JP2009180774A - 被定着材料、定着方法、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の被定着材料は、軟化剤を含有した定着液により少なくとも一部を溶解又は膨潤可能であって少なくとも一層の外郭層(31)と、最内側の該外郭層の内側のコア部(32)とを有している。よって、定着液がない場合は温度が高くても安定な粒子構成にでき、内部が軟らかく、または液体でも現像時や保存時に変化することなく用いることができる。定着液を用いると外殻は、非常に軟らかくなり、中心まで、定着液が拡散しなくとも、定着が可能となり、高速定着、定着液の低減化が可能となる。
【選択図】 図4
Description
C(x,t)=C0(erfc(x/2*√Dt)) ・・・(2)
図9は定着装置における定着液付与手段の一例を示す概略構成図である。ここで、本発明の被定着材料である樹脂含有微粒子はトナー粒子である。同図の(a)に示す定着液付与手段60は、上述した泡状定着液生成手段50によって生成された所望の微小な泡の泡状定着液を樹脂含有微粒子層(トナー粒子層)へ付与するための塗布ローラ61と、塗布ローラ面に所望の微小な泡の泡状定着液の膜厚を、記録媒体上の未定着のトナー層の厚さに応じて制御し、泡状定着液の最適な膜厚の制御を行う泡状定着液膜厚制御手段70と、塗布ローラ61と対峙する位置に加圧ローラ62とを具備している。同図の(b)に示すように、塗布ローラ61上には泡状定着液の層が記録媒体上の未定着のトナー層の厚さに応じて泡状定着液膜厚制御手段70を通して形成されており、この泡状定着液膜厚制御手段70によって泡状定着液の気泡の大きさ、泡粘度及び塗布加圧力並びに未定着トナーの層厚に応じた泡状定着液の未定着トナー層での浸透時間に対して最適化した定着液層の膜厚となる。所望の微小な泡の泡状定着液は、上記のように、大きな泡を生成する大きな泡生成部と大きな泡をせん断力で分泡して微小な泡を生成する微小な泡生成部とを含んで構成されている泡状定着液生成手段50で生成され、液供給口より泡状定着液膜厚制御手段70と塗布ローラ61の間に滴下される。
<定着液の処方>
◇軟化剤を含有する液体
希釈溶媒:イオン交換水 53wt%
軟化剤:コハク酸ジエトキシエチル(クローダ社 クローダDES)
10wt%
炭酸プロピレン 20wt%
増粘剤:プロピレングリコール 10wt%
増泡剤:ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂 マーポンMM) 0.5wt%
起泡剤:パルミチン酸アミン 2.5wt%
ミリスチン酸アミン 1.5wt%
ステアリン酸アミン 0.5wt%
分散剤:POE(20)ラウリルソルビタン(花王 レオドールTW−S120V) 1wt%
ポリエチレングリコールモノステアレート(花王 エマノーン3199) 1wt%
◇大きな泡生成部
図8を基に作製した。
上記の液状定着液保存容器:PET樹脂からなるボトル
液搬送ポンプ:チューブポンプ(チューブ内径2mm、チューブ材質:シリコーンゴム)
搬送流路:内径2mmのシリコーンゴムチューブ
大きな泡を作るための微細孔シート:#400のステンレス製メッシュシート(開口部約40μm)
図8を基に作製した。2重円筒の内側円筒は、回転軸に固定され、図示していない回転駆動モーターにより回転する。2重円筒の材質は、PET樹脂とした。外側円筒内径:10mm・長さ120mm、内側円筒外形:8mm・長さ100mmとした。回転数は、1000rpmから2000rpmの範囲で可変とした。
図9を基に作製した。上記の微小な泡生成部を用い、泡状定着液を作成し液膜厚制御用ブレードに供給する構成とした。液膜厚制御用ブレードと塗布ローラとのギャップは40μmとした。
加圧ローラ:アルミ合金製ローラ(φ10mm、長さ320mm)を芯金とし、外径Φ50mmのポリウレタン泡材(イノアック社 商品名「カラー泡EMO」)を形成したスポンジローラ
塗布ローラ:PFA樹脂を焼付け塗装したSUS製ローラ(φ30mm)
液膜厚制御用ブレード:アルミ合金製支持板に厚み1mmの並板ガラスを接着し、ガラス面を塗布ローラ側に向け、10μmから100μmの範囲で塗布ローラとガラス面の隙間を制御できるようにした。
図9の加圧ローラ62による定着液付与後のトナー層加圧手段について説明する。
加圧ローラ:長さ210mm・Φ20mmアルミ合金を芯金とし、その表面にゴム硬度30度のNBRゴムを厚み10mm形成し、更にその表面に表面粗さRz5μm以下のシームレスPFAフィルム(厚み50μm)をかぶせた。
紙搬送ローラ:長さ210mm・Φ30mmのアルミ合金とした。加圧ローラと紙搬送ローラとの加圧力は、軸間の片側加重10kgfとした。
