湿式現像剤及び湿式画像形成方法並びに湿式画像形成装置
【課題】キャリア液に水を用い、定着エネルギーを低減できる湿式現像剤を提供する。
【解決手段】少なくとも、着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離する。記録材への転写定着前に現像剤中の水分を除去することができるので、定着に要するエネルギーを大幅に削減することができる。
【解決手段】少なくとも、着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離する。記録材への転写定着前に現像剤中の水分を除去することができるので、定着に要するエネルギーを大幅に削減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複写機、プリンタ、デジタル印刷機等の湿式電子写真方式の画像形成装置に用いる湿式現像剤及び湿式画像形成方法並びに湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成においては、感光体等の静電潜像担持体に原稿画像や画像データに応じた画像露光をして静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視トナー像とし、そのトナー像を直接紙等の記録材に転写するか、又は一旦中間転写部材に１次転写し、さらに記録材に２次転写し、定着させて目的とする画像を得ている。電子写真方式の現像方式は乾式現像法と湿式現像法に分けることができ、乾式現像法は、トナーのみを用いて現像するのに対し、湿式現像法では、電気絶縁性の分散媒（キャリア液）にトナーを分散させた液体現像剤を用いる。湿式現像法によれば、乾式現像法に比べ小粒径なトナーを使用できるので、高精細な画像を得ることができる。例えば、乾式現像法のトナー粒径は、５μｍ程度が限界であるが、湿式現像法では、サブミクロンオーダーまで小粒径化が可能である。また、トナー消費量の低減化も期待できる。
【０００３】
湿式現像剤に用いるキャリア液には、電気絶縁性だけでなく、低毒性で低臭性、そしてトナーを溶解しないことが必要とされる。そのため、引火点が１７０℃以上といった低揮発性の非水系溶媒が用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の低揮発性の非水系溶媒であっても、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生が皆無ではない。そのため、環境に優しい水を用いたキャリア液の使用が望まれている。一方、キャリア液に水を用いた場合であっても、定着時にはトナー層中の水分を蒸発させるために多量のエネルギーが必要である。そのため、省エネルギーの観点から、その定着エネルギーの低減が必要とされている。
【０００６】
そこで、本発明は、キャリア液に水を用い、定着エネルギーを低減できる湿式現像剤及びそれを用いた湿式画像形成方法並びに湿式画像形成装置を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の湿式現像剤は、少なくとも、着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、上記バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、バインダー樹脂に少なくとも温度応答性ポリマーを用いる。温度応答性ポリマーとは、水の存在下で所定温度（以下、相転移温度という。）を境にして水に対する溶解性が可逆的に変化するポリマーである。すなわち、本発明の温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して一相を形成し、相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相との二相に分離する。温度応答性ポリマーの水に対する溶解性が変化する理由としては、加熱することにより、脱水和が起こり、ポリマーが凝集してゲル化するためである。そして、脱水和により溶媒和していた水が放出される。相転移温度前後におけるポリマーの水に対する溶解性の変化は、高分子が不溶化し、溶液が不透明あるいは半透明となることにより評価することができる。
【０００９】
本発明においては、上記温度応答性ポリマーに、以下の一般式（１）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、以下の一般式（２）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコール部分酢化物からなる群から選択された少なくとも１種のポリマーを用いることができる。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子または炭素数６以下のアルキル基を示し、Ｒ２及びＲ３は同一であっても異なっていてよい。）
【００１１】
【化２】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ａは（ＣＨ）ｎでｎが４〜６又は（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）２を示す。）
【００１２】
また、本発明においては、上記相転移温度が、３０℃〜６０℃であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の湿式現像剤は、以下の湿式画像形成方法に用いることができる。すなわち、静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成方法であって、湿式現像剤に本発明の湿式現像剤を用い、上記静電潜像に付着させた本発明の湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の湿式現像剤は、以下の湿式画像形成装置に用いることができる。すなわち、静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成装置であって、上記静電潜像に付着させた本発明の湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させる現像剤加熱装置を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度応答性ポリマーをバインダー樹脂に用い、静電潜像に湿式現像剤を付着させて現像剤層を形成させた後、その現像剤層を温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、温度応答性ポリマーを水に不溶化させて、該湿式現像剤中の水分の放出を促進させる。従来の現像剤では、バインダー樹脂が水を保持しており、定着時にその水分が記録材に転移し、その水分を蒸発除去するのに多くのエネルギーを必要とする。これに対し、本発明は、記録材への転写定着前に現像剤層の水分を大量に除去することができるので、定着に要するエネルギーを大幅に削減することができる。また、静電潜像担持体に付着させた湿式現像剤に水が残っていると、その水が被転写体に転移し、画像のにじみの原因となるという問題もあったが、本発明によれば、記録材への水分の転移を抑制できるので、画像のにじみを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の湿式現像装置の構造の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の湿式現像剤は、少なくとも着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、上記バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離することを特徴とするものである。
