CN101178556B - 图像形成装置、图像形成方法和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了图像形成装置、图像形成方法和处理盒,该图像形成装置的低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,并可以减少臭气的发生,能长期形成高画质图像。该图像形成装置具有静电潜像担载体、带电装置、曝光装置、显影装置、转印装置和定影装置,调色剂的粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
Description
技术领域
本发明涉及复印机、静电印刷、打印机、传真机、静电记录等电子照相方式的图像形成装置、图像形成方法及处理盒。
背景技术
目前,电子照相方式的图像形成已知有多种方法,通常是使静电潜像担载体(以下也称为“感光体”、“电子照相感光体”、“图像载体”)的表面带电,然后使该带电静电潜像担载体的表面曝光,从而形成静电潜像。接着,用调色剂使静电潜像显影,在静电潜像担载体上形成可视图像。将该可视图像直接、或通过中间转印体转印到记录介质上,然后通过加热、加压或两者并用使该转印的转印图像定影,从而获得在记录介质上形成图像的记录物。另外,转印可视图像后的残留在静电潜像担载体上的调色剂可以通过刀片、刷子、辊等已知的方式进行清洁。
采用这种电子照相方式的全色图像形成装置,通常已知两种方式。一种称为单独方式(或单辊方式),在图像形成装置中搭载一个静电潜像担载体,并搭载对应于青色、品红、黄色及黑色四种颜色的四个显影装置。通过这样的单独方式,可以在静电潜像担载体或记录介质上形成4色的可视图像。采用这种单独方式,可以使配置在静电潜像载体周围的带电装置、曝光装置、转印装置及清洁装置等共用化,与后述的串联方式相比,可以设计成小型化、低成本的装置。
另一方面,还有一种称为串联方式(或串联辊方式),在图像形成装置中搭载多个静电潜像担载体(参见专利特开平5-341617号公报)。
通常,对于一个静电潜像担载体,每一个均配置带电装置、显影装置、转印装置以及清洁装置,形成一个图像形成要素,该图像形成要素可以被搭载多个(通常为4个)。该串联方式中,可以通过一个图像形成要素形成单色的可视图像,接着,将可视图像转印到记录介质上,形成全色图像。在该串联方式中,由于可以通过同时处理制成各色可视图像,所以能够高速形成图像。即,串联方式与上述的单独方式相比,图像形成的处理时间可以以大约1/4的时间完成,从而可以应对4倍的高速打印。另外,可以从实质上提高以静电潜像担载体为首的图像形成要素中的各装置的耐久性。这是因为,在前述单独方式中,采用一个静电潜像担载体进行四次带电、曝光、显影和转印各工序,形成一个全色图像,而在前述串联方式中,采用一个静电潜像担载体仅进行一次上述工序的操作即可。
但是,前述串联方式,由于排列多个图像形成要素,所以其缺点是图像形成装置整体变大,成本变高。
为了解决前述问题,对策是减小静电潜像担载体的直径,使配置在静电潜像担载体周围的各个装置小型化,从而将一个图像形成要素缩小。结果,不仅使整个图像形成装置小型化,还达到了降低材料费的效果,从而也在一定程度上降低了整体成本。但是,随着这样的图像形成装置的压缩化和小型化,产生的新的问题是必须将搭载在图像形成要素中的各个装置高性能化,并且大幅度提高其稳定性。
另外,近几年来,对于打印机、复印机、传真机等图像形成装置,对于节能化及高速化的市场需求一直在增强。为了实现这样的性能,谋求改善图像形成装置中定影装置的热效率是重要的。
通常,在图像形成装置中,通过电子照相记录、静电记录、磁记录等图像形成工艺,采用间接转印方式或直接转印方式在记录片、印刷纸、感光纸、静电记录纸等记录介质上形成未定影调色剂图像。作为用于将这样的未定影调色剂图像进行定影的装置,广泛使用例如热辊方式、膜加热方式、电磁感应加热方式等接触加热方式。
上述热辊方式的定影装置在内部具有卤素灯等热源,基本构成是被调节为规定温度的定影辊和压合在该定影辊上的加压辊组成的旋转辊对。将记录介质插入该旋转辊对的接触部分(所谓压区部分)来进行输送,通过定影辊及加压辊产生的热及压力,使未定影图像熔融、定影。
作为上述膜加热方式的定影装置,例如,特开昭63-313182号公报和特开平1-263679号公报等中提出了方案。这样的膜加热方式的定影装置,是通过具有耐热性的薄壁定影膜将记录介质粘贴在固定支撑于支撑部件上的加热体上,使该定影膜相对于加热体滑动,一边移动一边通过定影膜将加热体的热提供给记录介质。
作为上述加热体,例如可以使用在具有耐热性、绝缘性、良好热传导性等特性的氧化铝或氮化铝等的陶瓷基板上设置电阻层而形成的陶瓷加热器等。就这种定影装置而言,定影膜可以使用薄膜状的低热容材料,传热效率比上述热辊方式的定影装置高,可以谋求加热时间的缩短,达到快速启动及节能化。
作为上述电磁感应加热方式的定影装置,例如提出了利用由交流磁场在磁性金属部件中产生的涡流来生成焦尔热,使含有金属部件的加热体进行电磁感应发热的技术(参见特开平8-22206号公报)。
作为这种电磁感应加热方式的定影装置,为了充分包容可视图像而均匀地进行加热熔融,要在加热体和记录介质之间配置表面具有橡胶弹性层的膜。如果该橡胶弹性层由有机硅橡胶等形成,则导热性低,因此热响应性变差,被加热体加热的内表面和与调色剂接触的外表面的温差会变得到很大。并且,在调色剂附着量多的情况下,带表面温度迅速下降,不能充分地确保定影性能,即可能发生所谓的冷透印(cold offset)。
另外,在电子照相方式的图像形成装置的定影装置中,要求调色剂对加热部件具有脱模性(以下,有时称为“耐透印性”)。这种耐透印性可通过使调色剂表面存在脱模剂而得到提高,但是如果使用规定之外的调色剂或对调色剂进行再利用,则调色剂表面存在的脱模剂减少,耐透印性可能会下降。
另外,伴随着电子照相技术的发展,需要低温定影性、耐透印性和贮存性(耐粘连性)优良的调色剂,例如已经提出了含有具备规定的分子量等特性的线状聚酯树脂的调色剂(参见特开2004-245854号公报)、在聚酯中含有使用了松香类作为酸成分的非线状交联型聚酯树脂的调色剂(参见特开平4-70765号公报)、使用马来酸改性松香来改善定影性的调色剂(参见特开平4-307557号公报)、含有低分子量树脂和高分子量树脂的混合物的调色剂(参见特开平2-82267号公报)等方案。
然而,由于近年图像形成装置的进一步高速化和节能化,认为目前的调色剂用树脂不能充分满足市场的要求。即,由于定影工序中定影时间的缩短化和定影方法导致的加热温度的低温化,维持充分的定影性是非常困难的。尤其是在使用低分子量树脂作为粘合树脂的情况下,由于必然伴随有玻璃化转变温度的降低,因此存在保存时调色剂凝集,贮存性能恶化这样的课题。此外,伴随着图像形成装置的高速化,由于调色剂的充电性(带電の立ち上がり性(electrification))不足和内添加剂的分散不良导致的膜化(filming),特别是在高速连续印刷中的图像劣化成为问题。
此外,虽然上述特开平4-70765号公报和特开平4-307557号公报中使用的松香类对提高低温定影性是有效的,但根据松香的种类,存在容易产生臭气这样的课题。
因此,现状是期望迅速提供低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,还能减少臭气的产生,随时间的稳定性优异,能长期形成高画质图像的图像形成装置、图像形成方法和处理盒。
发明内容
本发明的课题是解决以往存在的各种问题,以达到以下目的。即,本发明的目的在于提供低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,并可以减少臭气的发生,经过长时间使用色调也不会发生变化,并且也不会出现浓度降低、底层沾污(background smear)等异常图像,可形成极高品质图像的图像形成装置、图像形成方法及处理盒。
作为用于解决上述课题的方法,如下所述。即,
<1>图像形成装置,该装置至少具有静电潜像担载体、使该静电潜像担载体表面带电的带电装置、使带电的静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像的曝光装置、使用调色剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的显影装置、将上述可视图像转印到记录介质上的转印装置、和使上述记录介质上转印的转印图像定影的定影装置,其中,
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),
上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
<2>上述<1>所述的图像形成装置,其中带电装置是通过非接触方式使静电潜像担载体带电的带电装置。
<3>上述<1>所述的图像形成装置,其中带电装置是通过与静电潜像担载体接触而带电的带电装置。
<4>上述<1>~<3>中任一项所述的图像形成装置,其中显影装置具有能够旋转的显影剂担载体,该显影剂担载体具有固定于内部的磁场产生装置,且表面担载了由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂。
<5>上述<1>~<3>中任一项所述的图像形成装置,其中显影装置具有向其供应调色剂的显影剂担载体和在该显影剂担载体表面形成调色剂薄层的层厚控制部件。
<6>上述<1>~<5>中任一项所述的图像形成装置,其中转印装置是将静电潜像担载体上的可视图像转印到记录介质上的转印装置。
<7>上述<1>~<6>中任一项所述的图像形成装置,该装置通过排列多个各自至少含有静电潜像担载体、带电装置、显影装置和转印装置的图像形成要素而构成,其中,
上述转印装置是在记录介质上依次转印形成在上述各静电潜像担载体上的可视图像的转印装置,所述记录介质表面移动以通过转印位置,该转印位置是该转印装置与上述多个图像形成要素的各静电潜像担载体相对的区域。
<8>上述<1>~<5>中任一项所述的图像形成装置,其中转印装置具有一次转印静电潜像担载体上形成的可视图像的中间转印体、和将该中间转印体上担载的可视图像二次转印到记录介质上的二次转印装置。
<9>上述<1>~<8>中任一项所述的图像形成装置,其还具有清洁装置,且该清洁装置具有与静电潜像担载体表面接触的清洁刮刀。
<10>上述<1>~<8>中任一项所述的图像形成装置,其中显影装置具有与静电潜像担载体表面接触的显影剂担载体,且在上述静电潜像担载体上所形成的静电潜像显影的同时回收该静电潜像担载体上残留的调色剂。
<11>上述<1>~<10>中任一项所述的图像形成装置,其中定影装置具有辊和带中的至少一种,并且从不与调色剂接触的一面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影。
<12>上述<1>~<10>中任一项所述的图像形成装置,其中定影装置具有辊和带中的至少一种,并且从与调色剂接触的一面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影。
<13>上述<1>~<12>中任一项所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有脂肪醇。
<14>上述<1>~<13>中任一项所述的图像形成装置,其中,
(甲基)丙烯酸改性松香的含量在来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂的羧酸成分中为5~85质量%,
富马酸改性松香和马来酸改性松香的总含量在来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的羧酸成分中为5~85质量%。
<15>上述<1>~<14>中任一项所述的图像形成装置,其中(甲基)丙烯酸改性松香、富马酸改性松香和马来酸改性松香中的至少1种是对精制松香进行改性而得到的。
<16>上述<1>~<15>中任一项所述的图像形成装置,其中,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有3价以上的醇,或者,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物,或者,
上述醇成分含有3价以上的醇,且上述羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物。
<17>上述<1>~<16>中任一项所述的图像形成装置,其中聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的至少1种之中,分子量为500以下的低分子量成分的含量为12%以下。
<18>上述<1>~<17>中任一项所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的至少一种的缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物的至少1种存在下进行的。
<19>上述<1>~<18>中任一项所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的总含量在粘合树脂中为70质量%以上。
<20>上述<1>~<19>中任一项所述的图像形成装置,其中(甲基)丙烯酸改性松香的(甲基)丙烯酸改性度、富马酸改性松香的富马酸改性度和马来酸改性松香的马来酸改性度中的至少1个为5~105。
<21>上述<1>~<20>中任一项所述的图像形成装置,其中聚酯类树脂(A)的软化点为80~120℃,聚酯类树脂(B)的软化点为100~180℃。
<22>图像形成方法,该方法至少包含使静电潜像担载体表面带电的带电工序、使带电的静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像的曝光工序、使用调色剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的显影工序、将上述可视图像转印到记录介质上的转印工序、和使转印到上述记录介质上的转印图像定影的定影工序,其中,
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),
上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
<23>上述<22>所述的图像形成方法,其中带电工序使用以非接触方式使静电潜像担载体带电的带电装置来实施。
<24>上述<22>所述的图像形成方法,其中带电工序使用与静电潜像担载体接触而带电的带电装置来实施。
<25>上述<22>~<24>中任一项所述的图像形成方法,其中显影工序中使用能够旋转的显影剂担载体,该显影剂担载体具有固定于内部的磁场产生装置,且表面担载了由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂。
<26>上述<22>~<24>中任一项所述的图像形成方法,其中显影工序中使用向其供应调色剂的显影剂担载体、和在该显影剂担载体表面形成调色剂薄层的层厚控制部件。
<27>上述<22>~<26>中任一项所述的图像形成方法,其中转印工序是将静电潜像担载体上的可视图像转印到记录介质上的转印工序。
<28>上述<22>~<27>中任一项所述的图像形成方法,该方法包括排列多个至少含有静电潜像担载体、静电潜像形成装置、显影装置、和转印装置的图像形成要素,其中,
上述转印装置是在记录介质上依次转印形成在上述各静电潜像担载体上的可视图像的转印装置,所述记录介质表面移动以通过转印位置,该转印位置是上述转印装置与上述多个图像形成要素的各静电潜像担载体相对的区域。
<29>上述<22>~<26>中任一项所述的图像形成方法,其中转印工序中使用一次转印形成在静电潜像担载体上的可视图像的中间转印体、和将该中间转印体上担载的可视图像二次转印到记录介质上的二次转印装置。
<30>上述<22>~<29>中任一项所述的图像形成方法,其中包含清洁工序,且该清洁工序中使用与静电潜像担载体表面接触的清洁刮刀。
<31>上述<22>~<29>中任一项所述的图像形成方法,其中显影工序使用与静电潜像担载体接触的显影剂担载体,并且在将形成在静电潜像担载体上的静电潜像显影的同时回收该静电潜像担载体上残留的调色剂。
<32>上述<22>~<31>中任一项所述的图像形成方法,其中定影工序使用辊和带中的至少一种,并且从不与调色剂接触的一面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影。
<33>上述<22>~<31>中任一项所述的图像形成方法,其中定影工序使用辊和带中的至少一种,并且从与调色剂接触的一面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影。
<34>上述<22>~<33>中任一项所述的图像形成方法,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有脂肪醇。
<35>上述<22>~<34>中任一项所述的图像形成方法,其中,
(甲基)丙烯酸改性松香的含量在来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂的羧酸成分中为5~85质量%,
富马酸改性松香和马来酸改性松香的总含量在来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的羧酸成分中为5~85质量%。
<36>上述<22>~<35>中任一项所述的图像形成方法,其中(甲基)丙烯酸改性松香、富马酸改性松香和马来酸改性松香中的至少1种是对精制松香进行改性而得到的。
<37>上述<22>~<36>中任一项所述的图像形成方法,其中,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有3价以上的醇,或者,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物,或者,
上述醇成分含有3价以上的醇,且上述羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物。
<38>上述<22>~<37>中任一项所述的图像形成方法,其中聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的至少1种之中,分子量为500以下的低分子量成分的含量为12%以下。
<39>上述<22>~<38>中任一项所述的图像形成方法,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的至少一种的缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物的至少1种存在下进行的。
<40>上述<22>~<39>中任一项所述的图像形成方法,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的总含量在粘合树脂中为70质量%以上。
<41>上述<22>~<40>中任一项所述的图像形成方法,其中(甲基)丙烯酸改性松香的(甲基)丙烯酸改性度、富马酸改性松香的富马酸改性度和马来酸改性松香的马来酸改性度中的至少1个为5~105。
<42>上述<22>~<41>中任一项所述的图像形成方法,其中聚酯类树脂(A)的软化点为80~120℃,聚酯类树脂(B)的软化点为100~180℃。
<43>处理盒,其至少具有静电潜像担载体、和使用调色剂使该静电潜像担载体上形成的静电潜像显影而形成可视图像的显影装置,该处理盒能在图像形成装置主体中拆卸,其中,
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),
上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
<44>上述<43>所述的处理盒,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有脂肪醇。
<45>上述<43>~<44>中任一项所述的处理盒,其中,
(甲基)丙烯酸改性松香的含量在来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂的羧酸成分中为5~85质量%,
富马酸改性松香和马来酸改性松香的总含量在来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的羧酸成分中为5~85质量%。
<46>上述<43>~<45>中任一项所述的处理盒,其中(甲基)丙烯酸改性松香、富马酸改性松香和马来酸改性松香中的至少1种是对精制松香进行改性而得到的。
<47>上述<43>~<46>中任一项所述的处理盒,其中,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有3价以上的醇,或者,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物,或者,
上述醇成分含有3价以上的醇,且上述羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物。
<48>上述<43>~<47>中任一项所述的处理盒,其中聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的至少1种之中,分子量为500以下的低分子量成分的含量为12%以下。
<49>上述<43>~<48>中任一项所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的至少一种的缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物的至少1种存在下进行的。
<50>上述<43>~<49>中任一项所述的处理盒,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的总含量在粘合树脂中为70质量%以上。
<51>上述<43>~<50>中任一项所述的处理盒,其中(甲基)丙烯酸改性松香的(甲基)丙烯酸改性度、富马酸改性松香的富马酸改性度和马来酸改性松香的马来酸改性度中的至少1个为5~105。
<52>上述<43>~<51>中任一项所述的处理盒,其中聚酯类树脂(A)的软化点为80~120℃,聚酯类树脂(B)的软化点为100~180℃。
本发明的图像形成装置至少具有静电潜像担载体、使该静电潜像担载体表面带电的带电装置、使带电的静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像的曝光装置、使用调色剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的显影装置、将上述可视图像转印到记录介质上的转印装置、和使上述记录介质上转印的转印图像定影的定影装置,上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B):
上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;
上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。在本发明的图像形成装置中,上述带电装置使上述静电潜像担载体表面均一地带电。上述曝光装置使上述静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像。上述显影装置利用调色剂使上述静电潜像担载体上形成的上述静电潜像显影,从而形成可视图像。上述转印装置将该可视图像转印到记录介质上。上述定影装置使转印到上述记录介质上的转印图像定影。此时,由于使用含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B)的树脂作为上述调色剂的粘合树脂,其中,上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,因此可以形成低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,并可以减少臭气的发生,经过长时间使用色调也不会发生变化,并且也不会出现浓度降低、底层沾污等异常图像的极高品质的图像。
本发明的图像形成方法至少包含使静电潜像担载体表面带电的带电工序、使带电的静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像的曝光工序、使用调色剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的显影工序、将上述可视图像转印到记录介质上的转印工序、和使转印到上述记录介质上的转印图像定影的定影工序,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),其中,上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。在本发明的图像形成方法中,在上述带电工序中使上述静电潜像担载体表面均一地带电。在上述曝光工序中,使上述静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像。在上述显影工序中,使用调色剂使上述静电潜像担载体上形成的上述静电潜像显影,从而形成可视图像。在上述转印工序中,将该可视图像转印到记录介质上。在上述定影工序中,使转印到上述记录介质上的转印图像定影。此时,由于使用含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B)的树脂作为上述调色剂的粘合树脂,其中,上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,因此可以形成低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,并可以减少臭气的发生,经过长时间使用色调也不会发生变化,并且也不会出现浓度降低、底层沾污等异常图像的极高品质的图像。
