説明

インク受容性粒子、記録装置、記録用の材料、及びインク受容性粒子収納カートリッジ

【課題】種々のインクを受容可能であるとともに、吸収した水分による帯電性低下を抑制するインク受容性粒子を提供すること。また、本発明の課題は、このインク受容性粒子を利用した、記録用の材料、記録装置、及びインク受容性粒子収納カートリッジを提供すること。
【解決手段】例えば、中間転写体12の帯電された領域に電荷注入して帯電されたインク受容性粒子16を供給させ粒子層を形成する。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。記録媒体8を中間転写体12と重ね合わせ、記録媒体8上にインク受容性粒子層を転写した後、定着する。この記録装置に適用されるインク受容性粒子として、全単量体成分に対する極性単量体の比率が10mol%以上90mol%以下の親水性有機樹脂を含み、且つ体積抵抗率が1×10Ω・m以上1×1014Ω・m以下であるインク受容性粒子を適用する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク受容性粒子に関する。また、本発明は、このインク受容性粒子を利用した、記録装置、記録用の材料、インク受容性粒子収納カートリッジに関する。
【背景技術】
【0002】
インクを利用した画像やデータ等を記録の一つとして、インクジェット記録方式がある。インクジェット記録方式の原理は、ノズル、スリット、或いは多孔質フィルム等から液体或いは溶融固体インクを吐出し、紙、布、フィルム等に記録を行うものである。インクを吐出する方法については、静電誘引力を利用してインクを吐出させる、いわゆる電荷制御方式、ピエゾ素子の振動圧力を利用してインクを吐出させる、いわゆる圧力パルス方式、高熱により気泡を形成、成長させることにより生じる圧力を利用してインクを吐出させる、いわゆる熱インクジェット方式等、各種の方式が提案されており、これらの方式により、極めて高精細の画像やデータの記録物を得ることができる。
【0003】
このインクジェット記録方式も含め、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高画質で記録を行うために、吸液粒子を散布した中間転写体に記録した後、記録媒体に転写する方式が提案されている(例えば特許文献1乃至2参照)。
【0004】
また、特許文献3には、液体と接触して増粘する粉体を中間転写体上に付着させた後、当該粉体に液体を接触させて画像を形成し、中間転写体上の増粘した画像を転写媒体に転写する記録装置が提案されている。この特許文献3では、増粘する粉体が高電気的抵抗体であり、当該粉体を帯電させて中間転写体上に付着させている。
【0005】
【特許文献1】特開2000−158794
【特許文献2】特開2003−080764
【特許文献3】特開2001−10114
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、種々のインクを受容可能であるとともに、吸収した水分による帯電性低下を抑制するインク受容性粒子を提供することである。また、本発明の課題は、このインク受容性粒子を利用した、記録用の材料、記録装置、及びインク受容性粒子収納カートリッジを提供することである。
【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、
請求項1に係る発明は、
全単量体成分に対する極性単量体の比率が10mol%以上90mol%以下の有機樹脂を含み、且つ体積抵抗率が1×10Ω・m以上1×1014Ω・m以下であり、
インクを受容するインク受容性粒子である。
【0008】
請求項2に係る発明は、
前記有機樹脂を含む樹脂粒子と、体積抵抗率が1×10−1Ω・m以上1×1014Ω・m以下の導電性粒子と、を含む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。
【0009】
請求項3に係る発明は、
前記樹脂粒子に、前記導電性粒子が外添されてなる請求項2に記載のインク受容性粒子である。
【0010】
請求項4に係る発明は、
前記樹脂粒子に、少なくとも一部が当該粒子から露出するように前記導電性粒子が内添されてなる請求項2に記載のインク受容性粒子である。
【0011】
請求項5に係る発明は、
中間転写体と、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインク受容性粒子に対し静電誘導により電荷を注入し、電荷注入された前記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、
を有する記録装置である。
【0012】
請求項6に係る発明は、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインク受容性粒子に対し静電誘導により電荷を注入し、電荷注入された前記インク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給手段と、
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手段と、
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手段と、
を有する記録装置である。
【0013】
請求項7に係る発明は、
インクと、請求項1乃至4のいずれか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。
【0014】
請求項8に係る発明は、
記録装置に脱着され、請求項1乃至4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カートリッジである。
【発明の効果】
【0015】
請求項1に係る発明によれば、種々のインクを受容可能であるとともに、吸収した水分による帯電性低下を抑制する、といった効果を奏する。
【0016】
請求項2に係る発明によれば、インクの受容速度の向上と帯電性低下抑制との両立が図れる、といった効果を奏する。
【0017】
請求項3に係る発明によれば、インクの受容速度の向上と帯電性低下抑制との両立が図れる、といった効果を奏する。
【0018】
請求項4に係る発明によれば、インクの受容速度の向上と帯電性低下抑制との両立が図れる、といった効果を奏する。
【0019】
請求項5に係る発明によれば、種々のインクを利用しても、多様な記録媒体に対して高速で記録が可能となると共に、画像乱れを抑制した画像が形成される、といった効果を奏
【0020】
請求項6に係る発明によれば、簡易な構成で、種々のインクを利用しても、多様な記録媒体に対して高速で記録が可能となると共に、画像乱れを抑制した画像が形成される、といった効果を奏する。
【0021】
請求項7に係る発明によれば、種々のインクを受容可能であるとともに、吸収した水分による帯電性低下を抑制する、といった効果を奏する。
【0022】
請求項8に係る発明によれば、種々のインクを受容可能であるとともに、吸収した水分による帯電性低下を抑制する、といった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0024】
(インク受容性粒子)
本実施形態に係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。そして、本実施形態に係るインク受容性粒子は、 全単量体成分に対する極性単量体の比率が10mol%以上90mol%以下の有機樹脂(以下、親水性有機樹脂と称する場合がある)を含み、且つその粒子全体の体積抵抗率が1×10Ω・m以上1×1014Ω・m以下である。
【0025】
本実施形態に係るインク受容性粒子は、親水性有機樹脂を含み、所定範囲の体積抵抗率を有することで、種々のインクを受容可能であると共に、吸収した水分による帯電性低下が抑制される。これは以下に示す理由によるものと推測される。
【0026】
インク受容性粒子は、互いのインク受容性粒子間の空隙やその構成粒子間の空隙にインクを吸液インクを保持すると共に、インクの液体成分(水分)を上記親水性有機樹脂により吸液することで、インクを受容する。一方で、液体成分(水分)を吸液すると、その水分に起因して放電し易くなり、帯電性が低下してしまうことがある。また、インク受容性粒子を保管すると、空気中の水分を吸収するため、同様に、その水分に起因して放電し易くなり、帯電性が低下してしまうことがある。例えば、保管時にインク受容性粒子の帯電性が低下してしまうと、インク受容性粒子を中間転写体や記録媒体上に供給できなくなり、中間転写体や記録媒体上に供給された後にインク受容性粒子の帯電性が低下してしまうと、中間転写体や記録媒体上から脱落し、画像乱れなどの画像欠陥が生じることとなる。
【0027】
そこで、本実施形態に係るインク受容性粒子は、所定の親水性有機樹脂を含み、所定範囲の体積抵抗率を持たせることで、例えば、電荷注入により帯電させることでき、所定の親水性有機樹脂が水分を吸収しても、その帯電性が維持される。このため、種々のインクを受容可能であると共に、吸収した水分による帯電性低下が抑制される。結果、帯電性低下に起因するインク受容性粒子の供給不良や、中間転写体や記録媒体上からの脱落が抑制され、長期保存安定性が向上し、画像乱れなどの画像欠陥も抑制される。
【0028】
ここで、本実施形態に係るインク受容性粒子の体積抵抗率は、1×10Ω・m以上1×1014Ω・m以下であるが、望ましくは1×10Ω・m以上1×1012Ω・m以下であり、より望ましくは1×10Ω・m以上1×1010Ω・m以下である。この体積抵抗率が高すぎると、例えば、インク受容性粒子を帯電させるための電荷注入の効率が悪化することがある。一方、この体積抵抗率が低すぎると、インク受容性粒子の電荷の保持性が低下し、帯電性の低下が生じることがある。
【0029】
この体積抵抗率は、次に示す手法により測定されるものである。測定対象粒子の粉末試料2gを、荷重密度が100kg/cmとなるように圧縮成形をして試料ディスク(直径50mm、厚み1mm)を作製する。そして、この試料ディスクを一対の平板電極で挟みこみ、500Vの電圧を印加して10秒経過した後の試料ディスク厚み方向に流れる電流値を測定し、この電流値に基づき、体積抵抗率を算出する。
【0030】
本実施形態に係るインク受容性粒子は、所定の親水性有機樹脂を含み、所定範囲の体積抵抗率を有していれば、その構成としては特に制限はないが、例えば、親水性有機樹脂を含む樹脂粒子(以下、親水性粒子と称することがある)と、体積抵抗率が1×10−1Ω・m以上1×1014Ω・m以下の導電性粒子と、を含む形態が挙げられる。
【0031】
より具体的な形態としては、例えば、
1)親水性粒子に、導電性粒子が外添されてなる形態(以下、外添親水性粒子と証することがある)
2)親水性粒子に、少なくとも一部が当該粒子から露出するように導電性粒子が内添されてなる形態(内添親水性粒子と称することがある)
が挙げられる。
【0032】
外添親水性粒子は、導電性粒子が親水性粒子の表面に付着した形態であるが、例えばファンデルワールス力や静電力や粘着力などの物理的吸着により外添されていてもよいし、例えばリンカー分子で、導電性粒子の官能基と親水性粒子の官能基を結合する方法などにより化学的結合により外添されていてもよい。また、外添親水性粒子は、導電性粒子が親水性粒子の表面に埋め込まれた状態で固着した形態であってもよい。但し、導電性粒子は一部露出した状態で親水性粒子に埋め込まれる。この埋め込まれた状態で固着した形態は、安定してインク受容性粒子の帯電性の低下が抑制される点で好適である。導電性粒子を親水性粒子の表面に埋め込んで固着する手法としては、例えば、導電性粒子と親水性粒子とをハイブリダイザー等の機械的混合処理を施す手法、導電性粒子と親水性粒子とを流動床などで親水性有機樹脂のガラス転移温度以上の温度を与えながら混合する手法が挙げられる。
【0033】
一方、内添親水性粒子は、導電性粒子が親水性粒子の内部に含まれると共に、導電性粒子の一部が親水性粒子の表面に露出している形態である。この形態を実現する手法としては、例えば、導電性粒子と親水性粒子をヘンシェルミキサーにて混合撹拌した後、エクストルーダーに投入し、溶融混練する手法、導電性粒子を内添した親水性粒子をジェットミルで粉砕する手法が挙げられる。
【0034】
なお、本実施形態においては、一般的な電荷注入による帯電では、導電性の材料で粒子を完全に被覆したほうが均一な帯電が実現されるため望ましいが、本実施形態では、親水性粒子が親水性樹脂を含んで構成されるので、水分を吸収したとき抵抗が低下して若干の電気的なリークが生じることから、当該電気的なリークにより導電性の材料により完全に被覆されなくとも粒子全体が均一に帯電される。
【0035】
