JP2015060149A - 液体現像剤および画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】低温定着性および耐熱性に優れ、定着性にも優れた液体現像剤の提供。
【解決手段】液体現像剤は、樹脂と着色剤とを含むトナー粒子が絶縁性液体中に分散されてなる。樹脂は、ウレタン変性ポリエステル樹脂を80質量%以上含む。ポリエステル樹脂に由来する成分は、酸成分に由来する構成単位と、アルコール成分に由来する構成単位とを含む。酸成分に由来する構成単位およびアルコール成分に由来する構成単位に占める脂肪族モノマーに由来する構成単位の割合は、90質量%以上である。フローテスターを用い1kgの荷重をかけて測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2をTm1(℃)とし、フローテスターを用い5kgの荷重をかけて測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2をTm5(℃)としたとき、|Tm1−Tm5|≧20℃(70℃≦Tm1≦170℃、60℃≦Tm5≦120℃)を満たす。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂と着色剤とを含むトナー粒子が絶縁性液体中に分散されてなる液体現像剤と、その液体現像剤を用いた画像形成方法とに関する。
取扱い時におけるトナー粒子の飛散防止という観点から、液体現像剤の使用が高まっている。液体現像剤には、低温定着性、定着性、耐熱性などが要求されており、種々の研究がなされている(たとえば特許文献1、2)。
特開2009−42730号公報 特開2009−96994号公報
低温定着性および耐熱性を向上させると、定着性を向上させることが難しい場合があることが分かった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温定着性および耐熱性に優れ、定着性にも優れた液体現像剤の提供である。本発明の別の目的は、本発明の液体現像剤を用いて画像を形成する方法の提供である。
本発明の液体現像剤は、樹脂と着色剤とを含むトナー粒子が絶縁性液体中に分散されてなる。樹脂は、ポリエステル樹脂に由来する成分がイソシアネート基を含む化合物により鎖長されてなるウレタン変性ポリエステル樹脂である第1樹脂を80質量%以上含む。ポリエステル樹脂に由来する成分は、酸成分に由来する構成単位と、アルコール成分に由来する構成単位とを含む。酸成分に由来する構成単位およびアルコール成分に由来する構成単位に占める脂肪族モノマーに由来する構成単位の割合は、90質量%以上である。フローテスターを用い1kgの荷重をかけて測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2をTm1(℃)とし、フローテスターを用い5kgの荷重をかけて測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2をTm5(℃)としたとき、|Tm1−Tm5|≧20℃(70℃≦Tm1≦170℃、60℃≦Tm5≦120℃)を満たす。
「ポリエステル樹脂に由来する成分」とは、ウレタン変性ポリエステル樹脂からイソシアネート基に由来する部分を除いた部分を意味する。「脂肪族モノマー」は、ポリエステル樹脂を構成するモノマーであり、好ましくは炭素数が2以上である直鎖状のアルキル骨格を有する。
第1樹脂のウレタン基濃度は、0.8質量%以上5質量%以下であることが好ましい。第1樹脂のウレタン基濃度は、(ウレタン変性ポリエステル樹脂に含まれるウレタン基の質量)/(当該ウレタン変性ポリエステル樹脂の質量)×100により求めることができる。
本発明の画像形成方法は、本発明に係る液体現像剤を記録媒体に転写する工程と、200kPa以上700kPa以下の圧力で、記録媒体に転写された液体現像剤に含まれるトナー粒子を記録媒体に定着させる工程とを含むことが好ましい。
トナー粒子を記録媒体に定着させる工程は、記録媒体を加熱する工程を含むことが好ましい。記録媒体を加熱する工程における加熱条件は、トナー粒子を記録媒体に定着させた後の記録媒体の温度をT1(℃)としたとき、Tm5≦T1≦(Tm1+10℃)を満たすことが好ましい。記録媒体の加熱により、記録媒体上のトナー粒子が加熱される。
液体現像剤を加熱する工程は、熱源が記録媒体に接触していない状態で当該記録媒体を加熱する第1加熱工程と、第1加熱工程の後で、熱源が記録媒体に接触している状態で当該記録媒体を加熱する第2加熱工程とを含むことが好ましい。第1加熱工程を経た後であって第2加熱工程を行う前の記録媒体の温度をT2(℃)とし、第2加熱工程を経た後の記録媒体の温度をT3(℃)とし、フローテスターを用いて5kgの荷重をかけて測定したときのトナー粒子の溶融開始温度をTms5(℃)としたとき、第1加熱工程における加熱条件はTms5≦T2≦Tm1を満たし、第2加熱工程における加熱条件はTm5≦T3≦(Tm1+10℃)を満たすことが好ましい。「熱源」は、記録媒体を加熱する機能を有するとともに、液体現像剤に含まれるトナー粒子を記録媒体に定着させる機能も有することが好ましく、たとえば、加熱された定着ローラである。
本発明に係る液体現像剤は、低温定着性および耐熱性に優れ、定着性にも優れる。
ウレタン変性ポリエステル樹脂の貯蔵弾性率の温度依存性を模式的に示すグラフである。 トナー粒子の溶融粘度の温度依存性の測定結果を示すグラフである。 1の測定装置を模式的に示す側面図である。 定着器の一例を模式的に示す側面図である。 定着器の一例を模式的に示す側面図である。 定着器の一例を模式的に示す側面図である。 定着器の一例を模式的に示す側面図である。 電子写真方式の画像形成装置の一部の概略概念図である。
<液体現像剤の構成>
本実施形態に係る液体現像剤は、複写機、プリンタ、デジタル印刷機もしくは簡易印刷機などの電子写真方式の画像形成装置(後述)において用いられる電子写真用液体現像剤、塗料、静電記録用液体現像剤、インクジェットプリンタ用油性インクまたは電子ペーパー用インクとして有用である。本実施形態に係る液体現像剤は、トナー粒子が絶縁性液体中に分散されてなり、好ましくは10〜50質量%のトナー粒子を含み50〜90質量%の絶縁性液体を含む。本実施形態に係る液体現像剤は、トナー粒子および絶縁性液体以外の任意の成分を含んでいても良い。トナー粒子および絶縁性液体以外の任意の成分は、たとえば、荷電制御剤、増粘剤または分散剤などであることが好ましい。
<トナー粒子>
本実施形態におけるトナー粒子は、樹脂と、樹脂中に分散された着色剤とを含む。紙などの記録媒体へのトナー粒子の付着量を所定の範囲内とした場合に所望の画像濃度が得られるように、トナー粒子における樹脂および着色剤のそれぞれの含有量を決定することが好ましい。本実施形態に係るトナー粒子は、樹脂および着色剤以外の任意の成分を含んでいても良い。樹脂および着色剤以外の任意の成分は、たとえば、顔料分散剤、ワックスまたは荷電制御剤などであることが好ましい。
<樹脂>
本実施形態における樹脂は、第1樹脂を80質量%以上含み、好ましくは第1樹脂とは異なる第2樹脂を20質量%以下含む。第2樹脂は、1種類の樹脂であっても良いし、2種以上の樹脂が混合されたものであっても良い。樹脂における第1樹脂または第2樹脂の含有量は、たとえば、赤外線吸収スペクトルを用いて求めることができ、核磁気共鳴により得られたスペクトルを用いても求めることができ、GCMS(Gas Chromatograph Mass Spectrometer)によっても求めることができる。
<第1樹脂>
第1樹脂は、ウレタン変性ポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂に由来する成分は、酸成分に由来する構成単位と、アルコール成分に由来する構成単位とを含む。酸成分に由来する構成単位およびアルコール成分に由来する構成単位に占める脂肪族モノマーに由来する構成単位の割合は、90質量%以上であり、好ましくは95質量%以上であり、より好ましくは100質量%である。この割合は、核磁気共鳴により得られたスペクトルを用いて求められても良いし、GCMSによって求められても良い。
<結晶性>
酸成分に由来する構成単位およびアルコール成分に由来する構成単位に占める脂肪族モノマーに由来する構成単位の割合が90質量%以上であるので、第1樹脂は結晶性に優れていると考えられる。ここで、「結晶性」とは、樹脂の軟化温度(以下「Tmp」と略記する)と樹脂の融解熱の最大ピーク温度(以下「Ta」と略記する)との比(Tmp/Ta)が0.8以上1.55以下であることを意味し、DSC(Differential scanning calorimetry)法により得られた熱量変化の結果が階段状の吸熱量変化を示すのではなく明確な吸熱ピークを有することを意味する。なお、TmpとTaとの比(Tmp/Ta)が1.55より大きければ、その樹脂は結晶性に優れないと言え、その樹脂は非結晶性を有するとも言える。
高化式フローテスター(たとえば株式会社島津製作所製のCFT−500D)を用いて、Tmpを測定することができる。具体的には、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながらプランジャーにより上記試料に1.96MPaの荷重を与え、直径1mmおよび長さ1mmのノズルから上記試料を押し出す。そして、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」との関係をグラフに描く。プランジャーの降下量が当該降下量の最大値の1/2であるときの温度をグラフから読み取り、その値(測定試料の半分がノズルから押し出されたときの温度)をTmpとする。本実施形態では、第1樹脂の軟化温度はドキュメントオフセットの発生を防止するという観点から40℃以上であることが好ましく、低温定着性の観点から80℃以下であることが好ましい。
示差走査熱量計(たとえばセイコーインスツル株式会社製の「DSC210」)を用いてTaを測定することができる。具体的には、試料を、130℃で溶融した後、130℃から70℃まで1.0℃/分の速度で降温させ、その後、70℃から10℃まで0.5℃/分の速度で降温させる。その後、DSC法により、試料を昇温速度20℃/分で昇温させて当該試料の吸発熱変化を測定し、「吸発熱量」と「温度」との関係をグラフに描く。このとき、20〜100℃に観測される吸熱ピークの温度をTa’とする。吸熱ピークが複数ある場合には最も吸熱量が大きいピークの温度をTa’とする。そして、試料を、(Ta’−10)℃で6時間保管した後、(Ta’−15)℃で6時間保管する。
試料に対する前処理が終了したら、DSC法により、上記前処理が施された試料を降温速度10℃/分で0℃まで冷却してから昇温速度20℃/分で昇温させる。このようにして測定された吸発熱変化から、「吸発熱量」と「温度」との関係をグラフに描く。そして、吸熱量が最大値をとったときの温度を融解熱の最大ピーク温度(Ta)とする。
<Mn>
第1樹脂の数平均分子量(以下では「Mn」と記す)は、10000以上50000以下であることが好ましい。10000≦Mnであれば、第1樹脂が定着時に過度に軟化することを防止できるので、高温オフセットの発生を防止することができる。Mn≦50000であれば、第1樹脂が定着時に軟化し難いことを防止できるので、定着性を確保することができる。好ましくは、10000≦Mn≦30000である。これにより、定着性を向上させることができる。
