JPH1095166A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来からの問題点であったインクジェット方式
の画像形成装置におけるインク吐出ヘッドのノズル詰ま
りを解消し、着色材料または／及びその他微粉末等、使
用する材料の選択に対する制約の極めて少ないインクジ
ェット方式を利用した画像形成方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】インクを印字情報信号に応じて被記録材に
インクジェット方式で吐出させ、予め被記録材に潜像画
像を形成させた後、有色または無色の粉体、またはこれ
らの混合物で顕像化する際、該インクが、炭素数４〜１
２のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル５
０〜９９．９重量％、α、β−不飽和カルボン酸０．１
〜１５重量％、およびその他のビニル系モノマー０〜４
９．９重量％からなるアクリル系共重合体であることを
特徴とする画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、インクジェット方
式を利用した画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いたレーザープリンター
をはじめとするノンインパクト記録方式のなかでも、高
速記録が可能であり普通紙に何等の処理をせずとも印字
が可能であり、更に、コンパクト化、低コスト化が可能
であるインクジェット方式の記録方法の進展はめざまし
いものがあり、種々の方式のインクジュット記録装置が
開発、商品化されている。

【０００３】このインクジェット記録方式は、記録材で
あるインクの小滴を飛翔させ、被記録材に付着させて記
録を行うものであって、このインク小滴の発生方法及び
発生させた小滴の飛翔方向を制御するための方法によっ
て幾つかの方式に大別される。大きくは情報信号の有無
にかかわらずインク液滴を連続発生させ、この連続発生
させたインク液滴を印字情報信号に応じて選択的に利用
するコンティニュアス型と称する方法と情報信号に応じ
てインク液滴を吐出、飛翔させるオンデマンド型と称す
る方法に別けられる。

【０００４】上述の各種インクジェット方式にはそれぞ
れ特徴があり、長所、短所を持合わせているが、インク
中に存在する着色成分である染料の析出物や顔料の粗大
粒子等によるノズル詰まりはどのインクジェット方式に
おいても発生する可能性をもっており、そのノズル詰ま
りを防止する方法は多くの研究者が研究を継続しており
種々の解決方法が提案されている。例えば、インク吐出
ノズルに、不使用時にはカバーをする方法等があるが、
これらの方法も根本的なものではなく長時間休止した後
には、いまだノズル詰まりが発生することが多くあり、
完全に解決されていないのが実情である。

【０００５】また、上述のノズル詰まりの問題を考慮し
て着色剤として使用する材料にはインク溶媒に溶解もし
くは容易に分散しうる材料を選択せざるを得ない制約が
あり、また、その分散程度も分散物がノズルに詰まるこ
とのない様に平均粒子径が０．０５μｍ程度といった非
常に高度な分散技術が要求される。また、経時変化によ
る一次粒子の凝集等でノズル詰まりの発生の原因となる
粗大粒子の発生が起らない様、分散剤にも充分な配慮が
必要とされる。

【０００６】これらを解決するために、インクの構成材
料から目詰まりの原因となる着色剤や樹脂等を取り除い
たり、また接着剤を添加したインクを作成しこれらのイ
ンクをインクジェットで吐出後、必要な特性を得るため
に特定の粉体をインク上に付着させる方法が特開昭５５
−６１４９４号公報や特開平３−８９５９１号公報にみ
られる。しかしながら、粉体のインク液への可溶性や親
和性等を利用するため、使用できる粉体が大幅に制限さ
れたり、また被記録材や粉体との付着性を付加するため
に、単に接着剤を溶剤に混合した場合は、インクジェッ
トヘッドからの吐出性の調整やヘッド周辺のインクの乾
燥によるノズル詰まりの解消など、操作性や安定性の点
で充分とは言い難い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するために、インクを印字情報信号に応じて
被記録材に付着させて印字するインクジェット方式にお
いて、インクヘッドからの良好な吐出性と、被記録材及
び粉体との良好な付着力を有する画像形成材料を提供す
ることで、着色成分としてインク内に存在する染料の析
出物や顔料の粗大粒子によるインク吐出ヘッドの目詰ま
りを解消すること、また、インクに使用する目的で選定
された材料に関しても粗大粒子を含まない様、高度な分
散技術を必要とする問題点を解決するもの、さらには、
着色を目的とした材料に限らず、通常ではインクジェッ
ト用としてのインク化が困難な諸耐性または／及び種々
の機能を有する各種材料を自由に選定できることで、イ
ンクジェットの適用範囲を大幅に広げるものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決するために検討を行った結果、インクジェットヘッ
ドからの良好な吐出性と、被記録材及び粉体との付着性
が良好な画像形成材料を見出した。すなわち本発明は、
インクを印字情報信号に応じて被記録材にインクジェッ
ト方式で吐出させ、予め被記録材に潜像画像を形成させ
た後、有色または無色の粉体、またはこれらの混合物で
顕像化する際、該インクが、炭素数４〜１２のアルキル
基を有するアクリル酸アルキルエステル５０〜９９．９
重量％、α、β−不飽和カルボン酸０．１〜１５重量
％、およびその他のビニル系モノマー０〜４９．９重量
％からなるアクリル系共重合体であることを特徴とする
画像形成方法に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】

