説明

インク記録用材料、記録方法、及び記録装置

【課題】インクの受容を阻害することなく、帯電性の低下が抑制されたインク記録用材料、記録方法、及び記録装置を提供すること。
【解決手段】インク受容性粒子と、油性インクと、を含むインク記録用材料である。前記インク受容性粒子は、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有する。前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)は11以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク記録用材料、記録方法、及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て記録を行うために、中間体に記録した後、記録媒体に転写する方式が提案されている。
【0003】
例えば、記録材を含むインクを受容するインク受容性粒子であって、少なくとも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したインク受容性粒子を、中間転写体へ供給した後、これにインクを吐出して、記録媒体へ転写する記録装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【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】
【0004】
本発明は、乾燥性の良いインク記録用材料を提供することを目的とする。
また、本発明は、このインク記録用材料を利用した、記録方法及び記録装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
【0006】
請求項1に係る発明は、
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子と、
油性インクと、
を含むインク記録用材料である。
【0007】
請求項2に係る発明は、
前記ポリマーが、更に、スチレンに由来する構成単位を有する請求項1に記載のインク記録用材料である。
【0008】
請求項3に係る発明は、
前記インク受容性粒子が、更に、イオン性有機材料及び有機金属錯体から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1又は請求項2に記載のインク記録用材料である。
【0009】
請求項4に係る発明は、
インク受容性粒子が、複数の粒子が集合してなる複合体粒子である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインク記録用材料である。
【0010】
請求項5に係る発明は、
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下である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油性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法である。
【0011】
請求項6に係る発明は、
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子に油性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法である。
【0012】
請求項7に係る発明は、
中間転写体と、
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子を前記中間転写体上に供給する供給装置と、
前記中間転写体上に供給された前記インク受容性粒子に油性インクを吐出するインク吐出装置と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置である。
【0013】
請求項8に係る発明は、
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子に油性インクを吐出するインク吐出装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置である。
【発明の効果】
【0014】
請求項1及び2に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、乾燥性の良いインク記録用材料を提供することができる。
【0015】
請求項3に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、さらに乾燥性の良いインク記録用材料を提供することができる。
【0016】
請求項4に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、さらに乾燥性の良いインク記録用材料を提供することができる。
【0017】
請求項5及び6に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、乾燥時間の短くなる記録方法を提供することができる。
【0018】
請求項7及び8に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、乾燥時間の短くなる記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本実施形態について詳細に説明する。
【0020】
<インク記録用材料>
本実施形態のインク記録用材料は、インク受容性粒子と油性インクとを含む。本実施形態に係るインク受容性粒子は、後述のように油性インクを受容するのに好適である。以下では、インク受容性粒子及び油性インクのそれぞれについて詳細に説明する。
【0021】
((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、ポリマーを含有する。このポリマーの少なくとも1種が、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含む(以下、このポリマーを「本実施形態のポリマー」と称する場合がある)。また、本実施形態のポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)は11以下である。
【0022】
本実施形態に係るインク受容性粒子とは、油性インクと接触したときに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、油性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。
上記構成を有する本実施形態に係るインク受容性粒子が、油性インクの受容速度を向上させつつ、帯電性の低下が抑制される理由は明らかにされていないが以下のように推測される。しかしながら、本実施形態は下記推測によって制限されない。
【0023】
本実施形態のポリマーは、各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であり、油性インクに含まれる油性溶媒の溶解度パラメータとの差が小さい。よって、本実施形態のポリマーは油性インクとの親和性が高く、本実施形態のポリマーで構成される本実施形態に係るインク受容性粒子は油性インクを受容しやすい。
【0024】
更に、本実施形態のポリマーは、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むため、分子内の柔軟性が向上している。よって、インク受容性粒子が吸液した際に、この柔軟性が発揮されてインク受容性粒子が膨張することが可能な構造となっている。
【0025】
以上の観点から、本実施形態に係るインク受容性粒子は、油性インクの受容性が向上しているものと推測される。
【0026】
他方、本実施形態のポリマーは、その混合溶解度パラメータ(SP値)から、いわゆる疎水性であることが分かる。一般に親水性の場合には水分を吸収するため帯電性が低下する。しかし、前述のように、本実施形態に係るインク受容性粒子は疎水性を呈するため、水分の吸収による帯電性の低下が抑制される。その結果、光学濃度の向上や滲みの防止が図られる。
以下では、まず本実施形態に係るインク受容性粒子を構成するポリマーについて説明する。
【0027】
(本実施形態のポリマー)
本実施形態のポリマーは、少なくとも、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含む。
ここで、「単量体を由来とする構成単位」とは、単量体が重合反応した後のポリマー中での構造単位を意味する。
【0028】
前記炭素数6以上のアルキル基は、油性インクの吸収性を高める観点から、炭素数が6以上18以下であることが好ましく、8以上16以下であることがより好ましい。
【0029】
炭素数6以上のアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよいが、分子の柔軟性を高めるという観点からは、直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、直鎖であることがより好ましい。
【0030】
また、炭素数6以上のアルキル基は置換基を有していてもよい。該置換基としては、アルコキシ基、フェノキシ基、アリール基、アミノ基、又はハロゲン原子等を挙げることができる。
【0031】
本実施形態のポリマーの側鎖は、その少なくとも一部において、炭素数6以上のアルキル基を含んでいれば、炭素数6以上のアルキル基以外の基を含んでいてもよい。例えば、側鎖部分が、炭素数6以上のアルキル基のみで構成されていてもよいし、炭素数6以上のアルキル基を有するエステル、エーテル、ケトンであってもよい。
これらのなかでも、側鎖部分は、炭素数6以上のアルキル基のみで構成されるか、又は炭素数6以上のアルキル基を有するエステル基であることが合成上の観点から好適であり、油性インクの吸液性の観点からは、炭素数6以上のアルキル基を有するエステル基であることがより好適である。
【0032】
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体としては、具体的には、例えば、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などが挙げられる。
本実施形態のポリマー中の前記炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体に由来する構成単位の比率としては、1mol%以上30mol%以下である。 尚、本実施形態のポリマーにおける、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体に由来する構成単位の比率は、次のようにして求めることができる。
まず質量分析、NMR,IR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(1992年度版)又はJIS K2501(2003年度版)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。
【0033】
ポリマーを構成する全ての単量体から算出した混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であり、10以上11以下であることが好ましく、10以上10.6以下であることがより好ましい。
なお、溶解度パラメータ(SP値)は、化学構造の原子又は原子団の蒸発エネルギー(Δei)とモル体積(Δvi)より求めるFedorsの下記計算式により算出した値である。
【0034】
また、単量体成分のSP値は、当該単量体成分の由来となる化合物(単量体)のSP値として算出する。
