JP2007094178A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の画像形成装置は、絶縁性液体中にトナー粒子が分散した液体現像剤を用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、前記液体現像剤を貯留する液体現像剤貯留部と、前記液体現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を用いて現像する現像部と、前記現像部で形成された像を記録媒体上に転写し、転写像を形成する転写部と、前記記録媒体上に形成された前記転写像を前記記録媒体上に定着させる定着部とを有し、前記定着部において、前記転写像中の前記絶縁性液体の少なくとも一部を酸化重合反応させることにより、前記転写像中の前記トナー粒子を前記記録媒体上に定着させることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
液体現像剤は、トナーを乾式状態で用いる乾式トナーに比べ、トナー粒子の凝集が効果的に防止されるため、微細なトナー粒子を用いることが可能であり、また、結着樹脂として、低軟化点(低軟化温度)のものを用いることができる。その結果、液体現像剤を用いた画像形成装置では、細線画像の再現性が良く、階調再現性が良好で、カラーの再現性に優れた画像を得ることができるという特徴を有している。
しかしながら、液体現像剤を用いた画像形成装置では、定着の際にトナー粒子の表面に付着した絶縁性液体が、記録媒体中に染み込み、定着強度を低下させるという問題があった。また、この染み込みにより、記録媒体に対してボールペン等で追記するのが困難となるという問題もあった。
しかしながら、このような方法では、十分に絶縁性液体を除去するのは困難であり、十分な定着強度を得るのが困難であった。また、トナーの定着強度を向上させるために、比較的高い温度で、長時間加熱してトナー粒子を定着させることも考えられるが、近年の画像形成のさらなる高速化、省エネルギー化という要望を満足させるのが困難であった。
本発明の画像形成装置は、絶縁性液体中にトナー粒子が分散した液体現像剤を用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記液体現像剤を貯留する液体現像剤貯留部と、
前記液体現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を用いて現像する現像部と、
前記現像部で形成された像を記録媒体上に転写し、転写像を形成する転写部と、
前記記録媒体上に形成された前記転写像を前記記録媒体上に定着させる定着部とを有し、
前記定着部において、前記転写像中の前記絶縁性液体の少なくとも一部を酸化重合反応させることにより、前記転写像中の前記トナー粒子を前記記録媒体上に定着させることを特徴とする。
これにより、トナー粒子を記録媒体に強固に定着させることが可能な画像形成装置を提供することができる。
これにより、定着時において、比較的低い温度で酸化重合反応を効果的に進行させることができる。
本発明の画像形成装置では、前記定着部は、紫外線照射手段を有していることが好ましい。
これにより、未定着の像中の絶縁性液体の酸化重合反応をより効果的に進行させることができる。その結果、より確実にトナー粒子を定着させることができると共に、より高速に画像を形成することが可能となる。
これにより、より効果的にトナー粒子を定着させることができる。
本発明の画像形成装置では、前記液体現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を構成する前記絶縁性液体中の前記トナー粒子の下記式(I)で表される平均円形度は、0.94〜0.99であり、かつ、
前記トナー粒子を平面視した際の、前記トナー粒子の長軸方向の長さをL2、短軸方向の長さをL3としたとき、1.00≦L2/L3≦1.40の関係を満足することが好ましい。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。)
これにより、記録媒体上に転写した未定着の像中に絶縁性液体を適度に含ませることができ、トナー粒子の定着強度をより高いものとすることができる。
これにより、記録媒体上に転写される像中の絶縁性液体の量をより最適なものとすることができ、定着後のトナーの定着強度をより高いものとすることができる。
本発明の画像形成装置では、前記記録媒体上に転写される前記トナー粒子の量をW1[g]、前記絶縁性液体の量をW2[g]としたとき、0.25≦W2/W1≦1の関係を満足するよう調節されることが好ましい。
これにより、定着部において、記録媒体上により強固にトナー粒子を定着させることができる。
