CN101515123A - 调色剂及其制造方法、显影剂、双组分显影剂、显影装置和图像形成装置 - Google Patents

调色剂及其制造方法、显影剂、双组分显影剂、显影装置和图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明调色剂及其制造方法、显影剂、双组分显影剂、显影装置和图像形成装置。将含有调色剂的显影剂填充到图像形成装置的显影装置的显影槽中,形成图像,所述调色剂至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂,脱模剂的酸值小于4mgKOH/g,调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下。

Description

调色剂及其制造方法、显影剂、双组分显影剂、显影装置和图像形成装置
技术领域
本发明涉及调色剂、调色剂的制造方法、显影剂、双组分显影剂、显影装置及设有显影装置的图像形成装置。
背景技术
已知使潜像显影的调色剂可以用于各种图像形成工艺,可用于作为其一例的电子照相方式的图像形成工艺中。
利用电子照相法形成图像的电子照相方式的图像形成装置,能够容易地形成具有良好的画质品质的图像,可以广泛地用于复印机、打字机、传真装置、复合机等中。
电子照相方式的图像形成装置(以下简称“图像形成装置”)包括例如感光体、带电部、曝光部、显影部、转印部、定影部、除电部和清洁部。图像形成装置是使用感光体以及上述部,进行带电工序、曝光工序、显影工序、转印工序、定影工序、清洁工序和除电工序,而在记录介质上形成图像的装置。
在带电工序中,使感光体表面均匀地带电。在曝光工序中,通过曝光带电的感光体而在感光体的表面形成静电潜像。在显影工序中,通过使显影剂附着在形成于感光体表面的静电潜像上而形成可见像。在转印工序中,将形成于感光体表面的可见像转印到记录介质上。在定影工序中,通过加热和加压等使转印到记录介质上的可见像定影。在清洁工序中,通过清洁部,除去转印后感光体表面残留的转印残留调色剂。在除电工序中,通过除电部,除去感光体表面的电荷,具有如下的图像形成。可见像向记录介质的转印也可以通过中间转印介质进行。
形成可见像的显影剂中,有含有载体和调色剂构成的双组分显影剂以及仅由调色剂构成的单组分显影剂。
双组分显影剂通过混合调色剂和载体而赋予调色剂电荷,因此为了均匀混合调色剂和载体需要搅拌机构,有显影装置变得复杂的缺点。但是,调色剂的带电稳定性和对高速机的适合性优良。因此,通常使用高速图像形成装置和彩色图像形成装置。
单组分显影剂不使用载体,因此不需要用于均匀混合调色剂和载体的搅拌机构。因此,具有作为显影部的显影装置变得简单的优点。但是,由于通过金属或树脂构成的板状刮刀与调色剂摩擦而赋予调色剂电荷,因此存在调色剂的带电量难以稳定的缺点。
为了使利用图像形成装置形成的图像实现高画质化,例如,正在研究使调色剂小粒径化的同时控制调色剂粒子的形状,但是这样的粒子形状被控制的调色剂,在使用表面粗糙的记录介质形成图像的情况下存在画质降低的问题。
在定影工序中,为了防止记录介质上的调色剂附着在定影部的污损(offset)现象,例如使调色剂中含有脱模剂,在形成图像时,由于显影槽内部的显影辊旋转而显影槽内的温度上升,调色剂表面的脱模剂变得容易溶解,以露出调色剂表面的脱模剂为基点,调色剂与电荷赋予材料、例如双组分显影剂情况下的载体、单组分显影剂情况下的调节刮刀之间产生附着力。而且,来自定影装置的热量也使显影槽内部的温度升高。该附着力随着显影剂带来高温的时间的延长而增大,而且随着调色剂表面露出的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积增大而增大。
如上所述,通过控制调色剂粒子的形状,调色剂表面露出的脱模剂的量增加,以调色剂表面露出的脱模剂为基点,显影剂中的调色剂和载体凝集,从而显影剂的流动性降低。而且,脱模剂在调节刮刀上熔融和固着。这样,结果是调色剂的显影性下降,画质降低。表面粗糙的记录介质与表面光滑的记录介质相比,难以顺利地进行转印,在使用表面粗糙的记录介质形成图像时,画质进一步降低。
为了解决上述问题,日本特开平9-319158号公报公开了如下调色剂:载体具有含有氮原子的蜜胺、胍胺等树脂构成的树脂微粒在芯材上分散而形成的树脂包覆层,调色剂含有粘合树脂、着色剂和蜡,调色剂表面的蜡露出量为15~40重量%,当设调色剂所含的蜡量为Y时,使其与调色剂表面的蜡露出量X(重量%)的关系为40≤X×Y≤240的范围。根据日本特开平9-319158号公报,能够抑制调色剂向载体的分散、调色剂的结块、向调节刮刀的融着,具有广的可定影区域,显影剂的流动性良好,环境依存性小,能够得到寿命非常长的静电潜像显影剂。
另外,日本特开2008-20578号公报公开了一种静电荷像显影用调色剂,含有粘合树脂和脱模剂的调色剂母粒子含有一种以上的外添加剂,通过X射线光电分子能谱(XPS)定量的调色剂母粒子表面的脱模剂露出率在10~40%的范围,调色剂母粒子表面中,脱模剂部分的外添加剂的存在率为15%以下,脱模剂以外的部分的外添加剂的存在率在20%以上、100%以下。根据日本特开2008-20578号公报,能够得到没有热污损等问题、兼具良好的定影性和良好的粉体流动性的静电荷像显影用调色剂。
但是,日本特开平9-319158号公报公开的静电潜像显影剂所含的调色剂,调色剂表面的蜡露出量过多,因此不能充分地抑制由于显影槽内部的温度上升而带来的调色剂与载体的附着力的增大,难以充分地防止显影剂的流动性降低。而且近年来,图像形成装置的小型化和高速化推进,由此,显影槽内的温度进一步上升,显影剂的流动性的下降更加显著。
另外,日本特开2008-20578号公报公开的静电荷像显影用调色剂,即使规定了调色剂母粒子表面的脱模剂部分的外添加剂的存在率,调色剂母粒子表面的脱模剂露出率也过高,不能充分抑制显影槽内部的温度的上升而带来的调色剂与载体的附着力的增大,难以充分地防止显影剂的流动性下降。而且近年来,图像形成装置的小型化和高速化推进,由此,显影槽内的温度进一步上升,显影剂的流动性的下降更加显著。
发明内容
本发明的目的在于,提供能够通过抑制调色剂与电荷赋予材料、例如载体、调节刮刀的附着力的增大,防止显影剂的流动性降低,形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂、调色剂的制造方法、显影剂、双组分显影剂、显影装置和图像形成装置。
本发明为一种调色剂,至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂,其特征在于,脱模剂的酸值小于4mgKOH/g,调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下。
根据本发明,调色剂至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂,脱模剂的酸值小于4mgKOH/g,调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下。
脱模剂的酸值在4mgKOH/g以上时,与脱模剂的酸值小于4mgKOH/g相比,脱模剂与粘合树脂的亲和性增加,因此定影时脱模剂难以从调色剂中溶出,容易发生高温污损。
调色剂表面的脱模剂的露出量小于0.5重量%时,定影时为了防止污损的发生,不能使必要量的脱模剂在调色剂表面溶出,因此发生作为定影不良的高温污损。调色剂表面的脱模剂的露出量超过2.5重量%时,由于显影槽内部的温度上升,因此与调色剂表面的脱模剂的露出量在2.5重量%以下的情况相比,显影剂中的调色剂与电荷赋予材料、例如载体或调节刮刀的附着力变大,因此显影剂的流动性降低,调色剂带电量下降。
调色剂的酸值小于4mgKOH/g时,通过使调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下,即使调色剂表面的脱模剂含量低于以往的调色剂表面的脱模剂含量,也能在定影时使脱模剂容易地在调色剂表面溶出,而且能够抑制由于长期使用而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,抑制显影剂的流动性降低,因此能够得到具有良好的定影性和良好的带电稳定性的调色剂。通过使用这样的调色剂形成图像,能够在长时间内稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
另外,本发明中,优选调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm。
根据本发明,调色剂表面的脱模剂的分数直径小于300nm。通过使调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm,与上述分散直径在300nm以上的情况相比,能够减小调色剂粒子中所含的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,能够进一步抑制由于显影槽内部的温度上升而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,因此能够进一步抑制显影剂的流动性下降。因此,能够进一步抑制调色剂带电量的下降、使带电稳定性更良好,而且能够具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
而且,本发明中,优选调色剂表面的至少一部分被覆盖。
根据本发明,调色剂表面的至少一部分被覆盖。通过使调色剂表面的一部分被覆盖,与没有被覆盖的情况相比,能使调色剂表面的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积进一步减小,能够进一步抑制由于显影槽内部的温度上升而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,能够进一步抑制显影剂的流动性下降。因此,例如即使在调色剂表面的脱模剂的分散直径为300nm以上的情况下,也像调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm的情况那样,能够减小脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,能使带电稳定性良好,而且能具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
另外,本发明中,优选调色剂表面的至少一部分被胶囊化。
根据本发明,调色剂表面的至少一部分被胶囊化。通过使调色剂表面的一部分胶囊化,即无缝隙地进行包衣,与没有胶囊化的情况相比,能够可靠地实现如下效果:能进一步减小调色剂表面的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,因此能够进一步抑制由于显影槽内部的温度上升而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,能够进一步抑制显影剂的流动性下降。因此,例如即使在调色剂表面的脱模剂的分散直径为300nm以上的情况下,也像调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm的情况那样,能够可靠地减小脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,因此能使带电稳定性更加良好,而且能具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
另外,本发明中,优选粘合树脂的酸值为5mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下。
根据本发明,粘合树脂的酸值为5mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下。粘合树脂的酸值小于5mgKOH/g时,与粘合树脂的酸值为5mgKOH/g以上的情况相比,粘合树脂与脱模剂的亲和性增加,因此定影时脱模剂难以在调色剂表面溶出,容易发生作为定影不良的高温污损。粘合树脂的酸值超过30mgKOH/g时,与粘合树脂的酸值为30mgKOH/g以下的情况相比,调色剂表面残存的亲水性官能团增多,有可能损害带电稳定性。另外,由于粘合树脂中脱模剂的分散性容易降低,因此在调色剂制造时混炼不充分的情况下,调色剂表面的脱模剂的分散直径有可能增大。通过使粘合树脂的酸值为5mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下,能使调色剂粒子中的脱模剂的分散性在所期望的范围内,具体而言,能稳定地使调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm,能抑制高湿条件下的调色剂带电量的下降,能够控制粘合树脂与脱模剂的亲和性而使定影性变得良好。因此,能使带电稳定性更加良好,而且能具有更良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
而且,本发明中,优选调色剂还含有外添加剂,外添加剂覆盖调色剂表面积的50%以上且小于120%。
根据本发明,调色剂还含有外添加剂,外添加剂覆盖调色剂表面积的50%以上且小于120%。外添加剂的覆盖率小于50%时,外添加剂不能充分地覆盖调色剂表面,与覆盖率在50%以上的情况相比,调色剂与电荷赋予材料的接触机会增加,因此调色剂与电荷赋予材料的附着力增大,容易导致显影剂的流动性降低。外添加剂的覆盖率在120%以上时,作为从调色剂游离的外添加剂的游离外添加剂增加,该游离外添加剂引起载体污染,容易导致调色剂的带电不良。通过使外添加剂覆盖调色剂表面积的50%以上且小于120%,没有载体污染,而且能抑制显影剂的流动性降低,因此能使带电稳定性更加良好,而且能够具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
