JPS634249A - 湿潤トナ−像の熱圧定着を含む像製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体現像剤で静電荷パターンを現像し、得られ
た像の定着をすることによる像製造法に関する。

光導電性部材の表面上に静電荷潜像を形成し、後にそれ
を現像することは当業者に良く知られている。光導電性
電気絶縁性記録材料および非光導電性電気絶縁性記録材
料上に静電荷パターンを製造するための種々な方法の概
括は例えば米国特許第４１３０６７０号に示されている
。

静電潜像の現像はトナー粒子と称される微粒子化された
着色粒状材料を付着させることによって行なわれる。ト
ナー粒子は一定の電荷符号を有し、パターンを決定する
各増分部域の電場の強度に比例して反付鑞荷符号の電荷
パターンによって吸引される。

「直接」電子写真法においては、着色された像は熱また
は他の好適な手段によって光導電性面に定着または融着
される、−方「間接」電子写真法においては、紙の如き
二次支持体媒体に転写され、その上に定着される。

潜在電荷像はキャリヤー粒子との混合物の形でまたは混
合物の形でない乾燥した帯電したトナー粒子を用いるい
わゆる乾式現像法で可視化することができる、あるいは
絶縁キャリヤー液体中の帯電顔料粒子の懸濁液を用いる
ことを含むいわゆる湿式現像法で行なうことができる。

乾式トナー粒子での現像は通常トナー粒子の溶融を生せ
しめる熱でまたは溶媒蒸気での処理に基づいた定着法に
よって行なわれる。支持体上に乾燥トナー粉末像を定着
するために使用される溶融法には一般に３ａｌ類の方法
が知られている。その第一の方法は支持体シートの広い
部分にわたって赤外放射線および／または熱空気によっ
て熱を与えるオーダン加熱法である、第二の方法はフラ
ッシュランプによって発せられる光エネルギーの吸収に
よりトナー中で熱を生成させるフラッシュ加熱法である
、そして第三の方法はトナー像を有する支持体を同時に
加圧し、加熱する加熱法である。

例えば米国特許第４２６９５９４号および第４４７８９
２３号に記載されている普通の熱圧（ｈｅａｔ　−ａｎ
ｄ　−ｐｒｅｓａｕｒｅ　）溶融法においては、非定着
乾燥トナー像を担持する支持体を加熱ローラーとも称さ
れる溶融ローラーおよび圧力作用ローラーとしてしかし
時には加熱ローラーとしても作用する支持体を裏支持す
る他のローラーによって形成されるニップ中に搬送させ
ている。

かかる定着は像品質の劣化を避けるためかなり狭い温度
範囲で行なわなければならない。

溶融ローラーがトナーおよび紙に多すぎる熱エネルギー
を与えるときには、トナーはその粘度が分裂を生じうる
程低くなる点まで溶融し、トナーの幾らかが溶融ローラ
ーに転写されいわゆる「ホットオフセット形成」と称さ
れる現象を生ぜしめる。これは溶融ローラーが不適切な
剥離性（清浄化）であるとき、溶融ローラーによってト
ナー粒子がとり上げられるとき生ずる。

かかる剥離は溶融ローラーをシリ；−ン油で湿潤するこ
とによって普通与えられる。引裂が生ずるとき、溶融ロ
ーラーによりとり上げられたトナーは通常次の複写シー
トに転写され、汚れを生ぜしめる。

少なすぎる熱エネルギーが供給されたときＫは、熱エネ
ルギーがトナーを通って分配されることから、トナー粒
子は溶融するかも知れぬが紙に定着しない。同様にこの
場合にもトナー粒子の幾らかは溶融ローラーに転写され
、「コールドオフセット形成」と称される現象を生ぜし
める。非剥離トナー粒子は同様に次の複写シートに付着
され、汚れを生ぜしめる。

両者の場合幾らかのトナーは続く紙供給の間の時間経過
中圧力ローラーに転写される。

更に紙への冷たすぎる転写は劣った定着を生ぜしめる。

上述したトナーオフセット（汚れ）をできる限り防ぐた
め、溶融ローラーは不粘着剤、即ちシリコーンゴムおよ
びシリコーン油の如き接着防止性材料で被覆する、ある
いは疎水性材料に対し低接着性で非常に小さい摩擦係数
を有するポリテトラフルオロエチレン樹脂の平滑な被覆
を設ける。かかる被覆はある程度までトナーオフセット
を防止するが、トナーの性質を適切な範囲内で注意して
選択しないと、この問題の完全に満足できる解決を与え
ない。

湿式現像においては、懸濁された帯電したトナー粒子は
、静電荷パターンから発生する電場の影響の下にキャリ
ヤー液体を通って移動する。

ポジーポジ現像においてはそれらは光導電性記録材料の
非放電で非露光の部域上に付着する、そして反転現像に
おいては、それらは、現像電極による訪導または縁効果
によって電荷が作られるように露光部域上に付着する（
ロンドン、ニューヨークノサ・フォーカルのプレス１９
７５年発行、アールφエム・シャラフアート著「工゛レ
クトロフォトグラフイ」改訂版第５０頁〜第５１頁、お
よびロンドンのアカデミツク争プレス１９７９年発行、
ティ・ピー・マツクリーン著「エレクトロニック・イメ
ージング」第２３１頁参照）。

電場によって液体を通っての懸濁した帯電トナー粒子の
移行は電気泳動と称され、この現像法で用いられる液体
現像剤は電気泳動現像剤と称される。

電気泳動現像は記録材料を液体電気泳動現像剤と接触さ
せることによって進行し、これによって上記記録材料は
最終的に大量のキャリヤー液体を担持する。電気泳動現
像中使用されたキャリヤー液体は非極性液体、例えば炭
化水素液体であり、これは受像材料例えば紙上にトナー
粒子像を転写することにより、これによって吸着堰よび
／または吸収され、最後に加熱したとき蒸発によって除
去される。通常蒸発したキャリヤー液体は雰囲気中に導
入され、酷しい環境汚染を伴い火災の危険をもたらす。

例えば米国特許第４１６１４５３号に記載されている如
く、電気泳動で未だ湿っているトナー像はトナー像を担
持する支持体を加熱することによって定着される。上記
米国特許明細書に記載されている一つの実施態様によれ
ば、加熱はフラッシュ露光によって進行する。

