JP3830136B2 - Liquid developer for electrophotography, method for producing the same, and image forming method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に用いられる液体現像剤及びそれを用いた画像形成方法に関する。本発明は液体現像剤の他、乾式トナーの製造や、インクジェット用、マーカー用、印刷用等のインクや磁気塗料等、少なくとも分散媒と着色剤を含有する分散液を製造する分野にも応用できる。
【0002】
【従来の技術】
電子写真用現像剤は、乾式現像剤と液体現像剤に大別されるが、液体現像剤は、そのトナー粒径が小さいことから鮮明な画像が得られる有利さがある。液体現像剤は、一般には、結着樹脂と着色剤と電荷制御剤とを高抵抗の非水溶媒中に分散し、粒径0.1〜3.0μm程度のトナー粒子を作ることによって製造されている。画像形成の方法においても乾式現像剤を用いたプロセスのように重い鉄粉キャリアを使用しないため、マシンへの負荷が少なく、高速プリントに対応できるメリットがある。
【0003】
液体トナーの製造方法においては、特開平10−010796号公報、特開平07−234551号公報等にあるように顔料と樹脂を溶融混練、粉砕したものを分散媒等と共に、ケディーミル、ボールミル、サンドミル等のメディアミルでの材料を入れ分散するのが一般的であった。しかし、特にシリコーンオイルを分散媒にした場合、顔料の分散性が非常に悪く、狙いの粒径まで分散できなかったり、分散時間が長くかかる等の問題があった。
【0004】
上述したような問題は電子写真液体現像剤のみでなく、顔料分散タイプのインクジェット記録用インクや塗料、磁性材料等の分散においてもあり、画像濃度、発色性、分散安定性等に問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、良好に分散され、ベタ均一性が良く、画像濃度が高く、安定して高解像、高色彩の画像が得られる静電写真用液体現像剤及びそれを用いた画像形成方法を提供することである。
本発明の第二の目的は、分散性の悪い分散媒中においても良好に分散できる静電写真用液体現像剤、インク及び塗料の製造方法を提供することである。
また、本発明の第三の目的は、熱ローラー定着においてオフセットの発生がなく、定着時の溶剤蒸気の発生を抑えた静電写真用液体現像剤を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は次の手段によって達成される。
すなわち、本発明によれば、第一に、請求項1では、少なくとも分散媒と着色剤とを含有する静電写真用液体現像剤形成用分散液を直径10μm〜1mmの径のノズル中を1Mpa以上の圧力で通過させることにより微粒化することを特徴とする静電写真用液体現像剤が提供される。
【0007】
第二に、請求項2では、上記請求項1記載の静電写真用液体現像剤において、トナー粒子の重量平均粒径が1〜8μmで、粒径分布が微粉側及び粗粉側にそれぞれピークを持つ二山分布であり、微粉側のピークが1〜30%、粗粉側のピークが60〜90%の範囲にあることを特徴とする静電写真用液体現像剤が提供される。
【0008】
第三に、請求項3では、上記請求項1又は2記載の静電写真用液体現像剤において、該現像剤の液温25℃での降伏値が5〜100Paであることを特徴とする静電写真用液体現像剤が提供される。
【0009】
第四に、請求項4では、上記請求項1乃至3のいずれか1項記載の静電写真用液体現像剤において、上記分散媒が引火点210℃以上のシリコーンオイルであることを特徴とする静電写真用液体現像剤が提供される。
【0010】
第五に、請求項5では、上記請求項1乃至4のいずれか1項記載の静電写真用液体現像剤において、上記現像剤が樹脂を含み、該樹脂の軟化点が30〜120℃であることを特徴とする静電写真用液体現像剤が提供される。
【0011】
第六に、請求項6では、上記請求項1乃至5のいずれか1項記載の静電写真用液体現像剤を製造する方法であって、分散機又は工程中に分散液の温度を70℃以上に上昇させない冷却機構を具備することを特徴とする静電写真用液体現像剤の製造方法が提供される。
【0012】
第七に、請求項7では、上記請求項1乃至5のいずれか1項記載の静電写真用液体現像剤をローラー又はベルト上に薄層に塗布し、該薄層を光導電体上の静電潜像に接触させ現像することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【0013】
第八に、請求項8では、上記請求項7記載の画像形成方法において、前記薄層にコロナ放電を行った後、静電潜像を現像することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【0014】
第九に、請求項9では、上記請求項7又は8記載の画像形成方法において、静電潜像部にプリウエット液を付着させた後、現像することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【0015】
第十に、請求項10では、上記請求項7乃至9のいずれか1項記載の画像形成方法において、静電潜像を現像後、中間転写体にトナー像を転写し、更に中間転写体から転写部材にトナー像を転写し画像を形成することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【0016】
第十一に、請求項11では、上記請求項7乃至10のいずれか1項記載の画像形成方法において、静電潜像を形成する光導電体の表面が撥水、撥油性(θ=30°以上)であることを特徴とする画像形成方法が提供される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、少なくとも分散媒と着色剤を含有する静電写真用液体現像剤形成用分散液を直径10μm〜1mm径のノズル中を1Mpa以上の圧力で通過させることによりトナー粒子を微粒化、分散した静電写真用液体現像剤である。
従来のようにメディアを使用した、ボールミル、サンドミルに比べ、特に、シリコーン等の顔料分散の悪い溶媒を用いた場合に比べて分散効率に優れる。また、メディアどうしのぶつかり合いがないため、分散時の騒音がなくエネルギーコストも少ない。また、衝撃圧力、噴出ノズル調整により、粒子径、粒径分布の調整が容易である。
【0019】
ノズル径は、直径1mm以上であると、乱流が発生し難かったり、所定の圧力まで上げることができないなどの不具合が生じるため、1mm以下である必要がある。分散する前の粒子径にもよるが望ましくは50〜500μmが良い。分散前粒子径が小さければ、できるだけ小径のノズルを使用した方が分散には有利であるが、あまり小さくしすぎると、ノズル詰まりを発生させることになるため、ノズルを詰まらせない範囲内で、選択することが必要である。
