JP4875861B2 - 定着液及びトナーの定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着液及びトナーの定着装置に関する。

プリンター、ファクシミリ、複写装置等に用いられる画像形成装置は、画像情報に基づいて、紙、布、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に、文字、記号等の画像を記録するものである。

このような記録装置には種々の方式があるが、電子写真方式の画像形成装置が普通紙に高精細な画像を高速で記録することができる点から広くオフィスで使用されている。この電子写真方式の画像形成装置では、定着速度、定着画像品質等の点から、記録媒体上のトナーを加熱溶融し、加圧することで定着させる熱定着方式が広く普及している。しかしながら、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、トナーの加熱のために消費されており、環境問題の観点から低消費電力（省エネ）の定着装置が望まれている。すなわち、定着時の加熱温度を今までよりも極端に下げる定着装置又は加熱を必要としない定着装置が望まれている。

加熱せずにトナーを定着させる非加熱定着方法としては、トナー樹脂を溶解する溶剤を未定着トナーに付与する所謂溶剤定着が知られている。特許文献１及び２には、定着液をトナーに付与してトナーを溶解又は膨潤させ、この定着液を乾燥させることでトナーを定着させる方法が開示されている。この定着方式では、熱定着方式におけるトナーを溶融させるための加熱処理が不要であることから、低消費電力で省エネ対策として優れた定着方式である。しかしながら、オフィス環境で使用する場合、不快な臭気がオフィス内に充満してしまうという問題がある。さらに、表面が撥水性処理されているトナーを用いる場合、未定着トナー画像に水を含有する定着液を付与すると、トナーが定着液に弾かれて、画像が乱れるという問題がある。

一方、別の溶剤定着方法として、特許文献３には、トナーを溶解し、かつシリコーンオイルと相溶性を示す溶剤をシリコーンオイルと混合してなる定着用溶液が開示されている。この定着用溶液は、撥水性のトナー表面に対して親和性を有するシリコーンオイルを含有するため、トナーが弾かれて画像が乱れることはないが、トナーを軟化するために用いられている溶剤がベンゼン等の芳香族系溶剤やメチルエチルケトン等のケトン系溶剤であり、揮発性を有し、臭気が強いため、オフィス環境での使用には適さない。また、シリコーンオイルは、離型性があり、トナーの溶解を阻害する作用を有するため、定着不良や従来の熱圧力定着と同等の応答性を得ることができないという問題を有する。
特許第３２９０５１３号公報 特開昭５３−１１８１３９号公報 特開昭５９−１１９３６４号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、臭気の発生が少なく、トナー画像の乱れを抑制し、トナーを高速で定着させることが可能な定着液及び該定着液を用いてトナーを定着させるトナーの定着装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、トナーを記録媒体に定着させる定着液において、水に可溶な状態で保持されており、前記トナーに含まれる樹脂に対して溶解性又は膨潤性を示す脂肪族エステルを含有し、２５℃における粘度が１０ｍＰａ・秒以上１０Ｐａ・秒以下であることを特徴とする。これにより、臭気の発生が少なく、トナー画像の乱れを抑制し、トナーを高速で定着させることが可能な定着液を提供することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着液において、多価アルコール類をさらに含有することを特徴とする。これにより、定着液の保存安定性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の定着液において、前記多価アルコール類は、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール及びグリセリンからなる群より選択される一種以上の化合物であることを特徴とする。これにより、定着液の保存安定性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着液において、水溶性樹脂をさらに含有することを特徴とする。これにより、定着応答性を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の定着液において、前記水溶性樹脂は、ポリビニルピロリドン及びポリアクリルアミドを含有することを特徴とする。これにより、トナー画像の乱れをさらに抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の定着液において、前記水溶性樹脂は、ポリアクリル酸又はポリアクリル酸塩を含有することを特徴とする。これにより、定着応答性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着液において、前記脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含有することを特徴とする。これにより、定着液の保存安定性を向上させることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の定着液において、前記飽和脂肪族エステルは、一般式
Ｒ_１ＣＯＯＲ_２
で示される化合物であり、Ｒ_１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、Ｒ_２は、炭素数が１以上３以下のアルキル基であることを特徴とする。これにより、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。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の定着液において、前記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含有することを特徴とする。これにより、短時間でトナーに含まれる樹脂を溶解又は膨潤させることができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の定着液において、前記脂肪族ジカルボン酸エステルは、一般式
Ｒ_３（ＣＯＯＲ_４）_２
で示される化合物であり、Ｒ_３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ_４は、炭素数が２以上５以下のアルキル基であることを特徴とする。これにより、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。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の定着液において、前記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含有することを特徴とする。これにより、トナーの定着性を向上させることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の定着液において、前記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式
Ｒ_５（ＣＯＯＲ_６−Ｏ−Ｒ_７）_２
で示される化合物であり、Ｒ_５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ_６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ_７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基であることを特徴とする。これにより、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。

