JP2011065009A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は定着装置及び画像形成装置に関し、詳細には樹脂を含有した微粒子を媒体に定着させる定着液を用いて樹脂を含有した微粒子であるトナーを定着する技術に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a technique for fixing toner, which is resin-containing fine particles, using a fixer that fixes resin-containing fine particles on a medium.
プリンタ、ファクシミリ及び複写装置のような画像形成装置は、紙、布、及びOHP用シートのような記録媒体に、画像情報に基づいて文字や記号を含む画像を形成する装置である。特に、電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で形成することができるため、広くオフィスで使用されている。このような電子写真方式の画像形成装置においては、記録媒体上のトナーを加熱して溶融させ、溶融したトナーを加圧することによって、トナーを記録媒体上に定着させる熱定着方式が広く用いられている。この熱定着方式は、高い定着速度及び高い定着画像品質等を提供することができるため、好適に用いられている。 Image forming apparatuses such as printers, facsimile machines, and copying machines are apparatuses that form images including characters and symbols on recording media such as paper, cloth, and OHP sheets based on image information. In particular, electrophotographic image forming apparatuses are widely used in offices because they can form high-definition images on plain paper at high speed. In such an electrophotographic image forming apparatus, a heat fixing method is widely used in which toner on a recording medium is heated and melted, and the molten toner is pressurized to fix the toner on the recording medium. Yes. This thermal fixing method is preferably used because it can provide a high fixing speed and high fixed image quality.
しかし、このような電子写真方式の画像形成装置における消費電力の約半分以上は、熱定着方式においてトナーを加熱することに消費されている。一方、近年における環境問題対策の観点からは、低消費電力(省エネルギー)の定着装置が望まれている。即ち、トナーを定着するためにトナーを加熱する温度を今までよりも極端に低下させること、又はトナーを加熱することを必要としない定着方法が望まれている。特に、トナーを全く加熱することなくトナーを記録媒体に定着させる非加熱定着方法が低消費電力の点で理想的である。 However, about half or more of the power consumption in such an electrophotographic image forming apparatus is consumed in heating the toner in the heat fixing method. On the other hand, a low power consumption (energy saving) fixing device is desired from the viewpoint of countermeasures for environmental problems in recent years. That is, there is a demand for a fixing method in which the temperature for heating the toner for fixing the toner is extremely lowered than before, or the toner does not need to be heated. In particular, the non-heat fixing method in which the toner is fixed to the recording medium without heating the toner at all is ideal in terms of low power consumption.
このような非加熱定着方法としては、例えばトナーを溶解または膨潤可能で、水に不溶または難溶な有機化合物が水に分散混合された水中油滴型の定着剤を、未定着のトナーが所定位置に配設された被定着物の表面から噴霧または滴下してトナーを溶解または膨潤させた後、被定着物を乾燥させるトナーの湿式定着方法が、特許文献1に提案されている。 As such a non-heat fixing method, for example, an oil-in-water type fixing agent in which a toner can be dissolved or swelled and an organic compound insoluble or hardly soluble in water is dispersed and mixed in water is used. Patent Document 1 proposes a toner wet fixing method in which a toner is dissolved or swollen by spraying or dripping from the surface of the fixing object disposed at the position, and then the fixing object is dried.
しかしながら、特許文献1の湿式定着方法においては、水に不溶又は難溶な有機化合物が、水に分散混合された水中油滴型の定着剤を用いているため、多量の定着剤を未定着トナーに付与した場合には、転写紙などの記録媒体(非定着物)が、定着剤の水分を吸収し、記録媒体にシワやカールが発生する。これにより、画像形成装置に必要とされる安定かつ高速な記録媒体の搬送を著しく損なうこととなる。そこで、乾燥装置を用いて、定着剤に含まれる多量の水を蒸発させることにより、記録媒体に付与された定着剤から水分を除去しようとすると、熱定着方式を用いる画像形成装置の消費電力に匹敵する電力を必要とすることとなる。 However, in the wet fixing method disclosed in Patent Document 1, an oil-in-water type fixing agent in which an organic compound insoluble or hardly soluble in water is dispersed and mixed in water is used. When applied to the recording medium, the recording medium such as transfer paper (non-fixed material) absorbs moisture of the fixing agent, and the recording medium is wrinkled and curled. This significantly impairs the stable and high-speed conveyance of the recording medium required for the image forming apparatus. Therefore, if water is removed from the fixing agent applied to the recording medium by evaporating a large amount of water contained in the fixing agent using a drying device, the power consumption of the image forming apparatus using the thermal fixing method is reduced. You will need comparable power.
また、撥水性処理された未定着トナーを弾かない定着液として、油性溶媒に、トナーを溶解又は膨潤させる材料を溶解させた油性の定着液が従来よりいくつか提案されている。その一つとして例えば、特許文献2には、トナーを構成する樹脂成分を溶解又は膨潤させる材料を成分としての脂肪族二塩基酸エステル等を希釈液(溶媒)として不揮発性のジメチルシリコーンで希釈した(溶解させた)定着液が提案されている。また、特許文献3には、静電気的方法で形成された未定着画像を、画像を乱すことなく鮮明にかつ容易に受像シート上に固着できる定着方法に用いることのできる定着用溶液として、トナーを溶解し、かつシリコーンオイルと相溶性を有する溶剤100容量に対し、シリコーンオイル8〜120容量部を混合してなる相溶状態の未定着トナー画像の定着用溶液が提案されている。このような油性の定着液は、撥水性処理された未定着トナーとの高い親和性を有する油性溶媒を含むため、撥水性処理された未定着トナーを弾くことなく、トナーを溶解又は膨潤させ、トナーを記録媒体に定着させることができる。
In addition, several oil-based fixing solutions in which a material that dissolves or swells toner is dissolved in an oil-based solvent have been proposed as fixing solutions that do not repel water-repellent unfixed toner. As one example, for example, in
しかしながら、上記いずれの特許文献においても、定着液を未定着トナー層に付与する構成であるが、図10に示すように接触付与手段として、塗布ローラ201を用いて、記録媒体202上の未定着トナー層203へ定着液を塗布する構成において、定着液を記録媒体202に微量付与するために、図10の(a)に示すように、塗布ローラ201上の定着液層204の厚みが未定着トナー層203よりも薄い場合、塗布ローラ201が記録媒体202から剥離する位置で、塗布ローラ201の表面の定着液の液膜によって生じる表面張力で未定着トナー粒子が引っ張られてしまい塗布ローラ201の表面にトナー粒子が付着し、記録媒体202上の画像が大幅に乱れてしまう。
However, in any of the above-mentioned patent documents, the fixing liquid is applied to the unfixed toner layer. However, as shown in FIG. In the configuration in which the fixing solution is applied to the
逆に、図10の(b)に示すように、塗布ローラ201上の定着液層204の厚みを未定着トナー層203よりも十分厚くすると、塗布ローラ201が記録媒体202から剥離する位置で、液量が多いため塗布ローラ201の表面の液膜による表面張力が直接トナー粒子に作用しにくくなり、ローラ側にトナーが付着しなくなるが、紙面に多量の定着液が塗布されるため、記録媒体202上で過剰な定着液によりトナー粒子が流され画質劣化を生じたり、乾燥時間が長くなり定着応答性に問題が生じてしまう。また、紙に著しい残液感(紙を手で触れたときの湿った感触)が発生する。更に、定着液が水を含有する場合、紙等のセルロースを含有する媒体への塗布量が多い場合、紙等の媒体が著しくカールし、画像形成装置などにおける装置内の紙等の媒体搬送時に紙ジャム発生の恐れがある。よって、このような定着液でローラ塗布を行う構成では、定着応答性向上や残液感低減やカール防止ための紙上のトナー層への定着液微量塗布と定着ローラへのトナーオフセット防止を両立することが極めて難しい。接触塗布手段として、ダイコート手段やブレード塗布手段やワイヤーバー塗布手段を用いた場合も、定着液が微量になると接触塗布手段に表面張力でトナーが付着してしまい、画像劣化が生じる。
On the contrary, as shown in FIG. 10B, when the thickness of the fixing
以上のように、接触塗布手段にて、従来の定着液処方では、定着応答性を向上するための紙上のトナー層への定着液微量塗布とトナー画像を乱さず均一塗布することを両立することが極めて難しい。また、記録媒体上のトナーに限ったことではなく、媒体上の樹脂含有微粒子層に液状の定着液を付与する構成ではどの場合も生じる問題点である。 As described above, in the conventional fixing solution formulation, the contact coating means can achieve both the application of a small amount of the fixing solution to the toner layer on the paper and the uniform application of the toner image without any disturbance in order to improve the fixing responsiveness. Is extremely difficult. Further, the present invention is not limited to the toner on the recording medium, and is a problem that occurs in any case in the configuration in which the liquid fixing liquid is applied to the resin-containing fine particle layer on the medium.
そこで、これらの問題点を解決するために、特許文献4、5によれば、泡状の定着液を紙等の媒体上のトナー等の樹脂を含有する微粒子に付与することにより、媒体上の樹脂微粒子層を乱すことなく、かつ該樹脂微粒子を付着した媒体に定着液を塗布後は素早く樹脂微粒子の媒体への定着が行われ、更に媒体に残液感が発生しない程度の微量塗布が可能になった。
Therefore, in order to solve these problems, according to
ところで、上記特許文献4の定着液で用いられている軟化剤としての脂肪酸エステルとしては、オフィス環境での使用を考慮し、揮発性有機化合物(VOC)に該当しない材料が選ばれている。そのため、泡状の定着液を塗布して定着を行った場合、脂肪酸エステルは揮発せず、定着画像にとどまることになる。定着液が必要量だけ安定に塗布されていれば問題はないが、定着液が必要量を超えて塗布されてしまうと、例え定着画像に残液感が感じられなくとも、定着画像に過重な圧力が加えられた状態で長時間放置されると、定着画像同士がはりつく、ブロッキングと称する現象が生じる。これは、余剰の脂肪酸エステルにより、媒体上の樹脂微粒子が長期に亘って粘着性を有し、圧力で樹脂微粒子が媒体にはりついてしまうためと考えられる。 By the way, as a fatty acid ester as a softening agent used in the fixing solution of Patent Document 4, a material that does not correspond to a volatile organic compound (VOC) is selected in consideration of use in an office environment. For this reason, when fixing is performed by applying a foamy fixing solution, the fatty acid ester does not volatilize and remains in the fixed image. There is no problem as long as the required amount of fixer is applied stably, but if the fixer is applied in excess of the required amount, it will be overloaded on the fixed image, even if there is no residual liquid feeling. When left for a long time in a state where pressure is applied, fixed images stick to each other and a phenomenon called blocking occurs. This is presumably because the resin fine particles on the medium are sticky for a long time due to the excess fatty acid ester, and the resin fine particles stick to the medium by pressure.
このようなブロッキングを防止する手段としては、定着画像にとどまっている余剰の脂肪酸エステルを分解させ、樹脂微粒子に対する軟化能力を低下させる手段が考えられる。なお、エステル化合物が水により加水分解されることは既に公知であり、公知文献の一つの非特許文献1には、エステル化合物が酸性条件や塩基性条件で加水分解される例が記載されている。 As a means for preventing such blocking, a means for decomposing excess fatty acid ester remaining in the fixed image and reducing the softening ability of the resin fine particles can be considered. In addition, it is already well-known that an ester compound is hydrolyzed with water, and the nonpatent literature 1 of the well-known literature describes the example by which an ester compound is hydrolyzed on acidic conditions and basic conditions. .
また、上記特許文献4、5の定着液で用いられている起泡剤は、pHが7以上の弱アルカリ性領域で良好な起泡性を発揮するため、定着液はおおよそpH7〜8の弱アルカリ性になるように調整されている。従って、軟化剤である脂肪酸エステルは定着後に徐々に加水分解され軟化能力が低下すると考えられるが、実際はブロッキングを防止できていない。その原因としては、軟化剤の加水分解速度が遅いことが考えられる。軟化剤のエステル基はpH7以上で加水分解するものの、加水分解の反応速度は遅く、速やかに加水分解が起こるにはpHが8以上である必要がある。
In addition, since the foaming agent used in the fixing solutions of
しかしながら、定着液のpHを8以上にしてしまうと、定着前の状態から軟化剤が加水分解してしまい、定着前の定着性能が徐々に低下し、定着不良が発生するという問題点がある。また、軟化剤が加水分解されると、酸性の化合物が生じるため、定着液のpHが6以下になり、定着液の起泡性、泡沫安定性が低下する。それにより、泡状定着液の泡密度が徐々に高くなり、定着液の塗布量が増え、残液感やカールが発生するという問題がある。 However, if the pH of the fixing solution is 8 or more, the softening agent is hydrolyzed from the state before fixing, and the fixing performance before fixing gradually deteriorates, resulting in a fixing failure. Further, when the softening agent is hydrolyzed, an acidic compound is generated, so that the pH of the fixing solution becomes 6 or less, and the foamability and foam stability of the fixing solution are lowered. As a result, the foam density of the foam-like fixing solution gradually increases, the amount of the fixing solution applied increases, and there is a problem that residual liquid feeling and curling occur.
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、定着液のpHが適正範囲に調整され、定着前は高い定着能力を維持し、定着時は樹脂微粒子を素早く媒体へ定着させ、定着後は定着能力が低下して定着画像同士のブロッキングが生じない定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve these problems. The pH of the fixing solution is adjusted to an appropriate range, maintains a high fixing ability before fixing, and quickly fixes resin fine particles to a medium during fixing. It is an object of the present invention to provide a fixing device and an image forming apparatus in which the fixing ability is lowered and blocking between fixed images does not occur.
前記問題点を解決するために、本発明の定着装置は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微粒子を軟化させる軟化剤と起泡剤を含有する定着液を用い、定着液を泡状化し、泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与して該樹脂微粒子を媒体上に定着させる。そして、本発明の定着装置は、少なくとも軟化剤を含有する軟化剤液を収納する軟化剤液収納手段と、少なくとも起泡剤を含有する起泡剤液を収納する起泡剤液収納手段と、各収納手段によって独立した状態で収納された液同士を混合して定着液を生成する定着液生成手段と、該定着液生成手段によって生成された定着液のpH値を測定するpH測定手段と、該pH測定手段によって測定されたpH値に基づいて所望のpH値の定着液になるように軟化剤液又は起泡剤液のいずれかの液量、あるいは各液量を制御する制御手段と、所望のpH値となった定着液を泡状化して泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与する泡状定着液付与手段とを有することに特徴がある。よって、定着液が所望のpH範囲にあるため、定着後は軟化剤が加水分解されて定着液の定着能力が低下して定着画像同士がブロッキングを起こすことを防ぎ、かつ定着液のpHを確認することで定着装置の品質管理が容易に行うことができる。 In order to solve the above problems, the fixing device of the present invention uses a fixing solution containing a softening agent and a foaming agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin. Then, a foamy fixing solution is applied to the resin fine particles on the medium to fix the resin fine particles on the medium. And the fixing device of the present invention comprises a softener liquid storage means for storing a softener liquid containing at least a softener, a foaming agent liquid storage means for storing a foaming liquid containing at least a foaming agent, A fixing liquid generating means for generating a fixing liquid by mixing the liquids stored in an independent state by the respective storing means; a pH measuring means for measuring a pH value of the fixing liquid generated by the fixing liquid generating means; A control means for controlling either the amount of the softener liquid or the foaming liquid so that the fixing liquid has a desired pH value based on the pH value measured by the pH measurement means, or each liquid amount; Foam fixer generating means for foaming the fixer having a desired pH value to form a foam fixer, and foam fixer applying means for applying the foam fixer to resin fine particles on the medium There is a special feature. Therefore, since the fixing solution is in the desired pH range, after fixing, the softening agent is hydrolyzed to prevent the fixing ability of the fixing solution from being reduced, thereby preventing the fixed images from blocking each other, and checking the pH of the fixing solution. Thus, quality control of the fixing device can be easily performed.
また、本発明の定着装置は、少なくとも軟化剤を含有する軟化剤液を収納する軟化剤液収納手段と、少なくとも起泡剤を含有する起泡剤液を収納する起泡剤液収納手段と、少なくともpH調整剤を含有するpH調整剤液を収納するpH調整剤液収納手段と、軟化剤液収納手段及び起泡剤液収納手段によって独立した状態で収納された液同士を混合して定着液を生成する定着液生成手段と、該定着液生成手段によって生成された定着液のpH値を測定するpH測定手段と、該pH測定手段によって測定されたpH値に基づいて所望のpH値の定着液になるように軟化剤液、起泡剤液又はpH調整剤のいずれかの液量、あるいはいずれか2つの各液量、もしくは全ての各液量を制御する制御手段と、所望のpH値となった定着液を泡状化して泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与する泡状定着液付与手段とを有することに特徴がある。よって、定着液のpHが適正範囲に調整され、定着前は高い定着能力を維持し、定着時は樹脂微粒子を素早く媒体へ定着させ、定着後は定着能力が低下して定着画像同士のブロッキングが生じない。 Further, the fixing device of the present invention comprises a softener liquid storage means for storing a softener liquid containing at least a softener, a foaming agent liquid storage means for storing a foaming liquid containing at least a foaming agent, Fixing solution by mixing pH adjusting agent storing means for storing a pH adjusting agent solution containing at least a pH adjusting agent, and liquids stored in an independent state by a softening agent storing means and a foaming agent storing means A fixing solution generating means for generating the fixing solution, a pH measuring means for measuring the pH value of the fixing solution generated by the fixing solution generating means, and fixing of a desired pH value based on the pH value measured by the pH measuring means Control means for controlling the amount of any one of the softener liquid, the foaming agent liquid or the pH adjusting agent, or any two liquid quantities, or all the liquid quantities so as to become a liquid, and a desired pH value The resulting fixer is foamed and foamed A foamy fixing solution producing unit configured to Chakueki is characterized by having a bubbly fixation fluid providing means for providing the foamy fixing solution to resin particles on the medium. Therefore, the pH of the fixing solution is adjusted to an appropriate range, maintains a high fixing ability before fixing, fixes the resin fine particles to the medium quickly at the time of fixing, and after fixing, the fixing ability decreases and blocking between fixed images. Does not occur.
