説明

インク受容性粒子、インク記録用材料、記録方法、記録装置、及びインク受容性粒子収納容器

【課題】印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供すること。前記インク受容性粒子を利用した、インク記録用材料、記録方法、記録装置、及びインク受容性粒子収納容器を提供すること。
【解決手段】水性インクを吸液する成分と、水溶性成分で被覆された、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、を含有するインク受容性粒子。または、水性インクを吸液する成分と、多孔質材料の孔内に充填された、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、を含有するインク受容性粒子

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク受容性粒子、インク記録用材料、記録方法、記録装置、及びインク受容性粒子収納容器に関する。
【背景技術】
【0002】
インクを利用した記録方式では、浸透媒体や非浸透媒体などの多様な記録媒体に対して記録を行うために、中間体に記録した後、記録媒体に転写する方式が提案されている。
【0003】
一方で、インクを受容するインク受容性粒子が吸液性樹脂を含み且つインクの液体成分をトラップするトラップ構造を有し、このインク受容性粒子を中間転写体へ供給した後、これにインクを吐出して、記録媒体へ転写する記録装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
前記インク受容性粒子として、インク組成物と接触したときに水に不溶な形態となる物質を含むものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この特許文献2において、水に不溶な形態となる物質としては、多価金属塩、ポリアリルアミン又はその誘導体が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−347085号公報
【特許文献2】特開2001−150792号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子の提供を目的とする。
また、本発明は、このインク受容性粒子を利用した、インク記録用材料、記録方法、記録装置、及びインク受容性粒子収納容器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
【0008】
請求項1に係る発明は、
水性インクを吸液する成分と、
水溶性成分で被覆された、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、
を含有するインク受容性粒子である。
【0009】
請求項2に係る発明は、
水性インクを吸液する成分と、
多孔質材料の孔内に充填された、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、
を含有するインク受容性粒子である。
【0010】
請求項3に係る発明は、
前記水性インクを吸液する成分が、親水性有機樹脂である請求項1又は請求項2に記載のインク受容性粒子である。
【0011】
請求項4に係る発明は、
前記親水性有機樹脂が、カルボン酸基を有する請求項3に記載のインク受容性粒子である。
【0012】
請求項5に係る発明は、
前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が、前記親水性有機樹脂が有する親水性基と反応することにより解離しにくい塩を形成するカチオンを発生させる材料である請求項3又は請求項4に記載のインク受容性粒子である。
【0013】
請求項6に係る発明は、
前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が、多価金属塩、アミン類、及びその塩の少なくとも1種を含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク受容性粒子である。
【0014】
請求項7に係る発明は、
前記水性インクを吸液する成分が粒子の形態であり、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が粒子の形態であり、且つこれらの複数の粒子が集合した複合体粒子となっている請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク受容性粒子である。
【0015】
請求項8に係る発明は、
水性インクと、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子と、
を備えるインク記録用材料である。
【0016】
請求項9に係る発明は、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を中間転写体上に供給する供給工程と、
前記中間転写体上に供給された前記インク受容性粒子に水性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法である。
【0017】
請求項10に係る発明は、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子に水性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法である。
【0018】
請求項11に係る発明は、
中間転写体と、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を前記中間転写体上に供給する供給装置と、
前記中間転写体上に供給された前記インク受容性粒子に水性インクを吐出するインク吐出装置と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置である。
【0019】
請求項12に係る発明は、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子にインクを吐出するインク吐出装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置である。
【0020】
請求項13に係る発明は、
記録装置に脱着され、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を収納するインク受容性粒子収納容器である。
【発明の効果】
【0021】
請求項1、2に係る発明によれば、水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分を含有しないインク受容性粒子に比べ、印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供することができる。
【0022】
請求項3に係る発明によれば、水性インクを吸液する成分が、親水性有機樹脂ではない場合に比べ、更に印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供することができる。
【0023】
請求項4に係る発明によれば、水性インクを吸液する成分である親水性有機樹脂が、カルボン酸基を有さない場合に比べ、更に印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供することができる。
【0024】
請求項5に係る発明によれば、水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が、水性インクを吸液する成分である親水性有機樹脂が有する親水性基と反応することにより解離しにくい塩を形成するカチオンを発生させる材料ではない場合に比べ、更に印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供することができる。
【0025】
請求項6に係る発明によれば、水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が、多価金属塩、アミン類、及びその塩の少なくとも1種を含有しない場合に比べ、更に印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供することができる。
【0026】
請求項7に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、より効果的に印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子を提供することができる。
【0027】
請求項8に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、印字画像の耐水性が向上するインク記録用材料を提供することができる。
【0028】
請求項9、10に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、印字画像の耐水性が向上する記録方法を提供することができる。
【0029】
請求項11、12に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、印字画像の耐水性が向上する記録装置を提供することができる。
【0030】
請求項13に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、印字画像の耐水性が向上するインク受容性粒子容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】実施形態に係るインク受容性粒子の一例を示す概念図である。
【図2】実施形態に係るインク受容性粒子の他の一例を示す概念図である。
【図3】実施形態に係るインク受容性粒子の他の一例を示す概念図である。
【図4】実施形態に係るインク受容性粒子の他の一例を示す概念図である。
【図5】実施形態に係るインク受容性粒子収納カートリッジを示す斜視図である。
【図6】図5のA−A断面図である。
【図7】実施形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図8】実施形態に係るインク受容性粒子層を示す構成図である。
【図9】他の実施形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図10】他の実施形態に係る記録装置において、画像が形成される工程を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本実施形態について詳細に説明する。なお本明細書で推測する作用によって本発明が制限されることはない。
【0033】
<インク受容性粒子>
本実施形態の第一のインク受容性粒子は、(1)インクを吸液する成分と、(2)水溶性成分で被覆された、前記インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、を含有する。
本実施形態の第二のインク受容性粒子は、(1)インクを吸液する成分と、(2)多孔質材料の孔内に充填された、前記インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、を含有する。
【0034】
本実施形態のインク受容性粒子は、インクと接触したときインク成分を受容するものである。ここで、インク受容性とは、インク成分の少なくとも一部(少なくとも液体成分)を保持することを示す。
【0035】
従来のインク受容性粒子では、印刷後でも依然として吸液能力を保持しているため、画像の耐水性において不充分な場合があった。これに対して、本実施形態のインク受容性粒子では、印刷後に吸液性が低下するように設計されているので、印字画像の耐水性が向上している。
【0036】
具体的には、本実施形態のインク受容性粒子では、水性インクを吸液する成分(以下「吸液性材料」と称する場合がある)のほかに、該吸液性材料の吸液性を低下させる成分(以下「耐久性向上剤」と称する場合がある)を含む。耐久性向上剤によって吸液性材料の吸液性が低下し、結果、印刷後の画像の耐水性が向上する。
【0037】
ここで、吸液性材料と耐久性向上剤とを単純に混合した場合には、これらの間で直ぐに反応が進行してしまい、インクの吸液性が不充分になる恐れがある。そこで、本実施形態では、吸液性材料と耐久性向上剤の反応開始時期を遅らせている。
【0038】
具体的な方策として、第一の態様は、耐久性向上剤を水溶性成分で被覆する方法であり、第二の態様は、耐久性向上剤を多孔質材料の孔内に充填する方法である。
【0039】
第一の態様では、水性インク中の溶媒である水が、吸液性材料により吸液されると共に、耐久性向上剤の表面を被覆している水溶性成分を溶かし、その後、耐久性向上剤を露出させる。露出した耐久性向上剤と吸液性材料とが反応し、インク受容性粒子の吸液性が低下すると考えられる。
このように、第一の態様のインク受容性粒子では、耐久性向上剤が水溶性成分で被覆されていることにより、耐久性向上剤が露出するまでに時間を要し、インク受容性粒子中の吸液性材料がインク中の溶媒を充分吸液するよりも前に吸液性材料の吸液性を低下させないものと考えられる。
【0040】
第二の態様では、インク中の溶媒である水が、吸液性材料により吸液されると共に、多孔質材料の孔内に浸入して耐久性向上剤を孔内から流出させる。流出した耐久性向上剤と吸液性材料とが反応し、インク受容性粒子の吸液性が低下すると考えられる。
このように、第二の態様のインク受容性粒子では、耐久性向上剤が多孔質材料の孔内に充填されていることにより、耐久性向上剤が孔内から流出するまでに時間を要し、インク受容性粒子中の吸液性材料がインク中の溶媒を充分吸液するよりも前に吸液性材料の吸液性を低下させないと考えられる。