【００１８】
（着色剤）
着色剤には、水溶性染料や顔料を用いることができる。
水溶性染料としては、限定されるものではないが、アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができる。
【００１９】
顔料としては、限定されるものではないが、以下の顔料を用いることができる。
ブラック用着色剤としては、カーボンブラックを挙げることができる。また、ブラック以外のカラー用着色剤としては、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料を挙げることができる。カラー画像形成は、これら顔料色を基本とする減法混色で行うことができる。
シアン顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：１、１５：３等の銅フタロシアニンブルー系シアン顔料等を挙げることができる。
マゼンタ顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ４８、５７（カーミン６Ｂ）、５、２３、６０、１１４、１４６、１８６等のアゾレーキ系マゼンタ顔料や不溶性アゾ系マゼンタ顔料、チオインジゴ系マゼンタ顔料、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１２２、２０９等のキナクリドン系マゼンタ顔料等を挙げることができる。
イエロー顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１２、１３、１４、１７、５５、７４、８１、８３等に代表されるジスアゾ系イエロー顔料等を挙げることができる。
【００２０】
また、湿式現像剤中の着色剤の含有量は、０．５〜３０質量％とすることが好ましい。より好ましくは、１〜２０質量％である。着色剤の添加量が０．５質量％より少ないと印字濃度が低くなり好ましくない。また、３０質量％より高くなると印字濃度が飽和する上、色材の分散性に問題が生じ好ましくない。
【００２１】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂には、少なくとも温度応答性ポリマーを用いる。温度応答性ポリマーは、水の存在下で相転移温度を境にして水に対する溶解性が可逆的に変化するポリマーであれば特に限定されない。好ましくは、温度応答性ポリマーには、以下の一般式（１）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドモノマーをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、以下の一般式（２）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドモノマーをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコール部分酢化物からなる群から選択された少なくとも１種のポリマーを用いることができる。
【００２２】
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子または炭素数６以下のアルキル基を示し、Ｒ２及びＲ３は同一であっても異なっていてよい。）
【００２３】
【化２】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ａは（ＣＨ）ｎでｎが４〜６又は（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）２を示す。）
【００２４】
一般式（１）で示される化合物として、具体的には、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド等を挙げることができる。
【００２５】
一般式（２）で示される化合物として、具体的には、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルモルホリン等を挙げることができる。
【００２６】
上記の一般式（１）又は（２）に示した化合物を含む共重合体は、共重合するモノマーの種類や共重合比率を制御することにより、所望の相転移温度を得ることができる。例えば、疎水性モノマーを共重合することにより単独重合体の相転移温度よりも低い相転移温度にすることができ、また親水性モノマーを共重合することにより単独重合体の相転移温度よりも高い相転移温度にすることができる。上記の一般式（１）又は（２）に示した化合物と共重合可能なモノマーとして、以下の親水性モノマーと疎水性モノマーを挙げることができる。それらの一種以上のモノマーと共重合することができる。
【００２７】
親水性モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、各種メトキシポリエチレングリコールアクリレート、各種メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−フェニルプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチル−プロパンスルホン酸等の酸及びそれらの塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアミン及びそれらの塩等を挙げることができる。
【００２８】
また、疎水性モノマーとしては、Ｎ−ｎ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ドデシルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチルメタクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−ドデシルメタクリルアミド等のＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）アクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）アクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルメタクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）メタクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）メタクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）メタクリルアミド等のＮ−（ω−グリシドキシアルキル）（メタ）アクリルアミド誘導体、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等の（メタ）アクリレート誘導体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、α−メチルスチレン、ブタジエン、イソプレン等、を挙げることができる。
【００２９】
好ましいモノマーの組み合わせとしては特に限定されるわけではないが、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／メタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／メタクリル酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／メタクリル酸等を挙げることができる。より好ましくは、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド又はＮ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−イソプロピルメタクリルアミドである。
