JPH10254186A

JPH10254186A - 液体現像剤

Info

Publication number: JPH10254186A
Application number: JP5814697A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Oguchi; 寿彦小口; Masazumi Oda; 正純小田
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁性液体中での分散性や絶縁性液体の離脱
性が良好で、粒径や帯電量の制御を適切に行なうことが
でき、転写性や定着性が良好な液体現像用の現像剤及び
液体現像用バインダーを提供する。【解決手段】トナー重量換算でそれぞれ、２０〜９０
重量％のロジンエステルと、１０〜８０重量％のガラス
転移温度が５０°Ｃ以下のエポキシ樹脂又はポリエステ
ル樹脂と、５〜６０重量％の顔料とを含むトナーを絶縁
性液体中に分散せしめてなることを特徴とする液体現像
剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機等の現像に用
いる現像剤に係り、更に詳細には、湿式現像法に使用す
る液体現像剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やレーザービームプリ
ンター等の画像形成装置では、一般に、原稿から読み取
った画像情報を感光体ドラム上に書き込んで静電潜像を
形成し、この静電潜像にトナーを付着させる現像を行な
って未定着トナー像を形成し、次いでこの未定着トナー
像を用紙などに転写し、加圧下に加熱して定着するよう
になっている。

【０００３】上記現像する際に用いるトナーは熱可塑性
樹脂の微粒子からなり、このトナーの粒径がサブミクロ
ンオーダーの適正な範囲の大きさのときに画像密度が高
い高品質の画像が得られることが知られている。

【０００４】ところで、現像方法の種類には、トナーの
みを用いて現像する乾式現像法と、トナーの他に絶縁性
の液体を用いて現像する湿式現像法の二つがあり、これ
らの方法にはそれぞれ長所と短所とがある。

【０００５】即ち、乾式現像法は現像に液体を使用しな
いので現像剤の取り扱いが容易であるという長所を有す
る反面、使用できるトナーは数ミクロンオーダーの比較
的粒径の大きいものに限られるため、階調度の高い繊細
な画像を形成することが困難であるという短所がある。

【０００６】一方、湿式現像法では乾式現像法に比べて
粒径の小さいトナーを用いることができるため、緻密で
繊細な画像を形成できるという長所がある反面、下記の
ような短所がある。

【０００７】まず、湿式現像法で用いるトナーは、絶縁
性液体に対して安定した分散性と離脱容易性とを有する
ことが求められるが、この分散性と、離脱容易性とを備
えたトナーを得るのが困難であるという問題がある。

【０００８】即ち、トナーはこの絶縁性液体中で沈殿し
たり凝集することなく安定して分散する性質を備えてい
なければならない。また、現像が終了して感光体ドラム
上に未定着トナー像が形成された後は絶縁性液体はもは
や不要であるため、形成された未定着トナー像から速や
かに除去できることが求められ、そのためにはトナーと
絶縁性液体とは良好な離脱性を備えていなければならな
い。

【０００９】次に、高品質の画像を得るためには、未定
着トナー像を形成するトナーの粒径がサブミクロンオー
ダーの範囲の適正な大きさであることが求められ、その
ためには絶縁性液体中で分散している間にトナーの粒径
を制御することが必要であるが、絶縁性液体中でトナー
の粒径を制御することは困難であるという問題がある。
更に、湿式現像法では絶縁性液体中に分散している間
にトナーが帯電し、高品質の画像を得るためにはトナー
の帯電量が適正であることが求められるが、絶縁性液体
中で帯電量を制御することは困難であるという問題があ
る。

【００１０】また、湿式現像法では乾式法と比較して未
定着トナー像が緻密になるが、この未定着トナー像の密
度にも適正な範囲があり、これより高密度になると未定
着トナー像が緻密になり過ぎて感光体ドラム表面から剥
がれ難くなり、未定着トナー像を用紙に転写するのが困
難になる。そのため、この転写に支障が生じない程度の
密度に制御する必要があるが、この未定着トナー像の密
度を制御するのが困難であるという問題がある。

【００１１】更に、湿式現像法では一般にバインダーを
構成する樹脂に対して顔料の比率が高いため、定着しに
くいという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように湿式現像
法には、絶縁性液体中での分散性、絶縁性液体の離脱
性、粒径や帯電量の制御、転写性、及び定着性の問題が
あるものの、画像を構成するトナーとして最も好適であ
るサブミクロンオーダーの範囲の粒径のトナーを使用で
きる点で有利であり、上記のような問題を克服すること
ができれば、乾式現像法では得られない高品質の画像が
得られる点で魅力の大きな現像法である。そして特に画
像の高品質化が求められる昨今においてはその画質の良
さが見直されているため、上記問題を克服できるような
現像剤の開発が望まれていた。