第1樹脂のMnは、GPC(Gel Permeation Chromatography)を用い、テトラヒドロフラン(THF)への可溶分に対し、以下の条件で測定することができる。なお、ポリウレタン樹脂以外の樹脂のMnおよびMwも以下に示す条件で測定可能である。
測定装置:東ソー株式会社製の「HLC−8120」
カラム:東ソー株式会社製の「TSKgelGMHXL」(2本)と東ソー(株)製の「TSKgelMultiporeHXL−M」(1本)
試料溶液:0.25質量%のTHF溶液
カラムへの試料溶液の注入量:100μl
流速:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:東ソー株式会社製の標準ポリスチレン(TSK standard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1050、2800、5970、9100、18100、37900、96400、190000、355000、1090000、2890000)。
なお、ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、GPCを用いて以下の条件で測定することができる。
測定装置:東ソー(株)製の「HLC−8220GPC」
カラム:「Guardcоlumn α」(1本)と「TSKgel α―M」(1本)
試料溶液:0.125質量%のジメチルホルムアミド溶液
カラムへのジメチルホルムアミド溶液の注入量:100μl
流速:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:東ソー(株)製の標準ポリスチレン(TSK standard PОLYSTYRENE)12点(分子量:500、1050、2800、5970、9100、18100、37900、96400、190000、355000、1090000、2890000)。
<構成単位>
第1樹脂は、次に示す方法にしたがって得られる。まず、ポリオール(アルコール成分)と、ポリカルボン酸(酸成分)、ポリカルボン酸の酸無水物(酸成分)またはポリカルボン酸の低級アルキルエステル(酸成分)などとを重合させて、ポリエステル樹脂(骨格)を得る。得られたポリエステル樹脂をジ(トリ)イソシアネートにより鎖長させる。ジ(トリ)イソシアネートとは、ジイソシアネートおよび/またはトリイソシアネートを意味する。
第1樹脂の製造過程で得られるポリエステル樹脂は、ポリオールと、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸の酸無水物またはポリカルボン酸の低級アルキル(アルキル基の炭素数が1〜4)エステルなどとの重縮合物であることが好ましい。重縮合反応には、公知の重縮合触媒などを使用できる。ポリオールとポリカルボン酸との比率は、特に限定されない。水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]との当量比([OH]/[COOH])が好ましくは2/1〜1/5となるように、より好ましくは1.5/1〜1/4となるように、さらに好ましくは1.3/1〜1/3となるように、ポリオールとポリカルボン酸などとの比率を設定すれば良い。
本実施形態では、ポリオールは、炭素数が2以上である直鎖状のアルキル骨格を有することが好ましく、脂肪族ジオールであることがより好ましい。ポリカルボン酸は、炭素数が2以上である直鎖状のアルキル骨格を有することが好ましく、脂肪族ジカルボン酸であることがより好ましい。ポリカルボン酸の酸無水物およびポリカルボン酸の低級アルキルのそれぞれにおける「ポリカルボン酸」についても同様のことが言える。これにより、第1樹脂は結晶性を発現することとなる。なお、第1樹脂が結晶性を発現するのであれば、第1樹脂は芳香族ポリオールまたは芳香族ポリカルボン酸などを含んでいても良い。
脂肪族ジオールは、脂肪族モノマーの一種であり、炭素数が4〜10であるアルカンジオールであることが好ましく、たとえばエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、または1,10−デカンジオールなどであることがより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸は、脂肪族モノマーの一種であり、たとえば、炭素数が4〜20であるアルカンジカルボン酸、炭素数が4〜36であるアルケンジカルボン酸、または、これらのエステル形成性誘導体などであることが好ましい。脂肪族ジカルボン酸は、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、または、これらのエステル形成性誘導体などであることがより好ましい。
イソシアネート基を含む化合物は、分子内に複数のイソシアネート基を有する化合物であることが好ましく、鎖状脂肪族ポリイソシアネートまたは環状脂肪族ポリイソシアネートなどであることがより好ましい。
鎖状脂肪族ポリイソシアネートは、たとえば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」と略記する)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、または、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどであることが好ましい。これら2種以上を併用しても良い。
環状脂肪族ポリイソシアネートは、たとえば、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」と略記する)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(以下、「水添MDI」とも記す)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(以下、「水添TDI」とも記す)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、または、2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどであることが好ましい。これら2種以上を併用しても良い。
<第2樹脂>
第2樹脂は、たとえば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、または、ポリカーボネート樹脂などであることが好ましい。第2樹脂は、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、または、エポキシ樹脂などであることがより好ましく、ビニル樹脂であることがさらに好ましい。これにより、トナー粒子のメジアン径D50(後述)およびトナー粒子の円形度(後述)などを制御し易くなる。第2樹脂も結晶性を有することが好ましい。
ビニル樹脂は、重合性二重結合を有する単量体が単独重合されて得られた単独重合体であっても良いし、重合性二重結合を有する二種以上の単量体が共重合されて得られた共重合体であっても良い。重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、下記(1)〜(9)が挙げられる。
(1) 重合性二重結合を有する炭化水素
重合性二重結合を有する炭化水素は、たとえば、下記(1−1)で示す重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素、または、下記(1−2)で示す重合性二重結合を有する芳香族炭化水素などであることが好ましい。
(1−1) 重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素
重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素は、たとえば、下記(1−1−1)で示す重合性二重結合を有する鎖状炭化水素、または、下記(1−1−2)で示す重合性二重結合を有する環状炭化水素などであることが好ましい。
(1−1−1) 重合性二重結合を有する鎖状炭化水素
重合性二重結合を有する鎖状炭化水素は、たとえば、炭素数が2〜30のアルケン(たとえば、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセンまたはオクタデセンなど);炭素数が4〜30のアルカジエン(たとえば、ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエンまたは1,7−オクタジエンなど)などであることが好ましい。
(1−1−2) 重合性二重結合を有する環状炭化水素
重合性二重結合を有する環状炭化水素は、たとえば、炭素数が6〜30のモノまたはジシクロアルケン(たとえば、シクロヘキセン、ビニルシクロヘキサンまたはエチリデンビシクロヘプタンなど);炭素数が5〜30のモノまたはジシクロアルカジエン(たとえば、シクロペンタジエンまたはジシクロペンタジエンなど)などであることが好ましい。
(1−2) 重合性二重結合を有する芳香族炭化水素
重合性二重結合を有する芳香族炭化水素は、たとえば、スチレン;スチレンのハイドロカルビル(たとえば、炭素数が1〜30のアルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体(たとえば、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレンまたはトリビニルベンゼンなど);ビニルナフタレンなどであることが好ましい。
(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体およびそれらの塩
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体は、たとえば、炭素数が3〜15の不飽和モノカルボン酸[たとえば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸または桂皮酸など];炭素数が3〜30の不飽和ジカルボン酸(無水物)[たとえば、(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸またはメサコン酸など];炭素数が3〜10の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数が1〜10)エステル(たとえば、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステルまたはシトラコン酸モノデシルエステルなど)などであることが好ましい。本明細書では、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
上記単量体は、たとえば、アルカリ金属塩(たとえば、ナトリウム塩またはカリウム塩など)、アルカリ土類金属塩(たとえば、カルシウム塩またはマグネシウム塩など)、アンモニウム塩、アミン塩、または、4級アンモニウム塩などであることが好ましい。
アミン塩は、アミン化合物であれば特に限定されず、たとえば、1級アミン塩(たとえば、エチルアミン塩、ブチルアミン塩またはオクチルアミン塩など);2級アミン塩(たとえば、ジエチルアミン塩またはジブチルアミン塩など);3級アミン塩(たとえば、トリエチルアミン塩またはトリブチルアミン塩など)などであることが好ましい。
