JP2016224404A - 硬化型液体現像剤及び該硬化型液体現像剤を用いた画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高濃度で薄膜な画像を形成することのできる液体現像剤を提供すること。【解決手段】顔料及び樹脂を含むトナー粒子、並びに硬化型絶縁性液体を含有する硬化型液体現像剤であって、硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下であり、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が50質量%のときの、硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%のときの、硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、A−Bの値が1000mPa・s以下であることを特徴とする硬化型液体現像剤。【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷などの電子写真方式を利用する画像形成装置に用いられる硬化型液体現像剤、及び該硬化型液体現像剤を用いた画像形成方法に関する。
近年、電子写真方式を利用する複写機、ファクシミリ、及びプリンターなどの画像形成装置に対し、カラー化のニーズが高まってきている。その中で、細線画像の再現性が良く、階調再現性が良好で、カラーの再現性に優れており、また、高速での画像形成に優れている液体現像剤を用いた電子写真技術を利用した高画質高速デジタル印刷装置の開発が盛んになりつつある。このような状況下で、より良い特性を有する液体現像剤の開発が求められている。
従来から液体現像剤として、炭化水素有機溶剤やシリコーンオイルなどの絶縁性液体中に着色樹脂粒子を分散させたものが知られている。しかしこのような液体現像剤は、紙やプラスチックフィルムなどの記録媒体上に絶縁性液体が残存すると著しい画像品位の劣化を招いてしまう為、絶縁性液体を除去する必要がある。絶縁性液体の除去には、熱エネルギーを加えて絶縁性液体を揮発除去する方法が一般的である。しかしながら、揮発除去の際に装置外に揮発性有機溶剤蒸気を放散させること、及び揮発除去に多大なエネルギーを消費することなど、環境的な観点からは必ずしも好ましいものではなかった。
この対策として、反応性官能基を持った絶縁性液体を硬化させる方法が開示されている(特許文献1)。
特許文献1では、硬化型絶縁性液体として反応性官能基を持ったモノマー又はオリゴマーを使用する。該液体現像剤は、熱エネルギーを加えて絶縁性液体を揮発除去する必要がある熱定着方式と比較して、省エネルギーでの画像形成が可能である。また、この液体現像剤の製造方法として、湿式粉砕法による方法が開示されている。
また、特許文献2には、記録媒体上への静電転写が可能な液体現像剤が開示されている。該液体現像剤は、中間転写体の加熱を必要としないため、低消費エネルギーにて画像を形成することができる。
従来から液体現像剤として、炭化水素有機溶剤やシリコーンオイルなどの絶縁性液体中に着色樹脂粒子を分散させたものが知られている。しかしこのような液体現像剤は、紙やプラスチックフィルムなどの記録媒体上に絶縁性液体が残存すると著しい画像品位の劣化を招いてしまう為、絶縁性液体を除去する必要がある。絶縁性液体の除去には、熱エネルギーを加えて絶縁性液体を揮発除去する方法が一般的である。しかしながら、揮発除去の際に装置外に揮発性有機溶剤蒸気を放散させること、及び揮発除去に多大なエネルギーを消費することなど、環境的な観点からは必ずしも好ましいものではなかった。
この対策として、反応性官能基を持った絶縁性液体を硬化させる方法が開示されている(特許文献1)。
特許文献1では、硬化型絶縁性液体として反応性官能基を持ったモノマー又はオリゴマーを使用する。該液体現像剤は、熱エネルギーを加えて絶縁性液体を揮発除去する必要がある熱定着方式と比較して、省エネルギーでの画像形成が可能である。また、この液体現像剤の製造方法として、湿式粉砕法による方法が開示されている。
また、特許文献2には、記録媒体上への静電転写が可能な液体現像剤が開示されている。該液体現像剤は、中間転写体の加熱を必要としないため、低消費エネルギーにて画像を形成することができる。
上記特許文献1に記載の液体現像剤では、更なる省エネを指向して静電的に記録媒体上に転写しようとすると、転写効率が著しく悪化し、画像形成自体が困難になってしまう場合があるという課題を抱えていた。
一方、上記特許文献2に記載の液体現像剤では、特に記録媒体上でトナー粒子濃度が高い画像を形成しようとした場合、記録媒体上への転写において所望のトナー粒子の移動と液分離が行われず、高濃度で均一な画像の形成が十分でない場合があった。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、記録担体上へ静電転写し、記録担体上で液体現像剤を硬化させる画像形成システムにおいて、高濃度で薄膜な画像を形成することのできる液体現像剤、及び該液体現像剤を用いた画像形成方法を提供するものである。
一方、上記特許文献2に記載の液体現像剤では、特に記録媒体上でトナー粒子濃度が高い画像を形成しようとした場合、記録媒体上への転写において所望のトナー粒子の移動と液分離が行われず、高濃度で均一な画像の形成が十分でない場合があった。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、記録担体上へ静電転写し、記録担体上で液体現像剤を硬化させる画像形成システムにおいて、高濃度で薄膜な画像を形成することのできる液体現像剤、及び該液体現像剤を用いた画像形成方法を提供するものである。
本発明者は、最もトナー濃度が高くなる記録媒体上への転写において、静電的にトナー粒子の移動と液分離を行うためには、トナー粒子濃度が高まった場合の液体現像剤の粘度変化に着目することが有効であるという知見を得、本発明に至った。
すなわち、本発明は、顔料及び樹脂を含むトナー粒子、並びに硬化型絶縁性液体を含有する硬化型液体現像剤であって、
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下であり、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
A−Bの値が1000mPa・s以下であることを特徴とする硬化型液体現像剤である。
また、本発明は、像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像を、硬化型液体現像剤により現像して、画像を形成する現像工程、
前記像担持体の表面に形成された前記画像を記録媒体上に転写する転写工程、及び、
前記記録媒体に転写された前記画像を硬化させて前記記録媒体に画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記硬化型液体現像剤が本発明の硬化型液体現像剤であり、
前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度が40質量%以上80質量%以下であることを特徴とする画像形成方法である。
すなわち、本発明は、顔料及び樹脂を含むトナー粒子、並びに硬化型絶縁性液体を含有する硬化型液体現像剤であって、
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下であり、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
A−Bの値が1000mPa・s以下であることを特徴とする硬化型液体現像剤である。
また、本発明は、像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像を、硬化型液体現像剤により現像して、画像を形成する現像工程、
前記像担持体の表面に形成された前記画像を記録媒体上に転写する転写工程、及び、
前記記録媒体に転写された前記画像を硬化させて前記記録媒体に画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記硬化型液体現像剤が本発明の硬化型液体現像剤であり、
前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度が40質量%以上80質量%以下であることを特徴とする画像形成方法である。
本発明によれば、記録担体上で硬化性液体現像剤を硬化させる画像形成システムにおいて、高濃度で薄膜な画像を形成することのできる液体現像剤及び画像形成方法を提供することができる。
本発明の硬化型液体現像剤(以下、単に本発明の液体現像剤ともいう)は、
顔料及び樹脂を含むトナー粒子、並びに硬化型絶縁性液体を含有する硬化型液体現像剤であって、
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下であり、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
A−Bの値が1000mPa・s以下であることを特徴とする。
顔料及び樹脂を含むトナー粒子、並びに硬化型絶縁性液体を含有する硬化型液体現像剤であって、
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下であり、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
A−Bの値が1000mPa・s以下であることを特徴とする。
液体現像剤を用いる電子写真プロセスにおいて、静電的にトナー粒子を転写する工程を有する場合、液体現像剤中のトナー粒子濃度は高濃度化される。
本発明の硬化型液体現像剤は、画像形成システムを経由する工程において、トナー粒子濃度の変化に伴う粘度の変化がある一定の範囲にあることを特徴としている。
一般に、粒子とスラリー粘度の関係を表す式として、アインシュタインの粘度式が知ら
れている。しかしながら、アインシュタインの粘度式は、適用範囲が低濃度の場合、かつ完全な球形粒子においてのみ適用可能であり、高濃度スラリーや、円形度が不完全な粒子について、スラリー粘度の関係は未だ十分に解明されていないのが現状である。
本発明者らは、硬化型液体現像剤について種々検討した結果、液体現像剤中のトナー粒子濃度の変化に伴う粘度変化に着目し、該粘度変化がある一定の範囲にある場合に、上記課題の解決が可能であることを見出した。
本発明において、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
該Aから該Bを差し引いた値、すなわち、A−Bの値が1000mPa・s以下である。
画像定着後、硬化型絶縁性液体が記録媒体上に残存する画像形成システムにおいては、転写後の記録媒体上の画像を高濃度で薄膜にすることが求められる。
一定のトナー粒子濃度の範囲において、硬化型液体現像剤の粘度変化を本発明の値に抑えることで、トナー粒子同士の相互作用が小さくできる。
その結果、特にトナー粒子濃度が高濃度の場合、転写工程において、電界による硬化型絶縁性液体中のトナー粒子の、均一かつ高密度な配列が可能となる。
また、同じく転写工程における、ニップ出口での硬化型絶縁性液体を含むトナー粒子膜と硬化型絶縁性液体の液分離現象において、硬化型絶縁性液体を含むトナー粒子膜の薄膜化が可能となる。
上記A−Bの値が、1000mPa・sを超える場合、転写工程において、電界による硬化型絶縁性液体中のトナー粒子の、均一かつ高密度な配列が困難となる。また、同じく転写工程において、ニップ出口での硬化型絶縁性液体を含むトナー粒子膜と硬化型絶縁性液体の液分離が困難となる。
上記A−Bの値は、好ましくは0.1mPa・s以上800mPa・s以下であり、より好ましくは0.1mPa・s以上600mPa・s以下であり、さらに好ましくは0.1mPa・s以上300mPa・s以下であり、特に好ましくは0.1mPa・s以上100mPa・s以下である。
なお、上記A−Bの値は、例えば、上記トナー粒子の平均円形度や、トナー粒子の体積平均粒径を調整することで、上記範囲に制御することが可能である。
本発明の硬化型液体現像剤は、画像形成システムを経由する工程において、トナー粒子濃度の変化に伴う粘度の変化がある一定の範囲にあることを特徴としている。
一般に、粒子とスラリー粘度の関係を表す式として、アインシュタインの粘度式が知ら
れている。しかしながら、アインシュタインの粘度式は、適用範囲が低濃度の場合、かつ完全な球形粒子においてのみ適用可能であり、高濃度スラリーや、円形度が不完全な粒子について、スラリー粘度の関係は未だ十分に解明されていないのが現状である。
本発明者らは、硬化型液体現像剤について種々検討した結果、液体現像剤中のトナー粒子濃度の変化に伴う粘度変化に着目し、該粘度変化がある一定の範囲にある場合に、上記課題の解決が可能であることを見出した。
本発明において、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
該Aから該Bを差し引いた値、すなわち、A−Bの値が1000mPa・s以下である。
画像定着後、硬化型絶縁性液体が記録媒体上に残存する画像形成システムにおいては、転写後の記録媒体上の画像を高濃度で薄膜にすることが求められる。
一定のトナー粒子濃度の範囲において、硬化型液体現像剤の粘度変化を本発明の値に抑えることで、トナー粒子同士の相互作用が小さくできる。
その結果、特にトナー粒子濃度が高濃度の場合、転写工程において、電界による硬化型絶縁性液体中のトナー粒子の、均一かつ高密度な配列が可能となる。
また、同じく転写工程における、ニップ出口での硬化型絶縁性液体を含むトナー粒子膜と硬化型絶縁性液体の液分離現象において、硬化型絶縁性液体を含むトナー粒子膜の薄膜化が可能となる。
上記A−Bの値が、1000mPa・sを超える場合、転写工程において、電界による硬化型絶縁性液体中のトナー粒子の、均一かつ高密度な配列が困難となる。また、同じく転写工程において、ニップ出口での硬化型絶縁性液体を含むトナー粒子膜と硬化型絶縁性液体の液分離が困難となる。
上記A−Bの値は、好ましくは0.1mPa・s以上800mPa・s以下であり、より好ましくは0.1mPa・s以上600mPa・s以下であり、さらに好ましくは0.1mPa・s以上300mPa・s以下であり、特に好ましくは0.1mPa・s以上100mPa・s以下である。
なお、上記A−Bの値は、例えば、上記トナー粒子の平均円形度や、トナー粒子の体積平均粒径を調整することで、上記範囲に制御することが可能である。
以下、本発明に用いられる材料について詳細に説明する。
[硬化型絶縁性液体]
本発明において、硬化型絶縁性液体は、体積抵抗率が高く電気絶縁性があり、25℃における粘度が1mPa・s以上100mPa・s以下であれば、特に制限されることはない。
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が100mPa・sより高い場合、トナー粒子の電気泳動速度が低下し、プリント速度の低下につながる。
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度は、1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましく、1mPa・s以上30mPa・s以下であることがより好ましい。
また、該硬化型絶縁性液体の体積抵抗率は1×108Ω・cm以上1×1013Ω・cm以下であることが好ましく、1×109Ω・cm以上1×1012Ω・cm以下であることがより好ましい。
体積抵抗率が1×108Ω・cmより低い場合、静電潜像の電位が降下しやすく、高い光学濃度を得にくく、画像ボケを生じやすい傾向にある。
[硬化型絶縁性液体]
本発明において、硬化型絶縁性液体は、体積抵抗率が高く電気絶縁性があり、25℃における粘度が1mPa・s以上100mPa・s以下であれば、特に制限されることはない。
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が100mPa・sより高い場合、トナー粒子の電気泳動速度が低下し、プリント速度の低下につながる。
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度は、1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましく、1mPa・s以上30mPa・s以下であることがより好ましい。
また、該硬化型絶縁性液体の体積抵抗率は1×108Ω・cm以上1×1013Ω・cm以下であることが好ましく、1×109Ω・cm以上1×1012Ω・cm以下であることがより好ましい。
体積抵抗率が1×108Ω・cmより低い場合、静電潜像の電位が降下しやすく、高い光学濃度を得にくく、画像ボケを生じやすい傾向にある。
また、本発明の硬化型絶縁性液体は、トナー粒子に含有される樹脂を溶解しない液体から選択されることが好ましい。
具体的には、温度25℃で、硬化型絶縁性液体100質量部に対し、溶解する樹脂が1
質量部以下であるような硬化型絶縁性液体と樹脂の組み合わせから選択されることが好ましい。
樹脂の溶解度が上記以上になると、トナー粒子が形成しにくくなる傾向にある。
また、本発明の硬化型絶縁性液体は、重合性液状モノマーを含有することが好ましい。
