JPH02199459A - 粉体インク - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像形成装置に使用される粉体インクに関す
る。

［従来の技術］ 熱転写方式にて画像を形成する工程とインクシートを再
生する工程とを有する画像形成方法に使用される粉体イ
ンクとして、本発明者は、ワックス状化合物を主成分と
する粉体インクを提案した。

（特願昭６３−２１４４４１） これは、１０８Ωｃｍ以下の抵抗値を有する導電性粉体
インクである。絶縁性のインクシート上に導電性のイン
ク層を付けておき、画像形成を行うと使用されたインク
層の部分は下地のインクシートが露出する。インクシー
トの裏側に電極を設置しバイアス電圧を印加しながら、
インク層側に該粉体インクを接触させることにより、下
地のインクシートが現れた部分のみは、該粉体インクに
電荷注入が起こり粉体インクが付着する。しかし、導電
性のインク層では、電荷が逃げて粉体インクは付着しな
い。インクシート上に付着した粉体インクを熱ロール等
によりインクシート上に溶融定着し、新たなインク層が
再生される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この構成の粉体インクを用いてインクシートの
再生を行うと、粉体インクをインクシート上へ一度溶融
定着してインク層を形成してから、紙に転写する時に画
像部分がインクシート上から完全に剥離することができ
ずに、インクシート上にインクが残り孜の再生プロセス
の時にインク層の均質性が確保されないという現象おこ
る。すなわち、残存したインク層の部分の抵抗値が大き
い場合や導電性のインクが薄く残った場合に、インク層
の付着厚みにばらつきを生じる。この再生インクシート
を使用した場合の画像形成では、光学流度（以後０．Ｄ
、値と称する）のばらつきが出てしまうという問題点が
ある。

そこで、本発明は、これら問題点を解決したものであっ
て、その目的は、熱転写方式にて画像を形成する工程と
、インクシートを再生する工程とを有する画像形成方法
で使用する粉体インクで、粉体インクをインクシートに
融着させ、画像形成させた時にＯ，Ｄ、　　値のばらつ
きを生じない均質な画像を得ることができる粉体インク
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の粉体インクは、ワックス状化合物、樹脂、導電
材により構成される粉体インクにおいて、粉体インクが
軟質の離型性物質を主成分とする物質からなる第一の外
殻及び導電材からなる第二の外殻をもつことを特徴とす
る ［作用］ 本発明の上記構成によれば、粉体インク表面にインクシ
ートとの離型剤となる軟質の離型性物質を主成分とする
外殻を持つことで、インクシートへ溶融定着しインク層
を形成した場合、紙などの画像形成体に熱転写させると
、インクシートから、インク層が完全に剥離する現象が
本発明者の実験により認めらだ。また、粉体の表面近傍
に、導電材の表面被覆層を有することで熱転写方式にて
画像を形成する工程と、インクシートを再生する工程と
を有する画像形成方法で使用する粉体インクに必要な抵
抗値を有し、また軟質の離型性物質による粘着も防止で
きた。

［実施例コ 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

本発明の粉体インクに使用されるワックス状化合物とし
ては、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライ
スワックス等の植物系天然ワックス、みつろう、ラノリ
ン等の動物系天然ワックス、モンタンワックス、オシケ
ライト等の鉱物系天然ワックス、パラフィンワックス、
マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の天然
石油ワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャー・
トロプシュワックス等の合成炭化水素ワックス、モンタ
ンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体等の変性
ワックス、硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体等の水素
化ワックス、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン等の
合成ワックスの中から選ばれるワックスを１種、あるい
は、２種以上をブレンドして用いることができる。

さらに、本発明の粉体インクに使用される樹脂としては
、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等のアクリル
樹脂、ポリスチレン、ポリ−１−メチルスチレン等のス
チレン樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルクロライド、
ポリビニリデンクロライド、ポリビニルフルオライド、
ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、セルロース樹脂、ボリアリレート樹
脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコン樹
脂、アルキド樹脂等の熱硬化性樹脂と、ポリビニルアル
コール、ポリアリルアルコール、ポリベンジルアルコー
ル、ポリ−２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリ
ビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリビニルア
ミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアクリル酸、ポリ
ビニルメタクリル酸、ポリビニル硫酸、ポリ乳酸、ガゼ
イン、ヒドロキシプロピルセルロース、デンプン、アラ
ビアゴム、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ナ
イロン樹脂等の樹脂の中から選ばれる樹脂の単体、共重
合体、混合体である。なお、樹脂は、上記ワックス状化
合物と相溶しない物質でも良いが、相溶する物質にした
方が望ましい。