これにより、定着時において、絶縁性液体を効果的に酸化重合(硬化)させることができる。
これにより、液体現像剤貯留部内における液体現像剤の安定性をより確実に保持しつつ、定着の際に効果的に絶縁性液体の酸化重合を効率良く進行させることができる。
本発明の画像形成装置では、前記酸化重合促進剤の含有量は、前記絶縁性液体100重量部に対して、0.01〜15重量部であることが好ましい。
これにより、液体現像剤貯留部内での酸化重合反応をより確実に防止しつつ、定着時において絶縁性液体の酸化重合反応をより効率良く進行させることができる。
これにより、液体現像剤の保存時における酸化重合反応をより確実に防止するとともに、定着時においてカプセルが定着時の圧力等によって潰れ、絶縁性液体の酸化重合反応を確実に進行させることができる。
これにより、液体現像剤貯留部内における液体現像剤の安定性をより確実に保持しつつ、定着の際に効果的に絶縁性液体の酸化重合を効率良く進行させることができる。
本発明の画像形成装置では、前記酸化防止剤の熱分解温度は、定着時における定着温度以下であることが好ましい。
これにより、液体現像剤貯留部内等において、絶縁性液体の劣化を効果的に防止するとともに、定着時においては、トナー粒子の表面に付着した絶縁性液体中の酸化防止剤を熱分解させ、絶縁性液体を効果的に硬化(酸化重合反応)させることができ、記録媒体に対するトナー粒子の定着性を十分に優れたものとすることができる。
《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、絶縁性液体中にトナー粒子が分散した液体現像剤を用いて、記録媒体上に画像を形成するものである。また、絶縁性液体として、定着の際に酸化重合反応し得る成分を含むものを用いる。
画像形成装置P1は、液体現像剤を貯留する現像剤容器(液体現像剤貯留部)P11と、像(トナー像)を現像する円筒状の感光体(現像部)P2と、現像剤容器P11から感光体P2に液体現像剤を供給する現像器P10と、記録媒体に感光体P2で現像された像を転写する中間転写(転写部)ローラP18と、記録媒体上に転写された転写像を記録媒体上に転写する定着装置(定着部)F40とを有している。
現像器P10は、現像剤容器P11中にその一部が浸漬された塗布ローラP12と、現像ローラP13とを有している。塗布ローラP12は、例えば、ステンレス等の金属製のグラビアローラであり、現像ローラP13と対向して回転する。また、塗布ローラP12の表面には、液体現像剤塗布層P14が形成され、メータリングブレードP15によってその厚さが一定に保持される。
同様に、中間転写ローラP18(転写部)から記録媒体P20へ転写後に中間転写ローラP18に残留した転写残りトナーは、ウレタンゴム等で構成されたクリーニングブレードP23によって除去される。
その後、紙等の記録媒体P20上に転写されたトナー像(転写像)は、後に詳述する定着装置F40を使用して定着が行われる。
なお、図1、図2共に一色の液体現像剤による画像形成について説明したが、複数色のカラートナーを用いて画像形成する場合には、複数色の現像器を用いて各色の画像を形成してカラー画像を形成することができる。
このような液量調整手段としては、例えば、図4に示すような調整ローラP181があげられる。
熱定着ロールF1は、外径25mm程度、肉厚0.7mm程度のパイプ材をロール基材F1bとして、その外周に厚み0.4mm程度の弾性体F1cを被覆して形成され、ロール基材F1bの内部に、加熱源として1,050W、2本の柱状ハロゲンランプF1aが内蔵されており、図に矢印で示す反時計方向に回転可能になっている。また、加圧ロールF2は、外径25mm程度、肉厚0.7mm程度のパイプ材をロール基材F2bとして、その外周に厚み0. 2mm程度の弾性体F2cを被覆して形成し、熱定着ロールF1と加圧ロールF2の圧接力を10kg以下、ニップ長を10mm程度で構成し、熱定着ロールF1に対向して配置し、図に矢印で示す時計方向に回転可能になっている。
トナー粒子が定着ニップ部位を通過するのに要する時間(ニップ時間)は、0.02〜0.2秒であるのが好ましく、0.03〜0.1秒であるのがより好ましい。トナー粒子が定着ニップ部を通過するのに要する時間がこのように短い時間であっても、十分に定着させることができ、印刷速度の高速化を図ることができる。
次に、本発明の画像形成装置の液体現像剤貯留部に貯留される液体現像剤について詳細に説明する。
本発明の画像形成装置に用いる液体現像剤は、絶縁性液体中にトナー粒子が分散したものである。
液体現像剤貯留部に貯留される液体現像剤中におけるトナー粒子の含有率は、20〜60wt%であるのが好ましい。これにより、より効果的にトナー粒子を定着させることができる。
まず、トナー粒子について説明する。
[トナー粒子の構成材料]