また、該重合性液状モノマーは、光重合反応により重合し得る成分であることが好ましい。光重合反応は、いかなる種類の光による反応であってもよいが、紫外線による反応であることがより好ましい。すなわち、硬化型絶縁性液体は、紫外線硬化型絶縁性液体であることが好ましい。
上記重合性液状モノマーとしては、例えば、ビニルエーテル化合物及びアクリル系化合物、並びに、エポキシ化合物及びオキセタン化合物などの環状エーテル化合物が挙げられる。
その中でも、本発明においては、カチオン重合性液状モノマー、具体的には、ビニルエーテル化合物、エポキシ化合物、及びオキセタン化合物が好ましい。
本発明において、硬化型絶縁性液体は、上記重合性液状モノマーを1種単独で含有してもよく、2種以上を組み合わせて含有してもよい。
さらには、硬化型絶縁性液体は、カチオン重合性のビニルエーテル化合物を含有することがより好ましい。ビニルエーテル化合物は、分子内の電子密度の偏りが少ないため、ビニルエーテル化合物を用いることによって、抵抗が高く、低粘度で、かつ高感度な硬化型液体現像剤を得ることができる。
ここで、ビニルエーテル化合物とは、ビニルエーテル構造(−CH=CH−O−C−)を有する化合物を示す。
該ビニルエーテル構造は好ましくは、R−CH=CH−O−C−で表される(Rは、水素又は炭素数1〜3のアルキルであり、好ましくは水素又はメチルである)。
本発明において、カチオン重合性液状モノマーは、上記ビニルエーテル構造以外にヘテロ原子を有しないビニルエーテル化合物であることも好ましい態様の一つである。
ここでヘテロ原子とは炭素原子と水素原子以外の原子のことをいう。
ビニルエーテル化合物中にヘテロ原子が含有された場合、ヘテロ原子と炭素原子の電気陰性度の差により分子内に電子密度の偏りが生じやすくなる場合や、ヘテロ原子が有する非共有電子対や空の電子軌道が伝導電子やホールの通り道になりやすい場合があるためか、抵抗が低下しやすくなる。
さらに、本発明においてはカチオン重合性液状モノマーが、ビニルエーテル化合物中にビニルエーテル構造以外の炭素−炭素二重結合を有しないビニルエーテル化合物であることも好ましい態様の一つである。炭素−炭素二重結合は、エネルギー準位の高い電子占有軌道とエネルギー準位の低い非電子占有軌道を有するが、これらは電子やホールの通り道となりやすく、抵抗を下げることにつながりやすい。ビニルエーテル化合物中にビニルエーテル構造以外の炭素−炭素二重結合が含有された場合、このような機構により抵抗が低下しやすい。
本発明において、ビニルエーテル化合物が、下記式(C)で表されることが好ましい。
具体的には、温度25℃で、硬化型絶縁性液体100質量部に対し、溶解する樹脂が1
質量部以下であるような硬化型絶縁性液体と樹脂の組み合わせから選択されることが好ましい。
樹脂の溶解度が上記以上になると、トナー粒子が形成しにくくなる傾向にある。
また、本発明の硬化型絶縁性液体は、重合性液状モノマーを含有することが好ましい。
また、該重合性液状モノマーは、光重合反応により重合し得る成分であることが好ましい。光重合反応は、いかなる種類の光による反応であってもよいが、紫外線による反応であることがより好ましい。すなわち、硬化型絶縁性液体は、紫外線硬化型絶縁性液体であることが好ましい。
上記重合性液状モノマーとしては、例えば、ビニルエーテル化合物及びアクリル系化合物、並びに、エポキシ化合物及びオキセタン化合物などの環状エーテル化合物が挙げられる。
その中でも、本発明においては、カチオン重合性液状モノマー、具体的には、ビニルエーテル化合物、エポキシ化合物、及びオキセタン化合物が好ましい。
本発明において、硬化型絶縁性液体は、上記重合性液状モノマーを1種単独で含有してもよく、2種以上を組み合わせて含有してもよい。
さらには、硬化型絶縁性液体は、カチオン重合性のビニルエーテル化合物を含有することがより好ましい。ビニルエーテル化合物は、分子内の電子密度の偏りが少ないため、ビニルエーテル化合物を用いることによって、抵抗が高く、低粘度で、かつ高感度な硬化型液体現像剤を得ることができる。
ここで、ビニルエーテル化合物とは、ビニルエーテル構造(−CH=CH−O−C−)を有する化合物を示す。
該ビニルエーテル構造は好ましくは、R−CH=CH−O−C−で表される(Rは、水素又は炭素数1〜3のアルキルであり、好ましくは水素又はメチルである)。
本発明において、カチオン重合性液状モノマーは、上記ビニルエーテル構造以外にヘテロ原子を有しないビニルエーテル化合物であることも好ましい態様の一つである。
ここでヘテロ原子とは炭素原子と水素原子以外の原子のことをいう。
ビニルエーテル化合物中にヘテロ原子が含有された場合、ヘテロ原子と炭素原子の電気陰性度の差により分子内に電子密度の偏りが生じやすくなる場合や、ヘテロ原子が有する非共有電子対や空の電子軌道が伝導電子やホールの通り道になりやすい場合があるためか、抵抗が低下しやすくなる。
さらに、本発明においてはカチオン重合性液状モノマーが、ビニルエーテル化合物中にビニルエーテル構造以外の炭素−炭素二重結合を有しないビニルエーテル化合物であることも好ましい態様の一つである。炭素−炭素二重結合は、エネルギー準位の高い電子占有軌道とエネルギー準位の低い非電子占有軌道を有するが、これらは電子やホールの通り道となりやすく、抵抗を下げることにつながりやすい。ビニルエーテル化合物中にビニルエーテル構造以外の炭素−炭素二重結合が含有された場合、このような機構により抵抗が低下しやすい。
本発明において、ビニルエーテル化合物が、下記式(C)で表されることが好ましい。
[式(C)中、nは、一分子中のビニルエーテル構造の数を示し、1以上4以下の整数である。Rはn価の炭化水素基である。]
上記nは、1以上3以下の整数であることが好ましい。
Rは、好ましくは、炭素数1以上20以下の直鎖又は分岐の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、炭素数5以上12以下の飽和又は不飽和の脂環式炭化水素基、及び炭素数6以
上14以下の芳香族炭化水素基から選択される基であり、該脂環式炭化水素基及び該芳香族炭化水素基は、炭素数1以上4以下の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基を有していてもよい。
上記Rは、より好ましくは炭素数4以上18以下の直鎖又は分岐の飽和脂肪族炭化水素基である。
以下に、ビニルエーテル化合物の具体例〔例示化合物B−1〜B−30〕を挙げるが、本発明はこれらの例に制限されるものではない。
これらのなかでも好ましいものとして、ドデシルビニルエーテル(B−3)、ジシクロペンタジエンビニルエーテル(B−8)、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル(B−17)、トリシクロデカンビニルエーテル(B−10)、ジプロピレングリコールジビニルエーテル(B−19)、トリメチロールプロパントリビニルエーテル(B−24)、2−エチル−1,3−ヘキサンジオールジビニルエーテル(B−25)、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールジビニルエーテル(B−26)、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジビニルエーテル(B−27)、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル(B−23)、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル(B−28)、1,2−デカンジオールジビニルエーテル(B−30)などが挙げられる。
[トナー粒子]
本発明において、トナー粒子は、顔料及び樹脂を含有する。
該トナー粒子の体積平均粒径は、0.1μm以上5.0μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2.5μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上1.5μm以下であることがさらに好ましく、0.1μm以上1.2μm以下であることが特に好ましい。
トナー粒子の体積平均粒径が上記範囲内であると、液体現像剤により形成されるトナー画像の解像度を十分に高いものとすることができる。また、硬化型絶縁性液体を硬化させる記録方式において、トナー画像の膜厚を十分に薄いものとすることができ、高精細な画像形成が可能となる。
一方、トナー粒子の平均円形度は、0.946以上であることが好ましく、0.948以上であることがより好ましく、0.950以上であることがさらに好ましく、0.970以上であることが特に好ましい。
トナー粒子の平均円形度が上記範囲内であると、記録媒体上への画像形成プロセスにおいて、静電転写を必要とする場合においても、十分な転写性を確保することができる。また、硬化型絶縁性液体を硬化させる記録方式において、トナー粒子濃度が高い場合であっても、トナー画像の膜厚を十分に薄いものとすることができ、高精細な画像形成が可能となる。
本発明において、トナー粒子は、顔料及び樹脂を含有する。
該トナー粒子の体積平均粒径は、0.1μm以上5.0μm以下であることが好ましく、0.1μm以上2.5μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上1.5μm以下であることがさらに好ましく、0.1μm以上1.2μm以下であることが特に好ましい。
トナー粒子の体積平均粒径が上記範囲内であると、液体現像剤により形成されるトナー画像の解像度を十分に高いものとすることができる。また、硬化型絶縁性液体を硬化させる記録方式において、トナー画像の膜厚を十分に薄いものとすることができ、高精細な画像形成が可能となる。
一方、トナー粒子の平均円形度は、0.946以上であることが好ましく、0.948以上であることがより好ましく、0.950以上であることがさらに好ましく、0.970以上であることが特に好ましい。
トナー粒子の平均円形度が上記範囲内であると、記録媒体上への画像形成プロセスにおいて、静電転写を必要とする場合においても、十分な転写性を確保することができる。また、硬化型絶縁性液体を硬化させる記録方式において、トナー粒子濃度が高い場合であっても、トナー画像の膜厚を十分に薄いものとすることができ、高精細な画像形成が可能となる。
上記トナー粒子の製造方法としては、特に限定されることは無く、例えば、コアセルベーション法や湿式粉砕法などの方法が挙げられる。
該コアセルベーション法では、顔料、樹脂、該樹脂を溶解する溶剤、及び該樹脂を溶解しない溶剤を混合し、該混合液から該樹脂を溶解する溶剤を除去することによって、トナー粒子を製造する。
該湿式粉砕法では、顔料と樹脂とを該樹脂の融点以上で混練した後に乾式粉砕し、得られた粉砕物を液体媒体中で湿式粉砕することにより、トナー粒子を製造する。
また、顔料及び樹脂、並びに、液体媒体を混合し、ビーズミルなどを用いて湿式粉砕し、トナー粒子を製造する一般的な方法を用いることもできる。
トナー粒子の製造方法について、上記コアセルベーション法を例に挙げて、さらに説明する。
本発明におけるコアセルベーション法では、
(1)顔料、樹脂、及び該樹脂を溶解する溶剤、並びにトナー粒子分散剤などの添加物を混合し、該樹脂が溶解された混合液を調製する工程、
(2)得られた混合液及び該樹脂を溶解しない硬化型絶縁性液体を混合し、分散機などを用いて攪拌することで、該混合液中に溶解状態で含まれていた樹脂を、顔料が内包されるように析出させる工程、を経て、トナー粒子を製造することができる。
ここで、例えば、上記トナー粒子分散剤の種類や添加量を変化させることで、上記トナー粒子の体積平均粒径や平均円形度を制御することが可能である。
また、例えば、上記(2)の分散機の攪拌強度などを変化させることで、上記トナー粒子の体積平均粒径や平均円形度を制御することが可能である。
また、例えば、上記樹脂の種類を変化させることで、上記トナー粒子の体積平均粒径や平均円形度を制御することが可能である。
また、(2)でトナー粒子を析出させた後に、上記溶剤を除去し、トナー粒子の分散体を得る。そして、該トナー粒子の分散体、硬化型絶縁性液体、及び必要に応じて、電荷制御剤などの添加剤を混合して、トナー粒子が硬化型絶縁性液体中に分散された、本発明の硬化型液体現像剤を製造することができる。
本発明において、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度は、1質量%以上70質量%以下程度にするとよく、1質量%以上50質量%以下程度にすることが好ましく、2質量%以上40質量%以下程度にすることがより好ましい。
該コアセルベーション法では、顔料、樹脂、該樹脂を溶解する溶剤、及び該樹脂を溶解しない溶剤を混合し、該混合液から該樹脂を溶解する溶剤を除去することによって、トナー粒子を製造する。
該湿式粉砕法では、顔料と樹脂とを該樹脂の融点以上で混練した後に乾式粉砕し、得られた粉砕物を液体媒体中で湿式粉砕することにより、トナー粒子を製造する。
また、顔料及び樹脂、並びに、液体媒体を混合し、ビーズミルなどを用いて湿式粉砕し、トナー粒子を製造する一般的な方法を用いることもできる。
トナー粒子の製造方法について、上記コアセルベーション法を例に挙げて、さらに説明する。
本発明におけるコアセルベーション法では、
(1)顔料、樹脂、及び該樹脂を溶解する溶剤、並びにトナー粒子分散剤などの添加物を混合し、該樹脂が溶解された混合液を調製する工程、
(2)得られた混合液及び該樹脂を溶解しない硬化型絶縁性液体を混合し、分散機などを用いて攪拌することで、該混合液中に溶解状態で含まれていた樹脂を、顔料が内包されるように析出させる工程、を経て、トナー粒子を製造することができる。
ここで、例えば、上記トナー粒子分散剤の種類や添加量を変化させることで、上記トナー粒子の体積平均粒径や平均円形度を制御することが可能である。
また、例えば、上記(2)の分散機の攪拌強度などを変化させることで、上記トナー粒子の体積平均粒径や平均円形度を制御することが可能である。
また、例えば、上記樹脂の種類を変化させることで、上記トナー粒子の体積平均粒径や平均円形度を制御することが可能である。
また、(2)でトナー粒子を析出させた後に、上記溶剤を除去し、トナー粒子の分散体を得る。そして、該トナー粒子の分散体、硬化型絶縁性液体、及び必要に応じて、電荷制御剤などの添加剤を混合して、トナー粒子が硬化型絶縁性液体中に分散された、本発明の硬化型液体現像剤を製造することができる。
本発明において、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度は、1質量%以上70質量%以下程度にするとよく、1質量%以上50質量%以下程度にすることが好ましく、2質量%以上40質量%以下程度にすることがより好ましい。
[樹脂]
上記樹脂としては、紙、プラスチックフィルムなどの被着体に対して定着性を有する公知のバインダー樹脂が使用できる。これらは、単独又は2種以上併用することができる。
具体的には、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系共重合体;
ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、及び石油系樹脂などが挙げられる。
これらの中で、造粒性の観点から、ポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂としては、アルコールモノマーとカルボン酸モノマーが縮重合したものが用いられる。
アルコールモノマーとしては以下のものが挙げられる。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、及びポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、グリセリン、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、及び1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン。
一方、カルボン酸モノマーとしては、以下のものが挙げられる。
フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜18のアルキル基若しくは炭素数6〜18のアルケニル基で置換されたコハク酸又はその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸のような不飽和ジカルボン酸類又はその無水物。
また、その他にも以下のモノマーを使用することが可能である。
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルなどの多価アルコール類;トリメリット酸、ピロメリット酸、及びベンゾフェノンテトラカルボン酸又はその無水物などの多価カルボン酸類。
これらの中で、カルボン酸モノマー又はアルコールモノマーのどちらか一方は、芳香環を有することが好ましい。芳香環を有することで、ポリエステル樹脂の結晶性を低下させ、溶剤への溶解性を向上させることができる。
上記樹脂としては、紙、プラスチックフィルムなどの被着体に対して定着性を有する公知のバインダー樹脂が使用できる。これらは、単独又は2種以上併用することができる。
