JPH04146187A - 粉体インクの製造方法 - 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］ 本発明は、静電気力により誘電体上に着色微粉体を付着
し、さらに熱転写法により印刷を行なう画像形成装置に
使用する粉体インクの製造方法に関する。詳しくは、熱
転写印刷方法により画像を形成する工程と静電気力を用
いてインクシートを再生する工程とを有する熱転写画像
形成装置、いわゆる再生熱転写画像形成装置に使用する
粉体インクの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、静電気力により誘電体上に着色微粉体を付着し、
さらに熱転写法により印刷を行なう画像形成装置に使用
する粉体インク、いわゆるトナーおよびその製造方法は
導電性トナーとして米国特許３，６３９，２４５、ワッ
クス系導電性トナーとして米国特許３，９２５，２１９
等が提案される。

また、再生熱転写画像形成装置およびインクシートの再
生方法として特願平１−２９５８７６が提案されている
。

［発明が解決しようとする課題］ 特願平１−２９５８７６に提案されている再生熱転写画
像形成装置に使用する粉体インクについて、従来例であ
る米国特許３，６３９，２４５に示されている導電性ト
ナーを使用した場合、静電気力を用いたインクシートの
再生は可能であるが、トナーの主成分である熱可塑性樹
脂の溶融温度が高いために、被画像形成体上へのインク
の転写が困難で使用することが出来ない。これに対して
米国特許３，９２５，２１９に示されている導電性ワッ
クス系トナーは熱転写印刷方法による画像形成、および
静電気力を用いたインクシートの再生が可能である。し
かしながら、前記トナーを粉体インクとして使用した場
合、トナー表面に露出しているワックス成分の室温付近
での粘着力のために粉体インク同志の凝集による保存性
の低下やインクシートの再生時に粉体インクがインクシ
ート上のインク層部分に粘着して、インクシートの再生
を繰り返す毎に非印刷部分のインク層厚みが増加し、印
刷を行った場合にインク層厚みムラにより印刷物に温度
ムラが生じるという問題点が明らかになった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するものでその
目的とするところは、粉体インク同士の凝集を低減して
保存性を向上し、再生熱転写画像形成装置による印刷物
の温度ムラが生じない粉体インクの製造方法を提供する
ところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の粉体インクの製造方法は、熱転写印刷方法によ
り画像を形成する工程と静電気力を用いてインクシート
を再生する工程とを有する熱転写画像形成装置で使用す
る粉体インクの製造方法において、結着成分と着色材か
ら粉体インク内核を作成する工程と、粉体インク内核を
樹脂粒子分散液に分散して粉体インク内核表面に樹脂粒
子を付着する工程と、付着した樹脂粒子を溶解して粉体
インク内核および隣接した樹脂粒子同士を固着して樹脂
被覆層を形成する工程と、粉体インクを導電化する工程
を有することを特徴とする。

［作用コ 再生熱転写画像形成装置に使用する粉体インクは、結着
成分と着色材から粉体インク内核を作成し、さらに導電
性付与剤を外法処理して作成されている。結着成分とし
て低融点のワックス等を使用した場合、表面に露出して
いるワックスの粘着性のため粉体インクの凝集が生じる
。しかし、粉体インク内核に樹脂粒子分散液中の樹脂粒
子を付着し、この樹脂粒子を溶解して粉体インク内核表
面に樹脂被覆層を形成してから導電性付与剤を外添処理
すれば、粉体インクの表面にワックスが露出することは
なく、粉体インク同士の凝集をなくすことが可能になる
。

また、粉体インク内核表面に粒径が規定された樹脂粒子
を均一に付着し、この樹脂粒子を溶解して粉体インク内
核表面に樹脂被覆層を形成すれば、使用した樹脂粒子の
粒径に依存した膜厚の被膜が形成され、規定の膜厚が再
現よく作成可能となる。

以下実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 第１図は、本発明の粉体インクの製造方法のフローチャ
ートである。

