JP2007206195A - 液体現像装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】得られる画像の画質の低下を防止しつつ、液体現像剤の使用効率を向上させることができ、かつ、環境に優しい液体現像装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明の液体現像装置は、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液体現像装置であって、液体現像剤を貯留する液体現像剤貯留部と、液体現像剤貯留部より供給された液体現像剤を用いて像を形成する現像部と、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、現像部および/または転写部において残存した前記液体現像剤を回収する回収部とを有し、絶縁性液体は、不飽和脂肪酸成分を含むものであり、回収された液体現像剤中の絶縁性液体の吸光度を測定することにより、回収部で回収された液体現像剤の劣化の度合いを判定する劣化判定手段を有していることを特徴とする。
【選択図】無し

Description

本発明は、液体現像装置および画像形成装置に関するものである。
従来より、記録媒体上に画像を形成する方法として、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る方法が知られている。
このような液体現像剤に適用される液体現像装置は、一般に、感光体ドラムの表面に対して画像情報に応じた光を照射することにより静電潜像を形成し、この静電潜像に対して、液体現像剤貯溜部から供給された液体現像剤を現像ローラによって付着することにより、感光体ドラムにトナー像を形成し、記録媒体にトナー像を転写する構成となっている。
また、液体現像装置では、一般に、トナー像を形成する過程で、現像ローラや感光体ドラム上に残存した液体現像剤を回収し、再利用することが行われている。
ところで、従来より、液体現像剤を構成する絶縁性液体として、石油系炭化水素やシリコーンオイル等が用いられてきたが、近年、環境への影響等の観点から、絶縁性液体として、植物油、動物油等の天然由来の油脂を用いる試みが行われている(例えば、特許文献1参照)。
このような天然由来の油脂は、定着特性の向上に寄与する成分でもあるが、一般に、酸化されやすいため、このような天然由来の油脂を絶縁性液体として用いた液体現像剤を長時間液体現像装置内で使用すると、絶縁性液体としての機能が低下し、得られる画像の画質が低下してしまうといった問題が生じる。また、天然由来の油脂の中でも、共役不飽和結合を有する油脂は、定着特性をより効果的に向上させることができる成分であるが、天然由来の油脂の中でも特に酸化されやすく、上記のような問題が顕著となる。また、回収した液体現像剤中の天然由来の油脂は、特に酸化の進行が早いため、回収した液体現像剤を再利用する場合において、上記のような問題が顕著となる。
しかしながら、従来より用いられている液体現像装置では、装置内でのこのような天然由来の油脂の酸化劣化の度合いを判断するのが困難であった。
特開2002−278306号公報
本発明の目的は、装置内の液体現像剤の劣化の度合いを容易に判断することができ、かつ、環境に優しい液体現像装置および画像形成装置を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液体現像装置は、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液体現像装置であって、
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像を形成する現像部と、
前記現像部で形成された像を前記記録媒体上に転写し、転写像を形成する転写部と、
前記現像部および/または前記転写部において残存した前記液体現像剤を回収する回収部とを有し、
前記絶縁性液体は、共役不飽和結合を有する不飽和脂肪酸成分を含むものであり、
回収された前記液体現像剤中の前記絶縁性液体の吸光度を測定することにより、前記回収部で回収された前記液体現像剤の劣化の度合いを判定する劣化判定手段を有していることを特徴とする。
これにより、装置内の液体現像剤の劣化の度合いを容易に判断することができ、かつ、環境に優しい液体現像装置および画像形成装置を提供することができる。
本発明の液体現像装置では、前記回収部に回収された前記液体現像剤を前記液体現像剤貯留部に搬送する搬送部を有し、
前記劣化判定手段は、前記搬送部に設けられていることが好ましい。
現像部および転写部から回収される液体現像剤は、トナー粒子の含有率が低いため、絶縁性液体の吸光度をより容易に測定することができる。
本発明の液体現像装置では、前記劣化判定手段により、回収された前記液体現像剤の劣化の度合いが低いと判断した場合、回収された前記液体現像剤を再利用し、回収された前記液体現像剤の劣化の度合いが高いと判断した場合は廃棄することが好ましい。
これにより、得られる画像の画質の低下を防止しつつ、液体現像剤の使用効率を向上させることができる。
本発明の液体現像装置では、回収された前記液体現像剤を前記トナー粒子と前記絶縁性液体とに分離する分離手段を有し、
前記色の変化の測定は、前記分離手段により前記トナー粒子と前記絶縁性液体とに分離した状態で行われることが好ましい。
これにより、劣化判定手段によってより確実に絶縁性液体の吸光度を測定することができる。
本発明の液体現像装置では、前記分離手段は、回収した前記液体現像剤を貯留し、トナー粒子を沈降させた状態で上澄みを取り出すことにより、前記トナー粒子と前記絶縁性液体とに分離するものであることが好ましい。
これにより、トナー粒子と絶縁性液体とをより確実に分離することができ、絶縁性液体の吸光度をより容易に測定することができる。
本発明の液体現像装置では、前記分離手段は、固液分離フィルタであることが好ましい。
これにより、トナー粒子と絶縁性液体とをより簡便にかつ確実に分離することができ、絶縁性液体の吸光度をより容易に測定することができる。
本発明の画像形成装置は、本発明の液体現像装置と、前記記録媒体上に形成された前記像を定着する定着装置とを備えたことを特徴とする。
これにより、得られる画像の画質の低下を防止しつつ、液体現像剤の使用効率を向上させることができ、かつ、環境に優しい画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明の液体現像装置および画像形成装置の好適な実施形態について説明する。
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、共役化した不飽和結合を有する不飽和脂肪酸成分(以下、単に共役不飽和脂肪酸成分ともいう)を含む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トナー画像を形成するものである。
図1は、本発明の画像形成装置(液体現像装置)の第1実施形態を示す模式図である。
画像形成装置1000は、図1に示すように、液体現像装置P100と定着装置F40とを備えている。