更に、本発明の定着装置は、少なくとも軟化剤を含有する軟化剤液を収納する軟化剤液収納手段と、少なくとも起泡剤を含有する起泡剤液を収納する起泡剤液収納手段と、少なくとも第1のpH調整剤を含有する第1のpH調整剤液を収納する第1のpH調整剤液収納手段と、少なくとも第2のpH調整剤を含有する第2のpH調整剤液を収納する第2のpH調整剤液収納手段と、軟化剤液収納手段及び起泡剤液収納手段によって独立した状態で収納された液同士を混合して定着液を生成する定着液生成手段と、該定着液生成手段によって生成された定着液のpH値を測定するpH測定手段と、該pH測定手段によって測定されたpH値に基づいて所望のpH値の定着液になるように軟化剤液、起泡剤液、第1のpH調整剤又は第2のpH調整剤のいずれかの液量、いずれか2つの各液量、あるいはいずれか3つの各液量、もしくは全ての各液量を制御する制御手段と、所望のpH値となった定着液を泡状化して泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与する泡状定着液付与手段とを有することに特徴がある。よって、定着液のpHが適正範囲に調整され、定着前は高い定着能力を維持し、定着時は樹脂微粒子を素早く媒体へ定着させ、定着後は定着能力が低下して定着画像同士のブロッキングが生じない。 Furthermore, the fixing device of the present invention comprises a softener liquid storage means for storing a softener liquid containing at least a softener, a foaming agent liquid storage means for storing a foaming liquid containing at least a foaming agent, A first pH adjusting agent storage means for storing a first pH adjusting agent solution containing at least a first pH adjusting agent and a second pH adjusting agent solution containing at least a second pH adjusting agent are stored. A second pH adjuster liquid storage means, a fixing liquid generation means for generating a fixing liquid by mixing liquids stored in an independent state by the softener liquid storage means and the foaming agent liquid storage means, A pH measuring means for measuring the pH value of the fixing solution produced by the fixing solution producing means, and a softener solution and a starting agent so as to obtain a fixing solution having a desired pH value based on the pH value measured by the pH measuring means. Foam solution, first pH adjuster or second pH control Control means for controlling any liquid volume, any two liquid volumes, any three liquid volumes, or all liquid volumes, and a fixing solution having a desired pH value in the form of foam There is a feature in that it has a foam fixing solution generating means for converting into a foam fixing solution and a foam fixing solution applying means for applying the foam fixing solution to the resin fine particles on the medium. Therefore, the pH of the fixing solution is adjusted to an appropriate range, maintains a high fixing ability before fixing, fixes the resin fine particles to the medium quickly at the time of fixing, and after fixing, the fixing ability decreases and blocking between fixed images. Does not occur.
また、軟化剤がエステル化合物であることにより、樹脂微粒子の軟化能力が高く、樹脂微粒子を媒体上に素早く定着できる。 Further, since the softening agent is an ester compound, the softening ability of the resin fine particles is high, and the resin fine particles can be quickly fixed on the medium.
更に、pH調整剤又は第1のpH調整剤がアミン化合物であることにより、エステル化合物の加水分解能力が高く、定着後は軟化剤の定着能力を素早く低下させ、ブロッキングが生じないようにできる。 Furthermore, since the pH adjusting agent or the first pH adjusting agent is an amine compound, the ester compound has a high hydrolysis ability, and after fixing, the fixing ability of the softening agent can be quickly reduced to prevent blocking.
また、別の発明としての画像形成装置は、樹脂と着色剤を含有する樹脂微粒子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、上記定着装置により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に特徴がある。よって、定着信頼性の高く、従来の画像形成装置に比べて極めて低電力で定着が可能となる。 An image forming apparatus according to another invention includes an image forming unit that forms an unfixed toner image on a medium by performing an electrostatic recording process with a developer containing resin fine particles containing a resin and a colorant, and the fixing device. And a fixing means for fixing the unfixed toner image on the medium. Therefore, the fixing reliability is high, and fixing can be performed with extremely low power compared to the conventional image forming apparatus.
本発明の定着装置によれば、生成された定着液のpH値を測定して、測定されたpH値に基づいて所望のpH値の定着液になるように軟化剤液又は起泡剤液のいずれかの液量、あるいは各液量を制御する。よって、定着液が所望のpH範囲にあるため、定着後は軟化剤が加水分解されて定着液の定着能力が低下して定着画像同士がブロッキングを起こすことを防ぎ、かつ定着液のpHを確認することで定着装置の品質管理が容易に行うことができる。 According to the fixing device of the present invention, the pH value of the generated fixing solution is measured, and the softener solution or the foaming agent solution is adjusted so that the fixing solution has a desired pH value based on the measured pH value. Either liquid volume or each liquid volume is controlled. Therefore, since the fixing solution is in the desired pH range, after fixing, the softening agent is hydrolyzed to prevent the fixing ability of the fixing solution from being reduced, thereby preventing the fixed images from blocking each other, and checking the pH of the fixing solution. Thus, quality control of the fixing device can be easily performed.
はじめに、本発明の原理について概説すると、本発明は、図1に示すように、定着液を泡で構成された泡状定着液4とすることで、定着液のカサ密度を低くできると共に塗布ローラ1上の定着液層を厚くすることができ、更には定着液の表面張力による影響が抑えられるため、塗布ローラ1への樹脂微粒子のオフセットを防止できることがわかった。更に、樹脂微粒子の大きさが5μm〜10μm程度の場合、微粒子層を乱すことなく泡状定着液4を樹脂微粒子層3に付与するには、泡状定着液の泡径範囲が、5μm〜50μm程度が好ましい。なお、図2に示すように、気泡7で構成された泡状定着液5は、気泡7のそれぞれを区切る液膜境界(以下、プラトー境界と称す)6から構成される。
First, the principle of the present invention will be outlined. In the present invention, as shown in FIG. 1, the fixing liquid is a foamed fixing liquid 4 composed of foam, whereby the density of the fixing liquid can be reduced and the application roller. It has been found that the fixing liquid layer on No. 1 can be thickened, and further, the influence of the surface tension of the fixing liquid can be suppressed, so that the offset of resin fine particles to the coating roller 1 can be prevented. Furthermore, when the size of the resin fine particles is about 5 μm to 10 μm, in order to apply the foamy fixing solution 4 to the resin fine particle layer 3 without disturbing the fine particle layer, the bubble diameter range of the foaming fixing solution is 5 μm to 50 μm. The degree is preferred. As shown in FIG. 2, the foam-
ここで、本発明における定着液を構成する軟化剤及び起泡剤等について概説する。
はじめに、軟化剤は、樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させることで樹脂微粒子を軟化させる機能を有する。軟化剤としては、エステル化合物であることが好ましい。エステル化合物は、トナー等の樹脂微粒子に含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解または膨潤させる溶解性または膨潤性に優れている。エステル化合物の中でも、脂肪族エステル、炭酸エステルが、樹脂の軟化能力が優れている点で特に好ましい。また、後述する起泡剤としてのアニオン系界面活性剤による起泡性を阻害しない点からも好ましい。
Here, the softener and the foaming agent constituting the fixing solution in the present invention will be outlined.
First, the softening agent has a function of softening resin fine particles by dissolving or swelling at least a part of the resin. The softening agent is preferably an ester compound. The ester compound is excellent in solubility or swelling property that dissolves or swells at least a part of the resin contained in resin fine particles such as toner. Of the ester compounds, aliphatic esters and carbonates are particularly preferable because of their excellent resin softening ability. Moreover, it is preferable also from the point which does not inhibit the foaming property by the anionic surfactant as a foaming agent mentioned later.
軟化剤は、人体に対する安全性の観点から、その急性経口毒性LD50が3g/kgよりも大きいことが好ましく、5g/kg以上であることがより好ましい。脂肪酸エステルは、化粧品原料として多用されているように、人体に対する安全性が高いものである。 From the viewpoint of safety to the human body, the softening agent preferably has an acute oral toxicity LD50 of more than 3 g / kg, more preferably 5 g / kg or more. Fatty acid esters are highly safe for the human body, as are often used as cosmetic raw materials.
また、記録媒体に対する樹脂微粒子としてのトナーの定着は、密封された環境において頻繁に使用される機器で行われ、軟化剤はトナーの記録媒体への定着後にもトナー中に残留するため、記録媒体に対するトナーの定着は揮発性有機化合物(VOC)及び不快臭の発生を伴わないことが好ましい。即ち、軟化剤は揮発性有機化合物(VOC)及び不快臭の原因となる物質を含まないことが好ましい。脂肪族エステルは、一般に汎用される有機溶剤(トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、酢酸エチルなど)と比較して、高い沸点及び低い揮発性を有し、刺激臭を持たない。 Further, the fixing of the toner as the resin fine particles to the recording medium is performed by an apparatus frequently used in a sealed environment, and the softening agent remains in the toner even after the toner is fixed on the recording medium. It is preferable that the fixing of the toner with respect to the toner does not involve generation of a volatile organic compound (VOC) and an unpleasant odor. That is, the softening agent preferably does not contain volatile organic compounds (VOC) and substances that cause unpleasant odors. Aliphatic esters have a high boiling point and low volatility and have no irritating odor as compared to generally used organic solvents (toluene, xylene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, etc.).
なお、オフィス環境等における臭気を高い精度で測定することができる実用的な臭気の測定尺度として、官能測定である三点比較式臭袋法による臭気指数〔10×log(物質の臭気が感じられなくなるまでの物質の希釈倍率)〕を臭気の指標とすることができる。また、軟化剤に含まれる脂肪族エステルの臭気指数は、10以下であることが好ましい。この場合、通常のオフィス環境では、不快臭を感じなくなる。更に、軟化剤のみならず、定着液に含まれる他の液剤も同様に、不快臭及び刺激臭を有さないことが好ましい。 In addition, as a practical odor measurement scale that can measure odors in office environments with high accuracy, the odor index [10 × log (substance odor is felt by sensory measurement) The dilution factor of the substance until it disappears)] can be used as an indicator of odor. The odor index of the aliphatic ester contained in the softener is preferably 10 or less. In this case, an unpleasant odor is not felt in a normal office environment. Furthermore, it is preferable that not only the softening agent but also other liquid agents contained in the fixing solution have no unpleasant odor and irritating odor.
脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含む。脂肪族エステルが、飽和脂肪族エステルを含む場合には、軟化剤の保存安定性(酸化、加水分解などに対する耐性)を向上させることができる。また、飽和脂肪族エステルは、人体に対する安全性が高く、多くの飽和脂肪族エステルは、トナーに含まれる樹脂を1秒以内で溶解または膨潤させることができる。更に、飽和脂肪族エステルは、記録媒体に提供されたトナーの粘着感を低下させることができる。これは、飽和脂肪族エステルが、溶解し、そして膨潤したトナーの表面に油膜を形成するためであると考えられる。 Aliphatic esters include saturated aliphatic esters. When the aliphatic ester contains a saturated aliphatic ester, the storage stability (resistance to oxidation, hydrolysis, etc.) of the softener can be improved. Further, saturated aliphatic esters are highly safe for the human body, and many saturated aliphatic esters can dissolve or swell the resin contained in the toner within 1 second. Furthermore, saturated aliphatic esters can reduce the tackiness of the toner provided on the recording medium. This is thought to be because the saturated aliphatic ester dissolves and forms an oil film on the surface of the swollen toner.
よって、本発明の定着液において、好ましくは、飽和脂肪族エステルの一般式は、R1COOR2で表される化合物を含み、R1は、炭素数が11以上14以下のアルキル基であり、R2は、炭素数が1以上6以下の直鎖型もしくは分岐型アルキル基である。R1及びR2の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。
Therefore, in the fixing solution of the present invention, preferably, the general formula of the saturated aliphatic ester includes a compound represented by R 1
即ち、飽和脂肪族エステルが、一般式R1COOR2で表される化合物を含み、R1は、炭素数が11以上14以下のアルキル基であり、R2は、炭素数が1以上6以下の直鎖型もしくは分岐型のアルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性及び膨潤性を向上させることができる。また、一般式R1COOR2で表される化合物の臭気指数は、10以下であり、該化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。 That is, the saturated aliphatic ester includes a compound represented by the general formula R1COOR2, R1 is an alkyl group having 11 to 14 carbon atoms, and R2 is a linear type having 1 to 6 carbon atoms or In the case of a branched alkyl group, the solubility and swelling property with respect to the resin contained in the toner can be improved. Moreover, the odor index | exponent of the compound represented by general formula R1COOR2 is 10 or less, and this compound does not have an unpleasant odor and an irritating odor.
脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えばラウリン酸エチル、ラウリン酸ヘキシル、トリデシル酸エチル、トリデシル酸イソプロピル、ミリスチン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、などが挙げられる。これらの脂肪族モノカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、脂肪族モノカルボン酸エステルの多くについて、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。 Examples of the aliphatic monocarboxylic acid ester include ethyl laurate, hexyl laurate, ethyl tridecylate, isopropyl tridecylate, ethyl myristate, isopropyl myristate, and the like. Many of these aliphatic monocarboxylic acid esters are soluble in oily solvents but not in water. Therefore, for many of the aliphatic monocarboxylic acid esters, in an aqueous solvent, glycols are contained in the fixing solution as a dissolution aid and are in the form of a solution or a microemulsion.
脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含むことが好ましい。脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、より短い時間でトナーに含まれる樹脂を溶解させ、そして膨潤させることができる。例えば、60ppm程度の高速印字では、記録媒体における未定着のトナーに定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するまでの時間は、1秒以内であることが好ましい。脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸エステルを含む場合には、記録媒体における未定着のトナー等に定着液を付与し、トナーが記録媒体に定着するのに要する時間を、0.1秒以内にすることが可能となる。更に、より少量の軟化剤を添加することによって、トナーに含まれる樹脂を溶解させ、そして膨潤させることができるため、定着液に含まれる軟化剤の含有量を低減することができる。 The aliphatic ester preferably contains an aliphatic dicarboxylic acid ester. When the aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylic acid ester, the resin contained in the toner can be dissolved and swollen in a shorter time. For example, in high-speed printing of about 60 ppm, it is preferable that the time until the fixing liquid is applied to the unfixed toner on the recording medium and the toner is fixed on the recording medium is within 1 second. When the aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylic acid ester, the time required for fixing the toner to the recording medium by applying a fixing solution to the unfixed toner or the like on the recording medium is within 0.1 seconds. It becomes possible to do. Furthermore, since the resin contained in the toner can be dissolved and swelled by adding a smaller amount of the softening agent, the content of the softening agent contained in the fixing solution can be reduced.
よって、本発明の定着液において、好ましくは、脂肪族ジカルボン酸エステルの一般式は、R3(COOR4)2で表される化合物を含み、R3は、炭素数が3以上8以下のアルキレン基であり、R4は、炭素数が3以上5以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である。R3及びR4の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。 Therefore, in the fixing solution of the present invention, preferably, the general formula of the aliphatic dicarboxylic acid ester includes a compound represented by R3 (COOR4) 2 , and R3 is an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms. , R4 is a linear or branched alkyl group having 3 to 5 carbon atoms. If the number of carbon atoms in R3 and R4 is less than the desired range, odor is generated, and if it is greater than the desired range, the resin softening ability decreases.
即ち、脂肪族ジカルボン酸エステルが、一般式R3(COOR4)2で表される化合物を含み、R3は、炭素数が3以上8以下のアルキレン基であり、R4は、炭素数が3以上5以下の直鎖型又は分岐型アルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性又は膨潤性を向上させることができる。また、一般式R3(COOR4)2で表される化合物の臭気指数は、10以下であり、該化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。 That is, the aliphatic dicarboxylic acid ester includes a compound represented by the general formula R3 (COOR4) 2 , R3 is an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms, and R4 has 3 to 5 carbon atoms. In the case of the linear or branched alkyl group, the solubility or swelling property with respect to the resin contained in the toner can be improved. In addition, the odor index of the compound represented by the general formula R3 (COOR4) 2 is 10 or less, and the compound does not have an unpleasant odor or an irritating odor.
脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、例えばコハク酸2エチルヘキシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソプロピル、アジピン酸ジイソデシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸エステルの多くは、油性溶媒に溶解するが、水には溶解しない。よって、水性溶媒では、グリコール類を溶解助剤として定着液に含有し、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid ester include 2-ethylhexyl succinate, dibutyl adipate, diisobutyl adipate, diisopropyl adipate, diisodecyl adipate, diethyl sebacate, dibutyl sebacate and the like. Many of these aliphatic dicarboxylic acid esters are soluble in oily solvents but not in water. Therefore, in an aqueous solvent, glycols are contained in the fixing solution as a dissolution aid and are in the form of a solution or microemulsion.
更に、本発明の定着液において、好ましくは、脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む。脂肪族エステルが、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含む場合には、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。 Furthermore, in the fixing solution of the present invention, preferably, the aliphatic ester contains a dialkoxyalkyl aliphatic dicarboxylate. When the aliphatic ester contains an aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl, the fixing property of the toner to the recording medium can be improved.
本発明の定着液において、好ましくは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルの一般式は、R5(COOR6−O−R7)2で表される化合物を含み、R5は、炭素数が2以上8以下のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下のアルキル基である。R5、R6及びR7の炭素数がそれぞれ所望の範囲よりも少ないと臭気が発生し、所望の範囲よりも多いと樹脂軟化能力が低下する。 In the fixing solution of the present invention, preferably, the general formula of the aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl includes a compound represented by R5 (COOR6-O-R7) 2 , and R5 has 2 to 8 carbon atoms. R6 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and R7 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. If the number of carbon atoms in R5, R6, and R7 is less than the desired range, odor is generated, and if it is greater than the desired range, the resin softening ability decreases.
即ち、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式R5(COOR6−O−R7)2で表される化合物を含み、R5は、炭素数が2以上8以下のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下のアルキル基である場合には、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性及び膨潤性を向上させることができる。また、一般式R5(COOR6−O−R7)2で表される化合物の臭気指数は、10以下であり、該化合物は、不快臭及び刺激臭を有さない。 That is, the aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl includes a compound represented by the general formula R5 (COOR6-O-R7) 2 , wherein R5 is an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms, and R6 is carbon. When R7 is an alkylene group having 2 or more and 4 or less and R7 is an alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms, it can improve the solubility and swelling property with respect to the resin contained in the toner. Further, the odor index of the compound represented by the general formula R5 (COOR6-O-R7) 2 is 10 or less, and the compound does not have an unpleasant odor or an irritating odor.
脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、例えばコハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、コハク酸ジカルビトール、アジピン酸ジメトキシエチル、アジピン酸ジエトキシエチル、アジピン酸ジブトキシエチル、セバシン酸ジエトキシエチル等が挙げられる。これらの脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを水性溶媒で用いる場合、必要に応じてグリコール類を溶解助剤として定着液に含有させ、溶解又はマイクロエマルジョンの形態とする。 Examples of the aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyl include diethoxyethyl succinate, dibutoxyethyl succinate, dicarbitol succinate, dimethoxyethyl adipate, diethoxyethyl adipate, dibutoxyethyl adipate, diethoxyethyl sebacate, etc. Is mentioned. When these aliphatic dicarboxylic acid dialkoxyalkyls are used in an aqueous solvent, glycols are included in the fixing solution as a dissolution aid, if necessary, to form a solution or microemulsion.
炭酸エステルとしては、例えば炭酸エチレン、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、グリセロール1,2−カルボナート、4−メトキシメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンなどが挙げられる。 Examples of the carbonate ester include ethylene carbonate, propylene carbonate (propylene carbonate), glycerol 1,2-carbonate, 4-methoxymethyl-1,3-dioxolan-2-one and the like.
また、上記以外のエステル化合物としては、例えばクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等のクエン酸エステル;エチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジアセタート、トリエチレングリコールジアセタート等のグリコールをエステル化した化合物;モノアセチン、ジアセチン、トリアセチン等のグリセリンをエステル化した化合物などが挙げられる。 Examples of other ester compounds include citric acid esters such as triethyl citrate, acetyl triethyl citrate, tributyl citrate, and tributyl acetyl citrate; ethylene glycol diacetate, diethylene glycol diacetate, and triethylene glycol diacetate. And compounds obtained by esterifying glycols such as monoacetin; compounds obtained by esterifying glycerol such as monoacetin, diacetin, and triacetin.
軟化剤の含有量は、0.5質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜40質量%がより好ましい。軟化剤の含有量が、0.5質量%未満であると、トナーに含まれる樹脂を溶解させ、そして膨潤させる効果が不十分になることがあり、50質量%を超えると、長時間に亘りトナーに含まれる樹脂の流動性を低下させることができず、定着トナー層が粘着性を有する可能性がある。 0.5 mass%-50 mass% are preferable, and, as for content of a softening agent, 5 mass%-40 mass% are more preferable. When the content of the softening agent is less than 0.5% by mass, the effect of dissolving and swelling the resin contained in the toner may be insufficient. When the content of the softening agent exceeds 50% by mass, it may take a long time. There is a possibility that the fluidity of the resin contained in the toner cannot be reduced and the fixing toner layer has adhesiveness.
次に、溶解助剤について概説する。定着液中の軟化剤濃度が高くなると希釈溶媒である水に軟化剤が溶解しにくくなる場合がある。そこで、溶解助剤として、多価のアルコール類、具体的にはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、グリセリンなどを定着液中に含有させることで、軟化剤が高濃度でも溶解し、かつ脂肪酸塩による起泡性を劣化させず、むしろ起泡性が向上することがわかった。また、多価のアルコール類の含有量は、1質量%〜30質量%の範囲が好ましい。多価のアルコール類の含有量が、30質量%を超えると、起泡性がむしろ劣化するため適さない。 Next, the dissolution aid will be outlined. When the concentration of the softening agent in the fixing solution increases, the softening agent may become difficult to dissolve in water as a dilution solvent. Therefore, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butylene glycol, glycerin and the like are used as dissolution aids. It was found that the inclusion in the fixing solution dissolves the softener even at a high concentration and does not deteriorate the foaming property by the fatty acid salt, but rather the foaming property is improved. Moreover, the content of the polyhydric alcohol is preferably in the range of 1% by mass to 30% by mass. If the content of the polyhydric alcohol exceeds 30% by mass, the foamability is rather deteriorated, which is not suitable.
次に、起泡剤について概説する。アニオン系界面活性剤は優れた起泡性と泡沫安定性を実現することができ、起泡剤として用いられる。アニオン系界面活性剤のなかでも、脂肪酸塩は、最も泡沫安定性に優れ、定着液の起泡剤として最も適する。一方、軟化剤は、消泡作用が強く、定着液中で軟化剤の濃度上昇と共に、定着液の起泡性及び泡沫安定性が悪くなり、なかなか起泡しなくなり、泡が直ぐに破泡するため泡密度の低い泡状定着液を得ることができなくなる。 Next, the foaming agent will be outlined. Anionic surfactants can achieve excellent foaming properties and foam stability, and are used as foaming agents. Among anionic surfactants, fatty acid salts are most excellent in foam stability and are most suitable as a foaming agent for fixing solutions. On the other hand, the softening agent has a strong defoaming effect, and as the concentration of the softening agent increases in the fixing solution, the foaming property and foam stability of the fixing solution deteriorates, so it is difficult to foam and the foam breaks immediately. It becomes impossible to obtain a foam-like fixing solution having a low foam density.
そこで、この定着液中の軟化剤濃度を高めたときの起泡性劣化問題を解決するため、アニオン系界面活性剤の種類や濃度を因子として多種の試作を行った。また、非特許文献2にも記載されている「スーパーファット」と呼称される技術、つまり固形洗浄剤(石鹸)に含有されている遊離脂肪酸に着目して試作を行った。ここで、スーパーファットと呼称される技術について概説すると、酸化されにくい遊離脂肪酸を少量加え、過剰油脂分を増やす方法であり、ケン化されない油脂を少量分残すことによって、例えば保湿作用を高めるなどの効果があるとされている。非特許文献2には、石鹸水溶系に極少量の脂肪酸を添加すると、起泡性能が向上する上、泡質が一層クリーミィになることが知られており、スーパーファットソープと呼ばれていると記載されている。このスーパーファットと同様に軟化剤を有する定着液に極少量の脂肪酸を添加して泡化しようとしたが起泡性及び泡沫安定性のいずれも悪かった。
Therefore, in order to solve the problem of foaming deterioration when the concentration of the softening agent in the fixing solution is increased, various prototypes were made using the type and concentration of the anionic surfactant as factors. In addition, a prototype was made by paying attention to a technique called “super fat” described in
ところが、後述するように、起泡剤として炭素数12〜18の脂肪酸塩を用い、更に炭素数12〜18の脂肪酸を定着液中に含有することにより、軟化剤の濃度が高くなっても、定着液の起泡性が劣化しない泡状定着液を提供できる。ここで、軟化剤を含有した定着液において、単に水を起泡する場合に比較して、脂肪酸塩の炭素数としては、12〜18が起泡性に優れている。具体的には、ラウリン酸塩(炭素数12)、ミリスチン酸塩(炭素数14)、パルミチン酸塩(炭素数16)、ステアリン酸塩(炭素数18)が適する。また、ペンタデシル酸(炭素数15)、マルガリン酸(炭素数17)なども適する。一方、脂肪酸と軟化剤との作用について説明すると、軟化剤はエステル基を化学構造中に有しており、脂肪酸はカルボニル基を化学構造中に有している。この点から、軟化剤のエステル基と脂肪酸のカルボニル基が定着液の系内で、電気的な作用を示し、またそれが分子間の結合作用を生じさせ、定着液の特性として起泡性及び泡沫安定性を向上させている。 However, as will be described later, by using a fatty acid salt having 12 to 18 carbon atoms as a foaming agent and further containing a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms in the fixing solution, the concentration of the softening agent is increased. It is possible to provide a foamy fixing solution in which the foamability of the fixing solution does not deteriorate. Here, in the fixing solution containing the softening agent, compared with a case where water is simply foamed, the number of carbon atoms of the fatty acid salt is excellent in foaming properties. Specifically, laurate (12 carbon atoms), myristate (14 carbon atoms), palmitate (16 carbon atoms), and stearate (18 carbon atoms) are suitable. Further, pentadecylic acid (carbon number 15), margaric acid (carbon number 17), and the like are also suitable. On the other hand, the action of the fatty acid and the softening agent will be described. The softening agent has an ester group in the chemical structure, and the fatty acid has a carbonyl group in the chemical structure. From this point, the ester group of the softener and the carbonyl group of the fatty acid show an electrical action in the fixing solution system, and this causes a binding action between molecules, and the fixing solution is characterized by foaming properties and Improves foam stability.
また、炭素数12〜18の範囲においても、炭素数が少ないほうが起泡性に優れているが泡沫安定性が悪く、炭素数が多いほうが起泡性にあまりよくないが泡沫安定性に極めて優れている。そこで、定着液中で、単独の脂肪酸塩でもよいが、炭素数12〜18の脂肪酸塩を混合する方が更に優れている。混合比率としては、ミリスチン酸塩(炭素数14)を最も多く含み、ラウリン酸塩(炭素数12)、ステアリン酸塩の割合を低くすることが好ましい。より具体的な脂肪酸塩の比率としては、ラウリン酸塩:ミリスチン酸塩:パルミチン酸塩:ステアリン酸塩の質量比で、0:6:3:1、1:5:3:1、1:4:4:1などが適する。 Even in the range of 12 to 18 carbon atoms, the smaller the number of carbons, the better the foaming property, but the foam stability is poor, and the larger the number of carbons is, the better the foaming property is, but the foam stability is extremely excellent. ing. Therefore, a single fatty acid salt may be used in the fixing solution, but it is more excellent to mix a fatty acid salt having 12 to 18 carbon atoms. As a mixing ratio, it is preferable to contain the most myristate (carbon number 14) and to lower the ratio of laurate (carbon number 12) and stearate. More specific fatty acid salt ratios are 0: 6: 3: 1, 1: 5: 3: 1, 1: 4 in terms of mass ratio of laurate: myristate: palmitate: stearate. : 4: 1 is suitable.
起泡剤の含有量は、0.1質量%〜20質量%が好ましく、0.5質量%〜10質量%がより好ましい。起泡剤の含有量が、0.1質量%未満であると、起泡性が不十分になることがあり、20質量%を超えると、定着液の粘度が高くなり、起泡性が低下する可能性がある。 The content of the foaming agent is preferably 0.1% by mass to 20% by mass, and more preferably 0.5% by mass to 10% by mass. When the content of the foaming agent is less than 0.1% by mass, the foaming property may be insufficient. When the content exceeds 20% by mass, the viscosity of the fixing solution increases and the foaming property decreases. there's a possibility that.
定着液中に起泡剤である脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有することで軟化剤の濃度が高くなっても起泡性及び泡沫安定性を維持することができる。軟化剤の濃度として、10質量%未満であると、脂肪酸を含有しなくても起泡性は問題ない。しかし、軟化剤の濃度が10質量%以上、特に軟化剤の濃度が30質量%以上になると、脂肪酸塩だけでは、ほとんど起泡しなくなり起泡性が悪くなる。このような軟化剤の含有量が30質量%において、脂肪酸塩と同じ炭素数の脂肪酸を含有させると、起泡性を維持できる。ただし、脂肪酸の含有量が多くなりすぎると、起泡剤である脂肪酸塩の比率が下がり、起泡性が再び悪くなる。そこで、後述する具体例からわかるように、脂肪酸塩のモル数を、脂肪酸のモル数と同じに、又は大きくするほうがよい。あるいは、脂肪酸と脂肪酸塩の比率を、5:5〜1:9の範囲とした場合起泡性が優れている。 By containing a fatty acid having the same number of carbon atoms as the foaming agent fatty acid salt in the fixing solution, foamability and foam stability can be maintained even when the concentration of the softening agent is increased. If the concentration of the softening agent is less than 10% by mass, there is no problem in foaming properties even if no fatty acid is contained. However, when the concentration of the softening agent is 10% by mass or more, and particularly when the concentration of the softening agent is 30% by mass or more, the foaming property is hardly generated with the fatty acid salt alone, and the foaming property is deteriorated. When the content of such a softening agent is 30% by mass, a foaming property can be maintained by containing a fatty acid having the same carbon number as that of the fatty acid salt. However, if the fatty acid content is too high, the ratio of the fatty acid salt, which is a foaming agent, decreases, and the foamability deteriorates again. Therefore, as can be seen from the specific examples described later, it is better to make the number of moles of the fatty acid salt the same as or larger than the number of moles of the fatty acid. Or when the ratio of a fatty acid and a fatty acid salt is in the range of 5: 5 to 1: 9, the foamability is excellent.
なお、同じ炭素数の脂肪酸と脂肪酸塩の組み合わせだけでなく、例えば、脂肪酸塩がミリスチン酸アミンで、脂肪酸がステアリン酸の組み合わせや脂肪酸塩がパルミチン酸カリウムで脂肪酸がステアリン酸のような炭素数が12〜18の範囲で異なる組み合わせであってもよい。要は、炭素数12〜18の範囲の脂肪酸を定着液に含有することで、高濃度の軟化剤を含有しても、起泡性が悪くならず、泡沫安定性に優れ、密度の極めて低い泡化を可能とする。 In addition to the combination of fatty acid and fatty acid salt having the same carbon number, for example, the fatty acid salt is amine myristate, the fatty acid is stearic acid, the fatty acid salt is potassium palmitate, and the fatty acid is stearic acid. Different combinations in the range of 12-18 may be used. In short, by containing a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms in the fixing solution, even if a high-concentration softening agent is contained, the foamability is not deteriorated, the foam stability is excellent, and the density is extremely low. Allows foaming.
また、他のアニオン系界面活性剤、例えばアルキルエーテル硫酸塩(AES)を起泡剤として、炭素数12〜18の脂肪酸を含有した定着液であっても、軟化剤濃度の増加による起泡性が悪くなるのを防止する効果があることがわかった。ただし、最も組み合わせとして優れているのは脂肪酸塩との組み合わせである。 In addition, even if the fixing solution contains a fatty acid having 12 to 18 carbon atoms using another anionic surfactant, for example, alkyl ether sulfate (AES) as a foaming agent, the foaming property due to an increase in the softener concentration. It has been found that there is an effect of preventing the deterioration. However, the best combination is a combination with a fatty acid salt.
更に、脂肪酸塩としては、脂肪酸ナトリウム塩、脂肪酸カリウム塩、脂肪酸アミン塩が適している。更に、最も適している脂肪酸アミンは、具体的には、水を加熱し、脂肪酸を添加し、その後トリエタノールアミンを添加して、一定時間撹拌しながら加熱して中和反応させることで作製することができる。このとき、脂肪酸とトリエタノールアミンとのモル比を、1:0.5〜1:0.9の範囲と脂肪酸比率を高くすることで、中和反応後、未反応の脂肪酸が残留し、定着液中に脂肪酸と脂肪酸アミン塩を混合させることができる。同じことは、ナトリウム塩やカリウム塩でも可能である。 Furthermore, fatty acid sodium salts, fatty acid potassium salts, and fatty acid amine salts are suitable as the fatty acid salts. Furthermore, the most suitable fatty acid amine is specifically prepared by heating water, adding a fatty acid, adding triethanolamine, and then heating and stirring for a certain period of time for a neutralization reaction. be able to. At this time, by increasing the molar ratio of fatty acid to triethanolamine in the range of 1: 0.5 to 1: 0.9 and the fatty acid ratio, unreacted fatty acid remains after the neutralization reaction, and fixing. Fatty acid and fatty acid amine salt can be mixed in the liquid. The same is possible with sodium and potassium salts.
なお、定着液中で、不飽和脂肪酸塩を用いてもよく、炭素数18で2重結合数が1〜3の不飽和脂肪酸が好ましい。具体的には、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が適する。2重結合が4以上では反応性が強いため、定着液の放置安定性が劣ってしまう。これらの不飽和飽和脂肪酸による不飽和脂肪酸塩を単独もしくは混合して起泡剤として用いる。また、上記飽和脂肪酸塩と不飽和脂肪酸塩を混合して起泡剤として用いても構わない。 In the fixing solution, an unsaturated fatty acid salt may be used, and an unsaturated fatty acid having 18 carbon atoms and 1 to 3 double bonds is preferred. Specifically, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid are suitable. Since the reactivity is strong when the double bond is 4 or more, the stability of the fixing solution is poor. These unsaturated fatty acid salts with unsaturated saturated fatty acids are used alone or in combination as a foaming agent. Moreover, you may mix and use the said saturated fatty acid salt and unsaturated fatty acid salt as a foaming agent.
泡状定着液において、塗布接触ニップ部にてトナー等の微粒子層に泡状定着液を押し込みながら浸透させる際に泡が破泡すると浸透阻害となる。そこで泡沫安定性に優れる泡が求められる。このため、定着液中に脂肪酸アルカノールアミド(1:1)型を含有することが好ましい。脂肪酸アルカノールアミドには(1:1)型と(1:2)型があるが、本発明における泡沫安定性には(1:1)型が好適である。 In the foam-like fixing solution, if the foam breaks when the foam-like fixing solution is permeated while being pushed into the fine particle layer such as toner at the coating contact nip portion, the penetration is inhibited. Therefore, a foam excellent in foam stability is required. For this reason, it is preferable to contain a fatty acid alkanolamide (1: 1) type in the fixing solution. Fatty acid alkanolamides include (1: 1) type and (1: 2) type, but (1: 1) type is suitable for foam stability in the present invention.
次に、起泡助剤について概説する。本発明の定着液においては、起泡剤として脂肪酸塩と脂肪酸を組み合わせて用いているが、pHがアルカリ性領域になると起泡性及び泡沫安定性が悪くなることがある。これは、脂肪酸がアルカリ性物質と反応して、遊離脂肪酸によるスーパーファット効果が低下するためと考えられる。ここに、脂肪族アルコールを少量加えると、起泡性及び泡沫安定性を向上させることがわかった。これは、脂肪族アルコールが遊離脂肪酸と同様の働きをするためと考えられる。
脂肪族アルコールとしては、炭素数が12〜18のものが優れている。具体的には、ラウリルアルコール(炭素数12)、ミリスチルアルコール(炭素数14)、セチルアルコール(炭素数16)、ステアリルアルコール(炭素数18)が適する。また、ペンタデシルアルコール(炭素数15)、ヘプタデシルアルコール(炭素数17)なども適する。炭素数が12〜18の脂肪族アルコールの含有量は、0.01〜1質量%が好ましく、0.1〜0.5質量%が好ましい。炭素数が12〜18の脂肪族アルコールの含有量が0.01質量%未満であると、起泡性及び泡沫安定性を向上させる効果が不十分になることがあり、1質量%を超えると、定着液の粘度が高くなり、起泡性が低下する可能性がある。
Next, the foaming aid will be outlined. In the fixing solution of the present invention, a fatty acid salt and a fatty acid are used in combination as a foaming agent. However, when the pH is in the alkaline region, foamability and foam stability may be deteriorated. This is presumably because the fatty acid reacts with the alkaline substance and the super fat effect by the free fatty acid is reduced. It has been found that adding a small amount of aliphatic alcohol improves the foamability and foam stability. This is presumably because the aliphatic alcohol functions in the same manner as the free fatty acid.
