(57)【要約】      （修正有）【課題】定着性を向上させることができる定着液を提供する。【解決手段】定着液は、トナーを軟化させることができるエステル系軟化剤と、水と、トリエチレングリコールと、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルと、イオン性界面活性剤とを含有する。水は、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルおよびイオン性界面活性剤によってエステル系軟化剤に可溶化されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを軟化させることができるエステル系軟化剤と、水と、トリエチレングリコールと、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルと、イオン性界面活性剤と、を含有し、
前記水は、前記トリエチレングリコール、前記トリエチレングリコールモノアルキルエーテルおよび前記イオン性界面活性剤によって前記エステル系軟化剤に可溶化されていることを特徴とする、定着液。
【請求項２】
前記水の含有割合は、前記エステル系軟化剤の含有割合よりも少ないことを特徴とする、請求項１に記載の定着液。
【請求項３】
前記エステル系軟化剤の含有割合が、４０質量％以上、９０質量％以下であり、
前記水の含有割合が、０．１質量％以上、１０質量％以下であることを特徴とする、請求項２に記載の定着液。
【請求項４】
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１から請求項３のいずれか一項に記載の定着液。
【請求項５】
前記エステル系軟化剤は、一般式Ｒ１（−ＣＯＯＲ２）２（式中、Ｒ１は、炭素数１から８のアルキレン基であり、Ｒ２は、炭素数１から３のアルキル基である。）で示されることを特徴とする、請求項４に記載の定着液。
【請求項６】
前記イオン性界面活性剤は、硫酸エステル塩であ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定着液。
【請求項７】
イオン化された定着液を静電噴霧により印刷媒体上のトナー像に向けて噴霧することで、前記印刷媒体に前記トナー像を定着させる定着器に用いられることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の定着液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定着液を用いてトナーを定着させる画像形成装置が知られている。定着液は、トナーを軟化させることができるエステル系軟化剤と、溶媒としての水とを含有する。エステル系軟化剤は、水に可溶化されている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した特許文献１に記載の定着液は、エステル系軟化剤を水に可溶化しているので、水に可溶となる割合以上のエステル系軟化剤を含有することが困難である。
【０００５】
そのため、トナーを軟化させるために十分な量のエステル系軟化剤を定着液に配合することが困難であり、定着性が劣る場合がある。
【０００６】
そこで、本開示の目的は、定着性を向上させることができる定着液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の定着液は、トナーを軟化させることができるエステル系軟化剤と、水と、トリエチレングリコールと、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルと、イオン性界面活性剤と、を含有する。
【０００８】
水は、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルおよびイオン性界面活性剤によってエステル系軟化剤に可溶化されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の定着液によれば、水がエステル系軟化剤に可溶化されているので、トナーを軟化させるために十分な量のエステル系軟化剤を定着液に配合することができ、定着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．画像形成装置の概略
まず、本発明の定着液が用いられる画像形成装置１の概略について説明する。
【００１２】
図１に示すように、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、定着器５とを備える。
【００１３】
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、および定着器５を収容する。
【００１４】
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。
【００１５】
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。トナー像形成部４は、感光ドラム６と、帯電器７と、露光装置８と、現像装置９と、転写装置１０とを有する。
【００１６】
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の回転軸線について回転可能である。
【００１７】
