KR101270975B1 - 정착액, 정착방법, 이미지 형성방법, 정착 장치 및 이미지 형성 기기 - Google Patents

정착액, 정착방법, 이미지 형성방법, 정착 장치 및 이미지 형성 기기 Download PDF

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Abstract

포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르 및/또는 2가 포화 지방족 알코올의 카르본산 에스테르인 연화제; 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제인 발포제; 물; 및 산 및/또는 산의 염인 pH 조정제를 포함하며, pH가 6 이상 7 이하인 정착액이 개시된다.

Description

정착액, 정착방법, 이미지 형성방법, 정착 장치 및 이미지 형성 기기{FIXATION FLUID, FIXATION METHOD, IMAGE FORMING METHOD, FIXATION DEVICE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 정착액(fixation fluid), 정착방법, 이미지 형성 방법, 정착 장치(fixation device) 및 이미지 형성 기기(image forming apparatus)의 적어도 하나에 관한 것이다.
프린터, 팩시밀리기 또는 복사기와 같은 이미지 형성 기기는 이미지 정보를 기초로 페이퍼 시트, 천 또는 OHP 시트와 같은 기록 매체에 문자 또는 기호를 포함하는 이미지를 형성하며, 여기서, 편평한 페이퍼 시트에 고속으로 고해상도의 이미지를 형성할 수 있으며, 그리하여 전자사진-타입 이미지 형성 기기(electrophotography-type image forming apparatus)가 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자사진-타입 이미지 형성 기기에 있어서 정착 속도가 높고, 정착된 이미지의 품질이 높기 때문에, 기록 매체 상에 토너를 가열 및 용융시키고, 그리고 용융된 토너를 가압함으로써 기록 매체 상에 토너를 정착하는 열 정착방법이 광범위하게 사용되었다. 그러나, 이러한 전자기기-타입 이미지 형성 기기에서 전력소비의 약 1/2 이상이 토너를 가열하는데 소모된다.
반면, (에너지 절약을 위한) 낮은 전력소모를 갖는 정착장치, 즉, 가열할 필요가 없이 기록매체 상에 토너를 정착하는 비가열 정착방법(non-heating fixation method)이 환경 이슈에 초점을 맞추는 최근의 대책의 관점에서 요구되고 있다.
일본특허출원번호 제2007-219105호는 거품 형상(foam-like shape)의 정착액을 제조하고, 상기 제조된 거품 형상의 정착액의 필름 두께를 제어하고, 그리고 매체 상의 미세한 수지 입자에 적용함으로써 매체 상에 미세한 수지 입자를 정착시키는 방법을 개시한다. 상기 정착액은 적어도 수지의 일부를 용해 또는 팽창시킴으로써 수지를 함유하는 미세한 수지 입자를 연화시키기 위한 연화제, 발포제 및 거품-증가제를 함유한다. 상기 발포제로서, 소듐 스테아레이트, 소듐 팔미테이트 및 소듐 미리스테이트와 같은 보다 높은 지방산의 알칼리 비누가 예시된다. 나아가, 거품 증가제에 있어서, 코코넛 오일 지방산 디에탄올 아미드, 코코넛 오일 지방산 모노에탄올 아미드 및 라우르산 이소프로판올 아미드와 같은 지방산 알카놀 아미드 타입의 비이온성 계면활성제가 예시된다. 일본 특허출원번호 제2007-219105호의 실제예로서, pH 조절제로서 트리에탄올아민이 발포제의 발포 특성을 향상시키기 위해 정착액의 알칼리성을 감소시키는데 사용되며, 연화제로서 지방산 에스테르가 사용되는 경우, 상기 지방산 에스테르는 저장 중에 용이하게 가수분해될 수 있다는 문제점이 있게 된다.
본 발명의 적어도 하나의 구현예는 수지를 함유하는 입자가 미디어 상에 정착될 수 있는 적어도 하나의 정착액, 정착 방법, 이미지 형성방법, 정착 장치 및 이미지 형성 기기와 관련될 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 구현예는 발포 특성 및 저장 안정성이 우수할 수 있는 정착액 및 상기 정착액을 사용할 수 있는 정착 방법, 이미지 형성 방법, 정착 장치 및 이미지 형성 기기 중 적어도 하나를 제공하며, 한편으로는 상기한 종래의 기술이 갖는 문제점이 고려될 수 있는 것을 목적으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 포화 지방산 알코올 및/또는 2개의 수산기를 갖는 포화된 지방산 알코올의 카르본산 에스테르의 포화된 지방산 카르복실산 에스테르인 연화제, 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제인 발포제, 물, 산 및/또는 산의 염이고, 정착액의 pH가 6 이상이고 7 이하인 pH 조절제를 포함하는 정착액을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 상기한 바와 같은 정착액을 발포시키는 단계 및 미디어에 입자를 정착시키기 위한 수지를 포함하는 입자에 상기 발포된 정착액을 제공하는 단계를 포함하는 정착방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 토너인 입자를 포함하며, 정전 잠상 캐리어(electrostatic latent image carrier) 상에 정전 잠상을 형성하는 단계, 토너를 포함하는 현상제(developer)를 사용하여 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하는 단계, 및 상기한 바와 같은 정착방법을 사용하여 상기 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착시키는 단계를 포함하는 이미지 형성방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 토너인 입자를 포함하며, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계, 상기 토너를 포함하는 현상제를 사용하여 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체(intermediate transfer body)에 전사시키는 단계, 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 미디어에 전사시키는 단계 및 상기한 바와 같은 정착 방법을 사용하여 상기 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착시키는 단계를 포함하는 이미지 형성방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 상기한 바와 같은 정착액을 발포시키도록 배열된 요소 및 미디어 상에 입자를 정착시키기 위한 수지를 포함하는 입자에 상기 발포된 정착액을 제공하도록 배열된 요소를 포함하는 정착장치를 제공할 수 있다.
본 발명이 다른 견지에 따르면, 토너인 입자, 정전잠상 캐리어에 정전잠상을 형성시키도록 배열된 요소, 상기 토너를 포함하는 현상제를 사용하여 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 이미지를 형성시키도록 배열된 요소, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하도록 배열된 요소 및 상기한 바와 같은 정착 장치를 사용하여 상기 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착시키도록 배열된 요소를 포함하는 이미지 형성 기기를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 토너인 입자, 정전잠상 캐리어에 정전잠상을 형성시키도록 배열된 요소, 상기 토너를 포함하는 현상제를 사용하여 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 현상하여 토너 이미지를 형성시키도록 배열된 요소, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하도록 배열된 요소, 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 미디어에 전사하도록 배열된 요소 및 상기한 바와 같은 정착 장치를 사용하여 상기 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착시키도록 배열된 요소를 포함하는 이미지 형성 기기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착 장치의 일 예를 나타내는 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 정착액 발포 장치를 나타내는 다이어그램이다.
도 3A 및 도 3B는 도 1의 블레이드를 나타내는 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착 장치의 다른 예를 나타내는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 이미지 형성 기기의 일 예를 나타내는 다이어그램이다.
도 6은 도 5의 이미지 형성 유닛을 나타내는 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 이미지 형성 기기의 다른 예를 나타내는 다이어그램이다.
본 발명의 제1 구현예는 연화제, 발포제, 물 및 상기 pH가 6 이상 7 이하인 pH 조절제를 함유하는 정착액이며, 상기 연화제는 포화 지방족 알코올 및/또는 2개의 수산기를 갖는 포화 지방족 알코올인 카르본산 에스테르의 지방족 카르복실산 에스테르이며, 상기 발포제는 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제이며, 그리고, 상기 pH 조절제는 산 및/또는 산의 염이다.
본 발명의 제2 구현예는 상기 비이온성 계면활성제가 탄소수가 12 이상 18 이하인 알킬기를 갖는 알킬글리코사이드인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 구현예에 따른 정착액이다.
본 발명의 제3 구현예는 양쪽성 계면활성제가 탄소수가 12 내지 18인 지방산으로부터 유래된 지방산 아미도 프로필 디메틸 아미노아세테이트 베테인, 탄소수가 12 내지 18인 알킬기를 갖는 알킬 디메틸 아미노아세테이트 베테인, 탄소수가 12 또는 18인 아실기를 갖는 N-아실사르코신, 상기 N-아실사르코신의 염, 탄소수가 12 내지 18인 지방산으로부터 유래된 N-지방산 아실글루타믹산 및 상기 N-지방산 글루타믹산의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 한 종류 이상인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 또는 제2 구현예에 따른 정착액이다.
본 발명의 제4 구현예는 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방산 모노카르복실산 및/또는 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방산 모노알코올을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제3 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액이다.
본 발명의 제5 구현예는 에스테르의 가수분해 생성물을 더욱 함유하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 내지 제4 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액이다.
본 발명의 제 6구현예는 본 발명의 제1 내지 제5 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액을 발포시키는 단계 및 상기 발포된 정착액을 수지를 함유하는 입자에 제공하여 미디어 상에 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 방법이다.
