JPH09193049A - レーザ罫書き用着色粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便で且つ安定したレーザー罫書方法に使用
される着色粒子、さらには、細部の再現性に優れた均一
な画像を形成することのできるレーザー罫書方法に使用
することのできる着色粒子を提供する。 【解決手段】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
に於いて、該着色粒子が下記算出式で示される流動性指
数３５％以下であることを特徴とする着色粒子。 流動性指数＝｛（ＰＤ−ＡＤ）／ＰＤ｝×１００ 但し、ＡＤは着色粒子の静嵩密度、ＰＤは固め嵩密度で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光学系を用
いて、あらかじめ着色粒子を散布した罫書き対象物表面
に所望の点、線、文字、各種の画像を露光し、露光部分
に於いて対象物上にこの着色粒子を溶融付着せしめ、も
って対象物上に所望の点、線、文字、各種の画像の定着
像を得るレーザ罫書き方法、並びにレーザ罫書き装置に
用いる着色粒子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より金属、樹脂、セラミックス等で
なる種々の形状の材料の表面に所望の点、線、文字、各
種の画像を形成する罫書き工程は、このような材料に二
次的な加工を施す場合の加工位置その他の情報を与え
て、加工作業の能率と精度を向上するために必須のもの
である。

【０００３】特に、造船、橋梁築造などの大規模な材料
を用いて精密な二次加工をする必要のある分野では加工
作業の能率、精度の向上ばかりでなく、材料の歩留まり
を改善するためにも罫書き工程の重要性は大きい。

【０００４】しかるに従来は現尺罫書き法、投影罫書き
法と呼ばれる手罫書き法が一般に行われ、一部に電子写
真罫書き法が行われているだけである。

【０００５】現尺罫書き法では建造物の実寸の正面図、
側面図、平面図を広大な床の上に広げてそれをもとに定
規型に写し取り、罫書き作業場へ運んで材料上に罫書き
する。定規として角材やスチルテープを用いるもので作
業効率が低く、また精度も不十分であった。

【０００６】投影罫書き法は原寸図面の展開をせずに１
／５〜１／１０の縮尺の図面を材料面上に投影機を用い
て投影し、実寸に拡大された画像の輝線をたどって罫書
くという方法で作業性と精度に長足の進歩をもたらした
が人力に頼る手罫書き法である点で現尺罫書き法の欠点
を払拭するものではなかった。

【０００７】初期の電子写真罫書き方式は導電性の材料
表面に感光剤ショッププライマを塗装し、乾燥後にコロ
ナ放電によって塗膜を帯電させ、この上に画像を投影し
て潜像を形成し、トナーと呼ばれる現像剤を散布してか
らエアーナイフ等で潜像のない部分からトナーを除去し
てトナー像を作り、最後に溶剤または熱を加えてトナー
像を材料上に定着するものである。作業速度と精度は更
に向上したが高価な感光剤ショッププライマを用いる煩
雑な方法であった。

【０００８】更に進歩した電子写真罫書き法では導電性
の材料表面にフォトナーと呼ばれる光導電性粉末を帯電
してから散布し、縮尺図面フィルムから実寸に拡大投影
して露光部分のフォトナーをエアーナイフ等で除去して
顕像を作り、同様に溶剤または熱を加えてフォトナー像
を定着する。作業速度は向上したが高価なフォトナーを
用いる欠点が残った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、簡便
で且つ安定したレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
を提供することにある。

【００１０】本発明の別の目的は、細部の再現性に優れ
た均一な画像を形成することのできるレーザ罫書き方法
に使用することのできる着色粒子を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、下記に示す構成を有する着色粒子を使用するこ
とで、本発明の目的を達成出来ることを見いだした。

【００１２】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着
色剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって
対象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を
溶融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒
子に於いて、該着色粒子が流動性指数３５％以下である
ことを特徴とする着色粒子。

【００１３】ここで言う流動性指数とは｛（ＰＤ−Ａ
Ｄ）／ＰＤ｝×１００（但し、ＡＤは着色粒子の静嵩密
度、ＰＤは固め嵩密度）である。

【００１４】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着
色剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって
対象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を
溶融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒
子に於いて、該樹脂がガラス転移温度４５〜１００℃で
あり、高化式フローテスター軟化点１１０℃以上の非結
晶性重合体からなることを特徴とする着色粒子。

【００１５】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着
色剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって
対象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を
溶融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒
子に於いて、該樹脂の２０％熱分解温度が３５０℃以上
であることを特徴とする着色粒子。

【００１６】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着
色剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって
対象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を
溶融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒
子に於いて、該着色粒子の体積平均粒径が５〜１００μ
ｍであることを特徴とする着色粒子。

【００１７】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着
色剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって
対象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を
溶融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒
子に於いて、該着色粒子の体積平均粒径（Ｄｖ）と数平
均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が３以下であること
を特徴とする着色粒子。

【００１８】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着
色剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって
対象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を
溶融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒
子に於いて、該着色粒子がその表面に数平均一次粒子径
が５〜１０００ｎｍの微粒子を添加してなることを特徴
とする着色粒子。

【００１９】すなわち、本発明の特定の物性を有する着
色粒子を使用することにより、特別な練度や特殊な付加
装置を必要とすることなく細部の再現性に優れた均一な
画像を形成する罫書きが実施できる。

【００２０】本発明者らは鋭意検討した結果、特定の流
動性指数が高い着色粒子を使用することによって均一に
着色粒子を罫書き対象物に付着させることができ、レー
ザ光で像様露光することにより精細で均一な画像を形成
できることを見出した。流動性指数は下記算出式で示さ
れるものであり、実際の場において、０％以上の広い範
囲の値をとり得るが、これが３５％を越えた流動性の低
い着色粒子では罫書き対象物上に着色粒子が凝集して過
量に付着しあるいは十分に付着しない場所を生じ、その
結果細部の再現性に優れた均一な画像を形成することが
できない。

【００２１】 流動性指数＝｛（ＰＤ−ＡＤ）／ＰＤ｝×１００ また、この着色粒子はガラス転移温度（Ｔｇ）４５〜１
００℃であり、高化式フローテスター軟化点（Ｔｓｐ）
１１０℃以上の非結晶性重合体を用いることによっても
均一に着色粒子を罫書き対象物に付着させることがで
き、レーザ光で像様露光することにより精細で均一な画
像を形成できることを見出した。４５℃よりも低いガラ
ス転移温度の非結晶性重合体を使用すと、着色粒子の凝
集体が発生しやすくなり、これによって精細で均一な画
像形成ができなくなる。またガラス転移温度が１００℃
よりも高い場合には融着しにくくなり、画像の定着性が
不足し、さらに高いレーザエネルギーを付与することが
必要となり、限られたレーザ光源のエネルギーでは罫書
き速度が低下する。樹脂の軟化点は１１０℃以上である
必要がある。軟化点が１１０℃未満である場合には、レ
ーザ光による加熱が罫書き対象物内を伝達され、所望の
画像形成領域を越えて溶融が過度に進行してしまい、結
果として精細で均一な画像形成が行えない。

