CN103365131B - 静电荷图像显影剂、处理盒、图像形成设备和图像形成方法 - Google Patents

静电荷图像显影剂、处理盒、图像形成设备和图像形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及静电荷图像显影剂、处理盒、图像形成设备和图像形成方法,该静电荷图像显影剂包含第一色调剂、第二色调剂和载体,该第一色调剂含有粘合剂树脂和光辉性颜料,该第二色调剂含有粘合剂树脂但不含光辉性颜料,其中,该显影剂满足以下各式:(1):5μm≤A≤30μm(2):1μm≤B≤15μm(3):3.0≤C/A≤5.0(4):5.0≤C/B≤20.0其中,A表示第一色调剂的体积平均粒径,B表示第二色调剂的体积平均粒径,并且C表示载体的体积平均粒径。

Description

静电荷图像显影剂、处理盒、图像形成设备和图像形成方法
技术领域
本发明涉及静电荷图像显影剂、处理盒、图像形成设备和图像形成方法。
背景技术
在电子照相方法中,图像通常通过多个步骤形成,这些步骤包括:在使用光电导性材料的感光体(静电潜像保持部件)的表面上通过各种方法电形成潜像,通过使用含有色调剂的显影剂使所形成的潜像显影以形成显影的图像,随后将该显影的图像转印至如纸等记录介质(可选地通过中间转印部件进行转印),和通过加热、加压、加热且加压使该图像定影,等等。
作为用于以上述方式形成图像的显影剂,已知的是那些含有下述色调剂的显影剂,所述色调剂含有光辉性颜料(brilliant pigment)。使用这种显影剂,可以形成具有类似于金属光泽的光辉性的图像。
作为含有光辉性颜料的静电潜像显影用色调剂,已知的是以下色调剂。
例如,特开昭62-67558(专利文献1)公开了含有粘合剂树脂和金属粉末的色调剂。
特开昭62-100769(专利文献2)公开了一种使用涂布有薄层的颜料的色调剂,所述薄层包含位于具有薄片形状的无机晶体基片上的二氧化钛。
特开2000-221780(专利文献3)公开了一种金属色调剂,该金属色调剂通过以绝缘树脂涂布金属颗粒或金属氧化物颗粒的表面而获得并且具有2μm~20μm的平均粒径的值。
特开2010-256613(专利文献4)公开了一种含有扁平的色调剂颗粒的色调剂,所述扁平的色调剂颗粒含有颜料,通过使用二氧化钛涂布鳞片状基片而获得,并且具有1μm~50μm的长轴直径、1μm~50μm的短轴直径和0.5μm~1.0μm的在扁平面方向的厚度。
发明内容
本发明的目的是提供一种显影剂,该显影剂在保持图像光辉性的同时显示出优异的细线再现性。
即,根据本发明的第一方面,提供了一种静电荷图像显影剂,该显影剂包含第一色调剂、第二色调剂和载体,所述第一色调剂含有粘合剂树脂和光辉性颜料,所述第二色调剂含有粘合剂树脂但不含光辉性颜料,其中所述显影剂满足以下各式:
(1):5μm≤A≤30μm
(2):1μm≤B≤15μm
(3):3.0≤C/A≤5.0
(4):5.0≤C/B≤20.0,
其中,A表示第一色调剂的体积平均粒径,B表示第二色调剂的体积平均粒径,并且C表示所述载体的体积平均粒径。
根据本发明的第二方面,提供了如第一方面所述的静电荷图像显影剂,所述显影剂满足以下各式:
(5):10μm≤A≤20μm
(6):5μm≤B≤10μm
(7):3.5≤C/A≤4.5
(8):7.0≤C/B≤12.0。
根据本发明的第三方面,提供了如第一方面所述的静电荷图像显影剂,其中,在第一色调剂的颗粒中,平均当量圆直径D大于平均最大厚度E。
根据本发明的第四方面,提供了如第三方面所述的静电荷图像显影剂,其中,在第一色调剂的颗粒中,平均最大厚度E与平均当量圆直径D之比(E/D)为0.001~0.500。
根据本发明的第五方面,提供了如第三方面所述的静电荷图像显影剂,其中,在第一色调剂的颗粒中,平均最大厚度E与平均当量圆直径D之比(E/D)为0.010~0.200。
根据本发明的第六方面,提供了如第一方面所述的静电荷图像显影剂,其中,在第一色调剂的颗粒中,当观察该色调剂的厚度方向上的截面时,该色调剂的所述截面的长轴方向与所述颜料颗粒的长轴方向之间的角度为-30°~+30°的颜料颗粒的数量大于或等于所观察的所有颜料颗粒的60%。
根据本发明的第七方面,提供了如第六方面所述的静电荷图像显影剂,其中,在第一色调剂的颗粒中,当观察该色调剂的厚度方向上的截面时,该色调剂的所述截面的长轴方向与所述颜料颗粒的长轴方向之间的角度为-30°~+30°的颜料颗粒的数量是所观察的所有颜料颗粒的70%至95%。
根据本发明的第八方面,提供了如第一方面所述的静电荷图像显影剂,其中,第一色调剂的颗粒满足下式:
2≤F/G≤100
其中,F表示当使用静电荷图像显影用色调剂形成实心图像并且由测角光度计对该图像发射具有-45°的入射角的入射光时所测得的在+30°的受光角下的反射率,并且G表示当由测角光度计对该图像发射具有-45°的入射角的入射光时所测得的在-30°的受光角下的反射率。
根据本发明的第九方面,提供了如第八方面所述的静电荷图像显影剂,其中,第一色调剂的颗粒满足下式:
20≤F/G≤90。
根据本发明的第十方面,提供了如第一方面所述的静电荷图像显影剂,其中,以色调剂颗粒的数量计,全部色调剂中第二色调剂的颗粒的比例为5%~80%。
根据本发明的第十一方面,提供了一种图像形成设备用处理盒,所述处理盒包括:图像保持部件;和显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的静电潜像显影而形成色调剂图像,其中所述显影剂为如第一方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十二方面,提供了如第十一方面所述的图像形成设备用处理盒,其中,所述显影剂为如第二方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十三方面,提供了一种图像形成设备,所述设备包括:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面充电;潜像形成单元,所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的所述静电潜像显影而形成色调剂图像;和转印单元,所述转印单元将该显影的色调剂图像转印至转印介质,其中所述显影剂为如第一方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十四方面,提供了如第十三方面所述的图像形成设备,其中,所述显影剂为如第二方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十五方面,提供了一种图像形成方法,所述方法包括:对所述图像保持部件的表面充电;在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的所述静电潜像显影而形成色调剂图像;和将该显影的色调剂图像转印至转印介质,其中所述显影剂为如第一方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第十六方面,提供了如第十五方面所述的图像形成方法,其中,所述显影剂为如第二方面所述的静电荷图像显影剂。
根据本发明的第一方面和第三至第十方面,提供了一种显影剂,所述显影剂与下述情形相比在保持图像的光辉性的同时显示了优异的细线再现性,在所述情形中,显影剂含有:体积平均粒径由A表示且包含光辉性颜料的色调剂、体积平均粒径由B表示且包含光辉性颜料的色调剂,和体积平均粒径由C表示的载体,并且不满足任何所规定的条件(1)~(4)。
根据本发明的第二方面,提供了一种显影剂,所述显影剂与下述情形相比在保持图像的光辉性的同时显示了优异的细线再现性,在所述情形中,显影剂不满足任何所规定的条件(5)~(8)。
根据本发明的第十一和第十二方面,提供了一种处理盒,所述处理盒与下述情形相比在保持图像的光辉性的同时显示了优异的细线再现性,在所述情形中,处理盒使用的显影剂含有:体积平均粒径由A表示且包含光辉性颜料的色调剂、体积平均粒径由B表示且包含光辉性颜料的色调剂,和体积平均粒径由C表示的载体,并且不满足任何所规定的条件(1)~(4)。
根据本发明的第十三至第十六方面,提供了一种图像形成设备和一种图像形成方法,所述图像形成设备和图像形成方法与下述情形相比在保持图像的光辉性的同时显示了优异的细线再现性,在所述情形中,图像形成设备或图像形成方法使用的显影剂含有:体积平均粒径由A表示且含有光辉性颜料的色调剂、体积平均粒径由B表示且含有光辉性颜料的色调剂,和体积平均粒径由C表示的载体,并且不满足任何所规定的条件(1)~(4)。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,其中:
图1是示意性地显示根据本示例性实施方式的显影剂中含有光辉性颜料的色调剂颗粒的实例的截面图;
图2是显示应用了本示例性实施方式的图像形成设备的构造示意图;和
图3是显示本示例性实施方式的处理盒的实例的构造示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的显影剂、处理盒和图像形成设备的示例性实施方式。
显影剂
根据本示例性实施方式的显影剂含有第一色调剂、第二色调剂和载体,所述第一色调剂具有由A表示的体积平均粒径并含有粘合剂树脂和光辉性颜料,所述第二色调剂具有由B表示的体积平均粒径并含有粘合剂树脂但不含光辉性颜料,所述载体具有由C表示的体积平均粒径,其中,由A、B和C表示的各体积平均粒径满足所有以下条件(1)~(4),
(1):5μm≤A≤30μm
(2):1μm≤B≤15μm
(3):3.0≤C/A≤5.0
(4):5.0≤C/B≤20.0。
另外,由A、B和C表示的各体积平均粒径优选满足所有以下条件(5)~(8),
(5):10μm≤A≤20μm
(6):5μm≤B≤10μm
(7):3.5≤C/A≤4.5
(8):7.0≤C/B≤12.0。
具有以上构造的本示例性实施方式的显影剂具有在保持图像的光辉性的同时可优异地再现细线的效果。
虽然原因尚不清楚,但推测如下。
在含有光辉性颜料的色调剂中,光辉性颜料自身具有大的直径和薄片形状(圆盘形状)。因此,色调剂颗粒的形状也是扁平的。另一方面,不含光辉性颜料的色调剂的色调剂颗粒中有许多近似球状,尽管形状取决于其制备方法。
当在构成显影剂的色调剂中简单混合含有光辉性颜料的色调剂和不含光辉性颜料的色调剂时,上述各色调剂颗粒的形状差异、色调剂颗粒与外部添加剂之间的关系以及色调剂的直径与载体的直径之间的关系将在显影的消除和转印的消除中引起选择性。结果,图像的光辉性劣化,或者由载体向色调剂的转印效率降低,这使得当将显影剂用于图像形成时难以获得细线再现性。
与此相反,在根据本示例性实施方式的显影剂中,不仅将含有光辉性颜料的色调剂和不含光辉性颜料的色调剂混合,而且对这些色调剂的体积平均粒径(条件(1)和(2))也有规定。此外,对这些色调剂的体积平均粒径与载体的体积平均粒径之间的关系(条件(3)和(4))也有规定。
据认为,如果满足所有这些规定条件,通过使显影剂包含含有光辉性颜料并具有较大粒径的色调剂和不含光辉性颜料并具有适当尺寸的色调剂,可以产生含有光辉性颜料的(薄片状)色调剂以适当的接触面积接触载体表面的状态。
因此,推测的是,可以充分获得图像的光辉性,并且通过例如抑制外部添加剂因载体而埋入色调剂颗粒、抑制载体移向色调剂图像以及防止由载体向色调剂的转印效率降低,可以实现优异的细线再现性。
下面将依次描述构成根据本示例性实施方式的显影剂的(a)含有光辉性颜料的色调剂(第一色调剂)、(b)不含光辉性颜料的色调剂(第二色调剂)和(c)载体。
在本示例性实施方式中,“色调剂”是指包含色调剂颗粒并可选地包含外部添加到该色调剂颗粒的外部添加剂的组合,所述色调剂颗粒含有粘合剂树脂和含有如光辉性颜料等着色剂和防粘剂的可选的树脂颗粒。
(a)含有光辉性颜料的色调剂(第一色调剂)
在本示例性实施方式中,(a)含有光辉性颜料的色调剂具有由A表示的体积平均粒径。