【0020】
圧力は1Mpa以上が必要であるが、低すぎると分散性が悪くなるため、望ましくは20〜200Mpa、更に望ましくは80〜140Mpaが良い。200Mpa以上の、あまり高すぎる場合は、発熱が大きくなり、分散液の品質を劣化させる要因となる。特に分散液が液体現像剤の場合には、低温で溶融する樹脂などの材料が含まれているため、70℃以上の高温になってしまうと、大きく品質が劣化してしまう場合がある。このため、分散液が70℃以上に上昇しないような冷却機構を備え付けてあることが望ましい。貫通型ノズル及びそこから液出口部までの配管周辺に冷却機構が付いていると特に効果的である。
【0021】
トナー粒子の重量平均粒径が1〜8μmで、粒径分布が微粉側、粗粉側にそれぞれピークを持った二山分布であると画像濃度、ベタ均一性に優れ、解像力が良好である。トナー粒子の重量平均粒径は1〜8μm、望ましくは2〜5μmが良い。平均粒径が1μm未満の場合は、地肌汚れ、画像濃度が悪くなり、8μmより以上では解像力、色特性が落ちる傾向にある。また、粒径分布は微粉側、粗粉側にそれぞれピークを持った二山分布であり、微粉側からの累積重量分布において微粉側のピークが1〜30%、望ましくは5〜20%、粗粉側のピークが60〜90%、望ましくは70〜85%の範囲にあることを特徴としている。微粉側のピークが30%より大きい場合、あるいは粗粉側のピークが60%未満の場合は二山分布が明確でなくなり本発明の特徴が現れてこない。
【0022】
このような粒径の分散液にする手段としては、分散液をビーズミル等を用いプレ分散を行い、平均粒径10〜50μmに分散した後、本発明の直径10μm〜1mmの径のノズル中を1Mpa以上の圧力で通過させることにより達成できる。特に、プレ分散後の分散液の平均粒径の2〜5倍の径のノズルを使うことで達成できる。
【0023】
また、25℃におけるトナーの降伏値は、5〜100Paの範囲内にある場合が良好で、5Pa未満の場合には、像流れやつぶれが生じたりし、100Paより大きい場合は、現像ローラーへのトナーの塗布ができず、現像ローラー上で薄層がきれいに形成されない場合がある。
【0024】
近年、熱効率が高く高速定着が可能な液体現像剤の定着方法として、熱ロール定着が提案されている。担体液に炭化水素系の溶剤を使用し、この定着方法を採用すると、従来より使用されている雰囲気定着に比べ、若干単位枚数あたりの溶剤ガス排出量が減少するが、高速で多数枚複写をしたときには大量の溶剤ガスが発生する。
【0025】
本発明は、担体液(分散媒)として引火点210℃以上のシリコーンオイルを用いることにより、定着時の溶剤ガスの排出を防止することができる。引火点210℃以上のシリコーンオイルとしては、KF96 20〜10000cst(信越シリコン)、SH344(東レシリコン)、TSF451シリーズ、TSF404(環状ジメチルポリシロキサン)、TSF4704(アミノ変性シリコーン)(東芝シリコン)などが挙げられる。
【0026】
本発明に使用できる着色剤としては、プリンテックスV、プリンテックスU、プリンテックスG、スペシャルブラック15、スペシャルブラック4、スペシャルブラック4−B(以上デグサ社製)、三菱#44、#30、MR−11、MA−100(以上三菱化成社製)、ラーベン1035、ラーベン1252、ニュースペクトII(以上コロンビアカーボン社製)、リーガル400、660、ブラックパール900、1100、1300、モーガルL(以上キャボット社製)などの無機顔料及びフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、メチルバイオレットレーキ、ピーコックブルーレーキ、ナフトールグリーンB、ナフトールグリーンY、ナフトールイエローS、ナフトールレッド、リソールファーストイエロー2G、パーマネントレッド4R、ブリリアントファーストスカーレット、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、リソールレッド、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、パーマネントレッドF5R、ピグメントスカーレット3Bインジゴ、チオインジゴオイルピンク及びボルド−10Bなどの有機顔料が挙げられる。
【0027】
特にこれらの着色剤をフラッシング処理を行った場合は画像面で優れた液体現像剤が得られる。
フラッシング処理とは、色素を水に溶かした含水液に、更に樹脂分散媒を加え、フラッシャーと呼ばれるニーダー中で良く混合し、顔料のまわりに存在する水を後から添加される樹脂分散媒によって置換する処理をいう。
この操作により取出される水を排出し、樹脂溶液中に顔料が分散された状態とし乾燥させて、溶剤を除去し、得られた塊を粉砕することにより着色剤の粉末が得られる。
【0028】
フラッシング処理で使用する樹脂は、軟化点30〜120℃の樹脂が、定着性、保存性の点から良好である。軟化点30〜120℃の樹脂の例としては、サンワックスE200(軟化点95℃)、131−P(軟化点108℃)(三洋化成社製)、ACポリエチレン1702(軟化点85℃)、ACポリエチレン430(軟化点60℃)(アライドケミカル社製)、BR−95(軟化点80℃)、BR−101(軟化点50℃)等が挙げられる。
【0029】
また本発明に併用することが好ましい分散用樹脂としては
【化1】
(式中、R1は−Hまたは−CH3を、nは6〜20の整数を表わす。)
で表わされるビニルモノマーと
【化2】
(式中、R1は−Hまたは−CH3を、R2は−H、−CnH2n+1〔n=1〜5〕、−C2H4OH、または−C2H4N(CmH2m+1)2〔m=1〜4〕を表わす。)
で表わされるビニルモノマー及びビニルピリジン、ビニルピロリドン、エチレングリコールジメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエンより選ばれるモノマーの各一種ずつ、もしくは数種の共重合体、グラフト共重合体があげられる。
【0030】
またシリコーンオイル中での分散性を上げるためにアクロイル基を有するシリコーン材料、信越シリコン社製のLS4080などを共重合させても良いし、同様に東亜合成化学社製のAK−5、チッソ社製のTM0701、FM0711、FM0721、FM0725を使用しても良い。
【0031】
また、この液体現像剤をローラー又はベルト上に薄層にして現像することで、高濃度、高解像の画像が得られる。層厚は、1〜15μm程度が良く、望ましくは3〜10μmが良い。層厚1μm以下では、濃度が十分でなく15μm以上では解像度が低下する。
【0032】
さらにローラー又はベルト上に形成した静電写真用液体現像剤の薄層にコロナ放電を行った後に静電潜像を現像することにより、トナーのコフュージョン高めることができ、更に解像度を高めることができる。コロナ放電はトナーと同極性の場合に効果が高く、電圧は500〜8000V程度が良い。
