(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置を用い、高絶縁性で低誘電率の非水溶媒中に、着色剤、結着樹脂を主成分として分散してなり、該非水溶媒が少なくともその一部に電気抵抗１０9Ω・ｃｍ以上、誘電率３．５以下で、２つ以上の不飽和結合を持った油脂を含む画像形成媒体の未定着画像に、オゾンを吹き付けて定着させる方法であって、オゾン供給源として該電子写真装置の感光体帯電部で発生するオゾンを用いることを特徴とする定着方法。
【請求項２】
前記オゾンの濃度が０．０２〜１．００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の定着方法。
【請求項３】
前記オゾンがコロナ放電により発生するオゾンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着方法。
【請求項４】
該非水溶媒が、少なくともその一部に共役二重結合を持った油脂を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１に記載の定着方法。
【請求項５】
脂肪酸金属塩又はナフテン酸金属塩を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１に記載の定着方法。
【請求項６】
該着色剤が、軟化点５０℃〜１２０℃の樹脂でフラッシングされたものであることを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１に記載の定着方法。
【請求項７】
該結着樹脂が分子量３０００〜２００，０００のアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１に記載の定着方法。
【請求項８】
該画像形成媒体の粘度が常温（２５℃）で５０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１に記載の定着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真、静電記録、印刷インキ等に用いられる定着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真用現像剤は、乾式現像剤、液体現像剤に大別されるが、液体現像剤は、そのトナー粒径が小さいことから鮮明な画像が得られる有利さがある。液体現像剤は、一般には結着樹脂と着色剤と電荷制御剤とを高抵抗の非水溶媒中に分散し、粒径０．１〜２．０μｍ程度のトナー粒子を作ることによって製造されている。紙等の転写物への定着は、熱ロールによる定着、圧力による定着、熱風による定着、フラッシュ光による定着、紙の裏面から熱板による定着等いろいろな定着法が知られているが、液体現像剤の場合は、熱ロール、熱風、紙の裏面からの熱による定着あるいはこれらを組み合わせたものが一般的である。その理由は、液体現像剤の溶媒として沸点２００℃以下の脂肪族炭化水素等が多く用いられ、熱により溶剤を蒸発させることにより、定着させるシステムが多いからである。
しかし、この場合、定着時に溶剤蒸気が大気中に放出され、環境上好ましくない場合が多く、また、定着に熱を使用するため、消費電力も多く、電源を入れてからスタートさせるまでの待機時間もかかった。その対策として、溶剤蒸気を発生させないために、特開平９−２０８８７３号公報には紫外線硬化を利用したものが記載されているが、機械が大型になる等の問題があり、また、特開平８−２７２１５３号公報にはヨウ素化１３０以上の油脂を使用し、空気により酸化重合し、定着する方法が記載されているが、定着に時間がかかる等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、短時間で定着ができ、しかも画像濃度の高い定着方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、常温で液状の画像形成媒体の定着時間を向上させる方法として、未定着画像にオゾンを吹き付けることで定着速度が速くなることを見い出した。これは、オゾンにより未定着画像中に存在している溶媒の酸化反応が急激に進行するためと考えられる。
本発明に使用するオゾンは０．０２ｐｐｍ〜１ｐｐｍが好ましい。０．０２ｐｐｍ以下では酸化能力が弱く、オゾンを吹き付けた効果が弱い。また、１ｐｐｍ以上では酸化重合に寄与しなかったオゾンが残る場合があり、健康上問題がある。酸化重合に使用するオゾンは、電子写真画像形成装置内にオゾン発生機を組み込んでもよいし、オゾンタンクを授け、そこから供給してもよい。
【０００５】
