JPH03246093A - 粉体インク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、熱転写方式にて画像を形成する工程と、イン
クシートを再生する工程とを有する画像形成方法で使用
する粉体インクに関する。

［従来の技術］ 従来、粉体インクとしては一般に°トナー　と呼ばれる
熱可塑性樹脂に着色剤を混ぜた微粉末が用いられている
。このトナーは紙に定着することを目的とし、その現像
方法により絶縁性及び導電性、さらには磁性あるいは非
磁性などの種類がある。これらのトナーは従来の熱転写
方式による画像形成方法に使用されているワックスと着
色剤を主成分とするインクとは根本的に異なるため、そ
のまま従来のトナーを用いて熱転写用のインクシートを
形成することはできない。そこで、本発明者らは、特願
昭６３−２１４４４１に、熱転写方式にて画像を形成す
る工程と、インクシートを再生する工程とを有する画像
形成方法で使用する粉体インクとして、ワックス状化合
物、熱可塑性樹脂を主成分とする内核粒子にカーボンブ
ラックを主成分とする外殻層を形成した粉体インクを提
案した。ざらに該粉体インクは体積抵抗率が１０８Ω印
以下であり、かつ、該粉体インクにて再生されたインク
シートのインク層の体積抵抗率が１０７Ω■以下である
ことを提案している。

［発明が解決しようとする課Ｈ］ しかし、従来の熱転写方式にて画像を形成する工程と、
インクシートを再生する工程とを有する画像形成方法で
使用する粉体インクにおいて、導電性現像による電化注
入法により選択的に粉体インクを補充してインクを再生
させるため、粉体インクは導電性でなけらばならない。

この為導電性粒子等により内殻粒子の表面に均一に導電
層を形成しなければならなず、異形の内殻粒子では表面
凹凸を埋めるために、多量の導電性粒子等を加えなけれ
ばならない、これにより粉体インクの粘度が上昇し、熱
定着によるシート上へのインク層の形成が凸凹になって
しまう。この為、熱転写方式にて画像を形成した場合、
光学濃度（以下ＯＤ値とする。）のばらつきが生じると
いう問題点があった。さらに粉体インクの粘度が高いと
記録媒体上へのインクの転写ムラが生じ画質が低下する
。

また、多量の熱エネルギーを必要とするため装置の耐久
性の低下、及びランニングコストが増大するという問題
点を有している。さらに、表面の凹部に付着した導電性
微粒子は表面との付着力が弱く、粉体インク搬送時及び
現像時に導電性粒子等が粉体インク表面から剥がれてし
まい、電荷注入が充分に行われず、現像特性が低下し、
画像温度の低下及び粉体インク飛散による地かぶりなど
により画質が劣化する。また凝集が起こりやすくなると
いう欠点を有している。さらに、剥がれた導電性粒子等
により装置内汚染が生じ、機械故障などの悪影響を及ぼ
すという欠点を有している。

従って本発明の目的は、上北課題を解決するものであり
、粉体インクの導電性を維持しつつ粘度の低い粉体イン
クを提供し、さらにインク層上への非選択粉体インクの
付着や粉体インク及び粉体インク成分の飛散を無くすこ
とにより記録媒体上に鮮明な画像を形成できる粉体イン
クを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の粉体インクは熱転写方式にて画像を形成する工
程と、インクシートを再生する工程とを有する画像形成
方法で使用される粉体インクにおいて、球形もしくは楕
円形を有し、長軸系と短軸系の比が１．５以下である粒
子を用いること特徴とする。また、前記粒子において体
積平均粒径から求めた比表面積に対するＢＥＴ比表面積
の比が２以下である事を特徴とする。

［作用コ 粉体インクの内殻粒子として混練粉砕法などにより作製
されたものは一般に多種多様な異形を成している。これ
らの内殻粒子に高速流動攪拌機等により導電性粒子等を
層形成させようとすると内殻粒子表面での凹凸により作
用力を均一に付加させることができず、付着力にばらつ
きを生じるものと考えられる。この為粉体の形状を球形
もしくは楕円形にすることにより、異方性を無くし、さ
らに表面凹凸を無くすことにより、力を表面全体に均一
に作用させることができ、付着量・付着力が一定した安
定した粉体インクが得られるものと考えられる。この内
殻粒子における形状特性の指針として、一般にはＷ　ｉ
　ｄ　ｅ　１１の球形度、円形度、丸み度などがあるが
、我々は、粒子の長軸と短軸の比を求める事により形状
を、また、コールタ−カウンターにより求めた体積平均
粒径から粒子を真球とみなして計算した理論比表面積と
、実際にＢＥＴ法により粒子の比表面積を求め、これら
の比を粒子表面の平滑さく凹凸度）の尺度とした。