具体的には、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系共重合体;
ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、及び石油系樹脂などが挙げられる。
これらの中で、造粒性の観点から、ポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂としては、アルコールモノマーとカルボン酸モノマーが縮重合したものが用いられる。
アルコールモノマーとしては以下のものが挙げられる。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、及びポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、グリセリン、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、及び1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン。
一方、カルボン酸モノマーとしては、以下のものが挙げられる。
フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜18のアルキル基若しくは炭素数6〜18のアルケニル基で置換されたコハク酸又はその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸のような不飽和ジカルボン酸類又はその無水物。
また、その他にも以下のモノマーを使用することが可能である。
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルなどの多価アルコール類;トリメリット酸、ピロメリット酸、及びベンゾフェノンテトラカルボン酸又はその無水物などの多価カルボン酸類。
これらの中で、カルボン酸モノマー又はアルコールモノマーのどちらか一方は、芳香環を有することが好ましい。芳香環を有することで、ポリエステル樹脂の結晶性を低下させ、溶剤への溶解性を向上させることができる。
[溶剤]
上記溶剤としては、樹脂を溶解する溶剤であれば特に限定されない。
例えば、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムなどのハロゲン化物類を挙げることができる。
さらに、樹脂の溶解能力がある場合には、トルエン及びベンゼンなどの芳香族炭化水素類であってもよい。
上記溶剤としては、樹脂を溶解する溶剤であれば特に限定されない。
例えば、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、クロロホルムなどのハロゲン化物類を挙げることができる。
さらに、樹脂の溶解能力がある場合には、トルエン及びベンゼンなどの芳香族炭化水素類であってもよい。
[顔料]
上記顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料、無機顔料、若しくは顔料を分散媒として不溶性の樹脂などに分散させたもの、又は顔料表面に樹脂をグラフト化したものなどを用いることができる。
該顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、特開2002−12607号公報、特開2002−188025号公報、特開2003−26978号公報、又は、特開2003−342503号公報に記載の顔料が挙げられる。
該顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
赤又はマゼンタ色を呈するものとして、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
青又はシアン色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
緑色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントグリーン7、8、36。
オレンジ色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントオレンジ66、51。
黒色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック。
白色顔料の具体例としては、以下のものが挙げられる。
塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム。
顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ニーダー、アジテータ、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミルなどの分散装置を用いることができる。
顔料の添加量は、樹脂100質量部に対し、1〜100質量部が好ましく、5〜50質量部がより好ましい。
上記顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料、無機顔料、若しくは顔料を分散媒として不溶性の樹脂などに分散させたもの、又は顔料表面に樹脂をグラフト化したものなどを用いることができる。
該顔料としては、例えば、伊藤征司郎編「顔料の辞典」(2000年刊)、W.Herbst,K.Hunger「Industrial Organic Pigments」、特開2002−12607号公報、特開2002−188025号公報、特開2003−26978号公報、又は、特開2003−342503号公報に記載の顔料が挙げられる。
該顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
赤又はマゼンタ色を呈するものとして、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
青又はシアン色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
緑色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントグリーン7、8、36。
オレンジ色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントオレンジ66、51。
黒色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック。
白色顔料の具体例としては、以下のものが挙げられる。
塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム。
顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ニーダー、アジテータ、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミルなどの分散装置を用いることができる。
顔料の添加量は、樹脂100質量部に対し、1〜100質量部が好ましく、5〜50質量部がより好ましい。
[顔料分散剤]
本発明では、顔料の分散を行う際に顔料分散剤又は顔料分散助剤を使用することも可能である。
顔料分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、ポリエステル及びその変性物、変性ポリアクリレート、脂肪族多価カルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、及び顔料誘導体などを挙げることができる。
また、Lubrizol社のSolsperseシリーズなどの市販の顔料分散剤を用いることも可能である。また、各種顔料に応じたシナジストを用いることも可能である。
これらの顔料分散剤及び顔料分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜100質量部添加することが好ましい。
顔料分散剤の添加方法は特に限定されないが、顔料を分散する工程で添加することが顔料分散性の観点から好ましい。
本発明では、顔料の分散を行う際に顔料分散剤又は顔料分散助剤を使用することも可能である。
顔料分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、ポリエステル及びその変性物、変性ポリアクリレート、脂肪族多価カルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、及び顔料誘導体などを挙げることができる。
また、Lubrizol社のSolsperseシリーズなどの市販の顔料分散剤を用いることも可能である。また、各種顔料に応じたシナジストを用いることも可能である。
これらの顔料分散剤及び顔料分散助剤は、顔料100質量部に対し、1〜100質量部添加することが好ましい。
顔料分散剤の添加方法は特に限定されないが、顔料を分散する工程で添加することが顔料分散性の観点から好ましい。
[トナー粒子分散剤]
本発明において、トナー粒子分散剤を使用することも可能である。トナー粒子分散剤は、トナー粒子の形成を促進し、トナー粒子を硬化型絶縁性液体中に安定に分散させるものである。
上記コアセルベーション法を用いて液体現像剤を製造する際には、トナー粒子分散剤の存在下で着色樹脂粒子を硬化型絶縁性液体中に分散させることにより、硬化型絶縁性液体中での着色樹脂粒子の分散安定性をより高めることができる。また、着色樹脂粒子の帯電特性や電気泳動特性を向上させることもできる。
このようなトナー粒子分散剤は、トナー粒子を安定に分散させるものであれば特に種類は限定されない。また、硬化型絶縁性液体に溶解するものであってもよいし、溶解せずに分散するものであってもよい。
該トナー粒子分散剤は1種単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
上記トナー粒子分散剤としては、例えば、アジスパーPB817(味の素(株)製)、ソルスパース11200、13940、17000、18000(日本ルーブリゾール(株)製)などを挙げることができる。
該トナー粒子分散剤は、トナー粒子100質量部に対して、0.5〜30質量部添加するとよい。上記範囲で使用することで、トナー粒子の定着強度を維持しつつ、トナー粒子の分散性がより向上する。
本発明において、トナー粒子分散剤を使用することも可能である。トナー粒子分散剤は、トナー粒子の形成を促進し、トナー粒子を硬化型絶縁性液体中に安定に分散させるものである。
上記コアセルベーション法を用いて液体現像剤を製造する際には、トナー粒子分散剤の存在下で着色樹脂粒子を硬化型絶縁性液体中に分散させることにより、硬化型絶縁性液体中での着色樹脂粒子の分散安定性をより高めることができる。また、着色樹脂粒子の帯電特性や電気泳動特性を向上させることもできる。
このようなトナー粒子分散剤は、トナー粒子を安定に分散させるものであれば特に種類は限定されない。また、硬化型絶縁性液体に溶解するものであってもよいし、溶解せずに分散するものであってもよい。
該トナー粒子分散剤は1種単独で又は2種以上を併用して使用することができる。
上記トナー粒子分散剤としては、例えば、アジスパーPB817(味の素(株)製)、ソルスパース11200、13940、17000、18000(日本ルーブリゾール(株)製)などを挙げることができる。
該トナー粒子分散剤は、トナー粒子100質量部に対して、0.5〜30質量部添加するとよい。上記範囲で使用することで、トナー粒子の定着強度を維持しつつ、トナー粒子の分散性がより向上する。
[光重合開始剤]
本発明において、光重合開始剤とは、所定の波長の光を感知して酸及びラジカルを発生するための化合物である。このような化合物としては、特に限定されずに公知のものを使用することができる。
例えば、光カチオン重合開始剤としては、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。また、光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾイン誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。
また、本発明においては、光カチオン重合開始剤を使用する場合、紫外線硬化型絶縁性液体の体積抵抗率の低下が少ない、下記式(1)で表される光重合開始剤を用いることが好ましい。
本発明において、光重合開始剤とは、所定の波長の光を感知して酸及びラジカルを発生するための化合物である。このような化合物としては、特に限定されずに公知のものを使用することができる。
例えば、光カチオン重合開始剤としては、オニウム塩化合物、スルホン化合物、スルホン酸エステル化合物、スルホンイミド化合物、ジアゾメタン化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。また、光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾイン誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。
また、本発明においては、光カチオン重合開始剤を使用する場合、紫外線硬化型絶縁性液体の体積抵抗率の低下が少ない、下記式(1)で表される光重合開始剤を用いることが好ましい。
上記式(1)で表される光重合開始剤は、紫外線照射により光分解し、強酸であるスルホン酸を発生する。また、増感剤を併用し、増感剤が紫外線を吸収することをトリガーとして、重合開始剤の分解、スルホン酸の発生を行わせることも可能である。
上記R1とR2とが結合して形成される環構造としては、5員環、6員環を例示することができる。上記R1とR2とが結合して形成される環構造の具体例として、コハク酸イミド構造、フタル酸イミド構造、ノルボルネンジカルボキシイミド構造、ナフタレンジカルボキシイミド構造、シクロヘキサンジカルボキシイミド構造、エポキシシクロヘキセンジカルボキシイミド構造などが例示できる。
また、該環構造は、置換基として、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基などを有してもよい。
上記R1とR2とが結合して形成される環構造としては、5員環、6員環を例示することができる。上記R1とR2とが結合して形成される環構造の具体例として、コハク酸イミド構造、フタル酸イミド構造、ノルボルネンジカルボキシイミド構造、ナフタレンジカルボキシイミド構造、シクロヘキサンジカルボキシイミド構造、エポキシシクロヘキセンジカルボキシイミド構造などが例示できる。
また、該環構造は、置換基として、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基などを有してもよい。
上記式(1)中のCxFyとしては、水素原子がフッ素原子で置換された直鎖アルキル基(RF1)、水素原子がフッ素原子で置換された分岐鎖アルキル基(RF2)、水素原子がフッ素原子で置換されたシクロアルキル基(RF3)、及び水素原子がフッ素原子で置換されたアリール基(RF4)が挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換された直鎖アルキル基(RF1)としては、例えば、トリフルオロメチル基(x=1、y=3)、ペンタフルオロエチル基(x=2、y=5)、ヘプタフルオロn−プロピル基(x=3、y=7)ノナフルオロn−ブチル基(x=4、y=9)、パーフルオロn−ヘキシル基(x=6、y=13)、及びパーフルオロn−オクチル基(x=8、y=17)などが挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換された分岐鎖アルキル基(RF2)としては、例えば、パーフルオロイソプロピル基(x=3、y=7)、パーフルオロ−tert−ブチル基(x=4、y=9)、及びパーフルオロ−2−エチルヘキシル基(x=8、y=17)などが挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換されたシクロアルキル基(RF3)としては、例えば、パーフルオロシクロブチル基(x=4、y=7)、パーフルオロシクロペンチル基(x=5、y=9)、パーフルオロシクロヘキシル基(x=6、y=11)、及びパーフルオロ(1−シクロヘキシル)メチル基(x=7、y=13)などが挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換されたアリール基(RF4)としては、例えば、ペンタフルオロフェニル基(x=6、y=5)、及び3−トリフルオロメチルテトラフルオロフェニル基(x=7、y=7)などが挙げられる。
上記式(1)中のCxFyのうち、入手のしやすさ、及びスルホン酸エステル部分の分解性の観点から、好ましくは、直鎖アルキル基(RF1)、分岐鎖アルキル基(RF2)、及びアリール基(RF4)である。さらに好ましくは、直鎖アルキル基(RF1)、及びアリール基(RF4)である。特に好ましくはトリフルオロメチル基(x=1、y=3)、ペンタフルオロエチル基(x=2、y=5)、ヘプタフルオロn−プロピル基(x=3、y=7)、ノナフルオロn−ブチル基(x=4、y=9)、及びペンタフルオロフェニル基(x=6、y=5)である。
