CN101738886A - 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 - Google Patents
调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101738886A CN101738886A CN200910222835A CN200910222835A CN101738886A CN 101738886 A CN101738886 A CN 101738886A CN 200910222835 A CN200910222835 A CN 200910222835A CN 200910222835 A CN200910222835 A CN 200910222835A CN 101738886 A CN101738886 A CN 101738886A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- toner
- resin
- image
- sub
- recording medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0802—Preparation methods
- G03G9/081—Preparation methods by mixing the toner components in a liquefied state; melt kneading; reactive mixing
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08775—Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08775—Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- G03G9/08777—Cellulose or derivatives thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
- G03G9/08795—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/087—Binders for toner particles
- G03G9/08784—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
- G03G9/08797—Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/06—Developing structures, details
- G03G2215/0602—Developer
- G03G2215/0604—Developer solid type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
本发明提供调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置。所述调色剂,含有环境负荷低并考虑到地球环境保护的碳平衡的生物质聚合物即木素树脂作为粘合树脂的构成成分,其定影非污损域广,具有优良的定影性。所述调色剂至少含有粘合树脂、着色剂以及脱模剂,并且,其中,粘合树脂由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成,树脂B的峰顶分子量为103~104,且酸值为20以下。
Description
技术领域
本发明涉及在电子照相方式或静电印刷方式等的图像形成装置中用于潜像显影的调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置。
背景技术
使潜像显像化的调色剂用于各种图像形成工序,作为其中一个例子,用于电子照相方式的图像形成工序。对于利用电子照相方式的图像形成工序的图像形成装置,通常进行如下工序在记录介质上形成期望的图像,所述工序为:使作为潜像承载体的感光鼓表面的感光层均匀带电的带电工序;向处于带电状态的感光鼓表面上投射原稿像的信号光而形成静电潜像的曝光工序;向感光鼓表面的静电潜像供给电子照相用调色剂来进行显像化的显影工序;将感光鼓表面的调色剂像转印到纸或OHP片等记录介质上的转印工序;通过加热、加压等使调色剂像在记录介质上定影的定影工序;以及将调色剂像转印后的感光鼓表面上残留的调色剂等通过清洁刮刀除去而清洁感光鼓表面的清洁工序。向记录介质转印调节剂像有时也通过中间转印介质进行。
电子照相用调色剂是将以粘合树脂及着色剂作为主成分、根据需要添加混合有脱模剂、电荷控制剂等的调色剂原料进行熔融混炼,使其冷却固化后,通过进行粉碎分级的混炼粉碎法或以悬浊聚合法、乳化聚合凝聚法等为代表的聚合法等得到。
近年来,从地球环境保护的观点出发,在各个领域中进行了各种尝试,通过削减废弃物来降低环境负荷等是其中之一。目前,多数的原材料是由石油制造,削减这些原材料生产时或焚烧其废弃物所需要的热量和产生的二氧化碳等,从抑制全球变暖的观点出发是重要的。另一方面,通过光合成吸入大气中的二氧化碳的植物,即使使其燃烧产生二氧化碳,植物也吸收了原来大气中存在的二氧化碳,因此大气中二氧化碳的总量没有变化,称为所谓的碳平衡(carbon neutral),通过使用来自作为碳平衡的植物的原料,可以固定大气中的二氧化碳量,由于与全球变暖的抑制相关而备受瞩目。
另外,对于以石油为主的化石资源的枯竭化问题,也进行了利用来自非石油资源的天然物的资源的尝试,来自植物的原料特别受瞩目。
这些来自植物的原料通常称为生物质(biomass),由生物质制成的塑料被称作生物质聚合物、生物质塑料、非石油类高分子材料等各种名称。即使在生物质中,作为树木中存在的天然高分子的木素也可以从木材或木质类废弃物中得到,在地球环境的改善、资源的有效利用的观点上,近年来受到瞩目。
在电子照相的领域中,试图考虑地球环境,具体而言,环境安全性、废弃物削减、节省能源等已经进行,也提出了使用生物质的生物降解性树脂的利用等。
在日本特开平5-216271号公报中公开了一种电子照相调色剂,其中,作为构成调色剂中的粘合树脂的成分,含有将木素及纤维素进行酯化处理、或者醚化处理而得到的树脂,在考虑地球环境保护的同时,在定影时具有充分的耐污损性、低温定影性,并且不会发生向定影辊的缠绕。
在将转印到纸或OHP片等记录介质上的调色剂像进行定影时,经常采用以加热辊等为代表的接触加热型定影方式,在该方式中调色剂对记录介质的定影性可以通过定影非污损域的范围来体现,该定影非污损域为从不发生低温污损的定影下限温度至高温污损发生开始温度的可定影温度范围。
为了提高调色剂对记录介质的定影性,即制成定影非污损域广的调色剂,提出了使用具有交联结构的树脂或使用由高分子量体和低分子量体构成的树脂作为调色剂中含有的粘合树脂。但是,为了提高调色剂的耐高温污损性,如果增加粘合树脂中交联成分或高分子量体的比率,则粘合树脂的熔融粘度上升,调色剂的低温定影性会不充分。因此,为了制成定影非污损域广的调色剂,控制粘合树脂中的树脂成分的配合平衡或物性很重要。
在日本特开平5-216271号公报公开的技术中,作为构成粘合树脂的成分,将木素及纤维素进行酯化处理或者醚化处理而得到的树脂的含有比率或其他粘合树脂成分不明确,没有记载对粘合树脂中的树脂成分的配合平衡或物性进行控制,而且有时得到定影非污损域窄的调色剂,定影性变差。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供定影非污损域广、且具有优良定影性的调色剂及其制造方法,该调色剂含有环境负荷低并考虑到地球环境保护的碳平衡的生物质聚合物即木素树脂作为粘合树脂的构成成分。另外,提供使用该调色剂的双组分显影剂、使用该显影剂进行显影的显影装置、具备该显影装置的图像形成装置。
本发明是一种调色剂,由至少含有粘合树脂、着色剂以及脱模剂的调色剂粒子构成,其特征在于,
粘合树脂由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成,
树脂B的峰顶分子量为103~104,且酸值为20以下。
根据本发明,调色剂是由至少含有粘合树脂、着色剂以及脱模剂的调色剂粒子构成的调色剂。而且,粘合树脂由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成,树脂B的峰顶分子量为103~104,酸值为20以下。在构成调色剂的粘合树脂中,由于含有作为碳平衡的生物质聚合物即木素树脂的树脂A,可以得到环境负荷低并考虑到地球环境保护的调色剂。在此,由于木素树脂与作为粘合树脂通常使用的聚酯树脂相比,是具有熔融粘度高的特性的树脂,所以在粘合树脂中含有木素树脂的调色剂成为定影非污损域窄、定影性差的调色剂。因此,在本发明中,除了作为木素树脂的树脂A之外,在构成调色剂的粘合树脂中,还含有具有特定的峰顶分子量以及酸值的树脂B,因此可以抑制伴随含有木素树脂而定影性变差,可以得到定影非污损域广、且具有优良定影性的调色剂。
如果树脂B的峰顶分子量小于103,则树脂B的树脂强度过低,即使与树脂A混合,也不能得到充分的树脂强度,不能充分得到抑制伴随含有木素树脂而定影性变差的效果。如果树脂B的峰顶分子量超过104,则熔融粘度变得过高,不能得到定影非污损域广、且具有优良定影性的调色剂。
另外,如果树脂B的酸值超过20,则混合后的熔融粘度变高,不能得到定影非污损域广、且具有优良定影性的调色剂。
另外在本发明中,优选粘合树脂中的树脂A的比率为20~50重量%。
根据本发明,粘合树脂中的树脂A的比率为20~50重量%。如果粘合树脂中作为木素树脂的树脂A的比率小于20重量%,则木素树脂的含量过少,对于地球环境保护的效果过小。如果作为木素树脂的树脂A的比率超过50重量%,则不能充分得到抑制伴随含有木素树脂而定影性变差的树脂B的效果,调色剂的定影性变差。
另外在本发明中,优选树脂A的木素树脂为木素磺酸。
根据本发明,树脂A的木素树脂为木素磺酸。通过使用木素磺酸作为树脂A,分子中的疏水性骨架与磺酸基进行表面活性剂的作用,无论树脂B的种类,都可以使粘合树脂之间均匀混合。
另外,本发明是制造所述调色剂的调色剂的制造方法,其特征在于,包括:
预混合工序,至少将由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成的粘合树脂、着色剂以及脱模剂混合而得到混合物;
熔融混炼工序,将预混合工序中得到的混合物进行熔融混炼而得到熔融混炼物;
粉碎工序,将熔融混炼工序中得到的熔融混炼物粉碎而得到粉碎物;和
分级工序,从粉碎工序中得到的粉碎物中除去过粉碎粒子以及粗大粒子来进行分级。