【0033】
また静電潜像部にプリウエット液を付着させた後、現像することにより転写効率を上げ高画質を得ることができる。プリウエット液膜は0.1〜5μm、望ましくは、0.3〜1μm程度が良好である。0.1μm以下であれば、効果は低く5μm以上では、解像度が低下してしまう。
【0034】
さらにまた静電潜像を現像後、中間転写体にトナー像転写後、転写部材に画像を形成させることにより、転写圧力をかけることができ、普通紙でも高画質を得ることができる。中間転写体の材質は、ウレタンゴム、ニトリルゴム、ヒドリンゴム等の耐溶剤性、弾力性のあるものが望ましく、フッ素樹脂等でコーティングされていれば更に良い。
【0035】
また静電潜像を形成する光導電体の表面が撥水、撥油性(θ=30°以上)にすることにより転写率、クリーニング性を向上でき画像品質を高めることができる。撥水、撥油性を高めるには、例えば、日本油脂性モディパーF200、210等のフッ素樹脂含有ブロックポリマーをコーティングすることにより達成できる。
【0036】
以下、本発明の画像形成方法の画像作成プロセスについて説明する。
図2は矢印方向に回転する光導電体1(例えば有機光半導体、セレン、アモルファスシリコーン)であり、これを回転させながらコロナ帯電器2により光導電体1に帯電させる。3は書き込み露光部である。4はキャリア液をプリウエットする場合のローラーである。5は現像ローラーでトナー容器6よりトナーの供給を受け、トナーローラー7により均一に塗布される。現像ローラー5上のトナー層は、必要に応じてコロナ放電部8により電圧が印加され、光導電体1上の潜像は、現像ローラー5により現像されて可視化される。各ローラーは、金属、ゴム、プラスチック、スポンジ状、さらにワイヤーバー、グラビアローラー等の溝を有するものも使用可能である。
転写ローラー9により光導電体1上のトナー像を転写材20上に転写する。転写の方法は圧力、コロナ放電、加熱、加熱と圧力、コロナと圧力、コロナと加熱等の組合せにより画像を転写材上に形成できる。
光導電体1上をクリーニングするためのクリーニングローラー10とクリーニングブレード11により残存トナーを除去し、次の作像に備える。
【0037】
図3は図2と異なる点としてプリウエット液をローラーからフェルト30でコーティングする工程を含む。プリウエット液は必要に応じてフェルト30で塗布する。トナーは、トナー容器6よりローラー71、72を通して現像ローラー5に塗布され、塗布されたトナー層にコロナ放電部8より直流電圧が印加される。図3の現像ローラー5は図2より光導電体1との接触幅を長くしてあり、潜像を十分現像できるように工夫してある。光導電体1上に現像されたトナー像は転写材20にコロナ放電部81により転写され画像が形成される。
【0038】
図4はカラーコピーを出力する場合の現像プロセスの一例を示したものである。光導電体1上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー容器61、62、63、64、ローラー71、72、73、74、現像ローラ51、52、53、54があり、一色ごとに光導電体1上の潜像を現像し、中間転写体12に転写後、更に転写材20に転写ローラー9により圧力、コロナ、熱等で転写する。
【0039】
図5はカラーコピー用の作像プロセスである。図4と同様イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーを収容するトナー容器61、62、63、64、ローラー71、72、73、74、現像ローラ51、52、53、54があり、トナー層が塗布されるベルト13により光導電体1上の潜像を現像し、転写材20にトナー像を転写するものである。トナー層が塗布されるベルト13にはクリーニングローラー10とクリーニングブレード11によりクリーニングし、ベルト13を再利用するものである。
【0040】
【実施例】
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中、部はすべて重量部を表わす。
【0041】
をディスパーザで十分プレミックスした後、図1の貫通型ノズル分散機(吉田機械社製:ナノマイザー貫通型ジェネレータタイプC)に入れて100〜120Mpaで吐出させ分散した。
【0042】
をボールミルに入れて24時間分散後、500μm以上の未分散物を除去し、貫通型ノズル分散機(吉田機械社製:ナノマイザー貫通型ジェネレータタイプB)で110〜130Mpaで吐出させ分散した。
【0043】
をボールミルに入れて6時間分散後、貫通型ノズル分散機(吉田機械社製:ナノマイザー貫通型ジェネレータタイプD)で80〜120Mpaで吐出させ分散した。
【0044】
(比較例1及び2)
実施例2において貫通型ノズル分散機を用いず、ボールミル(浅田鉄鋼社製)のみで分散を行った(比較例1)。実施例3において貫通型ノズル分散機の代わりにパールミル(アシザワ社製)で分散を行った(比較例2)。
【0045】
図2の装置に熱ロール定着機を取付けた試験機でオイルレスで試験を行った。その結果は表1の通りであった。
【0046】
【表1】
画像濃度はX−Riteにより測定
ベタ均一性、オフセットは段階見本による(ランク5:最良、ランク1:悪)
平均粒径は島津SA−CP3にて測定
降伏値はレオメータ(レオマット30)により測定
揮発量はガス検知管により測定
転写紙は、T−6000ペーパーを使用
【0047】
上表から、本発明の現像剤により、画像濃度、解像力、ベタ均一性、オフセットが良好になることが明らかである。なお、画像品質、転写率、オフセットはそれぞれ最もよくなるプロセス条件で測定した。
実施例2は、フラッシング処理を行っているため、実施例1よりも画像濃度、ベタ均一性が良好であった。実施例3は、樹脂軟化点が30℃より低い樹脂を用いたためオフセットがやや悪くなった。
実施例1においてKF−96(100cst)の代りにアイソパーHを用い、20時間の分散したものでは、画像濃度が1.20、解像力が6.3本/mm、ベタ均一性がランク2、平均粒径が0.7μm、微粉側ピークが25%、粗粉側ピークが62%、降伏値が0.2Pa、オフセットがランク3、揮発量が300ppmであった。比較例1はボールミルのみの分散のため分散時間が60時間かかり、平均粒径も7μm以下にはならなかった。比較例2は、パールミルの分散時間が35時間と長くかかり分布もブロードな一山分布となった。
【0048】
(実施例4)
実施例1の現像剤を用い、図3の装置を使用してトナー層に3000Vコロナ放電をかけた後現像を行ったところの表2に示したように解像度が向上した。
【0049】
(実施例5)
