CN101320242A - 用于静电潜像显影的调色剂瓶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于静电潜像显影的调色剂瓶,其是在圆筒状调色剂容器中填充了下述调色剂的调色剂瓶,所述调色剂容器具有能与图像形成装置嵌合的旋转轴,并在一端具有排出口,所述调色剂至少含有树脂、着色剂和外添加剂,该调色剂的输送性指数为2.0~10.0mg/sec.,且通过荧光X射线分析法测定的钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)为1.0~3.0,其中,所述调色剂容器的容器内壁上具有突起的多个间断设置的调色剂输送部,所述调色剂输送部能够随着该调色剂容器的旋转,将所述调色剂输送到所述排出口方向。
Description
技术领域
本发明涉及用于静电潜像显影的调色剂瓶。
背景技术
如今,静电潜像显影方式的复印机、打印机或传真机等图像形成装置中,大多数情况下,是采用干式调色剂进行显影。此时,在图像形成装置中安装了收纳干式调色剂的调色剂瓶或调色剂盒的调色剂容器,从该调色剂容器向显影装置补充调色剂。
从而,作为调色剂容器,希望能防止保管、输送时调色剂的泄漏,并可以容易地在图像形成装置上安装与拆卸,而且在更换调色剂容器时可以抑制调色剂的泄漏,不仅低成本,而且用后还可以回收、再利用,所以目前积极对其进行开发研究(专利文献1和2)。
另一方面,特别是在数字图像形成中,要求形成优异的细线再现性、具有高分辨率的调色剂图像,作为可以满足以上要求的调色剂,可以举出以聚合调色剂为代表的化学调色剂,期待开发一种应用了聚合调色剂技术的超低温定影调色剂(专利文献3和4)。
进而,当低温定影性调色剂投入到图像形成装置内的状态下经时保存时,由于环境条件,使调色剂粒子之间或调色剂与调色剂容器之间发生粘结,因此存在从调色剂容器排出口排出的调色剂供给量不稳定的问题。
专利文献1:特开2006-163365号公报
专利文献2:特开2005-300911号公报
专利文献3:特开2006-250990号公报
专利文献4:特开2005-234083号公报
发明内容
即,本发明的目的在于提供一种调色剂瓶,其中含有调色剂,所述调色剂具有高分辨率、且具有超低温定影性,同时流动性和耐粘连性也良好,且在调色剂容器中的经时稳定性极其良好,而该调色剂瓶可以防止供给颗粒化的调色剂,从而可以顺利地向图像形成装置进行调色剂供给。
用于实现上述目的的本发明的第一方案在于,提供一种调色剂瓶,其是在一端具有排出口,并且具有能与图像形成装置配合的旋转轴的圆筒状调色剂容器中填充了具有如下特征的调色剂的调色剂瓶,所述调色剂的特征在于至少含有树脂、着色剂和外添加剂,其输送性指数为2.0~10.0mg/sec.,且荧光X射线分析法测定的钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)为1.0~3.0,其中,所述调色剂容器,在容器内壁上具有突起的多个间断设置的调色剂输送部,所述调色剂输送部可以随着该调色剂容器的旋转,将所述调色剂输送到所述排出口方向。
附图说明
图1是具有输送突起部的调色剂容器的一例的外观图。
图2是具有输送突起部的调色剂容器的另一例的外观图。
图3是具有输送突起部的调色剂容器的另一例的外观图。
图4是具有非本发明的输送突起部的调色剂容器的另一例的外观图。
图5是具有非本发明的输送突起部的调色剂容器的另一例的外观图。
图6是可以使用本发明的调色剂的图像形成装置的剖面图。
图7是说明本发明的调色剂粒子形状的图。
图8是用来说明测定调色剂输送指数的送料器(parts feeder)结构的一个例子的示意图。
具体实施方式
本发明人等深入研究的结果发现,通过适当地保证调色剂特性,通过合理地选择用于调色剂的外添加剂、以及适当组合调色剂容器的形状,并且可以解决现在的课题,由此完成了本发明。
根据本发明,可以提供一种调色剂瓶,其中含有调色剂,该调色剂具有高分辨率、且具有超低温定影性,同时流动性和耐粘连性良好,在调色剂容器中的经时稳定性极其良好,且调色剂瓶可以防止供给颗粒化的调色剂的颗粒,可以顺利进行向图像形成装置的调色剂供给。
近年来,对于高画质的要求越来越显著,为了与此相对应而使用小粒径、粒径分布窄,且粒子形状均匀的调色剂。
本发明是为了解决在开发具有如下良好性能的调色剂时产生的问题而作出的,所述性能包括:对应高画质的小粒径,并且具有低温定影性,在保管调色剂时良好的耐粘连性以及带电性等。
即,为了制备能够满足现今要求的高画质、良好的低温定影性、优异的带电性与抗粘连性的调色剂,除了调色剂为小粒径、调色剂粒子分布窄、调色剂形状均匀之外,调色剂的玻璃化转变温度(Tg)要低,且流动性要非常高。但是,为了制成使用该调色剂供给实际的显影器中,而制备在图像形成中不产生任何问题的调色剂,实际上,不仅要着眼于调色剂,也优选要着眼于调色剂容器的形状。
如本发明中使用那样,这个倾向对于玻璃化转变温度低,提高了流动性的调色剂而言是显著的。
即,通过将按照本发明构成的调色剂收纳在本发明的调色剂容器中,首次采用超低温定影性调色剂的情况下没有发生实际应用问题。
接着,针对本发明中使用的调色剂,该调色剂所使用的化合物,以及调色剂容器的结构等进行详细说明。
[本发明的调色剂]
本发明的调色剂的玻璃化转变温度(Tg)为16~60℃,低于现在使用的调色剂的Tg。这是因为,使用玻璃化转变温度(Tg)低于16℃的调色剂,即便是适用于本发明的构成情况,但在保管时存在粘连等问题,而使用玻璃化转变温度(Tg)高于60℃的调色剂,则在低温定影特性上发生问题。
而且,在本发明中所涉及的玻璃化转变温度(Tg)的测定,通过下述方法进行。
(玻璃化转变温度(Tg)的测定)
玻璃化转变温度(Tg)的测定可以采用差示扫描量热仪“DSC-7”(perkinelmer公司制)、热分析装置Controller(コントロ一ラ)“TAC7/DX”(perkinelmer公司制)进行。
操作步骤如下:将4.5~5.0mg的测定样品精称量至小数点后两位,封入铝制器皿(パン)“KitNo.0219-0041”中,然后安装在“DSC-7样品保持器”上。作为参比使用空的铝制器皿。在测定温度为0~200℃、升温速度为10℃/分钟、降温速度为10℃/分钟的测定条件下,进行加热-冷却-加热的温度控制,以其两次加热过程的数据为基础,进行分析。