根据本发明,是制造所述调色剂的制造方法,包括预混合工序、熔融混炼工序、粉碎工序和分级工序。在预混合工序中,至少将由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成的粘合树脂、着色剂以及脱模剂进行混合而得到混合物。在熔融混炼工序中,将预混合工序中得到的混合物进行熔融混炼而得到熔融混炼物。在粉碎工序中,将熔融混炼工序中得到的熔融混炼物粉碎而得到粉碎物。然后,在分级工序中,从粉碎工序中得到的粉碎物中除去过粉碎粒子以及粗大粒子来进行分级。由此,利用简易的设备、且在低成本下可以制造调色剂。
另外,本发明是一种双组分显影剂,其特征在于,含有所述的调色剂和载体。
根据本发明,双组分显影剂含有所述的调色剂和载体。因此,可以得到环境负荷低、考虑到地球环境保护、且具有优良定影性的双组分显影剂。
另外,本发明是一种显影装置,其特征在于,使用含有所述调色剂的显影剂或所述双组分显影剂进行显影。
根据本发明,显影装置使用含有所述调色剂的显影剂或所述双组分显影剂进行显影。因此,在环境负荷低并考虑到地球环境保护的状态下,可以形成具有优良的定影性的调色剂像。
另外本发明是一种图像形成装置,其特征在于,具备所述显影装置。
根据本发明,图像形成装置具备可形成具有优良定影性的调色剂像的所述显影装置。因此,经过长时间也不会发生定影不良的问题,可以稳定地形成高画质图像。
另外在本发明中,图像形成装置优选包括:潜像承载体、使潜像承载体的表面带电的带电部、在处于带电状态的潜像承载体的表面上投射信号光而形成静电潜像的曝光部、向潜像承载体的表面的静电潜像供给显影剂来形成调色剂像的所述显影装置、将潜像承载体的表面的调色剂像转印到记录介质上的转印部、和将转印到记录介质上的调色剂像加热加压使其热熔融而在记录介质上定影的定影部。
根据本发明,图像形成装置包括:潜像承载体、使潜像承载体的表面带电的带电部、在处于带电状态的潜像承载体的表面上投射信号光而形成静电潜像的曝光部、向潜像承载体的表面的静电潜像供给显影剂来形成调色剂像的所述显影装置、将潜像承载体的表面的调色剂像转印到记录介质上的转印部、和将转印到记录介质上的调色剂像加热加压而在记录介质上定影的定影部。利用本发明的图像形成装置,定影部由于将使用所述显影装置来显影的调色剂像进行加热加压、使其热熔融而在记录介质上定影,因此可以有效地发挥同时具有优良的定影性和热保存稳定性的调色剂物性。
附图说明
本发明的目的、特色及优点通过下述详细说明及附图可以进一步明确。
图1是表示本发明的调色剂的制造方法的流程图。
图2是表示作为本发明的第一实施方式的图像形成装置的构成的图。
图3是表示本发明的显影装置的构成的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
本发明的调色剂是至少含有粘合树脂、着色剂以及脱模剂的调色剂。而且,粘合树脂由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成。
本发明中使用的作为木素树脂的树脂A,可列举出例如:在木材中与纤维素同时存在的木素及其衍生物、木素酚衍生物、木质纤维素分解产物等木素类材料,但并不特别限定于这些。
作为木素及其衍生物,根据从植物体分离木素的方法而采用各种各样的形式,可列举出例如:使用醋酸或盐酸将木屑进行高温蒸煮而得到的“醋酸蒸煮木素”、利用高压饱和水蒸气处理并瞬间释放压力而得到的“蒸汽爆破木素”、将氢氧化钠和硫酸钠的混合水溶液作为蒸煮液在高温下蒸煮木屑而得到的“硫酸盐木素”、采用中性或弱碱性的亚硫酸盐溶液将木粉在高温下蒸煮而得到的“木素磺酸”、用醇类、乙酸乙酯、以醋酸为主的低分子有机酸、酚类、乙醇胺等有机溶剂进行脱木素而得到的“有机溶剂木素”等,也可列举它们的钠、钙、镁等盐。
木素酚衍生物,是从向含有木素的木质纤维素材料中添加酚衍生物后再添加浓酸得到的由酚衍生物相(有机相)和浓酸相(水相)构成的相分离系统中的酚衍生物相中得到。通过将木质纤维素材料用酚衍生物进行处理,将木质纤维素材料中的木素作为木素酚衍生物提取出来。
另外,含有木素的木质纤维素材料,可以列举出:木粉、木屑、锯屑、废材、端材、树皮等木质材料;稻草、甘蔗渣、谷壳、甜菜渣等各种植物材料。另外,也可以使用废纸等纸、纸浆类等。另外,作为用于制造木素酚衍生物的原料的酚衍生物,可列举出例如:酚、甲酚、烷基酚、甲氧基苯酚、萘酚等一价酚类;儿茶酚、间苯二酚、对苯二酚等二价酚类;连苯三酚等三价酚类等。另外,作为用于水溶性物质提取的浓酸,可列举出例如:浓度65重量%以上的硫酸、85重量%以上的磷酸、38重量%以上的盐酸、对甲苯磺酸、三氟醋酸、三氯乙酸、甲酸等。
木质纤维素分解产物,是通过在酸催化剂或碱催化剂存在下使用酚化合物、多元醇、环酯等将含有木素的木质纤维素材料进行分解处理而得到的。或者,通过将木质纤维素材料用羟基羧酸、二羧酸、氨基醇等化合物进行分解处理而得到。
作为分解处理中使用的酸催化剂,可以列举:硫酸、盐酸、甲苯磺酸、酚磺酸、氯化铝、氯化锌、三氟化硼等。作为碱催化剂,可以列举:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等金属氢氧化物;碳酸钙等金属碳酸盐;氨、单乙醇胺等胺类等。另外,作为各种分解试剂,可列举出:苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、儿茶酚、双酚A等酚化合物;乙二醇、丙二醇、亚丙基二醇、聚乙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等多元醇;丙内酯、β-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、三甲基碳酸酯等环酯;乙醇酸、乳酸、2-羟丁酸、2-羟基-2-甲基丙酸、3-羟基丙酸、10-羟基硬脂酸、羟基苯甲酸、水杨酸等羟基羧酸;草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、马来酸、富马酸等二羧酸;2-氨基乙醇、2-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙醇胺、三乙醇胺等氨基醇等。
如上所述,由于本发明的调色剂在构成调色剂的粘合树脂中含有作为碳平衡的生物质聚合物即木素树脂的树脂A,所以可以得到环境负荷低且考虑到地球环境保护的调色剂。
另外,在所述的木素树脂中,作为树脂A也优选使用木素磺酸。通过使用木素磺酸作为树脂A,分子中的疏水性骨架与磺酸基进行表面活性剂的作用,无论树脂B的种类,都可以将树脂A与树脂B均匀混合。
在此,因为木素树脂与作为粘合树脂通常使用的聚酯树脂相比,是具有熔融粘度高的特性的树脂,所以在粘合树脂中含有木素树脂的调色剂成为定影非污损域窄、且定影性差的调色剂。另外,定影非污损域是从不发生低温污损的定影下限温度至高温污损发生开始温度的可定影温度范围。
因此,在本发明中,除了作为木素树脂的树脂A之外,在构成调色剂的粘合树脂中还含有树脂B,抑制伴随含有作为木素树脂的树脂A而定影性变差。
在含有树脂A以及树脂B的粘合树脂中的树脂A的重量比率,优选设定为20~50重量%。如果粘合树脂中作为木素树脂的树脂A的比率小于20重量%,则木素树脂的含量过少,对于地球环境保护的效果过小。如果作为木素树脂的树脂A的比率超过50重量%,则不能充分得到抑制伴随含有木素树脂而定影性变差的树脂B的效果,调色剂的定影性变差。
用于本发明的粘合树脂中作为其他成分的树脂B,通常可以使用热塑性树脂,可列举例如:聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂以及环氧树脂等。这些树脂可以单独使用一种,或者也可以并用两种以上。另外,在同一种树脂中,也可以并用两种以上分子量或单体组成等各物性中的任意一个或多个物性不同的树脂。
作为聚酯树脂,没有特别的限定,可以使用公知的树脂,可列举例如多元酸类与多元醇类的缩聚物等。多元酸类是多元酸以及多元酸的衍生物例如多元酸的酸酐或酯化物等。多元醇类是含有2个以上羟基的化合物,也含有任意醇类以及酚类。
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,可列举出例如:对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸以及萘二羧酸等芳香族羧酸类;马来酸酐、富马酸、琥珀酸以及己二酸等脂肪族羧酸类。多元酸可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。
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,可列举出例如:乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇以及丙三醇等脂肪族多元醇类;环己二醇、环己二甲醇以及氢化双酚A等脂环式多元醇类;双酚A的环氧乙烷加成物以及双酚A的环氧丙烷加成物等芳香族类二醇类等。“双酚A”是2,2-二(对羟苯基)丙烷。作为双酚A的环氧乙烷加成物,可列举出例如:聚氧乙烯-2,2-二(4-羟苯基)丙烷。作为双酚A的环氧丙烷加成物,可列举出例如:聚氧丙烯-2,2-二(4-羟苯基)丙烷。多元醇类可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。
聚酯树脂可以通过缩聚反应来合成。例如可以通过在有机溶剂中或无溶剂下,在催化剂存在下使多元酸类和多元醇类进行缩聚反应、具体而言进行脱水缩合反应来合成。此时,在多元酸类的一部分中,也可以使用多元酸的甲酯化物来进行脱甲醇缩聚反应。在生成的聚酯树脂的酸值以及软化温度达到要合成的聚酯树脂的值时,使多元酸类和多元醇类的缩聚反应结束即可。在该缩聚反应中,通过适当地变更多元酸类和多元醇类的配合比以及反应率等反应条件,例如调节在所得到的聚酯树脂末端结合的羧基含量、进而调节所得到的聚酯树脂的酸值,可以调节软化温度等其他的物性值。
作为丙烯酸树脂也没有特别的限制,可以使用公知的丙烯酸树脂,可列举出例如:丙烯酸类单体的均聚物以及丙烯酸类单体与乙烯基类单体的共聚物。其中,优选具有酸性基团的丙烯酸树脂。作为丙烯酸类单体,可以使用作为丙烯酸树脂的单体常用的单体,可列举例如:丙烯酸;甲基丙烯酸;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸 2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸癸酯以及丙烯酸十二烷酯等丙烯酸酯类单体;以及甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸 2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸癸酯及甲基丙烯酸十二烷酯等甲基丙烯酸酯类单体等。这些丙烯酸类单体也可以具有取代基。作为具有取代基的丙烯酸类单体,可列举出例如:丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等具有羟基的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体等。丙烯酸类单体可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。作为乙烯基类单体也可以使用公知的单体,可列举出例如:苯乙烯以及α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基单体;溴乙烯、氯乙烯以及醋酸乙烯酯等脂肪族乙烯基单体;丙烯腈以及甲基丙烯腈等丙烯腈类单体等。乙烯基类单体可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。