본 발명의 제7 구현예는 상기 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하는 단계 및 본 발명의 6번째 구현예에 따른 정착 방법을 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성방법이다.
본 발명의 제8 구현예는 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하는 단계, 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 미디어에 전사시키는 단계 및 본 발명의 6번째 구현예에 따른 정착방법을 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성방법이다.
본 발명의 제9 구현예는 본 발명의 제1 내지 제5 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액을 발포시키는 수단 및 수지를 함유하는 입자에 상기 발포된 정착액을 제공하여 미디어 상에 정착시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치이다.
본 발명의 제10 구현예는 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 상기 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하는 수단 및 본 발명의 제9 구현예에 따른 정착장치를 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 기기이다.
본 발명의 제11 구현예는 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 상기 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하는 수단, 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 전사하는 수단 및 본 발명의 제9 구현예에 따른 정착장치를 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 기기이다.
본 발명의 적어도 하나의 구현예에 따르면, 발포특성 및 저장 안정성이 우수한 정착액, 상기 정착액을 사용할 수 있는 정착방법, 이미지 형성 방법, 정착장치 및 이미지 형성 기기를 제공할 수 있다.
다음에, 본 발명의 적어도 하나는 대표적인 구현예가 도면을 참조하여 설명된다.
본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액은 연화제, 발포제, 물 및 pH 조절제를 포함하며, 그 pH는 6-7이다. 여기서, 상기 연화제는 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르 및/또는 2가의 포화 지방족 알코올의 카르본산 에스테르이며, 상기 발포제는 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제이며, 그리고, 상기 pH 조정제는 산 및/또는 산의 염이다. 이에 의해 발포특성 및 저장안정성이 우수한 정착액을 얻을 수 있다. 상기 정착액의 pH가 6 미만이거나 7을 초과하는 경우에는 연화제가 쉽게 가수분해하게 되고, 따라서 저장안정성이 저하하게 된다. 또한 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액에 연화제가 수지를 함유하는 입자(이하, 수지 입자라 한다.)의 적어도 일부를 용해 및 팽윤시킬 수 있고, 그에 의해 수지 입자를 연화시킬 수 있으며, 그 결과, 미디어 상에 수지 입자를 정착시킬 수 있다.
상기 pH 조정제는 이에 한정하는 것은 아니지만, 아세트산, 소듐 아세테이트, 포타슘 아세테이트, 락산, 소듐 락테이트, 포타슘 락테이트, 시트르산, 소듐 t시트레이트, 포타슘 시트레이트 등을 제공할 수 있으며, 여기서 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
비이온성 계면활성제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 데실글루코시드 및 라우릴글루코시드 등과 같은 탄소수 12 내지 18인 알킬기를 갖는 알킬글루코시드를 제공할 수 있으며, 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 탄소수가 12 미만이거나 18을 초과하는 경우에는 발포 특성이 저하될 수 있다.
양쪽성 계면활성제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 미리스틱 아미도 프로필 디메틸 아미노 아세테이트 베테인과 같은 탄소수가 2 내지 18인 지방산으로부터 유래된 지방산 아미도 프로필 디메틸아미노 아세테이트 베테인; 스테아릴 디메틸 아미노 아세테이트 베테인과 같은 탄소수가 12 내지 18인 알킬 디메틸 아미노 아세테이트 베테인; 소듐 라우로일 사르코신, 소듐 미리스토일 사르코신 및 소듐 팔미토일 사르코신과 같은 탄소수 12-18인 아실기를 갖는 N-아실사르코신 또는 그 염; 소듐 미리스토일글루타메이트 및 소듐 팜 지방산 글루타메이트와 같은 탄소수가 12 내지 18인 아실기를 갖는 N-아실글루타믹산 및 그 염 등을 제공할 수 있으며, 이들은 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 탄소수가 12 미만이거나 18을 초과하는 경우에는 발포 특성이 저하할 수 있다.
본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액과 관련하여, 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노카르복실산 및/또는 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노알코올을 더욱 포함하는 것이 보다 바람직하며, 특히 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노알코올을 더욱 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 의해 발포 특성 및 기포 안정성을 향상시킬 수 있고, 따라서, 수지 입자에 정착액을 소량 적용하여 안정적으로 미디어에 정착시킬 수 있다. 탄소수가 12 미만이거나 18을 초과하는 경우에는 발포 특성 및 기포 안정성 향상 효과가 감소하게 된다.
탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노카르복실산은 특별히 한정하지 않으나, 라우릭산, 트리데실릭산, 미리스틱산, 팔미틱산, 마르가릭산, 스테아릭산 등을 제공할 수 있으며, 이들을 2 종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노카르복실산 및/또는 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노알코올의 함량이 0.1 내지 0.4질량%인 것이 바람직하다. 이 함량이 0.2질량% 미만이면 발포특성 및 기포 안정성을 향상시키는 효과가 저하한다.
본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액과 관련하여, 연화제의 가수분해 생성물을 더욱 함유하는 것이 바람직하다. 그에 의해 연화제의 가수분해를 더욱 억제할 수 있으며, 따라서 정착액의 저장 안정성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 정착액에 용해된 연화제의 함량을 증가시킬 수 있다. 특히, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜 및 글리세린과 같은 다가 포화 지방족 알코올은 정착액에 용해된 연화제의 함량을 증가시키는 큰 효과를 가질 수 있다. 여기서, 연화제는 포화된 지방족 알코올의 포화된 지방족 카르복실산 에스테르이며, 상기 연화제의 가수분해 생성물은 포화된 지방족 카르복실산 및 포화된 지방족 알코올이다. 나아가, 연화제가 2가 포화된 지방족 알코올의 카르본산 에스테르인 경우, 상기 연화제의 가수분해 생성물은 카르본산( 또는 이산화탄소) 및/또는 2가 포화된 지방족 알코올이다. 나아가, 카르보산( 또는 이산화탄수) 및/또는 포화된 지방족 카르복실산이 연화제의 생성물로서 첨가될 경우, 정착액의 pH가 6-7의 범위에 존재하도록 첨가할 필요가 있을 뿐이다. 나아가, 포화된 지방족 알코올이 연화제의 가수분해 생성물로서 첨가되는 경우, 정착액 내의 포화된 지방족 알코올의 함량은 1-30질량%인 것이 바람직하다. 이 함량이 1질량% 미만인 경우, 연화제의 가수분해 억제 효과가 감소되고, 30질량%를 초과하는 경우, 정착액의 발포특성이 감소할 수 있다.
본 발명의 대표적인 구현예에 따르면, 연화제는 인체에 대한 안정성의 관점에서 급성 경구 독성 LD50이 3g/㎏ 이상인 것이 바람직하며, 5g/㎏ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 나아가, 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액이 정착을 위해 사용되는 경우, 불쾌한 냄새의 생성을 수반하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 연화제가 불쾌한 냄새를 야기할 수 있는 휘발성 유기 화합물(VOC)를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 나아가, 다음 식으로 표현되는 냄새 지수(index of odor)를 냄새 지표로 할 수 있다.
10×log (물질의 냄새가 검출되지 않을 때까지의 희석율)
냄새의 실제 특정 스케일로서, 관능측정법인 3개 지점 비교 냄새 주머니법(three-point comparative odor bag method)을 사용하여 측정되며, 이에 의해 사무실 등의 환경에서의 냄새가 높은 정밀도로 측정될 수 있다. 여기서, 연화제는 10 이하의 냄새지수를 갖는 것이 바람직하다. 상기 냄새지수가 10 미만이면, 불쾌한 냄새가 일반적인 사무실 환경에 생성된다.
본 발명의 대표적인 구현예에서, 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르가 다음 일반식으로 표현되는 모노에스테르를 포함하는 것이 바람직하다.
R1COOR2
(상기 식에서, R1은 탄소수가 11-14인 알킬기이고, R2는 탄소수가 1 내지 6인 선형 또는 가지형 알킬기이다.)
이에 의해 수지 입자를 짧은 시간 안에 용해시키거나 팽윤시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착될 때까지의 시간을 1초 이하로 할 수 있다. 나아가, 이러한 모노에스테르는 토너 이미지의 점착성을 감소시킬 수 있다. 이는 모노에스테르가 용해 또는 팽윤된 토너의 이미지의 계면 상에 오일 막을 형성하기 때문인 것으로 생각된다. 여기서, 상기 R1의 탄소수가 11 미만일 때, 냄새지수가 10 미만일 수 있다. 나아가 R1의 탄소수가 14를 초과하거나 R2의 탄소수가 6 미만인 경우에는 수지 입자의 용해 또는 팽윤이 감소할 수 있다.
이러한 모노에스테르는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 에틸 라우레이트, 헥실 라우레이트, 에틸트리데실레이트, 이소프로필 트리데실레이트, 에틸미리스테이트, 이소프로필미리스테이트 등을 제공할 수 있으며, 여기서 이들의 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
나아가, 포화된 지방족 알코올의 포화된 지방족 카르복실산 에스테르는 다음의 일반식으로 표현되는 디에스테르를 포함하는 것이 바람직하다.