トナー粒子(トナー)は、少なくとも、結着樹脂(樹脂材料)と着色剤とを含むものである。
液体現像剤を構成するトナーは、主成分としての樹脂材料を含む材料で構成されている。
本発明においては、樹脂(バインダー樹脂)は、特に限定されず、例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂等が挙げられる。これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。この中でも、ポリエステル樹脂を用いた場合、液体現像剤中でのトナー粒子の分散性を特に優れたものとすることができる。これは、ポリエステル樹脂と、後に詳述する絶縁性液体(特に、絶縁性液体が、グリセリンと不飽和脂肪酸成分とのエステルで構成されるものである場合)と化学構造の類似性によるものであると考えられる。
また、トナーは、着色剤を含んでいる。着色剤としては、例えば、顔料、染料等を使用することができる。このような顔料、染料としては、例えば、カーボンブラック、スピリットブラック、ランプブラック(C.I.No.77266)、マグネタイト、チタンブラック、黄鉛、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、パーマネントイエローNCG、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエロー、タートラジンレーキ、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジG、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン3B、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBC、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、カルコオイルブルー、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ファイナルイエローグリーンG、ローダミン6G、キナクリドン、ローズベンガル(C.I.No.45432)、C.I.ダイレクトレッド1、C.I.ダイレクトレッド4、C.I.アシッドレッド1、C.I.ベーシックレッド1、C.I.モーダントレッド30、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ダイレクトブルー1、C.I.ダイレクトブルー2、C.I.アシッドブルー9、C.I.アシッドブルー15、C.I.ベーシックブルー3、C.I.ベーシックブルー5、C.I.モーダントブルー7、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー5:1、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー162、ニグロシン染料(C.I.No.50415B)、金属錯塩染料、シリカ、酸化アルミニウム、マグネタイト、マグヘマイト、各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の金属酸化物や、Fe、Co、Niのような磁性金属を含む磁性材料等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、トナーは、上記以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、ワックス、帯電制御剤、磁性粉末等が挙げられる。
ワックスとしては、例えば、オゾケライト、セルシン、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、フィッシャー・トロプシュワックス等の炭化水素系ワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、キャンデリラワックス、綿ロウ、木ロウ、ミツロウ、ラノリン、モンタンワックス、脂肪酸エステル等のエステル系ワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等のオレフィン系ワックス、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド等のアミド系ワックス、ラウロン、ステアロン等のケトン系ワックス、エーテル系ワックス等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、混練物の構成材料(成分)としては、上記のような材料のほかに、例えば、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム、シリカ、酸化チタン、酸化鉄、脂肪酸、脂肪酸金属塩等を用いてもよい。
