CN101482709A - 调色剂及其制造方法、显影剂、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置 - Google Patents

调色剂及其制造方法、显影剂、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种调色剂及其制造方法、显影剂、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置。本发明的调色剂,将表示具有粒径D75V以下粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数SF-2设为(a),将具有粒径D25V以上粒径的调色剂粒子的上述形状系数SF-2设为(b),其中粒径D75V是指体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为75%,粒径D25V体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为25%,此时,(b)/(a)为0.90以上1.02以下,(a)为140以上150以下,且调色剂粒子的上述形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140。

Description

调色剂及其制造方法、显影剂、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置
技术领域
本发明涉及到一种调色剂及该调色剂的制造方法、显影剂、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置。
背景技术
使潜影显影的调色剂用于各种图像形成处理中,作为其一例公知用于电子照相方式的图像形成处理。
电子照相方式的图像形成装置,以往作为复印机得到普及,最近作为由计算机制作的计算机图像的输出装置也具有优异的适应性,因此伴随计算机的普及,也被广泛用于打印机、传真装置等中。电子照相方式的图像形成装置是指例如执行以下工序而在记录介质上形成所需的图像的装置:带电工序,使感光鼓表面的感光层均匀带电;曝光工序,向处于带电状态的感光鼓表面投射原稿图像的信号光,形成静电潜影;显影工序,向感光鼓表面的静电潜影供给电子照相用调色剂(以下简称为调色剂),使其可视图像化;转印工序,将感光鼓表面的可视图像转印到纸张、OHP胶片等记录介质上;定影工序,通过加热、加压等使可视图像定影到记录介质上;以及清洁工序,通过清洁刮板将可视图像转印后残留在感光鼓表面的调色剂等除去而使其清洁化。有时可视图像向记录介质的转印经由中间转印介质进行。
而通过与计算机相关的各种技术的进一步提高,例如伴随计算机图像的高精细化进展,要求在电子照相方式的图像形成装置中也可正确、鲜明的重现计算机图像中的细微的形状、微妙的色相变化等,形成可与计算机图像匹敌的高精细图像。为对应这一要求,例如为了实现调色剂的小粒径化,制造对图像的高精细化有效的粒径5μm左右的调色剂,而进行了各种研究。
这种小粒径调色剂虽然对高精细图像的形成有用,但由于含有较多微粉,因此具有转印效率低的缺点。小粒径调色剂与例如粒径大于5μm的调色剂相比,带电性高且比表面积大,因此对感光鼓及中间转印介质的附着力强。因此,小粒径调色剂的转印效率差,难以转印到记录介质上,所以使用小粒径调色剂时,会产生可视图像转印到记录介质后残留在感光鼓及中间转印介质上的调色剂的量增大的问题。
鉴于这种问题,提出了通过使调色剂球形化来减少感光鼓及中间转印介质和调色剂的接触面积从而提高调色剂的转印效率的方案(例如参照JP特性第3253228号公报及JP特开2005-257976号公报)。
在JP特性第3253228号公报中公开了:通过使表示调色剂粒子的圆形程度的形状系数SF-1为111~160,表示调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数SF-2为110~140,SF-2/SF-1为1以下,脱模剂的含量为5~40%,能够以高转印率从感光体及中间转印体转印调色剂粒子,获得不产生调色剂熔融及镀膜的调色剂。
在JP特开2005-257976号公报中公开了:通过使调色剂粒子的圆形度为0.95以上,形状系数SF-2为120~150,电阻为5×107~3×1011Ω·cm,可以获得能够兼顾转印性改善(降低转印残留调色剂)、不产生转印飞散(防止产生异常图像)和良好的清洁性、形成高精细图像的调色剂。
构成调色剂的调色剂粒子为在表面具有凹凸的所谓不定形时,虽然容易挂在清洁刮板上,清洁性良好,但是向记录介质的转印性差,因此无法稳定地形成高精细图像。调色剂粒子接近正球形时,虽然转印性提高,但难以挂在清洁刮板上,清洁性降低。因此在使调色剂球形化的技术中,需要设计能以高水准兼备转印性和清洁性且与图像高精细化对应的调色剂。
JP特性第3253228号公报及JP特开2005-257976号公报中公开的调色剂,通过将表示所有调色剂粒子的圆形程度及表面凹凸程度的形状系数的平均值控制在一定范围内,而将所有调色剂粒子的平均形状控制在一定范围内,进而规定脱模剂的含量或调色剂的电阻值,从而实现清洁性和转印性的高水准的兼顾。
但是调色剂粒子的性状根据粒径的大小不同而不同,平均规定所有调色剂粒子的形状时,粒径越小的调色剂粒子,清洁性越差。此外,调色剂粒子表面凹凸程度越大,清洁性越好,但定影性不好。调色剂粒子表面凹凸程度越大,调色剂粒子间的空隙越大,因此调色剂粒子间的导热性降低,从而产生反作用。即,调色剂粒子间的导热性降低,定影所需的温度变高。粒径越大的调色剂粒子,上述表面凹凸程度对导热性的影响就越大。
此外,因调色剂飞散到感光鼓等图像承载体的应为白底的部分而产生的所谓飞散,可以通过控制调色剂的形状来防止或抑制,但粒径大的调色剂粒子飞散时会更加显眼,因此防止粒径大的调色剂粒子的飞散比较重要。
从而,尽管在调色剂特性中调色剂粒子的粒径和形状双方的平衡非常重要,但在JP特性第3253228号公报及JP特开2005-257976号公报所公开的技术中,没有考虑调色剂粒子的粒径的影响。
发明内容
本发明鉴于以上问题而产生,其目的在于提供一种具有良好的清洁性及定影性、并且能够抑制飞散的产生、可以形成没有模糊的高画质图像的调色剂、调色剂的制造方法、显影剂、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置。
本发明的调色剂,包括至少含有粘合树脂及着色剂的多个调色剂粒子,其特征在于,
将表示具有粒径D75V以下粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数SF-2设为(a),将具有粒径D25V以上粒径的调色剂粒子的上述形状系数SF-2设为(b),其中粒径D75V是指体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为75%,粒径D25V体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为25%,此时,(a)及(b)满足下述公式(1)及(2),且调色剂粒子的上述形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140:
0.90≤(b)/(a)≤1.02  …(1)
140≤(a)≤150  …(2)。
根据本发明,调色剂包括至少含有粘合树脂及着色剂的多个调色剂粒子。将表示具有粒径D75V以下粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数(以下有时称为凹凸形状系数)SF-2设为(a),将具有粒径D25V以上粒径的调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2设为(b),其中粒径D75V是指体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为75%(以下有时称为75%粒径),粒径D25V体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为25%(以下有时称为25%粒径),此时,(a)及(b)满足公式(1)及(2),且调色剂粒子的上述形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140。
(a)表示具有75%粒径D75V以下粒径的调色剂粒子即小粒径调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2,(b)表示具有25%粒径D25V以上粒径的调色剂粒子、即大粒径调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2。(a)及(b)不满足公式(1),(b)/(a)小于0.9时,与小粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度相比,大粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度过小,因此在调色剂粒子间物理附着力及带电能力的平衡崩溃,调色剂中仅特定粒径的调色剂粒子选择性地用于显影,产生所谓选择现象。此外(b)/(a)超过1.02时,即使(a)满足公式(2),由于(b)的值过大,大粒径的调色剂粒子的表面凹凸过多,因此调色剂粒子表面的带电量分布变得不均,产生调色剂附着到应为记录介质的白底部的部分的所谓飞散。大粒径的调色剂粒子比小粒径的调色剂粒子大,因此产生飞散时非常显眼。
如上所述通过使(b)/(a)满足公式(1),可以防止与小粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度相比大粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度变得过小,因此可以保持调色剂粒子间的物理附着力及带电能力的平衡,防止选择现象的发生。此外,可以防止(b)的值过大,防止大粒径的调色剂粒子的表面凹凸过多,因此可以抑制调色剂粒子表面的带电量分布的不均,抑制飞散的发生。此外在定影过程中,调色剂粒子在纸面上层叠时,调色剂粒子的表面凹凸越少,调色剂粒子间的空隙越小,因此导热性优异,对低温定影有效。用形状相同粒径不同的粒子进行比较时,粒径大的粒子的调色剂粒子间的空隙较大,因此低温定影的效果显著呈现。因此如上所述使(b)/(a)满足公式(1),防止(b)的值过大,从而可以防止大粒径调色剂粒子的凹凸过多,减小调色剂粒子间的空隙,因此可以实现导热性优异、低温定影性优异的调色剂。
此外调色剂粒子随着粒径减小,清洁性下降,但清洁性的下降可以通过增多调色剂粒子的表面凹凸来避免。当(a)不满足公式(2),(a)小于140时,小粒径调色剂粒子的表面凹凸过少,因此无法获得充分的清洁性。通过使(a)为140以上,可以增多小粒径调色剂粒子的表面凹凸,在调色剂粒子整体上获得良好的清洁性。然而,当(a)超过150时,小粒径调色剂粒子的表面凹凸过多,因此转印效率下降。如上所述通过使(a)满足公式(2),可以使小粒径调色剂粒子的表面凹凸程度适合,实现良好的清洁性及转印性。
凹凸形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值为140以下时,如果图像形成张数少则清洁性还没有问题,但如果图像形成张数变多、例如超过50000张时,开始产生清洁不良。如上所述通过使凹凸形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140,可以抑制伴随图像形成张数增加引起的清洁不良的产生。
综上所述,根据本发明的调色剂,可以稳定地形成高画质的图像。
此外在本发明中,优选的是,表示调色剂粒子的圆形程度的形状系数SF-1的所有调色剂粒子下的平均值为150以上160以下。
根据本发明,表示调色剂粒子的圆形程度的形状系数(以下有时称为圆形形状系数)SF-1的所有调色剂粒子下的平均值为150以上160以下。圆形形状系数SF-1的所有调色剂粒子的平均值小于150时可能无法获得充分的清洁性,而大于160时可能无法获得充分的转印效率。如上所述通过使圆形形状系数SF-1为150以上160以下,可以不损清洁性,且获得良好的流动性、转印效率。
此外在本发明中,优选的是,所有调色剂粒子下的体积平均粒径为4μm以上8μm以下。
根据本发明,所有调色剂粒子下的体积平均粒径为4μm以上8μm以下。所有调色剂粒子的体积平均粒径小于4μm时,容易产生调色剂的飞散及图像模糊,且产生清洁不良。而所有调色剂粒子的体积平均粒径大于8μm时,无法形成高精细的图像。如上所述通过使所有调色剂粒子的体积平均粒径为4μm以上8μm以下,可以抑制调色剂的飞散及图像模糊的产生,且可以防止清洁不良的产生。此外可以形成高精细的图像。
此外在本发明中,优选的是,各个调色剂粒子含有脱模剂,脱模剂的含有率为调色剂总量的3重量%以上10重量%以下。
