JPH11189740A - 粘性インク及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電潜像が形成された像担持体にシリコーン
オイルを用いた粘性インクを供給して画像を形成するに
あたり、静電潜像が形成された部分にこの粘性インクが
十分に供給されて、十分な画像濃度を有する良好な画像
が得られるようにする。 【解決手段】 静電潜像が形成された像担持体１にシリ
コーンオイルを用いた粘性インク４２を供給して画像を
形成するにあたり、この粘性インクに、上記のシリコー
ンオイルよりも低抵抗の変性シリコーンオイルを含有さ
せた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シリコーンオイ
ルを用いた粘性インク及びインクを静電潜像が形成され
た像担持体に供給して画像を形成する画像形成方法に係
り、特に、シリコーンオイルを用いた粘性インクを静電
潜像が形成された像担持体に供給して画像を形成する場
合に、十分な画像濃度を有する画像が得られるようにし
た点に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真複写機に代表される
ように、像担持体の表面に静電潜像を形成し、この静電
潜像を現像した後、これを紙等の記録媒体上に転写させ
て、記録媒体上に画像を形成するようになった画像形成
装置が用いられている。

【０００３】そして、このような電子写真方式の画像形
成装置の一つとして、特開平７−２７１１０７号公報に
示されるように、静電潜像を現像するのに着色樹脂粒子
（トナー粒子）をキャリア液中に分散してなる液体現像
剤を用いたものが知られている。

【０００４】ここで、この電子写真装置に用いられる液
体現像剤は、一般に、帯電したトナー粒子を絶縁性のキ
ャリア液に分散させたものであり、このトナー粒子は画
像形成を行なうにつれて液体現像剤中から選択的に消費
されるため、この液体現像剤を用いる場合には、キャリ
ア液中におけるトナー粒子の濃度を管理することが必要
になり、その管理が面倒であると共に、大部分のキャリ
ア液は繰り返して使用されるため、液体現像剤が劣化し
やすいという問題があった。

【０００５】さらに、このように液体現像剤を用いた電
子写真装置において、複写用紙等の記録媒体上に画像を
形成する場合には、記録媒体上に転写されたトナー像を
定着させる定着装置等が必要になり、装置が複雑かつ大
型化する等の問題もあった。

【０００６】また、従来においては、特公昭５２−４５
４９４号公報等に示されるように、像担持体に形成され
た静電潜像にインクを供給して、像担持体にインク像を
形成し、このインク像を記録媒体上に転写させて、画像
を形成するようにしたものが提案された。

【０００７】ここで、このように像担持体に形成された
静電潜像にインクを供給してインク像を形成する場合、
像担持体において静電潜像が形成されていない部分にイ
ンクが付着して、形成される画像にかぶりが生じたり、
静電潜像が形成された部分にインクが十分に供給されな
くなって、形成される画像の濃度が低下する等の問題が
あった。

【０００８】また、近年においては、上記のようなイン
クとして、特開平１−３０６８８０号公報に示されるよ
うに、シリコーンオイルを用いた電気粘性インクを使用
し、この電気粘性インクを静電潜像が形成された像担持
体に供給して、この像担持体にインク像を形成し、この
インク像を記録媒体上に転写させて、記録媒体上に画像
を形成するようにしたものが提案されている。

【０００９】しかし、このようにシリコーンオイルを用
いた電界粘性インクの場合、そのシリコーンオイルにお
ける電気抵抗が１０¹⁴Ω・ｃｍ程度であるため、このよ
うな電界粘性インクを用いて像担持体に形成された静電
潜像にインク像を形成するようにした場合、インクが十
分に静電潜像の部分に供給されず、形成される画像の濃
度が低下するという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、静電潜像
が形成された像担持体にインクを供給して画像を形成す
る場合における、上記のような様々な問題を解決するこ
とを課題とするものである。