帯電器７は、感光ドラム６の表面を帯電するように構成される。帯電器７は、具体的には、帯電ローラである。なお、帯電器７は、スコロトロン型帯電器であってもよい。帯電器７が帯電ローラである場合、帯電器７は、感光ドラム６の表面に接触する。帯電器７がスコロトロン型帯電器である場合、帯電器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。
【００１８】
露光装置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、露光装置８は、帯電器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。露光装置８は、具体的には、レーザースキャンユニットである。なお、露光装置８は、ＬＥＤアレイであってもよい。
【００１９】
現像装置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。現像装置９は、トナー収容部１１と、現像ローラ１２とを有する。
【００２０】
トナー収容部１１は、トナーを収容する。トナーは、トナー粒子と、必要により、外添剤とを含有する。トナー粒子は、結着樹脂と、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。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Ｓに固着する。定着液については、後述する。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。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。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。
【００２１】
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。
【００２２】
現像装置９は、感光ドラム６および帯電器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。
【００２３】
また、現像装置９は、感光ドラム６および帯電器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。
【００２４】
また、現像装置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。
【００２５】
転写装置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。転写装置１０は、感光ドラム６と接触する。なお、転写装置１０は、感光ドラム６と接触しなくてもよい。転写装置１０は、具体的には、転写ローラである。なお、転写装置１０は、転写ベルトであってもよい。
【００２６】
１．４  定着器
定着器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。詳しくは、定着器５は、イオン化された定着液を静電噴霧により印刷媒体Ｓ上のトナー像に向けて噴霧することで、印刷媒体Ｓにトナー像を定着させる。なお、定着器５は、定着液が塗布された定着ローラであってもよい。この場合、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。
【００２７】
２．定着液の詳細
定着液は、上記した定着器５に用いられる。定着液は、定着器５により、トナー像に付与される。詳しくは、定着液は、静電噴霧により印刷媒体Ｓ上のトナー像に向けて噴霧されることにより、トナー像に付与される。定着液は、エステル系軟化剤と、トリエチレングリコールと、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルと、イオン性界面活性剤と、水とを含有する。
【００２８】
２．１  エステル系軟化剤
エステル系軟化剤は、トナーを軟化させることができる。
【００２９】
エステル系軟化剤としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸エステル、脂肪族ジカルボン酸エステル、炭酸エステルなどが挙げられる。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である。
【００３０】
脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、具体的には、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、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、ドデカン二酸ジエチルなどが挙げられる。
【００３１】
より好ましくは、エステル系軟化剤は、下記一般式で示される脂肪族ジカルボン酸エステルである。
【００３２】
一般式：Ｒ１（−ＣＯＯＲ２）２（式中、Ｒ１は、炭素数１から８のアルキレン基であり、Ｒ２は、炭素数１から３のアルキル基である。）
上記一般式で示される脂肪族ジカルボン酸エステルとしては、具体的には、コハク酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、セバシン酸ジエチルなどが挙げられる。エステル系軟化剤が、上記一般式で示される脂肪族ジカルボン酸エステルであると、水を安定に可溶化できる。
【００３３】
