説明

インク受容性粒子、記録用の材料および記録装置

【課題】転写性が向上され、画像ムラの発生が抑制されるインク受容性粒子の提供。
【解決手段】TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10bが80℃以上150℃以下、等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100wが40℃以下、等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400wが50℃以上であり、インクを受容することを特徴と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、記録用の材料および記録装置に関する。
【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記録を行うために、インク受容性粒子を散布した中間転写体にインクを打滴した後、記録媒体に転写する方式が提案されている。より具体的には、インクの液体成分をトラップするトラップ構造を有し、且つ吸液性樹脂を含んで構成されたインク受容性粒子を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2006−347085号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、転写性が向上されるインク受容性粒子、画像ムラの発生が抑制される記録用の材料、および画像ムラの発生が抑制される記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
請求項1に係る発明は、
TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10bが80℃以上150℃以下、
等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100wが40℃以下、
等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400wが50℃以上であり、
インクを受容することを特徴とするインク受容性粒子である。
【0005】
請求項2に係る発明は、
等量の水を吸収し、更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときのTMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10dが50℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子である。
【0006】
請求項3に係る発明は、
重量平均分子量が3万以上20万以下である樹脂(A)を含む粒子(A)と、重量平均分子量が1万以上5万以下であると共に前記樹脂(A)よりも重量平均分子量が小さい樹脂(B)を含む粒子(B)と、を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインク受容性粒子である。
【0007】
請求項4に係る発明は、
前記樹脂(A)は、カルボン酸塩のモル濃度が2.1×10−3mol/g以上4.5×10−3mol/g以下であり、
前記樹脂(B)は、カルボン酸塩のモル濃度が1.0×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であると共に前記樹脂(A)よりもカルボン酸塩のモル濃度が低いことを特徴とする請求項3に記載のインク受容性粒子である。
【0008】
請求項5に係る発明は、
前記粒子(A)と前記粒子(B)との混合比(粒子(A)の量:粒子(B)の量(質量比))が10:90〜90:10であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のインク受容性粒子である。
【0009】
請求項6に係る発明は、
カルボン酸塩のモル濃度が2.1×10−3mol/g以上4.5×10−3mol/g以下である樹脂(a)を含む粒子(a)と、カルボン酸塩のモル濃度が1.0×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であると共に前記樹脂(a)よりもカルボン酸塩のモル濃度が低い樹脂(b)を含む粒子(b)と、を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインク受容性粒子である。
【0010】
請求項7に係る発明は、
前記粒子(a)と前記粒子(b)との混合比(粒子(a)の量:粒子(b)の量(質量比))が10:90〜90:10であることを特徴とする請求項6に記載のインク受容性粒子である。
【0011】
請求項8に係る発明は、
インクと、請求項1〜請求項7の何れか一項に記載のインク受容性粒子と、を備える記録用の材料である。
【0012】
請求項9に係る発明は、
中間転写体と、
請求項1〜請求項7の何れか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手段と、
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インクを吐出するインク吐出手段と、
前記インク受容性粒子および前記インクを記録媒体に転写する転写手段と、
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手段と、を有することを特徴とする記録装置である。
【発明の効果】
【0013】
請求項1に係る発明によれば、インク受容性粒子の軟化温度および等量の水を吸収したときのインク受容性粒子の軟化温度を考慮しない場合に比べ、インク受容性粒子の転写性が向上する。
【0014】
請求項2に係る発明によれば、等量の水を吸収し更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときのインク受容性粒子の軟化温度を考慮しない場合に比べ、定着後の画像におけるブロッキング(凝集)が抑制される。
【0015】
請求項3に係る発明によれば、粒子(A)および粒子(B)に含まれる樹脂の重量平均分子量を考慮しない場合に比べ、インク受容性粒子の転写性が向上する。
【0016】
請求項4に係る発明によれば、粒子(A)および粒子(B)に含まれる樹脂におけるカルボン酸塩のモル濃度を考慮しない場合に比べ、吸液時間が短くなる。
【0017】
請求項5に係る発明によれば、粒子(A)と粒子(B)との混合比を考慮しない場合に比べ、吸液時間が短くなる。
【0018】
請求項6に係る発明によれば、粒子(a)および粒子(b)に含まれる樹脂におけるカルボン酸塩のモル濃度を考慮しない場合に比べ、吸液時間が短くなる。
【0019】
請求項7に係る発明によれば、粒子(a)と粒子(b)との混合比を考慮しない場合に比べ、吸液時間が短くなる。
【0020】
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、画像ムラの発生が抑制される。
【0021】
請求項9に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、画像ムラの発生が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
[第1実施形態:インク受容性粒子]
第1実施形態に係るインク受容性粒子は、
・TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10b(以下、単に「軟化温度Ts10b」と称すことがある)が80℃以上150℃以下
・等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100w(以下、単に「軟化温度Ts100w」と称すことがある)が40℃以下
・等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400w(以下、単に「軟化温度Ts400w」と称すことがある)が50℃以上
であり、インクを受容することを特徴とする。
【0023】
従来、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、を経て画像を形成する中間転写画像記録方式においては、定着された画像において画像ムラが生じる問題があった。
上記画像ムラの発生について本発明者らが鋭意検討した結果、必ずしも明確ではないものの、以下のメカニズムによって生じるものと推察される。
【0024】
インク中の液体成分を吸液した際におけるインク受容性粒子の軟化点が低過ぎる場合、インクを受容した後のインク受容性粒子が溶解し過ぎるため、中間転写体から記録媒体へ転写する際に中間転写体上にもインク受容性粒子が残留してしまい、転写性が劣る。記録媒体への転写が良好に行われないことによって転写されるインク受容性粒子にムラが発生し、結果として定着後の画像ムラが発生するものと推察される。
一方、インク中の液体成分を吸液した際におけるインク受容性粒子の軟化点が高過ぎる場合、インクを受容した後のインク受容性粒子が軟化せずに硬い粒子のまま存在し粘着性が向上しない。粘着性が低いインク受容性粒子は、中間転写体から記録媒体へ転写する際中間転写体上に残留してしまい、転写性が劣る。記録媒体への転写が良好に行われないことによって転写されるインク受容性粒子にムラが発生し、結果として定着後の画像ムラが発生するものと推察される。
【0025】
これに対し本発明者らは、インク中の液体成分を吸液した際におけるインク受容性粒子の軟化点を制御することにより、画像ムラの発生が抑制されることを見出した。より具体的には、TMA針入法により測定した軟化温度Ts10bを制御すると共に、インク中の液体成分を吸液した際におけるインク受容性粒子の軟化点を想定し、等量の水を吸収したときのTMA針入法により測定した軟化温度Ts100wおよび軟化温度Ts400wを制御することにより、転写性が向上し、画像ムラの発生が抑制されることを見出した。
【0026】
・TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10b
第1実施形態に係るインク受容性粒子の軟化温度Ts10b(吸水等を行っていない状態でのインク受容性粒子における軟化温度Ts10b)が80℃未満であると、インク受容性粒子が軟化し過ぎるために転写性が劣り、定着後の画像ムラが発生する。一方、軟化温度Ts10bが150℃を超えると、充分な粘着性が得られないために転写性が劣り、定着後の画像ムラが発生する。
【0027】
・等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100w
第1実施形態に係るインク受容性粒子における、等量の水を吸収したときの軟化温度Ts100wが40℃を超えると、充分な粘着性が得られないために転写性が劣り、定着後の画像ムラが発生する。また、併せて、粘着性が弱いために定着後の画像において剥離しやすいとの欠点も有する。
上記軟化温度Ts100wは、更に30℃以下であることが好ましい。また、軟化温度Ts100wの測定下限は、水が凍結する温度(0℃)である。
【0028】
・等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400w
第1実施形態に係るインク受容性粒子における、等量の水を吸収したときの軟化温度Ts400wが50℃未満であると、インク受容性粒子が軟化し過ぎるために転写性が劣り、定着後の画像ムラが発生する。また、併せて、軟化しやすいために定着後の画像が圧力により溶解(ペンオフセット)しやすいとの欠点や、定着後の画像においてブロッキング(凝集)が発生しやすいとの欠点も有する。
上記軟化温度Ts400wは、更に60℃以上であることが好ましい。また、軟化温度Ts400wの測定上限は、後述の測定装置においては300℃である。
【0029】
・軟化温度Ts400wとTs100wとの差
また、第1実施形態に係るインク受容性粒子においては、「等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400w」と「等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100w」との差(軟化温度Ts400w−軟化温度Ts100w)が10℃以上となる。上記の差が10℃未満であると、定着のラチチュードが狭くなるため、インク受容性粒子の定着時に定着不良が発生する。