試験用紙における黒ベタ領域に粘着テープを貼り、一定圧力で押圧して付着させた後、剥離し、粘着テープの剥離操作前後の画像濃度の比率から計算した。粘着テープ剥離前の画像濃度をID前、粘着テープ剥離後の画像濃度をID後とすると、定着率は、次式から求められる。
定着率(%)=(ID後/ID前)×100
◎:凝集率が5重量%未満
○:凝集率が5重量%以上10重量%未満
△:凝集率が10重量%以上50重量%未満
×:凝集率が50重量%以上
[具体例1]
スチレン70部及びn−ブチルアクリレート30部からなるコア用重合性単量体(得られる共重合体の計算Tg=35℃)、カーボンブラック(デグサ社製、商品名プリンテックス150T)5部、帯電制御剤(保土ケ谷化学社製、商品名スピロンブラックTRH)1部、ジビニルベンゼン0.3部、ポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、AA6、Tg=94℃)0.5部、及びt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート2部を、高剪断力で混合可能なホモミキサ−(TK式、特殊機化工社製)により、6000rpmの回転数で撹拌、混合して、均一分散し、コア用混合液を得た。
比較例1 必要ニップ時間 320[ms]
比較例2 必要ニップ時間 300[ms]
上記具体例1において、マクロモノマーの量を3部に代えた他は、具体例1と同様にして重合体粒子及び現像剤を得た。結果を下記の表1に示した。画像評価では、画像濃度が高く、カブリやムラの無い、解像度の極めて良好な画像が得られた。
上記具体例1において、マクロモノマーをアクリレート系のマクロモノマー(AA2、東亜合成化学工業社製、Tg=約90℃)に代えた他は、具体例1と同様にして重合トナー及び現像剤を得た。結果を下記の表1に示した。
上記具体例1においてシェル用重合性単量体としてメチルメタクリレート5部をメチルメタクリレート1.8部及びブチルアクリレート0.2部に変えた他は、具体例1と同様にして重合トナー及び現像剤を得た。結果を下記の表1に示した。
上記具体例1において、シェル用重合性単量体として用いたメチルメタクリレート5部の代わりにスチレン2部を用い、かつシェル用重合性単量体を添加する直前にメタノール20部を添加した他は、具体例1と同様にして重合トナー及び現像剤を得た。結果を下記の表1に示した。
酸化ポリエチレン(密度0.99、Melt flow index(MFI):メルトフローインデックス 1000(g/10min))、100部、カーボンブラック(デグサ社製、商品名プリンテックス150T)、10部を混合し、ロールミルを用いて150℃30分間十分混練したのちジェット粉砕機により、3−10μmの粒子を得た。この粒子をスチレンブタジエン共重合体(15:85wt%比)のメチルエチルケトン10%溶液に十分分散した液を作製し、スプレードライヤーを用いて5−15μmのトナーとした。本実施の形態でも、20−30msecでの定着が可能であった。定着評価をクリアした。
コア材として、
純水 97wt%
寒天 2wt%
染料(保土ヶ谷化学 青色1号) 1wt%
の割合で上記を50℃にて混合溶解する。
油性分散媒として、
酢酸ブチル 80wt%
硬質塩化ビニル樹脂ペレット(信越化学) 10wt%
モノオレイン酸ソルビタン(Span80) 10wt%
の割合で上記を混合溶解する。油性分散媒を50℃に加温し、ホモミキサにて液を撹拌しながら、油性分散媒7に対し、コア材3を徐々に添加し、10分撹拌する。その後、油性分散媒の液温を5℃まで下げる。この作業により、油性分散媒中に、粒子径3ミクロンのコア材微粒子が分散した液ができる。
純水 90wt%
モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(tween20)
10wt%
の割合で上記を混合溶解する。
この水性分散媒を30℃に加温し、ホモミキサにて液を撹拌しながら、水性分散媒8に対し、コア材微粒子が分散した上記油性分散媒2を徐々に添加し、10分間撹拌する。その後、水性分散媒液を80℃まで加温し、ゆっくり撹拌しながら60分間撹拌し、油性分散媒中の酢酸ブチルを揮発させる。この作業により、水性分散媒中に、コアとして水性インクでシェルとして硬質塩化ビニルからなるマイクロカプセル(平均粒径8ミクロン)が分散した液ができる。その後、ろ過と洗浄を3回繰り返したのち、自然乾燥により、コアとして水性インクでシェルとして硬質塩化ビニルからなるマイクロカプセル(平均コア径3ミクロン、シェル厚み2.5ミクロン)の粉末(トナー)の作製が完了する。樹脂で被覆した50メッシュのガラスビーズをキャリアビーズとしてカスケード現像法と同様の形で作製したトナーを紙上に密に配置させ、未定着サンプルを作製した。
