JPS609267B2 - 記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１成分系現像剤により構成されるトナー成形
体リボンを用いる記録方式に関する。

本出願人は、先に、電子写真プロセスに用いうる新規な
現像剤である、トナー成形体リボンに関する発明につい
て出願した（袴願昭５１−１１６２８１号）。本発明は
、その実施に上記トナー成形体リボンを用いるので、先
ず、この現像剤について説明する。

この現像剤は高沸点液体、接着剤および粘着剤等のトナ
一粒子間結合力付与剤又はその役割を果しうる物質と、
フッ素系樹脂を主体とする樹脂、および着色剤および磁
性粒子のうち少なくとも‘つを含有する現像剤である。

この現像剤を造る方法としては、スプレードライヤーを
用いて頃務乾燥し造粒する方法が適している。この方法
によって得られる現像剤には次の２つのタイプがある。
まず第１は、前記トナー粒子間結合力付与剤又はその役
割を果しうる芯物質の少なくとも１つを含有しその周囲
を前記フッ素系樹脂を主体とする樹脂で被覆するタイプ
と、第２は、フィルム形成性高分子物質でカプセル被覆
された前記トナー粒子間結合力付与剤又はその役割を果
しうる物質を主成分とする芯物質を前記フッ素系樹脂を
主体とする樹脂で被覆もしくは結着するタイプである。
この場合、着色剤および磁性粒子のうち少なくとも１つ
は、第１のタイプは芯物質および被覆剤の少くとも一方
に、第２のタイプでは芯物質、フィルム形成性高分子物
質および被覆もしくは結着剤中の少なくとも１つに混入
される。上記、トナー粒子間結合力付与剤又はその役を
果しうるものとしては、例えば、以下のものを挙げるこ
とができる。

【１｝ 高沸点液体（沸点が１４０ｑ０以上のもの）と
しては、流動パラフィン、シリコンオイル、オレィン酸
、石油系溶剤、アマニ油、大豆油、その他の油溶性高沸
点液体、グリセリン、エチレングリコール、その他の水
溶性高沸点液体。

■ 接着剤、粘着剤としては、ゴム系、アクリル系のも
ので、例えばスチレン・ブタジェンゴム、アクリルニト
リルーブタジエンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、ポリイ
ソブチレン、ポリアクリル酸ェステル、ポリ酢酸ェステ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニ
ルェーテル、粘着性ワックスおよび欧質固体。

これらを使用する場合には、可塑剤、粘着付与剤等の改
質剤を添加して効率のよいトナー粒子間結合力とするこ
とができる。フッ素系を主体とする被覆もしくは結着剤
として以下の例が挙げられる。

（１｝ フッ素系樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂
、三フッ化塩化ヱチレン樹脂、四フッ化エチレン−六フ
ッ化プロピレン樹脂、六フッ化プロピレン樹脂、フッ化
ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂。

■ 上記フッ素樹脂と、ブタジェン又はアクリル酸ブチ
ル等とも共重合体。

‘３｝ 含フッ素アクリル樹脂。

またフィルム形成性高分子物質としては、例えば次のよ
うなものがある。

アラビアゴム、ゼラチン、アルブミン、アルギン酸ソー
ダ、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシェチルセ
ルロース、エチレン一驚水マレィン酸ソーダ共重合体、
スチレンーアクリル酸−プチルメタクリレート共重合体
等。

さらに着色剤としては、以下のような顔料又は染料が使
用可能である。カーボンブラック、酸化亜鉛、炭酸カル
シウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン
、チタン酸バリウム等。

磁性粒子としては、鉄、ニッケル、コバルト等の金属粉
、及びこれらろ金属の合金粉、磁性酸化鉄、カルボニル
鉄、フェライト等の微粒子。このような現像剤を製造す
る最適な方法の具体例としては、以下の３種類が考えら
れる。

先ず第１の方法は、高沸点液体、接着剤および粘着剤等
のトナ一粒子間結合力付与剤と、フッ素系樹脂を主体と
する樹脂のラテックス・ヱマルジョンとを混合分散した
水性ディスパージョン又はェマルジョンをスプレードラ
イヤーにより隙霧乾燥することによって造粒して得る方
法である。