As the aliphatic alcohol, those having 12 to 18 carbon atoms are excellent. Specifically, lauryl alcohol (carbon number 12), myristyl alcohol (carbon number 14), cetyl alcohol (carbon number 16), and stearyl alcohol (carbon number 18) are suitable. Further, pentadecyl alcohol (carbon number 15), heptadecyl alcohol (carbon number 17), and the like are also suitable. The content of the aliphatic alcohol having 12 to 18 carbon atoms is preferably 0.01 to 1% by mass, and more preferably 0.1 to 0.5% by mass. When the content of the aliphatic alcohol having 12 to 18 carbon atoms is less than 0.01% by mass, the effect of improving foamability and foam stability may be insufficient, and when the content exceeds 1% by mass. There is a possibility that the viscosity of the fixing solution is increased and the foaming property is lowered.
次に、pH調整剤について概説する。本発明の定着液には、定着液のpHを適正範囲に調節して軟化剤の分解を促進するために、アルカリ性のpH調整剤が含有されている。軟化剤はエステル基を有しているため、水と徐々に反応して加水分解されるが、定着液のpHが8以上になるようにpH調整剤を含有させると軟化剤と水との反応が飛躍的に促進される。逆に、アルカリ性物質を含有していても定着液のpHが8未満であると、軟化剤の加水分解は非常に遅い。 Next, the pH adjuster will be outlined. The fixing solution of the present invention contains an alkaline pH adjusting agent in order to promote the decomposition of the softening agent by adjusting the pH of the fixing solution to an appropriate range. Since the softener has an ester group, it gradually reacts with water and is hydrolyzed. However, if a pH adjuster is added so that the pH of the fixing solution becomes 8 or more, the reaction between the softener and water. Is dramatically promoted. On the contrary, if the pH of the fixing solution is less than 8 even if it contains an alkaline substance, hydrolysis of the softener is very slow.
アルカリ性にするpH調整剤としては、例えばアルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素の水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アンモニア、アミン化合物等が挙げられる。アミン化合物としては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンエチレンジアミン、トリメチレンジアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、3−エトキシプロピルアミン、sec−ブチルアミン、t−ブチルアミン、アミルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。これらの中でも、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンは、軟化剤の分解促進効果が高く、定着液の起泡性、泡沫安定性を低下させないため、特に好ましい。 Examples of the pH adjusting agent that makes it alkaline include alkali metal element, alkaline earth metal element hydroxides, alkali metal carbonates, ammonia, and amine compounds. Examples of amine compounds include ethylamine, diethylamine, triethylamine ethylenediamine, trimethylenediamine, n-propylamine, isopropylamine, diisopropylamine, 3-ethoxypropylamine, sec-butylamine, t-butylamine, amylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine. Examples include ethanolamine. Among these, diethanolamine and triethanolamine are particularly preferable because they have a high effect of promoting the decomposition of the softener and do not lower the foamability and foam stability of the fixing solution.
pH調整剤の含有量は、定着液のpHが8〜11となる範囲が好ましく、pH9〜10がより好ましい。定着液のpHが8未満となるpH調整剤の含有量だと、軟化剤の分解を十分に促進することができないことがあり、定着液のpHが11を超えるpH調整剤の含有量だと、起泡性がむしろ劣化するため適さない。 The content of the pH adjusting agent is preferably in a range where the pH of the fixing solution is 8 to 11, and more preferably 9 to 10. When the content of the pH adjusting agent is such that the pH of the fixing solution is less than 8, decomposition of the softening agent may not be promoted sufficiently, and when the pH of the fixing solution is more than 11, This is not suitable because the foaming property is rather deteriorated.
pH調整剤は、定着液の保存安定性を高めるために、軟化剤とは分離した状態で保管される。pH調整剤は、起泡剤であるアニオン系界面活性剤とは反応しないため、起泡剤と一緒に保管する構成をとることができる。 The pH adjuster is stored in a state separated from the softener in order to enhance the storage stability of the fixing solution. Since the pH adjusting agent does not react with the anionic surfactant that is a foaming agent, it can be configured to be stored together with the foaming agent.
定着液のpHが11を超える場合は、定着液のpHを下げるために、酸性のpH調整剤を添加しても良い。酸性のpH調整剤としては、乳酸、クエン酸、リンゴ酸などの有機酸が望ましい。また、軟化剤はpH6〜7の弱酸領域で加水分解が抑制されるため、軟化剤液に酸性のpH調整剤を添加しても良い。 If the pH of the fixing solution exceeds 11, an acidic pH adjusting agent may be added to lower the pH of the fixing solution. As the acidic pH adjusting agent, organic acids such as lactic acid, citric acid and malic acid are desirable. Moreover, since a softening agent suppresses a hydrolysis in the weak acid area | region of pH 6-7, you may add an acidic pH adjuster to a softening agent liquid.
次に、溶媒について概説すると、溶媒としては、水、水にアルコール類等を添加した水性溶媒などが好ましい。水としては、例えばイオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。水性溶媒を用いる場合には、界面活性剤を添加することで、表面張力を20mN/m〜30mN/mとすることが好ましい。アルコール類としては、泡状の定着液における気泡の安定性を高め、破泡しにくくする利点から、例えばセタノール等の単価アルコール;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールが好ましい。また、これらの単価又は多価のアルコール類を含有することで紙等の媒体のカール防止に効果を有する。 Next, the solvent will be outlined. As the solvent, water, an aqueous solvent obtained by adding alcohol or the like to water, and the like are preferable. As water, for example, pure water such as ion exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used. When an aqueous solvent is used, it is preferable that the surface tension be 20 mN / m to 30 mN / m by adding a surfactant. As alcohols, for example, unitary alcohols such as cetanol, etc .; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene, because of the advantage of improving the stability of bubbles in the foam-like fixing solution and making it difficult to break bubbles Polyhydric alcohols such as glycol, tripropylene glycol, 1,3-butylene glycol and glycerin are preferred. Further, containing these unit price or polyhydric alcohols has an effect of preventing curling of a medium such as paper.
また、定着液中に浸透性改善や紙等媒体のカール防止のために油性成分を含有してO/WエマルジョンやW/Oエマルジョンを形成する構成も好ましい。その場合、具体的な分散剤としては、ソルビタンモノオレエートやソルビタンモノステレートやソルビタンセスキオレートなどのソルビタン脂肪酸エステルやショ糖ラウリン酸エステルやショ糖ステアリン酸エステルなどのショ糖エステルなどが好ましい。 Also preferred is a constitution in which an O / W emulsion or a W / O emulsion is formed by containing an oily component in the fixing solution in order to improve permeability and prevent curling of a medium such as paper. In this case, as a specific dispersant, sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monooleate, sorbitan monosterate and sorbitan sesquioleate, and sucrose esters such as sucrose laurate and sucrose stearate are preferable.
なお、定着中での軟化剤を溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させるため方法としては、例えば、回転羽根によるホモミキサーやホモジナイザーのような機械的に攪拌する手段、及び超音波ホモジナイザーのような振動を与える手段が挙げられる。いずれにしても、強いせん断応力を定着液中の軟化剤に加えることで溶解もしくはマイクロエマルジョン分散させる。 In addition, as a method for dissolving the softening agent or fixing the microemulsion during fixing, for example, a mechanical stirring means such as a homomixer or a homogenizer using a rotary blade, and a means for applying vibration such as an ultrasonic homogenizer Is mentioned. In any case, a strong shear stress is added to the softener in the fixing solution to dissolve or disperse the microemulsion.
次に、本発明における定着液を付与する樹脂微粒子について概説する。
定着の対象となる樹脂を含有する樹脂微粒子としては、トナーに限定されず、樹脂を含有する微粒子であれば何れでもよく、導電性部材を含有した樹脂微粒子でもよい。
Next, the resin fine particles for applying the fixing solution in the present invention will be outlined.
The resin fine particles containing a resin to be fixed are not limited to toner, and any fine particles containing a resin may be used, and resin fine particles containing a conductive member may be used.
樹脂微粒子のうち、電子写真プロセスで用いるトナーは、本発明の定着液との組合せにおいて最も定着に対する効果が高い。トナーは、着色剤と、帯電制御剤と、結着樹脂と、離型剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、などが挙げられる。また、離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカルバナウワックスやポリエチレンなどのワックス成分などが挙げられる。更に、着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができる。また、帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のもの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、外添剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等が挙げられる。 Of the resin fine particles, the toner used in the electrophotographic process has the highest fixing effect in combination with the fixing solution of the present invention. The toner contains a colorant, a charge control agent, a binder resin, and a release agent, and further contains other components as necessary. There is no restriction | limiting in particular as binder resin, According to the objective, it can select suitably, For example, a polystyrene resin, a styrene-acryl copolymer, a polyester resin etc. are mentioned. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a mold release agent, According to the objective, it can select suitably, For example, wax components, such as a carbanau wax and polyethylene, etc. are mentioned. Furthermore, there is no restriction | limiting in particular as a coloring agent, According to the objective, it can select suitably from well-known dyes and pigments. The charge control agent is not particularly limited and may be appropriately selected from known materials according to the purpose. Examples thereof include triphenylmethane dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxyamines, 4 Examples include quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus alone or compounds thereof, tungsten alone or compounds thereof, fluorine activators, metal salts of salicylic acid, and metal salts of salicylic acid derivatives. . These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include external additives, fluidity improvers, cleaning improvers, magnetic materials, and metal soaps. .
また、トナーは、メチル基を有する疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンのような疎水性微粒子をトナーの粒子の表面に固着させることによって、撥水性処理されていることが好ましい。 Further, the toner is preferably subjected to a water repellency treatment by fixing hydrophobic fine particles such as hydrophobic silica having a methyl group and hydrophobic titanium oxide to the surface of the toner particles.
また、泡状となった定着液は、好ましくは、撥水性処理されたトナー粒子に対して、十分な親和性を有することが好ましい。ここで、親和性とは、液体が固体に接触したときに、固体の表面に対する液体の拡張濡れの程度を意味する。即ち、泡状となった定着液は、撥水性処理されたトナーに対して十分な濡れ性を示すことが好ましい。疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンのような疎水性微粒子で撥水性処理されたトナーの表面は、疎水性シリカ及び疎水性酸化チタンの表面に存在するメチル基によって覆われており、おおよそ20mN/m程度の表面エネルギーを有する。現実には撥水性処理されたトナーの表面の全面が疎水性微粒子によって完全に覆われてはいないため、撥水性処理されたトナーの表面エネルギーは、おおよそ、20mN/m〜30mN/mであると推測される。よって、撥水性トナーに対して親和性を有する(十分な濡れ性を有する)ためには、泡状となった定着液の表面張力は、20mN/m〜30mN/mであることが好ましい。 Also, the foamed fixing solution preferably has sufficient affinity for water-repellent treated toner particles. Here, affinity means the degree of extended wetting of the liquid with respect to the surface of the solid when the liquid comes into contact with the solid. That is, it is preferable that the foamed fixing solution exhibits sufficient wettability with respect to the water-repellent treated toner. The surface of the toner subjected to water repellency treatment with hydrophobic fine particles such as hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide is covered with methyl groups present on the surfaces of hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide, and is approximately 20 mN / m. Has a surface energy of a degree. Actually, since the entire surface of the water-repellent treated toner is not completely covered with hydrophobic fine particles, the surface energy of the water-repellent treated toner is approximately 20 mN / m to 30 mN / m. Guessed. Therefore, in order to have affinity for the water-repellent toner (having sufficient wettability), the surface tension of the foamed fixing solution is preferably 20 mN / m to 30 mN / m.
次に、媒体について概説すると、媒体としては、記録紙に限定されず、金属、樹脂、セラミックス等の何れでもよい。ただし、媒体は定着液に対し浸透性を有することが好ましく、媒体基板が液浸透性を持たない場合は、基板上に液浸透層を有する媒体が好ましい。媒体の形態もシート状に限定されず、平面及び曲面を有する立体物でもよい。例えば、紙等の媒体に透明樹脂微粒子を均一に定着させ紙面を保護する(所謂、ニスコート)用途においても、本発明は適用できる。媒体のうち、記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、紙、布、及び液体透過層を有するOHP用シートのようなプラスチックフィルムなどが挙げられる。 Next, the medium will be outlined. The medium is not limited to recording paper, and any of metal, resin, ceramics and the like may be used. However, the medium is preferably permeable to the fixing solution, and when the medium substrate does not have the liquid permeability, a medium having a liquid permeable layer on the substrate is preferable. The form of the medium is not limited to a sheet shape, and may be a three-dimensional object having a flat surface and a curved surface. For example, the present invention can also be applied to applications in which transparent resin fine particles are uniformly fixed on a medium such as paper to protect the paper surface (so-called varnish coating). Among the media, the recording medium is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include paper, cloth, and a plastic film such as an OHP sheet having a liquid permeable layer.
図3は本発明の第1の実施の形態に係る定着装置の構成を示す概略構成図である。同図に示す本実施の形態の定着装置10において、定着液を生成する軟化剤液は軟化剤液密封容器11に、また起泡剤液は起泡剤液密封容器12にそれぞれ独立した状態で分離して保存されている。定着装置の稼動時に、後述する主制御部17からの駆動制御信号に基づいて液搬送ポンプ13、14によって軟化剤液密封容器11からの軟化剤液と起泡剤液密封容器12からの起泡剤液は、所望のpH値となるような各液量が定着液混合部15にそれぞれ供給される。一方、図4に示すように、定着液混合部15の混合流路壁に設けられたpH測定部16によって定着液混合部15内の混合液のpHが測定される。pH測定部16は測定したpH測定値を主制御部17に供給し、主制御部17は供給されたpH測定値に基づいて所望のpH値となる駆動制御信号を搬送ポンプ13、14にそれぞれ出力する。液搬送ポンプ13、14は主制御部17から供給された駆動制御信号に基づいて、軟化剤液密封容器11からの所定の液量の軟化剤液と、起泡剤液密封容器12からの所定の液量の起泡剤液とを、いずれか一方または両者を定着液混合部15に供給する。そして、所望のpH値となった混合液はバブリング槽18へと送られる。そして、バブリング槽18では混合液が到達するタイミングで空気ポンプ19を作動させ、混合液をバブリングし、大きな泡径のフォーム状定着液を生成する。このときの泡は目視でもわかるくらいの大きな泡である。生成した大きな泡は、泡にせん断力を加えて細かな泡とするフォーム状定着液生成手段20に送られてフォーム状定着液を形成する。このフォーム状定着液生成手段20は2重の円筒部材を有し、内部の円筒部材が軸回転することで内部の円筒部材における外周面と外部の円筒部材における内周面とに発生するせん断力によって大きな泡から所望の泡径の小さな泡を生成するものである。なお、内部の円筒部材の外周面に螺旋状の溝を設けて円筒内での液搬送能力を高くしてもよい。このように生成されたフォーム状定着液は、供給口21から、塗布ローラ22に密接した泡膜厚制御用ブレード23と塗布ローラ22との密接部に供給され、塗布ローラ22上に所望の泡膜を形成する。塗布ローラ22とそれに対峙する加圧ローラ24との間を未定着トナー画像が形成された媒体の記録紙を通すことで、フォーム状定着液の泡膜を未定着トナーに付与し、定着液中の軟化剤によりトナー樹脂が軟化し、加熱することなくトナー画像を紙に定着する。なお、図3の定着装置10では加圧側をローラで構成したが、図5に示す定着装置30のように加圧側をベルトの加圧ベルト25としてもよい。このように加圧側をベルト状にすることで容易にニップ幅を広くすることが可能となり、紙にしわが発生するような無理な力をかけることもなくなり、ニップ時間が同じだとすると紙の搬送速度を速くすることが可能となり、高速定着が可能となる。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the fixing device according to the first embodiment of the present invention. In the fixing
ここで、軟化剤液密封容器11及び起泡剤液密封容器12に用いられている密封容器としては、樹脂からなる密閉容器が挙げられる。樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等が挙げられる。また、上記樹脂のフィルムからなる密閉容器を用いても良い。上記樹脂はそれらを組み合わせて多層構造にしても良い。また、ガスバリア性を持たせるために、アルミ等の金属を蒸着しても良い。
Here, examples of the sealed container used for the softener liquid sealed
また、軟化剤液と起泡剤液は、十分均一に混合されないと混合後の泡化の際に起泡性が悪くなり、泡状定着液の密度が所望の値よりも高くなり、泡膜形成ができなくなる恐れがある。また、軟化剤が泡のプラトー境界にて不均一に分布し、定着が不均一になる恐れがある。そこで、定着液混合部に回転する撹拌羽根を組み込み、泡化バブリングを行う前に十分に軟化剤液と起泡剤液を撹拌して均一に混合する構成が望ましい。撹拌の仕方としては、その他に、超音波振動などが望ましい。 Also, if the softening agent liquid and the foaming agent liquid are not mixed sufficiently uniformly, the foaming property deteriorates during foaming after mixing, the density of the foamy fixing solution becomes higher than the desired value, and the foam film There is a risk that it cannot be formed. In addition, the softening agent may be unevenly distributed at the foam plateau boundary, and fixing may be uneven. Therefore, it is desirable to incorporate a rotating stirring blade in the fixing liquid mixing unit and sufficiently mix and uniformly mix the softener liquid and the foaming liquid before foaming bubbling. In addition, ultrasonic vibration or the like is desirable as a stirring method.