【００１３】そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、
バインダーとして特定のロジンエステルと特定のエポキ
シ樹脂またはポリエステル樹脂との混合物を使用するこ
とにより、上記従来の湿式現像法用現像剤の問題を克服
できることを見出だして本発明を完成した。

【００１４】従って、本発明の目的とするところは、絶
縁性液体中での分散性や絶縁性液体の離脱性が良好で、
粒径や帯電量の制御を適切に行なうことができ、転写性
や定着性が良好な液体現像用の現像剤を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液体現像剤は、
ロジンエステルと、ガラス転移温度が５０°Ｃ以下のエ
ポキシ樹脂またはポリエステル樹脂と、顔料とを含むト
ナーを絶縁性液体中に分散せしめてなることを特徴とす
る。

【００１６】本発明においてロジンエステルは、分散時
のトナーの粒径の制御を容易にする機能を果たすもので
ある。

【００１７】このロジンエステルは上記絶縁性液体中で
溶解あるいは半溶解状態で存在するものであり、この絶
縁性液体に対する溶解性はロジンエステルのエステル基
の種類を変化させることにより調節することができる。
この溶解性はまたロジンエステルの酸価とも関係し、酸
価の適正なロジンエステルを選択することにより、ロジ
ンエステル、ひいてはトナーの溶解性を調節することが
できる。

【００１８】ロジンエステルのエステル基は小さいほど
溶解性が良くなる。例えばメタノールエステルやエチレ
ングリコールエステルを用いた場合は溶解し易くなり、
グリセリンエステルやペンタエリスリトールエステルを
用いた場合には溶解し難くなる。

【００１９】また、ロジンエステルのもう一つの機能は
顔料との馴染みを良くするものであり、顔料表面に吸着
することにより優れた顔料分散性を与えることである。

【００２０】更に、ロジンエステルの他の機能は多くの
樹脂に対する優れた相溶性を有することである。

【００２１】かかる観点から、本発明で用いるロジンエ
ステルとしては、１０〜１５０の酸価を有するものが好
ましい。ここで酸価を１０〜１５０の範囲としたのは、
酸価を１０以上にすることが、顔料の分散性を高め、ト
ナーが絶縁性液体中に分散させたときの帯電性制御上好
ましいという理由からであり、反対に酸価が１５０より
高いとトナーの絶縁性液体中での分散性が不安定化する
という問題が生じるからである。

【００２２】本発明で用いるロジンエステルとしては、
エステルガム、ロジンのペンタエリスリトールエステ
ル、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノ一ル
樹脂が挙げられる。

【００２３】本発明で用いるロジンエステルの配合量
は、トナー重量換算で、２０〜９０重量％の範囲が好ま
しい。ここで上限を９０重量％としたのは、これより多
いとロジンエステルの分散媒中への溶解成分が現像特性
に影響を与えたり、分散媒中で膨潤したトナー粒子が凝
集したりするという問題があるからであり、反対に下限
を２０重量％としたのは、これより少ないと、トナー粒
子の分散媒中での分散安定性が悪く、またトナーに安定
な帯電性を付与しにくいという問題があるからである。

【００２４】本発明で用いるエポキシ樹脂又はポリエス
テル樹脂はガラス転移温度が５０°Ｃ以下であることが
求められる。ここでガラス転移温度を５０°Ｃ以下とし
たのは、ガラス転移温度がこれより高いとトナーの定着
性が低下するからである。

【００２５】定着性を更に容易ならしめるには、これら
樹脂のガラス転移温度を更に低く、例えば−２０°Ｃ〜
３０°Ｃ程度の範囲に設定することが望ましい。

【００２６】本発明で用いるエポキシ樹脂又はポリエス
テル樹脂はトナー粒子の樹脂成分を分散媒に不溶ならし
め、トナーが着色した熱可塑性の粒子として機能せしめ
るものであり、代表的にはビスフェノールＡとエピクロ
ルヒドリンとから作られる樹脂やこれらの変性物を用い
ることができる。

【００２７】本発明で用いるエポキシ樹脂の他の例とし
ては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹
脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルフ
タレート系エポキシ樹脂が挙げられる。また、ポリエス
テル樹脂としては、フタル酸、イソフタール酸、トリメ
リット酸等の多塩基酸とビスフェノールＡ、ブタンジオ
ール、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコ
ールとの縮合物が挙げられる。

