JP3766020B2 - 液体現像剤、その製造方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真画像を形成する静電荷現像用の液体現像剤及びその製造方法並びに液体現像剤を用いた際の感光体から被転写体への現像画像の転写が熱や圧力により良好に行われる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真において紙等の記録媒体に良好な画像を形成するためには、感光体上の現像色素ドットで構成されるトナー画像を感光体から転写ローラ等の被転写体に効率よく転写する必要がある。この転写方法には電界を用いる方法と熱や圧力を用いる方法とがある。
【0003】
電界を用いる方法は、感光体表面に被転写体を近接または接触させ、被転写体側がトナーの電荷と反対極性となるように被転写体の背面からコロナ放電を行ってトナー粒子を被転写体に吸引し転写を促進する方法で、広く用いられている。しかしながら、この方法は被転写体の電気抵抗値の影響を受けやすく、温度や湿度の変化にも敏感である。あるいは、感光体と被転写体の間に直流バイアスを印加して転写する方法もあるが、トナーへの電荷注入等により画像乱れや転写効率の低下を招くことが多い。これらの問題は電界を用いる方法が持つ本質的な欠点であり、乾式、湿式を問わず生ずる問題である。
【0004】
これに対して、熱や圧力を用いて転写する方式は、温度や湿度の影響を受けることなく高画質を維持したまま被転写体に高効率で転写できる点で優れている。しかし、この方式を実現するには感光体表面の剥離性が非常に高い必要があるため、感光体表面を剥離性の高い薄膜で被覆するなどの工夫が必要である。
【0005】
液状現像剤のトナーは、一般に、自己定着(定着器を用いなくとも室温で定着する)することが前提となるので、そのためには使用する樹脂のTg温度が室温以下のものが用いられるが、このような樹脂の粒子は接着力が強いため、上述した熱及び圧力による転写方式を採用した際に、連続的な使用によって少しでも感光体表面の剥離性が低下すると感光体に接着し、転写不良を招き易い。また、その柔らかさによって、感光体上で多少の力を受けると容易にフィルム状に変形する。フィルム状になったトナーは、感光体からの転写が阻害され易く、特に感光体表面の剥離性が局所的に低下した時に転写阻害が広範囲に広がる。
【0006】
一方、特公昭63−33141号公報に見られるように、Tg温度が室温以上の樹脂を使用してトナーを作製した例もある。同公報では、樹脂が可溶な溶媒(例えば塩素系の溶媒)に樹脂を溶解した状態で着色剤を混合した後、樹脂が不溶なキャリア溶媒にこの混合物をトナー粒子として分散させて、液状現像剤を調製している。このような現像剤のトナー粒子は、Tg温度が室温以下の樹脂によるトナー粒子に比べれば、通常時における感光体への接着及びフィルム状への変形は起こし難い。しかし、熱や圧力での転写方式を採用した場合には、被転写体への転写時に感光体と強く押し付けられることにより樹脂粒子が塑性変形して互いに接着しフィルム状になり易い。感光体との接着力も強くなる。従って、転写効率の低下が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、上述のような問題を解決し、解像度が高く、帯電性が安定していて、特に圧力や熱でトナー画像を被転写体に転写する方式において繰り返し使用された場合も初期の特性を維持し得る静電荷現像用液体現像剤及びその製造方法を提供する。
【0008】
又、本発明においては、上記の液体現像剤を用いた画像形成に適した画像形成装置を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る静電荷現像用液体現像剤は、樹脂及び色素粒子を有するトナー粒子と、電気絶縁性の担体液とを備え、前記色素粒子は、顔料からなり、前記樹脂の表面に偏って分布して前記トナー粒子間での前記樹脂同士の接触を防止することを要旨とする。
【0010】
上記色素粒子の偏った分布は、ミクロ粘弾性分布測定によるトナー粒子画像において、トナー中心部の粘弾性よりも高い粘弾性を持つ厚さ10nm以上の表面層の存在として検出することができる。