【００１１】すなわち、この発明においては、静電潜像
が形成された像担持体にインクを供給して画像形成を行
なうにあたり、上記のインクにシリコーンオイルを用い
た粘性インクを使用した場合において、この粘性インク
が像担持体に形成された静電潜像に十分に供給されて、
十分な画像濃度を有する画像が得られるようにすること
を課題とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にお
ける粘性インクにおいては、上記のような課題を解決す
るため、シリコーンオイルを用いた粘性インクにおい
て、上記のシリコーンオイルより低抵抗の変性シリコー
ンオイルを含有させるようにした。

【００１３】そして、この請求項１における粘性インク
のように、シリコーンオイルを用いた粘性インクに、上
記のシリコーンオイルより低抵抗の変性シリコーンオイ
ルを含有させると、この変性シリコーンオイルによって
この粘性インクにおける電気抵抗値が低くなる。

【００１４】また、この発明の請求項２における画像形
成方法においては、上記のような課題を解決するため、
静電潜像が形成された像担持体にインクを供給して画像
を形成する画像形成方法において、そのインクとして、
上記の請求項１に記載した粘性インクを用いるようにし
た。

【００１５】ここで、この請求項２における画像形成方
法のように、静電潜像が形成された像担持体に供給する
インクに、シリコーンオイルを用いた粘性インクを使用
し、このシリコーンオイルよりも低抵抗の変性シリコー
ンオイルを含有させると、この変性シリコーンオイルに
よって粘性インクの電気抵抗が低下し、像担持体に形成
された静電潜像による粘性インクの誘電荷電量が増加
し、この粘性インクが静電潜像の部分に電気的に吸引さ
れて、静電潜像が形成された部分に粘性インクが十分に
供給され、十分な画像濃度を有する画像が得られるよう
になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る粘性インク
及びこの粘性インクを用いて画像形成を行なう画像形成
方法の実施形態を添付図面に基づいて具体的に説明す
る。

【００１７】この実施形態においては、シリコーンオイ
ルを主成分とし、このシリコーンオイルよりも低抵抗の
変性シリコーンオイルや、色材や、必要に応じて界面活
性剤や可塑剤等の添加剤が加えられた粘性インクを使用
するようにしている。

【００１８】ここで、上記の粘性インクの主成分に使用
するシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオ
イル、フェニルメチルシリコーンオイル、アルキルシリ
コーンオイル、フロロシリコーンオイル等の直鎖シロキ
サン構造を持つ各種のシリコーンオイルを使用すること
ができ、特に、ジメチルシリコーンオイルを用いること
が好ましい。これは、シリコーンオイルの表面張力が一
般に２０ｄｙｎ／ｃｍ程度と低く、普通紙等の記録媒体
への浸透性が良好であり、またシリコーンオイルは無臭
で有機溶剤等を用いた一般のインクに比べて無害である
という利点もある。

【００１９】また、上記の粘性インクにおいて、シリコ
ーンオイルに添加する低抵抗の変性シリコーンオイルと
しては、例えば、アミノ基を含むアミノ変性シリコーン
オイル、カルボキシル基を含むカルボン酸変性シリコー
ンオイル、水酸基を含むアルコール変性シリコーンオイ
ル等の各種の変性シリコーンオイルを使用することがで
きる。

【００２０】そして、このような変性シリコーンオイル
を粘性インクに添加させる量については特に限定されな
いが、この変性シリコーンオイルの添加によって粘性イ
ンクにおける電気抵抗値が適切な値になるようにする一
方、この変性シリコーンオイルの添加量が多くなり過ぎ
て、粘性インクとしての特性が低下するのを抑制するた
め、粘性インク中における変性シリコーンオイルの量を
１０〜８０重量％の範囲にすることが好ましい。