本发明的处理盒至少具有静电潜像担载体、和使用调色剂使该静电潜像担载体上形成的静电潜像显影而形成可视图像的显影装置,该处理盒能在图像形成装置主体中拆卸,且上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,并且上述粘合树脂含有将包含脂肪族多元醇的醇成分和含有富马酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯树脂。在本发明的处理盒中,由于使用含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B)的树脂作为上述调色剂的粘合树脂,其中,上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,因此可以形成低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,并可以减少臭气的发生,经过长时间使用色调也不会发生变化,并且也不会出现浓度降低、底层沾污等异常图像的极高品质的图像。
根据本发明,可以解决以往存在的问题,从而可以提供能形成低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性和耐成膜性均优异,并可以减少臭气的发生,经过长时间使用色调也不会发生变化,并且也不会出现浓度降低、底层沾污等异常图像的极高品质的图像的图像形成装置、图像形成方法和处理盒。
附图说明
[图1]图1是示出本发明的图像形成装置中带电辊的一个实例的概略剖面图。
[图2]图2是示出将本发明的图像形成装置中接触方式的带电辊应用于图像形成装置的一个实例的概略图。
[图3]图3是示出将本发明的图像形成装置中非接触方式的电晕带电器应用于图像形成装置的一个实例的概略图。
[图4]图4是示出本发明的图像形成装置中非接触方式的带电辊的一个实例的概略图。
[图5]图5是示出本发明的图像形成装置中单组分显影装置的一个实例的概略图。
[图6]图6是示出本发明的图像形成装置中双组分显影装置的一个实例的概略图。
[图7]图7是示出本发明的串列型图像形成装置的直接转印方式的一个实例的概略图。
[图8]图8是示出本发明的串列型图像形成装置的间接转印方式的一个实例的概略图。
[图9]图9是示出本发明的图像形成装置中的带式定影装置的一个实例的概略图。
[图10]图10是示出本发明的图像形成装置中热辊方式的定影装置的一个实例的概略图。
[图11]图11是示出本发明的图像形成装置中电磁感应加热方式的定影装置的一个实例的概略图。
[图12]图12是示出本发明的图像形成装置中电磁感应加热方式的定影装置的另一实例的概略图。
[图13]图13是示出本发明的图像形成装置中清洁刮刀的一个实例的概略图。
[图14]图14是示出本发明的图像形成装置中无清理方式的图像形成装置的一个实例的概略图。
[图15]图15是示出本发明的图像形成装置的一个实例的概略图。
[图16]图16是示出本发明的图像形成装置的另一实例的概略图。
[图17]图17是示出本发明的串列型图像形成装置的一个实例的概略图。
[图18]图18是图17的各图像形成要素的放大图。
[图19]图19是示出本发明处理盒的一个实例的概略图。
[图20]图20是示出实施例中使用的图像形成装置A的概略图。
[图21]图21是示出实施例中使用的图像形成装置B的概略图。
具体实施方式
(图像形成装置和图像形成方法)
本发明的图像形成装置至少具有静电潜像担载体、带电装置、曝光装置、显影装置、转印装置和定影装置,并具有清洁装置,以及根据需要而适当选择的其它装置,例如除电装置、再循环装置、控制装置等。还有,有时将带电装置、曝光装置组合起来称为静电潜像形成装置。
本发明的图像形成方法至少含有带电工序、曝光工序、显影工序、转印工序和定影工序,并包含清洁工序,以及根据需要而适当选择的其它工序,例如除电工序、再循环工序、控制工序等。还有,有时将带电工序、曝光工序组合起来称为静电潜像形成工序。
本发明的图像形成方法优选通过本发明的图像形成装置进行实施,上述带电工序可通过上述带电装置实施,上述曝光工序可通过上述曝光装置实施,上述显影工序可通过上述显影装置实施,上述转印工序可通过上述转印装置实施,上述定影工序可通过上述定影装置实施,上述清洁工序可通过上述清洁装置实施,上述其它工序可通过上述其它装置进行实施。
<静电潜像担载体>
作为上述静电潜像担载体,其材质、形状、结构、大小没有特别的限制,可以根据目的进行适当选择,作为上述形状,例如可以列举转鼓状、薄板状、环形带状等。作为上述结构,可以是单层结构,也可以是叠层结构,作为上述大小,可以根据上述图像形成装置的大小或规格等进行适当选择。作为上述材质,例如可以列举非晶硅、硒、CdS、ZnO等无机感光体;聚硅烷、酞聚甲炔(フタロポリメチン)等有机感光体(OPC)等。
上述非晶硅感光体是例如将支撑物加热至50~400℃,通过真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、热CVD法、光CVD法、等离子体CVD法等成膜法在该支撑物上形成由a-Si构成的感光层。其中,特别优选等离子体CVD法,具体来说,优选利用直流、高频或微波辉光除电使原料气分解,从而在支撑物上形成由a-Si构成的感光层的方法。
上述有机感光体(OPC)由于(1)光吸收波长区域广,光吸收量大等光学特性,(2)高灵敏度、稳定的带电特性等电特性,(3)材料的选择范围广,(4)制造容易,(5)低成本,(6)无毒性等理由,通常得到了广泛应用。作为这种有机感光体的层结构,大致分为单层结构和叠层结构。
上述单层结构的感光体设置有支撑物和位于该支撑物上的单层型感光层,必要时,还可以具有保护层、中间层、其它层。
上述叠层结构的感光体设置有支撑物、和在该支撑物上至少依次具有电荷产生层及电荷输送层的叠层型感光层,必要时还可具有保护层、中间层、其它层。
<带电工序及带电装置>
上述带电工序是使静电潜像担载体表面带电的工序,利用上述带电装置实施。
作为上述带电装置,没有特别的限制,只要能在上述静电潜像担载体表面施加电压而使其同样带电即可,可以根据目的进行适当选择,但大致分为(1)与静电潜像担载体接触而使之带电的接触方式的带电装置,和(2)以不与静电潜像担载体接触的方式使之带电的非接触式带电装置。
—接触方式的带电装置—
作为上述(1)的接触方式的带电装置,例如可以列举导电或半导电性的带电辊、磁刷、毛刷、膜、橡胶刀等。其中,上述带电辊与电晕除电相比可大幅度降低臭氧产生量,在静电潜像担载体的反复使用中稳定性优异,可有效地防止画质变差。
上述磁刷例如由支撑Zn-Cu铁氧体等各种铁氧体粒子的非磁性导电套筒和包封于该套筒中的磁辊构成。上述毛刷是将经过例如炭黑、硫化铜、金属或金属氧化物等进行导电处理的毛皮缠绕、贴附在金属或导电处理的芯轴上而形成的。
这里,图1是显示带电辊的一个实例的剖面图。该带电辊310具有作为呈圆柱状的导电性支撑物的芯轴311、在该芯轴311外周面上形成的电阻调节层312、和覆盖该电阻调节层312的表面而防止漏电的保护层313。
上述电阻调节层312可以通过以下方式形成,即,用至少含有热塑性树脂及高分子型离子导电剂的热塑性树脂组合物在芯轴311的圆周面上挤出成型或注射成型。
上述电阻调节层312的体积电阻率的值优选为106~109Ω·cm。如果上述体积电阻率的值超过109Ω·cm,则带电量不足,有时不能获得用于使感光体鼓形成避免了不均匀现象的图像的足够带电电位,如果体积电阻率的值不足106Ω·cm,则可能出现对感光体鼓整体漏电。
作为上述电阻调节层312中使用的热塑性树脂,没有特别限制,可以根据目的进行适当选择,例如可以列举聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或其共聚物(AS、ABS等)等。
作为上述高分子型离子导电剂,可以使用额定电阻为106~1010Ω·cm左右并易于降低树脂电阻的物质。作为其一个例子,可以列举含有聚醚酯酰胺成分的化合物。为了使上述电阻调节层312的电阻值达到上述值,优选其配合量相对于上述热塑性树脂100质量份为30~70质量份。
另外,作为上述高分子型离子导电剂,还可以使用含有季铵盐基团的高分子化合物。作为该含有季铵盐基团的高分子化合物,例如可以列举含有季铵盐的聚烯烃等。为了使上述电阻调节层312的电阻值达到上述值,优选其配合量相对于上述热塑性树脂100质量份为10~40质量份。
上述高分子型离子导电剂在热塑性树脂中的分散可以通过双轴混炼机、捏合机等进行。由于上述高分子型离子导电剂以分子水平分散于热塑性树脂组合物中,因此在上述电阻调节层312中,不会产生分散有导电性颜料的电阻调节层中导电性物质分散不良所带来的电阻值波动。另外,由于上述高分子离子导电剂是高分子化合物,因此在热塑性树脂组合物中进行了均匀分散和固定,不容易产生渗出。
上述保护层313是以电阻值比电阻调节层312的电阻值大的方式形成的。由此可以避免向感光体鼓缺陷部分的漏电。但是,如果保护层313的电阻值过高,则带电效率降低,因此保护层313的电阻值与电阻调节层312的电阻值之差优选为103Ω·cm以下。
作为上述保护层313的材料,从成膜性良好方面来看,优选树脂材料。作为上述树脂材料,例如氟树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂等的非粘附性优异,从防止调色剂粘附方面来看是优选的。另外,上述树脂材料通常具有电绝缘性,因此如果以单纯的树脂材料形成保护层313,则不能满足带电辊的特性。通过对上述树脂材料分散各种导电剂,来调节保护层313的电阻值。还有,为了提高保护层303和电阻调节层302的粘结性,也可以在上述树脂材料中分散异氰酸酯等反应性固化剂。
使上述带电辊310与电源连接,施加规定电压。该电压可以仅仅为直流(DC)电压,但优选的是在DC电压上叠加了交流(AC)电压的电压。通过这样地施加AC电压,可以使感光体鼓表面更均匀地带电。
这里,图2是显示将图1所示的接触方式的带电辊310作为带电装置应用于图像形成装置的一个实例的概略图。在图2中,作为静电潜像担载体的感光体321周围,依次配备有用于使该感光体鼓带电的带电装置310、用于使带电处理面形成静电潜像的曝光装置323、通过使调色剂附着在感光体鼓表面的静电潜像上而形成可视图像的显影装置324、将感光体鼓上形成的可视图像转印到记录介质326上的转印装置325、使记录介质上的转印图像定影的定影装置327、用于除去感光体鼓上残留的调色剂并进行回收的清洁装置330、用于除去感光体鼓上的残留电位的除电装置331。作为上述带电装置310,设置了图1所示的接触方式的带电辊310,通过该带电辊310使感光体鼓321表面同样带电。
—非接触方式的带电装置—
作为上述(2)的非接触的带电装置,例如可以列举利用电晕除电的非接触带电器或针式电极器件、固体除电元件;与静电潜像担载体保持微小间隙而进行设置的导电性或半导电性带电辊等。
上述电晕除电是将通过空气中的电晕除电产生的正或负离子赋予给静电潜像担载体表面的非接触带电方式,有具备给予静电潜像担载体一定电荷量的特性的电晕管(coroton)带电器,和具备给予静电潜像担载体一定电位的特性电晕竟电(Scoroton)带电器。
上述电晕管带电器由在除电导线周围占有半空间的壳电极和基本置于其中心位置的除电导线构成。
上述电晕竟电带电器是在上述电晕管带电器上追加栅电极后形成的,栅电极被设置于距离静电潜像担载体表面1.0~2.0mm的位置。
这里,图3是显示将非接触方式的电晕带电器作为带电装置应用于图像形成装置的一个实例的概略图。另外,在图3中,与图2相同的部分使用相同的符号表示。
设置非接触方式的电晕带电器311作为上述带电装置,通过电晕带电器311使感光体鼓321表面同样带电。
作为与静电潜像担载体保持微小间隙而设置的带电辊,是按照与上述静电潜像担载体保持微小间隙的方式对上述带电体进行改进而形成的。上述微小间隙优选为10~200μm,更优选为10~100μm。
这里,图4是显示非接触带电辊的一个实例的概略图。在该图4中,带电辊310是与感光体鼓321保持微小间隙H而配置的。该微小间隙H可以通过以下方式设定,即,在带电辊310两端部的非图像形成区域缠绕具有一定厚度的隔离物部件,并使隔离物部件的表面与感光体鼓321的表面接触。另外,图4中的304为电源。
在图4中,作为保持微小间隙H的方法,是在带电辊310的两端部缠绕膜302来形成隔离物部件。该隔离物302与静电潜像担载体的感光面接触,使得带电辊和静电潜像担载体的图像区域形成一定的微小间隙H。另外,作为施加偏压,是施加AC叠加型电压,通过带电辊和静电潜像担载体的微小间隙H产生的除电,使静电潜像担载体带电。另外,如图4所示,利用弹簧303对带电辊的轴311进行加压,从而提高微小间隙H的维持精度。
还有,上述隔离物部件可以和带电辊成型为一体。此时,间隙部分至少使其表面为绝缘体。由此,在间隙部分不存在除电,可以防止由于间隙部分堆积除电生成物,该除电生成物具有粘附性而使调色剂固定在间隙部位,从而扩大间隙。
另外,作为上述隔离物部件,还可以使用热收缩管。作为这种热收缩管,例如可以列举在105℃下使用的SUMI管(商品名:F105℃,住友化学株式会社制造)等。
<曝光工序和曝光装置>
上述曝光,例如可以通过采用上述曝光装置使上述静电潜像担载体表面曝光成图像来进行。
上述曝光中的光学系统大致分为模拟光学系统和数字光学系统。上述模拟光学系统是利用光学系统将原稿直接投影到静电潜像担载体上的光学系统,上述数字光学系统是将图像信息作为电信号进行提供,并将其转变为光信号而使静电潜像担载体曝光,从而成像的光学系统。
作为上述曝光装置,没有特别的限制,只要能在通过上述带电装置带电的上述静电潜像担载体表面上曝光成所要形成的图像即可,可以根据目的进行适当选择,例如可以列举复印光学系统、棒状透镜阵列系统(rod-lens-eyesystems)、激光光学系统、液晶快门光学系统、LED光学系统等各种曝光器。
另外,在本发明中,还可以采用从上述静电潜像担载体的背面侧曝光形成图像的光背面方式。
<显影工序和显影装置>
上述显影工序是使用调色剂或显影剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的工序。
上述可视图像的形成,例如可通过使用调色剂或显影剂使上述静电潜像显影来进行,并可以利用上述显影装置来进行。
上述显影装置没有特别的限定,例如只要可以使用调色剂或显影剂进行显影即可,可以从公知的显影装置中适当选择,例如可以优选列举如下装置:其至少具备收纳有上述调色剂或显影剂,并能通过接触或非接触方式将该调色剂或显影剂赋予给上述静电潜像的显影装置。
[调色剂]
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,优选含有脱模剂、带电控制剂、外添加剂,根据需要,还可以含有其它成分。
—粘合树脂—
上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),根据需要,还含有其它成分。
上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
上述来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂(有时将其统称为“来自改性松香的树脂”)均可以在极低的温度下定影,还能提高贮存性能。迄今为止,尝试了通过同时使用软化点不同的2种树脂而同时赋予调色剂的低温定影性、耐久性、耐透印性和贮存性能,但由于软化点不同的树脂熔融粘度也不同,因此两种树脂难以均匀混合,着色剂或脱模剂等内添加剂的分散性容易降低。然而,在本发明中,由于软化点低的聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,因此该(甲基)丙烯酸改性松香能提高作为聚酯单元主链部分的树脂的分子量,与软化点相比,熔融粘度容易提高,能大幅改善伴随着内添加剂分散不佳导致的耐成膜性。另一方面,由于软化点高的聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,因此具有3官能团的富马酸改性松香和马来酸改性松香的至少一种能通过提高聚酯单元的交联度而提高耐透印性,且酸值也容易提高,还能提高充电性。
另外,在本说明书中,对于本发明中的树脂,为了方便起见,表示为来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,该“来自”是指使用(甲基)丙烯酸改性松香或富马酸改性松香和马来酸改性松香的至少一种作为原料单体之一。
——来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂——
上述来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂中的(甲基)丙烯酸改性松香是通过(甲基)丙烯酸改性的松香,通过将以松香酸、新松香酸、巴拉西苷酸、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸、左旋海松酸等为主成分的松香与(甲基)丙烯酸进行加成反应获得的松香,具体地说,可以通过使松香主成分中具有共轭双键的左旋海松酸、松香酸、新松香酸和巴拉西苷酸与(甲基)丙烯酸在加热下进行狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应而获得。
另外,在本说明书中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基,因此“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酸改性松香”是指丙烯酸改性松香或甲基丙烯酸改性松香。作为本发明中的(甲基)丙烯酸改性松香,从狄尔斯-阿尔德反应中的反应活性来看,优选用立体位阻小的丙烯酸改性而获得的丙烯酸改性松香。
从提高聚酯单元的分子量,降低低分子量低聚物成分的观点来看,采用(甲基)丙烯酸对松香的改性度((甲基)丙烯酸改性度)优选为5~105,更优选为20~105,进一步优选为40~105,特别优选为60~105。
这里,上述(甲基)丙烯酸改性度可通过下述数学式(Aa)计算。[数学式1]
其中,在上述数学式(Aa)中,Xa1表示计算改性度的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值。Xa2表示使1摩尔(甲基)丙烯酸和1摩尔松香进行反应而获得的(甲基)丙烯酸改性松香的饱和SP值。Y表示松香的SP值。
上述SP值是指按后述的实施例所示的方式用环球式自动软化点试验仪测定的软化点。另外,饱和SP值是指使(甲基)丙烯酸与松香的反应进行到所获得的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值达到饱和值时的SP值。上述数学式(Aa)的分子(Xa1-Y)是指用(甲基)丙烯酸改性的松香的SP值的提高度,上述数学式(Aa)表示的(甲基)丙烯酸改性度的值越大,表示改性程度越高。
上述(甲基)丙烯酸改性松香的制造方法没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可以将松香与(甲基)丙烯酸进行混合,加热到180~260℃左右,优选加热到180~210℃,通过狄尔斯-阿尔德反应使松香中含有的具有共轭双键的酸与(甲基)丙烯酸进行加成,从而获得(甲基)丙烯酸改性松香。所获得的(甲基)丙烯酸改性松香可以直接使用,也可以再经过蒸馏等操作进行精制,然后使用。
——来自富马酸/马来酸改性松香的树脂——
在上述“来自富马酸/马来酸改性松香的树脂”中,包括(i)来自富马酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有通过富马酸改性的富马酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;(ii)来自马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有通过马来酸改性的马来酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元;以及(iii)来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香和马来酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。在本发明中,从贮存性能的观点出发,优选来自富马酸改性松香的树脂。
上述富马酸改性松香,是由富马酸改性的松香,与(甲基)丙烯酸改性松香相同,是将以松香酸、新松香酸、巴拉西苷酸、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸、左旋海松酸等为主成分的松香与富马酸进行加成反应而获得的松香,具体地说,可以通过使松香主成分中具有共轭双键的左旋海松酸、松香酸、新松香酸和巴拉西苷酸与富马酸在加热下经过狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应而获得。
从提高聚酯树脂的分子量,提高玻璃化转变温度的观点出发,上述通过富马酸获得的松香的改性度(富马酸改性度)优选为5~105,更优选为20~105,进一步优选为40~105,特别优选为60~105。
这里,上述富马酸改性度可通过下述数学式(Af)计算。
[数学式2]
...数学式(Af)
其中,在上述数学式(Af)中,Xf1表示计算改性度的富马酸改性松香的SP值。Xf2表示1摩尔富马酸与0.7摩尔松香反应而获得的富马酸改性松香的SP值。Y表示松香的SP值。
上述SP值是指按后述的实施例所示的方式用环球式自动软化点试验仪测定的软化点。上述数学式(Af)的分子(Xf1-Y)是指用富马酸改性的松香的SP值的提高度,与通过上述数学式(Aa)计算的(甲基)丙烯酸改性度相同,上述数学式(Af)表示的富马酸改性度的值越大,表示改性的程度越高。
上述富马酸改性松香的制造方法没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可以将松香与富马酸进行混合,加热到180~260℃左右,优选加热到180~210℃,通过狄尔斯-阿尔德反应使松香所含的具有共轭双键的酸与富马酸进行加成,从而获得富马酸改性松香。
而且,从使松香与富马酸高效进行反应的观点来看,优选在酚类的存在下使松香与富马酸进行反应。作为上述酚类,优选二元酚、相对于羟基至少在邻位上具有取代基的酚性化合物(以下,称为受阻酚),其中,特别优选受阻酚。
上述的二元酚是在苯环上结合有两个OH基的物质,是指没有其它取代基的化合物,其中优选对苯二酚。
作为上述受阻酚,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举单叔丁基对甲酚、单叔丁基间甲酚、叔丁基邻苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2,5-二叔戊基对苯二酚、没食子酸丙酯、4,4’-亚甲基双(2,6-叔丁基苯酚)、4,4’-异亚丙基双(2,6-二叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、丁基羟基茴香醚、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚、十八烷基-3-(4-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙酸酯、二硬脂基(4-羟基-3-甲基-5-叔丁基)苄基丙二酸酯、6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-2,4-二辛硫基-1,3,5-三嗪、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-异亚丁基双(4,6-二甲基苯酚)、2,2’-二羟基-3,3’-二(α-甲基环己基)-5,5’-二甲基二苯基甲烷、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)、三[β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰氧基乙基]异氰脲酸酯、1,3,5-三(2,6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基)异氰脲酸酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯酚)异氰脲酸酯、1,1,3’-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、2,6-二(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苄基)-4-甲基苯酚、N,N’-亚己基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)、己二醇双[β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、三乙二醇双[β-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)丙酸酯]、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷等。其中,特别优选叔丁基邻苯二酚。