最後に述べた加熱法は高度のエネルギー消費性のもので
あり、高価な装置を必要とする。更にフラッシュランプ
の操作はやかましく、人間の眼はその目をくらませる作
用に対して遮蔽しなければならない。

本発明は電気泳動的に現像したトナー像を定着するに当
り熱圧ローラー装置を用いる問題の研究に基づいており
、トナーの性質の注意深い選択によって、経済的で信頼
性のある定着が達成できることを見出したことく基づい
ている。

これについて、本発明者等は、液体現像に用いるトナー
粒子の適切な溶融粘度範囲および結合剤に対する着色物
質の適切な重量比が像の劣化なしに強力な定着の可能性
を与えることを実験的に確立した。溶融粘度は定着が生
起する温度を決定し、−方結合剤に対する着色物質の比
は、主として溶融トナーの凝着性に影響を与え、乾式ト
ナー現像および定着に関して前述した如き剥離およびオ
フセット形成を減ぜしめる。

本発明の目的は未だ湿潤している電気泳動的に付着した
トナー粒子の定着のための経済的で信頼性のある定着法
を提供することにある。

他の目的および利点は以下の説明から明らかになるであ
ろう。

本発明によれば、キャリヤー液体中に分散された熱可塑
性樹脂結合剤中に着色物質を含有するトナー粒子で静電
荷パターンを現像し、未だ湿潤しているパターン状に付
着したトナー粒子を熱くよって支持体に定着することか
らなる像製造法を提供し、この方法は未だ湿潤している
トナー粒子が、それらの支持体に同時に付与した熱およ
び圧力によって定着され、それらが１２０℃で、乾燥状
態での溶融粘度５００〜１０００００Ｐａ、ｓを有し、
平均直径０．１〜５μｍ。

好ましくは０．５〜２μｍ１および着色物質対樹脂結合
剤の含有率１／１〜１／９（重量）を有することを予備
加熱している。

本発明の方法によれば、湿潤トナー像の乾燥および定着
が一工程で行なわれる。

加熱および加圧ローラー定着装置が、特にかかる装置の
提供する利点から見て、未だ湿潤しているトナー像の定
着に従来工業的に用いられていなかったことは驚くべき
ことである。これらの利点の中、籍に支持体材料の焼け
およびトナー重合体の分解による毒性蒸気の生成を避け
ることができるようくしながら、経済的操作および加熱
装置の簡単さを挙げることができる。

トナーの溶融粘度は、トナーが配置される１〜２ｉｍの
間隙で分離され、直径２５■を有する二つの平行に回転
可能な盤を有するレオメトリ：、／　クスＲＶＥ−Ｍ　
（ＲＨＥＯＭＫ’ｌ’ＲＩＣ８ＲＶＫ−Ｍ　：米国０７
０８３、ニューシャーシー州ユニオン、Ｕ、Ｓ、ハイウ
ニイム２２，２４３８のレオメトリックスψインコーポ
レイテッドの商品名）で測定した。溶融粘度の測定は、
上方盤に発振運動を付与し、形成する捩り価をＰａ−ｅ
に変換する変換器に結合した下の盤に対する機械的カッ
プリングを測定することによって行なう。発振運動は１
ＱＱｒａｄ／８の角周波数および１％歪の振幅で行なう
。測定は１２０℃で熱平衡５分後に行なう。上記盤の間
に導入する前にトナー粒子は遠心分離によってそれらの
をヤリャー液体から分離し、新しいキャリヤー液体で洗
い乾燥する。

本発明に従って使用するためのトナー粒子に諺いて、重
合体がなお熱可塑性エラストマーとして考えつるよう重
合体が部分的に架橋されていてもよい熱可塑性重合体ま
たはかかる重合体の混合物から本質的になる結合剤中に
着色物質を溶解または分散させる。

前記結合剤として使用するのに好適な重合体くは、熱可
塑性ポリアリル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリアルキレン
、シリコーンエラストマーとも称されるポリシロキサン
樹脂およびポリエステル樹脂の群に属する樹脂があり、
前記樹脂は８０〜１５　Ｌ）　’Ｃの範囲での軟化温度
を有する。

好適なポリアリル樹脂の例には、ジエイ争つィリーΦア
ンド会すンズ、インターサイエンス・パプリッシャーズ
１９７３年発行の「アリル拳コンパウンズ舎アンドウゼ
ア命ポリ！−ズ」第２８巻第２０４頁〜第２０６頁にシ
ルドクネヒツにより発表されているアリルアルコール−
スチレン共重合体およびアリルアルコールエステル−ス
チレン共重合体がある。溶融加熱または共沸加熱法によ
るスチレン−アリルアルコール共重合体の部分脂肪酸エ
ステルの製造は、モンサントのンルペント・ペースト争
ビヒクルズ（１９６３年）のテクニカルΦサービス・プ
レチンａＪ−１００に記載されている。

好適なポリビニル樹脂の例には： （ａ）エステル基中にＣ１〜Ｃ４アル中ル、Ｃ１〜Ｃ４
ハロアルキル、ＣＩＮＣ，アルコキシアルキル、０１〜
Ｃ４アシルアルキル、ｃｌＮｃ４シアノアルキル、アラ
ルキル、アリールまたは置換アリールを有するエチレン
系不飽和カルボン酸エステル：（ｂ）エチレン系不飽和
カルボニトリル；（Ｃｌエチレン系不飽和カルボンアミ
ドおよびＮ−置換カルボンアミド、例えば０１〜Ｃ４ア
ルキルまたはＣＩ＃０４ハロアルキル置換カルボンアミ
ド； （ｄｌハロゲン化脂肪族不飽和炭化水素、例えば塩化ビ
ニルおよび塩化ビニリデン； ｔｅ＋スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレンお
よびハロゲン化スチレン； （ｆｌアルキル基中に１〜４の炭素原子を有するビニル
アルキルエーテル； （ｇ）多くても４個の炭素原子のアルキル基を有するビ
ニルケトン； （ｈ）脂肪族、アラリファティック、芳香族または複素
環式酸のビニルアルコールエステル（もし存在するとき
にはアルキル基は０１〜Ｃ４アルキル基である）； （１）ビニルアセタール例えばポリビニルブチラール；
および （ｊｌＮ−ビニルピロリドン、および上記ビニル単量体
の共重合体 がある。