R3(COOR4)2
(상기 식에서, R3는 탄소수가 3 내지 8인 알킬렌기이며, R4는 탄소수가 3 내지 5인 선형 또는 가지형 알킬기이다.)
이에 의해 단시간에 수지 입자를 용해 또는 팽윤시킬 수 있다. 특히, 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착시킬 때까지의 시간을 0.1초 이하로 할 수 있다. 나아가, 정착액 내의 연화제의 함량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 R3의 탄소수가 3 미만이거나 R4의 탄소수가 3 미만인 경우, 냄새지수가 10을 초과할 수 있다. 나아가, 상기 R3의 탄소수가 8을 초과하거나 R4의 탄소수가 5를 초과하는 경우, 수지 입자의 용해 또는 팽윤 가능성이 감소할 수 있다.
이러한 디에스테르는 특별히 한정하지 않으나, 2-에틸헥실 숙시네이트, 디부틸 아디페이트, 디이소부틸 아디페이트, 디이소부틸 아디페이트, 디이소데실 아디페이트, 디에틸 세바케이트, 디부틸 세바케이트 등을 제공할 수 있으며, 여기서 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
나아가, 상기 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르는 다음 일반식으로 표현되는 디에스테르를 포함하는 것이 바람직하다.
R5(COOR6OR7)2
(상기 식에서, R5는 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기이며, R6는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, 상기 R7은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이다.)
이에 의해 단시간에 수지 입자를 용해 또는 팽윤시킬 수 있다. 특히, 상기 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착시킬 때까지의 시간을 0.1초 이하로 할 수 있다. 나아가, 정착액 내의 연화제의 함량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 R5의 탄소수가 1 미만이거나 R6의 탄소수가 1 미만인 경우, 냄새지수가 10을 초과할 수 있다. 나아가, 상기 R5의 탄소수가 8을 초과하거나 R6의 탄소수가 4를 초과하거나 또는 상기 R7의 탄소수가 4를 초과하는 경우에는, 수지 입자를 용해 또는 팽윤시키는 능력이 저하할 수 있다.
이러한 디에스테르는 특별히 한정하지 않으나, 디(에톡시에틸)숙시네이트, 디(부톡시에틸)숙시네이트, 디(메톡시에틸)아디페이트), 디(에톡시에틸)아디페이트, 디(부톡시에틸)아디페이트, 디(에톡시에틸)세바케이트 등을 들 수 있으며, 여기서 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
나아가, 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르는 다음 일반식으로 표현되는 디에스테르를 포함하는 것이 바람직하다.
R8(COOR9OR10OR11)2
(상기 식에서 R8은 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기이며, R9 및 R10은 독립적으로 탄소수 2 또는 3인 알킬렌기이고, 상기 R11은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이다.)
이에 의해, 단시간에 수지 입자를 용해 또는 팽윤시킬 수 있다. 특히, 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착시킬 때까지의 시간을 0.1초 이하로 할 수 있다. 나아가, 정착액 내의 연화제의 함량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 R8의 탄소수가 1 미만이거나 R9의 탄소수가 1 미만이거나 또는 R10의 탄소수가 1 미만인 경우, 냄새지수가 10을 초과할 수 있다. 나아가, 상기 R8의 탄소수가 8을 초과하거나, R9의 탄소수가 3을 초과하거나, R10의 탄소수가 3을 초과하거나 또는 상기 R11의 탄소수가 4를 초과하는 경우에는, 수지 입자를 용해 또는 팽윤시키는 능력이 저하할 수 있다.
이러한 디에스테르는 특별히 한정되지 않으나, 디(에톡시에톡시에틸)숙시네이트, 디(메톡시에톡시에틸)숙시네이트, 디(메톡시에톡시에틸)아디페이트, 디(에톡시에톡시에틸)세바케이트 등을 제공할 수 있으며, 여기서 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
나아가, 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르는 다음 일반식으로 표현되는 디에스테르를 포함하는 것이 바람직하다.
R12(OCOR13)2
(상기 식에서 R12은 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기이며, R13은 탄소수가 2 내지 5인 선형 또는 분지형 알킬기이다.)
이에 의해, 단시간에 수지 입자를 용해 또는 팽윤시킬 수 있다. 특히, 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착시킬 때까지의 시간을 0.1초 이하로 할 수 있다. 나아가, 정착액 내의 연화제의 함량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 R12의 탄소수가 1 미만이거나 R13의 탄소수가 1 미만인 경우, 냄새지수가 10을 초과할 수 있다. 나아가, 상기 R12의 탄소수가 8을 초과하거나, R13의 탄소수가 5를 초과하는 경우에는, 수지 입자를 용해 또는 팽윤시키는 능력이 저하할 수 있다.
이러한 디에스테르는 특별히 한정하지 않으나 에틸렌글리콜 디아세테이트, 에틸렌글리콜 디프로피오네이트, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 프로필렌글리콜 디부티레이트, 부틸렌 글리콜 디부티레이트 등을 들 수 있고, 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
나아가, 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르는 다음 일반식으로 표현되는 디에스테르를 포함하는 것이 바람직하다.
R14(OR15OCOR16)2
(상기 식에서 R14는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고, R15은 탄소수가 2 또는 3인 선형 또는 분지형 알킬렌기이며, R16은 탄소수 1 내지 4의 알킬기이다.)
이에 의해, 단시간에 수지 입자를 용해 또는 팽윤시킬 수 있다. 특히, 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착시킬 때까지의 시간을 0.1초 이하로 할 수 있다. 나아가, 정착액 내의 연화제의 함량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 상기 R14의 탄소수가 1이거나, R15의 탄소수가 1인 경우, 냄새지수가 10을 초과할 수 있다. 나아가, 상기 R14의 탄소수가 4를 초과하거나, R15의 탄소수가 3을 초과하거나, 또는 R16의 탄소수가 4를 초과하는 경우에는, 수지 입자를 용해 또는 팽윤시키는 능력이 저하할 수 있다.
이러한 디에스테르는 특별히 한정하지 않으나, 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트, 트리에틸렌 글리콜 디프로피오네이트, 트리프로필렌글리콜 디아세테이트 등을 제공할 수 있으며, 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 대표적인 구현예에서, 2가 포화된 지방족 알코올의 카르본산 에스테르는 다음 일반식으로 표현되는 화합물이다.
Figure 112011035986748-pct00001
(상기 식에서 R17은 알킬렌기이다.)
이에 의해, 단시간에 수지 입자를 용해 또는 팽윤시킬 수 있다. 특히, 수지 입자가 토너인 경우, 약 60ppm 정도의 고속 인쇄에서 기록 미디어에 형성된 미정착된 토너 이미지에 정착액이 적용되어 토너 이미지가 정착시킬 때까지의 시간을 1초 이하로 할 수 있다. 이는 카르본산 에스테르가 용해 또는 팽윤된 토너의 이미지 표면에 오일 막을 형성하기 때문인 것으로 생각된다.
이러한 카르본산 에스테르는 특별히 한정하지 않으나, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트 등을 제공할 수 있으며, 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
나아가, 정착액은 수지 입자에 대한 친화도(affinity)를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 친화도는 액체가 고체와 접촉할 때 고체의 표면에 대한 액체의 확장 젖음(spreading wetting)의 정도를 의미한다. 상기 수지 입자가 소수성 실리카 및 소수성 티타늄 옥사이드와 같은 소수성 입자로 처리되어 있는 방수성 토너인 경우, 단위 면적당 표면 자유 에너지는 20 내지 30mJ/m2인 것으로 측정될 수 있다. 따라서, 정착액의 표면 장력은 20 내지 30mN/m인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 정착액은 에멀젼인 것은 바람직하다. 이에 의해 수지입 자에 대한 투과도를 향상시키고, 페어퍼 시트와 같은 미디어의 컬(curl)을 억제할 수 있다.
또한, 정착액이 제조될 때, 연화제가 용해 또는 분산되도록 호모믹서(homomixer), 호모지나이저(homogenizer), 초음파 호모지나이저(ultrasonic homogenizer) 등을 사용하여 전단응력을 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 대표적인 구현예에서, 상기 수지 입자는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 수지, 이형제 등을 함유하는 토너, 수지, 전기적으로 전도성인 물질 등을 함유하는 입자를 제공할 수 있다.
상기 토너에 함유된 수지는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 폴리스티렌, 스티렌-아크릴 코폴리머, 폴리에스테르 등을 들 수 있으며, 여기서 이들을 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 이형제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 카르나우바 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등을 들 수 있고, 이들을 2 종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 토너는 수지 및 이형제에 더하여, 일반적으로 알려져 있는 착색제, 전하 제어제 등을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 토너는 토너 표면에 메틸기를 갖는 소수성 실리카 및 소수성 티타늄 옥사이드와 같은 소수성 입자를 정착시킴으로써 처리된 방수 토너인 것이 보다 바람직하다.