相对于100质量份富马酸改性松香的原料单体,上述酚类的使用量优选为0.001~0.5质量份,更优选为0.003~0.1质量份,进一步优选为0.005~0.1质量份。
上述富马酸改性松香可以直接使用,也可以再经过蒸馏等操作进行精制,然后使用。
上述马来改性松香,是由马来酸或马来酸酐改性的松香,与上述(甲基)丙烯酸改性松香相同,是将以松香酸、新松香酸、巴拉西苷酸、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸、左旋海松酸等为主成分的松香与马来酸或马来酸酐进行加成反应而获得的松香,具体地说,可以通过使松香主成分中具有共轭双键的左旋海松酸、松香酸、新松香酸和巴拉西苷酸与马来酸或马来酸酐在加热下经过狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应而获得。
从提高聚酯树脂的分子量,降低低分子量的低聚物成分的观点出发,上述通过马来酸或马来酸酐获得的松香的改性度(马来酸改性度)优选为5~105,更优选为30~105,进一步优选为40~105,再优选为50~105,特别优选为60~105,最优选为70~105。
这里,上述马来酸改性度可通过下述数学式(Am)计算。
[数学式3]
其中,在上述数学式(Am)中,Xm1表示计算改性度的马来酸改性松香的SP值。Xm2表示1摩尔马来酸与1摩尔松香在230℃下反应而获得的马来酸改性松香的饱和SP值。Y表示松香的SP值。
上述SP值是指按后述的实施例所示的方式用环球式自动软化点试验仪测定的软化点。上述饱和SP值是指使马来酸与松香的反应进行到所获得的马来酸改性松香的SP值达到饱和值时的SP值。上述数学式(Am)的分子(Xm1-Y)是指用马来酸或马来酸酐改性的松香的SP值的提高度,与通过上述数学式(Aa)计算的(甲基)丙烯酸改性度相同,上述数学式(Am)表示的马来酸改性度的值越大,表示改性的程度越高。
上述富马酸改性松香的制造方法没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可以将松香与马来酸进行混合,加热到180~260℃左右,优选加热到180~210℃,通过狄尔斯-阿尔德反应使松香所含的具有共轭双键的酸与马来酸或马来酸酐进行加成,从而获得马来酸改性松香。上述马来酸改性松香可以直接使用,也可以进一步经过蒸馏等操作精制后使用。
接着,在本发明中的(甲基)丙烯酸改性松香、富马酸改性松香和马来酸改性松香(有时将它们统称为“改性松香”)中使用的松香,只要是由松类获得的天然松香、异构化松香、二聚化松香、聚合松香、不均化松香等以松香酸、新松香酸、巴拉西苷酸、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸、左旋海松酸为主成分的松香即可,可以使用公知的松香,但是从色调的观点来看,优选由制造天然松香浆的工序中作为副产物形成的妥尔油得到的妥尔油松香、由松脂获得的松香、由松树桩得到的木松香等天然松香,从低温定影性的观点来看,更优选妥尔油松香。
由于本发明中的改性松香是在加热下经过狄尔斯-阿尔德反应而获得的,因此降低了作为臭气起因的杂质,臭气少,但是从进一步降低臭气、提高贮存性能的观点来看,(甲基)丙烯酸改性松香优选用(甲基)丙烯酸对通过精制工序降低了杂质的松香(精制松香)进行改性而获得的(甲基)丙烯酸改性松香,更优选用(甲基)丙烯酸对精制妥尔松香进行改性而得到的(甲基)丙烯酸改性松香。同样,富马酸改性松香优选用富马酸对通过精制工序降低了杂质的松香(精制松香)进行改性而获得的富马酸改性松香,更优选用富马酸对精制妥尔松香进行改性而获得的富马酸改性松香。此外,马来酸改性松香优选用马来酸或马来酸酐对通过精制工序降低了杂质的松香(精制松香)进行改性而获得的马来酸改性松香,更优选用马来酸或马来酸酐对精制妥尔松香进行改性而获得的马来酸改性松香。
上述精制松香是指通过精制工序减少了杂质的松香。通过对松香进行这种精制,除去了松香中所含的杂质。作为主要杂质,例如可以列举2-甲基丙烷、乙醛、3-甲基-2-丁酮、2-甲基丙酸、丁酸、戊酸、正己醛、辛烷、己酸、苯甲醛、2-戊基呋喃、2,6-二甲基环己酮、1-甲基-2-(1-甲基乙基)苯、3,5-二甲基-2-环己烯、4-(1-甲基乙基)苯甲醛等。在本发明中,可以选择其中的己酸、戊酸和苯甲醛这三种杂质,使用它们在顶空GC-MS法中作为挥发成分而检测出的峰强度作为精制松香的指标。还有,使用挥发成分而不是杂质的绝对量作为指标的原因在于,在本发明中,将使用精制松香作为改善使用松香的以往聚酯树脂存在臭气的课题之一。
具体来说,上述精制松香是指在后述的实施例的顶空GC-MS法测定条件下,己酸的峰强度为0.8×107以下,戊酸的峰强度为0.4×107以下,苯甲醛的峰强度为0.4×107以下的松香。另外,从贮存性能及臭气的观点来看,优选己酸的峰强度为0.6×107以下,更优选为0.5×107以下。优选戊酸的峰强度为0.3×107以下,更优选为0.2×107以下。优选苯甲醛的峰强度为0.3×107以下,更优选为0.2×107以下。
而且,从贮存性及臭气的观点来看,除上述三种物质外,优选减少正己醛和2-戊基呋喃。优选正己醛的峰强度为1.7×107以下,更优选为1.6×107以下,进一步优选为1.5×107以下。另外,优选2-戊基呋喃的峰强度为1.0×107以下,更优选为0.9×107以下,进一步优选为0.8×107以下。
作为上述松香的精制方法,没有特别限制,可以采用公知的方法,可以列举利用蒸馏、重结晶、萃取等的方法,优选利用蒸馏进行精制。作为上述蒸馏方法,例如可以采用日本特开平7-286139号公报中记载的方法,可以列举减压蒸馏、分子蒸馏、水蒸汽蒸馏等,但优选利用减压蒸馏进行精制。例如,通常可以在6.67kPa以下的压力、200~300℃的蒸馏温度下实施蒸馏,以通常的简单蒸馏为代表,可以使用薄膜蒸馏、精馏等方法,对于通常的蒸馏条件,相对于加入的松香,将2~10质量%的高分子量物质作为沥青成分除去,同时将2~10质量%的初馏分除去。
改性前松香的软化点优选为50~100℃,更优选为60~90℃,进一步优选为65~85℃。上述松香的软化点是指采用后述的实施例中所示的测定方法,使松香一次性熔融,在温度25℃、相对湿度50%的环境下自然冷却1小时时测定的软化点。
改性前松香的酸值优选为100~200mgKOH/g,更优选为130~180mgKOH/g,进一步优选为150~170mgKOH/g。
上述松香的酸值可以基于例如JIS K0070所述的方法测定。
另外,从提高得到的聚酯树脂的贮存性能的观点出发,富马酸改性松香的玻璃化转变温度优选为40~90℃,更优选为45~85℃,进一步优选为50~80℃。此外,在富马酸改性松香中,考虑到用富马酸改性后的松香的玻璃化转变温度,改性前的松香的玻璃化转变温度优选为10~50℃,更优选为15~50℃。
此外,从提高得到的聚酯树脂贮存性能的观点出发,马来酸酐改性松香的玻璃化转变温度优选为35~90℃,更优选为45~70℃。此外,在马来酸酐改性松香中,考虑到用马来酸酐改性后松香的玻璃化转变温度,改性前松香的玻璃化转变温度优选为10~50℃,更优选为15~50℃。
此外,从低温定影性的观点出发,(甲基)丙烯酸改性松香的含量、以及富马酸改性松香和马来酸改性松香的总含量在来自各改性松香的树脂的羧酸成分中,优选为15质量%以上,更优选为25质量%以上。此外,从贮存性能的观点出发,优选为85质量%以下,更优选为65质量%以下,进一步优选为50质量%以下。从这些观点出发,(甲基)丙烯酸改性松香的含量、以及富马酸改性松香和马来酸改性松香的总含量在来自各改性松香的树脂的羧酸成分中,优选为15~85质量%,更优选为25~65质量%,进一步优选为25~50质量%。
作为上述羧酸成分中含有的改性松香以外的羧酸化合物,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、焦柠檬酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、正十二烷基琥珀酸、正十二烯基琥珀酸等脂肪族二羧酸;邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等芳香族二羧酸;环己烷二羧酸等脂环式二羧酸;偏苯三酸、均苯四酸等三元以上的多元羧酸;或它们的酸酐、烷基(碳数1~3)酯等。在本说明书中,将上述的酸、这些酸的酸酐和酸的烷基酯统称为羧酸化合物。
——醇成分——
在上述醇成分中,优选包括脂肪族醇、特别是脂肪族多元醇。作为该脂肪族多元醇,从与包含改性松香的羧酸的反应性的观点看,优选2~6元的脂肪族多元醇,更优选2~3元的脂肪族多元醇。
优选上述脂肪族多元醇含有分子结构紧凑、反应性强且碳数为2~6的脂肪族多元醇。作为碳数为2~6的脂肪族多元醇,例如可以列举乙二醇、新戊二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2,3-丁二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、甘油等。这些醇可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
其中,特别优选1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、甘油。
上述碳数为2~6的脂肪族多元醇在上述脂肪族多元醇中的含量优选为60摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上,特别优选实际上为100摩尔%。
作为上述醇成分中含有的上述脂肪族多元醇之外的醇,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举聚氧丙烯-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等双酚A的环氧烷烃(碳数为2~3)加成物(平均加成摩尔数1~16)等双酚A的环氧烷烃加成物,1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A或它们的环氧烷烃(碳数为2~4)加成物(平均加成摩尔数1~16)等。
从与改性松香的反应性的观点来看,上述脂肪族多元醇在醇成分中的含量优选为50摩尔%以上,更优选为60摩尔%以上,进一步优选为85摩尔%以上,特别优选实际上为100摩尔%。
在上述聚酯类树脂中,从提高耐透印性的观点看,可以在不损害贮存性能的范围内,含有3元以上的多元醇和3元以上的多元羧酸化合物的至少一种作为3元以上的原料单体。优选上述醇成分中含有上述三元以上的多元醇,优选上述羧酸成分中含有上述三元以上的多元羧酸化合物。另外,优选上述醇成分中含有上述三元以上的多元醇,且上述羧酸成分中含有上述三元以上的多元羧酸化合物。从贮存性能和减少残留单体的观点来看,上述3元以上多元羧酸化合物的含量相对于100mol上述醇成分,优选为0.001~40摩尔,更优选为0.1~25摩尔。在上述醇成分中,上述3元以上的多元醇的含量优选为0.001~40摩尔%,更优选为0.1~25摩尔%。
在上述3元以上的原料单体中,作为上述3元以上的多元羧酸化合物,优选例如偏苯三酸或其衍生物,作为上述3元以上的多元醇,优选例如甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇或它们的环氧烷烃(碳数2~4)加成物(平均加成摩尔数1~16)等。其中,特别优选甘油、偏苯三酸或其衍生物,因为它们不仅形成分支部位或起交联剂作用,而且也能有效地提高低温定影性。
——酯化催化剂——
上述醇成分与上述羧酸成分的缩聚优选在酯化催化剂的存在下进行。作为上述酯化催化剂,可以列举对甲苯磺酸等路易斯酸类、钛化合物、不含Sn-C键的锡(II)化合物,这些物质可以分别单独使用,或两者同时使用。在这些当中,特别优选钛化合物、不含Sn-C键的锡(II)化合物。
作为上述钛化合物,优选具有Ti-O键的钛化合物,更优选具有总碳数为1~28的烷氧基、烯氧基、或酰氧基的化合物。
作为上述钛化合物,例如可以列举二异丙醇双三乙醇氨化钛[Ti(C6H14O3N)2(C3H7O)2]、二异丙醇双二乙醇氨化钛[Ti(C4H10O2N)2(C3H7O)2]、二戊醇双三乙醇氨化钛[Ti(C6H14O3N)2(C5H11O)2]、二乙醇双三乙醇氨化钛[Ti(C6H14O3N)2(C2H5O)2]、二羟基辛醇双三乙醇氨化钛[Ti(C6H14O3N)2(OHC8H16O)2]、二硬脂醇双三乙醇氨化钛[Ti(C6H14O3N)2(C18H37O)2]、三异丙醇双三乙醇氨化钛[Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3]、单丙醇三(三乙醇氨化)钛[Ti(C6H14O3N)3(C3H7O)1]等。其中,特别优选二异丙醇双三乙醇氨化钛、二异丙醇双二乙醇氨化钛、二戊醇双三乙醇氨化钛,这些物质也可以作为例如Matsumoto Trading株式会社制造的市售品获得。
作为其它优选的钛化合物的具体例子,可以列举四正丁基钛酸酯[Ti(C4H9O)4]、四丙基钛酸酯[Ti(C3H7O)4]、四硬脂基钛酸酯[Ti(C18H37O)4]、四肉豆蔻基钛酸酯[Ti(C14H29O)4]、四辛基钛酸酯[Ti(C8H17O)4]、二辛基二羟基辛基钛酸酯[Ti(C8H17O)2(OHC8H16O)2]、二肉豆蔻基二辛基钛酸酯[Ti(C14H29O)2(C8H17O)2]等,其中,优选四硬脂基钛酸酯、四肉豆蔻基钛酸酯、四辛基钛酸酯、二辛基二羟基辛基钛酸酯,这些物质可以通过例如使卤化钛与对应的醇反应而获得,也可以作为Nisso株式会社等的市售品获得。
相对于上述醇成分和上述羧酸成分的总量100质量份,上述钛化合物的存在量优选为0.01~1.0质量份,更优选为0.1~0.7质量份。
作为上述不具有Sn-C键的锡(II)化合物,优选具有Sn-O键的锡(II)化合物、具有Sn-X(其中,X表示卤原子)键的锡(II)化合物等,更优选具有Sn-O键的锡(II)化合物。
作为上述具有Sn-O键的锡(II)化合物,例如可列举草酸锡(II)、二醋酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二月桂酸锡(II)、二硬脂酸锡(II)、二油酸锡(II)等具有碳数为2~28的羧酸基团的羧酸锡(II);二辛氧基锡(II)、二月桂氧基锡(II)、二硬脂氧基锡(II)、二油氧基锡(II)等具有碳数为2~28的烷氧基的二烷氧基锡(II);氧化锡(II)、硫酸锡(II)等。
作为上述具有Sn-X(其中,X表示卤原子)键的化合物,例如可列举氯化锡(II)、溴化锡(II)等卤化锡(II)等,其中,从带电提高效果和催化剂能力方面考虑,优选(R1COO)2Sn(其中,R1表示碳数5~19的烷基或烯基)表示的脂肪酸锡(II)、(R2O)2Sn(其中,R2表示碳数6~20的烷基或烯基)表示的二烷氧基锡(II)、SnO表示的氧化锡(II),更优选(R1COO)2Sn表示的脂肪酸锡(II)、氧化锡(II),进一步优选二辛酸锡(II)、二硬脂酸锡(II)、氧化锡(II)。
相对于上述醇成分和上述羧酸成分的总量100质量份,上述不具有Sn-C键的锡(II)化合物的存在量优选为0.01~1.0质量份,更优选为0.1~0.7质量份。
当上述钛化合物和上述不具有Sn-C键的锡(II)化合物同时使用时,相对于上述醇成分及上述羧酸成分的总量100质量份,钛化合物和锡(II)化合物的总存在量优选为0.01~1.0质量份,更优选为0.1~0.7质量份。
上述醇成分和上述羧酸成分可以在例如上述酯化催化剂的存在下,在惰性气体气氛中于180~250℃的温度下进行。
从提高内添加剂的分散性、提高对定影性和耐透印性,尤其是耐高温透印性的效果的观点出发,2种聚酯类树脂的软化点之差为10℃以上。在黑色调色剂等非彩色类的调色剂中,从抑制光泽性的观点出发,优选为10~60℃,更优选为20~50℃。此外,在黄色调色剂、品红调色剂、青色调色剂等彩色类的调色剂中,从提高光泽的观点出发,优选为10~30℃,更优选为15~30℃。从定影性的观点出发,软化点低的聚酯类树脂(A)的软化点优选为80~120℃,更优选为90~110℃。另一方面,从耐高温透印性的观点出发,软化点高的聚酯类树脂(B)的软化点优选为100~180℃,更优选为120~180℃,进一步优选为120~160℃。
从定影性、贮存性能和耐久性的观点出发,上述聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的玻璃化转变温度优选为45~75℃,更优选为50~70℃。
从带电性和环境稳定性的观点出发,上述聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的酸值优选为1~80mgKOH/g,更优选为5~60mgKOH/g,进一步优选为5~50mgKOH/g。此外,上述聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的羟值优选为1~80mgKOH/g,更优选为8~50mgKOH/g,进一步优选为8~40mgKOH/g。
在上述聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)中,从低温定影性、耐透印性和贮存性能的观点出发,由残存单体成分和低聚物成分等引起的分子量为500以下的低分子量成分的含量在聚酯类树脂中优选为12%以下,更优选为10%以下,进一步优选为9%以下,特别优选为8%以下。上述低分子量成分的含量可以通过提高松香的改性度等方法来降低。另外,低分子量成分的含量依赖于后述实施例的凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量的面积比例。
上述聚酯类树脂(A)和(B)中的聚酯单元优选结晶性不同的无定形的。在本说明书中,无定形的树脂是指软化点与玻璃化转变温度(Tg)之差为30℃以上的树脂。
从定影性和耐久性的观点出发,上述聚酯类树脂(A)与上述聚酯类树脂(B)的质量比(A/B)优选为10/90~90/10,更优选为20/80~80/20,进一步优选为30/70~70/30。
另外,在本发明中,在粘合树脂由3种以上聚酯类树脂构成的情况下,粘合树脂中的总含量为50质量%以上的任意2种树脂只要满足聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)软化点的关系即可。因此,在不损害本发明效果的范围内,在粘合树脂中包含不相当于聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的聚酯类树脂,还可以同时使用公知的粘合树脂,例如苯乙烯-丙烯酸树脂等乙烯基类树脂、环氧树脂、聚碳酸酯、聚氨酯等其它树脂,聚酯类树脂(A)和聚酯类树脂(B)的总含量在粘合树脂中优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,特别优选实质上为100质量%。
此外,从低温定影性、耐透印性、耐久性和贮存性能的观点出发,粘合树脂中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的总含量优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,特别优选实质上为100质量%。
另外,在本发明中,聚酯类树脂是指具有聚酯单元的树脂。上述聚酯单元是指具有聚酯结构的部位,在聚酯类树脂中,除了聚酯类树脂以外,还可以包含基本不损害其特性程度的改性聚酯树脂,在本发明中,上述聚酯类树脂(A)和(B)均优选聚酯树脂。作为改性聚酯树脂,可以列举通过例如特开平11-133668号公报、特开平10-239903号公报、特开平8-20636号公报等中所述的方法,由苯酚、尿烷、环氧等接枝化或嵌段化的聚酯树脂或具有2种以上包含聚酯单元的树脂单元的复合树脂。
作为上述复合树脂,优选具有聚酯单元和乙烯基类树脂等加成聚合类树脂单元的树脂。
作为上述聚酯单元的原料单体,可以列举与上述聚酯的原料单体相同的醇成分和羧酸成分。
另一方面,作为上述乙烯基类树脂单元的原料单体,可以列举例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯化合物;乙烯、丙烯等乙烯性不饱和单烯烃类;丁二烯等二烯烃类;氯乙烯等卤代乙烯类;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯基酯类;(甲基)丙烯酸的烷基(碳原子数为1~18)酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯等乙烯性单羧酸酯;乙烯基甲基醚等乙烯基醚类;偏氯乙烯等乙烯基卤化物;N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物类等,在这些物质中,优选苯乙烯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的长链烷基(碳原子数为12~18)酯,从带电性的观点出发,优选苯乙烯,从定影性和调整玻璃化转变温度的观点出发,优选(甲基)丙烯酸的烷基酯。
在乙烯基类树脂的原料单体中,上述苯乙烯的含量优选为50~90质量%,更优选为75~85质量%。苯乙烯与(甲基)丙烯酸的烷基酯的单体质量比(苯乙烯/(甲基)丙烯酸的烷基酯)优选为50/50~95/5,更优选为70/30~95/5。
另外,在乙烯基类树脂单元的原料单体加成聚合中,还可以根据需要使用聚合引发剂、交联剂等。
在本发明中,聚酯单元的原料单体与加成聚合类树脂单元的原料单体的质量比(聚酯单元的原料单体/加成聚合类树脂单元的原料单体)由于优选连续相为聚酯单元,分散相为加成聚合类树脂单元,因此优选为50/50~95/5,更优选为60/40~95/5。
在本发明中,复合树脂除了聚酯单元的原料单体和加成聚合类树脂单元的原料单体以外,还优选使用与聚酯单元的原料单体和加成聚合类树脂单元的原料单体均能反应的化合物(两反应性单体)而获得的树脂(混合树脂)。
作为上述两反应性单体,优选在分子内具有选自羟基、羧基、环氧基、伯氨基和仲氨基中的至少1种官能团和乙烯性不饱和键的化合物,通过使用这样的两反应性单体,能进一步提高作为分散相的树脂的分散性。作为上述两反应性单体的具体例子,例如可列举丙烯酸、富马酸、甲基丙烯酸、柠康酸、马来酸、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯或这些羧酸的酸酐、烷基(碳原子数为1~2)酯等衍生物。在这些物质中,从反应性的观点出发,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸或这些羧酸的衍生物。
在上述两反应性单体中,具有2个以上官能团的单体(多元羧酸等)或其衍生物用作聚酯单元的原料单体,具有1个官能团的单体(单羧酸等)或其衍生物用作加成聚合类树脂单元的原料。相对于100mol除了两反应性单体之外的聚酯单元的原料单体,两反应性单体的使用量优选为1~30mol,从进一步提高加成聚合类树脂单元的分散性的观点出发,在粘合树脂的制造过程中,在加成聚合反应后,在高温下反应的方法中,更优选为1.5~20mol,进一步优选为2~10mol。另外,在加聚反应后,将反应温度保持恒定,且使用较多两反应性单体的方法中,优选为4~15mol,更优选为4~10mol。
在本发明中,从聚酯单元与加成聚合类树脂单元的均匀性的观点来看,复合树脂优选通过预先混合聚酯单元的原料单体和加成聚合类树脂单元的原料单体,在同一反应容器中同时进行缩聚反应和加聚反应而获得的树脂,此外,在复合树脂是使用两反应性单体获得的混合树脂的情况下,优选通过将缩聚类树脂单元的原料单体和加成聚合类树脂单元的原料单体的混合物与两反应性单体预先混合,然后在同一反应容器中同时进行缩聚反应和加聚反应而获得的树脂。
在本发明中,缩聚反应和加聚反应的进行和结束在时间上无需同时,可以根据各自的反应机理适当选择反应温度和时间,使反应进行和结束。例如可列举将聚酯单元的原料单体、加成聚合类树脂单元的原料单体、两反应性单体等混合,首先,通过在主要适合加聚反应的温度条件,例如50~180℃下进行加聚反应,从而形成具有可以进行缩聚反应的官能团的加聚类树脂,接着将反应温度上升至适合缩聚反应的温度条件,例如190~270℃后,主要通过缩聚反应形成缩聚类树脂的方法。
—着色剂—