另外,本发明是一种制造调色剂的方法,用于制造上述的调色剂,其特征在于,包括:粉碎工序,粉碎至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂的树脂组合物,制作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;第一筛分工序,筛分第一粉碎物,制作第一调色剂粒子组;第二筛分工序,筛分第二粉碎物,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;和混合工序,混合第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组,在第一粉碎物和第二粉碎物、第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组以及混合后的调色剂粒子组中,至少一部分进行球化处理。
根据本发明,本发明的调色剂的制造方法包括:粉碎工序,粉碎至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂的树脂组合物,制作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;第一筛分工序,筛分第一粉碎物,制作第一调色剂粒子组;第二筛分工序,筛分第二粉碎物,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;和混合工序,混合第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组,在第一粉碎物和第二粉碎物、第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组以及混合后的调色剂粒子组中,至少一部分进行球化处理。第一粉碎物和第二粉碎物、第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组、以及混合后的调色剂粒子组中,至少一部分进行球化处理,由此,与没有进行球化处理的情况相比,像担载体和中间转印介质与调色剂的接触面积变小,能减小像担载体和中间转印介质与调色剂的附着力,因此调色剂顺利地从像担载体和中间转印介质转印到记录介质,能使调色剂的转印效率提高。而且,在定影工序中,记录介质上层压调色剂时,与不进行球化处理的情况相比,调色剂粒子表面的凹凸变少,调色剂粒子间的空隙变小,因此调色剂粒子间的热传导性优良,能使低温定影性良好。而且,由于能够控制调色剂粒子表面的凹凸,因此能够使调色剂表面的带电分布均匀。因此,即使在使用与表面光滑的记录介质相比难以形成高画质图像的表面粗糙的记录介质的情况下,也能抑制图像的缺失、粗糙,得到能够在长时间内稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂。
而且,在本发明中,优选第一粉碎物和第一调色剂粒子组不进行球化处理,第二粉碎物和第二调色剂粒子组的至少任意一个进行球化处理。
根据本发明,第一粉碎物和第一调色剂粒子组不进行球化处理,第二粉碎物和第二调色剂粒子组的至少任意一个进行球化处理。通常,调色剂粒径越小,像担载体的转印残留调色剂越难以被清洁刮刀除去,因此清洁性下降。调色剂粒径越小而清洁性越降低的倾向,随着调色剂粒子形状被球化、粒子表面的凹凸变少而变得显著。另外,调色剂的粒径越大,调色剂粒子表面的凹凸越多,因此相对于像担载体的调色剂粒子间的物理性附着力的平衡容易破坏。第一粉碎物和第一调色剂粒子组不进行球化处理,第二粉碎物和第二调色剂粒子组的至少任意一个进行球化处理,由此,能使体积平均粒径小的调色剂粒子上凹凸增多,体积平均粒径大的调色剂粒子上的凹凸减少,因此调色剂整体能得到良好的清洁性。因此,能够得到没有灰雾、且能在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂。
另外,在本发明中,优选在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合。
根据本发明,在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合。第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为小于5重量份的重量比混合时,与第二调色剂粒子组以5重量份以上的重量比混合的情况相比,像担载体和中间转印介质与调色剂的接触面积增加,调色剂的转印效率下降,因此使用表面粗糙的记录介质形成图像时,形成的图像发生缺失等,图像重现性降低。而且定影工序中调色剂粒子间的空隙增大,因此调色剂像的热传导性降低,有可能不具有良好的低温定影性。另外,没有控制调色剂粒子表面的凹凸,难以使调色剂表面的带电分布均匀的第一调色剂粒子组的含量增多,因此调色剂容易发生飞散。而且,体积平均粒径小的调色剂粒子的含量增多,流动性有可能下降。第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为120重量份以上的重量比混合时,与第二调色剂粒子组以小于120重量份的重量比混合的情况相比,体积平均粒径大的调色剂粒子的含量增多,难以形成高精细的图像,图像重现性下降。
通过使第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合,能够利用体积平均粒径小的调色剂形成高精细的图像,能抑制调色剂飞散、减少图像变差,具有良好的低温定影性,具有优良的流动性,因此能得到能在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂。
另外,在本发明中,优选在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、70重量份以下的重量比范围混合。
根据本发明,在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、70重量份以下的重量比范围混合。通过使第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为70重量份以下的重量比混合,与第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合的情况相比,体积平均粒径大的调色剂粒子的含量更加适当,因此能够表现出如下显著效果:能在长时间内形成重现性好、高精细的图像。
另外,本发明是一种显影剂,其特征在于,含有上述调色剂。
根据本发明,显影剂含有本发明的调色剂。由此,能够制成具有良好的定影性和良好的带电稳定性、长期使用时特性稳定的显影剂,因此能得到能维持良好的显影性的显影剂。
另外,本发明是一种双组分显影剂,其特征在于,含有上述调色剂和载体。
根据本发明,显影剂是由本发明的调色剂和载体构成的双组份显影剂。本发明的调色剂保存稳定性优良,因此抑制显影剂的流动性降低,能够得到带电稳定性和显影性良好的双组份显影剂。通过使用这样的双组份显影剂,调色剂不飞散,能够在长时间内稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
另外,本发明中,优选载体的体积平均粒径为30μm以上、50μm以下。
根据本发明,双组份显影剂的载体的体积平均粒径为30μm以上、50μm以下。载体的体积平均粒径小于30μm时,与载体的体积平均粒径在30μm以上的情况相比,载体与显影辊之间的磁力减弱,因此显影工序中,载体变得容易与调色剂一起被显影。载体的体积平均粒径超过50μm时,有可能不能使各调色剂粒子充分地带电。通过使载体的体积平均粒径为为30μm以上、50μm以下,与载体的体积平均粒径超过50μm的情况相比,能使调色剂与载体的接触机会增加,因此能够抑制各调色剂粒子的带电、赋予充分的调色剂带电性。因此,能够得到调色剂的显影性良好的双组份显影剂。
另外,本发明是一种显影装置,其特征在于,使用上述显影剂,使像担载体上形成的潜像显影,从而形成调色剂像。
根据本发明,显影装置由于使用本发明的显影剂使潜像显影,因此能够稳定地形成高精细且高分辨率的调色剂像。因此,能够稳定地形成高画质的图像。
另外,本发明是一种图像形成装置,其特征在于,设有:潜像形成的像担载体、在像担载体上形成潜像的潜像形成部和上述的显影装置。
根据本发明,设有潜像形成的像担载体、在像担载体上形成潜像的潜像形成部和如上述那样能够使高精细且高分辨率的调色剂像形成在像担载体上的本发明的显影装置,从而构成图像形成装置。通过利用这样的图像形成装置形成图像,能够稳定地形成高精细且高分辨率的图像。
由下述详细的说明和附图更加明确了本发明的目的、特色和优点。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的调色剂制造方法的一例的流程图。
图2是模式地表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的构成的示意图。
图3是模式地表示图2所示的图像形成装置所具有的显影装置的示意图。
具体实施方式
下面参考附图详细说明本发明的优选实施方式。
1、调色剂
本发明第一实施方式的调色剂至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂。脱模剂的酸值小于4mgKOH/g,调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下。
[粘合树脂]
作为粘合树脂,没有特别的限制,可以使用黑色调色剂用的粘合树脂或彩色调色剂用的粘合树脂,可以列举例如聚酯类树脂、聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂等苯乙烯类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂、聚乙烯等聚烯烃类树脂、聚氨酯、以及环氧树脂等。另外,作为粘合树脂,也可以使用在原料单体混合物中混合脱模剂并使其发生聚合反应而得到的树脂,此时,优选含有聚酯树脂。通过使粘合树脂中含有聚酯树脂,能使脱模剂的分散状态控制性提高,得到具有更优良的定影性的调色剂。而且,能够赋予调色剂优良的耐久性和透明性。粘合树脂可以单独使用1种,或者也可以并用2种以上。
作为聚酯树脂,没有特别的限制,可以使用公知的聚酯树脂,可以列举例如多元酸类与多元醇类的缩聚物。多元酸类是指多元酸及多元酸的衍生物、例如多元酸的酸酐或酯化物等。多元醇类是指含有2个以上羟基的化合物,也包含醇类及酚类。
作为多元酸类,可以使用作为聚酯树脂的单体常用的多元酸类,可以列举例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸及萘二羧酸等芳香族羧酸类;马来酸酐、富马酸、琥珀酸及己二酸等脂肪族羧酸类。多元酸类可以单独使用1种,而且也可以并用2种以上。
作为多元醇类,也可以使用作为聚酯树脂的单体常用的多元醇类,可以列举例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇及甘油等脂肪族多元醇类;环己二醇、环己烷二甲醇及氢化双酚A等脂环式多元醇类;双酚A的环氧乙烷加成物及双酚A的环氧丙烷加成物等芳香族类二醇类。所谓“双酚A”,是指2,2-二(对羟苯基)丙烷。作为双酚A的环氧乙烷加成物,可以列举例如聚环氧乙烷-2,2-二(4-羟苯基)丙烷。作为双酚A的环氧丙烷加成物,可以列举例如聚环氧丙烷-2,2-二(4-羟苯基)丙烷。多元醇类可以单独使用1种,而且也可以并用2种以上。
聚酯树脂可以通过缩聚反应来合成。例如可以通过如下方法合成:在有机溶剂中或无溶剂下,在催化剂的存在下,使多元酸类与多元醇类进行缩聚反应,具体而言,使其进行脱水缩合反应。此时,也可以使用多元酸的甲酯化物作为多元酸类的一部分而进行脱甲醇缩聚反应。多元酸类与多元醇类的缩聚反应在生成的聚酯树脂的酸值及软化温度成为要合成的聚酯树脂的值时终止即可。在该缩聚反应中,通过适当改变多元酸类与多元醇类的混合比及反应率等反应条件,能够调整例如结合在得到的聚酯树脂的末端的羧基含量、进而调整得到的聚酯树脂的酸值、软化温度以及其他的物性值。
在本实施方式中,粘合树脂的酸值优选为5mg KOH/g以上、30mgKOH/g以下。粘合树脂的酸值小于5mg KOH/g时,与粘合树脂的酸值在5mg KOH/g以上的情况相比,粘合树脂与脱模剂的亲和性增大,因此定影时脱模剂难以在调色剂表面溶出,容易发生作为定影不良的高温污损。粘合树脂的酸值超过30mgKOH/g时,与粘合树脂的酸值小于30mgKOH/g的情况相比,调色剂表面残存的官能团增多,变得容易吸收水分,因此在高湿条件下调色剂带电量下降,有可能损害带电稳定性。另外,由于粘合树脂中脱模剂的分散性容易降低,因此在调色剂制造时混炼不充分的情况下,调色剂表面的脱模剂的分散直径有可能增大。通过使粘合树脂的酸值为5mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下,能使调色剂粒子中的脱模剂的分散性在所期望的范围内,具体而言,能稳定地使调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm,能抑制高湿条件下的调色剂带电量的下降,能够控制粘合树脂与脱模剂的亲和性而使定影性变得良好。因此,能使带电稳定性更加良好,而且能具有更良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
粘合树脂的酸值,在粘合树脂的合成中,在粘合树脂的原料单体混合物例如聚酯树脂的情况下,通过适当改变多元酸类、多元醇类的混合比及反应率等反应条件,能够调整在得到的粘合树脂的末端的羧基含量、进而调整得到的粘合树脂的酸值。
[着色剂]
作为着色剂,例如可以列举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以及黑色调色剂用着色剂等。
作为黄色调色剂用着色剂,例如可列举:按照颜色指数进行分类的C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄5、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄15以及C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄180以及C.I.颜料黄185等有机类颜料;氧化铁黄及黄土等无机类颜料;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以及C.I.溶剂黄21等油溶性染料等。
作为品红调色剂用着色剂,可列举例如:按照颜色指数进行分类的C.I.颜料红49、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以及C.I.分散红15等。
