CN105319908A - 图像形成装置及处理卡盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像形成装置及处理卡盒。包括:图像载体(1);充电手段(2),使得图像载体表面充电;显影手段(5),对通过曝光手段曝光形成在图像载体上的静电潜像进行显影;转印手段(7),将显影的调色剂转印到被转印体上;以及清洁手段(12),对残留在图像载体的调色剂进行清洁;调色剂含有外添加剂,以及至少由粘合树脂和着色剂组成的母粒,外添加剂中至少一种的一次粒子的平均个数粒径为0.05~0.30μm,清洁手段包括弹性体刮板(11),该弹性体刮板的与图像载体抵接部的表面弹性率为15~25N/mm2,且表面摩擦系数为0.5~0.7。提供在各种使用环境下抑制清洁不良、得到高质量图像的图像形成装置。
Description
技术领域
本发明涉及图像形成装置及处理卡盒。
背景技术
在图像载体上形成静电潜像、通过显影剂将其可视图像化得到记录图像的电子照相方式的复印机、打印机、或传真机等的图像形成装置中,使用粉末状的调色剂作为显影剂(或显影剂的一部分)的干式显影装置被广泛采用。
并且,近年,利用电子照相方式的彩色图像形成装置广泛普及,并且,数码化的图像能容易地入手也有关系,打印的图像要求更加的高精细化。
于是,在图像中更高的分辨率或灰度性研讨中,作为静电潜像可视化的调色剂方面的改良,为了形成高精细图像,研讨进一步的球形化,小粒径化。在粉碎法制造的调色剂中,这些特性存在限度,因此,由可以球形化、小粒径化的悬浮聚合法、乳化聚合法、分散聚合法等制造的所谓聚合调色剂已为人们所公知。
另一方面,在电子照相处理中的清洁工序中,作为一般使用的清洁手段,可列举将平板状的由尿烷橡胶等构成的刮板部件相对由金属板材构成的支持部件在长方向粘结。使得该清洁手段中的刮板部件的与支持部件的粘合侧不同的端部,以所设定的压力与图像载体表面抵接,一边使得刮板部件弹性变形,一边在图像载体表面和刮板部件之间形成刮板夹持部,滑擦图像载体表面。并且,通过滑擦图像载体表面,除去及回收该图像载体表面残留的调色剂或异物。这样的清洁方式作为一般的刮板清洁方式广为人知。
这里,在专利文献1(日本特开2010-210879号公报)中,公开了以下内容:为了确保在低温环境下的清洁性,将作为清洁手段的弹性体刮板的回跳弹性规定为19%~43%,并实施表面处理,设置比弹性体刮板硬的表面层,将顶端棱线部的摩擦系数设为0.5以下。
但是,若如专利文献1所述的弹性体刮板那样,使用表面层,确实能得到良好的清洁性,但是,由于使得比较硬质的刮板抵接,图像载体表面层发生磨耗,有时发生条纹状的异常图像。特别是在使用高的抵接压力时发生显著的条纹状的异常图像,关于该图像载体表面层的磨耗在专利文献1中没有任何考虑。并且,弹性体刮板也起着刮取图像载体上附着的外添加剂凝集物的作用,若如专利文献1所述的弹性体刮板那样,将摩擦系数设定为0.5以下,则不能一次性刮取附着的凝集物,有时发生实心图像中有白点的异常图像,关于该情况也没有任何考虑。
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2010-210879号公报
本发明人重复研究结果发现,对于清洁性、感光体磨耗的影响,表面的弹性率和表面摩擦系数起着非常大的支配性作用。即,如专利文献1所述那样,即使规定弹性体刮板的回跳弹性率,当在其顶端棱线部覆盖更硬的表面层时,由该表面层的特性决定。
发明内容
并且,本发明就是鉴于以往技术中的问题而提出来的,其目的在于,提供在各种使用环境下抑制清洁不良、得到高质量图像的图像形成装置及处理卡盒。
为了解决上述课题,本发明涉及的图像形成装置包括:
图像载体,载置静电潜像;
充电手段,使得上述图像载体表面充电;
显影手段,使用调色剂对通过曝光手段曝光形成在上述图像载体上的静电潜像进行显影;
转印手段,将显影的调色剂转印到被转印体上;以及
清洁手段,对没有转印而残留在上述图像载体的调色剂进行;
上述图像形成装置的特征在于:
上述调色剂含有外添加剂,以及至少由粘合树脂和着色剂组成的母粒;
上述外添加剂中至少一种的一次粒子的平均个数粒径为0.05μm以上、0.30μm以下;
上述清洁手段包括弹性体刮板;
该弹性体刮板的与上述图像载体抵接部的表面弹性率为15N/mm2以上、25N/mm2以下,且表面摩擦系数为0.5以上、0.7以下。
下面说明本发明的效果:
根据本发明,能提供在各种使用环境下抑制清洁不良、得到高质量图像的图像形成装置。
附图说明
图1是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的构成的概略截面图。
图2是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的处理卡盒的构成的概略放大图。
图3是表示图2中的显影装置的构成的概略截面图。
图4是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的清洁装置的构成的概略放大图。
图5是表示图4中清洁刮板和感光体的抵接部的概略放大图。
图6是表示本发明中使用的调色剂的SEM照片。
图7是说明本发明中的计算突起部相对调色剂粒子的包覆率的方法的图。
具体实施方式
下面,说明本发明的实施形态,在以下实施形态中,虽然对构成要素,种类,组合,形状,相对配置等作了各种限定,但是,这些仅仅是例举,本发明并不局限于此。
本发明涉及的图像形成装置的特征在于,包括:
图像载体1;
充电手段2,对上述图像载体表面进行充电;
显影手段5,通过进行曝光的曝光手段,在上述图像载体上形成静电潜像,使用调色剂对该静电潜像进行显影;
转印手段7,将显影的调色剂转印在被转印体上;以及
清洁手段12,清洁残留在上述图像载体上的调色剂;
上述调色剂包含外添加剂,以及至少由粘合树脂和着色剂构成的母粒,上述外添加剂中的至一种为一次粒子的平均个数粒径为0.05~0.30μm,上述清洁手段包括弹性体刮板11,该弹性体刮板的上述图像载体抵接部的表面弹性率为15~25N/mm2,且表面摩擦系数为0.5~0.7。
在此,在说明本发明之前,先说明本发明的机理和本发明人等根据新发现直到完成本发明。
本发明中的清洁手段设有弹性体的刮板而构成,该弹性体的图像载体抵接部的表面弹性率为15N/mm2以上、25N/mm2以下,且表面摩擦系数为0.5以上、0.7以下的结构。通过设为具有该构成的清洁手段,即使在各种使用环境下也能降低与图像载体之间的摩擦力,通过抑制振动可以使堆积层形成为更强固,结果可以抑制清洁不良。
进一步说,根据本发明,作为图像形成使用的调色剂的外添加剂(例如二氧化硅),通过含有一次粒径的平均个数粒径为0.05~0.30μm的物质,可以防止因外添加剂向图像载体的成膜造成实心图像中图像欠缺的发生。
为了进行调色剂的清洁,在清洁刮板(弹性体刮板)和图像载体(感光体)的夹持部上游附近,存在由调色剂和外添加剂形成的堆积层是必须条件。
为了由弹性体刮板进行清洁,与图像载体(感光体)的抵接部上游的堆积层的形成必不可缺,为了该形成,要求两者(弹性体刮板和图像载体)之间的抵接常时稳定。
于是,如本发明那样,通过将图像载体抵接部的表面弹性率设为15N/mm2以上、25N/mm2以下,且表面摩擦系数为0.5以上、0.7以下,能抑制清洁不良和外添加剂向图像载体附着。又,弹性体刮板也具有将图像载体上附着的微小的外添加剂凝集体刮取的效果。
并且,如本发明那样,通过将表面摩擦系数设为规定范围内,可以在所有环境下进行稳定的抵接。若表面摩擦系数大于0.7,在图像载体的旋转方向,弹性体刮板抵接部反复追随和回复,进行微小振动,堆积层难以形成,不合适。另一方面,若表面摩擦系数小于0.5,则在弹性体刮板抵接部发生滑动,容易造成清洁不良,不合适。并且,弹性体刮板在附着于图像载体的微小的外添加剂凝集体上向上滑动,不能得到刮取效果,不合适。
并且,弹性体刮板因温湿度造成弹性率变动的结果,清洁性变化大。于是,通过将弹性体刮板的表面弹性率规定在一定范围内,可以使得由温湿度引起的环境变动小,能长期间使得与图像载体的抵接稳定。
另一方面,由于弹性体刮板常时抵接,因长期间使用弹性体刮板的磨耗无法避免。在本发明人等的检验论证中,在因弹性体刮板的磨耗造成的与图像载体抵接不充分的部分,有时发生清洁不良。
所以,若表面弹性率不足15N/mm2,则弹性体刮板的磨耗量大,清洁不良、外添加剂向图像载体的附着容易发生,不合适。并且,与图像载体的抵接容易不均一,在抵接压力低的部分易发生清洁不良、外添加剂向图像载体的附着,不合适。再有,当以高抵接压力使用时,图像载体的磨耗显著,发生条纹状的异常图像,不合适。另一方面,若大于25N/mm2,弹性体刮板在附着的外添加剂凝集体上产生上滑,不能除去,不合适。
再有,本发明人等的检验论证结果得知,仅形成抵接部上游的堆积层的调色剂或外添加剂的进入量(在抵接部被清洁的调色剂量)非常少时,仅将弹性体刮板的表面弹性率和表面摩擦系数设为规定范围内还不充分。即,向抵接部上游供给调色剂或外添加剂极端少的状态长时间持续之后,有时在比较多地进入情况下会发生清洁不良。
对此,本发明人等发现,通过在调色剂中含有一次粒子的个数平均粒径为0.05~0.30μm的外添加剂,可以长期间不发生清洁不良,形成良好的图像。这是由于通过作为一次粒子的个数平均粒径为0.05~0.30μm这样比较大粒径的外添加剂(例如大粒径的二氧化硅等)使用,附着力低的该大粒径的外添加剂常时供给到图像载体和弹性体刮板的抵接部上游,强固地形成由外添加剂和调色剂构成的堆积层的缘故。进一步还发现,即使发生外添加剂附着,含有0.05~0.30μm的外添加剂的强固的堆积层使其刮落,从而不发生图像欠缺。
若一次粒子的个数平均粒径不足0.05μm,没有发现上述效果,发生清洁不良、外添加剂向图像载体附着,不合适。
另一方面,若一次粒子的个数平均粒径超过0.30μm,则流动性显著降低,作为调色剂的功能难以发挥,不合适。并且,由于其附着力明显降低,不仅无法长期保持堆积层形成的效果,而且,因游离的比0.30μm大的外添加剂污染部件,产生图像异常,不合适。
如上所述,发现弹性体刮板的表面弹性率、表面摩擦系数、调色剂中含有的一次粒子的个数平均粒径为0.05~0.30μm的外添加剂的组合,在与图像载体的抵接部上游常时形成强固的堆积层,在所有环境下长期对清洁不良、外添加剂向图像载体的附着具有优异效果,从而完成了本发明。
<<图像形成装置>>
以下,一边参照附图进一步详细说明本发明涉及的图像形成装置。
并且,以下所述实施形态为本发明较佳实施形态,从技术上进行了优选的各种限定,但只要在以下说明中没有记载限定本发明,本发明的范围并不限于这些形态。
图1表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的构成的概略图。该图1所示的图像形成装置的实施形态为所谓串列式图像形成装置的例子。
在作为图像载体的鼓状的感光体1的周围,顺序配置用于使该鼓表面充电的作为充电手段的充电装置2,从曝光手段射出、用于在带电处理面上形成静电潜像的由激光光线形成的曝光3,通过使得带电调色剂附着到鼓表面的潜像、形成调色剂像的作为显影手段的显影装置5,用于将形成的鼓上的调色剂像向被转印体(转印带13)转印的作为转印手段的转印装置7,用于除去鼓上的残留调色剂的作为清洁手段的清洁装置12。并且,在显影装置5的上部,配置有收纳调色剂、与显影装置连接、将调色剂向显影装置内供给的可更换的调色剂补给容器4。
调色剂补给容器4在此显示直接向显影容器内输送调色剂的结构,但也可以构成为在图像形成装置主体内设置补给路径,向显影容器补给调色剂。
在串列式的电子照相中,主要将黑色(Bk),青色(C),品红色(M),黄色(Y)这样的单色图像形成在上述感光体1的表面上。用虚线围住的区域构成与各自的颜色对应的图像形成单元(处理卡盒)。在这样的结构中,图像形成通过负-正方式(使得曝光部电位低,使调色剂附着的方式)进行场合,由充电装置2的充电辊使表面均一带负电的感光体1,因曝光3使感光体1的表面形成静电潜像,由显影装置5使调色剂附着到感光体1的表面,使静电潜像可视化。
其后,通过调色剂可视化的像,由转印带13和转印装置7从感光体1的表面转印,没有从感光体1向转印带13转印的残留调色剂成分通过上述清洁装置12的清洁刮板11从感光体1的表面除去。
转印带13的表面上转印的调色剂像,在二次转印部向二次转印辊8施加偏压,向从供纸托盘(未图示)输送的记录纸转印。
二次转印后的残留调色剂成分或外添加剂成分通过转印带清洁装置16除去。转印带清洁装置16包括金属制的清洁对向辊17,相对带移动方向成为逆向抵接的转印带清洁刮板14,回收辊18,清洁转印带13上残留的调色剂成分及外添加剂成分,收纳到未图示的废调色剂收纳部。
