JP6056661B2 - 液体現像装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Description
請求項1に係る発明は、
トナーおよびキャリア液を含み且つトナー濃度が23体積%以上27体積%以下である液体現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された前記液体現像剤が表面に供給されて、下記式(1)により求められるトナー被覆率が0.71以上1.1以下、膜厚が5.8μm以上7.5μm以下である液体現像剤層が形成され、且つ形成された前記液体現像剤層を像保持体表面に供給して前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、
前記像保持体表面に供給される前の前記液体現像剤層を帯電する現像剤帯電手段と、
を備える液体現像装置。
式(1) トナー被覆率=({SvL/〔4πr3/3〕}×πr2)/0.9069
(上記式(1)中、Svは前記液体現像剤におけるトナー濃度(体積%/100)を、Lは前記液体現像剤層の膜厚(μm)を、rは前記トナーの体積平均の粒子半径(μm)を表す。尚、前記0.9069の数値は円の最密面積充填率である。)
前記液体現像剤における前記トナーの体積平均粒径が2.5μm以上3.8μm以下である請求項1に記載の液体現像装置。
像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像をトナー像として現像する、請求項1または請求項2に記載の液体現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
前記記録媒体の表面に転写された前記トナー像を前記記録媒体の表面に定着する定着装置と、
を備える画像形成装置。
請求項2に係る発明によれば、トナーの体積平均粒径が上記範囲であるとの要件を満たさない場合に比べ、画像部の白抜けおよびカブリの発生を抑制し得る液体現像装置が提供される。
尚、液体現像剤におけるトナー濃度が23体積%以上27体積%以下である。
また、現像部材表面に形成された前記液体現像剤層の膜厚が5.8μm以上7.5μm以下である。
また、前記液体現像剤層では、下記式(1)により求められるトナー被覆率が0.71以上1.1以下となるよう制御される。
更に本実施形態に係る液体現像装置は、前記像保持体表面に供給される前の前記液体現像剤層を帯電する現像剤帯電手段を備える。
式(1) トナー被覆率=({SvL/〔4πr3/3〕}×πr2)/0.9069
(上記式(1)中、Svは前記液体現像剤におけるトナー濃度(体積%/100)を、Lは前記液体現像剤層の膜厚(μm)を、rは前記トナーの体積平均の粒子半径(μm)を表す。尚、前記0.9069の数値は円の最密面積充填率である。)
また、液体現像剤を用いた湿式の画像形成では、画像部の白抜けが発生したり、静電潜像が形成された部分以外の領域(非画像部)にトナーが移行してカブリが発生したりドットの輪郭部が乱れることがあった。
この効果が奏されるメカニズムは、必ずしも明確ではないものの以下のごとく推察される。
これに対し、前記トナー被覆率が上記範囲に制御されることで、液体現像剤層中に適切な量のトナーが存在するため、画像部の白抜けの発生、カブリの発生、およびドットの輪郭部の乱れが抑制されるものと考えられる。
現像部材上に形成された液体現像剤層中におけるトナー被覆率は、前記の通り0.71以上1.1以下である。
トナー被覆率が0.71未満では画像部の白抜けが発生し、一方1.1を超えると静電潜像が形成された部分以外の領域(非画像部)にトナーが移行してカブリが発生したりドットの輪郭部が乱れる。
ここで、式(1)においてSvで表される液体現像剤におけるトナー濃度は、以下の方法により測定される。
まず、現像剤収容部から収容されている液体現像剤を取り出し、この液体現像剤を600倍に希釈した現像剤を封入した瓶を小型超音波洗浄機に浸漬して粒子を分散させる。その後、希釈した液体現像剤を脱気した後に吸光光度計(島図製作所社製、UV−2500PC)を用いて吸光度を測定する。測定した吸光度と、あらかじめ作成した吸光度と希釈現像剤の濃度の検量線から、元の現像剤の濃度を算出する。
現像剤収容部より供給された液体現像剤を用いて像を形成する現像部材において、現像部材の一定面積の表面に付着した液体現像剤をウェス等で拭き取り、その前後のウェスの質量変化を測定することで拭き取った液体現像剤の質量を測定する。測定した液体現像剤の質量、拭き取った面積、液体現像剤のトナー濃度、トナーの比重、キャリアの比重から、下記式により求められる。
式(2) 膜厚=(M×(S/T+(1−S)/C))/A