根据本发明,各个调色剂粒子含有脱模剂,脱模剂的含有率为调色剂总量的3重量%以上10重量%以下。脱模剂的含有率小于3重量%时,将调色剂定影到记录介质上时无法获得良好的脱模性。此外脱模剂的含有率超过10重量%时,调色剂的流动性变差,且无法获得良好的定影强度。此外可能会产生调色剂粒子之间的熔融、以及调色剂在图像承载体等上的镀膜。如上所述通过使脱模剂的含有率为调色剂总量的3重量%以上10重量%以下,在定影时调色剂可以呈现良好的脱模性。此外可以防止调色剂流动性的下降、调色剂粒子之间的熔融、及调色剂在图像承载体上的镀膜。
此外,本发明的调色剂的制造方法,用于制造本发明的调色剂,其特征在于,包括以下工序:
熔融混炼工序,将至少含有粘合树脂及着色剂的调色剂原料,在粘合树脂熔融的状态下混炼,生成混炼物;
粉碎工序,将在熔融混炼工序中生成的混炼物的固化物粉碎,获得由多个调色剂粒子构成的第一粉碎物、和由多个调色剂粒子构成且调色剂粒子的体积平均粒径大于第一粉碎物的第二粉碎物;
第一分级工序,对在粉碎工序中得到的第一粉碎物分级,获得第一调色剂粒子组;
球形化工序,将构成在粉碎工序中得到的第二粉碎物的调色剂粒子球形化;
第二分级工序,对调色剂粒子球形化后的第二粉碎物分级,得到体积平均粒径大于第一调色剂粒子组的第二调色剂粒子组;和
混合工序,将在第一分级工序中得到的第一调色剂粒子组和在第二分级工序中得到的第二调色剂粒子组混合。
根据本发明,在熔融混炼工序中,将至少含有粘合树脂及着色剂的调色剂原料,在粘合树脂熔融的状态下混炼,生成混炼物。在粉碎工序中,将生成的混炼物的固化物粉碎,获得第一粉碎物、和调色剂粒子的体积平均粒径大于第一粉碎物的第二粉碎物。在第一分级工序中,对在粉碎工序中得到的第一粉碎物分级,获得第一调色剂粒子组。在球形化工序中对在粉碎工序中得到的第二粉碎物将调色剂粒子球形化后,在第二分级工序中分级,得到体积平均粒径大于第一调色剂粒子组的第二调色剂粒子组。在混合工序中,将这样得到的第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组混合,获得本发明的调色剂。由此,可以制造大粒径调色剂粒子及小粒径调色剂粒子分别被控制为适当形状的上述本发明的调色剂。
在本发明中优选的是,在球形化工序中,对构成第二粉碎物的调色剂粒子施加机械性冲击力,将调色剂粒子球形化。
根据本发明,通过施加机械性冲击力将构成第二粉碎物的调色剂粒子球形化。由此,可以使构成第二粉碎物的调色剂粒子在表面适度地具有凹凸的同时球形化,因此可以更容易地获得上述本实施方式的调色剂。此外,调色剂原料含有脱模剂的情况下,通过加热来进行球形化时,会因脱模剂的渗出导致调色剂的流动性下降,产生调色剂粒子之间的熔融以及调色剂在图像承载体等上的镀膜。如上所述,通过施加机械性冲击力进行球形化,可以防止脱模剂的渗出,因此可以防止调色剂的流动性的下降、调色剂粒子之间的熔融及调色剂在图像承载体等上的镀膜的产生。
此外本发明的显影剂,其特征在于,含有上述本发明的调色剂。
根据本发明,通过含有上述优异的本发明的调色剂来构成显影剂。本发明的调色剂中,各个调色剂粒子适当地带电,因此可以防止记录介质的白底部产生灰雾,且防止选择现象及飞散的产生。此外本发明的调色剂的清洁性及转印性优异。因此,通过使用本发明的显影剂,可以形成高画质的图像。
此外本发明的双成分显影剂,其特征在于,含有上述本发明的调色剂和载体。
根据本发明,双成分显影剂含有上述优异的本发明的调色剂和载体。本发明的调色剂通过载体,各个调色剂粒子适当地带电,因此可以防止记录介质的白底部产生灰雾,且防止选择现象及飞散的产生。因此,可以形成高画质的图像。
此外本发明的显影装置,其特征在于,利用上述本发明的显影剂或双成分显影剂将形成于图像承载体上的潜影显影,形成调色剂图像。
根据本发明,显影装置利用上述优异的本发明的显影剂,将形成于图像承载体上的潜影显影,形成调色剂图像。从而可以防止图像承载体上应为白底部的部分的灰雾,可以形成高画质的调色剂图像。
此外本发明的图像形成装置,其特征在于,包括:形成潜影的图像承载体;用于在图像承载体上形成潜影的潜影形成部;和上述本发明的显影装置。
根据本发明,通过潜影形成部在图像承载体上形成潜影,并通过上述优异的本发明的显影装置显影,形成调色剂图像。从而可以形成记录介质的白底部无灰雾的高画质的图像。
本发明的目的、特色及优点通过以下详细说明及附图可得以明确。
附图说明
图1是表示本实施方式的调色剂制作方法的顺序一例的流程图。
图2是简化表示冲击式球形化装置的结构的截面图。
图3是表示设置在冲击式球形化装置上的分级转子的结构的透视图。
图4是简化表示另一个实施方式的冲击式球形化装置的主要部分的结构的截面图。
图5是具有本发明的一个实施方式的显影装置的图像形成装置的结构的简要构成图。
图6是表示本发明的一个实施方式的显影装置的结构的截面图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
本发明的一个实施方式的调色剂含有多个调色剂粒子,将表示具有粒径D75V以下粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数SF-2设为(a),将具有粒径D25V以上粒径的调色剂粒子的上述形状系数SF-2设为(b),其中粒径D75V是指体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为75%,粒径D25V体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为25%。此时,(a)及(b)满足下述公式(1)及(2),且使调色剂粒子的上述形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140。
0.90≤(b)/(a)≤1.02   …(1)
140≤(a)≤150    …(2)
在电子照相处理中,作为调色剂应满足的特性之一,包括转印处理中感光体上、转印带上的转印残留调色剂的清洁性。该清洁性受到调色剂粒子的形状及粒径的影响较大,调色剂粒子的形状越近似球形则清洁性越差,粒径越小清洁性越差。
此外在转印处理中,带电的调色剂在来自外部的电场的作用下,从一方转印到另一方,例如从感光体转印到记录介质。但此时,如果在调色剂粒子表面上存在带电分布的不均,则会出现无法正确地沿着电场的方向传递力、而偏离轨道附着到非图像部即应为白底部的部分上的调色剂。附着在该非图像部的调色剂成为飞散的调色剂,导致图像劣化。调色剂粒子表面上的带电分布受到调色剂形状的影响较大,如果调色剂粒子表面存在较多凹凸,则在接触摩擦带电时调色剂粒子表面无法均等接触,会引起电荷集中,产生带电分布的不均。
此外作为调色剂的重要特性之一,包括在记录介质上的定影性。在定影处理中,调色剂通过来自定影辊、定影带等热介质的热量而熔融,并定影在记录介质上。在该定影处理中也与调色剂粒子的形状相关。调色剂粒子具有表面凹凸较多的形状时,调色剂粒子间、调色剂和记录介质之间空隙变大,定影时的导热性变差,从而低温定影性降低。这在调色剂层叠为2层、3层时或粒径较大的调色剂粒子中特别显著,如果调色剂粒子的形状中表面凹凸较少,调色剂粒子近似球形,则调色剂粒子间等的空隙变小,低温定影性优异。
这些调色剂粒子形状对调色剂特性的影响较大,且与折中性相关。在本实施方式的调色剂中,调色剂粒子的粒度分布中粒径为25%粒径D25V以上的大粒径调色剂粒子和粒径为75%粒径D75V以下的小粒径调色剂粒子,通过表示调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数SF-2满足上述公式(1)、(2),可以兼顾清洁性和转印性,并且减少粒径大的调色剂粒子的表面凹凸,因此低温定影性也良好。
具体地说,(a)及(b)不满足公式(1),(b)/(a)小于0.9时,与小粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度相比,大粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度过小,因此在调色剂粒子间物理附着力及带电能力的平衡崩溃,调色剂中仅特定粒径的调色剂粒子选择性地用于显影,产生所谓选择现象。此外(b)/(a)超过1.02时,即使(a)满足公式(2),由于(b)的值过大,大粒径的调色剂粒子的表面凹凸过多,因此调色剂粒子表面的带电量分布变得不均,产生调色剂附着到应为记录介质的白底部的部分的所谓飞散。大粒径的调色剂粒子比小粒径的调色剂粒子大,因此产生飞散时非常显眼。
如上所述通过使(b)/(a)满足公式(1),可以防止与小粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度相比大粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度变得过小,因此可以保持调色剂粒子间的物理附着力及带电能力的平衡,防止选择现象的发生。此外,可以防止(b)的值过大,防止大粒径的调色剂粒子的表面凹凸过多,因此可以抑制调色剂粒子表面的带电量分布的不均,抑制飞散的发生。此外在定影过程中,调色剂粒子在纸面上层叠时,调色剂粒子的表面凹凸越少,调色剂粒子间的空隙越小,因此导热性优异,对低温定影有效。用形状相同粒径不同的粒子进行比较时,粒径大的粒子的调色剂粒子间的空隙较大,因此低温定影的效果显著呈现。因此如上所述使(b)/(a)满足公式(1),防止(b)的值过大,从而可以防止大粒径调色剂粒子的凹凸过多,减小调色剂粒子间的空隙,因此可以实现导热性优异、低温定影性优异的调色剂。
此外调色剂粒子随着粒径减小,清洁性下降,但清洁性的下降可以通过增多调色剂粒子的表面凹凸来避免。当(a)不满足公式(2),(a)小于140时,小粒径调色剂粒子的表面凹凸过少,因此无法获得充分的清洁性。通过使(a)为140以上,可以增多小粒径调色剂粒子的表面凹凸,在调色剂粒子整体上获得良好的清洁性。然而,当(a)超过150时,小粒径调色剂粒子的表面凹凸过多,因此转印效率下降。如上所述通过使(a)满足公式(2),可以使小粒径调色剂粒子的表面凹凸程度适合,实现良好的清洁性及转印性。
凹凸形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值为140以下时,如果图像形成张数少则清洁性还没有问题,但如果图像形成张数变多、例如超过50000张时,开始产生清洁不良。如上所述通过使凹凸形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140,可以抑制伴随图像形成张数增加引起的清洁不良的产生。
综上,根据本实施方式的调色剂可以稳定地形成高画质的图像。
(b)/(a)优选为0.96以上1.02以下。通过使(b)/(a)为0.96以上1.02以下,可以使小粒径调色剂粒子的表面凹凸程度和大粒径调色剂粒子的表面凹凸程度同等,因此可以更切实地确保调色剂粒子间的物理附着力及带电能力的平衡,更切实地防止选择现象的产生。
此外本实施方式的调色剂,表示调色剂粒子的圆形程度的形状系数的圆形形状系数SF-1为150以上160以下。圆形形状系数SF-1不限于此,但如本实施方式所示优选为150以上160以下。调色剂粒子越近似正球形,流动性越好,且无论附着力越低,因此转印效率提高。但相反,越近似正球形则清洁性越低。具体地说,圆形形状系数SF-1的所有调色剂粒子的平均值小于150时可能无法获得充分的清洁性,而大于160时可能无法获得充分的转印效率。如上所述通过使圆形形状系数SF-1为150以上160以下,可以不损清洁性,且获得良好的流动性、转印效率。
规定调色剂粒子的形状的调色剂粒子的圆形形状系数SF-1及凹凸形状系数SF-2是通过以下方法测定的值。
在100ml烧杯值添加2.0g调色剂、1ml烷基醚硫酸酯钠及50ml纯水并搅拌,调制出调色剂分散液。通过超声波均化器(株式会社日本精机制作所制造)以50μA的输出对该调色剂分散液处理5分钟,使之进一步分散。静置6小时并去除了上澄清液后,加入50ml纯水,用电磁搅拌器搅拌5分钟后,利用膜滤器(口径1μm)进行吸引过滤。用含硅胶的干燥器将膜滤器上的清洗物真空干燥约一晚,获得目的的调色剂。
在这样清洗了表面的调色剂粒子的表面上通过溅射蒸镀形成金属膜(Au膜,膜厚0.5μm)。用扫描型电子显微镜(商品名为S-570,株式会社日立制作所制造)以5kV的加速电压、1000倍的倍率,从上述金属膜被覆调色剂中随机抽取200~300个进行写真摄影。并用图像解析软件(商品名为A像くん,旭化成エンジニアリング株式会社制造)对该电子显微镜写真数据进行图像解析。图像解析软件“A像くん”的粒子解析参数如下:小图形除去面积:100像素;收缩分离:1次;小图形:1;次数:10;杂音除去过滤器:无;阴影:无;结果显示单位:μm。根据这样获得的粒子的最大长度MXLNG、周长PERI、图形面积AREA,通过下述公式(A)、(B)获得形状系数SF-1、SF-2。
SF-1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)     …(A)
SF-2={(PERI)2/AREA}×(100π/4)      …(B)