丙烯酸类树脂,例如可以通过使丙烯酸类单体的一种或两种以上、或者丙烯酸类单体的一种或两种以上与乙烯基类单体的一种或两种以上在自由基聚合引发剂的存在下利用溶液聚合法、悬浮聚合法或乳液凝聚法等进行聚合来制造。具有酸性基团的丙烯酸树脂,例如可以在使丙烯酸类单体或丙烯酸类单体与乙烯基类单体聚合时,利用含有酸性基团或亲水性基团的丙烯酸类单体以及含有酸性基团或亲水性基团的乙烯基类单体中的任一种或两种来制造。
作为聚氨酯树脂也没有特别限定,可以使用公知的聚氨酯树脂,可列举出例如:多元醇和多异氰酸酯的加聚物。其中,优选为具有酸性基团或碱性基团的聚氨酯树脂。具有酸性基团或碱性基团的聚氨酯树脂,例如可以使具有酸性基团或碱性基团的多元醇与多异氰酸酯进行加聚反应来合成。作为具有酸性基团或碱性基团的多元醇,可列举出例如:二羟甲基丙酸、N-甲基二乙醇胺等二醇类;聚乙二醇等聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸多元醇、聚丁二烯多元醇等三价以上的多元醇类等。多元醇可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。作为多异氰酸酯,可列举出例如:甲苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。多异氰酸酯可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。
作为环氧树脂也没有特别限定,可以使用公知的环氧树脂,可列举出例如:由双酚A和环氧氯丙烷合成的双酚A型环氧树脂、由作为酚和甲醛的反应产物的酚醛与环氧氯丙烷合成的酚醛型环氧树脂、由作为甲酚和甲醛的反应产物的甲酚醛与环氧氯丙烷合成的甲酚醛型环氧树脂等。其中,优选具有酸性基团或碱性基团的环氧树脂。具有酸性基团或碱性基团的环氧树脂,例如可以通过将所述的环氧树脂作为基础材料,使该基础材料的环氧树脂与己二酸、偏苯三酸酐等多元羧酸或二丁胺、乙二胺等胺进行加成或加聚来制造。
粘合树脂中作为其他树脂成分的树脂B,在所述的树脂中优选使用聚酯树脂。聚酯树脂由于与丙烯酸树脂等其他的树脂相比软化温度(T1/2)低,因此可以通过使用聚酯树脂得到在更低的温度下能够定影的低温定影性优良的调色剂。另外,由于聚酯树脂的透过性优良,因此通过使用聚酯树脂,可以得到显色性优良、并且通过与其他颜色的调色剂叠加而制造的二次色的显色性优良的彩色调色剂。
在此,在以含有作为木素树脂的树脂A和作为其他热塑性树脂的树脂B的粘合树脂作为构成成分的本发明的调色剂中,为了能够抑制伴随含有木素树脂而定影性变差,作为具有特定的峰顶分子量和酸值的树脂B很重要。
本发明中的树脂B是峰顶分子量为103~104、酸值为20以下的树脂。如果树脂B的峰顶分子量小于103,则树脂B的树脂强度过低,即使与树脂A混合,也不能得到充分的树脂强度,不能充分得到抑制伴随含有木素树脂而定影性变差的效果。如果树脂B的峰顶分子量超过104,则熔融粘度变得过高,不能得到定影非污损域广、且具有优良定影性的调色剂。另外,如果树脂B的酸值超过20,则混合后的熔融粘度变高,不能得到定影非污损域广、且具有优良定影性的调色剂。
另外,峰顶分子量是采用GPC(凝胶渗透色谱法)装置求出分子量分布曲线、所得到的分子量分布曲线的峰顶点的分子量。另外,分子量分布指数(Mw/Mn)是由分子量分布曲线求出重均分子量(Mw)以及数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)相对于数均分子量(Mn)的比。另外,酸值可以采用中和滴定法进行测定。
另外,树脂B的玻璃化转变温度(Tg)没有特别限定,可以在宽范围内进行适当选择,但考虑到所得到的调色剂的定影性以及保存稳定性等,优选30℃~80℃。如果低于30℃,则由于保存稳定性会变得不充分,因此容易引起图像形成装置内部的调色剂的热凝聚,可能会发生显影不良。另外,开始发生高温污损现象的温度(以后称为“高温污损发生开始温度”)降低。“高温污损现象”是指用加热辊等定影部材料加热以及加压使调色剂在记录介质上定影时,通过加热调色剂,调色剂粒子的凝聚力小于调色剂与定影部材料的粘合力而使调色剂层断裂,调色剂的一部分附着在定影部材料上而被除去的现象。另外,如果超过80℃,则由于定影性降低,因此可能会发生定影不良。
树脂B的软化温度(T1/2)没有特别限定,可以在宽范围内进行适当选择,但优选150℃以下,进一步优选60℃~120℃。如果低于60℃,则调色剂的保存稳定性降低,在图像形成装置内部容易引起调色剂的热凝聚,不能将调色剂稳定地向潜像承载体供给,可能会发生显影不良。另外,也可能诱发图像形成装置的故障。如果超过120℃,则由于在熔融混炼工序中树脂B变得难以熔融,因此调色剂原料的混炼变困难,在熔融混炼物中的着色剂、脱模剂以及电荷控制剂等的分散性可能会降低。另外,将调色剂在记录介质上定影时,由于调色剂变得难以熔融或软化,因此调色剂在记录介质上的定影性降低,可能会发生定影不良。
本发明中的树脂B的玻璃化转变温度、软化温度可以通过与树脂A的组合来进行适当选择。
作为着色剂,可以列举染料和颜料,其中,优选使用颜料。由于颜料的耐光性和发色性比染料优良,因此通过使用颜料能够得到耐光性和发色性优良的调色剂。作为着色剂的具体例子,如下所述可以列举例如: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。以下,将颜色索引号(color index)简称为“C.I.”。
作为黄色调色剂用着色剂,可列举出例如:根据颜色索引号分类的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等偶氮类颜料;黄色氧化铁以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。
作为品红色调色剂用着色剂,可列举出例如:根据颜色索引号分类的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,可列举出例如:根据颜色索引号分类的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,可列举出例如:槽法炭黑、辊筒炭黑、盘法炭黑、煤气炉黑、油料炉黑、热裂法炭黑及乙炔黑等炭黑。从这些各种炭黑中,根据希望得到的调色剂的设计特性,可以适当选择合适的炭黑。
除了这些颜料之外,也可以使用红色颜料、绿色颜料等。着色剂可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。另外,可以使用两种以上同色系的着色剂,也可以分别使用一种或两种以上不同色系的着色剂。
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将合成树脂的熔融物和着色剂进行混炼来制造。作为合成树脂,可以使用与调色剂的粘合树脂种类相同的树脂、或者相对于调色剂的粘合树脂具有良好相容性的树脂。合成树脂与着色剂的使用比例没有特殊限制,但优选相对于合成树脂100重量份为30~100重量份。母料例如可以制粒成粒径约2mm~约3mm来使用。
在本发明的调色剂中着色剂的含量虽然没有特别限定,但优选相对于粘合树脂100重量份为4~20重量份。通过着色剂的配合量为所述范围的值,可以抑制由着色剂添加引起的填充效果,并且可以得到具有高着色力的调色剂。如果着色剂的配合量超过20重量%,则由于着色剂的填充效果,弹性上升,调色剂的定影性可能降低。
这些着色剂可以单独使用一种,或者也可以并用颜色不同的两种以上。另外,也可以并用同色系的多个着色剂。在使用母料时,为了使本发明的调色剂中的着色剂的含量在所述范围,优选调节母料的使用量。通过在所述范围内使用着色剂,可以形成具有充分的图像浓度、显色性高、且图像品位优良的良好图像。
脱模剂是在使调色剂定影到记录介质上时用于赋予调色剂脱模性而添加的。因此,与不使用脱模剂的情况相比,能够提高高温污损发生开始温度,从而提高耐高温污损性。另外,通过调色剂定影时的加热,使脱模剂熔融,能够降低定影开始温度,从而提高耐高温污损性。
作为脱模剂,可以使用该领域中常用的脱模剂,可列举例如蜡等。作为蜡,可列举出:石蜡、巴西棕榈蜡以及米糠蜡等天然蜡;聚丙烯蜡、聚乙烯蜡以及费托合成蜡等合成蜡;褐煤蜡等煤炭类等的石油蜡;醇类蜡以及酯类蜡等。
脱模剂可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。脱模剂的配合量没有特殊限制,可以根据粘合树脂、着色剂等其他成分的种类以及含量、希望制作的调色剂所要求的特性等各种条件,在宽范围内进行适当选择,但优选相对于粘合树脂100重量份为3~10重量份。如果脱模剂的配合量小于3重量份,则可能不能充分发挥提高低温定影性及耐高温污损性的效果。如果脱模剂的配合量超过10重量份,则混炼物中的脱模剂的分散性降低,可能无法稳定地得到具有一定性能的调色剂。另外,可能容易发生调色剂在感光体等像承载体的表面上融合为被膜(膜)状被称之为“成膜”的现象。
脱模剂的熔点(Tm)优选为50℃~150℃,进一步优选为80℃以下。如果熔点低于50℃,则可能在显影装置内脱模剂熔融而调色剂粒子间凝聚、或引起在感光体表面成膜等不良现象,如果熔点高于150℃,则调色剂在记录介质上定影时脱模剂不能充分溶出,可能无法充分发挥提高耐高温污损性的效果。在此,脱模剂的熔点为通过差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry:简称DSC)得到的DSC曲线中溶解对应的吸热峰的温度。
本发明的调色剂中,除了粘合树脂、着色剂、脱模剂之外,也可以含有电荷控制剂等其他的调色剂添加成分。通过使其含有电荷控制剂,可以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负电荷控制用的电荷控制剂。可列举出例如: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、胍盐以及脒盐等正电荷控制用的电荷控制剂;石油炭黑及Spiron Black(スピロンブラック)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负电荷控制用的电荷控制剂。电荷控制剂可以单独使用一种,或者可以并用两种以上。相容性的电荷控制剂的使用量,优选相对于粘合树脂100重量份为0.5~5重量份,更优选相对于粘合树脂100重量份为0.5~3重量份。如果电荷控制剂含量多于5重量份,则污染载体,发生调色剂飞散,如果非相容性的电荷控制剂的含量低于0.5重量份,则不能赋予调色剂充分的带电特性。