〔実施例〕

以下の実施例により本発明を具体的に説明する。

本発明の粉体インクは一般の混練粉砕法、スプレードラ
イ法、重合法等によって作製することができる。また、
粉体インクとしての導電性を付与するために導電層を外
添する。球形化・表面平滑化方法としては内殻粒子作製
後、流動性向上化処理を行って熱風処理法などの工程に
より行った。処理された内殻粒子は通常の画像処理方法
により長軸と短軸を測定した。測定個数は１０００個行
った。また、体積平均粒径はコールタ−カウンター（５
万個処理）、比表面積はＢＥＴ法により測定した。

本発明の粉体インクに使用する磁性粉末として、Ｆｅ３
Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉなどを用いる。ま
た、導電性微粒子としては、ファーネスブラック、チャ
ンネルブラック、サーマルブラック、ランプブラック、
アセチレンブラック等のカーボンブラック、Ａ１粉、Ｃ
ｕ粉等の金属粉、■ＴＯ粉、ＳｎＯ２粉等の有機導電性
材等を用いることができる。また、本発明の粉体インク
の主成分として使用するワックス状物質としてキャンデ
リラワックス、カルナバワックス、ライスワックス等の
植物系天然ワックス、みつろう、ラノリン等の動物系天
然ワックス、モンタンワックス、オシケライト等の鉱物
系天然ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリス
タリンワックス、ペトロラタム等の天然石油系ワックス
、ポリエチレンワックス、フィッシャー・トロプシュワ
ックス等の合成炭化水素ワックス、モンタンワックス誘
導体、パラフィンワックス誘導体等の変性ワックス、硬
化ひまし油、硬化ひまし油認導体等の水素化ワックス、
合成ワックス等のワックス類、ステアリン酸、パルミチ
ン酸等の高級脂肪酸類、低分子量ポリエチレン、酸化ポ
リエチレン、ポリプロピレン等ノポリオレフィン、エチ
レン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エス
テル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレ
フィン共重合体の中から一種あるいは二種以上を用いる
。

更に、ワックス以外の他の主成分として以下に示す樹脂
を混合することができる。ポリスチレン及び共重合体、
例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレ
ン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡ
Ｓ樹脂、ＡＣ３樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロ
スチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、ス
チレン・ブタジェン架橋ポリマー　スチレン・ブタジェ
ン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・ア
ルコール共重合体、スチレン・ブタジェンゴムエマルジ
ョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレ
ン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸
共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレー
ト系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂
及びその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合
体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ブタジェン・アクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合体、
スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチ
ルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリ
レート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）ア
クリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアク
リレート共重合体、スチレン・ブタジェン・ジメチル・
アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ア
クリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘ
キシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エ
チルグリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・
ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、ス
チレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸
共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチル
マレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合体
、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びそ
の共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロ
ピレン及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹脂
、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リビニルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種類
以上ブレンドしたものを使用する事ができる。

着色剤としてはカーボンブラック、スピリットブラック
、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用する。カラー用
としては、フタロシアニン、ローダミンＢレーキ、ソー
ラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタングスト
リン酸、インダスレンブルー　スルホンアミド誘導体な
どの染料を使用することができる。更に、分散剤として
、金属石鹸、ポリエチレングリコールなどを添加するこ
とができる。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

［実施例１］ （内殻粒子の作製） パラフィンワックス　　　　　　　３０ｗｔ％ポリエチ
レンワックス　　　　　　３０ｗｔ％Ｆｅ５Ｃ）＋　　
　　　　　　　　　　　４０ｗｔ％上記組成の原料を使
用し、スクリュウ押し出し機で混練し、冷却後粉砕する
。次にジェット粉砕機で微粉砕し、分級して５〜２０μ
ｍのトナーを作製した。

上記方法で作製した内殻粒子に無機物微粒子としてＳｉ
Ｏ２を付着した。付着させる方法としては、通常の混合
機、ボールミル、高速流動攪拌機などを用いることがで
きる。本実施例ではメカノフュージョンシステム（線用
ミクロン製）を使用した。

５ｉ０２の混合組成を以下に示す。

内殻粒子　　　　　　　　　１００　ｗ　ｔ％５ｉ０２
　　　　　　　　　　　　５ｗｔ％次に上記処理原料を
メカノフュージョン装置にセットし、回転数８０Ｏｒｐ
ｍ−１５分間処理を行った。得られたものは流動性に優
れた粉体であった。

（内殻粒子の球形化処理） 次に上記ＳｉＯ２を表面に付着させた内殻粒子を球形化
処理した。処理方法は、熱気流中に粉体を噴霧させる方
法で行った。以下に処理条件を示す。