【００３０】
上記一般式（１）又は（２）の化合物をモノマー構成単位に含むポリマー以外には、ポリオキシエチレン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール部分酢化物等をバインダー樹脂に用いることができる。ポリオキシエチレン誘導体には、（ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン）ブロックコポリマー、ポリオキシエチレンラウリルアミン等のポリオキシエチレンアルキルアミン誘導体、ポリオキシエチレンソルビタンエステル誘導体、（ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル）（メタ）アクリレート類等を挙げることができる。
【００３１】
また、バインダー樹脂には、温度応答性ポリマー以外に１種以上のポリマーを添加することもできる。その場合、温度応答性ポリマーの含有率は、少なくともバインダー樹脂全体の６０重量％、より好ましくは８０重量％である。温度応答性ポリマー以外のポリマーとしては、上記の疎水性モノマーの単独重合体等を用いることができる。
【００３２】
温度応答性ポリマーの相転移温度は、室温よりも高いことが好ましく、３０〜６０℃、より好ましくは３０〜５０℃である。下限値を３０℃としたのは、現像剤の保管時や現像時にはバインダー樹脂が水に溶解している必要があるからである。また、上限値を６０℃としたのは、それより高い温度では加熱に大きなエネルギーが必要になるからである。
【００３３】
バインダー樹脂の分子量は、ＧＰＣ測定により求めた数平均分子量（Ｍｎ）が、１０００〜５００００であることが好ましい。より好ましくは２０００〜２００００である。１０００より小さいと相転移に時間がかかり速やかに水を放出できない。また、５００００よりも大きいと粘度が高くなりすぎて現像剤を搬送しにくくなるからである。
【００３４】
湿式現像剤中のバインダー樹脂の含有量は、質量比で５〜４０質量％が好ましく、より好ましくは８〜３０質量％である。５質量％よりも少ないと固形分比率が低いために現像ローラ上に多量の現像剤を載せる必要が生じ、均一な薄層を形成するのが困難になるからである。また、４０質量％よりも多いと現像剤の粘度が増大し、温度応答に時間がかかり速やかに水を放出できず、高速での画像出力の際に定着性に問題が生じるからである。
【００３５】
湿式現像剤の粘度としては、１０〜２５℃で５〜５００ｍＰａ・ｓが好ましい。５ｍＰａ・ｓより低くなると均一な薄層を形成するのが困難となり、十分な画像濃度や高精細な画質を確保できにくくなるからである。また、５００ｍＰａ・ｓよりも高くなるとバインダー樹脂の相転移に時間がかかり速やかに水を放出できず、高速での画像出力の際に定着性に問題が生じるからである。
【００３６】
（キャリア液）
本発明の湿式現像剤のキャリア液は、水を主成分とするが、水と相溶する１種以上の有機溶媒を含んでも良い。そのような有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコールを挙げることができる。有機溶媒は、キャリア液全体の０．１質量％〜４０質量％の範囲で添加することができる。
【００３７】
（画像形成装置）
図１は、本発明の画像形成装置の構造の一例を示す模式図である。画像形成装置１０は、中央に静電潜像担持体１２を備えている。担持体１２は矢印１４方向に回転駆動可能になっており、担持体１２の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器（不図示）、露光装置１６、インク現像装置１８、現像剤加熱装置４０、スクイズローラ４５、転写ローラ２０、クリーニングブレード２２、イレーズランプ２４が配置されている。また、インク現像装置１８は、現像剤２８を収容するとともに、矢印３０方向に回転し、現像剤２８を汲み上げて担持体１２の静電潜像を現像する、現像ローラ３２を有している。そして、現像剤には、温度応答性ポリマーを含む本発明の現像剤を用いる。
【００３８】
像担持体１２を帯電器により帯電させる。露光装置１６は、図示を省略した画像読み取り装置から送られてくる画像情報に基づきレーザ光を像担持体１２に照射し、これにより像担持体１２上に静電潜像を形成する。現像ローラ３２により汲み上げられた現像剤２８は、像担持体１２に供給され、静電潜像の現像に供される。現像剤加熱装置４０は、インク現像装置１８の下流側に配置されており、像担持体１２の表面に付着した現像剤２８を加熱することにより、現像剤２８中の水分を放出させる。その後、スクイズローラ４５により像担持体１２に付着した余分の水分を除去する。その後、現像された可視トナー像は、転写ローラ２０に対向する位置まで移動すると、矢印３６の搬送方向に移動する記録材Ｓ上に、矢印３４の方向に回転する転写ローラ２０により転写する。記録材Ｓは、さらに熱定着ローラ（不図示）に搬送され、熱と圧力により定着が行われる。一方、像担持体１２は転写領域を通過後、イレーズランプ２４により像担持体１２上の電荷が光徐電される。
【００３９】
現像剤加熱装置には、ヒータを用いることができ、その加熱温度は、現像剤に用いる温度応答性ポリマーの相転移温度に応じて、３０℃〜６０℃、より好ましくは４０℃〜５５℃とすることができる。
【００４０】
従来は、像担持体１２に付着した現像剤中の水分をスクイズローラ４５により除去した後、記録材に転移した水分を熱定着ローラにより加熱除去していた。そのため、熱定着ローラの温度は従来、１２０℃〜１５０℃を用いていた。しかし、本発明の装置によれば、像担持体１２に付着した現像剤中の水分を大幅に減らすことができるので、熱定着ローラの加熱温度を７０℃〜１００℃へと下げることができ、さらに加熱時間も短縮できるので、定着に要するエネルギーを大幅に低減することができる。
【００４１】
なお、現像剤加熱装置により現像剤から放出される水分は、回収容器（不図示）を設けて回収することで、装置内への散逸を防止できる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中「部」および「％」とあるのは特に断らない限り「重量部」および「重量％」を表す。
【００４３】
（製造例１）ポリイソプロピルアクリルアミドの合成
イソプロピルアクリルアミドを２０部、アゾビスイソブチロニトリルを０．０６部、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)を１００部ガラス製重合管に入れた。この溶液を７５℃で１０時間窒素雰囲気化でラジカル重合した後、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿したポリマーを回収、乾燥した後、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミドに再び溶解させ、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿物を回収、真空乾燥してポリマー１を得た。数平均分子量は５２，０００であった。また、相転移温度は、３３℃であった。
【００４４】
（製造例２）イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド共重合体の合成
