JP7002318B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成方法および画像形成装置に関する。
従来、トナー像形成部と定着部とを備える画像形成装置が知られている(下記特許文献1参照)。トナー像形成部は、印刷媒体にトナー像を形成する。トナー像形成部は、感光ドラムと、帯電部と、露光部と、現像部と、転写ローラとを有する。帯電部は、感光ドラムの表面を帯電する。露光部は、感光ドラムの表面を露光する。現像部は、トナーを収容するトナー収容部と、感光ドラムと接触する現像ローラとを有する。転写ローラは、感光ドラムと接触する。定着部は、定着液をトナー像に付与して、トナー像を印刷媒体に定着させる。
しかし、上記した特許文献1において、定着液として、高い揮発性を有する有機溶剤を使用した場合、有機溶剤の強い臭気が発生するという不具合がある。
また、定着液として、低い揮発性を有する有機溶剤を使用した場合、トナーが有機溶剤によって軟化した後、硬化しにくく、トナー像が形成され定着液が付与された印刷媒体の上に別の印刷媒体が重ねられた場合に、軟化したままのトナーが別の印刷媒体に写るという不具合がある。
そこで、本開示の目的は、有機溶剤の強い臭気が発生することを抑制しながら、トナー像が形成され、かつ、定着液が付与された印刷媒体の上に別の印刷媒体が重ねられた場合に、トナーが別の印刷媒体に写ることを抑制できる画像形成方法、および、画像形成装置を提供することにある。
本発明の画像形成方法は、トナー像形成工程と、定着工程とを含む。
トナー像形成工程は、トナーを用いて、印刷媒体にトナー像を形成する工程である。トナーは、トナー粒子を含有する。トナー粒子は、結着樹脂を含有する。結着樹脂は、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する。
定着工程は、定着液をトナー像に付与して、トナー像を印刷媒体に定着させる工程である。定着液は、エステル系軟化剤を含有する。エステル系軟化剤は、結着樹脂を軟化させることができる。エステル系軟化剤の沸点は、180℃以上である。
このような方法によれば、結着樹脂を、沸点が180℃以上のエステル系軟化剤で軟化させる。
そのため、有機溶剤が揮発することを抑制し、有機溶剤の強い臭気が発生することを抑制できる。
また、結着樹脂は、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する。
そのため、結着樹脂は、沸点が180℃以上のエステル系軟化剤で軟化し、エステル系軟化剤を含んだ状態で、硬化する。
その結果、トナー像が形成され、かつ、定着液が付与された印刷媒体の上に、別の印刷媒体が重ねられた場合であっても、トナーが別の印刷媒体に写ることを抑制できる。
本発明の画像形成方法によれば、有機溶剤の強い臭気が発生することを抑制しながら、トナー像が形成され、かつ、定着液が付与された印刷媒体の上に、別の印刷媒体が重ねられた場合に、トナーが別の印刷媒体に写ることを抑制できる。
1.画像形成方法および画像形成装置の概略
画像形成方法および画像形成装置の概略について説明する。
画像形成方法および画像形成装置の概略について説明する。
画像形成方法は、トナー像形成工程と、定着工程とを含む。トナー像形成工程は、トナーを用いて、印刷媒体にトナー像を形成する工程である。定着工程は、定着液をトナー像に付与して、トナー像を印刷媒体に定着させる工程である。
図1に示す画像形成装置は、画像形成方法を実行可能である。画像形成装置1は、本体ケーシング2と、給紙部3と、トナー像形成部4と、定着部5とを備える。
1.1 本体ケーシング
本体ケーシング2は、画像形成装置1の外装を構成する。本体ケーシング2は、給紙部3、トナー像形成部4、および定着部5を収容する。
本体ケーシング2は、画像形成装置1の外装を構成する。本体ケーシング2は、給紙部3、トナー像形成部4、および定着部5を収容する。
1.2 給紙部
給紙部3は、トナー像形成部4に印刷媒体Sを供給するように構成される。詳しくは、給紙部3は、印刷媒体Sを、トナー像形成部4の感光ドラム6に向かって搬送するように構成される。トナー像形成部4については、後で説明する。給紙部3は、給紙トレイ13と、ピックアップローラ14と、給紙ローラ15とを備える。給紙トレイ13は、印刷媒体Sを収容するように構成される。印刷媒体Sは、例えば、印刷用紙である。ピックアップローラ14は、給紙トレイ13内の印刷媒体Sを給紙ローラ15に向かって搬送するように構成される。給紙ローラ15は、ピックアップローラ14からの印刷媒体Sを感光ドラム6に向かって搬送するように構成される。