請求項１３に記載の発明は、トナーを記録媒体に定着させるトナーの定着装置において、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の定着液を、前記トナーを有する前記記録媒体に供給する手段を少なくとも有することを特徴とする。これにより、臭気の発生が少なく、トナー画像の乱れを抑制し、トナーを高速で定着させることが可能なトナーの定着装置を提供することができる。

本発明によれば、臭気の発生が少なく、トナー画像の乱れを抑制し、トナーを高速で定着させることが可能な定着液及び該定着液を用いてトナーを定着させるトナーの定着装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

本発明の定着液は、水に可溶な状態で保持されており、トナーに含まれる樹脂に対して溶解性又は膨潤性を示す脂肪族エステルを含有し、２５℃における粘度が１０ｍＰａ・秒以上１０Ｐａ・秒以下である。

図１は、インクジェット、スプレー等の定着液付与手段を用いて、粘度が低い定着液３１を未定着トナー層３２に、液滴として塗布した場合の挙動を説明する図である。一般に、トナーは高湿度下でも流動性を損なわないために、表面に撥水性処理をするため、水を弾く性質を有する。このため、水系の定着液３１の液滴が未定着トナー層３２と接触すると、液滴は、トナーを弾きながら記録紙３３に浸透する場合がある。このため、未定着トナー層３２が乱れて画質が劣化することがある。この乱れを抑制するためには、界面活性剤を添加することで定着液３１の表面張力を下げて、定着液３１がトナーを十分濡らすように改質する方法を用いることができる。しかしながら、定着液３１の表面張力を下げるのにも限度があり、カラー画像のように、未定着トナー層２が多層にある場合、表面張力を下げるだけでは不充分な状況である。そこで、本発明者らは鋭意検討し、定着液３１の液滴の粘度を高くし、未定着トナー層３２に液滴が接触しても、定着液３１が記録紙３３上を移動しにくくすると、トナーが定着液３１に弾かれにくく、画質が劣化しにくいことを見出した。図２は、この原理を説明する図である。粘度が高い定着液３１の液滴が未定着トナー層３２に接触すると、定着液３１は、流動性が小さいことにより、直ちには記録紙３３上を拡散せず、未定着トナー層３２を覆うように変形し、未定着トナー層３２上に付着する。その後、時間の経過と共に、記録紙３３の内部へ浸透する。したがって、この液滴が記録紙３３の内部に浸透する過程で、定着液３１の急激な移動が抑制されるため、トナーは乱れにくく、定着液３１中の軟化剤により軟化し、記録紙３３に定着する。このとき、トナーが乱れを抑制する定着液の粘度の下限は、１０ｍＰａ・秒であり、定着液を塗布可能な液体として取り扱える粘度の上限は、１０Ｐａ・秒である。

本発明において、粘度とは、コーンアンドプレート型回転粘度計を用いて、コーンアンドプレートがφ６０・１°又はφ２０・１°、シェアレートが１０秒^−１、温度が２５℃の条件で測定される定常流粘度を意味する。なお、本発明の定着液は、非ニュートン流体であるため、シェアレートにより粘度の値が変わる。本発明者らは、上記の測定条件における定着液の粘度が１０ｍＰａ・秒以上１０Ｐａ・秒以下である場合に、未定着トナーへ定着液を塗布した際に、トナー乱れが劇的に抑えられることを見出したものである。