また、従来の電子写真装置の場合は、感光体を帯電させるとき、帯電チャージャー等に電圧をかけるが、このとき空気が酸化されオゾンが発生する。オゾンは高濃度では人体に悪影響を与えるため、装置内にオゾンフィルターを設置し、オゾンを除去している。
本発明では、かかる害をもたらすオゾンを利用する目的のため、感光体を帯電させるときに発生するオゾンを回収し、定着部に送り、溶媒の酸化重合に使用する。この場合には、オゾン発生器、オゾンタンクは必要なく、オゾンフィルターも不要となる等の利点がある。
【０００６】
本発明の画像定着方法は、常温で液状の画像形成媒体であれば、電子写真用液体現像剤のみならず、インクジェットや印刷技術や塗料等にも応用することが可能である。
【０００７】
以下、本発明の定着方法に用いる常温で液状の画像形成媒体について説明するが、便宜上電子写真用液体現像剤の例を挙げて説明していく。
本発明で用いる電子写真用液体現像剤は、結着樹脂と着色剤を主成分とし、高絶縁性で低誘電率の非水溶媒中に分散されている。その中で、特に、非水溶媒の少なくとも一部が電気抵抗１０9Ω・ｃｍ以上で、誘電率３．５以下の２つ以上の不飽和結合を持った油脂であれば、オゾンを吹き付けた際に、定着時間を向上させることができる。また、本発明は溶媒中の不飽和結合の化学変化により定着させるため、従来の液体現像剤のように定着時に溶剤蒸気の飛散がなく、クリーンである。また、熱を使用せず定着できるため、省エネルギーであり、待機時間も必要としない等の特徴がある。
【０００８】
本発明に使用される２つ以上の不飽和結合を持った油脂の例としては、アマニ油、大豆油、ナタネ油、綿実油、コメ油、トウモロコシ油、ゴマ油、落花生油、ヒマワリ油、サフラワー油、グリセリンとのエステル、ヒマシ油等の天然油脂や、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライドリノレン酸、アラキドン酸等の不飽和脂肪酸が挙げられるが、これらに限定されるものではなく合成油であってもかまわない。
【０００９】
本発明においては、特に溶媒に共役二重結合を持った油脂を使用した場合、反応が速く、定着に有利である。共役二重結合を持った油脂の例としては、キリ油、プソイドエレオステアリン酸、α−エレオステアリン酸、β−エレオステアリン酸等の共役不飽和脂肪酸とグリセリンとのエステル、日清製油製オリエスＳＢ等が挙げられる。
【００１０】
また、液体現像剤中に脂肪酸金属塩又はナフテン酸金属塩を含有させておくと、不飽和結合の反応を促進させる触媒として機能するため、酸化重合反応が速く進み、より短時間で定着させることができる。
脂肪酸金属塩の含有量は、液体現像剤の０．１〜１０％程度がよく、０．１％以下では、反応促進効果に乏しく、１０％以上では、現像剤の電気特性に悪影響を与えたり、現像液の保存性に問題が発生したりする。
【００１１】
本発明に使用される脂肪酸金属塩又はナフテン酸の金属塩の例としては、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸銅、ステアリン酸鉄、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ジルコニウム等が挙げられる。
【００１２】
本発明の液体現像剤に使用される色素は、従来公知の顔料、染料から適切に選択することができる。例えば、有機顔料又は染料としてはフタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、ペリレン系、インジゴ・チオンジゴ系、キナクリドン系、イソインドリン系、アニリンブラック系、カーボンブラック系等の顔料が挙げられ、無機顔料としては、酸化チタン系、酸化鉄系、焼成顔料系、紺青、金属粉顔料、体質顔料等が挙げられる。
【００１３】
特に、これらの色素をフラッシング処理を行なった場合は、画像面で優れた液体現像剤が得られる。フラッシング処理とは、色素を水に溶かした含水液に、更に樹脂分散媒を加え、フラッシャーと呼ばれるニーダー中でよく混合し、顔料のまわりに存在する水を後から添加される樹脂分散媒によって置換する処理をいう。この操作により取り出される水を排出し、樹脂溶液中に顔料が分散された状態とし、乾燥させて溶剤を除去し、得られた塊を粉砕することにより着色剤の粉末が得られる。
【００１４】
本発明のフラッシング処理で使用する樹脂の例としては、サンワックスＥ２００、サンワックスＥ２５０Ｐ、サンワックス１３１−Ｐ（三洋化成社製）等のポリエチレン樹脂、ビスコール５００Ｐ、ビスコール６００Ｐ（三洋化成社製）等のポリプロピレン樹脂、デンカビニルＳＳ−１００、デンカビニルＳＳ−１３０、デンカビニルＤＳＳ−１３（電気化学工業社製）等の塩化ビニル、パラフィンワックス、天然ろう等が挙げられる。
【００１５】