进而,记录纸上转印的调色剂像通过定影装置9熔敷在记录纸上,成为定影图像,从未图示的排纸口排出。
并且,测定转移到转印带13上的调色剂的附着量及各色的位置、用于调整图像浓度或对位的传感器15,设置在转印带13的附近,该传感器15为正反射和扩散反射方式组合而成。
<处理卡盒部>
其次,关于图像形成装置中的感光体周围的结构作进一步说明。
图2是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的处理卡盒的构成的概略放大图。并且,图3是表示图2中的显影装置的构成的概略截面图。
调色剂收纳容器31与显影装置33连接,调色剂补给容器内为了保持调色剂的流动性,优选常时用搅拌桨30等搅拌。在调色剂收纳容器31内,能由螺杆或螺旋等的输送手段32将调色剂向着显影装置,或图像形成装置中的位于与调色剂补给路径的连接部的调色剂补给口(在下文中,以直接向显影容器补给调色剂的结构进行说明)输送。输送手段32构成为能与未图示的主体驱动部连接,主体驱动部和该输送手段设为可以用离合器等公知的方法进行连接、非连接的控制,成为调色剂补给驱动自如的结构。
调色剂补给量可以通过上述驱动部的驱动时间进行控制,例如,可以在温湿度环境下,使得调色剂的流动性变化,进行对应,进行改变驱动时间等的控制。
显影装置33内包括设置为显影部件轴向、可以对显影器内进行分割的分隔板34,在上述分隔板34的长方向至少两端侧,设有开口部35,36,使得上槽和下槽的调色剂可以移动。如上所述,从调色剂补给容器向显影器内补给的调色剂,由设置在上槽的螺杆等构成的第1调色剂输送部件37,向显影部件41的轴向输送调色剂,由输送方向下游侧的开口部使调色剂向下槽移动,由设置在下槽的相同的螺杆等构成的第2调色剂输送手段38,向与第1输送手段37的显影部件轴向相反方向输送调色剂。在第2调色剂输送部件的下游侧,调色剂能从上述分隔板的开口部朝上槽移动,成为能使得显影器内的调色剂在长方向循环。
调色剂的输送速度可以由输送部件的结构控制。使用螺杆部件时,调色剂的输送速度与螺距成正比例变大。螺杆每旋转一周输送的调色剂量变多,即使加大螺杆外径等也可以控制。
上述第1、第2调色剂输送手段成为通过由齿轮、联轴器等构成的驱动传递手段39,从设置在图像形成装置主体等的驱动源传递驱动的结构。显影器内的调色剂通过由可以向显影部件41供给调色剂的海绵等构成的调色剂供给部件40,使得调色剂能移动到显影部件41。
用供给部件40移动到显影部件41的调色剂,由限制部件42使得附着在显影部件表面的调色剂层均一化后,与感光体鼓43的表面电位相对应的量的调色剂移动到感光体鼓43的表面,通过未图示的转印手段转印到被转印体(转印带)上。如上所述,移动到感光体鼓43的调色剂,作为转印残量残留在感光体上的调色剂通过清洁手段44除去后,在图像形成装置内设置废调色剂收纳容器进行回收。
<清洁装置>
其次,说明清洁装置。
图4是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的清洁装置的构成的概略放大图。并且,图5是表示图4中清洁刮板和感光体之间的抵接部的概略放大图。
清洁部件主要由在SUS等金属制的支持部件20上粘结由聚氨酯等的弹性材料构成的刮板制成的弹性体刮板11构成。并且,使得弹性体刮板11的顶端与感光体1以逆向抵接,刮取感光体上附着的调色剂或其它附着物,从而清洁感光体1表面。
作为弹性体刮板11的材料,可以使用氯丁橡胶,氯丁二烯橡胶,硅酮橡胶,丙烯酸橡胶等的弹性部件,优选具有不会对感光体造成化学损伤、耐用性、耐氧化性、耐油性等优异的特性的聚氨酯橡胶制作的清洁刮板。作为弹性体刮板的橡胶硬度,优选以JIS-A硬度表示为70~85°。若弹性体刮板的橡胶硬度以JIS-A硬度表示在该范围,则可以将表面弹性率设定为高,因此,提高刮取性,很合适。
若橡胶硬度超过85°,则缺乏柔软性,易产生所谓偏向抵接,有时在轴向难以得到均一的抵接压力。另一方面,当橡胶硬度不足70°时,刮板的顶端棱线部浮起,有时产生所谓腹部抵接现象。
用螺纹紧固件将支持部件20固定在图像形成单元的壳体(框体部),使得弹性体刮板11的顶端与感光体1抵接。在此,关于抵接时的感光体1的表面的切线(与旋转方向平行的切线)和弹性体刮板11的顶端面(切断面)19形成的角度θ,通过设定为77~82°,不会有弹性体刮板声响或翻卷这样的不良状态,很合适。
若小于77°,则在刮板顶端部、感光体抵接点,顶端动作变大,调色剂的阻挡层成为不稳定,有时成为引起清洁不良的原因。进而,因清洁不良造成异常图像发生,加之,刮板边缘追随感光体引起翻卷现象的可能性变高。
相反,若大于82°,则弹性体刮板的边缘不能充分与感光体抵接,成为腹部抵接,因此,成为清洁不良的原因。
并且,关于清洁刮板的抵接压力,可以通过在感光体表面位置设置压力传感器测定,优选设定为30~70N/m。通过设定为该范围,使弹性体刮板顶端与图像载体抵接的压力足够大,可以确保与图像载体之间的密接性。
若小于30N/m,则因清洁刮板的面压不足,不能充分得到调色剂阻力,有时成为清洁不良的原因。相反,若大于70N/m,则面压过高,产生振动等的不良状态,加之,感光体的驱动扭矩也变大,由此,需要容量大的电机,有时从经济观点看不利。
清洁刮板(弹性体刮板11)的橡胶材料,系将聚氨酯材料成型为条状后,用异氰酸酯系处理液实施浸渍处理,此后,干燥除去溶剂,进行弹性体刮板的表面处理,可以控制表面的摩擦系数、表面弹性率。但是,本发明不限于此,可以采用喷涂等各种公知的工艺,使用异氰酸酯系处理液进行处理,取代浸渍处理。
作为表面摩擦系数,优选设定为0.5~0.7。若大于0.7,则在感光体的旋转方向,在刮板边缘追随的距离变大的状态下抵接,因此,顶端动作变大,调色剂的阻挡层成为不稳定,因此,成为引起清洁不良的原因。相反,若小于0.5,则刮板顶端滑动,因清洁刮板的面压不足,不能得到足够的调色剂阻力,成为清洁不良的原因。
关于表面弹性率,优选设定为15N/mm2~25N/mm2。
若小于15N/mm2,则在感光体表面刮取性方面无法得到充分的效果。
相反,若大于25N/mm2,则在低温环境下弹性体刮板(特别是聚氨酯刮板场合)自身的硬度变高,由于刮板变脆,因此,刮板边缘发生缺口,加之,感光体的磨耗量增加,部件的寿命缩短。再有,刮板边缘硬度过高,与感光体的密接性也不充分,有时发生调色剂挤过的情况。
表面摩擦系数和表面弹性率通过调整作为基体材料的弹性体刮板11的材料(聚氨酯材料等)可以在某种程度范围进行控制,用异氰酸酯系处理液的浓度可以控制,通过提高处理液浓度可以降低表面摩擦系数,增大表面弹性率。
(表面摩擦系数)
说明本发明中的表面摩擦系数的测定方法。
在成型为条状的弹性体刮板上,载置重117gf的SUS制的砝码后,用金属丝等弹性变形小的材料,在该砝码端部和另一端安装数码压力计,根据水平方向拉引时的拉力,由F=μN换算为表面摩擦系数,将从砝码开始移动后的5~10sec的平均值作为表面摩擦系数的值。
(表面弹性率)
说明本发明中的表面弹性率的测定方法。
在成型为条状的弹性体刮板的向感光体的抵接侧的面中,将从顶端边缘位置起30μm的位置作为测定点。测定使用微小硬度计(岛津制作所制,DUH-211S)进行测定。
<调色剂>
作为本发明的调色剂,使用以下物质:对于含有粘合树脂、着色剂作为必须成分的母粒,为了辅助流动性、显影性、充电性等,添加、承载外添加剂。在调色剂的母粒中,也可以根据需要含有脱模剂、充电控制剂、增塑剂、其它必要成分。
(粘合树脂)
作为粘合树脂,可列举聚酯,聚氨酯,聚尿素,环氧树脂,乙烯类树脂等。并且,也可以使用不同树脂化学键结合的混合树脂。进一步说,也可以在树脂的末端或侧锁导入反应性官能团,在调色剂的制造过程中结合使其伸长。这些可以单独使用一种,优选的是,为了控制表面形状,为了制作具有突起部的调色剂,构成调色剂粒子的树脂和构成突起部的树脂不同。
作为构成母粒的树脂,使用在有机溶剂中至少一部分溶解的物质,优选其酸值为2~24mgKOH/g。酸值超过24mgKOH/g时,易引起向水相的转移,其结果,容易发生在制造过程中物质收支发生损耗,或油滴的分散稳定性恶化等的问题。又,调色剂的水分吸附性变高,不仅降低带电能力,而且在高温高湿环境下的保管性恶化。另一方面,若酸值不足2mgKOH/g,则树脂的极性降低,因此,使得有某种程度极性的着色剂难以在油滴内均匀分散。
作为树脂的种类没有特别限定,在使用作为电子照相中的静电潜像显影用调色剂时,通过使用具有聚酯骨架的树脂,能得到良好的定影性,很合适。作为具有聚酯骨架的树脂,有聚酯树脂、或聚酯和具有其它骨架的树脂的嵌段聚合物,使用聚酯树脂所得到的调色剂母粒的均一性高,很合适。
作为聚酯树脂,可列举内酯类开环聚合物,羟基羧酸的缩聚物,多元醇和多聚羧酸的多缩合物等,从设计的自由度观点看,优选多元醇和多聚羧酸的多缩合物。
聚酯树脂的峰值分子量通常为1000~30000,优选1500~10000,更优选的是2000~8000。不足1000时,耐热保存性恶化,若超过30000,则作为静电潜像显影用调色剂,低温定影性恶化。
并且,聚酯树脂的玻化温度为45~70℃,优选处于50~65℃的范围。调色剂或调色剂卡盒在输送中,假设处于40℃、90%的高温高湿环境,所得到的调色剂置于一定压力下时会变形,或调色剂之间相互粘连,存在不能实行作为原来的粒子的动作的可能性,因此,不足45℃不合适。又,超过70℃时,低温定影性恶化,不合适。
(多元醇)
作为多元醇(1),可以列举二醇(1-1)和三元以上的多元醇(1-2),优选单独的(1-1)或(1-1)与少量(1-2)的混合物。
作为二醇(1-1),可以列举亚烷基二醇(例如,乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4_丁二醇、1,6_己二醇等);亚烷基醚二醇(例如,乙二醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等);脂环族二醇(例如,1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等);双酚类(例如,双酚A、双酚F、双酚S等);上述脂环族二醇的环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加合物;例如3,3’-二氟-4,4’-二羟基联苯等的4,4’-二羟基联苯类;双(羟基苯基)烷烃,例如双(3-氟-4-羟基苯基)甲烷、1-苯基-1,1-双(3-氟-4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(3-氟-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二氟-4-羟基苯基)丙烷(异名:四氟双酚A)和2,2-双(3-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;双(4-羟基苯基)醚,例如双(3-氟-4-羟基苯基)醚;以及双酚的环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)加合物等。
其中,优选C2-C12亚烷基二醇和双酚的环氧烷烃加合物,且特别优选双酚的环氧烷烃加合物、以及双酚的环氧烷烃加合物与C2-C12亚烷基二醇的组合。
作为三元以上的多元醇(1-2),可以列举包括:三元至八元以上的多元脂族醇(例如,甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨糖醇等);三元以上的酚(例如,三酚PA、苯酚线型酚醛清漆和甲酚线型酚醛清漆等);以及三元以上的多酚的环氧烷烃加合物等。
(多元羧酸)
作为多元羧酸(2),可以列举二羧酸(2-1)和三价以上的多元羧酸(2-2),且优选单独的(2-1)、以及(2-1)与少量(2-2)的混合物。
作为二羧酸(2-1),可以列举亚烷基二羧酸(例如,琥珀酸、己二酸和癸二酸)、亚烯基二羧酸(例如,马来酸和富马酸)、芳族二羧酸(例如,邻苯二甲酸、间苯二甲酸和萘二羧酸)、3-氟间苯二甲酸、2-氟间苯二甲酸、2-氟对苯二甲酸、2,4,5,6-四氟间苯二甲酸、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸、5-三氟甲基间苯二甲酸、2,2-双(4-羧基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-羧基苯基)六氟丙烷、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-联苯二羧酸、3,3’-双(三氟甲基)-4,4’-联苯二羧酸、2,2’-双(三氟甲基)-3,3’-联苯二羧酸和六氟亚异丙基二邻苯二甲酸酐。其中,优选C4-C20亚烷基二羧酸和C8-C20芳族二羧酸。