給紙部3は、トナー像形成部4に印刷媒体Sを供給するように構成される。詳しくは、給紙部3は、印刷媒体Sを、トナー像形成部4の感光ドラム6に向かって搬送するように構成される。トナー像形成部4については、後で説明する。給紙部3は、給紙トレイ13と、ピックアップローラ14と、給紙ローラ15とを備える。給紙トレイ13は、印刷媒体Sを収容するように構成される。印刷媒体Sは、例えば、印刷用紙である。ピックアップローラ14は、給紙トレイ13内の印刷媒体Sを給紙ローラ15に向かって搬送するように構成される。給紙ローラ15は、ピックアップローラ14からの印刷媒体Sを感光ドラム6に向かって搬送するように構成される。
1.3 トナー像形成部
トナー像形成部4は、トナーを用いて、印刷媒体Sにトナー像を形成するように構成される。すなわち、画像形成装置1は、トナー像形成工程を実行できる。トナー像形成部4は、感光ドラム6と、帯電部7と、露光部8と、現像部9と、転写ローラ10とを有する。
トナー像形成部4は、トナーを用いて、印刷媒体Sにトナー像を形成するように構成される。すなわち、画像形成装置1は、トナー像形成工程を実行できる。トナー像形成部4は、感光ドラム6と、帯電部7と、露光部8と、現像部9と、転写ローラ10とを有する。
感光ドラム6は、円筒形状を有する。感光ドラム6は、感光ドラム6の中心軸線について回転可能である。
帯電部7は、感光ドラム6の表面を帯電するように構成される。帯電部7は、具体的には、帯電ローラである。なお、帯電部7は、スコロトロン型帯電器であってもよい。帯電部7が帯電ローラである場合、帯電部7は、感光ドラム6の表面に接触する。帯電部7がスコロトロン型帯電器である場合、帯電部7は、感光ドラム6の表面に対して間隔を隔てて位置する。
露光部8は、感光ドラム6の表面を露光するように構成される。詳しくは、露光部8は、帯電部7によって帯電された感光ドラム6の表面を露光するように構成される。これにより、感光ドラム6の表面に静電潜像が形成される。露光部8は、具体的には、レーザースキャンユニットである。なお、露光部8は、LEDアレイであってもよい。
現像部9は、感光ドラム6の表面にトナーを供給するように構成される。これにより、静電潜像が現像され、感光ドラム6の表面にトナー像が形成される。現像部9は、トナー収容部11と、現像ローラ12とを有する。トナー収容部11は、トナーを収容する。現像ローラ12は、トナー収容部11内のトナーを感光ドラム6の表面に供給するように構成される。現像ローラ12は、感光ドラム6と接触する。なお、現像ローラ12は、感光ドラム6と接触しなくてもよい。
現像部9は、感光ドラム6および帯電部7とともに、1つのプロセスユニットとして構成されてもよい。プロセスユニットは、本体ケーシング2に対して装着可能であってもよい。
また、現像部9は、感光ドラム6および帯電部7を有するドラムユニットに対して装着可能な現像カートリッジであってもよい。ドラムユニットは、本体ケーシング2に対して装着可能であってもよい。
また、現像部9は、現像ローラ12を備える現像器と、現像器に対して装着可能なトナーカートリッジとを備えてもよい。この場合、トナーカートリッジは、トナー収容部11を備える。また、現像器は、ドラムユニットに設けられてもよい。現像器は、ドラムユニットに対して装着可能であってもよい。
転写ローラ10は、トナー像を、感光ドラム6から印刷媒体Sに転写するように構成される。これにより、印刷媒体Sに、トナー像が、形成される。転写ローラ10は、感光ドラム6と接触する。なお、転写ローラ10は、感光ドラム6と接触しなくてもよい。
1.4 定着部
定着部5は、定着液をトナー像に付与して、トナー像を印刷媒体Sに定着させるように構成される。すなわち、画像形成装置1は、定着工程を実行可能である。定着部5は、定着液をトナー像に向けて噴霧することにより、トナー像に接触しないで、定着液をトナー像に付与する。なお、定着部5は、定着液が塗布された定着ローラであってもよい。定着ローラは、トナー像と接触して、定着液をトナー像に付与する。トナー像が定着された印刷媒体Sは、本体ケーシング2の上面に排紙される。
定着部5は、定着液をトナー像に付与して、トナー像を印刷媒体Sに定着させるように構成される。すなわち、画像形成装置1は、定着工程を実行可能である。定着部5は、定着液をトナー像に向けて噴霧することにより、トナー像に接触しないで、定着液をトナー像に付与する。なお、定着部5は、定着液が塗布された定着ローラであってもよい。定着ローラは、トナー像と接触して、定着液をトナー像に付与する。トナー像が定着された印刷媒体Sは、本体ケーシング2の上面に排紙される。
2.トナーの詳細
次いで、トナーの詳細について説明する。
次いで、トナーの詳細について説明する。
トナーは、トナー粒子を含有する。トナーは、必要により、外添剤を含有する。
2.1 トナー粒子
トナー粒子は、結着樹脂を含有する。トナー粒子は、必要により、着色剤、顔料分散剤、離型剤、磁性体および帯電制御剤を含有する。
トナー粒子は、結着樹脂を含有する。トナー粒子は、必要により、着色剤、顔料分散剤、離型剤、磁性体および帯電制御剤を含有する。
2.1.1 結着樹脂