4級アンモニウム塩は、たとえば、テトラエチルアンモニウム塩、トリエチルラウリルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩またはトリブチルラウリルアンモニウム塩などであることが好ましい。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩は、たとえば、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、マレイン酸モノナトリウム、マレイン酸ジナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、マレイン酸モノカリウム、アクリル酸リチウム、アクリル酸セシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸カルシウムまたはアクリル酸アルミニウムなどであることが好ましい。
(3) スルホ基と重合性二重結合を有する単量体およびそれらの塩
スルホ基と重合性二重結合を有する単量体は、たとえば、ビニルスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレートまたは2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸などであることが好ましい。スルホ基と重合性二重結合を有する単量体の塩は、たとえば、上記「(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体」において「上記単量体の塩」として列挙した塩であることが好ましい。
(4) ホスホノ基と重合性二重結合を有する単量体およびその塩
ホスホノ基と重合性二重結合を有する単量体は、たとえば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェートまたは2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸などであることが好ましい。ホスホノ基と重合性二重結合を有する単量体の塩は、たとえば、上記「(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体」において「上記単量体の塩」として列挙した塩であることが好ましい。
(5) ヒドロキシル基と重合性二重結合を有する単量体
ヒドロキシル基と重合性二重結合を有する単量体は、たとえば、ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミドまたはヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどであることが好ましい。
(6) 重合性二重結合を有する含窒素単量体
重合性二重結合を有する含窒素単量体は、たとえば下記(6−1)〜(6−4)で示す単量体であることが好ましい。
(6−1) アミノ基と重合性二重結合を有する単量体
アミノ基と重合性二重結合を有する単量体は、たとえば、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチル−α−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾールまたはアミノメルカプトチアゾールなどであることが好ましい。アミノ基と重合性二重結合を有する単量体は、上記列挙した単量体の塩であっても良い。上記列挙した単量体の塩としては、たとえば、上記「(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体およびそれらの塩」において「上記単量体の塩」として列挙した塩が挙げられる。
(6−2) アミド基と重合性二重結合を有する単量体
アミド基と重合性二重結合を有する単量体は、たとえば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジベンジル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミドまたはN−ビニルピロリドンなどであることが好ましい。
(6−3) ニトリル基と重合性二重結合を有する炭素数が3〜10の単量体
ニトリル基と重合性二重結合を有する炭素数が3〜10の単量体は、たとえば、(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレンまたはシアノアクリレートなどであることが好ましい。
(6−4) ニトロ基と重合性二重結合を有する炭素数が8〜12の単量体
ニトロ基と重合性二重結合を有する炭素数が8〜12の単量体は、たとえばニトロスチレンなどであることが好ましい。
(7) エポキシ基と重合性二重結合を有する炭素数が6〜18の単量体
エポキシ基と重合性二重結合を有する炭素数が6〜18の単量体は、たとえばグリシジル(メタ)アクリレートなどであることが好ましい。
(8) ハロゲン元素と重合性二重結合を有する炭素数が2〜16の単量体
ハロゲン元素と重合性二重結合を有する炭素数が2〜16の単量体は、たとえば、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロロスチレン、ブロムスチレン、ジクロロスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレンまたはクロロプレンなどであることが好ましい。
(9) 重合性二重結合を有する炭素数が4〜16のエステル
重合性二重結合を有する炭素数が4〜16のエステルは、たとえば、酢酸ビニル;プロピオン酸ビニル;酪酸ビニル;ジアリルフタレート;ジアリルアジペート;イソプロペニルアセテート;ビニルメタクリレート;メチル−4−ビニルベンゾエート;シクロヘキシルメタクリレート;ベンジルメタクリレート;フェニル(メタ)アクリレート;ビニルメトキシアセテート;ビニルベンゾエート;エチル−α−エトキシアクリレート;炭素数が1〜11のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレートまたは2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートなど];ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数が2〜8の直鎖アルキル基、分枝アルキル基または脂環式のアルキル基である);ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数が2〜8の直鎖アルキル基、分枝アルキル基または脂環式のアルキル基である);ポリ(メタ)アリロキシアルカン類(たとえば、ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタンまたはテトラメタアリロキシエタンなど);ポリアルキレングリコール鎖と重合性二重結合を有する単量体[たとえば、ポリエチレングリコール(Mn=300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn=500)モノ(メタ)アクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(以下「エチレンオキサイド」を「EO」と略記する)10モル付加物(メタ)アクリレートまたはラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレートなど];ポリ(メタ)アクリレート類{たとえば、多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート[たとえば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートまたはポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなど]}などであることが好ましい。なお、本明細書では、「(メタ)アリロ」とは、アリロおよび/またはメタリロを意味する。
ビニル樹脂は、たとえば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸−ジビニルベンゼン共重合体、または、スチレン−スチレンスルホン酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体などであることが好ましい。
ビニル樹脂は、上記(1)〜(9)の重合性二重結合を有する単量体の単独重合体または共重合体であっても良いし、上記(1)〜(9)の重合性二重結合を有する単量体と分子鎖(k)を有する重合性二重結合を有する単量体(m)とが重合されたものであっても良い。分子鎖(k)は、たとえば、炭素数12〜27の直鎖状炭化水素鎖、炭素数12〜27の分岐状炭化水素鎖、炭素数が4〜20のフルオロアルキル鎖またはポリジメチルシロキサン鎖などであることが好ましい。単量体(m)中の分子鎖(k)と絶縁性液体とのSP値の差は2以下であることが好ましい。本明細書では、「SP値」は、Fedorsによる方法[Polym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]により計算された数値である。
分子鎖(k)を有する重合性二重結合を有する単量体(m)は、たとえば、下記の単量体(m1)〜(m3)などであることが好ましい。単量体(m)としては、単量体(m1)〜(m3)の2種以上を併用しても良い。
炭素数が12〜27(好ましくは16〜25)の直鎖状炭化水素鎖と重合性二重結合を有する単量体(m1)は、たとえば、不飽和モノカルボン酸のモノ直鎖状アルキル(アルキルの炭素数が12〜27)エステル、または、不飽和ジカルボン酸のモノ直鎖状アルキル(アルキルの炭素数が12〜27)エステルなどであることが好ましい。上記不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸としては、たとえば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸またはシトラコン酸などの炭素数が3〜24のカルボキシル基含有ビニル単量体などが挙げられる。単量体(m1)の具体例としては、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシルまたは(メタ)アクリル酸エイコシルなどが挙げられる。
炭素数が12〜27(好ましくは16〜25)の分岐状炭化水素鎖と重合性二重結合を有する単量体(m2)は、たとえば、不飽和モノカルボン酸の分岐状アルキル(アルキルの炭素数が12〜27)エステル、または、不飽和ジカルボン酸のモノ分岐状アルキル(アルキルの炭素数が12〜27)エステルなどであることが好ましい。上記不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸としては、たとえば、単量体(m1)において不飽和モノカルボン酸および不飽和ジカルボン酸の具体例として列挙したものと同様のものが挙げられる。単量体(m2)の具体例としては、(メタ)アクリル酸2−デシルテトラデシルなどが挙げられる。
単量体(m3)は、炭素数が4〜20のフルオロアルキル鎖と重合性二重結合を有することが好ましい。
第2樹脂の融点は、0〜220℃であることが好ましく、30〜200℃であることがより好ましく、40〜80℃であることがさらに好ましい。トナー粒子の粒度分布および形状、ならびに、液体現像剤の粉体流動性、耐熱保管安定性および耐ストレス性などの観点から、第2樹脂の融点は液体現像剤を製造するときの温度以上であることが好ましい。第2樹脂の融点が液体現像剤を製造するときの温度よりも低いと、トナー粒子同士が合一することを防止し難くなることがあり、トナー粒子が***することを防止し難くなることがある。それだけでなく、トナー粒子の粒度分布における分布幅が狭くなり難い、別の言い方をすると、トナー粒子の粒径のバラツキが大きくなるおそれがある。「融点」は、示差走査熱量測定装置(セイコーインスツル(株)製の「DSC20」または「SSC/580」など)を用いてASTM D3418−82に規定の方法に準拠して測定可能である。