【0041】
特に、吸液性材料が、カルボン酸基を有する親水性有機樹脂であり、耐久性向上剤が、多価金属塩、アミン類、及びアンモニウム塩の少なくとも1種である場合には、以下のように作用・機能するものと推測される。
【0042】
第一の態様のインク受容性粒子では、インク中の溶媒である水が耐久性向上剤の表面を被覆する水溶性成分を溶かし、その後さらに、耐久性向上剤である多価金属塩、アミン類、又はアンモニウム塩を溶解して、カチオンを生成する。生じたカチオンが、親水性有機樹脂の吸水性官能基(カルボン酸基)と反応することにより、解離しにくい塩を形成し、吸液性が低下する。
【0043】
第二の態様のインク受容性粒子では、インク中の溶媒である水が多孔質材料を通過し、その際に、多価金属塩、アミン類、又はアンモニウム塩を溶解して、カチオンを生成する。 生じたカチオンが多孔質材料の孔内から流れ出し、親水性有機樹脂の吸水性官能基(カルボン酸基)と反応することにより、解離しにくい塩を形成し、吸液性が低下する。
【0044】
このときの反応メカニズムの一例を説明する。
親水性有機樹脂の吸水性官能基がカルボン酸塩の場合、インク中の溶媒である水と接触することでカルボン酸塩が解離する。
−COONa + HO → −COO + Na+ H+ OH
【0045】
印刷後もカルボン酸塩の状態で残留すると、カルボン酸塩は水との接触によって上記反応式の反応を進行させるため、依然として親水性を有する。よって、印刷後の画像の耐水性が不充分となる。
【0046】
これに対して、耐久性向上剤として、例えば硝酸マグネシウムを添加した場合、硝酸マグネシウムは水との接触によって多価カチオンであるマグネシウムイオンを生成する。
Mg(NO+ HO → Mg2+ + NO2− + H + OH
【0047】
生成したマグネシウムイオンは、カルボン酸イオンと反応し、解離しにくい塩を生成する。
2−COO + Mg2+ → (−COO)Mg
【0048】
このように耐久性向上剤の添加によって解離し難い塩が生成するため、親水性有機樹脂の吸水性官能基(上記例ではカルボン酸塩)による吸液性が低下し、耐水性が向上する。
【0049】
更に本実施形態では、第一の態様および第二の態様のいずれのインク受容性粒子でも、吸液性材料と耐久性向上剤との接触が実質遅れるため、インク受容性粒子中の吸液性材料がインク中の溶媒を充分吸液した後に吸液性材料の吸液性が低下し、結果、優れたインクの吸液性を示しつつ、印字画像の耐水性が向上する。
【0050】
以下ではまず、本実施形態のインク受容性粒子を構成する材料について説明し、その後、インク受容性粒子の形状について説明する。
【0051】
(吸液性材料)
吸液性材料は、水性インク中の溶媒である水を吸液させるため親水性有機樹脂であることが望ましい。また、吸液性材料は弱吸液性樹脂であることが好適である。この弱吸液性樹脂とは、例えば液体として水を吸収する場合、樹脂質量に対して数%(≒5%)から数百%(≒500%)程度の吸液が可能な親液性樹脂を意味する。
弱吸液樹脂の吸液性が上記範囲内にあると、インク受容性粒子のインク保持能が向上し、外環境にあまり依存しない安定的なインク受容性粒子となる。
【0052】
吸液性材料を弱吸液性材料とするには、極性単量体と疎水性単量体との両単量体から構成された共重合体とすることが望ましい。なお、単量体だけでなく、ポリマー/オリゴマー構造などのユニットを開始物質に他のユニットを共重合させるグラフト共重合体やブロック共重合体でもよい。
【0053】
ここで、極性単量体は、−OH、−EOユニット(エチレンオキサイド基)、−COOM(Mは例えば水素、Na、Li、K等のアルカリ金属、アンモニア、有機アミン類等である。)、−SOM(Mは例えば水素、Na、Li、K等のアルカリ金属、アンモニア、有機アミン類等)、−NR(Rは例えば、H、アルキル、フェニル等である。)、−NRX(Rは例えば、H、アルキル、フェニル等であり、Xは例えば、ハロゲン、硫酸根、カルボン酸等の酸アニオン類、BF、等々である。)等を有することが好ましい。

【0054】
極性単量体の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、不飽和カルボン酸、クロトン酸、マレイン酸等が挙げられる。また、極性単量体としては、セルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、でんぷん誘導体、単糖類・多糖類誘導体、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、等の重合性カルボン酸類やこれらの(部分)中和塩類、ビニルアルコール類、ビニルピロリドン、ビニルピリジンやアミノ(メタ)アクリレート及びジメチルアミノ(メタ)アクリレートの如き誘導体、更にはこれらのオニウム塩類、アクリルアミドやイソプロピルアクリルアミド等のアミド類、ポリエチレンオキサイド鎖含有ビニル化合物類、水酸基含有ビニル化合物類、多官能カルボン酸と多価アルコールから構成されるポリエステル類、特にトリメリット酸の如き3官能以上の酸を構成成分として含有し末端カルボン酸や水酸基を多く含む分岐ポリエステル、ポリエチレングリコール構造を含むポリエステル、等も挙げられる。
【0055】
これら極性単量体のなかでも、カチオンを発生させる耐久性向上剤を用いる場合には、アニオン性の極性単量体であることが好ましく、アニオンを発生させる耐久性向上剤を用いる場合にはカチオン性の極性単量体であることが好ましい。
特に、反応前の吸液性の高さと、反応後の吸液性低下度合いの大きさの観点から、カチオンを発生させる耐久性向上剤と、アニオン性の極性単量体との組み合わせが好適である。
【0056】
アニオン性の極性単量体としては、カルボン酸基、スルホン酸基を有する単量体が好適であり、カチオンと反応後に生成する塩の解離し難さの観点から、カルボン酸基を有する単量体がより好適である。
【0057】
疎水性単量体としては、疎水性基を有する単量体が挙げられ、具体的には、例えばエチレン、ブタジエン等のオレフィン;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体;ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、酢酸ビニル、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、アクリロニトリル、及びこれらの誘導体も挙げられる。
【0058】
前記極性単量体と前記疎水性単量体との共重合体である吸液性材料の具体例としては、例えば、スチレン/アルキル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸共重合体等の(メタ)アクリル酸エステル類共重合体、スチレン/(メタ)アクリル酸/(無水)マレイン酸類共重合体、エチレン/プロピレン等のオレフィン系共重合体(又はこの変性体、又は共重合によるカルボン酸ユニット導入物)、トリメリット酸等で酸価を向上した分岐ポリエステル、ポリアミド等が好適である。
【0059】
吸液性材料は、例えば、中和塩構造(例えばカルボン酸塩など)を含んでもよい。このカルボン酸などの中和塩構造は、カチオン(例えばNa,Li等の一価金属カチオン等)を含むインクを吸液したとき、当該カチオンとの相互作用で、アイオノマーを形成する。
【0060】
吸液性材料は、置換或いは未置換アミノ基や、置換或いは未置換ピリジン基を含むことも望ましい。当該基は、殺菌効果や、アニオン基を有する記録材(例えば顔料や染料)との相互作用を及ぼす。
【0061】
吸液性材料としての親水性有機樹脂は、直鎖構造であっても、分岐構造でも良い。
また、親水性有機樹脂は、非架橋もしくは低架橋であることが画像定着性の観点から望ましい。
また、親水性有機樹脂は直鎖構造のランダム共重合体やブロック共重合体でも、分岐構造の重合体(分岐構造のランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体を含む)でも良い。例えば、重縮合で合成されるポリエステルの場合、分岐構造によって末端基が増加する。この分岐構造は、一般的に、ジビニルベンゼン、ジ(メタ)アクリレート類等のいわゆる架橋剤を合成のときに添加する(例えば1%未満の添加)、或いは架橋剤と共に開始剤を多量添加することで得られる。
【0062】
親水性有機樹脂は、低温で定着されるという観点から非結晶樹脂であることが望ましく、そのガラス転移温度(Tg)は、例えば30℃以上150℃以下である。
【0063】
ガラス転移温度(及び融点)は、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求める。主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いられる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行う。
【0064】
有機樹脂の重量平均分子量は、例えば3000以上100000以下の範囲が挙げられる。
【0065】
重量平均分子量は、以下の条件で行ったものである。例えば、GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/分、サンプル注入量10μL、測定温度40℃、IR検出器を用いる。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製する。
【0066】
有機樹脂の酸価は、例えばカルボン酸基(−COOH)換算で50mgKOH/g以上777mgKOH/g以下が挙げられる。このカルボン酸基(−COOH)換算での酸価は、次の方法で測定した値とする。
【0067】
酸価は、JIS K0070に従って行い、中和滴定法を用いた測定で行う。即ち、適当量の試料を分取し、溶剤(ジエチルエーテル/エタノール混合液)100ml、及び、指示薬(フェノールフタレイン溶液)数滴を加え、水浴上で試料が溶けるまで充分に振り混ぜる。これに、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の紅色が30秒間続いた時を終点とする。酸価をA、試料量をS(g)、滴定に用いた0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液をB(ml)、fを0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクターとしたとき、A=(B×f×5.611)/Sとして算出する。
【0068】
また、吸液性材料は、インクから供給されるイオンによりイオン架橋してもよい。具体的には、例えば、吸液性材料中が(メタ)アクリル酸やマレイン酸等のカルボン酸を含む共重合体やカルボン酸を有する(分岐)ポリエステル等、樹脂中にカルボン酸を含む構造単位を有する場合、樹脂中のカルボン酸と水性インク等の液体から供給されるアルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、有機アミン・オニウムカチオン等とでイオン架橋や酸・塩基相互作用等が生じる。
【0069】
インク受容性粒子中の吸液性材料の含有比率は、40質量%以上99.5質量%以下であることが好適であり、50質量%以上99質量%以下であることがより好適であり、60質量%以上99質量%以下であることが更に好適である。
インク受容性粒子全体における吸液性材料101の含有比率は、後述する粒子径の測定方法のように透過型電子顕微鏡を用いて観察し、画像解析によって求められる。
【0070】
更に吸液性材料としては、透明樹脂を適用することが、定着後に保護層として機能させるという観点からは望ましい。
【0071】
親水性有機樹脂は、帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては、例えば、無機酸化物、有機化合物、有機金属錯体等が挙げられる。
帯電制御剤としての無機酸化物には、例えば酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ等を挙げられる。これら無機酸化物は、半導電性(例えば抵抗率が10Ω/□以下)であることがよい。
帯電制御剤としての有機化合物には、樹脂粒子、第四級アンモニウム塩(例えばセチルピリジルクロライド、P−51、P−53(オリエント化学工業製))、有機ホウ酸塩類、イミド化合物、イミダゾール化合物、 ビスフェノール化合物、尿素化合物、オニウム塩等を挙げられる。
帯電制御剤としての有機金属錯体には、イミダゾール金属錯体類、アゾ系金属錯化合物(例えばS−44、S−34(オリエント化学工業製)等)、安息香酸金属錯体、サリチル酸金属錯体(例えばE−84(オリエント化学工業製)等)、カテコール金属錯体等を挙げられる。
【0072】
帯電制御剤の含有量は、インク受容性粒子中、例えば0.1質量%以上30質量%以下である。
【0073】
(耐久性向上剤)
次に、耐久性向上剤について説明する。
本実施形態でいう耐久性向上剤とは、吸液性材料の吸液性を低下させる成分を意味する。
吸液性材料が吸水性基(親水性基)としてアニオン性基を有する場合、耐久性向上剤は、解離し難い塩を形成するカチオンを発生させる材料であることが好ましい。一方、吸液性材料が吸水性基(親水性基)としてカチオン性基を有する場合、耐久性向上剤は、解離し難い塩を形成するアニオンを発生させる材料であることが好ましい。
【0074】
この中でも、反応後の吸液性低下の観点から、吸液性材料の吸水性官能基(例えばカルボン酸基)と反応することにより、解離しにくい塩を形成するカチオンを発生させる材料であることが好適である。
【0075】
解離し難い塩を形成するカチオンを発生させる材料としては、多価金属塩、アミン類若しくはその塩、又はこれらの組み合わせであることが好ましい。