玻璃化转变温度如下规定:从第一吸热峰的上升部分到顶点之间引出显示最大倾斜的切线,将该切线与第一吸热峰开始上升之前的基线的延长线的交点表示为玻璃化转变温度。
对于本发明的调色剂的制备方法没有特别的限定。此外,调色剂用粘接树脂或着色剂也可采用目前公知的树脂或着色剂。
适用于本发明的调色剂粒子的形状分布,优选使用具有以下所述的长轴与短轴比的形状分布。如此一来,得到清洁性、转印性良好,优异的半色调(ハ-フト-ン)图像,并可以得到稳定高画质。
(优选的调色剂粒子形状)
本发明所使用的优选的调色剂粒子形状,例如,如下定义。
在图7中示出具有下述形状的调色剂粒子,所述的形状是:1)用两根平行线在A1点、A2点以接触的方式夹持作为各调色剂粒子的至少一个投影面轮廓的闭合曲线,以线段A1、A2的长度达到的最大长度为该调色剂粒子的长轴,2)线段A1、A2的中点为B,而通过上述B点的线段A1、A2的垂直二等分线与作为调色剂粒子轮廓的闭合曲线的交点分别为B1、B2时,线段B 1、B2为该调色剂粒子的第一短轴,3)线段A1、B的中点为C1时,而通过C1的线段A1、B的垂直二等分线与作为调色剂粒子轮廓的闭合曲线的交点分别为C11、C12,4)线段A2、B的中点为C2时,而通过C2的线段A2、B的垂直二等分线与作为调色剂粒子轮廓的闭合曲线的交点分别为C21、C22,5)线段C11、C 12以及线段C21、C22中的任一长者都称为该调色剂粒子的第二短轴,6)以个数为基准计,第二短轴相对于第一短轴的长度之比为1.1~1.6的粒子是5~50%。
在实际测定调色剂粒子的形状时,从利用扫描型电子显微镜(SEM)以5000倍率进行拍照的照片中,随机选择500个调色剂粒子作为样品,测定其形状,检查是否符合上述条件。
(外添剂)
作为外添剂,可以使用二氧化硅、氧化钛和复合金属氧化物。
具体而言,二氧化硅可以使用在市场中有销售的日本AEROSIL公司制造的AEROSIL 50、AEROSIL 90G、AEROSIL130、AEROSIL200、AEROSIL300、AEROSIL 380、AEROSIL TT600、AEROSIL MOX170、AEROSILMOX80和AEROSIL COK84;由CABOT公司制造的Ca-O-SiL L-90、Ca-O-SiL LM-130、Ca-O-SiL LM-150、Ca-O-SiL M-5、Ca-O-SiL PTG、Ca-O-SiL MS-55、Ca-O-SiLH-5、Ca-O-SiL HS-5以及Ca-O-SiL EH-5;由WACKER-CHEMIEG MBH公司制造的WACKER HDK、WACKER N20、WACKER U15、WACKER N20E、WACKER T30、WACKER T40;dowcorning公司制造的D-C精加工二氧化硅、以及Fransil公司制造的Fransol;由admatechs公司制造的admafine SO-E2、admafine SO-E3、adrnafine SO-C2、admafine SO-C3、admafine SO-C5等干式制备方法的二氧化硅;由盐野义制药公司制造的carplex#67、carplex#80、carplex#100、carplex#1120、FPS-1、FPS-3、FPS-4;由日本催化剂公司制造的SEAHOSTAR(シ一ホスタ一)等湿式制备方法制备的二氧化硅等。此外,通过溶胶凝胶法制造得到的一次粒径为0.1μm以上的粒子也适宜使用。
作为氧化钛,可以使用由钛工业公司制造且市售的KA-10、KA-15、KA-20、KA-30、KA-35、KA-80、KA-90以及STT-30等锐钛矿型二氧化钛,由钛工业公司制造且市售的KR-310、KR-380、KR-460、KR-480、KR-270以及KV-300等金红石型二氧化钛;由Titan Kogyo.Ltd(チタン公司)制造且市售的MT-150A、MT-600B、MT-100S、MT-500B、JR-602S以及JR-600A等二氧化钛,由日本AEROSIL公司制造且市售的P25等二氧化钛等。
通常情况下,用来辅助调色剂粒子的流动性或显影性、带电性的外添加剂,可以使用无机粒子。在本发明中,组合使用二氧化硅粒子与氧化钛粒子。这些粒子的数均一次粒径优选为5nm~2000nm,特别优选是5nm~200nm。另外,通过BET法测定的比表面积优选为20~500m2/g。
上述二氧化硅粒子与氧化钛粒子的使用比率优选为调色剂的0.01~5质量%,特别优选为0.01~2.0质量%。
这里,一次粒径可以通过TEM(透射电子显微镜)或FE-SEM(场致发射型扫描电子显微镜)。当粒子为针状或多面体粒子的情况下,将上述粒子的长径作为一次粒径。
上述流动化剂,通过进行表面处理,提高疏水性,即便是在高湿度条件下,也可以防止流动特性和带电特性的劣化。例如优选可以举出硅烷偶合剂、甲硅烷基化剂、具有氟烷基的硅烷偶合剂、有机钛酸酯类偶合剂、铝类的偶合剂、硅油、改性硅油等表面处理剂。
复合金属氧化物粒子
在本发明中,作为添加剂的复合金属氧化物粒子是指,由无定形二氧化硅、及氧化钛等两种以上的金属氧化物构成一个粒子的物质。
上述复合金属氧化物粒子优选是无定形二氧化硅与结晶的金属氧化物在100nm以下的区域呈现出海岛结构而混合存在。或者可以是以上述无定形二氧化硅为核,在该核的表面上具有结晶了的金属氧化物的物质。进而也可以是具有以下结构特征的物质,即以上述结晶了的金属氧化物为核,在上述核的表面上具有无定形二氧化硅。
本发明涉及的二氧化硅与氧化钛的复合金属氧化物中的二氧化硅的存在比,采用电子分光法(ESCA)测定时,以质量比计,优选检测出1.0~99%的二氧化硅,更优选检测出2.5~85%。
作为其中一例,详细说明具有以下结构特征的上述复合金属氧化物,即以上述无定形二氧化硅为核,在所述核的表面上具有结晶金属氧化物。
如上所述,本发明所使用的复合金属氧化物由无定形二氧化硅和金属氧化物构成,优选是金属氧化物存在于无定形二氧化硅的表面上,且优选该金属氧化物在复合金属氧化物的表面上成为结晶的状态。
从稳定调色剂表面的电荷,且使复合金属氧化物本身也通过调色剂母体表面而稳定地保持的观点考虑,复合金属氧化物的数均一次粒径优选为35~500nm,更优选为40~300nm。
数均一次粒径可以采用高分辨率透射型电子显微镜(HR-TEM)进行测定。具体而言,对100个外添加剂测定费勒(フエレ)水平径,计算其算数平均值。粒子的选择,通过选择附着在调色剂粒子轮廓部的复合金属氧化物来进行。