【００２１】また、上記のような粘性インクにおいて、
静電潜像が形成されていない部分に粘性インクが付着す
るのを防止すると共に、粘性インクが像担持体に形成さ
れた静電潜像の部分に十分に供給されるようにするため
には、その粘度が１０００〜１００００００ｃＰの範
囲、タック値が５〜２０の範囲、体積抵抗値が１×１０
¹⁰Ω・ｃｍ以下になったものを用いることが好ましい。

【００２２】また、この粘性インクに用いる色材として
は、顔料等の従来より公知の各種の着色剤を用いること
ができ、例えば、黒色顔料としてはカーボンブラック等
が、黄色顔料としては黄色酸化鉄等が、赤色顔料として
はレーキレッドＣ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ローダ
ミン６ＧＰＴＭＡトナー、ベンガラ等が、青色顔料とし
ては紺青、群青等が用いられる。

【００２３】また、この粘性インクにおいては、金属石
鹸、レシチン、ソルビタン脂肪酸エステル等の界面活性
剤や；ロジン変性フェノール樹脂等の合成樹脂、ジルソ
ナイト等の天然樹脂及び天然樹脂誘導体等の樹脂類や；
アジピン酸，セバシン酸等のエステル、塩化パラフィン
等の可塑剤や；植物ロウ、動物ロウ、鉱物ロウ、合成料
等のワックス等を添加させることができる。

【００２４】そして、上記のような粘性インクを用いて
画像形成を行なうにあたり、この実施形態においては、
図１に示すように、像担持体１として、円筒状の導電性
部材１ａの表面に誘電体層１ｂが形成されたものを用い
ると共に、この像担持体１の表面に静電潜像を形成する
潜像形成装置２として、マルチスタイラスに形成された
放電電極を用い、この潜像形成装置２から放電を行なっ
て像担持体１の表面に静電潜像を形成するようにしてい
る。

【００２５】ここで、像担持体１は、導電性部材１ａの
上に誘電体層１ｂが形成されたものであればどのような
ものであってもよく、またその形状も特に限定されず、
例えば、ドラム状であってもフィルム状であってもよ
い。

【００２６】また、この像担持体１における導電性部材
１ａを構成する材料としては、例えば、アルミニウム，
鉄，銅，ニッケル，ＳＵＳ，金，銀，クロム，白金，
錫，チタニウム等の金属やこれらの合金材料の他に、樹
脂中にこれらの導電材料を分散させたもの等を用いるこ
とができる。なお、上記のように樹脂中に導電材料を分
散させる場合、その樹脂としては、ポリエチレン，ポリ
プロピレン，ポリビニルアルコール，ポリ酢酸ビニル，
エチレン−酢酸ビニル共重合体，ポリメタクリル酸メチ
ル，ポリカーボネート，ポリスチレン，アクリロニトリ
ル−アクリル酸メチル共重合体，アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体，ポリテレフタル酸エチレ
ン，ポリウレタンエラストマー，ポリアミド，ポリイミ
ド等を使用することができる。

【００２７】一方、上記の導電性部材１ａの上に設ける
誘電体層１ｂを構成する材料としては、例えば、ポリエ
ステル，ポリプロピレン，ポリビニルアルコール，ポリ
酢酸ビニル，エチレン−酢酸ビニル共重合体，ポリメタ
クリル酸メチル，ポリカーボネート，ポリスチレン，ア
クリロニトリル−アクリル酸メチル共重合体，アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体，ポリテレフ
タル酸エチレン，ポリウレタンエラストマー，ビスコー
スレーヨン，硝酸セルロース，酢酸セルロース，三酢酸
セルロース，プロピオン酸セルロース，酢酸酪酸セルロ
ース，エチルセルロース，再生セルロース，ポリアミド
（ナイロン６，ナイロン６６，ナイロン１１，ナイロン
１２，ナイロン４６等），ポリイミド，ポリスルホン，
ポリエーテルスルホン，ポリ塩化ビニル，塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体，ポリ塩化ビニリデン，塩化ビニリ
デン−塩化ビニル共重合体，ビニルニトリルゴム合金，
ポリテトラフルオロエチレン，ポリクロロフルオロエチ
レン，ポリフッ化ビニル，ポリフッ化ビニリデン等の樹
脂や、Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ 等のセラミック
スからなる無機材料を用いることができ、このような誘
電体材料を２以上組み合わせて用いることも可能であ
る。