更に、図4に示すように、流路だけの定着液混合部15を設けることも適する。駆動部がないため極めて簡便な混合が可能となる。詳細には、定着液混合部として軟化剤液の流路と起泡剤液の流路が合流して混合する流路で構成し、軟化剤液流路の流体抵抗と起泡剤液流路の流体抵抗に対して混合液流路の流体抵抗を小さくする。このような構成にすることで混合液流路の流速が速くなり乱流が形成されるため、軟化剤液と起泡剤液が十分に混合される。
Furthermore, as shown in FIG. 4, it is also suitable to provide a fixing
また、軟化剤液と起泡剤液を搬送する液搬送ポンプ13、14としては、ギヤポンプ、ベローズポンプ等があるが、チューブポンプが望ましい。ギヤポンプ等ごとく振動機構や回転機構があると、ポンプ内で液が起泡し、液に圧縮性が出て、搬送能力が低下する恐れがある。また、上記の機構部品等が軟化剤液や起泡剤液を汚染したり、逆に機構部品を劣化させる恐れがある。一方、チューブポンプは、チューブ内の液を、チューブを変形させながら押し出す機構であるため、軟化剤液や起泡剤液と接する部材はチューブだけであり、軟化剤液や起泡剤液に対し耐液性を有する部材を用いることで、液の汚染やポンプ系部品の劣化がない。また、チューブを変形させるだけなので、液が起泡せず、搬送能力の低下を防止できる。 Moreover, as the liquid transport pumps 13 and 14 for transporting the softener liquid and the foaming liquid, there are a gear pump, a bellows pump, and the like, but a tube pump is desirable. If there is a vibration mechanism or a rotation mechanism such as a gear pump, the liquid bubbles in the pump, the liquid may be compressible, and the conveyance capacity may be reduced. Moreover, there is a possibility that the above-mentioned mechanical parts and the like contaminate the softener liquid and the foaming liquid, and conversely deteriorate the mechanical parts. On the other hand, since the tube pump is a mechanism that pushes out the liquid in the tube while deforming the tube, the only member in contact with the softener liquid or foaming agent liquid is the tube. By using a liquid-resistant member, there is no contamination of the liquid or deterioration of the pump system parts. In addition, since the tube is only deformed, the liquid does not foam, and the conveyance capacity can be prevented from being lowered.
更に、図3の構成において、液搬送部である液搬送ポンプ13、14、定着液混合部15、バブリング槽18や大きな泡を所望の泡径の小さな泡にするフォーム状定着液生成手段20では、軟化剤液と起泡剤液は混合しており、長期放置において軟化剤の化学的分解が起こる。従って、定着終了時もしくは、定着開始時に、定着液混合部からフォーム状定着液供給口までの流路内の定着液を廃棄しておくことが望ましい。更に、廃棄により定着液が無駄に消費されるため、定着液混合部から泡状定着液供給口までの流路内の容積は極力小さいことが望ましい。
Further, in the configuration of FIG. 3, the
また、図3の定着液混合部15には、定着液のpHを測定するために、pH測定部16が設けられている。pH測定部16としては、公知のpH計が用いられる。pH計は耐液性を有する部材で構成されることが望ましい。図4に示すように、pH測定部(電極部)16は軟化剤液と起泡剤液が十分に混合された場所に設置するのが適する。図3に示すように、本実施の形態の定着装置10にpH測定部16を有することで、定着液が定着後にブロッキングを起こさないpH範囲にあるか確認でき、定着装置の品質管理が容易に行える。
3 is provided with a pH measuring unit 16 for measuring the pH of the fixing solution. A known pH meter is used as the pH measuring unit 16. The pH meter is preferably composed of a liquid-resistant member. As shown in FIG. 4, it is suitable that the pH measuring unit (electrode unit) 16 is installed in a place where the softener solution and the foaming agent solution are sufficiently mixed. As shown in FIG. 3, the fixing
更に、図3の主制御部17には、上位装置である画像形成装置から媒体上の樹脂微粒子の付着量に関する画像情報信号が送信される。主制御部17で定着に必要な軟化剤の量と、所望の起泡性になる起泡剤液の量が決定され、液搬送ポンプ13、14に駆動制御信号が送信される。主制御部17では、媒体上の樹脂微粒子の量に関する情報以外にも、媒体の種類や定着環境の温度など、定着条件に関する情報に基づいて、軟化剤液と起泡剤液の供給量を制御してもよい。この構成により、定着に必要な軟化剤を過不足なく樹脂微粒子に付与することが可能である。また、起泡剤液の量を可変できるので、軟化剤の量に応じて起泡剤の量を調節し、定着液の起泡性を一定に保つことが可能である。これにより、定着信頼性が高まる。
Further, an image information signal related to the amount of resin fine particles attached to the medium is transmitted from the image forming apparatus which is a host device to the
また、記録媒体の搬送速度に応じて、ニップ幅を調製することでニップ時間を泡状定着液のトナー層浸透時間と同じかそれ以上にする必要がある。図3に示す例では、加圧ローラ24を弾性層として弾性多孔質体(以下スポンジと称す)とすることで、記録媒体の搬送速度に応じて、塗布ローラ22と加圧ローラ24の軸間距離を変更しニップ幅を変えることが容易となる。加圧ローラ24をスポンジの代わりに弾性ゴムも適するが、スポンジは弾性ゴムよりも弱い力で変形させることが可能であり、塗布ローラ22の加圧力を過剰に高くすることなく長いニップ幅を確保することができる。
Further, it is necessary to adjust the nip width according to the conveyance speed of the recording medium so that the nip time is equal to or longer than the toner layer penetration time of the foamy fixer. In the example shown in FIG. 3, an elastic porous body (hereinafter referred to as a sponge) is used as the
なお、定着液中には樹脂軟化又は膨潤剤が含有されており、スポンジ素材で形成された加圧ローラに定着液が万が一付着した場合、スポンジ素材が軟化等の不具合が発生する恐れがあるため、スポンジ素材の樹脂材は、軟化又は膨潤剤に対し軟化や膨潤を示さない素材が好ましい。また、スポンジ素材を用いた加圧ローラは、可撓性フィルムで覆った構成であってもよい。スポンジ素材が軟化又は膨潤剤で劣化する素材であっても、軟化又は膨潤剤により軟化や膨潤を示さない可とう性フィルムで覆うことでスポンジローラの劣化を防止することができる。前記スポンジ素材としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの樹脂の多孔質体などが適する。また、スポンジを覆う可とう性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)などが適する。 The fixer contains a resin softening or swelling agent, and if the fixer should adhere to the pressure roller formed of a sponge material, there is a risk of problems such as softening of the sponge material. The resin material of the sponge material is preferably a material that does not soften or swell against the softening or swelling agent. Further, the pressure roller using a sponge material may be configured to be covered with a flexible film. Even if the sponge material is a material that is softened or deteriorated by a swelling agent, the sponge roller can be prevented from being deteriorated by covering it with a flexible film that does not show softening or swelling by the softening or swelling agent. As the sponge material, for example, a porous body of resin such as polyethylene, polypropylene, and polyamide is suitable. As the flexible film covering the sponge, polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), or the like is suitable.
図3において、塗布ローラ22とスポンジ素材を用いた加圧ローラ24が常時接触している構成の場合、記録媒体が搬送されていない時に塗布ローラ22上の泡状定着液が加圧ローラ24に付着し汚す恐れがあり、その防止のため、紙先端検知手段(不図示)を塗布ローラ22へ記録媒体が搬送される手前に設け、先端検知信号に応じて、記録媒体の先端から後方にのみ泡状定着液が塗布されるようなタイミングで塗布ローラ22に泡状定着液を形成することが好ましい。
In FIG. 3, when the
また、図3において、待機時は塗布ローラ22とスポンジ素材を用いた加圧ローラ24はそれぞれ離れており、図示していない駆動機構により、塗布時のみ、記録媒体の先端検知手段に応じて塗布ローラ22とスポンジ素材を用いた加圧ローラ24を接触させる構成も好ましい。更に、記録媒体の後端検知も行い、記録媒体の後端検知信号に応じて塗布ローラ22とスポンジ素材を用いた加圧ローラ24を離すことが好ましい。
In FIG. 3, the
更に、トナーの定着装置は、本発明における定着液をトナーに供給した後、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる軟化剤によって溶解して膨潤したトナーを加圧する、一対の平滑化ローラ(ハードローラ)を有してもよい。一対の平滑化ローラ(ハードローラ)によって、溶解乃至膨潤したトナーを加圧することによって、溶解乃至膨潤したトナーの層の表面を平滑化して、トナーに光沢を付与することが可能となる。更に、記録媒体内へ溶解乃至膨潤したトナーを押し込むことによって、記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。 Further, the toner fixing device supplies a fixing liquid according to the present invention to the toner, and then presses the swollen toner dissolved by a softening agent that dissolves or swells at least a part of the resin contained in the toner. You may have a forming roller (hard roller). By pressurizing the dissolved or swollen toner with a pair of smoothing rollers (hard rollers), the surface of the dissolved or swollen toner layer can be smoothed to give the toner gloss. Further, the toner fixability to the recording medium can be improved by pushing the dissolved or swollen toner into the recording medium.
図6は本発明の第2の実施の形態に係る定着装置の構成を示す概略構成図である。同図において、図3と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施の形態の定着装置40において、図3の第1の実施の形態の定着装置10と異なる構成要件としては、定着液のpHに応じて、定着液にpH調整剤液を供給するpH調整剤供給制御手段が設けられている。詳細には、pH調整剤液はpH調整剤液密封容器26に独立した状態で分離して保存されている。定着装置の稼動時に、後述する主制御部17からの駆動制御信号に基づいて液搬送ポンプ27によってpH調整剤液密封容器26からのpH調整剤液は、混合液のpH値が所望値となるように、所定の液量が定着液混合部15に供給される。定着液混合部15内の混合液が所望のpH範囲にない場合、主制御部17で定着液が所望のpHになるpH調整剤の液量が決定され、制御された液搬送ポンプ27によりpH調整剤液が定着液混合部15に供給される。定着液とpH調整剤液は定着液混合部15で十分均一に混合され、pH測定部16によって再度pH測定された後、制御された液搬送ポンプ28により、バブリング槽18に送られる。このような構成により、軟化剤液と起泡剤液の混合量が変動しても、定着液のpHを所望のpH範囲に保つことができる。これにより、定着後のブロッキングを防ぐことができる。なお、pH調整剤液の液量制御、更には軟化剤液の液量制御又は起泡剤液の液量制御のいずれか1つ、2つの制御、あるいは全ての制御を行うことで所望のpH範囲の定着液を得ることも可能である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the fixing device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components. In the fixing
図7は本発明の第3の実施の形態に係る定着装置の構成を示す概略構成図である。同図において、図6と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施の形態の定着装置50において、図6の第2の実施の形態の定着装置40と異なる構成要件としては定着液のpHに応じて、定着液にアルカリ性の第1のpH調整剤液を供給する第1のpH調整剤供給制御手段と、酸性の第2のpH調整剤液を供給する第2のpH調整剤供給制御手段がそれぞれ設けられている。詳細には、アルカリ性の第1のpH調整剤液は第1のpH調整剤液密封容器29に独立した状態で分離して保存されている。また、酸性の第2のpH調整剤液は第2のpH調整剤液密封容器32に独立した状態で分離して保存されている。定着装置の稼動時に、後述する主制御部17からの駆動制御信号に基づいて液搬送ポンプ31によって第1のpH調整剤液密封容器29からのアルカリ性の第1のpH調整剤液と、液搬送ポンプ33によって第2のpH調整剤液密封容器32からの酸性の第2のpH調整剤液は、混合液のpH値が所望値となるように、各所定の液量が定着液混合部15に供給される。定着液混合部15内の混合液が所望のpH範囲にない場合、主制御部17で定着液が所望のpHになる第1、第2のpH調整剤液の量がそれぞれ決定され、制御された液搬送ポンプ31、33により第1、第2のpH調整剤液が定着液混合部15にそれぞれ供給される。定着液と第1、第2のpH調整剤液は定着液混合部15で十分均一に混合され、pH測定部16によって再度pH測定された後、制御された液搬送ポンプ28により、バブリング槽18に送られる。このような構成により、軟化剤液と起泡剤液の混合量が変動しても、定着液のpHを所望のpH範囲に保つことができる。これにより、定着後のブロッキングを防ぐことができる。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the fixing device according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 denote the same components. In the fixing device 50 according to the present embodiment shown in the same figure, a different constituent requirement from the fixing
このような構成により、定着液が所望のpHに満たない場合、主制御部によって制御されたアルカリ性の第1のpH調整剤液を供給して定着液のpHを調整できる。また、定着液が所望のpHを超える場合、主制御部によって制御された酸性の第2のpH調整剤液を供給して定着液のpHを調整できる。なお、第1、第2のpH調整剤液の液量制御、更には軟化剤液の液量制御又は起泡剤液の液量制御のいずれか1つ、2つ、3つの制御、あるいは全ての制御を行うことで所望のpH範囲の定着液を得ることも可能である。 With such a configuration, when the fixing solution does not reach a desired pH, the pH of the fixing solution can be adjusted by supplying the alkaline first pH adjusting agent controlled by the main control unit. Further, when the fixing solution exceeds a desired pH, the pH of the fixing solution can be adjusted by supplying an acidic second pH adjuster solution controlled by the main control unit. It should be noted that the liquid volume control of the first and second pH adjuster liquids, and further, the liquid volume control of the softener liquid or the liquid volume control of the foaming liquid, one, two, three, or all It is also possible to obtain a fixing solution having a desired pH range by performing the above control.
ここで、上記各実施の形態の定着装置における泡状定着液生成手段について概説すると、一般的に0.5mm〜1mm程度の大きな泡の場合、単なる撹拌等により比較的容易に泡を生成可能であり、大きな泡の生成には数秒以下の時間(0.1秒もかからない)で生成することができる。そこで、この所望の泡径よりも大きな泡であって、目視で観察できる程度の大きさの泡の生成が容易で、かつすばやく得ることができる点に着目し、大きな泡から素早く5μm〜50μm程度の微小な泡を生成する方法を鋭意検討した結果、大きな泡にせん断力を加えることで大きな泡を分泡すると、上記のような液状態から微小な泡を起泡させる方法に比べ、極めて素早く所望の大きさの微小な泡が生成できる。 Here, the foam fixing solution generating means in the fixing device of each of the above embodiments will be outlined. In general, in the case of a large bubble of about 0.5 mm to 1 mm, the bubble can be generated relatively easily by simple stirring or the like. Yes, large bubbles can be produced in less than a few seconds (not taking 0.1 seconds). Therefore, paying attention to the fact that bubbles that are larger than the desired bubble diameter and that can be easily observed and can be quickly obtained can be obtained quickly, and from about 5 μm to 50 μm quickly from the large bubbles. As a result of diligently studying the method of generating microbubbles, dividing the large foam by applying shear force to the large foam is extremely quick compared to the method of generating microbubbles from the liquid state as described above. Microbubbles of a desired size can be generated.
図3、図6及び図7に示すように、バブリング槽18へ定着液が到達するタイミングで空気ポンプ19を作動させ、定着液をバブリングし、定着液を泡状にする。このときの泡は目視でもわかるくらいの大きな泡である。また、別の大きな泡の生成方法としては、バブリング槽内で微小孔シートを通過することで、泡径の揃った大きな泡を生成させることができる。孔径は、30μm〜100μm程度が望ましい。微小孔シートに限らず、連泡構造の多孔質部材も適しており、孔径30μm〜100μm程度を有する焼結セラミックス板や不織布や発泡樹脂シートであってもよい。また、バブリング槽内で羽根状攪拌子を用いて攪拌しながら、定着液に気泡を巻き込みながら大きな泡を生成させる構成も望ましい。
As shown in FIGS. 3, 6, and 7, the
次に、大きな泡を分割して2つ以上に分泡化するために、大きな泡にせん断力を加えるための、図3、図6及び図7に示すような泡状定着液生成手段における微小な泡生成部としてのフォーム状定着液生成手段20は、閉じた二重円筒で、内側円筒が回可能な構成とし、外部円筒の一部より、大きな泡状定着液を供給し、内部の回転する円筒と外部円筒の隙間(ここが流路となる)を通過しながら、回転円筒によりせん断力を受ける。このせん断力により、大きな泡は微小な泡へと変化し、外側円筒に設けられた泡の出口より、所望の微小な泡径を有する泡状定着液を得ることができる。また、内側円筒にらせん状の溝を設けて、円筒内での液搬送能力を高くしてもよい。 Next, in order to divide a large bubble into two or more bubbles, a small amount in a foam-like fixer generating means as shown in FIGS. 3, 6 and 7 for applying a shearing force to the large bubble. The foam-like fixer generating means 20 as a foam generating unit is a closed double cylinder, and the inner cylinder can be rotated, and a larger foam-like fixer is supplied from a part of the outer cylinder to rotate the inside. The rotating cylinder receives a shearing force while passing through a gap between the outer cylinder and the outer cylinder (this is a flow path). Due to this shearing force, the large bubbles are changed into minute bubbles, and a foam-like fixing liquid having a desired minute bubble diameter can be obtained from the outlet of the bubbles provided in the outer cylinder. In addition, a spiral groove may be provided in the inner cylinder to increase the liquid transport capability in the cylinder.
このように、液状定着液を大きな泡径を有する液へと変化させる大きな泡生成部と、大きな泡にせん断力を加えて微小な泡を生成する微小な泡生成部を組み合わせることで、液状定着液を極めて短時間に5μm〜50μmの微小な泡径を有する泡状定着液を生成させることができる。 In this way, liquid fixing is achieved by combining a large bubble generating unit that changes the liquid fixing liquid into a liquid having a large bubble diameter and a fine bubble generating unit that generates a small bubble by applying shear force to the large bubble. It is possible to produce a foam-like fixing solution having a fine bubble diameter of 5 μm to 50 μm in a very short time.