[液体現像装置]
(第1実施形態)
まず、本発明の液体現像装置の第1実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
液体現像装置P100は、図1に示すように、液体現像剤1を貯留する液体現像剤貯留部P1と、液体現像剤貯留部P1内に貯留された液体現像剤1を用いて像(トナー画像)を形成する現像部P2と、現像部P2で形成された像を記録媒体2に転写する転写部P3と、現像部P2に残存する液体現像剤1を回収する現像部液回収部P4と、転写部P3に残存する液体現像剤1を回収する転写部液回収部P5と、現像部液回収部P4および転写部液回収部P5で回収された液体現像剤1を搬送する回収液体現像剤搬送部(搬送部)P6と、現像部液回収部P4および転写部液回収部P5で回収された液体現像剤1を液体現像剤貯留部P1に搬送する回収液体現像剤搬送部(搬送部)P6と、液体現像剤貯留部P1に液体現像剤1を供給する液体現像剤供給部P7と、液体現像剤貯留部P1に絶縁性液体を供給する絶縁性液体供給部P8とを有している。
液体現像剤貯留部P1は、共役不飽和脂肪酸成分を含む絶縁性液体中にトナー粒子が分散した液体現像剤1を貯留する機能を有している。
現像部P2は、像を形成する感光体P21と、液体現像剤貯留部P1内の液体現像剤1にその一部が浸漬された液供給ローラP22と、供給された液体現像剤の量を規制する液厚規制ローラP23と、感光体P21に液体現像剤を供給する現像ローラP24とを有している。
感光体P21は、エピクロロヒドリンゴム等で構成された帯電器P211によりその表面が均一に帯電された後、レーザーダイオード等で構成された露光ランプP212によって記録すべき情報に応じた露光が行なわれることにより、静電潜像が形成されるものである。なお、感光体P21から後述する中間転写ベルトP31へのトナー画像の転写の後には、感光体P21は、除電光P213によって除電される。
液供給ローラP22は、液厚規制ローラP23に液体現像剤を供給する機能を有している。
液厚規制ローラP23は、液厚規制ブレードP231を有しており、この液厚規制ブレードP231によって、液厚規制ローラP23の表面の液体現像剤の厚さが一定に保持される。そして、液厚規制ローラP23から現像ローラP24に対して液体現像剤が転写される。
現像ローラP24は、液体現像剤を感光体P21表面の静電潜像に転写する機能を有している。現像ローラP24は、感光体P21と等速で回転して、液体現像剤を感光体P21表面の静電潜像に転写する。
転写部P3は、中間転写ベルトP31と、二次転写ローラP32とを有している。
感光体P21上に形成されたトナー像は、中間転写ベルトP31に対して転写された後に、二次転写ローラP32に転写電流を通電して、両者の間を通過する紙等の記録媒体2に画像が転写される。
その後、記録媒体2上に転写されたトナー像(転写像)2aは、後述するような定着装置F40を使用して定着が行われる。
現像部液回収部P4は、現像ローラ上液回収部P41と、感光体上液回収部P42とで構成されている。
現像ローラ上液回収部P41は、クリーニングブレードP411を有し、感光体P21へ転写後に現像ローラP24上に残った液体現像剤1を、クリーニングブレードP411によって回収する機能を有している。
また、感光体上液回収部P42は、クリーニングブレードP421を有し、中間転写ベルトP31へ転写後に感光体P21上に残った液体現像剤1を、クリーニングブレードP421によって回収する機能を有している。
転写部液回収部P5は、クリーニングブレードP51を有し、記録媒体2へ転写後に中間転写ベルトP31上に残った液体現像剤1を、クリーニングブレードP51によって回収する機能を有している。
回収液体現像剤搬送部P6は、図1に示すように、ポンプP61を有しており、このポンプP61により、現像部液回収部P4(現像ローラ上液回収部P41、感光体上液回収部P42)および転写部液回収部P5で回収された液体現像剤1を搬送する機能を有している。
また、回収液体現像剤搬送部P6には、搬送されてきた液体現像剤1の劣化の度合いを判定する劣化判定手段P62が設けられている。
劣化判定手段P62は、搬送されてきた液体現像剤1中の絶縁性液体の吸光度を測定することにより、液体現像剤1の劣化の度合いを判定するものである。より詳しく説明すると、劣化判定手段P62は、搬送されてきた液体現像剤1中の絶縁性液体の吸光度から共役不飽和脂肪酸成分の含有量を算出し、初期の含有量からの減少量をみることにより、液体現像剤1の劣化の度合いを判定するものである。
このように本発明では、回収された液体現像剤中の絶縁性液体の吸光度を測定することにより、回収された液体現像剤の劣化の度合いを判定する劣化判定手段を有している点に特徴を有している。
このような劣化判定手段を有することにより、従来では判定が困難であった装置内における液体現像剤(絶縁性液体)の劣化の度合いを判断することができる。特に、共役不飽和脂肪酸成分を含む絶縁性液体は、吸光度により、共役不飽和脂肪酸成分の含有量を容易に算出できるため、容易に液体現像剤の劣化の度合いを判定することができる。また、本発明の液体現像装置に適用される共役不飽和脂肪酸成分は、環境に優しい成分であるので、環境に優しい液体現像装置を提供することができる。
吸光度の測定は、具体的には以下のようにして行うことができる。
回収液体現像剤搬送部P6の一部にガラスもしくはアクリル、石英等で構成された透明な部位を設ける。そして、該部位に、紫外・可視光を照射し、透過光の吸光度を測定する。
ここで、共役不飽和脂肪酸成分は、233nm、262nm、268nm、274nm、308nm、315nm、322nmの波長において、共役不飽和脂肪酸のπ→π遷移による強い吸収が見られるため、これらの波長における吸光度kを測定し、下記式(I)〜(IV)によって含有量を求めることができる。なお、式中、kは、二重結合がない場合の波長233nmの吸光度で、飽和脂肪酸成分がエステルとして存在する場合、k=0.07で、飽和脂肪酸成分が遊離酸として存在する場合、k=0.03である。また、下記式中、k233、k262、k268、k274、k308、k315、k322は、それぞれ、233nm、262nm、268nm、274nm、308nm、315nm、322nmの波長における吸光度を示す。
共役不飽和脂肪酸成分(ジエン)の含有量W(mol%)
=0.91(k233−k)…(I)
共役不飽和脂肪酸成分(トリエン)の含有量W(mol%)
=0.47×3.8[k268−0.5(k262+k274)]…(II)
共役不飽和脂肪酸成分(テトラエン)の含有量W(mol%)
=0.45×2.5[k315−0.5(k308+k322)]…(III)
全共役不飽和脂肪酸成分の含有量(mol%)=W+W+W…(IV)
以上のようにして算出された全共役脂肪酸成分の含有量と、初期の含有量とを比較することにより、劣化の度合いを判定することができる。
本実施形態では、上記のような劣化判定手段P62が回収液体現像剤搬送部P6の途中に設けられている。現像部P2および転写部P3から回収される液体現像剤1は、固形分(トナー粒子)の含有率が低いため、絶縁性液体の吸光度をより容易に測定することができる。