本実施形態に係るインク受容性粒子は、具体的には、例えば、図1に示すように、マトリクス樹脂としての親水性樹脂を含んで構成された親水性粒子202と、親水性粒子202の表面に存在する導電性粒子204と、からなる粒子(外添親水性粒子、内添親水性粒子)の単独粒子(一次粒子)で構成されるインク受容性粒子200が挙げられる。また、図2に示すように、親水性粒子202(導電性粒子を未添加粒子)と導電性粒子204とが集合した複合体粒子206から構成されるインク受容性粒子210も挙げられる。なお、インク受容性粒子の形態は、これらの形態に限られず、親水性粒子(外添親水性粒子、内添親水性粒子)が集合した複合体粒子で構成された形態であってもよいし、親水性粒子(導電性粒子が未添加の粒子)と導電性粒子とが集合した複合体粒子の表面に導電性粒子を外添した粒子であってもよい。また、親水性粒子の単独粒子、複合体粒子の表面には、抵抗率が変動しない範囲で、その他無機粒子等を付着させて外添してもよい。
【0036】
ここで、インク受容性粒子が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。
【0037】
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】
他方、インク受容性粒子が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間の空隙(以下、粒子間の空隙を「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記録材は、インク受容性粒子表面に付着又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。
【0039】
このトラップ構造によるインク成分(液体成分、記録材)の捕獲(トラップ)は、粒子間の空隙(物理的な粒子壁構造)による物理的及び/又は化学的な捕獲である。
【0040】
そして、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、親水性粒子によってインク液体成分が吸液・保持される。
【0041】
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親水性粒子の成分は、インクに含まれる記録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親水性粒子成分として、透明樹脂を適用することが望ましい。
【0042】
なお、記録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、本実施形態では、インク受容性粒子を構成する有機樹脂成分が当該樹脂の機能を果たすことも可能である。
【0043】
ここで、「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、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。
【0044】
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ることが可能である。
【0045】
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、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。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。
【0046】
本実施形態に係るインク受容性粒子全体の球換算平均粒径は、例えば球換算平均粒径が例えば、0.1μm以上50μm以下、望ましくは0.5μm以上25μm以下、より望ましくは1μm以上10μm以下の範囲が挙げられる。
球換算平均粒径が上記範囲であると、高画質が達成される。即ち、球換算平均粒径が大きい場合、画像面上で粒子の存在する部分と、存在しない部分で高さ方向の段差が生じるため、画像の平滑性が劣ることがある。一方、球換算平均粒径が小さい場合には、粉体のハンドリング性が低下し、転写体上の所望の位置に粉体を供給することが出来なくなる傾向にある。従って、画像上において親水性粒子が存在しない箇所が生じ、高速記録、高画質が達成されなくなることがある。
【0047】
ここで、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等多種の方法が利用できる。汎用的に使用できる方法としては、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。
【0048】
本実施形態に係るインク受容性粒子は、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、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の残っており、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】
次に、親水性粒子について説明する。親水性粒子は、全単量体成分に対する極性単量体の比率が10mol%以上90mol%以下であり、望ましくは15mol%以上85mol%以下であり、さらに望ましくは30mol%以上80mol%以下である親水性有機樹脂を含んで構成される。
【0051】
ここで、極性単量体とは、エチレンオキサイド基、カルボン酸、スルホン酸、置換若しくは未置換のアミノ基、水酸基、及びこれらの塩を含む単量体である。例えば、正帯電性付与の場合、例えば(置換)アミノ基、(置換)ピリジン基やそのアミン塩、4級アンモニウム塩等の造塩化構造の単量体であることが望ましい。負帯電付与の場合、カルボン酸(塩)、スルホン酸(塩)等の有機酸(塩)構造の単量体であることが望ましい。
【0052】
なお、極性単量体の比率は、次のようにして求める。まず質量分析、NMR(核磁気共鳴),IR(赤外吸収スペクトル)などの分析手法から有機成分の構成を特定する。その後、JIS K0070又はJIS K2501に準拠して、有機成分の酸価、塩基価を測定する。有機成分の構成、及び、酸価/塩基価から極性単量体の比率を計算で求めることができる。以下同様である。
【0053】
親水性有機樹脂は、吸液したインク液体成分(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
【0054】
親水性有機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%)から数百%(≒500%)、望ましくは5%以上100%以下程度の吸液が可能な親液性樹脂を意味する。
親水性有機樹脂(弱吸液樹脂)の吸液性が5%を下回る場合は、インク受容性粒子のインク保持能が低下し、500%を超える場合は、インク受容性粒子が吸湿が活発になり、環境依存性が大きくなる場合がある。
【0055】
親水性有機樹脂は、例えば、親水性単量体の単独重合体、或い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で構成することができるが、弱吸水性樹脂とするためには当該共重合体が望ましい。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。
【0056】
ここで、親水性単量体としては、−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。)、−SO3M(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)、−NR3(Rは例えば、H、アルキル、フェニル等である。)、−NR4X(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、BF4、等々である。)等を含む単量体が挙げられる。具体的には、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、親水性ユニットもしくは単量体としては、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。
【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、メタクリル酸ラウリル等が挙げられる。疎水性ユニットもしくは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、ポリエチレン、エチレン/酢酸ビニルやポリプロピレン等のポリオレフィン類等、及びこれらの誘導体も挙げられる。
【0058】
この親水性単量体と疎水性単量体との共重合体である吸液性樹脂として、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、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ポリマー(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に挙げられる。
【0059】
親水性有機樹脂には、例えば、中和塩構造(例えばカルボン酸など)を含むことが挙げられる。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】
親水性有機樹脂には、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記録材(例えば顔料や染料)との相互作用を及ぼす。
【0061】
ここで、親水性有機樹脂において、親水性ユニット(親水性単量体)と疎水性ユニット(親水性単量体)とのモル比(親水性単量体:疎水性単量体)は、例えば5:95乃至70:30が挙げられる。
【0062】
親水性有機樹脂は、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、親水性有機樹脂中が(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。
【0063】
親水性有機樹脂は、直鎖構造でもよいが、分嵯構造がよい。また、有機樹脂は、非架橋もしくは低架橋であることが望ましい。また、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。
【0064】
親水性有機樹脂には、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有機樹脂に添加してもよい。
【0065】
親水性有機樹脂は、非結晶樹脂であることがよく、そのガラス転移温度(Tg)は、例えば40℃以上90℃以下が挙げられる。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た。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を用いることができる。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で測定を行った。
【0066】
親水性有機樹脂の重量平均分子量は、例えば3000以上30万以下が挙げられる。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)を用いた。実験条件としては、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った。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サンプルから作製した。
【0067】
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1000mgKOH/g以下が挙げられる。このカルボン酸基(−COOH)換算での酸価の測定は次のように行った。
【0068】
酸価は、JIS K0070に従って行い、中和滴定法を用いた測定で行った。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した。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時、A=(B×f×5.611)/Sとして算出した。
【0069】
以上説明した親水性有機樹脂は、いずれの形態であっても極性単量体の比率を上記範囲に制御して使用される。
【0070】
親水性粒子の粒径は、その単独粒子でインク受容性粒子を構成する場合、球換算平均粒径で0.1μm以上50μm以下であることが望ましく、より望ましくは0.5μm以上25μm以下、さらに望ましくは1μm以上10μm以下である。一方、複合体粒子でインク受容性粒子を構成する場合、球換算平均粒径で10nm以上30μm以下が望ましく、より望ましくは50nm以上10μm以下、さらに望ましくは0.1μm以上5μm以下である。
【0071】
親水性粒子のインク受容性粒子全体に対する比率は、質量比で75%以上であることが望ましく、より望ましくは85%以上であり、さらに望ましくは90%以上99%以下である。
【0072】
次に導電性粒子について説明する。導電性粒子は、その体積抵抗率が1×10−1Ω・m以上1×1014Ω・m以下であるが、望ましくは1×10Ω・m以上1×1012Ω・m以下であり、1×10Ω・m以上1×10Ω・m以下である。ここで、導電性粒子は、導電性のみならず、所謂半導電性をも示す粒子である。
【0073】