如上所述,A需要满足(1):5μm≤A≤30μm(优选(5):10μm≤A≤20μm)。即,(a)含有光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径为5μm~30μm,并且优选为10μm~20μm。
当(a)含有光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径小于5μm时,光辉性颜料的粒径较小,该颜料的含量变小,因而在一些情形中光辉性降低。
当(a)含有光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径大于30μm时,粒径变得过大,因而当图像形成时在某些情形中细线再现性劣化。
(a)含有光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径是指不含外部添加剂状态下的粒径,即色调剂颗粒的粒径。体积平均粒径以下述方式进行测量。
体积平均粒径D50以下述方式进行计算。
在基于通过如Multisizer-II(由Beckman Coulter,Inc.制造)等测量仪器测量的粒径分布而划分的粒径范围(区段)内,由小粒径颗粒起分别创建颗粒的体积和数量的累积分布。将累积16%的粒径定义为体积D16v和数量D16p,将累积50%的粒径定义为体积D50v和数量D50p,并将累积84%的粒径定义为体积D84v和数量D84p
在以上这些中,以体积D50v为体积平均粒径D50
当从之前已经含有由外部添加的添加剂的色调剂中除去外部添加剂以测量该状态下的色调剂颗粒的体积平均粒径时,将1g该色调剂分散在表面活性剂中,并将所得物使用超声分散设备(RUS-600TCVP,由NISSEI Corporation制造)分散以除去外部添加剂。
接下来将描述构成(a)含有光辉性颜料的色调剂的组分,即,光辉性颜料和粘合剂树脂等。
光辉性颜料
(a)含有光辉性颜料的色调剂以所含的光辉性颜料作为着色剂。
本示例性实施方式中光辉性颜料的实例包括:金属粉末,如铝、黄铜、青铜、镍、不锈钢和锌;涂布有氧化钛或黄色氧化铁的云母;薄片状的经涂布的无机晶体基片,如硫酸钡、层状硅酸盐和层状铝的硅酸盐;单晶板状氧化钛;碱性碳酸盐;酸性氯氧化铋;天然鸟嘌呤;薄片状玻璃粉;和金属沉积的薄片状玻璃粉;等等。光辉性颜料不受特别限制,只要该颜料具有光辉性即可。
市售产品也可以用作光辉性颜料,其实例包括铝颜料(由SHOWA ALUMINUM POWDERK.K制造的2173EA)等。
本示例性实施方式中的术语“光辉性”是指下述性质,其中,当对使用含有光辉性颜料的色调剂形成的图像进行目视观察时,可察觉到类似金属光泽的光辉性。
相对于100重量份色调剂颗粒,(a)含有光辉性颜料的色调剂中使用的光辉性颜料的含量优选为1重量份~30重量份,更优选为5重量份~25重量份。当该含量大于或等于1重量份时,可以获得具有优异的光辉性感受的图像。当含量小于或等于30重量份时,由于可以抑制由色调剂的电阻降低所造成的显影性和转印性的劣化,因此可以获得具有优异的光辉性感受的图像。
粘合剂树脂
(a)含有光辉性颜料的色调剂含有用于涂布上述光辉性颜料的粘合剂树脂。
优选的是,光辉性颜料涂布有粘合剂树脂,使得光辉性颜料的表面不从粘合剂树脂的涂层暴露,目的是不降低色调剂的电阻方面,从而不引起不均匀的转印。
构成(a)含有光辉性颜料的色调剂的粘合剂树脂的实例包括:乙烯类树脂,如聚酯、聚乙烯和聚丙烯;苯乙烯类树脂,如聚苯乙烯和α-聚甲基苯乙烯;(甲基)丙烯酸树脂,如聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯腈;聚酰胺树脂;聚碳酸酯树脂;聚醚树脂;及其共聚物树脂。其中优选使用聚酯树脂。
下面将描述特别优选使用的聚酯树脂。
聚酯树脂主要通过例如多元羧酸和多元醇的缩聚而获得。
多元羧酸的实例包括:芳香族羧酸,如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四酸和萘二甲酸;脂肪族羧酸,如马来酸酐、富马酸、琥珀酸、烯基琥珀酸酐和己二酸;和脂环族羧酸,如环己二甲酸。可以使用这些多元羧酸中的一种或两种以上。
在这些多元羧酸中,优选的是使用芳香族羧酸。另外,为形成交联结构或支化结构以确保优异的定影性,优选的是同时使用二羧酸和3元以上的羧酸(例如偏苯三甲酸或其酸酐)。
多元醇的实例包括:脂肪族二醇,如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇和甘油;脂环族二醇,如环己二醇、环己二甲醇和氢化双酚A;和芳香族二醇,如双酚A的氧化乙烯加合物和双酚A的氧化丙烯加合物。可以使用这些多元醇中的一种或两种以上。
在这些多元醇中,优选的是芳香族二醇和脂环族二醇,更优选的是芳香族二醇。另外,为形成交联结构或支化结构以确保优异的定影性,还优选的是同时使用二醇和3元以上的多元醇(例如甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇)。
(a)含有光辉性颜料的色调剂优选含有结晶性聚酯树脂作为粘合剂树脂。在结晶性性聚酯树脂中,许多芳香族结晶性树脂通常具有高于稍后所述的熔点范围的熔点。因此,所述结晶性聚酯树脂优选为脂肪族结晶性聚酯树脂。
结晶性聚酯树脂在(a)含有光辉性颜料的色调剂的色调剂颗粒中的含量优选为2重量%~30重量%,并且更优选为4重量%~25重量%。
结晶性聚酯树脂的熔点优选为50℃~100℃,更优选为55℃~95℃,进而更优选为60℃~90℃。
本示例性实施方式的“结晶性聚酯树脂”是指在差示扫描量热术(下文中有时简写为“DSC”)中未显示吸热量的阶梯式改变但具有清晰的吸热峰的聚酯树脂。另外,当结晶性聚酯树脂为通过将该树脂的主链和其他组分共聚而获得的聚合物时,如果其他组分的量小于或等于50重量%,则该共聚物也称作结晶性聚酯。
结晶性聚酯树脂由酸(羧酸)组分和醇(二醇)组分合成。在下面的描述中,“酸衍生的构成成分”是指聚酯树脂中的构成部分,所述构成部分是聚酯树脂合成之前为酸组分的部分,并且“醇衍生的构成成分”是指聚酯树脂合成之前为醇组分的构成部分。
酸衍生的构成成分
将成为酸衍生的构成成分的酸的实例包括各种二羧酸。不过,作为本示例性实施方式的结晶性聚酯树脂中的酸衍生的构成成分,优选的是直链脂肪族二羧酸。
这些酸的实例包括但不限于草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬二甲酸、1,10-癸二甲酸、1,11-十一烷二甲酸、1,12-十二烷二甲酸、1,13-十三烷二甲酸、1,14-十四烷二甲酸、1,16-十六烷二甲酸、1,18-十八烷二甲酸,及这些酸的低级烷基酯或酸酐。其中,优选的是己二酸、癸二酸和1,10-癸二甲酸。
作为酸衍生的构成成分,可以包括不同于以上实例的构成成分,如衍生自具有双键的二羧酸的构成成分和衍生自具有磺酸基的二羧酸的构成成分。
具有磺酸基的二羧酸的实例包括但不限于2-磺酸对苯二甲酸钠盐、5-磺基间苯二甲酸钠盐和磺基丁二酸盐等。实例还包括它们的低级烷基酯和酸酐。其中,优选5-磺基间苯二甲酸钠盐等。
在酸衍生的构成成分中,除衍生自脂肪族二羧酸的酸衍生的构成成分之外的酸衍生的构成成分(衍生自具有双键的二羧酸的构成成分和衍生自具有磺酸基的二羧酸的构成成分)的含量优选为1摩尔%~20摩尔%,更优选为2摩尔%~10摩尔%。
在本说明书中,术语“摩尔%”是指,分别相对于被认作1单位(摩尔)的聚酯树脂中所有酸衍生的构成成分或者所有醇衍生的构成成分,对于酸衍生的构成成分或者醇衍生的构成成分计算的百分比。
醇衍生的构成成分
作为将成为醇衍生的构成成分的醇,优选脂肪族二醇,并且其实例包括但不限于:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,20-二十烷二醇等。其中,优选的是乙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。
在本示例性实施方式中,聚酯树脂的分子量通过GPC(凝胶渗透色谱法)测量和计算。具体而言,关于GPC,使用由TOSOH CORPORATION制造的HLC-8120、由TOSOH CORPORATION制造的TSKgel SuperHM-M(15cm)柱和THF溶剂来测量聚酯树脂的分子量。之后,使用利用单分散聚苯乙烯标准样品建立的分子量校准曲线计算聚酯树脂的分子量。
制备聚酯树脂的方法
制备聚酯树脂的方法不受特别限制,所述聚酯树脂以酸组分与醇组分反应的普通聚酯聚合方法来制备。例如,可以根据用于制备聚酯树脂的单体的种类而使用直接缩聚和酯交换方法等。在该反应中酸组分与醇组分之间的摩尔比(酸组分/醇组分)随反应条件等不同而不同,因此摩尔比不是可以被笼统确定的。但是,为获得高分子量,通常该摩尔比优选为约1/1。
可用于制备聚酯树脂的催化剂的实例包括:如钠和锂等碱金属的化合物;如镁和钙等碱土金属的化合物;如锌、锰、锑、钛、锡、锆和锗等金属的化合物;亚磷酸化合物;磷酸化合物;和胺化合物;等等。
粘合剂树脂在(a)含有光辉性颜料的色调剂的色调剂颗粒中的含量优选为50重量%~95重量%,并且更优选为60重量%~90重量%。
防粘剂
用于(a)含有光辉性颜料的色调剂的防粘剂的实例包括:石蜡、低分子量聚丙烯和低分子量聚乙烯;聚硅氧烷树脂;松香;米糠蜡;和巴西棕榈蜡;等等。这些防粘剂的熔点优选为50℃~100℃,并且更优选为60℃~95℃。
防粘剂在(a)含有光辉性颜料的色调剂的色调剂颗粒中的含量优选为0.5重量%~15重量%,并且更优选为1.0重量%~12重量%。
其他添加剂
除以上组分之外,还可以进一步可选地向(a)含有光辉性颜料的色调剂中添加各种组分,如电荷控制剂、无机粉末(无机颗粒)和有机颗粒,来作为色调剂颗粒的内部添加剂。
电荷控制剂的实例包括:染料,所述染料包括季铵盐化合物、苯胺黑类化合物、铝、铁和铬的络合物,和三苯基甲烷类颜料等。
作为无机颗粒,例如,可以单独使用已知的无机颗粒,如二氧化硅颗粒、氧化钛颗粒、氧化铝颗粒、氧化铈颗粒或通过对这些颗粒的表面疏水化而获得的颗粒,或者将其中两种以上组合使用。其中,优选使用折射率比上述粘合剂树脂低的二氧化硅颗粒。另外,可以对二氧化硅颗粒进行各种表面处理,例如优选使用的是以硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油进行了表面处理的二氧化硅颗粒。
外部添加剂
(a)含有光辉性颜料的色调剂可以含有流化剂和助剂等作为色调剂颗粒的外部添加剂。
作为外部添加剂,可用的有已知的颗粒,如无机颗粒状,如具有以疏水剂处理的表面的二氧化硅颗粒、氧化钛颗粒、氧化铈颗粒和炭黑;和聚合物颗粒,如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和硅树脂。
在本示例性实施方式中,相对于100重量份色调剂颗粒,外部添加剂的添加量为0.5重量份~10重量份,并且优选为1.0重量份%~5重量份。
色调剂颗粒的特性
色调剂颗粒的形状
优选的是色调剂颗粒满足以下(1)。
(1)第一色调剂的颗粒的平均当量圆直径D大于其平均最大厚度E。
平均最大厚度E与平均当量圆直径D之间的比例(E/D)优选为0.001~0.500、更优选为0.010~0.200,并且特别优选为0.050~0.100。
如果该比例(E/D)大于或等于0.001,则可确保第一色调剂颗粒的强度,并且可以抑制在图像形成过程中的应力所导致的破裂、由光辉性颜料的暴露所导致的电荷减少,和作为该电荷减少的结果所导致的雾浊。另一方面,如果该比例小于或等于0.500,则将获得优异的光辉性。
平均最大厚度E和平均当量圆直径D按照下述方法测量。
将色调剂颗粒置于光滑的表面上,并对其施加振动以均匀分散这些颗粒。使用彩色激光显微镜“VK-9700”(由Keyence Corporation制造)将色调剂颗粒(1000个颗粒)放大1000倍,并测量最大厚度E和由顶部观察到的表面的当量圆直径D。计算其算术平均数,从而算出平均最大厚度E和平均当量圆直径D。
色调剂颗粒的截面的长轴方向与颜料颗粒的长轴方向之间的角度