【００１０】以下本発明をさらに詳細に説明する。本発
明の炭素数４〜１２のアルキル基を有するアクリル酸ア
ルキルエステルはアクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシ
ル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリ
ル酸２−エチルヘキシル等の直鎖または分岐脂肪族アル
コ−ルのアクリル酸エステルが挙げられる。特に特に好
ましいものはアクリル酸２−エチルヘキシルである。粘
着剤としての基本物性を得るにはアクリル酸アルキルエ
ステルの使用量は５０〜９９．９重量％が好ましい。

【００１１】本発明のα、β−不飽和カルボン酸は、ア
クリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、クロトン
酸、イタコン酸、フマール酸等が挙げられる。これらの
α、β−不飽和カルボン酸はアクリル系共重合体の０．
１〜１５重量％を上記のアクリル酸アルキルエステルお
よびその他必要なビニルモノマーと混合して共重合させ
ることにより粘着剤としての接着性と凝集力のバランス
を図ることができる。

【００１２】本発明のアクリル系共重合体に使用できる
上記以外のビニルモノマーとしては、アルキル基の炭素
数が３以下のアクリル酸アルキルエステル、例えば、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル等が挙げら、また、アルキル基の炭素数が１〜１２の
メタクリル酸エステル、例えば、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル
が挙げられる。その他としては、酢酸ビニル、スチレ
ン、ビニルトルエン、アクリロニトリル等が挙げられ
る。本発明の画像形成材料を水系で使用する場合、アク
リル系共重合体は乳化重合により得ることが好ましく、
例えば、上記モノマー混合物として乳化剤と重合開始剤
の存在下、水系で乳化重合させればよい。

【００１３】また、本発明で使用されるインクは適用さ
れるインクジェット方式により最適な粘度、表面張力に
調整するため、水やアルコール系、エーテル系、グリコ
ール系、ケトン系、エステル系、炭化水素系等の有機溶
剤、各種モノマー、あるいはそれらの混合物が用いられ
る。

【００１４】特にインクが水系の場合、用いられる水性
溶剤としては、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、トリエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン、テトラエチ
レングリコール、ジプロピレングリコール、ケトンアル
コール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エ
チレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、１、２ーヘキサンジオール、
Ｎ−メチルー２ーピロリドン、置換ピロリドン、２、
４、６ーヘキサントリオール、テトラフルフリルアルコ
ール、４ーメトキシー４メチルペンタノン等が挙げられ
る。特に、被記録材上での乾燥性が要求される場合、乾
燥を速める目的で、メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール等のアルコール類も用いることができ
る。

【００１５】また、水系の場合は、黴の発生を防止する
ために防黴剤を添加することも可能である。防黴剤とし
ては、デヒドロ酢酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、
ソジウムピリジンチオンー１ーオキサイド、ジンクピリ
ジンチオンー１ーオキサイド、１、２ーベンズイソチア
ゾリンー３ーオン、１ーベンズイソチアゾリンー３ーオ
ンのアミン塩等が用いられる。また、インクの安定性や
装置中の液配管との安定性を得るためのｐＨ調整剤や、
インクの製造、移動、装置内での循環時に泡が発生する
のを防止する消泡剤やその他の添加剤を、使用上支障が
ない範囲内で用いることができる。

【００１６】上記によって調整されたインクは、インク
ジェット方式を用いて吐出させ、予め被記録材上に潜像
を形成させた後、該潜像の上に粉体をブラシやローラ等
で直接接触させるか、または篩い掛けによる散粉や静電
気等で間接的に接触させることにより該潜像を顕像化さ
せる。粉体を潜像部に接触させる時点においては、被記
録材上のインクの乾燥程度は特に規定するものではな
く、用いられる粉末によってはむしろ未乾燥状態で、粉
末の溶媒への湿潤性を利用して接触させてもよい。