実施例2の現像剤を用い、図3の装置を使用してプリウエットローラーにより光導電体上の潜像をシリコーンオイルKF−96 300cstでプリウエット(層厚0.5μm)して画像出しを行ったところ表2のように画像濃度、転写率が向上した。
【0050】
(実施例6)
実施例2の現像剤を用い、図4の中間転写ドラム13(ウレタンゴム、表面フッ素処理)を装置を使用して画像出しを行ったところ表2のように画像濃度、転写率が向上した。
【0051】
(実施例7)
実施例2の現像剤を用い、図5の装置の光導電体1にフッ素、アクリルブロック共重合体樹脂(日本油脂社製、モディパーF210)で撥油処理(膜厚3μm)して画像出しを行ったところ表2のように画像濃度、転写率が向上した。KF−96(100cst)の接触角は45°であった。
【0052】
【表2】
【0053】
(実施例8)・・・参考例
ロジン変性フェノール樹脂 40部
カーボンブラック(デグサ社製Printex) 40部
アマニ油 40部
トルエン 50部
をディスパーザで十分プレミックスした後、貫通型ノズル分散機(吉田機械社製:ナノマイザー貫通型ジェネレータタイプA)に入れて130〜150Mpaで吐出させ分散し、印刷インクを製造した。ボールミルでは、20時間かかった分散時間が、9時間と短時間で製造できた。また、画像も良好であった。
【0054】
(実施例9)・・・参考例
ラッカー型フタル酸樹脂 50部
Pigmennt Blue 15:3(大日精化製) 40部
ダンマルガム 10部
酢酸ブチル 15部
フタル酸ジブチル 4部
ブタノール 10部
トルエン 50部
をディスパーザで十分プレミックスした後、貫通型ノズル分散機(吉田機械社製:ナノマイザー貫通型ジェネレータタイプA)に入れて120〜150Mpaで吐出させ分散し、自動車用塗料を製造した。ボールミルでは、28時間かかった分散時間が、10時間と短時間で製造できた。また、塗膜の光沢も良好であった。
【0055】
(実施例10)・・・参考例
磁気テープ用樹脂 50部
コバルト−ニッケル金属紛 30部
コバルト−クローム金属紛 10部
エタノール 10部
トルエン 60部
をディスパーザで十分プレミックスした後、貫通型ノズル分散機(吉田機械社製:ナノマイザー貫通型ジェネレータタイプA)に入れて110〜140Mpaで吐出させ分散し、磁気テープ用材料を製造した。これをPETに0.02μmの厚みに塗布して塗膜状態をチェックしたところ良好であった。横型サンドミルでは、15時間かかった分散時間が、6時間と短時間で製造できた。
【0056】
(実施例11)
実施例3の現像液を更に乾燥させ乾式トナーを作成した。平均粒径3.5μmの乾式トナーを得た。リコー製イマジオMF・FD355で作像したところID1.50、解像度6.3の良好な画像が得られた。貫通型ノズル分散機を使用しない場合は平均粒径8.2μmであり、ID1.35、解像度は5.0であった。
【0057】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の静電写真用液体現像剤によれば、少なくとも分散媒と着色剤とを含有する液体現像剤形成用分散液を直径10μm〜1mm径のノズル中を1Mpa以上の圧力で通過させて粒子を微粒化、分散するため、画像濃度、解像度、ベタ均一性に優れた画像が得られ、顔料分散の悪い溶媒を用いた場合は特に分散効率が優れる。また、分散時の騒音がなくエネルギーコストも少なく、圧力、ノズル径を調整することにより、粒子径、粒径分布の調整が容易に行なうことができる。
【0058】
請求項2の静電写真用液体現像剤によれば、上記現像剤のトナー粒子の重量平均粒径が1〜8μmで、粒径分布が微粉側及び粗粉側にそれぞれピークを持つ二山分布で、該微粉側のピークが1〜30%、該粗粉側のピークが60〜90%の範囲にあるため、画像濃度、解像度、ベタ均一性に優れた画像が得られる。
【0059】
請求項3の静電写真用液体現像剤によれば、上記現像剤が液温25℃での降伏値が5〜100Paであることから、上記請求項2の効果に加え更に画像濃度、解像度、ベタ均一性に優れた画像が得られる。
【0060】
請求項4の静電写真用液体現像剤によれば、上記現像剤の分散媒(担体液)が引火点210℃以上のシリコーンオイルであることから、オフセットが良好で揮発成分がなく、環境上好ましい。
【0061】
請求項5の静電写真用液体現像剤によれば、上記現像剤が樹脂を含み、該樹脂の軟化点が30〜120℃であることから、画像濃度、ベタ均一性、定着性に優れる。
【0062】
請求項6の静電写真用液体現像剤の製造方法によれば、上記静電写真用液体現像剤を製造する分散機又は工程中に上記分散液の温度を70℃以上に上昇させない冷却機構を具備することから、画像濃度、解像度、ベタ均一性に優れる。
【0063】
請求項7の画像形成方法によれば、上記静電写真用液体現像剤をローラー又はベルト上に薄層にして現像することから、画像濃度、ベタ均一性、解像度に優れる。
【0064】
請求項8の画像形成方法によれば、上記画像形成方法において、上記薄層にコロナ放電を行った後に静電潜像を現像することから、上記請求項2の効果に加え更に解像度、シャープネスが向上する。
【0065】
請求項9の画像形成方法によれば、上記画像形成方法において、静電潜像部にプリウエット液を付着させた後、現像することから、上記請求項2の効果に加え更に転写性、画像濃度が向上する。
【0066】
請求項10の画像形成方法によれば、上記画像形成方法において、静電潜像を現像後、中間転写体にトナー像転写後、転写部材に画像を形成させることから、請求項2の効果に加え更に転写性、画像濃度が向上する。
【0067】
請求項11の画像形成方法によれば、上記画像形成方法における静電潜像を形成する光導電体の表面が撥水、撥油性(θ=30°以上)であることから、請求項2の効果に加え更に転写性、画像濃度が向上する。
【0068】
少なくとも分散媒と着色剤からなる分散液を直径10μm〜1mm径のノズル中を1Mpa以上の圧力で通過させることにより粒子を微粒化、分散するため、顔料分散の悪い溶媒を用いた場合は特に分散効率に優れる。
また、分散時の騒音がなくエネルギーコストも少なく、圧力、ノズル径の調整により、粒子径、粒径分布の調整が容易である。
このため電子写真液体現像剤、乾式トナー、重合トナー、重合トナー用加工前プレ分散液、インキや塗料など顔料含有分散液の製造への応用に非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】貫通型ノズル分散機の断面図。
【図2】画像作成プロセスの一例を示す概略説明図。
【図3】画像作成プロセスの別の例を示す概略説明図。
【図4】画像作成プロセスの更に別の例を示す概略説明図。
【図5】画像作成プロセスの更に別の例を示す概略説明図。
【符号の説明】
1 光導電体(静電潜像形成用光導電体)
2 潜像形成用コロナ放電部
3 書き込み露光部
4 キャリア液をプリウエットする場合のローラー
5 現像ローラー
6 トナー容器
