JP2000162829A

JP2000162829A - 電子写真液体現像剤及びその定着方法

Info

Publication number: JP2000162829A
Application number: JP10337085A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Asami; 剛浅見; Kazuo Tsubushi; 一男津布子; Aiko Ishikawa; 愛子石川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】溶剤蒸気を発生させずに、化学変化により低
エネルギーで、しかも、短時間で定着することのできる
電子写真液体現像剤及びその定着方法を提供すること。【解決手段】高絶縁性で低誘電率の非水溶媒中に、着
色剤、結着樹脂を主成分として分散した電子写真液体現
像剤において、非水溶媒の少なくとも一部が電気抵抗１
０⁹Ω・ｃｍ以上で誘電率５．０以下の２つ以上の不飽
和結合を持った油脂であることを特徴とする電子写真液
体現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真、静電記
録、印刷インキ等に用いられる電子写真液体現像剤に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用現像剤は、乾式現像剤、液体
現像剤に大別されるが、液体現像剤は、そのトナー粒径
が小さいことから鮮明な画像が得られる有利さがある。
液体現像剤は、一般には結着樹脂と着色剤と電荷制御剤
とを高抵抗の非水溶媒中に分散し、粒径０．１〜２．０
μｍ程度のトナー粒子を作ることによって製造されてい
る。紙等の転写物への定着は、熱ロールによる定着、圧
力による定着、熱風による定着、フラッシュ光による定
着、紙の裏面から熱板による定着等いろいろな定着法が
知られているが、液体現像剤の場合は、熱ロール、熱
風、紙の裏面からの熱による定着あるいはこれらを組み
合わせたものが一般的である。その理由は、液体現像剤
の溶媒として沸点２００℃以下の脂肪族炭化水素等が多
く用いられ、熱により溶剤を蒸発させることにより、定
着させるシステムが多いからである。しかし、この場
合、定着時に溶剤蒸気が大気中に放出され、環境上好ま
しくない場合が多く、また、定着に熱を使用するため、
消費電力も多く、電源を入れてからスタートさせるまで
の待機時間もかかった。その対策として、溶剤蒸気を発
生させないために、特開平９−２０８８７３号公報には
紫外線硬化を利用したものが記載されているが、機械が
大型になる等の問題があり、また、特開平８−２７２１
５３号公報にはヨウ素化１３０以上の油脂を使用し、空
気により酸化重合し、定着する方法が記載されている
が、定着に時間がかかる等の問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶剤
蒸気を発生させずに、化学変化により低エネルギーで、
しかも、短時間で定着することのできる電子写真液体現
像剤及びその定着方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明により、高絶縁性
で低誘電率の非水溶媒中に、着色剤、電荷制御剤、結着
樹脂を主成分として分散した電子写真液体現像剤におい
て、非水溶媒の少なくとも一部が電気抵抗１０⁹Ω・ｃ
ｍ以上で、誘電率５．０以下の２つ以上の不飽和結合を
持った油脂であることを特徴とした電子写真液体現像
剤、及びこの電子写真液体現像剤による画像をオゾンに
より定着させることを特徴とする定着方法が提供され
る。

【０００５】すなわち上記課題は、本発明の（１）「高
絶縁性で低誘電率の非水溶媒中に、着色剤、結着樹脂を
主成分として分散した電子写真液体現像剤において、非
水溶媒の少なくとも一部が電気抵抗１０⁹Ω・ｃｍ以上
で誘電率５．０以下の２つ以上の不飽和結合を持った油
脂であることを特徴とする電子写真液体現像剤」、
（２）「オゾンにより定着させられることを特徴とする
前記第（１）項に記載の電子写真液体現像剤」、（３）
「前記オゾンがコロナ放電により発生されるものである
ことを特徴とする前記第（２）項に記載の電子写真液体
現像剤」、（４）「該非水溶媒が少なくともその一部に
共役二重結合を持った油脂であることを特徴とする前記
第（１）項乃至第（３）項のいずれか１に記載の電子写
真液体現像剤」、（５）「酸化反応を促進させる触媒と
して脂肪酸金属塩又はナフテン酸金属塩を含むことを特
徴とする前記第（１）項乃至第（４）項のいずれか１に
記載の電子写真液体現像剤」、（６）「該着色剤が、軟
化点５０℃〜１２０℃の樹脂でフラッシングされている
ことを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいず
れか１に記載の電子写真液体現像剤」、（７）「該結着
樹脂が分子量３０００〜２００，０００のアクリル系樹
脂であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）
項のいずれか１に記載の電子写真液体現像剤」、（８）
「該液体現像剤の粘度が常温（２５℃）で５０００ｍＰ
ａ・ｓ以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至
第（７）項のいずれか１に記載の電子写真液体現像剤」
により達成される。

