JPH03294363A - 導電性粉体インクの製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱転写印刷方法により画像を形成する工程と
静電気力を用いてインクシートを再生する工程とを有す
る熱転写画像形成装置、いわゆる再生熱転写画像形成装
置に使用する粉体インクの改良に関する。

［従来の技術］ 従来の熱転写印刷方法により画像を形成する工程と静電
気力を用いてインクシートを再生する工程とを有する熱
転写画像形成装置として特願昭６３−３６１１３、イン
クシートの再生方法として特願昭６３−３６１１５、特
願平１−２２２０３１、粉体インクとして特願昭６３−
２１４４４１等が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の再生熱転写画像形成装置に使用する粉体
インクは、導電化方法として導電性微粉末の内添混合や
導電性微粉末の外添処理等が行われていた。粉体インク
中での導電経路を考えた場合、導電化のためには個々の
粒子が接触するよう混入しなければならず、カーボンブ
ラックやカーボンファイバーの様なアスペクト比が大き
いもの以外は十分な導電性を確保するために粉体インク
中に数１０ｗｔ％と多量に添加する必要があり、混練が
困難、インクの溶融粘度の上昇により印刷が困難になる
等の問題点を有していた。また、カーボンブラックによ
る導電性付与は、それ自体が有色のために有彩色の粉体
インクを作製した場合粉体インクの色濁りが発生する、
導電化酸化チタン、酸化インジウム錫微粉末による導電
化では白濁、もしくは淡黄色濁りが発生するという粉体
インクの色特性に関する問題点を有していた。

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、インクの色、印刷性等の粉体イ
ンクのインク特性に与える影響が少なく、製造方法が容
易な粉体インクの製造方法を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の導電性粉体インクの製造方法は、熱転写印刷方
法により画像を形成する工程と静電気力を用いてインク
シートを再生する工程とを有する熱転写画像形成装置で
使用される導電性粉体インクの製造方法において、重合
触媒を含有する粉体インク内核と導電性高分子の原料と
なる単量体を気相中で混合し、気相酸化重合法により粉
体インク内核表面に導電性高分子からなる導電層を形成
することを特徴とする。

以下実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例コ 第１図は本発明の導電性粉体インクの製造方法のフロー
チャートである。

結着樹脂１、着色材２、重合触媒３は、混練５、微粉砕
６により粉体インク内核７に粉砕される。

結着樹脂１は、印刷時低温で印刷する場合はキャンデリ
ラワックス、カルナバワックス等の植物系ワックス、み
つろう、ラノリン等の動物系ワックス、モンタンワック
ス等の鉱物系ワックス、パラフィンワックス、マイクロ
クリスタリンワックス等の石油系ワックス、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
成炭化水素系ワックス、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等のワック
ス類が使用される。印刷時高温で印刷する場合はポリア
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、ポリプロピレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、
およびこれらの共重合体の熱可塑性樹脂が使用され、こ
れらが単独または複数混合されて使用される。

着色材２は導電性粉体インクの着色用の色材であり、黄
色用としてベンジジンイエロー　ジスアゾイエロー　赤
色用として、カーミン６Ｂ、レーキレッドＣ、ビグメン
ドースカーレット、キナクリドン、青色用としてフタロ
シアニンブルー　インクスレンブルー　黒色用としてフ
ァーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラッ
ク等のカーボンブラック類等の顔染料が使用される。

着色材２を結着樹脂１中に分散するために分散剤を添加
することも可能であり、分散剤としては、アルキルベン
ゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸類、
高級アルコールスルホン酸塩、脂肪酸アミド銹導体硫酸
エステル、ポリエチレングリコールアルキルアリルエー
テルスルホン酸塩等のアニオン類、アルキルピリジニウ
ムクロライド、　トリメチルステアリルアンモニウムク
ロライド等のカチオン類、アルキルフェノールポリエチ
レンエーテル、ジアルキルスクシネート、ソルビタンア
ルキレート、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエ
ーテル等のノニオン類、ポリアクリル酸塩誘導体、ポリ
メタクリル酸塩誘導体、無水マレイン酸共重合体等のポ
リカルボン酸塩類、ツルスパース系超分散剤等を単独ま
たは混合して用いることができる。さらに着色材２をチ
タン系、シラン系、クロム系、アルミニウム系等のカッ
プリング剤で処理して使用することもできる。