式:[SP値=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
混合溶解度パラメータ(SP値)は、前述の方法により算出した単量体成分のSP値を、各単量体のモル比を用いて加重平均することで算出される。
【0035】
本実施形態のポリマーは、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体に由来する構成単位のみで構成されたホモポリマーであってもよいが、その他の単量体として、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有しない単量体、又は、電気特性基を有する単量体などを併用して合成したコポリマー(共重合体)を用いることもできる。
様である。
【0036】
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有しない単量体には、ガラス転移温度制御などインク受容性粒子のハンドリング性を向上させる効果を有する。また、電気特性基は、インク受容性粒子の絶縁性を緩和し帯電性を向上させる効果を有する。
【0037】
ここで、炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有しない単量体とは、一般的に知られている単量体を用いることが可能であり、具体的には、例えば、炭素数8未満のオレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、ブタジエン等)、スチレン誘導体(例えば、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、ビニルトルエン等)、炭素数6未満のアルキルのアクリル酸エステル(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等)、炭素数6未満のアルキルのメタクリル酸エステル(例えば、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)、炭素数6未満のアルキルのクロトン酸エステル、炭素数6未満のアルキルのイタコン酸ジエステル、炭素数6未満のアルキルのマレイン酸ジエステル、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン、アクリル酸フェニルエステル、メタクリル酸フェニルエステル及びこれらの誘導体も挙げられる。
これらのなかでも、油性インクの吸液性の観点から、SP値としては、11以下の有機単量体が好ましい。
【0038】
一方、インク受容性粒子として良好なハンドリング性が得られるガラス転移温度に制御することができて、且つ合成上の観点から、スチレン誘導体が好ましく、特にスチレンを用いることがより好ましい。
【0039】
本実施形態のポリマー中の前記炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有しない単量体に由来する構成単位の比率としては、50mol%以上99mol%以下である。
尚、本実施形態のポリマーにおける、アルキル基を側鎖に有しない単量体に由来する構成単位の比率は、上述した炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体に由来する構成単位の比率の求め方と同様の方法で求めることができる。
【0040】
本実施形態のポリマーの主鎖の構造は、特に限定されない。
例えばビニル系ポリマー(例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体、(メタ)アクリル酸アルキルエステル-(メタ)アクリル酸共重合体など)、ポリエステルポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど)、が好適に挙げられる。但し、これらのポリマーはいずれも側鎖に炭素数6以上のアルキル基を有する。
これらのなかでも、油性インクの吸収性を高める観点から、ビニル系ポリマーであることが好ましい。
【0041】
本実施形態のポリマーが共重合体の場合、ランダム共重合体のほか、ポリマー/オリゴマー構造などのユニットを開始物質に他のユニットを共重合させるグラフト共重合体やブロック共重合体でもよい。
【0042】
本実施形態のポリマーは、直鎖構造、分岐構造のいずれの構造であっても構わない。例えば、重縮合で合成されるポリエステルの場合、分岐構造によって末端基を増加させることができる。この分岐構造は、一般的に、ジビニルベンゼン、ジ(メタ)アクリレート類等のいわゆる架橋剤を合成のときに添加する(例えば1%未満の添加)、或いは架橋剤と共に開始剤を多量添加することで得られる。
また、有機樹脂は、非架橋もしくは低架橋であることが画像定着性の観点から望ましい。
【0043】
本実施形態のポリマーとしては、定着後に保護層として機能させるという観点からは、透明樹脂であることが望ましい。
【0044】
本実施形態のポリマーは、例えばインクの液体としてアイソパー(登録商標、エクソンモービル社)を用いる場合、該ポリマーの質量に対して数%(≒5%)から数百%(≒500%)、望ましくは5%以上100%以下程度で吸液することが好適である。
ポリマーの吸液性が上記範囲内にあると、インク受容性粒子のインク保持能が向上し、外環境に依存し難い安定的なインク受容性粒子となる。
【0045】
本実施形態のポリマーは、インク吸液時に軟化することが望ましく、そのガラス転移温度(Tg)は、例えば30℃以上150℃以下であり、望ましくは35℃以上120℃であり、より望ましくは40℃以上120℃以下の範囲である。
【0046】
ガラス転移温度(及び融点)は、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求める。主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いることができる。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で測定を行う。
【0047】
本実施形態のポリマーの重量平均分子量は、例えば3000以上100000以下、望ましくは4000以上75000以下、より望ましくは5000以上50000以下の範囲が挙げられる。
【0048】
重量平均分子量は、以下の条件で行ったものである。例えば、GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/分、サンプル注入量10μL、測定温度40℃、IR検出器を用いる。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製する。
【0049】
(インク受容性粒子の粒子形態)
本実施形態に係るインク受容性粒子の粒子形態について説明する。
本実施形態に係るインク受容性粒子は、前記ポリマー含む粒子であればその形状については特に制限されない。
【0050】
例えば、前記本実施形態のポリマー(以下、単に「ポリマー」と称する場合がある)が結着樹脂となり、その中に各種添加剤(例えば、前述のその他のポリマー、後述の帯電制御剤や無機粒子などの添加剤等)が添加された一次粒子であってもよい。この場合添加される添加剤が粒子形状として含有されていてもよいし、ドメインを形成して含有されていてもよい。
また、他の形態としては、前記ポリマーが複数の粒子を形成し、これら複数の粒子が集合した複合体粒子であってもよい。各ポリマー粒子には、前記添加剤が添加されていてもよい。
更なる他の形態としては、前記ポリマーが複数の粒子を形成し、各種添加剤が粒子形状であり、これら複数の粒子が集合した複合体粒子であってもよい。
以下、この一次粒子又は複合体粒子を「母粒子」と称することがある。
【0051】
本実施形態に係るインク受容性粒子の具体的な構成の一例を図1、図2及び図3に示す。図1は、母粒子が1次粒子の形状であるインク受容性粒子200を説明する図である。図2は、母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子210を説明する図である。図3は、母粒子が複合体粒子の形状である他の形態のインク受容性粒子220を説明する図である。
【0052】
図1は、母粒子が1次粒子の形状であるインク受容性粒子200を説明する図である。
図1のインク受容性粒子200は、マトリクス樹脂としての前記ポリマー201A中に、添加剤201Bがドメインを形成して含有された母粒子202と、母粒子202の表面に付着した無機粒子203と、を有する。なお、添加剤201B及び無機粒子203は任意成分である。
なお、図1では、添加剤201Bがドメインを形成して含有された形態で説明するが、添加剤201Bは粒子形状で含有されていてもよい。
【0053】
図1で示すような、母粒子が1次粒子の形態のインク受容性粒子200にインクを付与すると、油性インクがインク受容性粒子200に付着し、少なくともインクの液体成分は前記ポリマー201Aによって吸液される。このようにして、インク受容性粒子200はインクを受容する。インクを受容したインク受容性粒子200を記録媒体に転写することで、像が記録される。
【0054】
インク受容性粒子200の転写後においては、ポリマー201Aは、インクに含まれる記録材を結着させ或いは被覆する樹脂としても機能させることも可能である。
更に、インク受容性粒子200の転写後においては、ポリマー201Aは記録材として顔料等の不溶成分、分散粒子状物を用いたインク(例えば顔料インク)の定着性(耐擦性)を改善する機能を果たすことも可能である。
【0055】
インク受容性粒子200の球換算平均粒径としては、例えば0.1μm以上75μm以下の範囲である。
【0056】
上記球換算平均粒径は次のようにして求められる。粒子サイズによって最適な測定方法は異なるが、例えば粒子を液体中に分散し光散乱原理で粒径を求める、粒子の投影像を画像処理で求めるなど多種の方法が利用できる。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。以下、本実施形態において同様である。
【0057】
ポリマー201Aには、前記添加剤201Bを含有させてもよい。ポリマー201Aと添加剤201Bとの添加比率は、質量比で、ポリマー201A:添加剤201B=33:67以上99:1以下で調製される
【0058】
更に、インク受容性粒子200表面には、例えば無機粒子203等を付着させてもよい。インク受容性粒子200中の無機粒子203の含有率は、0.1質量%以上15質量%以下である。
【0059】
図1に示すような母粒子が1次粒子の形態のインク受容性粒子200は、以下のようにして作製することができる。
例えば、所定の材料をエクストルーダーなどに投入し溶融混練した後、ジェットミルなどの粉砕機により粉砕する。この粒子を気流式分級機を用いて分級する。更に、このようにして得られた粒子と外添剤を混合し、サンプルミルで混合、撹拌することで得ることができる。
【0060】
母粒子が1次粒子の形態のインク受容性粒子200の粒径は、気流式分級機で分級する条件を調整することによって制御可能である。例えば、設定パラメータとしては、エッジ切り込み角、供給圧力などが挙げられる。
【0061】
インク受容性粒子200中に無機粒子を添加剤201Bとして含有する場合、無機粒子201Bの粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上30μm以下である。
【0062】
また、インク受容性粒子200表面に付着させる無機粒子203の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上1μm以下である。
【0063】
図2は、母粒子が複合体粒子の形態であるインク受容性粒子210を説明する図である。