第2樹脂のMn(GPCで測定して得られたもの)は、100〜5000000であることが好ましく、200〜5000000であることがより好ましく、500〜500000であることがさらに好ましい。第2樹脂のSP値は、7〜18(cal/cm31/2であることが好ましく、8〜14(cal/cm31/2であることがさらに好ましい。
<着色剤>
着色剤の粒径は、0.3μm以下であることが好ましい。着色剤の粒径が0.3μmを超えると、着色剤の分散性の悪化を招くことがあるので、光沢度の低下を引き起こす場合がある。そのため、所望の色目を実現できなくなる場合がある。
着色剤は、公知の顔料などを特に限定されることなく使用できるが、コスト、耐光性、着色性などの観点から、以下の顔料を使用することが好ましい。なお、色彩構成上、これらの顔料は、通常、ブラック顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料またはシアン顔料に分類され、ブラック以外の色彩(カラー画像)は、基本的には、イエロー顔料、マゼンタ顔料またはシアン顔料の減法混色により調色される。また、以下に示す顔料を単独で用いても良いし、必要に応じて以下に示す顔料の2種以上を併用して用いても良い。
ブラック着色剤に含まれる顔料(ブラック顔料)は、たとえば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、または、ランプブラックなどのカーボンブラックであっても良いし、バイオマス由来のカーボンブラックなどであっても良いし、マグネタイトまたはフェライトなどの磁性粉であっても良い。紫黒色染料であるニグロシン(アジン系化合物)を単独または併用して用いることもできる。ニグロシンとしては、C.I.ソルベントブラック7またはC.I.ソルベントブラック5などを用いることができる。
マゼンタ着色剤に含まれる顔料(マゼンタ顔料)は、たとえば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、または、C.I.ピグメントレッド222などであることが好ましい。
イエロー着色剤に含まれる顔料(イエロー顔料)は、たとえば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、または、C.I.ピグメントイエロー185などであることが好ましい。
シアン着色剤に含まれる顔料(シアン顔料)は、たとえば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、または、C.I.ピグメントグリーン7などであることが好ましい。
<顔料分散剤>
トナー粒子に対する添加剤の一例として、顔料分散剤を挙げる。顔料分散剤は、着色剤(顔料)をトナー粒子中で均一に分散させる作用を有するものであり、塩基性分散剤であることが好ましい。塩基性分散剤とは、以下に定義されるものをいう。すなわち、顔料分散剤0.5gと蒸留水20mlとをガラス製スクリュー管に入れ、それをペイントシェーカーを用いて30分間振り混ぜた後、ろ過することにより得られたろ液のpHをpHメータ(商品名:「D−51」、堀場製作所社製)を用いて測定し、そのpHが7より大きい場合を塩基性分散剤とする。なお、そのpHが7より小さい場合は、酸性分散剤と呼ぶものとする。
このような塩基性分散剤の種類は特に限定されない。塩基性分散剤は、たとえば、アミン基、アミノ基、アミド基、ピロリドン基、イミン基、イミノ基、ウレタン基、四級アンモニウム基、アンモニウム基、ピリジノ基、ピリジウム基、イミダゾリノ基、または、イミダゾリウム基などの官能基を分子内に有する化合物(分散剤)であることが好ましい。なお、分散剤としては、通常、分子中に親水性の部分と疎水性の部分とを有するいわゆる界面活性剤が該当するが、上記の通り着色剤(顔料)を分散させる作用を有する限り、種々の化合物を用いることができる。
このような塩基性分散剤の市販品は、たとえば、味の素ファインテクノ株式会社製の「アジスパーPB−821」(商品名)、「アジスパーPB−822」(商品名)または「アジスパーPB−881」(商品名)などであっても良いし、日本ルーブリゾール株式会社製の「ソルスパーズ28000」(商品名)、「ソルスパーズ32000」(商品名)、「ソルスパーズ32500」(商品名)、「ソルスパーズ35100」(商品名)または「ソルスパーズ37500」(商品名)などであっても良い。顔料分散剤は、絶縁性液体に溶解しないものであることがより好ましいので、たとえば、味の素ファインテクノ株式会社製の「アジスパーPB−821」(商品名)、「アジスパーPB−822」(商品名)または「アジスパーPB−881」(商品名)などであることがより好ましい。このような顔料分散剤を使用すると、理由は分からないが、所望の形状を有するトナー粒子が得られ易くなる。
このような顔料分散剤は、着色剤(顔料)に対して、1〜100質量%添加されることが好ましく、1〜40質量%添加されることがより好ましい。顔料分散剤の添加量が1質量%未満では、着色剤(顔料)の分散性が不十分となる場合がある。そのため、必要なID(画像濃度)を達成できないことがあり、トナー粒子の定着強度の低下を招くことがある。一方、顔料分散剤の添加量が100質量%を超えると、顔料を分散させるために必要な顔料分散剤よりも多くの顔料分散剤が添加されることになる。そのため、余剰の顔料分散剤が絶縁性液体中へ溶解する場合があり、トナー粒子の荷電性または定着強度などに悪影響を及ぼす場合がある。このような顔料分散剤は、1種単独で使用されても良いし、2種以上が混合されて使用されても良い。
<トナー粒子の形状>
トナー粒子の粒度分布を体積基準で測定したときのメジアン径D50(以下では「トナー粒子のメジアン径D50」と記す)は、0.5μm以上5.0μm以下であることが好ましい。この粒径は、従来用いられていた乾式現像剤に含まれるトナー粒子の粒径よりも小さく、本発明の特徴の一つである。トナー粒子のメジアン径D50が0.5μm未満であれば、トナー粒子の粒径が小さすぎるので、電界でのトナー粒子の移動性の悪化を招くことがあり、よって、現像性の低下を招くことがある。一方、トナー粒子のメジアン径D50が5.0μmを超えると、トナー粒子の粒径の均一性の低下を招くことがあり、よって、画質の低下を招くことがある。より好ましくは、トナー粒子のメジアン径D50は0.5μm以上2.0μm以下である。
トナー粒子のメジアン径D50は、たとえばフロー式粒子像分析装置(シスメックス株式会社製のFPIA−3000S)などを用いて計測可能である。この分析装置では、溶剤をそのまま分散媒体として使用することが可能である。よって、この分析装置を用いれば、水系で測定する系よりも実際の分散状態に近い状態におけるトナー粒子の状態を計測することができる。
<コア/シェル構造>
本実施形態におけるトナー粒子は、コア/シェル構造を有することが好ましい。「コア/シェル構造」は、第1樹脂をコアとし、第2樹脂をシェルとする構造である。コア/シェル構造には、第2樹脂が第1粒子(第1粒子は第1樹脂を含む)の表面の少なくとも一部を被覆してなる構造だけでなく、第2樹脂が第1粒子の表面の少なくとも一部に付着してなる構造も含まれる。トナー粒子がコア/シェル構造を有せば、トナー粒子のメジアン径D50およびトナー粒子の円形度などを制御しやすくなる。コア/シェル構造では、シェル樹脂(第2樹脂)とコア樹脂(第1樹脂)との質量比は、1:99〜80:20であることが好ましい。トナー粒子に含まれる樹脂における第2樹脂の含有割合が1質量%未満であれば、コア/シェル構造の粒子形成が難しくなることがある。トナー粒子に含まれる樹脂における第2樹脂の含有割合が20質量%を超えると、定着性の低下を招くことがある。
コア/シェル構造では、着色剤は、コア樹脂またはシェル樹脂に含まれていても良いし、コア樹脂とシェル樹脂との両方に含まれていても良い。トナー粒子に対する添加剤(たとえば顔料分散剤)についても同様のことが言える。
<トナー粒子の軟化温度T1/2
以下では、本実施形態に係る液体現像剤を完成させるにあたって本発明者らが検討した事項を示してから、本実施形態におけるトナー粒子をさらに示す。
液体現像剤では、取扱い時におけるトナー粒子の飛散を防止できるので、トナー粒子の粒径を乾式現像剤よりも小さくすることができ、よって、記録媒体へのトナー粒子の付着量を低減させることができる。しかし、記録媒体へのトナー粒子の付着量が低減すると、画像濃度の低下を招くので、着色剤の含有量を多くする必要がある。一方、着色剤の含有量が多くなると、液体現像剤の溶融粘度が高くなるので、低温での定着が困難となる。そのため、従来では、トナー粒子に含まれる非線形のポリエステル樹脂の分子量を調整することにより液体現像剤の溶融粘度の低下を図っていた。
ところで、非線形のポリエステル樹脂は、結晶性に優れず、ガラス転移点を有する。トナー粒子に含まれる樹脂が絶縁性液体により膨潤されるからであると考えているが、非線形のポリエステル樹脂のガラス転移点は、その非線形のポリエステル樹脂が液体現像剤に含まれている場合の方が乾式現像剤に含まれている場合よりも低くなる。そのため、液体現像剤の耐熱性の低下を招く。液体現像剤の耐熱性を高める方法として非線形のポリエステル樹脂の分子量を調整してそのガラス転移点を高くすることが考えられるが、この方法を採用すると低温での定着が困難となる。
液体現像剤の耐熱性を高める別の方法として、トナー粒子に含まれる樹脂として結晶性に優れた樹脂を用いることが考えられる。本発明者らが鋭意検討した結果、トナー粒子に含まれる樹脂としてウレタン変性ポリエステル樹脂を用いれば、低温定着性および耐熱性に優れた液体現像剤を提供できるということが分かった。詳細を以下に示す。
図1は、ウレタン変性ポリエステル樹脂の貯蔵弾性率の温度依存性を模式的に示すグラフである。図1の横軸は温度を表わし、図1の縦軸はG’(貯蔵弾性率)を表わす。図1において、Tmpはウレタン変性ポリエステル樹脂の軟化温度を表わし、L11はウレタン変性ポリエステル樹脂のウレタン基濃度が相対的に高い場合を表わし、L12はウレタン変性ポリエステル樹脂のウレタン基濃度が相対的に低い場合を表わす。
図1に示すように、ウレタン変性ポリエステル樹脂の温度がその軟化温度付近となると、その貯蔵弾性率は急激に減少する。よって、ウレタン変性ポリエステル樹脂の軟化温度付近で定着を行なうことができる。一般に、結晶性樹脂の軟化温度は、非結晶性樹脂のガラス転移点よりも低い。したがって、低温での定着が可能となる。
また、図1に示すように、ウレタン変性ポリエステル樹脂の温度がその軟化温度よりも高くなると、その貯蔵弾性率はそれほど変化しない。このように、ウレタン変性ポリエステル樹脂では、その軟化温度よりも高い温度領域(以下では「高温領域」と記す)に、貯蔵弾性率がそれほど変化しない領域(安定領域)が存在する。そして、ポリエステル樹脂に由来する成分を構成するモノマーの種類、または、ウレタン変性ポリエステル樹脂の分子量などを変更すれば、高温領域における貯蔵弾性率が変わる。たとえば、ウレタン変性ポリエステル樹脂のウレタン基濃度を高くすれば、貯蔵弾性率は図1に示すL12からL11へ変化するので、液体現像剤の耐熱性を高めることができる。具体的には、高温オフセットの発生(定着時に、溶融したトナーが定着ローラに付着し易くなること)を防止できる。それだけでなく、次に示す利点も得られる。