【００２２】さらに、樹脂の２０％熱分解温度が３５０
℃以上である樹脂を用いることによっても均一に着色粒
子を罫書き対象物に定着させることができ、精細で均一
な画像を形成できることを見出した。３５０℃よりも低
い熱分解温度の樹脂を使用すると、部分的な過熱によっ
て樹脂が分解してしまい画像飛びが発生し、目的を達す
ることが出来ない。

【００２３】さらに、体積平均粒径が５〜１００μｍで
ある着色粒子を用いることによっても精細で均一な画像
を形成することが出来る。体積平均粒子径が１００μｍ
を越える着色粒子を用いると画像縁辺部が不規則とな
り、またソリッド部の濃度が不均一となって精細で均一
な画像を形成できない。体積平均粒径が５μｍより小さ
い着色粒子を用いると粒子同士の凝集が発生しやすくな
り、これによって精細で均一な画像形成が出来なくな
る。

【００２４】さらに、体積平均粒径（Ｄｖ）と数平均粒
径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が３以下である着色粒子
を用いることによっても均一に着色粒子を罫書き対象物
に付着させることができ、精細で均一な罫書き画像を形
成できる。体積平均粒径（Ｄｖ）と数平均粒径（Ｄｎ）
の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が３を越える場合には過大な粒径、
過小な粒径の着色粒子を用いた場合と同様に精細で均一
な画像形成ができない。

【００２５】さらに、その表面に数平均一次粒子径が５
〜１０００ｎｍの微粒子を添加してなる着色粒子を用い
ることによっても精細で均一な罫書き画像を形成でき
る。この程度の一次粒子径を有する微粒子を添加するこ
とによって、着色粒子間の静電凝集を効果的に防止で
き、凝集体の発生による罫書き対象物への不均一な付着
を避けて精細で均一な罫書き画像を形成できる。数平均
一次粒子径が１０００ｎｍを越える微粒子を添加した場
合には静電凝集防止効果が不十分となるとともに、定着
後の罫書き画像の罫書き対象物への接着性が低下し画像
の安定性を損なう。また、数平均一次粒子径が５ｎｍよ
り小さい微粒子を用いると静電凝集防止効果が十分に発
揮されない。

【００２６】本発明の具体的構成をさらに詳しく説明す
る。

【００２７】 本発明の方法及びそのための装置の構
成 ・レーザ光源：本発明では罫書き対象物表面にあらかじ
め着色粒子を散布した後、レーザ光学系を用いて、対象
物表面に所望の点、線、文字、各種の画像を露光し、露
光部分に於いて対象物上にこの着色粒子を溶融付着せし
める。レーザ光学系はレーザ光源と露光手段とからな
る。レーザ光源としては良く知られているルビーレー
ザ、ＹＡＧレーザ、ガラスレーザ等の固体レーザ、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレーザ、Ｋｒイオンレーザ、
ＣＯ₂レーザ、ＣＯレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ｎ₂レー
ザ、エキシマレーザ等の気体レーザ、ＧａＳｂレーザ、
ＩｎＧａＰレーザ、ＡｌＧａＡｓレーザ、ＧａＡｓＰレ
ーザ、ＩｎＧａＡｓレーザ、ＩｎＡｓＰレーザ、ＣｄＳ
ｎＰ₂レーザ等の半導体レーザ、化学レーザ、色素レー
ザ等をあげることが出来る。これらのうちでも発振波長
が４００〜１２００ｎｍのものは特に本発明の着色粒子
に吸収されて熱エネルギーに変換するので記録感度を高
める上で好ましい。

【００２８】後述のようにレーザ光源の出力は１００ｍ
Ｗ乃至１ｋＷのものが用いられるが、更に低出力のもの
でもオプチカルファイバーや合波の光学系を用いて複数
の光源からのレーザ光を集めて高出力化して用いること
もできる。ルビーレーザ、ＹＡＧレーザ、ガラスレーザ
等の固体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレー
ザ、Ｋｒイオンレーザ、ＣＯ₂レーザ、ＣＯレーザ、Ｈ
ｅ−Ｃｄレーザ、Ｎ₂レーザ、エキシマレーザ等の気体
レーザは高出力を得やすく、大きな罫書き対象物に高速
度で画像形成するのに好適であり、ＧａＳｂレーザ、Ｉ
ｎＧａＰレーザ、ＡｌＧａＡｓレーザ、ＧａＡｓＰレー
ザ、ＩｎＧａＡｓレーザ、ＩｎＡｓＰレーザ、ＣｄＳｎ
Ｐ₂レーザ等の半導体レーザは罫書きシステムの装置を
小型化する上で好適である。

【００２９】・露光手段：本発明では上記したレーザ光
源を用いて種々の方法で罫書き対象物表面を露光する事
が出来るが、レール等のガイドに沿って直線運動する各
種駆動装置、いわゆるｆθレンズを組み合わせることの
あるポリゴン装置、いわゆるｆθレンズを組み合わせる
ことのあるガルバノメーター型オプチカルスキャナなど
を単独でまたは組み合わせてレーザ光ビームを罫書き対
象物表面で走査して露光するのが特に好ましい。レーザ
光ビームは所望の像情報に従って変調を加えておけばよ
い。通常、罫書き対象物表面に形成すべき画像は対象物
全表面積に比べて小面積であるから、所望の画像に対応
する部分だけを露光するいわゆるポジ露光の方が着色粒
子の所要量が少なくて好適であるが、逆に形成すべき画
像が比較的大面積の場合などにネガ露光を用いることも
できる。

【００３０】特に罫書きされるべき画像がＣＡＤによっ
て作製されるなどしてコンピュータデータとして存在す
るときには、このコンピュータデータを用いて直接レー
ザ光ビームを変調し、また走査することによって罫書き
作業の能率を大幅に改善することが可能である。

【００３１】特に大面積の罫書きを実施するためにはポ
リゴン装置またはガルバノメータ型オプチカルスキャナ
によって微小範囲をミクロ走査しつつ、光源とポリゴン
装置、またはガルバノメータ型オプチカルスキャナ全体
を罫書き対象物表面でガイドに沿ってマクロ移動してマ
クロ走査する複合走査方式が特に好適である。

【００３２】このような走査露光方式で用いるレーザ光
源は１００ｍＷ乃至１ｋＷの出力範囲で、罫書き対象物
表面でのスポット最大径が５μｍ乃至１０ｍｍとなるよ
うにし、０．１ｃｍ²／ｓｅｃ乃至１０ｍ²／ｓｅｃの面
積露光速度で照射される。十分な罫書き解像度と十分な
罫書き速度が得られ、通常の着色粒子が十分に溶融して
対象物表面に定着し、しかも過熱による着色粒子の熱分
解が障害を与えないためには１Ｗ乃至５００Ｗの光源を
１ｃｍ²／ｓｅｃ乃至１ｍ²／ｓｅｃの面積露光速度で、
５０μｍ乃至２ｍｍのスポット最大径で照射して用いる
のが好ましい。