【0011】
また、本発明の他の態様によれば、静電荷現像用液体現像剤は、電気絶縁性の担体液と前記担体液に分散されたトナー粒子とを有する静電荷現像用液体現像剤であって、前記トナー粒子は、前記担体液に不溶な樹脂粒子と、前記樹脂粒子の表面を被覆する色素粒子とを有し、前記色素粒子は顔料からなることを特徴とする。
【0012】
上記樹脂粒子のガラス転移温度が30℃以上であってよい。また、前記トナー粒子は、更に、電荷制御剤を含有してもよい。
【0013】
更に、本発明の静電荷現像用液体現像剤の製造方法は、電気絶縁性の担体液に、前記担体液に不溶性の樹脂粒子、及び顔料をそれぞれ独立に加えた後、前記担体液を前記樹脂のガラス転移温度以下の温度において攪拌して前記樹脂粒子表面に前記顔料を付着させることを特徴とする。
【0015】
上記構成に従って、色素粒子が感光体の表面でスペーサのような働きをし、圧力が加わって樹脂が塑性変形してもトナー粒子の過度な接着を抑制できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
液体現像剤は、着色剤とバインダ樹脂とを主成分とするトナー粒子を液体分散媒に分散担持させたもので、従来のトナーは、着色剤つまり色素粒子とバインダ樹脂との均一混合物を粒子化したものである。従って、トナー粒子の表面には樹脂が曝されている。樹脂は、接触により互いに接着し易いので、表面が樹脂で構成されるトナー粒子同士は、Tg温度が室温以上であっても、多少の負荷や加熱によって塑性変形及び接着を起こしてフィルム状になる。溶剤に溶解したTg温度が室温以上の樹脂と色素との混合物からトナーを作成する特公昭63−33141号公報の場合も同様で、トナー粒子の表面には樹脂が曝され、フィルムを形成し易い性質を持っている。
【0017】
本発明は、液体現像剤のトナー粒子の構造を改良し、トナー粒子同士が圧接しても接着しないように色素粒子の分布をトナー粒子表面に偏らせてトナー粒子表面に樹脂が曝されるのを抑制したもので、樹脂粒子の表面が色素粒子で実質的に被覆された構造を有する。トナー粒子同士の接着を防止することが要点であるので、必ずしも樹脂粒子の表面が完全に色素粒子で被覆される必要はない。色素粒子の間で樹脂が曝されても色素粒子がスペーサーとして作用して樹脂粒子同士の接触は防止される。従って、樹脂粒子表面にある色素粒子がトナー粒子間で樹脂粒子同士の接触を抑制できればよい。
【0018】
上述のような液体現像剤の製造は、例えば、トナー用樹脂粒子及び色素粒子が液体分散媒に分散した状態で、温度を樹脂のTg温度以下に保持しながら混練して色素粒子を樹脂粒子表面に圧着させることにより達成される。これには、樹脂分散液に色素粒子を加えて混練する形態、色素粒子の分散液に樹脂粒子または樹脂分散液を徐々に加えながら混練する形態などがある。この段階で、温度が樹脂のTg温度を越えると色素粒子が樹脂中に埋没し易くなるので、Tg温度以下であるのが好ましい。但し、樹脂表層部のみが軟化するように混練初期のみTg温度付近に昇温することは色素粒子の被覆効率を高める上で有効である。樹脂粒子を分散させる分散媒は、樹脂及び色素粒子が溶解しないものであれば特に制限はないが、液体現像剤のトナー担体液である電気絶縁性液媒に樹脂粒子を分散した状態で色素粒子と混練すると、液体現像剤の調製工程中に液媒の置換を必要としないので好ましい。分散媒の容積は、操作中の発熱の抑制及び混練の効率を考慮して、固形分(色素粒子及び樹脂粒子)の重量に対して2〜25L/kg程度(総重量に対する固形分含量で概して5〜49wt%)となるように調整するのが好ましい。樹脂粒子の粒径は、トナー粒子の大きさ及び画像の解像度に影響を及ぼすので、これを考慮して0.1〜5μm程度が好ましい。用いる色素の1次粒径は、樹脂粒子の粒径以下、好ましくは樹脂粒径の1/250〜1/10(0.4%〜10%)程度の大きさのものを採用して添加するのが好ましい。一般的な混練操作で用いられるグラインダ等を用いて、30分程度以上、好ましくは120分以上混練を行うことにより色素粒子が樹脂表層部に圧着あるいは部分的に埋設されて樹脂表面はおおよそ色素粒子で被覆される。上記のような方法に従って一般に入手可能な樹脂及び色素を用いて液体現像剤を調製すると、トナー粒子は、例えば図1〜4にSEM写真で示すような構造になり、このようなトナー粒子の断面を模式的に示すと、図5(a)のようになる。色素粒子Cは樹脂粒子R表面に圧着され、混練時の圧力によっては樹脂粒子に部分的に埋設される。