【００２８】また、上記の像担持体１の表面に静電潜像
を形成する潜像形成装置２としては、像担持体１の表面
を選択的に帯電させて静電潜像を形成できるものであれ
ば上記のものに限定されず、各種の装置を用いることが
できる。例えば、露光装置により透明感光部材に露光を
行ない、この透明感光部材から放電を行なうようにした
イオンフロー方式の潜像形成装置を用いるようにしても
よい。

【００２９】ここで、上記の潜像形成装置２によって像
担持体１上に静電潜像を形成する場合、静電潜像部分の
表面電位が低いと、静電潜像部分にインクが十分に供給
されず、十分な画像濃度を有する画像が得られなくなる
おそれがある。一方、静電潜像部分の表面電位が高くな
りすぎると、形成された画像部に白抜け等が発生するお
それがある。このため、静電潜像部分における表面電位
が絶対値で２００〜２０００Ｖの範囲になるようにする
ことが好ましい。

【００３０】また、このように静電潜像が形成された像
担持体１の表面に離型材塗布装置３０によって離型材３
２を塗布するにあたっては、離型材３２として、一般に
非導電性のシリコーンオイルを使用し、シリコーンオイ
ルからなる離型材３２中にオイル塗布ローラ３１の一部
を浸漬させる。そして、このオイル塗布ローラ３１を回
転させると共に、このオイル塗布ローラ３１の表面にお
ける離型材３２の量をオイル規制ブレード３３によって
規制し、このオイル塗布ローラ３１から上記の静電潜像
が形成された像担持体１の表面に対して、離型材３２の
厚みが０．１〜１０μｍの範囲内になるように塗布す
る。なお、離型材３２は、高い電気抵抗を有するもので
あれば特に限定されないが、取り扱いの簡便性等の観点
から、上記のようにシリコーンオイルを用いることが好
ましい。

【００３１】また、このように離型材３２が塗布された
像担持体１の表面において、静電潜像が形成された部分
に上記の粘性インク４２を供給してインク像を形成する
にあたっては、インク現像装置４０に設けられたインク
担持体４１を回転させると共に、このインク担持体４１
上に粘性インク４２の薄層を形成する。そして、このよ
うにインク担持体４１上に保持された粘性インク４２
を、上記のように静電潜像が形成されると共に離型材３
２が塗布された像担持体１の表面に接触させ、このイン
ク担持体４１から像担持体１に形成された静電潜像の部
分に粘性インク４２を供給して、像担持体１の表面にイ
ンク像を形成する。なお、インク担持体４１上に粘性イ
ンク４２の薄層を形成する方法は特に限定されず、規制
ブレードを用いる等、従来より公知の方法を用いること
ができる。

【００３２】ここで、上記のように離型材３２が塗布さ
れた像担持体１の表面に、インク担持体４１上に保持さ
れた上記の粘性インク４２を接触させると、この粘性イ
ンク４２中に前記のように低抵抗の変性シリコーンオイ
ルが含有されて、この粘性インク４２の電気抵抗値が低
くなっているため、静電潜像による粘性インク４２の誘
電荷電量が増加するものと考えられ、この粘性インク４
２が像担持体１の表面に形成された静電潜像の部分に十
分に供給されるようになる。

【００３３】そして、このように像担持体１の表面に形
成された静電潜像の部分に粘性インク４２を供給して、
像担持体１の表面にインク像を形成した後は、このイン
ク像を転写装置５によって普通紙等の記録媒体６上に転
写させるようにする。