これにより、臭気の発生が少なく、未定着トナー画像を高速で定着させることが可能な定着液を得ることができる。本明細書及び特許請求の範囲において、脂肪族エステルは、トナーに含まれる樹脂を溶解又は膨潤させることでトナーを軟化させる軟化剤として用いられており、可溶な状態で保持されているとは、数百オングストロームオーダーの分子クラスターレベルの大きさで保持されていることを意味する。なお、脂肪族エステルは、人体に対する安全性の観点から、急性経口毒性試験ＬＤ_５０が３ｇ／ｋｇより大きいことが好ましい。

本発明において、脂肪族エステルとしては、流動性を有する液体の他に、ゲル状の液体やワックスのような半固体でも構わない。

本発明の定着液は、溶媒として、水を含有するため、臭気をさらに減少させることができる。水は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）に非該当であり、オフィス環境に対して極めて有利である。しかし、脂肪族エステルの水に対する溶解度は、一般に低いため、脂肪族エステルを水中で可溶な状態で保持する必要がある。このような方法としては、ＨＬＢ値が５〜１６程度の界面活性剤を水に添加し、脂肪族エステルを添加した後、加熱しながら長時間攪拌する方法が挙げられる。ＨＬＢ値が５〜１６程度の界面活性剤としては、ショ糖ラウリン酸エステル、ショ糖ミリスチン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル等のショ糖脂肪酸エステル類等が挙げられる。

また、本発明の定着液は、溶媒として、水の他に、水性溶媒を含有してもよい。この場合も、両親媒性有機化合物、水溶性ポリマー、シリカゲルのような親水性材料に脂肪族エステルを一旦取り込んだ後に、脂肪族エステルを可溶な状態に保持することが好ましい。水性溶媒としては、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。

溶媒中の脂肪族エステルの含有量は、０．５重量％以上５０重量％以下程度であることが好ましく、１重量％以上１０重量％以下がさらに好ましい。脂肪族エステルの含有量が０．５重量％より小さいと、トナーを溶解又は膨潤させる効果が不十分となり、５０重量％より大きいと、長時間に亘り、トナー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ことがある。

本発明において、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。これにより、通常のオフィス環境では不快感が無くなる。脂肪族エステル及び溶媒が不快臭や刺激臭を有していると、オフィス環境等での使用に適さない。特に、脂肪族エステルは、トナーが定着した後もトナー中に残留しているため、不快臭や刺激臭を有することは使用上好ましくない。なお、精度が高く、オフィス環境等におけ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（１０ｌｏｇ（臭わなくなるまでの希釈倍率））を臭気の指標として用いている。

また、定着液の溶媒が不快臭や刺激臭を帯びていると、定着時に装置から臭気が発生するため、好ましくない。溶媒は、定着液中の含有量が多いため、臭気指数は、７以下であることが好ましく、３以下であることがさらに好ましい。

本発明の定着液は、多価アルコール類をさらに含有することが好ましい。多価アルコールは、湿潤剤としての機能を有するため、増粘と同時に水の蒸発を抑制するため、定着液を保管する際に定着液の組成の変化が起こりにくくなり、保存安定性を向上させることができる。多価アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、グリセリン、ヘキサグリセロール等が挙げられるが、水との相溶性が良好であることから、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール及びグリセリンからなる群より選択される一種以上の化合物であることが好ましい。

本発明の定着液は、水溶性樹脂をさらに含有することが好ましい。水溶性樹脂は、少量の添加で定着液を増粘することができる。これにより、定着液を未定着トナー層に塗布して乾燥させた後の残留物を少なくすることができ、定着応答性を向上させることができる。水溶性樹脂としては、ポリアリルアミン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。