上記のような材料で構成されたトナー粒子の平均粒径は、0.1〜5μmであるのが好ましく、0.1〜4μmであるのがより好ましく、0.5〜3μmであるのがさらに好ましい。トナー粒子の平均粒径が前記範囲内の値であると、液体現像剤(トナー)により形成される画像の解像度を十分に高いものとすることができる。
また、液体現像剤を構成するトナー粒子についての下記式(I)で表される円形度Rの平均値(平均円形度)は、0.94〜0.99であるのが好ましく、0.96〜0.99であるのがより好ましい。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。)
特に、トナー粒子を平面視した際の、トナー粒子の長軸方向の長さをL2、短軸方向の長さをL3としたとき、トナー粒子が、1.00≦L2/L3≦1.40の関係を満足するもの(より好ましくは、1.00≦L2/L3≦1.25の関係を満足するもの)であると、前述した効果をより顕著なものとすることができる。
次に、絶縁性液体について説明する。
本発明の画像形成装置に用いる液体現像剤を構成する絶縁性液体としては、定着の際に酸化重合反応を起こし得るものであれば、特に限定されないが、不飽和結合を有する不飽和脂肪酸成分を含むものを用いるのが好ましい。絶縁性液体が不飽和脂肪酸成分を含むものであると、定着時において、比較的低い温度で酸化重合反応を効果的に進行させることができる。すなわち、不飽和脂肪酸成分は、酸化されることにより(定着時における定着温度で酸化されることにより)、それ自体が硬化し、トナー粒子の定着性を向上させる機能を有する成分である。また、不飽和脂肪酸成分が硬化することにより、定着したトナー像に対して、水性ボールペンでの追記を容易かつ確実に行うことができる。
また、不飽和脂肪酸成分は、トナー粒子(トナー粒子を構成する樹脂材料)との親和性が高いため、本発明のように、絶縁性液体として不飽和脂肪酸成分を含むものを用いることにより、トナー粒子の分散性を向上させることができる。その結果、画像形成装置を長時間稼働しない場合であっても、液体現像剤貯留部内でのトナー粒子の沈降や凝集等を効果的に防止することができる。
このような共役不飽和脂肪酸成分としては、共役不飽和結合を有するものであれば、いかなるものを用いてもよく、例えば、合成されたものを用いてもよいし、植物油等から直接抽出したものを用いてもよいし、不飽和脂肪酸成分を共役化することにより得られるものを用いてもよい。
絶縁性液体中における全脂肪酸成分に対する不飽和脂肪酸成分の割合は、特に限定されないが、10mol%以上であるのが好ましく、20mol%以上であるのがより好ましく、20〜90mol%であるのがさらに好ましい。これにより、定着時において、酸化重合反応をより効果的に進行させることができる。
飽和脂肪酸成分は、液体現像剤の化学的安定性を高く保つ機能を有する成分である。従って、絶縁性液体中に、飽和脂肪酸成分を含む場合、液体現像剤の化学変化を効果的に防止することができ、その結果、得られる液体現像剤の保存性、長期安定性をより高いものとすることができる。
このような飽和脂肪酸成分を構成する飽和脂肪酸としては、例えば、酪酸(C4)、カプロン酸(C6)、カプリル酸(C8)、カプリン酸(C10)、ラウリン酸(C12)、ミスチリン酸(C14)、パルミチン酸(C16)、ステアリン酸(C18)、アラキジン酸(C20)、ベヘン酸(C22)、リグノセリン酸(C24)等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。上記のような飽和脂肪酸の中でも、分子内の炭素数が、6〜22のものであるのが好ましく、8〜20のものであるのがより好ましく、10〜18のものであるのがさらに好ましい。このような飽和脂肪酸で構成された飽和脂肪酸成分を含むことにより、前述したような効果はさらに顕著なものとして発揮される。
絶縁性液体中に飽和脂肪酸成分が含まれている場合、絶縁性液体中における全脂肪酸成分に対する飽和脂肪酸成分の割合は、特に限定されないが、0.5〜40mol%であるのが好ましく、1〜30mol%であるのがより好ましい。これにより、絶縁性液体の電気絶縁性を高いものとしつつ、定着時において、酸化重合反応をより効果的に進行させることができる。
また、液体現像剤(絶縁性液体)中には、絶縁性液体の酸化を防止・抑制する機能を有する酸化防止剤が含まれていてもよい。これにより、画像形成装置の液体現像剤貯留部内において、絶縁性液体の不本意な酸化を防止することができる。
絶縁性液体中における前記酸化防止剤の含有量は、絶縁性液体100重量部に対して、0.01〜15重量部であるのが好ましく、0.1〜7重量部であるのがより好ましく、1〜7重量部であるのがより好ましい。これにより、液体現像剤の保存時等における絶縁性液体の酸化による劣化をより確実に防止しつつ、必要時(定着時)においては絶縁性液体の硬化(酸化重合反応)を効率良く進行させることができる。