本发明的复合金属氧化物粒子,优选通过硅烷偶合剂、硅油等公知的疏水剂进行处理的,其中优选的疏水剂为六甲基二硅烷化合物。
[钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)]
在本发明中,通过荧光X射线分析法得到的钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)优选为1.0~3.0。如下测定钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)。
(荧光X射线分析法(WDX)的测定方法)
对于调色剂中的Ti与Si的元素量,可以使用荧光X射线分析装置“XRF-1700”((株)岛津制作所制造)进行测定。具体的测定方法如下:将2g调色剂样品加压,造粒,在下述条件下进行测定。测定中使用通过2θ台角(2θテ-ブル)来决定欲测定元素的Kα峰的角度。
X射线发生源条件:靶Rh、管电压40kV、管电流:95mV、无滤波器;
分光计条件:狭缝标准、无衰减器、分光结晶(Ti=LiF、Si=PET)、检测器(Ti=SC、Si=FPC)
Ti相对于Si的比率是,TiKα分析线的Net强度的值除以SiKα分析线的Net强度的值计算得到。
当Ti/Si大于3.0时,向图像形成装置主体补给时调色剂粒子会受到损伤,调色剂粒子的一部分发生凝聚而容易生成调色剂颗粒。结果,出现图像明疤(カスレ)等不允许的图像缺陷。当Ti/Si小于1.0时,在高消耗模式下容易发生灰雾,或者半色调图像均匀性降低的问题。
(参考美国专利7018761或特开2004-109603)
(调色剂输送性指数)
本发明的调色剂输送性指数,可以通过例如美国专利7018761号公报所记载的方法进行测定。
在这里,“输送性指数”是指,通过采用图8所示的送料器测定得到的、将赋予了一定振动的状态下的调色剂粒子的移动性指数化的参数,是表征调色剂的输送难易性,即,调色剂的运动难易性的参数。这个输送性指数与通常所说的调色剂粒子在静止状态下,通过例如堆积密度、安息角(安息角)等进行评价的流动性不同。
具体而言,如图8所示,送料器11包括驱动源13和圆筒状球14,所述驱动源13用于发生特定的振动,所述圆筒状球14被支撑在该驱动源13的上方,在球14中,沿着其内周壁面,形成了连接其底面和上端缘的螺旋状坡道15。
在这里,坡道15的上端部15A设置成如下状态,在与球14的上端缘相同高度的位置,从该球14的侧壁沿径向向外突出的状态。
在图8中,16为球14的中心轴,17为设置在坡道15的上端部15A的下方的托盘,12是连接在托盘17上的计量装置。
在该送料器11中,通过驱动源13而供给的旋转动力传递到球14,由此,转化为使球14整体振动的振动运动,通过具有一定角度而设置的弹簧的作用来改变上下运动的恢复位置,由此,位于球14内的调色剂沿坡道15输送到上方,从该坡道15的上端部15A降落在托盘17中。
同时,本发明的调色剂输送性指数的测定,使用送料器(ME-14;神钢电机社制造),在球14的内部的中心轴16的周围投入1g调色剂的同时,以120rps频率、80V电压的条件下驱动了驱动源13,沿着坡道15向上方输送调色剂使之到达托盘17,分别测定从上述驱动源13的驱动开始起直至到达托盘17中的调色剂的量为300mg和750mg时的时间,所述到达托盘17中的调色剂的量是通过计量装置12测量到达托盘17中的调色剂的量,并通过以下通式(1)计算。
通式(1)
在上述通式(1)中,T300表示向托盘17输送300mg的调色剂所需要的时间,T750表示向托盘17输送750mg的调色剂所需要的时间。
以下,详细示出送料器ME-14的球的规格:
螺旋外周径约160mm
螺旋内周径约90mm
通道(トラツク)长度1430mm
通道高低差40mm
通道宽度9mm
材质铝
由此制备得到的调色剂的输送性指数为2.0~10.0,优选为2.0~9.0,更优选为2.0~8.0。
在本发明中,关于控制输送性指数的装置没有特别的限定。
举例说明时,可以通过在具有如上所述形状(优选的调色剂粒子形状)的调色剂粒子(参考图7)中添加二氧化硅与氧化钛作为外添加剂来达到。优选的二氧化硅可以举出,通过硅卤化物的蒸气相氧化而生成的一次粒径为5~20nm的干法二氧化硅,更优选是其表面经疏水处理的粒子。氧化钛可以使用一次粒子径为20~100nm的锐钛矿型氧化钛或金红石型氧化钛。进而,考虑到将输送性控制为本发明的范围,优选外添加上述复合金属氧化物。
当输送性指数超过10.0的情况下,调色剂本身的流动性过高,在短时间内调色剂会被输送到显影区域,即,显影规定部中掺入的显影剂量增加,带电性不充分,存在弱带电性的调色剂,存在发生转印时的尘埃或灰雾的问题,不能够形成清晰度优异的图像。
相反,当输送性指数不足2.0的情况下,调色剂输送至显影区域的时间变长,确保了带电性,但输送性下降,调色剂的跟踪不良,发生图像浓度不均。此外,在连续复印时,在调色剂层规定部件等上发生粘接,黑实地(ベタ)图像上发生白色条纹。进而,发生引起图像浓度下降的问题。
[调色剂容器]
本发明中使用的调色剂容器是在一端具有排出口,并具有可与图像形成装置上相嵌合的旋转轴的圆筒状容器,在调色剂容器的内壁具有突起且间断设置的多个输送突起部。该输送突起部具有长度方向,在该长度方向相对于该调色剂容器的旋转轴具有倾斜。该输送突起部具有如下功能:随着该调色剂容器以旋转轴为中心旋转,将调色剂向排出口方向输送。只要是能够满足以上条件的容器即可,没有特别的限制。
图1~图5示出本发明的调色剂容器以及比较例的调色剂容器的形状的例子。一般情况下,看不到调色剂容器的内壁的形状,但在本发明中,由于该部分具有极其重要的意义,因此,在图1~图5中示出去除一部分调色剂容器的外壁部的后的形态。
在图1~图5中,1为调色剂容器,虽然图中未示出,但在这些调色剂容器的左侧部具有调色剂排出口,从这里向图像形成装置主体提供调色剂。此外,如下所述那样,图4和图5所示的是本发明之外的比较例。
实际上,在图像形成装置上装配调色剂容器,在供给调色剂时,调色剂容器1以旋转轴2为中心轴旋转(图中未示出旋转驱动方法等),将收存于调色剂容器中的调色剂供给到图像形成装置主体中。
为了通过调色剂容器1的旋转,将调色剂输送至调色剂排出口方向,在调色剂容器内壁上具有突起的螺旋状输送突起部4,但本发明的调色剂容器的螺旋状输送突起部4,并不是从调色剂容器的右端到左端的连续的,而是如图所示那样,具有至少一处以上的间断部3,且该输送突起部4以与旋转轴具有一定程度的角度而形成的。