作为上述着色剂,没有特别的限制,可以根据目的适当地选择公知的染料和颜料,例如可以列举炭黑、苯胺黑染料、铁黑、纳夫妥黄S、汉撒黄(10G、5G、G)、镉黄、黄色氧化铁、土黄、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄(oil yellow)、汉撒黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永久黄(NCG)、巴尔干坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄(anthraceneyellow)BGL、异吲哚啉酮黄、氧化铁红、红丹、铅红、镉红、镉汞红、锑红、永久红4R、玫瑰红、颜料火红(fire red)、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢红G、艳坚牢红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢红VD、巴尔干坚牢玉红B(Vulcan Fast Rubine B)、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料红3B、枣红5B、甲苯胺紫红、永久枣红F2K、赫里奥枣红BL、枣红10B、邦褐淡红、邦褐中间红、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、蒂奥因迪戈红B、硫靛紫红、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、钼铬红、联苯胺橙、芘橙(PerynoneOrange)、油橙、钴蓝、赛璐里安蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛蓝、群青、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢猩红B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、维利迪安颜料、祖母绿、颜料绿B、纳夫妥绿B、绿光金黄色重氮类颜料、酸性绿色淀、孔雀绿沉淀色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌白、锌钡白等。这些物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述着色剂的颜色,没有特别的限定,可以根据目的适当选择,例如可以列举黑色用着色剂、彩色用着色剂等。这些物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述黑色用着色剂,例如可列举炉黑、灯黑、乙炔黑、槽法炭黑等炭黑(C.I.颜料黑7)类;铜、铁(C.I.颜料黑11)、氧化钛等金属类;苯胺黑(C.I.颜料黑1)等有机颜料等。
作为品红用着色颜料,例如可列举C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209、211;C.I.颜料紫19;C.I.瓮红1、2、10、13、15、23、29、35等。
作为青色用着色颜料,例如可列举C.I.颜料蓝2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.瓮蓝6;C.I.酸性蓝45或酞菁骨架上被1~5个邻苯二甲酰亚胺甲基取代的铜酞菁颜料、绿7、绿36等。
作为黄色用着色颜料,例如可列举C.I.颜料黄0-16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.瓮黄1、3、20;橙36等。
上述着色剂在上述调色剂中的含量没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但优选为1~15质量%,更优选为3~10质量%。如果上述含量不足1质量%,则出现调色剂的着色力下降,如果超过15质量%,则易引起调色剂中颜料分散不良,有时导致着色力降低和调色剂的电特性的降低。
上述着色剂也可以作为与树脂复合化而形成的母体胶料使用。作为该树脂,没有特别的限制,可以根据目的从公知的树脂中适当选择,例如可列举苯乙烯或其取代物的聚合物、苯乙烯类共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族烃树脂、脂环族烃树脂、芳香族类石油树脂、氯化石蜡、石蜡等。这些物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述苯乙烯或其取代物的聚合物,例如可列举聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对氯苯乙烯树脂、聚乙烯基甲苯树脂等。作为上述苯乙烯类共聚物,例如可列举苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯代甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酯共聚物等。
上述母体胶料可以通过对上述母体胶料用树脂和上述着色剂施加高剪切力来混合或混炼而制造。此时,为了提高着色剂和树脂的相互作用,优选添加有机溶剂。另外,所谓冲洗法也可以直接使用着色剂的湿滤饼,从不需要干燥这点来看是优选的。上述冲洗法(flushing process)是将含有着色剂和水的水性糊与树脂和有机溶剂同时进行混合或混炼,使着色剂转移到树脂侧而除去水分和有机溶剂成分的方法。在上述混合或混炼中,例如优选使用三辊混炼机等高剪切分散装置。
—脱模剂—
作为上述脱模剂,没有特别的限制,可以根据目的从公知的物质中适当选择,例如可列举含有羰基的蜡、聚烯烃蜡、长链烃等蜡类。这些蜡可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。其中优选含有羰基的蜡。
作为上述含有羰基的蜡,例如可列举聚链烷酸酯、聚链烷醇酯、聚链烷酰胺、聚烷基酰胺、二烷基酮等。作为上述聚链烷酸酯,例如可列举巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯、1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯。作为上述聚链烷醇酯,例如可列举偏苯三酸三硬脂酯、马来酸二硬脂酯等。作为上述聚链烷酰胺,例如可列举二山萮酰胺等。作为上述聚烷基酰胺,例如可列举偏苯三酸三硬脂酰胺等。作为上述二烷基酮,例如可列举二硬脂基酮等。在这些含有羰基的蜡中,特别优选聚链烷酸酯。
作为上述聚烯烃蜡类,例如可列举聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等。
作为上述长链烃,例如可列举石蜡、沙索蜡(Sasol wax)等。
作为上述脱模剂的熔点,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但优选为40~160℃,更优选为50~120℃,特别优选为60~90℃。如果上述熔点不足40℃,则有时会对耐热贮存性带来不良影响,如果超过160℃,则低温定影时易于引起冷透印。
上述脱模剂的熔点可以将例如使用示差扫描热量计(精工电子工业株式会社制造,DSC210)升温至200℃,以10℃/分的降温速度,从该温度冷却至0℃的试样以10℃/分的升温速度升温,将溶解热的最大峰温度作为熔点而求出。
作为上述脱模剂的熔融粘度,以在比该蜡的熔点高20℃的温度下测定的值计,优选为5~1000cps,更优选为10~100cps。如果上述熔融粘度不足5cps,则脱模性有时降低,如果超过1000cps,则不能获得提高耐热透印性、低温定影性的效果。
上述脱模剂在上述调色剂中的含量没有特别限制,可以根据目的适当选择,但优选为0~40质量%,更优选为3~30质量%。
如果上述含量超过40质量%,则调色剂的流动性有时变差。
—带电控制剂—
作为带电控制剂,没有特别的限制,可以根据目的从公知的物质中适当选择,但是由于使用有色材料时色调有时发生变化,因此优选无色或白色的材料,例如可列举三苯甲烷类染料、钼酸螯合物染料、罗丹明类染料、烷氧基类胺、季铵盐(包含氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷单质或化合物、钨单质或化合物、氟类活化剂、水杨酸金属盐、水杨酸衍生物的金属盐等。这些物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
上述带电控制剂可以使用市售品,作为该市售品,例如可列举作为季铵盐的Bontron P-51、作为羟基萘甲酸类金属配位化合物的E-82,作为水杨酸类金属配位化合物的E-84、作为酚类缩合物的E-89(以上均由Orient化学工业公司制造);作为季铵盐钼配位化合物的TP-302、TP-415(均为保土谷化学工业株式会社制造);作为季铵盐的Copy Charge PSY VP2038、作为三苯甲烷衍生物的Copy Blue PR、作为季铵盐的Copy Charge NEG VP2036、CopyCharge NX VP434(均为Hoechst公司制造);LRA-901、作为硼配位化合物的LR-147(日本Carlit株式会社制造);喹吖酮、偶氮类染料;具有磺酸基团、羧基、季铵盐等官能团的高分子类化合物等。
带电控制剂可以与上述母体胶料一起进行熔融混炼后进行溶解或分散,也可以在与上述调色剂的各种成分一起直接溶解或分散在上述有机溶剂中时添加,或者在制造调色剂粒子后固定在调色剂表面。
作为上述带电控制剂在上述调色剂中的含量,根据上述粘合树脂的种类、添加剂的有无、分散方法等而有所不同,不能一概规定,但是例如相对于100质量份上述粘合树脂,优选为0.1~10质量份,更优选为0.2~5质量份。如果上述含量不足0.1质量份,则有时不能得到带电控制性,如果超过10质量份,则调色剂的带电性过大,使主带电控制剂的效果减弱,从而与显影辊的静电引力增大,导致显影剂的流动性降低或图像浓度降低。
—外添加剂—
作为外添加剂,没有特别的限定,可以根据目的从公知的物质中适当选择,例如可列举二氧化硅微粒、经过疏水处理的二氧化硅微粒、脂肪酸金属盐(例如,硬脂酸锌、硬脂酸铝等);金属氧化物(例如,氧化钛、氧化铝、氧化锡、氧化锑等)或它们的疏水处理物、氟聚合物等。这些当中,优选列举经过疏水处理的二氧化硅微粒、氧化钛粒子、经过疏水处理的氧化钛微粒。
作为上述二氧化硅微粒,例如可列举HDK H2000、HDK H2000/4、HDKH2050EP、HVK21、HDK H1303(均为Hoechst公司制造);R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(均为NipponAerosil公司制造)等。作为上述氧化钛微粒,例如可列举P-25(NipponAerosil公司制造)、STT-30、STT-65C-S(均为钛(チタン)工业株式会社制造)、TAF-140(富士钛(チタン)エ业株式会社制造)、MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-150A(均为TAYCA公司制造)等。作为上述经过疏水处理的氧化钛微粒,例如可列举T-805(日本アエロジル株式会社制造)、STT-30A、STT-65S-S(均为钛工业株式会社制造);TAF-500T、TAF-1500T(均为富士钛工业株式会社制造);MT-100S、MT-100T(均为TAYCA公司制造)、IT-S(石原产业株式会社制造)等。
为了得到上述经过疏水处理的二氧化硅微粒、经过疏水处理的氧化钛微粒、经过疏水处理的氧化铝微粒,可以通过用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷等硅烷偶合剂处理亲水性微粒而获得。
作为上述疏水处理剂,例如可列举二烷基二卤化硅烷、三烷基卤化硅烷、烷基三卤化硅烷、六烷基二硅氨烷等硅烷偶合剂、甲硅烷化剂、具有氟化烷基的硅烷偶合剂、有机钛酸酯类偶合剂、铝类偶合剂、硅油、硅树脂清漆等。
另外,还优选使用在必要时用硅油进行加热从而对无机微粒进行处理而得到的硅油处理无机微粒。
作为上述无机微粒,例如可列举二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、硅砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、铁红、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、氮化硅等。这些当中,特别优选二氧化硅、二氧化钛。
作为上述硅油,例如可列举二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢化硅油、烷基改性硅油、氟改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油、环氧·聚醚改性硅油、酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰或甲基丙烯酰改性硅油、α-甲基苯乙烯改性硅油等。
上述无机微粒的一次粒子的平均粒径优选为1~100nm,更优选为3~70nm。如果上述平均粒径不足1nm,则无机微粒被埋没于调色剂中,有时难以有效地发挥其功能,如果超过100nm,则有时不均匀地损伤静电潜像担载体表面。作为上述外添加剂,可以同时使用无机微粒或经过疏水处理的无机微粒,但是经过疏水处理的一次粒子的平均粒径优选为1~100nm,更优选为5~70nm。另外,更优选含有至少2种经过疏水处理的一次粒子的平均粒径为20nm以下的无机微粒,且至少含有1种30nm以上的无机微粒。另外,上述无机微粒的BET法比表面积优选为20~500m2/g。
相对于上述调色剂,上述外添加剂的添加量优选为0.1~5质量%,更优选为0.3~3质量%。
还可以添加树脂微粒作为上述外添加剂。例如可列举通过无乳化剂乳液聚合或悬浮聚合、分散聚合而得到的聚苯乙烯;甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯的共聚物;聚硅氧烷、苯并鸟粪胺、尼龙等缩聚物类;热固性树脂形成的聚合物粒子。通过同时使用这样的树脂微粒,可以增强调色剂的带电性、减少逆带电的调色剂,从而减少底层沾污。相对于上述调色剂,上述树脂微粒的添加量优选为0.01~5质量%,更优选为0.1~2质量%。
—其它成分—
作为上述的其它成分,没有特别限制,可以根据目的适当选择,例如可列举流动性提高剂、清洁性提高剂、磁性材料、金属皂等。
上述流动性提高剂是通过表面处理提高疏水性,即使在高湿度下也能够防止带电特性恶化的物质,例如可列举硅烷偶合剂、甲硅烷化剂、具有氟化烷基的硅烷偶合剂、有机钛酸酯类偶合剂、铝类偶合剂、硅油、改性硅油等。
上述清洁性提高剂是为了除去静电潜像担载体或中间转印体中残留的转印后的显影剂而添加到上述调色剂中的,例如可列举硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸等脂肪酸金属盐;聚甲基丙烯酸甲酯微粒、聚苯乙烯微粒等通过无乳化剂乳液聚合制造的聚合物微粒等。作为上述聚合物微粒,优选粒度分布比较窄的微粒,优选体积平均粒径为0.01~1μm的微粒。
作为上述磁性材料,没有特别的限制,可以根据目的从公知的材料中适当选择,例如可列举铁粉、镁、铁氧体等。其中,从色调这点看,优选白色的材料。
—调色剂的制造方法—
作为上述调色剂的制造方法,没有特别的限定,可以根据目的从公知的调色剂制造方法中适当选择,例如可列举混炼和粉碎法、聚合法、溶解悬浮法、喷雾造粒法等。
——混炼和粉碎法——
上述混炼和粉碎法是例如将至少含有粘合树脂和着色剂的调色剂材料进行熔融混炼,再将得到的混炼物进行粉碎、分级,由此制备上述调色剂的母体粒子的方法。
在上述熔融混炼中,将上述调色剂材料混合,再将该混合物添加到熔融混炼机中进行熔融混炼。作为该熔融混炼机,例如可以使用单轴或双轴连续混炼机,或采用辊磨机的间歇式混炼机。例如,优选使用神户制钢所制造的KTK型双轴挤出机、东芝机械公司制造的TEM型挤出机、KCK公司制造的双轴挤出机、池贝铁工所制造的PCM型双轴挤出机、Buss公司制造的共捏合机等。该熔融混炼优选在不引起粘合树脂的分子链切断的适当条件下进行。具体来说,熔融混炼温度可参考粘合树脂的软化点,如果比该软化点过高则切断现象剧烈,如果过低则有时不进行分散。
上述粉碎是对上述混炼获得的混炼物进行粉碎。在该粉碎中,优选首先对混炼物进行粗粉碎,接着再进行微粉碎。此时优选使用以下方式:使其在喷射气流中与碰撞板发生冲撞而粉碎,或在喷射气流中使粒子相互冲撞而粉碎,或利用机械旋转的转子和定子的狭小间隙进行粉碎。
上述分级是对由上述粉碎获得的粉碎物进行分级,调节成规定粒径的粒子。上述分级可以通过使用例如旋风分离器、倾析器、离心分离器等除去微粒部分来进行。
上述粉碎和分级结束后,利用离心力使粉碎物在气流中分级,从而可以制造规定粒径的调色剂母体粒子。
接着,向母体粒子中加入外添加剂。使用混合器,对调色剂母体粒子和外添加剂进行混合和搅拌,从而使外添加剂粉碎,同时包覆在调色剂母体粒子上。此时,使无机微粒和树脂微粒等外添加剂均匀且牢固地附着在调色剂的母体粒子上对于耐久性来说是重要的。
——聚合法——
作为上述利用聚合法的调色剂制造方法,例如使至少含有能够形成脲键或尿烷键且经过改性的聚酯树脂和着色剂的调色剂材料溶解或分散在有机溶剂中。然后将该溶解或分散物分散在水系介质中,进行加聚反应,除去该分散液的溶剂,再进行清洗而得到。
作为上述能够形成脲键或尿烷键的经过改性的聚酯树脂,例如可列举由聚酯末端的羧基或羟基等与多异氰酸酯化合物(PIC)进行反应而形成的具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物等。并且,通过该聚酯预聚物和胺类等的反应而使分子链交联和/或扩链后得到的改性聚酯,可以维持低温定影性,同时可以提高热透印性。
作为上述多异氰酸酯化合物(PIC),例如可列举脂肪族多异氰酸酯(四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯等);脂环式多异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯、环己基甲烷二异氰酸酯等);芳香族二异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯等);芳香脂肪族二异氰酸酯(α,α,α’,α’-四甲基苯二甲基二异氰酸酯等);异氰酸酯类;上述多异氰酸酯与苯酚衍生物、肟、己内酰胺等的嵌段产物;等。这些物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述多异氰酸酯化合物(PIC)的比率,以异氰酸酯基[NCO]与具有羟基的聚酯中的羟基[OH]的当量比[NCO]/[OH]计,优选为5/1到1/1,更优选为4/1到1.2/1,进一步优选为2.5/1到1.5/1。
上述具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中每分子所含的异氰酸酯基团优选为1个以上,更优选为平均1.5~3个,进一步优选为平均1.8~2.5个。
作为与上述聚酯预聚物反应的胺类(B),可以列举二元胺化合物(B1)、三元以上的多元胺化合物(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)、将B1~B5的氨基被封端而形成的物质(B6)。
作为上述二元胺(B1),例如可列举芳香族二胺(苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷等);脂环式二胺(4,4’-二氨基-3,3’二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷、异佛尔酮二胺等);脂肪族二胺(乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺等)等。
作为上述三元以上的多元胺(B2),例如可列举二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等。
作为上述氨基醇(B3),例如可列举乙醇胺、羟乙基苯胺等。
作为上述氨基硫醇(B4),例如可列举氨乙基硫醇、氨丙基硫醇等。
作为上述氨基酸(B5),例如可列举丙氨酸、氨基己酸等。
作为上述将B1~B5的氨基封端而形成的物质(B6),例如可列举由上述B1~B5的胺类和酮类(丙酮、甲乙酮、甲基异丁基甲酮等)形成的酮亚胺化合物、噁唑啉化合物等。在这些胺类(B)中,特别优选B1以及B1与少量B2的混合物。
作为上述胺类(B)的比率,以具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)中的异氰酸酯基团[NCO]与胺类(B)中的氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]计,优选为1/2~2/1,更优选为1.5/1~1/1.5,进一步优选为1.2/1~1/1.2。
按照采用如上所述的聚合法的调色剂的制造方法,可以在环境负荷小、低成本情况下制备小粒径且为球形的调色剂。
作为上述调色剂的着色,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可以从黑色调色剂、青色调色剂、品红调色剂及黄色调色剂中选择至少一种。可以通过适当选择上述着色剂的种类来获得各个颜色的调色剂,优选为彩色调色剂。
上述调色剂的重量平均粒径没有特别限定,可以根据目的适当选择。这里,上述调色剂的重量平均粒径可以按如下方式求出。
[调色剂的重量平均粒径]
·测定机:Coulter Multisizer II(B eckman Coulter公司制造)
·孔径:100μm
·分析软件:Coulter Multisizer Aqucomp1.19版(Beckman Coulter公司制造)
·电解液:Isotone II(Beckman Coulter公司制造)
·分散液:Emulgen109P(花王株式会社制造,聚氧乙烯月桂基醚,HLB=13.6)5质量%电解液
·分散条件:在5ml分散液中添加10mg测定试样,用超声波分散机分散1分钟,然后添加25ml电解液,再用超声波分散机分散1分钟。
·测定条件:在烧杯中添加100ml电解液和分散液,采用能够在20秒内测定3万个粒子粒径的浓度,测定3万个粒子,由其粒度分布求出重量平均粒径。
[显影剂]
上述显影剂至少含有上述调色剂,并含有载体等适当选择的其它成分。作为该显影剂,可以是单组分显影剂,也可以是双组分显影剂,但是在用于应对近年来信息处理速度提高的高速打印机等的情况下,从提高寿命等方面考虑,优选上述双组分显影剂。
在使用上述调色剂的上述单组分显影剂的情况下,即使进行调色剂的消耗和添加,调色剂粒径的变化也小,不会出现调色剂在作为显影剂担载体的显影辊上的成膜或调色剂对用于使调色剂薄层化的刀片等层厚控制部件的熔粘,即使在显影装置长期使用(搅拌)的情况下,也能获得良好而稳定的显影性及图像。另外,在使用上述调色剂的上述双组分显影剂的情况下,即使调色剂经历长期的消耗和添加,显影剂中调色剂粒径的变化也小,即使在显影装置长期搅拌的情况下,也能获得良好而稳定的显影性。
—载体—
作为上述载体,没有特别限制,可以根据目的适当选择,但是优选具有芯材和包覆该芯材的树脂层的载体。
作为上述芯材,没有特别限制,可以从公知的材料中进行适当选择。例如优选50~90emu/g的锰-锶(Mn-Sr)类材料、锰-镁(Mn-Mg)类材料等,就确保图像浓度而言,优选铁粉(100emu/g以上)、磁铁矿(75~120emu/g)等高磁化材料。另外,就减弱与调色剂呈竖立状态的静电潜像担载体的接触、有利于形成高画质而言,优选铜-锌(Cu-Zn)类(30~80emu/g)等弱磁化材料。这些材料可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述芯材的粒径,按平均粒径(体积平均粒径(D50))计,优选10~200μm,更优选40~100μm。如果上述平均粒径(体积平均粒径(D50))小于10μm,则载体粒子分布中的微粉类变多,每个粒子的磁化变低,有时产生载体飞散,如果超过200μm,则比表面积下降,有时产生调色剂的飞散,对于实地部分多的全色而言,特别是实地部分的再现性变差。
作为上述树脂层的材料,没有特别的限制,可以根据目的从公知的树脂中适当选择,例如可列举氨基类树脂、聚乙烯基类树脂、聚苯乙烯类树脂、卤化聚烯烃树脂、聚酯类树脂、聚碳酸酯类树酯、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏氟乙烯和丙烯酸单体的共聚物、偏氟乙烯和氟乙烯的共聚物、四氟乙烯和偏氟乙烯及非氟化单体的三元共聚物等氟代三元共聚物(氟化三元(多元)共聚物)、有机硅树脂等。这些树脂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。其中,特别优选有机硅树脂。
作为上述有机硅树脂,没有特别的限制,可以根据目的从通常已知的有机硅树脂中适当选择,例如可列举仅由有机硅氧烷键形成的直链有机硅树脂;用醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等改性的有机硅树脂等。
上述有机硅树脂可以使用市售品,作为直链有机硅树脂,例如可列举信越化学工业株式会社制造的KR271、KR255、KR152;Dow Coming ToraySilicon公司(东レ·ダウコ—ニング·シリコ—ン株式会社)制造的SR2400、SR2406、SR2410等。
上述改性的有机硅树脂,可以使用市售品,例如可列举信越化学工业株式会社制造的KR206(醇酸改性)、KR5208(丙烯酸改性)、ES1001N(环氧改性)、KR305(聚氨酯改性);Dow Corning Toray Silicon公司制造的SR2115(环氧改性)、SR2110(醇酸改性)等。
另外,也可以以单体形式使用有机硅树脂,还可以同时使用交联反应成分、带电量调节成分等。