重合触媒３は、単量体４の重合用触媒であり、塩化鉄（
ＩＩＩ）、塩化モリブデン（Ｖ）、塩化ルテニウム（Ｉ
ＩＩ）等の遷移金属ハロゲン化物やポリ燐酸等のルイス
酸、過酸化物等の酸化剤が使用される。

混練５は、連続式ではスクリュー押し出し機、バッチ式
ではバンバリーミキサ−等、湿式混線ではホモジナイザ
ー　コロイドミル、ボールミル等が使用される。重合触
媒３に過酸化物等の加熱分解性化合物、揮発性のルイス
酸を使用した場合は加熱しない湿式混練が有効である。

微粉砕６は、ジェットミル、カッターミル、オングミル
、ボールミル等により粒径５〜２０μｍの微粉体に粉砕
される。

粉体インク内核７と単量体４は気相中で混合され、粉体
インク７表面の重合触媒と単量体４の蒸気が接して気相
酸化重合が開始し、粉体インク表面に導電性高分子から
なる導電層が形成されて導電性粉体インク９が作成され
る。単量体４は、アニリン、チオフェン、ビロール、フ
ランおよびこれらの誘導体が使用され、各単量体の蒸気
圧に応じて常圧反応系から減圧反応系に調整して使用さ
れる。また、導電性高分子の多くは分子吸光係数が１０
３〜１０５の有彩色となるために導電層は下地の粉体イ
ンク内核７と同色の場合を除いて粉体インク内核７の色
彩に影響ない膜厚にする必要がある。ただし、導電性粉
体インクを溶融してインクシートを形成してから印刷を
行うために導電性粉体インクの形状での色の違いは問題
なく、また、気相酸化重合による導電性高分子層の膜厚
はサブミクロン以下と薄く均一なため溶融後の色濁りは
問題にならない。

第２図は本発明の粉体インクを使用する熱転写画像形成
装置の概略図である。

熱転写印刷方法により画像を形成する工程は、絶縁性支
持体１１上にインク層１２を有するインクシート１３が
インクシート搬送方向１４方向に移動しながらサーマル
ヘッド１５によって、被画像形成体１６上にインクが転
写してインク転写部１７とインクシート上に絶縁性支持
体１１が露出したインク剥離部１８が形成される。イン
クが転写しない場合はインクシート１３上にインク未転
写部１９が残る。熱転写画像形成装置は被画像形成体１
６に対して走査方向２０に移動する。

画像形成に続いてインクシート上のインク剥離部１８を
再生する工程は、インク剥離部１８に導電性粉体インク
９を選択的に付着する行程と導電性粉体インク９を定着
してインク層１２を形成する行程からなる。

導電体２１上に誘電層２２が積層されてなる粉体インク
供給ローラー２３と所定間隔をおいて配置された電極Ａ
２４の間に導電性粉体インク９を供給し、導電体２１と
電極Ａ２４の間に電源Ａ２５により電圧ｖ１を印加する
。電圧ｖ１の印加によって粉体インク供給ローラー２３
と電極Ａ２４との隙間にある導電性粉体インク９に電気
的導通路が形成されて粉体インク供給ローラー２３の誘
電層２２に接している導電性粉体インク９に電荷Ｑ１が
注入される。しかし、粉体インク供給ローラー２３に接
している導電性粉体インク９上の導電性粉体インク９は
、電気的導通路になるだけで電荷が注入されない、この
結果粉体インク供給ローラー２３に接した導電性粉体イ
ンク９のみが静電気力により粉体インク供給ローラー２
３上に薄層に付着する。