由此,通过调色剂容器的旋转,调色剂稳定地向调色剂排出口方向输送,同时,由于输送突起部4是间断性的存在,故在进行输送时,对于填充在调色剂容器内部的调色剂能赋予一定程度的搅动作用以及冲击作用,可以有效地将保管过程中颗粒化(块状化)的调色剂粉碎,或者有效地消除调色剂容器内的调色剂构成成分的分布不均等。
此外,输送突起部4的形状或高度、长度,间断部分3的间隔(长度),优选根据调色剂容器的旋转速度或调色剂的特性进行适当地选择,但在本发明中调色剂容器内部的输送突起部4与调色剂容器的旋转轴之间的夹角优选为20~80度。即,在展开调色剂容器的圆筒状侧面时,展开面上的输送突起部4的长度方向和平行于调色剂容器的旋转轴的直线之间形成的夹角为20~80度。此外,输送突起部4也可以在长度方向上显示出曲线。
观察图1~图5的例子时,图1~图3所示的调色剂容器为本发明的例子,相对于此,图4的输送突起部4为连续的形状,图5的输送突起部4与旋转轴之间形成的夹角小于20度(与旋转轴平行),就这些方面看不属于本发明范围的形状的调色剂容器。
[用于本发明的调色剂原材料]
本发明所使用的调色剂,对于其制备方法没有特别的限定,可以使用公知的方法。
但是,考虑到制备低玻璃化转变温度(Tg)、补充供给的稳定性、转印性,以及清洁性优异的调色剂时,优选是采用所谓的聚合法制备的调色剂,特别优选的是其中包含球形调色剂粒子和具有非球形的形状的调色剂粒子的调色剂。关于该调色剂制备方法,其特征在于,在树脂微粒的凝聚工序中,在树脂微粒凝聚的过程中,添加与最初添加的树脂微粒具有不同的玻璃化转变温度的树脂微粒,然后继续使其凝聚,其中,后添加的树脂微粒的玻璃化转变温度优选高于最初添加的树脂微粒的玻璃化转变温度。
下面,对于先合成树脂微粒,再进行盐析熔接缔合以制备核-壳型调色剂粒子的调色剂制备方法进行说明。
本发明的调色剂至少含有树脂与着色剂,如上所述,是混合有非球形调色剂与球形调色剂而成。此外,用于忠实地再现微小的点图像的小粒径调色剂,优选在其制备工序中通过增加可以控制粒径或形状的操作的聚合法进行制备的方法。其中,通过乳液聚合法预先形成一次粒径为60~300nm的树脂微粒,经过将该树脂微粒凝聚的步骤来制备调色剂的乳化缔合法可以说是有效的制备方法之一。
在本发明中,通过乳化缔合法制备调色剂时,在树脂微粒的凝聚步骤中进行以下操作时,发现了可以同时形成球形调色剂与上述具有非球形的形状的调色剂的事实。即是,在实施树脂微粒凝聚的过程中,新添加树脂微粒,接着继续进行凝聚的操作。具体而言,在凝聚树脂微粒的过程中,添加与最初添加的树脂微粒具有不同的玻璃化转变温度的树脂微粒,进一步进行继续凝聚中,优选后添加的树脂微粒的玻璃化转变温度高于最初添加的树脂微粒的玻璃化转变温度。
以下,对于采用作为本发明的调色剂的制备方法中的一个例子的乳化缔合法的调色剂的制备进行说明。采用乳化缔合法的调色剂制备经以下备工序进行。
(1)树脂微粒A分散液的制备工序
(2)树脂微粒B分散液的制备工序
(3)着色剂微粒分散液的制备工序
(4)树脂微粒的凝聚、熔融粘结工序
(5)熟化工序
(6)冷却工序
(7)洗涤工序
(8)干燥工序
(9)外添加剂处理工序
以下,说明各个工序。
(1)树脂微粒A分散液的制备工序
树脂微粒A是,在后述的凝聚工序中,最初向反应体系添加的树脂微粒,这个工序是,通过在水系介质中投入形成树脂微粒A的聚合性单体,进行聚合而形成120nm左右大小的树脂微粒的工序。树脂微粒A可以形成含有蜡的粒子,在这种情况下,将蜡溶解或分散在聚合性单体中,然后在水系介质中使其进行聚合,由此形成含有蜡的树脂微粒。
(2)树脂微粒B分散液的制备工序
树脂微粒B是在后述的凝聚工序中使最初向反应体系添加的树脂微粒A凝聚过程中添加的树脂微粒。树脂微粒B的制备方法基本上与制备树脂微粒A的方法相同,但是形成具有与树脂微粒A的玻璃化转变温度不相同值的树脂微粒。树脂微粒B的制备方法中,优选形成其玻璃化转变温度高于树脂微粒A的玻璃化转变温度的树脂微粒。
(3)着色剂微粒分散液的制备工序
是在水系介质中分散着色剂,制备110nm左右大小的着色剂粒子的分散液的工序。
(4)树脂微粒的凝聚、熔融粘结工序
该工序是,使树脂微粒与着色剂粒子在水系介质中凝聚,接着使凝聚的这些粒子熔融粘结而制备粒子的工序,是本发明中所说的“凝聚树脂微粒的工序”。
在上述工序中,向存在有树脂微粒和着色剂粒子的水系介质中,添加作为凝聚剂的碱金属盐或碱土金属盐等,接着,加热至上述树脂微粒的玻璃化转变温度以上的温度且上述混合物的熔融峰的温度(℃)以上的温度,从而进行凝聚的同时,进行树脂微粒之间的熔融粘结。
在这个工序中,按照以下的顺序进行粒子的形成,由此可以制备球形调色剂与非球形调色剂混合存在的本发明的调色剂。
即,首先,将按照上述顺序制备的树脂微粒A与着色剂粒子添加到反应体系中,再添加氯化镁等凝聚剂使树脂微粒A凝聚而形成粒子。然后,在凝聚树脂微粒A的过程中,添加与最初添加的树脂微粒A具有不同的玻璃化转变温度的树脂微粒B,进一步继续树脂微粒的凝聚。
此外,添加树脂微粒的时期优选如下:由最初添加的树脂微粒A所形成的凝聚物的大小达到作为最终目标的调色剂的体积基准的中值粒径(D50)的30%~50%时添加为好。
而且,当粒子的粒径达到目标大小时,通过添加食盐等盐,停止凝聚。这里,树脂微粒B的添加量优选相对于树脂微粒A为2~90质量%。
(5)熟化工序
这个工序是,接着上述凝聚、熔融粘结工序,通过加热处理反应体系而进行熟化的工序,熟化进行到使粒子的形状达到所希望的平均圆形度时为止。
(6)冷却工序
这个工序是冷却处理(骤冷处理)上述粒子的分散液的工序。作为冷却条件,以1~20℃/min的冷却速度进行冷却。关于冷却处理方法,没有特别的限定,可以举出,从反应容器的外部导入冷介质而进行冷却的方法,直接将冷水投入到反应体系中而进行冷却的方法。
(7)洗涤工序
这个工序包括固液分离工序和洗涤工序,所述固液分离工序是指,从上述工序中冷却至规定温度的粒子分散液中固液分离粒子的工序,所述洗涤工序是从通过固液分离形成为湿式滤饼状集合体的粒子中,除去表面活性剂或凝聚剂等附着物的工序。
该洗涤处理为水洗直至滤液的导电率为10μS/cm时为止。作为该过滤处理方法,可以是使用离心分离法、布氏吸滤等进行的减压过滤法,也可以是使用压滤等的过滤法等,没有特别的限定。
(8)干燥工序