本発明で使用される導電材として、カーボンブラック、
各種金属粉および金属錯塩のうち任意の物が使用される
。

また、本発明の第一の外殻に使用される軟質の離型性物
質として、ポリエチレン、プロピレン等のオレフィン樹
脂および、ヘキストワックス、エステルワツククス、ポ
リエチレンワツククス、硬化ひまし油およびその誘導体
などのワックスが使用され、その軟化点として、６０〜
１８０℃が望ましい。

本発明の第二の外殻に使用される導電材として、カーボ
ンブラックが使用でき、抵抗値は、１０８Ωｃｍ以下の
導電性力、−ボンブラックが望ましい。

本発明の粉体インクは、上記物質の他にその流動性、導
電性、定着性等を損なわない程度に添加物を添加するこ
とができる。添加物としては、５ｉ０２、Ｔ　ｉ　０２
、疎水性シリカ、カーボンブラック等の流動性向上剤、
金属石鹸、ポリエチレングリコール等の分散剤、Ｆ　ｅ
　３０４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ、　　Ｃｒ、　　Ｎｉ、　
　Ｃｏ、フェライト等の磁性粉が単独あるいは組み合わ
せて使用される。

本発明の粉体インクの製造方法としては、通常のトナー
の製造方法として公知である方法が適用できる。−例を
挙げるならば、粉体インクを溶融混練、粉砕、分級によ
り作製し、さらにその外殻に樹脂を、樹脂は溶解するが
粉体インクは溶解しない溶液中に、粉体インクを分散し
、がっ、外殻用樹脂を相溶せしめた後、噴霧乾燥するこ
とによって外殻に樹脂を持つ粉体インクが作製できる。

また、本発明の粉体インクの粒径は、インクシートを再
生する際にインク層の剥離部に付着した粉体インクの量
とインク層の膜厚により決められるのが望ましい。つま
り、インク層の剥離部に付着する粉体インクは、前述の
理由により粉体インク−層以下に充填され、この粉体イ
ンクの充填率と、再生後のインク層の膜厚とから粉体イ
ンクの粒径の最適値が予想できる。例えば、再生後のイ
ンク層の膜厚を３．５μｍ、粉体インクの充填率を９０
％とすれば、粉体インクの平均粒径は９．５ないし１０
．５μｍであることが望ましい。

第一図に、本発明の粉体インクを用いた熱転写方式にて
画像を形成する工程と、インクシートを再生する工程と
を有する画像形成方法を模式的に示す。

絶縁性支持体２上にインク層３を有するインクシート１
が矢印４方向へと移動し、サーマルヘッド５によって、
矢印６方向に進行する記録媒体７へとインクが転写し、
記録媒体７へと画像が形成される（熱転写方式にて画像
を形成する工程）。

画像形成によって、インクシート１上には、インク層の
剥離部８とインク層の付着部９とが形成される。

インクシート１の絶縁性支持体２に接するように電極１
０を配置し、インクシート１を挟んで電極１０と反対側
に、粉体インク１１をインクシート１上へと順次供給す
る導電性ローラー１２を配置する。電源１３により電極
１０と導電性ローラー１２との間にバイアス電圧（以下
、ｖｂと呼称する）を印加した状態で粉体インク１１を
インクシート１上へと供給する。インクシートのインク
層の剥離部８に接触した粉体インク１１は、インク層の
剥離部８が絶縁性を示すため絶縁性支持体２の静電容量
とｖｂとの積に比例した量の電荷の注入を受は絶縁性支
持体２へと静電気力にて付着する。しかし、インクシー
ト１のインク層の付着部９、ならびに、絶縁性支持体２
へと付着した粉体インク上に接触した粉体インク１１は
、インク層、粉体インクが導電性であるため、ただ単に
電荷の通り道になるだけで付着力を得ない。この様にし
て、インクシートのインク層の剥離部のみに粉体インク
を補充することができる。粉体インクを補充したインク
シート１は、粉体インク固定手段１４にてインクシート
上へ固定化される。以上の工程によって、インクシート
が再生される。