【００３３】ここで用いられるレーザはいわゆるヒート
モードで用いられるものであるが、着色粒子が直接レー
ザ光を吸収して加熱溶融されて定着される場合と、罫書
き対象物がレーザ光を吸収して加熱され、間接的に着色
粒子が加熱溶融される場合、これら両方のプロセスが平
行して起こる場合がある。

【００３４】・現像工程 本発明では上記したようにレーザ光学系を用いた露光に
よって所望の点、線、文字、各種の画像の定着像を得る
が、定着像を得た後に非露光部分などの未定着の着色粒
子を罫書き対象物表面から除去すると罫書き像が可視化
する。特別の除去工程を実施しなくても未定着の着色粒
子は自然に該表面から除かれるが、罫書きの結果を短時
間内に確認し、また作業現場を清潔に保持するためには
露光の直後にエアーナイフ、真空吸引などの非接触的な
手段、ゴムブレード、ファーブラシなどの接触的な手段
を用いて未定着の着色粒子を罫書き対象物表面から除去
するのがよい。除去した着色粒子は一定の場所に集める
ようにすれば飛散による周辺の汚染を防ぐことが出来
る。

【００３５】 本発明による罫書きの対象物 本発明の罫書き技術は種々の材質の罫書き対象物に自由
に適用可能である。即ち、各種の金属、樹脂、セラミッ
クスなどに特に有利に適用される。

【００３６】本発明の罫書き対象物となる金属材質とし
てはマグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウ
ム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、
亜鉛、モリブデン、パラジウム、銀、インジウム、錫、
タングステン、イリジウム、白金、金、鉛、ビスマス等
の単体、またはこれらの合金等をあげることが出来る。

【００３７】本発明の罫書き対象物となる樹脂材質とし
ては種々の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂をあげるこ
とが出来る。

【００３８】熱可塑性樹脂としてはいわゆる汎用樹脂、
エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリ
ングプラスチックと呼称される範疇に属する種々の結晶
性あるいは非晶性の高分子物質があり、このうち汎用樹
脂に区分される熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポ
リプロピレン（以上結晶性）、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂(以上
非晶性)等の単独重合体、共重合体をあげることが出来
る。

【００３９】エンジニアリングプラスチックないしスー
パーエンジニアリングプラスチックに区分される熱可塑
性樹脂としては、超高分子量ポリエチレン、ポリ−４−
メチルペンテン−１、ナイロン（ナイロン−６、ナイロ
ン−６６、ナイロン−１１、ナイロン−１２など）、ポ
リアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチ
レンテレフタレート、パラオキシベンゾイル基含有全芳
香族ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド（以上結晶
性）、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポ
リアリレート（２価フェノールと芳香族ジカルボン酸と
のポリエステル）、ポリスルフォン、ポリエーテルスル
フォン、ポリエーテルイミド（以上非晶性）等があげら
れる。

【００４０】汎用プラスチックに区分されるべき化学構
造でありながらエンジニアリングプラスチック並の物理
特性を発揮する熱可塑性樹脂、例えばメタロセン重合ポ
リマーと呼ばれるシンジオタクチックポリスチレン、メ
タロセン重合ポリエチレン、アイソタクチックポリプロ
ピレン、シンジオタクチックポリプロピレン等にも本発
明の技術を適用することが出来る。

【００４１】熱可塑性エンジニアリングプラスチックに
分類される物としてこの他に弗素樹脂がある。弗素樹脂
としてはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラ
フルオロエチレン−エチレン共重合体、クロロトリフル
オロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフル
オライド、ポリビニルフルオライド等をあげることが出
来る。

【００４２】熱硬化性樹脂としては不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール
樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリアミドイ
ミドなどがあり、不飽和ポリエステル樹脂としてはオル
ソフタル酸系樹脂、イソフタル酸系樹脂、テレフタル酸
系樹脂、ビスフェノール系樹脂、プロピレングリコール
−マレイン酸系樹脂、ジシクロペンタジエンないしその
誘導体を不飽和ポリエステル組成に導入して低分子量化
した、あるいは被膜形成性のワックスコンパウンドを添
加した低スチレン揮発性樹脂、熱可塑性樹脂（ポリ酢酸
ビニル樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、ポリスチ
レン、飽和ポリエステルなど）を添加した低収縮性樹
脂、不飽和ポリエステルを直接Ｂｒ₂でブロム化する、
あるいはヘット酸、ジブロムネオペンチルグリコールを
共重合するなどした反応性タイプ、塩素化パラフィン、
テトラブロムビスフェノール等のハロゲン化物と三酸化
アンチモン、燐化合物の組み合わせや水酸化アルミニウ
ムなどを添加材として用いる添加タイプの難燃性樹脂、
ポリウレタンやシリコーンとハイブリッド化、またはＩ
ＰＮ化した強靭性（高強度、高弾性率、高伸び率）の強
靭性樹脂等をあげることが出来る。

【００４３】エポキシ樹脂としてはビスフェノールＡ
型、ノボラックフェノール型、ビスフェノールＦ型、臭
素化ビスフェノールＡ型を含むグリシジルエーテル系エ
ポキシ樹脂、グリシジルアミン系、グリシジルエステル
系、環式脂肪系、複素環式エポキシ系を含む特殊エポキ
シ樹脂等をあげることが出来る。

【００４４】ビニルエステル樹脂は普通エポキシ樹脂と
メタクリル酸等の不飽和一塩基酸とを開環付加反応して
得られるオリゴマーをスチレン等のモノマーに溶解した
ものである。またそうではなくて分子末端や側鎖にビニ
ル基を持ちビニルモノマーを含有する等の特殊タイプも
ある。グリシジルエーテル系エポキシ樹脂のビニルエス
テル樹脂としてはビスフェノール系、ノボラック系、臭
素化ビスフェノール系等があり、特殊ビニルエステル樹
脂としてはビニルエステルウレタン系、イソシアヌル酸
ビニル系、側鎖ビニルエステル系等をあげることが出来
る。

【００４５】フェノール樹脂はフェノール類とフォルム
アルデヒド類を原料として重縮合して得られるものであ
ってレゾール型とノボラック型がある。

【００４６】熱硬化性ポリイミド樹脂としてはマレイン
酸系ポリイミド、例えばポリマレイミドアミン、ポリア
ミノビスマレイミド、ビスマレイミド・ｏ，ｏ’−ジア
リルビスフェノール−Ａ樹脂、ビスマレイミド・トリア
ジン樹脂等、またナジック酸変性ポリイミド、及びアセ
チレン末端ポリイミド等をあげることが出来る。