第２の方法は、上記組成材料のそれぞれを水の替わりに
非水性溶媒を用い、その中で分散した後、噴霧乾燥する
方法、第３の方法は、上記トナ一粒子間結合力付与剤を
主成分とする芯物質をフィルム形成性高分子物質で予め
マイクロカプセル被覆し、その後フッ素系樹脂を主体と
する樹脂ラテックス・ェマルジョンでさらに被覆又は結
着して得る方法である。この場合芯物質中には、可塑剤
等の改質材を添加すれば、さらによい現像剤を得ること
ができる。着色剤及び（又は）磁性粒子は、第１、第２
の方法に於ては、トナー粒子間結合力付与剤とラテック
ス・ェマルジョンのうち少なくとも一方に、第３の方法
では、芯物質とカプセル被覆する物質中および、ラテッ
クス・ェマルジョンのうち少なくとも１つに入れておけ
ばよい。

また、トナーの定着性およびトナー粒子間結合力を調整
する目的で樹脂として、電子写真用トナーに通常用いら
れるものを添加しておいてもよい。

芯物質のカプセル化方法としては従来公知のコンプレッ
クスコアセルベーション法、シンプルコアセルべ−ショ
ン法、ｐＨ、温度、溶媒除去によるポリマーの不溶化等
の水溶溶液からの相分離法、界面重縮法、ｌｎＳｉｔｕ
重合法等、水媒体中での疎水性物質のカプセル化方法で
あればいずれも適用可能である。このようにして得られ
るトナ−の粒径は、５乃至５０山程度であるが、実用的
見地からは、上記粒蚤分布の範囲は「 ５乃至２０ム程
度が望ましく、このような分布範囲のトナーを得るには
、簡単な分級を行なうのみで足りる。

また、トナー粒子の構造は、その製法に従って変化し、
第１図に示す如きものが考えられる。

すなわち第１図において、（１），（ロ），（ｍ）に示
す構造を有するトナーは、第１および第２の方法によっ
て得られるものである。図において、符号ａは、トナー
粒子間結合力付与剤等の芯物質を、符号ｂは、フッ素系
樹脂を主体とする樹脂を示している。（１）に示すトナ
ーは、芯物質ａｌ個を樹脂ｂで被覆したタイプ、（０）
に示したトナ−は、複数個の芯物質ａを樹脂ｂで被覆し
たタイプ、（ｍ）に示すトナーは、複数個の芯物質ａを
樹脂ｂで結着したタイプである。（Ｗ），（Ｖ），（Ｗ
）に示すトナ−は、いずれも、第３の方法により製造さ
れるものである。

図中、符号ｃは、フィルム形成性の高分子物質を示して
いる。すなわち、（Ｗ）に示すトナーは芯物質ａが高分
子物質ｃによりカプセル被覆され、さらに樹脂ｂにより
外壁を形成された構造となっている。

また（Ｖ）に示すトナーでは、高分子物質ｃによりカプ
セル被覆された芯物質ａが複数個、樹脂ｂにより被覆さ
れており、（Ｗ）に示すトナーでは、芯物質ａの高分子
物質によるカプセル被覆されたものが複数個、樹脂ｂ‘
こより結着された構造となつている。次いでトナー成形
体リボンについて説明する。

前記のようにして得られた現像剤は、トナーに含有され
る高沸点液体、接着剤および粘着剤の毛細間力、接着力
、粘着力等から成るトナー粒子間結合力と、トナー中に
含有されるフッ素系樹脂の低表面エネルギー性、低摩擦
係数をもっという性質、低吸水性等とが合わさり、トナ
ーは互いに付着し合って、一体となり特殊な性質を有す
るトナー成形体リボンを容易に形成する。トナー成形体
リボンは、発泡体類似の多孔質構造を有し、みかけ上マ
シュマロのような弾性を有する。このトナー成形体リボ
ンに手を触れ軽く加圧しても、トナーは手に転移しない
。トナー成形体リボンに外力を加えて、このトナー成形
体リボンの一部を切り離し、次いでこの切り離した一部
を先のトナー成形体リボンに重ねて、軽く加圧すること
により、トナ一成形体リボンは最初の状態を容易に回復
する。このトナーの特殊な性質は、第３の製造方法によ
って得られたトナーの場合、トナー中に含有させたトナ
ー粒子結合性芯物質の一部がフィルム状内壁の細孔を通
過し、更にフッ素系樹脂を主体として成る外壁を通過し
て、トナー表面に浸み出し、これがトナー粒子間結合力
を生むものと考えられる。トナーの外壁には、フッ素系
樹脂が存在し、これがトナー粒子間結合力を複雑に弱め
る。