導電性粒子としては、金属酸化物(例えば酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アルミナ等)、有機化合物(例えば、フラーレン、カーボンナノチューブ等)、導電性樹脂(例えば、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン等)などが挙げられる。
【0074】
また、導電性粒子としては、導電性フィラーを分散した樹脂で構成されてもよい。
当該樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
導電性フィラーとしては、例えば、金属および金属酸化物(例えば銅、亜鉛、金、アルミニウム、銀、スズ、白金、パラジウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、アルミナ等)、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイトなどが挙げられる。
【0075】
導電性粒子は、無色、淡色、又は白色であることが望ましい。但し、インクとして黒インクを使用して、例えば、インク受容性粒子の層のうち黒インクが付与された領域のみ記録媒体に転写する方式の場合、カーボンブラックなどの着色した導電性粒子を用いてもよい。
【0076】
導電性粒子の粒径は、親水性粒子に外添又は内添する構成の場合、球換算平均粒径で1μm以下であることが望ましく、より望ましくは10nm以上500nm以下であり、さらに望ましくは15nm以上200nm以下である。一方、複合体粒子でインク受容性粒子を構成する場合、球換算平均粒径で10nm以上30μm以下が望ましく、より望ましくは50nm以上10μm以下、さらに望ましくは100nm以上5μm以下である。
【0077】
導電性粒子のインク受容性粒子全体に対する比率は、質量比で0.1%以上10%以下であることが望ましく、より望ましくは0.2%以上8%以下であり、さらに望ましくは0.5%以上5%以下である。
【0078】
なお、親水性粒子(これを構成する親水性有機樹脂)と導電性粒子との比率は、質量比(親水性粒子/導電性粒子)で999/1乃至90/10が望ましく、より望ましくは998/2乃至92/8であり、さらに望ましくは995/5乃至95/5である。
【0079】
次にその他の成分について説明する。本実施形態に係るインク受容性粒子には、その流動性を改善する目的で、無機粒子や脂肪酸金属塩を外添してもよい。
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及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、インク受容性粒子の体積抵抗率に影響を及ぼさない範囲で、複合体粒子を構成する粒子として含まれてもよいし、親水性粒子内部に含まれる、所謂内添されていてもよい。
【0080】
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、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。なお、複合体粒子を構成する無機粒子の粒径は、球換算平均粒径で例えば、10nm以上30μm以下、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。
【0081】
一方、脂肪酸金属塩としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、2−エチルヘキサン酸、乳酸、ピルビン酸、サリチル酸、シュウ酸、ネオデカン酸などの金属塩が挙げられる。具体的には、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カドミウム、サリチル酸マグネシウム、サリチル酸亜鉛、サリチル酸カルシウム、プロピオン酸亜鉛、プロピオン酸カルシウム、シュウ酸マグネシウム、シュウ酸亜鉛、シュウ酸カルシウム、シュウ酸鉛、シュウ酸バリウム、ミリスチン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ネオデカン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、乳酸マグネシウム、乳酸亜鉛、乳酸カルシウムが挙げられる。
【0082】
また、本実施形態に係るインク受容性粒子には、例えば中間転写体に残存したもののクリーニング性を向上させる目的で、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンなどの絶縁性粒子を外添してもよい。
【0083】
また、本実施形態に係る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。
【0084】
この機能を有する成分は、例えば上記有機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。
【0085】
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。
【0086】
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、J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。
【0087】
具体例としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、硫酸ナトリウム、硝酸カリウム、酢酸ナトリウム、蓚酸カリウム、クエン酸ナトリウム、安息香酸カリウム等のアルカリ金属類の塩、及び、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化バリウム、臭化バリウム、ヨウ化バリウム、酸化バリウム、硝酸バリウム、チオシアン酸バリウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム、ヨウ化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム、チオシアン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、酢酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、乳酸カルシウム、フマル酸カルシウム、クエン酸カルシウム、塩化銅、臭化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、蓚酸鉄、乳酸鉄、フマル酸鉄、クエン酸鉄、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸二水素マンガン、酢酸マンガン、サリチル酸マンガン、安息香酸マンガン、乳酸マンガン、塩化ニッケル、臭化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、硫酸スズ、塩化チタン、塩化亜鉛、臭化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、チオシアン酸亜鉛、酢酸亜鉛等の多価金属類の塩等が挙げられる。
【0088】
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、一般式(1)で表される化合物、これら化合物の誘導体などが挙げられる。
【0089】
【化1】

【0090】
ここで、式中、Xは、O、CO、NH、NR1、S、又はSO2を表す。R1はアルキル基を表し、R1として望ましくは、CH3,C25、C24OHである。Rはアルキル基を表し、Rとして望ましくは、CH3,C25、C24OHである。なお、Rは式中に含んでいてもよいし、含んでいなくても構わない。Xとして望ましくは、CO、NH、NR,Oであり、より望ましくは、CO、NH、Oである。Mは、水素原子、アルカリ金属又はアミン類を表す。Mとして望ましくは、H、Li、Na、K、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等であり、より望ましくは、H、Na,Kであり、更に望ましくは、水素原子である。nは、3以上7以下の整数である。nとして望ましくは、複素環が6員環又は5員環となる場合であり、より望ましくは、5員環の場合である。mは、1又は2である。一般式(1)で表される化合物は、複素環であれば、飽和環であっても不飽和環であってもよい。lは、1以上5以下の整数である。
【0091】
一般式(1)で表される化合物としては、具体的には、フラン、ピロール、ピロリン、ピロリドン、ピロン、ピロール、チオフェン、インドール、ピリジン、キノリン構造を有し、更に官能基としてカルボキシル基を有する化合物が挙げられる。具体的には、2−ピロリドン−5−カルボン酸、4−メチル−4−ペンタノリド−3−カルボン酸、フランカルボン酸、2−ベンゾフランカルボン酸、5−メチル−2−フランカルボン酸、2,5−ジメチル−3−フランカルボン酸、2,5−フランジカルボン酸、4−ブタノリド−3−カルボン酸、3−ヒドロキシ−4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、2−ピロン−6−カルボン酸、4−ピロン−2−カルボン酸、5−ヒドロキシ−4−ピロン−5−カルボン酸、4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、3−ヒドロキシ−4−ピロン−2,6−ジカルボン酸、チオフェンカルボン酸、2−ピロールカルボン酸、2,3−ジメチルピロール−4−カルボン酸、2,4,5−トリメチルピロール−3−プロピオン酸、3−ヒドロキシ−2−インドールカルボン酸、2,5−ジオキソ−4−メチル−3−ピロリン−3−プロピオン酸、2−ピロリジンカルボン酸、4−ヒドロキシプロリン、1−メチルピロリジン−2−カルボン酸、5−カルボキシ−1−メチルピロリジン−2−酢酸、2−ピリジンカルボン酸、3−ピリジンカルボン酸、4−ピリジンカルボン酸、ピリジンジカルボン酸、ピリジントリカルボン酸、ピリジンペンタカルボン酸、1,2,5,6−テトラヒドロ−1−メチルニコチン酸、2−キノリンカルボン酸、4−キノリンカルボン酸、2−フェニル−4−キノリンカルボン酸、4−ヒドロキシ−2−キノリンカルボン酸、6−メトキシ−4−キノリンカルボン酸等の化合物が挙げられる。
【0092】
有機酸としては、望ましくは、クエン酸、グリシン、グルタミン酸、コハク酸、酒石酸、フタル酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩である。より望ましくは、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩である。さらに望ましくは、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、フランカルボン酸、クマリン酸、若しくは、これらの化合物誘導体、又は、これらの塩である。
【0093】
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。具体例としては、テトラアルキルアンモニウム、アルキルアミン、ベンザルコニウム、アルキルピリジウム、イミダゾリウム、ポリアミン、及び、それらの誘導体、又は、塩等が挙げられる。具体的には、アミルアミン、ブチルアミン、プロパノールアミン、プロピルアミン、エタノールアミン、エチルエタノールアミン、2−エチルヘキシルアミン、エチルメチルアミン、エチルベンジルアミン、エチレンジアミン、オクチルアミン、オレイルアミン、シクロオクチルアミン、シクロブチルアミン、シクロプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ジイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジエチルアミン、ジ2−エチルヘキシルアミン、ジエチレントリアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジプロピルアミン、ジヘキシルアミン、ジペンチルアミン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルエチレンジアミン、ジメチルオクチルアミン、1,3−ジメチルブチルアミン、ジメチル−1,3−プロパンジアミン、ジメチルヘキシルアミン、アミノ−ブタノール、アミノ−プロパノール、アミノ−プロパンジオール、N−アセチルアミノエタノール、2−(2−アミノエチルアミノ)−エタノール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、2−(3,4−ジメトキシフェニル)エチルアミン、セチルアミン、トリイソプロパノールアミン、トリイソペンチルアミン、トリエタノールアミン、トリオクチルアミン、トリチルアミン、ビス(2−アミノエチル)1,3−プロパンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)1,3−プロパンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)メチルアミン、ビス(2−エチルヘキシル)アミン、ビス(トリメチルシリル)アミン、ブチルアミン、ブチルイソプロピルアミン、プロパンジアミン、プロピルジアミン、ヘキシルアミン、ペンチルアミン、2−メチル−シクロヘキシルアミン、メチル−プロピルアミン、メチルベンジルアミン、モノエタノールアミン、ラウリルアミン、ノニルアミン、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、プロピレンジアミン、ヘキサメチレシジアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルエタノールアミン、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口ライド、ステアラミドメチルビ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。