【００４７】本発明の罫書き対象物となるセラミックス
材質としてはＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）、ＭｇＯ・Ａｌ₂Ｏ₃
（スピネル）、３Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｓｉ₂Ｏ₃（ムライト）、
Ａｌ₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂（ジルコニア）、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ｓｉ
Ｃ、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂ＴｉＯ₂、ＰＳＺ、コーディエライ
ト、燐酸三カルシウム、水酸化アパタイト、燐酸三カル
シウム−ジルコニア、水酸化アパタイト−ジルコニア、
ムライト−ジルコニア、ＳｉＣ−ＴｉＣ（導電性）、Ｓ
ｉ−Ｃ−Ｎ（通常焼結助剤としてＹ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃を含
有する）、Ａｌ₂Ｏ₃−Ｌａ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＯ
₂（Ｎａ）、ＴｉＣ−ＺｒＯ₂など各種の酸化物系、非酸
化物系並びに混合系の無機物質をあげることが出来る。

【００４８】本発明の罫書き技術は板状、フィルム状の
ほか各種の立体的な形状の罫書き対象物に自由に適用可
能である。しかしながら特に有利に適用される対象は数
平方メートル以上の大きさを有する板状の対象物であ
る。

【００４９】 着色粒子の構成 本発明の着色粒子は少なくとも樹脂と着色剤から構成さ
れる。

【００５０】本発明の着色粒子に用いる樹脂としては、
熱可塑性の樹脂を全て使用することができる。

【００５１】熱可塑性の樹脂としては種々の結晶性、あ
るいは非晶性の高分子物質を用いることが出来る。ここ
で言う熱可塑性の樹脂は厳密な意味で熱可塑性である必
要はなくレーザ光による加熱によって粘度が低下して、
定着されるに十分な時間低い粘度を維持するものであれ
ばれば良く、レーザ光による加熱によって結果的に熱硬
化するものであってもかまわない。

【００５２】熱可塑性の樹脂として用いられるものとし
てはポリエチレン、エチレン共重合体、ポリプロピレ
ン、エチレンプロピレンゴム、ポリブテン、ポリイソブ
チレン、Ｃ₅、Ｃ₆オレフィン樹脂、石油樹脂、スチロー
ル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ＡＢＳ樹脂、クマ
ロン−インデン樹脂、テルペン樹脂、及びジエン樹脂等
の炭化水素系不飽和重合型樹脂、アクリル樹脂及びアク
リルゴム、メタアクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、
ポリシアノアクリレート、ポリアクリルアミド及びダイ
アセトンアクリルアミド、ポリアクリル酸及びその塩、
及びポリメタアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系不
飽和重合型樹脂、酢酸ビニル及びビニルアルコール系不
飽和重合型樹脂ポリビニルエーテル系不飽和重合型樹
脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、及び弗素樹
脂等の含ハロゲン系不飽和重合型樹脂、ポリビニルカル
バゾール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジ
ン、及びポリビニルイミダゾール等の含窒素不飽和重合
型樹脂、ブタジエン系合成樹脂、及びイソプレン系合成
樹脂等のジエン系重合型樹脂、ポリオキシメチレン、ポ
リエチレンオキサイド及びグリコール、ポリプロピレン
オキサイド及びグリコール、ヒドリンゴム、及び三環オ
キサイド重合物、及びペントン樹脂等のポリエーテル系
開環重合型樹脂、その他の開環重合型樹脂、フェノール
−ホルマリン樹脂、クレゾールホルマリン樹脂、変性フ
ェノール樹脂、フェノール−フルフラール樹脂、及びレ
ゾルシン樹脂等のフェノール系樹脂、尿素樹脂及び変性
尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アニリン樹
脂、及びスルホンアミド樹脂等のアミノ樹脂、キシレン
樹脂、トルエン樹脂、及びアルキルベンゼン樹脂等の芳
香族炭化水素系樹脂、ケトン樹脂、飽和アルキード樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリルエステル樹脂、ポ
リカーボネート、ポリ燐酸エステル、及びポリスルホネ
ート及びポリスルホン等のポリエステル型樹脂、６−ナ
イロン、６，６−ナイロン、変性ナイロン及び６，１０
−ナイロン、ホモナイロン同族体、非結晶性ナイロン、
芳香族ナイロン、含窒素ポリアミド及びポリイミド、重
合脂肪酸ポリアミド、及びポリアミノ酸等のポリアミノ
樹脂、シリコン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリ尿素樹脂、エポキシ樹脂などがあげられる。

【００５３】これらのうちでポリエチレン、ポリプロピ
レン、スチロール樹脂特にスチレン−アクリル共重合
体、スチレン−ブタジエン樹脂、アクリル樹脂及びアク
リルゴム、メタアクリル樹脂、ポリエステル型樹脂、エ
ポキシ樹脂等が特に好適に用いられるものである。

【００５４】スチレンアクリル樹脂としては、スチレ
ン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、α−メチル
スチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレ
ン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチ
レン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレ
ン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−フェニルスチレ
ン、ｐ−クロロスチレン、３，４−ジクロロスチレンの
様なスチレンあるいはスチレン誘導体、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピ
ル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２−エチル
ヘキシル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸
ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導
体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソ
ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチル
ヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸フェニル、アク
リル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミ
ノエチル等のアクリル酸エステル誘導体などの単量体を
所望のモル比で共重合したものを用いることが出来る。

【００５５】さらに、エチレン、プロピレン、イソブチ
レン等のオレフィン類、弗化ビニル、弗化ビニリデン、
塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン
化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニ
ルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビ
ニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケ
トン類、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物、ビニ
ルナフタレン、ビニルピリジン、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、アクリルアミド、Ｎ−ブチルアクリ
ルアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチルアクリルアミド、メタクリ
ルアミド、Ｎ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−ステアリ
ルアクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸
誘導体、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリ
ル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、
マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチ
ルエステル、無水ケイヒ酸、アルケニルコハク酸メチル
エステル等を共重合成分として組み合わせて使用するこ
とができる。

【００５６】さらに、スチレンアクリル樹脂にはビニル
系架橋剤として、ジビニルベンゼン、エチレングリコー
ルジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレー
ト、トリエチレングリコールジアクリレート、エチレン
グリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジ
メタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレ
ート等を組み合わせて用いることが出来る。架橋剤の使
用量は必要とする架橋度によって適宜調整して使用され
る。総単量体に対して０．１〜５モル％使用するのがよ
い。

【００５７】ポリエステル樹脂は、２価以上のカルボン
酸と２価以上のアルコールを縮合重合させて得られる。

【００５８】２価以上のカルボン酸してはフタル酸、イ
ソフタル酸、テレフタル酸、１，２，４−ベンゼントリ
カルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、
１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット
酸等があり、実際の製造工程ではこれらの酸無水物やエ
ステル類も使用することができる。

【００５９】２価以上のカルボン酸してはその他にマロ
ン酸、コハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニ
ルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコ
ハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン
酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコ
ン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５
−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−
２−メチル−２−カルボキシメチルプロパン、１，２，
４−シクロヘキサントリカルボン酸、メタンテトラ酢
酸、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸等があ
げられ、これらの酸無水物やエステル類も使用すること
ができる。