나아가, 상기 미디어는 특별히 한정하지 않으나, 페이퍼, 패브릭 및 수지 시트, 금속 플레이트, 세라믹 플레이트 등을 들 수 있다. 여기서 상기 미디어는 정착액-투과 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 미디어로서, 정착액 투과 특성을 갖는 것과 정착액 투과-특성을 갖는 층이 형성되어 있는 것을 들 수 있다. 나아가, 평면 또는 곡면을 갖는 3차원적 물체 등이 미디어로 사용될 수 있다.
본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액은, 예를 들어, 페이퍼 시트와 같은 미디어 상에 투명한 수지 입자를 정착하여 보호하는 바니시 코팅 등의 용도로 적용할 수 있다.
본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착 방법은 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착액을 발포시키는 단계 및 상기 발포된 정착액을 수지 입자에 적용하여 미디어에 정착시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 대표적인 구현예에 있어서, 발포된 정착액의 벌크 밀도는 0.01-0.1g/cm3인 것이 바람직하며, 여기서 0.01-0.05g/cm3이 더욱 바람직하고, 그리고, 0.025-0.05g/cm3가 특히 바람직하다. 상기 벌크 밀도가 0.01g/cm3 미만이면, 정착액의 적용이 불충분할 수 있으며, 0.1g/cm3를 초과하는 경우에는 정착액을 적용할 때 미디어 상의 잔류 액 감이 생길 수 있다.
나아가, 발포된 정착액에서의 버블의 사이즈는 5 내지 50㎛인 것이 바람직하다. 이에 의해 미디어 상에 형성된 5-10㎛의 입자사이즈를 갖는 수지 입자를 방해하지 않고 상기 발포된 정착액을 수지 입자에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 정착장치의 대표적인 일 예이다. 정착장치(100)는 정착액(L)을 발포시키기 위한 정착액 발포 장치(110), 상기 정착액 발포 장치(110)에 의해 발포된 정착액(L')을 운반하고, 미정착된 토너 이미지(T)에 적용하는 도포 롤러(120), 상기 도포 롤러(120)의 표면상에 운반된 발포된 정착액(L')의 막 두께를 제어하기 위한 블레이드(130) 및 상기 도포 롤러(120)에 대향하고, 상기 도포 롤러(120)와의 사이에서 전달되는 기록 페이퍼 시트(P)를 가압하는 가압 롤러(140)를 포함한다. 나아가, 상기 발포된 정착액(L')은 도포 롤러(120)와 블레이드(130) 사이에 적하된다. 여기서, 상기 발포된 정착액(L')의 벌크 밀도가 작기 때문에, 도포 롤러(120) 상의 막 두께를 증가시킬 수 있다. 그 결과로, 발포된 정착액(L')을 미정착된 토너 이미지(T)에 충분하게 도포할 수 있으며, 미정착된 토너 이미지(T)를 정착시킬 수 있다. 나아가, 정착된 토너 이미지(T')가 형성되는 기록 페이퍼 시트(P) 상의 잔류 액 느낌의 생성을 억제할 수 있다. 나아가, 상기 발포된 정착액(L')이 표면 장력의 영향을 억제할 수 있기 때문에, 도포 롤러(120) 상에 토너의 오프셋을 억제할 수 있다.
나아가, 발포된 정착액(L')의 막 두께는 기록 페이퍼 시트(P) 상에 형성된 미정착된 토너 이미지(T)의 두께, 발포된 정착액(L')의 버블 사이즈, 점도, 미정착된 토너 이미지에 도포되는 적용되는 압력 및 환경 온도에 따라 적절하게 선택된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 정착액 발포 장치(110)는 정착액(L)을 함유하기 위한 용기(111), 상기 용기(111)로부터 정착액(L)을 전달하기 위한 펌프(112), 상기 전달된 정착액(L) 내에 0.5 내지 1㎜의 버블 사이즈를 갖는 조대 버블(coarse and large bubble)을 생성하기 위한 조대 버블 생성부분(113) 및 조대 버블이 생성된 정착액(L)에 전단력(shear force)을 적용하여 그에 의해 조대 버블이 분리되어 미세 버블(fine bubble)을 생성하기 위한 미세 버블 생성부분(fine bubble creating part, 114)을 포함한다. 그에 의해 매우 짧은 시간 내에 상기 정착액(L)에 5 내지 50㎛의 버블 사이즈를 갖는 미세 버블을 생성시킬 수 있으며, 그리하여 발포된 정착액(L')을 얻을 수 있다.
상기 펌프(112)는 특별히 한정하지 않으나, 기어펌프(gear pump), 벨로우즈 펌프(bellows pump) 등을 제공할 수 있으며, 튜브 펌프가 보다 바람직하다. 튜브 펌프 튜브 내의 정착액(L)은 튜브를 변형시킴에 의해 뻗어나오며, 상기 튜브만이 정착액(L)을 접촉시키는 부재이다. 따라서, 정착액(L)에 대한 액체 저항성을 갖는 튜브를 사용함으로써 정착액(L)의 오염 및/또는 펌프의 구성요소의 퇴화를 억제할 수 있다. 나아가, 튜브를 변형시키는 것만이 요구되기 때문에, 정착액(L)의 발포를 억제할 수 있고, 그 전달성능의 퇴화를 억제할 수 있다.
조대 버블 생성부분(113)은 에어벤트(air vent, 113a) 및 포어 사이즈가 30 내지 100㎛인 마이크로포어 시트(micropore sheet, 113b)가 제공된다. 여기에, 상기 정착액(L)이 전달되고, 음의 압력이 에어벤트(113a)에 생성되어 상기 에어벤트(113a)로부터 도입된 공기가 정착액(L)과 혼합된다. 나아가, 공기와 혼합된 상기 정착액(L)은 상기 마이크로 포어 시트(113b)를 통해 통과하여, 조대 버블이 균일한 버블사이즈로 생성된다.
나아가, 포어 사이즈 30 내지 100㎛를 갖는 오픈 셀 발포 구조를 갖는 다공성 부재가 상기 마이크로 포어 시트(113b) 대신에 사용될 수 있다. 이러한 다공성 부재는 특별히 한정하지 않으며, 소결된 세라믹 플레이트, 부직 패브릭, 발포된 수지 시트 등을 들 수 있다.
나아가, 에어벤트(113a) 및 마이크로 포어 시트(113b)를 갖는 조대 버블 생성 부분(113) 대신에 블레이드 형상의 교반기를 사용하여 정착액(L)을 교반함으로써 정착액(L)이 에어 버블을 포함하는 중에 조대 버블을 생성할 수 있고, 또는 정착액(L)을 에어 공급 펌프 등을 사용함으로써 버블을 생성할 수 있으며, 이에 의해 조대 버블이 생성될 수 있다.
상기 미세 버블 생성 부분(114)은 회전가능한 내부 실린더(inner cylinder, 114a) 및 외부 실린더(outer cylinder, 114b)로 구성되는 클로즈드 더블 실린더(closed double cylinder)이다. 여기서 조대 버블이 생성되는 상기 정착액(L)은 외부 실린더(114b)의 일부로부터 공급되며, 회전하는 내부 실신더(114a)와 상기 외부 실린더(114b) 사이의 갭을 통과하여 전단력이 가해진다. 그에 의해 조대 버블이 분리되어 미세 버블을 생성하며, 발포된 정착액(L')은 외부 실린더(114b)의 일부로부터 방출된다. 그리하여 상기 내부 실린더(114a)에는 나선형 그루브가 제공되어 미세 버블 생성부(114) 내에서 조대 버블이 생성되는 정착액을 전달할 가능성을 향상시킬 수 있다.
도 3A 및 도 3B에 나타낸 바와 같이, 블레이드(130)는 말단부에 제공된 샤프트(shaft, 131)에 의해 도포 롤러로부터 10-100㎛의 간격으로 분리된다. 그리하여 상기 발포된 정착액(L')의 막 두께가 감소될 때, 상기 갭이 작게 되며(도 3A 참조), 상기 발포된 정착액(L')의 막 두께가 증가될 때, 상기 갭은 커지게 된다(도 3B 참조).
나아가, 와이어 바(wire bar)가 상기 블레이드(130) 대신 사용될 수 있다. 그에 의해 도포 롤러의 축 방향으로 상기 발포된 정착액(L')의 막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.
탄성층으로서 약한 압력에 상당히 변형될 수 있는 스폰지를 사용하여 가압 롤러(140)를 배치할 수 있다. 이에 의해 50 내지 300밀리초의 닙핑 시간을 확보할 수 있다. 여기서 발포된 정착액(L')이 미정착 토너 이미지(T)를 통해 상기 기록 페이퍼 시트(P)에 도달한 후에 도포 롤러(120)로부터 기록 페이퍼 시트(P)를 놓는 닙핑 시간을 조절할 필요가 있다.