また、回収液体現像剤搬送部P6の液体現像剤1の搬送方向における、劣化判定手段P62の上流側(現像部液回収部P4および転写部液回収部P5が設けられている側)には、液体現像剤1をトナー粒子と絶縁性液体とに分離する分離手段P63が設けられている。回収される液体現像剤1中の固形分の含有率は元々低いものであるが、このように液体現像剤1をトナー粒子と絶縁性液体とに分離することにより、劣化判定手段P62によってより確実に絶縁性液体の吸光度を測定することができる。
本実施形態において、分離手段P63は、図示の構成のように、搬送されてきた液体現像剤1を一旦貯留し、固形分(トナー粒子)を沈降させ、劣化判定手段P62の下流側に設けられたポンプP64により、上澄み液(絶縁性液体)を取り出すことにより、固形分と絶縁性液体とを分離するよう構成されている。これにより、トナー粒子と絶縁性液体とをより確実に分離することができ、絶縁性液体の吸光度をより容易に測定することができる。
また、本実施形態において、回収液体現像剤搬送部P6には、ポンプP64(劣化判定手段P62)の液体現像剤の搬送方向における下流側に、三方弁P65が設けられている。
三方弁P65は、搬送されてきた液体現像剤1(絶縁性液体)の液体現像剤貯留部P1への投入と、液体現像装置P100外への廃棄とを切り換える機能を有している。
本実施形態では、劣化判定手段P62により、搬送されてきた液体現像剤1(絶縁性液体)の劣化の度合いが低いと判定した場合、搬送されてきた液体現像剤1を液体現像剤貯留部P1に回収して再利用するよう三方弁P65を調節し、搬送されてきた液体現像剤1の劣化の度合いが高いと判断した場合、搬送されてきた液体現像剤1を液体現像装置P100外へ廃棄するよう三方弁P65を調節する。これにより、得られる画像の画質の低下を防止しつつ、液体現像剤1の使用効率を向上させることができる。
液体現像剤供給部P7は、前述した液体現像剤貯留部P1に液体現像剤1を供給する機能を有している。
液体現像剤供給部P7内には、撹拌手段P71が設けられている。この撹拌手段P71は、モータP72によって稼働し、液体現像剤供給部P8内の液体現像剤1を撹拌する。
絶縁性液体供給部P8は、前述した液体現像剤貯留部P1に絶縁性液体を供給し、液体現像剤貯留部P1の液体現像剤1の粘度等を調節する機能を有している。
絶縁性液体供給部P8内には、撹拌手段P81が設けられている。この撹拌手段P81は、モータP82によって稼働し、絶縁性液体供給部P8内の絶縁性液体を撹拌する。
液体現像剤供給部P7と絶縁性液体供給部P8とは、液供給路P9によって液体現像剤貯留部P1に接続されており、液供給路P9に設けられたポンプP91によって、液体現像剤または絶縁性液体を液体現像剤貯留部P1に供給するよう構成されている。
また、液体現像剤供給部P7と絶縁性液体供給部P8とは、三方弁P92を介して液供給路P9に接続されており、必要に応じて、液体現像剤の供給と絶縁性液体の供給とを切り換えることができるよう構成されている。
(第2実施形態)
次に、本発明の液体現像装置の第2実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。以下、本実施形態について、前述した実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図2は、本発明の画像形成装置(液体現像装置)の第2実施形態を示す図である。
本実施形態の液体現像装置P100’は、回収液体現像剤搬送部P6における分離手段の構成およびポンプの位置が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様の構成を有している。
本実施形態において、回収液体現像剤搬送部P6には、図2に示すように、液体現像剤1の搬送方向の下流側から順に、分離手段P63’と、劣化判定手段P62と、三方弁P65と、ポンプP61とを有している。
現像部液回収部P4および転写部液回収部P5で回収された液体現像剤1は、ポンプP61により、回収液体現像剤搬送部P6内を搬送される。
回収液体現像剤搬送部P6内を搬送された液体現像剤1は、分離手段P63’で固形分が除去され、前述した実施形態と同様の構成の劣化判定手段P62に送られる。
本実施形態では、分離手段P63’として、固液分離フィルタを用いる。これにより、トナー粒子と絶縁性液体とをより簡便にかつ確実に分離することができ、絶縁性液体の吸光度をより容易に測定することができる。
劣化判定手段P62において、劣化の度合いが判断され、劣化の度合いが低いと判断した場合には、搬送されてきた液体現像剤1(絶縁性液体)を液体現像剤貯留部P1に回収して再利用するよう三方弁P65を調節し、劣化の度合いが高いと判断した場合、搬送されてきた液体現像剤1を液体現像装置P100外へ廃棄するよう三方弁P65を調節する。
[定着装置]
次に、定着装置について説明する。
図3は、本発明の画像形成装置に適用される定着装置の一例を示す断面図である。
定着装置F40は、液体現像装置によって形成されたトナー画像2aを有する記録媒体2上に、トナー画像2aを定着させるものである。
定着装置F40は、図3に示すように、熱定着ローラF1と、加圧ローラF2と、耐熱ベルトF3と、ベルト張架部材F4と、クリーニング部材F6と、フレームF7と、スプリングF9とを有している。
熱定着ローラ(定着ローラ)F1は、パイプ材で構成されたローラ基材F1bと、その外周を被覆する弾性体F1cと、ローラ基材F1bの内部に、加熱源としての柱状ハロゲンランプF1aとを有しており、図に矢印で示す反時計方向に回転可能になっている。
熱定着ローラF1の弾性体F1cは、その表層に、離型層F11cを備えている。
離型層F11cは、定着の際に、トナー粒子が熱定着ローラF1の表面に付着するのを防止する機能を有している。
離型層F11cを構成宇する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等のフッ素ゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
熱定着ローラF1の内部には、加熱源を構成する2本の柱状ハロゲンランプF1a、F1aが内蔵されており、これらの柱状ハロゲンランプF1a、F1aの発熱エレメントは、それぞれ異なった位置に配置されている。そして、各柱状ハロゲンランプF1a、F1aが選択的に点灯されることにより、後述する耐熱ベルトF3が熱定着ローラF1に巻き付いた定着ニップ部位と、後述するベルト張架部材F4が熱定着ローラF1に摺接する部位との異なる条件下や、幅の広い記録媒体と幅の狭い記録媒体との異なる条件下等での温度コントローラが容易に行われるようになっている。
加圧ローラF2は、熱定着ローラF1と対向するように配されており、後述する耐熱ベルトF3を介して、未定着のトナー画像が形成された記録媒体2に対して圧力を加えるよう構成されている。
また、加圧ローラF2は、パイプ材で構成されたローラ基材F2bと、その外周を被覆する弾性体F2cとを有し、図に矢印で示す時計方向に回転可能になっている。