必要时还可以使上述树脂层中含有导电粉末,作为该导电粉末,例如可列举金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡、氧化锌等。作为这些导电粉末的平均粒径,优选为1μm以下。如果上述平均粒径超过1μm,则难以控制电阻。
例如,树脂层可以通过以下方式形成,即,通过将上述有机硅树脂等溶解在溶剂中而配制成涂布溶液,然后采用公知的涂布方法将该涂布溶液均匀涂布在上述芯材的表面,干燥后进行烘烤。作为上述涂布方法,例如可以列举浸渍法、喷涂法、刷涂法等。
上述溶剂没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举甲苯、二甲苯、甲乙酮、甲基异丁基甲酮、溶纤剂、醋酸丁酯等。
上述烘烤没有特别的限制,可以是外部加热方式,也可以是内部加热方式。例如可列举使用固定式电炉、流动式电炉、旋转式电炉、燃烧炉等的方法、使用微波的方法等。
上述树脂层在上述载体中的量优选为0.01~5.0质量%。如果上述量不足0.01质量%,则有时不能在上述芯材表面形成均匀的树脂层。如果超过5.0质量%,则上述树脂层过厚,导致载体相互间结合成颗粒,有时不能获得均匀的载体颗粒。
上述显影剂是双组分显影剂时,该双组分显影剂中的上述载体含量没有特别限制,可以根据目的适当选择。例如,优选为90~98质量%,更优选为93~97质量%。
上述双组分显影剂中调色剂和载体的混合比通常是:相对于100质量份载体,优选调色剂为1~10.0质量份。
上述显影装置可以是干式显影方式的,也可以是湿式显影方式的。另外,可以是单色用显影装置、也可以是多色用显影装置,例如优选列举具有对上述调色剂或显影剂进行摩擦搅拌而使其带电的搅拌器,和可旋转磁辊的显影装置等。
在上述显影装置内,例如对上述调色剂和上述载体进行混合搅拌,此时该调色剂因摩擦而带电,以竖立状态保持在旋转磁辊的表面上,从而形成了磁刷。由于该磁辊配置在上述静电潜像担载体的附近,因此构成该磁辊表面形成的上述磁刷的上述调色剂的一部分因电吸收力而转移到该该静电潜像担载体的表面。结果,上述静电潜像担载体就通过该调色剂显影,从而利用该调色剂在静电潜像担载体表面形成可视图像。
上述显影装置中容纳的显影剂是含有上述调色剂的显影剂,作为该显影剂,可以是单组成显影剂,也可以是双组分显影剂。
[单组分显影装置]
作为上述单组分显影装置,例如优选使用具有供给调色剂的显影剂担载体、和在该显影剂担载体上形成调色剂薄层的层厚控制部件的单组分显影装置。
图5是示出单组分显影装置的一个例子的概略图。该单成分显影装置使用由调色剂构成的单组分显影剂,作为显影剂担载体的显影辊402上形成了调色剂层,使显影辊402上的调色剂层与作为静电潜像担载体的感光体鼓1接触来进行输送,从而使感光体鼓上的静电潜像显影,进行接触单组分显影。
在图5中,外壳401内的调色剂是通过作为搅拌装置的搅拌器411的旋转而被搅拌,以机械方式被提供到作为调色剂供给部件的供给辊412。该供给辊412由发泡聚氨酯等形成,具有柔软性,形成了直径为50~500μm的泡室(cell)这种易于保持调色剂的结构。另外,供给辊的JIS-A硬度为10~30°,较低,可以与显影辊402进行均匀地接触。
供给辊412与显影辊402按照同向,即按照两辊相对部位处的表面反向移动的方式被旋转驱动。另外,两辊的线速比(供给辊/显影辊)优选为0.5~1.5。另外,也可以使供给辊412按照与显影辊402反向,即使两辊相对部位的表面同向移动的方式进行旋转,另外,在本实施方式中,供给辊412与显影辊402同向旋转,其线速比设定为0.9。供给辊412相对于显影辊402的咬入量设定为0.5~1.5mm。在本实施方式中,单元有效宽度为240mm(A4尺寸纵向)时,需要的扭矩为14.7~24.5N·cm。
显影辊402在导电性基体上具有由橡胶材料构成的表层,其直径为10~30mm,表面适当粗糙化,使表面粗糙度Rz为1~4μm。相对于调色剂的平均粒径,该表面粗糙度Rz优选为13~80%。由此可以在不埋没于显影辊402表面的情况下输送调色剂。特别优选显影辊402的表面粗糙度Rz为调色剂平均粒径的20~30%的范围,以使其并不保持带电显著低的调色剂。
作为橡胶材料,例如可列举有机硅橡胶、丁二烯橡胶、NBR橡胶、表氯醇橡胶、EPDM橡胶等。另外,特别是为了稳定经时品质,优选在显影辊402的表面上包覆涂层。作为上述涂层的材料,例如可列举有机硅类材料、特氟隆(注册商标)类材料等。上述有机硅类材料的调色剂的带电性优异,上述特氟隆(注册商标)类材料的脱模性优异。另外,为了获得导电性,还可以适当地含有炭黑等导电性材料。上述涂层的厚度优选为5~50μm。如果处于该范围以外,则有时容易出现容易破裂等不良情况。
上述供给辊412上,或内部存在的具有规定极性(在本实施方式的情况下为负极性)的调色剂被因旋转而在接触点相互反向转动的显影辊402挟持,因此通过摩擦带电作用获得了负电荷,由于这种静电力以及由于显影辊402表面的粗糙性带来的输送作用,调色剂就保持在显影辊402上。但是,此时的显影辊402上的调色剂层是以不均匀且相当过剩的方式附着的(1~3mg/cm2)。因此,通过使作为层厚控制部件的控制刀413与显影辊402进行接触,使得在显影辊402上形成具有均匀厚度的调色剂薄层。控制刀413的顶端相对于显影辊402的旋转方向偏向下游一侧,控制刀413的中央部分形成接触,是所谓的刀腹接触,但也可以是逆向设定,可以实现刀刃接触。
作为上述控制刀的材料,优选SUS304等金属,厚度为0.1~0.15mm。除上述金属外,也可以使用厚度为1~2mm的聚氨酯橡胶等橡胶材料或有机硅树脂等硬度较高的树脂材料。还有,通过混入金属以外的炭黑等,可以降低电阻,因此与偏压电源连接时可以在控制刀与显影辊402之间形成电场。
优选作为层厚控制部件的控制刀413的从支架开始的自由端长度为10~15mm。如果上述自由端长度超过15mm,则显影装置变大,不能紧凑地容纳于图像形成装置中,如果不足10mm,则控制刀与显影辊402的表面接触时容易产生振动,有时容易在图像上产生横向台阶状不均匀等异常图像。
上述控制刀413的接触压优选为0.049~2.45N/cm的范围。如果上述接触压超过2.45N/cm,则显影辊402上的调色剂附着量减少,且调色剂带电量过于增大,因此有时使显影量减少、图像浓度降低,如果不足0.049N/cm,则不能均匀地形成薄层,有时调色剂块可能会通过控制刀,从而使图像品质显著下降。在本实施方式中,对于显影辊402这种JIS-A硬度为30°的材料,控制刀413使用厚度为0.1mm的SUS板,其接触压设定为60gf/cm。此时,可以在显影辊上获得目标调色剂附着量。
另外,作为层厚控制部件的控制刀413的接触角为顶端偏向显影辊402的下游侧,相对于显影辊402的切线优选为10~45°。上述控制刀413和显影辊402挟持的调色剂薄层形成时不需要的部分从显影辊402上剥离,可以形成具有目标厚度,即单位面积上为0.4~0.8mg/cm2的均匀的薄层。此时的调色剂带电在本实施例中最终为-10~-30μC/g,与感光体鼓1上的静电潜像相对进行显影。
因此,采用本实施方式的单组分显影装置,可以使感光体鼓1的表面和显影辊402的表面距离比以往的双组分显影装置的情况下更窄,提高了显影能力,即使在更低的电位下也能显影。
[双组分显影装置]
作为上述双组分显影装置,优选具有固定在内部的磁场产生装置,且具有表面担载有由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂并可旋转的显影剂担载体的双组分显影装置。
这里,图6是示出使用由调色剂和磁性载体构成的双组分显影剂的双组分显影装置的一个例子的概略图。在该图6的双组分显影装置中,双组分显影剂通过螺杆441进行搅拌和输送,被提供到作为显影剂担载体的显影套筒442中。提供到该显影套筒442中的双组分显影剂由作为层厚控制部件的刮墨刀443进行控制,所供给的显影剂量通过刮墨刀443和显影套筒442的间隔,即刮墨间隙进行控制。如果该刮墨间隙过小,则显影剂量过少,图像浓度不足,反之,如果刮墨间隙过大,则显影剂量供给过量,会产生作为静电潜像担载体的感光体鼓1上附着载体的问题。因此,在显影套筒442内部设置磁石,将其作为形成磁场的磁场产生装置而使显影套筒周围表面上的显影剂竖立,在显影套筒442上,显影剂沿着由该磁石发出的法线方向磁力线在显影套筒上链状竖立,形成磁刷。
显影套筒442和感光体鼓1是按照挟持一定间隙的方式邻近设置的,双方的相对部分形成显影区域。显影套筒442是将铝、黄铜、不锈钢、导电树脂等非磁性体形成圆筒状,并通过旋转驱动机构(未图示)进行旋转而形成的。磁刷通过显影套筒442的旋转被移动到显影区域。用显影电源(未图示)对显影套筒442施加显影电压,利用显影套筒442和感光体鼓1之间形成的显影电场使磁刷上的调色剂与载体分离,在感光体鼓1上的静电潜像上进行显影。另外,显影电压上也可以叠加交流成分。
上述显影间隙优选为显影剂粒径的5~30倍左右,如果显影剂粒径为50μm,则将其设定为0.5~1.5mm是适宜的。如果显影间隙扩大至比其更大,则有时难以获得所希望的图像浓度。
另外,优选上述刮墨间隙与显影间隙为同等程度,或稍大。感光体鼓1的转筒直径或转筒线速、显影套筒442的套筒直径或线速取决于复印速度及装置的大小等的制约。为了获得必要的图像浓度,套筒线速与转筒线速之比优选设定为1.1以上。另外,也可以在显影后的位置设置传感器,通过光学反射率检测调色剂附着量,从而控制工艺条件。
<转印工序和转印装置>
上述转印工序是将上述可视图像转印到记录介质上的工序,使用转印装置进行。作为上述转印装置,大致分为将静电潜像担载体上的可视图像直接转印到记录介质上的转印装置,和使用中间转印体,将可视图像一次转印到该中间转印体上后,再将该可视图像二次转印到上述记录介质上的二次转印装置。
例如,上述转印可以通过针对上述可视图像使用转印带电器使上述静电潜像担载体带电来进行,可以利用上述转印装置来进行。作为上述转印装置,优选具有将可视图像转印到中间转印体上而形成复合转印图像的一次转印装置,和将该复合转印图像转印到记录介质上的二次转印装置的方式。
—中间转印体—
作为上述中间转印体,没有特别的限制,可以根据目的从公知的转印体中适当选择,例如,优选列举转印带、转印辊等。
上述中间转印体的静摩擦系数优选为0.1~0.6,更优选为0.3~0.5。上述中间转印体的体积电阻优选为数Ωcm~103Ωcm。通过这样将中间转印体的体积电阻率设定为数Ωcm~103Ωcm,可以防止中间转印体本身带电,同时由带电装置提供的电荷难以存留在该中间转印体上,所以可以防止二次转印时的转印不匀。另外,可以在二次转印中容易施加偏压。
作为上述中间转印体的材质,没有特别的限制,可以根据目的从公知的转印体中适当选择,但最好为以下材料。
(1)用高杨氏模量(拉伸弹性模量)材料形成的单层带材料,例如可以列举PC(聚碳酸酯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PAT(聚对苯二甲酸亚烷二醇酯)、PC(聚碳酸酯)和PAT(聚对苯二甲酸亚烷二醇酯)的共混材料、ETFE(乙烯/四氟乙烯共聚物)和PC的共混材料、ETFE和PAT的共混材料、PC和PAT的共混材料、其中分散着炭黑的热固性聚酰亚胺等。这些具有高杨氏模量的单层带具有有这样的优点:它们对图像形成时的压力表现出很少的变形,尤其是在彩色成像时颜色之间不易形成位置偏差。
(2)将上述(1)的具有高杨氏模量的带作为基层,在其外周形成表面层或中间层而得到的2~3层结构的带,这种2~3层结构的带具有能够防止单层带的硬度导致线性图像上产生孔隙的性能。
(3)使用了树脂、橡胶或弹性体而形成的具有较低杨氏模量的弹性带。这种弹性带具有如下优点,即,由于其柔软性,在线性图像上几乎不产生空隙。另外,弹性带的宽度比驱动辊和悬挂辊大,通过利用突出于辊的弹性带的耳部的弹性可以防止蛇行,因此不需要凸缘和防止蛇行的装置,可以实现低成本。
其中,特别优选上述(3)的弹性带。
上述弹性带针对转印部上的调色剂层、平滑性差的记录介质发生变形。即,弹性带会跟踪局部的凹凸进行变形,因此对于调色剂层不会过度地提高转印压力,得到了良好的密合性,文字中不会产生空隙,即使对于平面性差的记录介质,也可以形成均匀性优异的转印图像。
作为上述弹性带中使用的树脂,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举聚碳酸酯树脂、氟树脂(ETFE、PVDF)、聚苯乙烯树脂、氯代聚苯乙烯树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(例如,苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸苯酯共聚物等)、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(例如,苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸苯酯共聚物等)、苯乙烯-α-氯代丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物等苯乙烯类树脂(含有苯乙烯单体或苯乙烯取代物的均聚物或共聚物)、甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸丁酯树脂、丙烯酸乙酯树脂、丙烯酸丁酯树脂、改性丙烯酸类树脂(例如有机硅改性的丙烯酸类树脂、氯乙烯树脂改性的丙烯酸类树脂、丙烯酸-聚氨酯树脂等)、氯乙烯树脂、苯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、松香改性马来酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚偏氯乙烯、离聚物树脂、聚氨酯、有机硅树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰胺树脂、改性聚苯醚树脂等。这些成分可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述弹性带中使用的橡胶,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举天然橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、丙烯酸类橡胶、EPDM橡胶、NBR橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯三元共聚物、氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶、间规立构1,2-聚丁二烯、表氯醇类橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、聚降冰片烯橡胶、氢化丁腈橡胶等。这些成分可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述弹性带中使用的弹性体,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举聚苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、聚氯乙烯类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚脲热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、氟类热塑性弹性体。这些成分可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。
作为上述弹性带中使用的用于调节电阻值的导电剂,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举炭黑、石墨、铝、镍等金属粉末;氧化锡、氧化钛、氧化锑、氧化铟、钛酸钾、氧化锑-氧化锡的复合氧化物(ATO)、氧化铟-氧化锡的复合氧化物(ITO)等导电性金属氧化物。另外,上述导电性金属氧化物也可以是由硫酸钡、硅酸镁、碳酸钙等绝缘微粒包覆的。
另外,上述弹性带的表层优选能够防止弹性材料对静电潜像担载体产生污染、使弹性带表面的摩擦电阻减小从而减小调色剂附着力、可以提高清洁性、二次转印性的材料。上述表层优选含有例如聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂等粘合剂树脂和能够减小表面能从而提高润滑性的材料,例如氟树脂、氟化合物、氟化碳、二氧化钛、碳化硅等的粉末或粒子。另外,也可以使用通过氟类橡胶材料那样的热处理而形成了富含氟的表层,减小了表面能并提高了润滑性的材料。
作为上述弹性带的制造方法,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举(1)在旋转的圆筒状模具中注入材料,从而形成弹性带的离心成型法,(2)用液体涂料进行喷雾从而形成膜的喷涂法,(3)将圆筒形的模具浸渍在材料的溶液中并取出的浸涂法,(4)注入到内膜或外膜中的注模法,(5)将混合物卷绕到圆筒形模具上并进行加硫研磨的方法等。
另外,作为防止上述弹性带伸长的方法,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举(1)在芯体层中添加防止伸长的材料的方法,(2)在伸长率小的芯体层中形成橡胶层的方法等。
作为用于防止上述伸长的材料,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举棉、绢等天然纤维;聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯腈纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚偏氯乙烯纤维、聚氨酯纤维、聚缩醛纤维、聚氟乙烯纤维、酚醛纤维等合成纤维;碳纤维、玻璃纤维、硼纤维等无机纤维;铁纤维、铜纤维等金属纤维等。优选将这些材料形成织布或丝状进行使用。
作为上述芯体层的形成方法,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举(1)将织成筒状的织布包覆在模具等上,并在其上设置包覆层的方法,(2)将织成筒状的织布浸渍在液体状橡胶等中,在芯体层的单面或两面设置包覆层的方法,(3)按任意的间隔将丝以螺旋状卷绕在模具上,在其上设置包覆层的方法等。
上述包覆层的厚度取决于该包覆层的硬度,但是如果过厚,则表面的伸缩变大,表层容易产生开裂。另外,伸缩量大时图像的伸缩变大,因此过厚(约1mm以上)是不可取的。
上述转印装置(上述第一次转印装置、上述第二次转印装置)优选至少具有使上述静电潜像担载体上形成的上述可视图像向上述记录介质侧剥离带电的转印器。上述转印器可以是1个,也可以是2个以上。作为上述转印器,可以列举利用电晕除电的电晕转印器、转印带、转印辊、压力转印辊、粘附转印器等。
另外,作为记录介质,代表性的是普通纸,但是只要能转印显影后未定影的图像即可,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,可以使用OHP中使用的PET基材等。
—串联型图像形成装置的转印装置—
上述串联型图像形成装置是通过配置多个至少包含静电潜像担载体、带电装置、显影装置和转印装置的图像形成要素而得到的。在该串联型图像形成装置中,搭载了用于黄色、品红、青色、黑色的4种图像形成要素,各可视图像由4种图像形成要素并列制成,叠合在记录介质或中间转印体上,因此可以更为高速地形成全色图像。
作为上述串联型图像形成装置,存在两种转印方式:(1)如图7所示,通过转印装置2,在记录介质S上依次转印各静电潜像担载体上1形成的可视图像的直接转印方式,所述记录介质表面移动以通过转印位置,该转印位置是与多个图像形成要素的各静电潜像担载体1相对的区域;(2)如图8所示,通过转印装置2(一次转印装置),将多个图像形成要素的各静电潜像担载体1上的可视图像依次暂时转印到中间转印体4上,然后通过二次转印装置5,将中间转印体4上的图像一次性地转印到记录介质S上的间接转印方式。另外,虽然图8中的二次转印装置是使用转印输送带,但也可以是辊状的。
如果将上述(1)的直接转印方式与上述(2)的间接转印方式进行比较,则对于上述(1)的直接转印方式来说,必须在与静电潜像担载体1并列的串联型图像形成部T的上游侧设置给纸装置6、必须在下游侧设置作为定影装置的定影装置7,在记载介质的输送方向上导致大型化。与此相对,上述(2)的间接转印方式具有以下优点,即,可以比较自由地设置二次转印位置,可以将给纸装置6和定影装置7与串联型图像形成部T重叠配置,可以达到小型化。
另外,对于上述(1)的直接转印方式来说,为了不使记录介质输送方向上出现大型化,要将定影装置7与串联型图像形成部T邻近配置。因此,并不能达到具备记录介质S能够弯曲的足够余地来配置定影装置7,记录介质S的前端进入定影装置7时的冲击(对于厚的记录介质尤其明显),或者通过定影装置7时记录介质的输送速度与转印输送带导致的记录介质的输送速度之差容易对定影装置7在上游侧形成图像产生影响。与此相对,上述(2)的间接转印方式可以达到具备记录介质S能够弯曲的足够余地来配置定影装置7,因此定影装置7几乎不会对形成图像产生影响。
由于以上原因,最近间接方式受到特别的关注。如图8所示,在这样的彩色图像形成装置中,利用作为清洁装置的清洁装置8除去一次转印后残留于静电潜像担载体1上的转印残余调色剂,对静电潜像担载体1的表面进行清洁,准备再次的图像形成。另外,利用中间转印体清洁装置9除去二次转印后残留于中间转印体上的转印残余调色剂,对中间转印体4的表面进行清洁,准备再次的图像形成。
<定影工序和定影装置>
上述定影工序是使用定影装置使转印的可视图像定影的定影工序。
作为上述定影装置,没有特别的限定,可以根据目的适当选择,但是优选使用具有定影部件和对该定影部件进行加热的热源的定影装置。
作为上述定影部件,只要能相互接触形成钳部即可,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举环形带与辊的组合、辊与辊的组合等,但是从可以缩短升温时间,实现节能的方面考虑,优选使用环形带和辊的组合或通过感应加热等从上述定影部件的表面进行加热的方法。
作为上述定影部件,例如可列举公知的加热加压装置(加热装置和加压装置的组合)作为上述加热加压装置,在上述环形带和辊的组合的情况下,例如可列举加热辊和加压辊以及环形带的组合,在上述辊和上述辊进行组合的情况下,例如可以列举加热辊和加压辊的组合等。
在上述定影部件为环形带的情况下,该环形带优选由热容小的材料形成,例如可以列举在基体上设置防透印层的方式等。作为形成上述基体的材料,例如可以列举镍、聚酰亚胺等,作为形成上述防透印层的材料,例如可以列举有机硅橡胶、氟树脂等。
在上述定影部件为辊时,为了防止高压变形,优选该辊子的芯轴由非弹性部件形成。作为该非弹性材料,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举铝、铁、不锈钢、黄铜等高热传导率体。另外,优选上述辊在表面上用防透印层进行包覆。作为形成该防透印层的材料,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可列举RTV有机硅橡胶、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
在上述定影工序中,可以上述利用调色剂将图像转印到上述记录介质上,并使转印了该图像的记录介质通过上述钳部,从而使上述图像在上述记录介质上定影,或利用上述钳部使上述图像转印到上述记录介质上,同时进行定影。
另外,对于各色的调色剂来说,上述定影工序可以在每次在上述记录介质上转印时进行,也可以对于各色调色剂以叠层的状态一次性地同时进行。
上述钳部是至少2个上述定影部件相互接触的方式形成的。
作为上述钳部的表面压,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但优选为5N/cm2以上,更优选为7~100N/cm2,进一步优选为10~60N/cm2。如果该钳部的表面压过高,则辊的耐久性有时会下降。另一方面,如果上述钳部的表面压不足5N/cm2,则定影性有时不足。
作为上述通过调色剂使图像在上述记录介质上定影的温度(即,由上述加热装置导致的上述定影部件的表面温度),没有特别的限制,可以根据目的适当选择,但优选为120~170℃,更优选为120~160℃。如果上述定影温度不足120℃,则定影性有时不足,如果超过170℃,则在实现节能上是不可取的。
作为上述定影装置,可大致分为(1)定影装置具有辊和带中的至少任一种,从不与调色剂接触的面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影的方式(内部加热方式);和(2)定影装置具有辊和带中的至少任一种,从与调色剂接触的面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影的方式(外部加热方式)。另外,也可以使用两者的组合。
作为上述(1)的内部加热方式的定影装置,例如可以列举上述定影部件本身具有内部加热装置的装置。作为这种加热装置,例如可以列举加热器、卤素灯等热源。
作为上述(2)的外部加热方式的定影装置,例如可以列举利用加热装置对至少一个上述定影部件的至少部分表面进行加热的方式。作为这样的加热装置,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,例如可以列举电磁感应加热装置等。
作为上述电磁感应加热装置,没有特别的限制,可以根据目的适当选择,优选具有产生磁场的装置和通过电磁感应发热的装置的电磁感应加热装置等。