また、トナー粒子の中のある量は、トナーを構成要素と
するネットワ−ク構造中に、それ自体はフリーな状態で
（非結合の状態で）トラツプされ、これがトナー成形体
リボンの特殊な性質に関係することも考えられる。また
、トナー成形体リボンにおけるトナー粒子間結合力の調
整を目的として、顔料、樹脂微粉末をトナー成形体リボ
ン中に含ませるこをも可能である。

トナー成形体リボンは、これを、任意の形状に形成する
ことができる。

第２図に、その具体例を４例示す。第２図１において、
トナー成形体リボンＲは、平板状に形成されている。

第２図ローこおいて、トナー成形体リボンＲは、金属等
のシリンダーｄの周面を被覆し、内部に、ステンレスな
どで作られた網スクリーンｅを配設されている。第２図
虹は、シリンダーｄの周面を被覆するトナー成形体リボ
ンＢの外周面を、網スクリーンｅにより被覆したもので
ある。第２図Ｎでは、トナー成形体リボンＲは、磁性を
有するトナーにより構成され、シリンダー状磁石ｆの周
面を被覆し、磁気力により上記周面上に保持されている
。これらの例におけるトナー成形体リボンＲの厚みは自
由に調整できる。本発明の目的は、このようなトナー成
形体リボンを用いる記録方法を提供することである。

以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。第３図
において、符号１は記録電極、符号２は対向電極、符号
３は信号電圧発生器、符号Ｓは記録シートＳを、それぞ
れ示している。

記録電極１は、従来、ファクシミリの受信装置に関連し
て知られており、図面に垂直な方向に細長い板状であっ
て、長さ方向に沿う一方の側端部には、微小な針電極の
端部が上記長さ方向へ整列しており、これに信号電位を
印加することにより、上記針電極の任意の組合せに電位
を印加できるようになっている。

対向電極２は、金属性の平板であって、その表面は、ト
ナー成形体リボンＲで覆われている。

トナー成形体リボンＲとしては、第２図１に示す夕ィプ
のものと用いれば良いことはいうまでもない。トナーと
して、磁性を有するものを用いる場合には、対向電極２
を磁性体で形成し、且つ、これに着磁しておけば、トナ
ー成形体リボンＲを対向電極２に極めて客易且確実に保
持させることができる。

対向電極２と記録電極１とは、所定の微小間隙を隔して
対設される。

ただし、ここに所定の微小間隙とは、トナー成形体リボ
ンＲの表面と、記録電極１の、電極列を配設された端面
その間隙をいつｏ上記間隙には、記録シートＲが、その
表面をトナ一成形体リボンＲの側を向くようにし、且つ
その背面に、記録電極１の上記端面が軽く当援するよう
に配設される。

トナー成形体リボンＲと記録シートＳの表面とは軽く接
触していても良いし、両者の間に若干の微４・間隙があ
って良い。

記録電極１は矢印方向へ移動可能であるが、この移動の
際、上記端面と記録シートＳの背面との接触および、上
記端面と対向電極２との上記微小間隙の大きさ保存され
るようになっている。

信号電圧発生器３は、インプットされる電気信号を、信
号電圧に変換して記録電極１と対向電極２との間に印加
する。そこで、記録すべき情報を、信号電圧発生器３に
インプットしつつ、記録電極１を矢印方向へ、移動させ
れば、記録電極１と記録シートＳとの当援部においては
、記録電極１の針電極により、情報に応じて電界が、記
録シートＳ、トナー成形体リボンＲを、厚み方向に横切
って形成され、この電界のトナ−への作用力が、トナ一
成形体ＩＪボンＲ中におけるトナー同志の結合力を上ま
わると、トナーはトナー成形体リボンＲを離れて、記録
シートＳの表面に移着する。