【００１７】非画像部に付いた余剰の粉体は、エアーに
よる吹飛ばしや吸引、または粘着ローラ等で除去され
る。顕像化された粉体については特に定着工程を必要と
せず、インクに付着した粉体粒子が被記録材にそのまま
含浸、もしくは接着されるが、さらに通常の複写機、ま
たはプリンターで使用されている加熱や加圧による定着
方法、または定着装置を用いることでより被記録材と粉
体との密着性をあげることもできる。また、用途によっ
ては表面の保護のためラミネート等の後加工を施しても
よい。

【００１８】本発明において使用できるインクジェット
方式は従来から公知である種々の方式と装置を適用する
ことができる。例えば、インク滴を連続噴射し、粒子化
するコンティニュアス型の場合には荷電制御型、発散制
御型等に適用可能である。また、オンデマンド型におい
てはピエゾ振動素子の機械的振動により、オリフィスか
らインク滴を吐出する圧力制御方式、発熱抵抗素子を使
用した熱制御方式等に適用可能であるが、これらの方法
と装置に限定されるものではない。

【００１９】本発明のインクは、インクジェット装置の
方式にもよるが、粘度が２５℃において０．００２〜１
００ポイズに、好ましくは０．００８〜５０ポイズに調
整することが好ましい。これより低粘度、または高粘度
の場合には、インクジェット方式による潜像形成が困難
なため好ましくない。

【００２０】また本発明で使用できる被記録媒材は特に
限定されるものではないが、例えば、紙、プラスチック
フィルム、金属板、木材等があげられる。また非接触方
式であるため、平面や曲面に限らず凹凸面や立体物にも
適用が可能である。

【００２１】また、本発明で使用できる粉体について
は、何等限定されるものではなく、従来から粉体着色材
として使用されてきた公知の顔料、染料あるいは両者の
混合物を使用することができる。例えば、染料として
は、直接染料、酸性染料、塩基性染料、媒染染料、含金
属染料、建染染料、硫化染料、反応性染料、分散染料、
アルコール可溶性染料、油溶性染料等であり、また、化
学構造からいうと、アクリジン染料、アニリンブラッ
ク、アントラキノン染料、アジン染料、アゾ染料、アゾ
メチン染料、ベンゾおよびナフトキノン染料、インジゴ
イド染料、インドフェノール、インドアニリン、インダ
ミン、ロイコ建染染料エステル、ナフトールイミド染
料、ニグロシンおよびインジュリン、ニトロおよびニト
ロソ染料、オキサジンおよびジオキサジン染料、酸化染
料、フタロシアニン染料、ポリメチン染料、キノフタロ
ン染料、トリおよびジアリルメタン染料、チアジン染
料、チアゾール染料、キサンテン染料等があげられる。
有機顔料としては、ニトロソ系、ニトロ系、フタロシア
ニン系、不溶性アゾ系、難溶性アゾ系、可溶性アゾ系、
塩基性染料レーキ系、酸性染料レーキ系、建染染料レー
キ系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ペリレン系、
イソインドリノン系、イミダゾロン系、ピランスロン
系、チオインジゴ系等が、また無機顔料としては、カー
ボンブラック、チタンホワイト、酸化コバルト、硫酸バ
リウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、紺青等が
あげられる。

【００２２】また、金粉、銀粉、アルミニウム粉等の金
属粉、あるいは金属箔も使用することができる。また、
セラミックス、蛍光物質、磁性粉、無色のあるいは着色
されたガラスビーズ等も使用できる。さらには、上記染
顔料を熱可塑性樹脂で混練し、粉砕して微粉末とした着
色樹脂粉末（トナー）を使用することもでき、また、熱
可塑性樹脂の粉末を上記染顔料等と同時に付着させても
よいし、熱可塑性樹脂の粉末のみを付着させても盛上り
のある画像が得られる。いずれにしても、これらのもの
に限定されるものではなく、着色を目的とした材料に限
らず、通常ではインクジェット用としてのインク化が困
難な耐候性、耐蝕性等の諸耐性または／及び紫外線吸
収、導電性等の機能性を有する各種粉末を顕像化用粉体
材料として使用することができる。また更に、本発明が
提供する工程を繰り返し、種々の粉体を印字情報に合わ
せ顕像化することにより、例えば粉体が着色材の場合は
多色画像となり、その他の粉体の場合は使用目的に合わ
せたより機能性の高い成形物が得られる。

【００２３】本発明で使用できる上記トナーの製造方法
については、従来より公知の方法を用いることができ
る。一般的な方法としては、バインダーとなる熱可塑性
樹脂と着色成分となる染顔料とを熱３本ロール等で加熱
溶融混練して冷却後粉砕分級を行い、５〜１５μｍの粒
子径の粉体着色材を得る方法、また、バインダーとなる
樹脂を溶解し着色成分となる染顔料を混合しボールミ
ル、アトライター等の分散機によって混練し、乾燥後粉
砕分級をおこない、５〜１５μｍの粒子径の粉体着色材
を得る方法などがある。さらに、トナーを製造する際に
染顔料以外の第三成分を添加することも何等問題ない。