上記差(軟化温度Ts400w−軟化温度Ts100w)は、更には20℃以上であることがより好ましい。
【0030】
・等量の水を吸収し更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときのTMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10d
第1実施形態に係るインク受容性粒子における、等量の水を吸収し、更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときの軟化温度Ts10dは50℃以上であることが好ましい。50℃以上であることにより、定着後の画像におけるブロッキング(凝集)が抑制され、画像の耐久性が向上する。
上記軟化温度Ts10dは、更に60℃以上であることが好ましい。また、測定上限は、後述の測定装置においては300℃である。
【0031】
[TMA針入法]
TMA針入法とは、圧力一定のもと昇温レートを一定にして温度を上げ、サンプルに対する針の入り方を測定して、軟化温度を測定する方法である。本明細書に記載の数値は、測定装置としてSII(Seiko Instruments Inc.)社製のEXSTAR6000 TMA/SS6000を用いて測定されるものである。具体的には、サンプル(インク受容性粒子)を直径5mm高さ5mmのアルミカップに高さ2mmになるように詰め、針として膨張圧縮プローブ(直径3mm、石英製)を用いて圧力10gf(一定)、昇温レート5℃/minにて測定される。
尚、本明細書においては、TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度を「Ts10」、TMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度を「Ts100」、とはTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度「Ts400」、と表現する。
【0032】
また、「等量の水を吸収したとき」のTMA針入法による測定は、サンプルに対し等量の水を滴下・混合して吸水させ、吸水後のサンプルを前記アルミカップに詰めて測定を行う。
更に、「等量の水を吸収し更に吸収した水の70質量%を乾燥させたとき」のTMA針入法による測定は、上記のごとく吸水させた後のサンプルをアルミカップに詰め、乾燥器(As one社製、真空乾燥器VO−FR1)中で80℃で乾燥し、吸収した水の70質量%を減少させ、乾燥後のサンプルで測定を行う。
【0033】
次いで、第1実施形態に係るインク受容性粒子の材料について詳細に説明する。
尚、上記第1実施形態におけるインク受容性粒子は、インクが当該粒子と接触したとき、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。
【0034】
上記インク受容性粒子は、吸液粒子の単独粒子(以下、「一次粒子」と称する場合がある)で構成してもよいし、少なくとも吸液粒子が集合した複合体粒子であってもよい。この吸液粒子の単独粒子、または少なくとも吸液粒子が集合した複合体粒子を「母粒子」と称することがある。
【0035】
ここで、インク受容性粒子が1種の吸液粒子の単独粒子で構成された形態の場合、インク受容性粒子がインクを受容する際、インクがインク受容性粒子に付着すると、少なくともインクの液体成分が吸液粒子によって吸液される。
【0036】
このようにして、インク受容性粒子はインクを受容する。そして、インクを受容したインク受容性粒子を記録媒体に転写することで、記録が行われる。
【0037】
インク受容性粒子が少なくとも吸液粒子が集合した複合体粒子で構成された形態の場合、インク受容性粒子がインクを受容する際、まず、インクがインク受容性粒子に付着すると、少なくともインクの液体成分が、複合体粒子を構成する粒子(少なくとも吸液粒子)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は、インク受容性粒子表面に付着またはトラップ構造により捕獲(トラップ)される。そして、この空隙に存在するインクが粒子によって吸液される。このようにして、インク受容性粒子はインクを受容する。そして、インクを受容したインク受容性粒子を記録媒体に転写することで、記録が行われる。
【0038】
このトラップ構造によるインク成分(液体成分、色材)の捕獲(トラップ)は、粒子間の空隙(物理的な粒子壁構造)による物理的および/または化学的な捕獲である。
【0039】
そして、少なくとも吸液粒子が集合した複合体粒子で構成された形態を適用することで、当該複合体粒子を構成する粒子間の空隙(物理的な粒子壁構造)による捕獲(トラップ)に加え、吸液粒子によってインク液体成分が吸液・保持される。
【0040】
また、インク受容性粒子の転写後、インク受容性粒子を構成する吸液粒子の成分は、インクに含まれる色材の結着樹脂や被覆樹脂としても機能する。特に、インク受容性粒子を構成する吸液粒子の成分として、透明樹脂を適用することが望ましい。
【0041】
なお、色材として例えば顔料等の不溶成分、分散粒子状物等を用いたインク(例えば顔料インク)の定着性(耐擦性)を改善するためにはインクに多量の樹脂添加が必要だが、インク(その処理液含む)中に多量のポリマーを添加すると、インク吐出手段のノズル目詰り等の信頼性が悪化してしまう。これに対し、第1実施形態では、インク受容性粒子を構成する樹脂成分が当該樹脂の機能を果たすことも可能である。
【0042】
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、望ましくは0.3μm以上1μm以下の範囲が挙げられる。特に、空隙の大きさは、色材、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。
【0043】
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、および、分布を解析することで求めることが可能である。
【0044】
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だけでなく、色材もトラップすることがよい。インク液体成分と共に色材、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色材が偏在することなく保持・固定される。なお、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。
【0045】
上述のように、第1の実施形態のインク受容性粒子は、母粒子が吸液粒子単独の粒子で構成された形態であってもよく、少なくとも吸液粒子が集合した複合体粒子で構成された形態あってもよい。
【0046】
また、吸液粒子には、上記樹脂の他、その他成分(例えば、無機材料等)を含んでもよい。
また、母粒子には、吸液粒子または複合体粒子の表面に、例えば、無機粒子等を付着してもよい。
【0047】
第1の実施形態のインク受容性粒子の具体的な構成としては、例えば、図1に示すように、吸液粒子201の単独粒子からなる母粒子202と、母粒子202(吸液粒子201)の表面に付着した無機粒子204と、を有するインク受容性粒子200の形態が挙げられる。また、図2に示すように、第1の吸液粒子201と、第2の吸液粒子203とが複合化された複合体粒子からなる母粒子202と、母粒子202(複合体粒子)の表面に付着された無機粒子204と、を有するインク受容性粒子210の形態も挙げられる。なお、この複合体粒子は各粒子間の空隙により空隙構造が形成される。
【0048】
母粒子を複合体粒子で構成する場合、そのBET比表面積(N)が例えば1m/g以上750m/g以下の範囲が挙げられる。
【0049】
そして、母粒子を複合体粒子で構成する場合、複合体粒子は、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。なお、複合体粒子は、トラップ構造にインク液体成分がトラップされたとき、粒子の少なくとも一部が解離する、即ち複合体粒子が解体され、これを構成する粒子がばらけてもよい。
【0050】
なお、母粒子を複合体粒子で構成する場合、該複合体粒子の粒径は、その一次粒子を母粒子とする場合、球換算粒子径が例えば3μm以上20μm以下が望ましく、更には3μm以上10μm以下がより望ましい。
ここで、上記球換算粒子径は、HORIBA LA950乾式粒径測定装置により測定され、体積平均粒子径を採用する。
【0051】
また、吸液粒子のインク受容性粒子全体に対する比率は、例えば質量比で75%以上、望ましくは85%以上、より望ましくは90%以上99%以下の範囲が挙げられる。
【0052】
次に、上記第1の吸液粒子および上記第2の吸液粒子についてさらに詳細に説明する。
上記第1実施形態に係るインク受容性粒子は、前述の通り
〔1〕軟化温度Ts10b
〔2〕等量の水を吸収したときの軟化温度Ts100w
〔3〕等量の水を吸収したときの軟化温度Ts400w
を特定の範囲に制御することを特徴としており、また、
〔4〕等量の水を吸収し更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときの
軟化温度Ts10d
を特定の範囲に制御することが好ましい。これら〔1〕〜〔4〕の軟化温度は、第1の実施形態に係るインク受容性粒子が、上記の如き第1の吸液粒子と第2の吸液粒子とを有する複合体粒子である場合であれば、第1および第2の吸液粒子中に含有される樹脂の分子量や、第1および第2の吸液粒子に含有される樹脂のカルボン酸塩の濃度、第1および第2の吸液粒子の混合比等をそれぞれ調整することによって制御される。
【0053】
・吸液粒子中に含有される樹脂の分子量
上記第1の吸液粒子は、重量平均分子量が3万以上20万以下である樹脂(A)を含む粒子(A)であり、一方上記第2の吸液粒子は、重量平均分子量が1万以上5万以下であると共に前記樹脂(A)よりも重量平均分子量が低い樹脂(B)を含む粒子(B)であることが好ましい。
吸液粒子に含有される第1および第2の樹脂の重量平均分子量が大きいほど、高分子量由来の強い粘弾性が発現し、転写定着に有利な傾向にある。また重量平均分子量が小さいほど、水を含んだときの粘度が低下しやすくなり、転写定着に有利な傾向にある。
【0054】
上記第1および第2の吸液粒子に含有される樹脂の重量平均分子量が上記範囲であることにより、インク受容性粒子が軟化し過ぎないためより良好な転写性が得られ、また充分な粘着性が得られるため、より良好な転写性が得られ、その結果定着後の画像ムラがより抑制される。
尚、第1の吸液粒子に含有される樹脂(A)の重量平均分子量は、更に4万以上10万以下であることがより好ましい。また、第2の吸液粒子に含有される樹脂(B)の重量平均分子量は、更に1万5000以上4万以下であることがより好ましい。
【0055】
ここで、樹脂の重量平均分子量とは、以下の条件で測定したものである。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。測定条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行う。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。
【0056】
また、上記第1および第2の吸液粒子に含有される樹脂(A)および樹脂(B)の重量平均分子量は、従来公知の方法により調整することができ、例えば、樹脂合成時にその反応時間、反応温度を変えることによって調整される。
【0057】
重量平均分子量が上記範囲を満たす樹脂(A)を含有する上記第1の吸液粒子と、重量平均分子量が上記範囲を満たす樹脂(B)を含有する上記第2の吸液粒子と、の混合比(第1の吸液粒子の量:第2の吸液粒子の量(質量比))は、10:90〜90:10であることが好ましく、更には20:80〜70:30であることがより好ましい。
【0058】
・吸液粒子に含有される樹脂のカルボン酸塩のモル濃度
上記第1の吸液粒子は、カルボン酸塩のモル濃度が2.1×10−3mol/g以上4.5×10−3mol/g以下である樹脂(a)を含む粒子(a)であり、一方上記第2の吸液粒子は、カルボン酸塩のモル濃度が1.0×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であると共に前記樹脂(a)よりもカルボン酸塩のモル濃度が低い樹脂(b)を含む粒子(b)であることが好ましい。