また、上記各実施の形態の定着装置における泡状定着液付与手段について概説すると、先ず樹脂微粒子はトナー粒子である。図3、図6及び図7に示す本発明の定着装置は、上述した泡状定着液生成手段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微粒子層(トナー粒子層)へ付与するための塗布ローラ22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の泡膜厚制御用ブレード23と、塗布ローラ22と対峙する位置に加圧ローラ24とを具備している。このような構成によって、塗布ローラ22上には泡状定着液の層が記録媒体上の未定着トナー層の厚さに応じて泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード23を通して形成されており、この泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード23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で生成され、泡状定着液の供給口21より塗布ローラ22と泡状定着液膜厚制御手段の膜厚制御用ブレード23との間に滴下される。
The outline of the foam-like fixing solution applying means in the fixing device of each of the above embodiments will be described. First, the resin fine particles are toner particles. The fixing device of the present invention shown in FIG. 3, FIG. 6 and FIG. 7 applies the desired fine bubble foam fixing solution generated by the above-described foam fixing solution generating means to the resin fine particle layer (toner particle layer). The film thickness of the
なお、泡状定着液のかさ密度としては、0.01g/cm3〜0.1g/cm3程度の範囲が好ましい。更に、定着液付与時に媒体面に残液感を生じないようにするためには、泡の密度として、0.01g/cm3〜0.02g/cm3が好ましく、0.02g/cm3以下がより好ましい。なぜならば、塗布ローラのように、接触付与手段面の泡状定着液の泡膜は、媒体上の微粒子層の厚み以上であることが必須条件で(微粒子層の隙間を泡状定着液で埋めるため)、おおよそ、泡膜厚みは、50μm〜80μmが好ましい。一方、媒体面への定着液付着における残液感(ぬれたような感触)がないためには、定着液付着量として、0.1mg/cm2以下が好ましい。このことから、泡の密度としては、0.0125g/cm3〜0.02g/cm3の範囲が好ましく、0.02g/cm3以下の泡の密度がより好ましい。 As the bulk density of the foamy fixing solution, 0.01g / cm 3 ~0.1g / cm 3 in the range of about preferably. Furthermore, in order to prevent the occurrence of residual liquid feeling on the medium surface when the fixing solution applied is, as the density of the foam is preferably 0.01g / cm 3 ~0.02g / cm 3 , 0.02g / cm 3 or less Is more preferable. This is because the foam film of the foam-like fixing solution on the surface of the contact applying means, as in the case of the application roller, is required to be equal to or larger than the thickness of the fine particle layer on the medium (fill the gap between the fine particle layers with the foam-like fixing solution). In general, the thickness of the foam film is preferably 50 μm to 80 μm. On the other hand, in order not to have a feeling of residual liquid (wet feeling) when the fixing solution adheres to the medium surface, the amount of fixing solution attached is preferably 0.1 mg / cm 2 or less. Therefore, as the density of the foam, preferably in the range of 0.0125g / cm 3 ~0.02g / cm 3 , a density of 0.02 g / cm 3 or less of the foam is more preferable.
また、泡状定着液の塗布ローラ上での膜厚制御は、図8に示すように、塗布ローラ61とギャップを設けた液膜厚制御用ブレード62を用い、図8の(a)に示すように膜厚を薄くするときはギャップを狭くし、図8の(b)に示すように膜厚を厚くするときはギャップを広くする。ギャップの制御は液膜厚制御用ブレード62の端部に駆動を有する回転軸を用い、トナー層の厚さや環境温度等、更には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を調整するための最適な膜厚を制御する。
Further, as shown in FIG. 8, the film thickness control of the foam-like fixing liquid on the application roller is performed using a liquid film
また、図8の液膜厚制御用ブレードの他に、ワイヤーバーによって塗布ローラ上の泡状の定着液の厚みを制御し、泡状定着液は、上記のように、大きな泡を生成する構成とその大きな泡をせん断力で分泡する構成からなる手段で生成し、液供給口より、膜制御ワイヤーバーと塗布ローラの間に滴下する。ワイヤーバーを膜制御手段として用いることで、ブレードに比べ、塗布ローラ面の軸方向の泡状定着液膜均一性が向上する。 Further, in addition to the liquid film thickness control blade of FIG. 8, the thickness of the foam-like fixing solution on the coating roller is controlled by a wire bar, and the foam-like fixing solution generates large bubbles as described above. And the large bubbles are generated by means of separating the bubbles with a shearing force, and dropped from the liquid supply port between the film control wire bar and the coating roller. By using the wire bar as the film control means, the uniformity of the foam-like fixing liquid film in the axial direction of the coating roller surface is improved as compared with the blade.
別の発明の一実施の形態例に係る画像形成装置において、上述した本発明の定着装置を有して、樹脂を含む樹脂微粒子の画像を記録媒体に定着して形成する。よって、この別の発明の一実施の形態例の画像形成装置によれば、それぞれ、上述したように、より効率的にトナーを記録媒体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。 An image forming apparatus according to another embodiment of the present invention includes the above-described fixing device of the present invention, and forms an image of resin fine particles containing resin on a recording medium. Therefore, according to the image forming apparatus of another embodiment of the present invention, as described above, it is possible to provide an image forming apparatus capable of fixing toner onto a recording medium more efficiently. it can.
図9は別の発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。同図に示す画像形成装置は複写機又はプリンタであってもよい。図9の(a)はカラー電子写真のタンデム方式の画像形成装置全体の概略図であり、図9の(b)は図9の(a)の画像形成装置の1つの画像形成ユニットの構成を示す図である。図9の(a),(b)に示す画像形成装置100はトナー像担持体として中間転写ベルト101を有する。この中間転写ベルト101は、3つの支持ローラ102〜104に張架されており、図中の矢印Aの方向に回転する。この中間転写ベルト101に対しては、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各画像形成ユニット105〜108が配列されている。これら画像形成ユニットの上方には、図示していない露光装置が配置されている。例えば、画像形成装置が複写機である場合には、スキャナで原稿の画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、各感光体ドラム上に静電潜像を書き込むための各露光L1〜L4が露光装置により照射される。中間転写ベルト101を挟んで中間転写ベルト101の支持ローラ104に対向する位置には、二次転写装置109が設けられている。二次転写装置109は、2つの支持ローラ110,111の間に張架された二次転写ベルト112で構成されている。なお、二次転写装置109としては、転写ベルト以外に転写ローラを用いてもよい。また、中間転写ベルト101を挟んで中間転写ベルト101の支持ローラ102に対向する位置には、ベルトクリーニング装置113が配置されている。ベルトクリーニング装置113は、中間転写ベルト101上に残留するトナーを除去するために配置されている。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming apparatus according to another invention. The image forming apparatus shown in the figure may be a copying machine or a printer. FIG. 9A is a schematic view of the entire color electrophotographic tandem image forming apparatus, and FIG. 9B is a diagram illustrating the configuration of one image forming unit of the image forming apparatus of FIG. 9A. FIG. An
記録媒体としての記録紙114は、一対の給紙ローラ115で二次転写部へ導かれ、トナー像を記録紙114に転写する際に、二次転写ベルト112を中間転写ベルト101に押し当てることによって、トナー像の転写を行う。トナー像が転写された記録紙114は、二次転写ベルト112によって搬送され、記録紙114に転写された未定着のトナー像は、図示していない露光装置からの画像情報に基づいてフォーム状の定着液の膜厚を制御する本発明の定着装置によって定着される。すなわち、記録紙114に転写された未定着のトナー像には、図示していない露光装置からの画像情報、例えばカラー画像又は黒ベタ画像に基づいてフォーム状の定着液層の膜厚が制御されたトナーの定着装置から供給される本発明におけるフォーム状の定着液が付与され、フォーム状の定着液に含まれる、トナーに含まれる樹脂の少なくとも一部を溶解又は膨潤させる部剤(軟化剤)によって、未定着のトナー像を、記録紙114に定着させる。
A
次に、画像形成ユニットについて説明する。図9の(b)に示すように、画像形成ユニット105〜108には、感光体ドラム116の周辺に、帯電装置117、現像装置118、クリーニング装置119及び除電装置120が配置されている。また、中間転写ベルト101を介して、感光体ドラム116に対向する位置に、一次転写装置121が設けられている。また、帯電装置117は、帯電ローラを採用した接触帯電方式の帯電装置である。帯電装置117は、帯電ローラを感光体ドラム116に接触させて、感光体ドラム116に電圧を印加することにより、感光体ドラム116の表面を一様に帯電する。この帯電装置117としては、非接触のスコロトロン等を採用した非接触帯電方式の帯電装置を採用することもできる。また、現像装置118は、現像剤中のトナーを感光体ドラム116上の静電潜像に付着させ、静電潜像を可視化させる。ここで、各色に対応するトナーは、それぞれの色に着色された樹脂材料からなり、これらの樹脂材料は、本発明における定着液により溶解又は膨潤する。なお、現像装置118は、図示しない攪拌部及び現像部を有し、現像に使用されなかった現像剤は、攪拌部に戻され、再利用される。攪拌部におけるトナーの濃度は、トナー濃度センサによって検出され、トナーの濃度が、一定であるように制御されている。更に、一次転写装置121は、感光体ドラム116上で可視化されたトナーを中間転写ベルト101に転写する。ここでは、一次転写装置121としては、転写ローラを採用しており、転写ローラを、中間転写ベルト101を挟んで感光体ドラム116に押し当てている。一次転写装置121としては、導電性ブラシ、非接触のコロナチャージャー等を採用することもできる。また、クリーニング装置119は、感光体ドラム116上の不要なトナーを除去する。クリーニング装置119としては、感光体ドラム116に押し当てられる先端を備えたブレードを用いることができる。ここで、クリーニング装置119によって回収されたトナーは、図示しない回収スクリュー及びトナーリサイクル装置によって、現像装置118に回収され、再利用される。更に、除電装置120は、ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム116の表面電位を初期化する。本発明の画像形成装置は、本発明の定着装置を用いているので、定着性が良好で紙等の記録媒体がカールすることなく、高品質な画像が形成できる。
Next, the image forming unit will be described. As shown in FIG. 9B, in the image forming units 105 to 108, a
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。 The image forming method of the present invention includes at least an electrostatic latent image forming step, a developing step, a transfer step, and a fixing step, and other steps appropriately selected as necessary, for example, a static elimination step, a cleaning step. , Including recycling process, control process, etc.
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有している。 The image forming apparatus according to the present invention includes at least an electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming unit, a developing unit, a transfer unit, and a fixing unit, and other types appropriately selected as necessary. Means, for example, static elimination means, cleaning means, recycling means, control means and the like.
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、静電潜像形成工程は静電潜像形成手段により行うことができ、現像工程は前記現像手段により行うことができ、転写工程は転写手段により行うことができ、定着工程は定着手段により行うことができ、再帯電工程は再帯電手段により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。 The image forming method of the present invention can be preferably carried out by the image forming apparatus of the present invention, the electrostatic latent image forming step can be performed by an electrostatic latent image forming unit, and the developing step is performed by the developing unit. The transfer step can be performed by a transfer unit, the fixing step can be performed by a fixing unit, the recharging step can be performed by a recharging unit, and the other steps can be performed by other units. it can.
静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。静電潜像担持体(以下、電子写真感光体、感光体又は像担持体と称する)としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。 The electrostatic latent image forming step is a step of forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier. There are no particular restrictions on the material, shape, structure, size, etc. of the electrostatic latent image carrier (hereinafter referred to as an electrophotographic photoreceptor, a photoreceptor or an image carrier), and it is appropriately selected from known ones. However, the shape is preferably a drum shape, and examples of the material include inorganic photoreceptors such as amorphous silicon and selenium, and organic photoreceptors such as polysilane and phthalopolymethine. Among these, amorphous silicon or the like is preferable in terms of long life.
静電潜像の形成は、例えば静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。静電潜像形成手段は、例えば静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。 The formation of the electrostatic latent image can be performed by, for example, uniformly charging the surface of the electrostatic latent image carrier and then exposing it like an image, and can be performed by electrostatic latent image forming means. The electrostatic latent image forming means includes, for example, at least a charger that uniformly charges the surface of the electrostatic latent image carrier and an exposure device that exposes the surface of the electrostatic latent image carrier imagewise.
帯電は、例えば帯電器を用いて静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。 Charging can be performed, for example, by applying a voltage to the surface of the electrostatic latent image carrier using a charger. The charger is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a known contact charger including a conductive or semiconductive roll, brush, film, rubber blade, etc. Examples thereof include a non-contact charger using corona discharge such as corotron and scorotron.
露光は、例えば露光器を用いて静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光器としては、帯電器により帯電された静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系などの各種露光器が挙げられる。なお、本発明においては、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。 The exposure can be performed, for example, by exposing the surface of the electrostatic latent image carrier imagewise using an exposure device. The exposure device is not particularly limited as long as it can expose the surface of the electrostatic latent image carrier charged by the charger as an image to be formed, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the exposure apparatus include a copying optical system, a rod lens array system, a laser optical system, and a liquid crystal shutter optical system. In the present invention, a back light system in which imagewise exposure is performed from the back side of the electrostatic latent image carrier may be employed.
現像工程は、静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。可視像の形成は、例えば静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、現像手段により行うことができる。現像手段は、例えばトナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えばトナーを収容し、静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。 The development step is a step of developing the electrostatic latent image with toner to form a visible image. The visible image can be formed, for example, by developing the electrostatic latent image using the toner, and can be performed by a developing unit. The developing means is not particularly limited as long as it can be developed using toner, for example, and can be appropriately selected from known ones. For example, the toner is accommodated and the electrostatic latent image is brought into contact or non-contact with the toner. A developer having at least a developer that can be applied in a contactable manner is preferably used, and a developer having a container containing toner is more preferred.
現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えばトナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるものなどが好適に挙げられる。 The developing device may be of a dry development type, may be of a wet development type, may be a single color developer, or may be a multicolor developer, For example, a toner having a stirrer for charging toner by frictional stirring and a rotatable magnet roller can be preferably used.
現像器内では、例えばトナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。このマグネットローラは、静電潜像担持体(感光体)近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体(感光体)の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体(感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。 In the developing device, for example, the toner and the carrier are mixed and stirred, and the toner is charged by friction at that time, and held on the surface of the rotating magnet roller in a raised state to form a magnetic brush. Since this magnet roller is disposed in the vicinity of the electrostatic latent image carrier (photoconductor), a part of the toner constituting the magnetic brush formed on the surface of the magnet roller is electrostatically attracted by an electric attractive force. It moves to the surface of the latent image carrier (photoconductor). As a result, the electrostatic latent image is developed with toner, and a visible image is formed with the toner on the surface of the electrostatic latent image carrier (photoconductor).
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、当該中間転写体上に可視像を一次転写した後、この可視像を記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。転写は、例えば可視像を転写帯電器を用いて静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、転写手段により行うことができる。転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。なお、中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば転写ベルト等が好適に挙げられる。 The transfer process is a process of transferring a visible image to a recording medium. After using the intermediate transfer member to primarily transfer the visible image onto the intermediate transfer member, the visible image is then transferred onto the recording medium. A transfer mode is preferable, and a primary transfer step of forming a composite transfer image by transferring a visible image onto an intermediate transfer member using two or more colors, preferably full color toner as a toner, and a composite transfer image on a recording medium A mode including a secondary transfer step of transferring the image onto the surface is more preferable. The transfer can be performed, for example, by charging the latent electrostatic image bearing member (photoconductor) with a transfer charger using a visible image, and can be performed by a transfer unit. The transfer unit includes a primary transfer unit that transfers a visible image onto an intermediate transfer member to form a composite transfer image, and a secondary transfer unit that transfers the composite transfer image onto a recording medium. Is preferred. The intermediate transfer member is not particularly limited and can be appropriately selected from known transfer members according to the purpose. For example, a transfer belt and the like are preferable.
転写手段(第一次転写手段、第二次転写手段)は、静電潜像担持体(感光体)上に形成された可視像を記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。なお、記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。 The transfer means (primary transfer means, secondary transfer means) has at least a transfer device that peels and charges the visible image formed on the electrostatic latent image carrier (photoconductor) to the recording medium side. preferable. There may be one transfer means, or two or more transfer means. Examples of the transfer device include a corona transfer device using corona discharge, a transfer belt, a transfer roller, a pressure transfer roller, and an adhesive transfer device. In addition, there is no restriction | limiting in particular as a recording medium, It can select suitably from well-known recording media (recording paper).
定着工程は、記録媒体に転写された転写像を定着させる工程であり、本発明の定着装置を用いて行われる。定着手段は、記録媒体に転写された転写像を定着させる手段であり、本発明の定着装置を用いて行われる。 The fixing step is a step of fixing the transferred image transferred to the recording medium, and is performed using the fixing device of the present invention. The fixing means is means for fixing the transferred image transferred to the recording medium, and is performed using the fixing device of the present invention.
除電工程は、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。除電手段としては、特に制限はなく、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば除電ランプ等が好適に挙げられる。 The neutralization step is a step of performing neutralization by applying a neutralization bias to the electrostatic latent image carrier, and can be suitably performed by a neutralization unit. The neutralizing means is not particularly limited as long as it can apply a neutralizing bias to the electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected from known neutralizers. For example, a neutralizing lamp is preferable. It is done.
クリーニング工程は、静電潜像担持体上に残留するトナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。クリーニング手段としては、特に制限はなく、静電潜像担持体上に残留する電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。 The cleaning step is a step of removing toner remaining on the electrostatic latent image carrier, and can be suitably performed by a cleaning unit. The cleaning means is not particularly limited as long as it can remove the electrophotographic toner remaining on the electrostatic latent image carrier, and can be appropriately selected from known cleaners. For example, a magnetic brush cleaner, static Preferred examples include an electric brush cleaner, a magnetic roller cleaner, a blade cleaner, a brush cleaner, and a web cleaner.
リサイクル工程は、クリーニング工程により除去したトナーを現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。 The recycling process is a process in which the toner removed by the cleaning process is recycled to the developing unit, and can be suitably performed by the recycling unit. There is no restriction | limiting in particular as a recycle means, A well-known conveyance means etc. are mentioned.
制御工程は、各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。制御手段としては、各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばシークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。 A control process is a process of controlling each process, and can be suitably performed by a control means. The control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as a sequencer and a computer.