一般に、加熱された定着ローラなどのような接触式の定着器(記録媒体と接触して定着を行なう定着器)を用いて定着を行なう場合、連続通紙により定着ローラの温度が低下することがある。定着ローラの温度の低下は、厚紙を通紙させたとき、または、システム速度(画像形成処理速度)が速いときなどに、顕著となる。ウレタン変性ポリエステル樹脂とは異なる樹脂の粘弾性(たとえば溶融粘度など)は、当該樹脂の溶融領域において変化する。そのため、ウレタン変性ポリエステル樹脂を含まない液体現像剤を用いて画像を形成しているときに定着ローラの温度が低下すると、当該樹脂の品質が低下することがある。しかし、ウレタン変性ポリエステル樹脂では、安定領域がその溶融領域(高温領域)に存在する。そのため、ウレタン変性ポリエステル樹脂を含む液体現像剤を用いて画像を形成しているときに定着ローラの温度が低下しても、当該樹脂の品質の低下を防止することができる。
しかし、今般、本発明者らは、ウレタン変性ポリエステル樹脂を含む液体現像剤を用いて画像を形成した場合に新たな課題が存在することを見出した。上述のように、ウレタン変性ポリエステル樹脂を含む液体現像剤では、安定領域が液体現像剤の溶融領域(高温領域)に存在する。そのため、液体現像剤などの温度を変えることにより当該液体現像剤の品質を制御することは難しい。たとえば、温度を高くしてもトナー粒子の粘弾性はそれほど変化しないので、温度を高くすることにより定着性を向上させることは難しい。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なったところ、フローテスターを用い1kgの荷重をかけて測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2をTm1(℃)とし、フローテスターを用い5kgの荷重をかけて測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2をTm5(℃)としたとき、|Tm1−Tm5|≧20℃(70℃≦Tm1≦170℃、60℃≦Tm5≦120℃)を満たせば、上記課題が解決されることを見出した。Tm1およびTm5が上記の温度範囲を満たすことにより、トナー粒子が溶融し難いことを防止でき、また、トナー粒子が溶融し過ぎて高温オフセットの発生を招くことを防止できる。
図2は、トナー粒子の溶融粘度の温度依存性の測定結果を示すグラフである。図2において、白抜きのプロットはウレタン変性ポリエステル樹脂を含まないトナー粒子(従来のトナー粒子)の結果を表わし、白抜きの菱形状、白抜きの正方形状および白抜きの三角状のプロットはそれぞれ1kg、3kgおよび5kgの荷重をかけたときの結果を表わす。黒塗りのプロットはウレタン変性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子(たとえば本実施形態におけるトナー粒子)の結果を表わし、黒塗りの正方形状、黒塗りの菱形状および黒塗りの三角状のプロットはそれぞれ1kg、3kgおよび5kgの荷重をかけたときの結果を表わす。ここで、図2において、Tm1(℃)は、黒塗りの正方形状のプロットが表わす最低温度と最高温度との中間温度に相当し、Tm5(℃)は、黒塗りの三角形状のプロットが表わす最低温度と最高温度との中間温度に相当する。
従来のトナー粒子では、Tm1(℃)に相当する温度とTm5(℃)に相当する温度とはほとんど変わらない。別の言い方をすると、トナー粒子の粘弾性は、トナー粒子に対する荷重を変えても殆ど変化しない。よって、従来のトナー粒子では、荷重を変えて定着させても定着性を向上させることは難しい。なお、従来のトナー粒子の粘弾性は当該トナー粒子の温度を変えると大きく変化するので、当該トナー粒子の温度を変えて定着させることができる。
一方、本実施形態におけるトナー粒子では、Tm1(℃)とTm5(℃)との差は20℃以上である。別の言い方をすると、トナー粒子の粘弾性は、トナー粒子に対する荷重を変えると大きく変化する。よって、トナー粒子に対する荷重を最適化して定着を行なえば、定着性を向上させることができる。
|Tm1−Tm5|が大きければ大きいほど、トナー粒子の粘弾性は、当該トナー粒子に対する荷重に依存して大きく変化する。よって、定着時の温度によらず定着性に優れた液体現像剤を提供することができる。しかし、|Tm1−Tm5|>10℃を満たすトナー粒子を製造することは難しい。よって、本実施形態におけるトナー粒子は、50℃≧|Tm1−Tm5|≧20℃を満たすことが好ましい。さらに好ましくは、本実施形態におけるトナー粒子が50℃≧|Tm1−Tm5|≧25℃を満たすことである。
m1≦120℃であれば、低温定着性に優れた液体現像剤を提供できる。よって、Tm1≦120℃であることが好ましい。
なお、フローテスターにおいてトナー粒子への荷重を1kg〜5kgで変化させることは、通常の定着方法において定着ローラの圧力の範囲を規定の範囲で変化させることに相当する。
本明細書では、Tm1およびTm5は、高化式フローテスター(たとえば株式会社島津製作所製の「CFT−500D」)を用いて、次に示す条件で測定されたトナー粒子の軟化温度T1/2である。
まず、液体現像剤5gを、遠心分離機(回転速度10000rpm)に5分間かけて固液分離する。上澄み液を捨てからヘキサン溶液10gを加えてリスラリーさせる。リスラリーされた液を、遠心分離機(回転速度10000rpm)に5分間かけて固液分離する。上澄み液を捨ててからヘキサン溶液を加えリスラリーさせる。リスラリーされた液を、遠心分離機(回転速度10000rpm)に5分間かけて固液分離する。上澄み液を捨てて、スラリーを回収する。回収したスラリーを常温下で2時間、真空乾燥させる。これにより、粉体試料(トナー)が1〜2g得られる。
得られた粉末試料を高化式フローテスターのシリンダに挿入する。その粉末試料を加熱するとともに、ピストンを用いて当該粉末試料に対して荷重をかける。これにより、粉末試料は溶融されて高化式フローテスターのダイから流出する。粉末試料がダイから流出し始めたときの温度Tmsは粉末試料の溶融開始温度に相当する。トナー粒子の軟化温度T1/2は、粉末試料の溶融開始時におけるピストンの位置(Ss)と粉末試料の流出終了時におけるピストンの位置(Se)との中点位置にピストンが存在していたときの温度である。
粉末試料:約1g
昇温速度:5℃/min
ピストンの断面積A:1cm2
ダイの穴の直径D:0.5mm
ダイの長さL:1mm
m1の測定時には、荷重:1kg(試験力:15kgf)
m5の測定時には、荷重:5kg(試験力:55kgf)。
試料粉末の見かけの粘度η(Pa・s)は、次に示す式を用いて算出される
試料粉末の見かけの粘度η(Pa・s)=(πD4P)/(128LQ)×10-3
ここで、DおよびLは上述の通りである。Pは試料粉末への荷重(単位はPa)を表す。Qは試料粉末の流出速度を表し、次に示す式を用いて算出される
試料粉末の流出速度Q=(X/10)×(A/t)
ここで、Xはピストンの移動量(単位はmm)を表し、tは計測時間(単位は秒)を表し、Aは上述の通りである。
|Tm1−Tm5|≧20℃を満たすトナー粒子を得るためには、たとえば、第1樹脂のウレタン基濃度を0.8質量%以上5質量%以下とすることが好ましい。第1樹脂のウレタン基濃度が0.8質量%以上であれば、高温オフセットの発生を防止することもできる。第1樹脂のウレタン基濃度は、1質量%以上3質量%以下であることがより好ましい。
第1樹脂のウレタン基濃度は、GCMS(Gas Chromatograph Mass Spectrometer)を用いて測定可能である。具体的には、下記(ウレタン変性ポリエステル樹脂の熱分解の条件)に示す条件でウレタン変性ポリエステル樹脂を熱分解させてから、GCMSを用いて下記(ウレタン変性ポリエステル樹脂におけるウレタン基濃度の測定条件)に示す条件でウレタン基濃度を測定する。そして、熱分解されたウレタン変性ポリエステル樹脂から検出されたイオン強度の比率を用いて、第1樹脂のウレタン基濃度を算出する。
(ウレタン変性ポリエステル樹脂の熱分解の条件)
装置:フロンティア・ラボ株式会社製のPY−2020iD
試料の質量:0.1mg
加熱温度:550℃
加熱時間:0.5分。
(ウレタン変性ポリエステル樹脂におけるウレタン基濃度の測定条件)
装置:株式会社島津製作所製のGCMS−QP2010
カラム:フロンティア・ラボ株式会社製のUltraALLOY−5(内径:0.25mm,長さ:30m,厚さ:0.25μm)
昇温条件:昇温範囲:100℃〜320℃(320℃で保持)、昇温速度:20℃/分。
<絶縁性液体>
本実施形態における絶縁性液体は、その抵抗値が静電潜像を乱さない程度(1011〜1016Ω・cm程度)であることが好ましく、臭気および毒性が低い溶媒であることが好ましい。絶縁性液体としては、一般的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、またはポリシロキサンなどが挙げられる。特に、低臭気、低害性、コストなどの観点から、絶縁性液体は、ノルマルパラフィン系溶媒またはイソパラフィン系溶媒であることが好ましく、モレスコホワイト(商品名、松村石油研究所社製)、アイソパー(商品名、エクソンモービル社製)、シェルゾール(商品名、シェル石油化学社製)、IPソルベント1620、IPソルベント2028またはIPソルベント2835(いずれも商品名、出光興産社製)などであることが好ましい。
<液体現像剤の製造>
本実施形態に係る液体現像剤は、トナー粒子を絶縁性液体に分散させることにより製造されることが好ましい。トナー粒子は、以下に示す方法にしたがって製造されることが好ましい。
<トナー粒子の製造方法>
トナー粒子は、粉砕法または造粒法などの公知の手法に基づいて製造されることが好ましい。粉砕法では、樹脂粒子と顔料とを混練してから粉砕する。粉砕は、乾式状態またはオイル内での湿式状態などで行われることが好ましい。
造粒法としては、たとえば、懸濁重合法、乳化重合法、微粒子凝集法、樹脂溶液に貧溶媒を添加して析出させる方法、スプレードライ法または互いに異なる2種類の樹脂でコア/シェル構造を形成する方法などが挙げられる。
小径でシャープな粒度分布を有するトナー粒子を得るためには、粉砕法よりも造粒法を用いることが好ましい。また、溶融性の高い樹脂または結晶性の高い樹脂は常温でも柔らかく、粉砕され難い。そのため、粉砕法よりも造粒法の方が所望のトナー粒径を得やすい。造粒法の中でも、次に示す方法を用いてトナー粒子を製造することが好ましい。まず、良溶媒に樹脂を溶解させてコア樹脂溶液を得る。次に、良溶媒とはSP値の異なる貧溶媒に上述のコア樹脂溶液を界面張力調整剤とともに混合してせん断を与え、液滴を形成する。その後、良溶媒を揮発させてトナー粒子を得る。この方法では、せん断の与え方、界面張力差または界面張力調整剤(シェル樹脂の材料)などを変えることによるトナー粒子の粒径または形状の制御性が高い。よって、所望の粒度分布を有するトナー粒子が得られやすい。
<画像形成装置>
本実施形態に係る液体現像剤を用いてからなる画像を形成するための装置(画像形成装置)の構成は特に限定されない。画像形成装置は、たとえば、単色の液体現像剤が感光体から中間転写体へ一次転写後に記録媒体に二次転写される単色画像形成装置、単色の液体現像剤が感光体から記録媒体に直接転写される画像形成装置、または、複数種の液体現像剤を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置などであることが好ましい。好ましくは、本実施形態に係る画像形成装置は、図8(後述)に示す転写器と、その転写器よりも下流側に配置された図4〜図7(後述)のいずれかに示す定着器とを備えている。