作为青色调色剂用着色剂,例如可列举:按照颜色指数进行分类的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以及C.I.直接蓝86等。
作为黑色调色剂用着色剂,例如可列举:槽法炭黑、辊筒炭黑、盘法炭黑、煤气炉黑、油料炉黑、热裂法炭黑以及乙炔黑等炭黑。也可以根据想要得到的调色剂的设计特性,从上述各种炭黑中适当选择合适的炭黑。
除这些颜料之外,还可使用红色颜料、绿色颜料等。着色剂既可以单独使用一种,或者也可以并用两种以上。另外,可使用两种以上同色系的颜料,也可以分别使用一种或者两种以上不同色系的颜料。
在本实施方式中,着色剂优选以母料的形式使用。着色剂的母料可以通过例如混炼合成树脂的熔融物和着色剂来制造。作为合成树脂,可以使用与调色剂的粘合树脂同种类的树脂或者相对于调色剂的粘合树脂具有良好的相容性的树脂。合成树脂和着色剂的使用比例没有特别限制,但是优选相对于合成树脂100重量份为30重量份以上、100重量份以下。母料可以制粒成例如粒径为约2mm~约3mm而使用。
在本实施方式中,着色剂的含量没有特别限制,但优选相对于粘合树脂100重量份为4重量份以上、20重量份以下。在使用母料的情况下,优选调整母料的使用量,以使本发明的调色剂中着色剂的含量达到上述范围。通过在上述范围内使用着色剂,能够形成具有充分的图像浓度、显色性高且图像品质优良的良好的图像。
[脱模剂]
作为脱模剂,没有特别限制,可以使用公知的脱模剂,例如可以列举出石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡,费托合成蜡及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍生物、低分子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、酯类蜡等。
如上所述,在本实施方式中,脱模剂的酸值小于4mgKOH/g,调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下。调色剂表面的脱模剂的露出量优选为调色剂总量的0.7重量%以上、1.8重量%以下。
脱模剂的酸值在4mgKOH/g以上时,与脱模剂的酸值小于4mgKOH/g的情况相比,脱模剂与粘合树脂的亲和性提高,因此定影时脱模剂变得难以从调色剂中溶出,容易发生高温污损。
调色剂表面的脱模剂的露出量小于0.5重量%时,定影时为了防止污损的发生,不能使必要量的脱模剂在调色剂表面溶出,因此发生作为定影不良的高温污损。调色剂表面的脱模剂的露出量超过2.5重量%时,由于显影槽内部的温度上升,因此与调色剂表面的脱模剂的露出量在2.5重量%以下的情况相比,显影剂中的调色剂与电荷赋予材料、例如载体或调节刮刀的附着力变大,因此显影剂的流动性降低,调色剂带电量下降。
调色剂的酸值小于4mgKOH/g时,通过使调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下,即使调色剂表面的脱模剂含量低于以往的调色剂表面的脱模剂含量,也能在定影时使脱模剂容易地在调色剂表面溶出,而且能够抑制由于长期使用导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,抑制显影剂的流动性降低,因此能够得到具有良好的定影性和良好的带电稳定性的调色剂。通过使用这样的调色剂形成图像,能够在长时间内稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
在本实施方式中,调色剂表面的脱模剂的露出量是指,相对于调色剂总量,从调色剂表面到深度为500nm以下的表层部区域所含的脱模剂的含量的比例。调色剂表面的脱模剂的含量通过下面的方法测定。
在本实施方式中,调色剂表面的脱模剂的露出量是由利用仅脱模剂可溶解(易溶解)的溶剂对调色剂表面的脱模剂进行溶出处理后的调色剂与溶出处理前的调色剂的热容量之差估算出来。调色剂的热容量、即调色剂中脱模剂的含量通过差示扫描量热计(商品名:DSC220、セイコ一電子工業株式会社制)测定。作为具体的测定方法,以每分钟10℃的升温速度将作为试样的调色剂1g从温度20℃加热到150℃,接着使调色剂从150℃骤冷至20℃,将上述操作重复2次,测定DSC曲线。通过第二次操作中测定的DSC曲线的熔化热计算调色剂中的脱模剂含量。
在本实施方式中,优选调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm。通过使调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm,与上述分散直径在300nm以上的情况相比,能减小调色剂粒子中所含的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,能够进一步抑制由于显影槽内部的温度上升而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,因此能够进一步抑制显影剂的流动性下降。因此,能够进一步抑制调色剂带电量的下降、使带电稳定性更良好,而且能够具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
调色剂表面的脱模剂的分散直径通过对在有机溶剂中将调色剂表面露出的脱模剂溶出除去而得到的调色剂粒子的显微镜照片进行图像分析而求出。
[电荷控制剂]
本实施方式的调色剂中,优选除了粘合树脂、着色剂、脱模剂之外,含有电荷控制剂等其他的调色剂添加成分。通过含有电荷控制剂,能够赋予调色剂优选的带电性。作为电荷控制剂,可以使用正电荷控制用或者负电荷控制用的电荷控制剂。
作为电荷控制剂,可以列举出例如碱性染料、季铵盐、季鏻盐、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯基甲烷衍生物、胍盐以及脒盐等用于正电荷控制的电荷控制剂;和例如石油炭黑和sprion black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及金属盐(金属为铬、锌、锆等)、硼化合物、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐以及树脂酸皂等用于负电荷控制的电荷控制剂。电荷控制剂既可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
电荷控制剂的使用量优选相对于粘合树脂100重量份为0.5重量份以上、5重量份以下,更优选相对于粘合树脂100重量份为0.5重量份以上、3重量份以下。当含有超过5重量份的电荷控制剂时,载体被污染,可能发生调色剂飞散。当电荷控制剂的含量小于0.5重量份时,可能不能赋予调色剂充分的带电特性。
[调色剂]
在本实施方式中,优选调色剂的体积平均粒径为5.0μm以上、7.0μm以下,且个数平均粒径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率小于总调色剂粒子的40个%。通过使调色剂的粒径分布和个数分布满足该范围,能够抑制调色剂飞散、形成高精细且高分辨率的高画质图像。体积平均粒径小于5.0μm时,由于流动性下降而发生调色剂分散,若超过7.0μm,则不能形成充分高精细且高分辨率的图像。个数平均粒径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率在总调色剂粒子的40个%以上时,产生由于流动性降低而导致的调色剂飞散和由于转印效率的变差而导致的灰雾。
在本实施方式中,调色剂的体积平均粒径(D50V)和个数平均粒径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率(体积%、个数%)通过ベツクマン·コ一ルタ一株式会社制粒度分布测定装置“Multisizer3”测定。测定条件如下所示。
孔径:100μm
测定粒子数:50000计数
分析软件:COULTER MULTISIZER ACCUCOMP 1.19版(ベツクマン·コ一ルタ一株式会社制)
电解液:ISOTON-II(ベツクマン·コ一ルタ一株式会社制)
分散剂:烷基醚硫酸酯钠
测定顺序如下:将电解液50ml、作为试样的调色剂20mg和分散剂1ml加入烧瓶中,利用超声波分散器进行3分钟的分散处理,制备测定用试样,然后利用测定装置“Multisizer3”进行粒径的测定。由所得的测定结果求出试样粒子的体积粒度分布和个数粒度分布,再由体积粒度分布求出调色剂的体积平均粒径(D50V)。另外,由个数粒度分布求出个数平均粒径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率(个数%)。
在本实施方式中,调色剂优选平均圆形度(a)为0.950以上、0.960以下。通过使调色剂的平均圆形度在该范围内,能够使调色剂粒子的圆形度适当,抑制灰雾的产生,不损害清洁性地得到高画质的图像。
在本实施方式中,调色剂粒子的圆形度(ai)由下式(1)定义。如式(1)所定义的圆形度(ai),可以通过使用例如シスメツクス株式会社制流动型粒子像分析装置“FPIA-3000”而测定。而且,求出对m个调色剂粒子进行测定而得到的各圆形度(ai)的总和,根据式(2)用该总和除以调色剂粒子数m,将由此得到的算术平均值定义为平均圆形度(a)。
圆形度(ai)=(具有与粒子像相同投影面积的圆的周长)/(粒子的投影像的周长)……(1)
Figure A20091000473900241
上述测定装置“FPIA-3000”中,使用如下简易计算法:算出各调色剂粒子的圆形度(ai)后,将所得的各调色剂粒子的圆形度(ai)按照每0.01圆形度进行分割,将0.40~1.00的圆形度分成61个分割范围,求各分割范围的频率,使用各分割范围的中心值和频率进行平均圆形度的计算。因为由该简易计算法算出的平均圆形度的值与由上式(2)所得的平均圆形度(a)的值的误差非常小,实质上可以忽略不计,所以在本实施方式中,采用由简易计算法得到的平均圆形度作为上式(2)定义的平均圆形度(a)。
圆形度(ai)的具体测定方法如下。在溶解有约0.1mg表面活性剂的10mL水中,使5mg调色剂分散,制备分散液,然后用频率20kHz、输出功率50W的超声波照射分散液5分钟,调整为调色剂粒子浓度为5000~20000个/μL的分散液。上述装置“FPIA-3000”中,使含有调色剂粒子的分散液在非常薄的扁平的比色池内流动,照射闪光而用CCD(charge coupled device,电荷耦合器件)相机进行摄像,由此对每个调色剂粒子的粒径和形状等进行测定,求出圆形度(ai)。
在本实施方式中,优选调色剂表面的至少一部分被覆盖。通过使调色剂表面的一部分被覆盖,与没有被覆盖的情况相比,能进一步减小调色剂表面的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,因此能够进一步抑制由于显影槽内部的温度上升而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,能够进一步抑制显影剂的流动性下降。因此,例如即使在调色剂表面的脱模剂的分散直径为300nm以上的情况下,也像调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm的情况那样,能够减小脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,能使带电稳定性良好,而且能具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
在本实施方式中,优选调色剂表面的至少一部分被胶囊化。通过使调色剂表面的一部分胶囊化,即无缝隙地进行包衣,与没有胶囊化的情况相比,能够可靠地实现如下效果:能进一步减小调色剂表面的脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,因此能进一步抑制由于显影槽内部的温度上升而导致的调色剂与电荷赋予材料的附着力的增大,进一步抑制显影剂的流动性下降。因此,例如即使在调色剂表面的脱模剂的分散直径为300nm以上的情况下,也像调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm的情况那样,能够可靠地减小脱模剂与电荷赋予材料的接触面积,因此能使带电稳定性更加良好,而且能具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
[外添加剂]
在本发明的调色剂中,可以混合具有例如提高粉体流动性、提高摩擦带电性、提高耐热性、改善长期保存性、改善清洁特性以及控制感光体表面磨损特性等功能的外添加剂。作为外添加剂,可以列举例如二氧化硅微粉、二氧化钛微粉和氧化铝微粉等。外添加剂可以单独使用1种,或者并用2种以上。
在本实施方式中,优选外添加剂覆盖调色剂表面积的50%以上且小于120%。外添加剂的覆盖率小于50%时,外添加剂不能充分地覆盖调色剂表面,与覆盖率在50%以上的情况相比,调色剂与电荷赋予材料的接触机会增加,因此调色剂与电荷赋予材料的附着力增大,容易导致显影剂的流动性降低。外添加剂的覆盖率在120%以上时,作为从调色剂游离的外添加剂的游离外添加剂增加,由于该游离外添加剂引起载体污染,因此容易导致调色剂的带电不良。通过使外添加剂覆盖调色剂表面积的50%以上且小于120%,没有载体污染,而且能抑制显影剂的流动性降低,因此能使带电稳定性更加良好,而且能够具有良好的定影性,因此能够在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
调色剂表面的外添加剂的覆盖率表示调色剂表面存在的外添加剂的表面积相对于不喊外添加剂的调色剂(以下也成为“调色剂母体”)的表面积的比率。外添加剂的覆盖率可以将调色剂母体与外添加剂混合前的调色剂母体的体积平均粒径和绝对比重、外添加剂的平均一次粒径和绝对比重、以及外添加剂的重量相对于调色剂母体的重量的比率(外添加剂的重量/调色剂母体的重量)代入下式(3)而计算出来。
f ( % ) = 3 · D · ρt · C 2 π · d · ρi × 100 - - ( 3 )
在式(3)中,f是外添加剂的覆盖率,D是调色剂母体的体积平均粒径(μm),d是外添加剂的平均一次粒径(μm),ρt是调色剂母体的绝对比重,ρi是外添加剂的绝对比重,C是外添加剂的重量相对于调色剂母体的重量的比率(外添加剂的重量/调色剂母体的重量)。