优选的是第一色调剂颗粒满足以下(2)。
(2)当观察色调剂颗粒的厚度方向上的截面时,长轴方向与色调剂颗粒的截面的长轴方向形成-30°~+30°的角度的颜料颗粒(光辉性颜料的颗粒)在所观察的所有颜料颗粒中的比例大于或等于的60%。该比例优选为70%~95%,特别优选为80%~90%。
下面将描述观察色调剂颗粒的截面的方法。
首先,使用双酚A型液体环氧树脂和固化剂包埋色调剂颗粒,然后制备用于切割的样品。随后,通过使用利用金刚石刀的切割机,例如LEICA超微切片机(Ultramicrotome,由Hitachi Technologies and Services,Ltd.制造)在-100℃切割该切割样品,由此制备用于观察的样品。
通过使用获得的观察样品,利用透射电子显微镜(TEM)以约5000x的放大率观察色调剂颗粒的截面。对于所观察的1000个色调剂颗粒,使用图像分析软件对长轴方向与色调剂的截面中的长轴方向形成-30°~+30°的角度的颜料颗粒的数量计数,由此计算颜料颗粒的比例。
“色调剂的截面中的长轴方向”是指在如上所述的平均当量圆直径D大于平均最大厚度C的色调剂颗粒中与厚度方向正交的方向。“颜料颗粒的长轴方向”是指颜料颗粒的长度方向。
图1是示意性地显示满足以上要求(1)和(2)的色调剂颗粒的实例的截面图。图1显示的示意图是沿色调剂颗粒的厚度方向截取的截面图。
图1中显示的色调剂颗粒2是薄片状色调剂颗粒,其中当量圆直径大于厚度L,并且含有薄片状颜料颗粒4。
据认为,如果色调剂颗粒2具有如图1所示的当量圆直径大于厚度L的长薄片形状,则当色调剂颗粒在图像形成的显影步骤或转印步骤中移向图像保持部件、中间转印部件或记录介质等时,色调剂颗粒倾向于按照使色调剂颗粒的电荷得到最大程度的擦除的方式移动。因此,认为色调剂颗粒按照使附着有该颗粒的面积变得最大的方式排列。即,认为薄片状色调剂颗粒经过排列,从而使得在最终转印色调剂颗粒的记录介质中其扁平表面面对记录介质的表面。还认为,即使在图像形成中的定影步骤中,因定影时所施加的压力,薄片状色调剂颗粒也通过排列,从而使得该扁平表面面对记录介质的表面。
因此,认为在包含于色调剂颗粒中的薄片状颜料颗粒中,满足以上要求(2)“色调剂的截面中的长轴方向与颜料颗粒的长轴方向之间的角度为-30°~+30°”的颜料颗粒经过排列,从而使得面积变得最大的表面面对记录介质的表面。据认为,当向以此方式形成的图像发射光时,使入射光漫反射的颜料颗粒的比例降低,因此实现以下所述的比例(A/B)范围。
制备(a)含有光辉性颜料的色调剂的方法
(a)含有光辉性颜料的色调剂通过如湿法或干法等已知方法制备,不过特别优选通过湿法制备所述色调剂。湿法的实例包括熔融悬浮法、乳化凝集法和溶解悬浮法等。优选通过乳化凝集法来制备(a)含有光辉性颜料的色调剂,这是考虑到易于形成光辉性颜料由于涂布粘合剂树脂而不暴露于该表面的状态。
在乳化凝集法中,通过将构成色调剂的各材料分散在水性分散体(乳化步骤)中而制备分散体(树脂颗粒分散体和着色剂分散体等)。之后,混合树脂颗粒分散体、着色剂分散体和可选使用的各种其他分散体(防粘剂分散体等),以制备原料分散体。
然后,在原料分散体中,进行形成凝集的颗粒的步骤和将凝集的颗粒聚结的步骤,由此获得色调剂颗粒。当具有包含芯颗粒和涂布该芯颗粒的壳层的所谓芯-壳结构的色调剂被制备时,需要进行形成涂层的步骤,其中树脂颗粒分散体被添加至已经进行了形成凝集的颗粒的步骤的原料分散体中,从而使树脂颗粒附着于凝集的颗粒(其在制备色调剂时成为芯颗粒)的表面以形成涂层(其在制备色调剂时成为壳层),然后进行聚结的步骤。用于形成涂层的步骤中的树脂组分可以与构成芯颗粒的树脂组分相同或不同。
下面详细描述各步骤。
乳化步骤
为制备用于形成凝集的颗粒的步骤的原料分散体,在乳化步骤中制备通过将构成色调剂的主要材料分散在水性介质中而获得的乳液分散体。下面将描述树脂颗粒分散体、着色剂分散体和防粘剂分散体等。
树脂颗粒分散体
在树脂颗粒分散体中分散的树脂颗粒的体积平均粒径可以为0.01μm~1μm,0.03μm~0.8μm或0.03μm~0.6μm。
如果树脂颗粒的体积平均粒径超过1μm,则最终获得的色调剂的粒径分布变宽,或者制备出游离颗粒,其在一些情形中容易导致性能和可靠性的劣化。另一方面,如果体积平均粒径在上述范围内,则这就以下方面而言是优选的:不会诱发上述缺陷,色调剂颗粒之间的组成局部化(compositional localization)减少,色调剂颗粒得到优异地分散,并且性能和可靠性的变化被减小。
包含在原料分散体中的颗粒如树脂颗粒等的体积平均粒径使用激光衍射式粒径分布分析仪(由HORIBA,Ltd.制造的LA-700)来测量。
用于树脂颗粒分散体或其他分散体的分散介质可以是水性介质。
水性介质的实例包括如水(如蒸馏水和去离子水)和醇等。这些介质可以单独使用,也可以将其中两种以上同时使用。在本示例性实施方式中,可以预先向水性介质中添加表面活性剂并将其与之混合。
表面活性剂不受特别限制,其实例包括:阴离子表面活性剂,如硫酸酯盐类表面活性剂、磺酸盐类表面活性剂、磷酸酯类表面活性剂和皂类表面活性剂;阳离子表面活性剂,如胺盐型表面活性剂和季铵盐型表面活性剂;非离子表面活性剂,如聚乙二醇类表面活性剂、烷基酚氧化乙烯加合物类表面活性剂和多元醇类表面活性剂;等等。其中,示例的是阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。非离子表面活性剂可以与阴离子或阳离子表面活性剂同时使用。以上表面活性剂可以单独使用,也可以将其中两种以上同时使用。
阴离子表面活性剂的具体实例包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基萘磺酸钠和二烷基硫代琥珀酸钠等。阳离子表面活性剂的具体实例包括烷基苯二甲基氯化铵、烷基三甲基氯化铵和二硬脂酰基氯化铵等。其中,可以示例的是离子表面活性剂,如阴离子和阳离子表面活性剂。
含有可以通过中和转化为阴离子基团的官能团的聚酯树脂具有自动水分散性。聚酯树脂通过水性介质的作用形成稳定化的水性分散体,其中可以转化为亲水性基团的官能团中的一部分或全部被碱中和。
在聚酯树脂中,可以通过中和转化为亲水性基团的官能团为酸性官能团,如羧基或磺酸基。因此,中和剂的实例包括:无机碱,如氢氧化钾和氢氧化钠;胺类,如氨、单甲胺、二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单正丙胺、二甲基正丙胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-氨乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺和N,N-二甲基丙醇胺;等等。可以使用选自其中的一种或两种以上中和剂。如果添加这些中和剂,则乳化时的pH控制为中性,并且防止所获得的聚酯树脂分散体的水解。
当使用聚酯树脂制备树脂颗粒分散体时,可以使用转相乳化法。即使当使用聚酯树脂之外的粘合剂树脂制备树脂颗粒分散体时,也可以使用转相乳化法。转相乳化法是下述方法,其中要分散的树脂溶解在能够溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,然后以有机连续相(O相)向其中添加碱以中和该溶液,之后向所得物中添加水性介质(W相)。以此方式,树脂由W/O转化为O/W (所谓的转相)并成为非连续相,由此树脂以颗粒的形状稳定地分散在水性介质中。
用于转相乳化的有机溶剂的实例包括:醇,如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇和环己醇;酮,如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙基丁基酮、环己酮和异佛尔酮;醚,如四氢呋喃、二甲醚、二乙醚和二氧六环;酯,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、草酸二甲酯、草酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、碳酸二乙酯和碳酸二甲酯;二醇类衍生物,例如乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯和二丙二醇单丁醚;3-甲氧基-3-甲基丁醇;3-甲氧基丁醇;乙腈;二甲基甲酰胺;二甲基乙酰胺;双丙酮醇;和乙酰乙酸乙酯;等等。这些溶剂可以单独使用,也可以将其中两种以上同时使用。
难以笼统地确定用于转相乳化的有机溶剂的量,因为用于获得所期望的分散粒径的溶剂的量随树脂的物理性质而改变。不过,在本示例性实施方式中,当树脂中锡化合物催化剂的含量高于其在普通聚酯树脂中的含量时,溶剂的量相对于树脂的重量可能比较大。当溶剂的量很小时,乳化性质变得不足,由此在一些情形中,树脂颗粒的粒径变大,或者粒径分布变宽。
为了稳定化所分散的颗粒或者防止转相乳化时水性介质的粘度增加,可以添加分散剂。分散剂的实例包括:水溶性聚合物,如聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠和聚甲基丙烯酸钠;表面活性剂,如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂和非离子表面活性剂;等等。这些分散剂可以单独使用,也可以将其中两种以上组合使用。分散剂的添加量相对于100重量份粘合剂可以为0.01重量份~20重量份。
转相乳化时的乳化温度可以低于或等于有机溶剂的沸点且高于或等于粘合剂树脂的熔点或玻璃化转变温度。当乳化温度低于粘合剂树脂的熔点或玻璃化转变温度时,难以制备聚酯颗粒分散体。当乳化在高于或等于有机溶剂的沸点的温度进行时,乳化可以在加压和密封的设备中进行。
包含在树脂颗粒分散体中的树脂颗粒的含量通常可以为5重量%~50重量%,或10重量%~40重量%。如果该含量不在此范围内,则树脂颗粒的粒径分布变宽,并且在一些情形中特性劣化。
着色剂分散体
光辉性颜料被用作本示例性实施方式中的着色剂,因此使用含有该光辉性颜料的着色剂分散体。
作为用于制备着色剂分散体的分散方法,例如可以采用使用旋转剪切型匀化器、包含介质的球磨机、砂磨机或戴诺磨等的普通分散方法,但所述方法并不受限制。可选的是,可以使用表面活性剂制备着色剂的水性分散体,或者可以使用分散剂制备着色剂的有机溶剂分散体。作为用于分散的表面活性剂和分散剂,可以使用与用于分散粘合剂树脂的分散剂相同的分散剂。
当制备原料分散体时,着色剂分散体可以一次性地与其中已分散了其他颗粒的分散体混合,或者以分开的多个部分多次添加至该分散体中并与之混合。
包含在作色剂分散体中的着色剂的含量通常可以为5重量%~50重量%,或10重量%~40重量%。如果该含量不在此范围内,则着色剂颗粒的粒径分布变宽,并且在一些情形中特性劣化。
防粘剂分散体
防粘剂分散体通过以下方式制备:将防粘剂与离子表面活性剂等一起分散在水中,将所得物在高于或等于防粘剂熔点的温度加热,并通过使用匀化器或压力排放型分散机对其施加强剪切力。以此方式,体积平均粒径小于或等于1μm的防粘剂颗粒得到分散。作为防粘剂分散体中的分散介质,可以使用与用于粘合剂树脂的分散介质相同的分散介质。
作为将粘合剂树脂和着色剂等与分散介质混合以进行乳化和分散的设备,可以使用已知设备。例如,使用Homo Mixer (由PRIMIX Corporation制造)或连续乳化和分散机如Slasher(由Mitsui Mining Co.,Ltd.制造)、Cavitron(由Eurotec Co,Ltd.制造)、Microfluidizer(由Mizuho industrial Co.,Ltd.制造)、Manton-Gaulin匀化器(由Manton-Gaulin Company制造)、Nanomizer(由NANOMIZER Inc.制造)和Static Mixer(由Noritake.Co.,Limited制造)。
另外,根据该目的,可以将上述防粘剂和内部添加剂(如电荷控制剂和无机粉末等组分)预先分散在粘合剂树脂分散体中。
