JP2007328293A - 電子写真液体トナーを用いた画像形成方法及び画像消去方法 - Google Patents

電子写真液体トナーを用いた画像形成方法及び画像消去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】低エネルギーで画像定着、画像消去でき、リサイクル性の高い電子写真システムを提供すること。
【解決手段】熱により消去可能な着色剤、樹脂成分を分散媒中に分散させた電子写真液体トナーにより、静電潜像を担持する潜像担持体を現像し、該トナー像を基材に転写し、50℃以下の熱により基材に画像を定着させることにより基材で支持された電子写真画像を得た後、該形成された基材で支持された電子写真画像に60〜180℃の熱を加えることにより画像を消去させることを特徴とする画像形成消去方法。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いられる液体トナー及びその画像形成方法、定着方法、消去方法に関する。
電子写真用現像剤は、乾式トナー、液体トナーに大別されるが、液体トナーは、そのトナー粒径が小さいことから印刷に近い鮮明な画像が得られる有利さがある。液体トナーは、一般には、結着樹脂と着色剤と電荷制御とを高抵抗の非水溶媒中に分散し、粒径0.1〜3.0μm程度のトナー粒子を作ることによって製造されている。画像形成の方法においても乾式トナーを用いたプロセスのように重い鉄粉キャリアを使用しないため、マシンへの負荷が少なく、高速プリントに対応できるメリットがある。
更に、粉塵が発生しないため環境面でも優位性がある。
電子写真において、作成された画像を消去して紙を再利用することは既に提案されている。
例えば、特許文献1(特開2004−196999号公報)記載の技術は、熱によりt−ブトキシカルボニル基を離脱させアミド基上の窒素原子がトリフェニルメタンの炭素原子と結合しラクタム環形成させることにより画像を消去させるものであるが、乾式トナーを用いたものであり、トナー製造時の溶融混練、溶融定着のための加熱、画像消去のための加熱と、3段階の加熱工程を含み、これら相互の干渉、特に前の2段階の加熱による消色への影響を避けることが難かしく、消去には多くの熱量が必要であった。
また、特許文献2(特開2000−98660号公報)記載の技術は、スチレンアクリル樹脂にクリスタルバイオレットラクトン、顕色剤、消色剤を150℃程度の温度で混練溶融して得られた乾式消色トナーを用いるものであるが、溶融混練時の熱で消去しないようにしているため、同様に、消色にはかなりの熱量が必要であった。
特許文献3(特開平5−119520号公報)記載の技術は、近赤外線吸収性染料を用い近赤外線により消色するものであるが、一枚一枚の表面に近赤外線を照射しなければならず、効率が悪いという問題があった。
特許文献4(特許第3677686号公報)記載の技術は、特定のカチオン製色素を用いたトナーで印字し水素化ホウ酸ナトリウム水溶液で還元、消色させるものであるが、黒色の印字が困難であり、紙に水溶液を塗布するという工程が必要で消色方法が煩雑であった。
特許文献5(特許第3186512号公報)記載の技術は、ピロロピロール系の着色剤を用いたトナーを塩素ガスによって消色させるものであるが、塩素ガス自体が有害でありオフィスで簡単に取り扱えるものではなかった。
従来の消色、リサイクルできるトナーの考案は乾式トナーを用いるものであり、樹脂を溶融させ、トナーを紙に固着させる必要があった。このため定着で通常150℃程度の温度が必要であり、いつでも作動できるように定着部を常にこの温度で待機させておく必要があり、エネルギー的にもムダがあった。
また、乾式トナーは粒径が6μm程度と液体トナーに比べ大きいため、付着したトナー層も3μm程度あり厚くなる。このため、3回程度画像を消去して使用すると、画像は消えていてもトナー分は残っているため、凹凸が目立つため、リサイクル性は劣るものであった。
特開2004−196999号公報 特開2000−98660号公報 特開平5−119520号公報 特許第3677686号公報 特許第3186512号公報
本発明の目的は、低エネルギーで画像定着、画像消去でき、リサイクル性の高い電子写真システムを提供することである。
上記課題は、以下の本発明によって解決される。
(1)「熱により消去可能な着色剤、樹脂成分を分散媒中に分散させた電子写真液体トナーにより、静電潜像を担持する潜像担持体を現像し、該トナー像を基材に転写し、50℃以下の熱により基材に画像を定着させることにより基材で支持された電子写真画像を得た後、該形成された基材で支持された電子写真画像に60〜180℃の熱を加えることにより画像を消去させることを特徴とする画像形成消去方法」、
(2)「更に、前記消色された基材に請求項1と同様に熱により前記の消去可能なトナーにより、同様に画像形成し、その後、該基材上に形成された電子写真画像に60〜180℃の熱を加えることにより画像を消去させ、以上を繰り返すことを特徴とする画像形成消去方法」、
(3)「前記電子写真液体トナーに含有される熱により消去可能な着色剤が、ロイコ染料と炭素数8以上のアルキル基をもった顕色剤であることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の画像形成消去方法」、