作为上述的电磁感应加热装置,例如优选由与上述定影部件(例如,加热辊)邻近设置的感应线圈、设置该感应线圈的遮蔽层,被设置于与该遮蔽层的感应线圈设置面相对的一侧的绝缘层构成。此时,上述加热辊优选由磁性体构成的方式、由热管构成的方式等。
优选上述感应线圈以至少包覆半圆筒部分的状态,被设置于上述加热辊上与上述加热辊和上述定影部件(例如,加热辊、环形带等)的接触部位相对一侧。
—内部加热方式的定影装置—
图9是示出内部加热方式的定影装置的一个例子的带式定影装置。该图9的带式定影装置510具备加热辊511、定影辊512、定影带513、加压辊514。
定影带513由设置于内部并可旋转的加热辊511和定影辊512悬挂,通过加热辊511加热到规定温度。加热辊511被设计为以下方式:内置加热源515,可通过安装在加热辊511附近的温度传感器517进行温度调节。定影辊512被配置于定影带513的内侧,且可以一边与定影带513的内表面接触一边进行旋转。加压辊514配置于定影带513的外侧,且以压接定影辊512的方式与定影带513的外表面接触,并能进行旋转。另外,定影带513的表面硬度比加压辊514的表面硬度低,在定影辊512和加压辊514之间形成的钳部N中,处于记录介质S的导入侧端部和排出侧端部之间的中间区域位于比上述导入侧端部和上述排出侧端部更偏向定影辊512的一侧。
在图9所示的定影装置510中,首先将进行定影处理的形成了调色剂图像T的记录介质S输送至加热辊511。然后,借助因内置的加热源515的作用而被加热到规定温度的加热辊511和定影带513,记录介质S的上调色剂图像T被加热而成为熔融状态。在该状态下,该记录介质S被插入在定影辊512和加压辊514之间形成的钳部N中。插入该钳部N中的记录介质S与定影带513的表面接触,而定影带513通过与定影辊512和加压辊514的旋转联动而进行旋转,通过上述钳部N时记录介质S受到挤压,调色剂图像T在记录介质S上被定影。
然后,调色剂图像T被定影的记录介质S通过定影辊512和加压辊514之间,从定影带513上剥离,并被输送到托盘(未图示)上。此时,记录介质S被排放到偏向加压辊514一侧,可防止记录介质S卷贴到定影带513上。另外,定影带513由清洁辊516清洁化。
另外,图10所示的热辊式定影装置515具备作为上述定影部件的加热辊520和与其接触设置的加压辊530。
加热辊520具有中空的金属筒521,其表面上包覆有防透印层522,内部配置了加热灯523。另外,加压辊530具有金属筒531,其表面包覆有防透印层532。另外,加压辊530的金属筒531具有中空形状,其内部还可以设置加热灯533。
加热辊520和加压辊530通过弹簧(未图示)的施力而呈现压接状态,并被设计为可以旋转,形成钳部N。另外,加热辊520上的防透印层522的表面硬度比加压辊530上的防透印层532的表面硬度低,在加热辊520和加压辊530之间形成的钳部N中,处于记录介质S的导入侧端部和排出侧端部之间的中间区域位于比上述导入侧端部和上述排出侧端部更偏向加热辊520的一侧。
在图10所示的热辊式定影装置515中,首先将要进行定影处理的形成了调色剂图像T的记录介质S输送至加热辊520和加压辊530的钳部N。然后,借助因内置的加热523的作用而被加热到了规定温度的加热辊520,记录介质S的上调色剂图像T被加热而成为熔融状态,同时在通过钳部N时,记录介质S受到加压辊530的压力挤压,调色剂图像T在记录介质S上定影。
然后,调色剂图像T被定影的记录介质S通过加热辊520和加压辊530之间,并被输送至托盘(未图示)上。此时,记录介质S被排放到偏向加压辊530一侧,防止记录介质S卷贴到加压辊530上。另外,加热辊520由清洁辊(未图示)清洁化。
—外部加热方式的定影装置—
图11是示出外部加热方式的定影装置的一个例子的电磁感应加热式定影装置570。该电磁感应加热式定影装置570具有加热辊566、定影辊580、定影带567、加压辊590和电磁感应加热装置560。
定影带567由被设置在内部可旋转的加热辊566和定影辊580悬挂,通过加热辊566被加热到规定的温度。
加热辊566具有例如铁、钴、镍或它们的金属合金等材料的中空圆筒状磁性金属部件,被设置为例如外径20~40mm,壁厚0.3~1.0mm,形成了低热容和升温速度快的结构。
定影辊580具有例如不锈钢等金属制芯轴581,其表面包覆了将有机硅橡胶制成实心状或发泡状而形成的弹性层582,定影辊580配置于定影带567的内侧,并且可以一边与定影带567的内表面接触一边进行旋转。对于定影辊580,为了通过加压辊590产生的压力在加压辊和定影辊580之间形成规定宽度的钳部N,将其外径设置为20~40mm左右,比加热辊566大。形成的弹性层582的壁厚为4~6mm左右,并使加热辊566的热容比定影辊580的热容小,以谋求缩短加热辊566的升温时间。
加压辊590具有例如由铜、铝等导热性高的金属制成的圆筒部件构成的芯轴591,其表面包覆有耐热性和调色剂脱模性高的弹性层592,加压辊590被设置于定影带567的外侧,并且按照压接定影辊580的方式与定影带567的外表面接触,且可以旋转。另外,除上述金属外,芯轴591还可以使用SUS。
电磁感应加热装置560被设置于加热辊566的附近,并朝向加热辊566的轴向。电磁感应加热装置560具有作为磁场产生装置的励磁线圈561、缠绕有该励磁线圈561的线圈导板562。线圈导板562形成了配置于加热辊566外周面附近的半圆筒状,励磁线圈561是沿该线圈导板562将一根长励磁线材按加热辊566的轴向进行交互缠绕而形成的。另外,励磁线圈561的振荡电路被连接到频率可变的驱动电源(未图示)上。在励磁线圈561的外侧,由铁氧体等强磁体形成的半圆筒状励磁线芯563被固定于励磁线芯支持部件564上并被配置于励磁线圈561附近。
在图11所示的电磁感应加热式的定影装置570中,如果对电磁感应加热装置560的励磁线圈561通电,则该电磁感应加热装置560附近形成交变磁场,与励磁线圈561接近,且处于被该励磁线圈561包围的状态下的加热辊566受到过电流的激励而被均匀而有效地加热。要进行定影处理的形成有调色剂图像T的记录介质被输送到定影辊580和加压辊590之间的钳部N。然后,借助因电磁感应加热装置560的作用被加热到规定温度的加热辊566,以及借助受到与该加热辊566的接触部位W1加热的定影带567,记录介质S的上调色剂图像T被加热而成为熔融状态。在这种状态下,该记录介质S被插入定影辊580和加压辊590之间形成的钳部N。插入该钳部N中的记录介质S与定影带567的表面接触,而定影带567通过与定影辊580和加压辊590的旋转联动而进行旋转,通过上述钳部N时记录介质S受到挤压,调色剂图像T在记录介质S上定影。
接着,调色剂图像T被定影的记录介质S通过定影辊580和加压辊590之间,从定影带567上剥离,并被输送到托盘(未图示)上。此时,记录介质S被排放到偏向加压辊590一侧,防止记录介质S卷贴到定影带567上。另外,定影带567由清洁辊(未图示)清洁化。
另外,图12所示的电磁感应方式的辊式定影装置525具备作为上述定影部件的定影辊520、与其接触设置的加压辊530、从外侧加热定影辊520和加压辊的电磁感应加热源540。
定影辊520具有芯轴521,其表面依次被绝缘弹性层522、发热层523和脱模层524覆盖。另外,加热辊530具有芯轴531,其表面依次被绝缘弹性层532、发热层533和脱模层534覆盖。另外,脱模层524和脱模层534由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)形成。
定影辊520和加压辊530通过弹簧(未图示)的施力而呈现压接状态,并被设计为可以旋转,形成钳部N。
电磁感应加热源540分别设置在定影辊520和加压辊530附近,通过电磁感应对发热层523和发热层533进行加热。
在图12所示的定影装置中,通过电磁感应加热装置540对定影辊520和加压辊530均匀且有效地进行预热。另外,由于是辊与辊的组合,因此容易实现在钳部N形成高表面压。
<清洁工序和清洁装置>
上述清洁工序是将上述静电潜像担载体上残留的调色剂除去的工序,优选通过清洁装置进行。
另外,上述显影装置具有与静电潜像担载体表面接触的显影剂担载体,并且在使上述静电潜像担载体上形成的静电潜像显影的同时回收该静电潜像担载体上残留的调色剂,从而可以进行不设置清洁装置的清洁处理(无清理方式)。
作为上述清洁装置,没有特别的限制,只要能除去上述静电潜像担载体上残留的调色剂即可,可以从公知的清洁器中适当选择,例如可以列举磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、清洁刀、刷式清洁器、网式清洁器等。其中特别优选调色剂除去能力高、小型且便宜的清洁刀。
作为清洁刀中使用的橡胶刀的材质,例如可以列举聚氨酯橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、氯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶等,其中特别优选聚氨酯橡胶。
这里,图13是对清洁刀613中与静电潜像担载体接触的部位615进行放大显示的说明图。在清洁刀613上设置调色剂阻挡面617,该阻挡面与感光体鼓1的表面之间形成了从接触部位615向静电潜像担载体的旋转方向的上游侧打开的空间S。在本实施方式中,调色剂阻挡面617从接触部分615向感光体鼓1的旋转方向的上游侧延伸,使空间S成为锐角。
如图13所示,调色剂阻挡面617上设置了作为高摩擦部位的涂覆部分618,该部分的摩擦系数高于清洁刀613。该涂覆部分618是由摩擦系数比形成清洁刀613的材料高的材料(高摩擦材料)形成。作为这种高摩擦材料,例如可以列举DLC(类似金刚石的碳)等。还有,高摩擦材料并不局限于DLC。涂覆部分618被设置于调色剂阻挡面617上不与感光体鼓1的表面接触的范围内。
另外,虽然未进行图示,但清洁装置具备回收由清洁刀刮取的残留调色剂的调色剂回收叶片、将调色剂回收叶片回收的残留调色剂输送到回收部分的调色剂回收筒等。
—无清理方式的图像形成装置—
图14是示出显影装置兼作清洁装置的无清理方式的图像形成装置的一个实例。
在图14中,1表示作为静电潜像担载体的感光体鼓,620表示作为接触带电装置的刷式带电装置,603表示作为曝光装置的曝光装置,604表示作为显影装置的显影装置,640表示纸盒,650表示辊式转印装置,P表示记录介质。
在该无清理方式的图像形成装置中,感光体鼓1表面的转印残留调色剂通过后续的感光体鼓1的旋转而到达与感光体鼓1接触的接触带电装置620的位置,被与感光体鼓1接触的刷式带电部件621的磁刷部分(未图示)暂时回收,该回收的调色剂再次被喷射到感光体鼓1的表面并最终在显影装置604中与显影剂一起被显影剂担载体631回收,感光体鼓1反复运行将其用于形成图像。
这里,显影装置604兼作清洁装置是指通过显影偏压(施加于显影剂担载体631上的直流电压和感光体鼓1的表面电位间的电位差)回收转印后残留于感光体鼓1上的少许调色剂的方法。
在这样的显影装置兼作清洁装置的无清理方式的图像形成装置中,由于转印残留调色剂被显影装置604回收,之后被用于以后的工序,因此无废调色剂,无需维护,成为无清洁器的系统,因此从空间方面考虑优点也很明显,可以使图像形成装置大幅度地实现小型化。
<其它工序和其它装置>
上述除电工序是对上述静电潜像担载体施加除电偏压从而进行除电的工序,优选通过除电装置进行。
作为上述除电工序,没有特别的限制,只要能对上述静电潜像担载体施加除电偏压即可,可以从公知的除电器中适当选择,例如优选列举除电灯等。
上述再循环工序是将上述清洁工序中除去的上述电子照相调色剂再循环到上述显影装置中的工序,优选通过再循环装置进行。作为上述再循环装置,没有特别的限制,例如可以列举公知的输送装置等。
上述控制工序是控制上述各工序的工序,优选通过控制装置进行。
作为上述控制装置,没有特别的限制,只要能控制上述各装置的运行即可,可以根据目的适当选择,例如,可以列举程序装置、计算机等机器。
—图像形成装置和图像形成方法—
接着,参照图15,对利用本发明的图像形成装置实施本发明的图像形成方法的一个方案进行说明。图15所示的图像形成装置100具备作为静电潜像担载体的感光体鼓10、作为带电装置的带电辊20、利用作为曝光装置的曝光装置进行的曝光30、作为显影装置的显影装置40、中间转印体50、作为清洁装置的清洁刀60和作为除电装置的除电灯70。
中间转印体50为环形带,其被设计成能够借助被设置于其内部并对其进行悬挂的三个辊51,按图中箭头方向进行移动。三个辊51的一部分还起着以下作用,即,作为可以对中间转印体50施加规定的偏压(一次转印偏压)的偏压辊。在中间转印体50中,其附近配置了中间转印体用清洁刀90,另外,作为可以对记录介质95施加用于转印(二次转印)可视图像(调色剂图像)的转印偏压的上述转印装置的转印辊80被设置于与其相对的方向。在中间转印体50的周围,设置有用于对该中间转印体50上的可视图像赋予电荷的电晕带电器58,该电晕带电器58被设置于该中间转印体50的旋转方向上的静电潜像担载体10与中间转印体50的接触部位,和中间转印体50与记录介质95的接触部位之间。
显影装置40由作为显影剂担载体的显影带41、同时设置于该显影带41周围的黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红显影单元45M、和青色显影单元45C构成。另外,黑色显影单元45K具备显影剂收纳部分42K、显影剂供给辊43K和显影辊44K。黄色显影单元45Y具备显影剂收纳部分42Y、显影剂供给辊43Y和显影辊44Y。品红显影单元45M具备显影剂收纳部分42M、显影剂供给辊43M和显影辊44M。青色显影单元45C具备显影剂收纳部分42C、显影剂供给辊43C和显影辊44C。另外,显影带41是环形带,通过多个带辊进行可以旋转的悬挂,且一部分与静电潜像担载体10接触。
在图15所示的图像形成装置100中,首先用带电辊20使感光体鼓10同样带电。曝光装置(未图示)对感光体鼓10上的图像进行曝光30,从而形成静电潜像。从显影装置40向感光体鼓10上形成的静电潜像提供调色剂,从而形成可视图像。通过辊51施加的电压将该可视图像转印(一次转印)到中间转印体50上,再转印(二次转印)到记录介质95上。结果,记录介质95上就形成了转印图像。另外,静电潜像担载体10上残留的调色剂由清洁刀60除去,通过除电灯70将静电潜像担载体10上的静电一次性除去。
接着,参照图16,对利用本发明的图像形成装置实施本发明的图像形成方法的另一个方案进行说明。图16所示的图像形成装置100不具备图15所示的图像形成装置100中的作为显影剂担载体的显影带41,在静电潜像担载体10的周围,以直接相对的方式配备了黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红显影单元45M、青色显影单元45C,除此之外,具有与图15所示的图像形成装置100相同的构成,并显示同样的作用效果。还有,在图16中,与图15相同的部分用相同的符号表示。
—串联型图像形成装置和图像形成方法—
参照图17,对利用本发明的图像形成装置实施本发明的图像形成方法的另一个方案进行说明。图17所示的串联型图像形成装置是串联型彩色图像形成装置。该串联型彩色图像形成装置具备复印装置主体150、给纸台200、扫描器300和原稿自动输送装置(ADF)400。
复印装置主体150的中央部位设置有环形带状的中间转印体50。中间转印体50悬挂在支撑辊14、15和16上,在图17中被设定为可按顺时针方向旋转。支撑辊15的附近配置有用于除去中间转印体50上残留的调色剂的中间转印体清洁装置17。由支撑辊14和15悬挂的中间转印体50中,配置有串联型显影装置120,其中沿着中间转印体50的输送方向相对地配置黄色、青色、品红及黑色这四种图像形成装置18。串联型显影装置120的附近配置有曝光装置21。在中间转印体50中,与配置串联型显影装置120的一侧相对的一侧配置有二次转印装置22。在二次转印装置22中,作为环形带的二次转印带24悬挂在一对辊23上,使输送到二次转印带24上的记录介质能够与中间转印体50相互接触。二次转印装置22的附近配置有定影装置25。
另外,为了在记录介质的两面形成图像,二次转印装置22和定影装置25的附近配置有用于翻转该记录介质的翻转装置28。
然后,对串联型图像形成装置120中使用的全色图像的形成(彩色复印)进行说明。即,首先在原稿自动输送装置(ADF)400的原稿台130上放置原稿,或打开原稿自动输送装置400,在扫描器300的接触玻璃32上放置原稿,关闭原稿自动输送装置400。
如果按压启动开关(未图示),则在原稿自动输送装置400上放置原稿时,在原稿被输送而移动到接触玻璃32上之后,另一方面,当在接触玻璃32上放置原稿时直接驱动扫描器300,使第1移动体33和第2移动体34移动。此时,利用第1移动体33从光源照射光,同时用第2移动体34上的镜子反射原稿表面发出的反射光,通过图像聚集透镜35使读取传感器36受光,从而读取彩色原稿(彩色图像),形成黑色、黄色、品红、青色的图像信息。
然后,分别将黑色、黄色、品红、青色的图像信息传送到串联型图像形成装置120的各图像形成装置18(黑色用各图像形成装置、黄色用各图像形成装置、品红用各图像形成装置和青色用各图像形成装置)中,在各图像形成装置中,形成黑色、黄色、品红、青色的各种图像。即,如图18所示,串联型图像形成装置120中的各图像形成装置18(黑色用各图像形成装置、黄色用各图像形成装置、品红用各图像形成装置和青色用各图像形成装置)分别具备静电潜像担载体10(黑色用静电潜像担载体10K、黄色用静电潜像担载体10Y、品红用静电潜像担载体10M和青色用静电潜像担载体10C)、使该静电潜像担载体10同样带电的带电装置160、基于各彩色图像信息使上述静电潜像担载体曝光(图18中的L)成与各彩色图像对应的图像,在该静电潜像担载体上形成与各彩色图像对应的静电潜像的曝光装置、使用各彩色调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红调色剂和青色调色剂)使该静电潜像显影而形成各彩色调色剂的调色剂图像的显影装置61、用于使该调色剂图像转印到中间转印体50上的转印带电器62、清洁装置63和除电器64,可以基于各彩色图像信息形成各单色图像(黑色图像、黄色图像、品红图像和青色图像)。作为这样形成的该黑色图像、该黄色图像、该品红图像和该青色图像,在通过支撑辊14、15和16进行旋转移动的中间转印体50上,分别依次转印(一次转印)黑色用静电潜像担载体10K上形成的黑色图像、黄色用静电潜像担载体10Y上形成的黄色图像、品红用静电潜像担载体10M上形成的品色图像和青色用静电潜像担载体10C上形成的青色图像。结果,上述黑色图像、上述黄色图像、品红图像和青色图像就叠合在中间转印体50上,形成了彩色图像(彩色转印图像)。
另一方面,在给纸台200中,使给纸辊142之一选择性地旋转,从纸库143中以多层方式配备的给纸盒144之一中取出记录介质,利用分离辊145分离为单张,送入给纸通道146,利用输送辊147进行输送,导入复印机主体150内的给纸通道148中,触及阻挡辊49后停止。或者,使给纸辊142旋转,手动取出盘54上的记录介质,利用分离辊52分离为单张,导入手动给纸通道53,同样在触及阻挡辊49后停止。另外,阻挡辊49通常是接地使用的,但是为了除去上述记录介质的纸粉,也可以以施加偏压的状态使用。并且,对中间转印体50上合成的合成彩色图像(彩色转印图像)进行同步调节,使阻挡辊49旋转,将记录介质送入中间转印体50和二次转印装置22之间,利用二次转印装置22将该合成彩色图像(彩色转印图像)转印(二次转印)到该记录介质上,从而在该记录介质上转印形成彩色图像。此外,图像转印后的中间转印体50上残留的调色剂由中间转印体清洁装置17清除掉。
转印形成了上述彩色图像的上述记录介质通过二次转印装置22进行输送,被输送到定影装置25中,在该定影装置25中,利用热和压力使上述合成彩色图像(彩色转印图像)在上述记录介质上定影。然后,利用切换爪55进行切换并通过排出辊56排出,并被堆叠于排纸盘57上,或者利用切换爪55进行切换并利用翻转装置28进行翻转,再导入到转印位置,在背面进行图像记录,然后通过排出辊56排出,并被堆叠于排纸盘57上。
<调色剂盛放容器>
上述调色剂盛放容器是收纳上述调色剂或上述显影剂的容器。
作为上述容器,没有特别限制,可以从公知的的容器中适当选择,例如优选列举具有调色剂容器主体和盖子的容器。
作为调色剂容器主体,其尺寸、形状、结构和材料没有特别限制,可以根据目的适当选择。例如,上述形状优选为圆筒形等,特别优选内部圆周表面形成了螺旋状凹凸,能够通过旋转而使作为内容物的调色剂转移到出口,并且该螺旋部分的一部分或全部具有波纹管作用。
作为调色剂容器主体的材质,没有特别限制,优选尺寸精度好的材料,例如优选列举树脂,其中,优选列举聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树酯、ABS树脂和聚缩醛树脂等。
上述调色剂盛放容器易于贮存、运输,处理性优异,可以优选用于本发明的处理盒、图像形成装置等中,进行可装卸地安装和补充调色剂。
(处理盒)
本发明的处理盒至少具有担载静电潜像的静电潜像担载体、通过调色剂使担载在静电潜像担载体上的静电潜像显影而形成可视图像的显影装置,并且具有根据需要适当选择的带电装置、曝光装置、转印装置、清洁装置和除电装置等其它装置。
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂(A)和软化点比该聚酯类树脂(A)高10℃以上的聚酯类树脂(B),
上述聚酯类树脂(A)是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂(B)是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
作为上述聚酯类树脂(A)和(B),可以使用与上述图像形成装置和图像形成方法中说明的同样的树脂。
作为上述显影装置,至少具有收纳上述调色剂或上述显影剂的显影剂收纳容器、和担载且输送上述显影剂收纳容器中收纳的调色剂或显影剂的显影剂担载体,而且还可以具有用于控制显影剂担载体上担载的调色剂厚度的层厚控制部件等。具体来说,优选使用上述图像形成装置和图像形成方法中说明的单组分显影装置和双组分显影装置中的任一种。
另外,作为上述带电装置、曝光装置、转印装置、清洁装置和除电装置,可以适当地选择与上述图像形成装置相同的装置使用。
上述处理盒能够可装卸地设置在各种电子照相设备的图像形成装置、传真机和打印机中,特别优选可装卸地被设置在本发明的上述图像形成装置中。
这里,例如,如图19所示,上述处理盒内置有静电潜像担载体101,并包含带电装置102、显影装置104、转印装置108、清洁装置107,根据需要还可以具有其它装置。图19中,103表示曝光装置的曝光,105表示记录介质。
如果利用图19所示的处理盒说明图像形成工艺,则一边使静电潜像担载体101沿箭头方向旋转,一边通过带电装置102带电、通过曝光装置(未图示)曝光103,在其表面上形成对应于曝光图像的静电潜像。该静电潜像通过显影装置104进行显影,所获得的可视图像通过转印装置108转印到记录介质105上,并打印出来。接着,图像转印之后的静电潜像担载体表面由清洁装置107清理,并利用除电装置(未图示)进行除电,再重复以上操作。
实施例
以下,对本发明的实施例进行说明,但是本发明并不受以下实施例的任何限制。另外,在下述实施例和比较例中,树脂和松香的各个物性按照以下的方法测定。
<树脂软化点的测定>
采用流动测试仪(岛津制作所制造,CFT-500D),将作为试样的1g各树脂以6℃/分的升温速度进行加热,同时由柱塞提供1.96MPa的负荷,将其从直径为1mm、长度为1mm的喷嘴中挤出,制作流动测试仪的柱塞下降量相对于温度的曲线,将试样流出一半量的温度作为软化点。
<树脂和松香的玻璃化转变温度(Tg)的测定>
采用差示扫描热量计(精工电子工业株式会社制造,DSC210),将0.01~0.02g试样在铝盘中计量,升温到200℃,将从该温度以10℃/分的降温速度冷却到0℃的试样以10℃/分的升温速度升温,然后将吸热最高峰值温度以下的基线延长线和从峰的开始上升部分到峰值顶点中显示最大斜率的切线的交点处的温度作为玻璃化转变温度。
<松香软化点的测定>
(1)试样的制备
采用热板,将10g松香在170℃下熔融2小时。然后,在开放状态,温度为25℃、相对湿度为50%的环境下,自然冷却1小时,用咖啡粉碎机(National MK-61M)粉碎10秒钟,制备试样。
(2)测定
使用流动测试仪(岛津制作所制造,CFT-500D),将1g试样以6℃/分的升温速度进行加热,同时通过柱塞提供1.96MPa的负荷,将其从直径为1mm、长度为1mm的喷嘴中挤出,制作流动测试仪的柱塞下降量相对于温度的曲线,将试样流出一半量的温度作为软化点。
<树脂和松香的酸值的测定>
基于JIS K0070记载的方法进行测定。但是,仅将测定溶剂从JIS K0070规定的乙醇和醚的混合溶剂变为丙酮和甲苯的混合溶剂(丙酮:甲苯=1:1(体积比))。
<树脂的羟值>
基于JIS K0070记载的方法进行测定。
<分子量为500以下的低分子量成分的含量>
采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定分子量分布。首先,将10mL四氢呋喃加入到30mg的各树脂中,用球磨机混合1小时后,采用孔尺寸为2μm的氟树脂过滤器[FP-200](住友电气工业株式会社制造)进行过滤,除去不溶解的成分,制备试样溶液。