結着樹脂は、トナー粒子のベースである。結着樹脂は、トナー粒子に含まれる成分を結着する。結着樹脂は、定着液が付与されることによって軟化し、その後、硬化することにより、印刷媒体に固着する。結着樹脂は、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する。
結着樹脂は、トナー粒子のベースである。結着樹脂は、トナー粒子に含まれる成分を結着する。結着樹脂は、定着液が付与されることによって軟化し、その後、硬化することにより、印刷媒体に固着する。結着樹脂は、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する。
結着樹脂は、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物のみで構成してもよいし、他の物質と混ぜ合わせて構成してもよい。1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、多価カルボン酸の縮合物および他の物質を混ぜ合わせて結着樹脂を構成した場合、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物の配合割合は、結着樹脂中に、例えば、1質量%以上、好ましくは、20質量%以上である。
1,4-ブタンジオールに対する2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールのモル比(2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール/1,4-ブタンジオール)は、例えば、50/50以上、好ましくは、60/40以上であり、例えば、70/30以下である。
多価カルボン酸としては、例えば、フタル酸(1,2-ベンゼンジカルボン酸)、イソフタル酸(1,3-ベンゼンジカルボン酸)、テレフタル酸(1,4-ベンゼンジカルボン酸)、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、例えば、トリメリット酸、トリメシン酸などのトリカルボン酸が挙げられる。多価カルボン酸は、好ましくは、芳香族ジカルボン酸である。芳香族ジカルボン酸は、好ましくは、テレフタル酸である。
1,4-ブタンジオールと2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールとの総量に対する多価カルボン酸のモル比(多価カルボン酸/1,4-ブタンジオールと2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールとの総量)は、例えば、85/100以上であり、例えば、90/100以下である。
結着樹脂を製造するには、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、多価カルボン酸、および、エステル化触媒を反応容器に仕込み、例えば、150℃以上、250℃以下の温度で、例えば、5時間以上、10時間以下、加熱する。これにより、結着樹脂を得ることができる。
なお、エステル化触媒としては、例えば、2-エチルヘキサン酸錫(II)などが挙げられる。
2.1.2 着色剤
着色剤は、トナー粒子に所望の色を付与する。着色剤は、結着樹脂中に分散する。
着色剤は、トナー粒子に所望の色を付与する。着色剤は、結着樹脂中に分散する。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、例えば、キノフタロンイエロー、ハンザイエロー、イソインドリノンイエロー、ベンジジンイエロー、ペリノンオレンジ、ペリノンレッド、ペリレンマルーン、ローダミン6Gレーキ、キナクリドンレッド、ローズベンガル、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、ジケトピロロピロール系顔料などの有機顔料、例えば、チタンホワイト、チタンイエロー、群青、コバルトブルー、べんがら、アルミニウム粉、ブロンズなどの無機顔料または金属粉、例えば、アゾ系染料、キノフタロン系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、トリフェニルメタン系染料、フタロシアニン系染料、インドフェノール系染料、インドアニリン系染料などの油溶性染料または分散染料、例えば、ロジン、ロジン変性フェノール、ロジン変性マレイン酸樹脂などのロジン系染料、さらには、高級脂肪酸や樹脂などによって加工された染料や顔料などが挙げられる。トナー粒子は、所望の色に応じて、1種類の着色剤のみを含有してもよいし、複数の着色剤を含有してもよい。また、トナー粒子は、着色剤を含有しなくてもよい。
着色剤の配合割合は、結着樹脂100質量部に対して、例えば、2質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、例えば、20質量部以下、好ましくは、15質量部以下である。