(4)「前記ロイコ染料と炭素数8以上のアルキル基をもった顕色剤である消去可能な着色剤の消色開始温度が、60℃〜180℃であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(5)「前記電子写真液体トナー樹脂成分としてアクリル樹脂を含有することを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(6)「前記電子写真液体トナー分散媒が脂肪族炭化水素、ポリアルファオレフィン、シリコーンオイルのいずれかであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(7)「前記電子写真液体トナーの遠心沈降式粒度分布計で測定した重量平均粒径が0.1〜5μmであること特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(8)「前記電子写真液体トナーのB型粘度計(60rpm、25℃)で測定した粘度が50〜700mPa・sであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(9)「前記電子写真液体トナーのレーザードップラー型ζ電位計で測定したトナーのζ電位(絶対値)が10〜300mVであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(10)「前記電子写真液体トナーをローラー又はベルト上に薄層にして現像することを特徴とする前記第(1)項乃至第(9)項のいずれかに記載の画像形成消去方法」、
(11)「ローラー又はベルト上に形成した記録材料層にコロナ放電を行った後に静電潜像を現像することを特徴とする前記第(10)項に記載の画像形成消去方法」、
(12)「静電潜像を現像後、中間転写体に記録材料を転写後、転写部材に画像を形成させることを特徴とする前記第(10)項又は第(11)項に記載の画像形成消去方法」、(13)「前記電子写真液体トナーを固形分0.5〜5.0%に希釈し、現像ギャップ50〜250μmで現像し、スクイズローラギャップ30〜150μmで過剰溶媒除去することを特徴とする画像形成消去方法」、
(14)「感光体の線速に対してトナーを現像するための現像ローラーの線速が1.2倍〜6倍、過剰溶剤を除去するスクイズローラーの線速が1.2〜4倍であることを特徴とする画像形成消去方法」、
(15)「形成された画像に60〜180℃の熱を0.1秒〜30秒加えることにより画像を消去させることを特徴とする画像消去方法」
本発明の画像形成消去方法においては、熱により消去可能な着色剤を含有するため、紙の再利用ができる。また、低エネルギーで定着可能、消色可能なため省エネ効果が大きい。また、熱により消去可能な着色剤がロイコ染料と炭素数8以上のアルキル基をもった顕色剤であるため、低温で短時間に消色できる。また、消去可能な着色剤の消去開始温度が低いため、低エネルギーで消去できる。また、樹脂成分としてアクリル系樹脂を含有しているため、非加熱定着性が良好である。また、特定の分散媒を用いているため、安全性が高く、トナー特性が良好である。また、一定範囲の粘度であるため、薄層現像性が良好である。また、粒径が一定範囲であるため、画像特性、定着性が良好である。さらにまた、ζ電位が一定範囲内であるため、高品質の画像が得られる。また、ローラー又はベルト上に薄層にして現像するため、高精彩な画像が得られる。また、ローラー又はベルト上に形成した静電荷像用液体トナー層にコロナ放電を行なった後に静電潜像を現像するため、解像度が向上する。さらにまた、静電潜像を現像後、中間転写体にトナー像転写後、転写部材に画像を形成させるため、転写性、画像濃度が向上する。また、希釈現像液による現像方式のため、非加熱定着性に優れる。また、希釈現像液による現像条件が適正なため、画像濃度が向上する。また、低エネルギーで消去できるため、環境面で優位性がある。
本発明は着色剤と熱により消去可能なロイコ染料/顕色剤を用いた液体トナーで、非加熱又は50℃以下の熱で基材に定着させ、60〜180℃の熱を短時間加えることにより画像を消去し、再利用するものである。
本発明の主な優位性として以下の点が挙げられる。
(1)低温で短時間に消去可能な消色性染料を用いているため、消色のためのエネルギーが僅かである。
(2)非加熱、あるいは50℃以下の温度で定着できるため、定着エネルギーが非常に少ない。
(3)液体トナーのため画像のトナー層厚が0.2〜1μmと薄い。このため何回消去、リサイクルしても紙の質感が損なわれない。
(4)液体トナーを用いているため、高精彩で高解像な画像が得られる。
(5)トナーの製造工程で熱を使用せず工程も簡単なため、省エネ製造性に優れる。
本発明に用いられる消色性染料(ロイコ染料/顕色剤)は例えば以下のようなものがある。
ロイコ染料としては、たとえば、フタリド化合物、アザフタリド化合物、フルオラン化合物など公知の染料前駆体が1種類もしくは組み合わせて用いられる。