図2のインク受容性粒子210は、前記ポリマー211Aで形成された複数のポリマー粒子211が集合した複合体粒子である。この複合体粒子では各ポリマー粒子211間の空隙により空隙構造が形成される。
更に、複合体粒子210の表面に無機粒子213を付着させてもよい。
また、ポリマー粒子211には、前記添加剤211Bを含有させてもよい。なお、図2では、添加剤211Bはドメインを形成して含有される形態で示しているが、粒子形状で添加されていてもよい。
【0064】
図2の複合体粒子であるインク受容性粒子210にインクを付与すると、まず、インクがインク受容性粒子210に付着し、少なくともインクの液体成分が複合体粒子のインク受容性粒子210を構成するポリマー粒子211間の空隙(以下、粒子間空隙を「トラップ構造」と称する場合がある)により捕獲(トラップ)される。このとき、インクの成分のうち色材などの記録材は、インク受容性粒子210表面に付着又はトラップ構造により捕獲される。このようにして、インク受容性粒子210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210を記録媒体に転写することで、記録が行われる。
このトラップ構造によるインク液体成分の捕獲は、ポリマー粒子211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。
【0065】
そして、母粒子を複数の粒子が集合した複合体粒子とすることで、インク液体成分は、ポリマー211Aによって吸液・保持されることに加え、ポリマー粒子211間の空隙(物理的な粒子壁構造)によっても捕獲される。したがって、吸液性を高める観点からは母粒子の形状を、図2及び図3で示すような、複数の粒子が集合してなる複合体粒子とすることが好適である。
【0066】
ここで、「前記複合体粒子を構成する粒子間の空隙」、即ち「トラップ構造」は、少なくとも液体を捕獲し得る物理的な粒子壁構造である。そして、この空隙の大きさは、最大口径で、例えば0.1μm以上5μm以下の範囲が挙げられる。特に、空隙の大きさは、記録材、特に例えば体積平均粒径100nmの顔料をトラップし得る大きさであることがよい。なお、最大開口径が50nm未満の微細孔が存在してもよい。また、空隙や毛細管は粒子内部で通じていることがよい。
【0067】
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。
【0068】
このように、トラップ構造は、インクの成分のうち液体成分に加えて、記録材もトラップすることがよい。インク液体成分と共に記録材、特に顔料をトラップ構造に捕獲(トラップ)させると、インク受容性粒子内部に記録材が偏在することなく保持・固定される。インクの液体成分は、主にインク溶媒や分散媒(ビヒクル液体)である。
【0069】
インク受容性粒子210の転写後においては、ポリマー211Aは、インクに含まれる記録材を結着させたり或いは被覆したりする樹脂としても機能することが可能である。
更に、インク受容性粒子210の転写後においては、ポリマー211Aは、記録材として顔料等の不溶成分、分散粒子状物を用いたインク(例えば顔料インク)の定着性(耐擦性)を改善する機能を果たすことも可能である。
【0070】
ポリマー211Aには、前記添加剤211Bを含有させてもよい。ポリマー211Aと添加剤211Bとの添加比率は、質量比で、ポリマー211A:添加剤211B=33:67以上99:1以下で調製される。
【0071】
母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子210全体の球換算平均粒径としては、例えば0.1μm以上75μm以下の範囲である。
【0072】
母粒子が複合体粒子の形状であるインク受容性粒子210において、一次粒子であるポリマー粒子211の球換算平均粒径としては、例えば10nm以上2μm以下の範囲である。
【0073】
複合体粒子であるインク受容性粒子210において、一次粒子であるポリマー粒子211の球換算平均粒径の測定では、例えば、インク受容性粒子を樹脂で埋包し、ダイヤモンドカッターなどを用いて薄片状サンプルを形成する。そのサンプルを透過型電子顕微鏡などを用いて測定、解析することで可能となる。
【0074】
更に、インク受容性粒子210表面には、例えば無機粒子213等を付着させてもよい。無機粒子213の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上1μm以下である。
【0075】
ポリマー211Aに対する無機粒子213の添加比率は、質量比で、0.1%以上15%以下である。
【0076】
複合体粒子であるインク受容性粒子210は、そのBET比表面積(N)が例えば1m/g以上750m/g以下の範囲であることが挙げられる。
【0077】
図2に例示される、複合体粒子であるインク受容性粒子210は、ポリマー211Aの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。
【0078】
複合体粒子を構成するポリマー粒子211の粒径は、エマルジョン粒径によって調節することができる。具体的には、それぞれの樹脂組成、溶媒、分散剤組成、エマルジョン溶液中の樹脂比率などが挙げられる。
【0079】
インク受容性粒子210の全体としての粒径は、スプレードライアーの乾燥条件(例えば、エマルジョン中の固形分濃度、噴霧圧力)、気流式分級機の分級条件(例えば、エッジ切り込み角、送風圧力)によって調節することができる。
【0080】
図3は、母粒子が複合体粒子の形状である他の形態のインク受容性粒子220を説明する図である。
図3のインク受容性粒子220は、前記ポリマー211Aで形成された複数のポリマー粒子211が集合した複合体粒子である。この複合体粒子では各ポリマー粒子211間の空隙により空隙構造が形成される。更に、図3のインク受容性粒子220は、ポリマー粒子211に加えて第二の粒子212を含む。
更に、複合体粒子220の表面に無機粒子213を付着させてもよい。
また、ポリマー粒子211には、添加剤211Bを含有させてもよい。なお、図2では、添加剤211Bはドメインを形成して含有される形態で示しているが、粒子形状で添加されていてもよい。
【0081】
第二の粒子212としては、例えば、無機材料、多孔質材料、有機粒子等が挙げられる。
第二の粒子212として無機粒子を含むとき、無機粒子の粒径は、球換算平均粒径で、例えば10nm以上2μm以下の範囲である。
【0082】
ポリマー211Aと第二の粒子212との配合比率は、例えば、第二の粒子212が無機粒子の場合、質量比で、ポリマー211A:他の粒子212=5:1以上1:10以下の範囲である。
【0083】
図3のインク受容性粒子220は、第二の粒子212を含む以外は、図2のインク受容性粒子210と同様であるため、その他の説明を省略する。
【0084】
更に、ポリマー粒子202,211は、表面処理(部分疎水化処理、特定官能基導入処理等)が施されてもよい。
具体的には、例えば、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ことも可能である。この反応は、シリル化剤によって脱塩酸が生じ、反応が進むため、アミンを添加することで塩酸を塩酸塩にして反応を促進することもできる。
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。更には、(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
【0085】
(その他の添加成分)
インク受容性粒子は、更に、イオン性有機材料や有機金属錯体を含んでいると以下の点から好ましい。インク受容性粒子中に、イオン性有機材料、や有機金属錯体を加えた場合、粒子内と粒子外では浸透圧差が生じ、この浸透圧差によって粒子内に溶媒が浸入し、イオン性有機材料や有機金属錯体を加えない場合と比較してインク受容性粒子の吸液速度が高まると推測される。また、上述のように本実施形態のインク受容性粒子は高い柔軟性を示すため、前記浸透圧差によって溶媒が浸入した際に柔軟に膨潤するという相乗効果を呈し、本実施形態をとらない場合と比較してインク受容性粒子の吸液性が向上すると考えられる。
【0086】
(1)イオン性有機材料
イオン性有機材料には、有機カルボン酸塩、第四級アンモニウム塩(例えばセチルピリジルクロライド、P−51、P−53(オリエント化学工業製))、有機ホウ酸塩類、イミド化合物、イミダゾール化合物、 ビスフェノール化合物、尿素化合物、オニウム塩等を挙げることができる。
具体的には、例えば、以下の化合物が挙げられる。
【0087】
【化1】

【0088】
【化2】

【0089】
【化3】

【0090】
前記R〜Rは、各々互いに同一でも異なっていてもよい水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基または、置換もしくは未置換のアリール基を表す。
【0091】
(2) 有機金属錯体
有機金属錯体とは、上記イオン性基を有する化合物などが多価金属と錯体/アイオノマーを形成した化合物のことを指す。例えば、有機金属錯体には、イミダゾール金属錯体類、ビスアゾ系金属錯化合物(例えばS−44、S−34(オリエント化学工業製)等)、安息香酸金属錯体、サリチル酸金属錯体(例えばE−84(オリエント化学工業製)等)などの有機カルボン酸金属錯体、カテコール金属錯体等を挙げることができる。
【0092】
更に、有機金属錯体としては、錯体(例えば4級アンモニウム塩、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体)で構成される染料、トリフェニルメタン系顔料、極性基を含有するレジンタイプ等も挙げられる。
具体的には、例えば、以下の化合物が挙げられる。
【0093】
【化4】

【0094】
【化5】

【0095】
【化6】

【0096】
イオン性有機材料や有機金属錯体の含有量は、インク受容性粒子を構成するポリマーに対して、例えば0.1質量%以上30質量%以下である。
【0097】
(3)無機粒子
本実施形態に係るインク受容性粒子は、母粒子が1次粒子の形態であっても複合体粒子の形態であっても、その母粒子表面に無機粒子を付着させることができる(図1〜図3の粒子203、213参照)。
また、一次粒子内に添加剤201B又は211Bとして無機粒子を含有させたり、或いは複合体粒子の1粒子212として無機粒子を含有させたりすることができる。
【0098】
前記無機粒子としては、非多孔質粒子、多孔質粒子のいずれ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、親水性有機樹脂粒子内部に含まれる、所謂内添されていてもよい。
【0099】
(4)凝集又は増粘させる成分
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。
この機能を有する成分は、上記有機樹脂粒子の官能基として含んでもよいし、化合物として含んでもよい。当該官能基としては、例えば、カルボン酸、多価金属カチオン、ポリアミン類等などが挙げられる。また、当該化合物としては、無機電解質、有機酸、無機酸、有機アミンなどの凝集剤が好適に挙げられる。
【0100】
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%以下の範囲が挙げられる。
【0101】
(5)離型剤
本実施形態に係るインク受容性粒子には、離型剤が含まれていることが望ましい。離型剤は、上記有機樹脂に含ませてもよいし、有機樹脂粒子と共に離型剤の粒子を複合化して含ませてもよい。
【0102】
この離型剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;及びそれらの変性物などが挙げられる。これらの中でも結晶性化合物を適用することがよい。
【0103】
((油性インク))