【００２４】

【実施例】以下実施例を用いて、更に詳細に説明する。 実施例１ アクリル系接着剤オリバインＢＰＳ３２３３Ｄ（東洋イ
ンキ製造（株）製）：１０部、酢酸エチル：２０部、ｎ
−ヘキサン：２０部を混合したインクを、ピエゾ振動素
子の機械的振動により、オリフィスからインク滴を吐出
する圧力制御方式のオンデマンド型インクジェット出力
機から上質紙上に吐出して透明な潜像を形成し、その
後、粉体着色材を接触させ、潜像を顕像化した。また、
潜像以外の部分に存在する余剰の粉体着色材は空気式吸
引機で吸引した。本実施例で使用した粉体着色材は、以
下の顔料を使用した。

【００２５】Ｆｉｎｅｓｓ ＲＥＤ Ｆ２Ｂ （東洋イ
ンキ製造（株）製） 結果、出力機からの吐出性、顕像化状態ともに良好であ
った。

【００２６】実施例２ アクリル系接着剤オリバインＢＰＳ５１６０（東洋イン
キ製造（株）製）：１０部、酢酸エチル：２０部、ｎ−
ヘキサン：２０部を混合したインクを、ピエゾ振動素子
の機械的振動により、オリフィスからインク滴を吐出す
る圧力制御方式のオンデマンド型インクジェット出力機
からポリエステルフィルム上に吐出して透明な潜像を形
成し、その後、粉体着色材を接触させ、潜像を顕像化し
た。また、潜像以外の部分に存在する余剰の粉体着色材
は空気式吸引機で吸引した。本実施例で使用した粉体着
色材は、以下の方法で製造したトナーを使用した。

【００２７】 スチレン−アクリル酸共重合体樹脂 ９５部 分子量（Ｍｎ：約８，００００，Ｍｗ：約２００，０００） ガラス転移点 Ｔｇ：６３℃、重合度 ８００ 顔料（Ｌｉｏｎｏｌ Ｂｌｕｅ ＦＧ−７３５１：東洋インキ製造（株）製） ５部 を熱３本ロールで加熱溶融混練し、冷却後粉砕分級をお
こない平均粒経１０μｍの粉体着色材を得た。結果、出
力機からの吐出性、顕像化状態ともに良好であった。

【００２８】実施例３ アクリル系接着剤オリバインＢＰＷ５５２６（東洋イン
キ製造（株）製）：１０部、 水：７０部、イソプロピ
ルアルコール：１５部、エチレングリコール：５部を混
合したインクを、ピエゾ振動素子の機械的振動により、
オリフィスからインク滴を吐出する圧力制御方式のオン
デマンド型インクジェット出力機からポリエステルフィ
ルム上に吐出して透明な潜像を形成し、その後、粉体着
色材を接触させ、潜像を顕像化した。また、潜像以外の
部分に存在する余剰の粉体着色材は空気式吸引機で吸引
した。本実施例で使用した粉体着色材は、以下の方法で
製造したトナーを使用した。

【００２９】 スチレン−アクリル酸共重合体樹脂 ９５部 分子量（Ｍｎ：約８，００００，Ｍｗ：約２００，０００） ガラス転移点 Ｔｇ：６３℃、重合度 ８００ 顔料（Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ ４８０：キャボット社製） ２．５部 を熱３本ロールで加熱溶融混練し、冷却後粉砕分級をお
こない平均粒経１０μｍの粉体着色材を得た。結果、出
力機からの吐出性、顕像化状態ともに良好であった。

【００３０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明のの画像形成
方法及び画像形成用材料を用いることで、従来からの問
題点であったインクジェット方式の画像形成装置におけ
るインク吐出ヘッドのノズル詰まりを解消し、着色材料
または／及びその他微粉末等使用する材料の選択に対す
る制約の極めて少ないインクジェット方式を利用した画
像形成方法を提供することができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを印字情報信号に応じて被記録材に
   インクジェット方式で吐出させ、予め被記録材に潜像画
   像を形成させた後、有色または無色の粉体、またはこれ
   らの混合物で顕像化する際、該インクが、炭素数４〜１
   ２のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル５
   ０〜９９．９重量％、α、β−不飽和カルボン酸０．１
   〜１５重量％、およびその他のビニル系モノマー０〜４
   ９．９重量％からなるアクリル系共重合体であることを
   特徴とする画像形成方法。