前述した熱定着ローラF1の弾性体F1cと加圧ローラF2の弾性体F2cとは、略均一な弾性変形をして、いわゆる水平ニップを形成する。また、熱定着ローラF1の周速に対して、後述する耐熱ベルトF3または記録媒体2の搬送速度に差異が生じることもないので、極めて安定した画像定着が可能となる。
耐熱ベルトF3は、加圧ローラF2とベルト張架部材F4の外周に張架されて移動可能とされ、熱定着ローラF1と加圧ローラF2との間に挟圧されるエンドレスの環状のベルトである。
この耐熱ベルトF3は、0.03mm以上の厚みを有し、その表面(記録媒体2が接触する側の面)をPFAで形成し、裏面(加圧ローラF2およびベルト張架部材F4と接触する側の面)をポリイミドで形成した2層構成のシームレスチューブで形成されている。なお、耐熱ベルトF3は、これに限定されず、ステンレス管やニッケル電鋳管等の金属管、シリコーン等の耐熱樹脂管等の他の材料で形成することもできる。
ベルト張架部材F4は、熱定着ローラF1と加圧ローラF2との定着ニップ部よりも記録媒体2搬送方向上流側に配設されるとともに、加圧ローラF2の回転軸F2aを中心として矢印P方向に揺動可能に配設されている。
ベルト張架部材F4は、記録媒体2が定着ニップ部を通過しない状態において、耐熱ベルトF3を熱定着ローラF1の接線方向に張架するように構成されている。記録媒体2が定着ニップ部に進入する初期位置で定着圧力が大きいと進入がスムーズに行われなくて、記録媒体2の先端が折れた状態で定着される場合があるが、このように耐熱ベルトF3を熱定着ローラF1の接線方向に張架する構成にすることで、記録媒体2の進入がスムーズに行われる記録媒体2の導入口部が形成でき、安定した記録媒体2の定着ニップ部への進入が可能となる。
ベルト張架部材F4は、耐熱ベルトF3の内周に嵌挿されて加圧ローラF2と協働して耐熱ベルトF3に張力fを付与する略半月状のベルト摺動部材(耐熱ベルトF3はベルト張架部材F4上を摺動する)である。このベルト張架部材F4は、耐熱ベルトF3が熱定着ローラF1と加圧ローラF2との押圧部接線Lより熱定着ローラF1側に巻き付けてニップを形成する位置に配置される。突壁F4aはベルト張架部材F4の軸方向一端または両端に突設されており、この突壁F4aは、耐熱ベルトF3が軸方向端の一方に寄った場合に、この耐熱ベルトF3がこの突壁F4aに当接することで耐熱ベルトF3の端への寄りを規制するものである。突壁F4aの熱定着ローラF1と反対側の端部とフレームとの間にスプリングF9が縮設されていて、ベルト張架部材F4の突壁F4aが熱定着ローラF1に軽く押圧され、ベルト張架部材F4が熱定着ローラF1に摺接して位置決めされる。
ベルト張架部材F4が熱定着ローラF1に軽く押圧される位置がニップ初期位置とされ、また、熱定着ローラF1に加圧ローラF2が押圧する位置がニップ終了位置とされる。
定着装置F40において、後述するような画像形成装置を用いて未定着のトナー画像2aが形成された記録媒体2は、上記ニップ初期位置から定着ニップ部に進入して耐熱ベルトF3と熱定着ローラF1との間を通過し、ニップ終了位置から抜け出ることで、記録媒体2上に形成された未定着のトナー画像2aが定着され、その後、熱定着ローラF1への加圧ローラF2の押圧部の接線方向Lに排出される。
クリーニング部材F6は、加圧ローラF2とベルト張架部材F4との間に配置されている。
このクリーニング部材F6は耐熱ベルトF3の内周面に摺接して耐熱ベルトF3の内周面の異物や摩耗粉等をクリーニングするものである。このように異物や摩耗粉等をクリーニングすることで、耐熱ベルトF3をリフレッシュし、前述の摩擦係数の不安定要因を除去している。また、ベルト張架部材F4に凹部F4fが設けられており、耐熱ベルトF3から除去した異物や摩耗粉等を収納するよう構成されている。
また、定着装置F40は、記録媒体2にトナー画像2aを定着させた後に、熱定着ローラF1の表面に付着(残存)した絶縁性液体を除去する除去ブレード(除去手段)F12を有している。なお、この酸化重合促進剤除去ブレードF12は、絶縁性液体を除去するとともに、定着の際に熱定着ローラF1上に移行したトナー等も同時に除去することができる。
なお、耐熱ベルトF3を加圧ローラF2とベルト張架部材F4とにより張架して加圧ローラF2で安定して駆動するには、加圧ローラF2と耐熱ベルトF3との摩擦係数をベルト張架部材F4と耐熱ベルトF3との摩擦係数より大きく設定するとよい。しかし、摩擦係数は、耐熱ベルトF3と加圧ローラF2との間あるいは耐熱ベルトF3とベルト張架部材F4との間への異物の侵入や、耐熱ベルトF3と加圧ローラF2およびベルト張架部材F4との接触部の摩耗などによって不安定になる場合がある。
そこで、加圧ローラF2と耐熱ベルトF3の巻き付け角よりベルト張架部材F4と耐熱ベルトF3の巻き付け角が小さくなるように、また、加圧ローラF2の径よりベルト張架部材F4の径が小さくなるように設定する。これにより、耐熱ベルトF3がベルト張架部材F4を摺動する長さが短くなり、経時変化や外乱などに対する不安定要因から回避でき、耐熱ベルトF3を加圧ローラF2で安定して駆動することができるようになる。
未定着トナー画像を定着する際の定着温度は、80〜200℃であるのが好ましく、80〜180℃であるのがより好ましい。このような定着温度であると、不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応をより効果的に進行させることができ、トナー粒子の定着強度をより効果的に向上させることができる。
<液体現像剤>
次に、本発明の液体現像装置および画像形成装置に適用される液体現像剤について詳細に説明する。
本発明の液体現像装置および画像形成装置に適用される液体現像剤は、不飽和脂肪酸成分を含む絶縁性液体中にトナー粒子が分散したものである。
[絶縁性液体]
まず、絶縁性液体について説明する。
本発明の液体現像装置および画像形成装置で用いる液体現像剤を構成する絶縁性液体は、共役不飽和結合を有する不飽和脂肪酸成分(共役不飽和脂肪酸成分)を含んでいる。なお、共役不飽和結合とは、少なくとも2つの不飽和結合(2重結合、3重結合等)同士が1つの飽和結合を介して結合しているものを示し、結合を構成するπ電子が不飽和結合間で非局在化した状態となっているものを示す。
この共役不飽和脂肪酸成分は、環境に優しい成分である。したがって、装置外への絶縁性液体の漏出や、使用済液体現像剤の廃棄等による絶縁性液体の環境への負荷を低減することができる。その結果、環境に優しい液体現像装置を提供することができる。
また、共役不飽和脂肪酸成分は、定着時の加熱等により、酸化重合する成分である。すなわち、共役不飽和脂肪酸成分は、酸化重合することにより、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、共役不飽和脂肪酸成分が硬化することにより、定着したトナー画像に対して、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、共役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、絶縁性液体として共役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、保存時等において、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。