形状系数SF-1是上述公式(A)表示的值,表示调色剂粒子的形状的圆形程度。SF-1的值为100时调色剂粒子的形状为正球形,SF-1的值越大则越向不定形变化。此外,形状系数SF-2是上述公式(B)表示的值,表示调色剂粒子的表面形状的凹凸程度。SF-2的值为100时调色剂粒子表面不存在凹凸,SF-2的值越大则凹凸越显著。以下有时将(a)所示的具有75%粒径D75V以下的粒径的调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2成为“SF-2(a)”,将(b)所示的具有25%粒径D25V以上的粒径的调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2成为“SF-2(b)”。
具有75%粒径D75V以下的粒径的调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2(a)及具有25%粒径D25V以上的粒径的调色剂粒子的凹凸形状系数SF-2(b)如下测定。通过粒度分布测定装置例如ベツクマン·コ—ルタ—株式会社制造的Multisizer III(商品名)测定最终获得的调色剂的粒度分布,根据其结果求出75%粒径D75V及25%粒径D25V的值。并且另外进行调色剂的凹凸形状系数的测定,得到各个粒子的粒径和凹凸形状系数的关系,根据其结果,对75%粒径D75V以下的粒径的粒子及25%粒径D25V以上的粒径的粒子,分别平均求出凹凸形状系数。
本实施方式的调色剂,所有调色剂粒子的体积平均粒径为4μm以上8μm以下。所有调色剂粒子的体积平均粒径不限于此,但如本实施方式所示优选为4μm以上8μm以下。所有调色剂粒子的体积平均粒径小于4μm时,容易产生调色剂的飞散及图像模糊,且产生清洁不良。而所有调色剂粒子的体积平均粒径大于8μm时,无法形成高精细的图像。如上所述通过使所有调色剂粒子的体积平均粒径为4μm以上8μm以下,可以抑制调色剂的飞散及图像模糊的产生,且可以防止清洁不良的产生。此外可以形成高精细的图像。
所有调色剂粒子的体积平均粒径更优选为5μm以上7μm以下。通过使所有调色剂粒子的体积平均粒径为5μm以上7μm以下,可以更切实地抑制调色剂的飞散及图像模糊的产生,且更切实地防止清洁不良的产生。此外可形成更高精细的图像。
体积平均粒径、25%粒径D25V及75%粒径D75V通过ベツクマン·コ—ルタ—株式会社制造的粒度分布测定装置“Multisizer III”(商品名)来测定。粒径的测定条件如下所示。
孔径:100μm
测定粒子数:50000个
解析软件:コ—ルタ—マルチサイザ—アキュコンプ版本1.19(ベツクマン·コ—ルタ—株式会社制造)
电解液:ISOTON-II(ベツクマン·コ—ルタ—株式会社制造)
分散液:烷基醚硫酸酯钠
测定方法如下。
向烧杯中加入50ml电解液、20mg试样及1ml分散剂,在超声波分散器中进行3分钟分散处理,调整测定用试样,通过上述装置“Multisizer III”进行粒径测定,根据获得的测定结果求出试样粒子的体积粒度分布及个数粒度分布,并根据这些粒度分布求出体积平均粒径、25%粒径D25V及75%粒径D75V。在此,体积平均粒径是指体积的粒径分布(以下称为累计体积分布)中自大粒径侧开始的累计体积为50%的粒径D50V
构成本实施方式的调色剂的调色剂粒子至少含有粘合树脂及着色剂。在本实施方式中,调色剂粒子还含有脱模剂。调色剂粒子中含有的粘合树脂、着色剂及脱模剂等的具体例如下所述。
更具体地说,本实施方式的调色剂包括:由多个调色剂粒子构成的第一调色剂粒子组;和体积平均粒径大于第一调色剂粒子组、由进行了球形化处理的调色剂粒子构成的第二调色剂粒子组。
以下说明本实施方式的调色剂制造方法。图1是表示本实施方式的调色剂的制造方法的顺序一例的流程图。本实施方式的调色剂制造方法包括以下工序:前混合工序(步骤S1),至少混合粘合树脂、着色剂及脱模剂,制造混合物;熔融混炼工序(步骤S2),对混合物进行熔融混炼,制造熔融混炼物;粉碎工序(步骤S3),粉碎熔融混炼物的固化物,制造第一粉碎物、和体积平均粒径大于第一粉碎物的第二粉碎物;第一分级工序(步骤S4),将粉碎工序中得到的第一粉碎物分级,制作第一调色剂粒子组;球形化工序(步骤S5-(a)),对构成在粉碎工序中得到的第二粉碎物的调色剂粒子进行球形化处理;第二分级工序(步骤S5-(b)),将使调色剂粒子球形化后的第二粉碎物分级,制作体积平均粒径大于第一调色剂粒子组的第二调色剂粒子组;及混合工序(步骤S6),混合第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组。第一分级工序相当于调制第一调色剂粒子组的第一组调制工序(以下也称为第一调色剂粒子组制造工序),球形化工序及第二分级工序包含在步骤S5的调制第二调色剂粒子组的第二组调制工序(以下也称为第二调色剂粒子组调制工序)中。
以下详细说明步骤S1~步骤S6的各制造工序。在本实施方式中,在用于制作第一调色剂粒子组的步骤S4的第一组调制工序之后,进行用于制作第二调色剂粒子组的步骤S5的第二组调制工序,但也可以同时进行第一组调制工序和第二组调制工序,或在第二组调制工序之后进行第一组调制工序。通过从步骤S0进入步骤S1,开始本实施方式的调色剂的制造。
(前混合工序)
在步骤S1的前混合工序中,通过混合机干式混合至少含有粘合树脂、着色剂及脱模剂的调色剂原料,制造出混合物。
上述调色剂原料中除了粘合树脂、着色剂及脱模剂外,也可含有其他调色剂添加成分。作为其他调色剂添加成分,例如包括带电控制剂等。
作为干式混合使用的混合机,例如包括:亨舍尔混合机(商品名:FMミキサ,三井鉱山株式会社制造)、高速混合机(ス—パ—ミキサ—,商品名,株式会社カワタ制造)、机械研磨机(メカノミル,商品名,岡田精工株式会社制造)等亨舍尔型混合装置,オングミル(ONGU Mill,商品名,ホソカワミクロン株式会社制造)、ハイブリダイゼ—ションシステム(Hybridization System,商品名,株式会社奈良械制作所制造)、コスモシステム(Cosmo System,商品名,川崎重工业株式会社制造)等。
以下说明上述调色剂原料的各成分。
(a)粘合树脂
作为粘合树脂不限特别限定,可使用黑色调色剂或彩色调色剂用的粘合树脂,例如包括:聚酯类树脂,聚苯乙烯及苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂等苯乙烯类树脂,聚甲基丙烯酸酯等丙烯酸类树脂,聚乙烯等聚烯烃类树脂,聚氨酯、环氧树脂等。并且,也可使用向原料单体混合物中混合脱模剂、并聚合反应而获得的树脂。粘合树脂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。粘合树脂在上述树脂中特别优选含有聚酯树脂。聚酯树脂与丙烯酸树脂等其他树脂相比,耐久性及透明性优异,且软化点(Tm)低。因此,粘合树脂通过含有聚酯树脂,形成耐久性及显色性优异、且能够以较低的温度定影的低温定影性优异的调色剂。
粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限定,可在较大范围内适当选择,但考虑到获得的调色剂的定影性及保存稳定性等,优选为30℃以上80℃以下。当低于30℃时,保存稳定性会下降,因此易产生图像形成装置内部的调色剂的热凝聚,产生显影不良。并且,开始产生高温偏移现象的温度下降。“高温偏移现象”是指,用加热辊等定影部件加热及加压并将调色剂定影到记录介质时,因调色剂过热,使调色剂粒子凝聚力低于调色剂和定影部件的粘合力,调色剂层断裂,调色剂的一部分附着到定影部件上而被去除的现象。并且,当超过80℃时,定影性下降,存在产生定影不良的危险。
粘合树脂的软化温度(Tm)没有特别限定,可在较大范围内适当选择,但优选为150℃以下,进一步优选为60℃以上150℃以下。当小于60℃时,调色剂的保存稳定性下降,在图像制造装置内部易发生调色剂的热凝聚,无法将调色剂稳定地提供到潜影承载体,会发生显影不良。并且也会导致图像制造装置发生故障。当大于150℃时,在熔融混炼工序中,粘合树脂难于熔融,调色剂原料的混炼变得困难,混炼物中的着色剂、脱模剂及带电控制剂等的分散性会下降。并且,将调色剂定影到记录介质时,调色剂难于熔融或软化,因此调色剂到记录介质的稳定性下降,易发生定影不良。
(b)着色剂
作为着色剂例如包括:黄色调色剂用着色剂、品红色调色剂用着色剂、青色调色剂用着色剂、及黑色调色剂用着色剂等。
作为黄色调色剂用着色剂例如包括根据《染料索引》而分类的:C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄5、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等有机类颜料;黄色氧化铁、黄土等无机类颜料;C.I.酸性黄1等硝基类染料;C.I.溶剂黄2、C.I.溶剂黄6、C.I.溶剂黄14、C.I.溶剂黄15、C.I.溶剂黄19、C.I.溶剂黄21等油溶性染料。
作为品红色调色剂用着色剂例如包括根据《染料索引》而分类的:C.I.颜料红49、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红57、C.I.颜料红81、C.I.颜料红122、C.I.溶剂红19、C.I.溶剂红49、C.I.溶剂红52、C.I.碱性红10、C.I.分散红15等。
作为青色调色剂用着色剂例如包括根据《染料索引》而分类的:C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝16、C.I.溶剂蓝55、C.I.溶剂蓝70、C.I.直接蓝25、C.I.直接蓝86等。
作为黑色调色剂用着色剂例如包括:槽法炭黑、滚筒炭黑、盘法炭黑、炉法炭黑、油料炉黑、热炭黑以及乙炔黑等炭黑。从这些各种炭黑中,根据所需调色剂的设计特性,可以适当选择合适的炭黑。
除了这些颜料以外,还可使用红色颜料、绿色颜料等。着色剂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。并且,可使用二种以上同色系的,也可分别使用一种或二种以上异色系的。
着色剂优选作为母炼胶使用。着色剂的母炼胶例如可通过混炼合成树脂的熔融物和着色剂来制造。作为合成树脂,使用和调色剂的粘合树脂同种类的树脂或相对于调色剂的粘合树脂具有良好的相溶性的树脂。母炼胶中的着色剂的使用比例没有特别限定,但优选相对于100重量份合成树脂为30重量份以上100重量份以下,即相对于100重量%母炼胶为23重量%以上50重量%以下。母炼胶例如造粒成粒径约2mm以上约3mm以下来使用。
本实施方式的调色剂中的着色剂的含量没有特别限定,优选相对于100重量份粘合树脂为4重量份以上20重量份以下。使用母炼胶时,优选调整母炼胶的使用量,以使本发明中的着色剂的含量在上述范围内。通过在上述范围内使用着色剂,可形成具有充分图像浓度、显色性强、具有良好图像品位的图像。
(c)脱模剂
为了提高偏移防止效果而含有脱模剂。作为脱模剂例如包括:石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡,费托蜡及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍生物、低分子量聚丙烯蜡及其衍生物、聚烯烃类聚合物蜡及其衍生物等烃类合成蜡,巴西棕榈蜡及其衍生物、米糠蜡及其衍生物、小烛蜡及其衍生物、木蜡等植物类蜡,蜂蜡、鲸蜡等动物类蜡,脂肪酸酰胺、苯酚脂肪酸脂等油脂类合成蜡、长链羧酸及其衍生物、长链醇及其衍生物、有机硅类聚合物、高级脂肪酸等。并且,衍生物包括氧化物、乙烯基类单体与蜡的嵌段共聚物、乙烯基类单体与蜡的接枝改性物等。
脱模剂的使用量没有特别限定,可从较大范围内适当选择,但优选调色剂总量中脱模剂的含有率为3重量%以上10重量%以下,更优选4重量%以上8重量%以下。脱模剂的含有率小于3重量%时,将调色剂定影到记录介质上时无法获得良好的脱模性。此外脱模剂的含有率超过10重量%时,调色剂的流动性变差,且无法获得良好的定影强度。此外可能会产生调色剂粒子之间的熔融、以及调色剂在图像承载体等上的镀膜。
脱模剂的熔点优选为50℃以上150℃以下,进一步优选为120℃以下。当熔点小于50℃时,在显影装置内脱模剂熔融,调色剂粒子之间凝聚,会引起在感光体表面上的镀膜等不良,当熔点超过150℃时,将调色剂定影到记录介质时,脱模剂无法充分熔融,无法充分发挥耐高温偏移性的提高效果。其中,脱模剂的熔点是指与通过示差扫描热量测定(Differential Scanning Calorimetry,简称DSC)获得的DSC曲线的熔解相当的吸热峰值的温度。
(d)带电控制剂
上述调色剂原料中除了粘合树脂、着色剂、脱模剂外,还可以含有带电控制剂等其他调色剂添加成分。通过含有带电控制剂,可将调色剂的摩擦带电量控制在适当范围。作为带电控制剂可使用正电荷控制用或负电荷控制用的带电控制剂。作为正电荷控制用的带电控制剂例如包括:碱性染料、季铵盐、季鏻盐、氨基比林、嘧啶化合物、多芯聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲烷衍生物、胍盐、脒盐等。作为负电荷控制用的带电控制剂,例如包括石油炭黑、铁黑(スピロンブラツク)等油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、环烷酸金属盐、水杨酸及其衍生物的金属络合物和金属盐(金属为铬、锌、锆等)、硼化合物、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐、树脂酸皂等。带电控制剂可以单独使用1种,也可以根据需要同时使用2种以上。