本実施形態のインク記録用材料は、上記インク受容性粒子と油性インクとを備える。
油性インクとは、主たる溶媒として、油性溶媒を用いるインクをいう。油性インク(以下、単にインクと称する場合がある)は、記録材に加え、油性溶媒を含む。油性インクとしては例えば、着色剤として油溶性染料を油性溶媒に溶解したインク、着色剤として染料又は顔料を逆ミセル化して油性溶媒に分散したインクが挙げられる。
また、油性インクは必要に応じて、その他添加剤を含んでいてもよい。
【0104】
(記録材)
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、例えば、油溶性染料、逆ミセル化した染料又は顔料が挙げられる。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
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。
【0111】
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。
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。
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等も使用できる。
【0112】
記録材の含有量(濃度)は、例えばインクに対して5質量%以上30質量%以下とすることができる。
【0113】
記録材の体積平均粒径は、例えば10nm以上1000nm以下であることが挙げられる。
記録材の体積平均粒径とは、記録材そのものの粒径、又は記録材に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒径をいう。体積平均粒径の測定装置には、マイクロトラックUPA粒度分析計9340(Leeds&Northrup社製)を用いる。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う。なお、測定時の入力値として、粘度にはインクの粘度を、分散粒子の密度は記録材の密度とする。
【0114】
(油性溶媒)
次に、油性溶媒について説明する。油性溶媒としては、例えば、アルコール類、グリコール類、グリコール類誘導体、脂肪族炭化水素、ケトン類、エステル類、エーテル類、含窒素溶媒、芳香族炭化水素、植物油等の有機溶媒が挙げられる。
【0115】
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
【0116】
グリコール類及びグリコール類誘導体としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、ポリプロピレングリコール等が挙げられ、その他、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル等のグリコール誘導体等も挙げられる。
【0117】
脂肪族炭化水素の例としては、例えば、n−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルヘキサン、n−オクタン、メチルヘプタン、ジメチルヘキサン、ノナン、デカン等が挙げられ、アイソパーなどのn−パラフィン系溶剤、iso−パラフィン系溶剤、シクロパラフィン系溶剤などのパラフィン系溶剤等も挙げられる。
【0118】
ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン、ペンタノン、ヘキサノン、ヘプタノン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
【0119】
エステル類としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ビニル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル等が挙げられる。
【0120】
エーテル類としては、例えば、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、エチルイソプロピルエータル等が挙げられる。
【0121】
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挙げられる。
【0122】
また、芳香族炭化水素としては、例えば、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等が挙げられる。
【0123】

植物油としては、乾性油、半乾性油、不乾性油などが挙げられる。乾性油としては、荏の油、アマニ油、桐油、ケシ油、くるみ油、紅花油、ひまわり油などが挙げられ、半乾性油としては菜種油、不乾性油としては、ヤシ油が挙げられる。
動物油としては、ラード(豚脂)、ヘット(牛脂)、魚油、鶏油、蛹油、ラノリン、馬油、鯨油、ミンクオイル、鮫油、蜜蝋などが挙げられる。
【0124】
油性溶媒は、低揮発性又は不揮発性であることが望ましい。油性溶媒が低揮発性又は不揮発性であることにより、インク吐出口が目詰まりしにくく、吐出安定性に優れる。
上記観点から、油性溶媒は80℃以上の沸点のものが用いられる。
【0125】
また、吐出安定性、耐目詰まり性の観点から、油性溶媒は低粘度であることが望ましい。低粘度かつ低揮発性の油性溶媒としては、例えば、分岐した脂肪族炭化水素等が挙げられる。
【0126】
上記油性溶媒は、単独で使用してもよく、または二種以上併用しても良い。
【0127】
(添加剤)
次に、油性インクの添加剤について説明する。
油性インクには、界面活性剤を添加することができる。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、ノニオン性界面活性剤が用いられる。
以下、界面活性剤の具体例を列挙する。
【0128】
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。
【0129】
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等も使用できる。
【0130】
これらの界面活性剤は単独で使用しても混合して使用してもよい。また界面活性剤の親水性/疎水性バランス(HLB)は、溶解性等を考慮すると3以上20以下の範囲である。
【0131】
これらの界面活性剤の添加量は、0.001質量%以上5質量%以下である。
【0132】
次に、インクの好適な特性について説明する。まず、インクの表面張力は、20mN/m以上45mN/m以下であることが挙げられる。
【0133】
ここで、表面張力としては、ウイルヘルミー型表面張力計(協和界面科学株式会社製)を用い、23℃、55%RHの環境において測定した値を採用する。
【0134】
インクの粘度は、1.5mPa・s以上30mPa・s以下であることが望ましい。
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。
【0135】
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。
【0136】
<記録装置及び記録方法>
本実施形態の記録装置(記録方法)は、記録材を含む油性インクと、上記本本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、インクを前記インク受容性粒子に吐出する吐出装置(吐出工程)と、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転写装置(転写工程)と、を有する。また、記録媒体上に転写されたインク受容性粒子を定着する定着装置(定着工程)をさらに有していてもよい。
【0137】
具体的には、例えば、まず、供給装置により転写装置としての中間体(中間転写体)にインク受容性粒子を層状に供給する。層状に供給されたインク受容性粒子(以下、インク受容性粒子層)に対して、インク吐出装置によりインクを吐出して受容させる。インクを受容したインク受容性粒子層を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、必要に応じて、記録媒体に転写されたインク受容性粒子層に対し、定着装置により加圧(或いは加熱・加圧)を施し、定着させる。このようにして、インクを受容したインク受容性粒子による記録が行われる。なお、転写と定着は実質的に同時に行ってもよく、別で行ってもよい。
【0138】
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、1μm以上100μm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。
【0139】
また、中間体の表面には、インク受容性粒子供給前に予め、離型剤を塗布してもよい。この離型剤としては、(変性)シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素オイル、鉱物油、植物油、ポリアルキレングリコール、アルキレングリコールエーテル、アルカンジオール、溶融ワックス類などが挙げられる。
【0140】
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。
【0141】
以下、本発明の記録装置の実施形態ついて図面を参照しつつ説明する。図4は、実施形態に係る記録装置を示す構成図である。図5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6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、インク受容性粒子として母粒子に複合体粒子を適用した場合を説明している。
【0142】
実施形態に係る記録装置10は、図4に示すように、無端ベルト状の中間転写体12、中間転写体12表面を帯電させる帯電装置28、中間転写体12上の帯電された領域にインク受容性粒子16を付着させ粒子層を形成する粒子塗布装置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、粒子塗布装置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。
【0143】
帯電装置28の上流側には、中間転写体12表面から記録媒体8へインク受容性粒子層16Aの転写効率を向上させる為、中間転写体12表面よりインク受容性粒子層16Aを離形促進させる為の離形層14Aを形成する離型剤塗布装置14が配置される。
【0144】
帯電装置28により表面に電荷を形成した中間転写体12の表面は粒子塗布装置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。
【0145】
表面にカラー画像が形成された粒子層は転写定着装置(転写定着ローラ)22にて記録媒体8にカラー画像ごと転写される。転写定着装置22の下流には、中間転写体12表面に残留しているインク受容性粒子16の除去、粒子以外の異物(記録媒体8の紙粉等)の中間転写体付着物の除去を行うためのクリーニング装置24が配置されている。
【0146】
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。
【0147】
また、必要に応じて、クリーニング装置24と離型剤塗布装置14の間(以下、AとBとの間とは特記がない限り、いずれも含まない間を意味する)に、中間転写体12表面に残留する電荷を除去する為の除電装置29を配置してもよい。
【0148】
本実施形態においては、中間転写体12は、厚さ1mmのポリイミドフィルムのベース層の上に厚さ400μmのエチレンプロピレンゴム(EPDM)の表面層が形成されている。ここでは表面抵抗値が1013Ω/□程度、体積抵抗値が1012Ω・cm程度(半導電性)である。