在彩色调色剂中,优选使用无色的电荷控制剂,优选水杨酸及其衍生物的金属络合物及金属盐。
图1是表示本发明的调色剂的制造方法的流程图。本发明的调色剂的制造方法包括:至少将粘合树脂、着色剂、脱模剂与根据需要的电荷控制剂等其他的调色剂添加成分混合来制造混合物的预混合工序(步骤s1)、将混合物进行熔融混炼来制造熔融混炼物的熔融混炼工序(步骤s2)、将熔融混炼物粉碎来制造粉碎物的粉碎工序(步骤s3)、从粉碎物中除去过粉碎部分和粗粉的分级工序(步骤s4)。
[预混合工序]、
在步骤s1的预混合工序中,使用混合机至少将粘合树脂、着色剂、脱模剂、与根据需要的电荷控制剂等其他的调色剂添加成分进行干式混合。作为干式混合中使用的混合机,可以使用公知的混合机,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)、Super Mixer(商品名,株式会社川田制)、Mechanomil(商品名,冈田精工株式会社制)等亨舍尔型混合装置;Angmil(商品名,Hosokawa Micron株式会社制)、Hybridization System(商品名,株式会社奈良机械制作所制)、Cosmo System(商品名,川崎重工业株式会社制)等。
[熔融混炼工序]
在步骤s2的熔融混炼工序中,将预混合工序中制作的混合物进行熔融混炼来制作熔融混炼物。混合物的熔融混炼通过加热至粘合树脂中的树脂A及树脂B的软化温度以上且低于热分解温度的温度来进行,使树脂A及树脂B熔融或软化,并在粘合树脂中使粘合树脂以外的调色剂原料分散。
作为混炼机,可以使用公知的混炼机,例如可以使用捏合机、双螺杆挤出机、二联辊、三联辊、laboplast mill(ラボプラストミル)等混炼机,作为这样的混炼机,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、KNEADEX(商品名,三井矿山株式会社制)等开炼辊(open roll)式的混炼机等。
它们之中,优选使用开炼辊型连续混炼机。开炼辊型连续混炼机将预混合工序中得到的调色剂的原料混合物通过由螺旋进料器或振动进料器等构成的原料搬送供给装置从开炼辊的一侧端的加热辊上供给。供给的调色剂原料混合物在两个开炼辊之间的一端供给侧滞留并熔融。由该熔融的粘合树脂等形成储料处(bank)的同时,在该储料处上通过开炼辊的旋转而供给到储料处内的调色剂原料混合物被吞入而形成对流。
另外,在储料处中,被吞入对流的调色剂原料混合物通过开炼辊的加热和旋转而熔融,粘合树脂成为具有粘性的流体。而且,熔融的调色剂的原料混合物卷着在加热辊的开炼辊表面上,并通过开炼辊的旋转移送到另外一端侧(与供给一侧相反的端部侧)时,调色剂原材料混合物混入而制备混炼物。
此时,在开炼辊中,通常调色剂原料混合物的熔融混炼在低温下进行,因此粘合树脂中的树脂A以及树脂B不进行熔融,高粘性流体的粘合树脂混入而产生大的压缩力、剪切力。利用该压缩力、剪切力,颜料、添加剂微细化,同时在粘合树脂中均匀分散,调色剂原料混合物熔融混炼而制备的熔融混炼物从开炼辊的另一端排出侧排出、冷却并固化。另外,调色剂原料混合物可以使用多个混炼机进行熔融混炼。
熔融混炼工序中得到的熔融混炼物,在120℃下的损失弹性率G2为105Pa以下,以及在200℃下的损失弹性率G2为101Pa以上,并且200℃下的损失弹性率G2除以贮藏弹性率G1而得到的值即损失正切(tanδ)优选为10以下。也就是说,由熔融混炼物构成的本发明的调色剂优选具有上述粘弹性特性。由此,可以得到如下调色剂,其作为调色剂定影性的、从不发生低温污损的定影下限温度至高温污损发生开始温度的可定影温度范围即定影非污损域非常宽。
熔融混炼物在120℃下的损失弹性率G2超过105Pa时,制作的调色剂的粘性变得过高,低温定影性降低。另外,熔融混炼物在200℃下的损失弹性率G2低于101Pa、并且损失正切(tanδ)超过10时,制作的调色剂的弹性变得过低,耐高温污损性降低。
为了得到具有上述粘弹性的熔融混炼物,可以适宜调节粘合树脂中的树脂A的混合比率、树脂B的峰顶分子量、酸值、软化温度、玻璃化转变温度等。
另外,贮藏弹性率G1是表示熔融混炼物的弹性的值,损失弹性率G2是表示熔融混炼物的粘性的值。贮藏弹性率G1与损失弹性率G2的比即损失正切(tanδ),为损失弹性率G2除以贮藏弹性率G1而得到的值(G2/G1),表示粘性相对于弹性的比例。通常,熔融混炼物中含有的粘合树脂这样的熔融性高的树脂的贮藏弹性率G1以及损失弹性率G2的温度依赖性高,因此在本发明中,在一定的条件下使温度变化以达到频率为1.0Hz、变形率为5%,同时通过使熔融状态的混炼物振动来测定贮藏弹性率G1以及损失弹性率G2。另外,从所得到的测定结果求出表示损失弹性率G2与温度关系的损失弹性率-温度特性曲线、以及表示损失正切(tanδ)与温度关系的损失正切-温度特性曲线,由这些曲线求得120℃和200℃下的损失弹性率G2的值以及200℃下的损失正切(tanδ)。另外,在熔融混炼工序中的温度条件优选为粘合树脂中的树脂A以及树脂B的软化温度以上、且低于热分解温度的温度范围即约120~200℃,因此,求得该温度范围中的贮藏弹性率G1、损失弹性率G2以及损失正切(tanδ)。
[粉碎工序]
在步骤s3的粉碎工序中,将熔融混炼工序中得到的熔融混炼物冷却使其固化后,粉碎,制作粉碎物。冷却固化后的熔融混炼物首先利用锤式粉碎机或者切割粉碎机等粗粉碎成例如体积平均粒径为约100μm以上且5mm以下的粗粉碎物。其后,将所得到的粗粉碎物进一步微粉碎成例如体积平均粒径为15μm以下的粉碎物。粗粉碎物的微粉碎中,可以使用例如:利用超音速喷射气流进行粉碎的气流式粉碎机、在以高速旋转的转子和定子之间形成的空间中导入粗粉碎物而进行粉碎的冲击式粉碎机等。
另外,冷却固化后的熔融混炼物,可以不经过由锤式粉碎机或者切割粉碎机等进行的粗粉碎,而直接利用气流式粉碎机或冲击式粉碎机等进行粉碎。
[分级工序]
在步骤s4的分级工序中,利用分级机从粉碎工序中制作的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也可以在制造其他的调色剂中再利用而回收使用。
分级中可以使用:利用由离心力进行的分级和由风力进行的分级而能够除去过粉碎调色剂粒子和粗大调色剂粒子的公知分级机。例如可以使用:利用超音速喷射气流进行粉碎的气流式粉碎机、或在以高速旋转的转子和定子之间形成的空间中导入粗粉碎物而进行粉碎的冲击式粉碎机等。
分级优选适宜调节分级条件来进行以使分级后得到的调色剂的体积平均粒径为3~15μm。特别是为了得到高画质图像,优选使调色剂的体积平均粒径为3~9μm,另外,为了实现画质的提高,优选使调色剂的体积平均粒径为5~8μm。调色剂的体积平均粒径小于3μm时,调色剂的粒径变得过小,可能引起高带电化以及低流动化。如果产生该高带电化以及低流动化,则不能向潜像承载体稳定地供给调色剂,有可能产生背景灰雾以及图像浓度的降低等。调色剂的体积平均粒径超过15μm时,调色剂的粒径大,因此不能得到高精细的图像。另外,通过使调色剂的粒径变大,比表面积减少,调色剂的带电量变小。调色剂的带电量变小时,调色剂不能稳定地供给到潜像承载体上,有可能产生由调色剂飞散导致的机内污染。
在由上制造的调色剂中可以混合外添加剂,其发挥例如提高粉体流动性、提高摩擦带电性、改善耐热性、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。作为外添加剂,可以使用该领域中常用的外添加剂,可以列举例如:二氧化硅微粉、氧化钛微粉以及氧化铝微粉等。这些无机微粉,优选为了疏水化、控制带电性等而用有机硅清漆、各种改性有机硅清漆、硅油、各种改性硅油、硅烷偶联剂、具有官能团的硅烷偶联剂、其他的有机硅化合物等处理剂进行处理,可以单独使用1种,或者也可以并用2种以上。作为外添加剂的添加量,考虑到调色剂必要的带电量、由添加外添加剂而引起的对潜像承载体的磨损的影响、调色剂的环境特性等,优选相对于调色剂100重量份为5重量份以下。
外添加剂优选一次粒子的数均粒径为10nm~500nm。通过使用这样粒径的外添加剂,容易进一步发挥调色剂的流动性提高效果。
这样在调色剂粒子中根据需要外添加有外添加剂的调色剂,可以直接作为单组分显影剂使用,另外也可以与载体混合作为双组分显影剂使用。
本发明的双组分显影剂含有上述的调色剂和载体。因此,可以得到环境负荷低、考虑到地球环境保护、并且具有优良定影性的双组分显影剂。另外,本发明的双组分显影剂含有各个调色剂粒子适宜带电的本发明的调色剂,因此,没有在非图像部产生灰雾,并且可以实现高画质的图像。
作为载体,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,可以列举例如:铁、铁素体以及磁铁矿等金属、这些金属与铝或铅等金属的合金等。其中优选铁素体。
另外,也可以使用在具有磁性的粒子上包覆有树脂的树脂包覆载体、或在树脂中分散有具有磁性的粒子的树脂分散型载体等作为载体。作为包覆具有磁性的粒子的树脂没有特别限制,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、有机硅类树脂、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中使用的树脂也没有特别限制,可以列举例如:苯乙烯丙烯酸树脂、聚酯树脂、含氟树脂及酚树脂等。
载体的形状优选为球形或扁平形。另外,载体的体积平均粒径没有特别限制,但考虑到高画质化,优选为10~100μm,进一步优选为50μm以下。通过使载体的体积平均粒径为50μm以下,调色剂与载体的接触机会增多,各个小直径调色剂也可以适宜带电并进行控制,因此,不产生由调色剂小粒径化引起的课题即非图像部灰雾,并且可以实现高画质的图像。
另外,载体的电阻率优选为108Ω·cm以上,进一步优选为1012Ω·cm以上。载体的电阻率为如下得到的值:将载体放入具有0.50cm2截面积的容器中并进行轻敲后,在充满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,在显影辊的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,由于载体的立起(穗立ち)过高,因而在非接触显影中难以保持与像承载体的非接触状态。另外,在接触显影中,在调色剂像中有可能容易出现扫痕。