また、トナー粒子を構成する材料(例えば、着色剤、帯電制御剤等)として、金属元素を含むものを用いた場合、トナー粒子の分散性を特に高いものとすることができる。これは、共役不飽和結合の非局在化したπ電子が、金属原素を引きつけることにより、トナー粒子と絶縁性液体との親和性が特に高いものとなるためであると考えられる。
共役不飽和脂肪酸成分としては、共役化した不飽和結合を有する不飽和脂肪酸成分であれば、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、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、リシノール酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸(EPA)、ドコサヘキサエン酸(DHA)等に代表される不飽和脂肪酸成分(共役不飽和結合を有していない不飽和脂肪酸成分)から半合成されたものを用いてもよい。
上述した中でも、共役化されたリノール酸成分(共役リノール酸成分)を用いるのが好ましい。共役リノール酸成分は、トナー粒子を構成する樹脂材料との親和性が特に高いことから、液体現像剤中におけるトナー粒子の分散性を特に高いものとすることができる。その結果、後述する画像形成装置のアイドリング時等における消費電力をより効果的に小さくすることができる。また、共役リノール酸成分は、保存時等における化学的安定性が特に高いため、液体現像剤は長期安定性により優れたものとなる。
このような共役リノール酸成分としては、例えば、リノール酸成分を直接共役化することにより得られるものを用いてもよいし、また、リシノール酸成分を分子内脱水することにより得られるものを用いてもよい。
上述したような不飽和脂肪酸成分(共役不飽和結合を有していない不飽和脂肪酸成分)は、例えば、ひまし油、桐油、紅花油、亜麻仁油、ひまわり油、コーン油、綿実油、大豆油、ごま油、トウモロコシ油、大麻油、月見草油、ブラックカラント油、ボリジ油(ボラージ油)、イワシ油、サバ油、ニシン油等の植物由来の油脂、各種動物由来の油脂等の天然由来の油脂から得ることができる。
上述した中でも、ひまし油を脱水することにより得られる脱水ひまし油は、共役リノール酸成分(共役不飽和脂肪酸成分)を多く含むことから、好適に用いることができ、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、より強固にトナー画像を定着させることができる。
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。
また、本発明において、絶縁性液体は、共役不飽和脂肪酸成分を含むものであればよく、絶縁性液体中において、共役不飽和脂肪酸成分は、いかなる形態をとっていてもよい。例えば、絶縁性液体中において、共役不飽和脂肪酸成分は、共役不飽和脂肪酸(または、共役不飽和脂肪酸塩)として存在するものであってもよいし、他の成分と結合して化合物を形成していてもよい。絶縁性液体中において、共役不飽和脂肪酸成分が、他の成分と結合して化合物を形成していると、液体現像剤の保存性、長期安定性、および、記録媒体へのトナー粒子の定着特性を、特に優れたものとすることができる。このような化合物としては、例えば、共役不飽和脂肪酸成分とアルコール成分(多価アルコール成分)とのエステル、共役不飽和脂肪酸成分とアミン成分(多価アミン成分)とのアミド等が挙げられるが、中でも、エステルが好ましく、グリセリンと、共役不飽和脂肪酸成分とのエステル(以下、「グリセリド」とも言う)がより好ましい。絶縁性液体中において、上記のようなエステルが形成されていることにより、液体現像剤の保存性、長期安定性、および、記録媒体へのトナー粒子の定着特性を、より優れたものとすることができる。
また、絶縁性液体中には、上述した共役不飽和脂肪酸成分等の他に、例えば、前述したような共役不飽和結合を有していない不飽和脂肪酸成分や、以下に示すような飽和脂肪酸成分を含んでいてもよい。
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。
また、飽和脂肪酸成分は、電気絶縁性、粘度を高く保つ機能を有している。従って、絶縁性液体中に、飽和脂肪酸成分を含む場合、液体現像剤の電気抵抗をより高い状態に維持することができる。また、適度な粘度により液体現像剤の搬送性がより良好となる。
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。
上記のような飽和脂肪酸成分は、例えば、パーム油(特に、パーム核油)、ココナッツ油、ヤシ油等の植物由来の油脂、各種動物由来の油脂(例えば、バター等)等の天然由来の油脂から効率良く得ることができる。
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。
このように絶縁性液体が、共役不飽和脂肪酸成分と飽和脂肪酸成分とを含むものである場合、絶縁性液体中において、共役不飽和脂肪酸成分と飽和脂肪酸成分とは、いかなる形態をとっていてもよい。例えば、絶縁性液体中において、共役不飽和脂肪酸成分、飽和脂肪酸成分は、それぞれ独立して、共役不飽和脂肪酸(または、共役不飽和脂肪酸塩)、飽和脂肪酸(また、飽和脂肪酸塩)として存在するものであってもよいし、他の成分と結合して化合物を形成していてもよい。このような化合物としては、例えば、共役不飽和脂肪酸成分、飽和脂肪酸成分とアルコール成分(多価アルコール成分)とのエステル、共役不飽和脂肪酸成分、飽和脂肪酸成分とアミン成分(多価アミン成分)とのアミド等が挙げられるが、中でも、エステルが好ましく、グリセリンと、共役不飽和脂肪酸成分および飽和脂肪酸成分とのエステル(以下、「グリセリド」とも言う)がより好ましい。絶縁性液体中において、上記のようなエステルが形成されていることにより、液体現像剤の保存性、長期安定性、および、記録媒体へのトナー粒子の定着特性のいずれをも、特に優れたものとすることができる。
絶縁性液体が、このようなエステル(グリセリド)を含むものである場合、絶縁性液体中における前記エステルの含有率は、90wt%以上であるのが好ましく、95wt%以上であるのがより好ましく、97wt%以上であるのがさらに好ましい。これにより、環境への負荷を特に低いものとしつつ、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、共役不飽和脂肪酸成分の不本意な酸化を防止することができる。