【００６０】２価以上のアルコールとしては芳香族多価
アルコールと脂肪族多価アルコールがある。

【００６１】芳香族多価アルコールとしてはビスフェノ
ールＡ、ビスフェノールＺ、ポリオキシエチレン（２，
０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロ
ピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−ポ
リオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン
（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パン等のエーテル化ビスフェノール、１，３，５−トリ
ヒドロキシメチルベンゼン等があげられる。

【００６２】脂肪族多価アルコールとしてはエチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピ
レングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブ
タンジオール、１，４−ブテンジオール、ネオペンチル
グリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキ
サンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール、水素添加ビスフェノー
ルＡ、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペ
ンタトリオール、グリセロール、２−メチルプロパント
リオール、２−メチルー１，２，４−ブタントリオー
ル、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、
１，２，３，６−ヘキサンテトロール、ペンタエリスリ
トール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリ
トール、ソルビトール、１，４−ソルビタン等を挙げる
ことができる。

【００６３】酸成分とアルコール成分の比率は１：０．
９５〜１：１．０５のモル比が好ましく使用できる。３
価以上の成分の含有量は所望の架橋度の樹脂を得るため
にその添加量を調整することができる。一般的には３価
以上の成分は２５モル％以下の使用量がよい。

【００６４】エポキシ樹脂はエポキシ基を分子中に２個
以上有する化合物（エポキサイド）がそれ自体あるいは
硬化剤と付加反応して生成する。エポキサイドはグリシ
ジル型エポキサイドと非グリシジル型エポキサイドに大
別される。

【００６５】グリシジル型エポキサイドはエピクロルヒ
ドリンをフェノール性ＯＨ、アルコール性ＯＨ、カルボ
キシル基に反応して得られるエポキシ化合物であってビ
スフェノール類とエピクロルヒドリンを種々の割合で縮
合して得られるビスフェノール系エポキサイド、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ま
たはポリグリコール類とエピクロールヒドリンを縮合し
て得られるポリグリコール系エポキサイド、ジグリシジ
ルアジペート、ジグリシジルセバテート、ジグリシジル
フタレート、リノレイン酸ダイマージグリシジルエステ
ル等のエステル系エポキサイド、Ｎ−グリシジルアミン
系エポキサイド、チオコールジグリシジル、グリシジル
シリコン類などのＳまたはＳｉ含有エポキサイドがこれ
に含まれる。

【００６６】エポキサイドは不飽和化合物に過酢酸を作
用することなどによって得たオキサイド基を２個以上有
する化合物であって環状脂肪族エポキサイド、エポキシ
化ポリブタジエン、エポキシ化グリセリドが含まれる。

【００６７】グリシジル型エポキサイドはエチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン、ｍ−ヘキサメチレント
リアミン、エポメート、１，３−アミノメチルシクロヘ
キサン、ピペリジン、イミダゾール、ポリアミドアミ
ン、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタ
ン、ジアミノジフェニルスルホン、トリエチルアミン、
ベンジルジメチルアミン、アミノエチルピペラジン、
２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノー
ル、テトラメチルグアニジン、２−メチルアミノメチル
フェノール、アミン−グリシジルエーテル付加物、アミ
ン−シアノエチル付加物、アミン−フェニルグリシジル
エーテル付加物等のアミン類または変性アミン類、無水
フタル酸、無水マレイン酸、ヘキサヒドロ無水フタル
酸、ピロメリット酸無水物、トリメリット酸無水物、ト
リメリット酸グリコール、メチルナジック酸無水物、ク
ロレン酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ジクロルマ
レイン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバチ
ン酸無水物等の酸無水物、ポリエステル酸、ダイマー酸
等などの二塩基酸、２−エチルヘキサン酸等の一塩基
酸、液状ポリサルファイド、ポリメルカプタン等のチオ
コール類等を用いて高分子化することができ、また各種
アルカリ、アルコール類、フェノール基含有化合物を用
いて高分子化する事もできる。

【００６８】着色剤としては、各種の無機顔料、有機染
顔料を用いることが出来る。

【００６９】無機顔料としては天然物としてクレー、バ
ライト、雲母、黄土などを用いることが出来、合成品と
しては黄鉛、亜鉛黄、バリウム黄などのクロム酸塩、紺
青などのフェロシアン化物、銀朱、カドミウム黄、硫化
亜鉛、アンチモン白、カドミウムレッドなどの硫化物、
硫酸バリウム、硫酸鉛、硫酸ストロンチウムなどの硫酸
鉛、亜鉛華、チタン白、弁柄、鉄黒、酸化クロムなどの
酸化物、水酸化アルミニウムなどの水酸化物、珪酸カル
シウム、群青などの珪酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、などの炭酸塩、カーボンブラック、松煙、ボ
ーンブラック、グラファイトなどの炭素、砒酸塩、燐酸
塩、アルミニウム粉、ブロンズ粉、亜鉛末などの金属粉
などを用いることができる。

【００７０】有機顔料としては天然物としてマダーレー
キ、ロッグウッドレーキ、コチニールレーキなどを用い
ることができ、合成品としてはナフトールグリーンＢ、
ナフトールグリーンＹなどのニトロソ系顔料、ナフトー
ルエローＳ、リソールファストエロー２Ｇなどのニトロ
系顔料、パーマネントレッド４Ｒ、ブリリアントファス
トスカーレット、ハンザエロー、ベンジジンエローなど
の不溶性型アゾ系顔料、リソールレッド、レーキレッド
Ｃ、レーキレッドＤなどの難溶性型アゾ系顔料、ブリリ
アントカーミン６Ｂ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ピグ
メントスカーレット３Ｂ、ボルドー１０Ｂなどの可溶性
型アゾ系顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニン
グリーン、スカイブルーなどのフタロシアニン系顔料、
ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、メチル
バイオレットレーキなどの塩基性染料系顔料、ピーコッ
クブルーレーキ、エオシンレーキ、キノリンエローレー
キなどの酸性染料系顔料、インダンスレンブルー、チオ
インジゴマルーンなどの建染染料系顔料、アリザリンレ
ーキなどの媒染染料系顔料、キナクリドンレッド、キナ
クリドンバイオレット、ペリレンレッド、ペリレンスカ
ーレット、イソインドリノンエロー、ジオキサジンバイ
オレット、アニリンブラック、有機蛍光顔料などを用い
ることができる。

【００７１】本発明の着色剤は樹脂１００重量部に対し
て０．５〜６０重量部、好ましくは３〜３５重量部の割
合で用いられる。

【００７２】本発明の着色粒子はその表面に数平均一次
粒子径が１０〜１０００ｎｍの無機、あるいは有機微粒
子を添加される。この数平均一次粒子径は透過型電子顕
微鏡によって常法に従って測定されたものである。