作为三价以上的多元羧酸(2-2),可以列举C9-C20芳族多元羧酸(例如,偏苯三甲酸和均苯四甲酸)。作为多元羧酸(2),可使用任意以上列举的酸的酸酐或低级烷基酯(例如,甲酯、乙酯和异丙酯)与多元醇(1)反应。
多元醇和多元羧酸的比例,作为氢氧基[OH]和羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH],通常2/1~1/2,优选1.5/1~1/1.5,更优选1.3/1~1/1.3。
(改性树脂)
又,以使得得到的力学强度变高,加之,防止定影时高温偏移为目的,也可以在油相中溶解末端含有异氰酸酯基的改性树脂得到母粒。作为得到改性树脂的方法,可以列举与含有异氰酸酯的单体一起进行聚合反应得到含有异氰酸酯基的树脂的方法,聚合得到末端含有活性氢的树脂后,通过与聚异氰酸酯反应,在聚合物末端导入异氰酸酯基的方法等,从末端导入异氰酸酯基的控制性来说,可以优选后者的方法。作为活性氢,可以列举氧氧基(醇性氢氧基和酚性氢氧基),氨基,羧基,巯基等,其中优选醇性氢氧基。作为改性树脂的骨架,若考虑粒子的均一性,优选使用与有机溶剂中溶解的树脂相同的物质,也可以使用具有聚酯骨架的物质。作为得到在聚酯末端含醇性氢氧基的树脂的方法,在多元醇和多元羧酸的多缩合中,可以使多元醇的官能团数比多元羧酸的官能团数多,进行多缩合反应。
(胺化合物)
改性树脂的异氰酸酯基在水相中使油相分散得到粒子的过程中水解后一部分成为氨基,生成的氨基和未反应的异氰酸酯基发生反应,进行伸长反应。上述的反应以外使伸长反应切实地进行,或出于导入交联点为目的,也可以并用胺化合物。作为胺化合物(B),可以列举二胺(B1),3价以上的多胺(B2),胺醇(B3),胺硫醇(B4),氨基酸(B5),和B1~B5的氨基嵌段的(B6)等。
作为二胺(B1),可以列举芳香族二胺(苯二胺,二乙基甲苯二胺,4,4′二氨基二甲苯,四氟-p-二甲苯二胺,四氟-p-苯二胺等);脂环式二胺(4,4′-二氨基-3,3′二甲基二环己基甲烷,二胺环己烷,异佛尔酮二胺等);和脂肪族二胺(乙烯二胺,四亚甲基二胺,六亚甲基二胺,十二氟己烯二胺,二十四氟十二烯二胺等)等。作为3价以上的多胺(B2),可以列举二乙烯三胺,三乙烯四胺等。
作为胺醇(B3),可以列举乙醇胺,羟乙基苯胺等。作为胺硫醇(B4),可以列举氨乙基硫醇,氨丙基硫醇等。作为氨基酸(B5),可以列举丙氨酸,氨基己酸等。
作为B1~B5的氨基嵌段物(B6),可以列举从上述B1~B5的胺类和酮类(丙酮,丁酮,甲基异丁基酮等)得到的酮亚胺化合物,噁唑啉化合物等。这些胺类(B)中优选B1以及B1和少量B2的混合物。
胺类(B)的比例为,胺类(B)中的氨基[NHx]的数量为含有异氰酸酯基的预聚物(A)中的异氰酸酯基[NCO]的数量的4倍以下,优选的是2倍以下,更优选的是1.5倍以下,最优选的是1.2倍以下。超过4倍时,异氰酸酯和过剩的氨基嵌段改性树脂的伸长反应无法进行,聚酯的分子量变低,耐热偏移性恶化。
(有机溶剂)
有机溶剂优选是挥发性的且具有低于100℃的沸点,因为这样的有机溶剂容易在形成调色剂母粒后除去。其具体例子包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、单氯苯、偏二氯乙烯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮和甲基异丁基酮,并且这些可单独或组合使用。使得溶解或分散在有机溶剂中的树脂为具有聚酯骨架的树脂场合,使用乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等的酯类溶剂或甲基乙基酮、甲基异丁基酮等的酮类溶剂,溶解性高,很合适,其中,溶剂除去性高的乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基乙基酮尤其合适。
(水性介质)
作为水性介质,可为单独的水,但是,也可以并用能与水混合的溶剂。作为能混合的溶剂,可以列举醇(例如,甲醇、异丙醇、乙二醇等)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂(注册商标)等)、低级酮(例如,丙酮、甲基乙基酮等)等。
(表面活性剂)
为了使得油相分散到水性介质中,作成液滴,可以使用表面活性剂。
作为表面活性剂,可以列举:阴离子型表面活性剂,例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和膦酸酯;阳离子型表面活性剂,例如基于胺盐的表面活性剂(例如,烷基胺盐、胺醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)和基于季铵盐的表面活性剂(例如,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶翁盐、烷基异喹啉翁盐和苄索氯铵);非离子型表面活性剂,例如多元醇衍生物;和两性表面活性剂,例如丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。此外,包含氟烷基基团的表面活性剂的使用在其少量下也可改进其效果。
作为优选使用的包含氟烷基基团的阴离子型表面活性剂,可以列举C2-C10氟烷基羧酸或其金属盐、全氟辛烷磺酰基谷氨酸二钠、3-[ω氟烷基(C6-C11)氧基]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸或其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)或其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸或其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。又,作为阳离子型表面活性剂,可以列举包含氟烷基基团的脂族伯、仲或叔全氟烷基(C6-C10)磺酰胺,脂族季铵盐(例如丙基三甲基铵盐)、苄烷铵盐、苄索氯铵、吡啶翁盐和咪唑翁盐等。
(无机分散剂)
也可以将调色剂组成物的溶解物或分散物在存在无机分散剂或树脂微粒状态下分散到上述水性介质中。作为无机分散剂,可以使用磷酸三钙,碳酸钙,氧化钛,硅酸胶,羟基磷灰石(hydroxyapatite)等。使用分散剂在使得粒度分布陡且分散稳定上很合适。
(保护胶体)
又,可以通过高分子类保护胶体使得分散液滴稳定化。
可以使用例如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐等的酸类;包含羟基基团的基于(甲基)丙烯酰基的单体,例如丙烯酸β-羟基乙酯、甲基丙烯酸β-羟基乙酯、丙烯酸β-羟基丙酯、甲基丙烯酸β-羟基丙酯、丙烯酸γ-羟基丙酯、甲基丙烯酸γ-羟基丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺;乙烯醇或与乙烯醇的醚,例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚;乙烯醇和包含羧基基团的化合物的酯,例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯;化合物,例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺或其羟甲基化合物;酰氯,例如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯;含氮化合物或包含其杂环的化合物(例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和乙烯亚胺)的均聚物或共聚物;基于聚氧乙烯的化合物,例如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯和聚氧乙烯壬基苯基酯等;和纤维素,例如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素等。
作为分散稳定剂使用磷酸钙盐等的酸、可以溶解于碱中的物质时,通过盐酸等的酸,将磷酸钙盐溶解后,通过水洗等的方法,从微粒中除去磷酸钙盐。也可以由其它酵素分解等的操作除去。使用分散剂时,该分散剂也可以残留在调色剂粒子表面状态下使用,伸长和/或交联反应后清洗除去的方法对于调色剂带电很合适。
(着色剂)
作为本发明使用的着色剂,可以使用公知的染料及颜料,例如可以使用炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉撒黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、黄铅、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永固黄(NCG)、硫化坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚黄、铁丹、铅丹、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱红、永固红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、硫化坚牢宝石红B、亮猩红G、立索尔宝石红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗色、永固酒红F2K、太阳酒红BL、酒红10B、浅BON栗色、中BON栗色、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗色、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘酮橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛青、深蓝、铁蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二恶烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌花、锌钡白、以及上述物质的混合物。
(着色剂的母料化)
在本发明中使用的着色剂也可以作为与树脂复合化的母料使用。
用于制造母料的或与母料一起捏合的粘结树脂,除上述改性、未改性聚酯树脂之外,还可以列举苯乙烯或其衍生物的聚合物(例如,聚苯乙烯、聚p-氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯)、基于苯乙烯的共聚物(例如,苯乙烯-p-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族烃树脂、脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡和石蜡,这些可单独或组合使用。
(母料作成方法)
母料可通过施加高剪切力将母料用树脂和着色剂一起混合或捏合而制造。这时,为了提高着色剂与树脂之间的相互作用,可以使用有机溶剂。又,优选使用所谓的闪蒸法(flashingmethod),因为着色剂的湿饼可不经干燥而直接使用。闪蒸法是其中将包含着色剂的水性糊料与树脂和有机溶剂混合或捏合,然后将着色剂转移至树脂以除去水分和有机溶剂的方法。在混合或捏合中,优选使用高剪切分散器(例如,三辊磨机)。
(外添加剂)
在本发明中,作为外添加剂使用一种以上的微粒,其中至少一种为一次粒子平均粒径设为一次粒子的个数平均粒径为0.05μm以上、0.30μm以下。粒径大的物质起到作为抑制调色剂和部件接触的间隔块的作用,粒径小的物质赋予调色剂流动性。外添加剂的粒径越大越容易从调色剂游离,促进向感光体的转移。外添加剂是赋予流动性、带电性等的物质,作为外添加剂使用的微粒可以是无机微粒,也可以是有机微粒。
并且,外添加剂的至少一种优选带电极性为与上述调色剂的母粒逆极性。通过含有与调色剂的母粒逆极性的外添加剂,抑制显影在非图像部场合向清洁刮板的附着,较为合适。
(无机微粒)