本発明において、水溶性樹脂は、ポリビニルピロリドンとポリアクリルアミドの混合物であることが好ましい。ポリビニルピロリドンは、被膜性が小さく、また、ポリアクリルアミドは、定着液を未定着トナー層に塗布した際のトナーの移動を抑制することができる。

本発明において、水溶性樹脂は、ポリアクリル酸又はポリアクリル酸塩であることが好ましい。これにより、定着液を増粘する際の添加量をさらに少なくすることができる。ポリアクリル酸塩としては、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。

本発明において、脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含有することが好ましい。これにより、保存安定性（酸化や加水分解に対する耐性）を向上させることができる。また、人体に対する安全性が高く、トナーに含まれる樹脂を１秒以内で溶解又は膨潤させることができる。さらに、飽和脂肪族エステルは、溶媒が蒸発した後のトナー層における粘着感が少ない。これは、飽和脂肪族エステルが軟化したトナー層の表面に油膜を形成するためであると考えられる。

本発明において、飽和脂肪族エステルは、一般式
Ｒ_１ＣＯＯＲ_２
で示される化合物であり、Ｒ_１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、Ｒ_２は、炭素数が１以上３以下のアルキル基であることが好ましい。これにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性を向上させることができる。また、臭気指数が１０以下であり、不快臭や刺激臭を有さない。

脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、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等が挙げられる。トナーに含まれる樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ポリエステル樹脂が適する。また、トナー中にポリエチレン等のワックス成分を有していても構わない。

本発明において、脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含有することが好ましい。これにより、短時間でトナーに含まれる樹脂を溶解又は膨潤させることができる。６０ｐｐｍ程度の高速印字では、未定着トナー画像に定着液を付与し、トナーが定着するまでの時間は、１秒以内であることが望ましいが、上記の構成は、これを満足することができる。しかも、少量の添加でトナーに含まれる樹脂を溶解又は膨潤させることができるため、溶媒中の軟化剤の割合を低減できる。例えば、水性溶媒を用いた場合、５重量％以下の軟化剤含有量でトナーを定着させることができる。

本発明において、脂肪族ジカルボン酸エステルは、一般式
Ｒ_３（ＣＯＯＲ_４）_２
で示される化合物であり、Ｒ_３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ_４は、炭素数が２以上５以下のアルキル基であることが好ましい。これにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性を向上させることができる。また、臭気指数が１０以下であり、不快臭や刺激臭を有さない。

脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、コハク酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、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。トナーに含まれる樹脂は、上記と同様である。

本発明において、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有することが好ましい。これにより、トナーの定着性を向上させることができる。脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、水に若干溶解するため、溶媒として水を用いる場合に、可溶な状態で保持しやすい。

本発明において、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式
Ｒ_５（ＣＯＯＲ_６−Ｏ−Ｒ_７）_２
で示される化合物であり、Ｒ_５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、Ｒ_６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、Ｒ_７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基であることが好ましい。これにより、トナーに含まれる樹脂に対する溶解性を向上させることができる。また、臭気指数が１０以下であり、不快臭や刺激臭を有さない。

脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルとしては、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジブトキシエチル、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。

次に、本発明の定着液を実際に使用する場合の実施形態について説明する。図３は、本発明の実施形態が適用される画像形成装置の一例であり、複写機やプリンターとして利用されるカラー電子写真のタンデム方式の画像形成装置を示す。また、図４は、図３の画像形成装置の一部を示す。

図３に示すように、画像形成部には、トナー像担持体として中間転写ベルト１１が設けられている。この中間転写ベルト１１は、３つの支持ローラ１２、１３及び１４に張架されており、時計方向に回転するよう構成されている。この中間転写ベルト１１の搬送方向には、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１５ＢＫ、１５Ｙ、１５Ｍ及び１５Ｃが配列されている。これら画像形成ユニットの上方には不図示の露光装置が配置されている。例えば、複写機の場合、スキャナーで原稿の画像情報を読み込み、この画像情報に応じて、感光体ドラム１６上に静電潜像を書き込むための光Ｌが露光装置により照射される（図４参照）。