(熔融混炼工序)
在步骤S2的熔融混炼工序中,将在步骤S1的前混合工序中制造的混合物熔融混炼,制造出熔融混炼物。加热到粘合树脂的软化温度以上且小于热分解温度的温度来进行熔融混炼。从而可以使粘合树脂熔融,并使着色剂、脱模剂及带电控制剂等粘合树脂以外的调色剂原料分散到粘合树脂中。作为熔融混炼时的具体的加热温度,例如优选为80℃以上200℃以下,进而优选100℃以上150℃以下。
熔融混炼可使用捏和机、双轴压出机、双辊滚轧机、三辊滚轧机、及ラボプラストミル(laboplast mill)等混练机,作为这种混炼机例如包括:TEM-100B(商品名,东芝机械株式会社制造)、PCM-65/87、PCM-30(以上均为商品名,株式会社池贝制造)等单轴或双轴压出机,ニ—ディツクス(Kneadics,商品名,三井矿山株式会社制造)等开口辊方式的混练机等。也可使用多个混炼机进行熔融混炼。
(粉碎工序)
在步骤S3的粉碎工序中,粉碎在步骤S2的熔融混炼工序中制造的熔融混炼物并制造出第一粉碎物及第二粉碎物。熔融混炼物例如通过冷却等固化后,首先通过锤磨机或切磨机等分别粉碎为例如具有约100μm以上约5mm以下的体积平均粒径的粗粉碎物。之后,获得的粗粉碎物进一步粉碎为所需体积平均粒径的第一粉碎物及第二粉碎物。粗粉碎物的粉碎例如可使用以下粉碎机:利用超音速喷气气流进行粉碎的喷气式粉碎机;在高速旋转的旋转件(转子)和固定件(衬垫)之间形成的空间内导入粗粉碎物并粉碎的冲击式粉碎机等。
(第一及第二分级工序)
在步骤S4的第一分级工序中,将在步骤S3的粉碎工序中制造的第一粉碎物分级,制作第一调色剂粒子组。步骤S5-(b)的第二分级工序与第一分级工序同样地进行。在后述的步骤S5-(a)的球形化工序中对通过步骤S3的粉碎工序制造的第二粉碎物进行球形化处理,对由此形成的物体在第二分级工序中进行分级,制作体积平均粒径大于第一调色剂粒子组的第二调色剂粒子组。
第一分级工序优选适当调整分级条件来进行,以使分级后获得的第一调色剂粒子组的体积平均粒径为5.5μm以上6.5μm以下。当第一调色剂粒子组的体积平均粒径小于5.5μm时,调色剂中的小粒径粒子的含量过多,因此清洁性下降。当超过6.5μm时,无法获得高精细的图像。并且调色剂粒子的比表面积减少,调色剂的带电量变少,从而调色剂无法稳定提供到潜影承载体,会因调色剂飞散引起机内污染。
第二分级工序优选适当调整分级条件来进行,以使分级后获得的第二调色剂粒子组的体积平均粒径为7.0μm以上8.0μm以下。当第二调色剂粒子组的体积平均粒径小于7.0μm时,调色剂中的小粒径粒子的含量过多,因此清洁性下降。当超过8.0μm时,无法获得高精细的图像。并且调色剂粒子的比表面积减少,调色剂的带电量变少,从而调色剂无法稳定提供到潜影承载体,会因调色剂飞散引起机内污染。
通过第一及第二调色剂粒子组的体积平均粒径满足上述范围,可以制造在混合工序后获得的调色剂的体积平均粒径为4μm以上8μm以下且能形成高画质图像的调色剂。体积平均粒径小于4μm时,调色剂中的小粒径粒子的含量过多,因此清洁性下降。当超过8μm时,无法获得高精细的图像。
上述应调整的分级条件是指,例如旋转式风力分级机中的分级转子的旋转速度等。
(球形化工序)
在步骤S5-(a)的球形化工序中,进行第二粉碎物的球形化处理。球形化处理可用公知的方法进行,例如包括通过热风进行球形化的方法、通过机械性冲击力进行球形化的方法等。作为球形化的方法,优选可以在适度地具有凹凸的同时进行球形化的利用机械性冲击力的方法。在利用热进行的球形化处理中,调色剂之间熔融,或调色剂中含有的脱模剂渗出到调色剂表面,从而调色剂的流动性变差。
通过机械性冲击力来球形化,可以使构成第二粉碎物的调色剂粒子在表面适度地具有凹凸的同时球形化,因此可以更容易地获得上述本实施方式的调色剂。此外,调色剂原料含有脱模剂的情况下,通过加热来进行球形化时,会因脱模剂的渗出导致调色剂的流动性下降,产生调色剂粒子之间的熔融以及调色剂在图像承载体等上的镀膜。如上所述,通过施加机械性冲击力进行球形化,可以防止脱模剂的渗出,因此可以防止调色剂的流动性的下降、调色剂粒子之间的熔融及调色剂在图像承载体等上的镀膜的产生。
以下说明通过机械性冲击力对粉碎物进行球形化处理的方法。图2是简化表示冲击式球形化装置31的结构的截面图。图3是表示冲击式球形化装置31中设置的分级转子35的构成的透视图。冲击式球形化装置31通过机械性冲击力使粉碎物球形化。冲击式球形化装置31包括:处理槽32、粉碎物投入部33、调色剂粒子排出部34、分级转子35、微粉排出部36、分散转子37、衬垫38、和分隔部件39。
处理槽32是大致圆筒状的处理容器。在处理槽32的内部,在上部设置分级转子35,在侧壁形成粉碎物投入部33的粉碎物投入口40、及调色剂粒子排出部34的调色剂粒子排出口41。并且,微粉排出部36的微粉排出口42,与处理槽32内设置的分级转子35相比,形成在上部的侧壁上。在处理槽32内的底部设有分散转子37及衬垫38。进一步在本实施方式中,在处理槽32的底面部32a形成使冷却空气流入的冷却气体流入口43。本实施方式的处理槽32的内径为20cm。
粉碎物投入部33包括粉碎物供给部44、输送管路45、和粉碎物投入口40。粉碎物供给部44包括未图示的存储容器、未图示的振动进料器、未图示的压缩空气导入喷嘴。存储容器是具有内部空间的容器状部件,在其内部空间暂时存储树脂组成物的粉碎物。并且,输送管路45的一端连接到存储容器的一个侧面或底面,从而使存储容器的内部空间和输送管路45的内部空间连通。振动进料器设置为可通过其振动使存储容器振动,将存储容器内的树脂组成物的粉碎物提供到输送管路45内。压缩空气导入喷嘴在输送管路45的和存储容器的连接部附近与输送管路45连接,将压缩空气提供到输送管路45内,促进输送管路45内的树脂组成物的粉碎物向粉碎物投入口40的流动。输送管路45是一端与存储容器连接、另一端与粉碎物投入口40连接设置的管状部件。输送管路45将由存储容器提供的树脂组成物的粉碎物及由压缩空气导入喷嘴提供的压缩空气的混合物,从粉碎物投入口40向处理槽32的内部喷出。
根据该粉碎物供给部44,首先从压缩空气导入喷嘴向输送管路45导入压缩空气,并且使存储容器内存储的粉碎物通过振动进料器而振动,从而从存储容器提供到输送管路。提供到输送管路的粉碎物由从压缩空气导入喷嘴导入的压缩空气压送,从与输送管路45的空气导入方向下游一侧连接的粉碎物投入口40导入到处理槽32内。
调色剂粒子排出部34包括调色剂粒子排出阀46、和调色剂粒子排出口41。调色剂粒子排出部34将作为在处理槽32内球形化后的粉碎物的调色剂粒子排出到处理槽32的外部。调色剂粒子排出阀46在经过了提前确定的处理时间后打开,通过调色剂粒子排出阀46被打开,从调色剂粒子排出口41排出作为在处理槽32内球形化后的粉碎物的调色剂粒子。
分级转子35是用于在从粉碎物投入部33投入的粉碎物中,例如排出粒径小于2μm的微粉的转子。分级转子35利用施加到粉碎物的离心力因粉碎物的重量而不同这一点,根据粒径对粉碎物进行分级。
在本实施方式中,分级转子35包括第一分级转子35b、和第二分级转子35a。第一分级转子35b设置在第二分级转子35a的下部,和第二分级转子35a在相同方向上旋转。这样一来,通过在第二分级转子35a的下部设置第一分级转子35b,即使在产生粉碎物凝聚的情况下,也可有效分散该凝聚的粉碎物,切实去除微粉。
在处理槽32内的分级转子35的上方形成微粉排出口42,排出由分级转子35分级的微粉。微粉排出部36包括该微粉排出口42、和微粉排出阀47,在粉碎物的球形化处理中,该微粉排出阀47打开。
在处理槽32内的下部,设有分散转子37及衬垫38。分散转子37由圆形板状部件和支撑轴构成。圆形板状部件由支撑轴轴支撑,使其圆形表面相对处理槽32的底面平行。在圆形板状部件的竖直方向上表面的外周部设有刮板48。支撑轴一端与圆形板状部件的竖直方向下表面连接、另一端与未图示的驱动部连接,轴支撑圆形板状部件,并且将驱动部的与分级转子35同方向的旋转驱动传递到圆形板状部件。这样一来,分散转子37与分级转子35在同方向上旋转。衬垫38是如下设置的板状部件:在处理槽32的内壁面上、在面向分散转子37中的圆形板状部件及刮板48的竖直方向侧面的位置上,与该内壁面相接固定。在衬垫38的面向分散转子37中的圆形板状部件及刮板48的竖直方向侧面的表面上,设有一个或多个与竖直方向基本平行地延伸的槽。
分散转子37和衬垫38之间的间隔d1优选1.0mm以上3.0mm以下。分散转子37和衬垫38之间的间隔d1在这一范围时,不会增大装置负担,易于制造所需形状的调色剂。分散转子37和衬垫38的间隔d1小于1.0mm时,在球形化处理中,粉碎物进一步粉碎,粉碎物可能因热而软化。软化的粉碎物导致调色剂粒子的改性,并且因附着到分散转子37、衬垫38等上,装置负荷增大。这样一来,调色剂的生产性下降。分散转子37和衬垫38的间隔d1大于3.0mm时,为了获得圆形度高的调色剂粒子,需要增大分散转子37的旋转速度,这样一来,粉碎物进一步粉碎。当产生粉碎物的过粉碎时,粉碎物软化,产生和上述一样的问题。
在处理槽32内的分散转子37的上方设有分隔部件39。分隔部件39是用于将处理槽32分隔为第一空间49和第二空间50的大致圆筒状的部件,其在半径方向上的尺寸小于分散转子37的尺寸,大于分级转子35的尺寸。第一空间49是处理槽32内的处理槽32半径方向中内壁面一侧的空间。第二空间50是处理槽32内和处理槽32半径方向中的内壁面相反一侧的空间。第一空间49是用于将投入的粉碎物、及球形化处理的粉碎物引导到分级转子35的空间。第二空间50是用于通过分散转子37及衬垫38对粉碎物进行球形化处理的空间。
分隔部件39的处理槽32半径方向中内壁面一侧的端部(以下称为“分隔部件39的端部”)与处理槽32的内壁面的间隔d2优选为20.0mm以上60.0mm以下。与处理槽32的内壁面的间隔d2在这一范围时,不会增大装置负担,便可高效、短时间地实施球形化处理。分隔部件39的端部和处理槽32的内壁面的间隔d2小于20.0mm时,第二空间50的区域过大,第二空间50中旋转的粉碎物的滞留时间变短,粉碎物的球形化处理无法充分进行。因此,第二调色剂粒子生产性可能下降。当分隔部件39的端部和处理槽32的内壁面的间隔d2大于60.0mm时,分散转子37附近的粉碎物的滞留时间变长,在球形化处理中粉碎物被进一步粉碎,粉碎物表面可能熔融。因此,可能产生粉碎物表面的变质、装置内的粉碎物的熔融。
在本实施方式中,在比分散转子37靠近竖直方向下方的处理槽32的底部,形成使冷却空气流入的冷却气体流入口43。冷却气体流入口43使通过冷却处理冷却后的空气流入到处理槽32的内部。冷却气体流入口43与冷却空气供给部26连接,将由该装置产生的冷却空气取入到处理槽32内部。
处理槽32内部,因粉碎物对刮板48、衬垫38、处理槽32的内壁面、分隔部件39等的冲撞,而温度上升。冷却气体流入口43通过使冷却空气流入到处理槽32内,使处理槽32内的温度下降。冷却空气的温度及供给流量没有特别限定,但根据分散转子37的旋转速度、处理槽32的大小等确定,处理槽32内的温度决定为树脂组成物中含有的粘合树脂的玻璃化转变温度以下的温度、例如20℃~40℃。处理槽32内的温度,可通过在处理槽32内部设置温度计来测定,并且由于从微粉排出口42与微粉同时排出的空气的温度与处理槽32内的温度基本一致,因此也可以通过测定该温度也可获得。在本实施方式中,流入0℃~2℃的冷却空气。此时,从微粉排出口42与微粉同时排出的空气的温度为50℃左右。
具有上述结构的冲击式球形化装置31如下所示将粉碎物球形化。首先,在分级转子35及分散转子37旋转、微粉排出阀47打开的状态下,通过粉碎物投入部33将规定量的粉碎物投入到处理槽32内。粉碎物投入到处理槽32内的第一空间49内。从粉碎物投入部33投入的粉碎物的量根据由处理槽32大小、分散转子37的旋转速度等决定的装置的处理能力而决定。从粉碎物投入部33投入的粉碎物通过分级转子35及分散转子37的旋转,在第一空间49中旋转的同时,如箭头51所示朝向处理槽32上部而到达分级转子35。
上升到分级转子35的粉碎物通过分级转子35的旋转而旋转,向粉碎物施加离心力。其中,重量小的粉碎物,作用的离心力小于作用于重量大的粉碎物的离心力,从而在分级转子35内经过而从微粉排出口42排出。未从微粉排出口42排出的粉碎物在第二空间50中旋转的同时,向箭头52的方向下降。粉碎物下降到分散转子37时,通过与分散转子37的刮板48的冲撞、与衬垫38的冲撞而球形化,并再次移动到第一空间49。
移动到第一空间49的粉碎物再次上升到分级转子35,将粉碎物中重量小的微粒从微粉排出口42排出。粉碎物中未从微粉排出口42排出的,再次在第二空间50内旋转,向分散转子37下降,进行球形化处理。
重复上述动作,在经过提前确定的时间后,打开调色剂粒子排出部34的调色剂粒子排出阀46。当调色剂粒子排出阀46打开时,存在于第一空间49的粉碎物从调色剂粒子排出口41排出。从该调色剂粒子排出口41排出的粉碎物是进行了球形化处理的粒子,是调色剂粒子。如上所述,可实施粉碎物的球形化处理。