これらの化合物の例としては、特開平5−124360号公報、特開平6−210954号公報、特開平10−230680号公報などに記載のロイコ染料である。なかでも特に好ましい例としては、2−アニリノ−3−メチル−6−ジエチルアミノフルオラン、2−アニリノ−3−メチル−6−ジ(n−ブチルアミノ)フルオラン、2−アニリノ−3−メチル−6−(N−n−プロピル−N−メチルアミノ)フルオラン、2−アニリノ−3−メチル−6−(N−イソプロピル−N−メチルアミノ)フルオラン、2−アニリノ−3−メチル−6−(N−イソブチル−N−メチルアミノ)フルオラン、2−アニリノ−3−メチル−6−(N−n−アミル−N−メチルアミノ)フルオラン、2−アニリノ−3−メチル−6−(N−エチル−p−トルイジノ)フルオラン、3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−3−(2−エトキシ−4−ジエチルアミノフェニル)−4−アザフタリド、3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−3−(2−エトキシ−4−ジエチルアミノフェニル)−7−アザフタリドなどが挙げられる。
また、顕色剤としては、炭素数8以上のアルキル基をもったものが好ましく用いられ、代表例として、たとえば特開平5−124360号公報、特開平6−210954号公報、特開平10−95175号公報などに記載の顕色剤である。ここで用いる顕色剤は、分子内にロイコ染料を発色させる顕色能をもつ構造、たとえばフェノール性水酸基、カルボン酸基、リン酸基などと、分子間の凝集力を制御する構造、たとえば長鎖炭化水素基が連結した構造を一つ以上もつ化合物である。連結部分にはヘテロ原子を含む2価以上の連結基を介していても良く、また長鎖炭化水素基中にも同様の連結基および/または芳香族基が含まれていても良い。このような可逆性顕色剤の具体例は前記の公開公報のほか、たとえば特開平9−290563号公報、特開平11−188969号公報、特開平11−99749号公報などに示されている。
染料の消色現象について説明する。
本発明の消色性染料は、発色状態では顕色剤とロイコ染料が分子どうしで接触反応しうる状態で混合された状態で固体状態を形成している。この状態は顕色剤と発色剤が凝集して発色を保持した状態であり、この凝集構造の形成により発色が安定化していると考えられる。一方、消色状態は両者が相分離した状態である。この状態は少なくとも一方の化合物の分子が集合してドメインを形成した結晶化した状態であり、凝集あるいは結晶化することにより発色剤と顕色剤が分離して安定化した状態であると考えられる。発色状態から消色状態への移行は、顕色剤の融点温度よりも少し低い温度(例えば、融点よりも5℃〜40℃程度低い温度であって、その温度は顕色剤化合物の種類によって異なる)に加熱することによって起き、発色状態の顕色剤とロイコ染料のつくる凝集構造から顕色剤が分離結晶化することで、消色する。
本発明は、非加熱又は50℃以下の温度で紙に定着させるため、紙に浸透しやすく染料を紙に接着、保持できる樹脂を用いる必要がある。
図9には、従来の乾式トナーの定着状態と、本発明に係る液体トナーの定着状態の違いを、わかり易いように誇張して模式的に示す。
50℃以下の温度で定着させるための条件として以下の特性を持っていることが望ましい。
(1)トナー粒径は0.1〜1μmが望ましい。
この範囲の粒径であれば紙繊維の中にトナー粒子が入り込み、紙中に保持される。
乾式トナーの場合は樹脂を溶融させ紙に結着させることにより定着させているが、本液体トナーの場合は紙中に保持、接着させることで定着させており、定着原理が異なるものである。
(2)(液状)樹脂は着色剤、トナー粒子を紙繊維中に保持、接着させるため、着色剤/トナー粒子と親和力の強い機能及び紙に接着しやすい機能を持っていることが望ましい。
例えば、前者としては、メチルメタクリレートなど、後者としては、ラウリルメタクリレートなどが挙げられる。また、樹脂の少なくとも一部にTgは−40〜30℃のものを用いることが望ましい。樹脂量はトナーの5〜30wt%が望ましい。
特にアクリル系樹脂を用いた場合、良好な特性が得られる。
本発明に好ましいアクリル系樹脂としては、下記一般式(I)で表わされるビニルモノマーAと、一般式(II)で表わされるビニルモノマー及びビニルピリジン、ビニルピロリドン、エチレングリコールジメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエンより選ばれるモノマーBの各一種ずつもしくは、数種の共重合体、グラフト共重合体、それらのブレンド(混合物)が挙げられる。
Figure 2007328293
(RはHまたはCHを、nは6〜20の整数を表わす。)
Figure 2007328293

(RはHまたはCHを、RはH,C2n+1〔n=1〜5〕,COH,CHCH=CHまたはCN(C2m+1〔m=1〜4〕を表わす。)
具体的には本発明に好ましいアクリル系樹脂は例えば以下のように合成できる。
攪拌機、温度計、冷却管、滴下ロートを備えた3LのフラスコにアイソパーH500gを仕込み、90℃に加熱し、攪拌しながらビニルモノマーAのRがCH、n=12のラウリルメタアクリレート 100g、ビニルモノマーBのRがCH、RがCHのメチルメタクリレート30g、アズビスイソブチロニトリルよりなるモノマー溶液を2時間かけて滴下する。その後95℃に保ち5時間重合を行なう。