(上記(2)式中、Mは液体現像剤の質量(g)、Sは液体現像剤のトナー濃度(重量%)、Tはトナーの比重、Cはキャリア液の比重、Aは拭き取った面積(m2)を表す。
まず、トナーの体積平均粒径D50vを測定する。レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば、LA920(堀場製作所社製))を用いて測定が行われ、粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒子径を体積平均粒径D50vと定義する。
更に、得られた体積平均粒径D50vを2で割ることで、トナーの体積平均の粒子半径が算出される。
尚、本明細書に記載の数値は上記方法により測定されたものである。
前記液体現像剤におけるトナー濃度は、23体積%以上27体積%以下である。23体積%未満だと、トナー量が不足することにより画像部の白抜けが発生する。一方27体積%を超えると、トナー量が過剰であることによりカブリの発生やドットの輪郭部の乱れ生じる。
前記液体現像剤層の膜厚(L)が5.8μm以上7.5μm以下である。5.8μm未満だと、トナー量が不足することにより画像部の白抜けが発生する。一方7.5μmを超えると、現像の際の液流れにより画像の筋状乱れが発生する。
トナーの体積平均粒径が2.5μm以上3.8μm以下であることが好ましく、更に2.5μm以上3.0μm以下であることがより好ましい。2.5μm以上であることにより、トナー量が過剰であることによるカブリの発生やドットの輪郭部の乱れが抑制される。一方3.8μm以下であることにより、トナー量が不足することによる画像部の白抜けの発生が抑制される。
また、トナーの体積平均粒径(つまり1層分のトナー層の厚さ)が上記範囲であることで、コート紙のような表面の荒れが抑制された記録媒体だけでなく、普通紙のような数μmオーダーの表面粗さを有する記録媒体にも、高画質な画像を形成し得る。上記体積平均粒径が2.5μm以上であることで、普通紙等に対してもその表面に追従して転写されて画像部の白抜けが抑制される。一方3.8μm以下であることで、トナー層の厚さが過大となり過ぎず、浮き彫り感の抑制された画像が形成される。
トナーの体積平均粒径は、トナーの造粒の際に制御される。
なお、転写装置18は、例えば、ベルト状の中間転写体22を備えた構成であってもよいし、中間転写体22を備えず、転写ロール24により感光体10から直接記録媒体Pにトナー像Tを転写する直接転写方式の構成であってもよい。
本実施形態に係る画像形成装置101では、まず、感光体帯電装置12により、矢印B方向に回転する感光体10の表面を予め定められた電位に帯電させる。
次に、露光装置14により、帯電された感光体10の表面を画像信号に基づき露光(例えばレーザ光線による露光)し、静電潜像を形成する。
次に、液体現像装置16により、静電潜像が形成された感光体10の表面に液体現像剤G1を供給し、静電潜像を現像(顕像化)して、トナー像Tを形成する。
次に、中間転写体22の表面に転写されたトナー像Tを、転写ロール24との接触位置において、記録媒体Pに転写する。ここで、本転写は、転写ロール24と中間転写体22とによって記録媒体Pを挟み、中間転写体22の表面のトナー像Tを記録媒体Pに密着させることにより、記録媒体Pにトナー像Tを転写する。
一方、中間転写体22にトナー像Tを転写した後の感光体10は、転写残トナー粒子をクリーナ20により除去、回収し、再び上記画像形成プロセスへ移行する。
液体現像装置16は、湿式の現像装置であり、液体現像剤G1を収容する現像剤収容容器32(現像剤収容部の一例)と、現像剤収容容器32に収容した液体現像剤G1が表面に供給されて液体現像剤層G2が形成され、且つ形成された液体現像剤層G2を感光体10表面に供給し、感光体10の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像ロール34(現像部材の一例)と、現像ロール34による液体現像剤G1の供給量を制限して液体現像剤層G2の膜厚を規制する規制部材36と、感光体10表面に供給される前の液体現像剤層G2を帯電する現像剤帯電装置38(現像剤帯電手段の一例)と、を備えている。
現像ロール34は、現像剤収容容器32に収容された液体現像剤G1に一部が浸るようにして設けられる。
液体現像装置16では、現像ロール34が現像剤収容容器32に収容された液体現像剤G1に浸る位置で、現像ロール34の表面に液体現像剤G1が供給され、更に規制部材36によって液体現像剤G1の供給量が制限されて液体現像剤層G2が形成される。この際、前記式(1)により求められるトナー被覆率は前述の範囲に制御される。