吸液粒子に含有される第1および第2の樹脂のカルボン酸塩のモル濃度が大きいほど、インクの吸液時間が短くなる傾向にある。またカルボン酸塩のモル濃度が小さいほど、軟化しすぎず適度な粘弾性を保ち、転写定着に有利になる傾向がある。
【0059】
上記第1および第2の吸液粒子に含有される樹脂のカルボン酸塩のモル濃度が上記範囲であることにより、インク受容性粒子が軟化し過ぎないためより良好な転写性が得られ、その結果定着後の画像ムラがより抑制される。また、吸液時間の遅れが良好に防止される。
尚、第1の吸液粒子に含有される樹脂のカルボン酸塩のモル濃度は、更に2.7×10−3mol/g以上3.6×10−3mol/g以下であることがより好ましい。また、第2の吸液粒子に含有される樹脂のカルボン酸塩のモル濃度は、更に1.4×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であることがより好ましい。
【0060】
ここで、第1および第2の吸液粒子におけるカルボン酸塩のモル濃度は、以下のようにして測定される。
(1) 樹脂1gをイソプロピルアルコール(IPA)/水混合溶液に溶解させる。
(2) 滴定溶液としてHClaqを使用し、JIS−K2501(2003年)の酸価の電位差測定法(測定には電位差計とpH計を用いる)に準じ、HClの消費量を測定する。
(3) HClの消費量から〔COO〕のmol量を算出する。
【0061】
また、上記第1および第2の吸液粒子に含有される樹脂におけるカルボン酸塩のモル濃度は、例えば、中和する塩の量を調整することによって調整される。
【0062】
カルボン酸塩のモル濃度が上記範囲を満たす樹脂(a)を含有する上記第1の吸液粒子と、カルボン酸塩のモル濃度が上記範囲を満たす樹脂(b)を含有する上記第2の吸液粒子と、の混合比(第1の吸液粒子の量:第2の吸液粒子の量(質量比))は、10:90〜90:10であることが好ましく、更には20:80〜70:30であることがより好ましい。
【0063】
尚、上記第1の吸液粒子は、「重量平均分子量が3万以上20万以下であり」且つ「カルボン酸塩のモル濃度が2.1×10−3mol/g以上4.5×10−3mol/g以下である」樹脂(A)を含む粒子(A)であり、一方上記第2の吸液粒子は、「重量平均分子量が1万以上5万以下であると共に前記樹脂(A)よりも重量平均分子量が低く」且つ「カルボン酸塩のモル濃度が1.0×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であると共に前記樹脂(A)よりもカルボン酸塩のモル濃度が低い」樹脂(B)を含む粒子(B)であることが特に好ましい。
【0064】
上記第1および第2の吸液粒子においては、上記樹脂以外の成分を含んでもよい。吸液粒子に添加される他の成分については後述する。ただし、上記第1および第2の吸液粒子においては、重量平均分子量が上記範囲である樹脂(A)或いは樹脂(B)を80質量%以上含有することが好ましく、90質量%以上含有することがより好ましい。
【0065】
次いで、上記第1および第2の吸液粒子を構成する材料について説明する。
第1および第2の吸液粒子(以下、単に両者を併せて「吸液粒子」と称すことがある)は、親水性単量体や、疎水性単量体等から構成された樹脂を含んで構成される。そして、この親水性単量体には、塩構造を有さない親水性基と塩構造を有する親水性基とが混在して有していることがより好ましい。
【0066】
ここで、塩構造を有さない親水性基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、グリシジル基、スルホン基、イソシアネート基、酢酸無水基などが挙げられる。これらの中でも、カルボキシル基が好適である。
【0067】
一方、塩構造を有する親水性基の当該塩構造としては、例えば、上記塩構造を有さない親水性基とアルカリ金属とで形成される塩構造、上記塩構造を有さない親水性基と多価金属とで形成される塩構造、および上記塩構造を有さない親水性基と有機アミンとで形成される塩構造が挙げられる。これらアルカリ金属、多価金属、および有機アミンは、塩構造を形成する所謂カウンターイオンである。
【0068】
アルカリ金属としては、例えば、Na、Li、Kなどが挙げられる。多価金属としては、例えば、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、亜鉛イオン等が挙げられる。有機アミンとしては、例えば、1級アミン、2級アミン、3級アミン、4級アミンおよびそれらの塩などが挙げられる。多価金属イオンの中でも望ましくは、アルミニウムイオン、バリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオンである。上記塩構造を形成する所謂カウンターイオンとして特に好適なのは、アルカリ金属(例えばNa、Li、K)である。
【0069】
また、塩構造を有さない親水性基のmol比率は、インク受容性粒子を構成する全単量体成分に対して5mol%以上50mol%以下であることが望ましく、より望ましくは、10mol%以上40mol%以下、さらに望ましくは30mol%以上40mol%以下である。
【0070】
塩構造を有する親水性基のmol比率は、インク受容性粒子を構成する全単量体成分に対して5mol%以上40mol%以下であることが望ましく、より望ましくは、10mol%以上30mol%以下、さらに望ましくは20mol%以上30mol%以下である。
【0071】
塩構造を有する親水性基の、親水性基全量(塩構造を有する親水性基+塩構造を有さない親水性基)に対するmol比率(塩構造を有する親水性基/(塩構造を有さない親水性基+塩構造を有する親水性基))が、0.3mol%以上0.7mol%以下であることが望ましく、より望ましくは0.3mol%以上0.5mol%以下である。
【0072】
なお、樹脂に、塩構造を有さない親水性基と塩構造を有する親水性基とを共存させる手法としては、例えば以下の手法が挙げられる。
1) 樹脂を溶媒に溶解させ、塩基で部分中和した後、樹脂を凝集させる。
2) 樹脂を溶媒に溶解させ、塩基で部分中和した後、溶液を濃縮し、樹脂を得る。
3) 樹脂に塩基を散布し、乾燥させる。
【0073】
また、塩構造を有さない親水性基のmol比率を以下のようにして求める。
樹脂をIPA(イソプロピルアルコール)/水混合溶液に溶解する。この溶液を水酸化カリウムで、電気伝導度滴定を行い、[COOH]または[SOH]のmol比率を求める。ヒドロキシル基を含む場合は、水酸価を電気伝導度(JISK0070)によって測定し、量を滴定する。そして、塩構造を有さない親水性基のモル比率の合計を求める。
【0074】
一方、塩構造を有する親水性基のmol比率は以下のようにして求める。
樹脂をIPA/水混合溶液に溶解する。この溶液を塩酸で、電気伝導度滴定を行い、[COO][SO3−]のmol比率を求める。
【0075】
次に、樹脂について説明する。吸液粒子を構成する樹脂は、親水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が挙げられるが、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スタート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。
【0076】
親水性単量体としては、例えば、少なくともα、β−不飽和エチレンを含み、上記塩構造を有さない親水性基と塩構造を有する親水性基とを有する単量体が挙げられる。なお、例えば、インク受容性粒子が正帯電性付与の場合、例えば(置換)アミノ基、(置換)ピリジン基とそのアミン塩、4級アンモニウム塩等の造塩化構造とを有する単量体であることが望ましい。一方、インク受容性粒子が負帯電付与の場合、有機酸基(カルボンキシル基、スルホン基等)とその塩構造とを有する単量体であることが望ましい。
【0077】
親水性単量体として具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、無水マレイン酸、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、ソルビン酸、ビニルスルホン酸、スルホン化ビニルナフタレン、ヒドロキシアルキル等が挙げられる。これらの中も(メタ)アクリル酸が好適である。
【0078】
また、ポリマー/オリゴマー構造などの親水性ユニットとしては、例えば、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)アクリレートおよびジメチルアミノ(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、等が挙げられる。
【0079】
なお、上記「(メタ)」「(無水)」とは、括弧内の化合物名も含むことを意味している(以下同様である)。
【0080】
一方、疎水性単量体としては、例えば、少なくともα、β−不飽和エチレンを含み、疎水性基を有する単量体が挙げられる。この疎水性単量体には、上記塩構造を有さない親水性基および塩構造を有する親水性基を含まないことがよい。
【0081】
疎水性単量体として用いられる疎水性基を有する単量体として具体的には、例えばオレフィン(エチレン、ブタジエン等)、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル等が挙げられる。疎水性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、アクリル酸フェニルエステル、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸フェニルエステル、(メタ)ア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、およびこれらの誘導体も挙げられる。これらの中でも、ブタジエン、イソプレン、プロピレン、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン酸アルキルエステル、マレイン酸アルキルエステル、スチレンが望ましく、より望ましくは、ブタジエン、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレンである。
【0082】
ここで、疎水性基のmol比率は、インク受容性粒子を構成する全単量体成分に対して20mol%以上80mol%以上であることが望ましく、より望ましくは40mol%以上70mol%以下である。
【0083】
なお、疎水性基のmol比率は、下記式によって求める。
疎水性基のmol比率=100−[塩構造を有さない親水性基のモル比率]−[塩構造を有する親水性基のモル比率]
【0084】
この親水性単量体と疎水性単量体との共重合体として、具体的には、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、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(またはこの変性体、また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に挙げられる。
【0085】
また、樹脂には、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色材(例えば顔料や染料)との相互作用を及ぼす。
【0086】
ここで、樹脂において、親水性単量体と疎水性単量体とのモル比(親水性単量体:疎水性単量体)は、例えば5:95〜70:30が挙げられる。
【0087】
また、樹脂は、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、樹脂中に(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ユニットを存在させることができる。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。
【0088】
樹脂は、吸液性樹脂であることが好適であり、これにより吸液されたインク液体成分(例えば水、水性溶媒)が樹脂(ポリマー)の可塑剤として作用するため、軟化して定着性に寄与することが可能である。
【0089】
また、樹脂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%)以上数百%(≒500%)以下、望ましくは5%以上100%以下程度の吸液が可能であることを意味する。