【0094】
より望ましくは、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、エタノールアミン、プロパンジアミン、プロピルアミンなどが使用される。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
以上説明した本実施形態に係るインク受容性粒子は、単独で用いることもできるが、キャリアと組み合わせて用いてもよい。なお、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を適用され得る。
【0098】
(記録用の材料)
本実施形態に係る記録用の材料は、少なくとも記録材を含むインクと、上記本実施形態に係るインク受容性粒子と、を備える。記録用の材料は、インク受容性粒子にインクを受容させた後、当該インク受容性粒子を記録媒体に転写することで記録を行うことが可能である。
【0099】
以下、インクについて詳細に説明する。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、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。
【0100】
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。
【0101】
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、着色ラテックス等を顔料として使用することも可能である。
【0102】
黒色顔料の具体例としては、Raven7000,Raven5750,Raven5250,Raven5000 ULTRAII,Raven 3500,Raven2000,Raven1500,Raven1250,Raven1200,Raven1190 ULTRAII,Raven1170,Raven1255,Raven1080,Raven1060(以上コロンビアン・カーボン社製)、Regal400R,Regal330R,Regal660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch 700,Monarch 800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,Monarch 1400(以上キャボット社製)、Color Black FW1,Color Black FW2,Color Black FW2V,Color Black 18,Color Black FW200,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex140U,Printex140V,Special Black 6,Special Black 5,Special Black 4A,Special Black4(以上デグッサ社製)、No.25,No.33,No.40,No.47,No.52,No.900,No.2300,MCF−88,MA600,MA7,MA8,MA100(以上三菱化学社製)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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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。
【0113】
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。
【0114】
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。
【0115】
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。
【0116】
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、本実施形態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。
【0117】
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ることもできる。
【0118】
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。
【0119】
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%以下の範囲が挙げられる。
【0120】
記録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。
【0121】
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、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、分散粒子の密度は記録材の密度とした。
【0122】
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。
【0123】
水溶性有機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。
【0124】
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。
【0125】
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。
【0126】
水溶性有機溶媒としては、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。
【0127】
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%以下の範囲が挙げられる。
【0128】
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。
【0129】
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。
【0130】
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。
【0131】
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及びスルホン酸塩、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。
【0132】
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。
【0133】
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。
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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も添加することができる。
【0137】
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、例えば20mN/m以上45mN/m以下の範囲が挙げられる。
【0138】
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。
【0139】
インクの粘度は、例えば1.5mPa・s以上30mPa・s以下の範囲が挙げられる。
【0140】
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。
【0141】
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。
【0142】
(インク受容性粒子収納カートリッジ)
本実施形態に係る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、上記実施形態に係る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。
【0143】
以下、実施形態に係るインク受容性粒子収納カートリッジの実施形態ついて図面を参照しつつ説明する。図3は、実施形態に係る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4は、図3のA−A断面図である。
【0144】
実施形態に係るインク受容性粒子収納カートリッジ50は、図3及び図4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。
【0145】
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。
【0146】
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。
【0147】
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。
【0148】
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。
【0149】
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。
【0150】
なお、本実施形態に係る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。
【0151】
(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、上記実施形態に係るインク受容性粒子と、を用いた記録装置(記録方法)であり、中間転写体と、上記本実施形態に係るインク受容性粒子に対し電荷を注入し、電荷注入された前記インク受容性粒子を静電誘導により中間転写体上に供給する供給手段(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手段(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手段(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手段(定着工程)とを有し、インク受容性粒子が中間転写体上に供給されるとともにインク吐出手段から吐出されたインクを受容する記録装置(記録方法)である。
【0152】
具体的には、例えば、まず、供給手段により中間体(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、転写と定着は実質的に同時に行ってもよし、別で行ってもよい。
【0153】
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。
【0154】
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。
【0155】
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。
【0156】
一方、本実施形態に係る記録装置(記録方法)は、上記本実施形態に係るインク受容性粒子に対し電荷を注入し、電荷注入された前記インク受容性粒子を静電誘導により記録媒体上に供給する供給手段(供給工程)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手段(インク吐出工程)と、記録媒体に供給されたインク受容性粒子を定着する定着手段(定着工程)とを有し、インク受容性粒子が記録媒体上に供給されるとともにインク吐出手段から吐出されたインクを受容する記録装置(記録方法)であってもよい。
【0157】