7 トナーローラー
8 トナー薄層用コロナ放電部
9 転写ローラー
10 残存トナーのクリーニングローラー
11 残存トナーのクリーニングブレード
12 中間転写体
13 トナー層塗布用ベルト
15 外壁(ステンレス製外壁)
16 内壁(超硬製内壁)
17 突起(単結晶ダイヤモンド製突起)
20 転写材
30 プリウエット液塗布用フェルト
81 転写用コロナ放電部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid developer used for electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like and an image forming method using the same. In addition to liquid developers, the present invention can also be applied to the production of dry toners, inks for inkjet, markers, printing, and magnetic paints, and the like to produce dispersions containing at least a dispersion medium and a colorant. .
[0002]
[Prior art]
Electrophotographic developers are roughly classified into dry developers and liquid developers, and liquid developers have the advantage that a clear image can be obtained because the toner particle size is small. A liquid developer is generally produced by dispersing toner, a colorant, and a charge control agent in a high-resistance non-aqueous solvent to produce toner particles having a particle size of about 0.1 to 3.0 μm. ing. Also in the image forming method, since a heavy iron powder carrier is not used unlike the process using a dry developer, there is an advantage that the load on the machine is small and high-speed printing can be supported.
[0003]
In the production method of the liquid toner, as disclosed in JP-A-10-010996, JP-A-07-234551, and the like, a pigment and a resin are melt-kneaded and pulverized together with a dispersion medium and the like, a Keddy mill, a ball mill, a sand mill, etc. It was common to add and disperse materials in the media mill. However, particularly when silicone oil is used as the dispersion medium, the dispersibility of the pigment is very poor, and there is a problem that it is impossible to disperse to the target particle size or that the dispersion time is long.
[0004]
The above-mentioned problems are not only in the electrophotographic liquid developer, but also in the dispersion of pigment-dispersed ink jet recording inks, paints, magnetic materials, etc., and there are problems in image density, color developability, dispersion stability, etc. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The first object of the present invention is to provide an electrophotographic liquid developer that is well dispersed, has good solid uniformity, has a high image density, and can stably obtain a high resolution and high color image. The present invention provides an image forming method.
The second object of the present invention is to provide a method for producing an electrophotographic liquid developer, ink and paint that can be dispersed well even in a dispersion medium having poor dispersibility.
A third object of the present invention is to provide a liquid developer for electrophotography in which no offset is generated in hot roller fixing and generation of solvent vapor at the time of fixing is suppressed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following means.