合成されたアクリル樹脂の重合率は95%以上が好ましい。95%未満では、モノマー臭が強く、トナーにしたとき、定着特性が低下する。後に示す実施例で用いた共重合体は、それぞれ相当するアクリルモノマーを、このような方法で合成して得たものである。
また、特にTgが−40〜30℃の範囲にあるものが望ましい。Tgが−40℃未満ではトナー粒子の融着が大きく凝集しやすく、30℃を超えると本発明で志向する低温定着性が不十分となる。
本発明の分散媒は高抵抗で低誘電率のものが良く、脂肪族炭化水素、ポリアルファオレフィン、シリコーン系オイル、これらの混合物等が良好である。脂肪族炭化水素は、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、アイソパーV(以上エクソンモービル社製)などがあり、ポリアルファオレフィンとしては、SHF−20、SHF−21、SHF−23、SHF−41、SHF−61、SHF−63、SHF−82、SHF−83、SHF−101、SHF−403、SHF−1003、supersyn2150、supersyn2300、supersyn21000、supersyn23000(以上エクソンモービル社製)などが挙げられる。また、シリコーンオイルとしては、KF96 1〜10000cst(信越シリコーン)、SH344(東レシリコーン)、TSF451シリーズ、TSF404(環状ジメチルポリシロキサン)、TSF4704(アミノ変性シリコーン)(東芝シリコーン)などが挙げられる。
沸点は120℃以上が望ましい。120℃未満であると溶媒が揮発しやすく臭気、安全性の点や、揮発溶剤蒸気が作業者にとって好ましくない。
液体トナーの重量平均粒径は0.1〜5μmが望ましい。望ましくは0.1〜2μm、更に望ましくは0.1〜1μmである。平均粒径が0.1μm未満の場合は、トナー粒子の帯電量が低下し、泳動速度が低下するため、高速現像に不利になり、十分な画像濃度が得られない場合がある。また、ニジミの発生にもつながる場合がある。平均粒径が5μmを超えると画像の解像性が低下し、50℃以下の温度での定着が困難になる。特に、1μm以下の粒径にすれば、熱を使用しなくても、トナーの紙への染込み力と樹脂の接着力で、定着可能となる。
図7は、本発明の消去可能な実施例2のトナーに熱をかけないで定着させたときの平均粒径とテープ定着率の関係であるが、1μm以下の粒径にすれば非加熱でも定着可能なことが確認できる。テープ定着率とは(テープ剥離後濃度/テープ剥離前濃度)×100%で計算し、高いほど定着力が強いといえる。
トナーのζ電位は10〜300mVが好ましい。更に好ましくは50〜250mV、更には100〜200mVである。ζ電位が10mVよりも低いとトナー粒子が凝集したり、電気泳動性が低下し地汚れしたり、濃度が低下する。またζ電位が300mVよりも高いと感光体付着量が低下し濃度が低下する場合がある。
液体トナーの粘度は50〜700mPa・s(B型粘度計60rpmで測定)が望ましく、更には150〜400mPa・sが望ましい。50mPa・s未満の粘度では、薄層形成が均一にできない場合があり、700mPa・sより高い場合は、トナー粒子の泳動性が低下し、地汚れが発生しやすくなる。
樹脂と消色性染料のトナー中に占める割合(固形分)は、10wt%以上が好ましく、この割合以下では十分な濃度が得られない場合がある。
また、この液体トナーをローラー又はベルト上に薄層にして現像することで、高濃度、高解像の画像が得られる。層厚は、1〜15μm程度が良く、望ましくは3〜10μmが良い。層厚1μm未満では、濃度が十分でなく15μmを越えると解像度が低下する。
ローラー又はベルト上に形成した静電荷像用液体トナー層にコロナ放電を行なった後に静電潜像を現像することにより、トナーのコフュージョン高めることができ、更に解像度を高めることができる。コロナ放電はトナーと同極性の場合に効果が高く、電圧は500〜8000V程度が良い。
静電潜像部にプリウエット液を付着させた後、現像することにより転写効率をUPさせ高画質を得ることができる。プリウエット液膜は0.1〜5μm、望ましくは、0.3〜1μm程度が良好である。0.1μm未満であれば、効果は低く5μmを越えると解像度が低下してしまう。
静電潜像を現像後、中間転写体にトナー像転写後、転写部材に画像を形成させることにより、転写圧力をかけることができ、普通紙でも高画質を得ることができる。中間転写体の材質は、ウレタンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴム等の耐溶剤性、弾力性のあるものが望ましく、フッ素樹脂等でコーティングされていれば更に良い。
静電潜像を形成する光導電体の表面が撥水、撥油性(θ=30°以上)にすることにより転写率、クリーニング性を向上でき画像品質を高めることができる。撥水、撥油性を高めるには、例えば、日本油脂性モディパーF200、210等のフッ素樹脂含有ブロックポリマーをコーティングすることにより達成できる。
以下、本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する。