中間転写ベルト１１の支持ローラ１４に対向する位置には、二次転写装置１７が設けられている。二次転写装置１７は、二つの支持ローラ１８及び１９の間に張架された二次転写ベルト２０で構成されている。なお、二次転写装置１７としては、転写ベルト以外に転写ローラを用いた構成としてもよい。また、中間転写ベルト１１の支持ローラ１２に対向する位置には、ベルトクリーニング装置２１が配置されている。ベルトクリーニング装置２１は、中間転写ベルト１１上に残留するトナーを除去するために配置されている。

記録媒体（記録紙）２２は、一対の給紙ローラ２３で二次転写部へ導かれ、トナー像を記録基体２２に転写する際には、二次転写ベルト２０を中間転写ベルト１１に押し当てて転写を行う。

次に、画像形成ユニットについて説明する。図４に示すように、画像形成ユニットには、感光体ドラム１６の周辺に、帯電装置２４、現像装置２５、クリーニング装置２６及び除電装置２７が配置されている。また、感光体１６に対して、中間転写ベルト１１を介して対向する位置に、一次転写装置２８が設けられている。

帯電装置２４は、帯電ローラを採用した接触帯電方式であり、感光体ドラム１６に接触して電圧を印加することにより、感光体ドラム１６の表面を一様に帯電する。この帯電装置２４としては、非接触のスコロトロン帯電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。

現像装置２５は、現像剤中のトナーを感光体ドラム１６上の潜像に付着させ、可視像化させる。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、後述する定着液により溶解又は膨潤するように形成されている。なお、現像装置２５には、不図示の攪拌部と現像部が構成されており、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。攪拌部のトナー濃度は、トナー濃度センサーで検出され、濃度が一定になるように制御されている。

一次転写装置２８は、感光体ドラム１６上で可視像化されたトナーを中間転写ベルト１１に転写する。ここでは、一次転写装置２８としては、転写ローラ方式を採用しており、中間転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム１６に押し当てるように配置されている。一次転写装置２８としては、この他に導電性ブラシ形状のもの、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。

クリーニング装置２６は、感光体ドラム１６上の不要なトナーを除去する。クリーニング装置２６としては、先端が感光体ドラム１６に押し当てられるように構成されたブレードを用いることができる。ここで、回収されたトナーは、不図示の回収スクリューやトナーリサイクル装置で現像装置２５に回収され、再利用することができる。

除電装置２７は、ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム１６の表面電位を初期化する。

次に、本発明のトナーの定着装置について説明する。図５に示すように、本発明の定着液３１は、定着液容器３４に貯留され、定着液付与手段であるスプレーガン３５により、記録紙３３上の未定着トナー層３２に供給される。ここで、記録紙３３は、上述の画像形成プロセスでトナーが付着されたものである。なお、スプレーガン３５の代わりに、インクジェットノズル等の液滴を飛翔させる定着液付与手段により、定着液３１を未定着トナー層３２に供給しても構わない。

また、塗布工程後に、軟化した未定着トナー層３６に対して、一対の加圧による平滑化ローラ（ハードローラ）３７を付設することで、定着トナー層３８の表面の平滑化による光沢付与や記録紙３３の繊維内への押し込みによる定着性向上を図ることができる。なお、記録紙３３の搬送は、搬送ローラ３９によって行なわれる。

以上のような構成によって、臭気の発生が少なく、トナー画像の乱れを抑制し、トナーを高速で定着させることが可能な定着装置を提供することができる。

本実施例は、本発明を例示したものに過ぎず、これら実施例により、本発明は限定されない。なお、定着液の粘度は、レオメータＲＳ７５（ＨＡＡＫＥ社製）を用いて測定した。
＜実施例１＞
コハク酸ジエトキシエチル１５重量％、水４９重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％、１，３−ブタンジオール３５重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１０ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