光重合開始剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。紫外線硬化型液体現像剤組成物中の光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、重合性液状モノマー100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.05質量部以上1質量部以下であり、さらに好ましくは0.1質量部以上0.5質量部以下である。
水素原子がフッ素原子で置換された直鎖アルキル基(RF1)としては、例えば、トリフルオロメチル基(x=1、y=3)、ペンタフルオロエチル基(x=2、y=5)、ヘプタフルオロn−プロピル基(x=3、y=7)ノナフルオロn−ブチル基(x=4、y=9)、パーフルオロn−ヘキシル基(x=6、y=13)、及びパーフルオロn−オクチル基(x=8、y=17)などが挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換された分岐鎖アルキル基(RF2)としては、例えば、パーフルオロイソプロピル基(x=3、y=7)、パーフルオロ−tert−ブチル基(x=4、y=9)、及びパーフルオロ−2−エチルヘキシル基(x=8、y=17)などが挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換されたシクロアルキル基(RF3)としては、例えば、パーフルオロシクロブチル基(x=4、y=7)、パーフルオロシクロペンチル基(x=5、y=9)、パーフルオロシクロヘキシル基(x=6、y=11)、及びパーフルオロ(1−シクロヘキシル)メチル基(x=7、y=13)などが挙げられる。
水素原子がフッ素原子で置換されたアリール基(RF4)としては、例えば、ペンタフルオロフェニル基(x=6、y=5)、及び3−トリフルオロメチルテトラフルオロフェニル基(x=7、y=7)などが挙げられる。
上記式(1)中のCxFyのうち、入手のしやすさ、及びスルホン酸エステル部分の分解性の観点から、好ましくは、直鎖アルキル基(RF1)、分岐鎖アルキル基(RF2)、及びアリール基(RF4)である。さらに好ましくは、直鎖アルキル基(RF1)、及びアリール基(RF4)である。特に好ましくはトリフルオロメチル基(x=1、y=3)、ペンタフルオロエチル基(x=2、y=5)、ヘプタフルオロn−プロピル基(x=3、y=7)、ノナフルオロn−ブチル基(x=4、y=9)、及びペンタフルオロフェニル基(x=6、y=5)である。
光重合開始剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。紫外線硬化型液体現像剤組成物中の光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、重合性液状モノマー100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.05質量部以上1質量部以下であり、さらに好ましくは0.1質量部以上0.5質量部以下である。
上記式(1)で表される光重合開始剤の具体例〔例示化合物A−1〜A−27〕を以下に挙げるが、本発明はこれらの例に制限されるものではない。
[添加剤]
本発明の硬化型液体現像剤は、必要に応じ下記のような添加剤を含有してもよい。
[増感剤]
本発明の硬化型液体現像剤には、光重合開始剤の酸発生効率の向上、感光波長の長波長化などの目的で、必要に応じ、増感剤を添加してもよい。
増感剤としては、光重合開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものであれば、特に限定されない。
具体的には、アントラセン、9,10−ジアルコキシアントラセン、ピレン、ペリレンなどの芳香族多縮環化合物、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーケトンなどの芳香族ケトン化合物、フェノチアジン、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物が挙げられる。
該増感剤の含有量は、目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、光重合開始剤1質量部に対して、0.1〜10質量部であるが、好ましくは1〜5質量部である。
また、本発明の紫外線硬化型液体現像剤には、さらに上記増感剤と光重合開始剤の間の電子移動効率又はエネルギー移動効率を向上する目的で増感助剤を添加してもよい。
具体的には、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジメトキシナフタレン、1,4−ジエトキシナフタレン、4−メトキシ−1−ナフトール、4−エトキシ−1−ナフトールなどのナフタレン化合物、1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジメトキシベンゼン、1,4−ジエトキシベンゼン、1−メトキシ−4−フェノール、1−エトキシ−4−フェノールなどのベンゼン化合物などが挙げられる。
該増感助剤の含有量は、目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、増感剤1質量部に対して、0.1〜10質量部であるが、好ましくは0.5〜5質量部である。
本発明の硬化型液体現像剤は、必要に応じ下記のような添加剤を含有してもよい。
[増感剤]
本発明の硬化型液体現像剤には、光重合開始剤の酸発生効率の向上、感光波長の長波長化などの目的で、必要に応じ、増感剤を添加してもよい。
増感剤としては、光重合開始剤に対し、電子移動機構又はエネルギー移動機構で増感させるものであれば、特に限定されない。
具体的には、アントラセン、9,10−ジアルコキシアントラセン、ピレン、ペリレンなどの芳香族多縮環化合物、アセトフェノン、ベンゾフェノン、チオキサントン、ミヒラーケトンなどの芳香族ケトン化合物、フェノチアジン、N−アリールオキサゾリジノンなどのヘテロ環化合物が挙げられる。
該増感剤の含有量は、目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、光重合開始剤1質量部に対して、0.1〜10質量部であるが、好ましくは1〜5質量部である。
また、本発明の紫外線硬化型液体現像剤には、さらに上記増感剤と光重合開始剤の間の電子移動効率又はエネルギー移動効率を向上する目的で増感助剤を添加してもよい。
具体的には、1,4−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジメトキシナフタレン、1,4−ジエトキシナフタレン、4−メトキシ−1−ナフトール、4−エトキシ−1−ナフトールなどのナフタレン化合物、1,4−ジヒドロキシベンゼン、1,4−ジメトキシベンゼン、1,4−ジエトキシベンゼン、1−メトキシ−4−フェノール、1−エトキシ−4−フェノールなどのベンゼン化合物などが挙げられる。
該増感助剤の含有量は、目的に応じて適宜選択されるが、一般的には、増感剤1質量部に対して、0.1〜10質量部であるが、好ましくは0.5〜5質量部である。
[カチオン重合禁止剤]
本発明の硬化型液体現像剤には、カチオン重合禁止剤を添加してもよい。
カチオン重合禁止剤としては、アルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物、又は、アミン類を挙げることができる。
アミン類として、アルカノールアミン類、N,N−ジメチルアルキルアミン類、N,N−ジメチルアケニルアミン類、N,N−ジメチルアルキニルアミン類などが挙げられる。
具体的には、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、2−アミノエタノール、2−メチルアミノエタノール、3−メチルアミノ−1−プロパノール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、2−エチルアミノエタノール、4−エチルアミノ−1−ブタノール、4−(n−ブチルアミノ)−1−ブタノール、2−(t−ブチルアミノ)エタノール、N,N−ジメチルウンデカノールアミン、N,N−ジメチルドデカノールアミン、N,N−ジメチルトリデカノールアミン、N,N−ジメチルテトラデカノールアミン、N,N−ジメチルペンタデカノールアミン、N,N−ジメチルノナデシルアミン、N,N−ジメチルイコシルアミン、N,N−ジメチルエイコシルアミン、N,N−ジメチルヘンイコシルアミン、N,N−ジメチルドコシルアミン、N,N−ジメチルトリコシルアミン、N,N−ジメチルテトラコシルアミン、N,N−ジメチルペンタコシルアミン、N,N−ジメチルペンタノールアミン、N,N−ジメチルヘキサノールアミン、N,N−ジメチルヘプタノールアミン、N,N−ジメチルオクタノールアミン、N,N−ジメチルノナノールアミン、N,N−ジメチルデカノールアミン、N,N−ジメチルノニルアミン、N,N−ジメチルデシルアミン、N,N−ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、N,N−ジメチルトリデシルアミン、N,N−ジメチルテトラデシルアミン、N,N−ジメチルペンタデシルアミン、N,N−ジメチルヘキサデシルアミン、N,N−ジメチルヘプタデシルアミン、N,N−ジメチルオクタデシルアミンが挙げられる。これらの他にも、4級アンモニウム塩なども使用することができる。カチオン重合禁止剤としては、特に、2級アミンが好ましい。
カチオン重合禁止剤の含有量は、硬化型液体現像剤中に、質量基準で、1〜5000ppmであることが好ましい。
本発明の硬化型液体現像剤には、カチオン重合禁止剤を添加してもよい。
カチオン重合禁止剤としては、アルカリ金属化合物及び/又はアルカリ土類金属化合物、又は、アミン類を挙げることができる。
アミン類として、アルカノールアミン類、N,N−ジメチルアルキルアミン類、N,N−ジメチルアケニルアミン類、N,N−ジメチルアルキニルアミン類などが挙げられる。
具体的には、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリブタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、2−アミノエタノール、2−メチルアミノエタノール、3−メチルアミノ−1−プロパノール、3−メチルアミノ−1,2−プロパンジオール、2−エチルアミノエタノール、4−エチルアミノ−1−ブタノール、4−(n−ブチルアミノ)−1−ブタノール、2−(t−ブチルアミノ)エタノール、N,N−ジメチルウンデカノールアミン、N,N−ジメチルドデカノールアミン、N,N−ジメチルトリデカノールアミン、N,N−ジメチルテトラデカノールアミン、N,N−ジメチルペンタデカノールアミン、N,N−ジメチルノナデシルアミン、N,N−ジメチルイコシルアミン、N,N−ジメチルエイコシルアミン、N,N−ジメチルヘンイコシルアミン、N,N−ジメチルドコシルアミン、N,N−ジメチルトリコシルアミン、N,N−ジメチルテトラコシルアミン、N,N−ジメチルペンタコシルアミン、N,N−ジメチルペンタノールアミン、N,N−ジメチルヘキサノールアミン、N,N−ジメチルヘプタノールアミン、N,N−ジメチルオクタノールアミン、N,N−ジメチルノナノールアミン、N,N−ジメチルデカノールアミン、N,N−ジメチルノニルアミン、N,N−ジメチルデシルアミン、N,N−ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、N,N−ジメチルトリデシルアミン、N,N−ジメチルテトラデシルアミン、N,N−ジメチルペンタデシルアミン、N,N−ジメチルヘキサデシルアミン、N,N−ジメチルヘプタデシルアミン、N,N−ジメチルオクタデシルアミンが挙げられる。これらの他にも、4級アンモニウム塩なども使用することができる。カチオン重合禁止剤としては、特に、2級アミンが好ましい。
カチオン重合禁止剤の含有量は、硬化型液体現像剤中に、質量基準で、1〜5000ppmであることが好ましい。
[ラジカル重合禁止剤]
本発明の硬化型液体現像剤には、ラジカル重合禁止剤を添加してもよい。
例えば、ビニルエーテル化合物を含有する硬化型液体現像剤は、経時保存中に光重合開始剤が極々僅かに分解し、ラジカル化合物化し、そのラジカル化合物に起因する重合を引き起こす場合がある。これを防止するために添加するとよい。
適用可能なラジカル重合禁止剤としては、例えば、フェノール系水酸基含有化合物、メトキノン(ヒドロキノンモノメチルエーテル)、ハイドロキノン、4−メトキシ−1−ナフトールなどのキノン類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、1,1−ジフェニル−2−ピクリルヒドラジル フリーラジカル、N−オキシル フリーラジカル化合物類、含窒素複素環メルカプト系化合物、チオエーテル系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、チオシアン酸塩類、チオ尿素誘導体、各種糖類、リン酸系酸化防止剤、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体、芳香族アミン、フェニレンジアミン類、イミン類、スルホンアミド類、尿素誘導体、オキシム類、ジシアンジアミドとポリアルキレンポリアミンの重縮合物、フェノチアジンなどの含硫黄化合物、テトラアザアンヌレン(TAA)をベースとする錯化剤、ヒンダードアミン類などが挙げられる。
硬化型液体現像剤の増粘防止の観点から、好ましくは、フェノール系水酸基含有化合物、N−オキシル フリーラジカル化合物類、1,1−ジフェニル−2−ピクリルヒドラジ
ル フリーラジカル、フェノチアジン、キノン類、ヒンダードアミン類である。より好ましいのは、N−オキシル フリーラジカル化合物類である。
ラジカル重合禁止剤の含有量は、硬化型液体現像剤中に、質量基準で、1〜5000ppmであることが好ましい。
本発明の硬化型液体現像剤には、ラジカル重合禁止剤を添加してもよい。
例えば、ビニルエーテル化合物を含有する硬化型液体現像剤は、経時保存中に光重合開始剤が極々僅かに分解し、ラジカル化合物化し、そのラジカル化合物に起因する重合を引き起こす場合がある。これを防止するために添加するとよい。
適用可能なラジカル重合禁止剤としては、例えば、フェノール系水酸基含有化合物、メトキノン(ヒドロキノンモノメチルエーテル)、ハイドロキノン、4−メトキシ−1−ナフトールなどのキノン類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、1,1−ジフェニル−2−ピクリルヒドラジル フリーラジカル、N−オキシル フリーラジカル化合物類、含窒素複素環メルカプト系化合物、チオエーテル系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、チオシアン酸塩類、チオ尿素誘導体、各種糖類、リン酸系酸化防止剤、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体、芳香族アミン、フェニレンジアミン類、イミン類、スルホンアミド類、尿素誘導体、オキシム類、ジシアンジアミドとポリアルキレンポリアミンの重縮合物、フェノチアジンなどの含硫黄化合物、テトラアザアンヌレン(TAA)をベースとする錯化剤、ヒンダードアミン類などが挙げられる。
硬化型液体現像剤の増粘防止の観点から、好ましくは、フェノール系水酸基含有化合物、N−オキシル フリーラジカル化合物類、1,1−ジフェニル−2−ピクリルヒドラジ
ル フリーラジカル、フェノチアジン、キノン類、ヒンダードアミン類である。より好ましいのは、N−オキシル フリーラジカル化合物類である。
ラジカル重合禁止剤の含有量は、硬化型液体現像剤中に、質量基準で、1〜5000ppmであることが好ましい。
[電荷制御剤]
本発明の硬化型液体現像剤は、必要に応じて電荷制御剤を含んでもよい。該電荷制御剤としては、公知のものが利用できる。
具体的な化合物としては、以下のものが挙げられる。
亜麻仁油、大豆油などの油脂;アルキド樹脂、ハロゲン重合体、芳香族ポリカルボン酸、酸性基含有水溶性染料、芳香族ポリアミンの酸化縮合物、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、2−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類;石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類;レシチンなどの燐脂質;t−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類;ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、ヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。
[電荷補助剤]
本発明において、トナー粒子中には、必要に応じて、電荷補助剤を含有することができる。該電荷補助剤としては、公知のものが利用できる。