<画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成方法は、本実施形態に係る液体現像剤を用いて画像を形成するという方法であり、好ましくは、本実施形態に係る液体現像剤を記録媒体に転写する工程と、記録媒体に転写された液体現像剤に含まれるトナー粒子を記録媒体に定着させる工程とを含む。液体現像剤を記録媒体に転写する工程は公知の転写方法にしたがって行なわれることが好ましい。以下、定着工程を主に示す。
<定着工程>
200kPa以上700kPa以下の圧力で、記録媒体に転写された液体現像剤に含まれるトナー粒子を記録媒体に定着させることが好ましい。より好ましくは、定着時の圧力は250kPa以上600kPa以下である。一方、定着時の圧力が200kPa未満であれば、定着時には十分な荷重がトナー粒子にかからないおそれがあり、そのため、トナー粒子は定着時に軟化し難いことがある。また、定着時の圧力が700kPaよりも高ければ、画像のつぶれ(特に、線画像のつぶれ)の発生を招くことがある。ここで、定着時の圧力は、トナー粒子に対する総荷重を定着ローラ間に形成されたニップ部の面積で割ることにより求められる。
定着時の圧力を200kPa以上700kPa以下とするためには、ローラへの総荷重またはローラ硬度などを調整することが好ましい。
<加熱工程>
定着工程は、記録媒体を加熱する工程を含むことが好ましい。これにより、記録媒体上のトナー粒子は、加圧により軟化されるとともに加熱される。
記録媒体を加熱する工程における加熱条件は、トナー粒子を記録媒体に定着させた後の記録媒体の温度をT1(℃)としたときに、Tm5≦T1≦(Tm1+10℃)を満たすことが好ましい。これにより、定着時の記録媒体の温度がTm5(℃)以上(Tm1+10℃)以下であると考えられるので、定着時のトナー粒子の温度はTm5(℃)以上(Tm1+10℃)以下であると考えられる。よって、定着性および光沢性を確保しつつ高温オフセットの発生を防止することができる。一方、Tm5>T1であれば、定着時の記録媒体の温度がTm5(℃)未満であると考えられるので、定着時のトナー粒子の温度はTm5(℃)未満であると考えられる。そのため、トナー粒子が定着時に軟化し難くなるおそれがあり、よって、定着性の低下を招くことがある。また、T1>(Tm1+10℃)であれば、定着時の記録媒体の温度が(Tm1+10℃)よりも高いと考えられるので、定着時のトナー粒子の温度は(Tm1+10℃)よりも高いと考えられる。そのため、トナー粒子が定着時に過度に軟化するおそれがあり、よって、高温オフセットの発生を招くことがある。
1(℃)は、本明細書では、定着ローラ間に形成されたニップ部を通過してから0.025秒が経過したときの記録媒体2(画像が未形成の部分)の温度を表わし、次に示す方法にしたがって測定可能である。図3は、T1(℃)の測定装置を模式的に示す側面図である。まず、液体現像剤1が転写された記録媒体(A4サイズ)2を、400mm/sの速度で、第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間に通す。ここで、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれは、外径が35mmの芯金の外周面に弾性層が形成されたものであり、弾性層は、厚さ15mmのシリコーンゴム層の表面に1mmの厚みのポリテトラフルオロエチレン層が積層されたものである。よって、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれは、50mmの外径を有する。また、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれは、たとえばハロゲンランプなどの加熱部3を内蔵しており、この加熱部3により加熱される。よって、第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間に形成されたニップ部では、記録媒体2が加熱され、記録媒体2上のトナー粒子が加熱される。
次に、デジタル放射温度センサ13、デジタルアンプ14およびパソコン15を用いてT1(℃)を求める。ここで、デジタル放射温度センサ13は、第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間を通過した記録媒体2の表面から35mm離れた地点に配置されており(図3に示すDが35mmである)、たとえば株式会社キーエンス製の「サーモパイルFT−H10」(放射率:0.95、応答時間:0.03秒)である。デジタル放射温度センサ13は、局所的な温度差または温度勾配に比例した電圧を出力し、デジタルアンプ14は、デジタル放射温度センサ13からの電圧を増幅し、パソコン15は、デジタルアンプ14からのデータを演算してT1(℃)を算出する。第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間に形成されたニップ部を記録媒体2が通過してから0.025秒が経過した地点がT1(℃)の測定地点とする。
記録媒体は、接触加熱によってのみ加熱されても良いし、非接触加熱を行ってから接触加熱を行うことにより加熱されても良い。
<接触加熱>
接触加熱は、熱源が記録媒体に接触した状態で当該記録媒体を加熱することを意味し、たとえば図4〜図6に示す定着器を用いて行うことができる。図4〜図6は、定着時に記録媒体を加熱するときに使用される定着器の一例を模式的に示す側面図である。
図4に示す定着器では、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれは、加熱部3を内臓しており、加熱部3により加熱される。これにより、第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間に形成されたニップ部では、記録媒体2が加熱され、よって、記録媒体2上のトナー粒子が加熱される。なお、加熱部3、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれの構成は上記構成に限定されない。このことは、図5〜図7に示す定着器においても言える。
図5に示す定着器では、第1定着ローラ4は加熱部3を外部に備え、第2定着ローラ5は加熱部3を内臓している。このような場合であっても、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれは加熱部3により加熱される。よって、第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間に形成されたニップ部では、記録媒体2が加熱され、記録媒体2上のトナー粒子が加熱される。
図6に示す定着器では、第1定着ローラ4は、ベルト6を介して、当該第1定着ローラ4の外部に設けられた加熱部3に接続されている。第2定着ローラ5は、加熱部3を内臓している。このような場合であっても、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5のそれぞれは加熱部3により加熱される。よって、第1定着ローラ4と第2定着ローラ5との間に形成されたニップ部では、記録媒体2が加熱され、記録媒体2上のトナー粒子が加熱される。
接触加熱における加熱条件は、Tm5≦T1≦(Tm1+10℃)を満たすことが好ましい。そのためには、たとえば、第1定着ローラ4または第2定着ローラ5の温度を80℃以上200℃以下とすることが好ましい。
<非接触加熱の後に接触加熱を行う場合>
非接触加熱は、熱源が記録媒体に接触していない状態で当該記録媒体を加熱することを意味する。以下では、非接触加熱を行う工程を「第1加熱工程」と記し、接触加熱を行う工程を「第2加熱工程」と記す。
第1加熱工程の後に第2加熱工程を行ってトナー粒子を記録媒体に定着させると、加熱工程が2回行なわれる。よって、第2加熱工程において十分な熱量を記録媒体2上のトナー粒子に与えることができなかった場合であっても、定着性の低下を防止することができる。したがって、画像形成処理を高速で行う場合、または、記録媒体上に2層以上のトナー層を重ねて形成する場合などには、第1加熱工程の後に第2加熱工程を行うことが好ましい。
第1加熱工程の後に第2加熱工程を行うことにより画像形成処理を高速で行えば、次に示す効果を得ることもできる。画像形成処理を高速で行う場合には、第2加熱工程において十分なニップ時間が与えられ難い。そのため、第1加熱工程を行わずに第2加熱工程のみを行うと、第2加熱工程において低温オフセット(トナー粒子を熱ローラで定着させる場合に、定着ローラとトナー粒子との接着力または静電吸着力などにより、記録媒体上に形成されたトナー画像の一部が取り去られること)の発生を招くことがある。しかし、第1加熱工程の後に第2加熱工程を行えば、トナー粒子は第1加熱工程においても加熱されているので、第2加熱工程において低温オフセットが発生することを防止できる。
第1加熱工程の後に第2加熱工程を行う場合、第1加熱工程における加熱条件はTms5≦T2≦Tm1を満たすことが好ましく、第2加熱工程における加熱条件はTm5≦T3≦(Tm1+10℃)を満たすことが好ましい。ここで、T2(℃)は、第1加熱工程を経た後であって第2加熱工程を行う前の記録媒体の温度を表わし、T3(℃)は、第2加熱工程を経た後の記録媒体の温度を表わし、Tms5(℃)は、フローテスターを用いて5kgの荷重をかけて測定したときのトナー粒子の溶融開始温度を表す。
ms5≦T2≦Tm1であれば、第1加熱工程におけるトナー粒子の温度はTms5(℃)以上Tm1(℃)以下であると考えられる。これにより、第1加熱工程では、トナー粒子が十分に軟化されて互いに凝集されるので、絶縁性液体がトナー粒子間から吐き出され易くなる。したがって、第2加熱工程では、絶縁性液体が記録媒体へ浸透しやすくなり、また、絶縁性液体が揮発され易くなる。よって、記録媒体に定着されるトナー粒子の濃度が高くなるので、低温オフセットの発生が防止され、像流れ(記録媒体上に形成されたトナー画像がぼやけたりこすれたように流れる現象)も起こり難くなる。
一方、Tms5>T2であれば、第1加熱工程におけるトナー粒子の温度はTms5(℃)未満であると考えられる。そのため、第1加熱工程では、トナー粒子が十分に軟化されないことがある。よって、第2加熱工程において、低温オフセットの発生または像流れの発生を招くことがある。また、T2>Tm1であれば、第1加熱工程におけるトナー粒子の温度はT2(℃)よりも高いと考えられる。そのため、第1加熱工程では、トナー粒子が軟化され易い。よって、第2加熱工程では、高温オフセットの発生を招くことがある。
m5≦T3≦(Tm1+10℃)については、Tm5≦T1≦(Tm1+10℃)と同様のことが言える。
2(℃)は、本明細書では、定着ローラ間に形成されたニップ部を通過するよりも0.1秒前における記録媒体2(画像が未形成の部分)の温度を表わし、記録媒体2が上記ニップ部を通過するよりも0.1秒前の位置を測定地点とすることを除いては上記T1(℃)の測定方法にしたがって測定可能である。T3(℃)は、本明細書では、定着ローラ間に形成されたニップ部を通過してから0.025秒が経過したときの記録媒体2(画像が未形成の部分)の温度を表わし、上記T1(℃)の測定方法にしたがって測定可能である。