図1は矢印方向に回転する光導電体(L)(例えば有機光半導体、セレン、アモルファスシリコーン)であり、これを回転させながらコロナ帯電(E)により光導電体(L)に帯電させる。(F)はキャリア液をプリウエット場合のローラーである。(G)は書き込み露光部である。(K)は現像ローラーで、トナー容器(I)よりトナーの供給を受け、トナーローラー(J)により均一に塗布される。現像ローラー(K)上のトナー層は、必要に応じてコロナ放電部(H)により電圧が印加され、光導電体(L)上の潜像は、現像ローラー(K)により現像されて可視化される。各ローラーは、金属、ゴム、プラスチック、スポンジ状、さらにワイヤーバー、グラビアローラー等の溝を有するものも使用可能である。
転写材(B)が転写ローラー(A)により光導電体(L)上のトナー像を転写材(B)上に転写する。転写の方法は静電的に転写材上に形成できる。
光導電体上をクリーニングするためのクリーニングローラー(C)とクリーニングブレード(D)により残存トナーを除去し、次の作像に備える。
図2は、図1と異なる点としてプリウエット液をローラーからフェルトでコーティングする工程(F’)を含む。プリウエット液は必要に応じてフェルトで塗布する。トナーは、トナー容器(I)よりローラー(J1)、(J2)を通して現像ローラー(K)に塗布され、塗布されたトナー層にコロナ放電部(H)より直流電圧が印加される。図2の現像ローラー(K)は図1より光導電体(L)との接触幅を長くしてあり、潜像を十分現像できるように工夫してある。光導電体(L)上に現像されたトナー像は転写部材(B)にコロナ放電部(A’)により転写され画像が形成される。
図3はカラーコピーを出力する場合の現像プロセスの一例を示したものである。光導電体上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー容器(I)、トナーローラー(J)があり、現像ローラー(K)により、一色ごとに感光体(L)の潜像を現像し、中間転写体(M)に転写後、更に転写部材(B)に転写ローラー(A)により転写する。
図4はカラー用の作像プロセスである。図3と同様イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーを収容するトナー容器(I)、トナーローラー(J)があり、現像ローラー(K)にトナー層を塗布するベルト(N)により光導電体(L)上の潜像を現像し、転写部材(B)にトナー像を転写するものである。トナー層を塗布するベルト(N)にはクリーニングローラー(O)とクリーニングブレード(P)により、クリーニングし、ベルトを再利用するものである。
また、前記薄層現像プロセスではなく、トナーを希釈して現像するプロセスでも作像可能である。図5は直接転写プロセス、図6は中間転写を用いたプロセスである。このプロセスの場合は紙に転写したときトナーの転写固形分が低いため、紙繊維の中にトナー粒子が浸透し易く、非加熱での定着性に優れる。
感光体の電荷の残っている潜像に現像ローラーと感光体間の希釈現像液により現像し、スクイズローラーで余剰の現像液を除去し、転写電圧付与部剤によりトナーの電荷と逆電荷の電圧をかけ転写する。
現像ローラーは感光体と順方向に回転し、スクイズローラーは逆方向に回転させ、感光体に対する線速は現像ローラーが1.2倍〜6倍、スクイズローラーの線速は1.2倍〜4倍が効果的である。
ローラーと感光体の現像ギャップは50〜250μm、スクイズローラーのギャップは30〜150μmが良好である。転写電圧は500〜4000vの範囲が良好である。
転写されずに感光体に残ったトナーをクリーニングブレード、クリーニングローラーで除去後、感光体を除電する。
また、画像部の電荷を消去し非画像部の電荷を残す現像方式でも同様に画像形成できる。
転写電圧は直接転写の場合は絶対値で500〜2000V、中間転写を用いる場合は1次転写が100〜1000V、2次転写は300〜2000Vが望ましい。
感光体の表面電位は、400v〜1600vの範囲が良好である。
定着は非加熱で、紙への染込み力と樹脂による接着保持力により行われる。また必要に応じて50℃以下の熱ローラ、熱板、温風、圧力を併用することも可能である。
定着温度が50℃を超えると画像の消色が始まり、像が薄くなる場合がある。
本発明の液体トナーは、消色性染料、樹脂/接着樹脂、CCA、分散溶媒をボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミルなどの分散機に投入し、分散、混練を行なうことで得られる。分散温度は50℃以下で行なう必要があり、25〜30℃にコントロールして製造することが望ましい。トナーにおける消色性染料の含有量は3〜20%、更には7〜15%が望ましい。3%未満では濃度が低く、20%以上では地汚れが発生する場合がある。
形成された画像は用いた消色性染料の種類、特性により異なるが、60℃〜180℃の熱を0.1〜30秒加えることで消色できる。本発明のものは、ほとんどの場合、100℃程度の熱で1秒以内に消去可能であるが、加熱温度を変化させたり、加熱時間をのばすことにより消去性を向上できる場合もある。消去方法は消去したい画像を束ねて、所定温度の恒温槽に入れてもかまわないし熱ローラーを用いた消去装置を通してもよい。