当制备粘合剂树脂、着色剂和防粘剂以外的组分的分散体时,分散在分散体中的颗粒的体积平均粒径通常可以小于或等于1μm或者为0.01μm~0.5μm。如果体积平均粒径超过1μm,则最终获得的色调剂的粒径分布变宽,或者制备出游离颗粒,其在一些情形中导致性能和可靠性的劣化。另一方面,如果体积平均粒径在上述范围内,则这就以下方面而言是优选的:不会诱发上述缺陷,色调剂颗粒之间的组成局部化减少,色调剂颗粒得到优异地分散,并且性能和可靠性的变化被减小。
形成凝集的颗粒的步骤
在形成凝集的颗粒的步骤(制备凝集的颗粒的分散体的步骤)中,通常除树脂颗粒分散体之外还添加着色剂分散体和防粘剂分散体,并且将可选地添加的至少其他分散体与所得物混合,以获得原料分散体。还要向其中添加凝集剂,之后加热以凝集颗粒,由此形成凝集的颗粒。当树脂颗粒为如结晶性聚酯等结晶性树脂时,在接近结晶性树脂的熔点的温度(±20℃)和低于或等于熔点的温度加热颗粒以使颗粒凝集,由此形成凝集的颗粒。
通过调整形成凝集的颗粒的步骤中的加热温度和加热时间,色调剂颗粒的粒径变得可控。即,通过调整形成凝集的颗粒的步骤中的加热温度和加热时间,获得了具有如上所述的体积平均粒径的色调剂颗粒。
在使用旋转剪切型匀化器搅拌原料分散体的同时于室温添加凝集剂,并将原料分散体的pH调整为酸性,由此形成凝集的颗粒。另外,为抑制加热引起的快速凝集,可以在于室温进行搅拌和混合的阶段进行pH调整,并且可以可选地向其中添加分散稳定剂。
在本示例性实施方式中,“室温”是指25℃。
作为用于形成凝集的颗粒的步骤中的凝集剂,除无机金属盐之外,适合使用的还有下述表面活性剂,所述表面活性剂具有与用作添加至原料分散体中的分散剂的表面活性剂相反的极性,即,具有大于或等于2价的金属络合物。特别是,当使用该金属络合物时,所使用的表面活性剂的量可以降低,并且充电特性得到改善。
另外,可以可选地使用与凝集剂的金属离子形成络合物或类似于络合物的键的添加剂。作为该添加剂,适合使用的是螯合剂。
无机金属盐的实例包括:金属盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝;无机金属盐聚合物,如聚氯化铝、聚氢氧化铝和多硫化钙;等等。其中,特别适合的是铝盐及其聚合物。为获得较尖锐的粒径分布,二价无机金属盐比一价无机金属盐更适合,三价无机金属盐比二价无机金属盐更适合,并且四价无机金属盐比三价无机金属盐更适合。此外,在具有相同价数的无机金属盐中,聚合型的无机金属盐聚合物更为适合。
作为螯合剂,可以使用水溶性螯合剂。水不溶性螯合剂在原料分散体中分散较差,并且使用这种试剂,在一些情形中,在色调剂中凝集剂引起的金属离子捕捉变得不充分。
螯合剂不受特别限制,只要该试剂是已知的水溶性螯合剂即可。例如,可以适当地使用羟基羧酸,如酒石酸、柠檬酸和葡糖酸;亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)等。
相对于100重量份粘合剂树脂,螯合剂的添加量可以为0.01重量份~5.0重量份,或者可以大于或等于0.1重量份且小于3.0重量份。如果螯合剂的添加量低于0.01重量份,则通过添加螯合剂获得的效果在一些情形中将不能发挥。另一方面,如果该量超过5.0重量份,则充电性受到负面影响,并且色调剂的粘弹性将急剧改变。因此,在一些情形中,低温定影性和图像光泽将受到负面影响。
螯合剂可以在进行形成凝集的颗粒的步骤或形成涂层的步骤的同时添加,或者可以在进行所述步骤之前或之后添加。螯合剂可以在室温添加而不必为了添加来调整原料分散体的温度,或者可以在将原料分散体调整至形成凝集的颗粒的步骤或形成涂层的步骤中所使用的罐的内部温度之后再添加。
形成涂层的步骤
必要时,可以在形成凝集的颗粒的步骤结束后进行形成涂层的步骤。在形成涂层的步骤中,涂层形成用树脂颗粒附着在通过形成凝集的颗粒的步骤而形成的凝集的颗粒的表面上,由此形成涂层。以此方式,获得了具有所谓的芯-壳结构的色调剂。
通常,向其中通过形成凝集的颗粒的步骤形成了凝集的颗粒(芯颗粒)的原料分散体中进一步添加树脂颗粒分散体,由此形成涂层。
在形成涂层的步骤结束之后,进行聚结的步骤。然而,形成涂层的步骤和聚结的步骤可以交替地重复进行,以在分开的多个阶段形成涂层。
聚结步骤
在形成凝集的颗粒的步骤结束之后或者形成凝集的颗粒的步骤和形成涂层的步骤结束之后进行的聚结步骤中,将含有通过这些步骤形成的凝集的颗粒的悬浮体的pH调整至约6.5~8.5,由此停止凝集的进展。
在凝集的进展停止之后,进行加热以引起凝集的颗粒聚结。加热可以在高于或等于粘合剂树脂熔点的温度进行,以引起凝集的颗粒聚结。
洗涤和干燥等步骤
在凝集的颗粒的聚结步骤结束之后,通过洗涤步骤、固-液分离步骤和干燥步骤获得所期望的色调剂颗粒。在洗涤步骤中,优选的是通过使用如盐酸、硫酸或硝酸等强酸的水溶液除去附着于色调剂颗粒上的分散剂,并且随后使用去离子水等洗涤所得物,直至滤液变为中性。固-液分离的步骤不受特别限制,不过从生产率方面考虑,适合的是抽滤和压滤等。另外,干燥的步骤不受特别限制,不过从生产率方面考虑,可以使用冷冻干燥、闪速喷射干燥、流化干燥和振动型流化干燥等。
在干燥步骤中,干燥后色调剂颗粒的水分含量可以被调整为小于或等于1.0重量%或者小于或等于0.5重量%。
当通过乳化凝集法制备时,含有光辉性颜料作为着色剂的色调剂颗粒优选通过例如以下制备方法来制备。
首先,制备颜料颗粒,并将颜料颗粒和粘合剂树脂分散且溶解在溶剂中以使其混合。将该混合物通过转相乳化或剪切乳化分散在水中,由此形成涂布有树脂的光辉性颜料颗粒。向该颗粒中添加其他组分(例如,防粘剂和用于壳的树脂等),并向其进一步添加凝集剂。将所得物的温度在搅拌下升至树脂的玻璃化转变温度(Tg)左右,由此形成凝集的颗粒。在此步骤中,例如使用具有两个桨片并产生层流的搅拌桨叶,并且以高搅拌速度(例如500rpm~1500rpm)进行搅拌。以此方式,光辉性颜料颗粒沿凝集的颗粒中的长轴方向定向,并且凝集的颗粒也沿长轴方向凝集,由此色调剂的厚度降低。色调剂颗粒被转变为碱性颗粒以使颗粒最终稳定,然后将温度升高至色调剂的玻璃化转变温度(Tg)与熔点(Tm)之间的温度,由此引起凝集的颗粒聚结。在该聚结步骤中,聚结在较低温度(例如60℃~80℃)进行,由此减少由材料的重排所引起的移动,并且获得其中保持了颜料的定位的色调剂颗粒。
通过上述方法,获得了可由其获得具有优异的光辉性的图像的色调剂颗粒。
上述搅拌速度更优选650rpm~1130rpm,并且特别优选760rpm~870rpm。另外,聚结步骤中的聚结温度更优选为63℃~75℃,并且特别优选为65℃~70℃。
添加外部添加剂的步骤
可选地,可以对以上述方式获得的色调剂颗粒由外部添加外部添加剂。
由外部添加外部添加剂的方法的实例包括使用如V型混合器、亨舍尔混合器和混合器等已知混合器的混合方法。
(a)含有光辉性颜料的色调剂的特性
当使用根据本示例性实施方式的(a)含有光辉性颜料的色调剂形成实心图像时,在+30°的受光角下的反射率F与在-30°的受光角下的反射率G之间的比例(F/G)优选为2~100,所述反射率为当入射角为-45°的入射光由测角光度计进入图像时测得的反射率。
如果该比例(F/G)大于或等于2,则表明光被反射得更加朝向光入射侧的相反侧(“+角度”侧),而不是朝向入射光进入侧(“-角度”侧),即,表明入射光的漫反射得到抑制。当引起入射光被反射至各个方向的漫反射时,如果目视检测反射光,则颜色变得模糊。因此,当该比例(F/G)大于或等于2时,如果目视检测反射光,则光泽得到确认,这表明了优异的光辉性。
另一方面,如果比例(F/G)小于或等于100,则可以目视检测到反射光的视角不会被过多窄化,并且防止了颜色取决于角度而看起来变暗的现象。
该比例(F/G)更优选为20~90,且特别优选为40~80。
比例(F/G)的测角光度测量
首先,将描述入射角和受光角。在本示例性实施方式中,使用测角光度计进行测量时入射角被设定为-45°。这是因为相对于具有宽范围的光泽的图像,该测量的敏感度较高。
另外,受光角被设定为-30°和+30°的原因在于,对于评价图像是否具有光辉性的感受,测量的敏感度在此情况下最高。
接下来描述测量该比例(F/G)的方法。
在本示例性实施方式中,为测量比例(F/G),首先,以下述方式形成“实心图像”。将作为样品的显影剂填充至由富士施乐株式会社制造的DocuCentre-III C7600的显影单元中,并在190℃的定影温度和4.0kg/cm2的定影压力于一张记录纸(由Oji paper Co.,Ltd.制造的OK Topcoat+Paper)上形成应用的色调剂的量为4.5g/cm2的实心图像。“实心图像”是指100%印刷率的图像。
通过使用由Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造的测角光度计(goniospectrocolorimeter GC5000L)作为测角光度计,使以-45°入射角进入实心图像的入射光进入所形成的实心图像的图像部分,并测量在+30°的受光角下的反射率F和在-30°的受光角下的反射率G。对于波长为400nm~700nm的光以20nm的间隔测量反射率F和G,并计算各波长下的反射率的平均值。由测量结果计算该比例(F/G)。
(b)不含光辉性颜料的色调剂(第二色调剂)
在本示例性实施方式中,(b)不含光辉性颜料的色调剂是指不含光辉性颜料作为着色剂的色调剂。
(b)不含光辉性颜料的色调剂具有由B表示的体积平均粒径。
如上所述,B需要满足(2):1μm≤B≤15μm(优选(6)5μm≤B≤10μm)。即,(b)不含光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径为1μm~15μm,并且优选为5μm~10μm。
如果(b)不含光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径小于1μm,则外部添加剂因载体所引起的应力而埋入色调剂颗粒中,并且色调剂的转印效率降低,由此在一些情形中细线再现性劣化。
另一方面,当(b)不含光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径高于15μm时,粒径变得过大,由此在一些情形中图像形成时的细线再现性劣化。
(b)不含光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径是指通过与用于(a)含有光辉性颜料的色调剂的方法相同的方法测得的在色调剂不含外部添加剂的状态下的粒径。
构成(b)不含光辉性颜料的色调剂的组分的与构成(a)含有光辉性颜料的色调剂的组分相似,不同之处在于,在这些组分中不含光辉性颜料和其他着色剂。
构成(b)不含光辉性颜料的色调剂的组分的含量与构成(a)含有光辉性颜料的色调剂的组分的含量相似,不同之处在于粘合剂树脂的含量。
在(b)不含光辉性颜料的色调剂的情形中,粘合剂树脂在色调剂颗粒中的含量优选为80重量%~98重量%,并且更优选为85重量%~95重量%。
制备(b)不含光辉性颜料的色调剂的方法
可以以与(a)含有光辉性颜料的色调剂中相似的方式制备(b)不含光辉性颜料的色调剂,不同之处在于,不使用光辉性颜料和其他着色剂(在乳化凝集法的情形中不使用着色剂分散体)。
当制备(a)含有光辉性颜料的色调剂时,可以另外制备(b)不含光辉性颜料的色调剂。即,当制备(a)含有光辉性颜料的色调剂时,该色调剂可以在与(b)不含光辉性颜料的色调剂混合的同时进行制备。在此情形中,该混合的色调剂适用于根据本示例性实施方式的显影剂。
作为在制备(a)含有光辉性颜料的色调剂时另外制备(b)不含光辉性颜料的色调剂的方法之一,存在以下使用乳化凝集法的方法。
即,通过以下步骤,可以获得不含光辉性颜料的色调剂在总色调剂中的比例为5%~80%(以色调剂颗粒的数量计)的色调剂。