双组分显影剂中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进行适当选择,如果以树脂包覆载体(密度5~8g/cm2)为例,可以以在显影剂中含有调色剂为显影剂总量的2~30重量%、优选2~20重量%的方式使用调色剂即可。另外,在双组分显影剂中,调色剂对载体的包覆率优选为40~80%。
图2是表示作为本发明的一个实施方式的图像形成装置100的结构的图。图像形成装置100具备使用上述的双组分显影剂进行显影的显影装置14。因此,利用可以形成由在环境负荷低、考虑到地球环境保护的状态下具有优良定影性以及保存稳定性的调色剂构成的调色剂像的显影装置14,在作为潜像承载体的感光鼓11上可以形成高品质的调色剂像,经过长时间也不会产生定影不良的障碍,能够稳定地形成高画质图像。
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,根据所传递的图像信息,在记录介质上形成全彩或单色图像。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包括调色剂像形成部7、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,构成调色剂像形成部7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。
调色剂像形成部7包括感光鼓11、带电部12、曝光单元13、显影装置14和清洁单元15。带电部12、显影装置14及清洁单元15在感光鼓11的旋转方向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。
感光鼓11是通过未图示的驱动部绕轴线可旋转驱动地支撑,包含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。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、金属薄膜或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;以及含有导电性粒子和/或导电性聚合物的树脂组合物等。另外,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,可使感光层表面平滑化,防止反复使用时感光层的带电性变差,提高在低温和/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体表面保护层的、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);薁鎓色素(azulenium dyes);噻喃鎓色素;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电荷产生能力,适合用于得到高感光度的感光层。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5~500重量份,进一步优选为10~200重量份。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、有机硅树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、聚碳酸酯、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚芳酯、聚酰胺以及聚酯等。粘合树脂可以单独使用1种或者根据需要并用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、粘合树脂以及根据需要的增塑剂、增敏剂等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0.05~5μm,进一步优选为0.1~2.5μm。
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作为必需成分,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供电子性物质;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、叶枯净衍生物、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、苯醌等电子接受性物质等。
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物质中的粘合树脂100重量份为10~300重量份,进一步优选为30~150重量份。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、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,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0.01~10重量%,优选为0.05~5重量%。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、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。
这样得到的电荷输送层的膜厚没有特别限制,但优选为10~50μm,进一步优选为15~40μm。另外,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,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,采用使用如上所述的电荷产生物质及电荷输送物质形成有机感光层而得到的感光鼓,但是,也可以采用使用硅等形成无机感光层而得到的感光鼓替代上述感光鼓。
带电部12以面向感光鼓11、沿感光鼓11的长度方向、与感光鼓11表面具有间隙而隔离的方式配置,使感光鼓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、锯齿型带电器或离子产生装置等。在本实施方式中,带电部12以与感光鼓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,并以带电辊与感光鼓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,照射到感光鼓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、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鼓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(发光二极管)阵列、液晶快门和光源的单元。
图3是表示本发明的显影装置14的构成的图。显影装置14含有显影槽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鼓11表面的方式配置,将调色剂供给到形成于感光鼓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22、供给辊23、搅拌辊24等辊构件或螺旋构件。在显影槽20的面向感光鼓11的侧面形成开口部,在隔着该开口部与感光鼓11相对的位置上可旋转驱动地设置显影辊22。
显影辊22是在其与感光鼓11的压接部或最接近部将调色剂供给到感光鼓11表面的静电潜像上的辊状构件。在供给调色剂时,在显影辊22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22表面的调色剂顺利地供给至静电潜像。另外,通过改变显影偏压值,能控制供给至静电潜像的调色剂量(调色剂附着量)。
供给辊23是面向显影辊22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22周围。搅拌辊24是面向供给辊23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23周围。调色剂送料斗21以设置在其垂直方向下部的调色剂补充口(未图示)和设置在显影槽20的垂直方向上部的调色剂接收口(未图示)连通的方式进行设置,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。
清洁单元15在将调色剂像转印到记录介质上后,除去残留在感光鼓11表面上的调色剂,使感光鼓11表面清洁化。在清洁单元15中,使用例如清洁刮板等板状构件。另外,在本发明的图像形成装置100中,作为感光鼓11,主要使用有机感光鼓,有机感光鼓的表面是以树脂成分为主体,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,变差的表面部分受到清洁单元15产生的摩擦作用而磨损,虽然缓慢但确实被除去。因此,由臭氧等引起的表面变差的问题实际上被消除,可以长时间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7,对通过带电部12而处于均匀的带电状态的感光鼓11的表面,照射来自曝光单元13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除去残留于感光鼓11表面上的调色剂。反复进行该一系列的调色剂像形成操作。
转印部3配置在感光鼓11的上方,包括中间转印带25、驱动辊26、从动辊27、中间转印辊28(b、c、m、y)、转印带清洁单元29和转印辊30。中间转印带25是通过驱动辊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。中间转印带25在与感光鼓11接触并且通过感光鼓11时,从隔着中间转印带25与感光鼓11相对配置的中间转印辊28,施加与感光鼓11表面的调色剂的带电极性相反极性的转印偏压,在感光鼓11表面形成的调色剂像被转印到中间转印带25上。
全彩色图像的情况下,由各感光鼓11所形成的各色的调色剂图像,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。驱动辊26通过未图示的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压接在感光鼓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,具有将感光鼓11表面的调色剂像转印到中间转印带25上的功能。