实施球形化处理的时间没有特别限定,但优选为5秒以上240秒以下,进一步优选30秒以上240秒以下。当实施球形化处理的时间为5秒以上240秒以下时,易于获得上述本发明的调色剂。实施球形化处理的时间为30秒以上240秒以下时,可使粉碎物整体平均球形化,并且可切实去除微粉,因此更为优选。
当实施球形化处理的时间小于5秒时,无法减小粉碎物的包络度,可能无法获得具有上述形状的本发明的调色剂。实施球形化处理的时间超过240秒时,球形化处理的时间过长,因球形化处理产生的热易于使调色剂粒子的表面变质,装置内产生粉碎物的熔融。这样一来,调色剂粒子的生产性下降。
根据该冲击式球形化装置31,通过分散转子25去除微粉,因此无需另行设置分级工序,从而优选。
作为上述冲击式球形化装置31,可使用市售的,例如可使用ファカルティ(商品名、ホソカワミクロン株式会社制造)等。
图4是简化表示另一个实施方式的冲击式球形化装置61的主要部分的构成的截面图。冲击式球形化装置61通过机械性冲击力将树脂组成物的粉碎物球形化。冲击式球形化装置61包括处理槽62、粉碎物投入部63、调色剂粒子排出部64、分散转子65、定子66。
处理槽62是大致圆筒形状的处理容器,在其内部具有分散转子65及定子66。在处理槽62的下部形成粉碎物投入部63的粉碎物投入口67。此外在处理槽62的上部形成调色剂粒子排出部64的调色剂粒子排出口68。本实施方式的处理槽62的内径为20cm。
粉碎物投入部63的结构与上述冲击式球形化装置31所具有的粉碎物投入部33相同,因此省略说明。调色剂粒子排出部64包括调色剂粒子排出口68和调色剂粒子排出管69。调色剂粒子排出部64,将作为在处理槽32内球形化后的粉碎物的调色剂粒子,经由调色剂粒子排出口68及调色剂粒子排出管69,排出到处理槽62的外部。
在处理槽62的内部设置分散转子65及定子66。分散转子65构成为可由电机70旋转驱动,绕与处理槽62的轴线一致的轴线在处理槽62内部旋转。定子66与处理槽62的内壁面相接设置。
分散转子65和定子66的间隔d3为1.0mm以上6.0mm以下。分散转子65和定子66的间隔d3为这一范围时,不会增大装置的负担,可以容易地制造上述形状的调色剂。分散转子65和定子66的间隔d3小于1.0mm时,球形化处理中粉碎物会被进一步粉碎,粉碎物因热软化。软化的粉碎物会导致调色剂粒子的改性,且附着到分散转子65、定子66等上,从而增大装置的负荷。由此调色剂的生产性降低。分散转子65和定子66的间隔d3超过6.0mm时,在处理槽62内难以产生高速气流,无法充分地使树脂组成物的粉碎物球形化。
分散转子65和定子66的间隔d3优选为3.0mm以上5.0mm以下。通过使间隔d3为这一范围,容易获得调色剂包络度为2.0以上3.0以下的调色剂粒子。
此外在处理槽62的外壁面上设置冷却套71。处理槽62内部因粉碎物对分散转子65、定子66等的冲撞而温度上升。冷却套71冷却处理槽62的外壁面,从而处理槽62内的温度下降。冷却套71冷却处理槽62的外壁面,以使处理槽62内的温度为树脂组成物中含有的粘合树脂的玻璃化转变温度以下的温度、例如20~40℃。
具有以上结构的冲击式球形化装置61如下将树脂组成物的粉碎物球形化。首先在通过电机70使分散转子65旋转的状态下,从粉碎物投入部63将粉碎物投入到处理槽62内。粉碎物被投入到处理槽62内的分散转子65和定子66之间的处理空间72中。从粉碎物投入部63投入的粉碎物的量,根据由处理槽62的大小、分散转子65的旋转速度等确定的装置的处理能力来决定。从粉碎物投入部63投入的粉碎物通过分散转子65的旋转,在处理空间72中与分散转子65、定子66及其他粉碎物粒子冲撞的同时旋转,并朝向处理槽62的上部。通过该与分散转子65、定子66及其他粉碎物粒子的冲撞,粉碎物被球形化。上升到处理槽62上部的粉碎物从调色剂粒子排出部64排出。如上所述,可以实施粉碎物的球形化。
这种冲击式球形化装置61不具备分级转子,因此为了从调色剂粒子除去微粉,优选进行分级。分级可以在冲击式球形化装置61的球形化处理前进行,也可以在球形化处理后进行。
作为上述冲击式球形化装置61,可以使用市场上销售的装置,例如クリプトロン(商品名,株式会社ア—ステクニカ制造)等。
(混合工序)
在步骤S6的混合工序中,混合步骤S4的第一分级工序及步骤S5-(b)的第二分级工序中制造的第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组,由此制造本实施方式的调色剂。
在混合工序中,第二调色剂粒子优选相对于100重量份第一调色剂粒子,以5重量份以上40重量份以下的比例混合。这样一来,通过小粒径的调色剂粒子形成高精细的图像,并且因飞散导致的图像劣化较少,呈现良好的低温定影性,具有优异的流动性。第二调色剂粒子的含量小于5重量份时,凹凸较大的大粒径的调色剂粒子的含量不足,因此无法抑制因飞散导致的画质劣化,无法获得充分的低温定影性。此外超过40重量份时,凹凸较大的大粒径的调色剂粒子的含量过多,因此难以形成高精细的图像。
作为混合工序中使用的混合机,例如包括:亨舍尔混合机(商品名:FMミキサ,三井鉱山株式会社制造)、高速混合机(ス—パ—ミキサ—,商品名,株式会社カワタ制造)、机械研磨机(メカノミル,商品名,岡田精工株式会社制造)等亨舍尔型混合装置,オングミル(ONGU Mill,商品名,ホソカワミクロン株式会社制造)、ハイブリダイゼ—ションシステム(Hybridization System,商品名,株式会社奈良械制作所制造)、コスモシステム(Cosmo System,商品名,川崎重工业株式会社制造)等。
混合工序结束后,从步骤S6进入步骤S7,结束本实施方式的调色剂的制造。通过使用上述调色剂的制造方法,可以制造出大粒径侧及小粒径侧的粒子被控制为适当形状的本实施方式的调色剂。
在如上制造的调色剂粒子中,例如也可混合具有提高粉体流动性、提高摩擦带电性、提高耐热性、改善长期保存性、改善清洁特性、及控制感光体表面磨损特性等功能的添加剂。作为添加剂例如包括二氧化硅微粉末、氧化钛微粉末、及氧化铝微粉末等。添加剂可单独使用一种,也可同时使用二种以上。添加剂的添加量考虑到调色剂所需的带电量、添加添加剂产生的对感光体的磨损的影响、及调色剂的环境特性等,相对于100重量份调色剂粒子优选为0.1重量份以上10重量份以下。添加剂可以在第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组混合前添加到各自的粒子组中。
这样根据需要添加添加剂的调色剂可直接作为单成分显影剂使用,也可与载体混合作为双成分显影剂使用。如上所述,本实施方式的调色剂的各个调色剂粒子适当地带电,因此可以防止在记录介质的白底部产生灰雾,且防止产生选择现象及飞散。此外本实施方式的调色剂的清洁性及转印性优异。因此,通过使用包含本实施方式的调色剂的本实施方式的显影剂,可以形成高画质的图像。
作为载体可使用具有磁性的粒子。具有磁性的粒子的具体例例如包括铁、铁素体、磁铁矿等金属,这些金属和铝或铅等金属的合金等。其中优选铁素体。
也可将在具有磁性的粒子上被覆了树脂的树脂被覆载体、或树脂中分散了具有磁性的粒子的树脂分散型载体等作为载体使用。作为被覆具有磁性的粒子的树脂没有特别限定,例如包括烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、苯乙烯/丙烯酸类树脂、硅类树脂、酯类树脂、及含氟聚合物类树脂等。并且,作为树脂分散型载体中使用的树脂没有特别限定,例如包括苯乙烯丙烯酸树脂、聚酯树脂、氟类树脂、及酚醛树脂等。
载体的形状优选为球形或扁平形。并且载体的粒径没有特别限定,考虑到高画质化,优选为10~100μm,进一步优选20~50μm。进一步,载体的电阻率优选为108Ω·cm以上,进一步优选为1012Ω·cm以上。载体的电阻率是如下获得的值:将载体放入到具有0.50cm2的截面积的容器中进行放液后,向容器内滞留的粒子施加1kg/cm2的负荷,施加了在负荷和底面电极之间产生1000V/cm的电场的电压时,读取其电流值而获得的值。电阻率较低时,向显影套筒施加偏压时,载体被注入电荷,载体粒子易于附着到感光体上。并且易于产生偏压的击穿。
载体的磁化强度(最大磁化)优选为10~60emu/g,进一步优选为15~40emu/g。磁化强度取决于显影辊的磁束密度,但在显影辊的一般的磁束密度条件下,小于10emu/g时,磁性束缚力不作用,成为导致载体飞散的原因。并且当磁化率超过60emu/g时,载体的起穗过高,在非接触显影时,难于保持与图像载体的非接触状态。并且在接触显影中,调色剂图像中易于出现扫过痕迹。
双成分显影剂中的调色剂和载体的使用比例没有特别限定,可根据调色剂及载体的种类适当选择,以树脂被覆载体(密度5~8g/cm2)为例,优选以如下比例使用调色剂:使显影剂中含有显影剂总量的2~30重量%、优选2~20重量%的调色剂。并且,在双成分显影剂中,调色剂对载体的被覆率优选为40%~80%。
本发明的双成分显影剂,通过含有上述本实施方式的调色剂和载体,可以使各个调色剂粒子的带电适当,不会产生非图像部灰雾、即不会在记录介质的白底部产生灰雾,且可以防止产生选择现象及飞散。
(图像形成装置)
图5是表示具有本发明一个实施方式的显影装置114的图像形成装置101的结构简要截面图,图6是表示本发明一个实施方式的显影装置114的结构的截面图。本实施方式的图像形成装置101是电子照相方式的图像形成装置。图像形成装置101是同时具有复印功能、打印功能及传真功能的复合机,根据传送的图像信息在记录介质上形成全彩图像或黑白图像。即,在图像形成装置101中,具有复印模式、打印模式及传真模式这三种印刷模式,根据来自未图示的操作部的操作输入、来自个人计算机、移动终端装置、信息记录存储介质、使用存储装置的外部设备的印刷任务的接收等,由未图示的控制部选择印刷模式。图像形成装置101包括调色剂图像形成部102、转印部103、定影部104、记录介质提供部105、和排出部106。
本实施方式的图像形成装置101构成为可形成彼此不同颜色的多个调色剂图像重叠而成的多色图像。更详细地说,本实施方式的图像形成装置101,作为多色图像可形成从黑色(b)、青色(c)、品红色(m)以及黄色(y)这4个颜色这选择的2个颜色以上的调色剂图像重叠而成的多色图像。构成调色剂图像形成部102的各部件及转印部103中包含的部分部件,对应于彩色图像信息中含有的黑色(b)、青色(c)、品红色(m)以及黄色(y)的各色图像信息,而分别设置有四个。其中,与各色相对应地分别设置4个的各部件,将表示各色的字母标在参照标号的末尾加以区别,在统称时仅以参照标号表示。
调色剂图像形成部102包括作为图像承载体的鼓状的感光体(以下称为感光鼓)111、带电部112、曝光单元113、显影装置114、和清洁单元115。带电部112及曝光单元113作为潜影形成部发挥作用。在感光鼓111周围依次配置带电部112、显影装置114及清洁单元115。带电部112配置在显影装置114及清洁单元115的竖直方向下方。
感光鼓111由未图示的驱动机构可绕轴线旋转驱动地支撑,虽未图示,但包括导电性基体、和形成在导电性基体的表面上的感光层。导电性基体可以采用各种形状,例如包括:圆筒状、圆柱状以及薄膜片状等。其中优选圆筒状。导电性基体由导电性材料形成。作为导电性材料,可以使用在该领域常用的材料,例如包括:铝、铜、黄铜、锌、镍、不锈钢、铬、钼、钒、铟、钛、金、铂等金属;这些金属的2种以上的合金;在合成树脂薄膜、金属薄膜、纸等薄膜状基体上形成有由铝、铝合金、氧化锡、金、氧化铟等的1种或2种以上合金构成的导电层的导电性薄膜;以及至少含有导电性粒子或导电性聚合物任意一种的树脂合成物等。此外,作为用于导电性薄膜的薄膜状基体,优选合成树脂薄膜,特别优选聚酯薄膜。此外,作为导电性薄膜上的导电层的形成方法,优选蒸镀、涂敷等。
感光层例如通过将含有电荷产生物质的电荷产生层、和含有电荷输送物质的电荷输送层层叠而形成。此时,优选在导电性基体和电荷产生层或电荷输送层之间设置底涂层。通过设置底涂层,可以得到如下优点:覆盖存在于导电性基体的表面上的缺陷及凹凸而使感光层表面平滑、在反复使用时防止感光层带电性的劣化、以及在至少低温环境下或低湿环境下的任意环境下使感光层的带电特性提高。并且,也可是在最上层设置有感光体表面保护层的耐久性强的三层结构的层叠感光体。在本实施方式中电荷产生层及电荷输送层依次层叠在导电性基体上。
电荷产生层以通过光照而产生电荷的电荷产生物质为主要成分,根据需要含有公知的粘合树脂、增塑剂以及增感剂等。作为电荷产生物质,可以使用在该领域常用的材料,例如包括:苝酰亚胺(ペリレンイミド)、苝羧酸酐(ペリレン