熱風温度　　　　　　　　２００°Ｃ 熱風１　　　　　　　　　１００１　／　ｍ　ｉ　ｎ粉
体供給速度　　　　　　２００　ｇ　／　ｈ　ｒ粉体供
給用Ａ　ｉ　ｒ　ｆｉ　　　　　　５１　／　ｍ　ｉ　
ｎ上記方法により処理した内殻粒子１０００個について
、画像処理法により長軸と短軸の比を求めたところ平均
１．３の形状であった。さらに、コールタ−カウンター
により体積平均粒径を求め、さらにＢＥＴ法により比表
面積を求めて凹凸度を求めたところ１．５カあった。さ
らにまた、電子類！鏡で観察したところ、はぼ真球に近
い形状となり、トナー表面も凹凸がなく非常に滑らかで
あった。さらにトナー同志の凝集もなく安息角３２度の
流動性に優れた粉体であった。

（導電層の作製） 上記方法で処理した内殻粒子に導電性粒子としてカーボ
ンブラックを用い、メカノフュージョンシステム（線用
ミクロン製）により導電層を形成した。以下に組成と製
法を示す。

（組成） 球形化内殻粒子　　　　　　１００ｗｔ％カーボンブラ
ック　　　　　　　１ｗｔ％（処理条件） 回転数　　　　　　　　　　８０Ｏｒｐｍクリアランス
　　　　　　　　　３ｍｍ処理時間　　　　　　　　　
　１５ｍ１ｎこの様に作製した粉体インクの磁気ブラシ
状態での比抵抗は１０７ΩＣｍ以下であり、安息角は３
０度となり流動性に優れた導電性粉体インクであった。

さらに、再生熱転写方式による画像形成装置によって、
インク層の形成していないインクシート上（つまり、全
ての箇所がインク層の剥離部）にインクを付着、固定化
し、その後、記録紙に画像を形成したところ、転写ムラ
もなくＯＤ値１゜５以上の鮮明な画像を形成することが
できた。さらに、再生回数１０００回後においてもイン
ク層部分への不要粉体インクの付着による画像劣化及び
粉体インク・粉体インク組成物の飛散による地汚れなど
もなく初期と同様な鮮明な画像を形成できた。

［比較例１］ 実施例１の比較例として内殻粒子の球形化処理を行わな
いで実施例１の混練粉砕法のみの工程からなる異形の内
殻粒子に実施例１と同様に導電層を形成し粉体インクを
作製した。この未処理内殻粒子の長軸と短軸の比は１．
７、また凹凸度は２゜５であった。この粉体インクを実
施例１と同様に画像形成したところ電荷注入法による選
択現像を行うことができず、インク層上への不要粉体イ
ンクの付着も見られ鮮明な画像を繰り返し形成すること
はできなかった。

またこの粉体インクの比抵抗と安息角を測定したところ
、比抵抗は１０９以上、安息角は４２度あり実施例１の
粉体インクより劣っていた。

［実施例２コ 実施例１で作製した球形化内殻粒子を用いて導電層を形
成させる為のカーボンブラックの割合を変化させて粉体
インクを作製し、鮮明な画像を繰り返し作製できるカー
ボンブラック添加量の下限値を調べた。そのほかの製造
条件及び評価方法は実施例１と同様に行った。結果を第
１表に示す。

第１表 表中の″ 印字品質″ は初期印字と繰り返し印字 後を総合した評価である。

第１表に示すようにカーボンブラック添加量が０．０５
までは比抵抗、安息角とも満足する値であり、画像品質
においても鮮明な優れたものであった。　　しかし、０
．０１以下になると内殻粒子表面に導電層が均一形成さ
れず、抵抗が高く、ワックス成分が露出して流動性の悪
い粉体インクとなった。

この様に内殻粒子を球形化することにより比較例１でも
判るようにカーボンブラックの添加量を減少させること
ができる。

［実施例３コ 実施例１と同様に内殻粒子を作製した。但し、熱風処理
条件を変えて、種種の長軸／短軸比と凹凸度を有する内
殻粒子を作製した。次に実施例２と同様にして外添カー
ボンブラック添加量の下限値を求めた。結果を第２表に
示す。

この様に長軸と短軸比が１．５以下の場合、及び凹凸度
が２以下の場合にはカーボンブラック添加量の下限値は
０．０５ｗｔ％と低いが、長軸と短軸比が１．５を越え
、差らに、凹凸比が２を越えるとカーボンブラック添加
量の下限値は大きくなってしまう事が解る。以上より、
内殻粒子の形状・表面の状態を制御する事が重要だとい
う事が解る。

第２表 ［実施例４］ 実施例１とは別の実施例として導電層形成を熱可塑性樹
脂微粒子に導電性微粒子を固着させた粒子を用いること
によって行った。以下に製法を示す。

（熱可塑性樹脂微粒子への導電性微粒子の固着）熱可塑
性樹脂微粒子としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）０．４μ　　導電性微粒子としてカーボンブラック
０．０２ミクロンを用いて以下の組成と製法により処理
した。