液体現像剤中に酸化重合促進剤が含まれる場合、当該酸化重合促進剤は、特に限定されないが、保存時等(画像形成装置のアイドリング時等を含む)においては、実質的に、絶縁性液体の酸化重合反応に寄与せず、定着時において絶縁性液体の酸化重合(硬化)反応に寄与するものであるのが好ましい。
このような物質(酸化重合促進剤)としては、例えば、各種の脂肪酸金属塩等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。このような物質(酸化重合促進剤)を用いることにより、保存時等における液体現像剤の安定性を保持しつつ、定着の際に効果的に絶縁性液体の酸化重合を進行させることができる。特に、絶縁性液体が不飽和脂肪酸成分を含む場合、脂肪酸金属塩は、定着時に酸素を供給することにより、不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応を促進することができるため、定着時等の加熱時において酸化重合反応を効果的に促進することができる。したがって、保存時等においては酸化重合反応が生じるのをより確実に防止しつつ、定着時等において酸化重合反応をより効果的に促進することができる。また、脂肪酸金属塩は、前述したような不飽和脂肪酸成分を含む液体(特に、グリセリド)への分散性が高いから、絶縁性液体中において均一に分散させることができ、その結果、定着時において、酸化重合反応を全体的に効率良く進行させることができる。
なお、酸化重合促進剤のカプセル化は、例えば、以下のようにして行うことができる。
まず、酸化重合促進剤を用意する。
このような溶媒としては、酸化重合促進剤が溶解するものであれば、特に限定されず、例えば、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、2−ヘプタノン等のケトン系溶媒、ペンタノール、n−ヘキサノール、1−オクタノール、2−オクタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、アニソール等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン、オクタン、イソプレン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、フラン、チオフェン等の芳香族複素環化合物系溶媒、クロロホルム等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、アクリル酸エチル等のエステル系溶媒、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ニトロメタン、ニトロエタン等のニトロ系溶媒等の有機溶媒等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を混合したものを用いることができる。
次に、溶液を吸着させた多孔質体とポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルとを加温しつつ混合する。
多孔質体とポリエーテルとの混合比は、重量比で、1:0.5〜1:10程度であるのが好ましく、1:1〜1:5程度であるのがより好ましい。
また、多孔質体とポリエーテルとを混合する際の温度は、5〜80℃であるのが好ましく、20〜80℃であるのがより好ましい。
その後、ろ過して石油系炭化水素を除去することにより、カプセル化した酸化重合促進剤が得られる。
また、絶縁性液体の誘電率は、3.5以下であるのが好ましい。
また、絶縁性液体中に不飽和脂肪酸成分が含まれる場合、絶縁性液体のヨウ素価は、50〜200であるのが好ましく、60〜190であるのがより好ましい。これにより、絶縁性液体の化学的な劣化を十分に防止しつつ、酸化重合反応を効率良く進行させることができ、トナー粒子を記録媒体に定着した際の定着強度をより向上させることができる。
本発明の画像形成装置に用いる液体現像剤は、いかなる方法で得られたものであってもよく、例えば、前述したようなトナー粒子を構成する材料が分散した分散液を用いて、液体現像剤を製造する方法(特願2004−370231号明細書に記載されたような方法)により得ることができる。
例えば、本発明の画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その他の構成を追加することもできる。
また、本発明の画像形成装置に用いる液体現像剤は、前述したような方法により製造されたものに限定されず、いかなる方法で製造されたものであってもよい。
(実施例1)
[乾燥微粒子の作製]