【0076】
前記多価金属塩としては、バリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、錫、マンガン、アルミニウムの他の多価金属の塩化物、硫酸塩、硝酸塩、ギ酸塩、酢酸塩等が挙げられる。
具体的には、塩化バリウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、ギ酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、ギ酸亜鉛、塩化錫、硝酸錫、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、ギ酸マンガン、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、酢酸アルミニウム等が例示される。
これら多価金属塩は単独または2種以上併用してもよい。
【0077】
前記アミン類及びその塩の具体例としては、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジウム塩、イミダゾリウム塩、ポリアミン等が挙げられ、例えば、イソプロピルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、ジプロピルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルピリジニウムクロライド、ステアラミドメチルピリジウムクロライド、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体、ジアリルアミン重合体、モノアリルアミン重合体等が挙げられる。
【0078】
インク受容性粒子中の耐久性向上剤の含有比率は、0.05質量%以上30質量%以下が好ましく、0.1質量%以上20質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上15質量%以下が更に好ましい。
インク受容性粒子中の耐久性向上剤の含有比率は、後述する粒子径の測定方法のように透過型電子顕微鏡を用いて観察し、画像解析によって求められる。
【0079】
インク受容性粒子中の、耐久性向上剤と吸液性材料との含有比率は、質量比で耐久性向上剤:吸液性材料=0.05:99.5以上30:70以下が好ましく、0.1:99.9以上25:75以下がより好ましく、0.2:99.8以上20:80以下が更に好ましい。
耐久性向上剤と吸液性材料との比率は、後述する粒子径の測定方法のように透過型電子顕微鏡を用いて観察し、画像解析によって求められる。
【0080】
(水溶性成分)
本実施形態の第一のインク受容性粒子では、耐久性向上剤粒子の表面を被覆するのに水溶性成分を用いる。
水溶性成分としては、親水性構造単位としてヒドロキシ基を有する樹脂、エーテル結合を有する樹脂、アミド基又はアミド結合を有する樹脂、解離性基としてカルボキシル基を有する樹脂などが挙げられる。
【0081】
前記ヒドロキシ基を有する樹脂としては、ポリビニルアルコール、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アニオン変性ポリビニルアルコール、シラノール変性ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、セルロース系樹脂(メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等)、キチン類、キトサン類、又はデンプンなどが挙げられる。
【0082】
前記エーテル結合を有する樹脂としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレングリコール、又はポリビニルエーテルなどが挙げられる。
【0083】
前記アミド基又はアミド結合を有する樹脂としては、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、又はポリアクリル酸ヒドラジド等が挙げられる。
【0084】
解離性基としてカルボキシル基を有する樹脂としては、ポリアクリル酸塩、マレイン酸樹脂、アルギン酸塩、又はゼラチン類等が挙げられる。
【0085】
上記水溶性成分の中でも、他の成分との反応性の低さと水溶性の高さ、耐久性向上剤粒子の表面被覆性の観点から、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロースが好ましく、ポリエチレングリコールがより好ましい。
【0086】
水溶性成分としてのポリエチレングリコールは、重量平均分子量が1000以上200000以下であることが好ましく、1500以上100000以下であることがより好ましく、2000以上80000以下であることが更に好ましい。
【0087】
吸液性材料と耐久性向上剤との反応が、インクの吸液が充分に行なわれた後に起こるよう、耐久性向上剤粒子の表面に被覆する水溶性成分の厚さは、0.05μm以上10μm以下であることが好適であり、0.1μm以上7μm以下であることがより好適であり、0.2μm以上5μm以下であることが更に好適である。
【0088】
水溶性成分が表面に被覆された耐久性向上剤粒子は、マイクロカプセル法、スプレードライ法などによって作製される。
【0089】
(多孔質材料)
本実施形態の第二のインク受容性粒子では、耐久性向上剤を充填するのに多孔質材料を用いる。
多孔質材料としては、有機多孔質粒子、無機多孔質粒子のいずれでもよいが、耐久性向上剤との相互作用の観点から無機多孔質体が好適である。
【0090】
無機多孔質体としては、ゼオライトを主としたゼオライト系、シリカゲルを主としたシリカゲル系、ガラスを主としたガラス系、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸カルシウム系、リン酸ジルコニウムを主としたリン酸ジルコニウム系、ケイ酸カルシウムなどのケイ酸塩系、酸化チタンを主とした酸化チタン系などがあり、そのほかセラミック、ウィスカーなどが挙げられる。
【0091】
上記多孔質材料の中でも、耐久性向上剤の吸着性の観点から、ゼオライト、シリカゲルが好ましく、ゼオライトがより好ましい。
【0092】
多孔質材料の平均細孔径としては、例えば1オングストローム以上5000オングストローム以下(0.1nm以上500nm以下)程度のものが好適であり、5オングストローム以上3000オングストローム以下(0.5nm以上300nm以下)の平均細孔径であることがより好適である。
【0093】
多孔質材料の平均粒径は、100nm以上20000nm以下であることが好ましく、150nm以上15000nm以下であることがより好ましく、200nm以上10000nm以下であることが更に好ましい。
【0094】
多孔質材料の孔内に耐久性向上剤を充填する方法としては、耐久性向上剤を含有する水溶液中に、多孔質材料を含浸させたのち乾燥する方法が挙げられる。
【0095】
(無機粒子)
本実施形態のインク受容性粒子は、その表面に無機粒子を付着させてもよい。また、粒子内に無機粒子を含有させてもよい。
【0096】
前記無機粒子としては、非多孔質粒子、多孔質粒子のいずれでもよい。無機粒子としては、無色、淡色或いは白色の粒子(例えば、コロイダル・シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ等)が挙げられる。これら無機粒子は、表面処理(部分疎水化処理、特定官能基導入処理等)を施されてもよい。例えば、シリカの場合には、シリカの水酸基をトリメチルクロロシラン、t−ブチルジメチルクロロシランなどのシリル化剤で処理してアルキル基を導入する。シリル化剤によって脱塩酸が生じ、反応が進む。この際、アミンを添加すると塩酸を塩酸塩にして反応が促進される。疎水性基としてアルキル基やフェニル基を有するシランカップリング剤やチタネート系、ジルコネート系等のカップリング剤の処理量や処理条件を制御することでコントロールされる。また、脂肪族アルコール類や高級脂肪酸及び同誘導体類での表面処理を行なってもよい。また、(置換)アミノ基や四級アンモニウム塩構造を有するシランカップリング剤等のカチオン性官能基を有するカップリング剤類、フルオロシランの様なフッ素系官能基を有するカップリング剤、その他カルボン酸等のアニオン性官能基を有するカップリング剤類で表面処理を行なってもよい。なお、これらの無機粒子は、親水性有機樹脂粒子内部に含まれる、所謂内添されていてもよい。
【0097】
(その他添加剤)
本実施形態のインク受容性粒子には、インクの成分を凝集又は増粘させる成分を含むことが望ましい。
この機能を有する成分は、上記有機樹脂粒子の官能基として含んでもよいし、化合物として含んでもよい。当該官能基としては、例えば、カルボン酸、多価金属カチオン、ポリアミン類等などが挙げられる。また、当該化合物としては、無機電解質、有機酸、無機酸、有機アミンなどの凝集剤が好適に挙げられる。
【0098】
無機電解質としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン及び、アルミニウムイオン、バリウムイオン、カルシウムイオン、銅イオン、鉄イオン、マグネシウムイオン、マンガンイオン、ニッケルイオン、スズイオン、チタンイオン、亜鉛イオン等の多価金属イオンと、塩酸、臭酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、チオシアン酸、及び、酢酸、蓚酸、乳酸、フマル酸、フマル酸、クエン酸、サリチル酸、安息香酸等の有機カルボン酸及び、有機スルホン酸の塩等が挙げられる。
【0099】
有機酸としては、具体的にはアルギニン酸、クエン酸、グリシン、グルタミン酸、コハク酸、酒石酸、システイン、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、マレイン酸、マロン酸、リシン、リンゴ酸、及び、これら化合物の誘導体などが挙げられる。
【0100】
有機アミン化合物としては、1級、2級、3級及び4級アミン及びそれらの塩のいずれであっても構わない。
【0101】
これら凝集剤の中でも、多価金属塩(Ca(NO3)、Mg(NO3)、Al(OH3)、ポリ塩化アルミニウム等)が好適に用いられる。
【0102】
凝集剤は単独で使用しても、あるいは2種類以上を混合して使用しても構わない。また、凝集剤の含有量としては、例えば0.01質量%以上30質量%以下(望ましいは、0.1質量%以上15質量%以下であり、より望ましくは、1質量%以上15質量%以下)の範囲が挙げられる。
【0103】
本実施形態のインク受容性粒子には、離型剤が含まれていてもよい。離型剤は、上記有機樹脂に含ませてもよいし、有機樹脂粒子と共に離型剤の粒子を複合化して含ませてもよい。
【0104】
この離型剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;及びそれらの変性物などが挙げられる。これらの中でも結晶性化合物を適用することがよい。
【0105】
(インク受容性粒子の形状)
次に、インク受容性粒子の形状について説明する。
第一の態様のインク受容性粒子及び第一の態様のインク受容性粒子ともに、インクを吸液する成分(吸液性材料)と、インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分(耐久性向上剤)とを少なくとも含有する。
第一の態様では、耐久性向上剤は水溶性成分で被覆されてなる。第二の態様では、耐久性向上剤は、多孔質材料の孔内に充填されてなる。それ以外では、インク受容性粒子の形状について特に制限されない。
【0106】
例えば、前記吸液性材料を結着樹脂としその中に前記耐久性向上剤が含有される一次粒子であってもよいし、または前記吸液性材料及び前記耐久性向上剤の両者が粒子形態でありこれら複数の粒子が集合した複合体粒子であってもよい。以下、この一次粒子又は複合体粒子を「母粒子」と称することがある。
【0107】
インク受容性粒子の具体的な構成の例を図1、図2、図3及び図4に示す。
図1及び図2は、母粒子が1次粒子であるインク受容性粒子100,110を説明する図であって、図1は、第一の実施形態のインク受容性粒子100を表す模式図であり、図2は、第二の実施形態のインク受容性粒子110を表す模式図である。
図3及び図4は、母粒子が複合体粒子であるインク受容性粒子120,130を説明する図であり、図3は、第一の実施形態のインク受容性粒子120を表す模式図であり、図4は、第二の実施形態のインク受容性粒子130を表す模式図である。
【0108】
図1のインク受容性粒子100は、結着樹脂としての吸液性材料101の中に耐久性向上剤102が内包される。耐久性向上剤102は水溶性成分103で被覆される。
図2のインク受容性粒子110は、結着樹脂としての吸液性材料111の中に耐久性向上剤112が内包される。耐久性向上剤112は多孔質材料113に充填される。
【0109】
図1及び図2で示す、母粒子が1次粒子の形態のインク受容性粒子100,110にインクを付与すると、水性インクがインク受容性粒子100,110に付着し、少なくとも水性インクの液体成分は吸液性材料101,111によって吸液される。このようにして、インク受容性粒子100,110は水性インクを受容する。水性インクを受容したインク受容性粒子100,110を記録媒体に転写することで、像が記録される。
【0110】
上述のようにインク受容性粒子100,110の吸液性材料101,111によってインクの液体成分を吸液させるという観点から、インク受容性粒子100,110中では吸液性材料101,111の含有比率を多くすることが望ましい。したがって、本実施形態において、母粒子が1次粒子の形態のインク受容性粒子は、図1及び図2に示すように、吸液性材料101,111中に耐久性向上剤102,112が含まれる形態であることが望ましい。
