JP2020197551A - 液体現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
電子写真感光体などの像担持体の表面を帯電し(帯電工程)、
露光により像担持体の表面に静電潜像を形成し(露光工程)、
形成された静電潜像を現像剤(トナー)で現像してトナー像を形成し(現像工程)、
紙やプラスチックフィルムなどの記録媒体に該トナー像を転写し(転写工程)、
転写されたトナー像を記録媒体に定着して(定着工程)、
画像(印刷物)を得る方法である。
顔料などの着色剤及びバインダー樹脂を含むトナー粒子を、乾式状態で用いる乾式現像剤と、
顔料などの着色剤及びバインダー樹脂を含むトナー粒子をキャリア液(電気絶縁性液体)に分散した液体現像剤と
に大別される。
結着樹脂及び着色剤を含むトナー粒子、並びに
キャリア液
を含有する液体現像剤であって、
該結着樹脂が、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットを有する重合体Aを含み、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも1種の重合性単量体であり、
該結着樹脂のSP値をSPB(J/cm3)0.5とし、該キャリア液のSP値をSPC(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)を満たすことを特徴とする液体現像剤である。
1.5≦SPB−SPC ・・・ (1)
炭素数18〜36の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンエイコサニル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸リグノセリル、(メタ)アクリル酸セリル、(メタ)アクリル酸オクタコサ、(メタ)アクリル酸ミリシル、(メタ)アクリル酸ドドリアコンタ等]、及び
炭素数18〜36の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸2−デシルテトラデシル等]
等が挙げられる。
1.5≦SPB−SPC ・・・ (1)
SPB−SPCが1.5未満である場合、トナー粒子とキャリア液の親和性が高まり、重合体Aを含む結着樹脂を用いても、液体現像剤の長期間の保存により、トナー粒子同士の融着が起こりやすくなる。
ニトリル基を有する単量体:例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。
エステル基を有する単量体:例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、オクチル酸ビニルなどのビニルエステル等。
3.00≦SP21−SP11≦25.00 ・・・ (3)
21.00≦SP21 ・・・ (4)
また、第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(5)及び(6)を満足することが好ましい。
0.60≦SP22−SP12≦15.00 ・・・ (5)
18.30≦SP22 ・・・ (6)
なお、本発明におけるSP値の単位は、(J/m3)0.5であるが、1(cal/cm3)0.5=2.045×103(J/m3)0.5によって、(cal/cm3)0.5の単位に換算することができる。
SP値がSP111のモノマーユニットAを第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニット全体のモル数を基準としてAモル%含み、
SP値がSP112のモノマーユニットBを第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニット全体のモル数を基準として(100−A)モル%含む
場合のSP値(SP11)は、
SP11=(SP111×A+SP112×(100−A))/100
である。第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニットが3種以上含まれる場合も同様に計算する。一方、SP12も同様に、それぞれの第一の重合性単量体のモル比率で算出した平均値を表す。
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。
C.I.ピグメントグリーン7、8、36。
C.I.ピグメントオレンジ66、51。
カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック。
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。
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
などが挙げられる。
ジメチルブタン、ジメチルペンタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカンなどの炭化水素系液体;
アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、アイソパーV(エクソンモービル社)、シェルゾールA100、シェルゾールA150(シェルケミカルズジャパン株式会社)、モレスコホワイトMT−30P(株式会社MORESCO)などのパラフィン系液体;
シリコーンオイル;
ビニルエーテル類
などが挙げられる。
本発明において、重合性単量体及び重合性単量体に由来するユニットのSP値は、コーティングの基礎と工学(53ページ、原崎勇次著、加工技術研究会)記載のFedorsによる原子及び原子団の蒸発エネルギーとモル体積から計算で求めた値である。
本発明の液体現像剤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。
本発明の液体現像剤は、以下のような画像形成方法に好適に用いることができる。
重合体AのTHF可溶分の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
カラム:ShodexKF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
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(例えば、商品名「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」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
融点(Tp)は、示差走査熱量分析装置(商品名:Q2000、TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
なお、測定においては、一度180℃まで昇温させて10分間保持し、続いて10℃/分の降温速度で30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度60〜90℃の範囲における温度―吸熱量曲線の最大吸熱ピークになる温度を重合体Aの融点の融解ピーク温度(Tp)とする。
トナー粒子の体積平均粒径(体積平均粒子径)は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(商品名:LA−950、堀場製作所製)を用いて測定する。
・溶媒:トルエン 100.0部
・単量体組成物 100.0部
この単量体組成物は、以下のアクリル酸ベヘニル、酢酸ビニルを以下に示す割合で混合したものである。
・アクリル酸ベヘニル(第一の重合性単量体) 79.0部(45.9モル%)
・酢酸ビニル(第二の重合性単量体) 21.0部(54.1モル%)
・重合開始剤:t−ブチルパーオキシピバレート(商品名:パーブチルPV、日油社製) 0.5部