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水物)等苝类颜料;喹吖酮、蒽醌等多环醌类颜料;金属酞菁和非金属酞菁、卤化非金属酞菁等酞菁类颜料;斯夸琳(スクエアリウム)色素、奥鎓(アズレニウム)色素、硫吡喃鎓(チアピリリウム)色素、具有咔唑骨架、苯乙烯基芪骨架、三苯胺骨架、二苯并噻吩骨架、噁二唑骨架、芴酮骨架、双芪骨架、二苯乙烯基噁二唑骨架或者二苯乙烯基咔唑骨架的偶氮颜料等。其中,非金属酞菁颜料、氧钛酞菁颜料、至少具有芴环或芴酮环的双偶氮颜料、由芳胺构成的双偶氮颜料、三偶氮颜料等具有高电荷产生能力,适于得到高灵敏度的感光层。电荷产生物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。电荷产生物质的含量并无特别限制,但对于电荷产生层中的粘合树脂100重量份,优选为5~500重量份,更优选10~200重量份。作为电荷产生层用的粘合树脂,也可以使用在该领域常用的材料,例如包括:三聚氰胺树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、聚碳酸酯、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚芳酯、聚酰胺、聚酯等。粘合树脂可以单独使用1种,也可以根据需要同时使用2种以上。
电荷产生层如下形成:将电荷产生物质及粘合树脂以及根据需要将增塑剂、增感剂等各自适量在能够溶解或分散这些成分的适当的有机溶剂中溶解或分散,从而调制电荷产生层涂液,将该电荷产生层涂液在导电性基体表面上涂敷并干燥。这样得到的电荷产生层的膜厚并无特别限制,但优选0.05~5μm,更优选0.1~2.5μm。
层叠在电荷产生层上的电荷输送层,以电荷输送物质及电荷输送层用的粘合树脂为必要成分,并根据需要含有公知的抗氧化剂、增塑剂、增感剂以及润滑剂等,上述电荷输送物质具有接收并输送从电荷产生物质中产生的电荷的能力。作为电荷输送物质可以使用在该领域常用的材料,例如包括:聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸酯及其衍生物、芘-甲醛缩合物及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(对二乙氨基苯乙烯基)蒽、1,1-双(4-二苄氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯腙类、腙衍生物、三苯胺类化合物、四苯基二胺类化合物、三苯基甲烷类化合物、芪类化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的化合物等给电子性物质、芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲醌衍生物、茚并吡啶衍生物、噻吨酮衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、5-氧吩嗪衍生物、四氰基乙烯、四氰基苯醌二甲烷、氯丙嗪(プロマニル)、四氯代对苯醌、苯醌等电子接受物质等。电荷输送物质可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。电荷输送物质的含量并无特别限制,但相对于100重量份电荷输送物质中的粘合树脂,优选为10~300重量份,更优选30~150重量份。作为电荷输送层用的粘合树脂,可以使用在该领域常用且能够将电荷输送物质均匀分散的材料,例如包括:聚碳酸酯、聚芳酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酯、聚酮、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯酮、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、酚树脂、苯氧基树脂、聚砜树脂、以及它们的共聚树脂等。其中,如果考虑镀膜性、所得到的电荷输送层的耐磨损性、电特性等,优选含有双酚Z为单体成分的聚碳酸酯(以下称为“双酚Z型聚碳酸酯”)、双酚Z型聚碳酸酯与其它聚碳酸酯的混合物等。粘合树脂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
在电荷输送层中含有电荷输送物质及电荷输送层用的粘合树脂的同时还优选抗氧化剂。作为抗氧化剂也可以使用在该领域常用的材料,例如包括:维生素E、对苯二酚、受阻胺、受阻酚、对苯二胺、芳基烷烃以及它们的衍生物、有机硫化合物、有机磷化合物等。抗氧化剂可以单独使用1种,也可以同时使用2种以上。抗氧化剂的含量并无特别限制,可以是构成电荷输送层的成分的总量的0.01~10重量%,优选0.05~5重量%。电荷输送层如下形成:将电荷输送物质和粘结树脂以及根据需要的抗氧化剂、增塑剂、增感剂等各自适量溶解或分散于能够溶解或者分散这些成分的适当有机溶剂中,制备电荷输送层用涂液,将该电荷输送层用涂液涂布到电荷产生层表面,并进行干燥。这样得到的电荷输送层的膜厚并无特别限制,但优选10~50μm,更优选15~40μ。另外,也可以形成电荷产生物质和电荷输送物质存在于1个层上的感光层。此时,电荷产生物质及电荷输送物质的种类、含量,粘合树脂的种类以及其他添加剂等,可以与电荷产生层及电荷输送层分别形成时相同。
在本实施方式中,如上所述,使用形成使用电荷产生物质及电荷输送物质的有机感光层的感光鼓,但也可以使用形成使用硅等的无机感光层的感光鼓来代替。此外在本实施方式中,在导电性基体上依次层叠电荷产生层及电荷输送层,但也可以是在导电性基体上依次层叠电荷输送层及电荷产生层。
带电部112被配置为,面向感光鼓111,沿感光鼓111的长度方向距感光鼓111表面具有间隙地离开,带电部112使感光鼓111表面以预定极性及电位带电。带电部112可使用带电刷型带电器、充电型带电器、锯齿型带电器、离子发生装置等。在本实施方式中,带电部112设置为离开感光鼓111表面,但不限于此。例如带电部112可使用带电辊,并以使带电辊和感光鼓压接的方式配置带电辊,也可使用带电刷、磁刷等接触带电方式的带电器。
曝光单元113配置为:从曝光单元113射出的与各色信息对应的光通过带电部112和显影装置114之间,照射到感光鼓111的表面。曝光单元113在该单元内使图像信息变换为与黑色(b)、青色(c)、品红色(m)、黄色(y)的各色信息对应的光,利用与各色信息对应的光使通过带电部112带电为相同电位的感光鼓111表面曝光,在其表面上形成静电潜影。曝光单元113例如可使用具有激光照射部及多个反射镜的激光扫描单元。也可使用将LED阵列、液晶快门和光源适当组合的单元。
显影装置114如图6所示,包括显影剂限制刮板119、显影槽120、调色剂漏斗121、显影辊122、供给辊123和搅拌辊124。显影槽120是容器状部件,面向感光鼓111表面而配置。显影槽120在其内部空间收容本发明的显影剂,且收容显影辊122、供给辊123及搅拌辊124,并将这些部件自由旋转地支撑。在显影槽120的面向感光鼓111的侧面形成开口部,在经由该开口部与感光鼓111相对的位置上可旋转驱动地设置显影辊122。
显影辊122是承载并传送显影剂的显影剂传送承载体。显影辊122是所谓的磁性辊,内包固定磁体。通过该固定磁体的磁力将显影剂中的载体磁性吸附到显影辊122,从而使显影剂承载在显影辊122上。显影辊122是辊状部件,在与感光鼓111的压接部或最接近部位上向感光鼓111表面的静电潜影提供调色剂。在提供调色剂时,与调色剂的带电电位相反极性的电位作为显影偏压施加到显影辊122表面。这样一来,显影辊122表面的调色剂顺利地提供到静电潜影。进一步,通过变更显影偏压值,可控制提供到静电潜影的调色剂量(调色剂附着量)。承载在显影辊122的表面的显影剂的量由显影剂限制刮板119限制。显影装置114通过显影辊122向形成于感光鼓111表面上的静电潜影提供调色剂使其显影,形成作为可视图像的调色剂图像。
供给辊123是辊状部件,面向显影辊122可旋转驱动地设置,向显影辊122周边提供调色剂。搅拌辊124是辊状部件,面向供给辊123可旋转驱动地设置,对从调色剂漏斗121新提供到显影槽120内的调色剂及显影槽120内存放的调色剂进行搅拌,并传送到供给辊123周边。供给辊123作为向显影辊122供给调色剂的供给部发挥作用,搅拌辊124是搅拌显影槽120内的调色剂并向作为供给部的供给辊123传送的搅拌传送部。供给部及搅拌传送部在本实施方式中为辊状部件,但不限于此,例如也可以为螺杆状部件。
设置调色剂漏斗121,使设置在其竖直方向下部的调色剂补给口151、及设置在显影槽120的竖直方向上部的调色剂接收口152连通,根据显影槽120的调色剂消耗情况补给调色剂。并且,其结构也可不使用调色剂漏斗121,而从各色调色剂盒直接补给调色剂。
返回到图5,清洁单元115在将调色剂图像转印到记录介质后,去除感光鼓111表面残留的调色剂,清洁感光鼓111的表面。清洁单元115例如使用清洁刮板等板状部件。在本发明的图像形成装置101中,作为感光鼓111使用有机感光鼓,有机感光鼓的表面以树脂成分为主体,因此因带电部112的电晕放电而产生的臭氧的化学作用,易于促进表面劣化。但劣化的表面部分受到清洁单元115的摩擦作用而磨损,逐渐地、切实地被去除。因此,臭氧等导致的表面劣化的问题实际上被消除,可长期地稳定保持带电动作的带电电位。在本实施方式中,设置清洁单元115,但不限于此,也可不设置清洁单元115。
通过调色剂图像形成部102,在通过带电部112而处于平均带电状态的感光鼓111的表面上,从曝光单元113照射和图像信息对应的信号光,形成静电潜影,并从显影装置114向其提供调色剂而形成调色剂图像,在将该调色剂图像转印到中间转印带125后,用清洁单元115去除感光鼓111表面残留的调色剂。反复进行该一系列的调色剂图像形成动作。
转印部103配置在感光鼓111的竖直方向上方,包括作为中间转印体的中间转印带125、驱动辊126、从动辊127、中间转印辊128(b,c,m,y)、转印带清洁单元129、和转印辊130。
中间转印带125是由驱动辊126和从动辊127架设、并形成环状移动路径的环形带状部件,向箭头B的方向旋转驱动。中间转印带125与感光鼓111接触的同时通过感光鼓111时,从经由中间转印带125与感光鼓111相对配置的中间转印辊128施加与感光鼓111表面的调色剂的带电极性相反极性的转印偏压,感光鼓111表面上形成的调色剂图像转印到中间转印带125上。多色图像时,各感光鼓111上形成的各色调色剂图像依次重叠转印到中间转印带125上,从而形成多色图像。
驱动辊126被设置为可由未图示的驱动机构驱动而绕其轴线旋转,通过该旋转驱动,使中间转印带125向箭头B方向旋转。从动辊127被设置为可从动于驱动辊126的旋转驱动而从动旋转,将一定的张力施加到中间转印带125上,以使中间转印带125不松驰。中间转印辊128被设置为经由中间转印带125与感光鼓111压接、且可由未图示的驱动机构驱动而绕轴线旋转驱动。中间转印辊128,与如上所述施加转印偏压的未图示的电源连接,具有使感光鼓111表面的调色剂图像转印到中间转印带125上的功能。
转印带清洁单元129隔着中间转印带125与从动辊127相对,并与中间转印带125的外周面接触。通过与感光鼓111的接触,附着到中间转印带125的调色剂成为污染记录介质反面的原因,因此转印带清洁单元129去除并回收中间转印带125表面的调色剂。
转印辊130被设置为经由中间转印带125与驱动辊126压接,并可由未图示的驱动机构驱动而绕轴线旋转。在转印辊130和驱动辊126的压接部(转印夹持部)中,由中间转印带125承载并传送的调色剂图像转印到从下述记录介质供给部105传送的记录介质上。在中间转印带125上形成多色图像时,形成的多色图像通过转印辊130统一转印到记录介质上。这样转印了调色剂图像的记录介质被传送到定影部104。
通过转印部103,在感光鼓111和中间转印辊128的压接部中,从感光鼓111转印到中间转印带125的调色剂图像,通过中间转印带125向箭头B方向的旋转驱动,传送到转印夹持部,并转印到记录介质上。
定影部104设置得比转印部103靠近记录介质的传送方向下游侧,包括定影辊131和加压辊132。定影辊131设置为可由未图示的驱动机构驱动而旋转,加热构成由记录介质承载的未定影调色剂图像的调色剂并使之熔融,定影到记录介质。定影辊131的内部设有未图示的加热部。加热部加热定影辊131,使定影辊131表面为预定温度(加热温度)。加热部例如可使用加热器、卤素灯等。加热部由定影条件控制部控制。定影辊131表面附近设有温度检测传感器,检测定影辊131的表面温度。温度检测传感器的检测结果写入到下述控制单元的存储部。
加压辊132设置得与定影辊131压接,被支撑为可从动于定影辊131的旋转驱动而从动旋转。加压辊132在调色剂通过定影辊131熔融定影到记录介质时,通过挤压调色剂和记录介质,辅助调色剂图像对记录介质的定影。定影辊131和加压辊132的压接部是定影夹持部。通过定影部104,在转印部103中转印了调色剂图像的记录介质由定影辊131和加压辊132夹持,在通过定影夹持部时,调色剂图像在加热下被挤压到记录介质,从而使调色剂图像定影到记录介质,形成图像。
记录介质供给部105包括自动送纸盘135、拾取辊136、传送辊137、定位辊138、和手动送纸盘139。自动送纸盘135设置在图像形成装置101的竖直方向下部,是存储记录介质的容器状部件。记录介质包括普通纸、彩色复印纸、高架投影仪用纸、名信片等。拾取辊136将自动送纸盘135中存储的记录介质一张张取出,并传送到纸张传送路径S1。
传送辊137是彼此压接设置的一对辊部件,将记录介质向定位辊138传送。定位辊138是彼此压接设置的一对辊部件,使从传送辊137传送的记录介质与中间转印带125上承载的调色剂图像传送到转印夹持部同步地,传送到转印夹持部。