粉体インク内核１は、結着成分と着色材から成り、結着
成分は、キャンデリラワックス、カルナバワックス等の
植物系ワックス、みつろう、ラノリン等の動物系ワック
ス、モンタンワックス等の鉱物系ワックス、パラフィン
ワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワ
ックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロブス
ワックス等の合成炭化水素系ワックス、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、硬化ひまし油誘導体等の水素化ワック
ス、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン等の合成ワッ
クス等のワックス類、ポリアクリレート誘導体、ポリメ
タクリレート銹導体、ポリスチレン誘導体、ブチラール
樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、および
これらの共重合体の熱可塑性樹脂が使用され、これらが
単独または複数混合されて使用される。

着色材は、黄色用としてベンジジンイエロージスアゾイ
エロー　赤色用として、カーメン６Ｂ、レーキレッドＣ
、ビグメントスカーレット、キナクリドン、青色用とし
てフタロシアニンブルーインクスレンブルー、黒色用と
して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類
等の顔染料が使用される。

結着成分と着色材は連続式としてはスクリュー押し出し
機、バッチ式としてはバンバリーミキサ−等、湿式混線
としてはホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル等
で混合、混練され、さらにジェットミル、カッターミル
、オングミル、ボールミル等により粒径５〜２０μｍの
微粉体に粉砕され、粉体インク内核１が作成される。ま
た、懸濁重合法等の湿式法によって粉体インク内核を作
成することも可能である。

粉体インク内核１は、インクシートの再生時に磁性導電
性現像法を使用する場合はフェライト、マグネタイト、
鉄、クロム、ニッケル等の磁性材料からなる磁性粉が添
加される。また、着色材、磁性粉を結着成分に分散する
ためにアニオン性界面活性剤類、カチオン性界面活性剤
類、ノニオン性界面活性剤類、ポリアクリル酸塩誘導体
、ポリメタクリル酸塩誘導体、無水マレイン酸共重合体
等のポリカルボン酸塩類、ツルスパース系超分散剤等の
分散剤を添加することも可能である。

樹脂粒子２は、乳化重合法、乳化剤無添加乳化重合法、
シード重合法、分散重合法、懸濁重合法等で作成したポ
リアクリレート誘導体、ポリメタクリレート誘導体、ポ
リスチレン誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ酢酸ビニル、およびこれらの共重合体、またはポリエ
ステル樹脂、セルロース樹脂、ブチラール樹脂等のスプ
レードライ微粉粒子等が使用される。樹脂粒子の粒子径
は０．　１μｍから３μｍの任意の粒径に調整され、樹
脂被覆層の膜厚に応じて調整される。さらに、樹脂粒子
２を溶解しない溶剤中に溶媒分散４され分散液に調整さ
れる。分散溶剤としては、ヘキサン、ヘプタン、アイソ
パー　ケロシン等の石油系溶剤や水が使用される。樹脂
粒子の分散性が悪い場合は、溶剤にアニオン性界面活性
剤類、カチオン性界面活性剤類、ノニオン性界面活性剤
類、ポリアクリル酸塩誘導体、ポリメタクリル酸塩誘導
体、無水マレイン酸共重合体等のポリカルボン酸塩類、
ツルスパース系超分散剤等の界面活性剤を添加すること
も可能である。また、重合法で作製された樹脂粒子は、
重合後の樹脂粒子分散液を透析等により過剰の乳化剤や
安定剤、重合開始剤等を除去して分散液として使用する
ことも可能である。

溶剤３は、樹脂粒子２を溶解、固着するために使用され
、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロ
ロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、
メタノール、メチルセルソルブ、ベンジルアルコール等
のアルコール類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ペ
ンシルエーテル等のエーテル類等、酢酸エチル、酢酸ブ
チル等のエステル類、フルフラール、アセトン、メチル
エチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族類、ニトロベンゼン
、アセトニトリル、ジエチルアミン、アニリン、ジメチ
ルホルムアミド、ピロリドン等の窒素化合物が用いられ
る。

粉体インク内核１と樹脂粒子２の分散液は混合して付着
処理５が行われ、樹脂粒子付着粉体インク６が得られる
。このとき、粉体インク内核１は粉体のままでも溶剤に
分散した分散液の状態のいずれでも使用可能である。