【００３４】ここで、像担持体１の表面に形成されたイ
ンク像を記録媒体６上に転写させるにあたっては、給紙
トレイ６１に収容された記録媒体６を給紙ローラ６２に
よって給紙し、この記録媒体６を上記のようにインク像
が形成された像担持体１と転写装置５との間に導き、こ
の転写装置５によって像担持体１の表面に形成されたイ
ンク像を記録媒体６上に圧力転写させる。

【００３５】そして、このようにインク像が転写された
記録媒体６を搬送ベルト６３により搬送させて排紙トレ
イ６４に排紙させる一方、転写後において像担持体１の
表面に残った粘性インク４２をクリーニング装置７によ
って像担持体１の表面から除去し、その後、除電チャー
ジャ８によって像担持体１の表面に残留する電荷を除電
させる。

【００３６】そして、本実施形態においては、シリコー
ンオイルを主成分とする粘性インク４２を用いたことに
より、下記のような利点を得ることができる。すなわ
ち、シリコーンオイルの表面張力は一般に２０ｄｙｎ／
ｃｍ程度と低く、普通紙等の記録媒体６への浸透性が非
常に良くて、記録媒体６に転写させた粘性インク４２を
乾燥させる工程を省略することができ、装置を小型化で
きる。また、シリコーンオイルの揮発性が低いため、こ
の粘性インク４２がインク現像装置４０中において固化
するということも少ない。さらに温度による粘度の変化
も非常に少なくて安定した画像形成が行なえる。

【００３７】次に、上記のようにして画像形成を行なう
にあたり、上記の粘性インク４２に加える変性シリコー
ンオイルの量を変化させた実験を行なった。

【００３８】ここで、この実験例においては、上記の粘
性インク４２として、シリコーンオイルに導電性カーボ
ンブラックからなる着色剤が分散されると共に、変性シ
リコーンオイルとして、アミノ変性シリコーンオイル
（東レ ダウコーニング シリコーン社製）を加えて粘
度が２００００ｃＰになったものを用い、この粘性イン
ク４２に加える変性シリコーンオイルの量を変更させる
ようにした。なお、カーボンブラックの含有量はインク
全重量の２０重量％とした。また、上記インクのタック
値は８とした。

【００３９】そして、このように粘性インク４２に加え
る変性シリコーンオイルの量を変更させた場合におい
て、粘性インク４２中における変性シリコーンオイルの
含有量とその体積抵抗値との関係を求め、その結果を図
２に示した。

【００４０】この結果、粘性インク４２中における変性
シリコーンオイルの含有量を１０重量％以上にすると、
この粘性インク４２の体積抵抗値が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下
になった。

【００４１】そして、この実験例においては、上記の像
担持体１の周速を２００ｍｍ／ｓｅｃ、インク担持体４
１の周速を２００ｍｍ／ｓｅｃにし、上記の像担持体１
の表面に表面電位が約−５００Ｖの静電潜像を形成し、
このように静電潜像が形成された像担持体１の表面に、
上記のオイル塗布ローラ３１から離型材３２として、粘
度が１００ｃＰ，体積抵抗が１０¹⁴Ω・ｃｍ程度のジメ
チルシリコーンオイル（東レ ダウコーニング シリコ
ーン社製）を厚みが０．５μｍになるように塗布した。

【００４２】そして、上記のように変性シリコーンオイ
ルの含有量を変更させた各粘性インク４２をインク担持
体４１の表面に約５μｍの厚みになるように保持させ、
この各粘性インク４２をそれぞれ上記のように静電潜像
が形成されると共に離型材３２が塗布された像担持体１
の表面に接触させて、像担持体１の表面にインク像を形
成し、このインク像を上記のように転写装置６により普
通紙からなる記録媒体６に転写させて画像を形成した。