他の好適な樹脂には、米国特許第４４７８５８９号に記
載されている如き乾式トナーの熱圧定着のためのトナー
粒子の製造に使用するのに好適なポリエステル樹脂があ
る。

これらの樹脂との混合物の形で、溶融粘度を変性する他
の樹脂または顔料を使用してもよく、そして／または溶
融ローラーからトナー溶融物の剥離するのを助ける剥離
剤を使用してもよい。

この目的に特に好適なのは、非粘着促進化合物、例えば
タルカム、シリコーン、螢石含有する重合体および天然
または合成ワックスがある。

溶融ローラー上でのトナーオフセット形成を防止するの
に特に好適なのは、ワックス状ポリアルキレン樹脂、特
に平均分子量１４０００を有するアイソタクチックポリ
プロピレンである。

本発明により使用するトナー粒子に使用される着色物質
には例えばＭ機顔料染料または無機顔料がある。この無
機顔料なる語にはカーボンを含む。

１．８より大なる密度（ｆ／ｃ１ｄ）を有する顔料は、
所望範囲に溶融粘度をもたらすのに有利に使用される。

その目的のために好適な顔料には、例えば４．２６の密
度を有する二酸化チタン（ルチル）、４．５の密度を有
する５ｉ版バリウム（パライト）、それぞれ５．２４　
および５．１８の密度を有する酸化第二鉄（Ｆｓｚ０３
−ヘマタイト）および四三酸化鉄（Ｆｅ５Ｏ４＝マグネ
タイト）がある（米国オハイオ州のクリープランドのザ
・ケミカル・ラバー１１　ハブリッシング・カンパニイ
発行、ハンドブック・オプ・ケミストリー拳アンド・フ
イジクス４２版参照）。

後者の２徳の顔料は、磁性トナーにおける着色物質とし
ても作用する。従って本発明は磁性材料が全体としてま
た部分的に着色物質として作用するトナーの使用を含む
。

黒色像を作るため使用される液体トナー組成物を作るた
め、着色物質としてカーボンブラックを使用するのが好
ましい。例えばランプブラック、チャンネルブラックお
よび７アーネスブラツク、例えばシュペツイアルシュワ
ルツ（ＳＰＩＣＺ工ＡＬｓｃＨｗＡＲｚ　）　Ｎ　（西
ドイツ国フランクフルトのデグツサの商品名）およびパ
ルカン（ＹＵＩＪＣＡＮ）ｘｃ７２（米国ボストンのキ
ャボット・コーボレイションの商品名）を使用でき、こ
れらは米国特許第４２７１２４９号に記載されている。

好ましいカーボンブラックの特性を下表ＩＫ示す。

表　　１ 起源　　　　　　　　　チャンネルブラック　　　ファ
ーネスブラック２０℃での密度　　　　　　１．８　ｆ
／ａｉ　　　　　　１．８　ｒ／ｃｄトナーに入れる前
の　　　　　２５　ｎｍ　　　　　　　　２９　ｎｍ粒
度 比表面積（ｉ／Ｐ）　　　　　　１２０　　　　　　　
１９０揮発性材料（重量％）　　　　　　１２　　　　
　　　　２９Ｈ８，５ 色　　　　　　　　　褐黒色　　　　　褐黒色着色像の
製造のためには、前述した熱可塑性樹脂結合剤との混合
物の形で有機顔料染料を使用するのが好ましい。

好適な有機顔料染料にはフタロシアニン染料例えば銅７
タロシアニン、金属不含フタロシアニン、アゾ染料、お
よびアゾ染料の金属錯塩がある。

例示のため顔料の形での下記染料を以下に示す：７ァナ
ルローザ（ＩＦＡＮＡＬＲＯ８Ａ　）　Ｂスプラ・ブル
ーァー（酉ドイツ、パス７社の商品名）、へりオゲンプ
ラウ（ＨＥＬ工０ＧＫＮＢＬＡＵ　）　ＬＧ　（金属不
含７タロシアニンブルー顔料のパスフ社の商品名）、モ
ナストラル（ＭＯＮＡ１９ＴＲＡＩＪ　）ブルー（バス
７社の商品名）、へりオニヒトプラウ（ＥＥＬ工ｏｚｃ
ｘＴＢＬＡｖ　）　ＨＧ　（銅７タロシアニンのバイエ
ル社の商品名：　Ｏ，工、７４１６０　）、ブリリアン
ト脅カルミン（ＢＲ工ＬＬ工ＡＮＴ　ＣＡＲＭ工ＮＫ　
）　５　Ｂ（Ｃ１工、１８８５０　）およびバイオレッ
ト嗜ファナ７ｋ　（ＶＩＯＩＪＴ　ＦＡＮＡＬ　）　Ｒ
（バＸ７社の商品名、Ｃ，Ｌ　４２５３５　）。

黒または着色像の製造のための代表的な無機顔料には、
黒色酸化鉄ｆｌｌ［］および混合酸化鋼（■）／酸化ク
ロム（ｍ）／酸化鉄（ｍｌ粉末、ミロリブルー、ウルト
ラマリンコバルトブルーおよび過マンガン酸バリウムを
含む。更にフランス特許第１３９４０６１号および第１
４３９３２３号に記載された顔料を挙げることができる
。

電気泳動現像剤において、トナー粒子は２０℃で３未満
の誘電率および少なくとも１０”Ω・側の体積抵抗率を
有する非極性（ａｐｏｌａｒ　）キャリヤー液体中に分
散させる。

前記液体は非芳香族炭化水素液体、例えばヘキサン、シ
クロヘキサン、インオクタン、ヘプタンまたはイソドデ
カンの如き脂肪族炭化水素、フルオロカーボンまたはシ
リコーン油またはその混合物が好ましい。従って絶縁性
非極性液体には例えばインドデカンまたは市販の石油溜
出物、例えば好ましくは１５０〜２２０℃の沸点範囲を
有する脂肪族炭化水素の混合物、例えばエクソン社のイ
ソバーズ（工５ＯＰＡＲ８）　ａ　、　ＨｌＫおよびＬ
（商品名）およびシェルΦオイル・カンパニーのシルツ
ル（ＳＨＥＬＩ、５ｏｂ）　Ｔ　（商品名）がある。