具体的には、まず、供給手段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。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。
【0158】
以下、実施形態に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。
【0159】
図5は、実施形態に係る記録装置を示す構成図である。図6は、実施形態に係る記録装置の主要部を示す構成図である。図7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。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、これと導電性磁性キャリアとを混合したものを用いた場合を説明している。
【0160】
実施形態に係る記録装置10は、図5及び図6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。
【0161】
帯電装置28の上流側には、離型剤14Dを供給して離形層14Aを形成する離型剤供給装置14が配置される。
【0162】
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。
【0163】
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。
【0164】
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が可能でされる。
【0165】
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。
【0166】
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1010Ω・m程度(半導電性)であることが望ましい。
【0167】
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表面に離形層14Aが形成される。離型剤供給装置14のマグロール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。
【0168】
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。
【0169】
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。
【0170】
次に、帯電装置28によって電荷を中間転写体12表面に付与することにより、中間転写体12表面に電荷が帯電される。ここでは、静電誘導により電荷注入されたインク受容性粒子16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。
【0171】
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。
【0172】
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・m以上10Ω・m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。
【0173】
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。
【0174】
また、帯電装置28をコロトロン、スコロトロン等で構成してもよい。
【0175】
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と向合う部分にマグロール18Aが配され、マグロール18Aと押圧するように規制部材18Bが配される。この規制部材18Bはマグロール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を持つ。マグロール18Aはアルミ製の中実ロール、規制部材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。規制部材18Bはドクターブレード方式でマグロール18Aと接する。
【0176】
インク受容性粒子16は、キャリア17と共にマグロール18A(導電性ロール)の回転に伴い、規制部材18B(導電性ブレード)でインク受容性粒子層16Aを規制された後、帯電された中間転写体12表面に対峙される。インク受容性粒子16は、帯電された中間転写体と対峙すると、マグロール18A及びキャリア17を通じて中間転写体の帯電極性とは逆極性である電荷が注入され、負に帯電される。そして、インク受容性粒子16と中間転写体12との間に働く静電力(静電引力)が、インク受容性粒子16とキャリア17との間の付着力を上回ると、インク受容性粒子16が当該静電力により中間転写体12表面に移動(飛翔)する。このようにして、インク受容性粒子16が中間転写体12上へ供給される。
【0177】
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の移動速度とマグロール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、マグロール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。
【0178】
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、マグロール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。
【0179】
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。
【0180】
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7(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7(B)参照)。
【0181】
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。
【0182】
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。
【0183】
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。
【0184】
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することができる。
【0185】
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。
【0186】
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。
【0187】
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。
【0188】
以下、実施形態に係る記録装置の画像形成のプロセスをより詳細に説明する。本実施形態に係る記録装置では、図6に示すように、中間転写体12の表面には離形層供給装置14にて離形層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形層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の表面自体に離形性を持たせるようにしてもよい。
【0189】
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のマグロール18Aおよびキャリア17を通じて電荷注入されて帯電されたインク受容性粒子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。
【0190】
次いで中間転写体12の表面に粒子供給装置18のマグロール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、上記のように規制部材18Bとマグロール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。あるいはマグロール18Aと中間転写体12の周速比によって制御してもよい。
【0191】
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間の空隙及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もに、記録材(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。
【0192】
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、顔料等の記録材はインク受容性粒子層16Aの表面又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、顔料等の記録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記録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、表面に記録材(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。
【0193】
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。
【0194】
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。
【0195】
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5参照)、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。
【0196】
ここで、図7には、実施形態に係る画像形成に用いられる粒子層が示されている。図7(A)に示すように、中間転写体12の表面には離形層14Aが形成される。
【0197】
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。
【0198】
また、吐出されたインク滴20Aに含まれる顔料等の記録材は図7(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記録材の浸透していない粒子層16Cが残存している。
【0199】
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7(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。
【0200】
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。
【0201】
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。
【0202】
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。
【0203】
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。
【0204】
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。
【0205】
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。
【0206】
<各構成要素>
次に、実施形態の各ステップの構成要素について詳しく説明する。
【0207】
<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/□以下、体積抵抗率が10Ω・m以上1011Ω・m以下、絶縁性の場合には表面抵抗率が1014Ω/□以上、体積抵抗率が1011Ω・m以上の部材を用いる。
【0208】
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。
【0209】
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。
【0210】
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。
【0211】
<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による離形層14Aを形成する。
【0212】
離形層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形層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表面に離形層14Aを形成する方法等が使用される。
【0213】
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。
【0214】