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进行设置。通过与感光鼓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反面的原因,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承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。承载调色剂像的记录介质被送至定影部4。利用转印部3,在感光鼓11和中间转印辊28的压接部,由感光鼓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,将构成承载在记录介质上的未定影调色剂像的调色剂加热熔融。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压接的方式进行设置,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与定影辊31协作将调色剂像定影在记录介质上。此时,加压辊32通过将利用来自定影辊31的热而处于熔融状态的调色剂像向记录介质挤压,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挤压在记录介质上,由此,调色剂像被定影在记录介质上,形成图像。
记录介质供给部5包括自动送纸盒35、拾取辊36、输送辊37、定位辊38和手动送纸盒39。自动送纸盒35设置在图像形成装置100的垂直方向下部,是贮存记录介质的容器状构件。记录介质例如有普通纸、彩色复印用纸、高射投影机用片材、明信片等。拾取辊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P1。输送辊37是以相互压接的方式设置的一对辊构件,用于向定位辊38输送记录介质。
定位辊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承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是为了将记录介质取入图像形成装置100内的装置,手动送纸盒39中贮存的记录介质是与自动送纸盒35中所贮存的记录介质不同的记录介质,具有任意的尺寸。由手动送纸盒39取入的记录介质利用输送辊37而在用纸输送路径P2内通过,被送至定位辊38。利用记录介质供给部5,与中间转印带25承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设置在用纸输送方向上与定影夹持部相比更下游侧,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100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的上面的未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电连接的电动、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 Versatile Disc)录像机、HD DVD(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,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、CentralProcessing Unit)的微型计算机、微处理器等而实现的处理电路。控制单元包括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内部的各装置供电。
通过使用本发明的调色剂、双组分显影剂、显影装置、图像形成装置来形成图像,可以使用在环境负荷低、考虑到地球环境保护的状态下具有优良的定影性以及保存稳定性的显影剂,通过显影装置14在感光鼓11上形成高品质的调色剂像,经过长时间也不会产生定影不良的障碍,能够稳定地形成高画质图像。
[实施例]
以下列举实施对本发明进行具体的说明。另外,实施例中的调色剂的体积平均粒径以及变异系数CV、粘合树脂中的树脂B的玻璃化转变温度(Tg)、粘合树脂中的树脂B的软化温度(T1/2)、粘合树脂中的树脂B的分子量以及分子量分布指数(Mw/Mn)、粘合树脂中的树脂B的酸值、粘合树脂中的树脂B的THF不溶成分、脱模剂的熔点(Tm)如下进行测定。
[调色剂的体积平均粒径以及变异系数CV]
在50ml电解液(商品名:ISOTON-II,Beckman Coulter株式会社制)中加入20mg试样及1ml烷基醚硫酸酯钠(分散剂,キシダ化学株式会社制),利用超声波分散器(商品名:UH-50,STM株式会社制)以20kHz的超声波频率进行3分钟超声波分散处理,制备测定用试样。对于该测定用试样,使用粒度分布测定装置(商品名:Multisizer3、BeckmanCoulter株式会社制),在孔径20μm、测定粒子数50000计数的条件下测定试样粒子的体积粒度分布,由测定结果测定从累积体积分布中大粒径侧的累积体积为50%的粒径d50。
[树脂B的玻璃化转变温度(Tg)]
使用差示扫描热量计(商品名:Diamond DSC,パ一キンェルマ一ジャパン株式会社制),按照日本工业标准(JIS)K7121-1987,以每分钟10℃(10℃/分钟)的升温速度对0.01g试样进行加热,测定DSC曲线。求出所得DSC曲线的相当于玻璃化转变的吸热峰的低温侧的基线向高温侧延长的直线、与在相对于峰的低温侧的曲线斜率达到最大的点处引出的切线的交点的温度作为玻璃化转变温度(Tg)。
[树脂B的软化温度(T1/2)]
使用流动特性评价装置(商品名:流动试验仪CFT-500C、株式会社岛津制作所制),施加10kgf/cm2(0.980665MPa)的载荷,以使1g试样插入料筒中并从模具中挤出,同时以每分钟6℃(6℃/分钟)的升温速度进行加热,求出从模具中流出一半量的试样时的温度作为软化温度。模具使用口径1mm、长1mm的模具。
[树脂B的峰顶分子量以及分子量分布指数(Mw/Mn)]
使用GPC装置(商品名:HLC-8220GPC,东曹株式会社制),在温度40℃下,将试样的0.25重量%的四氢呋喃(以下记为THF)溶液作为试样溶液,将试样溶液的注入量设为200μL,求得分子量分布曲线。求出所得到的分子量分布曲线的峰顶点的分子量作为峰顶分子量。另外,由所得到的分子量分布曲线求出重均分子量Mw以及数均分子量Mn,再求出重均分子量Mw相对于数均分子量Mn的比即分子量分布指数(Mw/Mn;以下也简单标记为“Mw/Mn”)。另外,分子量校正曲线使用标准聚苯乙烯制作。
[树脂B的酸值]
树脂B的酸值如下通过中和滴定法测定。在THF50mL中使试样5g溶解,加入数滴酚酞的乙醇溶液作为指示剂后,在0.1摩尔/L的氢氧化钾(KOH)水溶液中进行滴定。将试样溶液的颜色从无色变化为紫色的点作为终点,由直至达到终点所需要的氢氧化钾水溶液的量和用于滴定的试样的重量计算出酸值(mgKOH/g)。
[树脂B的THF不溶成分]
将试样1g放入圆筒滤纸中装入到索氏提取器中,使用THF100mL作为溶剂进行加热回流6小时,用THF提取试样中可溶于THF的成分。从含有提取的THF可溶成分的提取液中除去溶剂后,在100℃下将THF可溶成分干燥24小时,称量所得到的THF可溶成分的重量X(g)。由所求得的THF可溶成分的重量X(g)和用于测定的试样的重量(1g),基于下述式(1)算出树脂B中不溶于THF的成分即THF不溶成分的比例P(重量%)。以下,将该比例P称为THF不溶成分。
P(重量%)={1(g)-X(g)}/1(g)×100 …(1)
[脱模剂的熔点(Tm)]
使用差示扫描热量计(商品名:Diamond DSC,パ一キンェルマ一ジャパン株式会社制),按照日本工业标准(JIS)K7121-1987,将0.01g试样以每分钟10℃的比例从温度20℃升温至200℃,接着使其从200℃以每分钟50℃的比例降温至20℃,然后,再次以每分钟10℃的比例从温度20℃升温至200℃,对于由此得到的DSC曲线的熔解热的峰,求出峰的顶点的温度作为熔点(Tm)。
(实施例1)
<调色剂的制作>
[预混合工序]
将含有作为构成粘合树脂的树脂A的木素树脂1(木素磺酸钠、商品名:バニレックスHW、日本制纸化学株式会社制)40.0重量份(调色剂中的重量比率:36.2重量%)、作为构成粘合树脂的树脂B的聚酯树脂1(玻璃化转变温度(Tg):60℃、软化温度(T1/2):110℃、峰顶分子量:9250、Mw/Mn=2.8、酸值:16、THF不溶成分:0%)60.0重量份(调色剂中的重量比率:54.3重量%)、作为着色剂的炭黑(商品名:炭黑#44、三菱化学株式会社制)5.5重量份(调色剂中的重量比率:5.0重量%)、作为脱模剂的石蜡(商品名:NHP-10、日本精蜡株式会社制、熔点(Tm):75℃)3.3重量份(调色剂中的重量比率:3.0重量%)、和电荷控制剂(商品名:Copy Charge N4P VP 2481、クラリァントジャパン株式会社制)1.7重量份(调色剂中的重量比率:1.5重量%)的调色剂原料,用亨舍尔混合机(商品名:FM20C、三井矿山株式会社制)在叶片转数400rpm、处理时间5分钟的条件下混合,得到原料混合物1。
[熔融混炼工序]
将原料混合物1用挤出机(PCM-65、株式会社池贝制)进行熔融混炼。运转条件为:料筒设定温度100℃、滚筒转数300rpm、原料供给速度100kg/H。冷却至室温而得到熔融混炼物1。
[粉碎工序]
将熔融混炼物1冷却至室温后,用切割粉碎机(商品名:VM-16、ォリェント株式会社制)进行粗粉碎。接着,将由粗粉碎得到的粗粉碎物通过反喷研磨机(商品名:AFG、ホソカヮミクロン株式会社制)进行微粉碎,得到粉碎物1。
[分级工序]
将粉碎物1通过旋转式分级机(商品名:TSPセパレ一タ、ホソカヮミクロン株式会社制)进行分级,将过粉碎调色剂粒子分级除去,得到调色剂母粒1。
之后,在调色剂母粒1的100重量份中添加疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本ァェロジル株式会社制)0.2重量份作为外添加剂,通过用横舍尔混合机(商品名:FM mixer、三井矿山株式会社制)进行混合,得到实施例1的调色剂15.2kg。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为21%。
(实施例2)
将作为树脂A的木素树脂1设为18.0重量份(调色剂中的重量比率:16.3重量%)、作为树脂B的聚酯树脂1设为82.0重量份(调色剂中的重量比率:74.2重量%),除此以外,与实施例1同样操作,得到实施例2的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为23%。
(实施例3)