【００２８】本発明で用いるエポキシ樹脂又はポリエス
テル樹脂の配合量は、トナー重量換算で、１０〜８０重
量％の範囲が好ましい。ここで上限を８０重量％とした
のは、これより多いとトナーの分散媒中への分散安定性
が劣化し、また、トナーに適正な帯電を付与することが
困難になること、更に顔料の分散性も悪くなるという問
題があるからであり、下限を１０重量％としたのは、こ
れより少ないとトナーが分散媒に溶解しやすくなり、現
像とともに蓄積した溶解成分が現像特性を劣化させると
いう問題があるからである。

【００２９】本発明において、顔料とは、トナーに対し
て色を与える機能を有するものであり、本発明に用いる
顔料としては、カーボンブラック、フタロシアニンブル
ー、ジメチルキナクリドン、カーミンレッド、ベンジジ
ンイエローが挙げられる。

【００３０】本発明で用いる顔料の配合量は、トナー重
量換算で、５〜６０重量％の範囲が好ましい。ここで上
限を６０重量％としたのは、これより多いとトナーの定
着が困難となり、光沢のある画像が得られないという問
題があるからであり、下限を５重量％としたのは、これ
より少ないと現像剤が十分に濃い濃度に達し得ないとい
う問題があるからである。

【００３１】また、上記のロジンエステル及びエポキシ
樹脂又はポリエステル樹脂は、ロジンエステル：エポキ
シ樹脂又はポリエステル樹脂＝９０：１０〜２０：８０
の範囲の重量比で配合されるのが好ましい。エポキシ樹
脂又はポリエステル樹脂に対するロジンエステルの割合
が２０：８０より少なくなるとトナーの分散媒中での分
散安定性が悪くなり、トナーに適正な帯電を付与するこ
とが困難になるという問題があるからであり、反対にエ
ポキシ樹脂又はポリエステル樹脂に対するロジンエステ
ルの割合が９０：１０より多くなるとトナーの分散媒中
への溶解成分が増し、現像を続けるとこれがさらに増加
して現像剤を劣化させたり、トナー粒子の凝集が起こり
やすくなるという問題があるからである。

【００３２】本発明で用いる絶縁性液体は、現像剤を分
散させる絶縁性液体として機能するものである。

【００３３】本発明で用いる絶縁性液体としては、１０
¹³Ω以上の絶縁抵抗を有する有機液体が好ましい。ここ
で絶縁抵抗を１０¹³Ω以上としたのは、絶縁抵抗が１０
¹³Ωより低いと、現像時に静電潜像の電荷が漏洩して現
像画像濃度が低下するという問題があるからである。

【００３４】本発明で用いる絶縁性液体としては、液状
パラフィン、シリコーンオイル、ケロシン、鉱物油、機
械油が挙げられる。このうち、特に好ましいのは炭素数
９〜１５であり、沸点２００°Ｃ以下のイソパラフィン
系炭化水素は、現像剤が揮散して乾燥できる点からハン
ドリング性に優れている。

【００３５】本発明で用いる絶縁性液体の配合量は、１
００重量部のトナーに対して、１００００〜１００重量
部の範囲が好ましい。ここで配合量の下限を１００重量
部としたのは、これより少ないとトナーの粘度が増大
し、現像剤を静電潜像に接触させる際のハンドリングが
困難になること、また現像剤のカブリが著しく増加する
ことなどの問題があるからであり、上限を１００００重
量部としたのは、配合量がこれより多いと、現像速度が
遅く、現実の現像時間内に所望の現像画像濃度を得るこ
とが困難になるという問題があるからである。

【００３６】また、本発明のトナーは現像時に０．０５
μｍ〜２．０μｍの範囲の粒径を有することが好まし
い。ここで現像時の粒径の上限を２．０μｍとしたの
は、これより大きいとトナーの沈降速度が速く、現像時
に静電潜像に均一にトナーを供給することが困難なの
で、均一性のある、緻密な現像画像が得られないという
問題があるからであり、現像時の粒径の下限を０．０５
μｍとしたのは、これより小さいと、現像画像密度が低
く、コントラストの大きい鮮明な現像画像が得られない
という問題があるからである。

【００３７】なお、本発明の液体現像剤においては、絶
縁性液体中に分散したトナーの帯電量を調節するため
に、帯電制御剤を添加することもある。代表的な帯電制
御剤としては金属石鹸、スルホン化油、アルキルりん酸
エステル類などがある。