還流冷却管、撹拌機、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。続いて、上記溶解液を25℃まで降温した後、1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分を濾別し、さらにメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して重合体A1を得た。重合体A1の重量平均分子量は63600、融点は58.2℃であった。
重合体A1の製造例において、それぞれの重合性単量体及び部数を表1となるように変更した以外は同様にして反応を行い、重合体A2〜A13を得た。重合体A1〜A13の物性を表1〜4に示す。
SA:ステアリルアクリレート
MYA:ミリシルアクリレート
OA:オクタデシルアクリレート
MN:メタクリロニトリル
AM:アクリルアミド
VA:酢酸ビニル
MA:アクリル酸メチル
St:スチレン
(液体現像剤1の製造)
・重合体A1 83部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 17部
上記材料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し出し機を用い溶融混練を行い、得られた混合物を冷却、粗粉砕して粗粉砕トナー粒子を得た。
9mLガラスサンプル瓶に液体現像剤1を入れ、40℃恒温槽に90日静置保管した。90日後に沈降したトナー粒子を再分散させ、前述した体積平均粒径の測定方法で一次粒径(現像剤作製後の体積平均粒径±10%)に戻るかどうかを以下の基準により評価した。
液体現像剤1は90日間静置保管後も振盪を加えることで容易に一次粒径に戻った。
A:沈降したトナーを振盪することで一次粒径に戻る。
B:沈降したトナーを薬さじでほぐし、振盪することで一次粒径に戻る。
C:沈降したトナーを薬さじでほぐし、超音波分散させることで一次粒径に戻る。
D:沈降したトナーを薬さじでほぐし、超音波分散させても一次粒径に戻らないトナーが存在する。
E:沈降したトナーをほぐし、再分散させることができない。
図1に示す画像形成装置を用いて、単色現像可能に、さらに定着器ユニットを独立駆動できるように改造して評価に使用した。
A:2.0%未満
B:2.0%以上5.0%未満
C:5.0%以上9.0%未満
D:9.0%以上15.0%未満
E:15.0%以上
(液体現像剤2の製造)
・重合体A1 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を液体現像剤1の製造と同様にして粗粉砕トナー粒子を得た。
実施例1と同様にして保存安定性の評価をしたところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、B評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、A評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤3の製造)
・重合体A1 80部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 20部
上記材料を液体現像剤1の製造と同様にして粗粉砕トナー粒子を得た。
実施例1と同様にして保存安定性の評価をしたところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、B評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤4の製造)
液体現像剤2のアイソパーL(商品名)(エクソンモービル社製)をシリコーンオイル(KF−96L−2cs;信越シリコーン社製)に置き換えること以外は液体現像剤2の製造と同様にして液体現像剤4を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、B評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤5の製造)
・重合体A2 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤5を得た。
実施例1と同様にして保存安定性の評価をしたところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、B評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、B評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤6の製造)
・重合体A3 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤6を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、C評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤7の製造)
・重合体A4 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤7を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、C評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤8の製造)
・重合体A5 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤8を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、C評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤9の製造)
・重合体A6 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤9を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、C評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤10の製造)
・重合体A7 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤10を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散を行っても一次粒径に戻らないトナー粒子が存在した。実用上問題ないレベルだったが、D評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、C評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤11の製造)
・重合体A8 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤11を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散することで一次粒径に戻すことができ、C評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、D評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤12の製造)