このようにして、記録シートＳの表面に、記録すべき情
報に対応するトナー像が形成される。

トナ一成形体リボン中のトナーを記録シートＳ上へ移着
させる機構としては、以下の場合考えられる。すなわち
、トナーとして導電性のものを用いた場合、上記電界の
作用による静電誘導により、トナー成形体リボンＲの、
記録シートＳ側の部分に、電荷が誘起し〜トナ−は、こ
のようにして誘起した電荷と電界との相互作用により、
記録シートＳに移着する。

トナーとして非導電性のものを用いた場合には、電界に
より、トナー中に誘電分極により誘起する電気双極子と
上記電界との相互作用により、記録シートＳに移着する
。

トナーとして半導電性のものを用いた場合には、上記静
電誘導による効果と、議養分極による効果とが混在する
ものと考えられる。

なお、非導電性のトナーを用いる場合、トナー成形体リ
ボンを、予め、コロナ放電、摩擦帯電、その他の任意の
方法により所定の極性に帯電させておいても良い。

以下に、具体的な実験例を挙げる。

実験例 １ 公れ％のアラビアゴム水溶液１００夕をＩＮＮａＯＨで
ｐＨ１Ｏに調整し、更にｐＨＩＯのＮａＯＨ水溶液５０
夕を加え、これにマイクロクリスタリンワツクスエマル
ジョン（中京油脂■製、固形分５肌ｔ％）を４０夕、更
に高分子ェマルジョン型接着剤（日本カーバイト工業社
製、固形分６仇ｖｔ％）を３０夕、添加し縄梓機で１び
分間蝿拝する。

これに予め用意したＰＨＩＯのかれ％ゼラチン水溶液１
００夕を混合した温度を５０ｏｏに保ち、ゆっくり燭拝
しながら、約２時間に亘つて酢酸を滴下してｐＨを４．
４に下げ、前記ワックス粒子の周りにゼラチン〜アラビ
アゴム混合粒子を相分離させた。ついでこの系に５℃の
水１２０夕を加え「液温を５℃に保ちながら、３０分間
濃伴を続け、これにビニルメチルェーテル〜無水マレィ
ン酸共重合体（米国ＧＡ−Ｆ社製）の１肌ｔ％水溶液３
夕を加え、生成したカプセル粒子の凝集を防止しらがら
３７％ホルムアルデヒド水溶液３夕を加えた後、この液
のｐＨを１０に上昇せしめた。引続き損拝しながら、約
１時間で５０ｑｏまで除々に昇温せしめ、カプセル壁を
硬化させた。一方、四フッ化エチレン樹脂の水系ディス
パージョン（ダイキン工業社製、固形分６仇れ％）１８
のこカーボンブラック（米国コロンビアカーボン社製）
５夕及び磁性鉄粉（戸田工業社製）４２夕を分散させた
液を調製し、これを前記カプセル液と混合して蝿梓機で
約１０分間均一に蝿拝し、カプセルスリラーとした。

最後に、このカプセルスリラーをニロアトマィザーを用
いて、入口温度１３５午○、出口温度８０午○、コンブ
レッサー圧力（噂務圧力）５．６ｋ９／伽の条件で階務
乾燥してトナーを得た。

トナー粒子相互間の接着力を利用して、板状のトナー成
形体リボンＲを作製し、板状磁石に形成した対向電極２
に磁力を利用して、結着させた。このようにして得られ
たトナー成形体リボンＲの固有抵抗は１ぴ〜１びｏＱ肌
であった。上記トナ一成形体リボンＲは蓮泡構造発泡体
類似の構造を有し、みかけ上マシュマロのような弾性を
有し、各々のトナー粒子は球状で、平均粒径が１２山で
あった。このトナー成形体リボンＲに、記録シートＳで
ある普通紙を庄接させても、普通紙へのトナーの移着は
なかった。

第３図に示すように、記録シートＳを配し、信号電圧１
０００Ｖ、信号パルス時間１０仏ｓｅｃの条件下で、上
述の如くして記録を行なった所、記録シートＳである普
通紙の表面に鮮明なトナー像が得られた。