本発明に使用される結着樹脂は、アクリル酸及びメタクリル酸エステルの重合ポリマー、ロジン及びロジン変性樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、スチレン樹脂等が使用できる。特に、分子量３０００〜２００，０００のアクリル系樹脂を使用した場合は、画像面、定着性等で優れた液体現像剤が得られる。分子量が３０００以下では、着色剤を結着させる能力に乏しく、画像濃度、定着性が悪くなり、２００，０００以上では、高粘性になりすぎて製造時に分散不良を起こす場合がある。
【００１６】
液体現像剤の粘度は５０００ｍＰａ・ｓ以下が望ましく、これ以上の場合は、紙等の転写体への浸透性が悪くなり、定着時間が遅くなる。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、ここでの「部」は重量部である。
実施例１
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反応釜に重合溶媒としてアイソパーＨを５００部とり、９０℃に加温した。上記組成物を完全に溶解後、３時間にわたり反応釜に滴下した。滴下終了後９０℃で更に６時間重合した。これにメチルメタクリレート（ＭＭＡ）８部を１時間にわたり滴下して、粘度２００ｍＰａ・ｓ、分子量８０，０００の結着樹脂Ａを得た。
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をボールミルに入れ、２４時間分散し、トナーＡを得た。
これを更に１００ｇ／リットルの希釈率でアマニ油で希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。
【００１８】
比較例として、オゾンをかけずに空気中に放置し、指で擦っても像が乱れなくなるまでの時間（セット時間）を比較したところ、表１に示すようにオゾンを吹きかけた場合の方がはるかに短時間でセットすることができた。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
セット時間とは、画像表面を指で擦っても像が乱れなくなるまでの時間をいい、画像濃度はＸ−Ｒｉｔｅ９３８で測定、粘度はＢ型粘度計６０ｒｐｍ（２５℃）で測定した。
【００２１】
比較例１
アマニ油の代わりに、不飽和結合が１つの主成分がオレイン酸トリグリセライドの椿油を使用した以外は、実施例１と同様にしてトナーＢを試作した。
これを更に１００ｇ／リットルの希釈率で椿油で希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。
実施例１と同様にセット時間を調べたところ、７日以上経過してもセットしなかった。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
実施例２
アマニ油の代わりに、共役二重結合を持ったキリ油を使用した以外は、実施例１と同様にしてトナーＣを試作した。
これを更に１００ｇ／リットルの希釈率でキリ油で希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。
実施例１と同様にセット時間を調べたところ、セット時間は５時間であった。オゾンを使用しないで空気中に放置しておいた場合は、セット時間は１日であった。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
実施例３
図１の装置のように、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉを改造して帯電チャージャー（７）から発生するオゾンをオゾン収集部（８）で回収して、オゾン送風機（１０）により、トナーＣを使用して得た未定着画像に吹きかけた。
セット時間は１２時間であったが、複写機から発生するオゾンは０．０１ｐｐｍ以下であった。回収装置のない場合は０．０５ｐｐｍのオゾンが大気中に放出された。また、オゾン発生機は必要なく、装置を簡単にすることができた。なお、オゾン濃度は株式会社ガステック製オゾン検知管Ｎｏ．１８で測定した。
【００２６】
実施例４
トナーＡ及びトナーＣにナフテン酸コバルトをトナー重量に対して１％添加してトナーＤ、トナーＥを作成した。これをリコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。その結果、表４に示すようにナフテン酸コバルトを添加しない場合に比べて、セット時間を短くすることができた。
【００２７】
【表４】
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【００２８】
実施例５
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をフラッシング処理し、これを実施例３と同様にトナー化し、トナーＦを得た。