作为外添加剂的添加量,考虑到调色剂所需要的带电量、添加外添加剂对感光体的磨损的影响和调色剂的环境特性等,优选相对于调色剂粒子100重量份为0.1重量份以上、10重量份以下,更优选为2.0重量份以上且小于4.0重量份。通过含有2.0重量份以上且小于4.0重量份的外添加剂,流动性更良好且能适当地控制各调色剂粒子的带电,因此不损害定影性,不产生灰雾,而且能够形成高画质的图像。外添加剂的含量小于2.0重量份时,不能赋予调色剂(特别是小粒径调色剂)充分的流动性,因此各调色剂粒子带电不充分而容易在非图像部产生灰雾;外添加剂的含量在4.0重量份以上时,外添加剂之间容易凝集,不能有效地覆盖调色剂表面,不能使流动性提高,因此各调色剂粒子带电不充分而容易在非图像部产生灰雾。
2、调色剂的制造方法
作为本发明的一个实施方式的调色剂的制造方法,包括:粉碎工序,粉碎至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂的树脂组合物,制作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;第一筛分工序,筛分第一粉碎物,制作第一调色剂粒子组;第二筛分工序,筛分第二粉碎物,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;和混合工序,混合第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组。
本实施方式中,优选在第一粉碎物和第二粉碎物、第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组以及混合后的调色剂粒子组中,至少一部分进行球化处理。第一粉碎物和第二粉碎物、第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组、以及混合后的调色剂粒子组中,至少一部分进行球化处理,由此,与没有进行球化处理的情况相比,像担载体和中间转印介质与调色剂的接触面积变小,能减小像担载体和中间转印介质与调色剂的附着力,因此调色剂顺利地从像担载体和中间转印介质转印到记录介质,能使调色剂的转印效率提高。而且,在定影工序中,记录介质上层压调色剂时,与不进行球化处理的情况相比,调色剂粒子表面的凹凸变少,调色剂粒子间的空隙变小,因此调色剂粒子间的热传导性优良,能使低温定影性良好。而且,由于能够控制调色剂粒子表面的凹凸,因此能够使调色剂表面的带电分布均匀。因此,即使在使用与表面光滑的记录介质相比难以形成高画质图像的表面粗糙的记录介质的情况下,也能抑制图像的缺失、粗糙,得到能够在长时间内稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂。
图1是表示本发明的一个实施方式的调色剂的制造方法的一例的流程图。本实施方式的调色剂的制造方法包括:前混合工序(步骤S 1),至少混合粘合树脂、着色剂和脱模剂,制造混合物;熔融混炼工序(步骤S2),熔融混炼合物,制造作为树脂组合物的熔融混炼物;粉碎工序(步骤S3),粉碎熔融混炼物,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;第一筛分工序(步骤S4),筛分第一粉碎物,制作第一调色剂粒子组;球化工序(步骤S5),使第二粉碎物球化;第二筛分工序(步骤S6),筛分第二粉碎物的球化物,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;和混合工序(步骤S7),混合第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组
下面详细地说明步骤S1~步骤S7的各制造工序。另外,用于制作第一调色剂粒子组的步骤S4的制造工序与用于制作第二调色剂粒子组的步骤S5到S6的制造工序可以同时进行,也可以先后进行。通过从步骤S0向步骤S1过渡,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,利用混合机至少将粘合树脂、着色剂和脱模剂干式混合,制作混合物。调色剂中除了粘合树脂、着色剂和脱模剂之外,也可以含有其他的调色剂添加成分。作为其他的调色剂添加成分,可以列举电荷控制剂等。这些各原料及其使用量没有特别的限制,可以使用公知物质通常的使用量。
作为干式混合中使用的混合机,可以使用公知的装置,可以列举例如亨舍尔混合机(商品名:FMミキサ,三井矿山株式会社制)、ス一パ一ミキサ(商品名,株式会社カワタ制)、メカノミル(商品名,冈田精工株式会社制)等亨舍尔型混合装置,オングミル(商品名,ホソカワミクロン株式会社制)、ハイブリダイゼ一シヨンシステム(商品名,株式会社奈良机械制作所制)、コスモシステム(商品名,川崎重工业株式会社制)等。
本实施方式中,为了将调色剂表面的脱模剂的露出量调整到适当的范围内,必须控制前混合工序中脱模剂的添加量。具体而言,为了使调色剂表面的脱模剂量为0.5重量%以上、2.5重量%以下,需要使前混合工序中脱模剂的添加量相对于粘合树脂100重量份为2.5重量份以上、6.0重量份以下。
[熔融混炼工序]
在步骤S2的熔融混炼工序中,将前混合工序中制作的混合物熔融混炼,制作熔融混炼物。混合物的熔融混炼通过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而进行,使粘合树脂熔融或软化,从而使除粘合树脂之外的调色剂原料分散在粘合树脂中。
作为混炼机,可以使用公知的装置,可以使用例如双螺杆挤出机、三辊研磨机、ラボプラストミル(laboplast mill)等一般的混炼机。更具体而言,可以列举例如TEM-100B(商品名,东芝机械株式会社制)、PCM-65/87、PCM-30(以上均为商品名,株式会社池贝制)等单螺杆或双螺杆挤出机、ニ一デツクス(商品名,三井矿山株式会社制)等开辊(openroll)型混炼机等。其中,优选开辊型的混炼机。调色剂原料混合物也可以用多台混炼机进行熔融混炼。
调色剂表面的脱模剂的分散直径,能够通过适当改变混炼时的搅拌速度、混炼时间等而控制在适当的范围,具体而言为小于300nm。
[粉碎工序]
在步骤S3的粉碎工序中,使在熔融混炼工序中得到的熔融混炼物冷却并固化后,将冷却固化的熔融混炼物粉碎,由此制作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。
对冷却固化后的熔融混炼物,首先通过锤磨机或者切割磨等,粉碎成例如体积平均粒径为约100μm以上、约5mm以下的粗粉碎物。然后,将得到的粗粉碎物进一步分别细粉碎成具有所期望的体积平均粒径的第一粉碎物和具有所期望的体积平均粒径的第二粉碎物。
在粗粉碎物的细粉碎中,可以使用例如利用超音速喷射气流进行粉碎的喷射式粉碎机、将粗粉碎物导入以高速旋转的转子(rotor)和定子(衬板(liner))之间形成的空间而进行粉碎的冲击式粉碎机等。
对于冷却固化后的熔融混炼物,也可以不经过利用锤磨机或者切割磨等进行的粗粉碎,而直接使用喷射式粉碎机或者冲击式粉碎机等进行粉碎。
在粉碎工序中,通过适当调整使用空气的粉碎机中的供给空气量、使用转子的粉碎机中的转子旋转速度,能够控制调色剂的粒径分布和个数分布。通过控制这些,能够得到具有上述优选的调色剂粒径分布和个数分布的调色剂,具体而言,调色剂粒子的体积平均粒径为5.0μm以上、7.0μm以下,5.0μm以下的调色剂粒子小于40个%。
[第一筛分工序]
在步骤S4的第一筛分工序中,利用筛分机从经粉碎工序制得的第一粉碎物中除去过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子。过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子由于可以在其它的调色剂制造中再利用,因此可以进行回收使用。
在筛分时,可以使用能够通过利用离心力的筛分或利用风力的筛分除去过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子的公知的筛分机,例如,可以使用旋转式风力筛分机(rotary pneumatic classifier)等。
在第一筛分工序中,优选适当调整筛分条件进行筛分,以使筛分后得到的调色剂粒子的体积平均粒径为5.5μm以上、6.5μm以下。调色剂粒子的体积平均粒径小于5.5μm时,调色剂中小粒径粒子的含量变得过多,清洁性有可能降低。调色剂粒子的体积平均粒径超过6.5μm时,由于调色剂的体积平均粒径变得过大,因而有可能不能得到高精细的图像。而且由于调色剂粒子的比表面积减少,调色剂的带电量变小,调色剂不能被稳定地提供给像担载体,可能会发生由调色剂飞散引起的机内污染。
上述适当调整的筛分条件是指例如旋转式风力筛分机中筛分转子的旋转速度等。
[球化工序]
在本实施方式中,步骤S5的球化工序中,利用机械冲击力、热风对粉碎工序中得到的第二粉碎物进行球化处理,由此得到第二粉碎物的球化物。本实施方式中,优选第一粉碎物和第一调色剂粒子组不进行球化处理,第二粉碎物和第二调色剂粒子组的至少一个进行球化处理。
通常,调色剂粒径越小,像担载体的转印残留调色剂越难以被清洁刮刀除去,因此清洁性下降。调色剂粒径越小而清洁性越降低的倾向,随着调色剂粒子形状被球化、粒子表面的凹凸变少而变得显著。另外,调色剂的粒径越大,调色剂粒子表面的凹凸越多,因此相对于像担载体的调色剂粒子间的物理性附着力的平衡容易破坏。第一粉碎物和第一调色剂粒子组不进行球化处理,第二粉碎物和第二调色剂粒子组的至少任意一个进行球化处理,由此,能使体积平均粒径小的调色剂粒子上的凹凸增多,体积平均粒径大的调色剂粒子上的凹凸减少,因此调色剂整体能得到良好的清洁性。因此,能够得到没有灰雾、且能在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂。
作为球化处理的方法,可以例举例如利用机械冲击力进行球化的方法、利用热风进行球化的方法等,但优选能在适当地具有凹凸的同时进行球化的、利用机械冲击力的球化处理方法。在利用热的球化处理中,调色剂之间熔融接合,调色剂中所含的脱模剂露出到调色剂表面,调色剂的流动性有可能变差。
作为使用利用机械冲击力进行球化处理的冲击式球化装置,可以使用市售的装置,可以使用例如フアカルテイ(商品名,ホソカワミクロン株式会社制造)等。作为使用利用热风进行球化处理的热风式球化装置,可以使用市售的装置,可以使用例如表面改質機メテオレインボ一(商品名,日本ニュ一マチツク工业株式会社制造)等。
在球化工序中,优选使调色剂的圆形度达到上述优选的调色剂的圆形度的范围,具体而言,为0.950以上、0.960以下。
在本发明的其他实施方式中,也可以在步骤S3的粉碎工序后,对第一粉碎物进行球化处理。另外,也可以在步骤S4的第一筛分工序后,对第一调色剂粒子组进行球化处理;还可以在步骤S6的第二筛分工序后,对第二调色剂粒子组进行球化处理;还可以在步骤S7的混合工序后,对调色剂进行球化处理。而且,也可以不进行球化处理工序。
[第二筛分工序]
在步骤S6的第二筛分工序中,利用筛分机从经球化工序制得的第二粉碎物的球化物中除去过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子,由此制作第二调色剂粒子组。过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子由于可以在其它的调色剂制造中再利用,因此可以进行回收使用。
在筛分时,可以使用能够通过利用离心力的筛分或利用风力的筛分除去过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子的公知的筛分机,例如,可以使用旋转式风力筛分机(rotary pneumatic classifier)等。
在筛分工序中,优选适当调整筛分条件进行筛分,以使筛分后得到的调色剂粒子的体积平均粒径为7.3μm以上、8.3μm以下。调色剂粒子的体积平均粒径小于7.3μm时,调色剂中小粒径粒子的含量变得过多,清洁性有可能降低。调色剂粒子的体积平均粒径超过8.3μm时,由于调色剂的体积平均粒径变得过大,因而有可能不能得到高精细的图像。而且由于调色剂粒子的比表面积减少,调色剂的带电量变小,调色剂不能被稳定地提供给像担载体,可能会发生由调色剂飞散引起的机内污染。
上述适当调整的筛分条件是指例如旋转式风力筛分机中筛分转子的旋转速度等。
根据球化工序中使用的装置的种类,可以同时进行步骤S5的球化工序和步骤S6的第二筛分工序,也可以交换顺序进行。
[混合工序]
在步骤S7的混合工序中,混合经步骤S4的第一筛分工序制作的第一调色剂粒子组和经步骤S5的球化工序和S6的第二筛分工序制作的第二调色剂粒子组,由此制造本实施方式的调色剂。
作为混合中使用的混合机,可以列举例如亨舍尔混合机(商品名:FM混合机,三井矿山株式会社制造)、超级混合机(商品名,株式会社カワタ制造)、メカノミル(商品名,冈田精工株式会社制造)等亨舍尔型的混合装置,オングミル(商品名,ホソカワミクロン株式会社制造)、ハイブリダイゼ一シヨンシステム(商品名,株式会社奈良机械制作所制造)、コスモシステム(商品名,川崎重工业株式会社制造)等。
本实施方式中,优选第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合。第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为小于5重量份的重量比混合时,与第二调色剂粒子组以5重量份以上的重量比混合的情况相比,像担载体和中间转印介质与调色剂的接触面积增加,调色剂向记录介质的转印效率下降,因此使用表面粗糙的记录介质形成图像时,形成的图像发生缺失等,图像重现性降低。而且定影工序中调色剂粒子间的空隙增大,因此调色剂像的热传导性降低,有可能不具有良好的低温定影性。另外,没有控制调色剂粒子表面的凹凸,难以使调色剂表面的带电分布均匀的第一调色剂粒子组的含量增多,因此调色剂容易发生飞散。而且,体积平均粒径小的调色剂粒子的含量增多,因此流动性有可能下降。第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为120重量份以上的重量比混合时,与第二调色剂粒子组以小于120重量份的重量比混合的情况相比,体积平均粒径大的调色剂粒子的含量增多,难以形成高精细的图像,图像重现性下降。