図8に本発明の実施例7で作成した画像を各温度に1秒間入れたときの消色変化の一例を示す。
以下の実施例中「部」は全て「重量部」を表わす。
・消色性染料の作製
(消色性染料A)
ロイコ染料として2−アニリノ−3−メチル−6−ジエチルアミノフルオラン1部を、顕色剤として下記のフェノール化合物8部を混合したのち、約200℃で加熱溶融し、急冷して発色状態にある消色性染料Aを作製した。
Figure 2007328293

(消色性染料B)
ロイコ染料として2−アニリノ−3−メチル−6−ジブチルアミノフルオラン1部を、顕色剤として下記のフェノール化合物8部を混合したのち、約170℃で加熱溶融し、急冷して発色状態にある消色性染料Bを作製した。
Figure 2007328293

(消色性染料C)
ロイコ染料として2−o−クロロアニリノ−6−ジブチルアミノフルオラン1部を、顕色剤としてオクタデシルホスホン酸8部を混合したのち、約150℃で加熱溶融し、急冷して発色状態にある消色性染料Cを作製した。
(実施例1)
消色性染料A 130部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸(80/10/10)共重合体のSFH−61 20%溶液 100部
ビスコール550P(三洋化成) 30部
SFH−61 280部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 3部
をピンミルに入れて25℃で10時間分散後、さらにSFH−61を500部加え、1時間分散し、トナーを作成した。
このトナーにより図1の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、110℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例2)
消色性染料B 150部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸/グリシジルメタクリレート(70/15/8/7)共重合体のアイソパーH 30%溶液
120部
サンワックス151P(三井・デュポン) 60部
アイソパーH 330部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 2部
をボールミルに入れて30℃で72時間分散後、さらにアイソパーHを400部加え、3時間分散し、トナーを作成した。
このトナーにより図1の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、130℃のホットプレートに2秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例3)
消色性染料C 120部
X−22−D174DX(信越シリコーン)/2エチルヘキシルアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸(50/35/8/7)共重合体のシリコーン10cst 25%溶液 130部
エピコート834(ジャパンエポキシレジン) 50部
シリコーン50cst 350部
荷電制御剤(ナフテン酸マンガン) 5部
をバスケットミルに入れて35℃で20時間分散後、さらにシリコーン50cstを550部加え、5時間分散し、トナーを作成した。
このトナーにより図1の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、90℃の温風に2秒間さらし画像を消去し消去性を確認した。
(実施例4)
消色性染料A 100部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸(80/10/10)共重合体のSFH−61 20%溶液 60部
メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物の鉱物油溶液SE725(三洋化成)
80部
SFH−21 300部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 3部
をボールミルに入れて25℃で72時間分散後、さらにSFH−41を550部加え、1時間分散し、トナーを作成した。
このトナーにより図1の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、線速100mm/sの90℃加熱ローラに通して画像を消去し消去性を確認した。
(実施例5)
消色性染料B 70部
ラウリルメタアクリレート/グリシジルメタクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸(80/5/5/10)共重合体のSFH−61 30%溶液
120部
ニューポールPE74(三洋化成) 40部
SFH−61 280部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 1部
をピンミルに入れて25℃で10時間分散後、さらにSFH−61を500部加え、1時間分散し、トナーを作成した。