上述したような酸化防止剤としては、例えば、トコフェローラ、d−トコフェローラ、dl−α−トコフェローラ、酢酸−α−トコフェローラ、酢酸dl−α−トコフェローラ、酢酸トコフェローラ、α−トコフェローラ等のビタミンE、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩類、アスコルビン酸ステアリン酸エステル等のビタミンC、緑茶抽出物、生コーヒー抽出物、セサモール、セサミノール等が挙げられ、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。
上述した中でも、ビタミンEを用いた場合、以下のような効果が得られる。すなわち、ビタミンEは、環境に優しい成分であるとともに、それ自身が酸化されて生じる物質の液体現像剤へ与える影響が小さい成分である。特に、ビタミンEは、前述したような共役不飽和脂肪酸成分を含む液体(特に、グリセリド)への分散性が高いことから、酸化防止剤として好適に用いることができる。また、ビタミンEと前述したようなグリセリドとを併用することにより、絶縁性液体とトナー粒子との親和性をさらに向上させることができる。その結果、液体現像剤の保存性、記録媒体に対するトナー粒子の定着性等が特に優れたものとなる。
また、上述した中でも、ビタミンCを用いた場合、以下のような効果が得られる。すなわち、前述したビタミンEと同様に、ビタミンCは、環境に優しい成分であるとともに、それ自身が酸化されて生じる物質の液体現像剤へ与える影響が小さい成分である。また、ビタミンCは、熱分解温度が比較的低いため、液体現像剤の保存時等(画像形成装置のアイドリング時等を含む)においては、酸化防止剤としての機能を十分に発揮させることができるとともに、定着時においては、酸化防止剤としての機能を低下させ、共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応をより確実に進行させることができる。
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のが好ましい。これにより、液体現像剤の保存時等において、絶縁性液体の劣化を効果的に防止しつつ、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、共役不飽和脂肪酸成分を効果的に硬化(酸化重合反応)させることができ、トナー粒子の定着強度を十分に高いものとすることができる。
酸化防止剤の熱分解温度は、具体的には、200℃以下であるのが好ましく、180℃以下であるのがより好ましい。これにより、酸化防止剤としての機能を十分に保持しつつ、トナー粒子の定着強度をより効果的に向上させることができる。
絶縁性液体中における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)においては共役不飽和脂肪酸成分の硬化(酸化重合反応)を効率良く進行させることができる。
また、液体現像剤中には、上述した共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応(硬化反応)を促進する酸化重合促進剤(硬化促進剤)が含まれていてもよい。これにより、熱定着ローラによる加熱時や紫外線照射時において、共役不飽和脂肪酸成分を効果的に酸化重合(硬化)させることができる。その結果、記録媒体へのトナー粒子の定着強度を特に優れたものとすることができる。
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、共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応に寄与せず、必要時(定着時)において共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合(硬化)反応に寄与するものであるのが好ましい。これにより、液体現像剤の保存性(長期安定性)を優れたものとしつつ、記録媒体へのトナー粒子の定着強度を特に優れたものとすることができる。
このような酸化重合促進剤としては、例えば、加熱や紫外線照射で共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応(硬化反応)を促進する機能を有し、室温付近では実質的に共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応(硬化反応)を促進する機能を有さない物質、すなわち、共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応(硬化反応)における活性化エネルギーが比較的高い物質を用いることができる。
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、紫外線照射等の際に効果的に共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合を進行させることができる。特に、脂肪酸金属塩は、酸素を供給することにより、共役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、紫外線照射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。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、加熱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、前述したような共役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。
このような脂肪酸金属塩としては、例えば、樹脂酸金属塩(例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩等)、リノレン酸金属塩(例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩等)、オクチル酸金属塩(例えば、コバルト塩、マンガン塩、鉛塩、亜鉛塩、カルシウム塩等)、ナフテン酸金属塩(例えば、亜鉛塩、カルシウム塩等)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、酸化重合促進剤は、カプセル化された状態で、絶縁性液体中に含まれるものであってもよい。これにより、上記と同様に、酸化重合促進剤を、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、共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応に寄与せず、必要時において共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合(硬化)反応に寄与するものとすることができる。すなわち、液体現像剤の保存時等における酸化重合反応をより確実に防止するとともに、定着時においては、カプセルが定着時の圧力等によって潰れることにより、酸化重合促進剤と共役不飽和脂肪酸成分とが接触し、共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応を確実に促進させることができる。また、このような構成であると、酸化重合促進剤の材料の選択の幅が広がる。言い換えると、反応性の高い酸化重合促進剤(比較的低温で共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応に寄与する酸化重合促進剤)であっても好適に用いることができ、トナー粒子の定着強度を特に優れたものとすることができる。