在本发明中作为外添加剂使用的无机微粒,可以列举二氧化硅,氧化铝,氧化钛,钛酸钡,钛酸镁,钛酸钙,钛酸锶,氧化铁,氧化铜,氧化锌,氧化锡,硅砂,黏土,云母,硅灰石,硅藻土,氧化铬,氧化铈,铁丹,三氧化锑,氧化镁,氧化锆,硫酸钡,碳酸钡,碳酸钙,碳化硅,氮化硅等。其中特别优选的是二氧化硅和氧化钛,从向部件的附着性的观点看,优选二氧化硅,更优选的是疏水化处理的二氧化硅。疏水化处理的二氧化硅,其本身难以附着到清洁部件,可以抑制发生画质劣化,比较合适。
(有机微粒)
在本发明中作为外添加剂使用的有机微粒,可以列举聚苯乙烯,聚p-氯苯乙烯,聚乙烯甲苯等的苯乙烯及其置换物的聚合物;苯乙烯-p-氯苯乙烯共聚物,苯乙烯-丙烯共聚物,苯乙烯-乙烯甲苯共聚物,苯乙烯-乙烯萘共聚物,苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物,苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物,苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物,苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物,苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物,苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物,苯乙烯-丙烯腈共聚物,苯乙烯-乙烯甲基酮共聚物,苯乙烯-丁二烯共聚物,苯乙烯-异戊二烯共聚物,苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物,苯乙烯-马来酸共聚物,苯乙烯-马来酸酯共聚物等的苯乙烯系共聚物;聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丁酯,聚氯乙烯,聚醋酸乙烯,聚乙烯,聚丙烯,聚酯,环氧树脂,环氧多元醇树脂,聚氨酯,聚酰胺,聚乙烯丁缩醛,聚丙烯酸树脂,松香,改性松香,萜烯树脂,脂肪族或脂环族烃树脂,芳香族系石油树脂,氯化石蜡,石蜡等,可以单独或混合使用。
(疏水化处理)
本发明使用的外添加剂优选表面进行疏水化处理。作为无机微粒的疏水化方法,可以使用例如用与无机微粒反应或物理吸附的有机硅化合物的化学处理方法。优选方法是用有机硅化合物处理由金属卤化物的蒸气氧化生成的无机微粒的方法。
作为疏水化处理使用的有机硅化合物的例子,有例如六甲基二硅氮烷,三甲基硅烷,三甲基氯硅烷,三甲基乙氧基硅烷,二甲基二氯硅烷,甲基三氯硅烷,烯丙基二甲基氯硅烷,烯丙基苯基二氯硅烷,苄基二甲基氯硅烷,溴甲基二甲基氯硅烷,α-氯乙基三氯硅烷,p-氯乙基三氯硅烷,氯甲基二甲基氯硅烷,三有机甲硅烷基硫醇,三甲基甲硅烷基硫醇,丙烯酸三有机甲硅烷酯,乙烯二甲基乙酰氧基硅烷,二甲基乙氧基硅烷,二甲基二甲氧基硅烷,二苯基二乙氧基硅烷,六甲基二硅氧烷,1,3-二乙烯四甲基二硅氧烷,1,3-二苯基四甲基二硅氧烷,以及每个分子含有2至12个硅氧烷单位、在位于末端的单位分别含有与一个Si结合的氢氧基的二甲基聚硅氧烷等。
未处理的无机微粒的疏水化可以使用含氮硅烷耦合剂。在此,特别说明调色剂母粒的带电极性为负极性场合,使用具有逆极性带电性的外添加剂场合,优选由含氮硅烷耦合剂进行表面处理的微粒。作为这样处理剂的例子,可以列举氨丙基三甲氧基硅烷,氨丙基三乙氧基硅烷,二甲基氨丙基三甲氧基硅烷,二乙基氨丙基三甲氧基硅烷,二丙基氨丙基三甲氧基硅烷,二丁基氨丙基三甲氧基硅烷,单丁基氨丙基三甲氧基硅烷,二辛基氨丙基三甲氧基硅烷,二丁基氨丙基二甲氧基硅烷,二丁基氨丙基单甲氧基硅烷,二甲基氨基苯基三乙氧基硅烷,三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基苯基胺,三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基苯胺,三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基哌啶,三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基吗啉,三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基咪唑等。这样的处理剂可以使用一种或二种以上的混合物。
在本发明中,也可以使用对于经疏水化处理的或没有经疏水化处理的无机微粒用硅油处理者。作为该场合的硅油,可以使用二甲基硅油,甲基苯基硅油,氯苯基硅油,甲基氢硅油,烷基改性硅油,氟改性硅油,聚醚改性硅油,醇改性硅油,氨基改性硅油,环氧改性硅油,环氧/聚醚改性硅油,酚改性硅油,羧基改性硅油,巯基改性硅油,丙烯酸,甲基丙烯酸改性硅油,α甲基苯乙烯改性硅油等。这些硅油可以使用一种或二种以上的混合物。为了硅油处理无机微粒,使得预先在数百℃的烤箱中充分脱水干燥的无机微粒和硅油均一接触,使硅油附着在无机微粒表面。为了使硅油附着,可以将无机微粒粉体和硅油由旋转桨叶等的混合机使粉体直接充分混合,或者可以由硅油能稀释的比较低沸点的溶剂使硅油溶解,将无机微粒粉体含浸在液体中,除去溶剂使其干燥。硅油的粘度高时,优选在液体中处理。此后,将硅油附着的无机微粒粉体在100℃至数百度(通常400℃程度)的烤箱中施以热处理,使用无机微粒粉体表面的氢氧基,能使得形成金属和硅油的硅氧烷键,或使得硅油自身进一步高分子化、交联。也可以预先使硅油中含有酸、碱、金属盐、辛基酸锌、辛基酸锡、二丁基锡二月桂酸酯等的催化剂,促进反应。通过硅油向静电潜像载体转移,能长期降低与清洁刮板的摩擦力,可以大幅度抑制磨耗。
在本发明中使用的无机微粒可以在硅油处理前预先用硅烷耦合剂的疏水化剂进行处理。预先疏水化的无机粉体对硅油的吸附量变多。
(外添加剂的定量)
调色剂的外添加剂的定量,首先取用测定用的调色剂2g,以1N/cm2的力施加60秒钟,制作圆形的调色剂粒料。得到的粒料使用岛津制作所公司制波长分散型荧光X线分析装置XRF1700,定量出调色剂中使用的外添加剂固有的元素(例如Si,Ti等),由校准曲线法以重量%计算调色剂中存在的外添加剂组成量(例如金属氧化物微粒量:SiO2,TiO2量)。
[装置]
荧光X线分析为岛津制作所公司制的波长分散型荧光X线分析装置:XRF1700
[粒料制作]
取用调色剂2g,以1N/cm2(10MPa)的力由压力机施加60秒,制作圆形的调色剂粒料。
[定量]
使用荧光X线分析装置,调色剂的外添加剂固有的元素(例如,二氧化硅场合时的硅)为基准,通过校准曲线法定量,计算外添加剂组成量(重量%)。
(外添加剂的一次粒子平均粒径)
在本发明中作为外添加剂使用的微粒的一次粒子的平均粒径,至少一种为0.05μm以上、0.30μm以下,优选0.08μm以上、0.15μm以下。
若平均粒径小于0.05μm,则容易埋没到调色剂母粒,无法长期向感光体转移,对于强固堆积层的形成不充分。
另一方面,若平均粒径大于0.30μm,则调色剂的流动性明显降低,作为调色剂的功能无法发挥,不合适。并且,容易显著脱离,使得感光体表面等会有不均一损伤,不合适。
(外添加剂的添加量)
一次粒子平均个数粒径为0.05μm以上、0.30μm以下的外添加剂,相对于调色剂母粒100重量份,优选添加量为0.5重量份以上、5.0重量份以下。若为该添加量范围,可以抑制外添加剂向清洁刮板的附着,很合适。
并且,添加的外添加剂的总量优选的是,相对于调色剂母粒100重量份,添加1.0重量份以上、7.0重量份以下。若不足1.0重量份,堆积层的形成不充分,不合适。若超过7.0重量份,则游离的外添加剂量过多,容易引起部件污染等的不良状况,此外,低温定影性降低,不合适。二种以上组合使用时,这些合计在上述范围内即可。
外添加剂也可以使用二种以上。从调色剂的流动性看,可选择小粒径的物质。作为小粒径的外添加剂的一次粒子平均粒径,优选0.01μm以上、0.05μm以下,更优选0.01μm以上、0.02μm以下。若小于0.01μm,向调色剂母粒的埋没显著,无法得到期望的流动性,不合适。大于0.02μm时也同样无法得到期望的流动性,不合适。这里的平均粒径为一次粒子的个数平均粒径。
本发明中使用的外添加剂的平均粒径可以由利用动态光漫射的粒径分布测定装置、例如Otsuka电子公司制的DLS-700或CoulterFlectronics公司制的CoulterN4测定,但是,外添加剂之间凝集的解离困难,因此,优选由扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜得到的调色剂像直接求得粒径。此时,至少观察100个以上的外添加剂微粒,求出其长径的平均值。在调色剂表面,外添加剂为凝集构造时,也求取构成凝集体的单独的一次粒子长径。
(处理方法)
本发明的外添加剂可以相对上述调色剂添加混合使用。外添加剂的混合可以使用一般的粉体混合机,优选装有隔热套等,可以调节内部温度的装置。为了改变赋予外添加剂负荷的履历,也可以中途或随时添加外添加剂。当然,也可以改变混合机的转数,转动速度,时间,温度等。既可以刚开始先赋予强负荷,然后赋予较弱负荷,也可以与其相反。作为可以使用的混合设备的例子,可以列举粉体混合机(lockingmixer),Loedige混合机,诺塔混合机,亨舍尔混合机等。
(脱模剂)
并且,在调色剂中也可以以提高定影脱模性为目的使其含有脱模剂。例如,可以在制造工序中使得脱模剂分散在调色剂材料分散的有机溶剂中,使其中含有脱模剂。
作为脱模剂,使用蜡、硅油等的、在定影处理中加热时粘度充分低且与其它物质难以相溶或膨润在定影部件表面的物质,从其保存稳定性考虑,优选使用在通常保管时以固体形式存在的蜡。
作为具体的蜡,有长链烃,含羰基蜡等,作为长链烃,可以列举聚烯烃蜡(聚乙烯蜡,聚丙烯蜡等);石油系蜡(石蜡,Sasol蜡,微晶蜡等);其它还可以列举托石蜡。
作为含羰基蜡,可以列举聚烷酸酯(巴西蜡棕蜡,褐煤蜡,三山嵛酸三羟甲基丙烷酯,四山嵛酸五赤藻糖酯,二乙酸五赤藻糖酯二山嵛酸盐,三山嵛酸丙三酯,1,18-十八烷基二醇二硬脂酸酯等);聚烷醇酯(偏苯三酸三硬脂醇酯,马来酸二硬脂醇酯等);聚烷酸酰胺(乙烯二胺二二十二烷酰胺等);聚烷基酰胺(偏苯三酸三硬酯酰胺等);以及二烷基酮(二硬酯基酮等)等。
其中,优选脱模剂特别优异的长链烃。进一步说,使用长链烃作为脱模剂时,也可以并用含羰基蜡。脱模剂在其中含量为2~25重量%,优选的是3~20重量%,更优选的是4~15重量%。不足2重量%时,无法发挥提高定影脱模性的效果,又,超过25重量%时调色剂的机械强度降低。
(带电控制剂)
进一步说,可以根据需要使得带电控制剂溶解或分散在有机溶剂中。作为带电控制剂,可以使用所有公知的物质,例如,苯胺黑系染料,三甲苯系染料,含铬金属络合物染料,钼酸螯合物颜料,罗丹明系染料,烷氧基系胺,四级铵盐(包含氟改性四级铵盐),烷基酰胺,磷的单体或化合物,钨单体或化合物,氟系活化剂,水杨酸金属盐,水杨酸衍生物的金属盐等。具体地说,可以列举苯胺黑系染料的Bontron03,第四级铵盐的BontronP-51,含金属偶氮染料的BontronS-34,羟萘甲酸系金属络合物的E-82,水杨酸系金属络合物的E-84,酚系缩合物的E-89(以上,ORIFNT化学工业公司制),第四级铵盐钼络合物的TP-302,TP-415(以上,保土谷化学工业公司制),第四级铵盐的CopyChargePSYVP2038,三甲苯衍生物的CopyBluePR,第四级铵盐的CopyChargeNE6VP2036,CopyChargeNXVP434(以上,Hoechst公司制),LRA-901,碱络合物的LR-147(日本钼公司制),铜酞菁,苝,喹吖啶酮,偶氮系颜料,其它含有磺酸基、羧基、四级铵盐等的官能团的高分子化合物。带电控制剂的用量应在能发挥性能并不影响定影性等的范围使用,在调色剂中含量为0.5~5重量%,优选的是0.8~3重量%。
(调色剂的制造方法)
调色剂的制造方法没有特别限定,可以列举溶解悬浮法,悬浮聚合法,乳化凝集法等的公知的湿式造粒法、粉碎法等。从容易控制粒径、控制形状看,优选溶解悬浮法,乳化凝集法,乳化凝集法。
通过乳化法、悬浮聚合法得到成为核的调色剂母粒时,在用各自公知的方法得到成为核的调色剂母粒之后的工序中,将树脂微粒添加到体系中,使得树脂微粒附着/熔粘接在成为核的调色剂母粒表面。为了促进附着/熔粘接,可以进行加热。并且,添加金属盐也对促进附着/熔粘接有效。
(树脂微粒)
形成本发明中的突起物的树脂微粒可以使用在水性介质中分散的物质。作为构成树脂微粒的树脂,可以列举乙烯类树脂、聚酯、聚氨酯、聚尿素、环氧树脂等。其中,从能简便得到在水性介质中分散的树脂微粒看,优选乙烯类树脂。作为得到乙烯类树脂微粒的水系分散体的方法,可以使用乳化凝集法,悬浮聚合法,分散聚合法等公知的聚合法。其中,特别优选的是易得到适合本发明的粒径的粒子的乳化聚合法。