상기 닙핑 시간은 기록 페이퍼 시트(P)의 전달속도에 대한 닙핑 폭의 비이다. 그리하여 페이퍼 시트 전달 운송 메커니즘의 설계 데이터로부터 상기 기록 페이퍼 시트(P)의 전달속도를 얻을 수 있다. 나아가, 도포 롤러(120)의 전체 표면상에 착색된 코팅 물질을 얇게 적용하고, 그 후에 기록 페이퍼 시트(P)를 도포 롤러(120) 및 그에 대향하는 가압 롤러(140) 사이에서 가압하여 상기 기록 페이퍼 시트(P)에 착색된 코팅물질을 부착시키고, 페이퍼 시트 전달 방향으로 상기 기록 페이퍼 시트(P)에 부착된 착색 코팅물질의 길이를 측정함으로써 닙핑 폭을 얻을 수 있다.
그러므로, 기록 페이퍼 시트(P)의 전달 속도에 따라 닙핑 폭을 조절할 필요가 있으며, 도포 롤러(120)와 가압 롤러(140)의 축 사이의 거리를 변화시켜 닙핑 폭을 조절할 수 있다.
상기 스폰지는 연화제에서 완전히 또는 실질적으로 불용성 또는 불팽윤성인 물질이며, 스폰지의 표면은 연화제에서 완전히 또는 실질적으로 불용성 또는 불팽윤성인 플렉서블한 필름으로 씌워져 있을 수 있다. 상기 스폰지의 재료는 특별히 한정하지 않으나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드 등을 들 수 있다. 나아가, 상기 플렉서블한 필름은 특별히 한정하지 않으나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA) 등을 들 수 있다.
또한, 탄성 고무가 가압 롤러(140)의 스폰지 대신에 사용될 수 있다.
그리고 나서, 정착장치(100)는 기록 페이퍼 시트(P)의 전달 방향에서 도포 롤러(120)의 상부 스트림 측에서 기록 페이퍼 시트(P)의 선단(leading end)을 인지하기 위한 장치 또는 수단을 포함하며, 상기 발포된 정착액(L')이 상기 도포 롤러(120) 상에 배치되어 상기 발포된 정착액(L')이 인지된 신호에 의해 상기 기록 페이퍼 시트(P)에만 적용되도록 하는 것이 바람직하다. 그에 의해 도포 롤러(120)와 가압 롤러(140)가 항상 접촉하고 있는 구성에서도 기록 페이퍼 시트(P)가 전송되지 않는 대기시간 중에 도포 롤러(120)로부터 가압 롤러(140)로의 발포된 정착액(L')의 부착을 억제할 수 있다.
또, 정착장치(100)는 기록 페이퍼 시트(P)가 전송되지 않는 대기시간 중에 도포 롤러(120)와 가압 롤러(140)를 격리시키고, 구동 메커니즘에 의해 기록 페이퍼 시트(P) 상에 발포된 정착액(L')을 도포할 때에만 도포 롤러(120)와 가압 롤러(140)를 접촉시키도록 배열될 수 있다. 여기서, 기록 페이퍼 시트(P)의 선단을 인지하는 수단을 병용하여 인지신호에 따라 도포 롤러(120)와 가압 롤러(140)를 접촉시키는 것이 바람직하다.
나아가, 정착장치(100)는 정착된 토너 이미지(T')가 형성되는 기록 페이퍼 시트(P)를 가압하기 위한 한 쌍의 평활화 롤러(하드 롤러)를 포함할 수 있다. 이에 의해 정착된 토너 이미지(T')의 표면이 평화하게 되고, 광택을 부여할 수 있다. 나아가, 정착된 토너 이미지(T')의 기록 페이퍼 시트(P)에 대한 정착성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 대표적인 일 구현예에 따른 정착장치의 다른 예를 나타낸다. 정착장치(100')는 가압벨트(140')가 가압 롤러(140) 대신에 사용된 것을 제외하고는 정착장치(100)와 동일한 구성을 갖는다. 이에 의해 용이하게 닙 폭을 증가시킬 수 있다.
상기 가압 벨트(140')는 특별히 한정되지 않으나, 심리스 니켈 벨트(seamless nickel belts), 심리스 PET와 같은 기재가 PFA와 같은 이형성 플루오로수지로 코팅되어 있는 벨트를 들 수 있다.
또한, 도포 롤러(120) 대신 벨트를 사용하고, 그리고 가압 롤러(140)를 가압 롤러(140') 대신 사용하는 배열 또는 벨트가 상기 도포 롤러(120) 대신 사용되는 구성이 제공되어도 좋다.
도 5는 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 이미지 형성 기기의 일예로서 탄뎀 타입 이미지 형성 기기(tandem-type image forming aparatus, 200)를 나타낸다. 나아가, 이미지 형성 기기(200)는 복사기 또는 프린터일 수 있다. 상기 이미지 형성 기기(200)는 미정착된 토너 이미지(T)가 전사되는 중간 전사벨트(201)를 포함한다. 상기 중간 전사벨트(201)는 3개의 지지 롤러(202, 203 및 204) 상에 제공되어 화살표 A 방향으로 운동한다. 블랙, 옐로우, 마젠타, 및 시안 이미지 형성 유닛(205K, 205Y, 205M, 및 205C)이 상기 중간 전사 벨트(201)에 대하여 각각 배열되어 있다. 노광 장치(도시하지 않음)가 이러한 이미지 형성 유닛 위에 배열된다. 예를 들어, 이미지 형성 기기(200)가 복사기인 경우, 원본의 이미지 정보가 스캐너에 의해 읽혀지고, 정전 잠상(latent image)을 기록하기 위한 노광 광(L)이 읽혀진 이미지 정보에 따라 노광 장치(도시하지 않음)로부터 조사된다. 중간 전사 벨트(201)를 사이에 두고 지지 롤러(204)에 대향하는 위치에 전사 롤러(207)가 컨베이어 벨트(206)를 사이에 두고 제공된다. 또한, 컨베이어 벨트(206)는 전사 롤러(207) 및 지지 롤러(208)에 제공된다.
나아가, 중간 전사 벨트(201)를 사이에 두고 지지 롤러(202)에 대향하는 위치에 상기 중간 전사 벨트(201) 상에 존재하는 토너를 제거하기 위한 클리닝 장치(209)가 제공된다.
한편, 기록 페이퍼 시트(P)가 한 쌍의 롤러(210)를 사용하여 급지한 후에 상기 컨베이어 벨트(206)가 상기 전사 롤러(208)를 사용하여 중간전사 롤러(201)에 대해 가압되며, 이에 의해 미정착된 토너 이미지(T)가 기록 페이퍼 시트(P)에 전사된다. 전사된 상기 미정착된 토너 이미지(T)가 전사되는 기록 페이퍼 시트(P)가 컨베이어 벨트(206)에 의해 정착장치(100 또는 100')에 전송되고, 상기 미정착된 토너 이미지(T)가 상기 정착 장치(100 또는 100')에 의해 정착된다. 여기서, 제어된 필름 두께를 갖는 발포된 정착액(L')이 노광 장치(도시하지 않음)로부터의 예를 들어, 칼라 이미지 또는 블랙 솔리드 이미지(black solid image) 정보에 근거하여 상기 기록 페이퍼 시트(P)로 전사된 상기 미정착된 토너 이미지(T)에 적용된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 대전 롤러(205b), 현상 장치(205c), 전사 롤러(205d), 클리닝 장치(205e) 및 전하 제거 램프(charge removing lamp, 205f)가 이미지 형성 유닛(205)의 각각의 감광체 드럼(photoconductor drum, 205a) 주변에 배치된다.
상기 대전 롤러(205b)는 접촉 대전 타입 대전 장치(contact charging-type charging device)이며, 여기서, 상기 대전 롤러(205b)가 감광체 드럼(205a)과 접촉하고, 전압이 상기 감광체 드럼(205a)과 대전 롤러(205b) 사이에 인가되어 상기 감광체 드럼(205a)의 표면이 균일하게 대전된다. 또한 비접촉 스코로트론(scorotron) 등을 사용하는 비접촉 대전 타입 대전장치(non-contact charging-type charging device)가 상기 대전 롤러(205b) 대신 사용될 수 있다.
상기 현상장치(205c)는 노광 장치(도시하지 않음)로부터 조사된 노광 광에 의해 감광체 드럼(205a) 상에 기록된 정전잠상에 현상액 내의 토너가 부착하게 하고, 현상하여 그에 의해 미정착된 토너 이미지(T)가 형성된다. 또한, 상기 현상 장치(205c)는 현상장치(205c)는 교반부(도시하지 않음) 및 현상부(도시하지 않음)를 포함하며, 여기서 현상을 위해 사용되지 않은 현상제가 교반부로 돌아와서 재사용된다. 상기 교반부 내의 토너의 밀도는 센서에 의해 인지되고, 토너의 밀도가 일정하도록 제어된다.