インクシート１３の絶縁性支持体１１に接するように配
置された電極Ｂ２６とインクシート１３を挟んで電極Ｂ
２６の反対側に導電性粉体インク９をインクシート１３
上へ順次供給する粉体インク供給ローラー２３を配置し
、電源Ｂ２７により電極Ｂ２６と粉体インク供給ローラ
ー２３との間に電圧ｖ２を印加することにより、インク
剥離部１８に接触した導電性粉体インク９は、電圧ｖ１
、ｖ２と電気容量Ｃ１、Ｃ２（Ｃ１は粉体インク供給ロ
ーラー２３の誘電層２２における電気容量、Ｃ２は絶縁
性支持体１１における電気容量を示す）から決まる電荷
Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２　（−Ｑｌは粉体インク供給ローラー２
３の導電体２１に誘起される電荷、Ｑ２は電極Ｂ２６に
誘起される電荷を示す）を有する。

ここで、導電性粉体インク９の粉体インク供給ローラー
２３への拘束力Ｆ１とインク剥離部１８への付着力Ｆ２
は、 Ｆ　１　＝ｋ　Ｉ　ＩＱ　１２／Ｄ　１２Ｆ２＝に２＊
Ｑ２２／Ｄ２２ で表される。（ｋｌ、ｋ２は定数、Ｄｌは粉体インク供
給ローラー２３の導電層２２の膜厚、Ｄ２は絶縁性支持
体１１の膜厚を示す） 拘束力Ｆｌ＜付着力Ｆ２であれば導電性粉体インク９を
絶縁性支持体１１に付着させることが可能となる。つま
り、電圧ｖ１、ｖ２、電気容量Ｃ１、Ｃ２を適当に選択
することによって導電性粉体インク９をインク剥離部１
８に付着させることができる。一方、インク未転写部１
９に接触した導電性粉体インク９については、電荷Ｑ２
を導電性であるインク未転写部１９が有し、電荷Ｑ１を
導電性粉体インク９が有しているために導電性粉体イン
ク９は粉体インク供給ローラー２ｐに付着している。こ
の様にしてインクシート１３のインク剥離部１８のみに
補充された導電性粉体インク９は、ヒートローラー２８
と支持ローラー２９により絶縁性支持体１１上へ固定化
されインク層１２となりインクシート１３が再生される
。

粉体インク供給ローラー２３上に残っている未転写導電
性粉体インクはクリーニングブレード３０で掻き落とさ
れ、粉体インク供給ローラー２３の残留電荷は除電ブラ
シ３１で中和される。

本発明で使用されるインクシートの絶縁性支持体１１と
しては、ポリエチレンテレフタレート、ポリアラミド、
ポリイミド等の樹脂フィルムが使用できる。サーマルヘ
ッド１５としては、溶融熱転写式印刷装置等で使われる
ヘッドの他に、通電熱転写式印刷装置で使われるスタイ
ラスヘッドも使用でき、過電熱転写式印刷方法の場合は
、インクシートの構成がインクシートを挟んでインク層
と反対側に通電層が形成される。被画像形成体１６とし
ては、熱転写紙、普通紙、ＯＨＰシート等が使われる。

［実施例１コ シアン導電性粉体インク 結着樹脂 マイクロクリスタリンワックス ５　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ５　　ｇ エチレン−無水マレイン酸共重合体 ０　　　ｇ 着色材 フタロシアニンブルー　　　　５ｇ 重合触媒 塩化鉄（ＩＩＩ）　　　　　　　　５　　ｇ上記をトル
エン−シクロヘキサノン混合溶媒中にてホモジナイザー
により湿式混練を行い、乾燥固化後ジェットミルにより
５〜２０μｍの微粉体に微粉砕して粉体インク内核を得
た。粉体インク内核全量を真空ポンプ付きの反応容器に
入れ、減圧下で単量体としてビロール蒸気を送り込み気
相酸化重合を行った０重合により粉体インク表面でポリ
ピロールが生成して導電層が形成されてシアン導電性粉
体インクが得られた。重合反応の制御は反応容器の温度
ととロール蒸気の導入時間を調整して行った。