将作为树脂A的木素树脂1设为20.0重量份(调色剂中的重量比率:18.1重量%)、作为树脂B的聚酯树脂1设为80.0重量份(调色剂中的重量比率:72.4重量%),除此以外,与实施例1同样操作,得到实施例3的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.8μm,变异系数CV为25%。
(实施例4)
将作为树脂A的木素树脂1设为50.0重量份(调色剂中的重量比率:45.3重量%)、作为树脂B的聚酯树脂1设为50.0重量份(调色剂中的重量比率:45.3重量%),除此以外,与实施例1同样操作,得到实施例4的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为27%。
(实施例5)
将作为树脂A的木素树脂1设为60.0重量份(调色剂中的重量比率:54.3重量%)、作为树脂B的聚酯树脂1设为40.0重量份(调色剂中的重量比率:36.2重量%),除此以外,与实施例1同样操作,得到实施例5的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为28%。
(实施例6)
使用作为树脂A的木素树脂2(硫酸盐木素、商品名:IndulinAT,Westvaco公司制),除此以外,与实施例1同样操作,得到实施例6的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.8μm,变异系数CV为24%。
(实施例7)
使用作为树脂B的聚酯树脂2(玻璃化转变温度(Tg):59℃、软化温度(T1/2):94℃、峰顶分子量:1000、Mw/Mn=2.8、酸值:16、THF不溶成分:0%),除此以外,与实施例1同样操作,得到实施例7的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.8μm,变异系数CV为23%。
(比较例1)
使用作为树脂B的聚酯树脂3(玻璃化转变温度(Tg):60℃、软化温度(T1/2):115℃、峰顶分子量:10820、Mw/Mn=3.2、酸值:18、THF不溶成分:0%),除此以外,与实施例1同样操作,得到比较例1的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为24%。
(比较例2)
使用作为树脂B的聚酯树脂4(玻璃化转变温度(Tg):58℃、软化温度(T1/2):92℃、峰顶分子量:980、Mw/Mn=4.5、酸值:16、THF不溶成分:0%),除此以外,与实施例1同样操作,得到比较例2的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为26%。
(比较例3)
使用作为树脂B的聚酯树脂5(玻璃化转变温度(Tg):59℃、软化温度(T1/2):104℃、峰顶分子量:4840、Mw/Mn=9.8、酸值:22、THF不溶成分:1%),除此以外,与实施例1同样操作,得到比较例3的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为23%。
(比较例4)
使用作为树脂B的聚酯树脂6(玻璃化转变温度(Tg):58℃、软化温度(T1/2):90℃、峰顶分子量:960、Mw/Mn=2.6、酸值:28、THF不溶成分:0%),除此以外,与实施例1同样操作,得到比较例4的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.7μm,变异系数CV为27%。
(比较例5)
使用作为树脂B的聚酯树脂7(玻璃化转变温度(Tg):60℃、软化温度(T1/2):113℃、峰顶分子量:10820、Mw/Mn=3.2、酸值:24、THF不溶成分:0%),除此以外,与实施例1同样操作,得到比较例5的调色剂。所得到的调色剂的体积平均粒径为6.8μm,变异系数CV为25%。
<双组分显影剂的制作>
制作含有由实施例1~7以及比较例1~5制造的调色剂和载体的双组分显影剂。使用体积平均粒径45μm的铁素体芯载体作为载体,在V型混合器(商品名:V-5,株式会社德寿工作所制)中混合20分钟,使调色剂对载体的包覆率为60%,制作双组分显影剂。
[定影性的评价]
将上述制作的双组分显影剂填充到图像形成装置即改造复印机(商品名:AR-620、夏普株式会社制)而成的装置中。在记录用纸(商品名:PPC用纸SF-4AM3、夏普株式会社制)上将包含纵20mm、横50mm的长方形状的固体图像部的样品图像,以固体图像部中未定影状态下的调色剂在记录用纸上的附着量为0.5mg/cm2的方式调节,形成未定影图像,利用使用复印机的定影部制作的外部定影器来形成定影图像。定影工序速度设为124mm/秒,将定影辊的温度从130℃以10℃的刻度提高温度,观测不发生低温污损的定影下限温度以及高温污损发生开始温度。另外,将从定影下限温度至高温污损发生开始温度的可定影温度范围作为定影非污损域。另外,高温以及低温污损的定义,是将定影时调色剂在记录用纸上不定影而附着在定影辊上的状态的辊滚动一周后附着在记录用纸上定义为产生污损。
定影性的评价按以下基准进行。
◎:定影非污损域为50℃以上。
○:定影非污损域为40℃以上且低于50℃。
△:定影非污损域为30℃以上且低于40℃。
×:定影非污损域低于30℃。
另外,定影性的评价为“◎”时,将点数设为“3”,“○”时将点数设为“2”,“△”时将点数设为“1”,“×”时将点数设为“0”。
<摩擦性的评价>
将上述定影性评价的定影非污损域中各温度的定影图像利用安装有砂质橡皮擦(商品名:Lion eraser GAZA sand,株式会社lion事务器制)的摩擦坚牢度试验机以1kg荷重摩擦6次,测定其前后的图像浓度,用下述式(2)测定摩擦残存率。
摩擦残存率(%)={(摩擦6次后的图像浓度)/(摩擦前的图像浓度)}×100 …(2)
将摩擦残存率为80%以上判定为“合格”,将低于80%判定为“不合格”,由合格的下限温度与上限温度之差求得摩擦残存率的允许范围,按照以下基准进行摩擦性的评价。
摩擦性的评价按以下基准进行。
○:允许范围为40℃以上。
△:允许范围为30℃以上且低于40℃。
×:允许范围低于30℃。
另外,摩擦性的评价为“○”时将点数设为“2”,“△”时将点数设为“1”,“×”时将点数设为“0”。
[综合评价]
将定影性评价的点数和摩擦性评价的点数合计,算出总点数。另外,综合评价按以下基准进行。
○:总点数为4或5。
△:总点数为2或3。
×:总点数为0或1。
将评价结果示于表1。
本发明可以在不脱离其精神或主要特征的情况下以其它各种方式实施。因此,上述实施方式从所有方面而言不过是单纯的示例,本发明的范围为权利要求书所示的范围,并不受说明书文本的任何限定。而且,属于权利要求范围的变形或变更也都包括在本发明的范围内。
Claims (11)
1.一种调色剂,由至少含有粘合树脂、着色剂以及脱模剂的调色剂粒子构成,其特征在于,
粘合树脂由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成,
树脂B的峰顶分子量为103~104,且酸值为20以下。
2.如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,粘合树脂中的树脂A的比率为20~50重量%。
3.如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,树脂A的木素树脂为木素磺酸。
4.一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:
预混合工序,至少将由作为木素树脂的树脂A和作为其他树脂成分的树脂B构成的粘合树脂、着色剂以及脱模剂混合而得到混合物;
熔融混炼工序,将预混合工序中得到的混合物进行熔融混炼而得到熔融混炼物;
粉碎工序,将熔融混炼工序中得到的熔融混炼物粉碎而得到粉碎物;和
分级工序,从粉碎工序中得到的粉碎物中除去过粉碎粒子和粗大粒子来进行分级。
5.一种双组分显影剂,其特征在于,含有权利要求1所述的调色剂和载体。
6.一种显影装置,其特征在于,使用含有权利要求1所述的调色剂的显影剂进行显影。
7.一种显影装置,其特征在于,使用权利要求5所述的双组分显影剂进行显影。
8.一种图像形成装置,其特征在于,具备权利要求6所述的显影装置。
9.如权利要求8所述的图像形成装置,其特征在于,包括:潜像承载体、使潜像承载体的表面带电的带电部、在处于带电状态的潜像承载体的表面上投射信号光而形成静电潜像的曝光部、向潜像承载体的表面的静电潜像供给显影剂来形成调色剂像的所述显影装置、将潜像承载体的表面的调色剂像转印到记录介质上的转印部、和将转印到记录介质上的调色剂像加热加压使其热熔融而在记录介质上定影的定影部。
10.一种图像形成装置,其特征在于,具备权利要求7所述的显影装置。
11.如权利要求10所述的图像形成装置,其特征在于,包括:潜像承载体、使潜像承载体的表面带电的带电部、在处于带电状态的潜像承载体的表面上投射信号光而形成静电潜像的曝光部、向潜像承载体的表面的静电潜像供给显影剂来形成调色剂像的所述显影装置、将潜像承载体的表面的调色剂像转印到记录介质上的转印部、和将转印到记录介质上的调色剂像加热加压使其热熔融而在记录介质上定影的定影部。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008296089A JP4772851B2 (ja) | 2008-11-19 | 2008-11-19 | トナーおよびその製造方法、二成分現像剤、現像装置ならびに画像形成装置 |
JP2008-296089 | 2008-11-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101738886A true CN101738886A (zh) | 2010-06-16 |
CN101738886B CN101738886B (zh) | 2012-07-11 |
Family
ID=42172162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009102228350A Active CN101738886B (zh) | 2008-11-19 | 2009-11-19 | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8273515B2 (zh) |
JP (1) | JP4772851B2 (zh) |
CN (1) | CN101738886B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102510872A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-06-20 | 花王株式会社 | 调色剂用粘结树脂 |