分散したトナー粒子の帯電性を改良もしくは制御するた
め、トナー粒子組成物に電荷制御剤を加える。

乾式トナーとは対照的に、液体懸濁したトナー粒子は、
対イオンを形成するためキャリヤー液体中に帯電種を導
入し、トナー粒子面上での化学的解離反応からの通常の
それらの負または正電荷を得る。解離反応で作用する主
たる帯電機構は、例えばプロシーデインゲス・オプ・ザ
・アイ・イー・イー・イー第６巻第４号、１９７２年４
月、第３６３頁〜第３６４頁にロパート・ビー・コミシ
リ−等によって発表されている。

従って本発明により使用する液体現像剤組成物は、トナ
ーの帯電に寄与するか影響を与える少なくとも１種の物
質（電荷抑制剤または物質と称される）を含有する。電
荷制御物質は正または負の帯電効果を有するとよい。そ
の目的のため主として油溶性無機物質（界面活性剤）、
例えば脂肪族長鎖（例えば少なくとも６個の炭素原子を
含有する）を有する有機酸の金属塩を使用する。一つの
イオン種の主たる吸着によって、トナー粒子は電荷を受
容し、その量は添加濃３度を変えることによって調整で
きる。この方法でトナーの感度（即ち付着質量／表面電
荷）を制御できる。極性は界面活性剤の適切な選択によ
って決定できる。例えば液体イソパラフィン中のカーボ
ンブラックの懸濁物は過塩基化石油スルホン酸カルシウ
ムによって負に帯電できるようになり、ジイソグロビル
サリチル酸カルシウムによって正に帯電できるようにな
る。異なる電荷制御剤の混合物を使用できる。例えば反
対帯電効果を有する異なる電荷制御剤の混合物を使用で
き、かくしてトナー上の電荷の強度またはその極性を異
なる剤の間の比を変えることによって調整できる（英国
特許第１４１１２８７号、第１４１１５３７号および第
１４１１７３９号参照）。特に正に作用する電荷制御物
質は英国特許第１１５１１４１号に記載されている。

電荷制御剤と称されるこれらの物質には、下記のものの
２価または３価金属塩がある：（ａ）リンから誘導され
たオキシ酸のモノエステルまたはジエステル； （１））炭素原子によってリン原子に結合した一つまた
は二つの有機基を含有し、リンから誘導されたオキシ酸
；または （Ｃ）リン原子に炭素原子によって結合された有機基初
よびエステル基を含有し、リンから誘導されたオキシ酸
、上記有機基は脂肪族、脂環式族または芳香族である。

有機基は少なくとも４個の炭素原子、最も好ましくは１
０〜１８個の炭素原子の鎖を含有するのが好ましく、か
かる鎖は異種原子、例えば酸素、硫黄、または窒素原子
で中断されていてもよく、モして／または置換されてい
てもよい。

轡に良好な結果は亜鉛塩を用いて得られる。

しかしながら他の塩例えばマグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム、バリウム、鉄、コバルト、ニッケル、
銅、カドミウム、アルミニウムまたは鉛の塩も使用でき
る。

かかる金属塩の電気絶縁性キャリヤー液体中での溶解度
は分校構造を有する一つ以上の有機基、例えば２−ブチ
ル−オクチル基の如き分校脂肪族基の存在によって促進
させることができる。

低電荷／トナー粒子質量比を有する電気泳動現像剤の製
造において特に興味のある他の特に好適な正に作用する
電荷制御剤は米国特許第４１３８３５１号に記載されて
詔り、これに記載されている現像剤組成物は、制御剤と
して金属アルキルスルホネートを含有しており、その金
属イオンは亜鉛ｔｕｔ、鉛（Ｉ［）、カドミウム＜ＩＩ
）、＃よび銅（ＩＮ）からなる群から選択した２価金属
イオンであり、または元素の周期表の第１族の３価金属
イオン、例えば鉄ｆｉｌｌ）イオンもしくは第ＭＢ族の
３価金属イオン例えばクロム（Ｉｌｌイオンであり、そ
のスルホネート基は直線の形で少なくとも６個の炭素原
子を含有するアルキル鎖上に直接存在する。−定のトナ
ー現像剤に好適なスルホネートの量は簡単な試験で容易
に決定できる。

電荷制御剤として上記金属アル中ルスルホネートを使用
することによって、電気泳動に普通に使用される大きさ
のトナー粒子で、例えば０．２μｍ〜２μｍの範囲の大
きさのトナー粒子で特別の結果を達成できる。

轡に好適な負に作用する電荷制御剤は米国特許第４１４
７８１２号に記載されており、これに記載されている現
像剤組成物は、制御剤として油溶性過塩基化アルカリ土
類金属炭化水素スルホネートを含有しており、その金属
はマグネシウム、カルシウムまたはバリウムである。上
記スルホネートは平均分子量少なくとも８００、モして
ＡＳＴＭ　Ｄ　−６６４−５８により測定した全塩基数
（ＴＢＮ　）少なくとも２を有する。これらの負に作用
する物質の有用量は、分散した着色物質に対して、１〜
４０重量慢の範囲である。

本発明により使用する液体現像剤組成物は当業者に良く
知られた分散および混合法を用いて作ることができる。

先ず好適な混合装置、例えば混線装置、押出機またはミ
ルによって溶融熱可塑性樹脂結合剤と着色物質の混合物
を作るのが普通である。次いで溶融材料を冷却し、好適
な混合機、例えば３本ロールミル、ボールミル、コロイ
ドミルまたは高速攪拌機によって絶縁性キャリヤー液体
中に分散させる。濃縮物は例えば固体材料を１５〜８０
重量％含有する。続いて更に絶縁性キャリヤー液体を加
えて、電気泳動現像法に直ぐ使用できる液体トナー組成
物をうる。−般には１ｔ〜２０　ｆ／ｆｔ、好ましくは
２２〜１０？／′：ｔｏ量でトナーを混入すると、すぐ
使用できる電気泳動液体現像剤に好適である。電荷制御
物質は、現像剤を作るに当って、それらの使用前に顔料
粒子に予備被覆として付与することができる、あるいは
液体中に別の成分として加え、顔料−結合剤粒子上に吸
着させることができる。