手动送纸盘139是为了将记录介质取入到图像形成装置101内而存储记录介质的装置,上述记录介质是与自动送纸盘135中存储的记录介质不同的记录介质,是任意尺寸的记录介质,从手动送纸盘139取入的记录介质在传送辊137的作用下在纸张传送路径S2内通过,并传送到定位辊138。通过记录介质供给部105,使从自动送纸盘135或手动送纸盘139一张张提供的记录介质,与由中间转印带125上承载的调色剂图像传送到转印夹持部同步地,传送到转印夹持部。
排出部106包括传送辊137、排出辊140、排出盘141。传送辊137在纸张传送方向上设置得比定影夹持部靠近下游侧,使通过定影部104定影了图像的记录介质向排出辊140传送。排出辊140使定影了图像的记录介质排出到设置在图像形成装置的竖直方向上面的排出盘141。排出盘141存放定影了图像的记录介质。
图像形成装置101包括未图示的控制单元。控制单元例如设置在图像形成装置101的内部空间的上部,包括存储部、计算部、控制部。控制单元的存储部中输入:借助图像形成装置101上面配置的未图示的操作面板的各种设定值、来自图像形成装置101内部各处配置的未图示的传感器等的检测结果、来自外部设备的图像信息等。并且,写入执行各种功能要素的程序。各种功能要素例如是记录介质判断部、附着量控制部、定影条件控制部等。
存储部可使用本领域常用的,例如包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。外部设备可使用可形成或取得图像信息、且电连接到图像形成装置101、或可进行通信的电气/电子设备,例如计算机、数码相机、电视机、录像机、DVD(Digital VersatileDisc)、HDVD(High-Definition Digital Vers atile Disc)、蓝光盘记录器、传真装置、移动终端装置等。
计算部取出写入到存储部的各种数据(图像形成命令、检测结果、图像信息等)及各种单元的程序,进行各种判断。控制部根据计算部的判断结果向该装置发送控制信号,进行动作控制。控制部及计算部含有由具有中央处理装置(CPU)的微型计算机、微型处理器等实现的处理电路。控制单元含有上述处理电路的同时含有主电源,电源不仅向控制单元提供电力,而且向图像形成装置101内部的各装置提供电力。
根据以上的本实施方式,显影装置114利用本发明的显影剂将感光鼓111上形成的静电潜影显影,形成调色剂图像。本发明的显影剂如上所述,所含有的本发明的调色剂中各个调色剂粒子适当带电,可以防止记录介质上白底部的灰雾、防止产生选择现象及飞散,进而清洁性及转印性优异,因此可以形成感光鼓111上的非图像部无灰雾的高画质的调色剂图像。在显影装置114中利用这种本发明的显影剂将静电潜影显影,因此可以在感光鼓111上稳定地形成高画质的调色剂图像、且可高精细地形成高分辨率的高画质图像的显影装置114得到实现。
此外在本实施方式中,通过这种显影装置114进行显影,因此能够实现在非图像部没有灰雾、可形成高画质的图像的图像形成装置101。
本发明的图像形成装置101是同时具有复印功能、打印功能及传真功能的复合机,但不限于此,例如也可以用作复印机、打印机或传真装置。
(实施例)
以下参照实施例及比较例具体说明本发明,但本发明只要不超出其主旨,不限于本实施例。以下“份”及“%”没有特别限定则分别是指“重量份”及“重量%”。此外在实施例及比较例中,调色剂的体积粒径(D75V、D25V、D50V)及调色剂的形状系数如下测定。
[调色剂的体积粒径(D75V、D25V、D50V)]
在上述测定条件下,根据由ベツクマン·コ—ルタ—株式会社制造的Multisizer III(商品名)测定的粒径,求出粒度分布,并计算得出。
[调色剂的形状系数SF-1、SF-2]
在100ml烧杯值添加2.0g调色剂、1ml烷基醚硫酸酯钠及50ml纯水并搅拌,调制出调色剂分散液。通过超声波均化器(株式会社日本精机制作所制造)以50μA的输出对该调色剂分散液处理5分钟,使之进一步分散。静置6小时并去除了上澄清液后,加入50ml纯水,用电磁搅拌器搅拌5分钟后,利用膜滤器(口径1μm)进行吸引过滤。用含硅胶的干燥器将膜滤器上的清洗物真空干燥约一晚,获得目的的调色剂。
在这样清洗了表面的调色剂粒子的表面上通过溅射蒸镀形成金属膜(Au膜,膜厚0.5μm)。用扫描型电子显微镜(商品名为S-570,株式会社日立制作所制造)以5kV的加速电压、1000倍的倍率,从上述金属膜被覆调色剂中随机抽取200~300个进行写真摄影。并用图像解析软件(商品名为A像くん,旭化成エンジニアリング株式会社制造)对该电子显微镜写真数据进行图像解析,据此计算得出形状系数。
(实施例1)
将81.3重量份的聚酯(粘合树脂,商品名:FC1494,三菱レ—ヨン株式会社制造,玻璃化转变温度(Tg)为62℃,软化温度(Tm)为127℃)、12重量份的母炼胶(含40重量%的C.I.颜料红57:1)、5.0重量份的巴西棕榈蜡(脱模剂,商品名:HNP 11,日本精蜡株式会社制造)、1.5重量份的烷基水杨酸金属盐(带电控制剂,商品名:BONTRON E-84,オリエント化学工業株式会社制造)通过享舍尔混合机混合10分钟,并在双轴压出机(商品名:PCM65,株式会社池貝制造)中熔融混炼。将该熔融混炼物用切磨机(商品名:VM-16,菱兴产业株式会社制造)进行粗粉碎后,用逆喷式粉碎机(カウンタジェツトミル)进行微粉碎,制作出粒径不同的第一、第二粉碎物。利用冲击式球形化装置(商品名:ファカルティF-400型、ホソカワミクロ株式会社制造)对平均粒径大的第二粉碎物进行球形化处理,并用旋转式分级机分级除去过粉碎调色剂,获得第二调色剂粒子组。此外用旋转数分级机对平均粒径小的第一粉碎物分级除去过粉碎调色剂,获得第一调色剂粒子组。将第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组以100:30的比例进行混合后,通过用亨舍尔混合机(商品名:FMミキサ,三井鉱山株式会社制造)混合2.2份疏水性二氧化硅(商品名:R-974,日本アエロジル株式会社制造)、1.6份疏水性钛(商品名:T-805,日本アエロジル株式会社制造)而添加总计3.8重量份的添加剂,从而制作出实施例1的调色剂粒子。此时的体积平均粒径为6.0μm,形状系数SF-1为154,SF-2为143,D75V以下的粒子的SF-2为144,D25V以上的粒子的SF-2为141。
(实施例2)
除了改变了第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为5.6μm、形状系数SF-1为155、SF-2为144、D75V以下的粒子的SF-2为144、D25V以上的粒子的SF-2为142的实施例2的调色剂。
(实施例3)
除了将混合比例改变为100:10以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为5.5μm、形状系数SF-1为154、SF-2为143、D75V以下的粒子的SF-2为144、D25V以上的粒子的SF-2为135的实施例3的调色剂。
(实施例4)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为5.1μm、形状系数SF-1为150、SF-2为141、D75V以下的粒子的SF-2为141、D25V以上的粒子的SF-2为139的实施例4的调色剂。
(实施例5)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为7.4μm、形状系数SF-1为158、SF-2为148、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为140的实施例5的调色剂。
(实施例6)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为6.8μm、形状系数SF-1为155、SF-2为147、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为135的实施例6的调色剂。
(实施例7)
除了改变了第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为6.0μm、形状系数SF-1为157、SF-2为145、D75V以下的粒子的SF-2为144、D25V以上的粒子的SF-2为145的实施例7的调色剂。
(实施例8)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为4.4μm、形状系数SF-1为150、SF-2为141、D75V以下的粒子的SF-2为141、D25V以上的粒子的SF-2为140的实施例8的调色剂。
(实施例9)
除了改变了第一调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为8.0μm、形状系数SF-1为158、SF-2为148、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为141的实施例9的调色剂。
(实施例10)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为4.3μm、形状系数SF-1为149、SF-2为141、D75V以下的粒子的SF-2为141、D25V以上的粒子的SF-2为139的实施例10的调色剂。
(实施例11)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为8.0μm、形状系数SF-1为163、SF-2为148、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为145的实施例11的调色剂。
(实施例12)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为4.2μm、形状系数SF-1为151、SF-2为141、D75V以下的粒子的SF-2为141、D25V以上的粒子的SF-2为140的实施例12的调色剂。
(实施例13)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为7.9μm、形状系数SF-1为159、SF-2为148、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为142的实施例13的调色剂。
(实施例14)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为3.9μm、形状系数SF-1为155、SF-2为143、D75V以下的粒子的SF-2为143、D25V以上的粒子的SF-2为143的实施例14的调色剂。
(实施例15)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为8.1μm、形状系数SF-1为159、SF-2为149、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为150的实施例15的调色剂。
(实施例16)
除了改变脱模剂的配合量使脱模剂的含有率为3.0%,并改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为6.0μm、形状系数SF-1为151、SF-2为142、D75V以下的粒子的SF-2为143、D25V以上的粒子的SF-2为138的实施例16的调色剂。
(实施例17)
除了改变脱模剂的配合量使脱模剂的含有率为10.0%,并改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为6.1μm、形状系数SF-1为152、SF-2为141、D75V以下的粒子的SF-2为141、D25V以上的粒子的SF-2为140的实施例17的调色剂。
(实施例18)
除了改变脱模剂的配合量使脱模剂的含有率为2.5%,并改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为6.0μm、形状系数SF-1为155、SF-2为145、D75V以下的粒子的SF-2为145、D25V以上的粒子的SF-2为135的实施例18的调色剂。
(实施例19)
除了改变脱模剂的配合量使脱模剂的含有率为11.0%,并改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为5.9μm、形状系数SF-1为153、SF-2为141、D75V以下的粒子的SF-2为141、D25V以上的粒子的SF-2为141的实施例19的调色剂。
(比较例1)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为7.5μm、形状系数SF-1为158、SF-2为147、D75V以下的粒子的SF-2为149、D25V以上的粒子的SF-2为131的比较例1的调色剂。
(比较例2)