次に、感光体10の表面に供給される前の液体現像剤層G2に対して、現像剤帯電装置38によって帯電が施される。この際、液体現像剤層G2中のトナーが帯電されると共に、液体現像剤層G2中においてトナーが現像部材側に押しつけられる。
次に、現像ロール34が感光体10と相対する位置で、液体現像剤層G2における液体現像剤が感光体10の表面に供給され、静電潜像が形成された感光体10の表面における該静電潜像を現像(顕像化)して、トナー像Tを形成する。
ここで、本実施形態における液体現像剤について説明する。
液体現像剤は、少なくともトナーとキャリア液とを含んで構成される。
尚、本実施形態では、前記式(1)により求められるトナー被覆率が前述の範囲となるよう、液体現像剤の組成が調整される。具体的には、液体現像剤におけるトナー濃度が23体積%以上27体積%以下である。また、トナーの体積平均粒径が2.5μm以上3.8μm以下であることが好ましい。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。これら添加剤は、結着樹脂に混練するなどして内添してもよいし、粒子としてトナーを得たのち混合処理を施すなどして外添してもよい。尚、通常、着色剤を含むが、透明のトナーとする場合は、着色剤を含まなくてもよい。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等)が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸は、多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
本実施形態で用いるトナーを製造する方法は特に限定されず、例えば、粉砕トナー、液中乳化乾燥トナー、もしくは重合トナーの製造方法で製造したトナーをキャリア液中で微粉砕して得られる。
例えば、結着樹脂、着色剤、他の添加剤等をヘンシェルミキサー等の混合装置に投入して混合し、この混合物を二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミル、ニーダー等で溶融混練した後、ドラムフレーカー等で冷却し、ハンマーミル等の粉砕機で粗粉砕し、さらにジェットミル等の粉砕機で微粉砕した後、風力分級機等を用いて分級することにより、粉砕トナーが得られる。
また、結着樹脂、着色剤、他の添加剤等を酢酸エチル等の溶剤に溶解し、炭酸カルシウムのごとき分散安定剤が添加された水中に乳化/懸濁し、溶剤を除去した後、分散安定剤を除去して得られた粒子を濾過・乾燥することによって液中乳化乾燥トナーが得られる。
また、結着樹脂を形成する重合性単量体、着色剤、重合開始剤、他の添加剤等を含有する組成物を水相中に攪拌下で加えて造粒し、重合反応後、粒子を濾過、乾燥することによって重合トナーが得られる。
尚、ここで「上GSDv」とは粗粉側体積粒度分布のことであり、(D16v/D50v)で表される。また「下GSDp」とは微粉側個数粒度分布のことであり、(D50p/D84p)で表される。
上GSDvおよび下GSDpの測定方法について説明する。レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば、LA920(堀場製作所社製))を用いて測定が行われ、粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積および個数をそれぞれ小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒子径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒子径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒子径を体積D84v、数D84pと定義する。これらを用いて、上GSDvおよび下GSDpが算出される。
前記キャリア液としては、シリコーンオイルを主成分とする絶縁性液体が好ましい。シリコーンオイル単独でも構わず、その他の絶縁性液体との混合液でも構わない。シリコーンオイルとしては、KF96(信越シリコン)、SH200、SH344(東レシリコン)、TSF451(東芝シリコン)等が挙げられる。
また、シリコーンオイル以外にも、例えば、パラフィンオイル等の脂肪族系炭化水素溶媒(市販品では、松村石油社製モレスコホワイトMT−30P、モレスコホワイトP40、モレスコホワイトP70、エクソン化学社製アイソパーL、アイソパーMなど)、ナフテン系オイル等の炭化水素系溶媒(市販品では、エクソン化学社製エクソールD80,エクソールD110、エクソールD130、日本石油化学社製ナフテゾールL、ナフテゾールM、ナフテゾールH、Newナフテゾール160、Newナフテゾール200、Newナフテゾール220、NewナフテゾールMS−20Pなど)が用いられ、それらの中にトルエン等の芳香族化合物を含有させてもよい。