電気泳動現像は任意の既知の電気泳動現像法および装置
を用いて実施してもよい。現像される像の電場は現像電
極の使用によって影響を与えてもよい。現像電極の使用
は連続色調偉の現像において特に価値のあるものである
。現像電極を使用しないとき、現像された像は誇張され
た濃度勾配を示すことがあり、これはグラフィックアー
トに諸けるある種の目的には興味のあるものである。

現像される電荷パターンは任意の既知の静電写方法によ
って得ることができる、これらの方法には、例えばセレ
ンドラムまたは光導電性酸化亜鉛シートまたはプレート
の如き光導電性媒体の像に従った放電またはイオノグラ
フィまたは光電子放出による誘電体の例えば帯電針によ
る直接的な像に従った帯電を含む。未だ湿潤しているト
ナー像からのトナー転写は例えば電気泳動によって行な
う。この方法の説明は公告されたドイツ特許出願第２１
４４０６６号および第２１４７６４６号に示されている
。

未だ湿潤しているトナー粒子の現像された偉は異なる種
類の支持体例えば樹脂、紙、樹脂被覆紙、または金属支
持体例えばアルミニウム支持体に転写することができ、
複写または印刷マスター、例えば−ト版印刷板の形成に
供することができる。例えば、トナー像はアルミニウム
支持体上に定着させ、それを印刷する前に、定着された
トナーを含有する部域でグリース状もしくは脂肪性イン
クでインク付けし、未だ裸のアルミニウム部分において
は水性給温性液体で湿潤させるのである。平版アルミニ
ウム印刷板は、例えば本発明により定着したトナー像を
担持する板をリン酸を含有する水溶液で処理することＫ
より、既知の湿潤法によりトナーによって被覆されてい
ない部域で高度に水受容性で脂性イン反撥性にする。こ
の目的のために好適な処理液体は例えば米国特許第３３
００３０６号に記載されている。

シートまたはウェブ支持体、例えば紙、樹脂被覆紙、樹
脂フィルムまたは金属支持体、例えばアルミニウムシー
トに未だ湿潤しているトナー像を熱圧定着するため、上
記支持体上に家僕様で付着させた後の上記トナー像は、
上記支持体の前側および裏側に実質的に等しい圧力が作
用する装置の間に搬送する、そして前側に向けられ、ト
ナー粒子に接する少なくとも一つの装置はトナー粒子を
溶融するに充分な温度にあり、それへの接着特性を有す
る面を有する。

好ましい実施態様においては、上記トナー像担持支持体
は反対方向に回転するローラーによって形成されるニッ
プ中を通って搬送され、このときトナー像に接するロー
ラーは熱源、例えば赤外線ラジェーターまたは電気抵抗
加熱器を含有する。必要な圧力を与えるための大部分の
装置においては、トナー像担持支持体の裏側に接する支
持ローラーである加圧ローラーを賦活させるＯＫスプリ
ング加圧機構を使用する。自己調整圧力機構をもった加
圧ローラーおよび溶融ローラーを含有する好ましく使用
される定着装置の例は米国特許第４２６９５９４号に記
載されている。トナー像を定着させるための他のローラ
ー溶融装置には、全てのトナー像部分に等しい圧力を付
与するため空気圧で作動する袋を設ける。かかる装置の
例はリブーチ・ディスクロジャ−１９８１年９月第２０
９０４項、第２０９０６項および第２０９１４項に記載
されている。

非金属支持体例えば紙支持体上で本発明の熱圧定着法を
実施するための具体例において、溶融ローラーは、例え
ば内径４０〜４５ｍ、壁厚１〜２１ＥＩｌ、長さ２３０
ｍを有するアルミニウムのチューブからなり、その表面
上に厚さ２０〜６０μｍのポリテトラフルオロエチレン
の層を設ける。チューブ内の中心の位置で５００〜１０
００Ｗハロゲンフラツドランプを設ける。この種のラン
プは溶融ローラーをすぐに役立つ位置で約１８０℃の表
面温度を得ることを可能にする。

上記溶融ローラーと共同作用し、支持ローラーとして作
用する加圧ローラーは不銹鋼、銅またはアルミニウムの
中実シリンダーであり、これは内部的に加熱されてもよ
く、またその上には３０〜６０の範囲のショアＡ硬度を
有する厚さ３〜１０■のシリコーンゴムの層を設ける。

加圧ローラーおよび加熱溶融ローラーは相互に接触状態
で装着し、トナーと接触する部域での圧力は、ローラー
間の接続で１〜２に９／ａｍの値で調整する。接線は上
記圧力条件の下上記ローラーで作用させて５〜９ｍの範
囲の長さを有する。溶融ローラーと加圧ローラーの間の
圧力はスプリングまたは空気圧で制御できる。

好ましい実施態様によれば、溶融ローラーはシリコーン
油で含浸させたウェブ、例えば多孔性紙ウェブで清浄に
する。

特に有利な実施態様によれば、溶融ローラーの上流に、
例えば抵抗加熱コンベヤーローラーまたはプレートの形
での加熱装置を配置して若干の予備加熱を与えるように
し、これＫよって溶融ローラーの温度を下げることがで
きる。

物別の実施態様によれば、本発明の熱圧定着法にあける
圧力は、例えばエラストマーまたはエラストマー層で被
覆した金属から作った所望によって加熱できるエンドレ
スベルトで付与する。

金属支持体上で本発明の熱圧定着法を実施するための一
つの態様においては、溶融ローラーは、例えば内径４０
〜４５謳、壁厚１〜２ｍ。

長さ３２３ｍを有するアルミニウムのチューブからなり
、その表面には３０〜６０のショアＡ硬度を有し、厚さ
５１１ＩＢのシリコーンゴムの層を設ける。加圧ローラ
ーは内径４０〜４５ｍ＠、壁厚１０ｉａｓ、長さ３２３
腸を有するアルミニウムのチューブである。加圧ローラ
ーおよび溶融ローラーの両方にその中心に９００Ｗの石
英ランプを設け、表面温度例えば１９０℃で作動させる
。トナー担持材料と接する部域での圧力はローラー間の
接線で２〜４　ｈ　／　ｃｒｓである。接線に沿った接
触区域は４〜６■の範囲の幅を有する。