【００７３】無機微粒子としては、各種無機酸化物、窒
化物、ホウ化物等が好適に使用される。例えば、シリ
カ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウ
ム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、
チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セ
リウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化ス
ズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ
素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタ
ン、窒化ホウ素等があげられる。さらに、このような無
機微粒子は必要に応じて疎水化処理をおこなってもよ
い。疎水化処理を行う場合には、各種チタンカップリン
グ剤、シランカップリング剤等のいわゆるカップリング
剤または高級脂肪酸およびその金属塩によって疎水化処
理することも好ましい。

【００７４】チタンカップリング剤としては、テトラブ
チルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロ
ピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルト
リデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス（ジオ
クチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネ
ートなどがある。

【００７５】シランカップリング剤としては、γ−（２
−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサ
メチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチル
トリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、
ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシ
ラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキ
シシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフ
ェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメ
トキシシランなどがあげられる。

【００７６】高級脂肪酸及びその金属塩としては、ウン
デシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミ
リスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリ
ン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレ
イン酸、リノール酸、アラキドン酸などの長鎖脂肪酸お
よびそのリチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミ
ニウム、カリウム、カルシウム、鉄、亜鉛などの塩があ
げられる。

【００７７】有機微粒子としてはスチレン、メチルメタ
クリレートなどを主成分として単独重合乃至共重合して
得られる比較的ガラス転移温度が高い微小高分子球体が
用いられる。これらは通常、乳化重合法乃至はその変法
であるソープフリー重合法などによって製造される。

【００７８】本発明の微粒子は着色粒子１００重量部に
対して０．０２〜５重量部、好ましくは０．２〜２重量
部の割合で用いられる。

【００７９】本発明の着色粒子の帯電量は、鉄粉に対し
て絶対値が５〜５０μＣ／ｇの摩擦帯電を示す。この帯
電量範囲の着色粒子はこれを帯電させて用いることによ
り罫書き対象物表面に静電的に吸引付着させ、これによ
って着色粒子を罫書き対象物表面に限定して散布付着せ
しめて逸失を少なくし、しかも対象物表面の一部に過剰
に付着することや対象物表面の一部の付着が少量に過ぎ
るといった不均一な散布を避けこれによって材料歩留ま
りや罫書きされた画像の細部の再現性や均一性を改善す
ることができる。

【００８０】 着色粒子の製造方法 着色粒子の製造方法としては着色剤の樹脂への混合、分
散とその後の粉砕、必要に応じた分級による方法、樹脂
と着色剤を溶融混合しておきこの溶融混合物をいわゆる
スプレードライ法（噴霧固化装置）によって微粒化しな
がら固化せしめる方法、さらに樹脂を重合反応によって
製造する過程で樹脂の成分単量体乃至樹脂の前駆体（プ
レポリマー）の懸濁物または乳濁物に着色剤を混合、分
散した後に重合反応を生起せしめ、着色粒子を懸濁物、
または乳濁物の形で得た後、分離、乾燥するいわゆる造
粒重合法を採用することができる。

【００８１】着色剤の樹脂への混合には、例えば着色剤
粉末と樹脂、必要に応じて分散剤をロールやニーダー等
の高せん断混合機により溶融混練する方法、着色剤顔料
の水性ペーストと樹脂とを溶融混練し水性相の顔料を樹
脂相に移行させた後に水を除去する方法などを用いるこ
とが出来る。

【００８２】着色剤−樹脂の混合分散物の粉砕には各種
の機械式粉砕機や気流式粉砕機を用いることが出来る。
所望の粒子径乃至粒子径分布を得るにはこれらの粉砕手
段と組み合わせて強制渦型あるいは自由渦型遠心風力分
級機、エルボジェットと呼ばれるコアンダ効果分級機を
使用すればよい。

【００８３】本発明に於いて着色粒子の表面に数平均一
次粒子径が５〜１０００ｎｍの微粒子を添加するには着
色粒子と微粒子を十分に撹拌すれば良い。

【００８４】 着色粒子の物性値 −１流動性指数：本発明では流動性指数３５％以下の
着色粒子が用いられる。但し流動性指数は以下の式で表
される。

【００８５】 流動性指数＝｛（ＰＤ−ＡＤ）／ＰＤ｝×１００ （但し，ＡＤは着色粒子の静嵩密度、ＰＤは固め嵩密度
である。） 本発明の着色粒子の流動性指数は一義的には着色粒子を
構成する樹脂と着色剤の化学種とその量比によって決ま
るものである。特定の化学種とその量比をもった着色粒
子では粒径を大きくすることによって流動性指数を小さ
くすることが出来る。しかしながら上記したように大き
すぎる粒径の着色粒子を用いると画像縁辺部が不規則と
なり、またソリッド部の濃度が不均一となって精細で均
一な画像を形成できないという不利益を生ずる。粒径を
過剰に大きくしないで流動性指数を小さくして流動性を
改善するには着色微粒子の形状を出来るだけ球形に近づ
けることが有効である。この様な球形に近い着色粒子を
得るには上記したようなスプレードライ法、造粒重合法
を用いればそのままで目的を達することが出来る。着色
粒子の製造方法として着色剤の樹脂への混合、分散とそ
の後の粉砕、分級による方法を採用する場合には、こう
して得られた着色粒子に更にハイブリダイザー、自由ミ
ル、オングミル、クリプトロン等の機械的な摩碎による
球形化手段で追加的な球形化を施せば着色粒子を球形に
近づけることが出来る。また熱処理装置を用いて特に機
械的な力を加えることなく、浮遊着色粒子を熱風などで
それを構成する樹脂等の軟化温度近くに加熱して着色粒
子の表面張力によって球形に近づけることもできる。

【００８６】着色粒子の流動性指数を小さくして流動性
を改善する好適な手段は上記したように着色粒子表面に
数平均一次粒子径が１０〜１０００ｎｍの無機、あるい
は有機微粒子を添加する事である。

【００８７】ここで流動性指数を算出するためのＡＤ
（静嵩密度）は着色粒子の粒径に応じた適当な粗さの篩
を通じて２０ｍｌ容のメスシリンダ内に着色粒子を正確
に２０ｍｌだけ堆積させた場合の着色粒子の重量（ｇ）
を２０で除して得られる。またＰＤ（固め嵩密度）は、
着色粒子を同様に篩を通じて２０ｍｌ容のメスシリンダ
内に２０ｍｌだけ堆積させから、５００回タッピングし
た後の着色粒子の重量（ｇ）と体積の比として与えられ
る。

【００８８】−２樹脂のガラス転移温度：本発明では
ガラス転移温度が４５〜１００℃、高化式フローテスタ
軟化点１１０℃以上の樹脂で構成される着色粒子を用い
る。

【００８９】樹脂のガラス転移温度と軟化点は一義的に
は樹脂の化学種によって決まるものである。

【００９０】ここで樹脂のガラス転移温度は示差走査熱
量計ＤＳＣによって測定される。示差走査熱量計に試料
樹脂を装填して１００℃に昇温後３分間放置し、１０℃
／ｍｉｎで室温まで冷却する。次いで１０℃／ｍｉｎで
昇温してガラス転移に相当する吸熱ピークを測定する。
ピークの立ち上がり以下のベースラインの延長線と、ピ
ークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間での最
大傾斜の接線との交点をもってガラス転移温度とする。