ここで、インクシートの絶縁性支持体として、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
イミド、ポリアミド等の高分子フィルムが使用でき、サ
ーマルヘッド５としては、溶融熱転写方式等で使われる
ヘッドの他に、通電熱転写方式で使われるスタイラスヘ
ッドも使用でき、また、通電熱転写方式の場合は、イン
クシートの構成がインクシートを挟んでインク層と反対
側に通電層等が形成される。記録媒体７としては、普通
紙、ＯＨＰシート等が使われる。また、粉体インクを搬
送する導電性ローラー１２、粉体インク固定手段１４と
しては、電子写真方式にて公知である磁気ブラシ現像法
、接触現像法等の方法が応用でき、ヒートロール定着法
、フラッシュ定着法、圧力定着法等の方法が適用できる
。

［実施例１］ 内核粒子として パラフィンワックス　　　　　　３４ｗｔ％カルナバワ
ックス　　　　　　　３０　ｗ　ｔ％エチレン・酢酸ビ
ニル共重合体　３０　ｗ　ｔ％カーボンブラック　　　
　　　　　６　ｗ　ｔ％とを混合、混練し、平均粒径９
．７μｍの粒子を作製した。さらに、第１の外殻として
、内核粒子１００重量部に対して粒径０．５μｍのポリ
エチレンワックス８重量部を細用ミクロンのメカノフュ
ージョンを使ってメカノケミカル反応をこより外添した
後、さらに、カーボンブラック１．５重量部を同様にメ
カノケミカル反応により外添し、粉＝１１− 体インクＡ１を作製した。体積抗率は１０３Ωｃｍであ
った。また、平板粘度計で３Ｈｚのすり歪を与えたとき
の損失弾性率は、１８０℃で３×１０３ｄ　ｙ　ｎ　／
　ｃ　ｍ　２であった。

粉体インクＡ１の抵抗値が所定の抵抗値であったので、
実際に第一図に示す方法で画像形成、インクシートの再
生を行った。なお、インクシートの絶縁性支持体として
、４μｍ厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムを
用い、インク層としては、粉体インクＡ１とほぼ同一成
分からなる組成物を４μｍ厚みに形成した。ｖｂを７０
Ｖに設定してインク層に粉体インクを付着させ、　１２
０Ｃに加熱して圧力を加えることで粉体インクがインク
シート上に広がり、インク層が再生された。

４×４ドツトの連続パターンを印字した後インクシート
上のインク使用部のインク残りは見られなかった。その
後、画像を形成して、作製した画像形成物は、再生回数
１０００回目であっても再現性良＜Ｏ，Ｄ、　　値１．
６の画像が形成できた。

［比較例１］ 内核粒子として パラフィンワックス　　　　　　３４　ｗ　ｔ％カルナ
バワックス　　　　　　　３０ｗｔ％エチレン・酢酸ビ
ニル共重合体　３０　ｗ　ｔ％カーボンブラック　　　
　　　　　　６　ｗ　ｔ％とを混合、混練し、平均粒径
９．７μｍの粒子を作製した。さらに、カーボンブラッ
ク１．５重量部を内核粒子１００重量部に対して外添し
、粉体インクＢ１を作製した。

粉体インクＢ１は、３Ｈｚのずり速度を与えたときの１
８０℃の損失弾性率を平板粘度計で測定すると３　Ｘ　
１０３ｄｙｎ／ｃｍ２であった。また、体積抵抗率は１
０８Ωｍであった。