加圧ローラーおよび溶融ローラー間の圧力はスプリング
または空気圧で制御する。好ましい実施態様によれば、
溶融ローラーはシリコーン油で含浸したウェブ例えば多
孔性紙ウェブで清浄にする。

本発明の現像法は、ローラー間での通過速度１０〜３０
　ｃｍ　／θの範囲で、加熱ローラー温度１１５〜２０
０℃の範囲で未だ湿潤しているトナー像を定着させるこ
とができる。

本発明の特に好ましい実施態様においては、未だ湿潤し
ているトナー粒子の定着中キャリヤー液体の少なくとも
実質的な部分を蒸発させ、吸引または加圧連行ガスで運
び出し、環境雰囲気から接触せぬようにそれを蓄積し、
非毒性生成物例えば水および二酸化炭素の生成のために
燃焼させるステーションへ導く。このことは、毒性もし
くは不燃性であることがあるキャリヤー蒸気または分解
生成物で周囲雰囲気が汚染するのを減じもしくは防止す
る利点を有する。

ウェブ支持体によって担持された電気泳動で現像された
トナー像の定着においてかかる汚染が防止される装置は
、一対の加圧作用ローラーのニップ間の通路に沼ってか
かるウェブを供給するための装置、これらのローラーの
少なくとも一つを加熱するための装置、およびこれらの
蒸気をニップ区域から導管中に吸い出し、雰囲気から蒸
気を隔離して保つための装置を有する。

本発明を添付図面を参照し、実施例によって更に詳細に
説明する。

第１図は本発明による方法を実施するに当って使用する
のに適した熱圧ローラー定着装置の第一具体例の断面図
であり、第２図はかかる熱圧ローラー定着装置の第二具
体例の断面図である。

第１図にはシリコーンゴム２００層で被覆した中実アル
ミニウムシリンダー１９である加圧ローラー２および内
部加熱される溶融ローラー１からなる熱圧ローラー定着
装置の断面略図が示しである。溶融ローラー１はポリテ
トラフルオロエチレンの薄層４で被覆されたアルミニウ
ムドラム３からなり、その中にチューブ状ハロゲンラン
プ５を有しており、溶融ローラー１はキャップ型ハウジ
ング６中に置かれており、これは出ロアを有し、そこを
通ってキャリヤー液体の蒸気が空気流によって掃引され
、即ち連行され、定着装置を出る。キャップ型ハクジン
グ６のリム８は、定着されるトナー像部分１０を担持す
る支持体９、例えば紙シートとの間に小さい間隙を形成
する。キャップ型ノ）クジング６の出ロアでの減圧およ
び／またはキャップ型ノーウジング１２の吸入口１１で
空気圧を付与することＫよって、空気がハウジング６を
被うハウジング１２中に強制的に入れられる。上記ノ・
ウジング１２のリム１２に対向して、コンベヤーローラ
ー１４が支持体９の裏に接している。この方法で操作す
ると、空気圧が上記コンベヤーローラー１４に対して支
持体９を押しつける、そして加圧された空気の幾らかは
ハウジング６に入る前にハウジング１２から逃散する、
かくして支持体９はそれぞれハウジング６および１２の
リム８および１３と接触することなく自由に移動できる
。これによってトナー像の汚れは発生できない。ハウジ
ング６の出ロアを出たキャリヤー液体の蒸気は除去され
、別の手段、例えば： （１）例えば活性炭または高沸点吸収性溶媒の如き吸着
剤を含有するカラム中での吸着および／または吸収によ
り、 （２）冷却器、例えばミニ冷蔵庫中で凝縮させることに
より、 （３）燃焼、例えば米国特許第４５３８８９９号に記載
されている如く、触媒を用いて燃焼させて、キャリヤー
液体として炭化水素を用いたとき水蒸気および二酸化炭
素を生成させることにより、 雰囲気から閉め出す。

加圧ローラー２はシリコーン油１５で湿潤され、その油
を二つの続く紙シートの通過の間に溶融ローラー１上に
転写する。シリコーン油１５は、容器１８中の彎曲支持
体素子１７上に包まれたフェルトウィック１６中に吸上
げられる。

第２図は、シリコーンゴムの層３６で被覆されり中実ア
ルミニウムシリンダー３５である加圧ローラー３１およ
び内部加熱溶融ローラー３０を有する熱圧定着装置の断
面略図である。溶融ローラー３０はポリテトラフルオロ
エチレンの薄層３３で被覆されたアルミニウムドラム３
２からなる。キャンプ３７は、定着されるトナー像部分
３９を担持する紙シート３８および溶融ローラー３０に
よって形成されるニップを被う。

上記キャップ３７の出口開口４０に付与された吸引力は
蒸気化したキャリヤー液体を取り出し、それを吸収カラ
ム（図示せず）中に導入する。

吸引プレート４２を加熱する抵抗器４１は紙シート３８
を平らに保ち、若干の予備加熱を与える。できる限り多
くトナーオフセット形成を防ぐため、溶融ローラー３０
は清浄化ウェブ４３から付与されたシリコーン油で湿ら
せて保つ。

清浄化ウェブ４３は供給ローラー４４から分配され、弾
性案内ローラー４５で溶融ローラー３０に対して押圧さ
れ、次いで巻き取りローラー４６上で貯蔵される。コン
ベヤーローラー４７は紙支持体３８を受皿（図示せず）
中に案内する。

加熱ローラーまたは溶融ローラー上でのトナーオフセッ
ト形成を防止するための特に興味ある具体例によれば、
キャリヤー液体の少なくとも一部をシリコーン油で構成
する、例えばトナー粒子のためのキャリヤー液体として
作用する炭化水素の１〜５容量チをシリコーン油で置換
した。