【0149】
中間転写体12が周動搬送され、まず離型剤塗布装置14により中間転写体12表面に離形層14Aが形成される。離型剤塗布装置14の塗布ローラ14Cにより中間転写体12表面に離型剤14Dが塗布され、ブレード14Bで層厚を規定する。
【0150】
このとき、連続的に画像形成及びプリントを行う目的で、離型剤塗布装置14を中間転写体12に連続的に接触するようにしてもよいし、中間転写体12から離間して構成としてもよい。
【0151】
離型剤塗布装置14に、独立した液体供給システム(図示せず)より離型剤14Dを供給して、離型剤14Dの供給がとぎれないようにしてもよい。本実施形態においては、アミノシリコーンオイルを離型剤14Dとして使用する。
【0152】
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、粒子塗布装置18の供給ローラ18Aと中間転写体12表面とで形成しうる電界による静電力により、インク受容性粒子16が中間転写体12表面に供給/吸着可能な電位を形成すればよい。
【0153】
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。
【0154】
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10〜10Ω・cm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5〜100μmの撥水撥油性のスキン層(PFA)で被覆する。
【0155】
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。
【0156】
また、帯電装置28をコロトロンやブラシで構成してもよい。
【0157】
次に粒子塗布装置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。粒子塗布装置18は、インク受容性粒子16が収容される容器の、中間転写体12と向合う部分に供給ローラ18Aが配され、供給ローラ18Aに押圧するように帯電ブレード18Bが配される。この帯電ブレード18Bは供給ローラ18A表面に付着するインク受容性粒子16の層厚を規制する機能も併せ持つ。
【0158】
供給ローラ18A(導電性ロール)にインク受容性粒子16を供給し、帯電ブレード18B(導電性ブレード)でインク受容性粒子層16Aを規制するとともに中間転写体12表面の電荷と逆極性である負に帯電する。供給ローラ18Aはアルミ製の中実ロール、帯電ブレード18Bは圧力をかけるためにウレタンゴムが獲り付けられた金属板(SUSなど)を用いることができる。帯電ブレード18Bはドクター方式で供給ローラ18Aと接する。
【0159】
帯電されたインク受容性粒子16は供給ローラ18A表面に例えば1層の粒子層を形成し、中間転写体12表面と対向する部位に搬送され、これと近接すると供給ローラ18Aと中間転写体12表面との電位差により形成された電界により、帯電したインク受容性粒子16は静電力により中間転写体12表面に移動する。
【0160】
この時、中間転写体12表面に1層の粒子層を形成するように中間転写体12の移動速度と供給ローラ18Aの回転速度を相対的に設定する(周速比)。この周速比は、中間転写体12の帯電量やインク受容性粒子16の帯電量、供給ローラ18Aと中間転写体12の位置関係等、他のパラメータに依存する。
【0161】
上記の、1層のインク受容性粒子層16Aを形成する周速比を基準に、供給ローラ18Aの周速を相対的に早くすることにより、中間転写体12上に供給される粒子数を増加させることができる。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0.1〜1.5g/m))場合には、層厚を必要最小限の厚さ(例えば、1〜5μm)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4〜15g/m))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10〜25μm)となるように制御する。
【0162】
例えば、インク打ち込み量が少ない文字画像等の場合、中間転写体上の1層のインク受容性粒子層に対して像形成を行った場合、インク中の画像形成材(顔料)は中間転写体上のインク受容性粒子層表面にトラップされ、深さ方向に対して分布が少なくなるように、インク受容性粒子表面や内部の粒子空隙に固定される。
【0163】
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6(a)参照)、像形成を行わない2層分の粒子層C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6(b)参照)。
【0164】
あるいは2次色や3次色の画像等、インク打ち込み量が高い画像を形成する場合には、インク受容性粒子層を、インク液体成分(溶媒や分散媒)が保持可能で、記録材(例えば顔料)がトラップされ、最下層まで到達しない充分な粒子数となるようにインク受容性粒子16を積層させる。この場合、転写定着後の画像層表面に画像形成材(顔料)は露出せず、像形成を行わないインク受容性粒子16が画像表面に保護層として形成してもよい。
【0165】
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。
【0166】
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。
【0167】
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。
【0168】
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。
【0169】
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。
【0170】
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5に示すように、中間転写体12の表面には離形層塗布装置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。
【0171】
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、粒子塗布装置18の供給ローラ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。
【0172】
次いで中間転写体12の表面に粒子塗布装置18の供給ローラ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と供給ローラ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。あるいは供給ローラ18Aと中間転写体12の周速比によって制御してもよい。
【0173】
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トラップされる。
【0174】
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トラップされる。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。
【0175】
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装置にて加熱された転写定着装置(転写定着ローラ)22によって、加熱・加圧され記録媒体8上に転写される。
【0176】
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。
【0177】
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4参照)、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。
【0178】
ここで、図6には、本発明に係る画像形成に用いられる粒子層が示されている。図6(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。
【0179】
次いで中間転写体12の表面に粒子塗布装置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。
【0180】
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6(a)のようにインク受容性粒子層16Aの1/3〜半分程度まで浸透し、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。
【0181】
転写定着装置(転写定着ローラ)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6(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。
【0182】
粒子層16Cは転写定着装置(転写定着ローラ)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。
【0183】
また加熱によってインク受容性粒子16内部にトラップ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。
【0184】
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。
【0185】
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。
【0186】
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。
【0187】
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。
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。
【0188】
(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1010〜1014Ω/□、体積抵抗率が10〜1013Ω・cm、絶縁性の場合には表面抵抗率が1014Ω/□、体積抵抗率が1013Ω・cm以上の部材を用いる。
【0189】
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。
【0190】
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。
【0191】
インク受容性粒子16の転写効率を向上させる(中間転写体12から記録媒体8への効率的な転写)ためには、中間転写体12の表面には離形層14Aが形成されている事が望ましい。離形層14Aは中間転写体12表面(材質)として形成されていても、外添することにより中間転写体12の表面にオン・プロセスで離形層14Aを形成してもよい。
【0192】
すなわち中間転写体12の表面を離形層14Aとする場合、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素樹脂や、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴムなどが望ましい。
【0193】
外添により離形層14Aを形成する場合、ドラム形状の場合には、アルミの表面を陽極酸化した物、ベルト形状の場合には上記ベルト基材その物を形成する場合には(ドラム形状、ベルト形状のどちらでも)、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム等が使用される。