付着処理５としては、粉体インク内核表面と樹脂粒子表
面のゼータ電位差による静電付着力を利用したベテロ凝
集法、混合分散液のボールミル等でのミリングによる湿
式ミリング法、粉体インク内核をカップリング剤で処理
してから樹脂粒子と混合、付着処理するカップリング剤
法、樹脂溶液樹脂粒子分散系における界面沈澱法等が適
応可能である。ペテロ凝集法では、粉体インク内核１／
樹脂粒子２の粒径比は３以上が好ましく、また粉体イン
ク内核１と樹脂粒子２のゼータ電位は正負逆極性になる
ように組成を調整することが好ましい。湿式ミリング法
では、粉体インク内核１／樹脂粒子２の粒径比は５以上
が好ましい、カップリング剤法では、粉体インク内核１
／樹脂粒子２の粒径比は３以上が好ましく、粉体インク
内核１にシラン、チタン、クロム、アルミ、有機リン、
過酸化シリル等のカップリング剤を添加、もしく表面処
理し、樹脂粒子にはカップリング剤の官能基と反応可能
な官能基を有するように組成を調整する必要がある。界
面沈澱法では、樹脂粒子と溶解性が異なる樹脂の溶液に
樹脂粒子を分散し、粉体インク内核１を分散して樹脂が
不溶性の溶剤を添加することによる沈澱現象を利用して
、粉体インク内核１表面に樹脂粒子２を付着させる。

樹脂粒子付着粉体インク６は、溶剤３により樹脂粒子２
を溶解、固着処理７が行われて樹脂被覆粉体インク８が
得られる。溶剤を使用した固着処理は、溶解速度が遅い
樹脂粒子／溶剤系では樹脂粒子付着粉体インク６を溶剤
３に分散し、濾過乾燥もしくはスプレードライ法により
作成する。溶解速度が早い系では樹脂粒子付着粉体イン
ク６の溶剤蒸気処理、溶剤ミスト処理、樹脂粒子２を溶
解する溶剤３と樹脂粒子２を溶解せず溶剤３より沸点が
低い溶媒との混合溶媒からのスプレードライ法等が使用
される。溶剤３による溶解以外の固着法としては、乳化
剤溶解被膜化等が使用可能であり、重合法で作製される
ラテックスの低温造膜現象を利用して樹脂粒子２の固着
が行われる。

樹脂被覆粉体インク８は、ケッチエンブラック、アセチ
レンブラック、ビロールブラック等の導電性カーボンブ
ラック、酸化インジウム−錫、酸化錫−アンチモン等の
導電性金属カルコゲナイドにより導電化処理９が行われ
粉体インク１０が得られる ［実施例１］ 結着成分 マイク、ロクリスタリンワックス ０　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ７　　ｇ 着色材 チャンネルブラック　　　　　３ｇ 上記をバッチ式混練機により混合混練を行い、ジェット
ミルにより１０〜１５μｍの微粒子に微粉砕して粉体イ
ンク内核を作製した。

粉体インク内核全量を 樹脂粒子 メチルメタクリレート−ｎ−ブチルメタクリレート共重
合体（１：９） （粒径０．３μｍ、５％分散水溶液） ００ｍ１ に混合し、ボールミルでの湿式ミリング法による付着処
理を行い、続いてスプレードライヤーにより乾燥、樹脂
粒子付着トナーを得た。

樹脂粒子付着粉体インクを粉体供給ノズルから吐出しな
がら溶剤としてアセトン１０１００Ｏを２流体ノズルか
らミスト状で吹き付けて溶解、固着処理を行い樹脂被覆
粉体インクを作製した。

樹脂被膜粉体インク内核全量に対して アセチレンブラック　　　　　　　２０　　ｇを加え、
オングミルによるメカノケミカル反応により導電処理を
行い、分級により過剰のアセチレンブラックを除去して
粉体インクを作製した。

これを「粉体インク１」とする。

［実施例２］ 結着成分 マイクロクリスタリンワックス エチレン−酢酸ビニル共重合体 着色材 チャンネルブラック　　　　　３ｇ カップリング剤 アミン系シランカップリング剤 　　ｇ 上記をバッチ式混練機により混合混線を行い、ジェット
ミルにより１０〜１５μｍの微粒子に微粉砕して粉体イ
ンク内核を作製した。

