化水素、沸点が９９乃至２５０℃
の範囲にある液体イソパラフィン系炭化水素シクロヘキ
フサンの如き液体炭化水素、ナフサ・グロセンの如き脂
肪族炭化水素混合物も使用されるが他の高電気抵抗液体
、例えばジメチルポリシロキサン、四塩化炭化水素、ト
リクロロトリフルオロメタンなどを用いることができる
。次に本発明者は実験により得られた良好な画質を示す
昇華性染料とトナー画像形成の主要因である帯電量につ
いて調べてみた、。

二成分系の乾式現像剤のトナーの帯電量の測定には種々
の方法があるが、これらの従来の帯電量の測定方法では
、本願発明に係る染料画像の形成性と、染料の摩擦帯電
特性との関連性を明確に表現することができなかつた。
本願発明では、光導電法によるトナー層電位を測定し、
（この測定法については、高橋、坂出、１トナー現像剤
の研究（帯電と画像特性）Ｊ．電子写真学会、第羽回研
究討論会、１９７４を参照した。）比較した。その原理
について述べると先ず酸化亜鉛感光層の一定面積をコロ
ナ放電により帯電させる・・・・・・Ｖｓとする。次い
で磁気ブラシ現像により充分現像をした後付着トナー層
の上から現像部の電位を測定する・・・・・・Ｖｄとす
る。このＶｄはトナー粒子の電荷により中和されず又ト
ナー付着に寄与せずに、感光層表面に残留している電位
である。次にトナー付着部に残つている感光電位を強力
な光照射により消失させると正のトナー層電位のみが測
定される・・・・・・■ｔとする。このＶｔは長時間減
衰せす正の空間電荷層を形成する。実験方法は乾式現像
剤として前述の乾式現像剤を使用し測定は２５℃６０％
湿度で行つた。なお表面電位計は振動容量型（タケダ理
研ＴＲ−濶Ｍ−型）微少電圧検出器を使用した。前述の
実験で判明した昇華性染料について各Ｖｓに於けるその
トナー層電位■ｔと■ｄを測定した。本測定においては
、酸化亜鉛タイプの光導電性＊２感光紙を使用する。該
感光紙の表面電位は約４００Ｖで飽和するが、Ｖｓが高
いと減衰が遅く、またトナーが多く付着するので、画像
評価が難かしくなり、また■ｔあるいはＶｄも増大する
ので、本測定ではＶｓが−１００Ｖとして測定している
。また乾式現像剤のトナー（染料単体）濃度は画像像比
較がやりやすいように１重量部で、キャリヤーとしては
電子写真用還元鉄粉１０轍量部を用いて行つている。そ
して、Ｖｔと■ｄの測定についてはそれぞれの染料を用
いた乾式現像剤で３段階の任意のグレースクールを使用
して、−６０■、−９０Ｖ１−１２０Ｖの■Ｓをレコー
ダーにかけて、各々のＶｄ，．Ｖｔを記録し、Ｖｓ，■
Ｄ，Ｖｔの特性曲線をグラフ化し、このグラフより、■
Ｓが−１００Ｖのところの■Ｄ，■ｔを測定している。

この結果を表■に示す。そして、第１図はそれぞれの染
料を用いた乾式現像剤のプラス極性の特性曲線を、第２
図はマイナス極性の特性曲線を示す。

図中Ａ，Ａ″はソルベントレッド１４３；Ｂ，Ｂ″はソ
ルベントイエロー１６；Ｃ，Ｃ″はソルベントイエロー
２：Ｄ，Ｄ″はソルベントイエロー５６；Ｅ，Ｅ″はソ
ルベントレッド２４：Ｆはデイスパーズイエロー８；Ｇ
はデイスパーズイエロー６０；Ｈはスミプラストレツド
３Ｂ：Ｉはソルベントレッド１；Ｊはデイスパーズイエ
ロー７６；Ｋはデイスパーズイエロー５、ソルベントイ
エロー９９についての夫々の極性の特性曲線である。こ
れらの結果より本発明者は鮮明な画像について次のこと
を見いだした。