That is, according to the present invention, first, in
[0007]
Second, in
[0008]
Thirdly, in
[0009]
Fourth, in claim 4, in the liquid developer for electrophotography according to any one of
[0010]
Fifthly, in
[0011]
Sixth, in a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing the electrophotographic liquid developer according to any one of the first to fifth aspects, wherein the temperature of the dispersion is set to 70 ° C. during the disperser or the process. There is provided a method for producing a liquid developer for electrophotography, which is provided with a cooling mechanism that does not increase as described above.
[0012]
Seventh, in
[0013]
Eighth, an image forming method according to
[0014]
Ninth, the ninth aspect of the present invention provides the image forming method according to the seventh or eighth aspect, wherein the prewetting liquid is attached to the electrostatic latent image portion and then developed. The
[0015]
Tenth aspect of the present invention is the image forming method according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein after the electrostatic latent image is developed, the toner image is transferred to the intermediate transfer member, and further from the intermediate transfer member. There is provided an image forming method characterized in that a toner image is transferred to a transfer member to form an image.
[0016]
Eleventh, in
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
In the present invention, toner particles are atomized and dispersed by passing a liquid developer forming dispersion liquid containing at least a dispersion medium and a colorant through a nozzle having a diameter of 10 μm to 1 mm at a pressure of 1 Mpa or more. The liquid developer for electrophotography.
Compared to conventional ball mills and sand mills that use media, the dispersion efficiency is superior compared to the case of using a solvent with poor pigment dispersion, such as silicone. In addition, there is no collision between the media, so there is no noise during dispersion and the energy cost is low. Moreover, the particle diameter and particle size distribution can be easily adjusted by adjusting the impact pressure and the ejection nozzle.
[0019]
If the nozzle diameter is 1 mm or more, problems such as difficulty in generating turbulent flow and inability to increase the pressure to a predetermined pressure occur, and the nozzle diameter needs to be 1 mm or less. Although it depends on the particle size before dispersion, it is preferably 50 to 500 μm. If the particle size before dispersion is small, it is advantageous for dispersion to use a nozzle as small as possible, but if it is too small, nozzle clogging will occur, so that the nozzle is not clogged. It is necessary to choose.
[0020]
The pressure needs to be 1 Mpa or more. However, if the pressure is too low, the dispersibility deteriorates. Therefore, the pressure is preferably 20 to 200 Mpa, more preferably 80 to 140 Mpa. If it is too high, such as 200 MPa or more, the heat generation becomes large, which causes the quality of the dispersion to deteriorate. In particular, in the case where the dispersion liquid is a liquid developer, since a material such as a resin that melts at a low temperature is included, the quality may be greatly deteriorated if the temperature becomes 70 ° C. or higher. For this reason, it is desirable that a cooling mechanism is provided so that the dispersion does not rise above 70 ° C. It is particularly effective if a cooling mechanism is provided around the penetrating nozzle and the pipe from the outlet to the liquid outlet.
[0021]
When the toner particles have a weight average particle diameter of 1 to 8 μm and a particle diameter distribution of two peaks having peaks on the fine powder side and the coarse powder side, the image density and solid uniformity are excellent, and the resolution is good. The toner particles have a weight average particle diameter of 1 to 8 μm, preferably 2 to 5 μm. When the average particle size is less than 1 μm, the background stain and image density deteriorate, and when the average particle size is more than 8 μm, the resolution and color characteristics tend to deteriorate. In addition, the particle size distribution is a two-peak distribution with peaks on the fine powder side and the coarse powder side, respectively. In the cumulative weight distribution from the fine powder side, the peak on the fine powder side is 1-30%, desirably 5-20%, coarse It is characterized in that the peak on the powder side is in the range of 60 to 90%, desirably 70 to 85%. When the peak on the fine powder side is larger than 30%, or the peak on the coarse powder side is less than 60%, the bimodal distribution becomes unclear and the features of the present invention do not appear.
[0022]
As a means for obtaining a dispersion liquid having such a particle size, the dispersion liquid is pre-dispersed using a bead mill or the like, dispersed in an average particle diameter of 10 to 50 μm, and then placed in a nozzle having a diameter of 10 μm to 1 mm according to the present invention. This can be achieved by passing it at a pressure of 1 Mpa or more. In particular, this can be achieved by using a nozzle having a
[0023]
In addition, the yield value of the toner at 25 ° C. is preferably in the range of 5 to 100 Pa. When it is less than 5 Pa, image flow or crushing occurs. In some cases, the toner cannot be applied, and the thin layer is not formed cleanly on the developing roller.
[0024]
In recent years, hot roll fixing has been proposed as a fixing method for a liquid developer that has high thermal efficiency and enables high-speed fixing. When a hydrocarbon solvent is used for the carrier liquid and this fixing method is used, the amount of solvent gas discharged per unit sheet is slightly reduced compared to the conventional atmosphere fixing, but a large number of copies can be made at high speed. When this occurs, a large amount of solvent gas is generated.
[0025]
In the present invention, by using a silicone oil having a flash point of 210 ° C. or higher as a carrier liquid (dispersion medium), it is possible to prevent solvent gas from being discharged during fixing. Examples of the silicone oil having a flash point of 210 ° C. or higher include KF96 20 to 10000 cst (Shin-Etsu Silicon), SH344 (Toray Silicon), TSF451 series, TSF404 (cyclic dimethylpolysiloxane), TSF4704 (amino-modified silicone) (Toshiba Silicon), and the like. It is done.
[0026]
Colorants that can be used in the present invention include Printex V, Printex U, Printex G,
[0027]
In particular, when these colorants are subjected to a flushing treatment, a liquid developer excellent in image surface can be obtained.
In the flushing process, a resin dispersion medium is further added to a water-containing liquid in which a pigment is dissolved in water, and the mixture is mixed well in a kneader called a flasher, and water existing around the pigment is replaced by a resin dispersion medium added later. The process to do.