【００３８】また、トナーの分散助剤として脱水ひまし
油などの油脂類を添加してもよい。一般に、エポキシ樹
脂やポリエステル樹脂は極性が強いので、本発明で用い
るような無極性の絶縁性液体中には全く溶解しない。従
ってエポキシ樹脂やポリエステル樹脂を顔料で着色しこ
れを上記絶縁性液体中に分散させることは至難である。
しかしながら、上記エポキシ樹脂やポリエステル樹脂と
上記ロジンエステルおよび顔料とを適当な割合で混合し
たものでは安定な分散体を形成せしめることができる。

【００３９】さらに、バインダーとしてこのような混合
樹脂を用いた場合には、次の様な効果が得られる。

【００４０】まず第一に、絶縁性液体に対するトナーの
分散性と、離脱性が改善される。

【００４１】即ち、樹脂成分中のロジンエステル成分が
膨潤ないし半溶解してトナー表面を絶縁性液体になじみ
良くする結果、絶縁性液体に対するトナーの分散性が改
善されるものと考えられる。また、エポキシ樹脂あるい
はポリエステル樹脂がトナーの絶縁性液体の溶解を防止
する結果、未定着トナー像からの絶縁性液体の離脱性が
改善されるものと考えられる。

【００４２】第二に、ロジンエステルとエポキシ樹脂又
はポリエステル樹脂との混合比を調節することによりト
ナーの粒径を制御できる。即ち、絶縁性液体に対して不
溶解性のエポキシ樹脂又はポリエステル樹脂成分の比率
を大きくすると、トナーの粒径を大きくでき、エポキシ
樹脂又はポリエステル樹脂成分の比率を小さくすると、
トナーの粒径を小さくできる。

【００４３】第三に、トナーの帯電量の制御が可能にな
る。

【００４４】即ち、トナー中に半溶解状態で存在するロ
ジンエステル成分は、この部分に電位決定イオンを安定
に吸着せしめる結果、トナーの帯電量の制御が可能にな
るものと考えられる。

【００４５】第四に、未定着トナー像の転写性が改善さ
れる。

【００４６】トナーの粒径を適正な範囲に制御すること
により未定着トナー像が緻密になり過ぎるのが抑制され
るので、トナーの転写特性が改善されるものと考えられ
る。またガラス転移温度の低いエポキシ樹脂又はポリエ
ステル樹脂の使用により、普通紙への粘着性が増すこと
によって、転写性が改善されるものと考えられる。第五
に、転写した画像の定着性が改善される。

【００４７】即ち、ガラス転移温度の低いエポキシ樹脂
又はポリエステル樹脂を使用することによってトナー層
が容易に熱定着できるようになるものと考えられる。

【００４８】第六に、液体現像剤の寿命を伸長できる。

【００４９】即ち、絶縁性液体に溶解しやすいロジンエ
ステルは、絶縁性液体に不溶解性のエポキシ樹脂又はポ
リエステル樹脂と結びつけられてその溶解性が低下する
ので、絶縁性液中に分子状に溶解してゆくロジンエステ
ルの量が少なくなり、現像を繰り返してもロジンエステ
ルが濃縮されて蓄積することがなくなる。その結果、エ
ポキシ樹脂又はポリエステル樹脂の併用によって現像液
の劣化が著しく軽減され、寿命が伸長されるものと考え
られる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例によって具
体的に説明する。

【００５１】実施例１フタロシアニンブルー（青色顔料）３０重量部とロジン
変性ペンタエリスリトール樹脂６０重量部をニ−ダーに
て混練し、着色マスターを得た。これにエポキシ樹脂６
０重量部（エピコートガラス転移温度１０°Ｃ）を加
えて混練して得た混連物１０重量部を、１００重量部の
アイソパ−Ｈ（イソパラフィン沸点（１９０°
Ｃ））、ナフテン酸コバルト０．２重量部に加えてサン
ドグラインダーにて分散させ、液体現像トナーの濃縮液
を得た。得られた濃縮液５重量部をアイソパ−Ｈで更に
希釈し、これに正帯電潜像を有する有機感光体を浸漬し
たところ、現像画像として鮮明な未定着トナー像が得ら
れた。また、現像時のトナーの粒径を測定したところ、
１．０μｍであった。

【００５２】現像画像をブランケット上に転写した後、
転写紙上に転写したところ、定着性の良好な光沢ある画
像を得た。濃縮液を補給しつつ現像を繰り返し行っても
現像画像が劣化することなく、再現性良く鮮明な画像が
得られた。