这个工序是,将洗涤处理后的粒子进行干燥处理,得到干燥粒子的工序。作为该工序使用的干燥机,例如,可以举出喷雾干燥机、真空冷冻干燥机、减压干燥机等,优选使用静置棚干燥机、移动式棚干燥机、流动层干燥机、旋转式干燥机或搅拌式干燥机等。
此外,经干燥后的粒子的水分优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下。还有,经过干燥处理的粒子之间,在弱的粒子间吸引力作用下发生凝集的场合,该凝集体也可进行破碎处理。在这里,作为破碎处理装置,可以采用喷射式磨机、亨舍尔混合机、咖啡研磨机、罩式处理机等机械式破碎装置。
(9)外添加剂的处理工序
这个工序是,在经干燥后的粒子中,根据需要混合外添加剂而制备调色剂的工序。作为外添加剂的混合装置,可以举出亨舍尔混合机、咖啡研磨机等机械式混合装置。
本发明的树脂是含有由至少一种聚合性单体聚合得到的聚合物作为构成成分的树脂,作为上述聚合性单体,可以举出苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对-苯基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯、对-正己基苯乙烯、对-正辛基苯乙烯、对-正壬基苯乙烯、对-正癸基苯乙烯、对-正十二烷基苯乙烯等苯乙烯系单体或苯乙烯衍生物;可以举出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯等甲基丙烯酸酯的衍生物;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苯基酯等丙烯酸酯衍生物;可以举出乙烯、丙烯、异丁烯等烯烃类单体;可以举出丙酸乙烯酯、醋酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯酯类;可以举出乙烯基甲醚、乙烯基乙醚等乙烯醚类单体;乙烯基甲基甲酮、乙烯基乙基甲酮、乙烯基己基甲酮等乙烯基酮类单体;N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物;乙烯基萘、乙烯基吡啶等乙烯基化合物类;丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺等丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物。这类乙烯类单体可以单独使用,也可以组合使用。
此外,作为构成树脂的聚合性单体,也可以组合具有离子性自由基(イオン性解離基)的化合物来使用。例如,可以是羧基、磺酸基、磷酸基等取代基为单体的结构基团的单体,具体而言,可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、肉桂酸、富马酸、马来酸单烷基酯、衣康酸单烷基酯、苯乙烯磺酸、烯丙基磺化琥珀酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、酸性磷酰氧乙基甲基丙烯酸酯(アンドホスホオキシエチルメタクリレ一ト)等。
进而,也可以使用二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯等多官能性乙烯基类,制备交联结构的树脂。
本发明的调色剂中可使用的着色剂,可以举出公知的着色剂。具体的着色剂如下所述。
作为黑色着色剂,例如,可以举出炉黑、槽法炭黑、乙炔黑、热黑、灯黑等炭黑,而且,也可以使用四氧化三铁、铁氧体等磁性粉。
具体的有机着色剂及染料举出如下。
作为品红或红色用着色剂,可以举出C.I.颜料红2、C.I.颜料红3、C.I.颜料红5、C.I.颜料红6、C.I.颜料红7、C.I.颜料红15、C.I.颜料红16、C.I.颜料红48:1、C.I颜料红53:1、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红122、C.I颜料红123、C.I.颜料红139、C.I.颜料红144、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红178、C.I.颜料红222等。
作为橙色或黄色着色剂,可以举出C.I.颜料橙31、C.I颜料橙43、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.l.颜料黄93、C.I.颜料黄94、C.I颜料黄138等。
作为绿色或蓝色用的着色剂,可以举出C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝15:2、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝62、C.I.颜料蓝66、C.I.颜料绿7等。
这些着色剂可根据需要单独使用或选择其中两种以上组合使用。着色剂的添加量相对于调色剂总量设定为1~30质量%,优选2~20质量%的范围。
在本发明的调色剂中可使用的蜡,可以举出公知的蜡。具体而言,可以举出聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等聚烯烃蜡;石蜡、萨索尔(sassolwaks,サゾ-ル)蜡等长链烃类蜡;二硬脂酮等二烷基酮类蜡、巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四肉豆蔻酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸酯二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯、1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯、偏苯三酸三硬脂酯、马来酸酯等二硬脂酯类蜡、乙二胺二山萮酰胺、偏苯三酸三硬脂酰胺等酰胺类蜡。
蜡的熔点通常为40~160℃,优选为50~120℃,更优选为60~90℃。通过将熔点设置为上述范围内,能够确保调色剂的耐热保存性的同时,即使是在低温下进行定影的情况下,也不发生冷透印(コ一ルドオフセツト)等而形成稳定的调色剂图像。此外,调色剂中的蜡的含量优选为1质量%~30质量%,更优选为5质量%~20质量%。
本发明的图像形成方法以及图像形成装置
本发明的调色剂可以使用单组分显影剂,也可以使用双组分显影剂,但特别优选使用双组分显影剂。