具体的な化合物としては、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、トリステアリン酸アルミニウム及び2−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類;石油系スルホン酸金属塩及びスルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類;レシチン及び水素添加レシチンなどのリン脂質;t−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類;ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、及びヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。
本発明の硬化型液体現像剤は、必要に応じて電荷制御剤を含んでもよい。該電荷制御剤としては、公知のものが利用できる。
具体的な化合物としては、以下のものが挙げられる。
亜麻仁油、大豆油などの油脂;アルキド樹脂、ハロゲン重合体、芳香族ポリカルボン酸、酸性基含有水溶性染料、芳香族ポリアミンの酸化縮合物、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、2−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類;石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類;レシチンなどの燐脂質;t−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類;ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、ヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。
[電荷補助剤]
本発明において、トナー粒子中には、必要に応じて、電荷補助剤を含有することができる。該電荷補助剤としては、公知のものが利用できる。
具体的な化合物としては、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、トリステアリン酸アルミニウム及び2−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類;石油系スルホン酸金属塩及びスルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類;レシチン及び水素添加レシチンなどのリン脂質;t−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類;ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、及びヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。
[その他の添加剤]
本発明の硬化型液体現像剤は、上記説明した以外に、必要に応じて、記録媒体適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤を含んでよい。例えば、界面活性剤、滑剤、充填剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤などが挙げられ、これらを適宜選択して用いることができる。
本発明の硬化型液体現像剤は、記録媒体上に静電転写された後、エネルギー照射により硬化、定着される。
本発明の硬化型液体現像剤は、上記説明した以外に、必要に応じて、記録媒体適合性、保存安定性、画像保存性、その他の諸性能向上の目的に応じて、公知の各種添加剤を含んでよい。例えば、界面活性剤、滑剤、充填剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、退色防止剤、防ばい剤、防錆剤などが挙げられ、これらを適宜選択して用いることができる。
本発明の硬化型液体現像剤は、記録媒体上に静電転写された後、エネルギー照射により硬化、定着される。
[画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、
像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像を、硬化型液体現像剤により現像して、画像を形成する現像工程、
前記像担持体の表面に形成された前記画像を記録媒体上に転写する転写工程、及び、
前記記録媒体に転写された前記画像を硬化させて前記記録媒体に画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記硬化型液体現像剤が本発明の硬化型液体現像剤であり、
前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度が40質量%以上80質量%以下であることを特徴とする。
また、上記画像は、光を照射することにより硬化させることが好ましく、紫外線を照射
することにより硬化させることがより好ましい。
本発明において、前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度は、40質量%以上80質量%以下であることが好ましく、50質量%以上70質量%以下であることがより好ましい。
トナー粒子濃度が40質量%未満の場合、定着画像中の色材濃度が低下し、画像濃度の低下がみられる。
一方、トナー粒子濃度が、80質量%を超える場合、定着画像における硬化型絶縁性液体が不足するため、硬化が不十分となる。
本発明の画像形成方法は、
像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像を、硬化型液体現像剤により現像して、画像を形成する現像工程、
前記像担持体の表面に形成された前記画像を記録媒体上に転写する転写工程、及び、
前記記録媒体に転写された前記画像を硬化させて前記記録媒体に画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記硬化型液体現像剤が本発明の硬化型液体現像剤であり、
前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度が40質量%以上80質量%以下であることを特徴とする。
また、上記画像は、光を照射することにより硬化させることが好ましく、紫外線を照射
することにより硬化させることがより好ましい。
本発明において、前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度は、40質量%以上80質量%以下であることが好ましく、50質量%以上70質量%以下であることがより好ましい。
トナー粒子濃度が40質量%未満の場合、定着画像中の色材濃度が低下し、画像濃度の低下がみられる。
一方、トナー粒子濃度が、80質量%を超える場合、定着画像における硬化型絶縁性液体が不足するため、硬化が不十分となる。
[画像形成装置]
本発明の硬化型液体現像剤は、電子写真方式の一般的な画像形成装置において好適に使用できる。
以下、本発明の硬化型液体現像剤を、液体画像形成装置である電子写真画像形成装置(以下、単に画像形成装置という)に適用した場合の実施形態の一例について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の要部概略構成図である。
画像形成装置は、画像形成ユニット50C、50M、50Y、50K、一次転写ユニット60C、60M、60Y、60K、二次転写ユニット30、現像剤硬化ユニット90から構成されている。
画像形成ユニット50C、50M、50Y、50Kは、それぞれ、シアン(C)液体現像剤、マゼンタ(M)液体現像剤、イエロー(Y)液体現像剤、ブラック(K)液体現像剤で潜像を現像する機能を有している。
画像形成ユニット50C、50M、50Y、50Kは、各液体現像剤を貯蔵する現像液容器10C、10M、10Y、10Kから各液体現像剤を現像ユニット51C、51M、51Y、51Kに供給する現像液供給ポンプ13C、13M、13Y、13K、感光体52C、52M、52Y、52K、からなり、それら感光体廻りに帯電器、露光器、クリーニングユニット、除電器が配置された構成とする。
画像形成ユニット50C、50M、50Y、50Kの構成は同様であるので、以下、画像形成ユニット50Cについて説明する。
本発明の硬化型液体現像剤は、電子写真方式の一般的な画像形成装置において好適に使用できる。
以下、本発明の硬化型液体現像剤を、液体画像形成装置である電子写真画像形成装置(以下、単に画像形成装置という)に適用した場合の実施形態の一例について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の要部概略構成図である。
画像形成装置は、画像形成ユニット50C、50M、50Y、50K、一次転写ユニット60C、60M、60Y、60K、二次転写ユニット30、現像剤硬化ユニット90から構成されている。
画像形成ユニット50C、50M、50Y、50Kは、それぞれ、シアン(C)液体現像剤、マゼンタ(M)液体現像剤、イエロー(Y)液体現像剤、ブラック(K)液体現像剤で潜像を現像する機能を有している。
画像形成ユニット50C、50M、50Y、50Kは、各液体現像剤を貯蔵する現像液容器10C、10M、10Y、10Kから各液体現像剤を現像ユニット51C、51M、51Y、51Kに供給する現像液供給ポンプ13C、13M、13Y、13K、感光体52C、52M、52Y、52K、からなり、それら感光体廻りに帯電器、露光器、クリーニングユニット、除電器が配置された構成とする。
画像形成ユニット50C、50M、50Y、50Kの構成は同様であるので、以下、画像形成ユニット50Cについて説明する。
図2は画像形成ユニット50Cの断面図を示す。感光体52Cの回転方向に沿って、帯電ユニット57C、露光ユニット56C、現像ユニット51C、一次転写ユニット60C(図1)、回収ブレード59C、除電ユニット58Cが配置され、感光体52Cは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施形態においては、時計回りの回転をする。感光体52Cはその表面がアモルファスシリコン(a−Si)によって形成される。感光体の材質としては有機感光体(OPC)なども使用することができる。
帯電ユニット57Cは、感光体52Cを帯電するための装置である。コロトロン帯電器、ローラ帯電器のどちらでも使用することができる。
露光ユニット56Cは、半導体レーザー、ポリゴンミラー、F−θレンズなどを有しており、変調されたレーザーを帯電された感光体52C上に照射し潜像を形成する。レーザー光源として、発光ダイオード(LED)、有機発光ダイオード(OLED)を配置することもできる。
除電ユニット58は、感光体52Cを除電する為の装置である。コロナ放電式帯電器、ローラ接触式帯電器のどちらでも使用することができる。
回収ブレード59Cは感光体52C表面に当接するウレタンゴムなどからなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属などの板で構成され、感光体52Cに残存する液体現像剤を、回収ユニット12Cに掻き落とし除去する。
現像ユニット51Cは、現像ローラ53C、濃縮ローラ54C、クリーニングローラ55C、製膜対向電極11Cとで構成される。
現像ローラ53Cは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に図2に示すように感光体5
2Cの反対方向に回転する。現像ローラ53Cは鉄など金属製の内芯の外周部に導電性ウレタンゴムなどの弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。
製膜対向電極11Cは、現像ローラ53Cとの間隙を少なくとも100μm以上として配置され、金属製の部材で構成される。
濃縮ローラ54Cは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に図2に示すように現像ローラ53Cの反対方向に回転する。濃縮ローラ54Cは鉄など金属製で形成される。
クリーニングローラ55Cは円筒状の部材であり、中心軸を中心に図2に示すように現像ローラ53Cの反対方向に回転する。
現像剤容器10Cは、感光体52C上に形成された潜像を現像するための、シアン液体現像剤を貯留する。現像剤容器10Cより、現像液供給ポンプ13Cを配置した連通管を経て濃度調整された液体現像剤が現像ユニット51Cに供給され、余剰の現像剤は現像剤回収ポンプ14Cを配置した連結管を経て、現像剤容器10Cに戻る。現像剤容器10C内部の液体現像剤中のトナー粒子濃度は少なくとも、2質量%以上に調整する。
トナー粒子濃度を調整された液体現像剤は、回転する現像ローラ53Cと製膜対向電極11C間に供給され、現像ローラ53Cと製膜対向電極11C間にバイアスを設定することで、現像ローラ53C上に液体現像剤がコートされる。バイアスは少なくとも100V以上とし、放電限界までバイアスを設定することができる。
供給された液体現像剤の余剰分は、回収ユニット12Cから回収ポンプを配置した連通管を経て回収され、不図示の回収タンクに送液されて、再利用される。
帯電ユニット57Cは、感光体52Cを帯電するための装置である。コロトロン帯電器、ローラ帯電器のどちらでも使用することができる。
露光ユニット56Cは、半導体レーザー、ポリゴンミラー、F−θレンズなどを有しており、変調されたレーザーを帯電された感光体52C上に照射し潜像を形成する。レーザー光源として、発光ダイオード(LED)、有機発光ダイオード(OLED)を配置することもできる。
除電ユニット58は、感光体52Cを除電する為の装置である。コロナ放電式帯電器、ローラ接触式帯電器のどちらでも使用することができる。
回収ブレード59Cは感光体52C表面に当接するウレタンゴムなどからなるゴム部と、該ゴム部を支持する金属などの板で構成され、感光体52Cに残存する液体現像剤を、回収ユニット12Cに掻き落とし除去する。
現像ユニット51Cは、現像ローラ53C、濃縮ローラ54C、クリーニングローラ55C、製膜対向電極11Cとで構成される。
現像ローラ53Cは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に図2に示すように感光体5
2Cの反対方向に回転する。現像ローラ53Cは鉄など金属製の内芯の外周部に導電性ウレタンゴムなどの弾性体と樹脂層やゴム層を備えたものである。
製膜対向電極11Cは、現像ローラ53Cとの間隙を少なくとも100μm以上として配置され、金属製の部材で構成される。
濃縮ローラ54Cは、円筒状の部材であり、中心軸を中心に図2に示すように現像ローラ53Cの反対方向に回転する。濃縮ローラ54Cは鉄など金属製で形成される。
クリーニングローラ55Cは円筒状の部材であり、中心軸を中心に図2に示すように現像ローラ53Cの反対方向に回転する。
現像剤容器10Cは、感光体52C上に形成された潜像を現像するための、シアン液体現像剤を貯留する。現像剤容器10Cより、現像液供給ポンプ13Cを配置した連通管を経て濃度調整された液体現像剤が現像ユニット51Cに供給され、余剰の現像剤は現像剤回収ポンプ14Cを配置した連結管を経て、現像剤容器10Cに戻る。現像剤容器10C内部の液体現像剤中のトナー粒子濃度は少なくとも、2質量%以上に調整する。
トナー粒子濃度を調整された液体現像剤は、回転する現像ローラ53Cと製膜対向電極11C間に供給され、現像ローラ53Cと製膜対向電極11C間にバイアスを設定することで、現像ローラ53C上に液体現像剤がコートされる。バイアスは少なくとも100V以上とし、放電限界までバイアスを設定することができる。
供給された液体現像剤の余剰分は、回収ユニット12Cから回収ポンプを配置した連通管を経て回収され、不図示の回収タンクに送液されて、再利用される。
一次転写ユニット60C、60M、60Y、60K、は、中間転写ベルト40、一次転写ローラ61C、61M、61Y、61K、及び感光体52C、52M、52Y、52Kとで構成される。中間転写ベルト40は、ベルト駆動ローラ41、従動ローラ42に張架されたエンドレスベルトであり、感光体52C、52M、52Y、52Kと当接しながら回転駆動される。
この中間転写ベルト40、一次転写ローラ61C、61M、61Y、61K、及び感光体52C、52M、52Y、52Kとで構成された一次転写ユニット60C、60M、60Y、60K、により、中間転写ベルト40上に4色の液体現像剤が順次転写され、フルカラー画像が形成される。
二次転写ユニット30は、ベルト駆動ローラ41、二次転写ローラ31、プリウエットローラ20、プリウエット対向ローラ21から構成され、中間転写ベルト40上に形成された単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像を紙などの記録媒体80に転写する。
プリウエットローラ20は円筒状の部材であり、中心軸を中心に図1に示すように中間転写ベルト40の反対方向に回転する。
プリウエットローラ20には不図示のキャリアタンクから送液されて、表面に1.0μm以下のキャリア膜を形成したのちに、中間転写ベルト40上に形成された単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像に、プリウエットローラ20を接触させて、単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像の液膜量を調整する。