【0019】
樹脂粒子表面の色素粒子による被覆率は、近似的に下記のように換算することができる。即ち、樹脂粒子及び色素粒子を図5(b)のように球形と仮定すると、色素粒子Bの樹脂粒子Aへの投影面積は、樹脂粒子Aの半径a及び色素粒子Bの半径bから近似的に、
投影面積=π(ab/(a+b))2
とすることができるので、1個の色素粒子Bによる樹脂粒子Aの被覆率は、
π(ab/(a+b))2/4πa2=b2/4(a+b)2
となる。従って、樹脂粒子Aの比重na、色素粒子Bの比重nb、及び、付着させた色素粒子Bの樹脂粒子Aに対する重量比Kから、色素粒子Bによる樹脂粒子A表面の被覆率θを換算すると、
θ=Knaa3/[4nbb(a+b)2]
とすることができる。この換算値に基づいた場合、液体現像剤の被覆率θが約3.5%以上において、樹脂どうしの接触を防止する効果が飛躍的に発揮され、本発明の目的が実質的に達成される。実際の粒子の被覆率は、粒子の製造方法や混練中の粒子破砕などによって上記とは異なるが、目安として用いることができ、SEM写真等による確認を行いながら現像剤の製造条件を適宜調整すればよい。
【0020】
樹脂粒子表面に色素粒子を付着させたトナー粒子の内部及び表面の情報を可視化する方法として、トナー粒子をエポキシ樹脂等に包埋してミクロトームによる切片サンプルを作製した上でSEM又はTEMで観察する方法がある。あるいは、観察すべき粒子が非常に小さい(1μm以下)場合は、AFM(Atomic Force Microscope)によるミクロ粘弾性分布測定を行う方法もある。これは、圧電素子によりカンチレバーを1〜10kHzで振動させ、これによる試料の変形振動を検出し、粘弾性の違いを明暗のコントラストで表示する方法で、わずかな粘弾性の違いを区別して可視化することができる。トナー粒子の測定においては、樹脂よりも高硬度の色素粒子が高粘弾性であるので、トナー粒子内部と表面とで色素粒子の分布密度が異なるとその違いを粘弾性の相違により観察することができる。従って、粒子構造の観察方法として有効である。前述の製法に従って調製したトナー粒子のミクロ粘弾性分布測定による画像では、色素粒子の分布がトナー粒子表面に偏っていることにより、粒子内部よりも粘弾性が高い高粘弾性層がトナー粒子表面に存在するのが観察される(後述の図8参照)。好適なトナー粒子では、概して、画像中の高弾性層の厚さが約10nm以上、好ましくは10nm〜1μmとなり、このようなトナー粒子により安定して精細な電子写真画像を形成することができる。
【0021】
樹脂粒子表面に色素粒子を付着させたトナー粒子の分散液は、電荷制御剤、ワックス等の助剤を必要に応じて添加し、適切な分散濃度となるように液媒量を調整することにより液体現像剤が得られる。Tg温度が常温以下の樹脂を用いても本発明の液体現像剤を得ることができるが、トナー粒子が変形し易く、製造工程の制御も厳しくなるので、Tg温度が常温以上の樹脂を選択するのが好ましい。
【0022】
以下に上述において概説した液体現像剤の各成分を具体的に説明する。
【0023】
本発明に使用する樹脂は、分散媒である電気絶縁性担体液に不溶な樹脂であれば公知慣用のものがいずれも使用でき、必要に応じて複数種の樹脂を混合して用いてもよい。また、必要に応じて、本発明の技術的効果を妨げない範囲の添加量において、その他の樹脂を併用しても良い。Tg温度が室温以上であるものが望ましく、市販の調製された非水溶媒分散樹脂の中で、使用する溶媒に不溶でTg温度が室温以上のものは、いずれも好適に使用できる。具体的には、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂等が挙げられる。本発明の条件を満たしていれば新規な構造あるいは合成法を用いて作製した樹脂であっても良い。例えば、特開昭55−71713号公報、特開昭55−90521号公報等には、脂肪族炭化水素に可溶性の重合体と該溶剤に不溶性の重合体のグラフト重合体を非水分散樹脂として用いる液体現像剤が提案されているが、このような特殊な樹脂から、樹脂全体のTg温度が室温以上で電気絶縁性担体液に実質的に不溶なものを選択して用いても良い。