【００４３】そして、このように形成された各画像にお
ける画像濃度を調べ、粘性インク４２中における変性シ
リコーンオイルの含有量と形成された画像の画像濃度と
の関係を図３に示した。なお、図３に示した画像濃度の
ランクは、４以上の場合に実用上問題のない画像であ
る。

【００４４】この結果、上記の図２に示したように、粘
性インク４２における変性シリコーンオイルの含有量が
１０重量％以上で、この粘性インク４２の体積抵抗値が
１０ ¹⁰Ω・ｃｍ以下になった粘性インク４２を用いた場
合には、画像濃度のランクが４以上となり、十分な画像
濃度を有する良好な画像が得られた。

【００４５】なお、上記の実施形態においては、像担持
体１の表面に形成された静電潜像にインク担持体４１か
ら粘性インク４２を供給して、像担持体１の表面にイン
ク像を形成するにあたり、静電潜像が形成された像担持
体１の表面に離型材３２を塗布させるようにしたが、必
ずしも、このような離型材３２を静電潜像が形成された
像担持体１の表面に塗布させる必要はなく、図４に示す
ように、上記の離型剤塗布装置３０をなくし、静電潜像
が形成された像担持体１の表面に直接インク担持体４１
に保持された粘性インク４２を接触させて、像担持体１
の表面にインク像を形成することも可能である。

【００４６】そして、このように静電潜像が形成された
像担持体１の表面に離型材３２を塗布せずに、直接粘性
インク４２を静電潜像が形成された像担持体１の表面に
接触させた場合においても、上記のように粘性インク４
２中に変性シリコーンオイル含有させると、上記の場合
と同様に、粘性インク４２の電気抵抗値が低下して画像
濃度が上昇する傾向が確認された。

【００４７】また、上記の実施形態においては、像担持
体１として、円筒状の導電性部材１ａの表面に誘電体層
１ｂが形成されたものを用いるようにしたが、円筒状に
なった導電性部材の表面に感光層が形成された電子写真
用の感光体を像担持体として用い、この像担持体の表面
に従来の電子写真方式に従った潜像形成装置によって静
電潜像を形成することも可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
粘性インクにおいては、シリコーンオイルを用いた粘性
インクにおいて、このシリコーンオイルより低抵抗の変
性シリコーンオイルを含有させるようにしたため、この
粘性インクにおける電気抵抗がこの変性シリコーンオイ
ルによって低下した。

【００４９】そして、この発明における画像形成方法に
おいては、上記のように変性シリコーンオイルが含有さ
れて電気抵抗が低下した粘性インクを静電潜像が形成さ
れた像担持体に供給して画像を形成することにより、像
担持体の静電潜像が形成された部分に粘性インクが十分
に供給されるようになった。

【００５０】この結果、この発明における画像形成方法
によると、シリコーンオイルを用いた粘性インクを使用
して画像を形成する場合において、十分な画像濃度を有
する良好な画像が安定して得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成方法を実
施する状態を示した概略説明図である。

【図２】粘性インク中における変性シリコーンオイルの
含有量と、粘性インクの体積抵抗値との関係を示した図
である。

【図３】粘性インク中における変性シリコーンオイルの
含有量と、形成された画像における画像濃度との関係を
示した図である。

【図４】この発明の他の実施形態における画像形成方法
を実施する状態を示した概略説明図である。

【符号の説明】 １ 像担持体 ２ 潜像形成装置 ５ 転写装置 ６ 記録媒体 ４０ インク現像装置 ４１ インク担持体 ４２ 粘性インク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコーンオイルを用いた粘性インクに
   おいて、上記のシリコーンオイルより低抵抗の変性シリ
   コーンオイルが含有されてなることを特徴とする粘性イ
   ンク。
2. 【請求項２】 静電潜像が形成された像担持体にインク
   を供給して画像を形成する画像形成方法において、上記
   のインクとして、上記の請求項１に記載した粘性インク
   を用いたことを特徴とする画像形成方法。