例如,该方法包括:制备第一凝集的颗粒的分散体的步骤,其中将含有光辉性颜料的光辉性颜料分散体(着色剂分散体)与含有第一粘合剂树脂的第一粘合剂树脂颗粒的分散体混合以制备含有光辉性颜料和第一粘合剂树脂的第一凝集的颗粒的分散体;制备第二凝集的颗粒的分散体的步骤,其中使用含有第二粘合剂树脂的第二粘合剂树脂颗粒的分散体制备含有第二粘合剂树脂的第二凝集的颗粒的分散体;加速凝集的步骤,其中将第一凝集的颗粒的分散体与第二凝集的颗粒的分散体混合,使得第一粘合剂树脂与第二粘合剂树脂之间的比例(基于重量)成为3:97~48:52,由此进一步加速第一和第二凝集的颗粒的凝集;和聚结步骤,其中进行加热以引起第一和第二凝集的颗粒聚结。
第一与第二粘合剂树脂之间的比例(基于重量)优选为6:94~30:70,并且更优选为9:91~24:76。
在制备第一和第二凝集的颗粒的分散体的步骤中,第一和第二粘合剂树脂的种类可以彼此相同或不同。
在制备第一或第二凝集的颗粒的分散体的步骤中可以添加可选地使用的防粘剂等作为防粘剂分散体。
在加速凝集的步骤和聚结步骤之间,可以包括形成涂层的步骤。
(c)载体
在本示例性实施方式中,(c)载体具有由C表示的体积平均粒径。
C与如上所述的(a)含有光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径A之间的关系需要满足(3):3.0≤C/A≤5.0(优选(7):3.5≤C/A≤4.5)。
如果C/A小于3.0,则载体与(a)含有光辉性颜料的色调剂一起向色调剂图像移动,因此在一些情形中图像形成时的细线再现性劣化。
如果C/A大于5.0,则载体与(a)含有光辉性颜料的色调剂之间的接触面积变大,并且非静电附着力增加。因此,色调剂的转印效率降低,并且在一些情形中图像形成时的细线再现性劣化。
载体的体积平均粒径C与(b)不含光辉性颜料的色调剂的体积平均粒径B之间的关系需要满足(4):5.0≤C/B≤20.0(优选(8):7.0≤C/B≤12.0)。
如果C/B小于5.0,则载体的粒径变得接近于(b)不含光辉性颜料的色调剂的粒径。因此,(b)不含光辉性颜料的色调剂由载体的转印受到阻碍,并且在一些情形中图像形成时的细线再现性劣化。
如果C/B大于20.0,则外部添加剂因载体所引起的应力而埋入(b)不含光辉性颜料的色调剂的色调剂颗粒中,色调剂的转印效率降低,并且在一些情形中细线再现性劣化。
(c)载体的体积平均粒径C只需要满足以上条件(3)和(4),但通常该体积平均粒径优选为25μm~95μm,并且更优选为35μm~75μm。
为测量载体的体积平均粒径C,可以采用与用于(a)含有光辉性颜料的色调剂)的相同的方法。
作为(c)载体,使用的是已知的载体,而不存在特别限制。载体的实例包括:磁性金属,如氧化铁、镍和钴;磁性氧化物,如褐铁矿和磁铁矿;树脂涂布的载体,其包含作为在表面上具有树脂涂层的芯的那些组分;和分散的磁性载体;等等。(c)载体可以是其中导电性材料等已被分散在基体树脂中的分散的树脂载体。
用于载体的涂布树脂和基体树脂的实例包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯醚、聚乙烯酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、包含有机硅氧烷键的直链聚硅氧烷树脂或其改性产物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚醛树脂和环氧树脂等。
导电性材料的实例包括但不限于:金属,如金、银和铜;炭黑;氧化钛;氧化锌;硫酸钡;硼酸铝;钛酸钾;和氧化锡等。
载体的芯材料的实例包括:磁性金属,如铁、镍和钴;磁性氧化物,如褐铁矿和磁铁矿;和玻璃珠;等等。为在磁刷法中使用载体,芯优选为磁性材料。
为使用树脂涂布载体芯的表面,例如可以使用通过使用涂层形成用溶液涂布表面的方法,所述溶液通过将涂布树脂和可选的各种添加剂溶解在适当溶剂中获得。溶剂不受特别限制,可以根据所使用的涂布树脂和涂布适合性等来选择。
涂布树脂的方法的具体实例包括:将载体芯浸入涂层形成用溶液中的方法;将涂层形成用溶液喷洒至载体芯的表面的方法;流化床法,其中在载体芯通过流动的空气而漂浮的状态下喷洒涂层形成用溶液;和捏合涂布机法,其中载体芯与涂层形成用溶液在捏合涂布机中混合以除去溶剂;等等。
在根据本示例性实施方式的显影剂中,色调剂(第一色调剂和第二色调剂的总量)与载体之间的混合比(重量比)优选为1:100~30:100(色调剂:载体),并且更优选为3:100~20:100。
如果色调剂与载体之间的混合比在上述范围内,则可以确保适当的电荷量,由此获得不容易受周围温度和湿度影响的显影剂。
在根据本示例性实施方式的显影剂中,第一色调剂与第二色调剂之间的混合比(重量比)优选为60:40~98:2(第一色调剂:第二色调剂),并且更优选为70:30~95:5。
如果第一色调剂与第二色调剂之间的混合比在上述范围内,则光辉性色调剂容易接触载体表面,可以获得显影剂的流动性。因此,获得具有优异的细线再现性的色调剂。
在根据本示例性实施方式的显影剂中,第一色调剂和第二色调剂可以通过利用色调剂的组成或形状来区分,并且第二色调剂在总色调剂中的比例为5%~80%(以色调剂颗粒的数量计)。
另外,第一色调剂或第二色调剂在总色调剂中的比例是指通过以下方法获得的值。
首先,使用双酚A型液体环氧树脂和固化剂埋入色调剂颗粒,然后制备用于切割的样品。随后,通过使用利用金刚石刀的切割机,例如LEICA超微切片机(由HitachiTechnologies and Services,Ltd.制造)在-100℃切割该切割样品,由此制备用于观察的样品。使用TEM以5000×左右的放大率观察该观察样品。
光辉性颜料包括不同于该粘合剂树脂的组成并具有特有的薄片形状。因此,光辉性颜料基于所观察的图像的光和影以及形状的不同而得到区分。在色调剂颗粒的截面的内部显示为棒状且表现出不同对比度的部分被确定为光辉性颜料。
以此方式,观察5000个色调剂颗粒的截面,并于其中计算具有和不具有光辉性颜料的颗粒的数量的比例。
图像形成设备和图像形成方法
根据本示例性实施方式的图像形成设备包括:图像保持部件;充电单元,所述充电单元对该图像保持部件的表面充电;潜像形成单元,所述潜像形成单元在该图像保持部件的表面上形成静电潜像;显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于该图像保持部件的表面上的该静电潜像显影而形成色调剂图像;和转印单元,所述转印单元将该显影的色调剂图像转印至转印介质,其中所述显影剂为根据本示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
根据本示例性实施方式的图像形成方法包括:对该图像保持部件充电;在该图像保持部件的表面上形成静电潜像;通过使用显影剂使形成于该图像保持部件的表面上的静电潜像显影而形成色调剂图像;和将该显影的色调剂图像转印至转印介质,其中所述显影剂为根据本示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
图2是显示包含使用根据本示例性实施方式的显影剂的显影装置的图像形成设备的示例性实施方式的构造示意图。
在此图中,根据本示例性实施方式的图像形成设备包含感光体鼓20作为图像保持部件,其沿预定方向旋转。在感光体鼓20周围,依次设置:充电装置21,所述充电装置21对感光体鼓20充电;曝光装置22,例如所述曝光装置22作为在感光体鼓20上形成静电潜像Z的潜像形成装置;显影装置30,所述显影装置30将形成于感光体鼓20上的静电潜像Z显影为可视图像;转印装置24,所述转印装置24将感光体鼓20上的已经成为可视图像的色调剂图像转印至作为记录介质的记录纸28上;和清洁装置25,所述清洁装置25清洁感光体鼓20上的残留色调剂。
在本示例性实施方式中,如图2所示,显影装置30包含容纳含有色调剂40的显影剂G的显影外壳31。在显影外壳31中,打开一个面向感光体鼓20的显影用开口32,并且设置作为面向显影用开口32的色调剂保持部件的显影辊(显影电极)33。当对显影辊33施加预定的显影偏压时,在作为夹在感光体鼓20与显影辊33之间的区域的显影区域中形成显影电场。另外,将作为面向显影辊33的电荷注入部件的电荷注入辊(注入电极)34设置在显影外壳31中。特别是,在本示例性实施方式中,电荷注入辊34也充当对显影辊33供给色调剂40的色调剂供给辊。
此处,电荷注入辊34的旋转方向不特别确定。然而,考虑到关于色调剂供给的性质和关于电荷注入的特性,优选的是下述构造,其中电荷注入辊34在面向显影辊33的部分以圆周速度差(例如,大于或等于1.5倍)沿同一方向旋转,使得色调剂40被插入夹在电荷注入辊34与显影辊33之间的区域中,并在滑动的同时注入电荷。
下面描述根据本示例性实施方式的图像形成设备的运行。
当图像形成工序开始时,首先,感光体鼓20的表面因充电装置21而被充电,曝光装置22在充电的感光体鼓20上写入静电潜像Z,并且显影装置30使静电潜像Z可视化为色调剂图像。接下来,感光体鼓20上的色调剂图像被输送至转印部分,并且转印装置24将感光体鼓20上的色调剂图像静电转印至作为记录介质的记录纸28。通过清洁装置25清理感光体鼓20上的残留色调剂。之后,通过该图中未示出的定影装置定影记录纸28上的色调剂图像,由此获得图像。
处理盒
根据本示例性实施方式的图像形成设备用处理盒包括:图像保持部件;和显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于该图像保持部件的表面上的静电潜像显影而形成色调剂图像,其中所述显影剂为根据本示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
图3是显示根据本示例性实施方式的处理盒的实例的构造示意图。根据本示例性实施方式的处理盒包含显影装置,所述显影装置容纳上述根据本示例性实施方式的显影剂,并通过使用显影剂使形成于图像保持部件的表面上的静电潜像显影而形成色调剂图像。处理盒还可以在图像形成设备上安装和拆卸。
图3所示的处理盒200通过使用安装轨道116将作为图像保持部件的感光体107与充电装置108、含有上述根据本示例性实施方式的显影剂的显影装置111、感光体清洁装置113、曝光用开口部分118和消除曝光用开口部分117结合并一体化而形成。该处理盒可自由地附着于由转印装置112、定影装置115和图中未示出的其他构成部分构成的图像形成设备的主体及与其分离。处理盒200与图像形成设备的主体一起形成图像形成设备。
在图3中,附图标记300指的是作为记录介质的记录纸。
图3中所示的处理盒200具有下述构造,所述构造包括充电装置108、显影装置111、感光体清洁装置113、曝光用开口部分118和消除曝光用开口部分117。根据本示例性实施方式的处理盒仅需要至少包括显影装置111,其他装置可以可选地被并入。即,根据本示例性实施方式的处理盒除显影装置111之外还包含选自由感光体107、充电装置108、感光体清洁装置(清洁单元)113、曝光用开口部分118和消除曝光用开口部分117组成的组中的至少一种。
接下来将描述色调剂盒。色调剂盒容纳构成上述根据本示例性实施方式的显影剂的色调剂,并且可以自由地附着于图像形成设备及与其分离。色调剂盒可以将所容纳的色调剂供给至设置在图像形成设备内部的显影装置。色调剂盒仅需要容纳至少一种色调剂,并且取决于图像形成设备的机理,色调剂盒可以容纳根据本示例性实施方式的显影剂。
图2所示的图像形成设备具有可使色调剂盒(图中未示出)自由地附着于该设备及与其分离的构造。显影装置30通过图中未示出的色调剂供给管连接于色调剂盒。当容纳在色调剂盒中的色调剂减少时,可以置换色调剂盒。
[实施例]
下面将基于实施例和比较例更加详细地描述本示例性实施方式,但本示例性实施方式并不限于以下实施例。另外,除非另外指明,否则“份”和“%”是基于重量的。
色调剂颗粒的制备
色调剂颗粒1的制备
无定形聚酯树脂的合成
·双酚A氧化乙烯2摩尔加合物:216份
·乙二醇:38份
·对苯二甲酸:136份
·间苯二甲酸:80份
·四丁氧基钛酸盐(催化剂):0.037份