(製造例1)
−脂肪酸トリエタノールアミン塩の調製−
ミリスチン酸(関東化学株式会社製、試薬)、パルミチン酸(関東化学株式会社製、試薬)、ステアリン酸(関東化学株式会社製、試薬)の質量比を4:3:1とした脂肪酸と、中和剤であるトリエタノールアミン(関東化学株式会社製、試薬)のモル比が1:1になるように計量し、それを液温80℃のイオン交換水中で、1時間撹拌し、室温になるまで放冷して、脂肪酸トリエタノールアミン塩を調製した。
(Production Example 1)
-Preparation of fatty acid triethanolamine salt-
Fatty acid with a mass ratio of 4: 3: 1 of myristic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent), palmitic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent), stearic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent), Weighed so that the molar ratio of triethanolamine (Kanto Chemical Co., Ltd., reagent) as a solubilizing agent was 1: 1, and stirred it in ion-exchanged water at a liquid temperature of 80 ° C. for 1 hour to reach room temperature. Was allowed to cool to prepare a fatty acid triethanolamine salt.
(製造例2)
−脂肪酸ジエタノールアミン塩の調製−
製造例1において、中和剤をジエタノールアミン(関東化学株式会社製、試薬)にした以外は、製造例1と同様にして、脂肪酸ジエタノールアミン塩を調製した。
(Production Example 2)
-Preparation of fatty acid diethanolamine salt-
In Production Example 1, a fatty acid diethanolamine salt was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the neutralizing agent was diethanolamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent).
(製造例3)
−脂肪酸カリウム塩の調製−
製造例1において、中和剤を水酸化カリウム(関東化学株式会社製、試薬)にした以外は、製造例1と同様にして、脂肪酸カリウム塩を調製した。
(Production Example 3)
-Preparation of fatty acid potassium salt-
In Production Example 1, a fatty acid potassium salt was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the neutralizing agent was potassium hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent).
(製造例4)
−定着液1の調製−
◇軟化剤液1の調整
軟化剤であるプロピレンカーボネート(関東化学株式会社製、試薬)80.0質量%、可溶化剤であるジプロピレングリコール(関東化学株式製、試薬)10.0質量%、希釈剤であるイオン交換水10.0質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、軟化剤液1を調製した。
◇起泡剤液1の調整
起泡剤である脂肪酸ジエタノールアミン塩(製造例2で調整)8.0質量%、可溶化剤であるジプロピレングリコール(関東化学株式製、試薬)10.0質量%、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)1.0質量%、pH調整剤であるジエタノールアミン(関東化学株式会社製、試薬)2.0質量%、希釈剤であるイオン交換水79.0質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、起泡剤液1を調製した。
(Production Example 4)
-Preparation of Fixer 1-
◇ Adjustment of softener liquid 1 Propylene carbonate (reagent) 80.0% by mass as a softener, dipropylene glycol (reagent) 10.0% by mass as a solubilizer, A softener liquid 1 was prepared by stirring 10.0% by mass of ion-exchanged water as a diluent with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes.
◇ Adjustment of foaming agent liquid 1 Fatty acid diethanolamine salt as a foaming agent (adjusted in Production Example 2) 8.0% by mass, dipropylene glycol as a solubilizer (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., reagent) 10.0% by mass , Coconut oil fatty acid diethanolamide (1: 1) type (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., Marpon MM) 1.0% by mass, foam adjuster diethanolamine (Kanto Chemical Co., Ltd., Reagent) 2 0.0% by mass and 79.0% by mass of ion-exchanged water as a diluent were stirred with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes to prepare a foaming agent liquid 1.
(製造例5)
−定着液2の調製−
◇軟化剤液2の調整
軟化剤であるコハク酸ジカルビトール(高級アルコール工業株式会社製、試薬)60.0質量%、可溶化剤であるトリプロピレングリコール(和光純薬工業株式会社製、試薬)10質量%、希釈剤であるイオン交換水30.0質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、軟化剤液2を調製した。
◇起泡剤液2の調整
起泡剤である脂肪酸トリエタノールアミン塩(製造例1で調整)8.0質量%、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)1.0質量%、希釈剤であるイオン交換水91.0質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、起泡剤液2を調製した。
◇pH調整剤液2の調整
pH調整剤であるトリエタノールアミン(関東化学株式会社製、試薬)5.0質量%、起泡助剤であるn−テトラデシルアルコール(関東化学株式会社製、試薬)0.2質量%、希釈剤であるイオン交換水94.8質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、pH調整剤液2を調製した。
(Production Example 5)
-Preparation of Fixer 2-
◇ Adjustment of
◇ Adjustment of foaming
◇ Adjustment of
(製造例6)
−定着液3の調製−
◇軟化剤液3の調整
軟化剤であるトリエチレングリコールジアセタート(東京化成株式会社製、試薬)60.0質量%、希釈剤であるイオン交換水40.0質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、軟化剤液3を調製した。
◇起泡剤液3の調整
起泡剤である脂肪酸カリウム塩(製造例3で調整)6.0質量%、可溶化剤であるトリプロピレングリコール(和光純薬工業株式会社製、試薬)10質量%、増泡剤であるヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド(1:1)型(松本油脂製薬株式会社製、マーポンMM)1.0質量%、希釈剤であるイオン交換水83.0質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、起泡剤液3を調製した。
◇pH調整剤液3の調整
pH調整剤である水酸化カリウム(関東化学株式会社製、試薬)1.0質量%、起泡助剤であるn−テトラデシルアルコール(関東化学株式会社製、試薬)0.2質量%、希釈剤であるイオン交換水98.8質量%を超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、pH調整剤液3を調製した。
(Production Example 6)
-Preparation of Fixer 3-
◇ Adjustment of softener liquid 3 60.0% by mass of triethylene glycol diacetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., reagent) as a softener and 40.0% by mass of ion-exchanged water as a diluent are obtained with an ultrasonic homogenizer. Stir for 10 minutes to prepare softener solution 3.
◇ Adjustment of foaming agent liquid 3 Fatty acid potassium salt as a foaming agent (adjusted in Production Example 3) 6.0% by mass, tripropylene glycol as a solubilizer (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 10%) %, 1.0% by mass of coconut oil fatty acid diethanolamide (1: 1) type (Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., Marpon MM) as a foam increasing agent, 83.0% by mass of ion-exchanged water as a diluent. The mixture was stirred for 10 minutes with a homogenizer to prepare a foaming agent solution 3.
◇ Adjustment of pH adjuster solution 3 Potassium hydroxide (reagent) 1.0% by mass as a pH adjuster, n-tetradecyl alcohol (reagent made by Kanto Chemical Co., Ltd.) as a foaming aid ) 0.2% by mass and 98.8% by mass of ion-exchanged water as a diluent were stirred with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes to prepare pH adjuster liquid 3.
(実施例1)
軟化剤液1(製造例4で調整)10mLと起泡剤液1(製造例4で調整)10mLを超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液1を調製した。定着液1のpHは8.4であった。定着液1について、下記方法にて軟化剤の残存率の測定したところ、軟化剤の残存率は51%であった。
Example 1
10 mL of the softener liquid 1 (adjusted in Production Example 4) and 10 mL of the foaming agent liquid 1 (adjusted in Production Example 4) were stirred with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes to prepare Fixing Solution 1. Fixer 1 had a pH of 8.4. With respect to the fixer 1, the remaining ratio of the softener was measured by the following method. As a result, the remaining ratio of the softener was 51%.
<軟化剤の残存率の測定>
定着液中の軟化剤の残存率を測定するため、ガスクロマトグラフィー測定を実施した。定着液を蓋付きのポリプロピレン容器に入れ、25℃で1時間保存し、保存前後の定着液について、ガスクロマトグラフィー測定を実施した。ガスクロマトグラフィー測定条件について、装置はHEWLETT PACKARD 5890 SERIESII、使用したカラムはHEWLETT PACKARD HP−1(30m×0.25mm×0.25μm)、カラム温度は50℃〜250℃、インジェクション温度は200℃、ディテクター温度は200℃、試料量は1μLとした。なお、ガスクロマトグラフィー測定は、装置内でガス化するものしか検出しない。
<Measurement of residual ratio of softener>
In order to measure the residual ratio of the softening agent in the fixing solution, gas chromatography measurement was performed. The fixer was placed in a polypropylene container with a lid and stored at 25 ° C. for 1 hour, and the gas chromatographic measurement was performed on the fixer before and after storage. Regarding gas chromatography measurement conditions, the apparatus was HEWLETT PACKARD 5890 SERIESII, the column used was HEWLETT PACKARD HP-1 (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm), the column temperature was 50 ° C. to 250 ° C., the injection temperature was 200 ° C., The detector temperature was 200 ° C. and the sample volume was 1 μL. In addition, the gas chromatography measurement detects only what is gasified in the apparatus.
保存前後の軟化剤のピークエリアから、下記数式により軟化剤の残存率を求めた。
軟化剤の残存率(%)=(保存後の軟化剤のピークエリア/保存前の軟化剤のピークエリア)×100
From the peak area of the softener before and after storage, the remaining ratio of the softener was determined by the following formula.
Residual rate of softener (%) = (peak area of softener after storage / peak area of softener before storage) × 100
次に、図3に示す定着装置において、軟化剤液1(製造例4で調整)100mLと起泡剤液1(製造例4で調整)100mLを各々PET樹脂フィルム製の密閉容器に入れた。続いて、チューブポンプを稼動させ、軟化剤液1を流量3mL/分、起泡剤液1を流量3mL/分で5秒間、定着液混合部を経由して、バブリング槽へ供給した。定着液混合部は、図示していないが、流路だけで2つの液を混合できる構造になっている。ここで、定着液1のpHは8.4であった。チューブポンプ停止後、ダイヤフラム型エアーポンプを稼動させ、バブリング槽内で15秒間バブリングして大泡の定着液を作製した。続いて、2重円筒を稼動させて、微小な泡状定着液を作製した。図3のフォーム状定着液生成手段20における2重円筒の内側円筒は、図示していないが、回転軸に固定されており、回転駆動モータにより回転する構造になっている。2重円筒の材質は、PET樹脂とした。外側円筒は内径10mm、長さ120mmとし、内側円筒は外形8mm、長さ100mmとした。回転数は1000rpmとした。回転時間は10秒間とした。得られた微小な泡状定着液について、下記基準にて起泡性、泡沫安定性、定着性、ブロッキングを評価した。結果を下記の表1に示す。 Next, in the fixing device shown in FIG. 3, 100 mL of the softening agent liquid 1 (adjusted in Production Example 4) and 100 mL of the foaming agent liquid 1 (adjusted in Production Example 4) were each put in a sealed container made of PET resin film. Subsequently, the tube pump was operated to supply the softener liquid 1 at a flow rate of 3 mL / min and the foaming agent liquid 1 at a flow rate of 3 mL / min for 5 seconds to the bubbling tank via the fixer mixing unit. Although not shown, the fixing liquid mixing unit has a structure in which two liquids can be mixed only by a flow path. Here, the pH of the fixing solution 1 was 8.4. After stopping the tube pump, the diaphragm type air pump was operated, and bubbling was carried out for 15 seconds in a bubbling tank to prepare a large foam fixing solution. Subsequently, the double cylinder was operated to produce a fine foamy fixing solution. Although not shown in the figure, the inner cylinder of the double cylinder in the foam-like fixing liquid generating means 20 in FIG. 3 is fixed to a rotating shaft and is rotated by a rotary drive motor. The material of the double cylinder was PET resin. The outer cylinder had an inner diameter of 10 mm and a length of 120 mm, and the inner cylinder had an outer shape of 8 mm and a length of 100 mm. The rotation speed was 1000 rpm. The rotation time was 10 seconds. About the obtained fine foam-like fixing solution, foamability, foam stability, fixability, and blocking were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1 below.
<起泡性の評価>
起泡性を評価するために、微小な泡状定着液の泡密度を測定した。ここで、塗布ローラのように、接触付与手段面の定着液の泡膜は、媒体上の樹脂微粒子層の厚み以上であることが必須条件であり(樹脂微粒子層の隙間を泡状定着液で埋めるため)、おおよそ、泡膜厚みは50μm〜80μmが望まれる。一方、媒体面への定着液付着における残液感(ぬれたような感触)がないためには、定着液付着量として、0.1mg/cm2以下が望まれる。このことから、泡の密度としては、0.0200g/cm3以下が好ましく、0.0125g/cm3〜0.0200g/cm3がより好ましい。そこで、微小な泡状定着液の泡密度の値から、起泡性を下記基準で評価した。なお、泡密度は容積が既知である容器に泡を隙間なく充填して重量を測定し、算出した。
〔評価基準〕
0.0125〜0.0200g/cm3:○(起泡性良好)
0.0201〜0.0300g/cm3:△
0.0301〜0.0500g/cm3:×(起泡性不良)
<Evaluation of foamability>
In order to evaluate the foaming property, the foam density of a fine foam-like fixing solution was measured. Here, it is an essential condition that the foam film of the fixing solution on the surface of the contact applying means, as in the case of the application roller, is equal to or greater than the thickness of the resin fine particle layer on the medium (the gap between the resin fine particle layers is formed with the foam fixing solution). In general, the foam film thickness is desirably 50 μm to 80 μm. On the other hand, in order not to have a residual liquid feeling (wet feeling) due to the fixing liquid adhering to the medium surface, the fixing liquid adhesion amount is preferably 0.1 mg / cm 2 or less. From this, the density of the foam is preferably 0.0200 g / cm 3 or less, more preferably 0.0125 g / cm 3 to 0.0200 g / cm 3 . Therefore, the foamability was evaluated according to the following criteria from the value of the foam density of the fine foam-like fixing solution. The foam density was calculated by filling a container with a known volume with foam without a gap and measuring the weight.
〔Evaluation criteria〕
0.0125 to 0.0200 g / cm 3 : ○ (good foaming property)
0.0201-0.0300 g / cm < 3 > :( triangle | delta)
0.0301 to 0.0500 g / cm 3 : × (poor foaming property)
<泡沫安定性の評価>
泡沫安定性を評価するために、微小な泡状定着液を1分間放置し、泡の状態を目視で観察し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
1分間放置後も泡の状態が変化しない場合:○(泡沫安定性良好)
1分間放置後に泡が消泡した場合 :×(泡沫安定性不良)
<Evaluation of foam stability>
In order to evaluate the foam stability, a fine foam-like fixing solution was allowed to stand for 1 minute, the state of the foam was visually observed, and evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
If the foam state does not change after standing for 1 minute: ○ (Foam stability is good)
If the foam disappears after standing for 1 minute: x (poor foam stability)
<定着性の評価>
定着性を評価するために、未定着トナーが形成された紙の上に微小な泡状定着液を付与した。即ち、未定着トナーが形成された紙について、電子写真方式のプリンタ(株式会社リコー製、imagioMPC2500)を用い、未定着トナーのカラー画像をPPC用紙(株式会社リコー製、T−6200)に形成した。この際、トナー層の厚みは30μm〜40μmであった。続いて、定着開始にあわせ、図3に示すように、泡状定着液供給口から微小な泡状定着液を塗布ローラと膜厚制御ブレードとの間に供給した。微小な泡状定着液が膜制御ブレードに供給開始され始めたタイミングで、塗布ローラを駆動しながら、上記トナー未定着画像が形成された紙を塗布ローラに挿入した。塗布ローラ面には膜厚約80μmの微小な泡状定着液膜が均一に形成され、紙面に均一に微小な泡状定着液が付与された。この際、ブレードと塗布ローラとのギャップは50μmとし、定着液の塗布量は100mg/A4前後とした。加圧ローラは、アルミニウム合金製ローラ(直径10mm)を芯金とし、外径50mmのポリウレタンフォーム材(イノアック社製、商品名「カラーフォームEMO」)を形成したスポンジローラを用いた。塗布ローラは、PFA樹脂を焼付け塗装したSUS製ローラ(直径30mm)を用いた。ローラの線速は300mm/sとした。膜厚制御ブレードは、アルミニウム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〜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。紙搬送速度は300mm/sとした。
定着性は下記基準で評価した。
〔評価基準〕
トナーが紙に定着しており、紙がカールしていない場合 :○(定着性良好)
トナーが紙に定着しているが、紙がカールしている場合 :△
トナーが紙に定着しておらず、紙がカールしていない場合:×
トナーが紙に定着しておらず、紙がカールしている場合 :××(定着性不良)
<Evaluation of fixability>
In order to evaluate the fixability, a fine foamy fixing solution was applied on the paper on which the unfixed toner was formed. In other words, an unfixed toner color image was formed on PPC paper (Ricoh Co., Ltd., T-6200) using an electrophotographic printer (Ricoh Co., Ltd., imagio MPC2500). . At this time, the thickness of the toner layer was 30 μm to 40 μm. Subsequently, as shown in FIG. 3, along with the start of fixing, a fine foam-like fixing solution was supplied between the application roller and the film thickness control blade from the foam-like fixing solution supply port. The paper on which the toner unfixed image was formed was inserted into the application roller while the application roller was driven at the timing when the fine foamy fixing solution started to be supplied to the film control blade. A fine foam-like fixer film having a film thickness of about 80 μm was uniformly formed on the coating roller surface, and the fine foam-like fixer was uniformly applied to the paper surface. At this time, the gap between the blade and the application roller was 50 μm, and the application amount of the fixer was about 100 mg / A4. The pressure roller used was a sponge roller having an aluminum alloy roller (
Fixability was evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
When toner is fixed on paper and paper is not curled: ○ (Good fixability)
If the toner is fixed on the paper but the paper is curled: △
When toner is not fixed on paper and paper is not curled: ×
When the toner is not fixed on the paper and the paper is curled: XX (Fixing failure)
<ブロッキングの評価>
ブロッキングを評価するために、上記定着画像上に紙を1000枚(4kg)のせた。24時間後、定着画像にのせた紙を取り除き、下記基準でブロッキングを評価した。
〔評価基準〕
定着画像が重ねた紙に張り付かず、トナーが剥がれていない場合:○(ブロッキングなし)
定着画像が重ねた紙に張り付き、トナーが剥がれている場合 :×(ブロッキングあり)
<Evaluation of blocking>
In order to evaluate blocking, 1000 sheets (4 kg) of paper were placed on the fixed image. After 24 hours, the paper on the fixed image was removed, and blocking was evaluated according to the following criteria.