粉体インク内核全量を 樹脂粒子 メチルメタクリレート−ｎ−ブチルメタクリレート共重
合体（１：９） （粒径０．３μｍ、５％分散水溶液） ００ｍ１ に混合し、６０℃にて１０時間混合攪拌してカツブリン
グ反応による付着処理を行い、続いてスプレードライヤ
ーにより乾燥、樹脂粒子付着粉体インクを得た。

樹脂粒子付着トナーを粉体併給ノズルから吐出しながら
溶剤としてアセトン１０１００Ｏを２流体ノズルからミ
スト状で吹き付けて溶解、固着処理を行い樹脂被覆粉体
インクを作製した。

樹脂被膜粉体インク内核全量に対して アセチレンブラック　　　　　　　２０　　ｇを加え、
オングミルによるメカノケミカル反応により導電処理を
行い、分級により過剰のアセチレンブラックを除去して
粉体インクを作製した。

これを「粉体インク２」とする。

こ実施例３］ 結着成分 マイクロクリスタリンワックス ０　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ２　　ｇ メチルメタクリレート−ジメチルアミ ノエチルメタクリレート共重合体 ｇ 着色材 チャンネルブラック　　　　　３ｇ 上記をバッチ式混練機により混合混練を行い、ジェット
ミルにより１０〜１５μｍの微粒子に微粉砕して粉体イ
ンク内核を作製した。

粉体インク内核全量を 樹脂粒子 メチルメタクリレート−ｎ−ブチルメ タクリレート−メタクリル酸共重合体 （１：８：１） （粒径０．３μｍ、２％分散水溶液） Ｌ に混合、２４時間混合攪拌してヘテロ凝集法により付着
処理を行い、続いてスプレードライヤーにより乾燥と乳
化剤溶解被膜化を同時に行い樹脂被覆粉体インクを作製
した。

樹脂被膜粉体インク内核全量に対して アセチレンブラック　　　　　　　２０　　ｇを加え、
オングミルによるメカノケミカル反応により導電処理を
行い、分級により過剰のアセチレンブラックを除去して
粉体インクを作製した。

これを「粉体インク３」とする。

［実施例４］ 結着成分 マイクロクリスタリンワックス ０　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ７　　ｇ 着色材 チャンネルブラック　　　　　３ｇ 上記をバッチ式混練機により混合混線を行い、ジェット
ミルにより１０〜１５μｍの微粒子に微粉砕して粉体イ
ンク内核を作製した。

粉体インク内核全量を 樹脂粒子 メチルメタクリレート−ｎ−ブチルメタクリレート共重
合体（１：　９） （粒径０．　３μｍ、５％分散） 樹脂　ポリビニルブチラール （５％溶解） からなる樹脂粒子分散エタノール溶液 ００ｍ１ に混合し、メカニカルスターラにより攪拌しながらメタ
ノール７５０ｍ１を５時間で添加混合して界面沈澱法に
よる付着処理を行い、続いてスプレードライヤーにより
乾燥、樹脂粒子付着トナーを得た。

樹脂粒子付着粉体インクを粉体供給ノズルから吐出しな
がら溶剤としてアセトン１０１００Ｏを２流体ノズルか
らミスト状で吹き付けて溶解、固着処理を行い樹脂被覆
粉体インクを作製した。

樹脂被膜粉体インク内核全量に対して アセチレンブラック　　　　　　　２０　　ｇを加え、
オングミルによるメカノケミカル反応により導電処理を
行い、分級により過剰のアセチレンブラックを除去して
粉体インクを作製した。

これを「粉体インク４」とする。

［比較例］ 結着成分 マイクロクリスタワンワックス ０　　ｇ エチレン−酢酸ビニル共重合体 ７　　ｇ 着色材 チャンネルブラック　　　　　３ｇ 上記をバッチ式混練機により混合混練を行い、ジェット
ミルにより１０〜１５μｍの微粒子に微粉砕して粉体イ
ンク内核を作製した。