The water taken out by this operation is discharged, the pigment is dispersed in the resin solution, dried, the solvent is removed, and the resulting mass is pulverized to obtain a colorant powder.
[0028]
As the resin used in the flushing treatment, a resin having a softening point of 30 to 120 ° C. is preferable from the viewpoint of fixability and storage stability. Examples of resins having a softening point of 30 to 120 ° C. include Sun Wax E200 (softening point 95 ° C.), 131-P (softening point 108 ° C.) (manufactured by Sanyo Kasei), AC polyethylene 1702 (softening point 85 ° C.), AC Examples thereof include polyethylene 430 (softening point 60 ° C.) (manufactured by Allied Chemical), BR-95 (softening point 80 ° C.), BR-101 (softening point 50 ° C.), and the like.
[0029]
Further, as a dispersion resin that is preferably used in combination with the present invention,
[Chemical 1]
(Wherein R1Is —H or —CHThree, N represents an integer of 6-20. )
A vinyl monomer represented by
[Chemical 2]
(Wherein R1Is —H or —CHThreeR2Are -H, -CnH2n + 1[N = 1-5], -C2HFourOH or -C2HFourN (CmH2m + 1)2[M = 1 to 4]. )
And vinyl monomers and vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, ethylene glycol dimethacrylate, styrene, divinyl benzene, and vinyl toluene, each of which is one type each, or several types of copolymers and graft copolymers.
[0030]
In addition, in order to increase dispersibility in silicone oil, a silicone material having an acroyl group, LS4080 manufactured by Shin-Etsu Silicon Co., Ltd., or the like may be copolymerized. Similarly, AK-5 manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd., manufactured by Chisso Corporation TM0701, FM0711, FM0721, FM0725 may be used.
[0031]
Further, by developing the liquid developer in a thin layer on a roller or a belt, a high density and high resolution image can be obtained. The layer thickness is preferably about 1 to 15 μm, and preferably 3 to 10 μm. If the layer thickness is 1 μm or less, the density is not sufficient, and if it is 15 μm or more, the resolution is lowered.
[0032]
Furthermore, by developing the electrostatic latent image after performing corona discharge on a thin layer of electrophotographic liquid developer formed on a roller or belt, toner cofusion can be increased and resolution can be further increased. it can. The corona discharge is highly effective when the polarity is the same as that of the toner, and the voltage is preferably about 500 to 8000V.
[0033]
Further, after the prewetting liquid is attached to the electrostatic latent image portion, development is performed to increase transfer efficiency and obtain high image quality. The prewetting liquid film is 0.1 to 5 μm, preferably about 0.3 to 1 μm. If it is 0.1 μm or less, the effect is low, and if it is 5 μm or more, the resolution is lowered.
[0034]
Furthermore, after developing the electrostatic latent image, transferring the toner image to the intermediate transfer member, and then forming an image on the transfer member, transfer pressure can be applied, and high quality can be obtained even with plain paper. The material of the intermediate transfer member is preferably a solvent-resistant and elastic material such as urethane rubber, nitrile rubber, or hydrin rubber, and more preferably coated with a fluorine resin or the like.
[0035]
In addition, by making the surface of the photoconductor forming the electrostatic latent image water-repellent and oil-repellent (θ = 30 ° or more), the transfer rate and the cleaning property can be improved and the image quality can be improved. In order to improve water repellency and oil repellency, it can be achieved, for example, by coating a fluororesin-containing block polymer such as Nippon Oil and Fat Modifier F200 or 210.
[0036]
The image creation process of the image forming method of the present invention will be described below.
FIG. 2 shows a
The toner image on the
Residual toner is removed by a cleaning
[0037]
FIG. 3 differs from FIG. 2 in that it includes a step of coating the prewetting liquid from the roller with
[0038]
FIG. 4 shows an example of the development process when outputting a color copy. Yellow, magenta, cyan, and
[0039]
FIG. 5 shows an image forming process for color copying. As in FIG. 4, there are
[0040]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In the examples, all parts represent parts by weight.
[0041]
After being sufficiently premixed with a disperser, it was put into a penetration type nozzle disperser (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd .: Nanomizer penetration type generator type C) in FIG. 1 and discharged and dispersed at 100 to 120 MPa.
[0042]
Was dispersed in a ball mill for 24 hours, and then an undispersed material of 500 μm or more was removed and discharged and dispersed at 110 to 130 MPa using a penetrating nozzle disperser (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd .: Nanomizer penetrating generator type B).
[0043]
Was placed in a ball mill and dispersed for 6 hours, and then discharged and dispersed at 80 to 120 MPa using a penetrating nozzle disperser (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd .: Nanomizer penetrating generator type D).
[0044]
(Comparative Examples 1 and 2)
In Example 2, the penetration type nozzle disperser was not used, and dispersion was performed only with a ball mill (manufactured by Asada Steel Corporation) (Comparative Example 1). In Example 3, a pearl mill (manufactured by Ashizawa Co., Ltd.) was used instead of the penetrating nozzle disperser (Comparative Example 2).
[0045]
An oilless test was conducted using a test machine in which a hot roll fixing machine was attached to the apparatus shown in FIG. The results are shown in Table 1.
[0046]
[Table 1]
Image density is measured by X-Rite
Solid uniformity, offset depends on stage sample (rank 5: best, rank 1: bad)
Average particle size measured with Shimadzu SA-CP3
Yield value measured by rheometer (Rheo mat 30)
Volatilization is measured with a gas detector tube
Transfer paper uses T-6000 paper
[0047]
From the above table, it is apparent that the image density, resolving power, solid uniformity, and offset are improved by the developer of the present invention. The image quality, transfer rate, and offset were measured under the best process conditions.