イソプロピルアクリルアミドを２０部、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドを４部、アゾビスイソブチロニトリルを０．０８部、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)を１５０部ガラス製重合管に入れた。この溶液を７０℃で１３時間窒素雰囲気化でラジカル重合した後、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿したポリマーを回収、乾燥した後、N,N-ジメチルホルムアミドに再び溶解させ、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿物を回収、真空乾燥してポリマー２を得た。数平均分子量は３８，０００であった。また、相転移温度は、３６℃であった。
【００４５】
（製造例３）イソプロピルアクリルアミド／イソプロピルメタクリルアミド共重合体の合成
イソプロピルアクリルアミドを２０部、イソプロピルメタクリルアミドを２部、アゾビスイソブチロニトリルを０．０８部、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)を１５０部ガラス製重合管に入れた。この溶液を７０℃で１５時間窒素雰囲気化でラジカル重合した後、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿したポリマーを回収、乾燥した後、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミドに再び溶解させ、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿物を回収、真空乾燥してポリマー３を得た。数平均分子量は５，１００であった。また、相転移温度は、３８℃であった。
【００４６】
（実施例１）
ポリマー１を１０部、カーボンブラックを１．５部、純水を７０部、ジエチレングリコールを１０部、イソプロパノール（ＩＰＡ）を６部加え、２時間攪拌した後、ブラック現像剤１を調製した。ブラック現像剤を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリマー１の濃度は、１０質量％である。
【００４７】
（実施例２）
ポリマー２を１０部、銅フタロシアニンブルー系シアン顔料を１部、純水を７０部、ジエチレングリコールを１０部、ＩＰＡを８部加え、２時間攪拌した後、シアン現像剤１を調製した。シアン現像剤１を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリマー２の濃度は、１０質量％である。
【００４８】
（実施例３）
市販のヒドロキシプロピルセルロース（メトローズ９０ＳＨ−８００００、信越化学社製）を１０部、銅フタロシアニンブルー系シアン顔料を２部、純水を７０部、ジエチレングリコールを５部、ＩＰＡを６部加え、２時間攪拌した後、シアン現像剤２を調製した。
シアン現像剤２を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ヒドロキシプロピルセルロースの濃度は、１０質量％である。
【００４９】
（実施例４）
ポリマー３を１０部、銅フタロシアニンブルー系シアン顔料を１部、純水を７５部、ジエチレングリコールを１２部、ＩＰＡを８部加え、２時間攪拌した後、シアン現像剤３を調製した。シアン現像剤３を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリマー３の濃度は、９．４質量％である。
【００５０】
（実施例５）
ポリマー１の濃度を３０質量％とした以外は、実施例１と同様に行った
【００５１】
（比較例１）
温度応答性ポリマーではないポリアクリルアミドを１０部、カーボンブラックを１．５部、純水を７０部、ジエチレングリコールを１０部、ＩＰＡを６部加え、２時間攪拌した後、ブラック現像剤２を調製した。ブラック現像剤２を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリアクリルアミドの濃度は１０質量％である。
【００５２】
（比較例２）
ポリマー１の濃度を２質量％とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００５３】
（比較例３）
ポリマー１の濃度を５０質量％とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００５４】
（定着強度試験）
図１の画像形成装置を用い、実施例および比較例の現像剤のベタパターン（１０ｃｍ×１０ｃｍ、付着量 １．５ｍｇ／ｍ２）をコート紙上に形成した。その後、オフセットがない部位をろ紙にて擦り、画像濃度の残存率をＸ−Ｒｉｔｅ社製「Ｘ−Ｒｉｔｅ ｍｏｄｅｌ ４０４」により測定し、以下の４段階のランク評価を行った。
◎：画像濃度残存率が９０％以上。
○：画像濃度残存率が８０％以上９０％未満。
△：画像濃度残存率が７０％以上８０％未満。
×：画像濃度残存率が７０％未満。
【００５５】
（にじみ評価試験）
図１の画像形成装置を用い、実施例および比較例の現像剤の１００μｍ幅のポジティブラインを厚みの異なるコート紙（坪量；８４ｇ／ｍ２，１２７ｇ／ｍ２)上に形成した。得られた画像を画像評価システム、ドットアナライザー（王子計測機器社製；ＤＡ６０００)でラインのラジッドネス（最小二乗法により得られた理想エッジに対する得られたライン画像エッジの偏差）を測定し、以下のランク評価を行った。
◎：ラジッドネスが４．０未満のもの。
○：ラジッドネスが４．０以上６．０未満のもの。
×：ラジッドネスが６．０以上のもの。
【００５６】
【表１】
【符号の説明】
【００５７】
１０ 画像形成装置
１２ 静電潜像担持体
１４ 矢印方向
１６ 露光装置
１８ インク現像装置
２０ 転写ローラ
２２ クリーニングブレード
２４ イレーズランプ
２８ 現像剤
３０ 矢印方向
３２ 現像ローラ
３６ 矢印方向
４０ 現像剤加熱装置
４５ スクイズローラ
Ｓ 記録材
【技術分野】
【０００１】
複写機、プリンタ、デジタル印刷機等の湿式電子写真方式の画像形成装置に用いる湿式現像剤及び湿式画像形成方法並びに湿式画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成においては、感光体等の静電潜像担持体に原稿画像や画像データに応じた画像露光をして静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視トナー像とし、そのトナー像を直接紙等の記録材に転写するか、又は一旦中間転写部材に１次転写し、さらに記録材に２次転写し、定着させて目的とする画像を得ている。電子写真方式の現像方式は乾式現像法と湿式現像法に分けることができ、乾式現像法は、トナーのみを用いて現像するのに対し、湿式現像法では、電気絶縁性の分散媒（キャリア液）にトナーを分散させた液体現像剤を用いる。湿式現像法によれば、乾式現像法に比べ小粒径なトナーを使用できるので、高精細な画像を得ることができる。例えば、乾式現像法のトナー粒径は、５μｍ程度が限界であるが、湿式現像法では、サブミクロンオーダーまで小粒径化が可能である。また、トナー消費量の低減化も期待できる。
【０００３】
湿式現像剤に用いるキャリア液には、電気絶縁性だけでなく、低毒性で低臭性、そしてトナーを溶解しないことが必要とされる。そのため、引火点が１７０℃以上といった低揮発性の非水系溶媒が用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の低揮発性の非水系溶媒であっても、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生が皆無ではない。そのため、環境に優しい水を用いたキャリア液の使用が望まれている。一方、キャリア液に水を用いた場合であっても、定着時にはトナー層中の水分を蒸発させるために多量のエネルギーが必要である。そのため、省エネルギーの観点から、その定着エネルギーの低減が必要とされている。
【０００６】