2.1.3 顔料分散剤
顔料分散剤は、着色剤の分散性を向上させる。
顔料分散剤は、着色剤の分散性を向上させる。
顔料分散剤の配合割合は、着色剤100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。
2.1.4 帯電制御剤
帯電制御剤は、トナー粒子に帯電性を付与する。帯電性は、正帯電性および負帯電性のいずれであってもよい。帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、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、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。さらには、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料などが挙げられる。さらには、スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物なども挙げられる。
帯電制御剤は、トナー粒子に帯電性を付与する。帯電性は、正帯電性および負帯電性のいずれであってもよい。帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、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、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。さらには、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料などが挙げられる。さらには、スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物なども挙げられる。
帯電制御剤の配合割合は、結着樹脂100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、20質量部以下、好ましくは、10質量部以下である。
2.1.5 離型剤
離型剤としては、例えば、ポリオレフィン系ワックス、長鎖炭化水素系ワックス、エステル系ワックスなどが挙げられる。
離型剤としては、例えば、ポリオレフィン系ワックス、長鎖炭化水素系ワックス、エステル系ワックスなどが挙げられる。
離型剤の配合割合は、結着樹脂100質量部に対して、例えば、0質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、20質量部以下、好ましくは、10質量部以下である。
2.1.6 磁性体
磁性体としては、例えば、マグネタイト、γ-ヘマタイト、各種フェライトなどが挙げられる。
磁性体としては、例えば、マグネタイト、γ-ヘマタイト、各種フェライトなどが挙げられる。
磁性体の配合割合は、結着樹脂100質量部に対して、例えば、10質量部以上、好ましくは、20質量部以上であり、例えば500質量部以下、好ましくは、150質量部以下である。なお、磁性体は、前述の着色剤としても使用することもできる。
2.2 外添剤
外添剤は、トナー粒子の帯電性、流動性、保存安定性を調整する。外添剤としては、例えば、無機粒子や合成樹脂粒子が挙げられる。
外添剤は、トナー粒子の帯電性、流動性、保存安定性を調整する。外添剤としては、例えば、無機粒子や合成樹脂粒子が挙げられる。
無機粒子としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、珪素アルミニウム共酸化物、珪素チタン共酸化物、および、これらの疎水性化処理物などが挙げられる。例えば、シリカの疎水化処理物は、シリカの微粉体を、シリコーンオイルや、例えば、ジクロロジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザンなどのシランカップリング剤で処理することにより、得ることができる。
合成樹脂粒子としては、例えば、メタクリル酸エステル重合体粒子、アクリル酸エステル重合体粒子、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体粒子、スチレン-アクリル酸エステル共重合体粒子、コアがスチレン重合体でシェルがメタクリル酸エステル重合体からなるコアシェル型粒子などが挙げられる。
外添剤の粒径は、トナー粒子の粒径よりも小さい。外添剤の粒径は、例えば、2μm以下、好ましくは、0.1μm以下、さらに好ましくは、0.03μm以下である。
外添剤の配合割合は、トナー粒子100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、例えば、10質量部以下である。