【0090】
また、樹脂は、直鎖構造でもよいが、分岐構造がよい。また、樹脂は、非架橋または低架橋であることが望ましい。また、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よいが、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)が更に好適に使用できる。例えば、重縮合で合成されるポリエステルの場合、分岐構造で末端基を増加させることができる。この分岐構造は、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時に添加したり(例えば1%未満の添加)、架橋剤と共に開始剤を多量添加することで合成することが一般的な手法の一つである。
【0091】
樹脂には、更には低分子の4級アンモニウム塩類や有機ホウ酸塩類、サリチル酸誘導体の造塩化合物類等、電子写真トナー用帯電制御剤を樹脂に添加してもよい。導電性の制御は酸化スズや酸化チタン等の導電性(ここで、導電性とは例えば体積抵抗率が10Ω・cm未満を意味する。以下、特記がない限り同様である。)、半導電性(ここで、半導電性とは例えば体積抵抗率が10Ω・cm以上1013Ω・cm以下を意味する。以下、特記がない限り同様である。)の無機物質添加が有効である。
【0092】
また、上記第1実施形態に係るインク受容性粒子は、上記吸液粒子(複合体粒子である場合には、第1および第2の吸液粒子)に加え、更に複合体粒子として無機粒子を含んで構成されてもよい。また、前述の通り、吸液粒子には該吸液粒子よりも微小な無機粒子を付着させた構成としてもよい。
ここで、吸液粒子と共に複合体粒子を構成する無機粒子、および疎水性有機粒子と共に母粒子に付着させる無機粒子について説明する。無機粒子としては、非多孔質粒子、多孔質粒子のいずれも使用することができる。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を促進することもできる。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できる。また、脂肪族アルコール類や高級脂肪酸および同誘導体類での表面処理も可能である。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の表面処理も可能である。なお、これらの無機粒子は、吸液粒子内部に含まれる、所謂内添されていてもよい。
【0093】
また、複合体粒子を構成する無機粒子の粒径は、球換算粒子径で例えば、10nm以上30μm以下、望ましくは50nm以上10μm以下、より望ましくは0.1μm以上5μm以下の範囲が挙げられる。一方、母粒子に付着させる無機粒子の粒径は、球換算粒子径で例えば、10nm以上1μm以下、望ましくは10nm以上0.1μm以下、より望ましくは10nm以上0.05μm以下の範囲が挙げられる。
【0094】
また、第1実施形態におけるインク受容性粒子には、インクの成分を凝集または増粘させる成分を含むことが望ましい。
【0095】
この機能を有する成分は、例えば上記樹脂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。
【0096】
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。
【0097】
これら凝集剤の中でも、多価金属塩(Ca(NO)、Mg(NO)、Al(OH)、ポリ塩化アルミニウム等)が好適に用いられる。
【0098】
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、望ましくは0.1質量%以上15質量%以下、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。
【0099】
[第2実施形態:記録用の材料]
第2実施形態に係る記録用の材料は、インクと、前述の第1実施形態に係るインク受容性粒子と、を備える。以下、第2実施形態に係る記録用の材料に備えられるインクについて説明する。
【0100】
(インク)
インクは水性インク、油性インク共に使用することができるが、環境性の点で水性インクが使用される。水性インク(以下、単にインクと称する)は、色材に加え、インク溶媒(例えば、水、水溶性溶媒)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。
【0101】
まず、色材について説明する。色材としては、染料、顔料のいずれも用いることができるが、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、無色または淡色の体質顔料、プラスチックピグメント等を使用してもよい。また、第1実施形態のために、新規に合成した顔料でも構わない。
【0102】
また、シリカ、アルミナ、または、ポリマービード等をコアとして、その表面に染料また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、着色ラテックス等を顔料として使用することも可能である。
【0103】
黒色顔料の具体例としては、Raven7000(コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R(キャボット社製)、Color Black FW1(デグッサ社製)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0104】
シアン色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Blue−1,−2,−3,−15,−15:1,−15:2,−15:3,−15:4,−16,−22,−60等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0105】
マゼンタ色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Red−5,−7,−12,−48,−48:1,−57,−112,−122,−123,−146,−168,−177,−184,−202, C.I.Pigment Violet −19等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0106】
黄色顔料の具体例としては、C.I.Pigment Yellow−1,−2,−3,−12,−13,−14,−16,−17,−73,−74,−75,−83,−93,−95,−97,−98,−114,−128,−129,−138,−151,−154,−180等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0107】
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。使用可能な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。
【0108】
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使用できる。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ることができる。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
色材として水に自己分散可能な顔料を用いることもできる。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。
【0115】
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、IJX−157、IJX−253、IJX−266、IJX−273、IJX−444、IJX−55、Cabot260、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できる。
【0116】
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、また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、またはカルボン酸塩を有する顔料である。
【0117】
更に、樹脂により被覆された顔料等を使用することもできる。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、第1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することもできる。
【0118】
また、高分子物質を上記顔料に物理的に吸着または化学的に結合させた樹脂分散型顔料を用いることもできる。
【0119】
色材としては、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。
【0120】
色材の含有量(濃度)は、例えばインクに対して5質量%以上30質量%以下の範囲が挙げられる。
【0121】
色材の体積平均粒径は、例えば10nm以上1000nm以下の範囲が挙げられる。
【0122】
色材の体積平均粒径とは、色材そのものの粒径、または色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、所定の測定法に従って行った。なお、測定時の入力値として、粘度にはインクの粘度を、分散粒子の密度は色材の密度とした。
【0123】
次に、水溶性溶媒について説明する。水溶性溶媒としては、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。
【0124】
水溶性溶媒の具体例としては、多価アルコール類では、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、1,2−へキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、キシリトールなどの糖アルコール類、キシロース、グルコース、ガラクトースなどの糖類等が挙げられる。
【0125】
多価アルコール類誘導体としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
【0126】
含窒素溶媒としては、ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等が、アルコール類としてはエタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類が挙げられる。
含硫黄溶媒としては、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【0127】
水溶性溶媒としては、その他、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等を用いることもできる。
【0128】
水溶性溶媒は、少なくとも1種類以上使用してもよい。水溶性溶媒の含有量としては、例えば1質量%以上70質量%以下の範囲が挙げられる。
【0129】
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。
【0130】
次に、その他の添加剤について説明する。インクには、界面活性剤を添加することができる。
【0131】
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。
【0132】
以下、界面活性剤の具体例を列挙する。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩およびスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が使用でき、望ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等が用いられる。
【0133】
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アルキルアルカノールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール、アセチレングリコールのポリオキシエチレン付加物等が挙げられ、望ましくは、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール、アセチレングリコールのポリオキシエチレン付加物が用いられる。