エステル系軟化剤の含有割合は、定着液中に、例えば、４０質量％以上、好ましくは、５０質量％以上である。また、エステル系軟化剤の含有割合は、例えば、９０質量％以下、好ましくは、８５質量％以下である。
【００３４】
エステル系軟化剤の含有割合が上記下限値以上であると、トナーを確実に軟化させることができ、印刷媒体に対するトナー像の定着性能を確保できる。エステル系軟化剤の含有割合が上記上限値以下であると、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、水、イオン性界面活性剤の配合量を確保することができ、トナーを確実に軟化させることができ、印刷媒体Ｓに対するトナー像の定着性能を確保できる。また、エステル系軟化剤に水を可溶化することができ、印刷媒体Ｓに対する定着液の噴霧性能を確保できる。
【００３５】
２．２  トリエチレングリコール
トリエチレングリコールは、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテル、および、イオン性界面活性剤とともに、エステル系軟化剤に水を可溶化させるために配合される。すなわち、トリエチレングリコール、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテル、および、イオン性界面活性剤は、エステル系軟化剤に水を可溶化させる可溶化剤である。
【００３６】
トリエチレングリコールの含有割合は、定着液中に、例えば、６質量％以上、好ましくは、１０質量％以上である。また、トリエチレングリコールの含有割合は、例えば、２４質量％以下、好ましくは、２０質量％以下である。
【００３７】
トリエチレングリコールの含有割合は、水１質量部に対して、例えば、３質量部以上、好ましくは、４質量部以上である。また、トリエチレングリコールの含有割合は、水１質量部に対して、例えば、１０質量部以下、好ましくは、７．５質量部以下である。
【００３８】
２．３  トリエチレングリコールモノアルキルエーテル
炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルとしては、例えば、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどが挙げられる。なお、アルキル基は、直鎖であってもよく、分岐鎖であってもよい。
【００３９】
炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルの含有割合は、定着液中に、例えば、２質量％以上、好ましくは、３質量％以上である。また、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルの含有割合は、例えば、１０質量％以下、好ましくは、７．５質量％以下である。
【００４０】
また、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルの含有割合は、トリエチレングリコールの含有割合よりも少ない。炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルの含有割合は、トリエチレングリコール１００質量部に対して、例えば、１０質量部以上、好ましくは、５０質量部以上である。また、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルの含有割合は、トリエチレングリコール１００質量部に対して、例えば、９０質量部以下、好ましくは、８０質量部以下である。
【００４１】
２．４  イオン性界面活性剤
イオン性界面活性剤は、トリエチレングリコール、および、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルとともに、エステル系軟化剤に水を可溶化させる。また、イオン性界面活性剤は、定着液がイオン化することを促進する。詳しくは、イオン性界面活性剤は、定着液中において水に溶解することによりイオン化する。これにより、イオン性界面活性剤は、定着液全体がイオン化することを促進する。
【００４２】
イオン性界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩などのアニオン性界面活性剤、例えば、第四級アンモニウム塩などのカチオン性界面活性剤、例えば、ベタイン型両性界面活性剤などの両性界面活性剤が挙げられる。イオン性界面活性剤は、好ましくは、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩などの硫酸エステル塩である。
【００４３】
イオン性界面活性剤の含有割合は、定着液中に、例えば、０．０１質量％以上であり、好ましくは、０．０５質量％以上である。また、イオン性界面活性剤の含有割合は、定着液中に、例えば、１質量％以下であり、好ましくは、０．７５質量％以下である。
【００４４】
また、イオン性界面活性剤の含有割合は、トリエチレングリコールの含有割合よりも少ない。イオン性界面活性剤の含有割合は、トリエチレングリコール１００質量部に対して、例えば、１質量部以上、好ましくは、２質量部以上である。また、イオン性界面活性剤の含有割合は、トリエチレングリコール１００質量部に対して、例えば、５質量部以下、好ましくは、１０質量部以下である。
【００４５】
また、イオン性界面活性剤の含有割合は、水１質量部に対して、例えば、０．０１質量部以上、好ましくは、０．０５質量部以上である。また、イオン性界面活性剤の含有割合は、水１質量部に対して、例えば、１．０質量部以下、好ましくは、０．５質量部以下である。