液体現像剤中における酸化重合促進剤の含有量は、絶縁性液体100重量部に対して、0.01〜5重量部であるのが好ましく、0.05〜3重量部であるのがより好ましく、0.1〜3重量部であるのがさらに好ましい。これにより、液体現像剤の保存時等における酸化重合反応を十分に防止しつつ、加熱時や紫外線照射時において共役不飽和脂肪酸成分の酸化重合反応をより確実に進行させることができる。
上述したような絶縁性液体の室温(20℃)での電気抵抗は、1×10Ωcm以上であるのが好ましく、1×1011Ωcm以上であるのがより好ましく、1×1013Ωcm以上であるのがさらに好ましい。
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。
<トナー粒子>
次に、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)を含むものである。
1.樹脂材料
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−クローラ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、前述したような絶縁性液体(特に、共役不飽和脂肪酸成分)との親和性が高いためであると考えられる。
樹脂(樹脂材料)の軟化温度は、特に限定されないが、50〜130℃であるのが好ましく、50〜120℃であるのがより好ましく、60〜115℃であるのがさらに好ましい。なお、本明細書で、軟化温度とは、高化式フローテスター(島津製作所製)における測定条件:昇温速度:5℃/min、ダイ穴径1.0mmで規定される軟化開始温度のことを指す。
2.着色剤
また、トナーは、着色剤を含んでいてもよい。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。
3.その他の成分
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。
帯電制御剤としては、例えば、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、ニグロシン染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸等が挙げられる。
磁性粉末としては、例えば、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で構成されたもの等が挙げられる。
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。
[トナー粒子の形状]
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(IV)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=L/L・・・(IV)
(ただし、式中、L[μm]は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長、L[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。)
トナー粒子の平均円形度がこのような範囲のものであると、記録媒体上に転写した未定着のトナー画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。
液体現像剤中におけるトナー粒子の含有率は、10〜60wt%であるのが好ましく、10〜30wt%であるのがより好ましい。
以上説明したような液体現像剤は、いかなる方法で得られたものであってもよく、例えば、トナー材料を粉砕法により粉砕して得られたトナー粒子を絶縁性液体中に分散させて製造したものであってもよいし、トナー材料が分散媒中に分散させて得られた分散液を用いて、液体現像剤を製造する方法(例えば、特願2004−370231号の明細書に記載されたような方法)により製造したものであってもよい。
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の液体現像装置および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、前述した実施形態では、トナー粒子と絶縁性液体とを分離する分離手段を有するものとして説明したが、このような分離手段はなくてもよい。
また、前述した実施形態では、回収液体現像剤搬送路に劣化判定手段が設けられたものとして説明したが、これに限定されず、各回収部に設けられていてもよい。
また、前述した実施形態では、液体現像装置が液体現像剤供給部および絶縁性液体供給部を有するものとして説明したが、液体現像剤供給部および絶縁性液体供給部はなくてもよい。
また、本発明の画像形成装置に適用される定着装置は、前述した実施形態に限定されず、定着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、前述した実施形態では、定着の際に熱をかける場合について説明したが、これに限定されず、例えば、紫外線を照射してもよい。
また、前述した実施形態では、定着ローラ側から加熱するものとして説明したが、加圧ローラ側から加熱するものであってもよい。
[1]液体現像剤の製造
まず、自己分散型樹脂としての、側鎖に多数の−SO 基(スルホン酸Na基)を有するポリエステル樹脂(ガラス転移点:55℃、軟化温度:123℃、):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。これらの各成分を20L型のヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー製造用の原料を得た。
次に、この原料(混合物)を2軸混練押出機を用いて混練した。2軸混練押出機の押出口から押し出された混練物を冷却した。
上記のようにして冷却された混練物を粗粉砕し、平均粒径:1.0mm以下の粉末とした。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、混練物の自己分散型樹脂が溶解した溶液を得た。なお、この溶液中において、顔料は均一に微分散していた。
一方、イオン交換水:700重量部からなる水系液体を用意した。
この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1.2μmの分散質が均一に分散した水系乳化液が得られた。