これらシリコーンオイル以外の液体は、シリコーンオイルと混合して用いてもよい。
液体現像剤は、既述のトナー粒子とキャリア液とを、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミル等の分散機を用いて混合し、粉砕して、トナー粒子をキャリア液中に分散することにより得られる。
なお、トナー粒子のキャリア液中への分散は分散機に限られず、ミキサーのごとく、特殊な攪拌羽根を高速で回転させ分散してもよいし、ホモジナイザーとして知られるローター・ステーターの剪断力で分散してもよいし、超音波によって分散してもよい。
尚、前述の本実施形態に係る液体現像装置により行われる本実施形態に係る液体現像方法は、トナーおよびキャリア液を含み且つトナー濃度が23体積%以上27体積%以下である液体現像剤を現像部材の表面に供給して、下記式(1)により求められるトナー被覆率が0.71以上1.1以下、膜厚が5.8μm以上7.5μm以下である液体現像剤層を形成する液体現像剤層形成工程と、前記液体現像剤層を帯電する現像剤帯電工程と、表面に静電潜像が形成された像保持体表面に前記液体現像剤層を供給して前記静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、をこの順に備える。
式(1) トナー被覆率=({SvL/〔4πr3/3〕}×πr2)/0.9069
(上記式(1)中、Svは前記液体現像剤におけるトナー濃度(体積%/100)を、Lは前記液体現像剤層の膜厚(μm)を、rは前記トナーの体積平均の粒子半径(μm)を表す。尚、前記0.9069の数値は円の最密面積充填率である。)
また、本実施形態に係る画像形成方法は、像保持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像を上記の本実施形態に係る液体現像方法によってトナー像として現像する液体現像工程と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写された前記トナー像を前記記録媒体の表面に定着する定着工程と、を備える。
本実施形態に係る液体現像方法および画像形成方法によれば、優れた画質を有する画像を形成し得る。
まず、実施例、比較例で用いたトナー等の物性測定方法について説明する。
(樹脂の分子量)
樹脂の分子量は、以下の条件により測定した。GPCとして「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5質量%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、RI(Refractive Index)検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
トナー、樹脂粒子、着色剤粒子等の体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば、LA920(堀場製作所社製))を用いて測定が行われ、粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積を小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒子径を体積D50vと定義した。
ガラス転移温度(Tg)および溶融温度(Tm)は、ASTMD3418−8に準拠して測定された各極大ピークより求めた。なお、ガラス転移温度は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とし、溶融温度は吸熱ピークの頂点の温度とした。測定には示差走査熱量計(DSC−7、パーキンエルマー社製)を用いた。
<液体現像剤の作製>
以下の方法により液体現像剤用のトナーを作製した。
(トナー(1)の製造)
−非晶性ポリエステル樹脂(1)・非晶性樹脂粒子分散液(1a)の調製−
・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: 35モル部
・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 :65モル部
・テレフタル酸: 80モル部
・n−ドデセニルコハク酸: 15モル部
・トリメリット酸: 10モル部