現像剤硬化ユニット90は、記録媒体80上に転写された単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像に紫外線などの光を照射して反応性官能基を反応させて硬化する。硬化ユニットはLEDランプから構成されるが、紫外線を照射できる装置であればLEDに限定することはなく、加熱装置、EB照射装置なども使用することができる。
この中間転写ベルト40、一次転写ローラ61C、61M、61Y、61K、及び感光体52C、52M、52Y、52Kとで構成された一次転写ユニット60C、60M、60Y、60K、により、中間転写ベルト40上に4色の液体現像剤が順次転写され、フルカラー画像が形成される。
二次転写ユニット30は、ベルト駆動ローラ41、二次転写ローラ31、プリウエットローラ20、プリウエット対向ローラ21から構成され、中間転写ベルト40上に形成された単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像を紙などの記録媒体80に転写する。
プリウエットローラ20は円筒状の部材であり、中心軸を中心に図1に示すように中間転写ベルト40の反対方向に回転する。
プリウエットローラ20には不図示のキャリアタンクから送液されて、表面に1.0μm以下のキャリア膜を形成したのちに、中間転写ベルト40上に形成された単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像に、プリウエットローラ20を接触させて、単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像の液膜量を調整する。
現像剤硬化ユニット90は、記録媒体80上に転写された単色液体現像剤像やフルカラー液体現像剤像に紫外線などの光を照射して反応性官能基を反応させて硬化する。硬化ユニットはLEDランプから構成されるが、紫外線を照射できる装置であればLEDに限定することはなく、加熱装置、EB照射装置なども使用することができる。
[光源]
本発明の硬化型液体現像剤は、記録媒体への転写後、速やかにエネルギーが与えられ、硬化することによって画像が定着される。
本発明で用いられるエネルギー源は特に限定されないが、紫外線が好適に使用される。ここで、紫外線を照射するための光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザ、紫外線レーザ、冷陰極管、熱陰極管、ブラックライト、及びLED(light emitting diode)などが適用可能であり、帯状のメタルハライ
ドランプ、冷陰極管、熱陰極管、水銀ランプ又はブラックライト、LEDが好ましい。
紫外線の照射量は、0.1〜1000mJ/cm2であることが好ましい。
本発明の硬化型液体現像剤は、記録媒体への転写後、速やかにエネルギーが与えられ、硬化することによって画像が定着される。
本発明で用いられるエネルギー源は特に限定されないが、紫外線が好適に使用される。ここで、紫外線を照射するための光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーレーザ、紫外線レーザ、冷陰極管、熱陰極管、ブラックライト、及びLED(light emitting diode)などが適用可能であり、帯状のメタルハライ
ドランプ、冷陰極管、熱陰極管、水銀ランプ又はブラックライト、LEDが好ましい。
紫外線の照射量は、0.1〜1000mJ/cm2であることが好ましい。
以下に本発明で用いられる測定方法について示す。
<液体現像剤からトナー粒子を分離する方法>
液体現像剤からのトナー粒子の分離は、遠心分離と洗浄により行う。
具体的には、液体現像剤50mlを遠沈管に入れ、遠心分離装置(ベックマン・コールター社製:Allegra 64R Centrifuge)を用いて、15000rpm、10分間の条件にて遠心分離処理を行う。
トナー粒子の沈降を確認し、上澄液をデカンテーションにて除去し、除去した上澄液と同量のヘキサンを加える。スパチュラで5分間攪拌し、ヘキサンで十分に洗浄した後、同様の条件で遠心分離処理を行う。ヘキサンを3回加え除去した後、室温条件にてヘキサンを蒸発させ、トナー粒子を得る。
<粒子の体積平均粒径[D50]の測定方法>
トナー粒子などの体積平均粒径[D50]は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製:LA−950)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定する。
液体現像剤中のトナー粒子の測定方法は、以下の通りである。
液体現像剤20μlを、ヘプタン20mlにて希釈し、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。測定にはバッチセルを使用し、バッチセル内に分散液を仕込み測定する。測定後はヘプタンで3回洗浄した後、THFで2回洗浄する。
<液体現像剤からトナー粒子を分離する方法>
液体現像剤からのトナー粒子の分離は、遠心分離と洗浄により行う。
具体的には、液体現像剤50mlを遠沈管に入れ、遠心分離装置(ベックマン・コールター社製:Allegra 64R Centrifuge)を用いて、15000rpm、10分間の条件にて遠心分離処理を行う。
トナー粒子の沈降を確認し、上澄液をデカンテーションにて除去し、除去した上澄液と同量のヘキサンを加える。スパチュラで5分間攪拌し、ヘキサンで十分に洗浄した後、同様の条件で遠心分離処理を行う。ヘキサンを3回加え除去した後、室温条件にてヘキサンを蒸発させ、トナー粒子を得る。
<粒子の体積平均粒径[D50]の測定方法>
トナー粒子などの体積平均粒径[D50]は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製:LA−950)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定する。
液体現像剤中のトナー粒子の測定方法は、以下の通りである。
液体現像剤20μlを、ヘプタン20mlにて希釈し、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。測定にはバッチセルを使用し、バッチセル内に分散液を仕込み測定する。測定後はヘプタンで3回洗浄した後、THFで2回洗浄する。
<トナー粒子の平均円形度の測定方法>
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。
イオン交換水20mlに、分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.02g加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した上記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用する。上記手順に従い調製した分散液を上記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径0.25μm以上10μm以下に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
また、走査型電子顕微鏡(SEM)画像の画像解析によって数値化することも可能である。具体的には、走査型電子顕微鏡(倍率:1万倍)を用い、トナー粒子画像を撮影し、100個のトナー粒子画像をランダムにスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置「Luzex AP」(ニレコ社製)を用いて解析し、その平均値を求めることにより算出する。
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定する。
具体的な測定方法は、以下の通りである。
イオン交換水20mlに、分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.02g加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した上記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用する。上記手順に従い調製した分散液を上記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径0.25μm以上10μm以下に限定し、トナー粒子の平均円形度を求める。
また、走査型電子顕微鏡(SEM)画像の画像解析によって数値化することも可能である。具体的には、走査型電子顕微鏡(倍率:1万倍)を用い、トナー粒子画像を撮影し、100個のトナー粒子画像をランダムにスキャナーにより取り込み、画像処理解析装置「Luzex AP」(ニレコ社製)を用いて解析し、その平均値を求めることにより算出する。
<粘度の測定方法>
本発明において、粘度は、回転式レオメーター法で測定する。
具体的には、粘弾性測定装置(Physica MCR300、(株)アントンパール製)を用いて、下記のように測定する。
(1)硬化型絶縁性液体の粘度の測定方法
コーンプレート型測定治具(75mm径、1°)を取り付けた測定装置に試料約2mLを充填し、25℃に調整する。1000s−1から10s−1へ連続的にせん断速度を変化させながら粘度を測定し、10s−1の時の値を粘度とする。
(2)液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%又は50質量%のときの粘度の測定方法
液体現像剤中のトナー粒子に対し、固液分離を行い、トナー粒子濃度が1質量%及び50質量%になるように調整した液体現像剤(試料)を作製する。
具体的には、液体現像剤50mlを遠沈管に入れ、遠心分離装置(ベックマン・コールター社製:Allegra 64R Centrifuge)を用いて、15000rpm、10分間の条件にて遠心分離処理を行う。
トナー粒子の沈降を確認し、上澄液をデカンテーションにて除去し、除去した上澄液と同量のヘキサンを加える。スパチュラで5分間攪拌し、ヘキサンで十分に洗浄した後、同様の条件で遠心分離処理を行う。ヘキサンを3回加え除去した後、室温条件にてヘキサンを蒸発させ、トナー粒子を得る。その後、硬化型絶縁性液体をトナー粒子濃度が1質量%及び50質量%になるように添加し、液体現像剤(試料)を作製する。
得られた各試料を、コーンプレート型測定治具(75mm径、1°)を取り付けた測定装置に試料約2mLを充填し、25℃に調整する。1000s−1から10s−1へ連続的にせん断速度を変化させながら粘度を測定し、10s−1の時の値を粘度とする。
そして、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が50質量%のときの、硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%のときの、硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)として、AからBを差し引いた値、すなわち、(A−B)の値を求める。
本発明において、粘度は、回転式レオメーター法で測定する。
具体的には、粘弾性測定装置(Physica MCR300、(株)アントンパール製)を用いて、下記のように測定する。
(1)硬化型絶縁性液体の粘度の測定方法
コーンプレート型測定治具(75mm径、1°)を取り付けた測定装置に試料約2mLを充填し、25℃に調整する。1000s−1から10s−1へ連続的にせん断速度を変化させながら粘度を測定し、10s−1の時の値を粘度とする。
(2)液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%又は50質量%のときの粘度の測定方法
液体現像剤中のトナー粒子に対し、固液分離を行い、トナー粒子濃度が1質量%及び50質量%になるように調整した液体現像剤(試料)を作製する。
具体的には、液体現像剤50mlを遠沈管に入れ、遠心分離装置(ベックマン・コールター社製:Allegra 64R Centrifuge)を用いて、15000rpm、10分間の条件にて遠心分離処理を行う。
トナー粒子の沈降を確認し、上澄液をデカンテーションにて除去し、除去した上澄液と同量のヘキサンを加える。スパチュラで5分間攪拌し、ヘキサンで十分に洗浄した後、同様の条件で遠心分離処理を行う。ヘキサンを3回加え除去した後、室温条件にてヘキサンを蒸発させ、トナー粒子を得る。その後、硬化型絶縁性液体をトナー粒子濃度が1質量%及び50質量%になるように添加し、液体現像剤(試料)を作製する。
得られた各試料を、コーンプレート型測定治具(75mm径、1°)を取り付けた測定装置に試料約2mLを充填し、25℃に調整する。1000s−1から10s−1へ連続的にせん断速度を変化させながら粘度を測定し、10s−1の時の値を粘度とする。
そして、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が50質量%のときの、硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、硬化型液体現像剤中のトナー粒子濃度が1質量%のときの、硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)として、AからBを差し引いた値、すなわち、(A−B)の値を求める。
<体積抵抗率の測定方法>
本発明において、体積抵抗率は、インピーダンス法で測定する。
具体的には、誘電体測定システム(125596WB、ソーラトロン製)を用いて、下記のように測定する。
試料1.2mLを充填した測定セル(SC−C1R−C、(株)東陽テクニカ製)を測定装置に接続し、25℃に調整する。印加電圧3V(実効値)で1MHz〜0.1Hzの範囲で周波数を変化させながら測定を行う。得られた複素インピーダンスをナイキストプロットで表し、RC並列等価回路でフィッティングすることにより、試料の抵抗成分、コンデンサ成分の値を算出する。さらに、測定セルのセル定数から体積抵抗率を求める。
本発明において、体積抵抗率は、インピーダンス法で測定する。
具体的には、誘電体測定システム(125596WB、ソーラトロン製)を用いて、下記のように測定する。
試料1.2mLを充填した測定セル(SC−C1R−C、(株)東陽テクニカ製)を測定装置に接続し、25℃に調整する。印加電圧3V(実効値)で1MHz〜0.1Hzの範囲で周波数を変化させながら測定を行う。得られた複素インピーダンスをナイキストプロットで表し、RC並列等価回路でフィッティングすることにより、試料の抵抗成分、コンデンサ成分の値を算出する。さらに、測定セルのセル定数から体積抵抗率を求める。
<分子量の測定方法>
樹脂等の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレン換算で算出する。GPCによる分子量の測定は以下に示すように行う。
サンプル濃度が1.0質量%になるようにサンプルを下記溶離液に加え、室温で24時間静置し溶解させた溶液を、ポア径が0.20μmの耐溶剤性メンブレンフィルターでろ過したものをサンプル溶液とし、以下の条件で測定する。
装置:高速GPC装置「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF−804の2連
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40℃
試料注入量:0.025mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂[東ソー(株)製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500]により作成した分子量校正曲線を使用する。
樹脂等の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレン換算で算出する。GPCによる分子量の測定は以下に示すように行う。
サンプル濃度が1.0質量%になるようにサンプルを下記溶離液に加え、室温で24時間静置し溶解させた溶液を、ポア径が0.20μmの耐溶剤性メンブレンフィルターでろ過したものをサンプル溶液とし、以下の条件で測定する。
装置:高速GPC装置「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF−804の2連
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40℃
試料注入量:0.025mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂[東ソー(株)製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500]により作成した分子量校正曲線を使用する。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「%」、「部」は、それぞれ「質量%」、「質量部」を意味するものとする。
<顔料分散剤の合成>