【００９１】軟化点はフローテスターＣＦＴ-５００
（(株)島津製作所製）を用い、試料を予め９.２メッシ
ュパス（目開き２.０ｍｍ）、３２メッシュオン（目開
き０.５ｍｍ）の粒度に揃えた後、高さ１０ｍｍの円柱
形状に成形し、昇温速度６℃／分で加熱しながらプラン
ジャーより２０ｋｇ／ｃｍ²の荷重を与え、直径１ｍ
ｍ、長さ１ｍｍのノズルを押し出すようにし、これによ
り当該フローテスターのプランジャー降下量−温度間の
曲線（軟化流動曲線）を描き、そのＳ字曲線の高さをｈ
とするときｈ／２に対応する温度である。

【００９２】−３樹脂の熱分解温度：本発明では２０
％熱分解温度が３５０℃以上である樹脂でなる着色粒子
を用いる。

【００９３】樹脂の熱分解温度は一義的には樹脂の化学
種によって決まるものである。

【００９４】ここで樹脂の熱分解温度は熱天秤ＴＧＡ−
５０（(株)島津製作所製）を用いて測定される。熱天秤
に試料を装填して大気中で１０℃／ｍｉｎで５０℃から
５００℃まで昇温して重量減少を記録し、総重量減少量
の２０％に相当する重量減少を示す温度をもって熱分解
温度とする。

【００９５】−４着色粒子の体積平均粒径：本発明で
は体積平均粒径が５〜１００μｍである着色粒子を用い
る。

【００９６】体積平均粒径は、コールターマルチサイザ
（コールター社製）を用いて測定される。

【００９７】−５着色粒子の体積平均粒径（Ｄｖ）と
数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ） 本発明では体積平均粒径（Ｄｖ）と数平均粒径（Ｄｎ）
の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が３以下である着色粒子を用いる。
体積平均粒径と数平均粒径はいずれもコールターマルチ
サイザで測定される。

【００９８】−６微粒子の数平均一次粒子径：本発明
ではその表面に数平均一次粒子径が５〜１０００ｎｍの
微粒子を添加してなる着色粒子を用いる。

【００９９】微粒子の数平均一次粒子径は透過型電子顕
微鏡によって常法に従って測定される。この場合に種々
の画像処理方法を併用すれば簡便、迅速に測定すること
が出来る。

【０１００】本発明の着色粒子は絶対値が５〜５０μＣ
／ｇの摩擦帯電を示すものが好ましい。摩擦帯電量は着
色粒子を１００メッシュパス１５０メッシュオンの球状
鉄粉（例えばパウダーテック（株）製ＥＦＶ−３）に着
色粒子が５重量％となるように混合してガラスサンプル
管で２０分間振とうし、ＴＢ−２００（（株）東芝製）
を用いていわゆるブローオフ法で測定したものである。

【０１０１】

【実施例】本発明の態様と効果を実施例にて示す。な
お、本文中「部」とは「重量部」を表す。

【０１０２】本発明の実施態様においては、まず罫書き
対象物上に粉体着色物を散布し、次に粉体着色物を罫書
き画像に応じて熱融着させる。

【０１０３】つぎに熱融着の装置につき述べると、図１
において４は装置本体の外枠を構成するフレームであ
る。５はフレーム４に移動可能に設けられた光学ユニッ
トである。光学ユニット５は、その全体が移動板６に固
定状態で構成されている。この移動板６には雌ねじ体７
が固定され、この雌ねじ体７はフレーム４に取り付けた
モータ８により回転する雄ねじ棒９に係合している。従
って移動板６はモータ８を駆動することにより、矢印Ｙ
方向或いはその反対方向に移動可能である。なお、この
移動機構は、ワイヤやローラ等によるもの、或いはレー
ル上を移動する構成とすることも出来るが、ボールねじ
やローラねじを使った送り機構がより好ましい。

【０１０４】又、フレーム４における移動体６の移動範
囲の下面には、開口４ａが形成されている。この移動板
６においては、温度調節器１０が固定され、この温度調
節器１０の上にレーザ光源２（発振波長７８０ｎｍ出力
２００ｍＷのソニー社製半導体レーザ（ＳＬＤ−３０２
Ｖ）を３６個合波したもの）の発光源１１が搭載されて
いる。この発光源１１からの光線１２はビーム径を整形
（拡張）するビームエキスパンダ等の光学系（図示せ
ず）を経由してガルバノメータミラーやポリゴンミラー
等（図１ではガルバノメータミラーを示す）の偏光器１
３で反射され、扇形状の走査光１４となって、ピント調
整用のｆθレンズ等の集光レンズ１５を通り、反射ミラ
ー１６で下方に光路を変更される。

【０１０５】発光源である半導体レーザのレーザ光は、
罫書き画像に対応した画像信号により制御される。例え
ば、画像に対応した部分を露光するポジ露光を行う場
合、光路中に変調素子を設けることにより、レーザ光の
制御を行ってもよい。

【０１０６】対象物１は走査光学ユニット５の移動範囲
の下方、つまりフレーム４の底部分４ｂに固定されてお
り、レーザ光２がこの対象物１の上に走査線３にそって
走査される。

【０１０７】さて、この装置では、対象物１上のＸ方向
の主走査は、発光源１１から出射した光線が偏光器１３
で振られ（走査され）、集光レンズ１５で対象物１面上
に対してピントを合わせることにより行われる。

【０１０８】一方、Ｙ方向の副走査は、本例では対象物
１は固定され、移動板６のＹ方向への移動、つまり走査
光学ユニット５自体の移動により行われる。又、罫書き
対象物は大きく、光線を振り子のみではＸ方向を走査し
きれない場合がある。よって本実施例ではフレーム４が
移動手段であるローラ１７によってＸ方向へ移動出来る
ようになっている。移動手段は光源の走査幅を考慮し
て、例えば走査幅分、フレーム４を移動させる。移動手
段としては、ローラに限らずレール上を走行するもの等
公知のものが使用出来る。

【０１０９】従って対象物１上をレーザ光２で二次元的
に走査することが出来る。

【０１１０】尚、図２に示すのは、着色物粒子を散布す
るスプレーガン２１である。図２中２２は静電荷電極
（尖端電極）、２３は粒子と空気の混合物、２４はその
噴射時の広がる範囲を表し、２５は噴射時の広がる範囲
を調節する調整つまみである。