このトナーにより図1の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、110℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例6)
実施例2で分散温度を20℃、分散時間を48時間にした以外は同じにしてトナーを作成した。
このトナーにより図1の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、110℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例7)
実施例2の液体トナーを用い、図2の装置を使用してトナー層に3000Vコロナ放電をかけた後現像を行ない画像を作成し、画像評価を行なった後、110℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例8)
実施例3の液体トナーを用い、図3の中間転写ドラムM(ウレタンゴム、表面フッ素処理)の装置を使用して画像を作成し、画像評価を行なった後、90℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例9)
消色性染料A 100部
ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸(80/10/10)共重合体のSFH−61 20%溶液 90部
サンワックス161P(三洋化成) 60部
SFH−61 290部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 3部
をピンミルに入れて25℃で10時間分散後、さらにSFH−61を450部加え、1時間分散し、トナーを作成した。
なお、実施例で用いた共重合体は、それぞれ相当するアクリルモノマーを、上に既に詳細に説明したような方法で合成して得たものであり、ここで、実施例1で用いた「ラウリルメタアクリレート/メチルメタアクリルレート/メタクリル酸(80/10/10)共重合体」合成のためのラウリルメタアクリレートとしては三菱化学のアクリルモノマー、アクリルエステルLを、メチルメタアクリルレートとしては三菱化学のアクリルモノマー、アクリルエステルMを、メタクリル酸としては三菱化学のメタクリル酸を、また、実施例2のグリシジルメタクリレートとしては三菱化学のアクリルモノマー、アクリルエステルGを、実施例3の2−エチルヘキシルアクリレートとしては三菱化学のアクリルモノマー、アクリルエステルEHを、それぞれ用いた。
このトナーを100g計り取り、1LのアイソパーHで希釈して希釈現像液を作成した。この希釈現像液により図5の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、110℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(実施例10)
実施例9の希釈現像液を用い図6の装置を用いて画像を作成し、画像評価を行なった後、110℃環境に1秒間放置し画像を消去し消去性を確認した。
(比較例1)
Disperse Blue 60(日本化薬) 70部
ビスコール550P(三洋化成) 80部
アイソパーH 380部
荷電制御剤(ナフテン酸ジルコニウム) 3部
をピンミルに入れて25℃で10時間分散後、さらにアイソパーHを500部加え、1時間分散し、トナーを作成し実施例1と同様に評価した。
(比較例2)
スチレン/ブチルアクリレート共重合体 800重量部
クリスタルバイオレットラクトン 1重量部
没色子酸プロピル 1重量部
コール酸 15重量部
ビスコール660P 3重量部
CCA(TN−105) 1重量部
を二本ロールで160℃、30分間混練し冷却、粗砕後、7.3μmの乾式トナーを作成した。このトナーを乾式複写機(リコー社製 イマジオMF7070)でコピーし、画像評価後、120℃環境に1秒間放置し、消去性を確認した。
転写紙は全てリコーT−6200ペーパーを用い、図1〜3の装置を用いた高濃度トナーによる薄層現像方式で、また図4〜5の装置を用いた希釈トナーによるギャップ現像方式で画像を作成した。画像濃度はX−Riteにより測定した。
粘度は25℃でB型粘度計により回転数を60rpmにして測定した。
平均粒径は島津製作所SA−CP3により測定した。
トナーを積分球式濁度計で透過率15%程度になるまでアイソパーで希釈し、SA−CP3用セルに充填しACCEL480、MODE:CENT、3〜16チャンネルの条件で測定した。
ζ電位は大塚電子ELS−8000により測定した。
セル:低誘電率セル、電界:500V/cm、6回測定平均モードで測定した。
定着は実施例2が40℃の温風を10秒間あて、実施例5が40Kg/cmの圧力ローラー(25℃)を通過させた以外は全て非加熱で定着させた。
定着率はスコッチメンディングテープを用い剥離後の濃度を測定し(剥離後濃度/剥離前濃度)×100%で算出した。
消去率は、[(消去前濃度−紙濃度)−(消去後濃度−紙濃度)/(消去前濃度−紙濃度)]×100%で算出した。
解像力は解像力評価チャートにより1mm幅に識別できるライン本数を確認した。
Figure 2007328293
実施例1〜10の本発明トナーは、50℃以下で定着でき、低エネルギーで画像消去できた。