【0111】
インク受容性粒子100,110の転写後においては、インク受容性粒子100,110を構成する吸液性材料101,111は、インクに含まれる記録材を結着させ或いは被覆する樹脂としても機能させられる。
更に、インク受容性粒子100,110の転写後においては、インク受容性粒子100,110を構成する吸液性材料101,111は、記録材として顔料等の不溶成分、分散粒子状物を用いたインク(例えば顔料インク)の定着性(耐擦性)を改善する機能が果たされ得る。
【0112】
インク受容性粒子100,110の球換算平均粒径としては、例えば0.1μm以上75μm以下の範囲である。
インク受容性粒子100,110全体の球換算平均粒径が上記範囲であると、この構成を有しない場合に比べ、画像の平滑性に優れ、また粉体のハンドリング性の向上により転写体上の所望の位置に粉体を供給でき、高画質が達成される。
【0113】
上記球換算平均粒径は次のようにして求められる。粒子サイズによって最適な測定方法は異なるが、例えば粒子を液体中に分散し光散乱原理で粒径を求める、粒子の投影像を画像処理で求めるなど多種の方法が利用される。汎用的に使用される方法としては、マイクロトラックUPA法やコールターカウンター法が挙げられる。以下、本実施形態において同様である。
【0114】
水溶性成分103で被覆された耐久性向上剤102の球換算平均粒径としては、例えば、0.01μm以上10μm以下の範囲である。
【0115】
耐久性向上剤112を充填した多孔質材料113の球換算平均粒径としては、例えば、0.01μm以上10μm以下の範囲である。
【0116】
水溶性成分103で被覆された耐久性向上剤102の粒径、耐久性向上剤粒子102表面の水溶性成分103の被覆層の平均厚さ、及び耐久性向上剤112を充填した多孔質材料113の粒径は、例えば、インク受容性粒子を樹脂で埋包し、ダイヤモンドカッターなどを用いて薄片状サンプルを形成し、そのサンプルを透過型電子顕微鏡などを用いて観察することによって測定される。
【0117】
母粒子が1次粒子であるインク受容性粒子100は、例えば、吸液性材料101及び水溶性成分103で被覆された耐久性向上剤102をエクストルーダーなどを用いて溶融混練した後、ジェットミルなどの粉砕機により粉砕することによって作製される。
【0118】
母粒子が1次粒子であるインク受容性粒子110は、例えば、吸液性材料111及び孔内に耐久性向上剤112が充填された多孔質材料113をエクストルーダーなどを用いて溶融混練した後、ジェットミルなどの粉砕機により粉砕することによって作製される。
【0119】
インク受容性粒子100,110の粒径は、粉砕条件、分級条件などによって調節される。
【0120】
インク受容性粒子100,110は、必要に応じて、吸液性材料101,111や耐久性向上剤102,112、水溶性成分103、多孔質材料113以外の材料を含んで構成してもよい。更に添加し得る材料としては、例えば、無機材料、多孔質材料、帯電制御剤、ワックス材料、凝集剤、潤滑剤等が挙げられる。
インク受容性粒子100,110中に無機粒子を含有させるとき、無機粒子の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上30μm以下である。
【0121】
また、インク受容性粒子100,110表面には、例えば無機粒子(図示せず)等を付着させてもよい。無機粒子の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上1μm以下である。
【0122】
図3,図4は、母粒子が複合体粒子であるインク受容性粒子120,130を説明する図である。
【0123】
図3のインク受容性粒子120は、吸液性材料粒子121と水溶性成分123で被覆された耐久性向上剤粒子122とで構成され、これらの複数の粒子が集合した複合体粒子となっている。
【0124】
図4のインク受容性粒子130は、吸液性材料粒子131と、耐久性向上剤132を充填する多孔質材料133とで構成され、これらの複数の粒子が集合した複合体粒子となっている。
【0125】
図3及び図4で示される複合体粒子では、各粒子間の空隙により空隙構造が形成される。更に、複合体粒子の表面に無機粒子(図示せず)を付着させてもよい。
【0126】
図3又は図4の複合体粒子であるインク受容性粒子120,130に水性インクを付与すると、まず、水性インクがインク受容性粒子120,130に付着し、少なくともインクの液体成分が複合体粒子のインク受容性粒子120,130を構成する粒子間の空隙(以下、粒子間空隙を「トラップ構造」と称する場合がある)により捕獲(トラップ)される。このとき、インクの成分のうち色材などの記録材は、インク受容性粒子120,130表面に付着又はトラップ構造により捕獲される。このようにして、インク受容性粒子120,130は水性インクを受容する。そして、水性インクを受容したインク受容性粒子120,130を記録媒体に転写することで、記録が行われる。
【0127】
そして、母粒子の形状を複数の粒子が集合した複合体粒子とすることで、インク液体成分は、吸液性材料121,131によって吸液・保持されることに加え、複合体粒子のインク受容性粒子120,130を構成する粒子間の空隙(物理的な粒子壁構造)によっても捕獲される。
よって、このトラップ構造を有する複合体粒子であるインク受容性粒子120,130によるインク液体成分の捕獲は、粒子間の空隙(物理的な粒子壁構造)による物理的及び化学的な捕獲である。
したがって、図3及び図4に示す複合体粒子であるインク受容性粒子120,130は、図1及び図2に示す一次粒子であるインク受容性粒子100,110よりも、インクの吸液性に優れる。
【0128】
ここで、「前記複合体粒子を構成する粒子間の空隙」、即ち「トラップ構造」は、少なくとも液体を捕獲し得る物理的な粒子壁構造である。そして、この空隙の大きさは、最大口径で、例えば0.1μm以上5μm以下の範囲が挙げられる。特に、空隙の大きさは、記録材、特に例えば体積平均粒径100nmの顔料をトラップし得る大きさであることがよい。なお、最大開口径が50nm未満の微細孔が存在してもよい。また、空隙や毛細管は粒子内部で通じていることがよい。
【0129】
この空隙の大きさは、次のようにして求める。粒子表面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置に読み取り、2値化処理により空隙を検出し、空隙の大きさ、及び、分布を解析することで求められる。
【0130】
このように、トラップ構造は、インクの成分のうち液体成分に加えて、記録材もトラップすることがよい。インク液体成分と共に記録材、特に顔料をトラップ構造に捕獲(トラップ)させると、インク受容性粒子内部に記録材が偏在することなく保持・固定される。インクの液体成分は、主にインク溶媒や分散媒(ビヒクル液体)である。
【0131】
インク受容性粒子120,130の転写後においては、インク受容性粒子120,130を構成する吸液性材料121,131は、インクに含まれる記録材を結着させたり或いは被覆したりする樹脂としても機能され得る。
更に、インク受容性粒子120,130の転写後においては、インク受容性粒子120,130を構成する吸液性材料121,131は、記録材として顔料等の不溶成分、分散粒子状物を用いたインク(例えば顔料インク)の定着性(耐擦性)を改善する機能を果たし得る。
【0132】
母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子120,130全体の球換算平均粒径としては、例えば0.1μm以上75μm以下の範囲である。
インク受容性粒子120,130全体の球換算平均粒径が上記範囲であると、この構成を有しない場合に比べ、画像の平滑性に優れ、また粉体のハンドリング性の向上により転写体上の所望の位置に粉体を供給でき、高画質が達成される。
【0133】
上記球換算平均粒径は次のようにして求められる。粒子サイズによって最適な測定方法は異なるが、例えば粒子を液体中に分散し光散乱原理で粒径を求める、粒子の投影像を画像処理で求めるなど多種の方法が利用される。汎用的に使用される方法としては、マイクロトラックUPA法やコールターカウンター法が挙げられる。以下、本実施形態において同様である。
【0134】
母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子120,130において、吸液性材料粒子121,131の球換算平均粒径としては、例えば10nm以上30μm以下の範囲である。
【0135】
また、母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子120において、水溶性成分123で被覆された耐久性向上剤粒子122の球換算平均粒径としては、例えば、10nm以上10μm以下の範囲である。
【0136】
更に、インク受容性粒子120において、吸液性材料粒子121と水溶性成分123で被覆された耐久性向上剤粒子122の粒径比は、インクの受容速度の向上と印刷後の耐水性の向上の両立を図る観点から、吸液性材料粒子121:水溶性成分123で被覆された耐久性向上剤粒子122=10:1以上1:1以下である。なお、この粒径比は上述の球換算平均粒径から求めた値を採用する。
【0137】
また、母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子130において、耐久性向上剤132を充填する多孔質材料133の球換算平均粒径としては、例えば、10nm以上10μm以下の範囲である。
【0138】
更に、インク受容性粒子130において、吸液性材料粒子131と耐久性向上剤132を充填する多孔質材料133との粒径比は、インクの受容速度の向上と印刷後の耐水性の向上の両立を図る観点から、吸液性材料粒子131:多孔質材料133=10:1以上1:1以下である。なお、この粒径比は上述の球換算平均粒径から求めた値を採用する。
【0139】
母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子120,130において、水溶性成分123で被覆された耐久性向上剤122の粒径、耐久性向上剤粒子122表面の水溶性成分123の被覆層の平均厚さ、及び耐久性向上剤132を充填した多孔質材料133の粒径は、例えば、インク受容性粒子を樹脂で埋包し、ダイヤモンドカッターなどを用いて薄片状サンプルを形成し、そのサンプルを透過型電子顕微鏡などを用いて観察することによって測定される。
【0140】
複合体粒子であるインク受容性粒子120,130は、必要に応じて、吸液性材料粒子121,131や耐久性向上剤122,132、水溶性成分123、多孔質材料133以外の材料を第三の粒子(図示せず)として含んで構成してもよく、当該材料としては、例えば、無機材料、多孔質材料、ワックス材料、凝集剤、潤滑剤等が挙げられる。
第三の粒子として無機粒子を含むとき、無機粒子の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上30μm以下である。
【0141】
上述のように、吸液性材料粒子121,131は、吸液性材料のほかに第三成分を含んでもよく、例えば、無機材料、多孔質材料、帯電制御剤、ワックス材料、凝集剤、潤滑剤等を挙げられる。
【0142】
更に、複合体粒子であるインク受容性粒子120,130の表面には、例えば無機粒子(図示せず)等を付着させてもよい。このように外添する無機粒子の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上1μm以下である。
【0143】
複合体粒子であるインク受容性粒子120,130が、吸液性材料粒子121,131及び耐久性向上剤122,132以外に他の粒子を含むとき、その配合の質量比率は、例えば他の粒子が無機粒子の場合、吸液性材料粒子121,131:他の粒子=5:1以上1:10以下の範囲を挙げられる。
【0144】
複合体粒子であるインク受容性粒子120,130は、そのBET比表面積(N)が例えば1m/g以上750m/g以下の範囲内にある。
【0145】
複合体粒子であるインク受容性粒子120は、吸液性材料のエマルジョン溶液、耐久性向上剤のエマルジョン溶液、及び水溶性成分のエマルジョン溶液をそれぞれ調製し、これらのエマルジョン溶液を混合後、スプレードライアーなどを用いて乾燥することで作製される。
【0146】
複合体粒子であるインク受容性粒子130は、吸液性材料のエマルジョン溶液、孔内に耐久性向上剤を充填する多孔質材料133の分散液をそれぞれ調製し、これらのエマルジョン溶液を混合後、スプレードライアーなどを用いて乾燥することで作製される。
【0147】
複合体粒子を構成する吸液性材料粒子121,131及び水溶性成分で表面が被覆された耐久性向上剤粒子122の粒径は、それぞれのエマルジョン粒径によって調節される。具体的には、それぞれの樹脂組成、溶媒、分散剤組成、エマルジョン溶液中の樹脂比率などが挙げられる。
上記エマルジョン粒径は、例えば光散乱原理によって求められる。
【0148】
インク受容性粒子120,130の粒径は、スプレードライアーの乾燥条件(例えば、エマルジョン中の固形分濃度、噴霧圧力)、気流式分級機の分級条件(例えば、エッジ切り込み角、送風圧力)によって調節される。
【0149】
母粒子の形態が複合体粒子であるインク受容性粒子120,130は、例えば、粒子が半焼結状態で造粒されることで得られる。半焼結状態とは、粒子形状がある程度残っており、当該粒子間で空隙を保持している状態を示す。
【0150】
以上説明した本実施形態のインク受容性粒子は、単独で用いてもよいが、キャリアと組み合わせて用いてもよい。キャリアとしては、例えば、電子写真用トナーの現像剤に用いられるキャリアが適用され得る。
【0151】
<インク記録用材料>