そこで、本発明は、キャリア液に水を用い、定着エネルギーを低減できる湿式現像剤及びそれを用いた湿式画像形成方法並びに湿式画像形成装置を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の湿式現像剤は、少なくとも、着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、上記バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、バインダー樹脂に少なくとも温度応答性ポリマーを用いる。温度応答性ポリマーとは、水の存在下で所定温度（以下、相転移温度という。）を境にして水に対する溶解性が可逆的に変化するポリマーである。すなわち、本発明の温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して一相を形成し、相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相との二相に分離する。温度応答性ポリマーの水に対する溶解性が変化する理由としては、加熱することにより、脱水和が起こり、ポリマーが凝集してゲル化するためである。そして、脱水和により溶媒和していた水が放出される。相転移温度前後におけるポリマーの水に対する溶解性の変化は、高分子が不溶化し、溶液が不透明あるいは半透明となることにより評価することができる。
【０００９】
本発明においては、上記温度応答性ポリマーに、以下の一般式（１）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、以下の一般式（２）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコール部分酢化物からなる群から選択された少なくとも１種のポリマーを用いることができる。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子または炭素数６以下のアルキル基を示し、Ｒ２及びＲ３は同一であっても異なっていてよい。）
【００１１】
【化２】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ａは（ＣＨ）ｎでｎが４〜６又は（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）２を示す。）
【００１２】
また、本発明においては、上記相転移温度が、３０℃〜６０℃であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の湿式現像剤は、以下の湿式画像形成方法に用いることができる。すなわち、静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成方法であって、湿式現像剤に本発明の湿式現像剤を用い、上記静電潜像に付着させた本発明の湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の湿式現像剤は、以下の湿式画像形成装置に用いることができる。すなわち、静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成装置であって、上記静電潜像に付着させた本発明の湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させる現像剤加熱装置を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度応答性ポリマーをバインダー樹脂に用い、静電潜像に湿式現像剤を付着させて現像剤層を形成させた後、その現像剤層を温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、温度応答性ポリマーを水に不溶化させて、該湿式現像剤中の水分の放出を促進させる。従来の現像剤では、バインダー樹脂が水を保持しており、定着時にその水分が記録材に転移し、その水分を蒸発除去するのに多くのエネルギーを必要とする。これに対し、本発明は、記録材への転写定着前に現像剤層の水分を大量に除去することができるので、定着に要するエネルギーを大幅に削減することができる。また、静電潜像担持体に付着させた湿式現像剤に水が残っていると、その水が被転写体に転移し、画像のにじみの原因となるという問題もあったが、本発明によれば、記録材への水分の転移を抑制できるので、画像のにじみを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の湿式現像装置の構造の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の湿式現像剤は、少なくとも着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、上記バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離することを特徴とするものである。
【００１８】
（着色剤）
着色剤には、水溶性染料や顔料を用いることができる。
水溶性染料としては、限定されるものではないが、アゾ染料、メチン染料、アゾメチン染料、キサンテン染料、キノン染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、ジフェニルメタン染料等を挙げることができる。
【００１９】
顔料としては、限定されるものではないが、以下の顔料を用いることができる。
ブラック用着色剤としては、カーボンブラックを挙げることができる。また、ブラック以外のカラー用着色剤としては、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料を挙げることができる。カラー画像形成は、これら顔料色を基本とする減法混色で行うことができる。
シアン顔料としては、例えばＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：１、１５：３等の銅フタロシアニンブルー系シアン顔料等を挙げることができる。
マゼンタ顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ４８、５７（カーミン６Ｂ）、５、２３、６０、１１４、１４６、１８６等のアゾレーキ系マゼンタ顔料や不溶性アゾ系マゼンタ顔料、チオインジゴ系マゼンタ顔料、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１２２、２０９等のキナクリドン系マゼンタ顔料等を挙げることができる。
イエロー顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１２、１３、１４、１７、５５、７４、８１、８３等に代表されるジスアゾ系イエロー顔料等を挙げることができる。
【００２０】
また、湿式現像剤中の着色剤の含有量は、０．５〜３０質量％とすることが好ましい。より好ましくは、１〜２０質量％である。着色剤の添加量が０．５質量％より少ないと印字濃度が低くなり好ましくない。また、３０質量％より高くなると印字濃度が飽和する上、色材の分散性に問題が生じ好ましくない。
【００２１】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂には、少なくとも温度応答性ポリマーを用いる。温度応答性ポリマーは、水の存在下で相転移温度を境にして水に対する溶解性が可逆的に変化するポリマーであれば特に限定されない。好ましくは、温度応答性ポリマーには、以下の一般式（１）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドモノマーをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、以下の一般式（２）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドモノマーをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコール部分酢化物からなる群から選択された少なくとも１種のポリマーを用いることができる。