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。
【0215】
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。
【0216】
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、得られたインクの粘度を測定した。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。
【0217】
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。
【0218】
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。
【0219】
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。
【0220】
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。
【0221】
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は静電誘導によって中間転写体12表面の電荷と逆極性に帯電する。
【0222】
マグロール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。
【0223】
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。
【0224】
以下、インク受容性粒子層の層厚制御について説明する。
【0225】
マグロール18Aにインク受容性粒子16を供給し、規制部材18Bで粒子層の厚みを規制する。
【0226】
規制部材18Bはマグロール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、マグロール18Aへの圧力を変化させて、マグロール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、マグロール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、規制部材18Bの押圧力を低く制御し、マグロール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。
【0227】
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マグロール18Aと中間転写体12の周速を1とした場合、マグロール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。
【0228】
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。
【0229】
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又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・m以上10Ω・m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。
【0230】
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又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。
【0231】
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。
【0232】
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。
【0233】
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。
【0234】
<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の空隙により速やかに吸収され、記録材(例えば、顔料)はインク受容性粒子16表面又はインク受容性粒子16を構成する粒子間の空隙に捕獲(トラップ)される。
【0235】
この場合、インク受容性粒子層16Aの表面に多くの記録材(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内の粒子間の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表面に記録材(例えば顔料)をトラップすると共に、インク受容性粒子16内の粒子間の空隙に捕獲(トラップ)され固定されることにより発現される。
【0236】
インク受容性粒子層16Aの表面及びインク受容性粒子16内の粒子間の空隙に記録材(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、記録材(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。
【0237】
また、記録媒体の幅と同等又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。インク自体も従来の染料を色材としたインクを用いることができるが、顔料インクが望ましい。
【0238】
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。
【0239】
<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に転写及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実質的に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/加圧を実質的に同時に行う方式がよい。
【0240】
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。
【0241】
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(記録材(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。
【0242】
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。
【0243】
<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が必要である。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。
【0244】
<除電プロセス>
離形層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。
【0245】
以上説明した実施形態に係る記録装置では、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の離型層が形成及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。
【0246】
なお、記録装置は、中間転写方式の形態に限定されるものではなく、次で説明するインク受容性粒子を直接記録媒体上に供給する他の形態であってもよい。
【0247】
図8は、他の実施形態に係る記録装置を示す構成図である。図9は、他の実施形態に係る記録装置の主要部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。
【0248】
他の実施形態に係る記録装置11は、図8及び図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。
【0249】
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100(以降、「静電記録ヘッド100」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)。
【0250】
記録媒体8に形成された静電潜像をインク受容性粒子供給装置18が顕像化し、インク受容性粒子16からなるインク受容性粒子層16Aを形成する。(図10(B)参照)。
【0251】
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。
【0252】
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20A(図9参照)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。
【0253】
インク滴20A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。
【0254】
なお、静電記録ヘッド100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。
【0255】
次に、各構成要素と画像形成のプロセスについての詳細を説明する。
【0256】
無端ベルト状の搬送ベルト13で、記録媒体8を搬送している。本実施形態では、搬送ベルト13に記録媒体8を吸着した状態で搬送している。
【0257】
ここで、搬送ベルト13に記録媒体8を吸着させる方法の一例としては、例えば、搬送ベルト13に孔(図示せず)を設け、この孔から吸引して吸着させる吸引機構が挙げられる。その他、記録媒体8を搬送ベルト13に吸着させる方法は、例えば、粘着力で吸着させる方式であってもよく、搬送ベルト13に記録媒体8を静電吸着させる方式であってもよい。
【0258】
そして、搬送方向の上流側には、搬送ベルト13に搬送されている記録媒体8に静電潜像を形成する静電記録ヘッド100が、記録媒体8の上方に間隔を持って配置されている。
【0259】
静電記録ヘッド100は、平面矩形状の絶縁基板102の表面に、複数の駆動電極104が互いに平行に設けられていると共に、その裏面にこれらの駆動電極104と交差するようにして複数の制御電極106が設けられている。なお、駆動電極104と制御電極106とでマトリックス(格子)が形成されている。また、制御電極106には、駆動電極104と交差する位置に円形の開口部106Aが形成されている。そして、制御電極106の下面には、絶縁基板101を介してスクリーン電極108が設けられている。これらの絶縁基板101及びスクリーン電極108には、制御電極106の開口部106Aと対応した位置に、空間111とイオン導出用開口部110が形成されている。
【0260】
交流電源112によって駆動電極104とスクリーン電極108との間に高周波高電圧が印加されるようになっている。一方、制御電極106にはイオン制御電源114により画像情報に応じたパルス電圧印加されるようになっている。更に、スクリーン電極108には直流電源116により直流電圧が、印加されるようになっている。
【0261】
そして、このように絶縁された駆動電極104と制御電極106との間に交番電界を与えることにより、空間111において沿面コロナ放電を誘発させ、この沿面コロナ放電によって発生したイオンを、制御電極106とスクリーン電極108との間に形成される電界によって加速もしくは吸収して、イオン導出用開口部110からのイオン流の放出を制御し、画像信号(インク画像)に応じたイオン(本実施形態ではプラスイオン)により、記録媒体8の表面に静電潜像(図10(A)参照)の形成を行うようになっている。
【0262】
静電潜像の電位は、次工程で、粒子供給装置18のマグロール18Aおよびキャリア17を通じて電荷注入されて帯電されたインク受容性粒子16と記録媒体8に形成された静電潜像とで形成する電界による静電力により、インク受容性粒子16が記録媒体8に供給/吸着可能な電位であれば良い。
【0263】
なお、この静電記録ヘッド100は、静電潜像を形成する領域を選択できる。よって、記録媒体8の表面に形成する静電潜像は、インク画像が形成される領域としている。例えば、形成画像が文字「あ」の場合は、図10(A)に概念的に示すようになる。
【0264】
表面に静電潜像が形成されている記録媒体8は、インク受容性粒子供給装置18に送られ、静電潜像を顕像化し、静電潜像に対応したインク受容性粒子層16Aを形成する。(図10(B)参照)。これにより、画像信号に基づいて形成される、インク画像の領域にのみに記録媒体8上にインク受容性粒子層16Aが形成される(非画像部領域には殆どインク受容性粒子層16Aが形成されない)。
【0265】
次に、画像形成のプロセスについての説明に戻る。
【0266】
図10(A)に示すように、つぎに、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によって、予備定着する。
【0267】