【0134】
その他、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤や、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤、スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント等も使用できる。
【0135】
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、例えば3以上20以下の範囲が挙げられる。
【0136】
これらの界面活性剤の添加量は、例えば0.001質量%以上5質量%以下、望ましくは0.01質量%以上3質量%以下の範囲が挙げられる。
【0137】
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、およびキレート化剤等も添加することができる。
【0138】
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pHは、例えば7以上が望ましく、より7以上11以下の範囲が望ましく、さらに望ましくは8以上10以下の範囲である。
ここで、インクのpHは、温度23±0.5℃、湿度55±5%R.H.環境下において、pH/導電率計(メトラー・トレド社製MPC227)により測定した値を採用した。
【0139】
インクの表面張力は、例えば20mN/m以上40mN/m以下の範囲(望ましくは25mN/m以上35mN/m以下)が挙げられる。
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した。
【0140】
なお、インクは、上記構成に限定されるものではない。色材以外に、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。
【0141】
[第3実施形態:記録装置]
次いで、好ましい態様である第3実施形態に係る記録装置について説明する。
第3実施形態に係る記録装置は、上記第1実施形態におけるインク受容性粒子および第2実施形態に係るインクを用いた記録装置であり、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手段と、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手段と、インク受容性粒子およびインクを記録媒体に転写する転写手段と、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手段と、を有する記録装置である。
【0142】
具体的には、例えば、まず、供給手段により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」と称すことがある)に対して、インク吐出手段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手段により中間転写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、定着手段により加圧(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、転写と定着は同時に行ってもよいし、別で行ってもよい。
【0143】
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。
【0144】
また、中間転写体の表面には、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。
【0145】
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)、いずれも適用することができる。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。
【0146】
以下、第3実施形態に係る記録装置ついて図面を参照しつつ説明する。なお、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。
【0147】
図3は、第3実施形態に係る記録装置の一例を示す構成図である。図4は、第3実施形態に係る記録装置の一例における主要部を示す構成図である。図5は、第3実施形態に係る記録装置の一例におけるインク受容性粒子層を示す構成図である。なお、以下の実施形態では、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。
【0148】
図3に示す記録装置10は、図3および図4に示すように、例えば、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を供給し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、圧力およ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およ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。
【0149】
帯電装置28の上流側には、離型剤14Dを供給して離型層14Aを形成する離型剤供給装置14が配置される。
【0150】
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。
【0151】
表面にカラー画像が形成された粒子層は転写定着装置(転写定着ロール)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16D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。
【0152】
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20Aを吸収・保持するので速やかに搬出される。
【0153】
また、必要に応じて、クリーニング装置24と離型剤供給装置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。
【0154】
図3に示す記録装置10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)であることが望ましい。
【0155】
中間転写体12が周動され、まず離型剤供給装置14により中間転写体12表面に離型層14Aが形成される。離型剤供給装置14の供給ロール14Cにより中間転写体12表面に離型剤14Dが供給され、ブレード14Bで層厚を規定する。
【0156】
このとき、連続的に画像形成およびプリントを行う目的で、離型剤供給装置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から離間する構成としてもよい。
【0157】
離型剤供給装置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。
【0158】
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の供給ロール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。
【0159】
図3に示す記録装置10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。
【0160】
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被覆層(例えば四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)で構成)で被覆する。
【0161】
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との間に所定の電位差が生じるため、中間転写体12の表面に電荷を与えることができる。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。
【0162】
また、帯電装置28をコロトロン等で構成してもよい。
【0163】
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ル18Aが配され、供給ロール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は供給ロール18A表面に供給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。
【0164】
供給ロール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。供給ロール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)を用いることができる。帯電ブレード18Bはドクターブレード方式で供給ロール18Aと接する。
【0165】
帯電されたインク受容性粒子16は供給ロール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ル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。
【0166】
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ル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、供給ロール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。
【0167】
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、供給ロール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ることができる。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ことが望ましい。
【0168】
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捕獲され、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。
【0169】
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5(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5(B)参照)。
【0170】
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、色材(例えば顔料)が捕獲され、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。
【0171】
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20Aを付与する。インクジェット記録ヘッド20は所定の画像情報に基づき、所定の位置にインク滴20Aを付与する。
【0172】
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。
【0173】
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および加圧ロール22Bは接して接触部を形成する。加熱ロール22Aおよび加圧ロール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することができる。
【0174】
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。
【0175】
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型層14Aからインク受容性粒子層16Aが離型され、記録媒体8上に転写定着される。そして、圧力により中間転写体12表面に形成された離型層14Aからインク受容性粒子層16Aが離型され、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。本実施の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。