除了改变了第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为6.6μm、形状系数SF-1为155、SF-2为146、D75V以下的粒子的SF-2为144、D25V以上的粒子的SF-2为150的比较例2的调色剂。
(比较例3)
除了改变了第一调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为5.2μm、形状系数SF-1为150、SF-2为139、D75V以下的粒子的SF-2为139、D25V以上的粒子的SF-2为141的比较例3的调色剂。
(比较例4)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为4.1μm、形状系数SF-1为162、SF-2为150、D75V以下的粒子的SF-2为152、D25V以上的粒子的SF-2为140的比较例4的调色剂。
(比较例5)
除了改变了第一、第二调色剂粒子组的粉碎、分级、球形化条件以外,以与实施例1同样的步骤制作调色剂,获得体积平均粒径为5.8μm、形状系数SF-1为152、SF-2为140、D75V以下的粒子的SF-2为143、D25V以上的粒子的SF-2为135的比较例5的调色剂。
表1中表示通过以上实施例1~19及比较例1~5得到的调色剂的物性。
表1
Figure A200910002911D00551
(评价1)
对于通过以上实施例1~19及比较例1~5获得的调色剂,如下评价流动性。
(调色剂的体积密度)
如下测定调色剂的体积密度。利用体积密度测定器(JIS体积密度测定器,筒井理化学器械株式会社制造),按照JIS K-5101-12-1(颜料及体质颜料的静置法下测定表观密度或表观比容的一般实验方法),进行体积密度的测定。体积密度值越大,流动性越好。
(评价2)
用V型混合器混合机(商品名:V-5,株式会社德寿工作所制造)将通过实施例1~19及比较例1~5获得的调色剂和体积平均粒径45μm的铁素体芯载体混合20分钟,以使调色剂相对于载体的被覆率为60%,制作出双成分显影剂。
利用获得的双成分显影剂,对清洁性、选择现象、墨点飞散、定影性、转印效率、空点、分辨率进行评价。
(清洁性)
使市售复印机(商品名:MX-2300G,シャ—プ株式会社制造)具有的清洁单元的清洁刮板与感光鼓抵接的压力、即清洁刮板压力通过初始线压调整为25gf/cm(2.45×10-1N/cm)。向该复合机填充分别填充双成分显影剂,在温度25℃、相对湿度50%的常温常湿环境下,将シャ—プ株式会社制造的文字测试图形成在5万张记录纸张上,进行连续图像形成实验,以进行清洁性的确认。
清洁性如下评价:在图像形成前(初期),打印5000张(5K张)后、打印50000张(50K张)后的各阶段内,通过目视确认形成的图像,对图像部和非图像部的边界部的鲜明度、调色剂向感光鼓的旋转方向泄漏而形成的黑条纹的有无进行试验,进一步通过下述测定器求出灰雾量Wk,评价清洁性。
形成图像的灰雾量Wk使用日本電色工業株式会社制造的Z-∑90COLORMEASURINGSYSTEM测定反射浓度,并如下求得。首先,测定图像形成前的记录纸张的反射平均浓度Wr。接着通过该记录部形成图像,图像形成后,测定记录纸张的白底部分各处的反射浓度。根据灰雾最多的部分、即白底部中浓度最大的部分的反射浓度Ws、及上述Wr,将下述公式(3)求得的值定义为灰雾量Wk(%)。评价基准如下。
Wk=100×{(Ws—Wr)/Wr}   …(3)
◎:非常好。鲜明度佳,无黑条纹。灰雾量Wk小于3%。
○:良好。鲜明度佳,无黑条纹。灰雾量Wk在3%以上且小于5%。
△:实际使用上没有问题。鲜明度在实际使用上也没问题,黑条纹长度为2.0mm以上且为5个以下。灰雾量Wk在5%以上且小于10%。
×:不可实际应用。鲜明度在实际使用上有问题。存在黑条纹长度超过2.0mm、黑条纹为6个以上、灰雾量Wk在10%以上中的至少任一个情况。
(选择现象)
在市售复印机(商品名:MX-2300G,シャ—プ株式会社制造)中分别填充双成分显影剂,在温度25℃、相对湿度50%的常温常湿环境下,将シャ—プ株式会社制造的文字测试图形成在5万张记录纸张上,用ベツクマン·コ—ルタ—株式会社制造的MultisizerIII测定图像形成前(初期)和打印5000张(5K张)后双成分显影剂中的调色剂粒子的粒度分布,根据体积平均粒径在打印前后的变化量评价选择现象。评价基准如下。
◎:非常好。体积平均粒径的变化量小于0.1μm。
○:良好。体积平均粒径的变化量为0.1μm以上且小于0.2μm。
△:实际可使用。体积平均粒径的变化量为0.2μm以上且小于0.3μm。
×:不可实际应用。体积平均粒径的变化量为0.3μm以上。
(墨点飞散)
将含有调色剂的双成分显影剂填充到市售复印机(商品名:MX-2300G,シャ—プ株式会社制造),进行调整,使感光体上的调色剂附着量为0.4mg/cm2,形成3×5孤立点的图像。3×5孤立点的图像是指,在600dpi(dot per inch)下,纵3点、横3点的大小的多个点部以使相邻的点部之间的间隔为5点的方式形成的图像。将形成的图像用光学显微镜(株式会社キ—エンス制造)放大200倍,目视判断墨点(3×3)周围的飞散。评价标准如下。
◎:非常好。调色剂飞散小于20个。
○:良好。调色剂飞散为20个以上且小于30个。
△:实际可使用。调色剂飞散为30个以上且小于50个。
×:不可实际应用。调色剂飞散为50个以上。
(定影性)
1、定影非偏移区域
利用对市售复印机(商品名:MX-2300G,シャ—プ株式会社制造)改造后的装置,在作为记录介质的记录纸(商品名:PPC用纸SF-4AM3,シャ—プ株式会社制造)上,对包含纵20mm、横50mm的长方形的全图像部的样品图像进行调整,以使全图像部中未定影状态下的调色剂在记录纸上的附着量为0.5mg/cm2,从而形成未定影图像,使用利用了彩色复合机的定影部的外部定影器制作定影图像。定影处理速度为124mm/秒,定影辊的温度从130℃开始每次提高5℃,定影非偏移区域为既不产生低温偏移也不产生高温偏移的温度区域。评价基准如下。
◎:定影非偏移区域为60℃以上。
○:定影非偏移区域为45℃以上且小于60℃。
△:定影非偏移区域为35℃以上且小于45℃。
×:定影非偏移区域小于35℃。
2、低温定影性
此外将定影非偏移区域的最低的温度作为定影温度,进行低温定影性的评价。作为评价基准样品使用如下制作出的调色剂:利用与实施例1相同的材料,使粒径为7μm、脱模剂的含有率为5.0重量%,并进行熔融混炼、粉碎、分级、添加添加剂。评价基准样品的调色剂的形状系数中,SF-1为163,SF-2为152。评价基准如下。
◎:根据评价基准样品,定影温度向20℃以上的低温侧偏移。
○:根据评价基准样品,定影温度向10℃以上且小于20℃的低温侧偏移。
△:根据评价基准样品,定影温度向0℃以上且小于10℃的低温侧偏移。
×:根据评价基准样品,定影温度向高温侧偏移。
(转印效率)
转印效率是在一次转印中从感光鼓表面转印到中间转印带的调色剂的比例,以转印前的感光鼓中存在的调色剂量为100%计算。将转印前的感光鼓上存在的调色剂量用带电量测定装置(商品名:210HS-2A、トレツク·ジャパン株式会社制造)吸引,通过测定吸引的调色剂的量来获得。并且,中间转印带上转印的调色剂的量也同样来获得。评价基准如下。
◎:转印效率为95%以上。
○:转印效率为90%以上且小于95%。
△:转印效率为85%以上且小于90%。
×:转印效率为85%以下。
(空点)
将分别含有实施例1~19及比较例1~5的调色剂的双成分显影剂填充到市售复印机(商品名:MX-2300G,シャ—プ株式会社制造),进行调整,使附着量为0.4mg/cm2,形成3×5孤立点的图像。3×5孤立点的图像是指,在600dpi(dot per inch)下,纵3点、横3点的大小的多个点部以使相邻的点部之间的间隔为5点的方式形成的图像。将形成的图像用显微镜(株式会社キ—エンス制造)放大100倍显示到显示器上,在70个3×5的孤立点中,确认空点发生的个数。评价标准如下。
◎:产生空点的个数为0~3个。
○:产生空点的个数为4~6个。
△:产生空点的个数为7~10个。
×:产生空点的个数为11个以上。
(分辨率)
通过市售复印机(商品名:MX-2300G,シャ—プ株式会社制造)将图像浓度0.3、直径5mm的半色调图像在图像浓度0.3以上0.5以下可复印的条件下,复印形成了线宽正确为100μm的细线的原始图像的原稿,将获得的复印图像作为测定用样品。根据将该测定用样品用粒子分析器(商品名:ル—ゼツクス450、株式会社ニレコ制造)放大100倍的监控图像,通过指示器测定形成在测定用样品上的细线的线宽。图像浓度是由反射浓度计(商品名:RD-918,マクベス公司制造)测定的光学反射浓度。细线中有凹凸,线宽因测定位置不同而不同,因此在多个测定装置中测定线宽取得平均值,将该线宽作为测定用样品的线宽。测定用样品的线宽除以作为原稿线宽的100μm,将获得的值的100倍的值作为细线重现性的值获得。该细线重现值越接近100,细线重现性越好,具有良好的分辨率。评价基准如下。
◎:细线重现性的值为100以上且小于105。
○:细线重现性的值为105以上且小于115。
△:细线重现性的值为115以上且小于125。
×:细线重现性的值为125以上。
(综合评价)
综合评价的评价基准如下。
○:非常好。评价结果中没有△及×。
△:实际应用没有问题。评价结果中没有×,△为1~2个。
×:不良。评价结果中有至少1个×、或3个以上的△。
Figure A200910002911D00621
如表2所示,本发明的调色剂具有良好的清洁性、低温定影性,并且具有防止飞散的效果,可以形成高精细、高画质的图像。
在本实施例张作为调色剂示例了品红色调色剂,因为作为着色剂含有品红色中的C.I.颜料红57:1。但也可以取代该着色剂,通过含有之前示例的各种着色剂同样地实施。
本发明在不脱离其主旨和主要特征的前提前可通过各种方式实施。因此,上述实施方式从各方面而言仅是单纯的示例,本发明的范围如权利要求所示,不受说明书正文的任何约束。并且,属于权利要求范围内的变形、变更均属本发明范围内。

Claims (12)

1.一种调色剂,包括至少含有粘合树脂及着色剂的多个调色剂粒子,其特征在于,
将表示具有粒径D75V以下粒径的调色剂粒子的表面凹凸程度的形状系数SF-2设为(a),将具有粒径D25V以上粒径的调色剂粒子的上述形状系数SF-2设为(b),其中粒径D75V是指体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为75%,粒径D25V体积的粒度分布下自大粒径侧开始的累计体积为25%,此时,(a)及(b)满足下述公式(1)及(2),且调色剂粒子的上述形状系数SF-2的所有调色剂粒子下的平均值大于140:
0.90≤(b)/(a)≤1.02…(1)
140≤(a)≤150…(2)。
2.根据权利要求1所述的调色剂,其特征在于,
表示调色剂粒子的圆形程度的形状系数SF-1的所有调色剂粒子下的平均值为150以上160以下。
3.根据权利要求1所述的调色剂,其特征在于,
所有调色剂粒子下的体积平均粒径为4μm以上8μm以下。
4.根据权利要求1所述的调色剂,其特征在于,
各个调色剂粒子含有脱模剂,
脱模剂的含有率为调色剂总量的3重量%以上10重量%以下。
5.一种调色剂的制造方法,用于制造权利要求1所述的调色剂,其特征在于,包括以下工序:
熔融混炼工序,将至少含有粘合树脂及着色剂的调色剂原料,在粘合树脂熔融的状态下混炼,生成混炼物;
粉碎工序,将在熔融混炼工序中生成的混炼物的固化物粉碎,获得由多个调色剂粒子构成的第一粉碎物、和由多个调色剂粒子构成且调色剂粒子的体积平均粒径大于第一粉碎物的第二粉碎物;
第一分级工序,对在粉碎工序中得到的第一粉碎物分级,获得第一调色剂粒子组;
球形化工序,将构成在粉碎工序中得到的第二粉碎物的调色剂粒子球形化;
第二分级工序,对调色剂粒子球形化后的第二粉碎物分级,得到体积平均粒径大于第一调色剂粒子组的第二调色剂粒子组;和
混合工序,将在第一分级工序中得到的第一调色剂粒子组和在第二分级工序中得到的第二调色剂粒子组混合。
6.根据权利要求5所述的调色剂的制造方法,其特征在于,
在球形化工序中,对构成第二粉碎物的调色剂粒子施加机械性冲击力,将调色剂粒子球形化。
7.一种显影剂,其特征在于,含有权利要求1所述的调色剂。
8.一种双成分显影剂,其特征在于,含有权利要求1所述的调色剂和载体。
9.一种显影装置,其特征在于,利用权利要求7所述的显影剂将形成于图像承载体上的潜影显影,形成调色剂图像。
10.一种显影装置,其特征在于,利用权利要求8所述的双成分显影剂将形成于图像承载体上的潜影显影,形成调色剂图像。
11.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
形成潜影的图像承载体;
用于在图像承载体上形成潜影的潜影形成部;和
权利要求9所述的显影装置。
12.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
形成潜影的图像承载体;
用于在图像承载体上形成潜影的潜影形成部;和
权利要求10所述的显影装置。
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