JP7321001B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像形成装置の概略について説明する。
筐体2は、画像形成装置1の外装を構成する。筐体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。
給紙部3は、トナー像形成部4の感光ドラム6にシートSを供給可能である。感光ドラム6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、シートSを収容可能である。シート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内のシートSを給紙ローラ15に向かって搬送可能である。給紙ローラ15は、ピックアップローラ14からのシートSを感光ドラム6に向かって搬送可能である。
トナー像形成部4は、トナーを用いて、シートSにトナー像を形成可能である。言い換えると、トナー像形成部4は、トナーを用いてシートSにトナー像を形成するトナー像形成工程を実行可能である。すなわち、画像形成方法は、トナー像形成工程を含む。トナー像形成部4は、感光ドラム6と、帯電装置7と、露光装置8と、現像装置9と、転写ローラ10とを有する。
定着部5は、定着液をトナー像に付与して、トナー像をシートSに定着させる。言い換えると、定着部5は、定着液をトナー像に付与してトナー像をシートに定着させる定着工程を実行可能である。すなわち、画像形成方法は、定着工程を含む。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を備えてもよい。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シートSは、筐体2の上面に排紙される。
次いで、トナーの詳細について説明する。
トナー粒子は、第1結着樹脂を含有する。すなわち、トナーは、第1結着樹脂を含有する。トナー粒子は、第2結着樹脂、着色剤、顔料分散剤、離型剤、磁性体および帯電制御剤を、さらに含有してもよい。すなわち、トナーは、第2結着樹脂を、さらに含有してもよい。
第1結着樹脂は、トナー粒子のベースである。第1結着樹脂は、トナー粒子に含まれる成分を結着する。第1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、シートSに固着する。
第1アルコール成分は、1,4-ブタンジオールを含有する。
第1カルボン酸成分は、多価カルボン酸を含有する。好ましくは、第1カルボン酸成分は、多価カルボン酸のみを含有する。言い換えると、第1カルボン酸成分は、モノカルボン酸を含有しない。
第1結着樹脂を製造するには、第1アルコール成分、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、第1結着樹脂を得ることができる。
第2結着樹脂は、第1結着樹脂とともに、トナー粒子のベースである。
第2アルコール成分は、炭素数2から6の直鎖ジオールを含有する。
第2カルボン酸成分は、多価カルボン酸を含有する。詳しくは、第2カルボン酸成分は、多価カルボン酸のみを含有する。言い換えると、第2カルボン酸成分は、モノカルボン酸を含有しない。
第2結着樹脂は、上記した第1結着樹脂と同じ方法により製造可能である。
着色剤は、トナー粒子に所望の色を付与する。着色剤は、第1結着樹脂および第2結着樹脂中に分散する。
顔料分散剤は、着色剤の分散性を向上させる。
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、その他スルホン酸基、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。
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。
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。
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。
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。
定着液は、エステル系軟化剤を含有する。定着液は、希釈剤と界面活性剤とを、さらに含有してもよい。
エステル系軟化剤は、上記した定着工程において、第1結着樹脂および第2結着樹脂を軟化させる。これにより、定着液は、上記した定着工程において、第1結着樹脂および第2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、エステル系軟化剤の臭気が発生することを抑制できる。
化学式(2):R3(-COO-R4)2(式中、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)n-R7]2(式中、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。nは、1以上の整数である。nは、例えば、3以下である。)
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。
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、エステル系軟化剤中に希釈剤を分散させることにより、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。
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。
この画像形成装置1および画像形成方法によれば、トナーは、1,4-ブタンジオールを30mol%以上含有する第1アルコール成分と、多価カルボン酸を含有する第1カルボン酸成分との縮合物を、第1結着樹脂として含有する。
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。
表1および表2に示すモル比で、直鎖ジオール、分岐鎖ジオール、無水トリメリット酸以外の多価カルボン酸を、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。
次に、-10℃で5分間保持した後、再度、昇温速度10℃/分で、-10℃から250℃まで昇温した(2回目の昇温)。
表3から表6に示す部数の第1結着樹脂および第2結着樹脂と、ボントロンN-04(帯電制御剤、オリエント化学工業社製)3質量部と、FCA-F201-PS(帯電制御剤、藤倉化成社製)7質量部と、Regal 330R(着色剤、カーボンブラック、キャボット社製)6質量部とを、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。
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、第1のシートの表面に形成した。なお、加熱定着器が取り外されているため、トナー像は、第1のシートに定着していない。
得られた評価試料の第1のシートから第2のシートを剥がし、裏写りおよび貼り付きを、下記の評価基準で評価した。結果を表3から表6に示す。なお、AからCが実用上問題ないレベルである。
A:裏写りがほとんど無い。
A:貼り付きを感じない。
4 トナー像形成部
5 定着部
6 感光ドラム
7 帯電装置
8 露光装置
9 現像装置
10 転写ローラ
11 トナー収容部
12 現像ローラ
S シート
Claims (33)
- 第1結着樹脂を含有するトナーを用いてシートにトナー像を形成するトナー像形成工程と、
前記第1結着樹脂を軟化させることができる定着液を、前記トナー像に付与して、前記トナー像を前記シートに定着させる定着工程と
を含み、