イエロー導電性粉体インク 着色材としてベンジジンイエローを用いてシアン導電性
粉体インクと同様な方法によりイエロー導電性粉体イン
クを作成した。

マゼンタ導電性粉体インク 着色材としてレーキレッドＣを用いてシアン導電性粉体
インクと同様な方法によりマゼンタ導電性粉体インクを
作成した。

［実施例２］ イエロー導電性粉体インク 結着樹脂 マイクロクリスタリンワックス ０　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ０　　ｇ アクリル酸−１ｓｏ−ブチルアクリ レート共重合体 ０　　　ｇ 着色材 ベンジジンイエロー　　　　　５ｇ 重合触媒 ペルオキソ２硫酸アンモニウム 　　ｇ 上記をトルエン−メチルセルソルブル混合溶媒中にてホ
モジナイザーにより湿式混線を行い、乾燥固化後ジェッ
トミルにより５〜２０μｍの微粉体に微粉砕して粉体イ
ンク内核を得た。粉体インク内核全量を真空ポンプ付き
の反応容器に入れ、減圧下で単量体としてアニリン蒸気
を送り込み気相酸化重合を行った。重合により粉体イン
ク表面でポリアニリンが生成し、同時に粉体インク内核
中のアクリル酸のポリアニリンへのドーピングが生じて
導電層が形成されイエロー導電性粉体インクが得られた
０重合反応の制御は反応容器の温度とアニリン蒸気の導
入時間を調整して行った。

マゼンタ導電性粉体インク 着色材としてレーキレッドＣを用いてイエロー導電性粉
体インクと同様な方法によりマゼンタ導電性粉体インク
を作成した。

シアン導電性粉体インク 着色材としてフタロシアニンブルーを用いてイエロー導
電性粉体インクと同様な方法によりシアン導電性粉体イ
ンクを作成した。

［比較例１］ イエロー導電性粉体インク 結着樹脂 マイクロクリスタリンワックス ７　　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ５　　　ｇ メタクリル酸−ブチルアクリレート 共重合体 ０　　ｇ 着色材 ベンジジンイエロー　　　　　５ｇ 導電性付与剤 ケッチエンブラック　　　　　３ｇ 上記をパッチ式混練機により混合混練を行い、ジェット
ミルにより５〜２０μｍの微粉体に微粉砕してイエロー
導電性粉体インクを作成した。

マゼンタ、シアン導電性粉体インクはマゼンタではレー
キレッドＣ１シアンではフタロシアニンブルーを使用し
てイエロー導電性粉体インクと同様な方法により作成し
た。

［比較例２］ イエロー導電性粉体インク 結着樹脂 マイクロクリスタリンワックス ３ エチレン−酢酸ビニル共重合体 メタクリル酸−ブチルアクリレート 共重合体 　　ｇ 着色材 ベンジジンイエロー　　　　　５ｇ 導電性付与剤 ＩＴＯ（酸化インジウム錫） ０　　　ｇ 上記をバッチ式混線機により混合混練を行い、ジェット
ミルにより５〜２０μｍの微粉体に微粉砕してイエロー
導電性粉体インクを作成した。