接着,使作为洗提液的四氢呋喃以每分钟1mL的速度进行流动,在40℃的恒温槽中使柱稳定,注入100μL试样溶液进行测定。另外,分析柱中使用[GMHLX+G3000HXL](东曹(東ソ—)株式会社制造),分子量的标准曲线是使用多种单分散的聚苯乙烯(东曹株式会社制造的2.63×103、2.06×104、1.02×105、JLSciences公司制造的2.10×103、7.00×103、5.04×104)作为标准试样制作的。
接着,分子量为500以下的低分子量成分的含量(%),以采用RI(折射率)检测器得到的图谱中的该区域的面积与上述图谱面积的比例(该区域的面积/总图线面积)来计算。
<松香的SP值的测定>
将2.1g熔融状态的试样流入到规定的环中后,冷却到室温,然后基于JIS B7410,采用下述条件进行测定。
·测定机:环球式自动软化点试验仪(ASP-MGK2,MEITECH公司制造)
·升温速度:5℃/分
·升温开始温度:40℃
·测定溶剂:甘油
<松香的(甲基)丙烯酸改性度的测定>
上述(甲基)丙烯酸改性度可以通过下述数学式(Aa)计算出。
[数学式4]
其中,在上述数学式(Aa)中,Xa1表示计算改性度的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值。Xa2表示1摩尔(甲基)丙烯酸与1摩尔松香反应而获得的(甲基)丙烯酸改性松香的饱和SP值。Y表示松香的SP值。
饱和SP值是指使(甲基)丙烯酸与松香的反应进行到所获得的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值达到饱和值时的SP值。
<松香的富马酸改性度的测定>
上述富马酸改性度可以通过下述数学式(Af)计算出。
[数学式5]
其中,在上述数学式(Af)中,Xf1表示计算改性度的富马酸改性松香的SP值。Xf2表示1摩尔富马酸与0.7摩尔松香反应而获得的富马酸改性松香的饱和SP值。Y表示松香的SP值。
Xf2表示的SP值是将1摩尔富马酸、0.7摩尔松香和0.4g叔丁基邻苯二酚的混合物在2小时内从160℃升温至200℃,在200℃下反应2小时后,再在5.3kPa的减压下进行蒸馏而获得的马来酸改性松香的SP值。
<松香的马来酸改性度的测定>
上述马来酸改性度可以通过下述数学式(Am)计算出。
[数学式6]
...数学式(Am)
其中,在上述数学式(Am)中,Xm1表示计算改性度的马来酸改性松香的SP值。Xm2表示1摩尔马来酸与1摩尔松香在230℃反应而获得的马来酸改性松香的饱和SP值。Y表示松香的SP值。
上述饱和SP值是指马来酸与松香的反应进行至所获得的马来酸改性松香的SP值达到饱和值时的SP值。
在上述数学式(Aa)、上述数学式(Af)和上述数学式(Am)中,对于1mol松香的分子量,如果将酸值作为x(mgKOH/g),则相对于1g松香,氢氧化钾(分子量:56.1)以xmg(x×10-3g)进行反应,因此可以按照分子量=(56100÷x)进行计算。
(合成例1)
—松香的精制—
将1,000g妥尔油松香加入到配备有分馏管、回流冷凝器和接收容器的2000mL容积的蒸馏瓶中,在1kPa的减压下进行蒸馏,采集195℃~250℃的馏出成分作为主要馏分。以下,将用于精制的妥尔油松香(玻璃化转变温度(Tg)=37.2℃)作为未精制的松香,而将作为主要馏分采集的松香作为精制松香(玻璃化转变温度(Tg)=39.2℃)。
使用咖啡粉碎机(National MK-61M),将各20g松香粉碎5秒钟,计量采取0.5g通过孔径1mm筛子的物质到顶空用的管形瓶(20mL)中。采样顶空气体,将未精制松香和精制松香中的杂质按照以下方式,通过顶空GC-MS法进行分析。结果示于表1A。
<顶空GC-MS法的测定条件>
A.顶空取样器(Agilent公司制造,HP7694)
·试样温度:200℃
·环温度:200℃
·传输线温度:200℃
·试样加热平衡时间:30分钟
·管形瓶加压气体:氦气(He)
·管形瓶加压时间:0.3分钟
·环填充时间:0.03分钟
·环平衡时间:0.3分钟
·注入时间:1分钟
B.GC(气相色谱仪)(Agilent公司制造,HP6890)
·分析柱:DB-1(60m-320μm-5μm)
·载体:氦气(He)
·流量条件:1mL/分钟
·注入口温度:210℃
·柱头压力:34.2kPa
·注入模式:split
·分流比:10:1
·烘箱温度条件:45℃(3分钟)-10℃/分钟-280℃(15分钟)
C.MS(质量分析法)(Agilent公司制造,HP5973)
·离子化法:EI(电子冲击)法
·接口温度:280℃
·离子源温度:230℃
·四重极温度:150℃
·检测模式:Scan29~350m/s
[表1]
<使用了未精制松香的丙烯酸改性松香的饱和SP值的测定>
将332g(1mol)未精制松香(SP值:77.0℃)和72g(1mol)丙烯酸加入到装备有分馏管、回流冷凝器和接收容器的1000mL容积的烧瓶内,并在8小时内将温度从160℃升至230℃,确认230℃下SP值不再上升后,在230℃、5.3kPa的减压下,蒸馏除去未反应的丙烯酸和低沸点物质,得到丙烯酸改性松香。
得到的丙烯酸改性松香的SP值,即,使用了未精制松香的丙烯酸改性松香的饱和SP值为110.1℃。
<使用了精制松香的丙烯酸改性松香的饱和SP值的测定>
将338g(1mol)精制松香(SP值:76.8℃)和72g(1mol)丙烯酸加入到装备有分馏管、回流冷凝器和接收容器的1000mL容积的烧瓶内,在8小时内将温度从160℃升至230℃,确认230℃下SP值不再上升后,在230℃、5.3kPa的减压下,蒸馏除去未反应的丙烯酸和低沸点物质,得到丙烯酸改性松香。
得到的丙烯酸改性松香的SP值,即,使用了精制松香的丙烯酸改性松香的饱和SP值为110.4℃。(合成例2)
—丙烯酸改性松香A的合成—
将6084g(18mol)精制松香(SP值:76.8℃)和907.9g(12.6mol)丙烯酸加入到装备有分馏管、回流冷凝器和接收容器的10L容积的烧瓶内,并在8小时内将温度从160℃升至220℃,在220℃下反应2小时后,接着在220℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,得到丙烯酸改性松香A。得到的丙烯酸改性松香A的SP值为110.4℃,玻璃化转变温度为57.1℃,丙烯酸改性度为100。
(合成例3)
—丙烯酸改性松香B的合成—
将6084g(18mol)精制松香(SP值:76.8℃)和648.5g(9.0mol)丙烯酸加入到装备有分馏管、回流冷凝器和接收容器的10L容积的烧瓶内,并在8小时内将温度从160℃升至220℃,在220℃下反应2小时后,接着在220℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,得到丙烯酸改性松香B。得到的丙烯酸改性松香B的SP值为99.1℃,玻璃化转变温度为53.2℃,丙烯酸改性度为66。
(合成例4)
—丙烯酸改性松香C的合成—
将5976g(18mol)未精制松香(SP值:77.0℃)和907.6g(12.6mol)丙烯酸加入到装备有分馏管、回流冷凝器和接收容器的10L容积的烧瓶内,并在8小时内将温度从160℃升至220℃,在250℃下反应2小时后,接着在250℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,得到丙烯酸改性松香C。得到的丙烯酸改性松香C的SP值为110.1℃,玻璃化转变温度为54.5℃,丙烯酸改性度为100。
<被用作Xf2值的使用未精制松香的富马酸改性松香的SP值的测定>
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的1000mL容积的烧瓶内,加入332g(1mol)未精制松香(SP值=77.0℃)、81g(0.7mol)富马酸和0.4g叔丁基邻苯二酚,在2小时内从160℃升温至200℃,在200℃下反应2小时,然后在200℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,蒸馏除去未反应的富马酸和低沸点物质,获得富马酸改性松香。
得到的富马酸改性松香的SP值,即使用未精制松香的富马酸改性松香的SP值为130.6℃。
<被用作Xf2值的使用精制松香的富马酸改性松香的SP值的测定>
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的1000mL容积的烧瓶内,加入388g(1mol)精制松香(SP值=76.8℃)、81g(0.7mol)富马酸和0.4g叔丁基邻苯二酚,在2小时内从160℃升温至200℃,在200℃下反应2小时,然后在200℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,蒸馏除去未反应的富马酸和低沸点物质,获得富马酸改性松香。
得到富马酸改性松香的SP值,即使用精制松香的富马酸改性松香的SP值为130.9℃。
(合成例5)
—富马酸改性松香A的合成—
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的10L容积的烧瓶内,加入5408g(16mol)精制松香(SP值=76.8℃)、928g(8mol)富马酸和0.4g叔丁基邻苯二酚,在2小时内从160℃升温至200℃,在200℃下反应2小时,然后在200℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得富马酸改性松香A。
得到的富马酸改性松香A的SP值为130.8℃,玻璃化转变温度为74.4℃,富马酸改性度为100。
(合成例6)
—富马酸改性松香B的合成—
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的10L容积的烧瓶内,加入5408g(16mol)精制松香(SP值=76.8℃)、278g(2.4mol)富马酸和0.4g叔丁基邻苯二酚,在2小时内从160℃升温至200℃,在200℃下反应2小时,然后在200℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得富马酸改性松香B。
得到的富马酸改性松香B的SP值为98.4℃,玻璃化转变温度为48.3℃,富马酸改性度为40。
(合成例7)
—富马酸改性松香C的合成—
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的10L容积的烧瓶内,加入5312g(16mol)未精制松香(SP值=77.0℃)、928g(8mol)富马酸和0.4g叔丁基邻苯二酚,在2小时内从160℃升温至200℃,在200℃下反应2小时,然后在200℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得富马酸改性松香C。
得到的富马酸改性松香C的SP值为130.4℃,玻璃化转变温度为72.1℃,富马酸改性度为100。
<使用未精制松香的马来酸改性松香的饱和SP值的测定>
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的1000mL容积的烧瓶内,加入332g(1mol)未精制松香(SP值=77.0℃)和98g(1mol)马来酸酐,在8小时内从160℃升温至230℃,确认在230℃下SP值不再上升后,在230℃、5.3kPa的减压下蒸馏除去未反应的马来酸酐和低沸点物质,获得马来酸改性松香。
得到的马来酸改性松香的SP值,即使用精制松香的马来酸改性松香的饱和SP值为116℃。
<使用精制松香的马来酸改性松香的SP值的测定>
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的1000mL容积的烧瓶内,加入338g(1mol)精制松香(SP值=76.8℃)和98g(1mol)马来酸酐,在8小时内从160℃升温至230℃,确认在230℃下SP值不再上升后,在230℃、5.3kPa的减压下蒸馏除去未反应的马来酸酐和低沸点物质,获得马来酸改性松香。
得到的马来酸改性松香的SP值,即使用未精制松香的马来酸改性松香的饱和SP值为116℃。
(合成例8)
—马来酸改性松香A的合成—
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的10L容积的烧瓶内,加入6084g(18mol)精制松香(SP值=76.8℃)和1323g(13.5mol)马来酸酐,在8小时内从160℃升温至220℃,在220℃下反应2小时,然后在220℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得马来酸改性松香A。得到的马来酸改性松香A的SP值为116.2℃,玻璃化转变温度为57.6℃,马来酸改性度为101。
(合成例9)
—马来酸改性松香B的合成—
在具有分馏管、回流冷却器和接收容器的10L容积的烧瓶内,加入5976g(18mol)未精制松香(SP值=77.0℃)和529g(5.4mol)马来酸酐,在8小时内从160℃升温至220℃,在220℃下反应2小时,然后在220℃、5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得马来酸改性松香B。
得到的马来酸改性松香B的SP值为96.4℃,马来酸改性度为50。
(合成例10~14和16~21)
—树脂1~5和7~12的合成—
将表2和表3中所示的醇成分、偏苯三酸酐以外的羧酸成分和酯化催化剂加入到具有在上部装有通入室温冷水的回流冷却管的通入98℃温水的分馏管、氮气导入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升容量的四口烧瓶内,在氮气氛围下,在160℃下缩聚反应2小时后,在6小时内升温至210℃,然后,在66kPa下进行1小时反应。冷却至200℃后,加入表2和表3中所示的偏苯三酸酐,在常压(101.3kPa)下反应1小时后,升温至210℃,在40kPa下进行反应直至达到期望的软化点,合成树脂1~5和7~12。
(合成例15)
—树脂6的合成—
将表2所示的除甘油以外的醇成分、偏苯三酸酐以外的羧酸成分和酯化催化剂加入到具有在上部装有通入室温冷水的回流冷却管的通入98℃温水的分馏管、氮气导入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升容量的四口烧瓶内,在氮气氛围下,在160℃下缩聚反应2小时后,在6小时内升温至210℃,然后,在66kPa下进行1小时反应。冷却至180℃后,加入表2所示的甘油,以5℃/30分升温至200℃。此外,在200℃下,在常压(101.3kPa)下反应1小时后,在66.0kPa下进行1小时反应。然后,加入表2所示的偏苯三酸酐,在常压(101.3kPa)下反应1小时后,升温至210℃,在40kPa下进行反应直至达到期望的软化点,获得树脂6。
[表2]
*未精制松香:未改性松香
[表3]
*未精制松香:未改性松香
(制造例1)
—母体胶料1的制作—
将下述组成的颜料、粘合剂树脂3和纯水以1:1:0.5(质量比)的比例混合,然后通过双辊混炼机进行混炼。在70℃下进行混炼,然后,将辊的温度升高到120℃,使水蒸发,制作包含青色调色剂母体胶料1(TB-C1)、品红调色剂母体胶料(TB-M1)、黄色调色剂母体胶料(TB-Y1)和黑色调色剂母体胶料(TB-K1)的母体胶料1。
[青色调色剂母体胶料1(TB-C1)的配方]
·粘合剂树脂3...100质量份
·青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)...100质量份
·纯水...50质量份
[品红调色剂母体胶料1(TB-M1)的配方]
·粘合剂树脂3...100质量份
·品红颜料(C.I.颜料红122)...100质量份
·纯水...50质量份
[黄色调色剂母体胶料1(TB-Y1)的配方]
·粘合剂树脂3...100质量份
·黄色颜料(C.I.颜料黄180)...100质量份
·纯水...50质量份
[黑色调色剂母体胶料1(TB-K1)的配方]
·粘合剂树脂3...100质量份
·黑色颜料(炭黑)...100质量份
·纯水...50质量份
(制造例2)
—母体胶料2的制作—
除了将制造例1中的粘合剂树脂3改为粘合剂树脂5以外,与制造例1同样地,制备包含青色调色剂母体胶料2(TB-C2)、黄色调色剂母体胶料2(TB-Y2)、品红调色剂母体胶料2(TB-M2)和黑色调色剂母体胶料2(TB-K2)的母体胶料2。
(制造例3)
—母体胶料3的制作—
除了将制造例1中的粘合剂树脂3改为粘合剂树脂7以外,与制造例1同样地,制备包含青色调色剂母体胶料3(TB-C3)、黄色调色剂母体胶料3(TB-Y3)、品红调色剂母体胶料3(TB-M3)和黑色调色剂母体胶料3(TB-K3)的母体胶料3。
(制造例4)
—母体胶料4的制作—
除了将制造例1中的粘合剂树脂3改为粘合剂树脂9以外,与制造例1同样地,制备包含青色调色剂母体胶料4(TB-C4)、黄色调色剂母体胶料4(TB-Y4)、品红调色剂母体胶料4(TB-M4)和黑色调色剂母体胶料4(TB-K4)的母体胶料4。
(制造例5)
—母体胶料5的制作—
除了将制造例1中的粘合剂树脂3改为粘合剂树脂10以外,与制造例1同样地,制备包含青色调色剂母体胶料5(TB-C5)、黄色调色剂母体胶料5(TB-Y5)、品红调色剂母体胶料5(TB-M5)和黑色调色剂母体胶料5(TB-K5)的母体胶料5。
(制造例6)
—母体胶料6的制作—
除了将制造例1中的粘合剂树脂3改为粘合剂树脂12以外,与制造例1同样地,制备包含青色调色剂母体胶料6(TB-C6)、黄色调色剂母体胶料6(TB-Y6)、品红调色剂母体胶料6(TB-M6)和黑色调色剂母体胶料6(TB-K6)的母体胶料6。
[表4]
(制造例7)
<调色剂1的制作>
通过以下方式,制备包含青色调色剂1、品红调色剂1、黄色调色剂1和黑色调色剂1的调色剂1。
—青色调色剂1的制作—
采用亨舍尔混合机(三井三池化工机株式会社制造,FM10B),将下述组成的青色调色剂配方1进行预混合后,采用双轴混炼机(株式会社池贝制造,PCM-30)进行混炼。接着,用超声波气流粉碎机(Labo Jet,日本气动(Pneumatic)工业株式会社制造)进行微粉碎后,采用气流分级机(日本气动工业株式会社制造,MDS-I)进行分级,得到重量平均粒径为7μm的调色剂母体粒子。
接着,相对于100质量份调色剂母体粒子,采用试样碾磨机,混合1.0质量份胶体二氧化硅(H-2000,Clarient株式会社制造),制作青色调色剂1。
[青色调色剂配方1]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...42质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂1...50质量份
·青色调色剂母体胶料1(TB-C1)...16质量份
·带电控制剂(东洋(Orient)化学工业株式会社制造,E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
—品红调色剂1的制作—
除了将青色调色剂1的制造方法中的青色调色剂配方1改为下述组成的品红调色剂配方1以外,与青色调色剂1的制造方法同样地,制作品红调色剂1。
[品红调色剂配方1]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...41质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂1...50质量份
·品红调色剂母体胶料1(TB-M1)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
—黄色调色剂1的制作—
除了将青色调色剂1的制造方法中的青色调色剂配方1改为下述组成的黄色调色剂配方1以外,与青色调色剂1的制造方法相同,制作黄色调色剂1。
[黄色调色剂配方1]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...40质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂1...50质量份
·黄色调色剂母体胶料1(TB-Y1)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
—黑色调色剂1的制作—
除了将青色调色剂1的制造方法中的青色调色剂配方1改为下述组成的黑色调色剂配方1以外,与青色调色剂1的制造方法相同,制作黑色调色剂1。
[黑色调色剂配方1]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...42质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂1...50质量份
·黑色调色剂母体胶料1(TB-K1)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例8)
—调色剂2的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂2、黄色调色剂2、品红调色剂2和黑色调色剂2的调色剂2。
[青色调色剂配方2]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...32质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂2...60质量份
·青色调色剂母体胶料1(TB-C1)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方2]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...31质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂2...60质量份
·品红调色剂母体胶料1(TB-M1)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方2]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...30质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂2...60质量份
·黄色调色剂母体胶料1(TB-Y1)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方2]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...32质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂2...60质量份
·黑色调色剂母体胶料1(TB-K1)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例9)
—调色剂3的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂3、黄色调色剂3、品红调色剂3和黑色调色剂3的调色剂3。
[青色调色剂配方3]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂5...32质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂4...60质量份
·青色调色剂母体胶料2(TB-C2)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方3]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂5...31质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂4...60质量份
·品红调色剂母体胶料2(TB-M2)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方3]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂5...30质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂4...60质量份
·黄色调色剂母体胶料2(TB-Y2)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方3]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂5...32质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂4...60质量份
·黑色调色剂母体胶料2(TB-K2)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例10)
—调色剂4的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂4、黄色调色剂4、品红调色剂4和黑色调色剂4的调色剂4。
[青色调色剂配方4]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂7...22质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂6...70质量份