2.3 トナーの製造方法
トナーを製造するには、まず、トナー粒子を製造する。トナー粒子の製造方法は、混練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合・凝集法、乳化・収斂法および噴射造粒法などが挙げられる。
トナーを製造するには、まず、トナー粒子を製造する。トナー粒子の製造方法は、混練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合・凝集法、乳化・収斂法および噴射造粒法などが挙げられる。
トナー粒子を製造するには、結着樹脂、帯電制御剤、着色剤を混合し、得られた混合物を、二軸押出機により、溶融、混練する。次いで、得られた混練物を、冷却した後、粉砕する。これにより、トナー粒子を得ることができる。
次いで、トナーを製造するには、得られたトナー粒子に、外添剤を添加し、混合する。これにより、トナーを得ることができる。トナーの粒径は、メジアン径で、例えば、3μm以上、好ましくは、5μm以上であり、例えば、12μm以下、好ましくは、9μm以下である。
3.定着液
定着液は、エステル系軟化剤を含有する。定着液は、必要により、希釈剤と、界面活性剤とを含有する。
定着液は、エステル系軟化剤を含有する。定着液は、必要により、希釈剤と、界面活性剤とを含有する。
3.1 エステル系軟化剤
エステル系軟化剤は、結着樹脂を軟化させることができる。エステル系軟化剤の1気圧での沸点は、例えば、180℃以上、好ましくは、250℃以上であり、例えば、400℃以下である。すなわち、エステル系軟化剤は、上記した画像形成装置1が使用される環境において、蒸発しにくい。そのため、有機溶剤の強い臭気が発生することを抑制できる。
エステル系軟化剤は、結着樹脂を軟化させることができる。エステル系軟化剤の1気圧での沸点は、例えば、180℃以上、好ましくは、250℃以上であり、例えば、400℃以下である。すなわち、エステル系軟化剤は、上記した画像形成装置1が使用される環境において、蒸発しにくい。そのため、有機溶剤の強い臭気が発生することを抑制できる。
エステル系軟化剤としては、例えば、脂肪族カルボン酸エステル、炭酸エステルなどが挙げられる。
脂肪族カルボン酸エステルとしては、例えば、下記化学式(1)で表される脂肪族モノカルボン酸エステルが挙げられる。また、脂肪族カルボン酸エステルとしては、例えば、下記化学式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸ジアルキル、例えば、下記化学式(3)で表される脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキルなどの脂肪族ジカルボン酸エステルが挙げられる。
化学式(1):R1-COO-R2(R1およびR2は、直鎖または分岐のアルキル基である。R1とR2とは、互いに異なってもよく、同じでもよい。なお、R1は、炭素数が9以上15以下の直鎖または分岐のアルキル基であり、R2は、炭素数が1以上4以下の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましい。)
化学式(2):R3(-COO-R4)2(R3は、直鎖または分岐のアルキレン基である。R4は、直鎖または分岐のアルキル基である。2つのR4は、互いに異なってもよく、同じでもよい。なお、R3は、炭素数が2以上10以下の直鎖または分岐のアルキレン基であり、R4は、炭素数が1以上8以下の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましい。)
化学式(3):R5(-COO-R6-O-R7)2(R5またはR6は、直鎖または分岐のアルキレン基である。R7は、直鎖または分岐のアルキル基である。なお、R5は、炭素数が2以上10以下の直鎖または分岐のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下の直鎖または分岐のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましい。)
脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えば、デカン酸エチル(沸点243℃)、ラウリン酸エチル(沸点275℃)、パルミチン酸エチル(沸点330℃)などが挙げられる。
化学式(2):R3(-COO-R4)2(R3は、直鎖または分岐のアルキレン基である。R4は、直鎖または分岐のアルキル基である。2つのR4は、互いに異なってもよく、同じでもよい。なお、R3は、炭素数が2以上10以下の直鎖または分岐のアルキレン基であり、R4は、炭素数が1以上8以下の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましい。)