【0194】
転写定着装置(転写定着ローラ)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(転写定着ローラ)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。
【0195】
(粒子供給プロセス)
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。
【0196】
供給ローラ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〜50μc/gの範囲である。
【0197】
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。
【0198】
供給ローラ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。
【0199】
帯電ブレード18Bは供給ローラ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、供給ローラ18Aへの圧力を変化させて、供給ローラ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、供給ローラ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、供給ローラ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。
【0200】
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ラ18Aと中間転写体12の周速を1とした場合、供給ローラ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。
【0201】
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。
【0202】
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10〜10Ω・cm程度に調整したφ10〜25mmのロールなどが使用できる。
【0203】
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。
【0204】
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。
【0205】
さらに、弾性層の表面を厚さ5〜100μmの撥水性の被覆層で被覆してもよい。
【0206】
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。
【0207】
(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(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を構成する粒子間空隙に捕獲(トラップ)される。
【0208】
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内の粒子間空隙(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。
【0209】
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。
【0210】
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のインク吐出装置は、圧電素子駆動型、発熱素子駆動型等、インク吐出可能な装置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。
【0211】
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。
【0212】
(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。
【0213】
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。
【0214】
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。
【0215】
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。
【0216】
(離形層)
インク受容性粒子16供給前に、中間転写体12表面にシリコーンオイル等の離形層14Aを形成する工程を設けることも可能である。
離形層としてはシリコーンオイル、変性シリコーンオイル、フッ素系オイル、炭化水素系オイル、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、溶融ワックス等が考えられる。
【0217】
離形層14Aの供給方法は、オイルタンクを内蔵しオイル塗布部材にオイルを供給し、塗布部材により中間転写体12表面にオイルを供給することで離形層14Aを形成する方法や、オイルを含浸した塗布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。
【0218】
(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。
【0219】
(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。
【0220】
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表面に離型剤塗布装置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塗布装置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。
【0221】
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。
【0222】
図7は、他の実施形態に係る記録装置を示す構成図である。図8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。
【0223】
他の実施形態に係る記録装置11は、図7及び図8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。
【0224】
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9(A)参照)。
【0225】
記録媒体8に形成された静電潜像をインク受容性粒子塗布装置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9(B)参照)。
【0226】
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。
【0227】
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8参照)が吐出されインク画像が形成される。(図9(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。
【0228】
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。
【0229】
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。
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。
【0230】
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。本実施の形態では、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。
【0231】
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。
【0232】
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。
【0233】
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。
【0234】
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。
【0235】
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(本実施の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9(A)参照)の形成を行うようになっている。
【0236】
静電潜像の電位は、次工程で、インク受容性粒子塗布装置18の粒子供給ローラ18A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。
【0237】
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9(A)に概念的に示すようになる。
【0238】
表面に静電潜像が形成されている記録媒体8は、インク受容性粒子塗布装置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9(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)。
【0239】
次に、画像形成のプロセスについての説明に戻る。
【0240】
図8に示すように、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。
【0241】
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。
【0242】
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。
【0243】
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。
【0244】
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。
【0245】
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。
【0246】
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9(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。
【0247】
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のインク吐出装置は、圧電素子駆動型、発熱素子駆動型等、インク吐出可能な装置であれば制限はない。
【0248】
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。
【0249】
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。
【0250】
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。
【0251】
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。
【0252】