接着,说明可以使用本发明的调色剂的图像形成方法。假设本发明的调色剂使用于印刷速度在100~400mm/sec(换算成A4转印纸为65~85张/分钟的输出性能)程度高速的图像形成装置中。具体而言,可应用于在短时间内根据要求制作大量的文件的印刷机等中。此外,根据本发明,可以适用于定影辊的温度在120℃以下,优选在100℃以下的温度下进行的图像形成的方法中。
这是根据本发明的调色剂的玻璃化转变温度在16~44℃。
图6示出可以使用本发明的调色剂的图像形成装置的一例的剖视示意图。
如图6所示,该图像形成装置31被称作串联型彩色图像形成装置,该装置包括:多组图像形成单元9Y、9M、9C、9K,带状的中间转印体6,送纸设备、输送设备,调色剂容器5Y、5M、5C、5K,本发明的定影装置60和操作部91等。
形成黄颜色图像的图像形成单元9Y包括,设置在图像载体(以下,称作感光体)1Y周围的静电设备2Y、曝光设备3Y、显影设备4Y、转印设备7Y、清洁设备8Y。
形成品红颜色图像的图像形成单元9M包括,感光体1M、带电设备2M、曝光设备3M、显影设备4M、转印设备7M、清洁设备8M。
形成蓝颜色图像的图像形成单元9C包括,感光体1C、带电设备2C、曝光设备3C、显影设备4C、转印设备7C、清洁设备8C。
形成黑颜色图像的图像形成单元9K包括,感光体1K、带电设备2K、曝光设备3K、显影设备4K、转印设备7K、清洁设备8K。
中间转印体6为,卷绕在多个辊6A、6B、6C上而可旋转的被支撑。
由图像形成单元9Y、9M、9C、9K所形成的各种颜色的图像是,通过转印装置7Y、7M、7C、7K逐次在旋转的中间转印体6上转印、而形成合成的彩色图像。
收纳在作为送纸设备的送纸盒20内的纸P是通过送纸辊21逐张进行送纸,经过阻挡辊22,输送到转印设备7A上,在纸P上上述彩色图像进行两次转印。
转印有彩色图像的上述纸P,通过作为本发明的定影装置的定影装置60被定影处理,再经过作为输送装置的输送辊23、24,然后,夹持在出纸辊25上而载置到机器外的出纸盘26上。
实施例
以下,举例实施例来具体说明本发明的实施方案,但本发明并不限于此。
1.调色剂的制备
如下制造调色剂。
(1)着色粒子1的制造
(树脂微粒A1的制造)
往安装了搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入装置的反应容器中,加入8质量份十二烷基硫酸钠和3000质量份离子交换水,在氮气流下以230rpm的搅拌速度进行搅拌的同时,使内部温度升至80℃。升温结束后,加入溶解了10质量份过硫酸钾的200质量份离子交换水而得到的聚合引发剂溶液,并将温度调节为80℃。
接着,将含有如下所述化合物的聚合性单体混合液,经1个小时滴加到反应器中,在80℃加热、搅拌2小时进行聚合而制备了树脂微粒。将其作为“树脂微粒(1H1)”。
苯乙烯 480质量份
丙烯酸正丁酯 250质量份
甲基丙烯酸 68质量份
3-巯基丙酸正辛酯 16质量份
往安装了搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入装置的反应容器中,加入在800质量份离子交换水中溶解了7质量份聚氧化乙烯(2)十二烷基醚硫酸钠而得到的溶液。将反应容器加热至98℃,然后,直接加入260质量份上述“树脂微粒(1H1)”和含有如下所示的化合物的聚合性单体混合液,通过具有循环路径的机械式分散机“CLEARMIX”(m-technique(株)制),混合分散一小时,制成了含有乳化粒子(油滴)的分散液。
苯乙烯 245质量份
丙烯酸正丁酯 120质量份
3-巯基丙酸正辛酯 1.5质量份
聚乙烯蜡(熔点81℃) 190质量份
接着,在上述分散液中加入在200质量份离子交换水中溶解6质量份过硫酸钾而得到的聚合引发剂溶液,在82℃温度下加热、搅拌一小时,进行聚合而制备了树脂微粒。将其作为“树脂微粒(1HM1)”。
进一步加入在400质量份离子交换水中溶解11质量份过硫酸钾而得到的聚合引发剂溶液,在82℃的温度下经一小时滴加含有如下所述化合物的聚合性单体溶液。在滴定结束之后,通过加热搅拌两个小时进行聚合,然后,冷却至28℃制得树脂微粒。将其作为“树脂微粒A1”。所制得的“树脂微粒A1”的玻璃化转变温度为28℃。
苯乙烯 435质量份
丙烯酸正丁酯 130质量份
甲基丙烯酸 33质量份
3-巯基丙酸正辛酯 8质量份
(树脂微粒B的制造)
往安装了搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入装置的反应容器中,加入2.3质量份十二烷基硫酸钠和3000质量份离子交换水,在氮气流下以230rpm的搅拌速度进行搅拌的同时,使内部温度升至80℃。升温结束后,加入在200质量份离子交换水中溶解10质量份过硫酸钾而得到的溶液,再将温度调节为80℃,并经1个小时滴加含有如下所述化合物的聚合性单体混合液,在滴定结束之后,加热搅拌两个小时进行聚合,然后,冷却至28℃制得树脂微粒。将其作为“树脂微粒B”。所制得的“树脂微粒B”的玻璃化转变温度为48℃。
苯乙烯 520质量份
丙烯酸正丁酯 210质量份
甲基丙烯酸 68质量份
3-巯基丙酸正辛酯 16质量份
(着色剂分散液1的制备)
在1600质量份离子交换水中加入90质量份十二烷基硫酸钠。边搅拌上述溶液,边缓慢加入420质量份碳黑(REGAL(リ一ガル)330R:CABOT(キヤボツト)公司制造),然后通过搅拌装置“CLEARMIX”(m-technique(株)制)进行分散处理,由此制备着色剂粒子的分散液。将其作为“着色剂分散液1”。用电泳光散射光度计“ELS-800”(大冢电子株式会社制)测量的结果是,该“着色剂分散液1”的着色粒子的粒径,结果为110nm。
(凝集·熔融粘结工序)
往安装了搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入装置的反应容器中,加入如下所述物质,然后将温度调整为30℃。
树脂微粒A1 300质量份(固体成分换算)
离子交换水 1400质量份
着色剂分散液 1120质量份
在120质量份的离子交换水中加入了3质量份聚氧化乙烯(2)十二烷基醚硫酸钠的水溶液,