·青色调色剂母体胶料3(TB-C3)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方4]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂7...21质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂6...70质量份
·品红调色剂母体胶料3(TB-M3)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方4]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂7...20质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂6...70质量份
·黄色调色剂母体胶料3(TB-Y3)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方4]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂7...22质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂6...70质量份
·黑色调色剂母体胶料3(TB-K3)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例11)
—调色剂5的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂5、黄色调色剂5、品红调色剂5和黑色调色剂5的调色剂5。
[青色调色剂配方5]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂9...32质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂8...60质量份
·青色调色剂母体胶料4(TB-C4)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方5]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂9...31质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂8...60质量份
·品红调色剂母体胶料4(TB-M4)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方5]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂9...30质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂8...60质量份
·黄色调色剂母体胶料4(TB-Y4)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方5]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂9...32质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂8...60质量份
·黑色调色剂母体胶料4(TB-K4)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例12)
—调色剂6的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂6、黄色调色剂6、品红调色剂6和黑色调色剂6的调色剂6。
[青色调色剂配方6]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...42质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂10...50质量份
·青色调色剂母体胶料1(TB-C1)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方6]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...41质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂10...50质量份
·品红调色剂母体胶料1(TB-M1)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方6]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...40质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂10...50质量份
·黄色调色剂母体胶料1(TB-Y1)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方6]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂3...42质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂10...50质量份
·黑色调色剂母体胶料1(TB-K1)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例13)
—调色剂7的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂7、黄色调色剂7、品红调色剂7和黑色调色剂7的调色剂7。
[青色调色剂配方7]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂12...42质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂11...50质量份
·青色调色剂母体胶料6(TB-C6)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方7]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂12...41质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂11...50质量份
·品红调色剂母体胶料6(TB-M6)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方7]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂12...40质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂11...50质量份
·黄色调色剂母体胶料6(TB-Y6)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方7]
·作为聚酯类树脂(A)的树脂12...42质量份
·作为聚酯类树脂(B)的树脂11...50质量份
·黑色调色剂母体胶料6(TB-K6)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
(制造例14)
—调色剂8的制作—
除了在制造例7中变为下述各调色剂配方以外,与制造例7同样地制作包含青色调色剂8、黄色调色剂8、品红调色剂8和黑色调色剂8的调色剂8。
[青色调色剂配方8]
·作为聚酯类树脂的树脂10...92质量份
·青色调色剂母体胶料5(TB-C5)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[品红调色剂配方8]
·作为聚酯类树脂的树脂10...91质量份
·品红调色剂母体胶料5(TB-M5)...18质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黄色调色剂配方8]
·作为聚酯类树脂的树脂10...90质量份
·黄色调色剂母体胶料5(TB-Y5)...20质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[黑色调色剂配方8]
·作为聚酯类树脂的树脂10...92质量份
·黑色调色剂母体胶料5(TB-K5)...16质量份
·带电控制剂(东洋化学工业株式会社制造、E-84)...1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质量平均分子量=1600)...5质量份
[表5]
*表中,()内的处方量表示质量份。
—调色剂性能的评价—
接着,对于得到的调色剂1~8,采用以下方式,评价充电性、贮存性能和臭气。结果示于表6。
<调色剂充电性的评价结果>
在50mL容积的聚乙烯瓶中加入0.6g各种调色剂和19.4g聚硅氧烷铁氧体载体(关东电化工业株式会社制造,平均粒径=90μm),使用球磨机以250r/min进行混合,使用Q/M计(Epping公司制造)测定带电量。计算出混合时间15秒后的带电量和混合时间600秒时的最大带电量的比率(混合时间15秒后的带电量/混合时间600秒时的最大带电量),根据以下的评价标准,评价充电性。
[评价标准]
◎:计算出的比率为0.8以上;
○:计算出的比率为0.6以上但不足0.8;
△:计算出的比率为0.4以上但不足0.6;
×:计算出的比率不足0.4。
<调色剂贮存性的评价方法>
将各4g调色剂装入直径为5cm、高为2cm的开放圆筒容器内,准备2个这样的试样。将一个置于温度为40℃、相对湿度为60%的环境下,另一个置于温度为55℃、相对湿度为60%的环境下,放置72小时。放置后,轻轻振荡已放入调色剂的容器,用肉眼观察调色剂是否凝聚,根据以下的评价基准,评价其贮存性。
[评价基准]
◎:在40℃、55℃的任一环境下,完全看不到调色剂凝聚;
○:在40℃的环境下,完全看不到调色剂凝聚,在55℃的环境下可以观察到少许调色剂凝聚颗粒;
△:在40℃的环境下可以观察到少许调色剂凝聚颗粒,在55℃的环境下,可以看见明显的凝聚;
×:在40℃、55℃的任意环境下可都以看见明显的凝聚。
<调色剂的臭气评价>
在铝杯(Teraoka公司制造,FM-409(本体))中各称取20g调色剂,并将其在加热到150℃的热板上静置30分钟,根据以下的评价基准,评价由调色剂产生的臭气。
[评价基准]
◎:完全没有感到臭气;
○:几乎没有感到臭气;
△:虽然感到有一些臭气,但不存在实用上的问题;
×:强烈感觉到有臭气。
(实施例1~6和比较例1~2)
—图像形成和评价—
将以上制作的调色剂1~8装入图20所示的图像形成装置A中,进行图像形成,按照以下的方式,进行各种性能的评价。结果示于表6。
<图像形成装置A>
图20所示的图像形成装置A为采用接触带电方式、单组分显影方式、直接转印方式、无清洁方式和内部加热的带式定影方式的直接转印方式的串联型图像形成装置。
图20所示的图像形成装置A中,使用图1所示的接触方式的带电辊作为带电装置310。使用图5所示的单组分显影装置作为显影装置324,该显影装置采用可以回收残留调色剂的无清洁方式。采用图9所示的带式定影装置作为定影装置327,该定影装置采用卤素灯作为加热辊的热源。另外,图20中,330为传送带。
图20所示的图像形成装置A中的图像形成要素341配备有感光体鼓321周围的带电装置310、曝光装置323、显影装置324、转印装置325。由于图像形成要素341的感光体鼓321边旋转边通过带电装置310带电,采用曝光装置323曝光,可以在其表面形成对应于曝光图像的静电潜像。该静电潜像通过显影装置324采用黄色调色剂显影,在感光体鼓321上形成基于黄色调色剂的可视图像。该可视图像通过转印装置325转印到记录介质326上,之后,回收在显影装置324中残留在感光体鼓321上的调色剂。同样,通过各个图像形成要素342、343、344,将基于品红调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的可视图像重叠在记录介质326上,再采用定影装置327,将在记录介质326上形成的彩色图像进行定影。
<定影性>
—定影下限温度—
对采用上述图像形成装置A,在普通纸和较厚的转印纸(株式会社理光制造的6200型和NBS理光制造的复印印刷用纸<135>)上形成实地图像,将显影的调色剂调整为1.0±0.05mg/cm2,将定影装置的温度调整为可变的,采用普通纸测定不发生透印的温度,采用厚纸测定定影下限温度。另外,定影下限温度是指将得到的定影图像用信笺纸擦拭后,图像浓度的残存率为70%以上的定影带温度。
[评价基准]
◎:定影下限温度不足135℃;
○:定影下限温度为135℃以上但不足145℃;
△:定影下限温度为145℃以上但不足155℃;
×:定影下限温度为155℃以上。
—热透印发生温度—
与上述定影下限温度同样地进行定影评价,用肉眼观察定影图像是否出现热透印。将发生热透印的定影辊温度作为热透印发生温度。
[评价基准]
◎:热透印的发生温度为190℃以上;
○:热透印的发生温度为180℃以上但不足190℃;
△:热透印的发生温度为170℃以上但不足180℃;
×:热透印的发生温度不足170℃。
<图像品质>
根据输出5万张图像后是否出现色调(色泽)变化、底层沾污、图像浓度和擦痕等,评价其图像品质。用肉眼观察是否有异常、和画质的等级评价,分为四级进行判定。
[评价基准]
◎:完全没有观察到图像异常,非常好;
○:与原图像相比,虽然观察到极少量的色泽、图像浓度、底层的沾污等的差异,但是属于没有问题的水平;
△:感觉到色调、图像浓度、底层的沾污等中稍有变化;
×:色调变化、图像浓度、底层的沾污等成为非常明显的问题。
<耐成膜性>
使用上述图像形成装置A,使用株式会社理光制造的6000型纸以图像占有率7%的印刷率进行运转试验。对印刷1万张、3万张和5万张后的感光体上有无成膜和伴随成膜的异常图像(网版(halftone)浓度不均)进行评价。另外,运行张数越多,成膜的发生越增加,根据以下的评价标准进行评价。
[评价标准]
◎:良好;
○:在5万张后也未发生成膜;
△:在3万张时发生成膜;
×:在1万张时发生成膜,实际无法使用的等级。
<综合评价>
综合判断上述各种性能的评价结果,并采用下述基准进行评价。
◎:良好;
○:可实际使用的水平;
×:不能实际使用的水平。
[表6]
(实施例7~12和比较例3~4)
—载体的制造—
用搅拌器将下述组成的涂层材料分散10分钟,配制涂层液,将该涂层液和5000质量份芯材(Cu-Zn铁氧体粒子,质量平均粒径=35μm)投入到进行涂布的涂布装置中,并在芯材上涂布涂层液,上述涂布装置在流动床内设有旋转底板圆盘和搅拌叶轮,一边形成旋转流一边进行涂布。用电炉将得到的涂布物在250℃下焙烧2小时,制作载体。
[涂层材料的组成]
·甲苯...450质量份
·有机硅树脂(SR2400,Dow Coming Toray Silicon公司制造,不挥发成分为50质量%)...450质量份
·氨基硅烷(SH6020,Dow Corning Toray Silicon公司制造)...10质量份
·碳填料...10质量份
—双组分显影剂的制备—
用Turbler混合机(Willy A.Bachofen AG Maschinenfabrik公司制造,T2F),将制作的调色剂1~10各5质量%和95质量%上述制作的载体搅拌5分钟,制备双组分显影剂1~8。
—图像形成和评价—
将以上制作的双组分显影剂1~8装填到图21所示的图像形成装置B中,进行图像形成,与实施例1~6和比较例1~2同样地,进行定影性、图像品质、耐成膜性和综合评价。结果示于表7。
<图像形成装置B>
图21所示的图像形成装置B为采用非接触带电方式、双组分显影方式、二次转印方式、刮刀清洁方式和外部加热的辊定影方式的间接转印方式的串联型图像形成装置。
图21所示的图像形成装置B,采用图3所示的非接触的电晕带电器作为带电装置311。采用图6所示的双组分显影装置作为显影装置324。采用图10所示的清洁刀作为清洁装置330。采用图12所示的电磁感应加热方式的辊式定影装置作为定影装置327。
图21所示图像形成装置B中的图像形成要素351配备有感光体鼓321周围的带电装置311、曝光装置323、显影装置324、一次转印装置325、清洁装置330。由于图像形成要素351中的感光体鼓321边旋转边通过带电装置310带电,采用曝光装置323曝光,可以在其表面形成对应于曝光图像的静电潜像。该静电潜像通过显影装置324采用黄色调色剂进行显影,在感光体鼓321上形成基于黄色调色剂的可视图像。采用一次转印装置325,将该可视图像转印到中间转印带355上,然后,采用清洁装置330除去残留在感光体鼓321上的黄色调色剂。同样,通过各个图像形成要素352、353、354,在中间转印带355上形成基于品红调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的可视图像。于是,中间转印带355上的彩色图像通过转印器356转印到记录介质326上,然后通过中间转印带清洁装置358除去残留在中间转印带355上的调色剂。通过定影装置327,将在记录介质326上形成的彩色图像进行定影。
[表7]
由表6和表7的结果可以确认,与同时使用了采用未改性松香的树脂的比较例1和3、以及单独含有来自马来酸改性松香的树脂的比较例2和4相比,实施例1~12的调色剂或显影剂的低温定影性和耐透印性优异,即使在严酷的环境下也具有良好的贮存性能,此外,耐成膜性和充电性也良好,能稳定获得优异的图像品质。
本发明的图像形成装置、图像形成方法和处理盒由于能形成低温定影性、耐透印性、贮存性能、充电性、耐成膜性均优异,也不会产生臭气,长期使用也没有色调的变化,并且也不会出现浓度降低、底层沾污等异常图像的极高品质的图像,因此能广泛用于例如激光打印机、直接数字制版机、采用直接或间接电子照相多色图像显影方式的全色复印机、全色激光打印机和全色普通纸传真机等。
Claims (23)
1.图像形成装置,该装置至少具有静电潜像担载体、使该静电潜像担载体表面带电的带电装置、使带电的静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像的曝光装置、使用调色剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的显影装置、将上述可视图像转印到记录介质上的转印装置、和使上述记录介质上转印的转印图像定影的定影装置,其中,
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂A和软化点比该聚酯类树脂A高10℃以上的聚酯类树脂B,
上述聚酯类树脂A是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂B是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
2.权利要求1所述的图像形成装置,其中带电装置是通过非接触方式使静电潜像担载体带电的带电装置。
3.权利要求1所述的图像形成装置,其中带电装置是通过与静电潜像担载体接触而使之带电的带电装置。
4.权利要求1所述的图像形成装置,其中显影装置具有能够旋转的显影剂担载体,该显影剂担载体具有固定于内部的磁场产生装置,且表面担载了由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂。
5.权利要求1所述的图像形成装置,其中显影装置具有向其供应调色剂的显影剂担载体和在该显影剂担载体表面形成调色剂薄层的层厚控制部件。
6.权利要求1所述的图像形成装置,其中转印装置是将静电潜像担载体上的可视图像转印到记录介质上的转印装置。
7.权利要求1所述的图像形成装置,该图像形成装置通过排列多个各自至少含有静电潜像担载体、带电装置、显影装置和转印装置的图像形成要素而构成,其中,
上述转印装置是在记录介质上依次转印形成在上述各静电潜像担载体上的可视图像的转印装置,所述记录介质表面移动以通过转印位置,该转印位置是该转印装置与上述多个图像形成要素的各静电潜像担载体相对的区域。
8.权利要求1所述的图像形成装置,其中转印装置具有一次转印静电潜像担载体上形成的可视图像的中间转印体、和将该中间转印体上担载的可视图像二次转印到记录介质上的二次转印装置。
9.权利要求1所述的图像形成装置,其还具有清洁装置,且该清洁装置具有与静电潜像担载体表面接触的清洁刮刀。
10.权利要求1所述的图像形成装置,其中显影装置具有与静电潜像担载体表面接触的显影剂担载体,并且在上述静电潜像担载体上所形成的静电潜像显影的同时回收该静电潜像担载体上残留的调色剂。
11.权利要求1所述的图像形成装置,其中定影装置具有辊和带中的至少一种,并且从不与调色剂接触的一面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影。
12.权利要求1所述的图像形成装置,其中定影装置具有辊和带中的至少一种,并且从与调色剂接触的一面进行加热,对记录介质上转印的转印图像进行加热和加压,从而进行定影。
13.权利要求1所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有脂肪醇。
14.权利要求1所述的图像形成装置,其中,
在来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂的羧酸成分中,(甲基)丙烯酸改性松香的含量为15~85质量%,
在来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的羧酸成分中,富马酸改性松香和马来酸改性松香的总含量为15~85质量%。
15.权利要求1所述的图像形成装置,其中(甲基)丙烯酸改性松香、富马酸改性松香和马来酸改性松香中的至少1种是对精制松香进行改性而得到的。
16.权利要求1所述的图像形成装置,其中,
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的醇成分含有3价以上的醇,或者
来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂中的至少一种的羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物,或者
上述醇成分含有3价以上的醇,且上述羧酸成分含有3价以上的羧酸化合物。
17.权利要求1所述的图像形成装置,其中聚酯类树脂A和聚酯类树脂B的至少1种之中,分子量为500以下的低分子量成分的含量为12%以下。
18.权利要求1所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的至少一种的缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物的至少1种的存在下进行的。
19.权利要求1所述的图像形成装置,其中来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂和来自富马酸/马来酸改性松香的树脂的总含量在粘合树脂中为70质量%以上。
20.权利要求1所述的图像形成装置,其中(甲基)丙烯酸改性松香的(甲基)丙烯酸改性度、富马酸改性松香的富马酸改性度和马来酸改性松香的马来酸改性度中的至少1个为5~105。
21.权利要求1所述的图像形成装置,其中聚酯类树脂A的软化点为80~120℃,聚酯类树脂B的软化点为100~180℃。
22.图像形成方法,该方法至少包含使静电潜像担载体表面带电的带电工序、使带电后的静电潜像担载体表面曝光而形成静电潜像的曝光工序、使用调色剂使上述静电潜像显影而形成可视图像的显影工序、将上述可视图像转印到记录介质上的转印工序、和使转印到上述记录介质上的转印图像定影的定影工序,其中,
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂A和软化点比该聚酯类树脂A高10℃以上的聚酯类树脂B,
上述聚酯类树脂A是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂B是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
23.处理盒,其至少具有静电潜像担载体、和使用调色剂使该静电潜像担载体上形成的静电潜像显影而形成可视图像的显影装置,该处理盒能在图像形成装置主体中拆卸,其中,
上述调色剂至少含有粘合树脂和着色剂,且上述粘合树脂含有聚酯类树脂A和软化点比该聚酯类树脂A高10℃以上的聚酯类树脂B,
上述聚酯类树脂A是来自(甲基)丙烯酸改性松香的树脂,其具有将醇成分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元,
上述聚酯类树脂B是来自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有将醇成分、和含有富马酸改性松香与马来酸改性松香中至少一种的羧酸成分缩聚而形成的聚酯单元。
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