【0024】
本発明において用いられる電気絶縁性担体液としては、例えば109Ω・cm以上の高い電気抵抗と3以下の低い誘電率を有する有機溶剤を使用する事ができ、例えば、ヘキサン、ペンタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカンのほか、エクソン化学(株)からアイソパーH,G,K,L,M等の商品名の下に販売されている有機溶剤のような68〜250℃の温度範囲に沸点を有する各種の脂肪族炭化水素溶剤を使用することができる。これらは単独でも2種以上の併用でもよい。
【0025】
本発明における着色剤として不溶性の顔料及び/または染料が用いられる。これらについては、特に制限はなく、従来公知の各種染料または顔料を使用することができ、具体例としては、例えば、カーボンブラック:C.I.ピグメント・イエロー1、同3、同74、同97、同98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料や、同181等のイミダゾロン系モノアゾ黄色:C.I.ピグメント・イエロー12、同13、同14、同17等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料:C.I.ソルベント・イエロー19、同77、同79、C.I.ディスパース・イエロー164等の黄色染料:C.I.ピグメント・レッド48、同49:1、同53:1、同57、同57:1、同81、同122、同5、同146等の赤色もしくは紅色顔料:C.I.ソルベント・レッド49、同52、同58、同8等の赤色系染料:C.I.ピグメント・ブルー15:3、15:4等の銅フタロシアニン及びその誘導体の青色系染顔料:C.I.ピグメント・グリーン7、同36(フタロシアニン・グリーン)等の緑色顔料等が使用可能である。これらの染料・顔料は単独で用いても2種以上混合して用いても良い。
【0026】
本発明の液体現像剤のトナーは、必要に応じて、電荷制御剤を配合することができ、静電荷現像用液体現像剤に通常用いられているものをいずれも使用することができる。例えば、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、オレイン酸銅、オレイン酸コバルト、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸コバルト、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸カルシウム、大豆レシチン、アルミニウムオクトエート等が挙げられる。
【0027】
また、ワックス等の助剤を配合してもよく、通常、静電荷現像用液体現像剤に用いられるものをいずれも使用することができる。例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックスポリプロピレンワックス、エチレン共重合体、プロピレン共重合体等が挙げられる。
【0028】
上述の電荷制御剤やワックス等のような助剤は、色素を付着する前のバインダ樹脂中に配合して用いることができる。
【0029】
上述に従って調製される液体現像剤は、後述する実施例で示す図1〜4及び7〜8のようなトナー粒子を有し、熱や圧力を用いて感光体から被転写体を介して記録媒体に転写する一般的な電子写真画像形成装置において好適に用いられるが、以下に説明するような図6の画像形成装置に適用すると更に有効である。
【0030】
図5の画像形成装置は、帯電チャージャ1、剥離性表面層12を有するアモルファスシリコン感光体13からなる潜像保持体10、レーザ光学デバイス2、現像ユニット30、スクイーズローラ4、溶媒除去ユニット5、中間転写媒体50及びバックアップローラ8を有する。現像ユニット30は、潜像保持体10と所定のギャップをおいて配置される現像ローラ32を備え、帯電チャージャ1によって均一に帯電された潜像保持体(感光体)10にレーザ光学デバイス2による露光で形成される潜像は、現像ローラ32によって供給される液体現像剤によってトナーが凝集した可視像となる。余剰の現像剤及び担体液はスクイーズローラ4によってかき取られ、さらに溶媒除去ユニット5でトナー画像部以外の部分はほぼ完全に乾燥される。潜像保持体10上のトナー画像は、熱および圧力によって中間転写媒体50上に転写された後、バックアップローラ8によって記録媒体9上に押圧、転写される。潜像保持体10表面はクリーニングローラ6によって洗浄される。