【００２２】
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子または炭素数６以下のアルキル基を示し、Ｒ２及びＲ３は同一であっても異なっていてよい。）
【００２３】
【化２】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ａは（ＣＨ）ｎでｎが４〜６又は（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）２を示す。）
【００２４】
一般式（１）で示される化合物として、具体的には、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド等を挙げることができる。
【００２５】
一般式（２）で示される化合物として、具体的には、Ｎ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン、Ｎ−アクリロイルモルホリン等を挙げることができる。
【００２６】
上記の一般式（１）又は（２）に示した化合物を含む共重合体は、共重合するモノマーの種類や共重合比率を制御することにより、所望の相転移温度を得ることができる。例えば、疎水性モノマーを共重合することにより単独重合体の相転移温度よりも低い相転移温度にすることができ、また親水性モノマーを共重合することにより単独重合体の相転移温度よりも高い相転移温度にすることができる。上記の一般式（１）又は（２）に示した化合物と共重合可能なモノマーとして、以下の親水性モノマーと疎水性モノマーを挙げることができる。それらの一種以上のモノマーと共重合することができる。
【００２７】
親水性モノマーとしては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、各種メトキシポリエチレングリコールアクリレート、各種メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ビニルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−フェニルプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチル−プロパンスルホン酸等の酸及びそれらの塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアミン及びそれらの塩等を挙げることができる。
【００２８】
また、疎水性モノマーとしては、Ｎ−ｎ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ドデシルアクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチルメタクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチルメタクリルアミド、Ｎ−ｎ−ドデシルメタクリルアミド等のＮ−アルキル（メタ）アクリルアミド誘導体、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）アクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）アクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルメタクリルアミド、Ｎ−（４−グリシドキシブチル）メタクリルアミド、Ｎ−（５−グリシドキシペンチル）メタクリルアミド、Ｎ−（６−グリシドキシヘキシル）メタクリルアミド等のＮ−（ω−グリシドキシアルキル）（メタ）アクリルアミド誘導体、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等の（メタ）アクリレート誘導体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン類、スチレン、α−メチルスチレン、ブタジエン、イソプレン等、を挙げることができる。
【００２９】
好ましいモノマーの組み合わせとしては特に限定されるわけではないが、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／メタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／メタクリル酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／メタクリル酸等を挙げることができる。より好ましくは、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド又はＮ−イソプロピルアクリルアミド／Ｎ−イソプロピルメタクリルアミドである。
【００３０】
上記一般式（１）又は（２）の化合物をモノマー構成単位に含むポリマー以外には、ポリオキシエチレン誘導体、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール部分酢化物等をバインダー樹脂に用いることができる。ポリオキシエチレン誘導体には、（ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン）ブロックコポリマー、ポリオキシエチレンラウリルアミン等のポリオキシエチレンアルキルアミン誘導体、ポリオキシエチレンソルビタンエステル誘導体、（ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル）（メタ）アクリレート類等を挙げることができる。
【００３１】
また、バインダー樹脂には、温度応答性ポリマー以外に１種以上のポリマーを添加することもできる。その場合、温度応答性ポリマーの含有率は、少なくともバインダー樹脂全体の６０重量％、より好ましくは８０重量％である。温度応答性ポリマー以外のポリマーとしては、上記の疎水性モノマーの単独重合体等を用いることができる。
【００３２】
温度応答性ポリマーの相転移温度は、室温よりも高いことが好ましく、３０〜６０℃、より好ましくは３０〜５０℃である。下限値を３０℃としたのは、現像剤の保管時や現像時にはバインダー樹脂が水に溶解している必要があるからである。また、上限値を６０℃としたのは、それより高い温度では加熱に大きなエネルギーが必要になるからである。
【００３３】
バインダー樹脂の分子量は、ＧＰＣ測定により求めた数平均分子量（Ｍｎ）が、１０００〜５００００であることが好ましい。より好ましくは２０００〜２００００である。１０００より小さいと相転移に時間がかかり速やかに水を放出できない。また、５００００よりも大きいと粘度が高くなりすぎて現像剤を搬送しにくくなるからである。
【００３４】
湿式現像剤中のバインダー樹脂の含有量は、質量比で５〜４０質量％が好ましく、より好ましくは８〜３０質量％である。５質量％よりも少ないと固形分比率が低いために現像ローラ上に多量の現像剤を載せる必要が生じ、均一な薄層を形成するのが困難になるからである。また、４０質量％よりも多いと現像剤の粘度が増大し、温度応答に時間がかかり速やかに水を放出できず、高速での画像出力の際に定着性に問題が生じるからである。
【００３５】
湿式現像剤の粘度としては、１０〜２５℃で５〜５００ｍＰａ・ｓが好ましい。５ｍＰａ・ｓより低くなると均一な薄層を形成するのが困難となり、十分な画像濃度や高精細な画質を確保できにくくなるからである。また、５００ｍＰａ・ｓよりも高くなるとバインダー樹脂の相転移に時間がかかり速やかに水を放出できず、高速での画像出力の際に定着性に問題が生じるからである。