(乙烯类树脂微粒)
本发明使用的乙烯类树脂微粒至少含有使得由苯乙烯系单体构成的单体混合物聚合得到的乙烯类树脂。
为了作为调色剂使用,母粒表面可以具有容易带电的结构,为此,可以使用如芳香环结构那样,具有能稳定地存在电子那样的电子轨道的苯乙烯系单体在单体混合物中含量为50~100重量%,优选的是80~100重量%,更优选的是95~100重量%。若苯乙烯系单体不足50重量%时,得到的带电性不足,其应用范围受限制。
在此,所谓苯乙烯系单体是指具有乙烯聚合性官能团的芳香族化合物。作为可以聚合的官能团,可以列举乙烯基,异丙烯基,烯丙基,丙烯酰基,甲基丙烯酰基等。
作为具体的苯乙烯系单体,可以列举苯乙烯,α甲基苯乙烯,4-甲基苯乙烯,4-乙基苯乙烯,4-tert-丁基苯乙烯,4-甲氧基苯乙烯,4-乙氧基苯乙烯,4-羧基苯乙烯或其金属盐,4-苯乙烯磺酸或其金属盐,1-乙烯萘,2-乙烯萘,烯丙基苯,苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯,苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯,苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯,苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯等。其中,主要优选使用容易购买、反应性优异、带电性高的苯乙烯。
并且,在本发明使用的乙烯类树脂,酸单体在单体混合物中使用0~7重量%,优选0~4重量%,更优选不使用酸单体。若酸单体超过7重量%,得到的乙烯类树脂微粒其自身的分散稳定性高,即使在油滴分散到水相中的分散液中添加这样的乙烯类树脂微粒,也处于在常温下难以附着、或者即使附着也易脱离的状态,在进行除去溶剂、清洗、干燥、外添加处理的过程中容易剥离。进一步说,通过使得酸单体的使用量为4重量%以下,可以减少因使用环境引起带电性的变化。
在此,所谓酸单体是指含有乙烯聚合性官能团和酸基的化合物,作为酸基,可以列举羧酸,磺酰酸,膦酰酸等。
作为酸单体,有例如含有羧基乙烯系单体及其盐((甲基)丙烯酸,马来酸(酸酐),马来酸单烷酯,富马酸,富马酸单烷酯,巴豆酸,衣康酸,衣康酸单烷酯,衣康酸二醇单醚,柠康酸,柠康酸单烷酯,桂皮酸等),含有磺酸基乙烯系单体,乙烯系硫酸单酯及其盐,含有膦酸基乙烯系单体及其盐等。其中,优选(甲基)丙烯酸,马来酸(酸酐),马来酸单烷酯,富马酸,富马酸单烷酯。
另一方面,为了控制与芯粒的相溶性,含有苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯等的氧乙烯(EO)链的单体使用量为单体全体的10质量%以下,优选5质量%以下,更优选2质量%以下。若使用量超过10质量%,因调色剂表面的极性基团增加,带电的环境稳定性显著降低,不合适。并且,与芯粒的相溶性过高,突起部的包覆率变小,难以得到表面改性的效果,不合适。并且,为了控制与芯粒的相溶性,可以同时使用含有2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸等的酯键的单体。其使用量为单体全体的10质量%以下,优选5质量%以下,更优选2质量%以下。若使用量超过10质量%,因调色剂表面的极性基团增加,带电的环境稳定性显著降低,不合适。并且,与芯粒的相溶性过高,突起部的包覆率变小,难以得到表面改性的效果,不合适。
作为得到乙烯类树脂微粒的方法,没有特别限定,可以列举以下的(a)~(f)。
(a)通过悬浮聚合法、乳化聚合法、种子聚合法、分散聚合法等的聚合反应使单体混合物反应,制造乙烯类树脂微粒的分散液。
(b)预先将单体混合物聚合,所得到的树脂使用机械旋转式或喷射式等的微粉碎机粉碎,其次,通过分级制造树脂微粒。
(c)预先将单体混合物聚合,将所得到的树脂溶解在溶剂中,得到树脂溶液,通过对该树脂溶液进行雾状喷雾,制造树脂微粒。
(d)预先将单体混合物聚合,将所得到的树脂溶解在溶剂中,得到树脂溶液,将溶剂添加到该树脂溶液中,或通过冷却预先加热溶解在溶剂中的树脂溶液,析出树脂微粒,其次,除去溶剂制造树脂微粒。
(e)预先将单体混合物聚合,将所得到的树脂溶解在溶剂中,得到树脂溶液,在适当的分散剂存在下使得该树脂溶液分散到水性介质中,通过对其加热或减压等除去溶剂。
(f)预先将单体混合物聚合,将所得到的树脂溶解在溶剂中,得到树脂溶液,使得适当的乳化剂溶解在该树脂溶液中,加水进行相转移乳化。
其中,(a)方法制造容易,树脂微粒作为分散液得到,能顺畅地适用于下一工序,很合适。
在(a)的方法中,进行聚合反应时,向水性介质中添加分散稳定剂,或向进行聚合反应的单体中,添加能赋予聚合得到的树脂微粒的分散稳定性那样的单体(所谓反应性乳化剂),或这二种手段并用,可以赋予得到的乙烯类树脂微粒的分散稳定性。若不使用分散稳定剂、反应性乳化剂,由于无法维持粒子的分散状态,不能以微粒形式得到乙烯类树脂,或因所得到的树脂微粒的分散稳定性低,缺乏保存稳定性,在保管中凝集,或因在后述的树脂微粒附着工序中粒子的分散稳定性低下,芯粒之间容易相互凝集/合一,最终得到的调色剂母粒的粒径、形状/表面等的均一性差,不合适。
作为分散稳定剂,可以列举表面活性剂,无机分散剂等,作为表面活性剂,可以列举烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、膦酸酯等的阴离子表面活性剂,烷基胺盐、胺醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物、咪唑啉等的胺盐型,烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐、氯化苯乙铵等的四级铵盐型的阳离子表面活性剂,脂肪酸酰胺衍生物、多价醇衍生物等的非离子表面活性剂,例如丙氨酸、月桂基二(氨乙基)氨基乙酸、二(辛基氨乙基)氨基乙酸、N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱等的两性表面活性剂。作为无机分散剂,可以使用膦酸三钙,碳酸钙,氧化钛,二氧化硅胶体,羟磷灰石等。
乙烯类树脂的重量平均分子量为3,000~300,000,优选的是4,000~100,000,更优选的是5,000~50,000的范围。重量平均分子量不足3,000时,乙烯类树脂的力学强度弱,脆弱,因此,根据最终得到的调色剂母粒的使用状况,调色剂母粒表面容易发生变化,例如带电性明显变化或向周围部件附着等的污染,随之引起质量问题发生,不合适。并且,超过300,000场合,分子末端变少,因此,与芯粒的分子链络合少,向芯粒的附着性降低,不合适。
并且,乙烯类树脂的玻化温度(Tg)为45~100℃,优选55~90℃,更优选65~80℃。在高温高湿环境下保管时,因大气中的水分造成突起部的树脂塑化,可能会引起玻化温度的降低。调色剂或调色剂卡盒输送中假定为40℃、90%的高温高湿环境,得到的调色剂母粒置于一定压力下时可能发生变形,或调色剂母粒相互粘合,无法起到本来作为粒子的作用,因此,不足45℃不合适。并且,用于单组分显影时,耐摩擦性降低,因此,不足45℃不合适。若超过100℃,则导致定影性恶化,不合适。
(油相制作工序)
作为在有机溶剂中溶解或分散树脂、着色剂等制作油相的方法,可以在有机溶剂中一边搅拌一边缓慢添加树脂、着色剂等,使其溶解或分散。但是,作为着色剂使用颜料时,或在脱模剂、带电控制剂等中添加难以溶解在有机溶剂中的物质时,优选向有机溶剂中添加之前预先使粒子小。
如上所述,着色剂的母粒化也是手段之一,同样方法也适用于脱模剂、带电控制剂。
并且,作为别的手段,也可以在有机溶剂中,根据需要添加分散助剂,对于着色剂、脱模剂、带电控制剂进行湿式分散,得到湿母粒。
进而,作为另一种手段,也可以使用以下方法:只要是对于不到有机溶剂沸点而熔融的那样的物质进行分散,在有机溶剂中,根据需要添加分散助剂,和分散物质一起一边搅拌一边加热,一旦溶解后,一边搅拌或剪切一边进行冷却使晶体析出,生成分散质的微结晶。
使用以上手段分散的着色剂、脱模剂、充电控制剂在有机溶剂中和树脂一起溶解或分散后,也可以进一步进行分散。分散时,可以使用公知的珠磨机、盘磨机等的分散机。
(调色剂母粒制作工序)
作为在至少含有表面活性剂的水性介质中使得在上述工序得到的油相分散、制作由油相构成的调色剂母粒分散的分散液的方法,没有特别限定,可以适用低速剪切式、高速剪切式、摩擦式、高压喷射式、超声波等的公知设备。为了使分散体的粒径为2~20μm,优选高速剪切式。使用高速剪切式分散机时,对转速没有特别限定,通常1000~30000rpm,优选5000~20000rpm。分散时间没有特别限定,分批方式时,通常0.1~5分钟。若超过5分钟进行分散,则有时残留有不期望的小径的粒子,或分散成为过于分散状态,体系不稳定,产生凝集体、粗大粒子,不合适。作为分散时的温度,通常,0~40℃,优选10~30℃。若超过40℃,分子运动活泼,因此,分散稳定性降低,容易发生凝集体、粗大粒子,不合适。并且,若不足0℃,则分散体的粘度变高,分散所需的剪切能量变大,制造效率降低。表面活性剂可以使用与在上述树脂微粒制造法涉及说明中所述相同的物质,为了使含有溶剂的油滴更有效地分散,优选HLB高的二磺酸盐。表面活性剂在水性介质中的浓度为1~10重量%,优选2~8重量%,更优选3~7重量%的范围。若超过10重量%,油滴过小,形成逆胶束结构,反而造成分散稳定性降低,发生油滴的粗大化,不合适。又,不足1重量%时,油滴的分散无法稳定地进行,油滴粗大化,不合适。
(树脂微粒附着工序)
使用溶解悬浮法时,可以使用上述方法,使得成为核的调色剂母粒的构成材料溶解或分散在有机溶剂中,形成油相,在使得上述油相分散在水性介质中的状态下,添加树脂微粒,使得树脂微粒附着/熔粘接在油相液滴的表面,由于成为核的调色剂母粒和树脂微粒能强固地附着/熔粘接,很合适。若在调色剂芯粒子制作工序中添加树脂微粒,会造成突起部粗大,不均一,不合适。
得到的调色剂母粒分散液,在进行搅拌期间,可以使得芯粒子的液滴稳定地存在。在该状态下,投入上述树脂微粒分散液,使其附着在调色剂母粒上。乙烯类树脂微粒分散液的投入可以化费30秒以上进行。若投入时间不足30秒,分散体系急速变化,造成凝集粒子发生,或乙烯类树脂微粒的附着不均一,不合适。另一方面,化费太长时间,例如添加时间超过60分钟,从生产效率角度看不合适。
乙烯类树脂微粒分散液在投入芯粒子分散液之前,为了调整适宜浓度,也可以稀释或浓缩。乙烯类树脂微粒分散液的浓度优选5~30重量%,更优选8~20重量%。不足5%时,随着投入分散液,有机溶剂浓度的变化大,树脂微粒的附着不充分,不合适。又,超过30重量%那样场合,树脂微粒在芯粒子分散液中易偏向存在,其结果,树脂微粒的附着不均一,应避免。
并且,制造油相液滴时表面活性剂的重量相对于水相全体重量为7%以下,优选6%以下,更优选5%以下。表面活性剂的重量相对水相全体重量,若超过7%,突起部的长边长度的均一性明显降低,不合适。
根据本发明的方法认为,使乙烯类树脂微粒以充分的强度相对芯粒子附着是由于乙烯类树脂微粒附着在芯粒子的液滴上时,由于芯粒子能自由变形,充分形成乙烯类树脂微粒界面和接触面,以及因有机溶剂使得乙烯类树脂微粒膨润或溶解,乙烯类树脂微粒和芯粒子内的树脂成为容易粘合的状况。因此,在该状态下,有机溶剂必须在体系内充分存在。具体地说,在芯粒子分散液的状态中,相对于固形组分(树脂,着色剂,以及根据需要的脱模剂,带电控制剂等)可以为50重量%~150重量%,优选70重量%~125重量%的范围。若超过150重量%,每次在制造工序中得到的调色剂母粒变少,生产效率低,又,若有机溶剂多,分散稳定性降低,难以稳定的制造等,不合适。
作为芯粒子上附着乙烯类树脂微粒时的温度,设为10~60℃,优选20~45℃。若超过60℃,制造所需的能量增大,制造环境负荷变大,加之,有时低酸值的乙烯类树脂微粒在液滴表面存在,分散不稳定,存在发生粗大粒子的可能性,不合适。另一方面,不足10℃时,分散体的粘度变高,树脂微粒的附着不充分,不合适。
调色剂全重量之中,构成树脂微粒的树脂的重量所占比例为1%~20%,优选3%~15%,更优选5%~10%。若不足1%,其效果不充分,若超过20%,过剩的树脂微粒弱附着在调色剂芯粒子,成为成膜等原因。
此外,还有调色剂母粒和树脂微粒混合搅拌,使得机械地附着、包覆的方法。
(去溶剂工序)
为了从得到的调色剂母粒分散体除去有机溶剂,可以采用一边搅拌体系全体一边缓慢升温、完全蒸发除去液滴中的有机溶剂的方法。