【0031】
上記画像形成装置において、潜像保持体10は中間転写媒体50に対して約15〜20kg/cm2の圧力がかけられ、中間転写媒体50とバックアップローラ8との間にも約7.5〜10kg/cm2の圧力がかけられている。更に、潜像保持体10の表面速度が中間転写媒体50の表面速度に対して約2〜3%速くなるように回転速度が設定される。中間転写媒体50とバックアップローラ8との間には特別速度差を設ける設定にはしておらず、中間転写媒体50に対して従動させている。このような周速差と圧力とによりトナー画像にずり応力が作用し、転写効率が向上する。このような構成の装置を用いるとき、トナー粒子が圧力に耐性を有する必要があり、又、圧力が負荷された時に必要以上のトナー粒子のフィルム化が防止される必要がある。本発明に従って液体現像剤のトナー粒子を硬い樹脂とこれを被覆する色素粒子で構成することにより、トナー画像は感光体との接着力(粘着力)を小さく維持することができ、上記装置により高い転写効率で画像形成を行うことができる。
【0032】
本発明の一実施形態として、画像形成及び転写は例えば下記のように行われる。
【0033】
帯電チャージャ1で潜像保持体10上が+750Vの表面電位に均一に帯電され、600dpi相当のレーザ光学デバイス2で露光され、露光部の電位は+100Vとなる。現像ユニット30は、ステンレス製の現像ローラ32が潜像保持体表面に対して100μmのギャップを保つように設定されており、潜像保持体は周速220mm/secで回転し、現像ローラ32の周面と潜像保持体10の周面とが同方向に走行するように現像ローラ32は潜像保持体と逆回転方向に3倍速で回転し、これにより現像液31が供給される。現像液は正極性であり、+600Vの電位が付与された現像ローラが対抗電極となって露光部にのみ選択的にトナーが泳動し、画像が形成される。さらに、潜像保持体10表面に対して50μmのギャップを保って配置されたステンレス製のスクイーズローラ4が、潜像保持体10と同じ回転方向に回転して、周速220mm/secで走行する潜像保持体10の周面に対して反対方向に3倍速でスクイーズローラ4の周面が走行することにより、過剰な溶媒が除去される。さらに溶媒除去ユニット5でトナー画像部以外の部分はほぼ完全に乾燥され、トナー画像部は0〜20wt%程度の溶媒を含んでいる。尚、溶媒除去ユニット5には、通常、溶媒を吸収する多孔質のウレタンローラかまたは吹き付け乾燥するためのエアブロア等が備えられ、両方を使用しても良い。中間転写媒体50は基軸51に設けられた加熱源53によって80℃に加熱され、潜像保持体10上のトナー画像は、熱および圧力によって中間転写媒体50の表面を被覆する厚さ200μmのシリコーンゴム層52上に転写される。中間転写媒体50は213.4mm/secの周速で走行する。更に、加熱源によって80℃に加熱されたステンレス製バックアップローラ8によって、トナー画像は記録媒体9に転写される。バックアップローラ8は中間転写媒体50と等速で走行する。
【0034】
上記構成では、画像形成が単色トナーによって行われるが、もちろんフルカラー画像を形成するように構成してもよい。この場合、各色毎に、帯電チャージャ1、現像ユニット30及びスクイーズローラ4による画像形成操作を行って色数分だけ画像形成操作を繰り返すように構成すればよい。また、同一潜像保持体上に現像ユニットをならべて配置し、1回転でフルカラー画像を形成する構成にしても良い。
【0035】
さらに、中間転写媒体50は、ベルト状のシートで構成してもよく、この場合には、潜像保持体10及びバックアップローラ8との接触位置に、シートの内表面を支持するローラを2つ備える。
【0036】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0037】