インクシートの絶縁性支持体として、４μｍ厚みのポリ
エチレンテレフタレートフィルムを用い、インク層とし
ては、粉体インクＢ１とほぼ同一成分からなる組成物を
４μｍ厚みに形成した。ｖｂを７０Ｖに設定してインク
層に粉体インクを付着させ、１２０℃に加熱して圧力を
加えて粉体インクがインクシート上に十分法がりインク
層が再生された。４×４ドツトの連続パターンを印字し
た後、インクシート上のインク使用部に５〜１０％のイ
ンク残りが見られた。画像を形成して、作製した画像形
成物は、再生回数１０００回目で０゜Ｄ、値に１．６か
ら０．８のばらつきのある画像が形成された。この様に
、表面に離型性物質を主成分とする物質からなる第１の
外殻を有する事によるインクシートからの離型性の明白
な相違が認められた。

［実施例２］ 内核粒子として パラフィンワックス　　　　　　３４　ｗ　ｔ％カルナ
バワックス　　　　　　　３０ｗｔ％エチレン・酢酸ビ
ニル共重合体　３０　ｗ　ｔ％カーボンブラック　　　
　　　　　６　ｗ　ｔ％とを混合、混練し、平均粒径１
０．３μｍの粒子を作製した。内核粒子１００重量部、
１４重量部のポリエチレンおよび１．５重量部のカーボ
ンブラックを１０００重量部のトルエン中に分散させ、
スプレードライ法のあとで分級し平均粒径１０゜５μｍ
の表面被覆された粉体インクを作製した。

このとき、使用するポリエチレンの軟化点を５５〜１８
５℃まで変化させて、粉体インクＢ１〜Ｂ５を作製した
。

粉体インクＢ１〜Ｂ５は、３Ｈｚのすり速度を与えたと
きの損失弾性率を平板粘度計で測定すると１．６ｘｌＯ
”ｄｙｎ／ｃｍ２（１８０℃）であった。また、体積抵
抗率は１０４Ω印であった。

インクシートの絶縁性支持体として、４μｍ厚みのポリ
エチレンテレフタレートフィルムを用い、インク層とし
ては、粉体インクＡ２とほぼ同一成分からなる組成物を
４μｍ厚みに形成した。ｖｂを７０Ｖに設定してインク
層に粉体インクを付着させ、１８０℃に加熱して圧力を
加えることで粉体インクがインクシート上に広がり、イ
ンク層が再生された。４×４ドツトの連続パターンを印
字した後インクシート上のインク使用部のインク残りは
見られなっかだ。その後、画像を形成して、作製した画
像た画像形成物は、再生回数１０００回目であっても○
、Ｄ、値１．６の画像が形成できた。しかし、画像品質
および耐ブロッキング性は、外添する物質の軟化点で変
化した。その結果を、第１表に示した。

第１表 以上のように、１８０℃以下で、良好な画像品質が得ら
れた。また、６０６Ｃ以上で、トナーのブロッキングが
防止された。

［実施例３］ パラフィンワックス　　　　　　３４ｗｔ％−１６＝ カルナバワックス　　　　　　　３０ｗｔ％エチレン・
酢酸ビニル共重合体　３０　ｗ　ｔ％カーボンブラック
　　　　　　　　６　ｗ　ｔ％とを混合、混練し、平均
粒径９．７μｍの内核粒子を作製した。さらに、第１の
外殻として、内核粒子に粒径０゜２μｍのポリプロピレ
ンを細用ミクロンのメカノフュージョンを使ってメカノ
ケミカル反応により外添した。この時、ポリプロピレン
の添加量を調整して、コートされる膜厚を第２表のよう
に調整したものを作製した。

第２表 さらに、カーボンブラック１．５重量部を同様にメカノ
ケミカル反応により外添した。

粉体インクＣ１〜Ｃ５は、３Ｈｚのずり速度を与えたと
きの損失弾性率を平板粘度計で測定すると１．６ｘｌＯ
”ｄｙｎ／ｃｍ２（１８０℃）であった。また、それぞ
れの体積抵抗率を、以下の第３表に示した。

絶縁性支持体として４μｍ厚みのポリエチレンテレフタ
レートフィルムを用い、インク層としては、使用する粉
体インクとほぼ同一成分からなる組成物を４μｍ厚みに
形成した。ｖｂを７０Ｖに設定してインク層に粉体イン
クを付着させ、１８０℃に加熱して圧力を加えることで
粉体インクがインクシート上に広がり、インク層が再生
された。４×４ドツトの連続パターンを印字した後イン
クシート上のインク使用部のインク残りを、以下の第３
表に示した。

表より、第１の外殻層の膜厚が０．０１μｍ以上である
場合、インク層の剥離が均一でないことに起因する画像
品質の乱れが防止された。また、外殻層の膜厚が２μｍ
以下であると抵抗値の増加が、防止できた。

第３表 ［実施例４］ パラフィンワックス カルナバワックス エチレン・酢酸ビニル共重合体 カーボンブラック ３４ｗｔ　％ ３０ｗｔ　％ ３０ｗｔ％ ６ｗｔ　％ とを混合・混練・粉砕・分級し、平均粒径９．７μｍの
内核粒子を作製した。さらに、第１の外殻として、１０
０重量部の内核粒子に６重量部の平均粒径０．　２μｍ
のポリプロピレンを細用ミクロンのメカノフュージョン
を使ってメカノケミカル反応により外添した。

さらに、以下の第４表の分量で、カーボンブラックを外
流し粉体インクＤ１〜Ｄ５を作製した。

た。粉体インクＤ１〜Ｄ５で、３Ｈｚのすり速度を与え
たときの１８０℃での損失弾性率を平板粘度計で測定し
た値と体積抵抗率を、第４表に示した。

絶縁性支持体として４μｍ厚みのポリエチレンテレフタ
レートフィルムを用い、インク層としては、使用する粉
体インクとほぼ同一成分からなる組成物を４μｍ厚みに
形成した。このとき、Ｄ５は、粘性が高すぎて、インク
シートに出来なつかった。ｖｂを７０Ｖに設定してイン
ク層に粉体インクを付着させ、１８０℃に加熱して圧力
を加えることで粉体インクがインクシート上に広がり、
インク層が再生された。

第４表 インクの凝集が発生して、画像品質が低下した。

また、外殻層のカーボンブラックの量を２０　ｗ　ｔ％
以下にしないと、粉体インクの溶融時の流動性が低下し
て、インク層形成及び、画像品質が低下した。

第５表 ４×４ドツトの連続パターンを印字した後インクシート
上のインク使用部のインク残りおよび画像形成された場
合の画質を、以下の第５表に示した。以上のように、第
２の外殻層とするカーボンブラックの量を０．１ｗｔ％
以上としないと粉体以上、実施例に付き詳細に説明して
きたが、本発明は、本実施例に限定される物でなく、本
発明の、構成をとれば成立することは、以上の説明から
明白であろう。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ワックス状化合物、
樹脂、導電材により構成される粉体インクにおいて、粉
体インクが軟質の離型性物質を主成分とする外殻をもつ
ことにより、粉体インクをインクシートに定着した場合
インクシートからの剥離性が向上し、インクシートを再
生して使用する画像形成方法にに対して最適の粉体イン
クを提供可能になった。また、この粉体インクにて再生
されたインクシートを用いて熱転写方式で画像を形成す
れば、品質の良好な画像を得ることができ、インクシー
トを繰り返し使用できるのでランニングコストが大幅に
低減された。

なお、本発明の粉体インクは、熱転写方式にて画像を形
成する工程と、インクシートを再生して使用する工程と
を有する画像形成方法による装置、例えば、プリンター
　複写機、ファクシミリ等の装置以外でも幅広く応用で
きる。例えば、電子写真方式を用いたプリンター　複写
機、ファクシミリ等の装置に応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の粉体インクを用いる、熱転写方式に
て画像を形成する工程と、インクシートを再生して使用
する工程とを有する画像形成方法を示す模式図。 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワックス状化合物、樹脂、導電材により構成され
   る粉体インクにおいて、粉体インクが軟質の離型性物質
   を主成分とする物質からなる第一の外殻及び導電材から
   なる第二の外殻をもつことを特徴とする粉体インク。
2. （２）請求項１記載の粉体インクに於て、軟質の離型性
   物質の軟化点が６０〜１８０℃であり、主成分であるワ
   ックス状化合物と相溶しない物質であり、第一の外殻の
   膜厚が０．０１〜２μｍであることを特徴とする粉体イ
   ンク。