将以上组分放入通过加热干燥的双颈烧瓶中,向该容器中通入氮气以保持惰性气体氛围,并在搅拌下升温。之后,在160℃进行共缩聚反应7小时,然后在将压力缓慢降至10托的同时将温度升至220℃,并保持该温度4小时。使温度临时返回常压,然后添加9份偏苯三甲酸酐。之后再次将压力缓慢地降至10托,并将温度保持为220℃一小时,由此合成无定形聚酯树脂。
无定形聚酯树脂颗粒分散体的制备
·无定形共聚酯树脂:160份
·乙酸乙酯:233份
·氢氧化钠水溶液(0.3N):0.1份
将以上组分放入1000ml的可拆式烧瓶中,随后在70℃加热,并将所得物使用Three-One motor(由Shinto Scientific Co.,Ltd.制造)搅拌,由此制备聚酯树脂混合物溶液。在进一步搅拌该聚酯树脂混合物溶液的同时,向其中缓慢地添加373份去离子水以引起转相乳化,并除去溶剂,由此获得无定形聚酯树脂颗粒分散体(固体成分浓度:30%)。
结晶性聚酯树脂的合成
将44摩尔份1,9-壬二醇、56摩尔份十二烷二甲酸和0.05摩尔份二丁基氧化锡放在通过加热而干燥的三颈烧瓶中,然后向该容器中通入氮气以保持惰性气体氛围,随后升高温度。之后,在150℃~230℃引起共缩聚反应2小时,然后将温度缓慢升高至230℃,随后搅拌5小时。当变粘稠时,将所得物空气冷却以停止反应,由此合成结晶性聚酯树脂。
结晶性聚酯树脂颗粒分散体的制备
将300份所获得的结晶性聚酯树脂、700份去离子水和6份十二烷基苯磺酸钠放入高温高压乳化装置(Cavitron CD1010)的乳化罐中,随后在130℃加热并熔融。之后,使所得物以3L/m的流速和10000rpm在110℃分散30分钟,并通过冷却罐,由此制备固体含量为30%且体积平均粒径D50v为125nm的结晶性聚酯树脂颗粒分散体。
防粘剂分散体的制备
·巴西棕榈蜡(由Toakasei Co.,Ltd.制造的RC-160):50份
·阴离子表面活性剂(由Daiichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的Neogen RK):1.0份
·去离子水:200份
将以上组分混合并在95℃加热,并使用匀化器(由IKA制造的Ultra Turrax T50)分散。之后,将所得物使用Manton-Gaulin高压匀化器(由Manton-Gaulin Company制造)分散360分钟,由此制备其中分散了体积平均粒径为0.23μm的防粘剂颗粒的防粘剂分散体(固体成分浓度:20%)。
光辉性颜料分散体的制备
通过辊磨机使用氧化锆珠(1mm)粉碎100份铝颜料(由Asahi Kasei ChemicalsCorporation制造的CR9800RM)。之后,使用Elbow Jet分级器(由MATSUBO Corporation制造的EJ-L3)在3μm的分级点对该铝颜料进行分级,并将所得物使用400份异丙醇(由KantoKagaku制造)洗涤5次,之后干燥。然后,基于100份该铝颜料混入300份水,由此获得光辉性颜料分散体。
光辉性颗粒的制备
·无定形聚酯树脂颗粒分散体:168份
·结晶性聚酯树脂颗粒分散体:25份
·防粘剂分散体:33份
·光辉性颜料分散体:75份
·10%的聚氯化铝的硝酸水溶液(由Taimei Chemicals Co.,Ltd.制造):1.7份
将以上组分按以上量放入3L不锈钢反应容器中,并通过使用匀化器(由IKA制造的Ultra Turrax T50)以5000rpm分散15分钟来进行混合,由此获得原料分散体。
之后,将原料分散体转移至包含搅拌桨叶和温度计的聚合容器中,并在300rpm的搅拌旋转频率下使用覆套式加热器开始加热,由此在59℃加速凝集的颗粒的生长。此时,使用0.3N的硝酸和1N的氢氧化钠水溶液将原料分散体的pH控制在2.2~3.5范围内。将分散体保持在以上pH范围约2小时,由此形成凝集的颗粒。之后,将pH升至8.0以引起凝集的颗粒聚结。以此方式,获得光辉性颗粒。
无色颗粒的制备
·无定形聚酯树脂颗粒分散体(1):23.3份
·结晶性聚酯树脂颗粒分散体:3.5份
·防粘剂分散体:4.6份
·10%的聚氯化铝的硝酸水溶液(由Taimei Chemicals Co.,Ltd.制造):0.15份,
将以上组分按照以上量放入不锈钢反应容器中,并通过匀化器(由IKA制造的Ultra Turrax T50)以5000rpm分散15分钟来进行混合,由此获得原料分散体。
之后,将原料分散体转移至包含搅拌桨叶和温度计的聚合容器中,并在300rpm的搅拌旋转频率下使用覆套式加热器开始加热,由此在44℃加速凝集的颗粒的生长。此时,通过使用0.3N的硝酸和1N的氢氧化钠水溶液将原料分散体的pH控制在2.2~3.5范围内。将分散体保持在以上pH范围约2小时,由此形成凝集的颗粒。之后,将pH升至8.0以引起凝集的颗粒聚结。以此方式,获得无色颗粒。
色调剂颗粒的制备
在搅拌下将无色颗粒添加至光辉性颗粒,将所得物静置30分钟,并将温度升至85℃。使用光学显微镜确认凝集的颗粒已经聚结的状态,然后在将温度保持在85℃的同时将pH降低至6.5。2小时后停止加热,并将所得物通过以1.0℃/分钟的速率降低温度来冷却。之后,将所得物通过45μm的筛目来筛分,并用水反复洗涤,然后使用真空干燥器干燥,由此获得色调剂颗粒。
以上述方式测量所获得的色调剂颗粒的体积平均粒径。结果,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A测得为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B测得为6.5μm。
再次将色调剂颗粒分散在去离子水中并反复过滤,并洗涤所得物直至滤液的电导率小于或等于20μS/cm。之后,对所得物在40℃的烘箱中进行真空干燥5小时,由此获得色调剂颗粒。将获得的色调剂颗粒作为色调剂颗粒1。
色调剂颗粒2的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒2,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用13.4份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用2.0份,并且防粘剂分散体使用2.6份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒2中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.2μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.3μm。
色调剂颗粒3的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒3,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用8.8份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用1.3份,并且防粘剂分散体使用1.7份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒3中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.2μm。
色调剂颗粒4的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒4,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用4.3份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用0.6份,并且防粘剂分散体使用0.8份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒4中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.0μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.1μm。
色调剂颗粒5的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒5,不同之处在于,未制备无色颗粒。
在色调剂颗粒5中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,而不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B无法得到确认。
色调剂颗粒6的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒6,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用81.7份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用12.2份,并且防粘剂分散体使用16份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒6中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.4μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.6μm。
色调剂颗粒7的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒7,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用98.8份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用14.7份,并且防粘剂分散体使用19.4份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒7中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.5μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.6μm。
色调剂颗粒8的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒8,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用134.3份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用20.0份,并且防粘剂分散体使用26.4份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒8中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.2μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.7μm。
色调剂颗粒9的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒9,不同之处在于,无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用145.9份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用21.7份,并且防粘剂分散体使用28.7份,以此制备无色颗粒。
在色调剂颗粒9中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.7μm。
色调剂颗粒10的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒10,不同之处在于,用于制备光辉性颗粒的加热温度由59℃变为62℃,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为47℃。