【００３６】
（キャリア液）
本発明の湿式現像剤のキャリア液は、水を主成分とするが、水と相溶する１種以上の有機溶媒を含んでも良い。そのような有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコールを挙げることができる。有機溶媒は、キャリア液全体の０．１質量％〜４０質量％の範囲で添加することができる。
【００３７】
（画像形成装置）
図１は、本発明の画像形成装置の構造の一例を示す模式図である。画像形成装置１０は、中央に静電潜像担持体１２を備えている。担持体１２は矢印１４方向に回転駆動可能になっており、担持体１２の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器（不図示）、露光装置１６、インク現像装置１８、現像剤加熱装置４０、スクイズローラ４５、転写ローラ２０、クリーニングブレード２２、イレーズランプ２４が配置されている。また、インク現像装置１８は、現像剤２８を収容するとともに、矢印３０方向に回転し、現像剤２８を汲み上げて担持体１２の静電潜像を現像する、現像ローラ３２を有している。そして、現像剤には、温度応答性ポリマーを含む本発明の現像剤を用いる。
【００３８】
像担持体１２を帯電器により帯電させる。露光装置１６は、図示を省略した画像読み取り装置から送られてくる画像情報に基づきレーザ光を像担持体１２に照射し、これにより像担持体１２上に静電潜像を形成する。現像ローラ３２により汲み上げられた現像剤２８は、像担持体１２に供給され、静電潜像の現像に供される。現像剤加熱装置４０は、インク現像装置１８の下流側に配置されており、像担持体１２の表面に付着した現像剤２８を加熱することにより、現像剤２８中の水分を放出させる。その後、スクイズローラ４５により像担持体１２に付着した余分の水分を除去する。その後、現像された可視トナー像は、転写ローラ２０に対向する位置まで移動すると、矢印３６の搬送方向に移動する記録材Ｓ上に、矢印３４の方向に回転する転写ローラ２０により転写する。記録材Ｓは、さらに熱定着ローラ（不図示）に搬送され、熱と圧力により定着が行われる。一方、像担持体１２は転写領域を通過後、イレーズランプ２４により像担持体１２上の電荷が光徐電される。
【００３９】
現像剤加熱装置には、ヒータを用いることができ、その加熱温度は、現像剤に用いる温度応答性ポリマーの相転移温度に応じて、３０℃〜６０℃、より好ましくは４０℃〜５５℃とすることができる。
【００４０】
従来は、像担持体１２に付着した現像剤中の水分をスクイズローラ４５により除去した後、記録材に転移した水分を熱定着ローラにより加熱除去していた。そのため、熱定着ローラの温度は従来、１２０℃〜１５０℃を用いていた。しかし、本発明の装置によれば、像担持体１２に付着した現像剤中の水分を大幅に減らすことができるので、熱定着ローラの加熱温度を７０℃〜１００℃へと下げることができ、さらに加熱時間も短縮できるので、定着に要するエネルギーを大幅に低減することができる。
【００４１】
なお、現像剤加熱装置により現像剤から放出される水分は、回収容器（不図示）を設けて回収することで、装置内への散逸を防止できる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中「部」および「％」とあるのは特に断らない限り「重量部」および「重量％」を表す。
【００４３】
（製造例１）ポリイソプロピルアクリルアミドの合成
イソプロピルアクリルアミドを２０部、アゾビスイソブチロニトリルを０．０６部、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)を１００部ガラス製重合管に入れた。この溶液を７５℃で１０時間窒素雰囲気化でラジカル重合した後、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿したポリマーを回収、乾燥した後、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミドに再び溶解させ、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿物を回収、真空乾燥してポリマー１を得た。数平均分子量は５２，０００であった。また、相転移温度は、３３℃であった。
【００４４】
（製造例２）イソプロピルアクリルアミド／Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド共重合体の合成
イソプロピルアクリルアミドを２０部、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドを４部、アゾビスイソブチロニトリルを０．０８部、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)を１５０部ガラス製重合管に入れた。この溶液を７０℃で１３時間窒素雰囲気化でラジカル重合した後、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿したポリマーを回収、乾燥した後、N,N-ジメチルホルムアミドに再び溶解させ、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿物を回収、真空乾燥してポリマー２を得た。数平均分子量は３８，０００であった。また、相転移温度は、３６℃であった。
【００４５】
（製造例３）イソプロピルアクリルアミド／イソプロピルメタクリルアミド共重合体の合成
イソプロピルアクリルアミドを２０部、イソプロピルメタクリルアミドを２部、アゾビスイソブチロニトリルを０．０８部、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミド(ＤＭＦ)を１５０部ガラス製重合管に入れた。この溶液を７０℃で１５時間窒素雰囲気化でラジカル重合した後、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿したポリマーを回収、乾燥した後、Ｎ，Ｎ-ジメチルホルムアミドに再び溶解させ、大量のジエチルエーテルに沈殿させた。沈殿物を回収、真空乾燥してポリマー３を得た。数平均分子量は５，１００であった。また、相転移温度は、３８℃であった。
【００４６】
（実施例１）
ポリマー１を１０部、カーボンブラックを１．５部、純水を７０部、ジエチレングリコールを１０部、イソプロパノール（ＩＰＡ）を６部加え、２時間攪拌した後、ブラック現像剤１を調製した。ブラック現像剤を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリマー１の濃度は、１０質量％である。
【００４７】
（実施例２）
ポリマー２を１０部、銅フタロシアニンブルー系シアン顔料を１部、純水を７０部、ジエチレングリコールを１０部、ＩＰＡを８部加え、２時間攪拌した後、シアン現像剤１を調製した。シアン現像剤１を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリマー２の濃度は、１０質量％である。
【００４８】
（実施例３）
市販のヒドロキシプロピルセルロース（メトローズ９０ＳＨ−８００００、信越化学社製）を１０部、銅フタロシアニンブルー系シアン顔料を２部、純水を７０部、ジエチレングリコールを５部、ＩＰＡを６部加え、２時間攪拌した後、シアン現像剤２を調製した。
シアン現像剤２を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ヒドロキシプロピルセルロースの濃度は、１０質量％である。
【００４９】
（実施例４）