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塗布装置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。
【0253】
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】
【0254】
以下、本実施形態を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本実施形態を制限するものではない。
【0255】
[実施例1]
−粒子Aの作製−
スチレン/セチルアクリレート/アクリル酸共重合体(混合SP値10.5)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0256】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0257】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Aを得た。
【0258】
インク受容性粒子Aの全体の球換算平均粒径を、乾式粒度分布計(Microtrac MT3200 / 日機装社製によって測定したところ、6μmであった。
また、インク受容性粒子Aにおける、1次粒子径を上述の方法によって測定したところ、210nmであった。
【0259】
−インクAの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Aを調製した。
【0260】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・オレイン酸ブチル 14質量部
【0261】
[実施例2]
−粒子Bの作製−
スチレン/2−エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(混合SP値10.52) 97.5質量部
・安息香酸マグネシウム 2.5質量部
【0262】
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て分級した。
【0263】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、1次粒子であるインク受容性粒子Bを得た。
【0264】
得られたインク受容性粒子Bの球換算平均粒径は、8μmであった。
【0265】
−インクBの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Bを調製した。
【0266】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・イソプロピルアルコール 9質量部
【0267】
[実施例3]
−粒子Cの作製−
スチレン/ヘキシルアクリレート/アクリル酸共重合体(混合SP値10.58)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0268】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0269】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Cを得た。
【0270】
インク受容性粒子Cの全体の球換算平均粒径は7μmであった。
また、インク受容性粒子Cにおける1次粒子径は280nmであった。
【0271】
−インクCの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Cを調製した。
【0272】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・ジエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0273】
[実施例4]
−粒子Dの作製−
スチレン/ラウリルアクリレート/メタクリル酸共重合体(混合SP値10.59)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0274】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0275】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Dを得た。
【0276】
インク受容性粒子Dの全体の球換算平均粒径は5.5μmであった。
また、インク受容性粒子Dにおける1次粒子径は300nmであった。
【0277】
−インクDの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Dを調製した。
【0278】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・トリエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0279】
[実施例5]
−粒子Eの作製−
スチレン/セチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(混合SP値10.59)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0280】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0281】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Eを得た。
【0282】
インク受容性粒子Eの全体の球換算平均粒径は8μmであった。
また、インク受容性粒子Eにおける、1次粒子径は440nmであった。
【0283】
−インクEの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Eを調製した。
【0284】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 85質量部
・1,2−ヘキサンジオール 9質量部
【0285】
[実施例6]
−粒子Fの作製−
・スチレン/ラウリルアクリレート/アクリル酸共重合体(混合SP値10.54) 97.5質量部
・LR−147(帯電制御剤:ニホンカーリット社製) 2.5質量部
【0286】
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て分級した。
【0287】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、1次粒子であるインク受容性粒子Fを得た。得られたインク受容性粒子Fの球換算平均粒径は、6μmであった。
【0288】
−インクFの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Fを調製した。
【0289】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・オレイン酸ブチル 14質量部
【0290】
[実施例7]
−粒子Gの作製−
スチレン/2−エチルヘキシルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(混合SP値10.66)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0291】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0292】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Gを得た。
【0293】
インク受容性粒子Gの全体の球換算平均粒径は10μmであった。
また、インク受容性粒子Gにおける、1次粒子径は160nmであった。
【0294】
−インクGの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Gを調製した。
【0295】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 85質量部
・ジエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0296】
[実施例8]
−粒子Hの作製−
スチレン/2−エチルヘキシルアクリレート/ラウリルメタクリレート/アクリル酸共重合体(混合SP値10.76)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0297】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0298】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Hを得た。
【0299】
インク受容性粒子Hの全体の球換算平均粒径は8.5μmであった。
また、インク受容性粒子Hにおける、1次粒子径は200nmであった。
【0300】
−インクHの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Hを調製した。
【0301】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・オレイン酸ブチル 14質量部
【0302】
[実施例9]
−粒子Lの作製−
スチレン/1−オクテン/メタクリル酸共重合体(混合SP値9.80)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
インク受容性粒子Lの全体の球換算平均粒径は6μmであった。
また、インク受容性粒子Lにおける、1次粒子径は120nmであった。
【0303】
−インクLの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Lを調製した。
【0304】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・トリエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0305】
[比較例1]
−粒子Iの作製−
・スチレン/ブチルアクリレート/メタクリル酸共重合体(混合SP値11.09)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0306】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0307】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Iを得た。
【0308】
インク受容性粒子Iの全体の球換算平均粒径は7μmであった。
また、インク受容性粒子Iにおける、1次粒子径は95nmであった。
【0309】
−インクIの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Iを調製した。
【0310】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・トリエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0311】
[比較例2]
−粒子Jの作製−
・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(混合SP値11.36、酸価150)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0312】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0313】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Jを得た。