図7に示す定着器を用いて、第1加熱工程の後に第2加熱工程を行うことが好ましい。図7に示す定着器では、たとえばハロゲンランプなどの熱源7が記録媒体2に接触していない状態で当該記録媒体2を加熱してから、加熱部3により加熱された第1定着ローラ4および第2定着ローラ5(熱源)が記録媒体2に接触した状態で当該記録媒体2を加熱する。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<製造例1>[シェル粒子の分散液(W1)の製造]
ガラス製ビーカーに、(メタ)アクリル酸2−デシルテトラデシル100質量部と、メタクリル酸30質量部と、メタクリル酸ヒドロキシエチルとフェニルイソシアネートとの等モル反応物70質量部と、アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.5質量部とを入れ、20℃で撹拌して混合した。これにより、モノマー溶液を得た。
次に、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、滴下ロート、脱溶剤装置および窒素導入管を備えた反応容器を準備した。その反応容器にTHF195質量部を入れ、反応容器が備える滴下ロートに上記モノマー溶液を入れた。反応容器の気相部を窒素で置換した後、密閉下70℃で1時間かけてモノマー溶液を反応溶液内のTHFに滴下した。モノマー溶液の滴下終了から3時間後、アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.05質量部とTHF5質量部との混合物を反応容器に添加し、70℃で3時間反応させた後、室温まで冷却した。これにより、共重合体溶液を得た。
得られた共重合体溶液400質量部を撹拌下のIPソルベント2028(出光興産株式会社製)600質量部に滴下してから、0.039MPaの減圧下で40℃でTHFを留去した。これにより、シェル粒子の分散液(W1)を得た。レーザー式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製の「LA−920」)を用いて分散液(W1)中のシェル粒子の体積平均粒径を測定すると0.12μmであった。
<製造例2>[コア樹脂形成用溶液(Y1)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置および温度計を備えた反応容器に、セバシン酸とアジピン酸とエチレングリコール(モル比0.8:0.2:1)とから得られたポリエステル樹脂(Mn:6000)937質量部とアセトン300質量部とを入れ、撹拌し、アセトンに均一に溶解させた。得られた溶液にIPDIを63質量部を入れ、80℃で6時間反応させた。NCO価が0になったところで、テレフタル酸28質量部をさらに追加して180℃で1時間反応させた。これにより、ウレタン変性ポリエステル樹脂であるコア樹脂を得た。得られたコア樹脂800質量部とアセトン1200質量部とをビーカーで攪拌させて、コア樹脂をアセトンに均一に溶解させた。これにより、コア樹脂形成用溶液(Y1)を得た。
本製造例で得られたコア樹脂では、Mnは25000であり、Mwは45000であり、ウレタン基濃度は1.44質量%であった。
<製造例3>[コア樹脂形成用溶液(Y2)の製造]
セバシン酸とアジピン酸とエチレングリコール(モル比0.8:0.2:1)とから得られたポリエステル樹脂のMnが3500であることを除いては上記製造例2の方法にしたがって、製造例3のコア樹脂形成用溶液を得た。本製造例で得られたコア樹脂では、Mnは18000であり、ウレタン基濃度は2.55質量%であった。
<製造例4>[コア樹脂形成用溶液(Y3)の製造]
セバシン酸とアジピン酸とエチレングリコール(モル比0.8:0.2:1)とから得られたポリエステル樹脂のMnが7000であることを除いては上記製造例2の方法にしたがって、製造例4のコア樹脂形成用溶液を得た。本製造例で得られたコア樹脂では、Mnは22000であり、ウレタン基濃度は1.11質量%であった。
<製造例5>[コア樹脂形成用溶液(Y4)の製造]
セバシン酸とアジピン酸とエチレングリコール(モル比0.8:0.2:1)とから得られたポリエステル樹脂のMnが8800であることを除いては上記製造例2の方法にしたがって、製造例5のコア樹脂形成用溶液を得た。本製造例で得られたコア樹脂では、Mnは22000であり、ウレタン基濃度は0.78質量%であった。
<製造例6>[コア樹脂形成用溶液(Y5)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置および温度計を備えた反応容器に、テレフタル酸とビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(モル比1:1)とから得られたポリエステル樹脂(Mn:3500)937質量部とアセトン300質量部とを入れ、撹拌させて均一に溶解させた。得られたコア樹脂800質量部とアセトン1200質量部とをビーカーに入れて攪拌し、コア樹脂をアセトンに均一に溶解させた。これにより、製造例6のコア樹脂形成用溶液を得た。
<製造例7>[コア樹脂形成用溶液(Y6)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置および温度計を備えた反応容器に、テレフタル酸とフマル酸とビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(モル比0.8:0.2:1)とから得られたポリエステル樹脂(Mn:2000)937質量部とアセトン300質量部とを入れ、撹拌させて均一に溶解させた。得られたコア樹脂800質量部とアセトン1200質量部とをビーカーに入れて攪拌し、コア樹脂をアセトンに均一に溶解させた。これにより、製造例7のコア樹脂形成用溶液を得た。
Figure 2015060149
<製造例8>[顔料の分散液の製造]
ビーカーに、酸性処理銅フタロシアニン(DIC株式会社製「FASTGEN Blue FDB−14」)20質量部と顔料分散剤「アジスパーPB−821」(味の素ファインテクノ株式会社製)5質量部とアセトン75質量部とを入れて撹拌し、酸性処理銅フタロシアニンを均一に分散させた。その後、ビーズミルによって銅フタロシアニンを微分散させた。このようにして顔料の分散液を得た。顔料の分散液中の顔料(銅フタロシアニン)の体積平均粒径は0.2μmであった。
<製造例9>[液体現像剤の製造]
ビーカーに、コア樹脂形成用溶液(Y1)40質量部と製造例8で得られた顔料の分散液20質量部とを入れ、25℃でTKオートホモミキサー(プライミクス株式会社製)を用いて8000rpmで撹拌させた。これにより、顔料が均一に分散された樹脂溶液(Y11)を得た。
別のビーカーに、IPソルベント2028(出光興産株式会社製)67質量部とシェル粒子の分散液(W1)11質量部とを入れて、シェル粒子を均一に分散させた。次いで、25℃でTKオートホモミキサーを用いて10000rpmで撹拌させながら、樹脂溶液(Y11)60質量部を入れて2分間撹拌させた。次いで、得られた混合液を、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計および脱溶剤装置を備えた反応容器に入れ、35℃に昇温後、同温度で0.039MPaの減圧下、アセトン濃度が0.5質量%以下になるまでアセトンを留去し、液体現像剤を得た。
<製造例10〜14>[液体現像剤の製造]
コア樹脂形成用溶液(Y1)を表2に示すコア樹脂形成用溶液に変更したことを除いては上記製造例9の方法にしたがって、製造例10〜14の液体現像剤を得た。
Figure 2015060149
<実施例1>
図8に示す転写器を用いて液体現像剤を記録媒体に転写してから、図4に示す定着器を用いて液体現像剤に含まれるトナー粒子を記録媒体に定着させた。図8に示す転写器の構成を以下に示す。液体現像剤21は、アニロックスローラ23により現像槽22内から汲み上げられる。アニロックスローラ23上の余剰の液体現像剤21は、アニロックス規制ブレード24により掻き取られ、残余の液体現像剤21は、ならしローラ25に送られる。ならしローラ25上では、液体現像剤21は厚さが均一且つ薄くなるように調整される。
ならしローラ25上の液体現像剤21は、現像ローラ26へ送られる。現像ローラ26上の余剰の液体現像剤は現像クリーニングブレード27により掻き取られ、残余の液体現像剤21は現像チャージャー28により帯電されて感光体29上に現像される。詳細には、感光体29の表面は、帯電部30により一様に帯電されており、感光体29の周囲に配置された露光部31は、所定の画像情報に基づく光を感光体29の表面に照射する。これにより、感光体29の表面には、所定の画像情報に基づく静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像されることにより、トナー像が感光体29上に形成される。なお、感光体29上の余剰の液体現像剤はクリーニングブレード32に掻き取られる。
感光体29上に形成されたトナー像は一次転写部37において中間転写体33に一次転写され、中間転写体33に転写された液体現像剤は二次転写部38において記録媒体2に二次転写される。記録媒体2に転写された液体現像剤は定着され、二次転写されずに中間転写体33に残った液体現像剤は中間転写体クリーニング部34により掻き取られる。
本実施例では、液体現像剤として表2に示すZ−1を用い、記録媒体2としてOKトップコート(王子製紙株式会社製 128g/m2)を用い、記録媒体2の搬送速度を400mm/sとした。転写時には、感光体29の表面は帯電部30によりプラスに帯電しており、中間転写体33の電位は−400Vであり、二次転写ローラ35の電位は−1200Vであった。定着時には、定着NIP時間を50m秒とし、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の各温度を130℃とし、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の設定圧力を680kPaとした。このようにして、トナー付着量が1.0g/m2であるソリッド画像を得た。
<実施例2>
表3に示す条件で実施例2の画像を得た。具体的には、液体現像剤として表2に示すZ−2を用い、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の各温度を120℃とし、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の設定圧力を220kPaとしたことを除いては上記実施例1に記載の方法にしたがって、本実施例の画像を得た。
<実施例3>
表3に示す条件で実施例3の画像を得た。具体的には、液体現像剤として表2に示すZ−3を用い、定着NIP時間を40m秒とし、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の設定圧力を430kPaとしたことを除いては上記実施例1に記載の方法にしたがって、本実施例の画像を得た。
<実施例4>
表3に示す条件で実施例4の画像を得た。具体的には、トナー付着量が3.0g/m2であるソリッド画像を得たことを除いては上記実施例3に記載の方法にしたがって、本実施例の画像を得た。
<実施例5>
表3に示す条件で実施例5の画像を得た。具体的には、図7に示す装置を用いて定着を行なった。熱源7のハロゲンランプの温度を300℃とした。定着NIP時間を40m秒とし、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の各温度を130℃とし、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の設定圧力を430kPaとし、記録媒体2の搬送速度を600mm/secとした。このようにして、トナー付着量が3.0g/m2であるソリッド画像を得た。