まず、結着樹脂としてのポリエステル樹脂(軟化温度:124℃):80重量部と、着色剤としてのシアン系顔料(大日精化社製、ピグメントブルー15:3):20重量部とを用意した。
得られた混練物を粗粉砕し、平均粒径:1.5mmの粉末とした。混練物の粗粉砕にはハンマーミルを用いた。
次に、混練物の粗粉砕物:100重量部をトルエン:250重量部に添加し、超音波ホモジナイザー(出力:400μA)を用いて、1時間処理することにより、混練物のポリエステル樹脂が溶解した溶液を得た。なお、このよう溶液中において、顔料は均一に微分散していた。
前記水系液体をホモミキサー(特殊機化工業社製)で攪拌回転数を調整した。
このような攪拌状態の水系液体中に、上記溶液(混練物のトルエン溶液)を滴下した。これにより、平均粒径が3μmの分散質が均一に分散した水系乳化液が得られた。
上記のようにして得られた懸濁液を、濾過した後、50℃のオーブン中で乾燥し、乾燥微粒子を得た。なお、乾燥微粒子の平均円形度は0.95であった。また、乾燥微粒子を平面視した際の、長軸方向の長さをL2、短軸方向の長さをL3としたとき、L2/L3は、1.01であった。
一方、以下のようにして、カプセル化された酸化重合促進剤を用意した。
まず、酸化重合促進剤としてのオクチル酸亜鉛:10gをアセトン15mlに溶解させ、得られた溶液を多孔質親水性シリカゲルに吸着させ、芯材を得た。
次に、得られた芯材10gとポリエチレングリコール(PEG)20gとを加温混合し、混合物を得た。
次に、この混合物を日石三菱社製AF6号ソルベント400ml中に入れ、ホモミキサーにて十分分散させた後、徐冷してPEGを沈着させた。
その後、ろ過により溶剤を除去してカプセル化された酸化重合促進剤を得た。
一方、不飽和脂肪酸成分を含む絶縁性液体を以下のようにして得た。
まず、溶剤として、メタノール、ジエチルエーテル、石油エーテル、アセトン等を用いた低温結晶法によりひまし油を粗精製した。
次に、粗精製したひまし油(第1の粗精製油):300体積部をフラスコに投入し、その後、フラスコ内に沸騰した水:100体積部を注いでフラスコに栓をした。
次に、フラスコ内の混合液が、3層に分離するまで、フラスコを静置した。
完全に分離が確認された後、フラスコを冷凍庫に移し、24時間放置した。
その後、凍結していない成分を別のフラスコに移した。
次に、フラスコ内に、前述のようにして得られた粗製油脂(第2の粗精製油):100体積部と、主として含水ケイ酸アルミニウムで構成された活性白土:35体積部とを混合・撹拌した。
次に得られた混合物を加圧下(0.18MPa)で、48時間保存し、活性白土を完全に沈殿させた。
得られたリシノール酸グリセリド液100重量部に対し、硫酸15重量部を添加し、120〜150℃に加熱して2時間反応を行った。
これにより、共役リノール酸(共役不飽和脂肪酸)成分を含む液体(以下、「共役リノール酸グリセリド液」とも言う)が得られた。
次に、溶剤として、メタノール、ジエチルエーテル、石油エーテル、アセトン等を用いた低温結晶法によりパーム核油を粗精製した。
次に、フラスコを振り、上記のパーム核油と沸騰した水とを混合した。
次に、フラスコ内の混合液が、3層に分離するまで、フラスコを静置した。
完全に分離が確認された後、フラスコを冷蔵庫に移し、24時間放置した。
その後、凍結成分を分離した。
その後、共役リノール酸グリセリド液:470重量部と、飽和脂肪酸成分液:30重量部と、酸化防止剤としてのα−トコフェロール(ビタミンE:熱分解温度:300℃以上):5重量部とを混合し、絶縁性液体を得た。なお、絶縁性液体中における全脂肪酸成分に対する共役リノール酸成分の割合は、42mol%であった。
得られた絶縁性液体の室温(20℃)での電気抵抗は6.0×1014Ωcmであった。
上記のようにして得られた絶縁性液体:505重量部と、界面活性剤(ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド):1重量部と、カプセル化された酸化重合促進剤:1.25重量部(酸化重合促進剤として1重量部)と、上記乾燥微粒子:75重量部とを、ホモミキサー(特殊機化工業製)で10分間撹拌・混合することにより、液体現像剤を得た。
絶縁性液体を以下のようにして調製した以外は、前記実施例1と同様にして液体現像剤を製造した。
[絶縁性液体の調製]
不飽和脂肪酸成分を含む絶縁性液体を以下のようにして得た。
まず、桐油に対して前記実施例1と同様にして処理を施し、共役不飽和脂肪酸成分を含有するグリセリド液を調製した。
次に、粗精製したパーム核油:300体積部をフラスコに投入し、その後、フラスコ内に沸騰した水:100体積部を注いでフラスコに栓をした。
次に、フラスコを振り、上記のパーム核油と沸騰した水とを混合した。
完全に分離が確認された後、フラスコを冷蔵庫に移し、24時間放置した。