化学式(3):R5(-COO-R6-O-R7)2(R5またはR6は、直鎖または分岐のアルキレン基である。R7は、直鎖または分岐のアルキル基である。なお、R5は、炭素数が2以上10以下の直鎖または分岐のアルキレン基であり、R6は、炭素数が2以上4以下の直鎖または分岐のアルキレン基であり、R7は、炭素数が1以上4以下の直鎖または分岐のアルキル基であることが好ましい。)
脂肪族モノカルボン酸エステルとしては、例えば、デカン酸エチル(沸点243℃)、ラウリン酸エチル(沸点275℃)、パルミチン酸エチル(沸点330℃)などが挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸ジアルキルとしては、例えば、コハク酸ジエチル(沸点196℃)、アジピン酸ジエチル(沸点251℃)、アジピン酸ジイソブチル(沸点293℃)、アジピン酸ジオクチル(沸点335℃)、セバシン酸ジエチル(沸点309℃)、セバシン酸ジブチル(沸点345℃)、セバシン酸ジオクチル(沸点377℃)、ドデカン二酸ジエチル(沸点200℃以上)などが挙げられる。
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(沸点200℃以上)、コハク酸ジブトキシエチル(沸点200℃以上)、アジピン酸ジエトキシエチル(沸点200℃以上)などが挙げられる。
炭酸エステルとしては、例えば、炭酸エチレン(沸点261℃)、炭酸プロピレン(沸点242℃)などが挙げられる。
エステル系軟化剤は、好ましくは、脂肪族ジカルボン酸エステル、炭酸エステルなどの二塩基酸エステルである。エステル系軟化剤は、より好ましくは、脂肪族ジカルボン酸エステルである。エステル系軟化剤が脂肪族ジカルボン酸エステルであると、トナー像が形成され、かつ、定着液が付与された印刷媒体の上に、別の印刷媒体が重ねられた場合に、トナーが別の印刷媒体に写ることを抑制できる。
エステル系軟化剤の配合割合は、定着液中に、例えば、5質量%以上、例えば、100質量%以下である。
3.2 希釈剤
希釈剤は、エステル系軟化剤を希釈するための溶媒である。エステル系軟化剤は、希釈剤中に分散することにより、希釈されてもよい。また、エステル系軟化剤は、希釈剤中に溶解することにより、希釈されてもよい。
希釈剤は、エステル系軟化剤を希釈するための溶媒である。エステル系軟化剤は、希釈剤中に分散することにより、希釈されてもよい。また、エステル系軟化剤は、希釈剤中に溶解することにより、希釈されてもよい。
希釈剤としては、例えば、水、単価または多価アルコール系溶媒、n-アルカン、イソパラフィン、シリコーンオイルなどが挙げられる。単価または多価アルコール系溶媒としては、例えば、エタノール、プロピレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。
3.3 界面活性剤
界面活性剤は、エステル系軟化剤を希釈剤中に分散するために、定着液に配合される。または、界面活性剤は、希釈剤をエステル軟化剤中に分散させるために、定着液に配合される。
界面活性剤は、エステル系軟化剤を希釈剤中に分散するために、定着液に配合される。または、界面活性剤は、希釈剤をエステル軟化剤中に分散させるために、定着液に配合される。
界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩などのアニオン性界面活性剤、例えば、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩などのカチオン系界面活性剤、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。
界面活性剤の配合割合は、定着液中に、例えば、0.1質量%以上、例えば、30質量%以下である。
4.作用効果
画像形成方法および画像形成装置1によれば、結着樹脂を、沸点が180℃以上のエステル系軟化剤で軟化させる。
画像形成方法および画像形成装置1によれば、結着樹脂を、沸点が180℃以上のエステル系軟化剤で軟化させる。
そのため、有機溶剤が揮発することを抑制し、有機溶剤の強い臭気が発生することを抑制できる。
また、結着樹脂は、1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する。
そのため、結着樹脂は、沸点が180℃以上のエステル系軟化剤で軟化し、エステル系軟化剤を含んだ状態で、硬化する。
その結果、トナー像が形成され、かつ、定着液が付与された印刷媒体の上に別の印刷媒体が重ねられた場合であっても、トナーが別の印刷媒体に写ることを抑制できる。
5.変形例
上記実施形態の現像方式は、磁性または非磁性のトナーのみを用いた一成分現像方式であったが、本発明は、上記実施形態に限定されない。
上記実施形態の現像方式は、磁性または非磁性のトナーのみを用いた一成分現像方式であったが、本発明は、上記実施形態に限定されない。