プリンターＩｐｓｉｏ ＣＸ６６００（リコー社製）の定着部を加熱せずに、未定着トナー画像を形成したＰＰＣ用紙に定着液をスプレー塗布し、５秒後、１０秒後、２０秒後に、画像の表面をウエスで擦り、ウエスへのトナー付着の有無で定着度合いを判定した。

この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例２＞
コハク酸ジエトキシエチル７重量％、水７２重量％、ポリオキシエチルアルキルエーテル系界面活性剤ＩＤ−２０６（日本油脂社製）１重量％、ポリビニルピロリドン２０重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、２０ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例３＞
コハク酸ジエトキシエチル７重量％、水７２重量％、ポリオキシエチルアルキルエーテル系界面活性剤ＩＤ−２０６（日本油脂社製）１重量％、ポリビニルピロリドン１０重量％、ポリアクリルアミド１０重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、５０ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例４＞
コハク酸ジエトキシエチル７重量％、水９０．５重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％、ポリアクリル酸ナトリウム０．５重量％、トリエタノールアミン１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１Ｐａ・秒（コーンアンドプレート：φ２０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例５＞
アジピン酸ジイソブチル４重量％、エタノール（ＬＤ_５０＝２０ｇ／ｋｇ）２０重量％、水４０重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％、１，３−ブタンジオール３５重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１０ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、１０秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例６＞
ラウリン酸エチル３重量％、エタノール２０重量％、水４０重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％、１，３−ブタンジオール３６重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１０ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、１０秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例７＞
コハク酸ジエトキシエチル５重量％、水９２．５重量％、アセチレングリコール系界面活性剤１重量％、ポリアクリル酸（カーボポール９４０）０．５重量％、トリエタノールアミン１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１０Ｐａ・秒（コーンアンドプレート：φ２０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが全く無い画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例８＞
コハク酸ジエトキシエチル５重量％、水９２．７重量％、アセチレングリコール系界面活性剤１重量％、ポリアクリル酸（カーボポール９４０）０．３重量％、トリエタノールアミン１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、２Ｐａ・秒（コーンアンドプレート：φ２０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが全く無い画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例９＞
コハク酸ジエトキシエチル５重量％、水３７．１重量％、エタノール５５．７重量％、アセチレングリコール系界面活性剤１重量％、ポリアクリル酸（カーボポール９４０）０．２重量％、トリエタノールアミン１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１Ｐａ・秒（コーンアンドプレート：φ２０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが全く無い画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例１０＞
コハク酸ジエトキシエチル５重量％、プロピレングリコール９１．８重量％、アセチレングリコール系界面活性剤１重量％、ポリオール変性シリコン系界面活性剤１重量％、ポリアクリル酸（カーボポール９４０）０．２重量％、トリエタノールアミン１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、３００ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが全く無い画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜実施例１１＞
コハク酸ジエトキシエチル５重量％、水３４．５重量％、ポリオール変性シリコーンオイル０．５重量％、プロピレングリコール６０重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、１０ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。また、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケが従来の水系定着液に比べて少ない画像が得られた。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜比較例１＞
コハク酸ジエトキシエチル７重量％、水９２重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度は、１．５ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。しかし、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケがかなり目立つ画像であった。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜比較例２＞
コハク酸ジエトキシエチル７重量％、水６２重量％、プロピレングリコール３０重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、４．５ｍＰａ・秒（コーンアンドプレート：φ６０・１°）であった。

実施例１と同様に、定着度合いを判定した。この結果、５秒後に、ウエスにはトナーが付着せず、ＰＰＣ用紙上にトナーが定着していた。しかし、光学顕微鏡で画像面を観察したところ、トナーのチリや画像ヌケがかなり目立つ画像であった。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。
＜比較例３＞
コハク酸ジエトキシエチル７重量％、水８９重量％、ショ糖ラウリン酸エステル１重量％、ポリアクリル酸ナトリウム１重量％、トリエタノールアミン２重量％を混合攪拌して、透明な定着液を作製した。定着液の粘度（２５℃）は、５０Ｐａ・秒（コーンアンドプレート：φ２０・１°）であった。