在色调剂颗粒10中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为18.1μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为9.2μm。
色调剂颗粒11的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒11,不同之处在于,用于制备光辉性颗粒的加热温度由59℃变为63℃,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为47.6℃。
在色调剂颗粒11中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为19.1μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为9.6μm。
色调剂颗粒12的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒12,不同之处在于,用于制备光辉性颗粒的加热温度由59℃变为64℃,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为54℃。
在色调剂颗粒12中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为20.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为12.7μm。
色调剂颗粒13的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒13,不同之处在于,用于制备光辉性颗粒的加热温度由59℃变为67℃,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为54.5℃。
在色调剂颗粒13中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为23.2μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为13.3μm。
色调剂颗粒14的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒14,不同之处在于,用于制备光辉性颗粒的加热温度由59℃变为58℃,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为43℃。
在色调剂颗粒14中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为14.8μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为5.5μm。
色调剂颗粒15的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒15,不同之处在于,10%的聚氯化铝的硝酸水溶液使用1.5份,且加热温度由59℃变为58℃以用于制备光辉性颗粒,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为42.5℃。
在色调剂颗粒15中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为14.1μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为5.4μm。
色调剂颗粒16的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒16,不同之处在于,用于制备光辉性颗粒的加热温度由59℃变为54℃,并且用于制备无色颗粒的加热温度由44℃变为35℃。
在色调剂颗粒16中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为13.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为3.3μm。
色调剂颗粒17的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒17,不同之处在于,10%的聚氯化铝的硝酸水溶液使用1.5份,且加热温度由59℃变为53℃以用于制备光辉性颗粒的;并且10%的聚氯化铝的硝酸水溶液使用0.12份,且加热温度由44℃变为34℃以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒17中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为12.7μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为3.2μm。
色调剂颗粒18的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒18,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用2.1份以用于制备光辉性颗粒;并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用18.8份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用2.8份,且防粘剂分散体使用3.7份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒18中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒19的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒19,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用3.1份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用18.9份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用2.8份,且防粘剂分散体使用3.7份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒19中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒20的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒20,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用13.0份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用19.6份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用2.9份,且防粘剂分散体使用3.9份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒20中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒21的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒21,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用13.9份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用19.7份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用2.9份,且防粘剂分散体使用3.9份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒21中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒22的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒22,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用81.5份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用24.6份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用3.7份,且防粘剂分散体使用4.8份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒22中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒23的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒23,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用90.6份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用25.2份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用3.8份,且防粘剂分散体使用5.0份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒23中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒24的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒24,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用105.4份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用26.3份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用3.9份,且防粘剂分散体使用5.2份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒24中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂颗粒25的制备
以与色调剂颗粒1的制备中相似的方式获得色调剂颗粒25,不同之处在于,光辉性颜料分散体使用121.4份以用于制备光辉性颗粒,并且无定形聚酯树脂颗粒分散体(1)使用27.5份,结晶性聚酯树脂颗粒分散体使用4.1份,且防粘剂分散体使用5.4份以用于制备无色颗粒。
在色调剂颗粒25中,含有光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径A为16.3μm,并且不含光辉性颜料的色调剂颗粒的体积平均粒径B为6.5μm。
色调剂(1)~(25)的制备
通过使用亨舍尔混合器,以30m/s的圆周速度将1.5份疏水性二氧化硅(由NipponAerosil Co.,Ltd.制造的RY50)与所获得的各色调剂颗粒1~25(基于100份的各色调剂颗粒)分别混合2分钟。之后,通过以筛孔径为45μm的振动筛分来筛分该混合物,由此制备各色调剂(1)~(25)。
载体的制备