本実施形態のインク記録用材料は、少なくとも記録材を含む水性インクと、上記本実施形態のインク受容性粒子と、を備える。
【0152】
以下、インクについて詳細に説明する。
水性インク(以下、単にインクと称する)は、記録材に加え、インク溶媒(例えば、水、水溶性有機溶媒)を含んでいる。また、必要に応じて、その他、添加剤を含んでいてもよい。
【0153】
まず、記録材について説明する。記録材としては、主に色材が挙げられる。色材としては、染料、顔料のいずれを用いてもよいが、顔料であることがよい。顔料としては有機顔料、無機顔料のいずれも使用でき、黒色顔料では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、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料等が挙げられる。黒色とシアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料のほか、赤、緑、青、茶、白等の特定色顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等を使用してもよい。また、本実施形態のために、新規に合成した顔料でも構わない。
【0154】
また、シリカ、アルミナ、又は、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料又は顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等が顔料として使用される。
【0155】
ここで、色材として顔料を使用した場合には、併せて顔料分散剤を用いることが望ましい。使用される顔料分散剤としては、高分子分散剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等が挙げられる。
【0156】
高分子分散剤としては、親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体が好適に用いられる。親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体としては、縮合系重合体と付加重合体とが挙げられる。縮合系重合体としては、公知のポリエステル系分散剤が挙げられる。付加重合体としては、α,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の付加重合体が挙げられる。親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体と疎水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体を組み合わせて共重合することにより目的の高分子分散剤が得られる。また、親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体の単独重合体も用いられる。
【0157】
親水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、りん酸基等を有する単量体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート、ビスメタクリロキシエチルホスフェート、メタクリロオキシエチルフェニルアシドホスフェート、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等が挙げられる。
【0158】
疎水基を有するα,β−エチレン性不飽和基を有する単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸シクロアルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸ジアルキルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル等が挙げられる。
【0159】
高分子分散剤として用いられる、望ましい共重合体の例としては、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。また、これらの重合体に、ポリオキシエチレン基、水酸基を有する単量体を共重合させてもよい。
【0160】
上記高分子分散剤としては、例えば重量平均分子量で2000以上50000以下のものが挙げられる。
【0161】
これら顔料分散剤は、単独で用いても、二種類以上を併用しても構わない。顔料分散剤の添加量は、顔料により大きく異なるため一概には言えないが、一般に顔料に対し、合計で0.1質量%以上100質量%以下が挙げられる。
【0162】
色材として水に自己分散可能な顔料を用いてもよい。水に自己分散可能な顔料とは、顔料表面に水に対する可溶化基を数多く有し、高分子分散剤が存在しなくとも水中で分散する顔料のことを指す。具体的には、通常のいわゆる顔料に対して酸・塩基処理、カップリング剤処理、ポリマーグラフト処理、プラズマ処理、酸化/還元処理等の表面改質処理等を施すことにより、水に自己分散可能な顔料が得られる。
【0163】
また、水に自己分散可能な顔料としては、上記顔料に対して表面改質処理を施した顔料の他、キャボット社製のCab−o−jet−200、Cab−o−jet−300、Cab−o−jet−250、Cab−o−jet−260、Cab−o−jet−270、オリエント化学社製のMicrojet Black CW−1、CW−2等の市販の自己分散顔料等も使用される。
【0164】
自己分散顔料としては、その表面に官能基として少なくともスルホン酸、スルホン酸塩、カルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料であることが望ましい。より望ましくは、表面に官能基として少なくともカルボン酸、又はカルボン酸塩を有する顔料である。
【0165】
更に、樹脂により被覆された顔料等を使用してもよい。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、大日本インキ化学工業社製、東洋インキ社製などの市販のマイクロカプセル顔料だけでなく、本実施形態のために試作されたマイクロカプセル顔料等を使用してもよい。
【0166】
また、高分子物質を上記顔料に物理的に吸着又は化学的に結合させた樹脂分散型顔料を用いてもよい。
【0167】
記録材としては、その他、親水性のアニオン染料、直接染料、カチオン染料、反応性染料、高分子染料等や油溶性染料等の染料類、染料で着色したワックス粉・樹脂粉類やエマルション類、蛍光染料や蛍光顔料、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、フェライトやマグネタイトに代表される強磁性体等の磁性体類、酸化チタン、酸化亜鉛に代表される半導体や光触媒類、その他有機、無機の電子材料粒子類などが挙げられる。
【0168】
記録材の含有量(濃度)は、例えばインクに対して5質量%以上30質量%以下とする。
【0169】
記録材の体積平均粒径は、例えば10nm以上1000nm以下であることが挙げられる。
記録材の体積平均粒径とは、記録材そのものの粒径、又は記録材に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒径をいう。体積平均粒径の測定装置には、マイクロトラックUPA粒度分析計 9340(Leeds&Northrup社製)を用いた。その測定は、インク4mlを測定セルに入れて測定する。なお、測定時の入力値として、粘度にはインクの粘度を、分散粒子の密度は記録材の密度とする。
【0170】
次に、水溶性有機溶媒について説明する。水溶性有機溶媒としては、多価アルコール類、多価アルコール類誘導体、含窒素溶媒、アルコール類、含硫黄溶媒等が使用される。
【0171】
水溶性有機溶媒は、少なくとも1種類以上使用してもよい。水溶性有機溶媒の含有量としては、例えば1質量%以上70質量%以下が挙げられる。
【0172】
次に、水について説明する。水としては、特に不純物が混入することを防止するため、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが望ましい。
【0173】
次に、その他の添加剤について説明する。インクには、界面活性剤を添加してもよい。
【0174】
これら界面活性剤の種類としては、各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、望ましくは、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が用いられる。
【0175】
これらの界面活性剤は単独で使用しても混合して使用してもよい。また界面活性剤の親水性/疎水性バランス(HLB)は、溶解性等を考慮すると3以上20以下の範囲であることが望ましい。
これらの界面活性剤の添加量は、0.001質量%以上5質量%以下が望ましい。
【0176】
また、インクには、その他、浸透性を調整する目的で浸透剤、インク吐出性改善等の特性制御を目的でポリエチレンイミン、ポリアミン類、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等や、導電率、pHを調整するために水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属類の化合物等、その他必要に応じ、pH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、及びキレート化剤等を添加してもよい。
【0177】
次に、インクの好適な特性について説明する。まず、インクの表面張力は、20mN/m以上45mN/m以下であることが挙げられる。
【0178】
ここで、表面張力としては、ウイルヘルミー型表面張力計(協和界面科学株式会社製)を用い、23℃、55%RHの環境において測定した値を採用する。
【0179】
インクの粘度は、1.5mPa・s以上30mPa・s以下であることが挙げられる。
【0180】
ここで、粘度としては、レオマット115(Contraves製)を測定装置として用いて、測定温度は23℃、せん断速度は1400s-1の条件で測定した値を採用した。
【0181】
なお、インクは、上記構成に限定されるものではない。記録材以外に、例えば、液晶材料、電子材料など機能性材料を含むものであってもよい。
【0182】
<インク受容性粒子収納容器(カートリッジ)>
本実施形態のインク受容性粒子収納カートリッジは、記録装置に脱着可能であり、上記本実施形態のインク受容性粒子を収納すると共に、記録装置の粒子塗布装置(粒子供給装置)に当該インク受容性粒子を供給するための部材である。
【0183】
以下、本実施形態のインク受容性粒子収納カートリッジについて図面を参照しつつ説明する。図5は、本実施形態のインク受容性粒子収納するカートリッジを示す斜視図である。図6は、図5のA−A断面図である。
【0184】
本実施形態のインク受容性粒子収納カートリッジ50は、図5及び図6に示すように、円筒状の粒子収納カートリッジ本体51と、この粒子収納カートリッジ本体51の両端に嵌合する側壁部52、54とから構成されている。
【0185】
そして、一端側の粒子収納カートリッジ本体51の周面にはインク受容性粒子を記録装置の粒子塗布装置(粒子供給装置:不図示)に向けて搬出するための搬出口60が設けられている。また、粒子収納カートリッジ本体51に対してスライド自在に帯部56が取付けられている。この帯部56には、搬出口60の外側に搬出口60を格納する格納部58が設けられている。
【0186】
従って、粒子収納カートリッジ50が記録装置に装着されていない状態(或いは装着直後)は、搬出口60は格納部58に格納され、搬出口60から粒子収納カートリッジ本体51内のインク受容性粒子が外に漏れ出ない。
【0187】
また、粒子収納カートリッジ本体51の他端側の側壁部54の中央部分には孔62が開けられており、カップリング部64の連結部66が、この側壁部54の孔62から粒子収納カートリッジ本体51内部に貫通している。また、これにより、カップリング部64は側壁部54に対して、回転自在となっている。
【0188】
そして、アジテーター68が、粒子収納カートリッジ本体51内部に配設されている。アジテーター68は、断面円形の金属製の線状部材、例えば、ステンレス(SUS304WP)からなり、螺旋状に形成されている。また、一方のアジテーターの一端部は、回転軸(回転中心)に向かって曲げられ、カップリング部64の連結部66に連結されている。尚、他方の端部の先は、拘束されていない自由端となっている。
【0189】
アジテーター68はカップリング部64の連結部66から回転力を付与されて回転し、粒子収納カートリッジ本体51内のインク受容性粒子、又はインク受容性粒子及びキャリアを攪拌しながら搬出口60の方に搬送する。このように、粒子を搬出口60から排出し、インク受容性粒子を記録装置に追加補充される。
【0190】
なお、本実施形態のインク受容性粒子収納カートリッジは、上記構成に限られるものではない。
【0191】
<記録装置>
本実施形態の記録装置(記録方法)は、記録材を含むインクと、上記本実施形態のインク受容性粒子と、を用いた記録装置(記録方法)である。
本実施形態の記録装置(記録方法)の1態様としては、中間転写体と、インク受容性粒子を中間転写体上に供給する供給装置(供給工程)と、中間転写体上に供給されたインク受容性粒子にインクを吐出するインク吐出装置(インク吐出工程)と、インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写装置(転写工程)と、記録媒体に転写されたインク受容性粒子を定着する定着装置(定着工程)と、を有し、インク受容性粒子は、インク吐出装置から吐出されたインクを中間転写体上で受容する記録装置(記録方法)である。