ポリマー３を１０部、銅フタロシアニンブルー系シアン顔料を１部、純水を７５部、ジエチレングリコールを１２部、ＩＰＡを８部加え、２時間攪拌した後、シアン現像剤３を調製した。シアン現像剤３を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリマー３の濃度は、９．４質量％である。
【００５０】
（実施例５）
ポリマー１の濃度を３０質量％とした以外は、実施例１と同様に行った
【００５１】
（比較例１）
温度応答性ポリマーではないポリアクリルアミドを１０部、カーボンブラックを１．５部、純水を７０部、ジエチレングリコールを１０部、ＩＰＡを６部加え、２時間攪拌した後、ブラック現像剤２を調製した。ブラック現像剤２を図１の画像形成装置１０に入れて画像形成を行った。ポリアクリルアミドの濃度は１０質量％である。
【００５２】
（比較例２）
ポリマー１の濃度を２質量％とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００５３】
（比較例３）
ポリマー１の濃度を５０質量％とした以外は、実施例１と同様に行った。
【００５４】
（定着強度試験）
図１の画像形成装置を用い、実施例および比較例の現像剤のベタパターン（１０ｃｍ×１０ｃｍ、付着量 １．５ｍｇ／ｍ２）をコート紙上に形成した。その後、オフセットがない部位をろ紙にて擦り、画像濃度の残存率をＸ−Ｒｉｔｅ社製「Ｘ−Ｒｉｔｅ ｍｏｄｅｌ ４０４」により測定し、以下の４段階のランク評価を行った。
◎：画像濃度残存率が９０％以上。
○：画像濃度残存率が８０％以上９０％未満。
△：画像濃度残存率が７０％以上８０％未満。
×：画像濃度残存率が７０％未満。
【００５５】
（にじみ評価試験）
図１の画像形成装置を用い、実施例および比較例の現像剤の１００μｍ幅のポジティブラインを厚みの異なるコート紙（坪量；８４ｇ／ｍ２，１２７ｇ／ｍ２)上に形成した。得られた画像を画像評価システム、ドットアナライザー（王子計測機器社製；ＤＡ６０００)でラインのラジッドネス（最小二乗法により得られた理想エッジに対する得られたライン画像エッジの偏差）を測定し、以下のランク評価を行った。
◎：ラジッドネスが４．０未満のもの。
○：ラジッドネスが４．０以上６．０未満のもの。
×：ラジッドネスが６．０以上のもの。
【００５６】
【表１】
【符号の説明】
【００５７】
１０ 画像形成装置
１２ 静電潜像担持体
１４ 矢印方向
１６ 露光装置
１８ インク現像装置
２０ 転写ローラ
２２ クリーニングブレード
２４ イレーズランプ
２８ 現像剤
３０ 矢印方向
３２ 現像ローラ
３６ 矢印方向
４０ 現像剤加熱装置
４５ スクイズローラ
Ｓ 記録材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、
上記バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離する湿式現像剤。
【請求項２】
上記温度応答性ポリマーが、以下の一般式（１）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、以下の一般式（２）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコール部分酢化物からなる群から選択された少なくとも１種のポリマーである湿式現像剤。
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子または炭素数６以下のアルキル基を示し、Ｒ２及びＲ３は同一であっても異なっていても良いが少なくとも一方は炭素数６以下のアルキル基である。）
【化２】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ａは（ＣＨ）ｎでｎが４〜６又は（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）２を示す。）
【請求項３】
上記相転移温度が、３０℃〜６０℃である請求項１又は２に記載の湿式現像剤。
【請求項４】
静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成方法であって、
上記湿式現像剤に請求項１から３のいずれか一つに記載の湿式現像剤を用い、上記静電潜像に付着させた湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させるようにした、湿式画像形成方法。
【請求項５】
静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成装置であって、
上記湿式現像剤に請求項１から３のいずれか一つに記載の湿式現像剤を用いるものであって、上記静電潜像に付着させた湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させる現像剤加熱装置を有する、湿式画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも着色剤と、バインダー樹脂と、水とを含む湿式現像剤であって、
上記バインダー樹脂は温度応答性ポリマーを少なくとも含み、該温度応答性ポリマーは相転移温度より低温では水に溶解して単一相を形成し、該相転移温度より高温では水に不溶となり、液相と高分子相とに分離する湿式現像剤。
【請求項２】
上記温度応答性ポリマーが、以下の一般式（１）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、以下の一般式（２）で示されるＮ置換（メタ）アクリルアミドをモノマー構成単位として含む単独重合体又は共重合体、ポリオキシエチレン、ヒドロキシプロピルセルロース及びポリビニルアルコール部分酢化物からなる群から選択された少なくとも１種のポリマーである湿式現像剤。
【化１】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｒ２及びＲ３は水素原子または炭素数６以下のアルキル基を示し、Ｒ２及びＲ３は同一であっても異なっていても良いが少なくとも一方は炭素数６以下のアルキル基である。）
【化２】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ａは（ＣＨ）ｎでｎが４〜６又は（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）２を示す。）
【請求項３】
上記相転移温度が、３０℃〜６０℃である請求項１又は２に記載の湿式現像剤。
【請求項４】
静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成方法であって、
上記湿式現像剤に請求項１から３のいずれか一つに記載の湿式現像剤を用い、上記静電潜像に付着させた湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させるようにした、湿式画像形成方法。
【請求項５】
静電潜像担持体に形成される静電潜像を湿式現像剤を用いて現像し、可視トナー像とする湿式画像形成装置であって、
上記湿式現像剤に請求項１から３のいずれか一つに記載の湿式現像剤を用いるものであって、上記静電潜像に付着させた湿式現像剤を、該湿式現像剤に含まれる温度応答性ポリマーの相転移温度よりも高温で加熱して、該湿式現像剤中の水分を放出させる現像剤加熱装置を有する、湿式画像形成装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２１７６６８（Ｐ２０１０−２１７６６８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５９３１（Ｐ２００９−６５９３１）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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