その後、温度:100℃、雰囲気圧力:80kPaの条件下で、水系乳化液中のトルエンを除去し、さらに、室温まで冷却することにより、固形微粒子が分散した水系懸濁液を得た。得られた水系懸濁液中には、実質的にトルエンは残存していなかった。得られた水系懸濁液の固形分(分散質)濃度は30.5wt%であった。また、懸濁液中に分散している分散質(固形微粒子)の平均粒径は0.8μmであった。なお、分散質の平均粒径の測定は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA−920)を用いて行った。
上記のようにして得られた懸濁液を噴霧乾燥により乾燥することで、吐出した水系懸濁液の液滴から分散媒が除去され、乾燥トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子:100重量部と、絶縁性液体としての脱水ひまし油(小倉合成製):500重量部と、分散剤としてのポリアミン脂肪族縮重合体(日本ルーブリゾール社製、商品名「ソルスパース11200」):10重量部と、帯電制御剤としてのステアリン酸アルミニウム:1重量部とを用意した。
これらの成分を乳化分散機(エム・テクニック社製)を用いて回転数10000rpmで液温が樹脂のガラス転移温度以上にならないよう注意しながら分散させ、液体現像剤Aを得た。
得られた液体現像剤A中における、トナー粒子の平均粒径は1.2μmであった。
[2]画像形成
(実施例1)
上記のようにして得られた液体現像剤を図1に示す液体現像装置の液体現像剤貯留部に投入し、室温条件下で、記録媒体(富士ゼロックスオフィスサプライ製、J紙)上に未定着の所定パターンのトナー像を形成し、その後、図2に示すような定着装置を用いて定着を行った。そして、この作業を、1日8時間、1ヶ月実施した。
なお、劣化判定手段としては、紫外・可視分光光度計(日本分光社製:製品名「紫外可視分光光度計V−570」)を用いた。また、絶縁性液体中の共役不飽和脂肪酸成分の含有量が初期値と比べて、半減した時点を劣化と判断し、廃棄した。
(実施例2)
図2に示すような液体現像装置を用いた以外は、前記実施例1と同様にして画像を形成し、定着を行った。
(比較例1)
劣化判定手段を用いずに、回収した液体現像剤をそのまま液体現像剤貯留部に供給した以外は、前記実施例1と同様にして画像を形成し、定着を行った。
(比較例2)
回収した液体現像剤を再利用しなかった以外は、前記実施例1と同様にして画像を形成し、定着を行った。
[3]評価
本発明の液体現像装置および画像形成装置を用いた実施例では、連続して運転した場合であっても、画質の低下が起こらなかった。これに対して、比較例1では、画質の低下が顕著であった。
また、作業開始から1ヶ月後の画像形成装置内の液体現像剤の量を測定し、液体現像剤の使用効率を調べたところ、実施例では、比較例2のものと比較して使用効率に優れていた。
本発明の画像形成装置(液体現像装置)の第1実施形態を示す図である。 本発明の画像形成装置(液体現像装置)の第2実施形態を示す図である。 本発明の画像形成装置に適用される定着装置の一例を示す断面図である。
符号の説明
1…液体現像剤 1000…画像形成装置 2…記録媒体 2a…トナー画像 P100、P100’…液体現像装置 P1…液体現像剤貯留部 P2…現像部 P21…感光体 P211…帯電器 P212…露光ランプ P213…除電光 P22…液供給ローラ P23…液厚規制ローラ P231…液厚規制ブレード P24…現像ローラ P3…転写部 P31…中間転写ベルト P32…二次転写ローラ P4…現像部液回収部 P41…現像ローラ上液回収部 P411…クリーニングブレード P42…感光体上液回収部 P421…クリーニングブレード P5…転写部液回収部 P51…クリーニングブレード P6…回収液体現像剤搬送部 P61…ポンプ P62…劣化判定手段 P63、P63’…分離手段 P64…ポンプ P65…三方弁 P7…液体現像剤供給部 P71…撹拌手段 P72…モータ P8…絶縁性液体供給部 P81…撹拌手段 P82…モータ P9…液供給路 P91…ポンプ P92…三方弁 F40…定着装置 F1…熱定着ローラ(加熱ローラ) F1a…柱状ハロゲンランプ F1b…ローラ基材 F1c…弾性体 F11c…離型層 F12…除去ブレード F2…加圧ローラ F2a…回転軸 F2b…ローラ基材 F2c…弾性体 F3…耐熱ベルト F4…ベルト張架部材 F4a…突壁 F4f…凹部 F6…クリーニング部材 F7…フレーム F9…スプリング

Claims (7)

  1. 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液体現像装置であって、
    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像を形成する現像部と、
    前記現像部で形成された像を前記記録媒体上に転写し、転写像を形成する転写部と、
    前記現像部および/または前記転写部において残存した前記液体現像剤を回収する回収部とを有し、
    前記絶縁性液体は、共役不飽和結合を有する不飽和脂肪酸成分を含むものであり、
    回収された前記液体現像剤中の前記絶縁性液体の吸光度を測定することにより、前記回収部で回収された前記液体現像剤の劣化の度合いを判定する劣化判定手段を有していることを特徴とする液体現像装置。
  2. 前記回収部に回収された前記液体現像剤を前記液体現像剤貯留部に搬送する搬送部を有し、
    前記劣化判定手段は、前記搬送部に設けられている請求項1に記載の液体現像装置。
  3. 前記劣化判定手段により、回収された前記液体現像剤の劣化の度合いが低いと判断した場合、回収された前記液体現像剤を再利用し、回収された前記液体現像剤の劣化の度合いが高いと判断した場合は廃棄する請求項1または2に記載の液体現像装置。
  4. 回収された前記液体現像剤を前記トナー粒子と前記絶縁性液体とに分離する分離手段を有し、
    前記色の変化の測定は、前記分離手段により前記トナー粒子と前記絶縁性液体とに分離した状態で行われる請求項1ないし3のいずれかに記載の液体現像装置。
  5. 前記分離手段は、回収した前記液体現像剤を貯留し、トナー粒子を沈降させた状態で上澄みを取り出すことにより、前記トナー粒子と前記絶縁性液体とに分離するものである請求項4に記載の液体現像装置。
  6. 前記分離手段は、固液分離フィルタである請求項4に記載の液体現像装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の液体現像装置と、前記記録媒体上に形成された前記像を定着する定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010197779A (ja) * 2009-02-26 2010-09-09 Seiko Epson Corp 液体現像剤および画像形成装置
JP2012203134A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置、及び画像形成装置
JP2013228754A (ja) * 2013-06-24 2013-11-07 Seiko Epson Corp 画像形成装置

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