その後、凍結成分を分離した。
得られた凍結成分について、上記と同様な処理を3回繰り返し施すことにより、飽和脂肪酸成分を含む(主として飽和脂肪酸グリセリドで構成された)液体(以下、「飽和脂肪酸成分液」とも言う)を得た。
得られた絶縁性液体の室温(20℃)での電気抵抗は6.0×1014Ωcmであった。
絶縁性液体の調製における、リシノール酸グリセリド液に対する硫酸の量および反応時間等を調整することにより、絶縁性液体中における全脂肪酸成分に対する共役不飽和脂肪酸成分の割合を表1に示すようにした以外は、前記実施例2と同様にして液体現像剤を製造した。
以下のようにして絶縁性液体を調製した以外は、前記実施例1と同様にして液体現像剤を製造した。
[絶縁性液体の調製]
まず、溶剤として、メタノール、ジエチルエーテル、石油エーテル、アセトン等を用いた低温結晶法によりイワシ油を粗精製した。
次に、粗精製したイワシ油(第1の粗精製油):300体積部をフラスコに投入し、その後、フラスコ内に沸騰した水:100体積部を注いでフラスコに栓をした。
次に、フラスコを振り、上記の紅花油(第1の粗精製油)と沸騰した水とを混合した。
完全に分離が確認された後、フラスコを冷凍庫に移し、24時間放置した。
その後、凍結していない成分を別のフラスコに移した。
この凍結していない成分に対して、再度、上記と同様の操作を繰り返し、得られた凍結していない成分を取り出し、粗製油脂(第2の粗精製油)を得た。
次に得られた混合物を加圧下(0.18MPa)で、48時間保存し、活性白土を完全に沈殿させた。
次に、エチレングリコール:150重量部に水酸化カリウム:50重量部を溶解し、溶解後20分間窒素バブリングを行い、100℃まで昇温した。昇温後、非共役エイコサペンタエン酸グリセリド液:100重量部を加え、窒素気流下で100℃、2.5時間反応させた。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却し、塩酸を加えて中性にし、15分間撹拌した。続いて、反応溶液をpH3に調整し、蒸留水を加えて5分間撹拌した。次いで、ヘキサン抽出を3回行い、ヘキサン溶液を5wt%塩化ナトリウム水溶液および蒸留水で洗浄し、脱水ろ過を行った。ろ過後、ヘキサンを留去することにより、主として共役エイコサペンタエン酸(共役不飽和脂肪酸)のグリセリドで構成された液体(共役エイコサペンタエン酸グリセリド液)を得た。
得られた絶縁性液体の室温(20℃)での電気抵抗は6.0×1014Ωcmであった。
混練物の調製において、結着樹脂として表1に示すものを用いるとともに、液体現像剤中における共役不飽和脂肪酸成分、飽和脂肪酸成分、酸化防止剤、酸化重合促進剤の含有量を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして液体現像剤を調製した。
(実施例9)
酸化防止剤として、アスコルビン酸(ビタミンC:熱分解温度:50℃以下)を用いた以外は、前記実施例8と同様にして液体現像剤を製造した。
酸化重合促進剤として、カプセル化していないオクチル酸亜鉛を用いた以外は、前記実施例2と同様にして液体現像剤を調製した。
(実施例11)
酸化重合促進剤を用いなかった以外は、前記実施例2と同様にして液体現像剤を調製した。
(実施例12)
酸化重合促進剤および酸化防止剤を用いなかった以外は、前記実施例2と同様にして液体現像剤を調製した。
絶縁性液体として、酸化重合反応を生じ得ないアイソパーGを用いた以外は、前記実施例11と同様にして液体現像剤を製造した。
(比較例2)
絶縁性液体として、酸化重合反応を生じ得ないシリコーンオイルを用いた以外は、前記実施例11と同様にして液体現像剤を製造した。
上記のようにして得られた各液体現像剤について、定着強度の評価を行った。
[2.1]定着強度
図1に示すような画像形成装置を用いて、前記各実施例および前記各比較例で得られた液体現像剤による所定パターンの画像を記録紙(セイコーエプソン社製、上質紙 LPCPPA4)上に形成し、定着温度180℃にて、記録紙上に形成された画像を定着した。
◎◎:画像濃度残存率が95%以上。
◎ :画像濃度残存率が90%以上95%未満。
○ :画像濃度残存率が80%以上90%未満。
△ :画像濃度残存率が70%以上80%未満。
× :画像濃度残存率が70%未満。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象の粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象の粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。)
各実施例および各比較例で得られた液体現像剤を用いて、画像形成装置の定着温度を180℃に設定して印刷を行い、水性ボールペンでの追記が十分に可能な速度を求めた。