【０００６】また上記課題は、本発明の（９）「高絶縁
性で低誘電率の非水溶媒中に、着色剤、結着樹脂を主成
分として分散した電子写真液体現像剤による画像を定着
する方法において、非水溶媒の少なくとも一部が電気抵
抗１０⁹Ω・ｃｍ以上で誘電率５．０以下の２つ以上の
不飽和結合を持った油脂である電子写真液体現像剤によ
り形成された画像を、オゾンにより定着させることを特
徴とする定着方法」、（１０）「使用するオゾンがコロ
ナ放電により発生するオゾンであることを特徴とする前
記第（９）項に記載の電子写真液体現像剤による画像の
定着方法」、（１１）「該非水溶媒が少なくともその一
部に共役二重結合を持った油脂であることを特徴とする
前記第（９）又は至第（１０）項に記載の画像の定着方
法」、（１２）「酸化反応を促進させる触媒として脂肪
酸金属塩又はナフテン酸金属塩を含むことを特徴とする
前記第（９）項乃至第（１１）項のいずれか１に記載の
画像の定着方法」、（１３）「該着色剤が、軟化点５０
℃〜１２０℃の樹脂でフラッシングされていることを特
徴とする前記第（９）項乃至第（１２）項のいずれか１
に記載の画像の定着方法」、（１４）「該結着樹脂が分
子量３０００〜２００，０００のアクリル系樹脂である
ことを特徴とする前記第（９）項乃至第（１３）項のい
ずれか１に記載の画像の定着方法」、又は（１５）「該
液体現像剤の粘度が常温（２５℃）で５０００ｍＰａ・
ｓ以下であることを特徴とする前記第（９）項乃至第
（１４）項のいずれか１に記載の画像の定着方法」によ
り達成される。

【０００７】本発明は溶媒中の不飽和結合の化学変化に
より定着させるため、従来の液体現像剤のように定着時
に溶剤蒸気の飛散がなく、クリーンである。また、熱を
使用せず定着できるため、省エネルギーであり、待機時
間も必要としない等の特徴がある。

【０００８】本発明に使用される２つ以上の不飽和結合
を持った油脂の例としては、オレイン酸、リノール酸、
リノレン酸、エライドリノレン酸、アラキドン酸等の不
飽和脂肪酸とグリセリンとのエステル、大豆油、ナタネ
油、綿実油、コメ油、トウモロコシ油、ゴマ油、落花生
油、ヒマワリ油、サフラワー油、アマニ油、ヒマシ油等
の天然油脂が挙げられるが、これらに限定されるもので
はなく合成油であってもかまわない。

【０００９】本発明においては、特に溶媒に共役二重結
合を持った油脂を使用した場合、反応が速く、定着に有
利である。共役二重結合を持った油脂の例としては、プ
ソイドエレオステアリン酸、α−エレオステアリン酸、
β−エレオステアリン酸等の共役不飽和脂肪酸とグリセ
リンとのエステル、キリ油、日清製油製オリエスＳＢ等
が挙げられる。

【００１０】また、本発明の酸化重合に使用するオゾン
は、電子写真画像形成装置内に組み込まれたオゾン発生
機から供給されるものでもあってもよいし、オゾンタン
クを授け、そこから供給されるオゾンでもよい。オゾン
濃度は０．０２ｐｐｍ〜１ｐｐｍが適しており、０．０
２ｐｐｍ以下では酸化能力が弱く、定着性が悪くなり、
１ｐｐｍ以上では、酸化重合に寄与しなかったオゾンが
残る場合があり、健康上問題がある。