In Example 2, since the flushing process was performed, the image density and the solid uniformity were better than those in Example 1. In Example 3, since the resin softening point was lower than 30 ° C., the offset was slightly deteriorated.
In Example 1, when Isopar H was used instead of KF-96 (100 cst) and dispersed for 20 hours, the image density was 1.20, the resolving power was 6.3 lines / mm, the solid uniformity was
[0048]
(Example 4)
As shown in Table 2, when the developer of Example 1 was used for development after 3000 V corona discharge was applied to the toner layer using the apparatus of FIG. 3, the resolution was improved.
[0049]
(Example 5)
Using the developer of Example 2, the latent image on the photoconductor was pre-wetted with silicone oil KF-96 300 cst (layer thickness 0.5 μm) using the apparatus shown in FIG. As a result, as shown in Table 2, the image density and the transfer rate were improved.
[0050]
(Example 6)
When the developer of Example 2 was used to image the intermediate transfer drum 13 (urethane rubber, surface fluorine treatment) of FIG. 4 using an apparatus, the image density and transfer rate were improved as shown in Table 2.
[0051]
(Example 7)
Using the developer of Example 2, the
[0052]
[Table 2]
[0053]
(Example 8)... Reference examples
40 parts of rosin-modified phenolic resin
40 parts of carbon black (Printex made by Degussa)
Linseed oil 40 parts
50 parts of toluene
Was sufficiently premixed with a disperser, and then placed in a penetrating nozzle disperser (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd .: Nanomizer penetrating generator type A) and discharged and dispersed at 130 to 150 MPa to produce a printing ink. With the ball mill, a dispersion time of 20 hours could be produced in a short time of 9 hours. The image was also good.
[0054]
Example 9... Reference examples
50 parts of lacquer type phthalic acid resin
Pigment Blue 15: 3 (manufactured by Dainichi Seika) 40 parts
10 parts of dummar gum
15 parts butyl acetate
4 parts dibutyl phthalate
50 parts of toluene
Was sufficiently premixed with a disperser, and then placed in a through-type nozzle disperser (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd .: Nanomizer through-type generator type A) and discharged and dispersed at 120 to 150 MPa to produce a paint for automobiles. With the ball mill, a dispersion time of 28 hours could be produced in a short time of 10 hours. The gloss of the coating film was also good.
[0055]
(Example 10)... Reference examples
50 parts of resin for magnetic tape
30 parts of cobalt-nickel metal powder
10 parts of cobalt-chrome metal powder
10 parts of ethanol
60 parts of toluene
Was sufficiently premixed with a disperser, and then placed in a penetration type nozzle dispersing machine (manufactured by Yoshida Kikai Co., Ltd .: Nanomizer penetration type generator type A) and discharged and dispersed at 110 to 140 Mpa to produce a magnetic tape material. When this was applied to PET to a thickness of 0.02 μm and the state of the coating film was checked, it was good. In the horizontal sand mill, a dispersion time of 15 hours could be produced in a short time of 6 hours.
[0056]
(Example 11)
The developer of Example 3 was further dried to prepare a dry toner. A dry toner having an average particle size of 3.5 μm was obtained. When an image was formed with Ricoh's IMAGIO MF / FD355, a good image with ID 1.50 and resolution 6.3 was obtained. When the penetrating nozzle disperser was not used, the average particle diameter was 8.2 μm, the ID was 1.35, and the resolution was 5.0.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid developer for electrophotography of
[0058]
According to the electrophotographic liquid developer of
[0059]
According to the liquid developer for electrophotography of
[0060]
According to the electrophotographic liquid developer of claim 4, since the dispersion medium (carrier liquid) of the developer is a silicone oil having a flash point of 210 ° C. or higher, the offset is good, there are no volatile components, and the environment preferable.
[0061]
According to the electrophotographic liquid developer of
[0062]
According to the method for producing an electrophotographic liquid developer according to
[0063]
According to the image forming method of the seventh aspect, since the electrophotographic liquid developer is developed in a thin layer on a roller or a belt, it is excellent in image density, solid uniformity, and resolution.
[0064]
According to the image forming method of
[0065]
According to the image forming method of the ninth aspect, in the image forming method, since the prewetting liquid is attached to the electrostatic latent image portion and then developed, in addition to the effect of the second aspect, further transferability, image Concentration is improved.
[0066]
According to the image forming method of
[0067]
According to the image forming method of
[0068]
SmallAt least when the dispersion liquid composed of the dispersion medium and the colorant is passed through a nozzle having a diameter of 10 μm to 1 mm at a pressure of 1 Mpa or more, the particles are atomized and dispersed. Excellent dispersion efficiency.
In addition, there is no noise during dispersion and energy cost is low, and adjustment of the particle size and particle size distribution is easy by adjusting the pressure and nozzle diameter.
Therefore, manufacture of electrophotographic liquid developer, dry toner, polymerized toner, pre-dispersion liquid for polymerized toner, and pigment-containing dispersions such as ink and paintApplicationIt is very effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a penetrating nozzle disperser.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of an image creation process.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating another example of an image creation process.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing still another example of the image creation process.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing still another example of the image creation process.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (Photoconductor for forming an electrostatic latent image)
2 Corona discharge part for latent image formation
3 Write exposure area
4 Roller for pre-wetting carrier liquid
5 Development roller
6 Toner container
7 Toner roller
8 Corona discharge part for toner thin layer
9 Transfer roller
10 Cleaning roller for residual toner
11 Residual toner cleaning blade
12 Intermediate transfer member
13 Toner layer coating belt
15 outer wall (stainless steel outer wall)
16 Inner wall (Carbide inner wall)
17 Protrusions (single crystal diamond protrusions)
20 Transfer material
30 Felt for prewetting liquid application
81 Corona discharge section for transfer
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