或也可以一边搅拌得到的调色剂母粒分散体一边在干燥环境中喷雾,完全除去液滴中的有机溶剂。或也可以一边搅拌调色剂母粒分散体一边减压,蒸发除去有机溶剂。后二种手段也可以和最初手段并用。
作为乳化分散体喷雾的干燥环境,可以使用对空气、氮气、碳酸气,燃烧气体等加热的气体,尤其,一般使用加热到所使用的最高沸点溶剂的沸点以上的温度的各种气流。用喷雾干燥、带式干燥机、旋转窑等的短时间处理可以充分得到作为目标的质量。
(熟化工序)
添加末端具有异氰酸酯基的改性树脂时,为了进行异氰酸酯的伸长/交联反应,可以进行熟化工序。熟化时间通常为10分~40小时,优选2~24小时。反应温度通常为0~65℃,优选35~50℃。
(清洗工序)
在用上述方法得到的调色剂母粒的分散液中,由于除了调色剂母粒,还含有表面活性剂等的分散剂等的副材料,为了从中仅取出调色剂母粒,进行清洗。作为调色剂母粒的清洗方法,有离心分离法,减压过滤法,压滤法等的方法,在本发明中没有特别限定。不管哪种方法都能得到调色剂母粒的滤饼,一次操作无法充分清洗时,可以将得到的滤饼再次用水性溶剂分散成浆液,重复使用上述任意一种方法实行取出调色剂母粒的工序,若使用减压过滤法、压滤法进行清洗,也可以使水性溶剂贯通滤饼冲洗掉调色剂母粒中含有的副材料的方法。该清洗使用的水性溶剂是水或水中混合甲醇、乙醇等的醇的混合溶剂,从成本、排水处理等环境负荷考虑,优选使用水。
(干燥工序)
经清洗的调色剂母粒中含有很多水性介质,因此,通过进行干燥除去水性介质可以仅得到调色剂母粒。作为干燥方法,可以使用喷雾干燥,真空冻结干燥机,减压干燥机,静置棚干燥机,移动式棚干燥机,流动槽干燥机,旋转式干燥机,搅拌式干燥机等的干燥机。经干燥的调色剂母粒优选最终达到水分不足1%为止进行干燥。并且,干燥后的调色剂母粒发生软凝集,使用时发生不良时,也可以利用喷射研磨机,亨舍尔混合机,超级混合机,咖啡研磨机,奥斯特混合机,食品处理机等的装置进行粉碎,解消软凝集。
(关于调色剂的粒径)
为了使本发明的调色剂均一充分带电,调色剂的体积平均粒径为3~9μm,优选4~8μm,更优选4~7μm的范围。不足3μm时,调色剂附着力相对增大,电场引起的调色剂操作性降低,不合适。并且,超过9μm时,细线的再现性等图像品位降低。
并且,上述调色剂的体积平均粒径和个数平均粒径的比例(体积平均粒径/个数平均粒径)优选1.25以下,更优选1.20以下,最优选1.17以下。超过1.25时,调色剂的粒径均一性差,因此,容易造成突起部的大小波动大。并且,不断重复过程中,粒径大的调色剂,或根据场合不同,粒径小的调色剂消耗,显影装置内残留的调色剂的平均粒径发生变化,因此,用于使得残留的调色剂显影的最适显影条件发生偏差,其结果,容易发生带电不良,输送量的极端增加或减少,调色剂堵塞,调色剂撒出等各种现象。
作为调色剂粒子的粒度分布的测定装置,可以列举CoulterCounter-TA-II、CoulterMultisizerII(都由Coulter公司制)。下面,说明测定方法。
首先,向电解水溶液100~150ml中添加表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)0.1~5ml,作为分散剂。在此,电解液使用1级氯化钠调制约1%NaCl水溶液,例如,可以使用ISOTON-II(Coulter公司制)。在此,继续添加测定试料2~20mg。试料悬浮的电解液使用超声波分散器进行约1~3分钟分散处理,通过上述测定装置,作为光圈,使用100μm光圈,测定调色剂粒子或调色剂的体积、个数,计算体积分布和个数分布。从得到的分布,可以求出调色剂的体积平均粒径(D4),个数平均粒径(D1)。
作为通道,使用以下13个通道:2.00μm~不足2.52μm,2.52μm~不足3.17μm,3.17μm~不足4.00μm,4.00μm~不足5.04μm,5.04μm~不足6.35μm,6.35μm~不足8.00μm,8.00μm~不足10.08μm,10.08μm~不足12.70μm,12.70μm~不足16.00μm,16.00μm~不足20.20μm,20.20μm~不足25.40μm,25.40μm~不足32.00μm,32.00μm~不足40.30μm,将粒径2.00μm以上~不足40.30μm的粒子作为对象。
(关于调色剂的形状)
调色剂的平均圆度为0.930以上,优选0.950以上,更优选0.970以上。平均圆度不足0.930时,外添加剂在凹部聚集,硅油难以供给,不合适。并且,调色剂的流动性低,因此,显影中容易发生不良,转印效率也低,不合适。
调色剂的平均圆度通过流量式粒子像分析装置FPIA-2000进行测定。作为具体的测定方法,向容器中的预先除去不纯固形物的水100~150ml中添加作为分散剂的表面活性剂,优选烷基苯磺酸盐0.1~0.5ml,再添加测定试料0.1~0.5g左右。试料分散的悬浮液使用超声波分散器进行约1~3分钟分散处理,使分散液浓度为3,000~1万个/μl,使用上述装置测定调色剂的形状和分布得到。
用湿式造粒法制造调色剂时,离子性的调色剂构成材料在表面附近偏向存在,调色剂表面层成为比较低的电阻,其结果,调色剂的带电速度变快,提高了带电上升性,但是带电保持性变差,即,存在调色剂电荷量容易急剧衰减的问题。为了改善此问题,可以列举例如使得表面改性材料载置在调色剂表面的方法。
(乙烯类树脂微粒的粒径测定)
树脂微粒的粒径使用UPA-150EX(日机装公司制)进行测定。
树脂微粒的粒径为50~200nm,优选80~160nm,更优选100~140nm。不足50nm时,调色剂表面难以形成充分大的突起部,又,超过200nm时,突起部容易不均一,不合适。并且,体积平均粒径和个数平均粒径的比例(体积平均粒径/个数平均粒径)优选1.25以下,更优选1.20以下,最优选1.17以下。超过1.25时,树脂微粒的粒径的均一性降低,突起部的大小容易波动。
(分子量测定(GPC))
树脂的分子量测定通过GPC(gelpermeationchromatography,胶渗透色谱法),在以下条件下测定。
装置:GPC-150C(Waters公司制)
柱:KF801~807(Shodex公司制)
温度:40℃
溶剂:THF(四氢呋喃)
流速:1.0mL/分
试料:浓度0.05~0.6%的试料注入0.1mL。
从在以上条件下测定的树脂的分子量分布,使用由单分散聚苯乙烯标准试料制作的分子量校正曲线,计算树脂的数平均分子量和重量平均分子量。作为制作标准曲线用的标准聚苯乙烯试料,可以使用昭和电工公司制ShowdexSTMANDARD的Std.NoS-7300,S-210,S-390,S-875,S-1980,S-10.9,S-629,S-3.0,S-0.580,甲苯。检测器使用RI(折射率)检测器。
(玻化温度(Tg)测定(DSC))
作为测定Tg的装置,可以使用理学电机公司制TG-DSC系统TAS-100。
首先,试料约10mg放入铝制试料容器,放在支撑单元上,设置在电炉中。首先,从室温以升温速度10℃/min加热到150℃后,在150℃下放置10min,将试料冷却至室温,放置10min,在氮气环境中再次以升温速度10℃/min加热,升温至150℃,进行DSC测定。Tg使用TAS-100系统中的解析系统,根据Tg附近吸热曲线的切线和基线的接点,进行计算。
(固形组分浓度测定)
油相的固形组分浓度的测定按以下步骤进行。
在预先正确称量质量的铝皿(1~3g左右)上,将油相2g左右放置30秒以内,正确称量放上的油相的质量。将其放入150℃的烤箱内1小时,使得溶剂蒸发后,从烤箱中取出放置冷却,铝皿和油相固形组分总质量使用电子天平测定。从铝皿和油相固形组分总质量减去铝皿的质量计算油相固形组分的质量,将其除以放入的油相质量计算油相的固形组分浓度。并且,相对油相中的固形组分的溶剂量的比例为以下值:将从油相质量减去油相固形组分质量的值(溶剂的质量)除以油相固形组分的质量所得到的值。
(酸值测定)
树脂的酸值根据JISK1557-1970测定。具体的测定方法如下所述。
精确称量试料的粉碎品约2g(W(g))。在200ml的三角烧瓶中放入试料,添加甲苯/乙醇(2∶1)的混合溶液100ml,5小时溶解后,添加作为指示剂的酚酞溶液。
使用0.1标准的氢氧化钾醇溶液,将上述溶液使用滴定管滴定。将此时KOH溶液的量设为S(ml)。进行空白试验,将此时的KOH溶液的量设为B(ml)。
根据以下算式计算酸值:
酸值-[(S-B)×f×5.61]/W(f:KOH溶液的系数)
(关于突起部的长边和包覆率)
调色剂使用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,从得到的SEM图像求出突起部的长边的长度和突起部相对调色剂粒子的包覆率。图6为本发明使用的调色剂的SEM照片,图7为计算突起部相对调色剂粒子的包覆率的方法的说明图。
以下,对于实施例所述突起部的长边和包覆率的计算方法进行说明。
关于包覆率,如图7所示,求取与调色剂粒子相接(相切)的平行二线的最短长度,将各自的切点设为A、B。将线段AB的中点O设为中心,将线段AO的长度设为直径,根据所得到的圆的面积,以及包含在该圆内的突起部的面积计算突起部相对调色剂粒子的包覆率。
关于包覆率,对于100个以上的调色剂粒子使用上述方法计算包覆率,平均化。关于长边的平均长度,相对于1个以上的调色剂粒子,通过计测100个以上的突起部的长边的长度求得。为了计测突起部的面积、突起部的长边、圆度,使用图像解析式粒度分布测定软件“Mac-View”(Mountech公司制)。作为突起部的长边的长度、突起部的面积的计测法,没有特别限制,可以根据目的选择合适的方法。
突起部的长边的平均长度为0.1μm以上,0.5μm以下,优选0.3μm以下。超过0.5μm时,表面的突起部稀疏,表面积变小,能牢固地载置的外添加剂变少,不合适。并且,平均长度的标准偏差为0.2以下,优选0.1以下。标准偏差超过0.2时,表面的突起部的大小不均一,表面积无法增大,不合适。包覆率为30%~90%,优选40%~80%,更优选50%~70%。包覆率不足30%或超过90%时,能牢固地载置的外添加剂变少,不合适。
(带电量测定)
使用专利3487464号公报记载的溢流装置进行测定。理光公司制imagioNeoC600用载体25g和试料0.05g放入塑料瓶中,用辊轧机5分钟混合后,取用该混合物2.0g,导入溢流装置。
[图像形成装置,处理卡盒,图像形成方法]
本发明的图像形成装置将感光体和显影手段、清洁手段等的构成要素作为处理卡盒构成,处理卡盒可以构成为相对图像形成装置主体装卸自如。并且,将充电手段、曝光手段、显影手段、转印手段、分离手段及清洁手段的至少一个与感光体一起支持形成处理卡盒,作为相对图像形成装置主体装卸自如的单一单元,也可以使用图像形成装置主体的导轨等的引导手段构成为装卸自如。
【实施例】
以下列举实施例详细说明本发明,但本发明不限于以下所示实施例。以下,“份”表示重量份,“%”表示重量%。
(实施例1~15,比较例1~16)
<清洁刮板1~21的制作>
关于清洁刮板,将由聚氨酯形成的弹性体刮板用异氰酸酯系处理液浸渍处理,对其表面摩擦系数、表面弹性率进行调整。
具体地说,将由聚氨酯形成的弹性体刮板在异氰酸酯成分中添加氟系聚合物和硅酮系聚合物中选择的至少一种,浸渍在溶解于溶剂的处理液中,适宜精制。变更这些异氰酸酯成分、氟系聚合物和硅酮系聚合物的成分的添加量,变更处理液的浓度,制作如下表1所示的物性的弹性体刮板。
<清洁刮板22的制作>
作为清洁刮板22,使用特开2010-210879号公报所记载的实施例2的弹性体刮板。即,清洁刮板22的弹性体刮板如下:
尿烷橡胶
硬度69度,回弹性49%的尿烷橡胶(东洋橡胶工业公司制)
尿烷橡胶的硬度使用岛津制作所制硬度计,根据JISK6253测定。为了使试料的厚度达到6mm以上,将约2mm的薄片叠合。
并且,尿烷橡胶的回弹性使用东洋精机制作所制No.221弹性计测机,根据JTSK6255测定。为了使试料的厚度达到4mm以上,将约2mm的薄片叠合。
含浸液
异氰酸酯化合物:日本聚氨酯公司制MR-10010重量份
硅酮树脂:日油公司制ModiperFS-7002重量份
2-丁酮:88重量份
表面层
尿烷丙烯酸酯低聚物1:根上工业公司制UN-9045重量份
尿烷丙烯酸酯低聚物2:根上工业公司制UN-270019.5重量份
低摩擦系数添加剂:Chisso石油化学公司制共聚物A15重量份
聚合引发剂:CibaSpecialtyChemicals公司制IRGACURE1841重量份
溶剂:2-丁酮74重量份
涂膜硬度:铅笔硬度H
摩擦系数:0.1
表面弹性率:30N/mm2