現像方式は、例えば、トナーとキャリアが混合される二成分現像方式であってもよい。二成分現像剤である場合、キャリアとしては、例えば、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属と、アルミニウム、鉛などの金属の合金が挙げられる。
キャリア粒径としては、例えば、4μm以上、好ましくは、20μm以上であり、例えば、200μm以下、好ましくは、150μm以下である。
トナーの配合割合は、キャリア100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、2質量部であり、例えば、200質量部以下、好ましくは、50質量部以下である。
また、キャリアは、樹脂コートキャリアや、結着樹脂に磁性粉を分散させた分散型キャリアなどであってもよい。
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の実施例によって限定されない。
1.結着樹脂の製造
実施例ごとに、表1から表4のいずれかに示す直鎖ジオール、分岐ジオール、テレフタル酸、および、エステル化触媒として2-エチルヘキサン酸錫(II)を、反応容器(5Lの四つ口フラスコ)に仕込んだ。なお、反応容器には、温度計、ステンレス製撹拌棒、温水を通した精留塔、流下式コンデンサー、および窒素導入管を、装備した。
実施例ごとに、表1から表4のいずれかに示す直鎖ジオール、分岐ジオール、テレフタル酸、および、エステル化触媒として2-エチルヘキサン酸錫(II)を、反応容器(5Lの四つ口フラスコ)に仕込んだ。なお、反応容器には、温度計、ステンレス製撹拌棒、温水を通した精留塔、流下式コンデンサー、および窒素導入管を、装備した。
次いで、窒素雰囲気化にて、マントルヒーター内で、180℃まで昇温した後、230℃まで8時間かけて昇温した。
その後、無水トリメリット酸を反応容器に投入し、反応容器内を8.0kPaに減圧しながら、220℃で加熱した。これにより、結着樹脂を得た。
2.トナーの製造
得られた結着樹脂100質量部に対し、ボントロンN-04(帯電制御剤、オリエント化学工業社製)3質量部、FCA-F201-PS(帯電制御剤、藤倉化成社製)7質量部、および、Regal 330R(着色剤、カーボンブラック、キャボット社製)6質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
得られた結着樹脂100質量部に対し、ボントロンN-04(帯電制御剤、オリエント化学工業社製)3質量部、FCA-F201-PS(帯電制御剤、藤倉化成社製)7質量部、および、Regal 330R(着色剤、カーボンブラック、キャボット社製)6質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
次いで、得られた混合物を、二軸押出機により、溶融、混練した。
次いで、得られた混練物を、冷却し、ハンマーミルを用いて、1mm程度に粉砕した。
次いで、得られた粉砕物を、エアージェット方式の粉砕機により、さらに粉砕した。
次いで、得られた粉砕物を分級し、体積中位粒径(D50)が7.5μmのトナー粒子を得た。
次いで、得られたトナー粒子100質量部に、NAX-50(外添剤、疎水性シリカ、日本アエロジル社製)0.5質量部と、RX-300(外添剤、疎水性シリカ、日本アエロジル社製)0.5質量部とを添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
これにより、トナーを得た。
3.評価
3.1 試料の作製
得られたトナーを現像カートリッジに充填し、加熱定着器を取り外した画像形成装置「HL-L2360D」(ブラザー工業製)を用いて、トナー付着量が5g/m2であるトナー像を、用紙の一方面に形成した。なお、加熱定着器が取り外されているため、トナー像は、用紙に定着していない。
3.1 試料の作製
得られたトナーを現像カートリッジに充填し、加熱定着器を取り外した画像形成装置「HL-L2360D」(ブラザー工業製)を用いて、トナー付着量が5g/m2であるトナー像を、用紙の一方面に形成した。なお、加熱定着器が取り外されているため、トナー像は、用紙に定着していない。
次いで、図2に示す噴霧器100を搭載したオフライン定着装置を用いて、トナー像Tに、表1から表4のいずれかに示す定着液を、A4サイズあたり0.2gの噴霧量で、噴霧した。なお、噴霧器100は、圧縮空気を用いて定着液を噴霧するエアブラシである。
次いで、トナー像が形成された用紙を、所定の時間(1時間、または、24時間)、温度25℃および湿度30%の恒温槽内で放置した。これにより、試料を得た。
3.2 定着性の評価
上記の試料を2枚用意し、一方の試料のトナー像に、他方の試料のトナー像が形成されていない部分が重なるように、2枚の試料を重ねて、その上に、150g/cm2の荷重が加わるように、重りを載せた。