接着加入5摩尔/升的氢氧化钠水溶液,将pH调整为10,将35质量份氯化镁溶解在35质量份离子交换水中得到的30℃的水溶液,经10分钟加入到搅拌状态下的反应体系中。添加完毕后放置3分钟,然后开始升温,经60分钟将反应体系升温至90℃而进行凝集。利用“Multisizer3”观察了通过凝集形成的粒子的大小。
当体积基准的中值粒径(D50)为3.1μm时,加入260质量份“树脂微粒B”(固体成分换算),使继续进行凝集,当体积基准的中值粒径(D50)为6.5μm时,再加入20%的氯化钠水溶液750质量份,停止凝集。
在加入20%的氯化钠水溶液之后,将液温调整为98℃,继续搅拌,利用流动式粒子图像分析装置“FPIA-2100”观察粒子的平均圆形度,并进行凝集了的树脂微粒的熔融粘结。当平均圆形度为0.965时,将液温冷却至30℃,然后加入盐酸调整pH为4.0,停止搅拌。
(洗涤、干燥工序)
将凝集、熔融粘结工序中生成的粒子在筐型离心分离机“MARKIII型号60×40(松本机械(株)制造)”中进行固液分离,形成了粒子的湿式滤饼。在上述筐型离心分离机中,利用45℃的离子交换水洗涤上述湿式滤饼,直至滤液的导电度为5μS/cm,然后移到“快速喷射干燥器(SEISIN(セイシン)企业制造)”中进行干燥,直至水分为0.5质量%,由此制造着色粒子1。
而且,从利用扫描电子显微镜(SEM)对着色粒子1以2000倍率拍摄的照片中,随机选择128个粒子作为样品,测定它们的形状,第二短轴相对于第一短轴的长度之比为1.1~1.6的粒子,以个数基准计为46.9%。
(2)着色粒子2的制造
(树脂微粒A2的制造)
往安装了搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入装置的反应容器中,加入8质量份十二烷基硫酸钠和3000质量份离子交换水,在氮气流下以230rpm的搅拌速度进行搅拌的同时,使内部温度升至80℃。升温结束后,加入溶解10质量份过硫酸钾的200质量份离子交换水而得到的聚合引发剂溶液,并将温度调节为80℃。
接着,将含有如下所述化合物的聚合性单体混合液,经1个小时滴加到反应器中,然后在80℃下加热、搅拌两个小时,由此聚合而制备了树脂微粒。将其作为“树脂微粒(1H2)”。
苯乙烯 495质量份
丙烯酸正丁酯 235质量份
甲基丙烯酸 68质量份
3-巯基丙酸正辛酯 16质量份
往安装了搅拌装置、温度传感器、冷却管、氮气导入装置的反应容器中,加入在800质量份离子交换水中溶解7质量份聚氧化乙烯(2)十二烷基醚硫酸钠而得到的溶液。将反应容器加热至98℃,然后,直接加入260质量份上述“树脂微粒(1H)”和含有如下所示的化合物的聚合性单体混合液,通过具有循环路径的机械式分散机“CLEARMIX”(m-technique(株)制),混合分散一小时,制成了含有乳化粒子(油滴)的分散液。
苯乙烯 250质量份
丙烯酸正丁酯 115质量份
3-巯基丙酸正辛酯 1.5质量份
聚乙烯蜡(熔点81℃) 190质量份
接着,在上述分散液中加入在200质量份离子交换水中溶解6质量份过硫酸钾而得到的聚合引发剂溶液,在82℃温度下加热、搅拌一小时,进行聚合而制备了树脂微粒。将其作为“树脂微粒(1HM2)”。
进一步加入在400质量份离子交换水中溶解11质量份过硫酸钾而得到的聚合引发剂溶液,在83℃的温度下经一小时滴加含有如下所述化合物的聚合性单体溶液。在滴定结束之后,加热搅拌两个小时进行聚合,然后,冷却至28℃制得树脂微粒。将其作为“树脂微粒A2”。所制得的“树脂微粒A2”的玻璃化转变温度为40℃。
苯乙烯 435质量份
丙烯酸正丁酯 130质量份
甲基丙烯酸 33质量份
3-巯基丙酸正辛酯 8质量份
关于以下的操作,使用在制造“着色粒子1”时使用的“树脂微粒B”和“着色剂分散液”,除此之外是按照“着色粒子1”的制备方法相同的方法制备“着色粒子2”。
随之,所有的着色粒子中未检测到Si、Ti元素的信号。而且,从利用扫描电子显微镜(SEM)对着色粒子2以2000倍率拍摄的照片中,随机选择128个粒子作为样品,测定它们的形状,第二短轴相对于第一短轴的长度之比为1.1~1.6的粒子,以个数基准计为6.3%。
(外添加处理工序)
100份如上所述制造的“着色粒子1”和“着色粒子2”中,按照下述表1加入外添加剂(二氧化硅粒子、氧化钛、复合金属氧化物粒子)。
用“10L亨舍尔混合机”(三井三池加工公司制造),以40m/sec、25℃的条件,混合25分钟,搅拌结束后,利用45μm目的筛子除去粗大粒子,并利用“着色粒子1”制备了“调色剂1-1~1-8”,利用“着色粒子2”制备了“调色剂2-1~2-8”。并且,“调色剂1-1~1-8”的玻璃化转变温度(Tg)都为32℃,“调色剂2-1~2-8”的玻璃化转变温度(Tg)都为42℃。
此外,“调色剂1-1~1-8”中,第二短轴长度相对于第一短轴的长度之比为1.1~1.6的粒子,以个数为基准计,其比率与着色剂粒子1的情况相同。同样的,“调色剂2-1~2-8”中,第二短轴长度相对于第一短轴的长度之比为1.1~1.6的粒子,以个数为基准计,其比率与着色剂粒子2的情况相同。
(参考特开2004-109603)
[调色剂的输送性指数]
通过以下方法,测定所制得的各个调色剂的输送性指数。其结果示于表1中。
(输送性指数的测定)
在图8所示的结构的送料器的球内,放入1g调色剂,在120rps的频率、80V电压的条件下驱动了驱动源,分别测定上述驱动源的驱动开始起直至到达托盘中的调色剂的量为300mg和750mg时的时间,通过以上所述的通式(1)计算上述调色剂的输送性指数。
在表1中记载“调色剂1-1~1-8”、“调色剂2-1~2-8”的外添加剂的组分和添加后通过荧光线X射线分析得到的钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)。
[表1]
()内为数均一次粒径
外添加量的数字表示添加到100部“着色剂1”与“着色剂2”的外添加剂量。
在表1中记载的二氧化硅A是通过干式法制造得到,并使用辛基甲氧基硅烷进行表面处理的一次粒径为10nm的二氧化硅微粒。此外,二氧化硅B同样是通过干式法制备得到,并用1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氨烷进行了疏水处理的一次粒径为12nm的二氧化硅微粒。此外,二氧化硅C同样是通过干式法制备得到,并用1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氨烷进行了疏水处理的一次粒径为15nm的二氧化硅微粒。二氧化硅D同样是通过干式法制备得到,并用1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氨烷进行了疏水处理的一次粒径为30nm的二氧化硅微粒。另一方面,氧化钛是一次粒径为20nm的锐钛矿型二氧化钛微粒。复合金属氧化物是钛与硅的复合金属氧化物微粒,是以无定形二氧化硅为核,在上述核的表面上具有结晶的钛氧化物的结构,并使用六甲基二硅烷化合物进行了疏水化处理,且通过荧光射线X射线分析得到的钛相对于硅的X射线强度比(Ti/Si)为2.87。