加熱乾燥した二口フラスコに上記の材料と、これらの酸成分(テレフタル酸、n−ドデセニルコハク酸、トリメリット酸の合計モル数)に対して0.05モル部のジブチル錫オキサイドと、を入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150℃以上230℃以下で12時間共縮重合反応させ、その後、210℃以上250℃以下で徐々に減圧して、非晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
また、非晶性ポリエステル樹脂(1)を示差走査熱量計(DSC)により測定したところ、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は62℃であった。
得られた非晶性樹脂粒子分散液(1a)に含まれる樹脂粒子の体積平均粒径D50vは0.3μm、標準偏差1.2であった。
・1,4−ブタンジオール(和光純薬工業社製): :293部
・ドデカンジカルボン酸(和光純薬工業社製): 750部
・触媒(ジブチル錫オキサイド): 0.3部
加熱乾燥した3口フラスコに、上記の成分を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で2時間攪拌を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い5時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂(2)を合成した。
また、結晶性ポリエステル樹脂(2)の溶融温度(Tm)を、前述の測定方法により示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを有し、ピークトップの温度は70℃であった。
更に、非晶性ポリエステル樹脂(1)に替えて結晶性ポリエステル樹脂(2)を用いた以外は、樹脂粒子分散液(1a)における条件にて結晶性樹脂粒子分散液(2a)を作製した。得られた分散液に含まれる粒子の体積平均粒径D50vは0.25μm、標準偏差1.3であった。
・フタロシアニン顔料(大日精化社製、PVFASTBLUE): 25部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK): 2部
・イオン交換水: 125部
上記成分を混合した後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で分散して着色剤分散液(1)を得た。
・ペンタエリスリトールベヘン酸テトラエステルワックス: 100部
・アニオン界面活性剤(日油社製、ニューレックスR): 2部
・イオン交換水: 300部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、離型剤粒子分散液(1)を得た。
・疎水性シリカ(日本アエロジル製、RX200): 100部
・アニオン界面活性剤(日油社製、ニューレックスR): 2部
・イオン交換水: 1000部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で分散した後、超音波ホモジナイザー(RUS−600CCVP、日本精機製作所)にて200パス分散させ、無機粒子分散液(1)を得た。
・非晶性樹脂粒子分散液(1a): 145部
・結晶性樹脂粒子分散液(2a): 30部
・着色剤分散液(1): 42部
・離型剤粒子分散液(1): 36部
・無機粒子分散液(1): 10部
・硫酸アルミニウム(和光純薬工業社製): 0.5部
・イオン交換水: 300部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中に収容してpH2.7に調整し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、加熱用オイルバス中で47℃まで攪拌しながら加熱した。47℃で60分間保持した後、ここに非晶性樹脂粒子分散液(1a)を緩やかに46部追加した。その後、0.55Nの水酸化ナトリウム水溶液を穏やかに添加してpHを9.0に調整した後、攪拌を継続しながら90℃まで加熱し、3.5時間保持した。その後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥してトナー粒子(1)を得た。
得られたトナー(1)とキャリア液(シリコーンオイル、信越化学工業社製、商品名:KF−96−20cs)とを、トナー濃度が表1に記載の値となるよう混合し、液体現像剤1を得た。
まず、図1に示す構成を有し液体現像剤層用の帯電装置を有する画像形成装置((株)ミヤコシ社製の製品名:MDP1260)を準備した。
得られた液体現像剤1を、この画像形成装置の現像剤収容容器に入れた。尚、液体現像剤の供給量を規制する規制部材を、液体現像剤層の膜厚が下記表1の値となるよう調整した。