【００１１】従来の電子写真装置の場合は、感光体を帯
電させるとき、帯電チャージャー等に電圧をかけるが、
このとき空気が酸化されオゾンが発生する。オゾンは高
濃度では人体に悪影響を与えるため、装置内にオゾンフ
ィルターを設置し、オゾンを除去している。本発明の場
合には、感光体を帯電させるときに発生するオゾンを回
収し、定着部に送り、溶媒の酸化重合に使用する方法が
最も適している。この場合には、オゾン発生器、オゾン
タンクは必要なく、オゾンフィルターも不要となる等の
利点がある。

【００１２】また、液体現像剤中に脂肪酸金属塩を含有
させておくと、不飽和結合の反応を促進させる触媒とし
て機能するため、酸化重合反応が速く進み、より短時間
で定着させることができる。これら脂肪酸金属塩は現像
剤の帯電制御にも役立つ。脂肪酸金属塩の含有量は、液
体現像剤の０．１〜１０％程度がよく、０．１％以下で
は、反応促進効果に乏しく、１０％以上では、現像剤の
電気特性に悪影響を与えたり、現像液の保存性に問題が
発生したりする。

【００１３】本発明に使用される脂肪酸金属塩又はナフ
テン酸の金属塩の例としては、ナフテン酸コバルト、ナ
フテン酸ニッケル、ナフテン酸銅、ステアリン酸鉄、ス
テアリン酸亜鉛、ステアリン酸ジルコニウム等が挙げら
れる。

【００１４】本発明の液体現像剤に使用される色素は、
従来公知の顔料、染料から適切に選択することができ
る。例えば、有機顔料又は染料としてはフタロシアニン
系、アゾ系、アントラキノン系、ペリレン系、インジゴ
・チオンジゴ系、キナクリドン系、イソインドリン系、
アニリンブラック系、カーボンブラック系等の顔料が挙
げられ、無機顔料としては、酸化チタン系、酸化鉄系、
焼成顔料系、紺青、金属粉顔料、体質顔料等が挙げられ
る。

【００１５】特に、これらの色素をフラッシング処理を
行なった場合は、画像面で優れた液体現像剤が得られ
る。色素を水に溶かした含水液に、更に樹脂分散媒を加
え、フラッシャーと呼ばれるニーダー中でよく混合す
る。この操作により、顔料のまわりに存在する水は、後
から添加される樹脂分散媒によって置換される。この操
作により取り出される水を排出し、樹脂溶液中に顔料が
分散された状態とし、乾燥させて溶剤を除去し、得られ
た塊を粉砕することにより着色剤の粉末が得られる。

【００１６】本発明のフラッシング処理で使用する樹脂
の例としては、サンワックスＥ２００、サンワックスＥ
２５０Ｐ、サンワックス１３１−Ｐ（三洋化成社製）等
のポリエチレン樹脂、ビスコール５００Ｐ、ビスコール
６００Ｐ（三洋化成社製）等のポリプロピレン樹脂、デ
ンカビニルＳＳ−１００、デンカビニルＳＳ−１３０、
デンカビニルＤＳＳ−１３（電気化学工業社製）等の塩
化ビニル、パラフィンワックス、天然ろう等が挙げられ
る。

【００１７】本発明における結着樹脂としては、アクリ
ル酸及びメタクリル酸エステルの重合ポリマー、ロジン
及びロジン変性樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
スチレン樹脂等が使用できる。特に、分子量３０００〜
２００，０００のアクリル系樹脂を使用した場合は、画
像面、定着性等で優れた液体現像剤が得られる。分子量
が３０００以下では、着色剤を結着させる能力に乏し
く、画像濃度、定着性が悪くなり、２００，０００以上
では、高粘性になりすぎて製造時に分散不良を起こす場
合がある。