通过使第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合,能够利用体积平均粒径小的调色剂形成高精细的图像,能抑制调色剂飞散、减少图像变差,具有良好的低温定影性,具有优良的流动性,因此能得到能在长时间内更稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像的调色剂。
优选在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、70重量份以下的重量比范围混合。通过使第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为70重量份以下的重量比混合,与第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合的情况相比,体积平均粒径大的调色剂粒子的含量更加适当,因此能够表现出如下显著效果:能在长时间内形成重现性好、高精细的图像。
混合工序结束则本实施方式的调色剂制造结束。本发明的其他实施方式中,也可以在混合工序后设置外添加工序,混合调色剂和外添加剂,将外添加剂外添加到调色剂中。
3、显影剂
如上制造的本实施方式的调色剂,可以直接作为单组分显影剂使用,或者可以与载体混合而作为双组分显影剂使用。即,本发明的一个实施方式的显影剂含有本发明的调色剂。由此,能够制得具有良好的定影性和良好的带电稳定性、长期使用时特性稳定的显影剂,因此能够得到能维持良好的显影性的显影剂。
显影剂优选由本发明的调色剂和载体构成的双组分显影剂。本发明的调色剂由于保存稳定性优良,因此能够抑制显影剂的流动性降低,得到带电稳定性和显影性良好的双组分显影剂。通过使用这样的双组分显影剂,调色剂不飞散,能够在长时间内稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
[载体]
作为构成双组分显影剂的载体,可以使用具有磁性的粒子。作为具有磁性的粒子的具体例子,例如可以列举铁、铁素体和磁铁矿等金属、这些金属与铝或铅等金属的合金等。其中,优选铁素体。
另外,也可以将在具有磁性的粒子上包覆了树脂的树脂包覆载体、或将具有磁性的粒子分散在树脂中而形成的树脂分散型载体等作为载体使用。作为树脂包覆载体所使用的树脂,没有特别限制,但可以列举例如烯烃类树脂、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。另外,作为树脂分散型载体所使用的树脂也没有特别限制,但可以列举例如苯乙烯-丙烯酸树脂、聚酯树脂、氟类树脂及酚醛树脂等。
载体的形状优选球形或扁平形。
载体的体积平均粒径没有特别的限制,但若考虑高画质化,则优选为10μm以上、100μm以下,进一步优选为30μm以上、50μm以下。载体的体积平均粒径小于10μm时,与载体的体积平均粒径在10μm以上的情况相比,载体与显影辊之间的磁力减弱,因此在显影工序中,载体变得容易与调色剂一起被显影。载体的体积平均粒径超过100μm时,有可能不能使各调色剂粒子充分地带电。通过使载体的体积平均粒径为10μm以上、100μm以下,与载体的体积平均粒径超过100μm的情况相比,能增加调色剂与载体的接触机会,因此能够适当控制各个调色剂粒子的带电,赋予充分的调色剂带电性。因此,能够得到调色剂的显影性良好的双组分显影剂。通过使载体的体积平均粒径为30μm以上、50μm以下,能够更稳定地发挥上述效果。
本实施方式中,载体的体积平均粒径使用激光衍射、散射型粒度分布测定装置マイクロトラツク(商品名:MICROTRAC MT3000,日机装株式会社)进行测定。
而且,载体的体积电阻率优选为108Ω·cm以上,进一步优选为1012Ω·cm以上。载体的体积电阻率是通过如下操作而得到的值:将载体放入具有0.50cm2的截面积的容器中并轻敲后,在被堵塞于容器内的粒子上施加1kg/cm2的载荷,读取在载荷和底面电极之间施加产生1000V/cm电场的电压时的电流值。当电阻率低时,在显影套筒上施加了偏压的情况下,电荷被注入载体,载体粒子容易附着于感光体上。另外,容易引起偏压的击穿。
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。磁化强度依赖于显影辊的磁通密度,但是,在显影辊为一般的磁通密度的条件下,当其低于10emu/g时,磁性的束缚力不起作用,有可能成为载体飞散的原因。另外,当磁化强度超过60emu/g时,在载体的立起过高的非接触显影中,难以保持与像担载体的非接触状态。另外,在接触显影中,调色剂像中有可能容易出现扫痕。
双组分显影剂中的调色剂和载体的使用比例没有特别限制,可以根据调色剂及载体的种类适当选择,但是,如果以树脂包覆载体(密度5~8g/cm2)为例,则优选以在显影剂中含有显影剂总量的2重量%以上、30重量%以下、优选2重量%以上、20重量%以下的调色剂的方式使用调色剂。另外,在双组分显影剂中,调色剂相对于载体的覆盖率优选为40%以上、80%以下。
4、图像形成装置
图2是模式地表示本发明一个实施方式的图像形成装置100的构成的示意图。图像形成装置100是同时具有复印功能、打印功能及传真功能的复合机,根据被传递的图像信息,在记录介质上形成全彩色或单色的图像。即,在图像形成装置100中,具有复印模式、打印模式及传真模式三种印刷模式,根据来自未图示的操作部的操作输入、来自使用个人计算机、便携式终端装置、信息记录存储介质或存储装置的外部设备的印刷作业的信号等,由未图示的控制单元选择印刷模式。
图像形成装置100包括作为像担载体的感光体滚筒11、图像形成部2、转印部3、定影部4、记录介质供给部5和排出部6。为了与彩色图像信息中所含的黑(b)、青(c)、品红(m)及黄(y)各颜色的图像信息相对应,构成图像形成部2的各构件及转印部3中所含的一部分构件分别设置4个。在此,根据各颜色分别设置4个的各构件,将表示各颜色的字母附加在参照标号的末尾来进行区别,总称的情况仅用参照标号表示。
图像形成部2包括带电部12、曝光单元13、显影装置14和清洁单元15。带电部12和曝光单元13作为潜像形成部而发挥功能。带电部12、显影装置14及清洁单元15在感光体滚筒11周围以上述顺序配置。带电部12配置在显影装置14及清洁单元15的垂直方向下方。
感光体滚筒11设置成通过未图示的旋转驱动部而能够绕轴线旋转驱动,是在其表面部形成静电潜像的辊状构件。感光体滚筒11的旋转驱动部由利用中央处理装置(Central Processing Unit,CPU)实现的控制单元进行控制。感光体滚筒11含有未图示的导电性基体和在导电性基体的表面形成的未图示的感光层而构成。导电性基体可以采用各种形状,可以列举例如圆筒状、圆柱状、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,可以使用该领域中常用的导电性材料,可以列举例如铝、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由铝、铝合金、氧化锡、金、氧化铟等1种或2种以上构成的导电性层的导电性薄膜;至少含有导电性粒子或导电性聚合物的树脂组合物等。而且,作为导电性薄膜中所使用的薄膜状基体,优选合成树脂薄膜,特别优选聚酯薄膜。另外,作为导电性薄膜中的导电性层的形成方法,优选蒸镀、涂敷等。
感光层通过例如层压包含电荷产生物质的电荷产生层和包含电荷输送物质的电荷输送层来形成。此时,优选在导电性基体与电荷产生层或电荷输送层之间设置底涂层(undercoat layer)。通过设置底涂层,得到如下优点:覆盖存在于导电性基体表面的伤痕及凹凸,使感光层表面平滑化,防止反复使用时感光层带电性的变差,提高至少在低温或低湿环境下感光层的带电特性。另外,也可以是在最上层设置了感光层表面保护层的、耐久性好的三层结构的层压感光体。
电荷产生层以通过光照射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、增敏剂等。作为电荷产生物质,可以使用该领域中常用的电荷产生物质,可以列举例如:苝酰亚胺、苝酸酐等苝类颜料;喹吖啶酮、蒽醌等多环醌类颜料;金属及无金属酞菁、卤化无金属酞菁等酞菁类颜料;方酸菁色素(squalium dyes);甘菊蓝色素(azulenium dyes);噻喃色素;具有咔唑骨架、苯乙烯基二苯乙烯骨架、三苯基胺骨架、二苯并噻吩骨架、噁二唑骨架、芴酮骨架、二茋骨架、二苯乙烯基噁二唑骨架或二苯乙烯基咔唑骨架的偶氮颜料等。其中,无金属酞菁颜料、氧钛酞菁颜料、含有芴环和/或芴酮环的双偶氮颜料、由芳香族胺构成的双偶氮颜料、三偶氮颜料等具有高的电荷产生性能,适合用于得到高灵敏度的感光层。电荷产生物质可以单独使用1种或者并用2种以上。电荷产生物质的含量没有特别限制,但是,优选相对于电荷产生层中的粘合树脂100重量份为5重量份以上、500重量份以下、进一步优选为10重量份以上、200重量份以下。作为电荷产生层用的粘合树脂,也可以使用该领域中常用的粘合树脂,可以列举例如三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、聚碳酸酯、苯氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯等。粘合树脂可以单独使用1种或者并用2种以上。
电荷产生层可以通过如下方法形成:将各自适量的电荷产生物质和粘合树脂以及根据需要的增塑剂、增敏剂,溶解或分散在可以溶解或分散这些成分的适当的有机溶剂中,制备电荷产生层涂液,将该电荷产生层涂液涂敷在导电性基体表面上并进行干燥。这样得到的电荷产生层的膜厚没有特别限制,优选为0.05μm以上、5μm以下,进一步优选为0.1μm以上、2.5μm以下。
层压在电荷产生层上的电荷输送层,以具有接受由电荷产生物质产生的电荷并进行输送的能力的电荷输送物质和电荷输送层用的粘合树脂为必需成分,根据需要含有公知的抗氧化剂、增塑剂、增敏剂、润滑剂等。作为电荷输送物质,可以使用该领域中常用的电荷输送物质,可以列举例如聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸酯(ポリ-γ-カルバゾリルエチルグルタメ一ト)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、1,1-二(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、苯基腙类、腙衍生物、三苯基胺类化合物、四苯基二胺类化合物、三苯基甲烷类化合物、茋类化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的吖嗪化合物等电子供给性物质、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、噻吨酮衍生物衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、吩嗪氧化物衍生物、四氰基乙烯、四氰基对醌二甲烷、四溴代对苯醌、四氯代对苯醌、苯醌等电子受容性物质等。电荷输送物质可以单独使用1种或者并用2种以上。电荷输送物质的含量没有特别限制,但优选相对于电荷输送层中的粘合树脂100重量份为10重量份以上、300重量份以下、进一步优选为30重量份以上、150重量份以下。
作为电荷输送层用的粘合树脂,可以使用该领域中常用且能够使电荷输送物质分散均匀的粘合树脂,可以列举例如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、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、酚醛树脂、苯氧树脂、聚砜树脂、这些粘合树脂的共聚树脂等。其中,若考虑成膜性、所得到的电荷输送层的耐磨损性、电特性等,则优选含有双酚Z作为单体成分的聚碳酸酯(以后,称为“双酚Z型聚碳酸酯”)、双酚Z型聚碳酸酯与其他聚碳酸酯的混合物等。粘合树脂可以单独使用1种或者并用2种以上。
在电荷输送层中,优选含有电荷输送物质及电荷输送层用的粘合树脂的同时还含有抗氧化剂。作为抗氧化剂,也可以使用该领域中常用的抗氧化剂,可以列举例如维生素E、对苯二酚、受阻胺、受阻酚、对苯二胺、芳基链烷及它们的衍生物、有机硫化合物、有机磷化合物等。抗氧化剂可以单独使用1种或者并用2种以上。抗氧化剂的含量没有特别限制,为构成电荷输送层的成分总量的0.01重量%以上、10重量%以下,优选为0.05重量%以上、5重量%以下。
电荷输送层可以通过如下方法形成:将各自适量的电荷输送物质和粘合树脂以及根据需要的抗氧化剂、增塑剂、增敏剂等,溶解或分散在能够溶解或分散这些成分的适当的有机溶剂中,制备电荷输送层用涂液,将该电荷输送层用涂液涂敷在电荷产生层表面,并进行干燥。这样得到的电荷产生层的膜厚没有特别限制,但优选为10μm以上、50μm以下,进一步优选为15μm以上、40μm以下。
也可以在一个层中形成存在电荷产生物质和电荷输送物质的感光层。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、其他添加剂等,也可以与分别形成电荷产生层及电荷输送层的情况相同。
在本实施方式中,使用形成使用如上所述的电荷产生物质及电荷输送物质的有机感光层的感光体滚筒,但是,可以使用形成使用硅等的无机感光层的感光体滚筒替代上述感光体滚筒。
带电部12以面向感光体滚筒11、沿感光体滚筒11的长度方向、与感光体滚筒11表面具有间隙而隔离的方式配置,使感光体滚筒11表面以规定的极性及电位带电。在带电部12中,可以使用带电刷型带电器、充电器型带电器、锯齿型带电器、离子产生装置等。在本实施方式中,带电部12以与感光体滚筒11表面隔离的方式设置,但是,并不限定于此。例如,作为带电部12,可以使用带电辊,并以带电辊与感光体滚筒压接的方式配置带电辊,也可以使用带电刷、磁刷等接触带电方式的带电器。
曝光单元13以如下方式配置:与从曝光单元13射出的各色信息相对应的光,通过带电部12和显影装置14之间,照射到感光体滚筒11的表面。曝光单元13在该单元内将图像信息转变为与黑、青、品红和黄各色信息相对应的光,对通过带电部12以同样的电位带电的感光体滚筒11表面,用与各色信息相对应的光进行曝光,在该表面上形成静电潜像。在曝光单元13中,可以使用例如设有激光照射部及多个反射镜的激光扫描单元。此外,也可以使用适当组合有LED阵列、液晶开关和光源的单元。