記録媒体8上に形成されたインク受容性粒子層16Aは静電力で、記録媒体8上に固定されている。よって、このまま次工程でインクジェット記録ヘッド20からインク滴20Aをインク受容性粒子層16Aに打ち込むと、インク量によっては、インク受容性粒子層16Aが乱れる場合がある。このため、事前にインク受容性粒子層16Aを予備定着することで、インク受容性粒子16を記録媒体8の表面に仮固定しておく。
【0268】
なお、予備定着によって、インク滴20Aの打ち込みによってインク受容性粒子16が飛散し、インクジェット記録ヘッド20のノズル面20Bが汚染することも防止される。
【0269】
予備定着装置150での予備加熱は、最終的な定着装置23における定着用の加熱よりも低温である。すなわち、予備定着装置150での予備定着は、インク受容性粒子16中の樹脂粒子を完全に溶融させて圧力により定着するのではなく、粒子間の空隙を残して、粒子間及び粒子と記録媒体表面とを結着させる程度でよい。このことにより、インク滴20Aが受容可能な程度に予備定着される。
【0270】
また、予備定着装置150は、電子写真方式の画像形成装置に用いる一般的な加熱定着器(フューザー)を応用することが可能である。更に、電子写真方式の画像形成装置に用いる加熱定着器の他に、ヒーター加熱方法、オーブン方式、電磁誘導加熱方式等も使用できる。
【0271】
次に、インク受容性粒子層16Aが予備定着された記録媒体8は、インクジェット記録ヘッド20の下方に搬送される。
【0272】
そして、画像データに基づき、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、記録媒体8の表面に形成されたインク受容性粒子層16Aに打ち込まれ、インク画像が形成される。(図10(C))。この際、インクは、インク受容性粒子16により受容される。
【0273】
なお、高速で画像を書き込むためには、本実施形態のような記録媒体幅以上あるライン型インクジェット記録ヘッドが望ましいが、スキャン型のインクジェット記録ヘッドを用いて、順次画像を形成しても良い。また、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。
【0274】
次に、記録媒体8は、搬送ベルト13から剥離し、定着装置23に送られ、インク受容性粒子層16Aに、圧力と熱を加えることで、記録媒体8上にインク受容性粒子層16Aが定着する。
【0275】
定着装置23は加熱源を内蔵する加熱ロール23Aと対向する加圧ロール23Bとから構成され、加熱ロール23A及び加圧ロール23Bは接して接触部を形成する。加熱ロール23A及び加圧ロール23Bには、例えば、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ものを使用している。なお、電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置(フューザー)と略同様の構成である。更に、上記電子写真方式の画像形成装置に用いる加熱定着器の他に、ヒーター加熱方法、オーブン方式、電磁誘導加熱方式等も使用できる。
【0276】
記録媒体8が加熱ロール23Aと加圧ロール23Bとの接触部を通過する際に、インク受容性粒子層16Aが加熱され、かつ圧力が加わり、記録媒体8にインク受容性粒子層16Aが定着する。なお、加熱と加圧の両方を用いる方法でなく、加熱のみ、又は加圧のみを用いる方法であっても良い。しかし、望ましくは加熱と加圧とを同時に行う方式が良い。
【0277】
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。
【0278】
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100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。
【0279】
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、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、本実施形態に係る液滴吐出装置を適用することができる。
【実施例】
【0280】
以下、本発明を、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、本発明を制限するものではない。
【0281】
−インク受容性粒子Aの作製−
・スチレン/2−エチルヘキシルメタクリレート/アクリル酸共重合体粒子(樹脂粒子:極性単量体比率57mol%): 100質量部
・酸化スズ(導電性粒子:S−1/ジェムコ社製): 4質量部
・非晶質シリカ(Aerosil A−130/Degussa社製): 1質量部
を攪拌混合した後、流動床を用いて90℃の加熱処理を施し、樹脂粒子表面に酸化スズを固着させた。得られた粒子は球換算平均径5μmの粒子であった。これをインク受容性粒子Aとした。なお、酸化スズは気流式分級機で粗大分をカットしたものを使用した。
【0282】
−インク受容性粒子Bの作製−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体粒子(樹脂粒子:極性単量体比率36mol%) 100質量部
・酸化亜鉛(導電性粒子:パゼットCK/ハクスイテック社製): 5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil TT600/Degussa社): 2質量部
を攪拌混合した後、7000rpm、3分のハイブリダイザー処理を施し、樹脂粒子表面に酸化亜鉛を固着させた。得られた粒子は球換算平均径10μmの粒子であった。これをインク受容性粒子Bとした。なお、酸化亜鉛は気流式分級機で粗大分をカットしたものを使用した。
【0283】
−インク受容性粒子Cの作製−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタアクリル酸共重合体粒子(樹脂粒子:極性単量体比率41mol%): 100質量部
・酸化チタン(導電性粒子:CR63/石原産業社製): 5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil A−130/Degussa社): 1質量部
を攪拌混合した。ここで少量の水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、さらに撹拌を続けることで、樹脂粒子表面に酸化チタンを固着させた。得られた粒子は球換算平均径9μmの粒子であった。これをインク受容性粒子Cとした。なお、酸化チタンは気流式分級機で粗大分をカットしたものを使用した。
【0284】
−インク受容性粒子Dの作製−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体粒子(樹脂粒子:極性単量体比率22mol%): 100質量部
・酸化スズ(導電性粒子:S−1/ジェムコ社製): 7質量部
・非晶質シリカ(Aerosil TT600/Degussa社): 2質量部
を攪拌混合した後、流動床を用いて90℃の加熱処理を施し、樹脂粒子表面に酸化スズを固着させた。得られた粒子は球換算平均径9μmの粒子であった。これをインク受容性粒子Dとした。なお、酸化スズは気流式分級機で粗大分をカットしたものを使用した。
【0285】
−インク受容性粒子Eの作製−
ピロール50mM、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム10mMの水溶液で電解重合を行い、ポリピロールを電極上に析出させた。得られたポリピロール粒子にはドーパントとしてドデシルベンゼンスルホン酸が含まれており、その体積抵抗率は4×10Ω・m、球換算平均径は150nmであった。
【0286】
続いて
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタアクリル酸共重合体粒子(樹脂粒子:極性単量体比率60mol%): 100質量部
・上記ポリピロール粒子(導電性粒子): 4質量部
・非晶質シリカ(Aerosil A−130/Degussa社): 1質量部
を攪拌混合し、球換算平均径8μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Eとした。
【0287】
−インク受容性粒子Fの作製−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率 82mol%): 100質量部
・酸化スズ(導電性粒子:S−1/ジェムコ社製): 4質量部
・非晶質シリカ(Aerosil A−130/Degussa社): 1質量部
を攪拌混合した後、流動床を用いて90℃の加熱処理を施し、樹脂粒子表面に酸化スズを固着させた。得られた粒子は球換算平均径5μmの粒子であった。これをインク受容性粒子Fとした。なお、酸化スズは気流式分級機で粗大分をカットしたものを使用した。
【0288】
−インク受容性粒子G−
・スチレン/2−エチルヘキシルメタクリレート/マレイン酸共重合体(極性単量体比率 4.5mol%): 100質量部
・酸化亜鉛(23−K / ハクスイテック社) 50質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにて混合撹拌し、混練材料とした。次いで、エクストルーダーに投入し、溶融混練した。得られた混練物を冷却した後、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでジェットミルを用いて粉砕した。これを気流分級機に掛け粗大粒子分を除去し、球換算平均径0.8μmの酸化亜鉛分散樹脂粒子を得た。酸化亜鉛分散樹脂粒子の体積抵抗率は8×1010Ω・mであった。
【0289】
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体粒子(樹脂粒子:極性単量体比率36mol%): 100質量部
・上記酸化亜鉛分散樹脂粒子(導電性粒子): 6質量部
・非晶質シリカ(Aerosil TT600/Degussa社): 2質量部
を攪拌混合し、球換算平均径10μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Gとした。
【0290】
−インク受容性粒子Hの作製−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体(極性単量体比率50mol%): 100質量部
・酸化亜鉛(導電性粒子:パゼットCK/ハクスイテック社): 11質量部
・ポリビニルアルコール: 1質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにて混合撹拌し、混練材料とした。次いで、エクストルーダーに投入し、溶融混練した。得られた混練物を冷却した後、ジェットミルを用いて粉砕した。これを気流分級機に掛け、球換算平均径9μmの粒子を得た。
【0291】
続いて、このように得られた粒子100質量部に対して
・非晶質シリカ(Aerosil TT600/Degussa社): 2質量部
を攪拌混合し、球換算平均径9μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Hとした。この粒子の表面を観察したところ、酸化亜鉛が露出しているのが確認された。
【0292】
−インク受容性粒子Iの作製−
・スチレン/2−エチルヘキシルメタクリレート/マレイン酸共重合体(極性単量体比率4.5mol%): 100質量部
・ITO(ジェムコ社製): 70質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにて混合撹拌し、混練材料とした。次いで、エクストルーダーに投入し、溶融混練した。得られた混練物を冷却した後、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでジェットミルを用いて粉砕した。これを気流分級機に掛け粗大粒子分を除去し、球換算平均径0.8μmのITO分散樹脂粒子を得た。ITO分散樹脂粒子の体積抵抗率は4×10Ω・mであった。
【0293】
続いて
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率 36mol%): 100質量部
・上記ITO分散樹脂粒子(導電性粒子): 10質量部
・非晶質シリカ(Aerosil TT600/Degussa社): 2質量部
を攪拌混合し、球換算平均径10μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子とした。
【0294】
−インク受容性粒子J−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率 36mol%): 100質量部
・ITO(導電性粒子:ジェムコ社製): 8質量部
・非晶質シリカ(Aerosil TT600 / Degussa社): 2質量部
を攪拌混合し、球換算平均径10μmの粒子を作製した。
【0295】
−インク受容性粒子K−
・スチレン/2−エチルヘキシルメタクリレート/マレイン酸共重合体(極性単量体比率4.5mol%): 100質量部