磁性颗粒A的制备
称量120份氧化铁(III)(Fe2O3)、2份氧化钙(CaO)和1份氧化镁(MgO),然后使用水系统球磨机粉碎5小时,由此获得混合物。将所获得的混合物使用喷雾干燥器干燥,随后在1,200℃加热两个半小时,由此进行暂时性的煅烧。
将颗粒分散在水中并使用不锈钢珠粉碎5小时。向该浆料中添加2%的聚乙烯醇水溶液(2重量%),然后调整喷雾干燥器的流速以形成体积平均粒径为66μm的颗粒。之后,将颗粒在1,150℃且氧浓度小于或等于0.05体积%的电炉中干燥并保持4小时,由此进行实际煅烧。然后,压碎所得物并进行分级以调整粒径。随后,利用磁选分离具有低磁力的颗粒,由此获得体积平均粒径为65μm的磁性颗粒A。
磁性颗粒B的制备
以与磁性颗粒A的制备中相似的方式获得体积平均粒径为42μm的磁性颗粒B,不同之处在于,将喷雾干燥器的流速调整为形成体积平均粒径为44μm的颗粒,并且将磁性颗粒A的制备中的电炉的温度设定为1,060℃。
磁性颗粒C的制备
以与磁性颗粒A的制备中相似的方式获得体积平均粒径为55μm的磁性颗粒C,不同之处在于,将喷雾干燥器的流速调整为形成体积平均粒径为56μm的颗粒,并且将磁性颗粒A的制备中的电炉的温度设定为1,100℃。
磁性颗粒D的制备
以与磁性颗粒A的制备中相似的方式获得体积平均粒径为75μm的磁性颗粒D,不同之处在于,将喷雾干燥器的流速调整为形成体积平均粒径为76μm的颗粒,并且将磁性颗粒A的制备中的电炉的温度设定为1,260℃。
磁性颗粒E的制备
以与磁性颗粒A的制备中相似的方式获得体积平均粒径为95μm的磁性颗粒E,不同之处在于,将喷雾干燥器的流速调整为形成体积平均粒径为95μm的颗粒,并且将磁性颗粒A的制备中的电炉的温度设定为1,320℃。
载体A~E的制备
向所获得的磁性颗粒A~E添加通过将99份磁性颗粒和1份苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(共聚比40:60,Tg 90℃,重均分子量72,000:由Soken Chemical&EngineeringCo.,Ltd.制造)溶解在60份甲苯中而获得的溶液,然后在常温混合20分钟,之后通过在75℃加热于减压下干燥该混合物。随后,取出所得物,并通过孔径为75μm的筛目进行筛分,以除去粗颗粒,由此获得载体A~E。所获得的载体A~E的体积平均粒径与磁性颗粒的体积平均粒径相同。
实施例1~39和比较例1~22
在表1所示的组合中,通过使用V型混合器,以载体:色调剂=100份:8份的比例混合载体和色调剂,由此制备实施例1~39和比较例1~22的显影剂。这些显影剂分别称为实施例1~39和比较例1~22。
评价
通过使用在各实施例中获得的显影剂,在以下条件下形成实心图像。
具体而言,使用具有填充有在各实施例中获得的显影剂的显影单元的由富士施乐株式会社制造的Apeos Port-II4300-改造机来形成实心图像。该机器已被改造为即使显影剂仅包含在用于黑色的显影单元中时也能运行。评价的细节如下。
光辉性的评价
通过使用由富士施乐株式会社制造的ApeosPort-II4300-改造机(设备)来进行写入测试,其中在高温和高湿度环境(30℃/85%RH)中在5000张记录介质(由富士施乐株式会社制造的P纸)上连续写入实心图像。在对第5000张纸进行了写入测试之后,在180℃的定影温度和4.0kg/cm2的定影压力下于一张记录纸(由Oji paper Co.,Ltd.制造的OK Topcoat+Paper)上形成5cm×5cm的实心图像,其中所施用的色调剂的量为4.5g/cm2。由三维测角光度计(goniospectrocolorimeter)DDS5000(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO.,LTD.)对此实心图像沿下述方向发射光束,所述方向相对于实心图像表面的垂直方向倾斜45°。以此方式,测得当沿实心图像表面的垂直方向受光时获得的明度指数L*45°、当沿相对于实心图像表面的垂直方向倾斜-30°的方向受光时获得的明度指数L*15°,和当沿相对于实心图像表面的垂直方向倾斜-65°的方向受光时获得的明度指数L*110°。进而,可将各明度指数代入下式中,由此测量动态指数(Flop Index)值(FI)。
公式:FI=2.69×(L*15°-L*110°)1.11/(L*45°)0.86
评价标准如下。
G4:动态指数值(FI)大于或等于12.5;
G3:动态指数值(FI)大于或等于10.0且小于12.5;
G2:动态指数值(FI)大于或等于5.0且小于10.0,实际可用水平;
G1:动态指数值(FI)大于或等于0且小于5.0。
细线再现性的评价
将已被用于写入测试(该测试中,为评价光辉性已在高温和高湿度环境(30℃/85%RH)下写入5000张实心图像)的显影剂就通过目视观察文字是否被破坏进行相互比较。之后,在相同环境中,对每1000张进行相同的测试,直至进行到第15000张。另外,通过使用来自日本电子照相协会(The Society of Electrophotography of Japan)的测试表No.1-R(1993)基于最小字母表来评价这些图像。
在细线被破坏或者发现边缘部分中存在锯齿的阶段停止测试。此外,将直至15000张纸仍未显示出问题的显影剂标记为“大于或等于15000”,并且不进行进一步的评价。将在5000张纸的阶段未显示出问题的显影剂标记为“无问题”。
各实施例和比较例的细节列在表1~3中。
表中的缩略词的详细含义如下。
·“A”:含有光辉性颜料的色调剂(色调剂颗粒)的体积平均粒径;
·“B”:不含光辉性颜料的色调剂(色调剂颗粒)的体积平均粒径;
·“C”:载体的体积平均粒径;
·“光辉性色调剂”:含有光辉性颜料的色调剂(色调剂颗粒)。
表1
表2
表3
如表1~3所清楚显示的,与比较例相比,实施例在保持图像的光辉性的同时显示了较优的细线再现性。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明所披露的精确形式或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际应用,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由所附权利要求及其等同方式所限定。

Claims (16)

1.一种静电荷图像显影剂,所述显影剂包含:
第一色调剂,所述第一色调剂含有粘合剂树脂和光辉性颜料;
第二色调剂,所述第二色调剂含有粘合剂树脂但不含光辉性颜料;和
载体,
其中,所述显影剂满足以下各式:
(1):5μm≤A≤30μm
(2):1μm≤B≤15μm
(3):3.0≤C/A≤5.0
(4):5.0≤C/B≤20.0,
其中,A表示第一色调剂的体积平均粒径,B表示第二色调剂的体积平均粒径,并且C表示所述载体的体积平均粒径。
2.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,所述静电荷图像显影剂满足以下各式:
(5):10μm≤A≤20μm
(6):5μm≤B≤10μm
(7):3.5≤C/A≤4.5
(8):7.0≤C/B≤12.0。
3.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,在第一色调剂的颗粒中,平均当量圆直径D大于平均最大厚度E。
4.如权利要求3所述的静电荷图像显影剂,
其中,在所述第一色调剂的颗粒中,所述平均最大厚度E与所述平均当量圆直径D之比(E/D)为0.001~0.500。
5.如权利要求3所述的静电荷图像显影剂,
其中,在述第一色调剂的颗粒中,所述平均最大厚度E与所述平均当量圆直径D之比(E/D)为0.010~0.200。
6.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,在所述第一色调剂的颗粒中,当观察所述色调剂的厚度方向上的截面时,所述色调剂的所述截面的长轴方向与所述颜料颗粒的长轴方向之间的角度为-30°~+30°的颜料颗粒的数量大于或等于所观察的所有颜料颗粒的60%。
7.如权利要求6所述的静电荷图像显影剂,
其中,在所述第一色调剂的颗粒中,当观察所述色调剂的厚度方向上的截面时,所述色调剂的所述截面的长轴方向与所述颜料颗粒的长轴方向之间的角度为-30°~+30°的颜料颗粒的数量是所观察的所有颜料颗粒的70%至95%。
8.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,第一色调剂的颗粒满足下式:
2≤F/G≤100
其中,F表示当将所述色调剂用于静电荷图像显影形成实心图像并且由测角光度计对所述图像发射具有-45°的入射角的入射光时所测得的在+30°的受光角下的反射率,并且G表示当由测角光度计对所述图像发射具有-45°的入射角的入射光时所测得的在-30°的受光角下的反射率。
9.如权利要求8所述的静电荷图像显影剂,
其中,第一色调剂的颗粒满足下式:
20≤F/G≤90。
10.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,以色调剂颗粒的数量计,全部色调剂中第二色调剂的颗粒的比例为5%~80%。
11.一种图像形成设备用处理盒,所述处理盒包括:
图像保持部件;和
显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的静电潜像显影而形成色调剂图像,
其中,所述显影剂为权利要求1所述的静电荷图像显影剂。
12.一种图像形成设备用处理盒,所述处理盒包括:
图像保持部件;和
显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的静电潜像显影而形成色调剂图像,
其中,所述显影剂为权利要求2所述的静电荷图像显影剂。
13.一种图像形成设备,所述设备包括:
图像保持部件;
充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面充电;
潜像形成单元,所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的所述静电潜像显影而形成色调剂图像;和
转印单元,所述转印单元将所显影的色调剂图像转印至转印介质,
其中,所述显影剂为权利要求1所述的静电荷图像显影剂。
14.一种图像形成设备,所述设备包括:
图像保持部件;
充电单元,所述充电单元对所述图像保持部件的表面充电;
潜像形成单元,所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;
显影单元,所述显影单元通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的所述静电潜像显影而形成色调剂图像;和
转印单元,所述转印单元将所显影的色调剂图像转印至转印介质,
其中,所述显影剂为权利要求2所述的静电荷图像显影剂。
15.一种图像形成方法,所述方法包括:
对所述图像保持部件的表面充电;
在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;
通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的所述静电潜像显影而形成色调剂图像;和
将所显影的色调剂图像转印至转印介质,
其中,所述显影剂为权利要求1所述的静电荷图像显影剂。
16.一种图像形成方法,所述方法包括:
对所述图像保持部件的表面充电;
在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像;
通过使用显影剂使形成于所述图像保持部件的表面上的所述静电潜像显影而形成色调剂图像;和
将所显影的色调剂图像转印至转印介质,
其中,所述显影剂为权利要求2所述的静电荷图像显影剂。
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