【００１８】液体現像剤の粘度は５０００ｍＰａ・ｓ以
下が望ましく、これ以上の場合は、紙等の転写体への浸
透性が悪くなり、定着時間が遅くなる。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、ここでの「部」は重量部である。実施例１２−エチルヘキシルメタクリレート（２ＥＨＭＡ）１００部グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）１０部メタクリル酸（ＭＡＡ）５部ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）１部反応釜に重合溶媒としてアイソパーＨを５００部とり、
９０℃に加温した。上記組成物を完全に溶解後、３時間
にわたり反応釜に滴下した。滴下終了後９０℃で更に６
時間重合した。これにメチルメタクリレート（ＭＭＡ）
８部を１時間にわたり滴下して、粘度２００ｍＰａ・
ｓ、分子量８０，０００の結着樹脂Ａを得た。樹脂Ａ５０部ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３（大日精化製）７０部アマニ油（日清製油製）６００部をボールミルに入れ、２４時間分散し、トナーＡを得
た。これを更に１００ｇ／リットルの希釈率でアマニ油
で希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部
分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１
ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。

【００２０】比較例として、オゾンをかけずに空気中に
放置し、指で擦っても像が乱れなくなるまでの時間（セ
ット時間）を比較したところ、表１に示したようにオゾ
ンを吹きかけた場合の方がはるかに短時間でセットする
ことができた。

【００２１】

【表１】

【００２２】比較例１アマニ油の代わりに、不飽和結合が１つの主成分がオレ
イン酸トリグリセライドの椿油を使用した以外は、実施
例１と同様にしてトナーＢを試作した。これを更に１０
０ｇ／リットルの希釈率で椿油で希釈し、リコー製湿式
複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分をはずして未定着画像
を得た。この画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きか
けた。実施例１と同様にセット時間を調べたところ、７
日以上経過してもセットしなかった。

【００２３】実施例２アマニ油の代わりに、共役二重結合を持ったキリ油を使
用した以外は、実施例１と同様にしてトナーＣを試作し
た。これを更に１００ｇ／リットルの希釈率でキリ油で
希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分
をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１ｐ
ｐｍのオゾンを吹きかけた。実施例１と同様にセット時
間を調べたところ、セット時間は５時間であった。オゾ
ンを使用しないで空気中に放置しておいた場合は、セッ
ト時間は１日であった。

【００２４】実施例３図１の装置のように、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００
ｉを改造して帯電チャージャー（７）から発生するオゾ
ンをオゾン収集部（８）で回収して、オゾン送風機（１
０）により、トナーＣを使用して得た未定着画像に吹き
かけた。セット時間は１２時間であったが、複写機から
発生するオゾンは０．０１ｐｐｍ以下であった。回収装
置のない場合は０．０５ｐｐｍのオゾンが大気中に放出
された。また、オゾン発生機は必要なく、装置を簡単に
することができた。なお、オゾン濃度は株式会社ガステ
ック製オゾン検知管Ｎｏ．１８で測定した。

【００２５】実施例４トナーＡ及びトナーＣにナフテン酸コバルトをトナー重
量に対して１％添加してトナーＤ、トナーＥを作成し
た。これをリコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部
分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１
ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。その結果、表２に示した
ようにナフテン酸コバルトを添加しない場合に比べて、
セット時間を短くすることができた。

【００２６】

【表２】

【００２７】実施例５ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３（大日精化製）１５部ポリエチレン（サンワックスＥ２５０Ｐ）１０部をフラッシング処理し、これを実施例３と同様にトナー
化し、トナーＦを得た。これを更に１００ｇ／リットル
の希釈率でキリ油で希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−
５００ｉの定着部分をはずして未定着画像を得た。この
画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。得られ
た画像の濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８で測定したところ、
表３で示したようにトナーＣに比べて良好な結果が得ら
れた。

【００２８】

【表３】

【００２９】比較例２ステアリルメタクリレート（ＳＭＡ）１２０部グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）５部メチルメタクリレート（ＭＭＡ）１０部ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）６部反応釜に重合溶媒としてアイソパーＨを７００部とり、
１２０℃に加温した。上記組成物を完全に溶解後、２時
間にわたり反応釜に滴下した。滴下終了後１１０℃で更
に３時間重合し、粘度７０ｍＰａ・ｓ、分子量２５００
の結着樹脂Ｓを得た。また、ラウリルメタクリレート（ＬＭＡ）１８０部グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）１０部ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）０．５部反応釜に重合溶媒としてアイソパーＨを１００部とり、
９０℃に加温した。上記組成物を完全に溶解後、３時間
にわたり反応釜に滴下した。滴下終了後９０℃で更に３
時間重合し、粘度９００ｍＰａ・ｓ、分子量２２０，０
００の結着樹脂Ｐを得た。