表面摩擦系数:0.35
表面层的铅笔硬度使用Cotec株式会社制铅笔拉动测试机KTVF-2380,根据JISK5600-5-4测定。试料设为50mm×50mm的玻璃板上喷涂表面层材料约10μm。
表面层的摩擦系数(关于表面摩擦系数如上所述)使用新东科学公司制TribogearMuses94i,测定最大静摩擦系数。试料为50mm×50mm的玻璃板上喷涂涂覆材料约10μm。
以上得到的清洁刮板1~22如下表1所示。
表1
橡胶硬度 | 表面弹性率 | 表面摩擦系数 | |
刮板1 | 78 | 20 | 0.6 |
刮板2 | 78 | 20 | 0.5 |
刮板3 | 78 | 20 | 0.7 |
刮板4 | 74 | 15 | 0.6 |
刮板5 | 74 | 15 | 0.5 |
刮板6 | 74 | 15 | 0.7 |
刮板7 | 80 | 25 | 0.6 |
刮板8 | 80 | 25 | 0.5 |
刮板9 | 80 | 25 | 0.7 |
刮板10 | 69 | 10 | 0.6 |
刮板11 | 69 | 10 | 0.5 |
刮板12 | 69 | 10 | 0.7 |
刮板13 | 83 | 30 | 0.6 |
刮板14 | 83 | 30 | 0.5 |
刮板15 | 83 | 30 | 0.7 |
刮板16 | 78 | 20 | 0.4 |
刮板17 | 78 | 20 | 0.8 |
刮板18 | 74 | 15 | 0.4 |
刮板19 | 74 | 15 | 0.8 |
刮板20 | 80 | 25 | 0.4 |
刮板21 | 80 | 25 | 0.8 |
刮板22 | 69 | 30 | 0.35 |
调色剂的制作
(调色剂1的制造方法)
<树脂分散体1的制造方法>
向具备冷却管、搅拌机和氮气导入管的反应容器中,添加月桂基硫酸钠0.7份,离子交换水498份,一边搅拌一边加热至80℃使其溶解后,添加使得过硫酸钾2.6份用离子交换水104份溶解的溶液,15分钟后,将苯乙烯单体170份、丁基丙烯酸酯30份、N-辛硫醇8.2份的单体混合液化费90分钟缓慢滴加,其后,继续60分钟保持80℃进行聚合反应。
此后,冷却得到体积平均粒径53.2nm的白色的“树脂分散体1”。得到的“树脂分散体1”2ml放入培养皿,测定蒸发分散溶剂得到的固形物,数平均分子量为5400,重量平均分子量为9800,Tg为49.4℃。
<聚酯1的合成>
向具备冷却管、搅拌机和氮气导入管的反应槽中,加入双酚A氧乙烯2摩尔加合物229份,双酚A氧丙烯3摩尔加合物529份,对苯二甲酸208份,己二酸46份和二丁基氧化锡2份,常压下,230℃反应8小时。其次,10~15mmHg减压下反应5小时后,反应槽中添加偏苯三酸酸酐44份,常压下,在180℃下反应2小时,合成“聚酯1”。得到的“聚酯1”数平均分子量为2,500,重量平均分子量为6,700,玻化温度为43℃,酸值为25mgKOH/g。
<聚酯2的合成>
向具备冷却管、搅拌机和氮气导入管的反应槽中,加入双酚A氧乙烯2摩尔加合物264份,双酚A氧丙烯2摩尔加合物523份,对苯二甲酸123份,己二酸173份和二丁基氧化锡1份,在常压230℃下反应8小时,其后,10~15mmHg减压反应8小时。此后,反应容器加入偏苯三酸酸酐26份,180℃,常压反应2小时,得到“聚酯2”。“聚酯2”数平均分子量4000,重量平均分子量47000,Tg65℃,酸值12。
<异氰酸酯改性聚酯1的合成>
向具备冷却管、搅拌机和氮气导入管的反应槽中,加入双酚A氧乙烯2摩尔加合物682份,双酚A氧丙烯2摩尔加合物81份,对苯二甲酸283份,偏苯三酸酸酐22份和二丁基氧化锡2份,常压下,在230℃下反应8小时。其后,10~15mmHg减压下反应5小时,合成“中间体聚酯1”。得到的“中间体聚酯1”数平均分子量为2,200,重量平均分子量为9,700,玻化温度为54℃,酸值为0.5mgKOH/g,碱度为52mgKOH/g。
其次,向具备冷却管、搅拌机和氮气导入管的反应槽中,加入“中间体聚酯1”410份,异佛尔酮二异氰酸酯89份,醋酸乙酯500份100℃反应5小时,得到“异氰酸酯改性聚酯1”。
<母粒的制作>
碳黑(Cabot公司制REGAL400R):40份
粘合树脂:聚酯树脂(三洋化成RS-801酸值10,Mw20,000,Tg64℃):60份
水:30份
将上述材料使用亨舍尔混合机混合,得到颜料凝集体中浸透水的混合物。通过辊表面温度设定为130℃的2轴辊对上述混合物进行45分钟混练,用粉碎机粉碎至1mm大小,得到“母粒1”。
<油相制作工序>
向装有搅拌棒和温度计的容器中,加入“聚酯1”545份,“石蜡(融点74℃)”181份,醋酸乙酯1450份,搅拌下升温至80℃,保持80℃状态5小时后,在1小时内冷却至30℃。其次,向容器中加入“母粒1”500份,醋酸乙酯100份,进行1小时混合,得到“原料溶解液1”。
“原料溶解液1”1500份转移到容器内,使用珠磨机(Ultraviscomill,Aimex公司制),送液速度1kg/hr,磨盘圆周速度6m/秒,将0.5mm二氧化锆珠充填80体积%,在3遍的条件下,进行颜料、WAX的分散。其次,加入“聚酯2”的66%醋酸乙酯溶液655份,上述条件的珠磨机1遍,得到“颜料/WAX分散液1”。
“颜料/WAX分散液1”976份使用TK均质机(特殊机化公司制)以5,000rpm混合1分钟后,加入“异氰酸酯改性聚酯1”88份,使用TK均质机(特殊机化公司制)以5,000rpm混合1分钟得到“油相1”。测定得到的“油相1”的固形组分为52.0重量%,相对固形组分的醋酸乙酯的量为92重量%。
<水相的调制>
离子交换水970份,分散稳定用的有机树脂微粒(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸氧乙烯加合物硫酸酯的钠盐的共聚物)的25wt%水性分散液40份,月桂基二苯基醚二磺酸钠的48.5%水溶液95份,醋酸乙酯98份混合搅拌后,pH6.2。对其用10%氢氧化钠水溶液滴定至pH9.5,得到“水相1”。
<芯粒子制作工序>
得到的“油相1”中加入“水相1”1200份,为了抑制研磨机的剪切热造成温度上升,使用水浴冷却,调整液中温度为20~23℃的范围,一边进行上述这样的调整,一边用TK均质机以转速8,000~15,000rpm调整,混合2分钟后,用安装锚式翼片的搅拌机(three-onemotor),一边将转速调整为130~350rpm之间,一边搅拌10分钟,得到成为芯粒子的油相的液滴在水相中分散的“芯粒子泥浆1”。
<突起部的形成>
用安装锚式翼片的搅拌机(three-onemotor),将转速调整为130~350rpm之间,一边对“芯粒子泥浆1”搅拌,一边在液温为22℃的状态下,将“树脂分散体1”106份和离子交换水71份的混合物(固形组分浓度15%)进行3分钟滴加。滴加后,将转速调整至200~450rpm之间,持续搅拌30分钟,得到“复合粒子泥浆1”。取该“复合粒子泥浆1”1ml稀释至10ml,进行离心分离,上层清液透明。
<去溶剂>
向装有搅拌机和温度计的容器中,加入“复合粒子泥浆1”,一边搅拌一边在30℃下进行8小时去除溶剂,得到“分散泥浆1”。将“分散泥浆1”少量放在载玻片上,盖上盖玻片用光学显微镜以200倍的倍率进行观察,观察发现成均一的着色粒子。又,取“分散泥浆1”1ml稀释至10ml,进行离心分离,上层清液透明。
<清洗/干燥工序>
将“分散泥浆1”100份减压过滤后,实行以下步骤:
(1)向滤饼加入离子交换水100份,用TK均质机混合(以转速12,000rpm运行10分钟)后过滤。
(2)向(1)的滤饼加入离子交换水900份,给予超声波振动,用TK均质机混合(以转速12,000rpm运行30分钟)后,减压过滤。重复该操作,使重新泥浆化液的导电率为10μS/cm以下。
(3)加入10%盐酸,使得(2)的重新泥浆化液的pH成为4,在该状态下,用搅拌器(three-onemotor)搅拌30分钟后过滤。
(4)向(3)的滤饼加入离子交换水100份,用TK均质机混合(以转速12,000rpm运行10分钟)后过滤。重复该操作,使重新泥浆化液的导电率为10μS/cm以下。得到“滤饼1”。
“滤饼1”用循环风干燥机在45℃下干燥48小时,用筛目75μm的筛网过筛,得到“调色剂母粒1”。得到的“调色剂母粒1”使用扫描电子显微镜观察,芯粒子的表面乙烯树脂均一附着。
相对“调色剂母粒1”100份,根据下表2中记载的添加量(份)和下表3中记载的组合添加外添加剂,使用亨舍尔混合机进行10分钟混合,筛目60μm的筛网过筛,除去粗大粒子、凝集物,得到“调色剂1”。
表2
表3
调色剂母粒 | 外添加剂条件 | 外添加剂含量 | |
调色剂1 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件1 | 1.95 |
调色剂2 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件2 | 1.95 |
调色剂3 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件3 | 1.93 |
调色剂4 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件4 | 1.92 |
调色剂5 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件5 | 0.96 |
调色剂6 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件6 | 6.84 |
调色剂7 | 调色剂母粒2 | 外添加剂条件1 | 1.96 |
调色剂8 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件7 | 0.98 |
调色剂9 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件8 | 1.97 |
调色剂10 | 调色剂母粒1 | 外添加剂条件9 | 1.95 |
上述表2所示的外添加剂1~7具体如下:
外添加剂1:RX200,粒径12nm,日本Aerosil株式会社制
外添加剂2:MSN-006,粒径80nm,Teika株式会社制
外添加剂3:H05TM,粒径50nm,Clariant(Japan)株式会社制
外添加剂4:MP-4009S,粒径300nm,综研化学株式会社制
外添加剂5:MSP-009,粒径80nm,Teika株式会社制
外添加剂6:RX50,粒径40nm,日本Aerosil株式会社制
外添加剂7:MP-5500,粒径430nm,综研化学株式会社制
(调色剂2~10的制造方法)
<调色剂母粒2的制造方法>
在调色剂1的制造方法中,除了没有实施<突起部的形成>之外,其它与调色剂1制造方法相同,得到“调色剂母粒2”。得到的“调色剂母粒2”使用扫描电子显微镜观察,芯粒子的表面上没有看到突起部。
相对于“调色剂母粒1”~“调色剂母粒2”100份,添加根据上述表2中记载的添加量(份)和上述表3中记载的组合的外添加剂,由亨舍尔混合机进行10分钟混合,使其通过筛目60μm的筛网,除去粗大粒子、凝集物,得到“调色剂2”~“调色剂10”。
根据上述外添加剂的定量方法和外添加剂的附着强度的测定方法,测定调色剂1~10,结果一起记载在上述表3。
<评价>
根据以下所述评价方法对各实施例和比较例进行评价。
(清洁不良)
使用上述调色剂和清洁刮板,安装到RICOH制IpsioSPC730的处理卡盒,实施通纸试验。A4横向通纸,制作图像打印率2%的图像,在23℃/50%→27℃/80%→10℃/15%→27℃/80%环境下,每20秒输出一张图像,进行各色3000张,合计12000张的输出实验。图像通纸结束后,进行A4整个面的中间色调图像输出,目视确认图像中的黑条纹有没有发生。
(外添加剂向感光体的附着)
使用上述调色剂和清洁刮板,安装到RICOH制IpsioSPC730的处理卡盒,实施通纸试验。A4横向通纸,制作图像印字率为2%的图像,在23℃/50%→27℃/80%→10℃/15%→27℃/80%环境下,每20秒输出一张图像,进行各色3000张,合计12000张的输出实验。图像通纸结束后,进行A4整个面的中间色调图像输出,目视确认图像的中间色调图像有没有发生白点。
(感光体磨耗)