粉体インク内核余量に対して アセチレンブラック　　　　　　　２０　　ｇを加え、
オングミルによるメカノケミカル反応により導電処理を
行い、分級により過剰のアセチレンブラックを除去して
粉体インクを作製した。

これを「粉体インク５」とする。

実施例１から４の粉体インクについて断面の透過電子顕
微鏡観察を行い樹脂被膜層の平均厚みを求めた結果、そ
れぞれ０．１７．０．１５．０゜１５．０．１９μｍで
あり、粉体インク全周に渡って均一な樹脂被膜層が形成
されていた。

実施例１から４、および比較例の粉体インクについて５
０℃、６０ＲＨ％環境下での３０日間放置後の安息角変
化を測定し、環境保存性を検討した結果を第１表に示す
。

第１表 第１表に示されるように本発明の実施例における粉体イ
ンクは比較例に比べて高温高湿度環境放置下での安息角
の上昇が少なく環境保存性が向上している。比較例の粉
体インク４では３０日間放置後の粉体インクは凝集して
おり安息角の測定が行えなかった。

また、本発明の粉体インクを再生熱転写画像形成装置に
使用して画像形成を行わずにインクシートの再生工程の
みを行った場合のインクシートの光学濃度の変化を第２
表に示す。

第２表 第２表に示されるように本発明の粉体インクは、多数回
の再生によってもインクシートの光学濃度は変化がなく
、インクシートに余分の粉体インクが付着しない、この
ため実施例の粉体インクを使用して画像形成を行った印
刷物の濃度は再生回数によらず変化なく、印刷物の濃度
ムラの発生は認められなかった。これに対して従来例で
はインクシートの再生によりインクシートの光学濃度が
増加している。本来、画像形成を行わずにインクシート
の再生工程のみを行った場合、インク剥Ｍ部がないため
にインクシートに粉体インクは付着せず実施例における
粉体インクの様に光学濃度は変化しないはずであるが、
比較例ではインクシート上のインク層に粉体インクが粘
着付着してしまい光学濃度が順次増加している。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、熱転写印胴方法によ
り画像を形成する工程と静電気力を用いてインクシート
を再生する工程とを有する熱転写画像形成装置で使用す
る粉体インクの製造方法において、結着成分と着色材か
ら粉体インク内核を作成する工程と、粉体インク内核を
樹脂粒子分散液に分散して粉体インク内核表面に樹脂粒
子を付着する工程と、付着した樹脂粒子を溶解して粉体
インク内核および隣接した樹脂粒子同士を固着して樹脂
被覆層を形成する工程と、粉体インクを導電化する工程
を有することにより、粉体インク内核表面に均一で一定
膜厚の樹脂被覆層を形成することが可能になり、この結
果粉体インクの表面への結着成分の析出が防止されて環
境安定性が向上し、さらにインクシートの再生時の粉体
インクの粘着付着がないために印刷物の温度は再生回数
によらず変化がなく温度ムラのない印刷物が得られた。

なお、本発明の粉体インク及び印刷装置は、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、ファクシミリ等の他にも幅広く
応用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の粉体インクの製造方法のフローチャー
ト。 １・・・粉体インク内核 ２・・・樹脂粒子 ３・・・溶剤 ４・・・溶媒分散 ５・・・付着処理 ６・・・樹脂粒子付着粉体インク ７・・・固着処理 ８・・・樹脂被覆粉体インク ９・・・導電化処理 １０・・・粉体インク 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱転写印刷方法により画像を形成する工程と静電気力を
   用いてインクシートを再生する工程とを有する熱転写画
   像形成装置で使用する粉体インクの製造方法において、
   結着成分と着色材から粉体インク内核を作成する工程と
   、粉体インク内核を樹脂粒子分散液に分散して粉体イン
   ク内核表面に樹脂粒子を付着する工程と、付着した樹脂
   粒子を溶解して粉体インク内核および隣接した樹脂粒子
   同士を固着して樹脂被覆層を形成する工程と、粉体イン
   クを導電化する工程を有することを特徴とする粉体イン
   クの製造方法。