未定着トナー画像を形成したＰＰＣ用紙に定着液のスプレー塗布を試みたが、粘度が高すぎて液滴を吐出することができなかった。そこで、ローラ塗布も試みたが、粘度が高いため、定着液のタック性が強くなり、ローラ側に未定着トナーが付着し、画像乱れが発生した。なお、トナー画像の定着時に不快な臭気は発生しなかった。

粘度が低い定着液が塗布された場合の挙動を説明する図である。 本発明の定着液が塗布された場合の挙動を説明する図である。 本発明の実施形態が適用される画像形成装置を示す図である。 図３の画像形成装置の一部を示す図である。 本発明のトナーの定着装置の一例を示す図である。

符号の説明

１１ 中間転写ベルト
１２、１３、１４、１８、１９ 支持ローラ
１５ＢＫ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ 画像形成ユニット
１６ 感光体ドラム
１７ 二次転写装置
２０ 二次転写ベルト
２１ ベルトクリーニング装置
２２ 記録媒体（記録紙）
２３ 給紙ローラ
２４ 帯電装置
２５ 現像装置
２６ クリーニング装置
２７ 除電装置
２８ 一次転写装置
３１ 定着液
３２ 未定着トナー層
３３ 記録紙
３４ 定着液容器
３５ スプレーガン
３６ 軟化した未定着トナー層
３７ 平滑化ローラ
３８ 定着トナー
３９ 搬送ローラ

Claims (13)

1. トナーを記録媒体に定着させる定着液において、
   水に可溶な状態で保持されており、前記トナーに含まれる樹脂に対して溶解性又は膨潤性を示す脂肪族エステルを含有し、
   ２５℃における粘度が１０ｍＰａ・秒以上１０Ｐａ・秒以下であることを特徴とする定着液。
2. 多価アルコール類をさらに含有することを特徴とする請求項１に記載の定着液。
3. 前記多価アルコール類は、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール及びグリセリンからなる群より選択される一種以上の化合物であることを特徴とする請求項２に記載の定着液。
4. 水溶性樹脂をさらに含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着液。
5. 前記水溶性樹脂は、ポリビニルピロリドン及びポリアクリルアミドを含有することを特徴とする請求項４に記載の定着液。
6. 前記水溶性樹脂は、ポリアクリル酸又はポリアクリル酸塩を含有することを特徴とする請求項４又は５に記載の定着液。
7. 前記脂肪族エステルは、飽和脂肪族エステルを含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着液。
8. 前記飽和脂肪族エステルは、一般式
   Ｒ_１ＣＯＯＲ_２
   で示される化合物であり、
   Ｒ_１は、炭素数が１１以上１４以下のアルキル基であり、
   Ｒ_２は、炭素数が１以上３以下のアルキル基であることを特徴とする請求項７に記載の定着液。
9. 前記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸エステルを含有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の定着液。
10. 前記脂肪族ジカルボン酸エステルは、一般式
    Ｒ_３（ＣＯＯＲ_４）_２
    で示される化合物であり、
    Ｒ_３は、炭素数が３以上８以下のアルキレン基であり、
    Ｒ_４は、炭素数が２以上５以下のアルキル基であることを特徴とする請求項９に記載の定着液。
11. 前記脂肪族エステルは、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルを含有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の定着液。
12. 前記脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルは、一般式
    Ｒ_５（ＣＯＯＲ_６−Ｏ−Ｒ_７）_２
    で示される化合物であり、
    Ｒ_５は、炭素数が２以上８以下のアルキレン基であり、
    Ｒ_６は、炭素数が２以上４以下のアルキレン基であり、
    Ｒ_７は、炭素数が１以上４以下のアルキル基であることを特徴とする請求項１２に記載の定着液。
13. トナーを記録媒体に定着させるトナーの定着装置において、
    請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の定着液を、前記トナーを有する前記記録媒体に供給する手段を少なくとも有することを特徴とするトナーの定着装置。

Images