これを更に１００ｇ／リットルの希釈率でキリ油で希釈し、リコー製湿式複写機ＦＴ−５００ｉの定着部分をはずして未定着画像を得た。この画像に濃度０．１ｐｐｍのオゾンを吹きかけた。
得られた画像の濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８で測定したところ、表５で示すようにトナーＣに比べて良好な結果が得られた。
【００２９】
【表５】
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【００３０】
比較例２
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反応釜に重合溶媒としてアイソパーＨを７００部とり、１２０℃に加温した。
上記組成物を完全に溶解後、２時間にわたり反応釜に滴下した。滴下終了後１１０℃で更に３時間重合し、粘度７０ｍＰａ・ｓ、分子量２５００の結着樹脂Ｓを得た。また、
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反応釜に重合溶媒としてアイソパーＨを１００部とり、９０℃に加温した。上記組成物を完全に溶解後、３時間にわたり反応釜に滴下した。滴下終了後９０℃で更に３時間重合し、粘度９００ｍＰａ・ｓ、分子量２２０，０００の結着樹脂Ｐを得た。
【００３１】
結着樹脂Ｓ、及びＰを実施例１と同様の方法でトナー化し、トナーＧ及びトナーＨを得た。これを実施例１のトナーＡと同様に未定着画像を作成し、オゾンにより酸化、定着し、画像濃度、セット時間を調べたところ、表６に示すようにトナーＡに比べて劣る結果であった。
【００３２】
【表６】
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【００３３】
実施例６
トナーＣにゲル化剤ユーゲルＰ（ＢＰ社製）を３％添加し、増粘させ、粘度５５００ｍＰａ・ｓのトナーＩを得た。これを実施例３と同様にセット時間を調べたところ、表７に示すように９時間と、トナーＣに比べて劣る結果であった。
【００３４】
【表７】
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【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、請求項１の電子写真装置を用いる定着方法においては、オゾンによる化学変化で定着させるため、溶剤を発生させずに、また、熱も使用せず定着できる。また、画像記録媒体が非水溶媒の少なくとも一部が電気抵抗１０9Ω・ｃｍ以上で誘電率３．５以下の２つ以上の不飽和結合を持った油脂を含んでいるために、高速に定着できる。さらにオゾン発生源として該電子写真装置の感光体帯電部で発生するオゾンを利用することから、オゾン発生器、オゾンタンクを必要とせず、人体への悪影響を防止するためのオゾンフィルターも不要である。また、請求項２の定着方法においては、オゾン濃度が０．０２〜１．００ｐｐｍであるため、効率よく、安全に定着できる。また、請求項３の定着方法においては、使用するオゾンがコロナ放電により発生するオゾンであるため、画像形成装置を小型化でき、画像形成装置から排出されるオゾン量を低減できる。また、請求項４の定着方法においては、画像形成媒体が、少なくともその一部が共役二重結合を持った油脂であるため、高速に定着できる。また、請求項５の定着方法においては、画像形成媒体が、脂肪酸金属塩又はナフテン酸金属塩を含んでいるために、高速に定着できる。また、請求項６の定着方法においては、画像形成媒体が、着色剤が軟化点５０℃〜１２０℃の樹脂でフラッシングされているため、画像濃度の高い画像を得ることができる。また、請求項７の定着方法においては、画像形成媒体が、結着樹脂が分子量３０００〜２００，０００のアクリル系樹脂であるため、濃度の高い画像を得ることができ、且つ高速に定着できる。また、請求項８の定着方法においては、画像形成媒体が、粘度が常温（２５℃）で５０００ｍＰａ・ｓ以下であるため、高速に定着できるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における画像形成装置の１例を示した図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  給紙トレイ
３  現像タンク
４  現像液送液管
５  現像ローラ
６  スクイズローラ
７  帯電チャージャー
８  帯電部オゾン収集部
９  オゾン送気管
１０  オゾン送風機
１１  転写チャージャー
１２  定着部
【図１】
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