次いで、この画像形成装置により以下の評価試験を行った。
・真円度
前記画像形成装置により、12ピクセルドットクラスタを並べたドット画像を印刷し、該ドット画像における真円度を以下の方法により測定した。
真円度の測定は、Image−Pro PLUS(Media Cybernetics社製)を用いて30個のドットの半径比の平均値を測定し、その値を真円度とした。
尚、真円度2.00以下で問題なしとみなす。
前記真円度の評価試験で作成した12ピクセルドットクラスタを並べたドット画像において、白抜けが発生すると真円度が悪化し2.00を超える。従って、2.00を超えると白抜けありとみなした。
前記真円度の評価試験で作成した12ピクセルドットクラスタを並べたドット画像において、カブリ発生の有無を下記評価グレードにて評価した。
尚、グレード2以下で問題なしとみなす。
グレード1:カブリの発生観察されず(全く問題無し)
グレード2:カブリの発生が観察されたが、問題無しのレベルである
グレード3:カブリの発生が観察され、問題有りのレベルである
実施例1における「トナー(1)の作製」の作製条件を調整し、トナーの粒径(D50v)およびトナー上GSDv、下GSDpが下記表1の値となるトナーを作製した。また、画像形成装置における規制部材を液体現像剤層の膜厚が下記表1の値となるよう調整した。
それ以外は、実施例1に記載の方法により前記評価試験を行った。
実施例1において、「トナー(1)の作製」「液体現像剤の調製」の作製条件を調整し、トナーの粒径(D50v)およびトナー濃度が下記表2の値となる液体現像剤を作製した。更に、画像形成装置における規制部材を液体現像剤層の膜厚が下記表2の値となるよう調整した。
それ以外は、実施例1に記載の方法により前記評価試験を行った。
実施例1における「トナー(1)の作製」の作製条件を調整し、トナーの粒径(D50v)が下記表3の値となるトナーを作製した。また、画像形成装置における規制部材を液体現像剤層の膜厚が下記表3の値となるよう調整した。
それ以外は、実施例1に記載の方法により前記評価試験を行った。
・筋状乱れ
前記真円度の評価試験で作成した12ピクセルドットクラスタを並べたドット画像において、筋状乱れの有無を評価した。
実施例1における「トナー(1)の作製」の作製条件を調整し、トナーの粒径(D50v)およびトナー上GSDv、下GSDpが下記表4の値となるトナーを作製した。また、画像形成装置における規制部材を液体現像剤層の膜厚が下記表4の値となるよう調整した。
それ以外は、実施例1に記載の方法により前記評価試験を行った。
12 感光体帯電装置
14 露光装置
16 現像装置
18 転写装置
20 クリーナ
22 中間転写体
24 転写ロール
26 定着装置
32 現像剤収容容器
34 現像ロール
36 規制部材
38 現像剤帯電装置
G1 液体現像剤
G2 液体現像剤層
P 記録媒体
T トナー像
Claims (3)
- トナーおよびキャリア液を含み且つトナー濃度が23体積%以上27体積%以下である液体現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に収容された前記液体現像剤が表面に供給されて、下記式(1)により求められるトナー被覆率が0.71以上1.1以下、膜厚が5.8μm以上7.5μm以下である液体現像剤層が形成され、且つ形成された前記液体現像剤層を像保持体表面に供給して前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、
前記像保持体表面に供給される前の前記液体現像剤層を帯電する現像剤帯電手段と、
を備える液体現像装置。
式(1) トナー被覆率=({SvL/〔4πr3/3〕}×πr2)/0.9069
(上記式(1)中、Svは前記液体現像剤におけるトナー濃度(体積%/100)を、Lは前記液体現像剤層の膜厚(μm)を、rは前記トナーの体積平均の粒子半径(μm)を表す。尚、前記0.9069の数値は円の最密面積充填率である。) - 前記液体現像剤における前記トナーの体積平均粒径が2.5μm以上3.8μm以下である請求項1に記載の液体現像装置。
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記静電潜像をトナー像として現像する、請求項1または請求項2に記載の液体現像装置と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
前記記録媒体の表面に転写された前記トナー像を前記記録媒体の表面に定着する定着装置と、
を備える画像形成装置。
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