【0192】
具体的には、例えば、まず、供給装置により中間体(中間転写体)にインク受容性粒子を層状に供給する。層状に供給されたインク受容性粒子(以下、インク受容性粒子層)に対して、インク吐出装置によりインクを吐出して受容させる。インクを受容したインク受容性粒子層を転写装置により中間体から記録媒体へ転写する。この転写は、インク受容性粒子層の全部或いは記録部(インク受容部)を選択的に行われる。その後、記録媒体に転写されたインク受容性粒子層に対し、定着装置により加圧(或いは加熱・加圧)を施し、定着させる。このようにして、インクを受容したインク受容性粒子による記録が行われる。なお、転写と定着は実質的に同時に行ってもよし、別で行ってもよい。
【0193】
ここで、インク受容性粒子はインクを受容する際、例えば、層状に形成されるが、そのインク受容性粒子層の厚さは、例えば1μm以上100μm以下、望ましくは3μm以上60μm以下、より望ましくは5μm以上30μm以下の範囲が挙げられる。また、インク受容性粒子層中の空隙率(即ち、インク受容性粒子間空隙率+インク受容性粒子内空隙率(トラップ構造))は、例えば10%以上80%以下、望ましくは30以上70%以下、より望ましくは40%以上60%以下の範囲が挙げられる。
【0194】
また、中間体の表面には、インク受容性粒子供給前に予め、離型剤を塗布してもよい。この離型剤としては、(変性)シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素オイル、鉱物油、植物油、ポリアルキレングリコール、アルキレングリコールエーテル、アルカンジオール、溶融ワックス類などが挙げられる。
【0195】
なお、記録媒体としては、浸透媒体(例えば、普通紙や、コート紙等)、非浸透媒体(例えば、アート紙、樹脂フィルムなど)、いずれを適用してもよい。また、記録媒体は、これらに限られず、その他、半導体基板など工業製品も含まれる。
【0196】
一方、本実施形態の記録装置(記録方法)の他の態様としては、本実施形態のインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給装置と、記録媒体上に供給されたインク受容性粒子にインクを吐出するインク吐出装置と、記録媒体上に供給されたインク受容性粒子を定着する定着装置と、を有し、インク受容性粒子が、インク吐出装置から吐出されたインクを記録媒体上で受容する記録装置(記録方法)であってもよい。
【0197】
具体的には、まず、供給装置により記録媒体にインク受容性粒子を層状に供給する。層状に供給されたインク受容性粒子(以下、インク受容性粒子層)に対して、インク吐出装置によりインクを吐出して受容させる。インクを受容したインク受容性粒子層に対し、定着装置により加圧(或いは加熱・加圧)を施し、定着させる。このようにして、インクを受容したインク受容性粒子による記録が行われる。このように、記録媒体に直接、記録媒体上に供給する形態であってもよい。
【0198】
以下、本実施形態の記録装置の実施形態ついて図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同じ作用・機能を有する部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
図7は、本実施形態に係る記録装置を示す構成図である。図8は、実施形態に係るインク受容性粒子層を示す構成図である。
【0199】
実施形態に係る記録装置10は、図7に示すように、無端ベルト状の中間転写体12、中間転写体12表面を帯電させる帯電装置28、中間転写体12上の帯電された領域にインク受容性粒子16を付着させ粒子層を形成する粒子供給装置18、粒子層上にインク滴を吐出し画像を形成するインクジェット記録ヘッド20、記録媒体8を中間転写体12と重ね合わせ、圧力及び熱を加えることにより記録媒体8上にインク受容性粒子層を転写及び定着する転写定着装置22を含んで構成されている。そして、粒子供給装置18には、供給管19Aを介してインク受容性粒子収納カートリッジ19が脱着可能に連結されている。
【0200】
帯電装置28の上流側には、中間転写体12表面から記録媒体8へインク受容性粒子層16Aの転写効率を向上させる為、中間転写体12表面よりインク受容性粒子層16Aを離形促進させる為の離形層14Aを形成する離型剤塗布装置14が配置される。
【0201】
帯電装置28により表面に電荷を形成した中間転写体12の表面は粒子供給装置18にてインク受容性粒子16を層として形成され、粒子層上には各色ごとのインクジェット記録ヘッド20すなわち20K、20C、20M、20Yから各色のインク滴が吐出されカラー画像が形成される。
【0202】
表面にカラー画像が形成された粒子層は転写定着装置(転写定着ローラ)22にて記録媒体8にカラー画像ごと転写される。転写定着装置22の下流には、中間転写体12表面に残留しているインク受容性粒子16の除去、粒子以外の異物(記録媒体8の紙粉等)の中間転写体付着物の除去を行うためのクリーニング装置24が配置されている。
【0203】
カラー画像を転写された記録媒体8はそのまま搬出され、中間転写体12は再度帯電装置28で表面に電荷を形成される。このとき、記録媒体8に転写されたインク受容性粒子はインク滴を吸収・保持するので速やかに搬出される。
【0204】
また、必要に応じて、クリーニング装置24と離型剤塗布装置14の間(以下、AとBとの間とは特記がない限り、いずれも含まない間を意味する)に、中間転写体12表面に残留する電荷を除去する為の除電装置29を配置してもよい。
【0205】
本実施形態においては、中間転写体12は、厚さ1mmのポリイミドフィルムのベース層の上に厚さ400μmのエチレンプロピレンゴム(EPDM)の表面層が形成されている。ここでは表面抵抗値が1013Ω/□程度、体積抵抗値が1012Ω・cm程度(半導電性)である。
【0206】
中間転写体12が周動搬送され、まず離型剤塗布装置14により中間転写体12表面に離形層14Aが形成される。離型剤塗布装置14の塗布ローラ14Cにより中間転写体12表面に離型剤14Dが塗布され、ブレード14Bで層厚を規定する。
【0207】
このとき、連続的に画像形成及びプリントを行う目的で、離型剤塗布装置14を中間転写体12に連続的に接触するようにしてもよいし、中間転写体12から離間して構成としてもよい。
【0208】
離型剤塗布装置14に、独立した液体供給システム(図示せず)より離型剤14Dを供給して、離型剤14Dの供給がとぎれないようにしてもよい。本実施形態においては、アミノシリコーンオイルを離型剤14Dとして使用する。
【0209】
次に、帯電装置28によって正の電荷を中間転写体12表面に付与することにより、中間転写体12表面に正の電荷が帯電される。ここでは、粒子供給装置18の供給ローラ18Aと中間転写体12表面とで形成しうる電界による静電力により、インク受容性粒子16が中間転写体12表面に供給/吸着可能な電位を形成すればよい。
【0210】
本実施形態においては、帯電装置28を用いて、帯電装置28と中間転写体12を挟んで配置されている従動ロール31(グラウンドに接続)間に電圧を印加し、中間転写体12表面を帯電させる構成としている。
【0211】
帯電装置28は、ステンレスを材料とする棒状の外周面に、導電性付与材を分散させた弾性層(発泡ウレタン樹脂)を形成し、体積抵抗率10Ω・cm以上10Ω・cm以下程度に調整したロール形状の部材とする。さらに、弾性層の表面を厚さ5μm以上100μm以下の撥水撥油性のスキン層(PFA)で被覆する。
【0212】
帯電装置28にはDC電源が接続され、従動ロール31はフレームグランドに電気的に接続されている。帯電装置28は、従動ロール31との間で中間転写体12を挟みつつ従動し、押圧位置では、接地された従動ロール31との間に電位差が生じるため、中間転写体12の表面に電荷が与えられる。ここでは帯電装置28により中間転写体12表面に例えば電圧1kvを印加し、中間転写体12表面を帯電させる。
【0213】
また、帯電装置28をコロトロンやブラシで構成してもよい。
【0214】
次に粒子供給装置18により、中間転写体12表面にインク受容性粒子16が供給され、インク受容性粒子層16Aを形成する。粒子供給装置18は、インク受容性粒子16が収容される容器の、中間転写体12と向合う部分に供給ローラ18Aが配され、供給ローラ18Aに押圧するように帯電ブレード18Bが配される。この帯電ブレード18Bは供給ローラ18A表面に付着するインク受容性粒子16の層厚を規制する機能も併せ持つ。
【0215】
供給ローラ18A(導電性ロール)にインク受容性粒子16を供給し、帯電ブレード18B(導電性ブレード)でインク受容性粒子層16Aを規制するとともに中間転写体12表面の電荷と逆極性である負に帯電する。供給ローラ18Aはアルミ製の中実ロール、帯電ブレード18Bは圧力をかけるためにウレタンゴムが獲り付けられた金属板(SUSなど)が用いられる。帯電ブレード18Bはドクター方式で供給ローラ18Aと接する。
【0216】
帯電されたインク受容性粒子16は供給ローラ18A表面に例えば1層の粒子層を形成し、中間転写体12表面と対向する部位に搬送され、これと近接すると供給ローラ18Aと中間転写体12表面との電位差により形成された電界により、帯電したインク受容性粒子16は静電力により中間転写体12表面に移動する。
【0217】
この時、中間転写体12表面に1層の粒子層を形成するように中間転写体12の移動速度と供給ローラ18Aの回転速度を相対的に設定する(周速比)。この周速比は、中間転写体12の帯電量やインク受容性粒子16の帯電量、供給ローラ18Aと中間転写体12の位置関係等、他のパラメータに依存する。
【0218】
上記の、1層のインク受容性粒子層16Aを形成する周速比を基準に、供給ローラ18Aの周速を相対的に早くすることにより、中間転写体12上に供給される粒子数を増加させられる。転写される画像濃度が低い(インク打ち込み量が少ない(例えば0.1g/m以上1.5g/m以下))場合には、層厚を必要最小限の厚さ(例えば、1μm以上5μm以下)とし、また、画像濃度が高い(インク打ち込み量が多い(例えば4g/m以上15g/m以下))場合には、インク液体成分(溶媒や分散媒)を保持可能である充分な層厚(例えば10μm以上25μm以下)となるように制御する。
【0219】
例えば、インク打ち込み量が少ない文字画像等の場合、中間転写体上の1層のインク受容性粒子層に対して像形成を行った場合、インク中の画像形成材(顔料)は中間転写体上のインク受容性粒子層表面にトラップされ、深さ方向に対して分布が少なくなるように、インク受容性粒子表面や内部の粒子空隙に固定される。
【0220】
例えば、最終的な画像となる画像層16Bの上に保護層となる粒子層16Cを設けたい場合は、インク受容性粒子層16Aを3層程度の厚みとし、最上層にインクで像形成を行えば((図8(A)参照)、像形成を行わない2層分の粒子層16Cが転写定着後には保護層となり画像層16Bの上に形成される(図8(B)参照)。
【0221】
あるいは2次色や3次色の画像等、インク打ち込み量が高い画像を形成する場合には、インク受容性粒子層を、インク液体成分(溶媒や分散媒)が保持可能で、記録材(例えば顔料)がトラップされ、最下層まで到達しない充分な粒子数となるようにインク受容性粒子16を積層させる。この場合、転写定着後の画像層表面に画像形成材(顔料)は露出せず、像形成を行わないインク受容性粒子16が画像表面に保護層として形成してもよい。
【0222】
次に、インクジェット記録ヘッド20がインク受容性粒子層16Aにインク滴を付与する。インクジェット記録ヘッド20は画像情報に基づいた位置にインク滴を付与する。
【0223】
最後に、転写定着装置22により記録媒体8と中間転写体12を挟み込んで、インク受容性粒子層16Aに圧力と熱を加える事で、記録媒体8上にインク受容性粒子層16Aが転写される。
【0224】
転写定着装置22は加熱源を内蔵する加熱ロール22Aと、中間転写体12を挟んで対向する加圧ロール22Bとから構成され、加熱ロール22A及び加圧ロール22Bは接して接触部を形成する。加熱ロール22A及び加圧ロール22Bには、アルミコアの外表面にシリコーンゴムを被覆し、更にその上をPFAチューブにて被覆された物を使用してもよい。
【0225】
加熱ロール22Aと加圧ロール22Bの接触部において、ヒーターによりインク受容性粒子層16Aが加熱され、かつ圧力が加わる為、記録媒体8にインク受容性粒子層16Aが転写されると共に定着される。
【0226】
このとき、非画像部におけるインク受容性粒子16を構成する有機樹脂粒子がガラス転移温度Tg)以上に加熱されることにより軟化し(あるいは溶融され)、圧力により中間転写体12表面に形成された離形層14Aからインク受容性粒子層16Aが離形され、記録媒体8上に転写される。この時、加熱によって転写定着性が向上する。本実施形態では加熱ロール22Aの表面を160℃に制御している。この時、インク受容性粒子層16Aに保持されたインク液体成分(溶媒や分散媒)は、転写後もそのままインク受容性粒子層16A内に保持され、定着される。また転写定着装置22より前に、中間転写体12に予備加熱を行ってもよい。
【0227】
図9は、他の実施形態に係る記録装置を示す構成図である。なお、以下の他の実施形態でも、後述するインク受容性粒子として複合体粒子を適用した場合を説明している。
【0228】
他の実施形態に係る記録装置11は、図9に示すように、無端ベルト状の搬送ベルト13を備えている。搬送ベルト13は回転移動し、収容容器(図示略)などから送られてきた記録媒体8を搬送する。
【0229】
まず、搬送ベルト13によって搬送されている記録媒体8に、イオン流制御静電記録ヘッド70(以降、「静電記録ヘッド70」と略して記す)が、放電によるイオン流を制御して記録媒体8上に照射することによって静電潜像を形成する。(図10(A)参照)。