【０１１１】（各種樹脂製造例）ポリエステル樹脂製造例 下記表に示す原料配合に従って２価／多価カルボン酸及
び２価／多価アルコールを温度計、撹拌器、窒素導入
管、コンデンサーを有する反応器へ投入し、窒素ガス雰
囲気下で加熱し、さらに少量のジブチル錫オキサイドを
添加し、２００℃にて反応を行った。なお、反応は初期
に段階では２官能性の原料のみで反応させ、ジブチル錫
オキサイドを添加する時点で３価以上の官能基を有する
原料を添加した。なお、下記表に於いて、配合は重量比
を示す。さらに、樹脂の軟化点を記載した。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】スチレンアクリル樹脂製造例 樹脂Ｓ−１の製造 スチレン ７０部 ｎ−ブチルアクリレート ３０部 以上の単量体を溶液重合し、乾燥することででスチレン
アクリル樹脂Ｓ−１を合成した。この樹脂はＭｗ＝２４
００００、Ｍｎ＝７０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝３４．１、軟
化点１２５℃、ガラス転移温度＝５９℃であった。

【０１１４】樹脂Ｓ−２の製造 スチレン ９０部 ｎ−ブチルアクリレート １０部 以上の単量体を溶液重合し、乾燥することででスチレン
アクリル樹脂Ｓ−２を合成した。この樹脂はＭｗ＝２６
００００、Ｍｎ＝９０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２９．９、軟
化点１５５℃、ガラス転移温度＝６９℃であった。

【０１１５】樹脂Ｓ−３の製造 スチレン ９０部 ｎ−ブチルメタクリレート １０部 以上の単量体を溶液重合を２段階重合法で実施し、乾燥
することででスチレンアクリル樹脂Ｓ−２を合成した。
この樹脂はＭｗ＝２９００００、Ｍｎ＝４０００、Ｍｗ
／Ｍｎ＝７２．５、軟化点１７５℃、ガラス転移温度＝
７４℃であった。

【０１１６】樹脂Ｓ−４の製造 スチレン ６０部 ｎ−ブチルメタクリレート ２０部 ２−エチルヘキシルメタクリレート ２０部 以上の単量体を溶液重合を２段階重合法で実施し、乾燥
することででスチレンアクリル樹脂Ｓ−２を合成した。
この樹脂はＭｗ＝２７００００、Ｍｎ＝１４０００、Ｍ
ｗ／Ｍｎ＝１９．３、軟化点１４５℃、ガラス転移温度
＝５４℃であった。

【０１１７】樹脂Ｓ−５の製造 スチレン ４０部 ｎ−ブチルメタクリレート ４０部 ２−エチルヘキシルメタクリレート ２０部 以上の単量体を溶液重合を２段階重合法で実施し、乾燥
することでスチレンアクリル樹脂Ｓ−２を合成した。こ
の樹脂はＭｗ＝２７００００、Ｍｎ＝１４０００、Ｍｗ
／Ｍｎ＝１９．３、軟化点１０４℃、ガラス転移温度＝
４３℃であった。

【０１１８】（着色粒子製造例）上記樹脂「Ｐ−１」〜
「Ｐ−６」、「Ｓ−１」〜「Ｓ−５」を用い、下記に示
すように樹脂１００部に対して着色剤を下記添加量で添
加し、エクストルーダーにて溶融混練し、その後に気流
式粉砕機で粉砕し、さらに分級し、ついで下記表に示す
微粒子をタービュラーミキサーで添加混合することで、
下記表に示す着色粒子を得た。

【０１１９】

【表２】

【０１２０】下記表に以上で調整した着色粒子の物性を
示す。

【０１２１】

【表３】

【０１２２】以上の着色粒子を用いて罫書き印字を実施
した。

【０１２３】罫書き印字は、着色粒子５０ｇを用い、尖
端電極を有するスプレーガンで尖端電極に直流１２ｋＶ
（極性は上表の帯電の符号と同じ）を印加して水平に置
いた２ｍ×２ｍで厚みが５ｍｍのアースされた鉄板にス
プレーし、着色粒子をその表面に付着させた。

【０１２４】ついで、レーザー光源としての主波長５１
４５．５ｎｍ及び４８８ｎｍ、４ＷのＡｒイオンレーザ
ー（ＮＥＣ社製、ＧＬＧ３４６０Ｅ）にガルバノメータ
ー型オプティカルスキャナーを組み合わせたレーザー光
学系を直行する二軸レール上を移動する架台に乗せて鉄
板上でのビーム径１ｍｍで５０ｍｍ／ｓｅｃで１４４ポ
イントの明朝文字８００文字をポジ露光し、着色粒子を
溶融定着させた。なお、文字面積率は５．６％である。
その後、未定着の着色粒子を真空吸引し、溶融定着され
た画像のみを残し、画像を得た。得られた画像につい
て、文字の判読性、文字の欠落の有無、文字周辺部の不
規則性について目視評価を実施した。結果を下記表に示
す。なお、文字の欠落については、欠落が一部でも発生
した文字数を評価した。実用的には８００文字中１０文
字まで欠落が一部発生した文字があっても問題は無い。

【０１２５】

【表４】

【０１２６】

【発明の効果】本発明により、簡便で且つ安定したレー
ザー罫書方法に使用される着色粒子を提供することが出
来る。

【０１２７】さらには、細部の再現性に優れた均一な画
像を形成することのできるレーザー罫書方法に使用する
ことのできる着色粒子を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる光学系の斜視図。

【図２】本発明に係わるスプレーガンの概要断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 対象物 ２ レーザ光 １６ 反射ミラー ２１ スプレーガン ２２ 静電荷電極（尖端電極） ２３ 粒子と空気の混合物

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
   剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
   象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
   融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
   に於いて、該着色粒子が下記算出式で示される流動性指
   数３５％以下であることを特徴とする着色粒子。 流動性指数＝｛（ＰＤ−ＡＤ）／ＰＤ｝×１００ 但し、ＡＤは着色粒子の静嵩密度、ＰＤは固め嵩密度で
   ある。
2. 【請求項２】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
   剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
   象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
   融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
   に於いて、該樹脂がガラス転移温度４５〜１００℃であ
   り、高化式フローテスター軟化点１１０℃以上の重合体
   からなることを特徴とする着色粒子。
3. 【請求項３】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
   剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
   象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
   融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
   に於いて、該樹脂の２０％熱分解温度が３５０℃以上で
   あることを特徴とする着色粒子。
4. 【請求項４】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
   剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
   象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
   融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
   に於いて、該着色粒子の体積平均粒径が５〜１００μｍ
   であることを特徴とする着色粉粒子。
5. 【請求項５】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
   剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
   象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
   融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
   に於いて、該着色粒子の体積平均粒径（Ｄｖ）と数平均
   粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が３以下であることを
   特徴とする着色粒子。
6. 【請求項６】 罫書き対象物上に少なくとも樹脂と着色
   剤からなる着色粒子を散布し、レーザ光照射によって対
   象物上を像様に露光して対象物表面に前記着色粒子を溶
   融付着せしめるレーザ罫書き方法に使用される着色粒子
   に於いて、該着色粒子がその表面に数平均一次粒子径が
   ５〜１０００ｎｍの微粒子を添加してなることを特徴と
   する着色粒子。