イソシアネート基を有するカルボジイミド当量262のポリカルボジイミド化合物のトルエン溶液(固形分50%)100質量部、及び、N−メチルジエタノールアミン8.5質量部を仕込み、約100℃で3時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させた。
次いで末端にカルボキシル基を有する数平均分子量8500のε−カプロラクトン自己重縮合物39.6質量部を仕込み、約80℃で2時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、減圧下でトルエンを留去して数平均分子量約13000の顔料分散剤(固形分100%)を得た。
<実施例1>
顔料(カーボンブラックMA−7;三菱化学(株)製): 10質量部
顔料分散剤: 10質量部
溶剤(テトラヒドロフラン「THF」): 80質量部
を混合し、直径5mmのスチールビーズを用いてペイントシェーカーで1時間混練し、混練物1を得た。
得られた混練物1: 60質量部
ポリエステル樹脂1: 80質量部
[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:40:10、重量平均分子量(Mw)=10500、の50質量%THF溶液]
トナー粒子分散剤: 12質量部
(アジスパーPB−817;味の素(株)製)
を高速分散機(プライミクス社製、T.K.ロボミクス/T.K.ホモディスパー2.5型翼)で混合し、40℃で攪拌しながら混合し、顔料分散液1を得た。
上記で得られた顔料分散液1(100質量部)に、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて高速攪拌(回転数25000rpm)しながら、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)であるドデシルビニルエーテル(DDVE)200質量部を少しずつ添加し、混合液1を得た。
得られた混合液1をナスフラスコに移し、超音波分散しながら50℃でTHFを完全に留去し、硬化型絶縁性液体中にトナー粒子を含有するトナー粒子分散体1を得た。
得られたトナー粒子分散体1(10質量部)を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄み液と同じ質量の新たなDDVEにて置換し、再分散した。
その後、レシノールS−10(水素添加レシチン、日光ケミカルズ(株)製)0.10質量部、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてジプロピレングリコールジビニルエーテルを90質量部、下記式(A−3)で表される光重合開始剤0.30質量部、KAYAKURE−DETX−S(日本化薬(株)製)1質量部を加え、硬化型液体現像剤1を得た。
イソシアネート基を有するカルボジイミド当量262のポリカルボジイミド化合物のトルエン溶液(固形分50%)100質量部、及び、N−メチルジエタノールアミン8.5質量部を仕込み、約100℃で3時間保持して、イソシアネート基と水酸基とを反応させた。
次いで末端にカルボキシル基を有する数平均分子量8500のε−カプロラクトン自己重縮合物39.6質量部を仕込み、約80℃で2時間保持して、カルボジイミド基とカルボキシル基とを反応させた後、減圧下でトルエンを留去して数平均分子量約13000の顔料分散剤(固形分100%)を得た。
<実施例1>
顔料(カーボンブラックMA−7;三菱化学(株)製): 10質量部
顔料分散剤: 10質量部
溶剤(テトラヒドロフラン「THF」): 80質量部
を混合し、直径5mmのスチールビーズを用いてペイントシェーカーで1時間混練し、混練物1を得た。
得られた混練物1: 60質量部
ポリエステル樹脂1: 80質量部
[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:40:10、重量平均分子量(Mw)=10500、の50質量%THF溶液]
トナー粒子分散剤: 12質量部
(アジスパーPB−817;味の素(株)製)
を高速分散機(プライミクス社製、T.K.ロボミクス/T.K.ホモディスパー2.5型翼)で混合し、40℃で攪拌しながら混合し、顔料分散液1を得た。
上記で得られた顔料分散液1(100質量部)に、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて高速攪拌(回転数25000rpm)しながら、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)であるドデシルビニルエーテル(DDVE)200質量部を少しずつ添加し、混合液1を得た。
得られた混合液1をナスフラスコに移し、超音波分散しながら50℃でTHFを完全に留去し、硬化型絶縁性液体中にトナー粒子を含有するトナー粒子分散体1を得た。
得られたトナー粒子分散体1(10質量部)を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄み液と同じ質量の新たなDDVEにて置換し、再分散した。
その後、レシノールS−10(水素添加レシチン、日光ケミカルズ(株)製)0.10質量部、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてジプロピレングリコールジビニルエーテルを90質量部、下記式(A−3)で表される光重合開始剤0.30質量部、KAYAKURE−DETX−S(日本化薬(株)製)1質量部を加え、硬化型液体現像剤1を得た。
<実施例2>
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂2[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:25:25、重量平均分子量(Mw)=17400、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体2及び硬化型液体現像剤2を得た。
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂2[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:25:25、重量平均分子量(Mw)=17400、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体2及び硬化型液体現像剤2を得た。
<実施例3>
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂3[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:45:5、重量平均分子量(Mw)=13100、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体3及び硬化型液体現像剤3を得た。
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂3[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:45:5、重量平均分子量(Mw)=13100、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体3及び硬化型液体現像剤3を得た。
<実施例4>
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:40:10、重量平均分子量(Mw)=6100、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体4及び硬化型液体現像剤4を得た。
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:トリメリット酸=(モル比)50:40:10、重量平均分子量(Mw)=6100、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体4及び硬化型液体現像剤4を得た。
<実施例5>
12質量部のトナー粒子分散剤(アジスパーPB−817;味の素(株)製)を10質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体5及び硬化型液体現像剤5を得た。
12質量部のトナー粒子分散剤(アジスパーPB−817;味の素(株)製)を10質量部に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体5及び硬化型液体現像剤5を得た。
<実施例6>
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いた高速攪拌の回転数を、25000rpmから15000rpmに変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体6及び硬化型液体現像剤6を得た。
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いた高速攪拌の回転数を、25000rpmから15000rpmに変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体6及び硬化型液体現像剤6を得た。
<実施例7>
12質量部のトナー粒子分散剤(アジスパーPB−817;味の素(株)製)を10質量部に変更した以外は実施例6と同様にしてトナー粒子分散体7及び硬化型液体現像剤7を得た。
12質量部のトナー粒子分散剤(アジスパーPB−817;味の素(株)製)を10質量部に変更した以外は実施例6と同様にしてトナー粒子分散体7及び硬化型液体現像剤7を得た。
<実施例8>
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂5[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸=(モル比)50:50、Mw=11000、の50質量%THF溶液]に、トナー粒子分散剤をアジスパー(PB−817;味の素(株)製)12質量部からソルスパース13940(日本ルーブリゾール製)8質量部に変更し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いた高速攪拌の回転数を25000rpmから15000rpmに変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体8及び硬化型液体現像剤8を得た。
ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂5[ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸=(モル比)50:50、Mw=11000、の50質量%THF溶液]に、トナー粒子分散剤をアジスパー(PB−817;味の素(株)製)12質量部からソルスパース13940(日本ルーブリゾール製)8質量部に変更し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いた高速攪拌の回転数を25000rpmから15000rpmに変更した以外は実施例1と同様にしてトナー粒子分散体8及び硬化型液体現像剤8を得た。
<実施例9>
ソルスパース13940(日本ルーブリゾール製)8質量部を4質量部に変更した以外は実施例8と同様にしてトナー粒子分散体9及び硬化型液体現像剤9を得た。
ソルスパース13940(日本ルーブリゾール製)8質量部を4質量部に変更した以外は実施例8と同様にしてトナー粒子分散体9及び硬化型液体現像剤9を得た。
<実施例10>
ポリエステル樹脂5をポリエステル樹脂6[ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸=(モル比)50:50、Mw=21000、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例9と同様にしてトナー粒子分散体10及び硬化型液体現像剤10を得た。
ポリエステル樹脂5をポリエステル樹脂6[ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸=(モル比)50:50、Mw=21000、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例9と同様にしてトナー粒子分散体10及び硬化型液体現像剤10を得た。
<実施例11>
ポリエステル樹脂5をスチレンアクリル樹脂1[スチレン:アクリル酸=(モル比)80:20、重量平均分子量(Mw)=10500、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例9と同様にしてトナー粒子分散体11及び硬化型液体現像剤11を得た。
ポリエステル樹脂5をスチレンアクリル樹脂1[スチレン:アクリル酸=(モル比)80:20、重量平均分子量(Mw)=10500、の50質量%THF溶液]に変更した以外は実施例9と同様にしてトナー粒子分散体11及び硬化型液体現像剤11を得た。
<実施例12>
硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてのジプロピレングリコールジビニルエーテルを、X22−163A(信越化学製、両末端エポキシ変性シリコーン)に変更した以外は実施例10と同様にしてトナー粒子分散体12及び硬化型液体現像剤12を得た。
硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてのジプロピレングリコールジビニルエーテルを、X22−163A(信越化学製、両末端エポキシ変性シリコーン)に変更した以外は実施例10と同様にしてトナー粒子分散体12及び硬化型液体現像剤12を得た。
<実施例13>
硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてのジプロピレングリコールジビニルエーテルをトリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT、新中村化学工業(株)製、3官能アクリレート)に、式(A−3)で表される光重合開始剤をIRGACURE(登録商標)369(BASFジャパン株式会社製、α−アミノアルキルフェノン系の光ラジカル重合開始剤)に変更した以外は実施例10と同様にしてトナー粒子分散体13及び硬化型液体現像剤13を得た。
硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてのジプロピレングリコールジビニルエーテルをトリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT、新中村化学工業(株)製、3官能アクリレート)に、式(A−3)で表される光重合開始剤をIRGACURE(登録商標)369(BASFジャパン株式会社製、α−アミノアルキルフェノン系の光ラジカル重合開始剤)に変更した以外は実施例10と同様にしてトナー粒子分散体13及び硬化型液体現像剤13を得た。
<比較例1>
実施例1で用いた顔料分散液1(100質量部)に、乳化剤としてのネオゲンSC−F(第一工業製薬社製)5質量部を加えて樹脂溶液を作製した後、該樹脂溶液に1規定のアンモニア水100質量部を加えて、高速分散機(プライミクス社製、T.K.ロボミクス/T.K.ホモディスパー2.5型翼)により十分に攪拌した。フラスコ内の溶液の温度を25℃に保ちながら、80質量部の脱イオン水を滴下し、さらに、攪拌を継続しながら、脱イオン水20質量部を加えることにより、W/O乳化液を経由して、樹脂材料を含む分散質が分散したO/W乳化液を得た。
次に、O/W乳化液を攪拌容器に移し、O/W乳化液の温度を25℃とした後、5.0%の硫酸ナトリウム水溶液40質量部を滴下し、分散質の合一を行い、合一粒子の形成を行った。硫酸ナトリウム水溶液の滴下後、合一粒子についての体積平均粒径(D50)[μm]が2.5μmに成長するまで攪拌を続けた。合一粒子の体積平均粒径(D50)が2.5μmになったら、脱イオン水20質量部を添加し、合一粒子を含むO/W乳化液を減圧環境下に置き、有機溶剤を留去し、トナー母粒子のスラリー(分散液)を得た。
得られたスラリー(分散液)に対し、固液分離を行い、さらに水中への再分散(リスラ
リー)、固液分離を繰り返し行うことによる洗浄処理を行った。
その後、真空乾燥機を用いて、得られたウェットケーキを乾燥することにより、乾燥トナー粒子を得た。
上記の方法で得られた乾燥トナー粒子30質量部、トナー粒子分散剤(ソルスパース13940;日本ルーブリゾール製)3質量部、ドデシルビニルエーテル(DDVE)70質量部を、セラミック製ポットに入れ、さらにジルコニアボール(ボール直径:1mm)を体積充填率85%になるようにセラミック製ポットに入れ、卓上ポットミルにて回転速度230rpmで24時間分散を行い、トナー粒子分散体10を得た。
得られたトナー粒子分散体10(10質量部)を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄液と同じ質量の新たなドデシルビニルエーテル(DDVE)にて置換し、再分散した。