次いで、トナー像の形成された記録シートＳを４０ｋ９
／肌の加圧力を有するローラー対間に通すことにより、
浄記トナー像を記録シートＳに定着することができた。

実験例 ２実験例１において、トナー組成を下記のよう
に変更し、同様な操作によりトナーを得た。

５Ｍ％ アラビアゴム水溶液 ７５タ マイクロクリスタリンワツクス２５夕
高分子ェマルジョン型接着剤５Ｍ％ ゼラチン水溶液 ３６夕 四フッ化エチレン樹脂の水系デトイス／ゞ
ージヨン １０タ カーボンブラツク ０タ 磁性鉄粉 このトナーにより、トナー成形体リボンＲを形成し、実
験例１と同様に、露勤２上に配設した。

このトナ一成形体リボンの固有抵抗は、１０７〜８０伽
であった。このトナー成形体リボンＲに、記録シートＳ
である普通紙を圧接しても、普通紙へのトナーの移着は
生じなかった。再び第３図に示す如き装置により、信号
電圧８００Ｖ、信号パルス時間３ｒｓｅｃの条件下で記
録を行なった結果、記録シートＳ上に、鮮明なトナー像
を得た。次いで、トナー像を、３０ｋ９／伽の加圧力を
有する定着ローラー対で定着した所、記録シートＳ上に
、良好な像を得た。第４図、および第５図に、本発明の
記録方法を実施するための装置構成の２例を示す。

第４図に示す装置例では、対向電極２０はシリダー状に
形成され、トナー成形体リボンＲは、その周面を被覆し
とおり、対向電極は矢印方向へ回動可能となっている。

記録電極１は、不動に固設され、記録シートＳは、記録
時には矢印方向へ、シリンダー２０の回動に同期して、
図示されない搬送機構により搬送される。このタイプの
装置には、第２図Ｄ，ｍ，Ｎに示すごときものを用いる
ことができる。

第５図に示す装置において、トナー成形体リボンＲは、
ローラー４，５に掛け回された、絹スクリーンのベルト
ｌｏ上に保持され矢印方向へ回動可能となっている。

対向電極２１は、図面に垂直な方向へ細長い板状であっ
て、不動に設けられた記録電極１に対向して、トナ一成
形体リボンＲの背後に固設される。

本明細書中にいう、トナー成形体リボンが対向電極を覆
うとは、このような場合をも含むのである。記録シート
Ｓの搬送には、ベルト状に形成されたトナー成形体リボ
ンＲの回動を利用しても良く、専用の機構を用いても良
い。

以上、本発明によれば、乾式現像方式を利用してなおか
つ、装置内におけるトナーの飛散がなく、従来の１成分
系現像剤を用いる現像法の利点をすべて有する記録方法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に用いるトナーの構造を説明す
るための図、第２図は、本発明に用いるトナーにより形
成したトナー成形体リボンの形状の４例を示す図、第３
図は、本発明を実施するための装置構造の１例を説明図
的に示す正面図、第４図は、本発明を実施するための装
置構造の他の図を説明図的に示す正面図、第５図は、本
発明の実施に用いる、さらに他の装置構造の例を説明図
的に示す正面図である。 Ｒ・・・・・・トナー成形体リボン、１・・・・・・記
録電極、２，２０，２１……対向電極、Ｓ・・・・・・
記録シート。 桁イ図 稀２図 滞る図 椿４図 精５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高沸点液体、接着剤および粘着剤等のトナー粒子間
   結合力付与剤のうち小なくとも１つの物質を含有する現
   像剤よりなるトナー成形体リボンで被覆した対向電極を
   、記録電極に対して所定の微小間隙を隔して対設し、こ
   れら記録電極と対向電極のうち小くとも一方を、他方に
   対して、対接部の間隙を保つたまま移動しうるようにし
   、上記間隙部に、記録シートを、その背面が上記記録電
   極に接触するように介在させ、上記記録電極に、電気信
   号を印加しつつ、上記記録電極と対向電極とを相対的に
   移動させ、この移動とともに上記記録電極の上記記録シ
   ートとの接触部を移動させ、上記電気信号印加により、
   電極間に生ずる電界の作用により、上記トナー成形体リ
   ボン中のトナー粒子を上記記録シートの表面に付着させ
   て可視像を得ることを特徴とする記録方式。