清洁单元15在通过显影装置14将感光体滚筒11表面所形成的调色剂像转印到记录介质上后,除去残留在感光体滚筒11表面的调色剂,使感光体滚筒11表面清洁化。在清洁单元15中,使用例如清洁刮刀等板状构件。而且,在本发明的图像形成装置中,作为感光体滚筒11,主要使用有机感光体滚筒,有机感光体滚筒的表面是以树脂成分为主体的,因此,由于因带电装置的电晕放电产生的臭氧的化学作用,表面容易变差。然而,变差了的表面部分受到清洁单元15产生的摩擦作用而磨损,从而慢慢地可靠地被除去。因此,由臭氧等引起的表面变差的问题实际上被消除,可以在长时间内稳定地维持由带电操作产生的带电电位。在本实施方式中虽然设置清洁单元15,但是,并不限定于此,也可以不设置清洁单元15。
利用调色剂像形成部2,在由于带电部12而处于均匀的带电状态的感光体滚筒11的表面,从曝光单元13照射对应于图像信息的信号光,形成静电潜像,由显影装置14向其供给调色剂,形成调色剂像,将该调色剂像转印到中间转印带25上,然后,用清洁单元15除去残留于感光体滚筒11表面的调色剂。反复进行该一系列的调色剂像形成的操作。
转印部3配置在感光体滚筒11的上方,包含中间转印带25、驱动辊26、从动辊27、与黑、青、品红和黄各色图像信息分别对应的四个中间转印辊28、转印带清洁单元29和转印辊30。中间转印带25是被驱动辊26和从动辊27涨紧而形成环状的移动路径的环带状构件,沿箭头B的方向旋转驱动。驱动辊26通过驱动部绕其轴线可旋转驱动地设置,通过该旋转驱动,使中间转印带25向箭头B方向旋转驱动。从动辊27设置为可随着驱动辊26的旋转驱动而从动旋转,赋予中间转印带25一定的张力,以使中间转印带25不松弛。中间转印辊28隔着中间转印带25压接在感光体滚筒11上,并且通过未图示的驱动部绕其轴线可旋转驱动地设置。中间转印辊28与如上所述施加转印偏压的未图示的电源连接,具有将感光体滚筒11表面的调色剂像转印到中间转印带25上的功能。
中间转印带25在与感光体滚筒11接触并且通过感光体滚筒11时,由隔着中间转印带25与感光体滚筒11相对配置的中间转印辊28,施加与感光体滚筒11表面的调色剂的带电极性相反极性的转印偏压,在感光体滚筒11表面形成的调色剂像被转印到中间转印带25上。全彩色图像的情况,由各感光体滚筒11所形成的各色的调色剂像,依次转印并重叠在中间转印带25上,由此形成全彩色调色剂像。
转印带清洁单元29以隔着中间转印带25与从动辊27相对、并与中间转印带25的外周面接触的方式设置。由于与感光体滚筒11的接触而附着在中间转印带25上的调色剂成为污染记录介质的背面的原因,因此,转印带清洁单元29除去并回收中间转印带25表面的调色剂。
转印辊30隔着中间转印带25压接在驱动辊26上,通过未图示的驱动部绕其轴线可旋转驱动地设置。在转印辊30和驱动辊26的压接部(转印夹持部),由中间转印带25担载并输送过来的调色剂像被转印到由后述的记录介质供给部5送来的记录介质上。担载调色剂像的记录介质被送至定影部4。
利用转印部3,在感光体滚筒11和中间转印辊28的压接部,由感光体滚筒11转印到中间转印带25上的调色剂像通过中间转印带25向箭头B方向的旋转驱动而被输送到转印夹持部,从而被转印到记录介质上。
定影部4设置在比转印部3更靠近记录介质的输送方向下游侧,包括定影辊31和加压辊32。定影辊31通过未图示的驱动部可旋转驱动地设置,将构成担载在记录介质上的未定影调色剂像的调色剂加热熔融,使其定影在记录介质上。在定影辊31的内部设有未图示的加热部。加热部对定影辊31进行加热,以使定影辊31表面达到规定的温度(加热温度)。加热部可以使用例如加热器、卤灯等。加热部由定影条件控制部来控制。
在定影辊31表面附近设有温度检测传感器,检测定影辊31的表面温度。温度检测传感器的检测结果被输入到后述的控制单元的存储部。加压辊32以与定影辊31压接的方式设置,且可随着定影辊31的旋转驱动而从动旋转地被支撑。加压辊32在利用定影辊31将调色剂熔融而定影在记录介质上时,通过压紧调色剂和记录介质,辅助调色剂像向记录介质的定影。定影辊31与加压辊32的压接部为定影夹持部。
利用定影部4,在转印部3中,转印有调色剂像的记录介质被定影辊31和加压辊32夹持,在通过定影夹持部时,调色剂像在加热下被压紧在记录介质上,由此,调色剂像被定影在记录介质上,形成定影图像。
记录介质供给部5包括自动送纸盒35、捡拾辊36、输送辊37、对齐辊38和手动送纸盒39。自动送纸盒35设置在图像形成装置1的垂直方向下部,是贮存记录介质的容器状构件。在记录介质中,有普通纸、彩色复印用纸、高射投影机用片材、明信片等。捡拾辊36每次取出1张自动送纸盒35中所贮存的记录介质,送至用纸输送路径S1。输送辊37是以相互压接的方式设置的一对辊构件,用于向对齐辊38输送记录介质。对齐辊38是以相互压接的方式设置的一对辊构件,与中间转印带25担载的调色剂像被输送到转印夹持部同步地将由输送辊37送来的记录介质送至转印夹持部。手动送纸盒39是为了将与自动送纸盒35中所贮存的记录介质不同的记录介质、即具有任意尺寸的记录介质放入图像形成装置1内而贮存记录介质的装置,由手动送纸盒39放入的记录介质利用输送辊37而在用纸输送路径S2内通过,被送至对齐辊38。利用记录介质供给部5,与中间转印带25担载的调色剂像被输送到转印夹持部同步地将由自动送纸盒35或手动送纸盒39供给的每次1张的记录介质送至转印夹持部。
排出部6包括输送辊37、排出辊40和排出盒41。输送辊37在用纸输送方向上设置在定影夹持部的更下游侧,向排出辊40输送由定影部4定影图像后的记录介质。排出辊40将图像被定影后的记录介质排出到设置在图像形成装置1的垂直方向上面的排出盒41中。排出盒41贮存图像被定影后的记录介质。
图像形成装置100包括没有图示的控制单元。控制单元例如设置在图像形成装置100内部空间的上部,包括存储部、运算部和控制部。向控制单元的存储部输入通过配置在图像形成装置100的上面的没有图示的操作面板的各种设定值、来自配置在图像形成装置100内部各处的没有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。各种功能要素是指例如记录介质判定部、附着量控制部、定影条件控制部等。存储部可以使用该领域中常用的存储装置,可以列举例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。外部设备可以使用能够形成或取得图像信息、并且能与图像形成装置100电连接的电气、电子设备,可以列举例如计算机、数码照相机、电视接收机、录像机、DVD(Digital VersatileDisc)录像机、HDDVD(High-Definition Digital Versatile Disc)、蓝光光盘录像机、传真装置、便携式终端装置等。运算部取出被写入存储部的各种数据(图像形成命令、检测结果、图像信息等)及各种功能要素的程序,进行各种判定。控制部根据运算部的判定结果向相应装置发送控制信号,并进行动作控制。控制部及运算部包括通过具备中央处理装置(CPU、Central Processing Unit)的微型计算机、微处理器等实现的处理电路。控制单元含有上述处理电路和主电源,电源不仅对控制单元、而且也对图像形成装置100内部的各装置供给电力。
5、显影装置
图3是模式地表示图2所示图像形成装置100所具有的显影装置14的示意图。显影装置14包括显影槽20和调色剂送料斗21。显影槽20是如下容器状构件:该容器状构件以面向感光体滚筒11表面的方式配置,将调色剂供给到形成于感光体滚筒11表面的静电潜像上而进行显影,形成作为可见像的调色剂像。显影槽20在其内部空间收容调色剂,且收容并旋转自由地支撑显影辊50、供给辊51、搅拌辊52等辊构件。另外,也可以代替辊构件而收容螺旋构件。本实施方式的显影装置14,将前述本发明一个实施方式的调色剂作为调色剂收容于显影槽20中。
在显影槽20的面向感光体滚筒11的侧面形成开口部53,在隔着该开口部53与感光体滚筒11相对的位置可旋转驱动地设置显影辊50。显影辊50是在其与感光体滚筒11的压接部或最接近部将调色剂供给到感光体滚筒11表面的静电潜像的辊状构件。在供给调色剂时,在显影辊50表面施加与调色剂的带电电位相反极性的电位作为显影偏压。由此,显影辊50表面的调色剂顺利地供给至静电潜像。而且,通过改变显影偏压值,可以控制供给至静电潜像的调色剂量,即静电潜像的调色剂附着量。
供给辊51是面向显影辊50并可旋转驱动地设置的辊状构件,其将调色剂供给到显影辊50周围。
搅拌辊52是面向供给辊51并可旋转驱动地设置的辊状构件,其将由调色剂送料斗21新供给到显影槽20内的调色剂送到供给辊51周围。调色剂送料斗21以连通设置在其垂直方向下部的调色剂补充口54和设置在显影槽20的垂直方向上部的调色剂接收口55的方式设置,根据显影槽20的调色剂消耗状况补充调色剂。另外,也可以不使用调色剂送料斗21,以由各色调色剂盒直接补充调色剂的方式构成。
如上所述,显影装置优选使用本发明的显影剂将潜像显影。由此,能够在像担载体上稳定地形成高精度且高分辨率的调色剂像。因此,能够稳定形成高画质的图像。
另外,如前所述,优选设有能够在像担载体上形成高精细且高分辨率的调色剂像的本发明显影装置而得到的图像形成装置。通过利用这样的图像形成装置形成图像,能够稳定形成高精细且高分辨率的图像。
通过使用本发明的图像形成装置,不会由于显影剂的流动性下降而导致画质变差,能够形成高画质的图像。
实施例
实施例和比较例的调色剂的各物性如下进行测定。
[粘合树脂的玻璃化转变温度(Tg)]
使用差示扫描量热计(商品名:DSC220、セイコ一電子工業株式会社制),按照日本工业规格(JIS)K7121-1987,以每分钟10℃的升温速度对1g试样进行加热,测定DSC曲线。将相当于所得DSC曲线的玻璃转化的吸热峰的高温侧的基线向低温侧延伸的直线、与在相对于从峰的立起部分到顶点的曲线在斜率最大的点引出的切线的交点的温度作为玻璃化转变温度(Tg)而求得。
[脱模剂和粘合树脂的酸值]
酸值如下利用中和滴定法进行测定。使5g试样溶解在50mL的THF中,加入作为指示剂的酚酞的乙醇溶液数滴后,用0.1摩尔/L的氢氧化钾(KOH)水溶液进行滴定。以试样溶液的颜色从无色变化为紫色的点为终点,由达到终点所需的氢氧化钾水溶液的量和用于滴定的试样的重量算出酸值(mgKOH/g)。
[脱模剂的熔点]
使用差示扫描量热计(商品名:DSC220、セイコ一電子工業株式会社制造),以每分钟10℃的升温速度使1g试样从温度20℃升温至200℃,接着使其从200℃骤降至20℃,如上反复操作2次,测定DSC曲线。求出相当于第2次操作中测得的DSC曲线的熔化的吸热峰顶点的温度作为脱模剂的熔点。
[调色剂的体积平均粒径和变异系数(CV值)]
在前述的测定条件下,利用コ一ルタ一マルチサイザ一III(ベツクマン·コ一ルタ一株式会社制)求出测定的粒径的粒度分布,并计算得到调色剂粒子的体积平均粒径。
另外,求出体积粒度分布的标准偏差(μm),根据下式(4)算出变异系数(CV值,%)。变异系数的值越小,则表示粒度分布范围越窄。
CV值(%)={体积粒度分布的标准偏差(μm)/体积平均粒径(μm)}×100        ……(4)
[调色剂表面的脱模剂的露出量]
将1g调色剂分散在己烷20ml中,放入搅拌器中搅拌10分钟,从而用己烷将调色剂表层的脱模剂洗脱出来,然后过滤,再在设定为40℃的干燥器中放置一夜而使其干燥。以每分钟10℃的升温速度使1g用己烷进行了洗脱处理的调色剂从温度20℃升温至150℃,接着使其从150℃骤降至20℃,如上反复操作2次,测定DSC曲线。通过第二次操作中测定的DSC曲线的熔化热,计算调色剂中脱模剂的热容量。对没有进行处理的调色剂也通过同样的方法计算热容量。由它们的热容量之差估算调色剂表层的脱模剂的露出量。
[调色剂表面的脱模剂的分散直径]
将正己烷(キンダ化学株式会社制)100份和搅拌子放入2L烧杯中,利用搅拌器边搅拌,边向上述烧杯内加入调色剂粒子5重量份,在上述烧杯内浸入超声波振动棒,以28kHz使其振动的同时搅拌10秒,由此除去露出调色剂粒子表面的脱模剂。然后,抽滤上述烧杯内调色剂粒子分散的分散液,将残留在滤纸上的调色剂粒子在35℃/5%RH的恒温恒湿槽内干燥。在干燥后的调色剂粒子的表面,通过溅射沉积形成金属膜(Au膜,膜厚0.5μm)。使用扫描电子显微镜(商品名:VE9800,株式会社キ一エンス制),以加速电压10kV、1000倍的倍率,从形成了金属膜的金属膜包覆调色剂中随即地抽出200~300个脱模剂除去后的孔,进行拍照。将该电子显微镜照片数据利用图像分析软件(商品名:A像くん,旭化成エンジニアリング株式会社制)进行图像分析,求出调色剂表面的脱模剂的分散直径。
[调色剂表面的外添加剂的覆盖率]
调色剂表面的外添加剂的覆盖率表示调色剂表面存在的外添加剂的表面积相对于不含外添加剂的调色剂(下面称“调色剂母体”)的表面积的比率。外添加剂的覆盖率可以将调色剂母体与外添加剂混合前的调色剂母体的体积平均粒径和绝对比重、外添加剂的平均一次粒径和绝对比重、以及外添加剂的重量相对于调色剂母体的重量的的比率(外添加剂的重量/调色剂母体的重量)代入下式(3)而计算出来。
f ( % ) = 3 · D · ρt · C 2 π · · ρi × 100 - - - ( 3 )
在式(3)中,f是外添加剂的覆盖率,D是调色剂母体的体积平均粒径(μm),d是外添加剂的平均一次粒径(μm),ρt是调色剂母体的绝对比重,ρi是外添加剂的绝对比重,C是外添加剂的重量相对于调色剂母体的重量的比率(外添加剂的重量/调色剂母体的重量)。
下面列举实施例和比较例,具体地说明本发明。
作为粘合树脂,使用表1所示的聚酯树脂A~E。
表1
  聚酯树脂   酸值(mgKOH/g)   玻璃化转变温度Tg(℃)   重均分子量(Mw)   重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)
  A   16   55   12495   4
  B   5   62   57500   15.5
  C   30   61   8300   21.1
  D   3   58   65700   17
  E   32   59   5900   18
(实施例1)
[前混和工序]
使用亨舍尔混合机,将聚酯树脂A 81.8重量份、母料(含有40%重量%的C.I.颜料红57:1)12重量份、石蜡(脱模剂,商品名:HNP10,日本精蜡株式会社制,酸值0mgKOH/g,熔点75℃)5.0重量份、烷基水杨酸金属盐(电荷控制剂,商品名:BONTRON E-84,オリエント化学株式会社制)1.5重量份混合10分钟,由此制作混合物。