【００５３】実施例２実施例１における顔料をジメチルキナクリドンに変え、
ロジン変性ペンタエリスリトール樹脂をエステルガムに
変え、液状エポキシ樹脂をポリエステル樹脂（ガラス転
移点３０°Ｃ）に変えた他は実施例１と同様にして液体
規像剤を調整した。

【００５４】得られた現像剤を用いて正帯電潜像を有す
る有機感光体を現像したところ、鮮明な未定着トナー像
が得られた。また、現像時のトナーの粒径を測定したと
ころ、０．５μｍであった。この転写画像の定着性は優
れており、また濃縮液を補給しつつ現像を繰り返しても
現像画像が劣化することなく、再現性良く鮮明な画像が
得られた。

【００５５】実施例３カーボンブラック２０重量部とロジン変性マレイン酸樹
脂（酸価４０）８０重量部とをニーダーにて混練し、着
色マスターを得た。これにポリエステル樹脂（ガラス転
移温度４０°Ｃ）８０重量部を加えて混練し、粉砕して
得たトナー（平均粒径２．０μｍ）１０重量部をアイソ
パーＨ（イソパラフィン沸点１９０°Ｃ）３００重量
部、スルホン化油０．１重量部に加えて、液体現像トナ
ーを得た。

【００５６】このトナーを負帯電潜像を有する有機感光
体に接触させたところ、現像画像として鮮明な未定着ト
ナー像が得られた。このトナー像は普通紙に転写したの
ち１２０°Ｃのヒートロール間を通して定着画像を得
た。

【００５７】実施例４実施例３においてロジン変性マレイン酸樹脂１２０重量
部、ポリエステル樹脂４０重量部に替えた他は実施例３
と同様に液体現像剤を調製した。現像時のトナー粒径は
１．０μｍとした。実施例３と同様にして得られた転写
画像は１２０°Ｃのヒートロール間を通すことにより鮮
明な定着画像が得られた。また現像を繰り返しても現像
画像は劣化することなく、再現性良く鮮明な画像が得ら
れた。

【００５８】比較例１実施例１においてロジンエステルの添加量を１１０重量
部とし、エポキシ樹脂を１０重量部とした他は、実施例
１と全く同様に現像液を調整した。得られた現像画像
は、実施例１のものに比較して鮮明さを欠き、転写画像
の定着性も劣るものであった。また、同一の現像液で濃
縮液を追加しながら繰り返し現像を行うと数百枚の現像
を繰り返した後には画像が著しく劣化した。

【００５９】比較例２実施例１においてロジンエステルを全く用いずにエポキ
シ樹脂のみで同様に液体現像卜ナーを作成したところ、
トナーはアイソパ−Ｈ中に全く分散させることが出来な
かった。

【００６０】

【発明の効果】上記のように、本発明の液体現像剤によ
れば、ロジン変成樹脂の持つ顔料分散性と絶縁性液体と
の良好ななじみ性を保ったまま、トナーの分散安定性、
絶縁性液体の離脱性が良好で、トナーの粒径や帯電量の
制御を適切に行なうことができ、転写性、定着性が改善
されるという、優れた実用上の効果がもたらされる。

【００６１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを絶縁性液体中に分散してなる液
体現像剤において、前記トナーは、トナー重量換算で、ロジンエステル２０
〜９０重量％と、ガラス転移温度が５０°Ｃ以下のエポ
キシ樹脂またはポリエステル樹脂１０〜８０重量％と、
顔料５〜６０重量％とを含むことを特徴とする液体現像
剤。
【請求項２】ロジンエステルと、エポキシ樹脂または
ポリエステル樹脂とは、ロジンエステル：エポキシ樹脂
またはポリエステル樹脂＝９０：１０〜２０：８０の重
量比で配合される、請求項１記載の液体現像剤。
【請求項３】ロジンエステルは１０〜１５０の酸価を
有するものである請求項１又は２に記載の液体現像剤。
【請求項４】ロジンエステルは、エステルガム、ロジ
ンのペンタエリスリトールエステル、ロジン変性マレイ
ン酸樹脂、又はロジン変性フェノ一ル樹脂である請求項
１〜３のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項５】絶縁性液体は炭素数９〜１５であり、沸
点２００°Ｃ以下のイソパラフィン系炭化水素である請
求項１〜６のいずれか１項に記載の液体現像剤。
【請求項６】現像時のトナーは０．０５μｍ〜２．０
μｍの範囲の粒径を有することを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載の液体現像剤。