即ち正の極性を有する昇華性染料はＶｓが−１００ｖ′
８ｖｔが１０■以上あり、負の極性を有する昇華性染料
は亜鉛感光紙の表面がマイナスチャージのため画像が反
転しＶｔが測定されず逆に■ａがいずれも大きくＶｓが
−１００Ｖに於いて−６０■以下に表われていることで
ある。更に本発明者は画像が良くなかつたものについて
トナー層電位Ｖｔ，■ｄを測定したが画像が出なくてＶ
ｔが殆んど測定されず又Ｖｄも−６０Ｖ以上であつた。
このことは帯電量が小さく不安定なものは現像中にリー
ク電位が大きいことを意味している。また前記のＶｔ．
ｌ５Ｖｄが夫々１０Ｖ以上と−６０Ｖ以下であれば、所
望の静電潜像への染料の付着量が充分であり、鮮明な画
像が期待できるのである。本測定ではＶｓが−１００Ｖ
１トナー濃度１％について行つているが、Ｖｓ及びトナ
ー濃度を変えることによりＶｄ，Ｖｔが変化することは
いうまでもない。Ｖｓが−１００ＶでのＶｔが１０Ｖ以
上を示す正極性昇華性染料とＶｄが−６０■以下を示す
負極性昇華性染料については、湿式現像剤を調製して静
電潜像を湿式現像した場合、いずれも鮮明な画像が得ら
れた。他方、上に規定範囲外にある染料では鮮明な画像
が得られなかつた。しかしこれらの昇華性染料が何故鮮
明な画像となり大きな帯電性を有するかの機構は不明て
あり、それは特に本発明の規制するところでない。前述
した２つの実験より染料トナーとしてプラス極性染料は
、例えばマイナス極性染料は、例えば が本発明の染料トナーとして有効であるこことが判つた
が、これらに限定されるものでない。

これら静電記録紙に得られた染料像を例えばポリエステ
ル繊維と重ねて昇華転写することにより最終画像を得ら
れるものであり画像は紙又は繊維に鮮明に染着していた
。以上の様に本発明の染料像の形成法は従来の昇華転写
捺染とは異なり静電潜像に電気的に保持された昇華性染
料単体をそのまま昇華転写するもので染色工程の大巾な
省力化とスピードアップに役立つものである。

更にトナーは染料単体であるため加工が簡単で、しかも
画像は高濃度で鮮明である。又従来の定着剤を用いた場
合に生じる定着剤による汚染は全くないものである。更
にメリットとして従来の電子写真装置でもつて紙類、合
成繊維、プラスチック等に任意の色相て複写画像を作成
する事が出来るものであり、染着しているため非抹消性
を有している。以下実施例について詳しく述べるが実施
例に制・限されるものでない。

実施例１ 電子写真用還元鉄粉ＤＳＰ−１０９１５０〜２００メッ
シュ（同和鉄粉製）１０娼、粉砕分級して４０μ以下に
した染料ソルベントイエロー９９の１部とをよく攪拌混
合して乾式現像剤を調製する。

静電記録紙Ｋ−２１Ｍ（神崎製紙製）に金属パターンを
重ね上部より＋５ＫＶの印加電圧をかけ画像部に表面電
位＋２００Ｖの正潜像を作る。これを磁気ブラシによつ
て画像をだした。するとパターンに忠実な鮮明ｌな染料
像が得られた。次いでポリエステレ繊維１００％と染料
画像部を合わせ上から２００℃のヒーターで１Ｃ＠７加
熱した。これを剥ぎ取ると染料が昇華して鮮明な画像が
得られた。更にこれを水又はメタノール、アセトン、ト
リクレンの有機溶剤で洗．浄したが染料像は強固に残り
永久捺染像が得られた。実施例２市販の酸化亜鉛タイプ
複写機Ｕ−ＢｉＸｌＯｌ型（小西六製）に電子写真用還
元鉄薮胃ＦＶ２ＯＯ〜３００ｊメッシュ１００部に対し
て４０μ以下に分級された昇華性染料ソルベントレッド
１４３の５部をあらかじめよく混合して乾式現像剤とし
て入れた。

電子写真学会画像チャートＮＯ．２をオリジナルとして
コピーをとつた。この画像は定着はしてないが普通紙に
鮮明にコピーされた。実施例１と同様にポリエステル繊
維を重ねヒーターで２００℃１０秒加熱した。剥離して
みると鮮明な捺染画像が得られた。又コピーされた普通
紙には染料が浸透し消しゴムで消えない非抹消性が得ら
れた。これらの染料像を水又はアルコール、トリクレン
の有機溶剤で洗つても消えなかつた。実施例３ 市販のファクシミリ装置ＪＡＸ−８型田本無線製）にて
手筈の任意画像を電送した。