[熔融混炼工序]
用开辊型连续混炼机(商品名:MOS320-1800,三井矿山株式会社制)熔融混炼上述混合物,制作熔融混炼物。
[粉碎工序]
用切割磨(商品名:VM-16,菱兴产业株式会社制)将上述熔融混炼物粗粉碎而制作粗粉碎物后,再用流化床式气流磨将粗粉碎物细粉碎,由此分别制作第一粉碎物及第二粉碎物。
[第一筛分工程]
对上述第一粉碎物,用旋转式筛分机将过粉碎调色剂筛分除去,由此制作体积平均粒径为约5.5μm的第一调色剂粒子组。
[球化工序]
使用冲击式球化装置(商品名:フアカルテイF-600型,オソカワミクロン株式会社制)对上述第二粉碎物进行球化处理,制作第二粉碎物的球化物。
[第二筛分工序]
对上述第二粉碎物的球化物,用旋转式筛分机将过粉碎调色剂筛分除去,由此制作体积平均粒径为约6.5μm的第二调色剂粒子组。
[混和工序]
相对于上述第一调色剂粒子组100重量份,混合50重量份的上述第二调色剂粒子组,由此制作调色剂。
[外添加工序]
将调色剂100重量份及作为外添加剂的总计3.8重量份的疏水性二氧化硅(商品名:R-974,日本アエロジル株式会社制)2.2重量份、疏水性钛(商品名:T-805,日本アエロジル株式会社制)1.6重量份,用亨舍尔混合机(商品名:FMミキサ,三井矿山株式会社制)进行混合,由此向调色剂中外添加外添加剂,制作实施例1的调色剂(外添加剂对调色剂的覆盖率:80%)。此时的体积平均粒径为5.9μm,个数平均粒径在5.0μm以下的调色剂粒子为37个%。
[双组分显影剂的制作]
使用体积平均粒径为45μm的铁素体芯载体作为载体,并用V型混合器混合机(商品名:V-5,株式会社德寿工作所制)混合20分钟,使调色剂相对于载体的覆盖率达到60%,由此制作含有实施例1的调色剂的双组分显影剂。
(实施例2)
除在前混合工序中将脱模剂的添加量由5.0重量份变更为5.8重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例2的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例3)
除在前混合工序中将脱模剂的添加量由5.0重量份变更为4.2重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例3的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例4)
除在前混合工序中将脱模剂的添加量由5.0重量份变更为3.0重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例4的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例5)
除在前混合工序中将脱模剂的添加量由5.0重量份变更为2.2重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例5的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例6)
除在熔融混炼工序中将开辊型连续混炼机变更为双螺杆挤出混炼机(商品名:PCM65,株式会社池贝制)而进行熔融混炼之外,与实施例1同样地操作,得到实施例6的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例7)
变更粉碎工序中的粉碎条件、并变更第一筛分工序及第二筛分工序中的筛分条件,使外添加了外添加剂的调色剂的体积平均粒径为4.8μm且体积平均粒径在5.0μm以下的粒子为42个%,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例7的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例8)
变更粉碎工序中的粉碎条件、并变更第一筛分工序及第二筛分工序中的筛分条件,使外添加了外添加剂的调色剂的体积平均粒径为7.2μm且体积平均粒径在5.0μm以下的粒子为23个%,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例8的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例9)
除在前混合工序中将石蜡变更为化学改性蜡(商品名:OX-0420、日本精蜡株式会社制、酸值2.7mg KOH/g、熔点89℃)之外,与实施例1同样地操作,得到实施例9的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例10)
除在前混合工序中将熔点为75℃的石蜡变更为熔点为62℃的石蜡(商品名:HNP5、日本精蜡株式会社制、酸值0mg KOH/g、熔点62℃)之外,与实施例1同样地操作,得到实施例10的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例11)
除在前混合工序中将聚酯树脂A变更为聚酯树脂B之外,与实施例1同样地操作,得到实施例11的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例12)
除在前混合工序中将聚酯树脂A变更为聚酯树脂C之外,与实施例1同样地操作,得到实施例12的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例13)
除在前混合工序中将聚酯树脂A变更为聚酯树脂D之外,与实施例1同样地操作,得到实施例13的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例14)
除在前混合工序中将聚酯树脂A变更为聚酯树脂E之外,与实施例1同样地操作,得到实施例14的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例15)
在与外添加剂的混合中将作为外添加剂的疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本アエロジル株式会社制)的添加量从2.2重量份变更为1.1重量份,将疏水性钛(商品名:T-805、日本アエロジル株式会社制)的添加量由1.6重量份变更为0.8重量份,外添加总计1.9重量份的疏水性二氧化硅和疏水性钛,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例15的调色剂(外添加剂对调色剂的覆盖率:40%)及含有其的双组分显影剂。
(实施例16)
在与外添加剂的混合中将作为外添加剂的疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本アエロジル株式会社制)的添加量从2.2重量份变更为1.4重量份,将疏水性钛(商品名:T-805、日本アエロジル株式会社制)的添加量由1.6重量份变更为1.0重量份,外添加总计2.4重量份的疏水性二氧化硅和疏水性钛,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例16的调色剂(外添加剂对调色剂的覆盖率:50%)及含有其的双组分显影剂。
(实施例17)
在与外添加剂的混合中将作为外添加剂的疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本アエロジル株式会社制)的添加量从2.2重量份变更为3.0重量份,将疏水性钛(商品名:T-805、日本アエロジル株式会社制)的添加量由1.6重量份变更为2.2重量份,外添加总计5.2重量份的疏水性二氧化硅和疏水性钛,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例17的调色剂(外添加剂对调色剂的覆盖率:110%)及含有其的双组分显影剂。
(实施例18)
在与外添加剂的混合中将作为外添加剂的疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本アエロジル株式会社制)的添加量从2.2重量份变更为3.3重量份,将疏水性钛(商品名:T-805、日本アエロジル株式会社制)的添加量由1.6重量份变更为2.4重量份,外添加总计5.7重量份的疏水性二氧化硅和疏水性钛,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例18的调色剂(外添加剂对调色剂的覆盖率:120%)及含有其的双组分显影剂。
(实施例19)
在与外添加剂的混合中将作为外添加剂的疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本アエロジル株式会社制)的添加量从2.2重量份变更为3.6重量份,将疏水性钛(商品名:T-805、日本アエロジル株式会社制)的添加量由1.6重量份变更为2.6重量份,外添加总计6.2重量份的疏水性二氧化硅和疏水性钛,除此之外,与实施例1同样地操作,得到实施例19的调色剂(外添加剂对调色剂的覆盖率:130%)及含有其的双组分显影剂。
(实施例20)
除将第一粉碎物与第二粉碎物同样地进行球化处理之外,与实施例1同样地操作,得到实施例20的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例21)
除不对第二粉碎物同样地进行与第一粉碎物球化处理、即不进行球化工序之外,与实施例1同样地操作,得到实施例21的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例22)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为65重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例22的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例23)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为75重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例23的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例24)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为95重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例24的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例25)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为105重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例25的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例26)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为115重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例26的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例27)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为125重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例27的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例28)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为6重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例28的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例29)
除在混合工序中将第二调色剂粒子组的添加量由50重量份变更为3重量份之外,与实施例1同样地操作,得到实施例29的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例30)
除在双组分显影剂的制作中使用体积平均粒径为55μm的载体代替体积平均粒径为45μm的载体之外,与实施例1同样地操作,得到实施例30的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(实施例31)
[树脂微粒A的制作]
按如下操作制作由苯乙烯丙烯酸树脂构成的树脂微粒A,以作为胶囊化所使用的粘合树脂。
向具备搅拌装置、温度计、氮气导入管及冷却管的反应容器中,投入十二烷基硫酸钠20重量份及去离子水1680重量份作为乳化剂,并在氮气气氛气下,使反应容器内的温度升温至70℃。在将温度保持在70℃的同时,用90分钟,将以下所示组成的单体混合液(预乳液)4440重量份与聚合引发剂溶液560重量份同时滴入上述溶液中。聚合引发剂是通过使5重量份的过硫酸铵溶解在620重量份的去离子水中配制而成。调整单体混合液(预乳液)及聚合引发剂的滴下速度,以使各溶液分别需要90分钟才能滴下。
<单体混合液的组成>
十二烷基硫酸钠(乳化剂)                20重量份
去离子水                            2520重量份
苯乙烯                               500重量份
丙烯酸正丁酯                         300重量份
甲基丙烯酸甲酯                      1000重量份
乙二醇丙烯酸二甲酯                   100重量份
单体混合液及重合引发剂溶液滴下后,在将温度保持在100℃的同时,将反应容器内的反应液搅拌3小时并使其反应,得到数均分子量Mn为3900、重均分子量Mw为31000、玻璃化转变温度Tg为64℃、熔融温度Tm为130℃的树脂微粒A。得到的树脂微粒A的体积平均粒径为0.3μm。