【0230】
記録媒体8に形成された静電潜像を粒子供給装置18が顕像化し、インク受容性粒子16で構成されるインク受容性粒子層16Aを形成する。(図10(B)参照)。
【0231】
記録媒体8に形成されたインク受容性粒子層16Aを、予備定着装置150が予備加熱定着する。
【0232】
予備加熱定着されたインク受容性粒子層16Aに、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色毎のインクジェット記録ヘッド20K、20C、20M、20Yから、画像データに基づき、各色のインク滴が吐出されインク画像が形成される。(図10(C)参照)。なお、以降、各色を区別する必要があるときは、符号の後にY,M,C,Kを付すが、特に、区別する必要がない場合は、Y,M,C,Kを省略する。
【0233】
インク滴の吐出によってインク画像が形成されたインク受容性粒子層16Aは、定着装置23が圧力及び熱を加えることにより記録媒体8上に定着する。
【0234】
なお、静電記録ヘッド70及びインクジェット記録ヘッド20は、記録媒体8の幅以上あるライン型記録ヘッド、所謂FWA(Full Width Array)方式の記録ヘッドである。
【0235】
以上の工程を経て、画像形成が終了し、記録媒体8は装置外に排出される。
【0236】
以上説明した他の実施形態に係る記録装置11では、搬送ベルト13により記録媒体8を搬送しつつ、静電記録ヘッド70により静電潜像を形成し、当該静電潜像に粒子供給装置18よりインク受容性粒子16を供給させ粒子層を形成する。そして、インクジェット記録ヘッド20により粒子層上にインク滴を吐出し画像を形成する。これによりインク受容性粒子16にインクを受容させる。次に、記録媒体8を搬送ベルト13から剥離させた後、定着装置23により圧力及び熱を加えることにより記録媒体8上にインク受容性粒子層が定着される。なお、上記説明した以外は、上記実施形態に係る記録装置と同様であるため、説明を省略する。
【0237】
以上、実施形態においては、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ヘッド20から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてカラー画像が記録媒体8に記録されるようになっているが、本実施形態は記録媒体上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、工業的に用いられる液滴吐出(噴射)装置全般に対して、本実施形態の記録装置を適用してもよい。
【実施例】
【0238】
以下、本実施形態を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本実施形態を制限するものではない。
【0239】
[実施例1]
<親水性有機樹脂のエマルジョン液−1の調製>
・スチレン/アクリル酸ブチルエステル/アクリル酸共重合体(重量平均分子量50,000、カルボン酸基をNaで部分中和した酸価200) 10質量部
・イオン交換水 90質量部
上記材料を混合し、加熱しながら攪拌し、親水性有機樹脂のエマルジョン液−1を調製した。
【0240】
<多孔質材料の分散液−1の調製>
ゼオライト(平均細孔径2nm、平均粒径1μm)500gを、10質量%の硝酸マグネシウム水溶液中に2時間含浸させたのち、70℃、6時間乾燥して、孔内にマグネシウム塩を含有する多孔質材料を調製した。
【0241】
得られた多孔質材料300gをイソプロパノール3000gに分散させ、分散液−1を調製した。
【0242】
<インク受容性粒子−1の作製>
上記エマルジョン液−1及び分散液−1を混合撹拌し、次いでSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。更に、この粒子を気流式分級機で分級した。
【0243】
分級後の粒子100質量部に対して、非晶質シリカ(商品名:RX200、日本アエロジル社製、粒径12nm)2質量部を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子−1を得た。
【0244】
インク受容性粒子−1の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、20μmであった。
また、インク受容性粒子−1における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0245】
[実施例2]
実施例1において、硝酸マグネシウム水溶液のかわりに、酢酸カルシウム水溶液を用い、その他は実施例1と同様にしてインク受容性粒子を作製した。得られたインク受容性粒子−2について、球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、18μmであった。また、インク受容性粒子−2における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0246】
[実施例3]
実施例1において、硝酸マグネシウム水溶液のかわりに、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合体水溶液を用い、その他は実施例1と同様にしてインク受容性粒子を作製した。得られたインク受容性粒子−3について、球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、24μmであった。また、インク受容性粒子−3における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0247】
[実施例4]
実施例1において、ゼオライトのかわりに、平均細孔径20nm、平均粒径13μmのシリカアルミナを用い、その他は実施例1と同様にしてインク受容性粒子を作製した。得られたインク受容性粒子−4について、球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、50μmであった。また、インク受容性粒子−4における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0248】
[実施例5]
実施例1において用いたゼオライトのかわりに、平均細孔径3nm、平均粒径6μmのゼオライトを用い、その他は実施例1と同様にしてインク受容性粒子を作製した。得られたインク受容性粒子−5について、球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、35μmであった。また、インク受容性粒子−5における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0249】
[実施例6]
<親水性有機樹脂のエマルジョン液−2の調製>
・スチレン/アクリル酸−2−エチルヘキシル/メタクリル酸共重合体(重量平均分子量35,000、カルボン酸基をNaで部分中和した酸価180) 15質量部
・イオン交換水 85質量部
上記材料を混合し、加熱しながら攪拌し、親水性有機樹脂のエマルジョン液−2を調製した。
【0250】
<耐久性向上剤粒子の分散液−2の調製>
硝酸マグネシウムとポリエチレングリコール(重量平均分子量10,000)とを用い、マイクロカプセル化製法によって、硝酸マグネシウム粒子の表面がポリエチレングリコールで被覆された耐久性向上剤粒子を作製した。
【0251】
具体的には、ポリエチレングリコール(重量平均分子量10,000)の10質量%トルエン溶液に、100gの硝酸マグネシウムを添加後、激しく攪拌して分散し、この分散液を水相に加えて、さらに分散系を形成した。その後、トルエンと水を蒸発させて、硝酸マグネシウム粒子の表面がポリエチレングリコールで被覆された耐久性向上剤粒子を作製した。
【0252】
得られた耐久性向上剤粒子の粒子径を、上述の透過型電子顕微鏡による測定/解析法によって測定したところ5μmであった。
また、ポリエチレングリコールによる被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡によって測定したところ、0.5μmであった。
【0253】
得られた耐久性向上剤粒子50gをヘキサン500gに分散させ、分散液−2を調製した。
【0254】
<インク受容性粒子−6の作製>
上記エマルジョン液−2及び分散液−2を、3流体型のノズルを用いて試作したSpray−Dry機を用いて、別々のノズルから同時に噴射し、混合粒子化した。更に、この粒子を気流式分級機で分級した。
【0255】
分級後の粒子100質量部に対して、非晶質シリカ(商品名:RX300、日本アエロジル社製、粒径7nm)2質量部を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子−6を得た。
【0256】
インク受容性粒子−6の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200、日機装社製)によって測定したところ、25μmであった。
また、インク受容性粒子−6における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.4μmであった。
【0257】
[実施例7]
実施例6において、硝酸マグネシウムのかわりに、硫酸亜鉛を用い、その他は実施例6と同様にしてインク受容性粒子−7を作製した。得られた耐久性向上剤粒子の粒子径を、上述の透過型電子顕微鏡による測定/解析法によって測定したところ、6μmであった。また、ポリエチレングリコールによる被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡によって測定したところ、0.5μmであった。
実施例6同様に、インク受容性粒子−7の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200、日機装社製)によって測定したところ、30μmであった。また、インク受容性粒子−7における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.4μmであった。
【0258】
[実施例8]
実施例6において、硝酸マグネシウムのかわりに、ジアリルアミン重合体を用い、その他は実施例6と同様にしてインク受容性粒子−8を作製した。得られた耐久性向上剤粒子の粒子径を、上述の透過型電子顕微鏡による測定/解析法によって測定したところ、5μmであった。また、ポリエチレングリコールによる被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡によって測定したところ、0.5μmであった。
実施例6同様に、インク受容性粒子−8の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200、日機装社製)によって測定したところ、27μmであった。また、インク受容性粒子−8における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.4μmであった。
【0259】
[実施例9]
実施例6において、ポリエチレングリコールのかわりに、ポリビニルアルコール(重量平均分子量20000)を用い、その他は実施例6と同様にしてインク受容性粒子−9を作製した。得られた耐久性向上剤粒子の粒子径を、上述の透過型電子顕微鏡による測定/解析法によって測定したところ、4μmであった。また、ポリビニルアルコールによる被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡によって測定したところ、0.4μmであった。
実施例6同様に、インク受容性粒子−9の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200、日機装社製)によって測定したところ、22μmであった。また、インク受容性粒子−9における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.4μmであった。
【0260】
[実施例10]
実施例6において用いたポリエチレングリコールのかわりに、重量平均分子量200000のポリエチレングリコールを用い、その他は実施例6と同様にしてインク受容性粒子−10を作製した。得られた耐久性向上剤粒子の粒子径を、上述の透過型電子顕微鏡による測定/解析法によって測定したところ、5μmであった。また、ポリエチレングリコールによる被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡によって測定したところ、0.4μmであった。
実施例6同様に、インク受容性粒子−10の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200、日機装社製)によって測定したところ、18μmであった。また、インク受容性粒子−10における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.4μmであった。
【0261】
[実施例11]
実施例6において、ポリエチレングリコールのトルエン溶液を10質量%から0.5質量%に低めたものを用い、その他は実施例6と同様にしてインク受容性粒子−11を作製した。得られた耐久性向上剤粒子の粒子径を、上述の透過型電子顕微鏡による測定/解析法によって測定したところ、6μmであった。また、ポリエチレングリコールによる被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡によって測定したところ、0.03μmであった。