CN110494808A (zh) * | 2017-04-12 | 2019-11-22 | 株式会社理光 | 调色剂、调色剂储存单元、图像形成设备和图像形成方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5271221B2 (ja) * | 2009-09-25 | 2013-08-21 | パナソニック株式会社 | 植物由来組成物とその硬化物 |
US8541556B1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-09-24 | Empire Technology Development Llc | Lignin derivatives and uses thereof |
WO2014003753A1 (en) | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Empire Technology Development Llc | Lignin derivatives having polycations and uses thereof |
JP5920099B2 (ja) * | 2012-08-08 | 2016-05-18 | コニカミノルタ株式会社 | 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 |
JP6271998B2 (ja) * | 2013-12-17 | 2018-01-31 | キヤノン株式会社 | 定着方法 |
TWI549997B (zh) | 2014-10-14 | 2016-09-21 | 財團法人工業技術研究院 | 木質素生質環氧樹脂的形成方法與木質素生質環氧樹脂組合物 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0384556A (ja) | 1989-08-29 | 1991-04-10 | Mita Ind Co Ltd | 電子写真用トナー |
JPH05216271A (ja) * | 1992-02-03 | 1993-08-27 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー |
JPH05224463A (ja) * | 1992-02-17 | 1993-09-03 | Toshiba Corp | 電子写真用トナー及び電子写真用トナーの製造方法 |
US6818370B2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-11-16 | Ricoh Company, Ltd. | Toner for developing electrostatic latent image, toner cartridge containing the toner and image forming apparatus |
EP1441259B1 (en) * | 2003-01-21 | 2007-07-25 | Ricoh Company, Ltd. | Toner and developer for developing latent electrostatic images, and image forming apparatus |
JP2004240375A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-08-26 | Toppan Forms Co Ltd | 生分解性トナー、生分解性シート |
JP4472385B2 (ja) | 2003-03-07 | 2010-06-02 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 静電潜像現像用トナーと画像形成方法 |
US7419754B2 (en) * | 2005-03-31 | 2008-09-02 | Xerox Corporation | Particle having conductive polymer surface additive |
JP2007114607A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Sharp Corp | 非磁性一成分現像用トナー |
JP2007148200A (ja) | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 静電荷像現像用トナー |
JP4974539B2 (ja) | 2006-02-13 | 2012-07-11 | 株式会社リコー | 非磁性一成分現像方式及び現像装置 |
CN101038452B (zh) | 2006-03-17 | 2011-12-21 | 株式会社理光 | 色调剂 |
JP4570585B2 (ja) * | 2006-05-02 | 2010-10-27 | シャープ株式会社 | 電子写真用カプセルトナー |
-
2008
- 2008-11-19 JP JP2008296089A patent/JP4772851B2/ja active Active
-
2009
- 2009-11-18 US US12/621,049 patent/US8273515B2/en active Active
- 2009-11-19 CN CN2009102228350A patent/CN101738886B/zh active Active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102510872A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-06-20 | 花王株式会社 | 调色剂用粘结树脂 |
CN102510872B (zh) * | 2009-10-02 | 2014-10-01 | 花王株式会社 | 调色剂用粘结树脂 |
US8883949B2 (en) | 2009-10-02 | 2014-11-11 | Kao Corporation | Binder resin for toner |
CN110494808A (zh) * | 2017-04-12 | 2019-11-22 | 株式会社理光 | 调色剂、调色剂储存单元、图像形成设备和图像形成方法 |
CN110494808B (zh) * | 2017-04-12 | 2024-02-02 | 株式会社理光 | 调色剂、调色剂储存单元、图像形成设备和图像形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101738886B (zh) | 2012-07-11 |
US8273515B2 (en) | 2012-09-25 |
JP4772851B2 (ja) | 2011-09-14 |
US20100124441A1 (en) | 2010-05-20 |
JP2010122469A (ja) | 2010-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101446782B (zh) | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN101738886B (zh) | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN101592880B (zh) | 调色剂、显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN101344737B (zh) | 调色剂、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN101515123B (zh) | 调色剂及其制造方法、显影剂、双组分显影剂 | |
CN101339372B (zh) | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置和图象形成装置 | |
CN101470364B (zh) | 调色剂及其制法、双成分显影剂、显影装置、图像形成装置 | |
CN101339374B (zh) | 调色剂及其制造方法、显影装置和图象形成装置 | |
CN101634819B (zh) | 融合树脂粒子的制造方法 | |
JP5119074B2 (ja) | トナーの製造方法およびトナー、現像剤、現像装置ならびに画像形成装置 | |
CN100595683C (zh) | 色粉用含树脂粒子的凝聚体的制造方法 | |
CN101554570B (zh) | 球形粒子及其制造方法、调色剂、显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN101727033A (zh) | 调色剂、显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN101408739B (zh) | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN102346386A (zh) | 调色剂及调色剂的制造方法 | |
CN101436008B (zh) | 调色剂、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
JP5119052B2 (ja) | トナーの製造方法およびトナー、現像剤、現像装置ならびに画像形成装置 | |
CN101354544A (zh) | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置以及图像形成装置 | |
CN101750919A (zh) | 调色剂、双组分显影剂、显影装置、定影装置及图像形成装置 | |
CN101533234B (zh) | 调色剂、显影剂及双成分显影剂 | |
CN101329521B (zh) | 调色剂及其制造方法、双成分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
CN102243451B (zh) | 静电荷图像显影用品红色调色剂、显影剂、图像形成方法及图像形成装置 | |
JP2010101974A (ja) | トナーの製造方法、トナー、二成分現像剤、現像装置および画像形成装置 | |
CN101339371B (zh) | 调色剂及其制造方法、双组分显影剂、显影装置及图像形成装置 | |
JP2001022116A (ja) | 乾式トナー及び画像形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |