JPH03240586A

JPH03240586A - 画像形成材料

Info

Publication number: JPH03240586A
Application number: JP2038743A
Authority: JP
Inventors: Tahei Ishiwatari; 太平石渡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1991-10-25

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、液滴をオリフィスより吐出飛翔させて画像形
成を行う画像形成装置に使用される画像形成材料に関す
る。

［従来の技術］従来の画像形成材料による液滴をオリフィスより吐出飛
翔させて画像形成を行う画像形成方法としては、例えば
ＵＳＰ−３９４６３９８ＣＫｙｓｅｒ方式〉等があり、
そのような画像形成装置において使用される画像形成材
料としては、溶媒に染料を溶解した液体が主に用いられ
るが、■、ニジミ（画像形成材料が記録紙に付着した際
、毛細管現象等により記録紙のセルロースＭ！維に沿っ
て画像形成材料が展開する現象）が生しるために画像の
品質が低下する（このため一般には普通紙は用いられず
、紙表面を特殊加工した用紙が必要となる）、 ■、液滴吐出用ノズルが目詰まりし易く、信頼性が低下
する、 ■１画像形成材料が常に液体状態であるために、画像形
成装置のメンテナンスあるいは画像形成材料の補給等に
おけるハンドリングが面倒である、等の問題点があった
。

前記問題点■を改善する画像形成材料として、例えば、
”ＴＨＥ　ＴＨＩＲＤ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　
Ｃ０ＮＧＲＥＳＳ　Ｏ−Ｎ　ＡＤＶＡＮＣＥＳ　ＩＮ　
ＮＯＮ−ＩＭＰＡＣＴ　ＰＲＩＮＴＩＮＧ　ＴＥＣＨＮ
ＯＬＯＧＩＥＳ、（１９８６）”　ＡＤＶＡＮＣＥ　　
ＰＲＩＮＴＩＮＧ　ＯＦ　　ＰＡＰＥＲＳＵＭＭＡＲＩ
ＥＳ、　ｐａｇｅ　１９０−１９４に記載の　ＭＩＣＲ
ＯＬＡＴＥＸ　ＩＮＫ　ＪＥＴ　ＩＮＫが提案されてい
るが、前記問題点■及び■については従来の画像形成材
料と同様の問題が存在する。

また、前記問題点の及び■を改善する画像形成方法とし
て、例えばワックス等の熱可塑性樹脂を画像形成材料と
して使用する方法が近年多数出願されているが、画像形
成装置内部（画像形成材料供給部分から液滴吐出用ノズ
ルまで）を常時、熱可塑性樹脂の融点以上の高温状態（
１００〜２００°Ｃ以上）に維持する必要があり、ラン
ニングコストの増加、画像形成装置の長期信頼性の低下
、画像形成材料中に存在する着色剤の熱的劣化による画
質の低下、画像形成材料中に含まれる揮発成分が加熱に
より液滴吐出用ノズルから蒸発することによる液滴吐出
用ノズルの目詰まりなどの問題点がある。

［発明が解決しようとする課題］そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、記録信号に応じてオリフィスよ
り液滴を吐出飛翔させて画像形成を行う画像形成装置に
使用する画像形成材料において、液滴吐出用ノズルが目
詰まりせず、記録紙上にて画像のニジミが生じない、か
つ、画像形成装置のメンテナンスあるいは画像形成材料
の補給等におけるハンドリングが良好な、画像形成材料
を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］本発明の画像形成材料は、記録信号に応じてオリフィス
より液滴を吐出飛翔させて画像形成を行う画像形成装置
に使用される画像形成材料において、前記画像形成材料
が分散媒中に粒子が分散している構成であり、かつ、前
記粒子表面が前記分散媒に膨潤する樹脂により被覆され
ていることを特徴とする。

［作用］本発明の上記の構成によれば、画像形成材料が分散媒中
に粒子が分散している構成であり、かつ、前記粒子表面
が前記分散媒に膨潤する樹脂により被覆されていること
により、 ■、低温においてはゲル化し、僅かな加熱によりゾル（
液体）化するゾル・ゲル化を可逆的に生じるために、長
期保存時等においては画像形成材料をゲル化することに
より、良好な保存安定性を示す。

■１画像形成材料の補給時等においては画像形成材料を
ゲル化することにより、画像形成装置のメンテナンスあ
るいは画像形成材料の補給等におけるハンドリングが容
易である。

■、熱可塑性樹脂の溶融と比較すると極めて僅かな加熱
により画像形成材料がゾル化するために、画像形成装置
内部（画像形成材料供給部分から液滴吐出用ノズルまで
の画像形成材料供給系全体）を常時高温状態に維持する
必要がなく、画像形成材料供給系を僅かに加熱すること
により、速やかに画像形成可能な状態になる（固体状態
の熱可塑性樹脂等とは異なり、画像形成材料がゲル化し
た状態においても機械的力を加えることにより流動性を
示すので、画像形成材料供給系全体を加熱せずに、液滴
吐出用ノズル近傍のみを加熱してもよい）。したがって
、熱可塑性樹脂を画像形成材料として使用する場合にお
ける問題点である、ランニングコストの増加、画像形成
装置の長期信頼性の低下、画像形成材料中に存在する着
色剤の劣化による画質の低下、画像形成材料中に含まれ
る揮発成分が加熱により液滴吐出用ノズルから蒸発する
ことによる液滴吐出用ノズルの目詰まりなどの問題点は
解消される。

■０画像形成材料を構成する分散媒は、粒子の表面の分
散媒に膨潤する樹脂により保持されるために、分散媒の
蒸発が抑制され、画像形成材料による液滴吐出用ノズル
の目詰まりが解消される。

■、オリフィスから吐出させたゾル化した画像形成材料
の液滴は、飛翔中から速やかに空気中での冷却（及び分
散媒の蒸発）によりゲル化が開始され、さらに記録紙表
面に付着後にゲル化が完了するために、画像形成材料を
構成する粒子が分散媒と共に記録紙を構成するセルロー
ス繊維に沿って展開することがなく、画像のニジミが防
止され、さらに記録紙上の粒子の定着性も向上する。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］第１図に本発明の実施例における画像形成材料、さらに
詳しくは本発明の実施例における画像形成材料の分散質
である粒子の概略断面図を示す（画像形成材料の構成要
素である分散媒は図示せず）。

図中１は核である。尚、核１はチタン白、鉄黒、カーボ
ンブラック等の無機顔料あるいはフタロシアニン等の有
機顔料及び染料などの着色剤単体、または着色剤を樹脂
により被覆した粒子、または着色剤を樹脂中に分散ある
いは溶解した粒子である。

図中２は被膜であり、分散媒に膨潤する樹脂である。尚
、被膜２として使用可能な、分散媒に膨潤する樹脂とし
ては、公知の高分子材料が使用可能である。また、分散
媒に膨潤し、分散質である粒子表面を被覆する被膜２は
、核１と直接に化学的、物理的、電気的、機械的な手段
などにより結合あるいは吸着していてもよく、また、カ
ップリング剤などを介して間接的に結合あるいは吸着し
ていてもよい。

図中３は分散質である粒子であり、核１、被膜２により
構成される。ただし、粒子３においては核１の表面全体
が被膜２によりコーティングされている必要はなく、核
１が露出している部分があってもよく、また、核１と被
膜２との界面が明確なものであっても不明確なものであ
ってもよい。

粒子３の作製方法としては例えば、 ■、核１の表面に分散媒に膨潤する樹脂の微粒子を付着
せしめた後に衝撃を与えメカノケミカル反応により核１
表面に固着せしめることにより被膜２を形成する、 ■、核１の表面に分散媒に膨潤する樹脂の微粒子を付着
せしめた後に分散媒に膨潤する樹脂の微粒子の溶融点以
上の熱を気流中で加えることにより被膜２を形成する、 ■、核１の表面に分散媒に膨潤する樹脂による被膜２を
シード重合等の公知の重合反応により形成する、 ■９分散媒に膨潤し、分子鎖の少なくとも１端が反応性
を有する官能基である樹脂を用いて、核１の表面と前記
樹脂の少なくとも１端を化学反応により結合せしめるこ
とにより被膜３を形成する、■、核１の表面に公知のカ
ップリング剤をコーティングした後に分散媒に膨潤する
樹脂の少なくとも１端を化学反応により結合せしめるこ
とにより被膜３を形成する、方法等が挙げられる。ただし、本発明は上記の組成及び
製造方法に限定されるものではない。

本発明の画像形成材料は粒子３及び分散媒により構成さ
れるが、分散媒としては、アセトン、メタノール、エタ
ノール、メチルエチルケトン、ヘキサン、オクタン、シ
クロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール、ケロ
シン、四塩化炭素、トリクロロエチレン、テトラクロロ
エタン、ジクロロベンセン、オルガノシラン等の非水（
有機）溶媒が一般的には使用可能であるが、分散質であ
る粒子３の表面を被覆する樹脂を選ぶことにより分散媒
として水を用いることも可能である。

尚、本発明は上記の組成に限定されるものではない。

実施例１第２図は、本発明の実施例１における画像形成材料吐出
機構（インクジェットプリンタ用ヘッド）の概要図であ
る。

図中４はオリフィス、図中５はノズル、図中６は画像形
成材料である。

オリフィス４を有するノズル５内には、ポンプ等の適当
な加圧手段（図示せず）により、それだけではオリフィ
ス４より吐出されない程度の圧力で画像形成材料６が供
給されている。

図中７は画像記録材料を加熱するためのヒータ図中８は
キャビティである。

少なくともオリフィス４からキャビティ８までの区間に
存在する画像形成材料６は、ヒーター７により、必要に
応じて加熱されることによりゾル（液体）化する。

図中９はキャビティ８の側面に張り付けられたピエゾ振
動子、図中１０はオリフィス４から吐出される画像形成
材料６の液滴である。

記録信号に応じてピエゾ振動子９を機械的振動させるこ
とにより、オリフィス４からゾル化した画像形成材料６
の液滴１０が吐出される。

また、図中１１はリザーバであり、画像形成材料６はリ
ザーバ１１より常時供給される。

本実施例においては、画像形成材料６を構成する粒子３
として、フタロシアニンを分散させたポリスチレン粒子
を核１とし、その表面にポリ−ｎ−ステアリルアクリレ
ートによる被膜２を形成した粒子を用い、分散媒として
ケロシンを用いた画像形成材料６を作製した。尚、この
画像形成材料は、可逆的に、３００Ｃにおいてゲル化し
、４０°Ｃにおいてゾル化する。

この画像形成材料を上記構成の画像形成材料吐出機構（
インクジェットプリンタ用ヘッド）を用いて普通紙上に
画像の形成を行ったところニジミ等のない良好な画像が
得られた。また、粒子３の凝集及び沈澱やオリフィスの
つまり等も生じなかった。さらに得られた画像を市販の
プラスデック消しゴムを用いて擦過したが画像に乱れは
生じなかった。

比較例１粒子３として、フタロシアニンを分散させたポリスチレ
ン粒子を用い、分散媒としてケロシンを用いた画像形成
材料を作製した。尚、この画像形成材料は０　’Ｃにお
いてもゲル化せず、実使用条件下においては常時液体状
態を示す。

この画像形成材料を実施例１同様の画像形成材料吐出機
構（インクジェットプリンタ用ヘッド）を用いて普通紙
上に画像の形成を行ったところ得られた画像にはニジミ
が認められた。また、分散質３の凝集及び沈澱やオリフ
ィスのつまりも生じ、長期間にわたり安定的に画像を形
成することは不可能であった。さらに得られた画像を市
販のプラスチック消しゴムを用いて擦過したところ画像
が剥離あるいは流れる等の乱れが認められた。

実施例２第３図は、本発明の実施例２における画像形成材料吐出
機構（インクジェットプリンタ用ヘッド）の概要図であ
る。

図中４はオリフィス、図中５はノズル、図中６は画像形
成材料、図中７は画像記録材料を加熱するためのヒータ
ー　図中８はキャビティ、図中１０はオリフィス４から
吐出される画像形成材料６の液滴、図中１１はリザーバ
であり、第２図に示される実施例１における画像形成材
料吐出機構（インフジエラ）・プリンタ用ヘッド）と同
様の構成である。

図中１２はキャビティ８の側面に設置された気泡発生用
ヒーターである。

気泡発生用ヒーター１２によりキャビティ８に存在する
画像形成材料６が記録信号に応じて加熱され、分散媒の
蒸気による気泡が発生することにより、オリフィス４か
らゾル化した画像形成材料６の液滴１０が吐出される。

本実施例においては、画像形成材料６を構成する粒子３
として、カーボンブラック粒子を核１とし、その表面に
ポリ−ｎ−ステアリルアクリレートによる被膜２を形成
した粒子を用い、分散媒としてケロシンを用いた画像形
成材料６を作製した。

尚、この画像形成材料は、可逆的に、２８°Ｃにおいて
ゲル化し、３５°Ｃにおいてゾル化する。

この画像形成材料を上記構成の画像形成材料吐出機構（
インクジェットプリンタ用ヘッド）を用いて普通紙上に
画像の形成を行ったところニジミ等のない良好な画像が
得られた。また、粒子３の凝集及び沈澱やオリフィスの
つまり等も生じながった。さらに得られた画像を市販の
プラスチック消しゴムを用いて擦過したが画像に乱れは
生じなかった。

比較例２粒子３として、カーボンブラック粒子を用い、分散媒と
してケロシンを用いた画像形成材料を作製した。尚、こ
の画像形成材料はＯ′Ｃにおいてもゲル化せず、実使用
条件下においては常時液体状態を示す。

この画像形成材料を実施例１同様の画像形成材料吐出機
構（インクジェットプリンタ用ヘッド）を用いて普通紙
上に画像の形成を行ったところ得られた画像にはニジミ
が認められた。また、分散質３の凝集及び沈澱やオリフ
ィスのつまりも生し、長期間にわたり安定的に画像を形
成することは不可能であった。さらに得られた画像を市
販のプラスチック消しゴムを用いて擦過したところ画像
が剥離あるいは流れる等の乱れが認められた。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、記録信号に応じてオ
リフィスより液滴を吐出飛翔させて画像形成を行う画像
形成装置に使用される画像形成材料において、前記画像
形成材料が前記画像形成材料が分散媒中に粒子が分散し
ている構成であり、かつ、前記粒子表面が前記分散媒に
膨潤する樹脂により被覆されていることにより、普通紙
上においてもニジミのない画質の良好な、かつ定着性の
良好な画像の形成を行うことが可能である、オリフィス
の詰まりが生じないために保守が不要である、通常の室
温においては画像形成材料がゲル化しているためにハン
ドリング及びインクカートリッジの交換が容易である、
などの効果を有し、複写機、プリンタ、ファックス等の
画像形成装置において使用される画像形成材料として応
用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の実施例における画像形成材料の分散質
である粒子の概略断面図である。第２図（ａ）は本発明の実施例１における画像形成材料
吐出機構の概要図、第２図（ｂ）は本発明の実施例２に
おける画像形成材料吐出機構の断面図である。第３図（ａ）は本発明の実施例２における画像形成材料
吐出機構の概要図、第３図（ｂ）は本発明の実施例２に
おける画像形成材料吐出ｍ構の断面図である。１：核２　：　被膜３　：　分散質４　：　オリフィス　０１２ノズル画像形成材料ヒーターキャビティピエゾ振動子液滴リザーバ気泡発生用ヒーター以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

　記録信号に応じてオリフィスより液滴を吐出飛翔させ
て画像形成を行う画像形成装置に使用される画像形成材
料において、前記画像形成材料が分散媒中に粒子が分散
している構成であり、かつ、前記粒子表面が前記分散媒
に膨潤する樹脂により被覆されていることを特徴とする
画像形成材料。