下記実施例は比較試験において提供された有用なトナー
組成物で操作した本発明方法を示す、しかしこれらに限
定するものではない。比および百分率は他に特記せぬ限
り重量による。

実施例　１ 正に帯電するトナー粒子を用いた液体トナー現像剤の製
造 ２００ｆのスチレン−アリルアルコール共重合体ＲＪ１
００（商品名）樹脂（平均分子量１６００）および１０
０ｔのプリンテックスＧカーボンブラック（商品名）を
スイス国のメイ９　（Ｍａｉｌｉ）によって販売されて
いる混練装置タイプ、リリプット（Ｌ工り工ＰＵＴ　）
　０３０Ｃ，Ｎ−（商品名）中に入れた。

混練装置を、混線塊体の温度が９０’Ｃに達するまで、
１１０℃でシリコーン油を循環させて加熱した。２時間
混練後、塊体を冷却し、破砕し、粉砕装置工ＫＡモデル
Ａｌ０（西ドイツ国のヤング・ラント・クンケルで販売
）中で粉砕し約５０〜１００　ｐｍの粒子直径を有する
Ｒ、Ｔ１００樹脂で被覆されたカーボンブラックの微細
粉末を得た。

振動式ボールミル中で１５時間下記成分を混練して濃厚
液体トナー現像剤を作った。

（１）ＲＪ　１００　（商品名）樹脂で被覆したカーボ
ンブラック４２ｆ０ （１１）インバーＲ（工８０ＰＡＲＲ：カウリブタノー
ル価（ＫＢ）２７および１６０〜１７５℃の沸点範囲を
有する脂肪族炭化水素のエクソン社の商品名）中のネオ
クリルＢ７０２（商品名）の３０チ溶液４２ｆ０ ０１りインドデカン中のモノ−２−ブチル−オクチルリ
ン酸亜鉛の２％（重ｉ／容量）溶液１４（１■）インド
デカン１５０ｄ０ 上記トナーは粒径０．４０ｔｔｍを有し、トナー濃厚物
の形でのみならず現像濃度で非常に良好な安定性と貯蔵
寿命を有していた。

上記濃厚液体現像剤７．５−を１２のインバーＧ（商品
名）で稀釈し、これによって安定なポジ作用電気泳動現
像剤を得た。

前述した如く１２０℃で測定した、分滅し乾燥したトナ
ー粒子の溶融粘度は１４００Ｐａ−ｅであった。

現像および転写 通常の電子写真記録材料、即ち樹脂結合剤中に分散した
光導電性酸化亜鉛で被覆した紙上に、これを負に帯電さ
せ、像に従って露光して形成した静電像を、得られた稀
釈トナー現像剤で現像した。

電気泳動で付着したトナーの転写は、金属ロールに３Ｋ
Ｖの負電圧を印加して行なった、これは受像材料として
作用する紙シートの裏側と近接オーム接触で保って行な
った、受像材料の前側は従って光導電体上の湿潤像と近
接させて保たれた。

定着 電気泳動によるトナー転写後、未だ湿潤している像に従
って付着したトナー粒子を第２図に示した如き熱圧ロー
ラー定着装置に供給した。

上記装置に招いて溶融ローラーは、内径４１閣、壁厚１
．２箇、長さ２３０１ｍを有する不銹鋼または真ちゅう
のチューブからなり、その上に厚さ１．０■のシリコー
ンゴムの層を設けてある。

チューブ内のその中央にはｔｏｏｏｗハロゲン発光ラン
プを設けてある。このランプは溶融ローラーをその使用
位置で２１０℃の表面温度にすることができる。上記溶
融ローラーと共働する支持体ローラーとして作用する加
圧ローラーは、表面に厚さ７ｍのシリコーンゴムの層ヲ
設けた中実不銹鋼シリンダーである。ローラーの直径は
４４ｍである。

加圧ローラーおよび加熱溶融ローラーを相互に接触させ
て装着し、トナーと接触する部域での圧力はローラー間
の接線１ｃｍＫついて１．０　Ｋ９の価に調整する。

トナー像を担持する受容紙の通過速度は１゜ＣＰｎ／　
８であり、加熱ローラーの表面温度は１８０℃であった
。

定着度を評価するため、「テープ試験」を行なった。テ
ープ試験において、接着テープを同じ圧力（約３００Ｋ
ｐ／ｙ＆）で定着したトナー像上に押圧し、像から同じ
引裂角セよび速度でそれぞれの試験で除去した。接着剤
面に転写されたトナーの量の関数の形で、定着に格付は
数を与える。Ｏ（零）はすぐれたトナー定着を表わす。

数が大きくなればなる程、定着接着は低下し、悪くなる
結果を表わす。

上記テープ試験で定着格付価Ｏを与えたことで証明され
た高耐摩擦性（高定着接着）を有する定着トナー像が得
られた。定着トナー像は非反射性外観および拡散光学密
度１．２５を有していた。

溶融ローラー上のトナーオフセット（汚れ）度を評価す
るため、Ｍ融ローラーは、長さＩＱＩ！にわたって溶融
ローラーの上部と接触させたシリコーン他紙清浄化ウェ
ブで清浄にした。上記ウェブ上の光学密度（ΔＤ）の増
大はトナーオフセット形成度に対する測度である。０．
２より小さい光学密度における増大はなお許容できるも
ので、溶融ローラーの有効な清浄化での問題はない。

種々の定着温度（１４０，１６０，１８０および２００
℃）との関係における種々の顔料対結合剤比（Ｐ／Ｂ）
およびＰａ・θで表わした種々の溶融粘度のトナー粒子
の定着度の評価をそれぞれ下記の表２および表３に示す
。

表　　２ 本　４５８０　３　１４０ 表　　３ 試験　Ｐ／Ｂ　　　ΔＤ　　定着温度（℃）０．０６　
　　　　２００ ０．０９　　　　　２００ 実施例　２ 実施例１の試験工のトナー組成物を用か、異なる温度で
異なる通過速度を組合せた。表４にテープ試験の格付数
、鰺よび表記した温度条件および通過速度条件下でのト
ナーオフセット形成の測度として得られた６９価を示す
。