実施例6同様に、インク受容性粒子−11の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、29μmであった。また、インク受容性粒子−11における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.4μmであった。
【0262】
[比較例1]
<親水性有機樹脂のエマルジョン液−3の調製>
・スチレン/アクリル酸共重合体(重量平均分子量15,000、カルボン酸基をNaで部分中和した酸価300) 20質量部
・イオン交換水 80質量部
上記材料を混合し、加熱しながら攪拌し、親水性有機樹脂のエマルジョン液−3を調製した。
【0263】
<比較のインク受容性粒子−1の作製>
上記エマルジョン液−3を、Spray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。更に、この粒子を気流式分級機で分級した。
【0264】
分級後の粒子100質量部に対して、非晶質シリカ(商品名:NAX50、日本アエロジル社製、粒径30nm)0.3質量部を攪拌混合し、複合体粒子である比較のインク受容性粒子−1を得た。
【0265】
比較のインク受容性粒子−1の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、8μmであった。
また、比較のインク受容性粒子−1における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0266】
[比較例2]
実施例1で用いた、親水性有機樹脂のエマルジョン液−1および10質量%の硝酸マグネシウム水溶液を3流体型のノズルを用いて試作したSpray−Dry機により、別々のノズルから同時噴射し、混合粒子化した。更に、この粒子を気流式分級機で分級した。
分級後の粒子100質量部に対して、非晶質シリカ(商品名:NX90、日本アエロジル社製、粒径20nm)0.2質量部を攪拌混合し、複合体粒子である比較のインク受容性粒子−2を得た。
比較のインク受容性粒子−2の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200/日機装社製)によって測定したところ、12μmであった。
また、比較のインク受容性粒子−2における親水性有機樹脂粒子の粒子径を、上述した透過型電子顕微鏡を用いた測定/解析法によって測定したところ0.3μmであった。
【0267】
−ブラックインクの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ2μmのメンブレンフィルターを用いて濾過することによりブラックインクを調製した。
【0268】
(インク成分)
・カルボン酸基を有する自己分散可能なカーボンブラック(商品名:Cabojet 300、キャボット社製) 5質量部
・トリエチレングリコール 25質量部
・プロピレングリコール 15質量部
・N−メチル−2−ピロリドン 15質量部
・オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー(商品名:プルロニック PE6400、BASF社製) 1質量部
・イオン交換水 40質量部
【0269】
上記組成に更に水酸化ナトリウムを加えてpHを調整した。
得られたブラックインクは、表面張力=38mN/m、粘度=6.4mPa・s、pH=7.9であった。
【0270】
−シアンインクの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ2μmのメンブレンフィルターを用いて濾過することによりシアンインクを調製した。
【0271】
(インク成分)
・カルボン酸基を有する自己分散可能な銅フタロシアニン顔料(商品名:Cabojet 250C、キャボット社製) 3.5質量部
・ジエチレングリコール 15質量部
・テトラエチレングリコール 20質量部
・1,2−ペンタンジオール 10質量部
・イオン交換水 55質量部
【0272】
上記組成に更に水酸化ナトリウムを加えてpHを調整した。
得られたシアンインクは、表面張力=38mN/m、粘度=5.3mPa・s、pH=8.5であった。
【0273】
−マゼンタインクの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ2μmのメンブレンフィルターを用いて濾過することによりマゼンタインクを調製した。
【0274】
(インク成分)
・カルボン酸基を有する自己分散可能なキナクリドン系マゼンタ顔料(商品名:Cabojet 260M、キャボット社製) 6質量部
・ジプロピレングリコール 7質量部
・グリセリン 15質量部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 10質量部
・オルフィンE1010(日信化学工業社製) 0.5質量部
・イオン交換水 60質量部
【0275】
上記組成に更に水酸化ナトリウムを加えてpHを調整した。
得られたマゼンタインクは、表面張力=29mN/m、粘度=4.2mPa・s、pH=8.4であった。
【0276】
−イエローインクの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ2μmのメンブレンフィルターを用いて濾過することによりイエローインクを調製した。
【0277】
(インク成分)
・カルボン酸基を有する自己分散可能なアゾ系イエロー顔料(商品名:Cabojet 270Y、キャボット社製) 5質量部
・ポリエチレングリコール400 10質量部
・2−ピロリドン 5質量部
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル 7質量部
・オキシエチレンステアリルエーテル 2質量部
・ポリエーテル変性ジメチルシリコーンポリマー 2質量部
・イオン交換水 70質量部
【0278】
上記組成に更に水酸化ナトリウムを加えてpHを調整した。
得られたイエローインクは、表面張力=27mN/m、粘度=2.8mPa・s、pH=8.0であった。
【0279】
[実施例1〜11、比較例1〜2]
上記各粒子をインク受容性粒子として利用し、上記インクのいずれかを下記表1の組み合わせで用いて以下の評価を行った。結果を表1に示す。
【0280】
<印刷後の画像の耐水性の評価>
ケーキプリンターを用いて、フッ素コートされた樹脂ベルトで構成される中間媒体上に上記インク受容性粒子を散布した。この時、インク受容性粒子の散布量は粒子の種類によって異なっていたが、5g/m以上12g/m以下の範囲であった。
【0281】
そして、供給されたインク受容性粒子の層上に、ピエゾ型インクジェット装置(試作機/富士ゼロックス社製)の記録ヘッドから解像度600dpi(dpi:1インチ当たりのドット数)の画像面積率で2pLのインクを付与し、線画像を形成した。
記録媒体としてのOK金藤(王子製紙社製)と中間転写体上で画像が形成されたインク受容性粒子層とを3×10Paで圧接し、90℃×1分間記録媒体を加熱して定着を行った。
【0282】
このようにして得られた画像に対して、水を約1mlスプレー噴射した後、白紙(C2紙、富士ゼロックス社製)を画像に重ねて1×10Paで押圧した。このとき白紙への画像の転写の様子を下記評価基準で評価した。
【0283】
◎:画像が全く重ねた白紙に転写しない
○:わずかに重ねた白紙への画像の転写が見られるが、紙上の画像乱れは全く検知できない。
△:重ねた白紙への画像の転写があり、わずかに画像乱れが検出される。
×:重ねた白紙への画像の転写がかなり多くあり、目視で画像の乱れが明らかに検知される。
【0284】
<乾燥時間(吸液速度)>
上記耐水性の評価と同様にして、中間転写体上にインク受容性粒子を散布した。その供給されたインク受容性粒子の層上に対し、ピエゾ型インクジェット装置(試作機/富士ゼロックス社製)の記録ヘッドから4.5g/mとなるようにインクを付与し、100%カバレッジパターンを形成した。
形成された画像部分に普通紙(C2紙:富士ゼロックス株式会社製)を2×10Paの荷重で押し当て、普通紙側にインクが転写されなくなるまでの時間を測定した。評価基準は以下の通りである。
【0285】
◎:乾燥時間が0.5秒未満
○:乾燥時間が0.5秒以上1秒未満
△:乾燥時間が1秒以上3秒未満
×:乾燥時間が3秒以上
【0286】
【表1】

【符号の説明】
【0287】
8 記録媒体
10、11 記録装置
12 中間転写体
13 搬送ベルト
14 離型剤塗布装置
14A 離型層
14B ブレード
14C 塗布ローラ
14D 離型剤
16 インク受容性粒子
16A インク受容性粒子層
16B 画像層
16C 粒子層
16D 残留粒子
18 インク受容性粒子供給装置
18A 供給ローラ
18B 帯電ブレード
19 インク受容性粒子収納カートリッジ
19A 供給管
20 インクジェット記録ヘッド
22 転写定着装置(転写定着ローラ)
23 定着装置
24 クリーニング装置
28 帯電装置
29 除電装置
31 従動ロール
50 インク受容性粒子収納カートリッジ
51 インク受容性粒子収納カートリッジ本体
52,54 側壁部
56 帯部
58 格納部
60 搬出口
62 孔
64 カップリング部
66 連結部
68 アジテーター
70 静電記録ヘッド
100,110,120,130 インク受容性粒子
101,111,121,131 吸液性材料
102,112,122,132 耐久性向上剤
103,123 水溶性成分
113,133 多孔質材料
150 予備定着装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水性インクを吸液する成分と、
水溶性成分で被覆された、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、
を含有するインク受容性粒子。
【請求項2】
水性インクを吸液する成分と、
多孔質材料の孔内に充填された、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分と、
を含有するインク受容性粒子。
【請求項3】
前記水性インクを吸液する成分が、親水性有機樹脂である請求項1又は請求項2に記載のインク受容性粒子。
【請求項4】
前記親水性有機樹脂が、カルボン酸基を有する請求項3に記載のインク受容性粒子。
【請求項5】
前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が、前記親水性有機樹脂が有する親水性基と反応することにより解離しにくい塩を形成するカチオンを発生させる材料である請求項3又は請求項4に記載のインク受容性粒子。
【請求項6】
前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が、多価金属塩、アミン類、及びその塩の少なくとも1種を含有する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインク受容性粒子。
【請求項7】
前記水性インクを吸液する成分が粒子の形態であり、前記水性インクを吸液する成分の吸液性を低下させる成分が粒子の形態であり、且つこれらの複数の粒子が集合した複合体粒子となっている請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインク受容性粒子。
【請求項8】
水性インクと、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子と、
を備えるインク記録用材料。
【請求項9】
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を中間転写体上に供給する供給工程と、
前記中間転写体上に供給された前記インク受容性粒子に水性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法。
【請求項10】
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子に水性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法。
【請求項11】
中間転写体と、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を前記中間転写体上に供給する供給装置と、
前記中間転写体上に供給された前記インク受容性粒子に水性インクを吐出するインク吐出装置と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置。
【請求項12】
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子にインクを吐出するインク吐出装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置。
【請求項13】
記録装置に脱着され、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のインク受容性粒子を収納するインク受容性粒子収納容器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図6】
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【図5】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−179570(P2010−179570A)
【公開日】平成22年8月19日(2010.8.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−25249(P2009−25249)
【出願日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】