【0176】
なお、記録媒体8としては、浸透媒体(例えば、普通紙や、インクジェットコート紙等)、非浸透媒体(例えば、アート紙、樹脂フィルムなど)、いずれも適用することができる。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。
【0177】
以下、図3に示す記録装置10の画像形成のプロセスをより詳細に説明する。図3に示す記録装置10では、図4に示すように、中間転写体12の表面には離型層供給装置14にて離型層14Aを形成することができる。中間転写体12の素材がアルミやPETベースであれば特に離型層14Aを形成することが望ましい。あるいはフッ素樹脂・シリコーンゴム系の素材を用いて、中間転写体12の表面自体に離型性を持たせるようにしてもよい。
【0178】
次に帯電装置28にて中間転写体12の表面をインク受容性粒子16と逆の極性に帯電させる。これにより、粒子供給装置18の供給ロール18Aにて供給されるインク受容性粒子16を静電的に吸着させ、中間転写体12の表面にインク受容性粒子16の層を形成することができる。
【0179】
次いで中間転写体12の表面に粒子供給装置18の供給ロール18Aにてインク受容性粒子16を層として形成する。例えば、形成されたインク受容性粒子層16Aはインク受容性粒子16が3層程度重なった厚みと成るように形成する。すなわち、上記のように帯電ブレード18Bと供給ロール18Aの空隙によってインク受容性粒子層16Aを所望の厚さに制御することで記録媒体8に転写されるインク受容性粒子層16Aの厚さを制御する。あるいは供給ロール18Aと中間転写体12の周速比によって制御してもよい。
【0180】
次に、形成されたインク受容性粒子層16A上に、圧電式(ピエゾ)、サーマル式などにより駆動される各色のインクジェット記録ヘッド20によってインク滴20Aが吐出され、インク受容性粒子層16Aに画像層16Bが形成される。インクジェット記録ヘッド20から吐出されたインク滴20Aは、インク受容性粒子層16Aに打ち込まれ、インクの液体成分はインク受容性粒子16間の空隙およびインク受容性粒子16を構成する空隙に速やかに吸収されるとともに、色材(例えば顔料)もインク受容性粒子16(構成する粒子)表面或いはインク受容性粒子16を構成する粒子間の空隙に捕獲される。
【0181】
このときインク滴20Aに含まれるインク液体成分(溶媒や分散媒)はインク受容性粒子層16Aに浸透するが、顔料等の色材はインク受容性粒子層16Aの表面または粒子間空隙に捕獲される。すなわち、インク液体成分(溶媒や分散媒)はインク受容性粒子層16Aの裏面まで浸透させてもよいが、顔料等の色材はインク受容性粒子層16Aの裏面には浸透しない。これにより、記録媒体8に転写した際には顔料等の色材が浸透していない粒子層16Cが画像層16Bの上に層を形成するため、この粒子層16Cが画像層16Bの表面を封じ込める保護層となり、表面に色材(例えば顔料などの色材)が露出しない画像を形成することができる。
【0182】
次いで画像層16Bが形成されたインク受容性粒子層16Aを中間転写体12から記録媒体8上に転写/定着することにより、記録媒体8上にカラー画像が形成される。中間転写体12上のインク受容性粒子層16Aはヒーターなどの加熱手段にて加熱された転写定着装置(転写定着ロール)22によって、加熱・加圧され記録媒体8上に転写される。
【0183】
このとき後述のように加熱・加圧を調節することで画像表面の凸凹を調整し、光沢度を制御してもよい。また冷却剥離を行って光沢度を制御してもよい。
【0184】
インク受容性粒子層16Aが剥離した後の中間転写体12表面に残った残留粒子16Dはクリーニング装置24にて回収され(図3参照)、中間転写体12の表面は再度帯電装置28にて帯電され、インク受容性粒子16が供給されインク受容性粒子層16Aが形成される。
【0185】
ここで、図5には、図3に示す記録装置10に用いられる粒子層が示されている。図5(A)に示すように、中間転写体12の表面には離型層14Aが形成される。
【0186】
次いで中間転写体12の表面に粒子供給装置18にてインク受容性粒子16を層として形成する。前述のように形成されたインク受容性粒子層16Aはインク受容性粒子16が3層程度重なった厚みが望ましい。インク受容性粒子層16Aを所望の厚さに制御することで記録媒体8に転写されるインク受容性粒子層16Aの厚さを制御する。このときインク受容性粒子層16Aの表面はインク滴20Aの吐出による画像形成(画像層16Bの形成)に支障がない程度に均されている。
【0187】
また、吐出されたインク滴20Aに含まれる顔料等の色材は図5(A)のようにインク受容性粒子層16Aの1/3以上半分以下程度まで浸透し、その下には顔料等の色材の浸透していない粒子層16Cが残存している。
【0188】
転写定着装置(転写定着ロール)22による加熱・加圧転写で記録媒体8上に形成されたインク受容性粒子層16Aは図5(B)のように画像層16B上にインクを含まない粒子層16Cが存在するので、画像層16Bが直接表面に現れず一種の保護層としての働きをする。このため少なくとも定着後のインク受容性粒子16は透明である必要がある。
【0189】
粒子層16Cは転写定着装置(転写定着ロール)22によって加熱・加圧されるので表面を平らにすることが可能であり、画像表面の光沢度を加熱・加圧によって制御することもできる。
【0190】
また加熱によってインク受容性粒子16内部に捕獲されていたインク液体成分(溶媒や分散媒)の乾燥を促進させるようにしてもよい。
【0191】
インク受容性粒子層16Aに受容/保持されたインク液体成分(溶媒や分散媒)は、転写定着後もインク受容性粒子層16A内に保持され、自然乾燥にて除去される。
【0192】
上記の工程を経て、画像形成が終了する。中間転写体12については、インク受容性粒子16を記録媒体8に転写した後、中間転写体12上に残留した残留粒子16Dや、記録媒体8から離脱した紙粉の如く異物が存在する場合には、クリーニング装置24により除去してもよい。
【0193】
また、クリーニング装置24の下流に、除電装置29を配置してもよい。例えば、除電装置29として導電性ロールを使用して、従動ロール31(接地)と挟み込んで、中間転写体12表面に±3kV、500Hz程度の電圧を印加して、中間転写体12表面を除電する。
【0194】
上記の帯電電圧や、粒子層厚、定着温度等、その他の各種装置的条件は、インク受容性粒子16あるいはインクの組成、インクの吐出量等によって最適条件が決定される為、それぞれにおいて最適化する。
【0195】
<各構成要素>
次に、実施の形態の各ステップの構成要素について詳しく説明する。
【0196】
・中間転写体
インク受容性粒子層が形成される中間転写体12は実施の形態のようにベルト状でも、あるいは円筒状(ドラム状)でもよい。中間転写体表面にインク受容性粒子を静電力により供給保持する為には、中間転写体外周面が半導電性あるいは絶縁性の粒子保持特性を有する必要がある。中間転写体表面の電気的特性として、半導電性の場合は表面抵抗率が1010Ω/□以上1014Ω/□未満、体積抵抗率が10Ω・cm以上1013Ω・cm未満、絶縁性の場合には表面抵抗率が1014Ω/□以上、体積抵抗率が1013Ω・cm以上の部材を用いる。
【0197】
ベルト形状の場合、基材としては、装置内におけるベルト回転駆動が可能で、必要な機械強度を持ち、特に転写/定着時に熱を使用する場合には、必要な耐熱性を持つものであればよい。具体的には、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエーテルサルフォン、ステンレス等が使用される。
【0198】
ドラム形状の場合、基材としてはアルミやステンレス等が考えられる。
【0199】
なお、転写定着装置(転写定着ロール)22における定着工程において電磁誘導による加熱方式を発揮するためには、転写定着装置(転写定着ロール)22ではなく中間転写体12に発熱層を形成してもよい。発熱層には電磁誘導作用を生じる金属が用いられる。例えばニッケル、鉄、銅、アルミニウム、クロム等が選択可能である。
【0200】
・粒子供給プロセス
まず、離型剤供給装置14により、インク受容性粒子16供給前に中間転写体12表面に離型剤14Dによる離型層14Aを形成する。
【0201】
離型層14Aの供給方法は、離型剤14Dを内蔵し離型剤供給部材に離型剤14Dを供給し、供給部材により中間転写体12表面に離型剤14Dを供給することで離型層14Aを形成する方法や、離型剤14Dを含浸した供給部材により中間転写体12表面に離型層14Aを形成する方法等が使用される。
【0202】
離型剤14Dとしてはシリコーン系オイル、フッ素系オイル、ポリアルキレングリコール、界面活性剤等の離型材料が挙げられる。
【0203】
シリコーン系オイルとしては、例えば、ストレートシリコーンオイル、変性シリコーンオイルが挙げられる。
ストレートシリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルが挙げられる。
変性シリコーンオイルとしては、例えばメチルスチリル変性オイル、アルキル変性オイル、高級脂肪酸エステル変性オイル、フッ素変性オイル、アミノ変性オイルが挙げられる。
ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、ポリブチレングリコールが挙げられるが、これらの中もポリプロピレングリコールが望ましい。
界面活性剤としては、例えば、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が挙げられるが、これらの中でもノニオン性界面活性剤が望ましい。
【0204】
離型剤14Dの粘度は、例えば5mPa・s以上200mPa・s以下が望ましく、より望ましくは5mPa・s以上100mPa・s以下、さらに望ましくは5mPa・s以上50mPa・s以下である。
【0205】
なお、粘度の測定は次のようにして行われる。レオマット115(Contraves製)を測定装置として用いて粘度を測定した。その測定は、試料を測定容器に入れ、所定の方法で装置に装着し、測定温度は40℃、せん断速度は1400s−1の条件で行った。
【0206】
離型剤14Dの表面張力は、例えば40mN/m以下(望ましくは30mN/m以下、より望ましくは25mN/m以下)の範囲が挙げられる。
【0207】
なお、表面張力の測定は次のようにして行われる。23±0.5℃、55±5%RHの環境において、ウイルヘルミー型表面張力計(協和界面科学株式会社製)を用いて、得られた試料の表面張力を測定した。
【0208】
離型剤14Dの沸点は、例えば760mmHg下で250℃以上(望ましくは300℃以上、より望ましくは350℃以上)の範囲が挙げられる。
【0209】
なお、沸点の測定は次のようにして行われる。JIS K2254に準じて測定を行い、その初留点を沸点として用いた。
【0210】
次に、帯電装置28にて中間転写体12の表面をインク受容性粒子16と逆の極性に帯電させる。そして、帯電された中間転写体12の表面にインク受容性粒子層16Aを形成する。このときインク受容性粒子層16Aを形成する方法は一般的な電子写真のトナーを感光体に供給する方法を応用できる。すなわち、予め中間転写体12表面に一般的な電子写真の帯電方式(帯電装置28による帯電など)により、電荷を供給する。インク受容性粒子16は中間転写体12表面の電荷と逆極性に摩擦帯電(1成分摩擦帯電方式や、2成分方式)させる。
【0211】
供給ロール18Aに保持されたインク受容性粒子16は中間転写体12の表面と電界を形成し、静電力により中間転写体12上に移動/供給され、保持される。このとき、インク受容性粒子層16Aに形成される画像層16Bの厚みにより(打ち込まれるインク量に合わせて)、インク受容性粒子層16Aの厚さをコントロールしてもよい。この際、インク受容性粒子16の帯電量の絶対値としては、5μc/g以上50μc/g以下の範囲が望ましい。
【0212】
ここで、インク受容性粒子層16Aの厚さは、1μm以上100μm以下が望ましく、より望ましくは1μm以上50μm以下、さらに望ましくは5μm以上25μm以下である。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、10%以上80%以下であることが望ましく、より望ましくは30%以上70%以下、さらに望ましくは40%以上60%以下である。