また、記録媒体に転写した転写像に対し、紫外線を照射する紫外線照射手段を設けた以外は、上記と同様にして、水性ボールペンでの追記が十分に可能な速度を求めた。
また、画像形成装置の定着温度を、160℃、140℃、120℃、100℃、80℃に変更し、前述した評価2.1と同様にして定着強度を評価したところ、同様の結果が得られた。
Claims (13)
- 絶縁性液体中にトナー粒子が分散した液体現像剤を用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記液体現像剤を貯留する液体現像剤貯留部と、
前記液体現像剤貯留部より供給された前記液体現像剤を用いて現像する現像部と、
前記現像部で形成された像を記録媒体上に転写し、転写像を形成する転写部と、
前記記録媒体上に形成された前記転写像を前記記録媒体上に定着させる定着部とを有し、
前記定着部において、前記転写像中の前記絶縁性液体の少なくとも一部を酸化重合反応させることにより、前記転写像中の前記トナー粒子を前記記録媒体上に定着させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記液体現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を構成する前記絶縁性液体は、不飽和脂肪酸成分を含むものである請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記定着部は、紫外線照射手段を有している請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記液体現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤中におけるトナー粒子の含有率は、20〜60wt%である請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記液体現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤を構成する前記絶縁性液体中の前記トナー粒子の下記式(I)で表される平均円形度は、0.94〜0.99であり、かつ、
前記トナー粒子を平面視した際の、前記トナー粒子の長軸方向の長さをL2、短軸方向の長さをL3としたとき、1.00≦L2/L3≦1.40の関係を満足する請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
R=L0/L1・・・(I)
(ただし、式中、L1[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L0[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい面積の真円の周囲長を表す。) - 転写像中における前記絶縁性液体の量を調整する液量調整手段を備えている請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記記録媒体上に転写される前記トナー粒子の量をW1[g]、前記絶縁性液体の量をW2[g]としたとき、0.25≦W2/W1≦1の関係を満足するよう調節される請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記液体現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤は、定着時における前記絶縁性液体の酸化重合反応を促進する酸化重合促進剤を含むものである請求項1ないし7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記酸化重合促進剤は、脂肪酸金属塩である請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記酸化重合促進剤の含有量は、前記絶縁性液体100重量部に対して、0.01〜15重量部である請求項8または9に記載の画像形成装置。
- 前記酸化重合促進剤は、カプセル化された状態で前記絶縁性液体中に含まれる請求項8ないし10のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記液体現像剤貯留部に貯留される前記液体現像剤は、酸化防止剤を含むものである請求項1ないし11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記酸化防止剤の熱分解温度は、定着時における定着温度以下である請求項12に記載の画像形成装置。
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