【００４６】
２．５  水
水は、イオン性界面活性剤とともに、定着液をイオン化させるために配合される。水は、トリエチレングリコール、炭素数１から４のアルキル基を有するトリエチレングリコールモノアルキルエーテルおよびイオン性界面活性剤によってエステル系軟化剤に可溶化されている。
【００４７】
水の含有割合は、エステル系軟化剤の含有割合よりも少ない。
【００４８】
水の含有割合は、定着液中に、例えば、０．１質量％以上であり、好ましくは、１．０質量％以上である。また、水の含有割合は、定着液中に、例えば、１０質量％以下であり、好ましくは、７質量％以下である。
【００４９】
水の含有割合が上記下限値以上であると、イオン性界面活性剤とともに、定着液を確実にイオン化させることができ、印刷媒体に対する定着液の噴霧性能を確保できる。水の含有割合が上記上限値以下であると、エステル系軟化剤に水を可溶化することができる。
【００５０】
また、水の含有割合は、エステル系軟化剤１００質量部に対して、例えば、０．５質量部以上、好ましくは、１質量部以上である。また、水の含有割合は、エステル系軟化剤１００質量部に対して、例えば、２５質量部以下、好ましくは、２０質量部以下である。
【００５１】
３．作用効果
この定着液によれば、水がエステル系軟化剤に可溶化されているので、トナーを軟化させるために十分な量のエステル系軟化剤を定着液に配合することができ、定着性を向上させることができる。
【００５２】
４．変形例
上記実施形態の現像方式は、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。
【００５３】
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、鉛などの金属と、の合金が挙げられる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【実施例】
【００５７】
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。
【００５８】
１．定着液の調製
表１から表４に示す配合割合で、エステル系軟化剤、可溶化剤、および水を混合し、各実施例および各比較例の定着液を得た。なお、サンノールＮＬ−１４３０（ライオン社製）は、アルキル硫酸エステル塩の３０質量％水溶液であり、アルスコープＴＨ−３７０Ｎ（東邦化学社製）は、ラウリルエーテル硫酸エステル塩の７２質量％水溶液である。
【００５９】
２．定着液の評価
２．１  可溶化
得られた定着液を目視で観察し、下記の基準により評価した。なお、可溶化の評価が×である定着液は、画像形成装置に用いることができないものと判断し、定着性等の評価を行っていない。結果を表１から表４に示す。
◎：３０℃の恒温槽内に１週間入れた後において、定着液が均一（分離、沈殿、白濁などの変化が見られない。）である。
○：常温（２５℃）の恒温槽内に１週間入れた後において、定着液が均一である。
×：定着液が不均一（分離、沈殿が見られる。）である。
【００６０】
２．２  定着性
加熱定着器を取り外した画像形成装置を用いて、用紙の一方面にトナー像を形成した。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。
【００６１】
次いで、用紙上のトナー像に、スプレーを用いて定着液を噴霧した。
【００６２】
定着液を噴霧してから１日後に、トナー像の表面を綿棒で擦り、綿棒に対するトナーの付着度合いを、下記の基準により評価した。結果を表１から表４に示す。
◎：顕微鏡で綿棒の表面を観察してもトナーの付着が見られない。
○：目視で綿棒の表面を観察したところ、トナーの付着は見られないが、顕微鏡で綿棒の表面を観察すると、トナーの付着が見られる。
×：目視で綿棒の表面を観察したところ、トナーの付着が見られる。
【００６３】
２．３  紙カール
定着性の評価と同様にして、用紙上のトナー像に定着液を噴霧した。１日後に、用紙を水平な台の上に載せ、用紙がカールする度合いを、下記の基準により評価した。結果を表１から表４に示す。
◎：最も台から離れた用紙の端部と、台の表面との距離が５ｍｍ未満である。
○：最も台から離れた用紙の端部と、台の表面との距離が１０ｍｍ未満である。
×：最も台から離れた用紙の端部と、台の表面との距離が１０ｍｍ以上である。
【００６４】
２．４  蒸発保存安定性
得られた定着液を容器に入れ、容器を開けた状態で、５０℃の恒温槽に入れた。１日後に、定着液の状態を観察し、下記の基準により評価した。結果を表１から表４に示す。
○：定着液が均一である。
×：定着液が不均一であるか、または、乾燥により固化している。
【００６５】
２．５  総合判定
定着液として画像形成装置に用いることができるか否か、下記の基準により評価した。結果を表１から表４に示す。
○：可溶化、定着性、紙カール、蒸発保存安定性および臭気のすべての評価が◎または○である。
×：可溶化、定着性、紙カール、蒸発保存安定性および臭気の少なくとも１つの評価が×である。
【００６６】
【表１】
2019124754.tif 000002
【００６７】
【表２】
2019124754.tif 000003
【００６８】
【表３】
2019124754.tif 000004
【００６９】
【表４】
2019124754.tif 000005
【符号の説明】
【００７０】
５      定着器
【図１】
2019124754.tif 000006