・重合体A9 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤12を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散を行っても一次粒径に戻らないトナー粒子が存在した。実用上問題ないレベルだったが、D評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、B評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤13の製造)
・重合体A10 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤13を得た。
実施例1と同様にして保存安定性の評価をしたところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、B評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、D評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤14の製造)
電荷制御剤として水素添加レシチン(商品名:レシノールS−10、日光ケミカルズ株式会社製)0.10部を使用すること以外は、液体現像剤13と同様にして液体現像剤14を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散を行っても一次粒径に戻らないトナー粒子が存在した。実用上問題ないレベルだったが、D評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、D評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤15の製造)
・重合体A11 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤15を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、トナーの初期再分散のために薬さじでほぐす処理が必要であり、さらに超音波洗浄器を用いて再分散を行っても一次粒径に戻らないトナー粒子が存在した。実用上問題ないレベルだったが、D評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、C評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤16の製造)
・重合体A12 81部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 19部
上記材料を用いて、液体現像剤1の製造と同様の工程を実施し、液体現像剤16を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、沈降したトナーをほぐし、再分散させることが不可能であり、E評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、E評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
(液体現像剤17の製造)
液体現像剤2のアイソパーL(商品名)(エクソンモービル社製)をエチレングリコールジエチルエーテル(EGDEA)に置き換えること以外は液体現像剤2の製造と同様にして液体現像剤17を得た。
実施例1と同様にして評価したところ、沈降したトナーをほぐし、再分散させることが不可能であり、E評価とした。
実施例1と同様にして評価したところ、B評価であった。また、上部ローラーへのオフセット付着は発生していなかった。
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 現像液回収ポンプ
20 プリウエットローラー
21 プリウエット対向ローラー
30 二次転写ユニット
31 二次転写ローラー
40 中間転写ベルト
41 ベルト駆動ローラー
42 従動ローラー
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 現像ローラー
54C 濃縮ローラー
55C クリーニングローラー
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 一次転写ローラー
70 予備加熱手段
80 記録媒体
90、91 定着ローラー
Claims (8)
- 結着樹脂及び着色剤を含むトナー粒子、並びに
キャリア液
を含有する液体現像剤であって、
該結着樹脂が、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットを有する重合体Aを含み、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも1種の重合性単量体であり、
該結着樹脂のSP値をSPB(J/cm3)0.5とし、該キャリア液のSP値をSPC(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)を満たすことを特徴とする液体現像剤。
1.5≦SPB−SPC ・・・ (1) - 前記重合体Aが、
前記第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び
前記第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニット
を有し、
該重合体A中の前記第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0〜60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0〜95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(3)及び(4)を満足する請求項1に記載の液体現像剤。
3.00≦(SP21−SP11)≦25.00 ・・・ (3)
21.00≦SP21 ・・・ (4) - 前記重合体Aが、
前記第一の重合性単量体、及び
前記第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該組成物中の前記第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22と(J/cm3)0.5したとき、下記式(5)及び(6)を満足する請求項1に記載の液体現像剤。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・ (5)
18.30≦SP22 ・・・ (6) - 前記キャリア液が、パラフィン系液体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体現像剤。
- 前記トナー粒子の体積平均粒径が、0.30〜1.50μmである請求項1〜5のいずれか1項に記載の液体現像剤。
- ホスホン酸アルコールエステルを含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の液体現像剤。
- 像担持体の表面を帯電する帯電工程と、
露光により該像担持体の表面に静電潜像を形成する露光工程と、
形成された該静電潜像を液体現像剤で現像してトナー像を形成する現像工程と、
記録媒体に該トナー像を転写する転写工程と、
転写された該トナー像に含有されるキャリア液を乾燥させ、該トナー像に含有されるトナー粒子を記録媒体に定着する定着工程
を有する画像形成方法において、
該液体現像剤が、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液体現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
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