・ITO(ジェムコ社製): 70質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにて混合撹拌し、混練材料とした。次いで、エクストルーダーに投入し、溶融混練した。得られた混練物を冷却した後、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでジェットミルを用いて粉砕した。これを気流分級機に掛け粗大粒子分を除去し、球換算平均径0.8μmのITO分散樹脂粒子を得た。ITO分散樹脂粒子の体積抵抗率は4×10Ω・mであった。
続いて
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率22mol%、球換算平均粒径1.5μm):100質量部
・上記粒子:9質量部
・ポリビニルアルコール:1質量部
上記材料を攪拌混合(サンプルミルで30秒)した後、水酸化ナトリム水溶液を添加し、メカノフュージョンシステムにて断続的に処理し複合粒子化した。断続駆動条件毎に粒径を測定し、球換算平均径が5μmとなった段階で取り出し、粒子(母粒子)を得た。
【0296】
続いて、このように得られた粒子(母粒子)100質量部に対して
・非晶質シリカ(外添粒子:Aerosil TT600 / Degussa社、球換算平均粒径0.04μm):1質量部
を攪拌混合し、球換算平均径7μmの粒子を作製した。これを粒子Kとした。
【0297】
−インク受容性粒子L−
・スチレン: 50質量部
・アクリル酸ブチル: 32質量部
・アクリル酸: 18質量部
・ドデシルメルカプタン: 1質量部
以上の成分を混合、溶解させ、溶液Aを作製した。一方、pHを12に調整した水酸化ナトリウム水溶液にアビエチン酸1.5部を加え、70℃に加温し、溶液Bを作製した。溶液B中に溶液Aを滴下し、分散液を作製した。この分散液中に、過硫酸アンモニウム水溶液を投入後、雰囲気を窒素置換し、加熱、撹拌を続けた。この反応液を室温まで冷却し、樹脂粒子分散液を得た。次いで、この樹脂粒子を凍結乾燥機で乾燥させ、外添粒子Aを得た。この粒子を気流式分級機を用いて分級した。この粒子中の極性単量体比率は25.3mol%、球換算粒子径0.35μmであった。
【0298】
続いて
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率41mol%): 100質量部
・上記外添粒子A: 7質量部
・炭酸カルシウム(ネオライトGP−20 / 竹原化学工業社): 5質量部
を攪拌混合し、球換算平均径9μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Lとした。
【0299】
−インク受容性粒子M−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率8.5mol%): 100質量部
・酸化スズ(導電性粒子:S−1/ジェムコ社製): 4質量部
・非晶質シリカ(Aerosil A−130/Degussa社): 1質量部
を攪拌混合し、球換算平均径8μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Mとした。なお、酸化スズは気流式分級機で粗大分をカットしたものを使用した。
【0300】
−インク受容性粒子N−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率92mol%): 100質量部
・ITO(導電性粒子:ジェムコ社製): 8質量部
・非晶質シリカ(Aerosil TT600/Degussa社): 2質量部
を攪拌混合し、球換算平均径9μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Nとした。
【0301】
−インク受容性粒子O−
・スチレン/n−ブチルメタクリレート/アクリル酸共重合体粒子(極性単量体比率92mol%): 100質量部
・銀微粒子(導電性粒子:アルドリッチ社製): 6質量部
・非晶質シリカ(Aerosil A−130/Degussa社): 1質量部
を攪拌混合し、球換算平均径9μmの粒子を作製した。これをインク受容性粒子Oとした。
【0302】
以上作製したインク受容性粒子の特徴を表1にまとめて示す。
【0303】
【表1】

【0304】
[実施例1乃至11、比較例1乃至4]
上記各粒子をインク受容性粒子として利用し、下記インクAを用いて以下の評価を行った。結果を表2に示す。
【0305】
−インクA−
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。
【0306】
−インク成分−
・シアン顔料(C.I.Pig.Blue 15:3): 7.5質量部
・スチレン/アクリル酸(酸価150mgKOH/g):2.5質量部
・ブチルカルビトール: 2.5質量部
・ジエチレングリコール: 10質量部
・グリセロール: 25質量部
・ノニオン界面活性剤(アセチレングリコール誘導体): 1質量部
・pH調整剤、殺菌剤(プロクセルGXL(S) アーチケミカルズジャパン製): 少量
・純水: 60質量部
【0307】
得られたインクは、表面張力=33mN/m、粘度=7.2mPa・s、pH=8.8、体積平均粒子径92nmであった。
【0308】
[評価]
−画像乱れ−
画像乱れは、次のように画像を形成して評価した。
各インク受容性粒子を導電性磁性キャリア(フェライトコア、導電樹脂コート、体積抵抗値1×1011Ω・m、平均粒子径50μm)と混合して二成分現像剤(混合比:インク受容性粒子/キャリア=8/92)を調整した。そして、この現像剤を粒子供給装置に充填した。そして、所定の表面電位(500V)で帯電された中間転写体が、粒子供給装置に備えられたマグロール上のインク受容性粒子が対峙すると、マグロール及びキャリアを通じてインク受容性粒子に逆極性の電荷が注入して帯電させ、電荷注入されたインク受容性粒子は中間転写体上に静電力によって供給した。このとき、インク受容性粒子の中間転写体上への供給量は粒子の種類によって異なっていたが、5g/m以上12g/mの範囲であった。そして、供給されたインク受容性粒子の層上に対し、インクジェット記録ヘッドから1200×1200dpi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。このようにして得られた画像を目視及び顕微鏡を用いて拡大画像として画像乱れを判断した。
【0309】
評価基準は以下の通りである。
◎:拡大画像において画像乱れが全く発生していない
○:拡大画像では画像乱れが生じているが、目視で判別不能であり、許容範囲のもの
○−:拡大画像で画像乱れが生じており、一部目視で判別可能であるが、許容範囲のもの
△:目視により、全体的に画像乱れを判別可能であるが、許容範囲のもの
×:画像乱れを目視で判別可能であり、許容範囲外のもの
【0310】
−長期保管後の画像−
長期保管後の画像は、温度28度、湿度85RH%の環境下に1ヶ月間保管したインク受容性粒子を用い、画像乱れの評価方法と同様にして評価を行った。
評価基準は以下の通りである。
◎:拡大画像において画像乱れが全く発生していない
○:拡大画像では画像乱れが生じているが、目視で判別不能であり、許容範囲のもの
○−:拡大画像で画像乱れが生じており、一部目視で判別可能であるが、許容範囲のもの
△:目視により、全体的に画像乱れを判別可能であるが、許容範囲のもの
×:画像乱れを目視で判別可能であり、許容範囲外のもの
【0311】
−乾燥時間−
乾燥時間は、次のように画像を形成して評価を行った。画像乱れの評価方法と同様にして、中間転写体上にインク受容性粒子を散布した。このとき、インク受容性粒子の中間転写体上への供給量は粒子の種類によって異なっていたが、5g/m以上12g/mの範囲であった。そして、供給されたインク受容性粒子の層上に対し、インクジェット記録ヘッドから4.5g/mとなるようにインクを付与し、ベタ画像を形成した。形成された画像部分にローラー紙を2×10Paの荷重で押し当て、ローラー紙側にインクが転写されなくなる時間を乾燥時間とした。
評価基準は以下の通りである。
◎:乾燥時間が0.3秒未満
○:乾燥時間が0.3秒以上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
【0312】
【表2】

【0313】
以上の結果から、本実施例は、比較例に比べ、画像乱れ、長期保管後の画像、乾燥時間が共に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【0314】
【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収納カートリッジを示す斜視図である。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】実施形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図6】実施形態に係る記録装置の主要部を示す構成図である。
【図7】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8】他の実施形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図9】他の実施形態に係る記録装置の主要部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。
【符号の説明】
【0315】
10 記録装置
11 記録装置
12 中間転写体
13 搬送ベルト
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マグロール
18B 規制部材
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
23 定着装置
23A 加熱ロール
23B 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
50 インク受容性粒子収納カートリッジ
51 粒子収納カートリッジ本体
52 側壁部
54 側壁部
56 帯部
58 格納部
60 搬出口
64 カップリング部
66 連結部
68 アジテーター

【特許請求の範囲】
【請求項1】
全単量体成分に対する極性単量体の比率が10mol%以上90mol%以下の有機樹脂を含み、且つ体積抵抗率が1×10Ω・m以上1×1014Ω・m以下であり、
インクを受容するインク受容性粒子。
【請求項2】
前記有機樹脂を含む樹脂粒子と、体積抵抗率が1×10−1Ω・m以上1×1014Ω・m以下の導電性粒子と、を含む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】
前記樹脂粒子に、前記導電性粒子が外添されてなる請求項2に記載のインク受容性粒子。
【請求項4】
前記樹脂粒子に、少なくとも一部が当該粒子から露出するように前記導電性粒子が内添されてなる請求項2に記載のインク受容性粒子。
【請求項5】
中間転写体と、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインク受容性粒子に対し静電誘導により電荷を注入し、電荷注入された前記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、
を有する記録装置。
【請求項6】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインク受容性粒子に対し静電誘導により電荷を注入し、電荷注入された前記インク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給手段と、
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手段と、
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手段と、
を有する記録装置。
【請求項7】
インクと、請求項1乃至4のいずれか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8】
記録装置に脱着され、請求項1乃至4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カートリッジ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図8】
image rotate

【図10】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図9】
image rotate


【公開番号】特開2009−73027(P2009−73027A)
【公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−243910(P2007−243910)
【出願日】平成19年9月20日(2007.9.20)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】