本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する図である。 本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する他の図である。 本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する他の図である。 本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する他の図である。 本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する他の図である。 本発明の画像形成法の画像作成プロセスについて説明する他の図である。 本発明のトナーにおけるトナー平均粒径と非加熱定着性の関係を示す図である。 本発明のトナーを用いて作成した画像の消色変化の一例を示す図である。 従来の乾式トナーの定着状態と、本発明に係る液体トナーの定着状態の違いを、模式的に示す図である。
符号の説明
A 転写ローラー
A’ コロナ放電部
B 転写材
C クリーニングローラー
D クリーニングブレード
E コロナ帯電
F ローラー
F’ コーティング工程
G 書き込み露光部
H コロナ放電部
I トナー容器
J トナーローラー
J1 トナーローラー
J2 トナーローラー
K 現像ローラー
L 光導電体
M 中間転写体
N ベルト
O クリーニングローラー
P クリーニングブレード

Claims (15)

  1. 熱により消去可能な着色剤、樹脂成分を分散媒中に分散させた電子写真液体トナーにより、静電潜像を担持する潜像担持体を現像し、該トナー像を基材に転写し、50℃以下の熱により基材に画像を定着させることにより基材で支持された電子写真画像を得た後、該形成された基材で支持された電子写真画像に60〜180℃の熱を加えることにより画像を消去させることを特徴とする画像形成消去方法。
  2. 更に、前記消色された基材に請求項1と同様に熱により前記の消去可能なトナーにより、同様に画像形成し、その後、該基材上に形成された電子写真画像に60〜180℃の熱を加えることにより画像を消去させ、以上を繰り返すことを特徴とする画像形成消去方法。
  3. 前記電子写真液体トナーに含有される熱により消去可能な着色剤が、ロイコ染料と炭素数8以上のアルキル基をもった顕色剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成消去方法。
  4. 前記ロイコ染料と炭素数8以上のアルキル基をもった顕色剤である消去可能な着色剤の消色開始温度が、60℃〜180℃であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  5. 前記電子写真液体トナー樹脂成分としてアクリル樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  6. 前記電子写真液体トナー分散媒が脂肪族炭化水素、ポリアルファオレフィン、シリコーンオイルのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  7. 前記電子写真液体トナーの遠心沈降式粒度分布計で測定した重量平均粒径が0.1〜5μmであること特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  8. 前記電子写真液体トナーのB型粘度計(60rpm、25℃)で測定した粘度が50〜700mPa・sであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  9. 前記電子写真液体トナーのレーザードップラー型ζ電位計で測定したトナーのζ電位(絶対値)が10〜300mVであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  10. 前記電子写真液体トナーをローラー又はベルト上に薄層にして現像することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成消去方法。
  11. ローラー又はベルト上に形成した記録材料層にコロナ放電を行った後に静電潜像を現像することを特徴とする請求項10に記載の画像形成消去方法。
  12. 静電潜像を現像後、中間転写体に記録材料を転写後、転写部材に画像を形成させることを特徴とする請求項10又は11に記載の画像形成消去方法。
  13. 前記電子写真液体トナーを固形分0.5〜5.0%に希釈し、現像ギャップ50〜250μmで現像し、スクイズローラギャップ30〜150μmで過剰溶媒除去することを特徴とする画像形成消去方法。
  14. 感光体の線速に対してトナーを現像するための現像ローラーの線速が1.2倍〜6倍、過剰溶剤を除去するスクイズローラーの線速が1.2〜4倍であることを特徴とする画像形成消去方法。
  15. 形成された画像に60〜180℃の熱を0.1秒〜30秒加えることにより画像を消去させることを特徴とする画像消去方法。
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