上記の試料を2枚用意し、一方の試料のトナー像に、他方の試料のトナー像が形成されていない部分が重なるように、2枚の試料を重ねて、その上に、150g/cm2の荷重が加わるように、重りを載せた。
次いで、重りを載せた状態で、2枚の試料を、25℃、湿度30%の恒温槽内で、24時間、放置した。
その後、一方の試料から他方の試料を剥がし、一方の試料と他方の試料との間でのトナーの写り、および、トナーの写りに伴うトナー像の欠損を、目視で評価した。トナーの写り、および、トナー像の欠損が少ないほど、用紙に対するトナーの定着性が優れていると評価した。以下に、評価基準を示す。
なお、以下の評価基準において、Aが、最も定着性に優れており、Dが、最も定着性に劣る。また、EおよびFのそれぞれについては、Dよりも劣ると取り扱い、定着評価を行っていない。以下の評価基準のうち、AおよびBが、実用上問題ないレベルである。
<評価基準>
A:少しトナーの写りが見られる。しかし、トナー像が欠損する程度ではない。
B:2枚の試料がトナーによって互いに弱く接着しており、トナー像が少し欠損する程度の写りが見られる。
C:2枚の試料がトナーによって互いに強く接着しており、トナー像に多数の欠損部分(白抜け)が発生する程度の写りが見られる。
D:2枚の試料が、トナーによって、剥がすことが困難な程度に互いに強く接着している。強引に剥がすと、用紙のうち、トナー像が形成されている部分が破損する。
E:定着液を付与してから1時間が経過した後において、トナーが用紙に定着していない。
F:定着液を付与した後に、不快な臭い(有機溶剤の強い臭気)がする。
A:少しトナーの写りが見られる。しかし、トナー像が欠損する程度ではない。
B:2枚の試料がトナーによって互いに弱く接着しており、トナー像が少し欠損する程度の写りが見られる。
C:2枚の試料がトナーによって互いに強く接着しており、トナー像に多数の欠損部分(白抜け)が発生する程度の写りが見られる。
D:2枚の試料が、トナーによって、剥がすことが困難な程度に互いに強く接着している。強引に剥がすと、用紙のうち、トナー像が形成されている部分が破損する。
E:定着液を付与してから1時間が経過した後において、トナーが用紙に定着していない。
F:定着液を付与した後に、不快な臭い(有機溶剤の強い臭気)がする。
1 画像形成装置
4 トナー像形成部
5 定着部
6 感光ドラム
7 帯電部
8 露光部
9 現像部
10 転写ローラ
11 トナー収容部
12 現像ローラ
S 印刷媒体
4 トナー像形成部
5 定着部
6 感光ドラム
7 帯電部
8 露光部
9 現像部
10 転写ローラ
11 トナー収容部
12 現像ローラ
S 印刷媒体
Claims (6)
- 1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する結着樹脂を含有するトナー粒子を含有するトナーを用いて、印刷媒体にトナー像を形成するトナー像形成工程と、
前記結着樹脂を軟化させることができるエステル系軟化剤であって、沸点が180℃以上であるエステル系軟化剤を含有する定着液を、前記トナー像に付与して、前記トナー像を前記印刷媒体に定着させる定着工程と
を含むことを特徴とする、画像形成方法。 - 前記エステル系軟化剤は、二塩基酸エステルであることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記エステル系軟化剤は、脂肪族ジカルボン酸エステルであることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記多価カルボン酸は、芳香族ジカルボン酸であることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記芳香族ジカルボン酸は、テレフタル酸であることを特徴とする、請求項4に記載の画像形成方法。
- 感光ドラムと、前記感光ドラムの表面を帯電する帯電部と、前記感光ドラムの表面を露光する露光部と、トナーを収容するトナー収容部と、前記感光ドラムと接触する現像ローラと、を有する現像部と、前記感光ドラムと接触する転写ローラと、を有するトナー像形成部であって、印刷媒体にトナー像を形成するトナー像形成部と、
定着液を、前記トナー像に付与して、前記トナー像を前記印刷媒体に定着させる定着部と、を備え、
前記トナーは、
1,4-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオールおよび多価カルボン酸の縮合物を含有する結着樹脂を含有するトナー粒子を含有し、
前記定着液は、
前記結着樹脂を軟化させることができるエステル系軟化剤であって、沸点が180℃以上であるエステル系軟化剤を含有する、ことを特徴とする、画像形成装置。
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