【実施例】
[実施例1]
比重が1.1のポリエステル樹脂(商品名:NE−384、花王社製)16重量部及び溶媒(商品名:アイソパーL、エクソン化学社製)180重量部をサンドグラインダに投入し、ベッセルを水冷しながら1分間に1500回転のスピードで2時間混合撹拌し、固形分8.16wt%の樹脂分散液を得た。混合中、温度を樹脂のTg温度以下に保つように注意して樹脂が可塑化しないようにした。この時分散した樹脂の平均粒径は約5μmであった。この溶液にさらに、平均一次粒径が50nmで比重が2.0のフタロシアニンブルー(商品名:KET BLUE111、DIC社製)4重量部を添加し、同様の条件で2時間攪拌混合した。こうして固形分10wt%の着色樹脂分散液を得た。
【0038】
この着色樹脂分散液100重量部に対して、ナフテン酸ジルコニウム(不揮発分49wt%、大日本インキ化学社製)を2重量部添加し、固形分約10wt%の液体現像剤濃縮液を得た。さらにこの濃縮液を溶媒(アイソパーL、エクソン化学社製)で10倍に希釈し、最終の液体現像剤(シアン)を得た。この現像剤をゼータ電位測定装置(ESA−9800、メイテックアプライドサイエンス社製)で測定したところ、+85mVのゼータ電位を持ち、粒子径測定装置(LA−920、堀場製作所製)により測定した体積平均粒子径は約5μmであった。
【0039】
このようにして得られた液体現像剤を室温で乾燥させてトナー粒子のSEM像を観察したものを図1,図2に示す。図1は15000倍の倍率でトナー粒子1粒を撮影したものである。粒子径は大きめで10μm弱あり、不定形状をしているのが分かる。この表面をさらに拡大して60000倍で観察したものが図2である。図2の表面のやや明るく見える粒子状(200〜20nm)のものが顔料である。このように、顔料粒子は樹脂粒子表面に存在して樹脂を被覆していることが分かる。上述したように、トナー粒子作製時の混合撹拌温度を樹脂が可塑化しない温度(Tg温度以下)に保てば、顔料粒子が樹脂内部に抱埋されることなく表面に圧着される。このトナー粒子の計算上の被覆率は、樹脂粒子径5μm、顔料径50nmとした場合、337%となるが、実際は一部顔料が凝集してかなり被覆率は小さいと思われる。
【0040】
次に、この現像剤を用いて図5に示したような画像形成装置によってテストした。
【0041】
まず、潜像保持体11上を帯電チャージャ1により+750Vの表面電位に均一に帯電し、レーザ光学デバイス2(600dpi相当)で露光した。露光部の電位は+100Vとなった。現像ローラ32は潜像保持体表面に対して100μmのギャップを保つように設定し、潜像保持体の周速を220mm/secとした。現像ローラ32は、周面が潜像保持体周面と同方向に3倍速で走行するように回転させた。現像液は正極性であり、+600Vの電位が付与された現像ローラが対抗電極となって露光部にのみ選択的にトナーが泳動し、トナー画像が形成された。さらに潜像保持体表面に対して50μmのギャップを保って配置されたSUS製のスクイーズローラ4の周面が潜像保持体の周面に対して反対方向に3倍速で走行するように回転することにより、過剰な溶媒を除去した。この後、多孔質のウレタンローラを備える溶媒除去ユニット5により、潜像保持体周面は画像部以外の部分がほぼ完全に乾燥した。画像部は20wt%程度の溶媒を含み、80℃に加熱した中間転写媒体50上に熱および圧力によって、中間転写媒体50表面の厚さ200μmのシリコーンゴム層52に転写された。さらに、80℃に加熱したバックアップローラ8と中間転写媒体50の間を通過する記録紙上に最終画像を転写した。
【0042】
上述の操作に従って、印字率10%の画像をA4サイズの記録紙10000枚上に連続出力したところ、潜像保持体上の転写抜け等の問題が発生することなく、終始初期と変わらぬ高画質を得ることができた。また記録紙への溶媒転移も一切見られなかった。
【0043】
[実施例2]