[关于调色剂瓶(调色剂与调色剂容器的组合)的评价]
使用通过调色剂与调色剂容器按表2所示组合而得到的调色剂瓶,通过具有如图6所示结构的图像形成装置,对调色剂瓶No.1-1~1-10以及No.2-1~2-10的特性进行评价。
(评价方法)
是否存在调色剂颗粒
在各个调色剂容器中填充调色剂,在40℃、95%RH下保管1000小时。
选择图像率高达85%的图像图案,在频繁更换调色剂的模式下连续复印了200张A4的时候,采集从调色剂容器供给到显影器的调色剂分量的调色剂。用肉眼和50倍的放大镜判断其中是否混入有调色剂颗粒。
◎:完全没有混入调色剂颗粒(良好)
○:用放大镜观察,发现些许的调色剂颗粒(在实际应用中不存在问题)
×:用肉眼就能观察到调色剂颗粒(在实际应用中存在问题)
调色剂浓度不均
使用在上述的各个调色剂容器中填充并保管的调色剂,将白地部与浓度为0.80左右的实地(ベタ)图像各占一半的图像形成在A4纸上,在连印5000张之后观察了图像。
◎:完全没有可以认为是由调色剂颗粒导致的斑点、浓度不均(良好)
○:在浓度图像中,发现一些可以认为是由调色剂颗粒导致的斑点(在实际应用中不存在问题)
×:在没有图像的部分,也发现了可以认为是由调色剂颗粒导致的斑点(在实际应用中存在问题)
高消耗模式下的灰雾
模糊程度是通过以下方法测定得到的,选择图像率高达85%的图像图案,在调色剂更换频繁的模式下,连续打印200张,测定第200张的非图像部的浓度,即测定灰雾并进行评价。
测定未印字的打印用纸(白纸)的20个位置的绝对图像浓度,取其平均值作为白纸浓度,接着,对进行了空白图像形成的评价用纸的空白部分,同样测定20个位置的绝对图像浓度,从其平均浓度减去上述白纸浓度而得到的值作为灰雾并进行评价。测定是使用“RD-918”(麦克佩斯反射浓度计)进行。
评价标准
◎:灰雾浓度为0.005以下,良好
○:灰雾浓度为0.01以下,在实际应用中不存在问题
×:灰雾浓度大于0.01,在实际应用中存在问题
半色调图像均质性(半色调浓度不均)
利用半色调图像(浓度:0.40附近)的浓度差(最大浓度-最小浓度)来判断半色调浓度不均。
◎:浓度差为0.05以下,良好
○:浓度差大于0.05小于0.1(在实际应用中不存在问题)
×:浓度差为0.1以上(在实际应用中存在问题)
[表2]
“-”是不能测定
通过将调色剂的Ti/Si之比、输送性指数(以及调色剂粒子的形状)控制在本发明的范围,即便是连续形成实地图像的情况下,也没有浓度的降低,调色剂的更换,10即消耗激烈且显影器内的搅拌时间不均的模式下,也不发生灰雾。进而,在维持了调色剂的高转印性状态下,输送至图像形成装置,因为可以控制在图像形成装置内的转印性的降低,故可将半色调的浓度不均控制到最低限度。
参考表2的结果,属于本发明的物质,其任意特性在实际应用中都不存在问题,属于本发明之外的物质,至少一种特性上存在问题。
Claims (13)
1.一种调色剂瓶,其是在圆筒状调色剂容器中填充了下述调色剂的调色剂瓶,所述调色剂容器具有能与图像形成装置嵌合的旋转轴,并在一端具有排出口,所述调色剂至少含有树脂、着色剂和外添加剂,该调色剂的输送性指数为2.0~10.0mg/sec.,且通过荧光X射线分析法测定的钛与硅的X射线强度比(Ti/Si)为1.0~3.0,其中,所述调色剂容器的容器内壁上具有突起的间断设置的多个调色剂输送部,所述调色剂输送部能够随着该调色剂容器的旋转,将所述调色剂输送到所述排出口方向。
2.权利要求1所述的调色剂瓶,其中,调色剂的玻璃化转变温度(Tg)为16~60℃。
3.权利要求1所述的调色剂瓶,其中,含有二氧化硅粒子和氧化钛粒子作为所述外添加剂。
4.权利要求3所述的调色剂瓶,其中,所述二氧化硅粒子和氧化钛粒子的一次粒径为5nm~2000nm。
5.权利要求3所述的调色剂瓶,其中,所述二氧化硅粒子和氧化钛粒子的一次粒径为20nm~500nm。
6.权利要求3所述的调色剂瓶,其中,根据BET法测定的所述二氧化硅粒子和氧化钛粒子的比表面积为20~500m2/g。
7.权利要求3所述的调色剂瓶,其中,对所述二氧化硅粒子和氧化钛粒子进行表面处理而提高疏水性。
8.权利要求1所述的调色剂瓶,其中,含有包含二氧化硅和钛的复合金属氧化物粒子作为所述外添加剂。
9.权利要求8所述的调色剂瓶,其中,所述复合金属氧化物粒子的数均一次粒径为35nm~500nm。
10.权利要求8所述的调色剂瓶,其中,所述复合金属氧化物粒子的数均一次粒径为40nm~300nm。
11.权利要求1所述的调色剂瓶,其中,形成所述调色剂的调色剂粒子具有如下形状:
1)用两根平行线在A1点、A2点以接触的方式夹持作为各调色剂粒子的至少一个投影面轮廓的闭合曲线,以线段A1、A2的长度达到的最大长度为该调色剂粒子的长轴,
2)线段A1、A2的中点为B,而通过上述B点的线段A1、A2的垂直二等分线与作为调色剂粒子轮廓的闭合曲线的交点分别为B1、B2时,线段B1、B2为该调色剂粒子的第一短轴,
3)线段A1、B的中点为C1时,通过C1的线段A1、B的垂直二等分线与作为调色剂粒子轮廓的闭合曲线的交点分别为C11、C12,
4)线段A2、B的中点为C2时,通过C2的线段A2、B的垂直二等分线与作为调色剂粒子轮廓的闭合曲线的交点分别为C21、C22,
5)线段C11、C12以及线段C21、C22中的长者为该调色剂粒子的第二短轴,
6)以个数为基准计,第二短轴相对于第一短轴的长度之比为1.1~1.6的调色剂粒子是5~50%。
12.权利要求1所述的调色剂瓶,其中,在展开上述调色剂容器的侧面时,与旋转轴平行的展开面上的线与输送突起部的长度方向的夹角为20~80°。
13.权利要求1所述的调色剂瓶,其中,所述调色剂容器的输送突起部在长度方向为曲线。
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