전사 롤러(205d)는 중간 전사벨트(201)를 사이에 두고 감광체 드럼(205a)에 대향하는 위치에 제공된다. 여기서, 중간 전사 벨트(201)는 전사 롤러(205d)를 사용함으로써 감광체 드럼(205a)에 대하여 가압되며, 이에 의해 감광체 드럼(205a) 상에 형성된 미정착된 토너 이미지(T)가 상기 중간 전사 벨트(201)에 전사된다. 나아가, 전기 전도성 브러쉬, 비접촉 코로나 하전기(corona charger) 등이 전사 롤러(205d) 대신 사용될 수 있다.
클리닝 장치(205e)는 감광체 드럼(205a) 상에 존재하는 토너를 제거한다. 상기 클리닝 장치(205e)는 감광체 드럼(205a)에 대하여 가압되는 블레이드를 갖는다. 여기서, 상기 클리닝 장치(205e)에 의해 회수된 토너는 회수 스크류(도시하지 않음) 및 토너 회수 장치(도시하지 않음)에 의해 현상 장치(205c)로 회수되어 재사용된다.
상기 전하 제거 램프(205f)가 광을 조사하여 감광체 드럼(205a)의 표면 전위를 초기화한다.
도 7은 본 발명의 대표적인 구현예에 따른 이미지 형성 기기의 다른 예를 나타낸다. 나아가, 도 7에 있어서, 동일한 인용번호는 도 5 및 도 6에서와 동일한 성분을 나타내며, 그 설명은 생략한다. 이미지 형성기기(300)는 감광체 드럼(205a) 상의 미정착된 토너 이미지(T)를 기록 페이퍼 시트(P)에 직접적으로 전사한다. 구체적으로, 기록 페이퍼 시트(P)가 한 쌍의 페이퍼 공급 롤러(301)에 의해 급지된 후에, 전사 롤러(205d)의 사용에 의해 감광체 드럼(205a)에 대하여 가압되고, 이에 의해 미정착된 토너 이미지(T)가 기록 페이퍼 시트(P)로 전사된다. 미정착된 토너 이미지(T)가 전사되는 상기 기록 페이퍼 시트(P)는 컨베이어 벨트(302)에 의해 정착장치(100 또는 100')에 전송되고, 미정착된 토너 이미지(T)가 상기 정착장치(100 또는 100')에 의해 정착된다. 또한, 컨베이어 벨트(302)는 지지 롤러(303 및 304) 상에 제공되어 화살표 B 방향으로 이동한다.
실시예
[샘플 1-1]
연화제로서 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량% 및 이온-교환수 85질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 1-2]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, pH 조정제로서 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.01질량% 및 이온-교환수 84.99질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 1-3]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.01질량% 및 이온-교환수 74.99질량% 및 프로필렌 카보네이트의 가수분해 생성물로서 프로필렌 글리콜 10질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 1-4]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.005질량% 및 이온-교환수 84.995질량%를 포함하는 샘플 50㎖를 제조하고, 이어서 프로필렌 카보네이트의 가수분해 생성물로서 이산화탄소로 50㎖/분에서 1분 동안 버블링을 실시하였다.
[샘플 1-5]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.005질량%, 이온-교환수 74.995질량% 및 프로필렌 글리콜(KANTO KAGAKU 제조) 10질량%를 포함하는 샘플 50㎖를 제조하고, 이어서 프로필렌 카보네이트의 가수분해 생성물로서 이산화탄소로 50㎖/분에서 1분 동안 버블링을 실시하였다.
[샘플 1-6]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, pH 조정제로서 디에탄올아민(KANTO KAGAKU 제조) 0.01질량% 및 이온-교환수 84질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 1-7]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, 디에탄올아민(KANTO KAGAKU 제조) 0.5질량% 및 이온-교환수 84.5질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 1-8]
프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조) 15질량%, 아세트산(KANTO KAGAKU 제조) 0.05질량% 및 이온-교환수 84.95질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-1]
연화제로서 비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량% 및 이온-교환수 85질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-2]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.01질량% 및 이온-교환수 84.99질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-3]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.01질량%, 이온-교환수 74.99질량% 및 비스(2-메톡시에틸)아디페이트의 가수분해 생성물로서 2-메톡시에탄올(KANTO KAGAKU 제조) 10질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-4]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.005질량%, 이온-교환수 84.99질량% 및 비스(2-메톡시에틸)아디페이트의 가수분해 생성물로서 아디프산(KANTO KAGAKU 제조) 0.005질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-5]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.005질량%, 이온-교환수 74.99질량%, 아디프산(KANTO KAGAKU 제조) 0.005질량% 및 2-메톡시에탄올(KANTO KAGAKU 제조) 10질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2- 6]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 디에탄올아민(KANTO KAGAKU 제조) 1질량% 및 이온-교환수 84질량% 0.005질량% 및 2-메톡시에탄올(KANTO KAGAKU 제조) 10질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-7]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 디에탄올아민(KANTO KAGAKU 제조) 0.05질량% 및 이온-교환수 84.5질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 2-8]
비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 15질량%, 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 0.05질량% 및 이온-교환수 84.95질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-1]
연화제로서 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조) 15질량% 및 이온-교환수 85질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-2]
디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조) 15질량%, pH 조정제로서 0.1질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 이온-교환수 84.9질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-3]
15질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 이온-교환수 84.95질량%를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-4]
15질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 84.95질량%의 이온-교환수 및 디카르비톨 숙시네이트의 가수분해 생성물로서 10질량%의 카르비톨(KANTO KAGAKU 제조)을 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-5]
15질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.06질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 84.93질량%의 이온-교환수 및 디카르비톨 숙시네이트의 가수분해 생성물로서 0.01질량%의 숙신산(KANTO KAGAKU 제조)을 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-6]
15질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.06질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 74.93질량%의 이온-교환수, 디카르비톨 숙시네이트의 가수분해 생성물로서 0.01질량%의 숙신산(KANTO KAGAKU 제조) 및 10질량%의 카르비톨(KANTO KAGAKU 제조)을 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-7]
15질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 1질량%의 아세트산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 84질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 3-8]
15질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.2질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 84.8질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-1]
연화제로서 15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조) 및 85질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-2]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.1질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 84.9질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-3]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 84.95질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-4]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 74.95질량%의 이온-교환수 및 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트의 가수분해 생성물로서 10질량%의 트리에틸렌글리콜(KANTO KAGAKU 제조)을 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-5]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.06질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 84.93질량%의 이온-교환수 및 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트의 가수분해 생성물로서 0.01질량%의 아세트산(KANTO KAGAKU 제조)을 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-6]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.06질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 74.93질량%의 이온-교환수, 0.01질량%의 아세트산(KANTO KAGAKU 제조) 및 10질량%의 트리에틸렌 글리콜(KANTO KAGAKU 제조)을 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-7]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 1질량%의 락산(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 84질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[샘플 4-8]
15질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.2질량%의 트리소듐시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 84.8질량%의 이온-교환수를 포함하는 샘플을 제조하였다.
[연화제의 가수분해 특성의 평가]
50㎖의 샘플을 뚜껑을 갖는 폴리프로필렌 용기에 넣고, 가속 시험으로서 60℃에서 1일 또는 3일 동안 저장하고, 그 전후의 샘플의 연화제의 함량을 가스 크로마토그래피에 의해 측정하여, 연화제의 잔존율을 구하였다. 이때, 가스크로마토그래피로는 HEWLETT PACKARD 5890 SERIES II를 사용하고, 칼럼으로서는 HEWLETT PACKARD HP-I(30m×0.25mm×0.25㎛)을 사용하고, 온도를 50-250℃, 인젝션 온도를 200℃, 검출기의 온도를 200℃, 샘플의 주입량을 1㎕로 하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112011035986748-pct00002
표 1로부터, 연화제의 가수분해는 샘플의 pH가 6 내지 7일 때 억제될 수 있음을 알 수 있다. 나아가, 연화제의 가수분해는 연화제의 가수분해 생성물을 샘플 내에 첨가함으로써 더욱 억제될 수 있음을 알았다.
[실시예 1-1]
발포제로서 10.3질량%의 미리스틱 아미도 프로필 디메틸 아미노 아세테이트 베타인인 BISTA-MAP(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), pH 조정제로서 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조) 및 52.195질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다. 여기서 미리스틱산은 탄소수가 14인 지방산이다.
[실시예 1-2]
10.3질량%의 BISTA-MAP(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 첨가제로서 0.4질량%의 미리스틱산(KANTO KAGAKU 제조) 및 51.795질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 1-3]
10.3질량%의 BISTA-MAP(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 첨가제로서 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조) 및 51.795질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 1-4]
10.3질량%의 BISTA-MAP(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 첨가제로서 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조), 10질량%의 프로필렌글리콜(KANTO KAGAKU 제조) 및 41.795질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 2-1]
발포제로서 11.5질량%의 스테아릴 디메틸 아미노 아세테이트 베타인인 Anhitol 86B(Kao Corporation 제조), 30질량%의 비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조) 및 58.495질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다. 여기서 스테아릴기는 탄소수가 18인 알킬기이다.