【0213】
以下、1成分供給(現像)方式相当の粒子供給プロセスについて説明する。
【0214】
供給ロール18Aにインク受容性粒子16を供給し、帯電ブレード18Bで粒子層の厚みを規制するとともに帯電する。
【0215】
帯電ブレード18Bは供給ロール18A表面におけるインク受容性粒子16の層厚を規制する働きを持ち、例えば、供給ロール18Aへの圧力を変化させて、供給ロール18A表面のインク受容性粒子16の層厚を変化させる。例えば、供給ロール18A表面上のインク受容性粒子16層厚を例えば1層とし、中間転写体12の表面上に形成されるインク受容性粒子16層厚を概1層に形成する。また、帯電ブレード18Bの押圧力を低く制御し、供給ロール18A表面上に形成されるインク受容性粒子16層厚を増加させ、中間転写体12表面上に形成されるインク受容性粒子層厚を増加させてもよい。
【0216】
他の方法として、中間転写体12表面上に例えば1層の粒子層を形成する供給ロール18Aと中間転写体12の周速を1とした場合、供給ロール18Aの周速を速くして中間転写体12上に供給されるインク受容性粒子16の数を増加させ、中間転写体12上のインク受容性粒子層厚を増加させるよう制御することができる。また上記方法を組み合わせて制御することも可能である。上記構成では例えばインク受容性粒子16を負に帯電し、中間転写体12の表面を正に帯電させている。
【0217】
このようにインク受容性粒子層の層厚を制御することにより、インク受容性粒子層の消費量を抑えつつ、表面が保護層で覆われたパターンを形成することができる。
【0218】
帯電装置28における帯電ロールとしてはアルミニウム、ステンレススチール等を材料とする棒状またはパイプ状部材の外周面に導電性付与材を分散させた弾性層を形成し、体積抵抗率10Ω・cm以上10Ω・cm以下程度に調整したφ10mm以上25mm以下のロールなどが使用できる。
【0219】
弾性層は、ウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、シリコーン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、ポリノルボーネンゴム等の樹脂材料が単独または二種以上の混合物として使用され、望ましい材料としては発泡ウレタン樹脂がある。
【0220】
上記発泡ウレタン樹脂としては、ウレタン系樹脂に中空ガラスビーズや熱膨張型マイクロカプセル等の中空体を混合分散して独立気泡構造を付与したものが望ましい。
【0221】
さらに、弾性層の表面を厚さ5μm以上100μm以下の撥水性の被覆層で被覆してもよい。
【0222】
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との間に所定の電位差が生じる。
【0223】
・マーキングプロセス
中間転写体12の表面に形成されたインク受容性粒子16の層(インク受容性粒子層16A)に、画像信号に基づいてインクジェット記録ヘッド20からインク滴20Aが吐出され、画像が形成される。インクジェット記録ヘッド20から吐出されたインク滴20Aは、インク受容性粒子層16Aに打ち込まれ、インク滴20Aはインク受容性粒子16内に形成された粒子間空隙により速やかに吸収され、色材(例えば、顔料)はインク受容性粒子16表面またはインク受容性粒子16を構成する粒子間空隙に捕獲(トラップ)される。
【0224】
この場合、インク受容性粒子層16Aの表面に多くの色材(例えば顔料)を捕獲(トラップ)することが望ましい。インク受容性粒子16内の粒子間空隙がフィルターの効果を発揮し、インク受容性粒子層16A表面に色材(例えば顔料)をトラップすると共に、インク受容性粒子16内の粒子間空隙に捕獲(トラップ)され固定されることにより発現される。
【0225】
インク受容性粒子層16Aの表面およびインク受容性粒子16内の粒子間空隙に色材(例えば顔料)を確実にトラップさせるために、インクとインク受容性粒子16を反応させることにより、色材(例えば顔料)を速やかに不溶化(凝集)させる方法を採用してもよい。具体的には、上記反応はインクと多価金属塩との反応や、pH反応型を応用することが可能である。
【0226】
また、記録媒体の幅と同等またはそれ以上の幅を持つライン型インクジェット記録ヘッドが望ましいが、従来のスキャン型のインクジェット記録ヘッドを用いて、中間転写体上に形成された粒子層に順次画像を形成してもよい。インクジェット記録ヘッド20のインク吐出手段は、圧電素子駆動型、発熱素子駆動型等、インク吐出可能な手段であれば制限はない。
【0227】
インク受容性粒子16をインクと反応させる場合は、インク受容性粒子16をインクと反応して顔料を凝集させる効果を与える凝集剤(例えば多価金属塩、有機酸)を含む水溶液にて処理を行い、乾燥させたものを使用する。
【0228】
・転写プロセス
インク滴20Aを受容し、画像が形成されたインク受容性粒子層16Aは、記録媒体8に転写および定着される事により、記録媒体8上に画像を形成する。上記転写と定着は別のプロセスにて行われてもよいが、望ましくは転写と定着を同時に行う方式がよい。定着はインク受容性粒子層16Aを加熱あるいは加圧することのいずれかの方法、あるいは加熱と加圧の両方を用いる方法等あるが、望ましくは加熱/加圧を同時に行う方式がよい。
【0229】
また、加熱/加圧を制御することで、インク受容性粒子層16Aの表面物性を制御し、グロス(光沢度)を制御することが可能である。また加熱/加圧した後、画像(インク受容性粒子層16A)が転写された記録媒体8を中間転写体12から剥離するときに、インク受容性粒子層16Aが冷却された後に剥離されてもよい。冷却方法は、自然冷却や空冷等の強制冷却などが考えられる。これらのプロセスに対しては、中間転写体12としてはベルト形状が望ましい。
【0230】
インク画像は中間転写体12上に形成されたインク受容性粒子16層の表層部に形成され(色材(顔料)がインク受容性粒子層16Aの表面にトラップされる)、記録媒体8に転写される事により、インク画像がインク受容性粒子16の粒子層16Cにより保護されるように形成されることがよい。
【0231】
インク受容性粒子16層に受容/保持されたインク液体成分(溶媒や分散媒)は、転写定着後もインク受容性粒子16層内に保持され、自然乾燥にて除去される。
【0232】
・クリーニングプロセス
中間転写体12表面をリフレッシュして繰返し使用を可能にするために表面をクリーニング装置24でクリーニングする工程を有することが好ましい。クリーニング装置24はクリーニング部と粒子搬送回収部(図示せず)から成り立っており、上記クリーニングにより、中間転写体12表面に残留しているインク受容性粒子16(残留粒子16D)の除去、粒子以外の異物(記録媒体8の紙粉等)といった中間転写体12の表面に付着した付着物の除去を行う。また、回収した残留粒子16Dは再利用してもよい。
【0233】
・除電プロセス
離型層14Aを形成する前に除電装置29を用いて中間転写体12の表面を除電するようにしてもよい。
【0234】
以上説明した図3に示す記録装置10では、中間転写体12表面に離型剤供給装置14により離型剤14Dを供給して離型層14Aを形成した後、帯電装置28により中間転写体表面を帯電させる。次に、中間転写体12の離型層が形成および帯電された領域に粒子供給装置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を中間転写体12と重ね合わせ、転写定着装置22により圧力およ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および定着する。
【0235】
以上、第3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20Aが吐出されてフルカラーの画像が記録媒体8に記録されるようになっているが、第3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、第3実施形態に係る記録装置を適用することができる。
【実施例】
【0236】
以下、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例に制限されるものではない。
【0237】
<インク受容性粒子の調製>
(ポリマー溶液A)
・スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:57000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、前述の方法により測定したカルボン酸塩のモル濃度は3.2×10−3mol/gであった。
【0238】
(ポリマー溶液B)
・スチレン/ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:110000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は3.6×10−3mol/gであった。
【0239】
(ポリマー溶液C)
・スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:28000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は2.3×10−3mol/gであった。
【0240】
(ポリマー溶液D)
・スチレン/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:220000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は2.7×10−3mol/gであった。
【0241】
(ポリマー溶液E)
・スチレン/2−エチルヘキシルアクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:80000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は5.0×10−3mol/gであった。
【0242】
(ポリマー溶液F)
・スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:18000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は1.8×10−3mol/gであった。
【0243】
(ポリマー溶液G)
・スチレン/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:47000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は1.6×10−3mol/gであった。
【0244】
(ポリマー溶液H)
・スチレン/ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:7000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は1.2×10−3mol/gであった。
【0245】
(ポリマー溶液I)
・スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体
(重量平均分子量Mw:15000)
をアセトンに溶解し水酸化ナトリウム水溶液で中和しポリマー溶液とした。尚、カルボン酸塩のモル濃度は0.8×10−3mol/gであった。
【0246】
<インクの調製>
−インクAの作製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ5μm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ンクを調製した。
・カーボンブラック:5質量部
・スチレン−アクリル酸樹脂:2質量部
・グリセリン:17質量部
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル:8質量部
・プロピレングリコール:8質量部
・界面活性剤(アセチレングリコール):1質量部
・水酸化ナトリウム水溶液:適量
・水:残部
得られたインクのpHが8.8となるように水酸化ナトリウム水溶液で調整した。
このとき粘度4.8mPa・s、表面張力32mN/mであった。
【0247】