その後、レシノールS−10(水素添加レシチン、日光ケミカルズ(株)製)0.10質量部、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてX22−163A(信越化学製、両末端エポキシ変性シリコーン)を90質量部、上記式(A−3)で表される光重合開始剤0.30質量部、KAYAKURE−DETX−S(日本化薬(株)製)1質量部を加え、硬化型液体現像剤10を得た。
実施例1で用いた顔料分散液1(100質量部)に、乳化剤としてのネオゲンSC−F(第一工業製薬社製)5質量部を加えて樹脂溶液を作製した後、該樹脂溶液に1規定のアンモニア水100質量部を加えて、高速分散機(プライミクス社製、T.K.ロボミクス/T.K.ホモディスパー2.5型翼)により十分に攪拌した。フラスコ内の溶液の温度を25℃に保ちながら、80質量部の脱イオン水を滴下し、さらに、攪拌を継続しながら、脱イオン水20質量部を加えることにより、W/O乳化液を経由して、樹脂材料を含む分散質が分散したO/W乳化液を得た。
次に、O/W乳化液を攪拌容器に移し、O/W乳化液の温度を25℃とした後、5.0%の硫酸ナトリウム水溶液40質量部を滴下し、分散質の合一を行い、合一粒子の形成を行った。硫酸ナトリウム水溶液の滴下後、合一粒子についての体積平均粒径(D50)[μm]が2.5μmに成長するまで攪拌を続けた。合一粒子の体積平均粒径(D50)が2.5μmになったら、脱イオン水20質量部を添加し、合一粒子を含むO/W乳化液を減圧環境下に置き、有機溶剤を留去し、トナー母粒子のスラリー(分散液)を得た。
得られたスラリー(分散液)に対し、固液分離を行い、さらに水中への再分散(リスラ
リー)、固液分離を繰り返し行うことによる洗浄処理を行った。
その後、真空乾燥機を用いて、得られたウェットケーキを乾燥することにより、乾燥トナー粒子を得た。
上記の方法で得られた乾燥トナー粒子30質量部、トナー粒子分散剤(ソルスパース13940;日本ルーブリゾール製)3質量部、ドデシルビニルエーテル(DDVE)70質量部を、セラミック製ポットに入れ、さらにジルコニアボール(ボール直径:1mm)を体積充填率85%になるようにセラミック製ポットに入れ、卓上ポットミルにて回転速度230rpmで24時間分散を行い、トナー粒子分散体10を得た。
得られたトナー粒子分散体10(10質量部)を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄液と同じ質量の新たなドデシルビニルエーテル(DDVE)にて置換し、再分散した。
その後、レシノールS−10(水素添加レシチン、日光ケミカルズ(株)製)0.10質量部、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてX22−163A(信越化学製、両末端エポキシ変性シリコーン)を90質量部、上記式(A−3)で表される光重合開始剤0.30質量部、KAYAKURE−DETX−S(日本化薬(株)製)1質量部を加え、硬化型液体現像剤10を得た。
<比較例2>
ポリエステル樹脂1(67質量部)、顔料(カーボンブラックMA−7;三菱化学(株)製)10質量部、及び顔料分散剤(バイロンV−280:ポリエステル樹脂、東洋紡(株)製)10質量部をヘンシェルミキサーで十分混合した後、ロール内加熱温度100℃の同方向回転二軸押出し機を用い溶融混練を行った。
得られた混練物を冷却後、粗粉砕して粗粉砕トナー粒子を得た。
次いで、ドデシルビニルエーテル(DDVE)85質量部、上記で得られた粗粉砕トナー粒子15質量部、トナー粒子分散剤(ソルスパース13940;日本ルーブリゾール製)1.5質量部を、サンドミルにより24時間混合することにより、トナー粒子分散体10を得た。
得られたトナー粒子分散体11(10質量部)を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄み液と同じ質量の新たなDDVEにて置換し、再分散した。
その後、レシノールS−10(水素添加レシチン、日光ケミカルズ(株)製)0.10質量部、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてジプロピレングリコールジビニルエーテルを90質量部、上記式(A−3)で表される光重合開始剤0.30質量部、KAYAKURE−DETX−S(日本化薬(株)製)1質量部を加え、硬化型液体現像剤11を得た。
なお、実施例及び比較例で用いた、硬化型絶縁性液体の25℃における粘度は、以下の通りである。
ドデシルビニルエーテル(DDVE) 2mPa・s
ジプロピレングリコールジビニルエーテル 2mPa・s
X22−163A(信越化学製、両末端エポキシ変性シリコーン) 30mPa・s
トリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT、新中村化学工業(株)製)
42mPa・s
ポリエステル樹脂1(67質量部)、顔料(カーボンブラックMA−7;三菱化学(株)製)10質量部、及び顔料分散剤(バイロンV−280:ポリエステル樹脂、東洋紡(株)製)10質量部をヘンシェルミキサーで十分混合した後、ロール内加熱温度100℃の同方向回転二軸押出し機を用い溶融混練を行った。
得られた混練物を冷却後、粗粉砕して粗粉砕トナー粒子を得た。
次いで、ドデシルビニルエーテル(DDVE)85質量部、上記で得られた粗粉砕トナー粒子15質量部、トナー粒子分散剤(ソルスパース13940;日本ルーブリゾール製)1.5質量部を、サンドミルにより24時間混合することにより、トナー粒子分散体10を得た。
得られたトナー粒子分散体11(10質量部)を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄み液と同じ質量の新たなDDVEにて置換し、再分散した。
その後、レシノールS−10(水素添加レシチン、日光ケミカルズ(株)製)0.10質量部、硬化型絶縁性液体(重合性液状モノマー)としてジプロピレングリコールジビニルエーテルを90質量部、上記式(A−3)で表される光重合開始剤0.30質量部、KAYAKURE−DETX−S(日本化薬(株)製)1質量部を加え、硬化型液体現像剤11を得た。
なお、実施例及び比較例で用いた、硬化型絶縁性液体の25℃における粘度は、以下の通りである。
ドデシルビニルエーテル(DDVE) 2mPa・s
ジプロピレングリコールジビニルエーテル 2mPa・s
X22−163A(信越化学製、両末端エポキシ変性シリコーン) 30mPa・s
トリメチロールプロパントリアクリレート(A−TMPT、新中村化学工業(株)製)
42mPa・s
<評価>
以下のような評価方法により各硬化型液体現像剤を評価した。結果を表1に示す。
<転写性>
得られた硬化型液体現像剤を、図1及び図2に示す画像形成装置を用いて、画像をポリエチレンテレフタレート(PET)シート上に形成し、硬化前のPETシート上のトナー粒子濃度、及び中間転写ベルト40に残存するトナー粒子の有無を確認した。
具体的な手順は、以下の通りである。
(1)現像ローラ53、感光体52、一次転写ローラ61が離間され、非接触の状態で、図1の矢印の方向に回転差駆動させた。このときの回転速度は250mm/secとした。
(2)現像ローラ53と感光体52とを押し圧5N/cmで接触させ、DC電源を用いてバイアスを設定した。現像バイアスは100〜400の範囲が望ましいため、200Vとした。
(3)感光体52、一次転写ローラ61を押し圧一定で接触させ、DC電源を用いてバイアスを設定した。転写バイアスは1000Vとした。
(4)二次転写ユニット30、二次転写ローラ31を押し圧一定で接触させ、DC電源を用いてバイアスを設定した。転写バイアスは1000Vとした。
(5)硬化型液体現像剤を現像液タンク10に供給し、記録媒体80としてOKトップコート(王子製紙製)の一部にポリエチレンテレフタレート(PET)シート(帝人化成製、パンライト:PC−2151、厚み0.3mm)を貼付したものを用いて、画像を形成し、評価した。
なお、トナー粒子濃度は以下の方法にて測定した。
PETシート上の画像をテトラヒドロフラン(THF)にて溶解洗浄した後、溶解洗浄液を示差熱−熱重量同時測定(TG−DTA)装置にて測定し、100℃から200℃の範囲における硬化型絶縁性液体の重量減分と、250℃以上の範囲におけるトナー粒子成分の重量減分の割合からトナー粒子濃度を算出した。
(評価基準)
A:PETシート上のトナー粒子濃度は60質量%以上かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子はほとんど見られなかった
B:PETシート上のトナー粒子濃度は50質量%以上かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子はほとんど見られなかった
C:PETシート上のトナー粒子濃度は40質量%以上かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子が若干観察された
D:PETシート上のトナー粒子濃度は40質量%未満かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子が若干観察された
E:転写できなかった
以下のような評価方法により各硬化型液体現像剤を評価した。結果を表1に示す。
<転写性>
得られた硬化型液体現像剤を、図1及び図2に示す画像形成装置を用いて、画像をポリエチレンテレフタレート(PET)シート上に形成し、硬化前のPETシート上のトナー粒子濃度、及び中間転写ベルト40に残存するトナー粒子の有無を確認した。
具体的な手順は、以下の通りである。
(1)現像ローラ53、感光体52、一次転写ローラ61が離間され、非接触の状態で、図1の矢印の方向に回転差駆動させた。このときの回転速度は250mm/secとした。
(2)現像ローラ53と感光体52とを押し圧5N/cmで接触させ、DC電源を用いてバイアスを設定した。現像バイアスは100〜400の範囲が望ましいため、200Vとした。
(3)感光体52、一次転写ローラ61を押し圧一定で接触させ、DC電源を用いてバイアスを設定した。転写バイアスは1000Vとした。
(4)二次転写ユニット30、二次転写ローラ31を押し圧一定で接触させ、DC電源を用いてバイアスを設定した。転写バイアスは1000Vとした。
(5)硬化型液体現像剤を現像液タンク10に供給し、記録媒体80としてOKトップコート(王子製紙製)の一部にポリエチレンテレフタレート(PET)シート(帝人化成製、パンライト:PC−2151、厚み0.3mm)を貼付したものを用いて、画像を形成し、評価した。
なお、トナー粒子濃度は以下の方法にて測定した。
PETシート上の画像をテトラヒドロフラン(THF)にて溶解洗浄した後、溶解洗浄液を示差熱−熱重量同時測定(TG−DTA)装置にて測定し、100℃から200℃の範囲における硬化型絶縁性液体の重量減分と、250℃以上の範囲におけるトナー粒子成分の重量減分の割合からトナー粒子濃度を算出した。
(評価基準)
A:PETシート上のトナー粒子濃度は60質量%以上かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子はほとんど見られなかった
B:PETシート上のトナー粒子濃度は50質量%以上かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子はほとんど見られなかった
C:PETシート上のトナー粒子濃度は40質量%以上かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子が若干観察された
D:PETシート上のトナー粒子濃度は40質量%未満かつ中間転写ベルトに残存するトナー粒子が若干観察された
E:転写できなかった
<定着性>
上記転写性の評価において形成された画像を、室温において、ランプ出力120mW/cm2の高圧水銀ランプにより150、200、400mJ、/cm2(測定波長365nm)の光量を照射して、硬化膜を形成した。硬化直後の膜表面を触指し、表面タック(粘着性)の有無を確認した。画像部の層厚みが薄膜であると、低いエネルギーで硬化可能となり、定着性が向上する。
(評価基準)
A:150mJ/cm2の光量において、タックがまったく認められない
B:200mJ/cm2の光量において、タックがまったく認められない
C:400mJ/cm2の光量において、タックがまったく認められない
D:400mJ/cm2の光量において、タックが認められた
E:評価できなかった
上記転写性の評価において形成された画像を、室温において、ランプ出力120mW/cm2の高圧水銀ランプにより150、200、400mJ、/cm2(測定波長365nm)の光量を照射して、硬化膜を形成した。硬化直後の膜表面を触指し、表面タック(粘着性)の有無を確認した。画像部の層厚みが薄膜であると、低いエネルギーで硬化可能となり、定着性が向上する。
(評価基準)
A:150mJ/cm2の光量において、タックがまったく認められない
B:200mJ/cm2の光量において、タックがまったく認められない
C:400mJ/cm2の光量において、タックがまったく認められない
D:400mJ/cm2の光量において、タックが認められた
E:評価できなかった
<画像濃度>
上記定着性の評価で得られた、硬化膜が形成された画像の良否を目視で確認した。
A:高濃度かつ高精細な画像が得られた
B:若干濃度が劣るものの、十分な濃度の画像が得られた
C:画像濃度の低下がみられた
D:評価できなかった
上記定着性の評価で得られた、硬化膜が形成された画像の良否を目視で確認した。
A:高濃度かつ高精細な画像が得られた
B:若干濃度が劣るものの、十分な濃度の画像が得られた
C:画像濃度の低下がみられた
D:評価できなかった
表1の結果から、従来技術である比較例1〜2では、充分な静電転写ができていないことがわかる。これに対して本発明の実施例1〜13では、記録媒体上への充分な静電転写により高濃度で薄膜な画像が形成できていることがわかる。
10C、10M、10Y、10K:現像液容器、11C:製膜対向電極、12C:回収ユニット、13C、13M、13Y、13K:現像液供給ポンプ、14C:現像剤回収ポンプ、20:プリウエットローラ、21:プリウエット対向ローラ、30:二次転写ユニット、31:二次転写ローラ、40:中間転写ベルト、41:ベルト駆動ローラ、42:従動ローラ、50C、50M、50Y、50K:画像形成ユニット、51C、51M、51Y、51K:現像ユニット、52C、52M、52Y、52K:感光体、53C:現像ローラ、54C:濃縮ローラ、55C:クリーニングローラ、56C:露光ユニット、57C:帯電ユニット、58C:除電ユニット、59C:回収ブレード、60C、60M、60Y、60K:一次転写ユニット、61C、61M、61Y、61K:一次転写ローラ、80:記録媒体、90:現像剤硬化ユニット
Claims (7)
- 顔料及び樹脂を含むトナー粒子、並びに硬化型絶縁性液体を含有する硬化型液体現像剤であって、
該硬化型絶縁性液体の25℃における粘度が、1mPa・s以上100mPa・s以下であり、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が50質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をA(mPa・s)とし、
該硬化型液体現像剤中の該トナー粒子濃度が1質量%のときの、該硬化型液体現像剤の25℃における粘度をB(mPa・s)としたときに、
A−Bの値が1000mPa・s以下
であることを特徴とする硬化型液体現像剤。 - 前記硬化型絶縁性液体が、紫外線硬化型絶縁性液体である、請求項1に記載の硬化型液体現像剤。
- 前記紫外線硬化型絶縁性液体が、カチオン重合性のビニルエーテル化合物を含有する、請求項2に記載の硬化型液体現像剤。
- 前記トナー粒子の平均円形度が、0.948以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化型液体現像剤。
- 前記トナー粒子の平均円形度が、0.970以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化型液体現像剤。
- 前記トナー粒子の体積平均粒径が、0.1μm以上1.2μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化型液体現像剤。
- 像担持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像担持体の表面に形成された前記静電潜像を、硬化型液体現像剤により現像して、画像を形成する現像工程、
前記像担持体の表面に形成された前記画像を記録媒体上に転写する転写工程、及び、
前記記録媒体に転写された前記画像を硬化させて前記記録媒体に画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記硬化型液体現像剤が、請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化型液体現像剤であり、
前記記録媒体に転写された前記画像中のトナー粒子濃度が40質量%以上80質量%以下であることを特徴とする画像形成方法。
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