【００３０】結着樹脂Ｓ、及びＰを実施例１と同様の方
法でトナー化し、トナーＧ及びトナーＨを得た。これを
実施例１のトナーＡと同様に未定着画像を作成し、オゾ
ンにより酸化、定着し、画像濃度、セット時間を調べた
ところ、表４に示したようにトナーＡに比べて劣る結果
であった。

【００３１】

【表４】

【００３２】実施例６トナーＣにゲル化剤ユーゲルＰ（イーシーイー社製）を
３％添加し、増粘させ、粘度５５００ｍＰａ・ｓのトナ
ーＩを得た。これを実施例３と同様にセット時間を調べ
たところ、表５に示したように９時間と、トナーＣに比
べて劣る結果であった。

【００３３】

【表５】

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細且つ具体的な説明より明らか
なように、請求項１の電子写真液体現像剤においては、
溶媒の少なくとも一部に２つ以上の不飽和結合を持った
油脂を使用し、オゾンによる酸化重合の化学変化で定着
させるため、溶剤を発生させずに、また、熱も使用しな
いで定着できる。また、請求項２の電子写真液体現像剤
においては、溶媒が少なくともその一部に共役二重結合
を持った油脂であるため、請求項１の効果に加えて、更
に高速に定着できる。また、請求項３の電子写真液体現
像剤においては、使用するオゾンがコロナ放電により発
生するオゾンであるため、画像形成装置を小型化でき
る。また、請求項４の電子写真液体現像剤においては、
酸化反応を促進させる触媒として、脂肪酸金属塩又はナ
フテン酸金属塩を含んでいるために、請求項１の効果に
加えて、更に、高速に定着できる。また、請求項５の電
子写真液体現像剤においては、該着色剤が軟化点５０℃
〜１２０℃の樹脂でフラッシングされているため、高画
像品質が得られる。また、請求項６の電子写真液体現像
剤においては、該結着樹脂が分子量３０００〜２００，
０００のアクリル系樹脂であるため、画像品質、定着性
に優れる。また、請求項７の電子写真液体現像剤におい
ては、該液体現像剤の粘度が常温（２５℃）で５０００
ｍＰａ・ｓ以下であるため、請求項１の効果に加えて、
更に、高速に定着できるという極めて優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の１例を示した図であ
る。

【符号の説明】

１感光体２給紙トレイ３現像タンク４現像液送液管５現像ローラ６スクイズローラ７帯電チャージャー８帯電部オゾン収集部９オゾン送気管１０オゾン送風機１１転写チャージャー１２定着部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川愛子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H033 BA58 BE00 2H069 BA01 CA03 CA25 DA01 DA02 DA05 DA06 EA00 2H074 EE00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高絶縁性で低誘電率の非水溶媒中に、着
色剤、結着樹脂を主成分として分散した電子写真液体現
像剤において、非水溶媒の少なくとも一部が電気抵抗１
０⁹Ω・ｃｍ以上で誘電率５．０以下の２つ以上の不飽
和結合を持った油脂であることを特徴とする電子写真液
体現像剤。
【請求項２】該非水溶媒が少なくともその一部に共役
二重結合を持った油脂であることを特徴とする請求項１
に記載の電子写真液体現像剤。
【請求項３】オゾンにより定着され、該オゾンがコロ
ナ放電により発生されるものであることを特徴とする請
求項１又は２に記載の電子写真液体現像剤。
【請求項４】酸化反応を促進させる触媒として脂肪酸
金属塩又はナフテン酸金属塩を含むことを特徴とする請
求項１乃至３のうち何れか１に記載の電子写真液体現像
剤。
【請求項５】該着色剤が、軟化点５０℃〜１２０℃の
樹脂でフラッシングされていることを特徴とする請求項
１乃至４のうち何れか１に記載の電子写真液体現像剤。
【請求項６】該結着樹脂が分子量３０００〜２００，
０００のアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項
１乃至５のうち何れか１に記載の電子写真液体現像剤。
【請求項７】該液体現像剤の粘度が常温（２５℃）で
５０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項
１乃至６のうち何れか１に記載の電子写真液体現像剤。