ざらつきの物理的評価値は粒状度(granularity)である。ノイズは濃度変動の周波数特性であるウィナースペクトラム(Wiener Spectrum)によって測定できる。平均値が0である濃度変動成分をf(x)とすると
F(u)=∫f(x)exp(−2πiux)dx
WS(u)=F(u)2
ここで、uは空間周波数である。
粒状度(GS)は、WSと視覚の周波数特性(Visual Transfer Function:VTF)の積を積分した値で、以下の式で表される。
GS=exp(−1.8<D>)∫WS(u)1/2VTF(u)du
exp(−1.8<D>)は濃度と人の知覚する明るさの差を補正するための係数である。<D>は濃度の平均値を表す。粒状度は画像のなめらかさの主観評価と高い相関がある。粒状度の値が小さいほど滑らかな高画質となり、逆に大きいとざらついたプアな画像品質となる。2値のハーフトーン画像を用い、図9の定着装置で、下記の表2に示すように、加圧ローラを通した具体例a〜eと、加圧ローラを通さない比較例a〜eをそれぞれ得た。次に、大日本スクリーン社のGenaScan5000スキャナで1000dpiにて読み込み、画像データを得た。画像データから、濃度分布に変換し、前述した式にて粒状度を評価した。粒状度は0.60以下が望ましい。よって、下記の表2から、加圧ローラを通したほうが望ましいことがわかる。
50;泡状定着液生成手段、60;定着液付与手段、
61;塗布ローラ、62;加圧ローラ、70;液膜厚制御用ブレード、
80;画像形成装置。
Claims (8)
- 軟化剤を含有した定着液により少なくとも一部を溶解又は膨潤可能であって少なくとも一層の外郭層と、最内側の該外郭層の内側のコア部とを有することを特徴とする被定着材料。
- 前記コア部には、前記定着液により溶解又は膨潤可能である軟質固体状物質を有することを特徴とする請求項1記載の被定着材料。
- 前記コア部には、色材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の被定着材料。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の被定着材料を軟化させる軟化剤を含有した定着液を定着液付与手段によって媒体上の前記被定着材料に付与して前記被定着材料を媒体に定着することを特徴とする定着方法。
- 前記定着液は、泡状定着液生成手段によって泡化した泡状定着液であることを特徴とする請求項4記載の定着方法。
- 前記定着液を媒体上の前記被定着材料に付与した後に加圧することを特徴とする請求項4又は5に記載の定着方法。
- 樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで樹脂を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の被定着材料を軟化させる軟化剤を含有した定着液を媒体上の前記被定着材料に付与する定着液付与手段を有することを特徴とする定着装置。
- 樹脂と色剤を含有する共に、前記樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させることで前記樹脂を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の被定着材料を含む現像剤で静電記録プロセスを行い媒体上に未定着トナー画像を形成する画像形成手段と、
請求項7記載の定着装置により前記未定着トナー画像を媒体に定着させる定着手段と
を具備することを特徴とする画像形成装置。
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JP2011150321A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-08-04 | Ricoh Co Ltd | トナー、及び現像剤、並びに定着方法、画像形成方法及び画像形成装置 |
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JP2012128385A (ja) * | 2010-01-28 | 2012-07-05 | Ricoh Co Ltd | 定着方法及び該定着方法を用いた画像形成方法、並びに画像形成装置 |
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JPH10177278A (ja) * | 1996-10-14 | 1998-06-30 | Nippon Zeon Co Ltd | 重合トナー及びその製造方法 |
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