将通过实施例1的混合工序得到的调色体作为芯粒子,将100重量份的芯粒子及4.0重量份的树脂微粒A投入亨舍尔混合机(商品名:FM-20,三井矿山株式会社制)中混合10分钟,使用热风处理装置(商品名:表面改质机メテオレインボ一MR-10A型,日本リュ一マチツク工业株式会社)对混合物进行热风加热处理,由此使树脂微粒A相互熔融接合,在芯粒子表面形成壳层,得到调色剂表面的至少一部分被胶囊化的实施例31的调色剂。使用实施例31的调色剂,进行与实施例1相同的处理,制作含有实施例31的调色剂的双组分显影剂。
(比较例1)
除在前混合工序中将脱模剂的添加量由5.0重量份变更为2.0重量份之外,与实施例1同样地操作,得到比较例1的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(比较例2)
除在前混合工序中将脱模剂的添加量由5.0重量份变更为6.3重量份之外,与实施例1同样地操作,得到比较例2的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(比较例3)
除在前混合工序中使用醇改性蜡(脱模剂,商品名:PARACOHL5070、日本精蜡株式会社制、酸值4mg KOH/g、熔点83℃)代替石蜡之外,与实施例1同样地操作,得到比较例3的调色剂及含有其的双组分显影剂。
(比较例4)
在前混合工序中添加7.0重量份的聚丙烯蜡(脱模剂,商品名:三洋化成工业制ビスコ一ル660P、酸值0KOH/g、熔点145℃)代替5.0重量份的石蜡作为脱模剂,添加6重量份的炭黑(キヤボツト制BPL)代替母料(含有40%C.I.颜料红57:1)作为着色剂,在熔融混炼工序中使用双螺杆挤出混炼机(商品名:PCM65,株式会社池贝制)代替开辊型连续混炼机,除此之外,与实施例1同样地操作,得到比较例4的调色剂及含有其的双组分显影剂。
将由实施例1~31及比较例1~4得到的调色剂及含有其的双组分显影剂的物性总结于表2。
表2中,调色剂的体积平均粒径及5.0μm以下的调色剂粒子的比例为外添加外添加剂之前的调色剂的体积平均粒径及个数平均粒径为5.0μm以下的调色剂粒子的比例。
Figure A20091000473900601
使用由实施例1~31及比较例1~4得到的调色剂及含有其的双组分显影剂,通过下述方法对长期使用稳定性、定影性、保存稳定性、带电稳定性、单组分显影剂的耐久性和图像重现性进行评价。
[长期使用稳定性]
将由实施例1~31及比较例1~4得到的双组分显影剂分别填充至市售复印机(商品名:MX-4500,夏普株式会社制)中,进行调节以使感光体上的调色剂附着量为0.4mg/cm2,使用测色色差计(商品名:X-Rite938、X-Rite社制)测定印刷时的初期图像浓度(ID0)及印刷10000(以下记为“10k”)张之后的图像浓度(ID10k)。比较初期图像浓度(ID0)与印刷10k张后的图像浓度(ID10k),判断得知,图像浓度变化越小的双组分显影剂,显影剂的长期使用稳定性越良好。使用稳定率(%)作为图像浓度变化的指标。
稳定率(%)通过下述式(5)算出。
稳定率(%)=(ID10k/ID0)×100          …(5)
基于以下的评价标准对显影剂的长期使用稳定性进行评价。
○:良好。稳定率在90%以上。
△:可用。稳定率在80%以上且小于90%。
×:不良。稳定率小于80%。
[定影性]
将由实施例1~31及比较例1~4得到的双组分显影剂分别填充至改造过的市售复印机(商品名:MX-4500,夏普株式会社制)中,在作为记录介质的记录用纸(商品名:PPC用纸SF-4AM3、夏普株式会社制)上,调整含有纵20mm、横50mm的长方形实地图像部的样品图像,使实地图像部的未定影状态的调色剂向记录用纸的附着量为0.5mg/cm2,从而形成未定影图像,使用采用彩色复合机的定影部制作的外部定影装置形成定影图像。定影工艺速度为124mm/秒,使定影辊的温度从130℃开始每次升温5℃,将既不发生低温污损也不发生高温污损的温度范围作为定影非污损范围(℃)。
具体而言,定影非污损范围通过下述式(6)计算。
(定影非污损范围[℃])=(高温污损发生温度[℃])-(低温污损发生温度[℃])    …(6)
本实施方式中,高温污损及低温污损的发生定义为,在定影时,调色剂没有定影在记录用纸上,而是上述调色剂仍附着在定影辊上,在定影辊旋转一周后才附着在记录用纸上。
基于以下的评价标准对定影性进行评价。
○:良好。定影非污损范围在45°以上。
△:可用。定影非污损范围在35°以上且小于45°。
×:不良。定影污损范围小于35°。
[保存稳定性]
本实施形式中,调色剂的保存稳定性以在温度50℃、相对湿度10%的条件下,放置前和放置后的调色剂的松密度的变化来表示。例如,保存稳定性差的调色剂由于放置导致调色剂与载体的附着力增大,从而显影剂的流动性变差。如果显影剂的流动性变差,则显影剂结块,调色剂粒子在调色剂粒子间变得难以流动,因此松密度降低。调色剂的松密度通过以下的方法测定。
将28g~30g由实施例1~31及比较例1~4得到的调色剂装入各自为50ml的3个聚乙烯瓶中。在聚乙烯瓶的盖关闭的状态下放入50℃、10%RH的恒温恒湿槽中,72小时后取出,使用松密度测定器(筒井理化学器械株式会社制),根据JIS K-5101-12-1,测定调色剂的松密度。比较初期、即放置前的调色剂的松密度与72小时后的调色剂的松密度,判断得知,松密度的变化越小的调色剂的保存稳定性越好。使用稳定率(%)作为松密度的变化的指标。
稳定率(%)通过下述式(7)计算。
稳定率(%)={(72小时后的松密度)/(初期的松密度)}×100…(7)
基于以下的评价标准对调色剂的保存稳定性进行评价。
○:良好。稳定性在90%以上。
△:可用。稳定性在80%以上且小于90%。
×:不良。稳定性小于80%。
[带电稳定性]
将由实施例1~31及比较例1~4得到的双组分显影剂分别填充至市售复印机(商品名:MX-4500,夏普株式会社制)中,在印刷10k张印刷率为6%的文本图表之后,测定上述复印机内的调色剂的带电量。以此时的调色剂带电量作为印刷10k张后的调色剂带电量Q(μC/g)。显影剂的带电稳定性通过比较初期的调色剂带电量Qini(μC/g)与印刷10k张后的调色剂带电量Q(μC/g)来进行评价,使用带电量衰减率(%)作为调色剂带电量的比较的指标。带电量衰减率(%)越低,则表示带电稳定性越优良。
使用带电量测定装置(商品名:210HS-2A,トレツク·ジヤパン株式会社制)如下进行调色剂带电量的测定。将上述复印机内的显影层中的双组分显影剂装入底部具有500目的导电性筛网的金属制容器中,通过吸引机以吸引压力250mmHg仅吸引调色剂,由吸引前的混合物重量与吸引后的混合物重量的重量差和与容器连接的电容器极板间的电位差求出调色剂带电量。
带电量衰减率由下述式(8)计算。
带电量衰减率(%)=100×|(Q-Qini)/Qini|   …(8)
基于以下的评价标准对调色剂的带电稳定性进行评价。
○:良好。带电量衰减率小于10%。
△:可用。带电量衰减率在10%以上且小于20%。
×:不良。带电量衰减率在20%以上。
[单组分显影剂的耐久性]
向市售的具有非磁性单组分显影装置的复印机(商品名:ARC260、夏普株式会社制)中填充由实施例1~31及比较例1~4得到的调色剂,在常温常湿环境下,印刷20000(以下称为“20k”)张白色实地图像。白色实地图像是指不进行任何印刷而进行从给纸到定影的操作而得到的图像。
在印刷20k张后的该显影装置的调节刮刀中,用吹风机吹掉调节刮刀上的调色剂后,利用光学显微镜观察调节刮刀的表面状态、即调节刮刀部的调色剂的固着及熔融接合状况。另外,在显影辊周围粘贴透明胶带,通过将该粘贴的透明胶带再次粘贴到白纸上,目测有无白条纹。
基于以下的评价标准对单组份显影剂的耐久性进行评价。
○:良好。不能确认调节刮刀的调色剂的粘着及熔融接合,且完全不能确认白条纹。
△:可用。可确认调节刮刀两端的少量调色剂的熔融接合,而且在显影辊的两端可确认少量的白条纹。
×:不良。在调节刮刀的的整个表面可确认调色剂的熔融接合,而且可观察到白条纹。
[图像重现性]
向彩色复印机(商品名:MX-4500、夏普株式会社制)填充由实施例1~31及比较例1~4得到的双组分显影剂,印刷10k张后,在能够在图像浓度0.3以上、0.5以下对图像浓度为0.3、直径为5mm的半色调图像进行复印的条件下,复印线宽准确地为100μm的细线的原始图像形成的原稿到再生纸(商品名:RP 100、シヤ一プドキュメントシステム株式会社制)上,得到复印图像。图像浓度是利用反射浓度计(商品名:RD-918、マクベス社制)测定的光学反射浓度。
通过图像处理软件(商品名:A像くん、株式会社旭化成エンジニアリング制),将得到的复印图像中形成的细线扩大100倍,通过指示器由显示出扩大100倍后的细线的监视器图像测定复印图像中形成的细线的线宽。
由于复印图像中形成的细线上有凹凸,该细线的线宽因测定位置而异,因此,在多个测定位置测定线宽,然后计算线宽的平均值,以该线宽的平均值作为复印图像中形成的细线的线宽。用复印图像中形成的细线的线宽除以原始图像的线宽100μm,再将得到的值乘以100,作为细线重现性的值。细线重现性的值越接近100,则细线的重现性越好,图像重现性越优良、分辨率越优良,因而表示图像重现性良好。
基于以下的评价标准对图像重现性进行评价。
○:良好。细线重现性的值为95以上且小于110。
△:可用。细线重现性的值为110以上且小于125,或为90以上且小于95。
×:不良。细线重现性的值为125以上,或小于90。
[综合评价]
基于以下综合评价标准进行综合评价。
◎:良好。评价结果中没有△及×。
○:实际使用上没有问题。评价结果中有1个△、没有×。
△:稍差。评价结果中△有2个以上。
×:不良。评价结果中有1个以上的×。
将由实施例1~31及比较例1~4得到的调色剂及含有其的双组分显影剂的评价结果及综合评价结果示出于表3。
Figure A20091000473900681
由以上的结果可知,实施例1~31充分地防止伴随长期使用带来的显影剂的流动性下降,而且还维持定影性,能够形成高精细且高分辨率的高画质图像。实施例15和19,外添加剂的覆盖率在规定范围之外,因此随着长期使用,显影剂的流动性有些下降,长期使用稳定性和图像重现性也有些下降。实施例6由于脱模剂的分散直径在规定范围之外,显影剂的流动性有些下降,带电稳定性有些下降。实施例13由于粘合树脂的酸值在规定范围之外,定影性有些下降。实施例14由于粘合树脂的酸值在规定范围之外,带动稳定性有些下降。实施例20由于全部进行球化处理,带电稳定性有些下降。实施例21没有进行球化处理,实施例23~26的第二调色剂粒子组的添加量比优选范围多,因此图像重现性有些下降。实施例27由于第二调色剂粒子组的添加量比优选的范围多,图像重现性有些下降。实施例29由于第二调色剂粒子组的添加量比优选的范围少,带电稳定性有些下降。
在本实施方式中,作为调色剂,例示了品红调色剂。这是因为着色剂含有品红的C.I.颜料红57:1,但也可以代替该着色剂,含有前述的各种着色剂而同样地进行实施。
本发明可以不脱离其精神或主要的特征地通过其他各种方式实施。因此,上述的实施方式在所有方面只不过是示例,本发明的范围是权利要求书所示的范围,而不受说明书本文的任何限制。而且,属于权利要求的范围的变形或变更全部在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种调色剂,至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂,其特征在于,脱模剂的酸值小于4mgKOH/g,调色剂表面的脱模剂的露出量为调色剂总量的0.5重量%以上、2.5重量%以下。
2.如权利要求1所述的调色剂,其中,调色剂表面的脱模剂的分散直径小于300nm。
3.如权利要求1所述的调色剂,其中,调色剂表面的至少一部分被覆盖。
4.如权利要求3所述的调色剂,其中,调色剂表面的至少一部分被胶囊化。
5.如权利要求1所述的调色剂,其中,粘合树脂的酸值为5mgKOH/g以上、30mgKOH/g以下。
6.如权利要求1所述的调色剂,其还含有外添加剂,外添加剂覆盖调色剂表面积的50%以上且小于120%。
7.一种制造调色剂的方法,用于制造权利要求1所述的调色剂,其特征在于,包括:
粉碎工序,粉碎至少含有粘合树脂、着色剂和脱模剂的树脂组合物,制作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;
第一筛分工序,筛分第一粉碎物,制作第一调色剂粒子组;
第二筛分工序,筛分第二粉碎物,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;和
混合工序,混合第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组,
在第一粉碎物和第二粉碎物、第一调色剂粒子组和第二调色剂粒子组以及混合后的调色剂粒子组中,至少一部分进行球化处理。
8.如权利要求7所述的制造调色剂的方法,其中,第一粉碎物和第一调色剂粒子组不进行球化处理,第二粉碎物和第二调色剂粒子组的至少任意一个进行球化处理。
9.如权利要求8所述制造调色剂的方法,其中,在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、120重量份以下的重量比范围混合。
10.如权利要求8所述制造调色剂的方法,其中,在混合工序中,第二调色剂粒子组以相对于第一调色剂粒子组100重量份为5重量份以上、70重量份以下的重量比范围混合。
11.一种显影剂,其特征在于,含有权利要求1所述的调色剂。
12.一种双组分显影剂,其特征在于,含有权利要求1所述的调色剂和载体。
13.如权利要求12所述的双组分显影剂,其中,载体的体积平均粒径为30μm以上、50μm以下。
14.一种显影装置,其特征在于,使用权利要求11所述的显影剂,使像担载体上形成的潜像显影,从而形成调色剂像。
15.一种图像形成装置,其特征在于,设有:潜像形成的像担载体、在像担载体上形成潜像的潜像形成部和权利要求14所述的显影装置。
16.一种显影装置,其特征在于,使用权利要求12所述的双组分显影剂,使像担载体上所形成的潜像显影,从而形成调色剂像。
17.一种图像形成装置,其特征在于,设有:潜像形成的像担载体、在像担载体上形成潜像的潜像形成部和权利要求16所述的显影装置。
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