〔Evaluation criteria〕
When the fixed image does not stick to the stacked paper and the toner is not peeled: ○ (No blocking)
When the fixed image is stuck on the stacked paper and the toner is peeled: × (with blocking)
(実施例2)
軟化剤液2(製造例5で調整)9mLと起泡剤液2(製造例5で調整)9mLとpH調整剤液2(製造例5で調整)2mLを超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液2を調製した。定着液2のpHは9.3であった。定着液2について、実施例1と同様にして軟化剤の残存率の測定したところ、軟化剤の残存率は55%であった。
(Example 2)
9 mL of softener liquid 2 (adjusted in Production Example 5), 9 mL of foaming agent liquid 2 (adjusted in Production Example 5) and 2 mL of pH adjuster liquid 2 (adjusted in Production Example 5) were stirred for 10 minutes with an ultrasonic homogenizer. A fixing
次に、図6に示す定着装置において、軟化剤液2(製造例5で調整)100mLと起泡剤液2(製造例5で調整)100mLとpH調整剤液2(製造例5で調整)50mLを各々PET樹脂フィルム製の密閉容器に入れた。続いて、チューブポンプを稼動させ、軟化剤液2を流量3mL/分、起泡剤液2を流量3mL/分で4.5秒間、定着液混合部へ供給した。定着液混合部は、図示していないが、攪拌機構が設けられている。ここで、定着液のpHは7.6であった。そこで、チューブポンプを稼動させ、pH調整剤液2を流量1.5mL/分で2秒間、定着液混合部へ供給した。定着液のpHは9.3になった。そこで、チューブポンプを稼動させ、定着液をバブリング槽へ供給した。チューブポンプ停止後、ダイヤフラム型エアーポンプを稼動させ、バブリング槽内で15秒間バブリングして大泡の定着液を作製した。続いて、2重円筒を稼動させて、微小な泡状定着液を作製した。微小な泡の作製条件は実施例1と同様にした。得られた微小な泡状定着液について、実施例1と同様に、起泡性、泡沫安定性、定着性、ブロッキングを評価した。結果を上記の表1に示す。
Next, in the fixing device shown in FIG. 6, 100 mL of softener liquid 2 (adjusted in Production Example 5), 100 mL of foaming agent liquid 2 (adjusted in Production Example 5) and pH adjuster liquid 2 (adjusted in Production Example 5) 50 mL of each was placed in a sealed container made of PET resin film. Subsequently, the tube pump was operated, and the
(実施例3)
軟化剤液3(製造例6で調整)9mLと起泡剤液3(製造例6で調整)9mLとpH調整剤液3(製造例6で調整)2mLを超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液3を調製した。定着液3のpHは10.8であった。定着液3について、実施例1と同様にして軟化剤の残存率の測定したところ、軟化剤の残存率は48%であった。
(Example 3)
9 mL of softener liquid 3 (adjusted in Production Example 6), 9 mL of foaming agent liquid 3 (adjusted in Production Example 6) and 2 mL of pH adjuster liquid 3 (adjusted in Production Example 6) were stirred for 10 minutes with an ultrasonic homogenizer. A fixing solution 3 was prepared. Fixer 3 had a pH of 10.8. When the fixing agent 3 was measured for the remaining ratio of the softener in the same manner as in Example 1, the remaining ratio of the softening agent was 48%.
次に、図6に示す定着装置において、軟化剤液3(製造例6で調整)100mLと起泡剤液3(製造例6で調整)100mLとpH調整剤液3(製造例6で調整)50mLを各々PET樹脂フィルム製の密閉容器に入れた。続いて、チューブポンプを稼動させ、軟化剤液3を流量3mL/分、起泡剤液3を流量3mL/分で4.5秒間、定着液混合部へ供給した。定着液混合部は、図示していないが、攪拌機構が設けられている。ここで、定着液のpHは7.8であった。そこで、チューブポンプを稼動させ、pH調整剤液3を流量1.5mL/分で2秒間、定着液混合部へ供給した。定着液のpHは10.8になった。そこで、チューブポンプを稼動させ、定着液をバブリング槽へ供給した。チューブポンプ停止後、ダイヤフラム型エアーポンプを稼動させ、バブリング槽内で15秒間バブリングして大泡の定着液を作製した。続いて、2重円筒を稼動させて、微小な泡状定着液を作製した。微小な泡の作製条件は実施例1と同様にした。得られた微小な泡状定着液について、実施例1と同様に、起泡性、泡沫安定性、定着性、ブロッキングを評価した。結果を上記表1に示す。 Next, in the fixing device shown in FIG. 6, 100 mL of the softener liquid 3 (adjusted in Production Example 6), 100 mL of the foaming agent liquid 3 (adjusted in Production Example 6) and pH adjuster liquid 3 (adjusted in Production Example 6) 50 mL of each was placed in a sealed container made of PET resin film. Subsequently, the tube pump was operated, and the softener liquid 3 was supplied to the fixing liquid mixing section at a flow rate of 3 mL / min and the foaming agent liquid 3 was supplied at a flow rate of 3 mL / min for 4.5 seconds. Although the fixing liquid mixing unit is not shown, a stirring mechanism is provided. Here, the pH of the fixing solution was 7.8. Therefore, the tube pump was operated, and the pH adjuster liquid 3 was supplied to the fixing liquid mixing section at a flow rate of 1.5 mL / min for 2 seconds. The pH of the fixer was 10.8. Therefore, the tube pump was operated and the fixing solution was supplied to the bubbling tank. After stopping the tube pump, the diaphragm type air pump was operated, and bubbling was carried out for 15 seconds in a bubbling tank to prepare a large foam fixing solution. Subsequently, the double cylinder was operated to produce a fine foamy fixing solution. The production conditions for the fine bubbles were the same as in Example 1. About the obtained fine foam-like fixing solution, the foamability, foam stability, fixability, and blocking were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 above.
(比較例1)
軟化剤液2(製造例5で調整)10mLと起泡剤液2(製造例5で調整)10mLを超音波ホモジナイザーにて10分間撹拌し、定着液4を調製した。定着液4のpHは7.6であった。定着液4について、実施例1と同様にして軟化剤の残存率の測定したところ、軟化剤の残存率は93%であった。
(Comparative Example 1)
10 mL of the softener liquid 2 (adjusted in Production Example 5) and 10 mL of the foaming agent liquid 2 (adjusted in Production Example 5) were stirred with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes to prepare Fixing Solution 4. Fixer 4 had a pH of 7.6. When the fixing agent 4 was measured for the remaining ratio of the softening agent in the same manner as in Example 1, the remaining ratio of the softening agent was 93%.
次に、図6に示す定着装置において、軟化剤液2(製造例5で調整)100mLと起泡剤液2(製造例5で調整)100mLとpH調整剤液2(製造例5で調整)50mLを各々PET樹脂フィルム製の密閉容器に入れた。続いて、チューブポンプを稼動させ、軟化剤液2を流量3mL/分、起泡剤液2を流量3mL/分で5秒間、定着液混合部へ供給した。定着液混合部は、図示していないが、攪拌機構が設けられている。ここで、定着液のpHは7.6であったが、pH調整剤液2は供給しなかった。チューブポンプを稼動させ、定着液をバブリング槽へ供給した。チューブポンプ停止後、ダイヤフラム型エアーポンプを稼動させ、バブリング槽内で15秒間バブリングして大泡の定着液を作製した。続いて、2重円筒を稼動させて、微小な泡状定着液を作製した。微小な泡の作製条件は実施例1と同様にした。得られた微小な泡状定着液について、実施例1と同様に、起泡性、泡沫安定性、定着性、ブロッキングを評価した。結果を上記表1に示す。
Next, in the fixing device shown in FIG. 6, 100 mL of softener liquid 2 (adjusted in Production Example 5), 100 mL of foaming agent liquid 2 (adjusted in Production Example 5) and pH adjuster liquid 2 (adjusted in Production Example 5) 50 mL of each was placed in a sealed container made of PET resin film. Subsequently, the tube pump was operated, and the
(比較例2)
比較例1で得られた微小な泡状定着液を、PPC用紙(株式会社リコー製、T−6200)に塗布した。塗布条件は実施例1の定着性評価と同様にした。泡状定着液を塗布したPPC用紙について、実施例1と同様に、ブロッキングを評価した。結果を上記表1に示す。
(Comparative Example 2)
The fine foamy fixing solution obtained in Comparative Example 1 was applied to PPC paper (T-6200, manufactured by Ricoh Co., Ltd.). The coating conditions were the same as in the fixability evaluation of Example 1. In the same manner as in Example 1, blocking was evaluated for the PPC paper coated with the foamy fixing solution. The results are shown in Table 1 above.
上記表1の結果から、定着液のpHを適切な範囲(おおよそpH8〜11)に調整した場合は、軟化剤の分解が促進されることが示された。また、弱アルカリ性の定着液であっても、定着液のpHが8未満である場合は、軟化剤の分解が促進されていなかった。 From the results of Table 1 above, it was shown that when the pH of the fixing solution was adjusted to an appropriate range (approximately pH 8 to 11), the decomposition of the softener was promoted. Even with a weakly alkaline fixing solution, when the fixing solution has a pH of less than 8, the decomposition of the softener was not promoted.
また、pHを調整した定着液は良好な起泡性と泡沫安定性を示し、pHを調整したことによる起泡性、泡沫安定性の低下は見られなかった。また、pHを調整した定着液から得られた微小な泡状定着液は、定着性が良好であり、ブロッキングが発生しなかった。pHを調整しなかった定着液から得られた微小な泡状定着液は、未定着トナー画像に塗布するとブロッキングが発生し、トナー画像がないPPC用紙に塗布してもブロッキングが発生しなかった。この結果から、ブロッキングはトナー中に定着液中の軟化剤が残留することで発生すると考えられる。pHを調整した定着液から得られた微小な泡状定着液は、定着時は軟化剤がほとんど分解されていないため高い定着能力を有しており、定着後は軟化剤を分解してトナーの粘着性を低下させることが示された。 Further, the fixing solution with adjusted pH showed good foaming properties and foam stability, and no decrease in foaming properties and foam stability due to the pH adjustment was observed. Further, the fine foamy fixing solution obtained from the fixing solution whose pH was adjusted had good fixability and no blocking occurred. The fine foamy fixer obtained from the fixer whose pH was not adjusted produced blocking when applied to an unfixed toner image, and no blocking occurred when applied to PPC paper having no toner image. From this result, it is considered that blocking occurs when the softening agent in the fixing liquid remains in the toner. The fine foamy fixing solution obtained from the fixing solution with adjusted pH has a high fixing ability because the softening agent is hardly decomposed at the time of fixing, and after fixing, the softening agent is decomposed to decompose the toner. It has been shown to reduce stickiness.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation and substitution are possible if it is description in a claim.
10,30,40,50;定着装置、11;軟化剤液密封容器、
12;起泡剤液密封容器、
13,14,27,28,31,33;液搬送ポンプ、
15;定着液混合部、16;pH測定部、17;主制御部、
18;バブリング槽、19;空気ポンプ、
20;フォーム状定着液生成手段、21;供給口、
22;塗布ローラ、23;泡膜厚制御用ブレード、24;加圧ローラ、
25;加圧ベルト、26;pH調整剤液密閉容器、
29;第1のpH調整剤液密閉容器、
32;第2のpH調整剤密閉容器、100;画像形成装置。
10, 30, 40, 50; fixing device, 11; softener liquid sealed container,
12; foaming agent liquid sealed container,
13, 14, 27, 28, 31, 33; liquid transport pump,
15: Fixing liquid mixing unit, 16: pH measuring unit, 17: main control unit,
18; bubbling tank, 19; air pump,
20; Foam-type fixer generating means, 21; supply port,
22; coating roller, 23; blade thickness control blade, 24; pressure roller,
25; pressure belt, 26; pH adjuster liquid hermetically sealed container,
29; a first pH adjuster liquid hermetically sealed container;
32: Second pH adjusting agent sealed container, 100: Image forming apparatus.
Claims (7)
少なくとも前記軟化剤を含有する軟化剤液を収納する軟化剤液収納手段と、
少なくとも前記起泡剤を含有する起泡剤液を収納する起泡剤液収納手段と、
前記各収納手段によって独立した状態で収納された液同士を混合して定着液を生成する定着液生成手段と、
該定着液生成手段によって生成された前記定着液のpH値を測定するpH測定手段と、
該pH測定手段によって測定されたpH値に基づいて所望のpH値の前記定着液になるように前記軟化剤液又は前記起泡剤液のいずれかの液量、あるいは各液量を制御する制御手段と、
所望のpH値となった前記定着液を泡状化して泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、
前記泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与する泡状定着液付与手段と
を有することを特徴とする定着装置。 Using a fixer containing a softener and a foaming agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least part of the resin, the fixer is foamed, and the foam fixer is used as resin fine particles on a medium. In a fixing device that is applied to and fixes the resin fine particles on a medium,
A softener liquid storage means for storing a softener liquid containing at least the softener;
Foaming agent liquid storage means for storing a foaming agent liquid containing at least the foaming agent;
A fixing liquid generating means for generating a fixing liquid by mixing the liquids stored in an independent state by the storage means;
PH measuring means for measuring the pH value of the fixing solution generated by the fixing solution generating means;
Control for controlling the amount of the softener solution or the foaming agent solution or the amount of each of the softening agent solution so that the fixing solution has a desired pH value based on the pH value measured by the pH measuring means. Means,
A foam-like fixer generating means for foaming the fixer having a desired pH value into a foam-like fixer;
A fixing device comprising: a foamy fixing solution applying unit that applies the foamed fixing solution to resin fine particles on a medium.
少なくとも前記軟化剤を含有する軟化剤液を収納する軟化剤液収納手段と、
少なくとも前記起泡剤を含有する起泡剤液を収納する起泡剤液収納手段と、
少なくとも前記pH調整剤を含有するpH調整剤液を収納するpH調整剤液収納手段と、
前記軟化剤液収納手段及び前記起泡剤液収納手段によって独立した状態で収納された液同士を混合して定着液を生成する定着液生成手段と、
該定着液生成手段によって生成された前記定着液のpH値を測定するpH測定手段と、
該pH測定手段によって測定されたpH値に基づいて所望のpH値の前記定着液になるように前記軟化剤液、前記起泡剤液又は前記pH調整剤のいずれかの液量、あるいはいずれか2つの各液量、もしくは全ての各液量を制御する制御手段と、
所望のpH値となった前記定着液を泡状化して泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、
前記泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与する泡状定着液付与手段と
を有することを特徴とする定着装置。 Using a fixing solution containing a softening agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least part of the resin, a foaming agent, and a pH adjuster, the fixing solution is foamed, and the foamed fixing solution is used as a medium. In a fixing device that is applied to the upper resin fine particles and fixes the resin fine particles on the medium,
A softener liquid storage means for storing a softener liquid containing at least the softener;
Foaming agent liquid storage means for storing a foaming agent liquid containing at least the foaming agent;
PH adjuster solution storage means for storing a pH adjuster solution containing at least the pH adjuster;
Fixing liquid generating means for generating a fixing liquid by mixing liquids stored in an independent state by the softener liquid storing means and the foaming agent liquid storing means;
PH measuring means for measuring the pH value of the fixing solution generated by the fixing solution generating means;
The amount of the softener solution, the foaming agent solution, or the pH adjusting agent so that the fixing solution has a desired pH value based on the pH value measured by the pH measuring means, or either Control means for controlling each of the two liquid volumes or all of the liquid volumes;
A foam-like fixer generating means for foaming the fixer having a desired pH value into a foam-like fixer;
A fixing device comprising: a foamy fixing solution applying unit that applies the foamed fixing solution to resin fine particles on a medium.
少なくとも前記軟化剤を含有する軟化剤液を収納する軟化剤液収納手段と、
少なくとも前記起泡剤を含有する起泡剤液を収納する起泡剤液収納手段と、
少なくとも前記第1のpH調整剤を含有する第1のpH調整剤液を収納する第1のpH調整剤液収納手段と、
少なくとも前記第2のpH調整剤を含有する第2のpH調整剤液を収納する第2のpH調整剤液収納手段と、
前記軟化剤液収納手段及び前記起泡剤液収納手段によって独立した状態で収納された液同士を混合して定着液を生成する定着液生成手段と、
該定着液生成手段によって生成された前記定着液のpH値を測定するpH測定手段と、
該pH測定手段によって測定されたpH値に基づいて所望のpH値の前記定着液になるように前記軟化剤液、前記起泡剤液、前記第1のpH調整剤又は前記第2のpH調整剤のいずれかの液量、いずれか2つの各液量、あるいはいずれか3つの各液量、もしくは全ての各液量を制御する制御手段と、
所望のpH値となった前記定着液を泡状化して泡状定着液とする泡状定着液生成手段と、
前記泡状定着液を媒体上の樹脂微粒子に付与する泡状定着液付与手段と
を有することを特徴とする定着装置。 Using a fixing solution containing a softening agent that softens resin fine particles by dissolving or swelling at least part of the resin, a foaming agent, an alkaline first pH adjusting agent, and an acidic second pH adjusting agent, In a fixing device that foams a fixer, applies the foamy fixer to resin fine particles on a medium, and fixes the resin fine particles on the medium.
A softener liquid storage means for storing a softener liquid containing at least the softener;
Foaming agent liquid storage means for storing a foaming agent liquid containing at least the foaming agent;
First pH adjuster liquid storage means for storing a first pH adjuster liquid containing at least the first pH adjuster;
Second pH adjuster liquid storage means for storing a second pH adjuster liquid containing at least the second pH adjuster;
Fixing liquid generating means for generating a fixing liquid by mixing liquids stored in an independent state by the softener liquid storing means and the foaming agent liquid storing means;
PH measuring means for measuring the pH value of the fixing solution generated by the fixing solution generating means;
The softening agent liquid, the foaming agent liquid, the first pH adjusting agent, or the second pH adjustment so that the fixing solution has a desired pH value based on the pH value measured by the pH measuring means. A control means for controlling any liquid amount of the agent, any two liquid amounts, or any three liquid amounts, or all the liquid amounts;
A foam-like fixer generating means for foaming the fixer having a desired pH value into a foam-like fixer;
A fixing device comprising: a foamy fixing solution applying unit that applies the foamed fixing solution to resin fine particles on a medium.
請求項1〜6のいずれか1項に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。 An image forming means for forming an unfixed toner image on a medium by performing an electrostatic recording process with a developer containing resin fine particles containing a resin and a colorant;
An image forming apparatus comprising: a fixing unit configured to fix the unfixed toner image onto a medium by the fixing device according to claim 1.
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