前記第1結着樹脂は、1,4-ブタンジオールを含有する第1アルコール成分と、多価カルボン酸を含有する第1カルボン酸成分との縮合物であり、前記第1アルコール成分中の前記1,4-ブタンジオールのモル比率が30mol%以上であることを特徴とする、画像形成方法。 - 前記第1アルコール成分中の前記1,4-ブタンジオールのモル比率が65mol%以下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。
- 前記第1アルコール成分中の前記1,4-ブタンジオールのモル比率が53mol%以上であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記第1結着樹脂は、示差走査熱量測定において、吸熱ピークを有さないことを特徴とする、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。
- 前記第1結着樹脂は、アモルファスであることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記第1アルコール成分は、分岐鎖ジオールを含有することを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記分岐鎖ジオールは、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物であることを特徴とする、請求項6に記載の画像形成方法。
- 前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物は、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、およびビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項7に記載の画像形成方法。
- 前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物は、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物であることを特徴とする、請求項8に記載の画像形成方法。
- 前記第1アルコール成分は、前記1,4-ブタンジオール、および、前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物のみを含有し、
前記第1カルボン酸成分は、前記多価カルボン酸のみを含有することを特徴とする、請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の画像形成方法。 - 前記第1アルコール成分中において、前記1,4-ブタンジオールに対する前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物のモル比は、35/65以上、70/30以下であることを特徴とする、請求項10に記載の画像形成方法。
- 前記第1アルコール成分中の前記1,4-ブタンジオールと前記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物との総量に対する前記多価カルボン酸のモル比は、85/100以上、90/100以下であることを特徴とする、請求項10または請求項11に記載の画像形成方法。
- 前記トナーは、第2結着樹脂をさらに含有し、示差走査熱量測定において、吸熱ピークを有することを特徴とする、請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記トナーの前記吸熱ピークの温度は、50℃以上、250℃以下であることを特徴とする、請求項13に記載の画像形成方法。
- 前記トナーは、示差走査熱量測定において、前記吸熱ピークよりも低温の発熱ピークを有することを特徴とする、請求項13または請求項14に記載の画像形成方法。
- 前記トナーの前記吸熱ピークの温度は、120℃以上、200℃以下であり、
前記トナーの前記発熱ピークの温度は、120℃未満であることを特徴とする、請求項15に記載の画像形成方法。 - 前記第2結着樹脂は、示差走査熱量測定において、吸熱ピークを有することを特徴とする、請求項13から請求項16のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記第2結着樹脂の前記吸熱ピークの温度は、50℃以上、250℃以下であることを特徴とする、請求項17に記載の画像形成方法。
- 前記第2結着樹脂は、前記第1結着樹脂と前記第2結着樹脂の総量中に、20質量%以上、80質量%以下、含有されることを特徴とする、請求項13から請求項18のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記第2結着樹脂は、炭素数2から6の直鎖ジオールを含有する第2アルコール成分と、多価カルボン酸を含有する第2カルボン酸成分との縮合物であることを特徴とする、請求項13から請求項19のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記第2アルコール成分は、1,4-ブタンジオール、または、エチレングリコールを含有することを特徴とする、請求項20に記載の画像形成方法。
- 前記第2アルコール成分は、1,4-ブタンジオールと、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物とを含有することを特徴とする、請求項20または請求項21に記載の画像形成方法。
- 前記定着液は、エステル系軟化剤を含有することを特徴とする、請求項1から請求項22のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記定着工程において、前記エステル系軟化剤は、前記第1結着樹脂を軟化させることを特徴とする、請求項23に記載の画像形成方法。
- 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23または請求項24に記載の画像形成方法。
- 前記エステル系軟化剤は、炭酸エステルであることを特徴とする、請求項23から請求項25のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記炭酸エステルは、炭酸プロピレンであることを特徴とする、請求項26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23から請求項27のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記脂肪族ジカルボン酸エステルは、セバシン酸ジエチル、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジエトキシエチル、コハク酸ジカルビトールからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする、請求項28に記載の画像形成方法。
- 前記エステル系軟化剤の沸点は、180℃以上であることを特徴とする、請求項23から請求項29のいずれか一項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30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31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させる帯電装置と、前記感光ドラムの表面を露光する露光装置と、現像ローラを有する現像装置と、転写ローラと、を有するトナー像形成部であって、トナーを用いてシートにトナー像を形成するトナー像形成部と、
前記トナー像に定着液を付与して、前記トナー像を前記シートに定着させる定着部と、を備え、
前記トナーは、
1,4-ブタンジオールを含有する第1アルコール成分と、多価カルボン酸を含有する第1カルボン酸成分との縮合物であり、前記第1アルコール成分中の前記1,4-ブタンジオールのモル比率が30mol%以上である第1結着樹脂を含有することを特徴とする、画像形成装置。
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