ＰＭＭＡ微粒子　　　　５０重量部 カーボンブラック　　　５０重量部 これらの原料を用いて、メカノフュージョンシステム（
線用ミクロン製）を用いて、メカノケミカル法により熱
可塑性樹脂表面に導電性微粒子を固着させ導電性微粒子
を作製した。

処理条件は、回転数１５００ｒｐｍ、　　クリアランス
１ｍｍ、　　処理時間３０ｍ１ｎで行った。得られた導
電化処理熱可塑性樹脂微粒子の比抵抗は１０３ΩＣｍで
あった。（比抵抗は圧力セル抵抗によって測定した。つ
まり、ふたつの電極間に試料をいれ、１５ｋｇ／ｃｍ’
の圧力を印加して抵抗を測定した。） （内殻粒子の導電化処理） 実施例１と同様にして作製した球形化内殻粒子と上記導
電性粒子を用いて、メカノケミカル処理により内殻粒子
を導電化した。以下に組成と製法を示す。

球形化内殻粒子　　　　　　１００重量部導電化熱可塑
性樹脂微粒子　　　５重量部これらを用いて実施例１と
同様に内殻粒子表面に導電性微粒子を固着した。得られ
た粉体インクの磁気ブラシ状態での比抵抗が１０７ΩＣ
ｍ以下であり、安息角は３０度であった。この粉体イン
クを使用して実施例１と同様に画像形成を行ったところ
実施例１と同様に初期印字及び繰り返し印字においても
鮮明な画像を形成することができた。

［実施例５］ 本実施例では実施例１で作製した球形化内殻粒子の表面
にスプレードライ法によって樹脂層を形成したものを用
いた。

樹脂層を形成させる前の球形化内殻粒子は実施例１と同
様に作製した。スプレードライ法により形成させる樹脂
層としてはポリブチルメタクリレ−）　（ＰＢＭＡ）を
用いた。次にこれらをアセトンに溶解し、分散させスプ
レードライ法により噴霧乾燥して球形化内殻粒子の周り
に樹脂層を形成した。以下に組成を示す。

アセトン　　　　　　　　１００重量部ＰＢＭＡ　　　
　　　　　　　　５重量部球形化内殻粒子　　　　　　
２０重量部上記溶液は超音波ホモジナイザーにより分散
させた。噴霧乾燥条件は、二流体ノズルを用い、噴霧圧
力４　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２、乾燥温度５０度で行っ
た。得られた粒子を電子顕微鏡観察したところ膜厚０゜
５ミクロンの樹脂層が形成されていた。この樹脂被覆し
た球形化内殻粒子を用いて、実施例１と同様に′導電層
の作製゛を行ったところ実施例１と同様な結果を得た。

樹脂層の形成方法としては本実施例のスプレードライ法
以外、例えば重合法などによって形成されたものでも良
い。

以上本発明の実施例を示したが、本発明の球形化粒子を
使用する粉体インクはこれらの実施例に限定されるもの
ではない。さらに、本発明の粉体インクは本実施例に示
した画像形成方法に限定されるものではなく全ての画像
形成方法に応用することができる。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、熱転写方式にて画像
を形成する工程と、インクシートを再生する工程とを有
する画像形成方法で使用される粉体インクにおいて、球
形もしくは楕円形の内殻粒子を用いることにより表面の
導電層の形成を均一にさらには導電層の付着を強固に行
うことができるので粉体インク及び粉体インク組成物の
飛散を防止することができ、さらにはインク層上への不
要粉体インクの付着を防止することができる。また表面
の凹部がないので導電層形成用材料を減少させることが
でき粉体インク自体の粘度の上昇を極力抑えることがで
きる。これらにより凹凸の無いインクシートを作製及び
再生することができ、これにより転写抜けや、画像温度
の低下の無い鮮明な画像を得ることができ、さらに、不
要粉体インク及び粒子の飛散による画像劣化がなくなり
鮮明な画像を簡単に形成することができるという多大な
効果を有する。

また本発明の粉体インクは、熱転写方式にて画像を形成
する工程と、インクシートを再生して使用する工程とを
有する画像形成方法による装置、例えば、プリンター　
複写機、ファクシミリ等の装置にも応用できる。

以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱転写方式にて画像を形成する工程と、インクシ
   ートを再生する工程とを有する画像形成方法で使用され
   る粉体インクにおいて、球形もしくは楕円形を有し、長
   軸系と短軸系の比が１．５以下である粒子を用いること
   特徴とする粉体インク。
2. （２）請求項１記載の粒子において体積平均粒径から求
   めた比表面積に対するＢＥＴ比表面積の比（以下凹凸度
   とする）が２以下である事を特徴とする粉体インク