表　　４ ２８．０　０．１５４　１４０ 実施例　３ 実施例１の試験５のトナー組成物を用い、アルミニウム
陽極酸化プレート上に湿潤トナー像を形成した。定着は
熱およびローラー加圧定着装置で行なった、この装置の
溶融ローラーは内径４１ｍ、壁厚２ｗａおよび長さ３２
３冨を有するアルミニウムチューブであった。チューブ
はショア硬度４０．厚さ５ｔｍを有するシリコーンゴム
の層で被覆した。上記チューブ内にはその中心に９００
Ｗ石英ランプを置いた。上記溶融ローラーと共働する支
持ローラーとして作用する加圧ローラーは直径４１閣、
壁厚１０項を有するアルミニウムシリンダーであった。

加圧ローラーには溶融ローラーについて記載したのと同
じ加熱素子を設けた。加圧ローラーおよび溶融ローラー
を相互に接触状態で装着し、接触面積は、５墓の幅の接
線に沿った接触部域を与える接線１ｃＰｎについて３　
Ｋｇの圧力を得るように調整した。

トナー像を担持するアルミニウムプレートの通過速度は
５　ｃｍ　／　ｓで、両ローラーの表面温度は１９０℃
であった。熱圧定着装置に第２図に示した如きシリコー
ン清浄化ウェブを設けた。

前述したテープ試験ですぐれた耐摩擦定着が証明され、
ホットトナーオフセットのないものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明により使用する熱圧ローラ
ー定着装置の断面略図である。 １−ｍ−溶融ローラー、２−ｍ−加圧ローラー、３−ｍ
−アルミニウムドラム、４−ｍ−ポリテトラフルオロエ
チレン層、５−ｍ−ハロゲンランプ、６−−−ハウジン
グ、９−ｍ−支持体、１０−−−　）ナー像部分、１２
−ｍ−ハウジング、１４−ｍ−コンベヤーローラー、１
５−ｍ−シリコーン油、３゜−ｍ−溶融ローラー、３１
−ｍ−加圧ローラー、３２−ｍ−アルミニウムドラム、
３３−ｍ−ポリテトラフルオロエチレン／ａ、３５−ｍ
−アルミニウムシリンダー、３６−−−シリコーンゴム
層、３８−−−紙シート、３９−−−　トナー像部分 ＦＩＧ、　　７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャリヤー液体中に分散された熱可塑性樹脂結合剤
   中に着色物質を含有するトナー粒子で静電荷パターンを
   現像し、熱によつて支持体上に未だ湿潤しているパター
   ン状に付着したトナー粒子の定着を行なうことからなる
   像製造法であつて、未だ湿潤しているトナー粒子が、熱
   および圧力を同時に付与することによつてそれらの支持
   体に定着され、１２０℃で５００〜１０００００Ｐａ．
   ｓの乾燥状態での溶融粘度、０．１〜５μｍの平均直径
   および重量で１／１〜１／９の着色物質対樹脂結合剤の
   含有率を有することを特徴とする像製造法。 ２、着色物質が熱可塑性重合体またはかかる重合体の混
   合物から本質的になる結合剤中に溶解または分散されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記重合体が、熱可塑性ポリアリル樹脂、ポリビニ
   ル樹脂、ポリアルキレン、シリコーンエラストマーとも
   称されるポリシロキサン樹脂およびポリエステル樹脂か
   らなる群から選択され、前記樹脂が９０〜１５０℃の範
   囲の溶融温度を有する特許請求の範囲第２項記載の方法
   。 ４、重合体がスチレン−アリルアルコール重合体である
   特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、着色物質がカーボンブラックである特許請求の範囲
   第１項〜第４項の何れか一つに記載の方法。 ６、キャリヤー液体がシリコーン油１〜５容量％を含有
   する炭化水素液体である特許請求の範囲第１項〜第５項
   の何れか一つに記載の方法。 ７、熱圧定着のため、トナー像担持支持体を反対方向に
   回転するローラーによつて形成されたニップを通して搬
   送し、溶融ローラーと称されるトナー像に接するローラ
   ーが熱源を含有し、圧力ローラーと称される他のローラ
   ーがトナー像を担持する支持体の裏に接触している特許
   請求の範囲第１項〜第６項の何れか一つに記載の方法。 ８、前記圧力ローラーが熱源を含む特許請求の範囲第７
   項記載の方法。 ９、前記圧力ローラーおよび溶融ローラーにポリテトラ
   フルオロエチレンまたはシリコーンゴムの表面被覆を設
   けてある特許請求の範囲第７項または第８項記載の方法
   。 １０、前記ローラー間の圧力をスプリング加圧機構また
   は空気圧によつて増大させる特許請求の範囲第７項〜第
   ９項の何れか一つに記載の方法。 １１、溶融ローラーをシリコーン油で含浸したウェブで
   清浄にする特許請求の範囲第７項〜第９項の何れか一つ
   に記載の方法。 １２、トナー像を担持する支持体が紙、樹脂被覆紙、樹
   脂フィルムまたは金属支持体である特許請求の範囲第１
   項〜第１１項の何れか一つに記載の方法。 １３、キャリヤー液体の少なくとも実質的な部分を未だ
   湿潤しているトナー粒子の定着中に蒸発させ、吸引また
   は加圧連行剤ガスによつて運び去り、非毒性生成物生成
   のため燃焼するかまたは環境から接触せぬよう蓄積させ
   るステーションに導く特許請求の範囲第１項〜第１２項
   の何れか一つに記載の方法。 １４、キャリヤー液体蒸気を除去し、吸着および／また
   は吸収または冷却器中での凝縮によつて雰囲気から閉め
   出す特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５、支持体に熱圧定着前に未だ湿潤しているトナー粒
   子を予備加熱する特許請求の範囲第１項〜第１４項の何
   れか一つに記載の方法。 １６、ウェブ支持体によつて担持された電気泳動的に現
   像されたトナー像を定着させる装置であつて、かかる装
   置が、一対の圧力作用ローラーのニップ間の通路に沿つ
   てかかるウェブを供給するための装置、これらのローラ
   ーの少なくとも一つを加熱する装置、および蒸気をニッ
   プの区域から導管中に吸出し、蒸気を雰囲気から閉め出
   すための装置を有することを特徴とするトナー像定着装
   置。