乾式現像剤は電子写真用還元鉄粉ＳＲｌＯ〜１５０メッ
シュ（１）本鉄粉製）２００部に対してデイスパーズイ
エロー６０の１部で調製した。染料はあらかじめ粉砕し
４０μ以下に分級されたものを使用した。受信装置に模
写画像ができ、この染料画像をワイシヤツ布地（綿３５
％ポリエステル６５％）と重ねてヒーターで２００℃１
囲２加熱した。剥離してみると鮮明な捺染画像が得られ
た。これを洗濯し更にトリクレンで洗つても画像は落ち
ずにきれいに残つていた。参考例昇華性染料ソルベント
レッド１４３の１ｇを１０００ＣＣのアイソパーＧ（イ
ソパラフィン系炭化水素、エツソ社製）に超音波装置で
均一に分散して湿式現像剤を調製した。

次に市販の静電記録紙Ｋ−２１Ｍ（神崎製紙製）に金属
パターンを重ね上部よソー駆■の印加電圧をかけ画像部
に表面電位−２００■の負潜像を作る。調整した湿式現
像液をステンレス製のパットに用意し潜像部とパット面
が向い合う様にして約１関少攪拌現像した。するとパタ
ーンに忠実な鮮明な染料像が得られた。乾燥後ポリエス
テル繊維１００％と染料画像部を合わせ上から２００℃
のヒーターで１倒少加熱した。これを剥ぎ取ると染料が
昇華した鮮明な捺染画像が得られた。これを水又はアル
コール、トリクレンの有機溶剤で洗浄しても消えなかつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図はそれぞれの染料を用いた乾式現像剤についての
プラス極性の特性曲線を示し、第２図はそれぞれの染料
を用いた乾式現像剤についてのマイナス極性の特性曲線
を示す。 Ａ，Ａ″・・・・・・ソルベントレッド１４３について
；Ｂ，Ｂ″・・・・・・ソルベントイエロー１６につい
て：Ｃ，Ｃ″・・・・・・ソルベントイエロー２につい
て；Ｄ，Ｄζ・・・・・ソルベントイエロー５６につい
て：Ｅ，Ｅ″・・・・・・ソルベントレッド２４につい
て：Ｆ・・・・・・デイスパーズイエロー８について；
Ｇ・・・・・・デイスパーズイエロー６０について；Ｈ
・・・・・・スミプラストレツド？について；Ｉ・・・
・・・ソルベントレッド１について；Ｊ・・・・・デイ
スパーズイエロー７６について；Ｋ・・・・・・デイス
パーズイエロー５及びソルベントイエロー９９について
夫々の極性の特性曲線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子写真法又は静電記録法などにより静電潜像を作
   り、乾式現像剤を用いて画像を形成する方法において、
   ４０ミクロン以下の粒径を有し、酸化亜鉛感光紙の表面
   電位Ｖｓが−１００Ｖでのトナー層電位Ｖｔが１０Ｖ以
   上の摩擦帯電特性（光導電法による）を示す正極性昇華
   性染料とキリヤーのみから構成される乾式現像剤を用い
   て該静電潜像を現像し、得られた染料画像を被捺染体と
   接触加熱することにより昇華捺染し、染料像を得ること
   かるなる染料像の形成法。 ２ 電子写真法又は静電記録法などにより静電潜像を作
   り、乾式現像剤を用いて画像を形成する方法において、
   ４０ミクロン以下の粒径を有し、酸化亜鉛感光紙の表面
   電位Ｖｓが−１００Ｖでのトナー層電位Ｖｔが６０Ｖ以
   上の摩擦帯電特性（光導電法による）を示す負極性昇華
   性染料とキリヤーのみから構成される乾式現像剤を用い
   て該静電潜像を現像し、得られた染料画像を被捺染体と
   接触加熱することにより昇華捺染し、染料像を得ること
   かるなる染料像の形成法。 ３ 正極性昇華性染料がカラーインデツクスソルベント
   イエロー２，１６，５６及びカラーインデックスソルベ
   ントレッド２４，１４３からなる群から選択した少なく
   とも１種である特許請求の範囲第１項に記載の染料像の
   形成法。 ４ 負極性昇華性染料がカラーインデツクイスパーズイ
   エロー５，８，６０，７６；カラーインデツクスソルベ
   ントイエロー９９；カラーインデックスソルベントレッ
   ド１及びスミプラストレツド３Ｂからなる群から選ばれ
   た少なくとも１種である特許請求の範囲第２項に記載の
   染料像の形成法。 ５ キャリヤーが還元鉄粉又はガラスビーズなどからな
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   の染料像の形成法。 ６ キャリヤー１００重量部と染料体０．５ないし７重
   量部とからなる特許請求の範囲第５項に記載の染料像の
   形成法。 ７ キャリヤー１００重量部と染料単体０．０１ないし
   １重量部とからなる特許請求の範囲第６項に記載の染料
   像の形成法。