比重が1.1のスチレンアクリル樹脂(商品名:CPR−100、三井東圧化学社製)16重量部及び溶媒(商品名:アイソパーL、エクソン化学社製)180重量部を実施例1と同様の手法で混合撹拌し、固形分8.16wt%の樹脂分散液を得た。この時分散樹脂の平均粒径は約1.5μmであった。この溶液に対してさらに平均一次粒径が50nmで比重が2.0のフタロシアニンブルー(商品名:KRO、山陽色素社製)4重量部を添加し、同様の条件で2時間攪拌混合した。このようにして固形分10wt%の着色分散液を得た。
【0044】
この着色樹脂分散液100重量部に対してナフテン酸ジルコニウム(不揮発分49wt%、大日本インキ化学社製)を2重量部添加し、固形分約10wt%の液体現像剤濃縮液を得た。このトナー粒子の計算上の被覆率は、樹脂粒子径1.5μm、顔料径50nmとした場合、97%となる。
【0045】
さらにこの濃縮液を溶媒(商品名:アイソパーL、エクソン化学社製)で10倍に希釈し、最終の液体現像剤(シアン)を得た。この液体現像剤をゼータ電位測定装置(ESA−9800、メイテックアプライドサイエンス社製)で測定したところ、+68mVのゼータ電位を持ち、粒子径測定装置(LA−920、堀場製作所製)により測定した体積平均粒子径は約1.5μmであった。
【0046】
このようにして得られた液体現像剤を室温で乾燥させてSEM像を観察したものを図3,図4に示す。図3は15000倍の倍率でトナー粒子1粒を撮影したものである。粒子径はサブミクロンサイズのものも多数見られるが、一部凝集しているものも見受けられる。これらの粒子の一粒の表面をさらに拡大して60000倍で観察したものが図4である。図4の粒子表面で明るく見える粒子状(200〜20nm)のものが顔料である。このように顔料は樹脂粒子表面に存在して樹脂を被覆していることがわかる。
【0047】
上述の液体現像剤を用いて実施例1と同様に、画像形成装置を用いてA4サイズの記録紙10000枚上に印字率10%の画像を連続出力したところ、潜像保持体上の転写抜け等の問題が発生することなく、終始初期と変わらぬ高画質を得ることができた。また紙への溶媒転移も一切見られなかった。
【0048】
[実施例3]
実施例2と同様のスチレン−アクリル樹脂10重量部に対し、実施例1、2と同様のナフテン酸ジルコニウム0.2重量部を添加し、さらに溶媒(アイソパーL)90重量部を添加してサンドグラインダに投入し、ベッセルを水冷しながら1分間に2000回転のスピードで5時間混合攪拌し、固形分約10wt%の樹脂分散液を得た。この時、分散樹脂の平均粒径は0.4μmであった。この溶液に対してさらに実施例2と同様のフタロシアニン顔料0.4重量部を添加し、引き続き2時間混合攪拌し、固形分約10wt%の着色樹脂分散液を得た。
【0049】
この着色樹脂分散液100重量部に対してナフテン酸ジルコニウムを2重量部添加し、固形分約10wt%の液体現像剤濃縮液を得た。
【0050】
このトナー粒子の計算上の被覆率は、樹脂粒子0.4μm、顔料粒子径50nmとした場合、3.5%となる。
【0051】
さらにこの濃縮液を溶媒(商品名:アイソパーL、エクソン化学社製)で10倍に希釈し、最終の液体現像剤(シアン)を得た。この液体現像剤をゼータ電位測定装置(ESA−9800、メイテックアプライドサイエンス社製)で測定したところ、+50mVのゼータ電位を持ち、粒子径測定装置(LA−920、堀場製作所製)により測定した体積平均粒子径は約0.4μmであった。
【0052】
[実施例4]
比重が1.1、平均粒子径0.4μmのスチレン−アクリル樹脂微粒子(商品名:MP−5000、綜研化学社製)8重量部に対し、実施例2と同様のフタロシアニン顔料2重量部を添加し、さらに溶媒(商品名:アイソパーL、エクソン化学社製)90重量部を添加してサンドグラインダに投入し、ベッセルを水冷しながら1分間に2000回転のスピードで2時間混合撹拌し、固形分10wt%の着色樹脂分散液を得た。
【0053】
この着色樹脂分散液100重量部に対してナフテン酸ジルコニウムを2重量部添加し、固形分約10wt%の液体現像剤濃縮液を得た。樹脂粒子径を0.4μm、顔料粒子径を50nmとすると、このトナー粒子の計算上の被覆率は3.5%となる。
【0054】
さらにこの濃縮液を溶媒(商品名:アイソパーL、エクソン化学社製)で10倍に希釈し、最終の液体現像剤(シアン)を得た。この液体現像剤をゼータ電位測定装置(ESA−9800、メイテックアプライドサイエンス社製)で測定したところ、+24mVのゼータ電位を持ち、粒子径測定装置(LA−920、堀場製作所製)により測定した体積平均粒子径は約0.6μmであった。