【0314】
インク受容性粒子Jの全体の球換算平均粒径は7.5μmであった。
また、インク受容性粒子Jにおける、1次粒子径は85nmであった。
【0315】
−インクJの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Jを調製した。
【0316】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・オレイン酸ブチル 14質量部
【0317】
[比較例3]
−粒子Kの作製−
・スチレン/アクリル酸共重合体(混合SP値11.72)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
【0318】
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
【0319】
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Kを得た。
【0320】
インク受容性粒子Kの全体の球換算平均粒径は8μmであった。
また、インク受容性粒子Kにおける、1次粒子径は80nmであった。
【0321】
−インクKの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Kを調製した。
【0322】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・トリエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0323】
[比較例4]
−粒子Mの作製−
・スチレン/ブチルアクリレート/アクリル酸共重合体(混合SP値10.90)100質量部をアセトン500質量部に溶解させ溶液を調整した。この溶液をイオン交換水1000質量部に滴下し、エマルジョン液を調製した。
上記エマルション液をSpray−Dry機(NL−5/大川原化工機社製)を用いて粒子化した。得られた粒子を気流式分級機で分級した。
分級後の粒子100質量部に対して、
・非晶質シリカ(Aerosil A130 / Degussa社) 0.5質量部
・非晶質シリカ(Aerosil RX200 / Degussa社) 0.5質量部
を攪拌混合し、複合体粒子であるインク受容性粒子Mを得た。
【0324】
インク受容性粒子Mの全体の球換算平均粒径は8μmであった。
また、インク受容性粒子Mにおける、1次粒子径は120nmであった。
【0325】
−インクMの調製−
下記インク成分を混合し、攪拌/分散した後、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Mを調製した。
【0326】
(インク成分)
・カーボンブラック(三菱化学社製、MA100) 4質量部
・ソルスペース28000(noveon社製) 2質量部
・アイソパーE(エクソンモービル社製) 80質量部
・トリエチレングリコールブチルエーテル 14質量部
【0327】
以上作製した粒子A〜Mの特徴を表1にまとめて示す。
【0328】
<評価>
−帯電性(粒子層均一性)−
ケーキプリンターを用いて中間媒体上に粒子を散布した。この時、粒子の散布量は粒子の種類によって異なっていたが、5〜12g/mの範囲であった。このときの中間転写体上の散布した粒子の状態によって、帯電性を評価した。評価基準は以下の通りである。
【0329】
◎:顕微鏡で観察したとき中間転写体上にムラなく粒子が散布できている。
○:目視で観察したときに中間転写体上にムラなく散布できている。
△:ムラはあるが散布できる。
×:散布することができない。
【0330】
−光学濃度−
帯電性(粒子層均一性)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。
【0331】
そして、供給されたインク受容性粒子の層上に、ピエゾ型インクジェット装置(試作機/富士ゼロックス社製)の記録ヘッドから1200×1200dpi(dpi:1インチ当たりのドット数)の画像面積率で2pLのインクを付与し、線画像を形成した。
記録媒体としてのOK金藤(王子製紙社製)と中間転写体上で画像が形成されたインク受容性粒子層とを3×10Paで圧接し、90℃×1分間記録媒体を加熱して定着を行った。このようにして得られた画像部分の光学濃度をエックスライト404(エックスライト社製)によって測定した。評価基準は以下の通りである。
【0332】
◎:光学濃度が1.45以上
○:光学濃度が1.4以上1.45未満
△:光学濃度が1.3以上1.4未満
×:光学濃度が1.3未満
【0333】
−乾燥時間(吸液速度)−
帯電性(粒子層均一性)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、ピエゾ型インクジェット装置(試作機/富士ゼロックス社製)の記録ヘッドから4.5g/mとなるようにインクを付与し、100%カバレッジパターンを形成した。
形成された画像部分に普通紙(C2紙:富士ゼロックス株式会社製)を2×10Paの荷重で押し当て、普通紙側にインクが転写されなくなるまでの時間を測定した。評価基準は以下の通りである。
【0334】
◎:乾燥時間が0.5秒未満
○:乾燥時間が0.5秒以上1秒未満
△:乾燥時間が1秒以上3秒未満
×:乾燥時間が3秒以上
【0335】
−滲み−
上記光学濃度の評価における画像形成方法と同様にして、但し、1dotラインパターンを形成して画像を形成した。ラインの滲み具合を予め定めた限度見本を参照し、官能評価を行った。評価基準は以下の通りである。
◎:拡大画像(25倍)として画像部分を確認しても、滲みが確認されない。
○:拡大画像(25倍)として画像部分を確認した場合、滲みを確認することが可能だが、目視では判別不能であり、許容範囲内である。
△:目視において画像部に滲みが認識されるが、許容範囲内である。
×:目視において画像部に滲みが認識され、その程度が激しく、許容範囲外である。
【0336】
【表1】

【図面の簡単な説明】
【0337】
【図1】実施形態に係るインク受容性粒子の一例を示す概念図である。
【図2】実施形態に係るインク受容性粒子の他の一例を示す概念図である。
【図3】実施形態に係るインク受容性粒子の他の一例を示す概念図である。
【図4】実施形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図5】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6】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7】他の実施形態に係る記録装置を示す構成図である。
【図8】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9】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】
【0338】
8 記録媒体
10、11 記録装置
12 中間転写体
13 搬送ベルト
14 離型剤塗布装置
14A 離型層
14B ブレード
14C 塗布ローラ
14D 離型剤
16 インク受容性粒子
16A インク受容性粒子層
16B 画像層
16C 粒子層
16D 残留粒子
18 粒子塗布装置
18A 供給ローラ
18B 帯電ブレード
19 インク受容性粒子収納カートリッジ
19A 供給管
20 インクジェット記録ヘッド
20A インク滴
20B ノズル面
22 転写定着装置(転写定着ローラ)
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
100 静電記録ヘッド
101,102 絶縁基板
104 駆動電極
106 制御電極
106A 開口部
108 スクリーン電極
110 イオン導出用開口部
111 空間
112 交流電源
114 イオン制御電源
116 直流電源
150 予備定着装置
200,210,220 インク受容性粒子
201A、211A ポリマー
201B、211B 添加剤
202 母粒子
203,213,223 無機粒子
211 ポリマー粒子
212 第二の粒子
203,213 無機粒子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子と、
油性インクと、
を含むインク記録用材料。
【請求項2】
前記ポリマーが、更に、スチレンに由来する構成単位を有する請求項1に記載のインク記録用材料。
【請求項3】
前記インク受容性粒子が、更に、イオン性有機材料及び有機金属錯体から選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1又は請求項2に記載のインク記録用材料。
【請求項4】
インク受容性粒子が、複数の粒子が集合してなる複合体粒子である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインク記録用材料。
【請求項5】
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下である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油性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法。
【請求項6】
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子に油性インクを吐出するインク吐出工程と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着工程と、
を有する記録方法。
【請求項7】
中間転写体と、
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子を前記中間転写体上に供給する供給装置と、
前記中間転写体上に供給された前記インク受容性粒子に油性インクを吐出するインク吐出装置と、
前記インク受容性粒子を記録媒体に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置。
【請求項8】
炭素数6以上のアルキル基を側鎖に有する単量体を由来とする構成単位を含むポリマーを含有し、且つ前記ポリマーの各構成単位に由来する単量体の混合溶解度パラメータ(SP値)が11以下であるインク受容性粒子を記録媒体上に供給する供給装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子に油性インクを吐出するインク吐出装置と、
前記記録媒体上に供給された前記インク受容性粒子を定着する定着装置と、
を有する記録装置。

【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7】
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【図9】
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【図5】
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【図6】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−105364(P2010−105364A)
【公開日】平成22年5月13日(2010.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−282446(P2008−282446)
【出願日】平成20年10月31日(2008.10.31)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】