−インクBの作製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ5μm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ンクを調製した。
・C.I.pigment Blue:10質量部
・スチレン−メタクリル酸樹脂:4質量部
・グリセリン:14質量部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル:2質量部
・イソプロピルアルコール:4質量部
・界面活性剤(アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物):2質量部
・水酸化ナトリウム水溶液:適量
・水:残部
得られたインクのpHが10.5となるように水酸化ナトリウム水溶液で調整した。
このとき粘度9.7mPa・s、表面張力33mN/mであった。
【0248】
−インクCの作製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ5μm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ンクを調製した。
・カーボンブラック:5質量部
・スチレン−アクリル酸樹脂:2質量部
・グリセリン:17質量部
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル:8質量部
・プロピレングリコール:8質量部
・界面活性剤(アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物):1質量部
・水酸化ナトリウム水溶液:適量
・水:残部
得られたインクのpHが7.2となるように水酸化ナトリウム水溶液で調整した。
このとき粘度5.1mPa・s、表面張力32mN/mであった。
【0249】
−インクDの作製−
下記インク成分を混合し、攪拌した後、ポアサイズ5μm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ンクを調製した。
・カーボンブラック:5質量部
・スチレン−アクリル酸樹脂:2質量部
・グリセリン:17質量部
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル:8質量部
・プロピレングリコール:8質量部
・界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエーテル):1質量部
・水酸化ナトリウム水溶液:適量
・水:残部
得られたインクのpHが6.8となるように水酸化ナトリウム水溶液で調整した。
このとき粘度5.4mPa・s、表面張力32mN/mであった。
【0250】
[実施例1〜6および比較例1〜8]
<インク受容性粒子>
表1に記載のポリマー溶液の組合せおよび混合比にて、2種類のポリマー溶液を混合した。但し、実施例6および比較例1では1種類のポリマー溶液のみを用いた。その後スプレードライ法により粒子化し、インク受容性粒子を作製した。
また、実施例2および実施例3の粒子においては、取り出された粒子をシリカ粒子(一次粒径16nm、日本アエロジル社製)0.5質量%と混合してミキサーで攪拌し、インク受容性粒子とした。
【0251】
【表1】

【0252】
得られたインク受容性粒子に関し、
・粒径(球換算粒子径)
・TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10b(バルク粒子Ts10b)
・等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100w(吸水粒子Ts100w)
・等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400w(吸水粒子Ts400w)
・等量の水を吸収し、更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときのTMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10d(乾燥粒子Ts10d)
をそれぞれ前述の方法により測定した。結果を下記表2に示す。
【0253】
[評価]
(転写性)
シリコーンシート上にインク受容性粒子を10g/mにて供給した。
次いで、インクジェット方式にて前述のインクを用い、画像密度1200×1200dpi(1インチ当たりのドット数)、1ドロップあたりの吐出量5pl、シリコーンシート上に10g/mのインクを付与しパッチを形成した。
このパッチを形成したインク受容性粒子に、温度50℃、圧力10Paの条件で普通紙(富士ゼロックス社製、C2紙)をおしあてた後、シリコーンシート側に残った残渣の質量を測定することにより、転写率を求めた。
−評価基準−
○:95質量%以上
△:85質量%以上95質量%未満
×:85質量%未満
【0254】
(ブロッキング)
以下の方法により、画像におけるブロッキング(定着性)の発生について評価した。
尚、画像形成装置としては、画像密度1200dpi×1200dpi(dpi:1インチ当たりのドット数)において、1drop当り2pLのインクを付与できるピエゾ方式試作記録ヘッドを備えた富士ゼロックス社製を使用した。この画像形成装置に前記より得たインク受容性粒子とインクとをそれぞれ装填した。
中間転写体上にインク受容性粒子を10g/mにて供給し、次いで上記画像形成装置にてインク受容性粒子上にインクを付与しパッチを形成した。その後、インクが付与されたインク受容性粒子を中間転写体から記録媒体(普通紙、富士ゼロックス社製、C2紙)に転写し、100℃に加熱して画像を定着して、印字部および非印字部を有する画像を形成した。画像の印字部に、評価用の白紙(富士ゼロックス社製、C2紙)を被せ、更にその上から重さ5kgで底面積10cmのおもりを載せた状態で、25℃で1日放置した。その後以下の評価基準により評価を行った。
○:覆った普通紙に移りもなく、記録媒体との接着性もない。
△:覆った普通紙に移りはないが、記録媒体との接着性がある。
×:覆った普通紙に移りがあり、記録媒体との接着性もある。
【0255】
(吸液時間)
以下の方法により、インク受容性粒子の吸液時間について評価した。
インク受容性粒子をPFAフィルム上に散布した(粒子;30g/m)。インクジェット方式を用いて画像密度1200dpi×1200dpiにおいて、1drop当り2pLのインクを付与し、100%カバレッジパターンを形成した。次いで、画像面に10Paの圧力で普通紙(富士ゼロックス社製、C2紙)を押し当て、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。
○:乾燥時間が0.25秒未満
△:乾燥時間が0.25秒以上0.75秒未満
×:乾燥時間が0.75秒以上
【0256】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0257】
【図1】実施の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】実施の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3】実施の形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図4】実施の形態に係る記録装置の主要部を示す構成図である。
【図5】実施の形態に係るインク受容性粒子層を示す構成図である。
【符号の説明】
【0258】
10 記録装置
12 中間転写体
14 離型剤供給装置
14A 離型層
14B ブレード
14C 供給ローラ
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
16D 残留粒子
18 インク受容性粒子供給装置
18A 粒子供給ロール
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
20A インク滴
20B ノズル面
22 転写定着装置
22A 加熱ロール
22B 加圧ロール
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
200、210 インク受容性粒子
201 吸液粒子(第1の吸液粒子)
202 母粒子
203 第2の吸液粒子
204 無機粒子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
TMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10bが80℃以上150℃以下、
等量の水を吸収したときのTMA針入法によって100μmの深さまで針が入る最低温度Ts100wが40℃以下、
等量の水を吸収したときのTMA針入法によって400μmの深さまで針が入る最低温度Ts400wが50℃以上であり、
インクを受容することを特徴とするインク受容性粒子。
【請求項2】
等量の水を吸収し、更に吸収した水の70質量%を乾燥させたときのTMA針入法によって10μmの深さまで針が入る最低温度Ts10dが50℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子。
【請求項3】
重量平均分子量が3万以上20万以下である樹脂(A)を含む粒子(A)と、重量平均分子量が1万以上5万以下であると共に前記樹脂(A)よりも重量平均分子量が小さい樹脂(B)を含む粒子(B)と、を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインク受容性粒子。
【請求項4】
前記樹脂(A)は、カルボン酸塩のモル濃度が2.1×10−3mol/g以上4.5×10−3mol/g以下であり、
前記樹脂(B)は、カルボン酸塩のモル濃度が1.0×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であると共に前記樹脂(A)よりもカルボン酸塩のモル濃度が低いことを特徴とする請求項3に記載のインク受容性粒子。
【請求項5】
前記粒子(A)と前記粒子(B)との混合比(粒子(A)の量:粒子(B)の量(質量比))が10:90〜90:10であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のインク受容性粒子。
【請求項6】
カルボン酸塩のモル濃度が2.1×10−3mol/g以上4.5×10−3mol/g以下である樹脂(a)を含む粒子(a)と、カルボン酸塩のモル濃度が1.0×10−3mol/g以上2.1×10−3mol/g以下であると共に前記樹脂(a)よりもカルボン酸塩のモル濃度が低い樹脂(b)を含む粒子(b)と、を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインク受容性粒子。
【請求項7】
前記粒子(a)と前記粒子(b)との混合比(粒子(a)の量:粒子(b)の量(質量比))が10:90〜90:10であることを特徴とする請求項6に記載のインク受容性粒子。
【請求項8】
インクと、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のインク受容性粒子と、を備える記録用の材料。
【請求項9】
中間転写体と、
請求項1〜請求項7の何れか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手段と、
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インクを吐出するインク吐出手段と、
前記インク受容性粒子および前記インクを記録媒体に転写する転写手段と、
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手段と、を有することを特徴とする記録装置。

【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5】
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【公開番号】特開2010−76215(P2010−76215A)
【公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−246215(P2008−246215)
【出願日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】