【0055】
このようにして得られた液体現像剤を室温で乾燥させてSEM像を観察したものを図7に示す。図7は100000倍の倍率でトナー粒子1粒を撮影したものである。トナー粒子径は0.5〜0.6μm程度あり、不定形状をしているのが分かる。さらに、トナー粒子をエポキシ樹脂に包埋して切片サンプルを作製し、トナー粒子断面のミクロ粘弾性分布測定によって図8の画像が得られた。
【0056】
図8において、ほぼ楕円環状に明るく見える層状部分が観察され、その厚さは約20nmである。この層状部分は、他の部分より粘弾性が高い部分であり、高硬度の色素粒子が多く存在する部分を示している。このように、ミクロ粘弾性分布測定によるトナー粒子画像における粒子表面の高粘弾性層の存在によって、低硬度の樹脂粒子表面に圧着又は埋込まれて分布がトナー粒子表面に偏った高硬度の色素粒子を確認することができる。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、解像度が高く、帯電性が安定しており、圧力や熱で転写する際のトナー像の転写効率が繰り返し使用においても良好に維持され、初期の特性を維持しうる静電荷現像用の液体現像剤が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液体現像剤のトナー粒子の一例を示すSEM写真(15000倍)。
【図2】図1の液体現像剤のトナー粒子のSEM写真(60000倍)。
【図3】本発明に係る液体現像剤のトナー粒子の他の例を示すSEM写真(15000倍)。
【図4】図3の液体現像剤のトナー粒子のSEM写真(60000倍)。
【図5】本発明に係る液体現像剤の構造を説明するための模式図。
【図6】本発明に係る液体現像剤を用いて画像形成する画像形成装置の概略構成図。
【図7】本発明に係る液体現像剤のトナー粒子の他の例を示すSEM写真(100000倍)。
【図8】図7の液体現像剤のトナー粒子のミクロ粘弾性分布測定による画像。
【符号の説明】
R,A 樹脂粒子、 C,B 色素粒子、
1 帯電チャージャ、 2 レーザ光学デバイス、 4 スクイーズローラ、
5 溶媒除去ユニット、 6 クリーニングローラ、
8 バックアップローラ、 9 転写媒体、 10 潜像保持体、
12 剥離性表面層、 13 アモルファスシリコン感光体、
30 現像器、 31 現像液、 32 現像ローラ、
50 中間転写媒体、 51 基軸、 52 シリコーンゴム層、
53 加熱源
Claims (6)
- 樹脂及び色素粒子を有するトナー粒子と、電気絶縁性の担体液とを備え、前記色素粒子は、顔料からなり、前記樹脂の表面に偏って分布して前記トナー粒子間での前記樹脂同士の接触を防止することを特徴とする液体現像剤。
- 前記色素粒子の偏った分布は、ミクロ粘弾性分布測定によるトナー粒子画像において、トナー中心部の粘弾性よりも高い粘弾性を持つ厚さ10nm以上の表面層の存在として検出される請求項1記載の液体現像剤。
- 電気絶縁性の担体液と前記担体液に分散されたトナー粒子とを有する静電荷現像用液体現像剤であって、前記トナー粒子は、前記担体液に不溶な樹脂粒子と、前記樹脂粒子の表面を被覆する色素粒子とを有し、前記色素粒子は顔料からなることを特徴とする液体現像剤。
- 前記樹脂粒子のガラス転移温度が30℃以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体現像剤。
- 前記トナー粒子は、更に、電荷制御剤を含有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液体現像剤。
- 電気絶縁性の担体液に、前記担体液に不溶性の樹脂粒子、及び顔料をそれぞれ独立に加えた後、前記担体液を前記樹脂のガラス転移温度以下の温度において攪拌して前記樹脂粒子表面に前記顔料を付着させて被覆することを特徴とする液体現像剤の製造方法。
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