マゼンタ、シアン導電性粉体インクはマゼンタではレー
キレッドＣ、シアンではフタロシアニンブルーを使用し
てイエロー導電性粉体インクと同様な方法により作成し
た。

実施例１．２、比較例１．２により作成した導電性粉体
インクについての電気抵抗値を第１表に示す。

第１表 第１表に示されるように本発明の実施例の導電性粉体イ
ンクは再生熱転写画像形成装置で使用可能な抵抗値１０
６Ω・ｃｍ以下である。また、第２図に示した熱転写画
像形成装置で印刷を行った結果、導電性粉体インクをヒ
ートローラーにより絶縁性支持体上へ固定したインク層
は導電性高分子による色濁りが発生せず、良好な印刷物
が得られた。さらに導電性粉体インクの抵抗値が充分小
さいために導電性粉体インクのインク剥離部への選択的
付着が行われた。これに比較して従来例である比較例１
．２の導電性粉体インクは、抵抗値は１０６Ω・ｃｍ台
であるが比較例１の場合にはケッチエンブラックが３ｗ
ｔ％添加されており、イエロー　マゼンタ、シアンの各
色の着色材が添加されているにも関わらず殆ど真黒で有
彩色の粉体インクとしては使用できない、また、比較例
２の場合にはＩＴＯの微粉末を７０ｗｔ％添加している
ため第２図の熱転写画像形成装置で印刷を行った結果、
１００℃での溶融粘度が１＊１０’ｃｐｓ以上と高粘度
のため印刷後の被画像形成体上のインク転写部内にボイ
ド等の発生が認められた。

さらに粉体インク中に硬いＩＴＯ微粉末が大量に添加さ
れているために混練機のパドル、バレルの摩耗、および
熱転写画像形成装置のヒートローラーの摩耗が認められ
た。しかし、ＩＴＯによる導電性付与においてＩＴＯ微
粒子同志が粉体インク中で接触するためには６０から７
０ｗｔ％以上の添加が必要であり、これ以下では導電性
は発現せず添加量を減らすことはできない。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、熱転写印刷方法によ
り画像を形成する工程と静電気力を用いてインクシート
を再生する工程とを有する熱転写画像形成装置で使用さ
れる導電性粉体インクの製造方法において、重合触媒を
含有する粉体インク内核と導電性高分子の原料となる単
量体を気相中で混合し、気相酸化重合法により粉体イン
ク内核表面に導電性高分子からなる導電層を形成するこ
とにより、再生熱転写画像形成装置で使用可能な抵抗値
の導電性粉体インクが得られた。また、気相酸化重合で
作成された導電層は薄く均一なため有彩色導電性粉体イ
ンクにおいて色濁が発生せず、実機での印刷でボイド等
の発生がない良好な印刷物が得られる等、粉体インク特
性に影響ない導電化が可能となった。さらに、粉体イン
クの混練工程で摩耗等の発生がなく製造が容易であり、
導電層の導電性高分子の重合条件の調整により抵抗制御
が容易なため、各色の抵抗値を等しくできてインクシー
トの再生状態を均一化、印刷品質の安定化が可能となっ
た。

なお、本発明の粉体インク及び印刷装置は、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、ファクシミリ等の他にも幅広く
応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導電性粉体インクの製造方法のフロー
チャート。 第２図は本発明の粉体インクを使用する熱転写画像形成
装置の概略図。 １・・・結着樹脂 ２　・ ３　・ ４　・ ５　・ ６　・ ７　・ ８　・ ９　・ １１　・ １２　・ １３　・ １４　・ ｌ　５　・ １６　・ １７　・ １８　・ １９　・ ２０　・ ２　ｌ　・ ２２　・ ・着色材 ・重合触媒 ・単量体 ・混練 ・微粉砕 ・粉体インク内核 ・気相酸化重合 ・導電性粉体インク ・絶縁性支持体 ・インク層 ・インクシート ・インクシート搬送方向 ・サーマルヘッド ・被画像形成体 ・インク転写部 ・インク剥離部 ・インク未転写部 ・走査方向 ・導電体 ・導電体 ２３　・ ２４　・ ２５　・ ２６　・ ２７　・ ２８　・ ２９　・ ３０　・ ３１　・ ・・粉体インク供給ローラー ・・電極Ａ ・電源Ａ ・・電極Ｂ ・電源Ｂ ・・ヒートローラー ・支持ローラー ・クリーニングブレード ・除電ブラシ 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱転写印刷方法により画像を形成する工程と静電気力を
   用いてインクシートを再生する工程とを有する熱転写画
   像形成装置で使用される導電性粉体インクの製造方法に
   おいて、重合触媒を含有する粉体インク内核と導電性高
   分子の原料となる単量体を気相中で混合し、気相酸化重
   合法により粉体インク内核表面に導電性高分子からなる
   導電層を形成することを特徴とする導電性粉体インクの
   製造方法。