<実施例6>
表3に示す条件で実施例6の画像を得た。具体的には、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の設定圧力を150kPaとしたことを除いては上記実施例5に記載の方法にしたがって、本実施例の画像を得た。
<実施例7>
表3に示す条件で実施例7の画像を得た。具体的には、液体現像剤として表2に示すZ−4を用い、第1定着ローラ4および第2定着ローラ5の設定圧力を430kPaとしたことを除いては上記実施例1に記載の方法にしたがって、本実施例の画像を得た。
<比較例1>
表3に示す条件で比較例1の画像を得た。具体的には、液体現像剤として表2に示すZ−5を用い、定着NIP時間を50m秒とし、トナー付着量が1.0g/m2であるソリッド画像を得たことを除いては上記実施例5に記載の方法にしたがって、本比較例の画像を得た。
<比較例2>
表3に示す条件で比較例2の画像を得た。具体的には、液体現像剤として表2に示すZ−6を用いたことを除いては上記比較例1に記載の方法にしたがって、本比較例の画像を得た。
<Tm1(℃)、Tm5(℃)およびTms5(℃)の測定>
高化式フローテスター(株式会社島津製作所製の「CFT−500D」)を用いて、Tm1(℃)、Tm5(℃)およびTms5(℃)を測定した。その結果を表4に示す。
<T1、T2およびT3の測定>
図3に示す方法にしたがって、T1、T2およびT3を測定した。その結果を表4に示す。
<光沢度の測定>
75度光沢度計(日本電色工業株式会社製VG−2000)を用いて、定着された画像のソリッド部の光沢度を測定した。結果を表4に示す。表4では、光沢度が70度以上であった場合にA1と記し、光沢度が60度以上70度未満であった場合にB1と記し、光沢度が60度未満であった場合にC1と記している。光沢度が高いほど、その液体現像剤は光沢性に優れると言える。
<定着強度の測定>
得られた画像に対してテープ剥離試験を行なった。まず、画像が定着されたコート紙上の測定対象部位にテープ(住友スリーエム株式会社製の「スコッチメンディングテープ」)を貼り付けた後、そのテープを剥離させた。次に、反射濃度計(商品名:「X−Rite model 404」、X−Rite社製)を用いて、テープに剥離された画像の画像濃度(ID)を求めた。結果を表4に示す。表4では、画像濃度が0.1未満であった場合にA2と記し、画像濃度が0.1以上0.15未満であった場合にB2と記し、画像濃度が0.15以上であって場合にC2と記している。画像濃度が低いほど、定着された画像がテープによって剥離され難いので、その液体現像剤は定着性に優れると言える。
<高温オフセットの評価>
コート紙を通紙させた直後に白紙を通紙させて、高温オフセットの発生の有無を観察した。結果を表4に示す。表4では、白紙がトナーで汚れていなかった場合にA3と記し、白紙がトナーで僅かに汚れていた場合にB3と記し、白紙がトナーで顕著に汚れていた場合にC3と記している。高温オフセットが発生すると、第1定着ローラ4または第2定着ローラ5が汚れ、よって、その汚れが白紙に移る。そのため、白紙がトナーで汚れていなければ、高温オフセットが発生していないと言える。
Figure 2015060149
Figure 2015060149
表4に示すように、実施例1〜7では、1K連続通紙を行っても、定着強度および光沢性は低下しておらず、高温オフセットも発生していなかった。一方、比較例1では、1K連続通紙を行うと、光沢性および定着強度が低下した。その理由としては、|Tm1−Tm5|<20℃であることが挙げられる。また、比較例2では、高温オフセットが発生した。その理由としては、光沢性および定着強度を高めるために樹脂の分子量を調整した結果であると考えられる。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 液体現像剤、2 記録媒体、3 加熱部、4 第1定着ローラ、5 第2定着ローラ、6 ベルト、7 熱源、13 デジタル放射温度センサ、14 デジタルアンプ、15 パソコン、23 アニロックスローラ、24 アニロックス規制ブレード、25 ローラ、26 現像ローラ、27 現像クリーニングブレード、28 現像チャージャー、29 感光体、30 帯電部、31 露光部、32 クリーニングブレード、33 中間転写体、34 中間転写体クリーニング部、35 二次転写ローラ、37 一次転写部、38 二次転写部。

Claims (5)

  1. 樹脂と着色剤とを含むトナー粒子が絶縁性液体中に分散されてなる液体現像剤であって、
    前記樹脂は、ポリエステル樹脂に由来する成分がイソシアネート基を含む化合物により鎖長されてなるウレタン変性ポリエステル樹脂である第1樹脂を80質量%以上含み、
    前記ポリエステル樹脂に由来する成分は、酸成分に由来する構成単位と、アルコール成分に由来する構成単位とを含み、
    前記酸成分に由来する構成単位および前記アルコール成分に由来する構成単位に占める脂肪族モノマーに由来する構成単位の割合は、90質量%以上であり、
    フローテスターを用い1kgの荷重をかけて測定された前記トナー粒子の軟化温度T1/2をTm1(℃)とし、フローテスターを用い5kgの荷重をかけて測定された前記トナー粒子の軟化温度T1/2をTm5(℃)としたとき、|Tm1−Tm5|≧20℃(70℃≦Tm1≦170℃、60℃≦Tm5≦120℃)を満たす、液体現像剤。
  2. 前記第1樹脂のウレタン基濃度は、0.8質量%以上5質量%以下である請求項1に記載の液体現像剤。
  3. 請求項1に記載の前記液体現像剤を記録媒体に転写する工程と、
    200kPa以上700kPa以下の圧力で、前記記録媒体に転写された液体現像剤に含まれるトナー粒子を前記記録媒体に定着させる工程とを含む、画像形成方法。
  4. 前記トナー粒子を前記記録媒体に定着させる工程は、前記記録媒体を加熱する工程を含み、
    前記記録媒体を加熱する工程における加熱条件は、前記トナー粒子を前記記録媒体に定着させた後の前記記録媒体の温度をT1(℃)としたとき、Tm5≦T1≦(Tm1+10℃)を満たす、請求項3に記載の画像形成方法。
  5. 前記記録媒体を加熱する工程は、
    熱源が前記記録媒体に接触していない状態で当該記録媒体を加熱する第1加熱工程と、
    前記第1加熱工程の後で、前記熱源が前記記録媒体に接触している状態で当該記録媒体を加熱する第2加熱工程とを含み、
    前記第1加熱工程を経た後であって前記第2加熱工程を行う前の前記記録媒体の温度をT2(℃)とし、前記第2加熱工程を経た後の前記記録媒体の温度をT3(℃)とし、フローテスターを用いて5kgの荷重をかけて測定したときの前記トナー粒子の溶融開始温度をTms5(℃)としたとき、前記第1加熱工程における加熱条件はTms5≦T2≦Tm1を満たし、前記第2加熱工程における加熱条件はTm5≦T3≦(Tm1+10℃)を満たす請求項4に記載の画像形成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015111196A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 コニカミノルタ株式会社 液体現像剤

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6107628B2 (ja) * 2013-12-06 2017-04-05 コニカミノルタ株式会社 液体現像剤
JP6762760B2 (ja) * 2015-05-27 2020-09-30 キヤノン株式会社 画像形成方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248395A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Pfu Ltd 電子写真装置
JP2012107229A (ja) * 2010-10-27 2012-06-07 Sanyo Chem Ind Ltd 樹脂粒子分散液の製造方法
JP2012230238A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Konica Minolta Holdings Inc 湿式画像形成方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0256136B1 (en) * 1986-01-30 1994-06-01 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Toner composition for electrophotography
US5037715A (en) * 1987-12-10 1991-08-06 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Resins for toner of electrophotography and method for manufacturing the same
US5254424A (en) * 1991-12-23 1993-10-19 Xerox Corporation High solids replenishable liquid developer containing urethane-modified polyester toner resin
US8097392B2 (en) 2007-07-17 2012-01-17 Seiko Epson Corporation Liquid developer and image forming apparatus
JP2009042730A (ja) 2007-07-17 2009-02-26 Seiko Epson Corp 液体現像剤および画像形成装置
JP5048619B2 (ja) 2007-09-28 2012-10-17 三洋化成工業株式会社 非水系樹脂分散液
JP5500152B2 (ja) * 2011-11-04 2014-05-21 コニカミノルタ株式会社 液体現像剤
JP6102644B2 (ja) * 2013-09-10 2017-03-29 コニカミノルタ株式会社 液体現像剤

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248395A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Pfu Ltd 電子写真装置
JP2012107229A (ja) * 2010-10-27 2012-06-07 Sanyo Chem Ind Ltd 樹脂粒子分散液の製造方法
JP2012230238A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Konica Minolta Holdings Inc 湿式画像形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015111196A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 コニカミノルタ株式会社 液体現像剤

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