[실시예 2-2]
11.5질량%의 Anhitol 86B(Kao Corporation 제조), 30질량%의 비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 0.4질량%의 미리스틱산(KANTO KAGAKU 제조) 및 58.095질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 2-3]
11.5질량%의 Anhitol 86B(Kao Corporation 제조), 30질량%의 비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조) 및 58.095질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 2-4]
11.5질량%의 Anhitol 86B(Kao Corporation 제조), 30질량%의 비스(2-메톡시에틸)아디페이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.005질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조), 10질량%의 2-메톡시에탄올(KANTO KAGAKU 제조) 및 48.095질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 3-1]
발포제로서 3질량%의 소듐 미리스토일 글루타메이트인 Aminosurfact AMMS-Pl(Asahi Kasei Chemicals Corporation 제조), 30질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 66.95질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다. 여기서 미리스토일기는 탄소수가 14인 아실기이다.
[실시예 3-2]
3질량%의 Aminosurfact AMMS-Pl(Asahi Kasei Chemicals Corporation 제조), 30질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 0.4질량%의 미리스틱산(KANTO KAGAKU 제조) 및 66.55질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 3-3]
3질량%의 Aminosurfact AMMS-Pl(Asahi Kasei Chemicals Corporation 제조), 30질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조) 및 66.55질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 3-4]
3질량%의 Aminosurfact AMMS-Pl(Asahi Kasei Chemicals Corporation 제조), 30질량%의 디카르비톨 숙시네이트(KOKYU ALCOHOL KOGYO Co., Ltd. 제조), 0.05질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조), 10질량%의 카르비톨(KANTO KAGAKU 제조) 및 56.55질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 4-1]
발포제로서 3질량%의 소듐 미리소토일 사르코신인 사르코시네이트 MN(Nikko Chemicals Co., Ltd. 제조), 30질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.03질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조) 및 66.97질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다. 여기서 미리스토일기는 탄소수 14인 아실기이다.
[실시예 4-2]
3질량%의 사르코시네이트 MN(Nikko Chemicals Co., Ltd. 제조), 30질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.03질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 0.4질량%의 미리스틱산(KANTO KAGAKU 제조) 및 66.57질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 4-3]
3질량%의 사르코시네이트 MN(Nikko Chemicals Co., Ltd. 제조), 30질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.03질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 0.4질량%의 미리스틸알코올(KANTO KAGAKU 제조) 및 66.57질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 4-4]
3질량%의 사르코시네이트 MN(Nikko Chemicals Co., Ltd. 제조), 30질량%의 트리에틸렌 글리콜 디아세테이트(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 제조), 0.03질량%의 트리소듐 시트레이트(Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 제조), 0.4질량%의 미리스틸알코올(KANTO KAGAKU 제조), 10질량%의 트리에틸렌 글리콜(KANTO KAGAKU 제조) 및 56.57질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 5-1]
발포제로서 7.5질량%의 라우릴 글루코시드인 Mydol-12(Kao Corporation 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.035질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조) 및 54.965질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다. 여기서 라우릴기는 탄소수 12인 아실기이다.
[실시예 5-2]
7.5질량%의 Mydol-12(Kao Corporation 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.035질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 0.4질량%의 미리스틱산(KANTO KAGAKU 제조) 및 54.565질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 5-3]
7.5질량%의 Mydol-12(Kao Corporation 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.035질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조) 및 54.565질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[실시예 5-4]
7.5질량%의 Mydol-12(Kao Corporation 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.035질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조), 0.4질량%의 미리스틸 알코올(KANTO KAGAKU 제조), 10질량%의 프로필렌 글리콜(KANTO KAGAKU 제조) 및 44.565질량%의 이온 교환수를 포함하는, pH 6인 정착액을 제조하였다.
[비교예 1]
미리스틱산(KANTO KAGAKU 제조), 팔미틱산(KANTO KAGAKU 제조) 및 스테아릭산(KANTO KAGAKU 제조)이 4:3:1의 비율로 혼합된 지방산 및 핵제로서 디에탄올아민(KANTO KAGAKU 제조)을 이들의 몰비가 1:0.7이 되도록 중량 측정하여, 이온교환수 내 80℃에서 30분 동안 100rpm에서 교반기를 사용하여 교반하고, 자연적으로 실온까지 냉각하여 지방산 아민염과 지방산의 혼합물(몰비 7:3)의 수용액을 얻었다.
발포제로서 4.0질량%의 지방산 아민염과 지방산(몰비 7:3)의 혼합물, 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.5질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조) 및 58질량%의 이온 교환수를 함유하는 pH 6의 정착액을 제조하였다.
[비교예 2]
발포제로서 7.5질량%의 데실 글루코시드인 Mydol-10(Kao Corporation 제조), 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.35질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조) 및 54.965질량%의 이온 교환수를 함유하는 pH 6의 정착액을 제조하였다. 여기서 데실기는 탄소수 10의 알킬기이다.
[비교예 3]
발포제로서 7.5질량%의 아라키딜 글루코시드, 37.5질량%의 프로필렌 카보네이트(KANTO KAGAKU 제조), 0.35질량%의 락산(KANTO KAGAKU 제조) 및 54.965질량%의 이온 교환수를 함유하는 pH 6의 정착액을 제조하였다. 여기서 아라킬딜 글루코시드는 D(+)-글루코스(KANTO KAGAKU 제조)와 아라킬딕산(KANTO KAGAKU 제조)으로부터 합성되며, 아라키딜기는 탄소수 20의 알킬기이다.
[정착액의 발포특성의 평가]
실시예 및 비교예에서의 정착액의 발포 특성을 도 2에 나타낸 바와 같은 정착액 발포장치(110)를 사용하여 평가하였다. 여기서, 용기(111)는 PET 수지로 제조된 병이며, 펌프(112)는 튜브의 재료가 실리콘 고무이고, 그 내부 직경이 2mm인 튜브 펌프이며, 그리고, 정착액(L)을 운송하는 튜브 채널이 2mm의 내부 직경을 갖는 실리콘 고무 튜브에 제공되었다. 나아가, 조대 버블 생성부(113)의 마이크로 포어 시트(113b)는 개구부가 약 40㎛의 사이즈인 스테인리스 스틸로 제조된 400메쉬 시트이었다. 또한 내부 실린더(114a) 및 외부 실린더(114b)가 PET로 제조되고, 내부 실린더(114a)의 외부 직경과 길이는 각각 8mm 및 100mm 이며, 외부 실린더(114b)의 내부 직경과 길이는 각각 10mm 및 120mm이었다. 그러나 미세 버블 생성부(114)의 내부실린더(114a)는 300rpm으로 10분 동안 샤프트에 고정되며 회전 구동 모터(도시하지 않음)에 의해 회전하여 정착액의 발포 특성을 평가하였다. 이러한 평가결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112011035986748-pct00003
표 2로부터, 실시예들의 정착액은 발포 특성이 우수하고, pH가 6임에도 불구하고 미세한 버블을 형성할 수 있음을 알 수 있다. 나아가, 미리스틱산 또는 미리스틸 알코올을 실시예의 정착액에 첨가함으로써 미세한 버블의 기포 안정성이 향상되어 발포된 정착액의 벌크 밀도가 적음을 알 수 있다. 반면, 비교예의 정착액은 그 발포 특성이 매우 나쁘고, 미세한 버블을 형성할 수 없음을 알 수 있다.
여기서, 기포 상태를 육안으로 평가하였으며, 여기서 "A"는 높은 기포 안정성을 갖는 미세한 버블이 형성되었음을 나타내며, "B"는 쉽게 기포가 파괴되는 미세 버블이 형성되었음을 나타내며, 그리고, "C"는 미세한 버블이 형성되지 않았음을 나타낸다.
[이지지 품질 평가]
미정착된 토너 이미지(칼라 이미지)를 전자사진용 프린터(electrophotographic printer) Ipsio Color CX8800 (Ricoh Company, Ltd. 제조)를 사용하여 PPC 페이퍼 시트 T-6200(Ricoh Company, Ltd. 제조) 상에 형성하였다. 그리고 나서, 미정착된 토너 미이지를 도 1에 나타낸 바와 같은 정착장치(100)를 사용하여 정착시켰다. 여기서, SUS로 제조되고, 직경 30mm를 가지며, PFA 수지로 소성하여 완성된 롤러를 도포 롤러(120)로 사용하고, 알루미늄 합금으로 제조되고, 직경 10mm이며, 폴리우레탄 폼 재질, Color Foam EMO(INOAC CORPORATION 제조)가 형성되어 그 외부 직경이 50mm인 롤러(코어드 바, cored bar)가 가압 롤러(140)로 사용되었다. 나아가, 두께 1mm의 편평한 유리 플레이트인 블레이드(130)를 알루미늄 합금으로 제조된 지지 플레이트에 결합하여, 유리면이 도포 롤러(120) 면과 대면하고, 도포 롤러(120)와의 사이의 간격이 40㎛가 되도록 하였다. 또한, 기록 페이퍼(P)의 전송 속도는 150㎜/초이었다. 그리고 나서, 미정착된 토너 이미지(T)의 두께가 30-40㎛이고, 도포 롤러(120) 상의 발포된 정착액(L')의 두께가 약 70㎛일 때의 이미지 품질을 평가하였다. 이러한 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112011035986748-pct00004
표 3으로부터, 실시예에서의 정착액은 pH가 6임에도 불구하고 이미지 품질이 우수하였음을 알 수 있다. 나아가, 이미지 품질은 미리스틱산 또는 미리스틸 알코올을 상기 실시예의 정착액에 첨가함으로써 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 반면, 비교예의 정착액은 정착을 수행하기 위한 미세 버블을 형성할 수 없음을 알 수 있다.
여기서, 상기 이미지 품질을 "A"는 이미지 결함, 토너 정착의 정도, 칼라 포화도, 인쇄 페이퍼 시트의 젖음성 및 인쇄 페이퍼 시트가 쌓일 때 전이의 관점에서 양호함을 나타내며, 반면 "B"는 이미지 결함 및 인쇄 페이퍼 시트의 젖음성과 관련하여 문제가 있음을 나타내며, "C"는 정착을 수행하기 위한 미세 버블을 형성할 수 없음을 나타낸다.
[부록]
본 발명의 구현예 (1) 내지 (11)을 실시예의 방법으로 이하에 나타낸다.
구현예 (1): 연화제, 발포제, 물 및 pH 조정제를 포함하며, pH가 6 이상 7 이하이며, 여기서, 상기 정착액은 연화제가 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르 및/또는 2가 포화 지방족 알코올의 카르본산 에스테르이며, 상기 발포제는 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제이며, 그리고, 상기 pH 조정제는 산 및/또는 산의 염인 것을 특징으로 한다.
구현예 (2): 상기 비이온성 계면활성제는 탄소수가 12 이상 18 이하인 알킬기를 갖는 알킬글리코사이드인 것을 특징으로 하는 상기 구현예 (1)에 따른 정착액.
구현예 (3): 상기 양쪽성 계면활성제가 탄소수가 12 내지 18인 지방산으로부터 유래된 지방 아미도 프로필 디메틸 아미노아세테이트 베테인, 탄소수가 12 내지 18인 알킬기를 갖는 알킬 디메틸 아미노아세테이트 베테인, 탄소수가 12 또는 18인 아실기를 갖는 N-아실사르코신, 상기 N-아실사르코신의 염, 탄소수가 12 내지 18인 지방산으로부터 유래된 N-지방산 아실글루타믹산 및 상기 N-지방산 글루타믹산의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 한 종류 이상인 것을 특징으로 하는 상기 제1 또는 제2 구현예에 따른 정착액.
구현예 (4): 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방산 모노카르복실산 및/또는 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방산 모노알코올을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 내지 제3 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액.
구현예 (5): 에스테르의 가수분해 생성물을 더욱 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 제1 내지 제4 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액.
구현예(6): 상기 제1 내지 제5 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액을 발포시키는 단계 및 상기 발포된 정착액을 수지를 함유하는 입자에 제공하여 미디어 상에 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 방법.
구현예 (7): 상기 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하는 단계 및 상기 구현예 (6)에 따른 정착 방법을 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성방법.
구현예 (8): 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하는 단계, 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 미디어에 전사시키는 단계 및 상기 구현예 (6)에 따른 정착방법을 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성방법.
구현예 (9): 상기 제1 내지 제5 구현예 중 어느 하나에 따른 정착액을 발포시키는 수단 및 수지를 함유하는 입자에 상기 발포된 정착액을 제공하여 미디어 상에 정착시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정착장치.
구현예 (10): 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 상기 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하는 수단 및 구현예 (9)에 따른 정착장치를 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 기기.
구현예 (11): 입자가 토너이고, 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 상기 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 수단, 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하는 수단, 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 전사하는 수단 및 구현예 (9)에 따른 정착장치를 사용하여 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 형성 기기.
본 발명의 대표적인 구현에 및 특정 실시예를 상기와 같이 상세하게 기재하였으나, 본 발명은 상기 대표적인 구현예 또는 특정 실시예로 한정되는 것이 아니며, 상기 본 발명의 대표적인 구현예 및 특정 실시예는 본 발명의 기술사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 변경, 개조 및/또는 조합할 수 있다.
본 출원은 2008년 11월 18일자로 출원된 일본 특허출원번호 제2008-294824호 및 2009년 4월 15일자로 출원된 일본 특허출원번호 제2009-099250호를 기초로 우선권의 이익을 주장하며, 우선권 출원의 전체 내용은 여기에 참조예로 병합된다.
100: 정착장치
100': 정착장치
110: 정착액 발포 장치
120: 도포 롤러
130: 블레이드
140: 가압 롤러
140': 가압 벨트
L: 정착액
L': 발포된 정착액
P: 기록 페이퍼 시트
T: 미정착 토너 이미지
T': 정착된 토너 이미지

Claims (11)

  1. 포화 지방족 알코올의 포화 지방족 카르복실산 에스테르 및/또는 2가 포화 지방족 알코올의 카르본산 에스테르인 연화제; 비이온성 계면활성제 및/또는 양쪽성 계면활성제인 발포제; 물; 및 산 및/또는 산의 염인 pH 조정제를 포함하며, pH가 6 이상 7 이하인 정착액.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 비이온성 계면활성제는 탄소수가 12 이상 18 이하인 알킬기를 포함하는 알킬글리코사이드인 것을 특징으로 하는 정착액.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 양쪽성 계면활성제는 탄소수가 12 내지 18인 지방산으로부터 유래된 지방 아미도 프로필 디메틸 아미노아세테이트 베테인, 탄소수가 12 내지 18인 알킬기를 포함하는 알킬 디메틸 아미노아세테이트 베테인, 탄소수가 12 또는 18인 아실기를 포함하는 N-아실사르코신, 상기 N-아실사르코신의 염, 탄소수가 12 내지 18인 지방산으로부터 유래된 N-지방산 아실글루타믹산 및 상기 N-지방산 글루타믹산의 염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 한 종류 이상인 것을 특징으로 하는 정착액.
  4. 제 1항에 있어서, 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노카르복실산 및/또는 탄소수가 12 내지 18인 포화 지방족 모노알코올을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 정착액.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 연화제의 가수분해 생성물을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 정착액.
  6. 제 1항에 기재된 정착액을 발포시키는 단계; 및 상기 발포된 정착액을 수지를 포함하는 입자에 제공하여 미디어 상에 상기 입자를 정착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 방법.
  7. 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하는 단계; 및 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 단계를 포함하고,
    상기 토너 이미지를 정착하는 단계는 제 1항에 기재된 정착액을 발포시키는 단계; 및 상기 발포된 정착액을 토너에 제공하여 미디어 상에 상기 토너를 정착하는 단계를 포함하며,
    수지를 포함하는 토너를 사용하는,
    이미지 형성방법.
  8. 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하는 단계; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 포함하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하는 단계; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하는 단계; 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 미디어에 전사시키는 단계; 및 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하는 단계를 포함하고,
    상기 토너 이미지를 정착하는 단계는 제 1항에 기재된 정착액을 발포시키는 단계; 및 상기 발포된 정착액을 토너에 제공하여 미디어 상에 상기 토너를 정착하는 단계를 포함하며,
    수지를 포함하는 토너를 사용하는,
    이미지 형성방법.
  9. 제 1항에 기재된 정착액을 발포시키도록 배열된 부분; 및 수지를 포함하는 입자에 상기 발포된 정착액을 제공하여 미디어 상에 상기 입자를 정착시키도록 배열된 부분을 포함하는 정착장치.
  10. 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하도록 배열된 부분; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하도록 배열된 부분; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 미디어에 전사하도록 배열된 부분; 및 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하도록 배열된 부분을 포함하고,
    상기 토너 이미지를 정착하도록 배열된 부분은 제 1항에 기재된 정착액을 발포하도록 배열된 부분; 및 상기 발포된 정착액을 토너에 제공하여 미디어 상에 상기 토너를 정착하도록 배열된 부분을 포함하며,
    수지를 포함하는 토너를 사용하는,
    이미지 형성 기기.
  11. 정전잠상 캐리어 상에 정전잠상을 형성하도록 배열된 부분; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 정전잠상을 토너를 함유하는 현상제를 사용하여 현상하여 토너 이미지를 형성하도록 배열된 부분; 상기 정전잠상 캐리어 상에 형성된 토너 이미지를 중간 전사체에 전사하도록 배열된 부분; 상기 중간 전사체에 전사된 토너 이미지를 미디어에 전사하도록 배열된 부분; 및 미디어에 전사된 토너 이미지를 정착하도록 배열된 부분을 포함하고,
    상기 토너 이미지를 정착하도록 배열된 부분은 제 1항에 기재된 정착액을 발포하도록 배열된 부분; 및 상기 발포된 정착액을 토너에 제공하여 미디어 상에 상기 토너를 정착하도록 배열된 부분을 포함하며,
    수지를 포함하는 토너를 사용하는,
    이미지 형성 기기.
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