使用上述调色剂和清洁刮板,安装到RICOH制IpsioSPC730的处理卡盒,实施通纸试验。A4横向通纸,制作图像印字率为2%的图像,在23℃/50%→27℃/80%→10℃/15%→27℃/80%环境下,每20秒输出一张图像,进行各色3000张,合计12000张的输出实验。该通纸试验前后的感光体保护层膜厚使用株式会社FischerInstruments公司制涡电流方式膜压测定系统FICSHERSCOPEMMS测定,测定膜磨耗量。
以上的评价结果如下表4所示。
表4
从以上各实施例和比较例可知,根据本发明,可以提供在各种使用环境下能抑制清洁不良、得到高质量图像的图像形成装置。
Claims (10)
1.一种图像形成装置,包括:
图像载体,载置静电潜像;
充电手段,使得上述图像载体表面充电;
显影手段,使用调色剂对通过曝光手段曝光形成在上述图像载体上的静电潜像进行显影;
转印手段,将显影的调色剂转印到被转印体上;以及
清洁手段,对没有转印而残留在上述图像载体的调色剂进行;
上述图像形成装置的特征在于:
上述调色剂含有外添加剂,以及至少由粘合树脂和着色剂组成的母粒;
上述外添加剂中至少一种的一次粒子的平均个数粒径为0.05μm以上、0.30μm以下;
上述清洁手段包括弹性体刮板;
该弹性体刮板的与上述图像载体抵接部的表面弹性率为15N/mm2以上、25N/mm2以下,且表面摩擦系数为0.5以上、0.7以下。
2.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于:
上述弹性体刮板用异氰酸酯系处理液对聚氨酯材料进行浸渍处理得到。
3.如权利要求1或2所述的图像形成装置,其特征在于:
在上述弹性体刮板的顶端中的与上述图像载体的抵接位置中,该图像载体表面的旋转方向上的切线和该弹性体刮板的切断面形成的角度为77°以上、82°以下。
4.如权利要求1~3任意一项所述的图像形成装置,其特征在于:
上述弹性体刮板相对上述图像载体的抵接压力为30N/m以上、70N/m以下。
5.如权利要求1~4任意一项所述的图像形成装置,其特征在于:
上述弹性体刮板的JIS-A硬度为74~80。
6.如权利要求1~5任意一项所述的图像形成装置,其特征在于:
上述一次粒子的平均个数粒径为0.05μm以上、0.30μm以下的外添加剂的配比为,相对于上述母粒100重量份,使用0.5重量份以上、5.0重量份以下。
7.如权利要求1~6任意一项所述的图像形成装置,其特征在于:
上述外添加剂的配比为,相对于上述母粒100重量份,使用1.0重量份以上、7.0重量份以下。
8.如权利要求1~7任意一项所述的图像形成装置,其特征在于:
上述外添加剂的至少一种的带电极性与上述调色剂母粒呈逆极性。
9.如权利要求1~8任意一项所述的图像形成装置,其特征在于:
上述外添加剂至少一种含有硅油。
10.一种处理卡盒,包括:
图像载体;
从使得上述图像载体表面充电的充电手段、使用调色剂对通过曝光手段曝光形成在上述图像载体上的静电潜像进行显影的显影手段、以及将显影的调色剂转印到被转印体上的转印手段选择的至少一个手段;以及
清洁手段,对没有转印而残留在上述图像载体的调色剂进行清洁;
上述处理卡盒的特征在于:
上述调色剂含有外添加剂,以及至少由粘合树脂和着色剂组成的母粒;
上述外添加剂中至少一种的一次粒子的平均个数粒径为0.05μm以上、0.30μm以下;
上述清洁手段包括弹性体刮板;
该弹性体刮板的与上述图像载体抵接部的表面弹性率为15N/mm2以上、25N/mm2以下,且表面摩擦系数为0.5以上、0.7以下。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2017032783A (ja) | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP2017068191A (ja) | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP2017215427A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社沖データ | ドラム装置、現像装置および画像形成装置 |
JP7151413B2 (ja) | 2018-11-22 | 2022-10-12 | 株式会社リコー | 電子写真画像形成用キャリア、電子写真画像形成用現像剤、電子写真画像形成方法、電子写真画像形成装置およびプロセスカートリッジ |
JP2022180849A (ja) * | 2021-05-25 | 2022-12-07 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 清掃部品及びこれを用いた清掃装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164775A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Canon Inc | 画像形成装置 |
CN101297395A (zh) * | 2005-10-25 | 2008-10-29 | 日东电工株式会社 | 清洁片材,附有清洁功能的输送构件及基板处理装置的清洁方法 |
JP2010145747A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2010231086A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ |
CN102566386A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-11 | 佳能化成株式会社 | 电子照相设备用清洁刮板及其生产方法 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3487464B2 (ja) | 1995-05-23 | 2004-01-19 | 株式会社リコー | ブローオフ装置 |
JP2004117459A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Ricoh Co Ltd | クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2005274643A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Seiko Epson Corp | トナー |
EP1584989B1 (en) * | 2004-03-23 | 2011-09-21 | Seiko Epson Corporation | Use of a toner |
BRPI0509966A (pt) * | 2004-10-15 | 2007-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | bateria alcalina |
JP4947938B2 (ja) | 2005-06-20 | 2012-06-06 | 株式会社リコー | クリーニング装置、プロセスユニット、及び画像形成装置 |
JP4415919B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2010-02-17 | 日本ゼオン株式会社 | 画像形成方法 |
WO2007026758A1 (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Zeon Corporation | 画像形成方法 |
JP2007248912A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Ricoh Co Ltd | クリーニング装置、画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ |
JP2007248982A (ja) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及びトナー |
JP2007271713A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Kyocera Mita Corp | 現像剤および画像形成装置 |
JP2008065070A (ja) | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及び方法 |
JP2008176220A (ja) | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Ricoh Co Ltd | トナー、トナーの製造方法、トナー供給カートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2008180890A (ja) | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Ricoh Co Ltd | 現像装置、並びに画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ |
JP2008225393A (ja) | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Ricoh Co Ltd | 非磁性一成分トナー |
US20080247783A1 (en) * | 2007-04-04 | 2008-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image forming apparatus, image forming method and developing agent |
JP5262022B2 (ja) | 2007-08-23 | 2013-08-14 | 株式会社リコー | 画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ |
JP5311282B2 (ja) | 2008-02-29 | 2013-10-09 | 株式会社リコー | 静電荷像現像用トナー及びそれを用いた画像形成装置、トナー入り容器、プロセスカートリッジ |
JP5030825B2 (ja) | 2008-03-12 | 2012-09-19 | 株式会社リコー | 乾式トナー及びそれを用いた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法 |
JP5022308B2 (ja) | 2008-05-30 | 2012-09-12 | 株式会社リコー | 静電荷像現像用トナー、現像剤、トナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法 |
JP5240554B2 (ja) | 2008-06-03 | 2013-07-17 | 株式会社リコー | トナーキット、画像形成方法、画像形成装置 |
JP2010085969A (ja) | 2008-09-03 | 2010-04-15 | Ricoh Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、及びその製造方法、並びに該トナーを用いた静電潜像現像剤、トナー容器、及び画像形成装置、プロセスカートリッジ、並びに画像形成方法 |
JP2010210879A (ja) | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Ricoh Co Ltd | クリーニングブレード、画像形成装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成方法 |
JP5605694B2 (ja) | 2010-08-03 | 2014-10-15 | 株式会社リコー | トナー補給方法、現像装置、プロセスユニットおよび画像形成装置 |
ES2580479T3 (es) | 2011-09-16 | 2016-08-24 | Ricoh Company, Ltd. | Tóner de revelado de imagen electrostática latente |
JP5709065B2 (ja) | 2011-10-17 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | トナー、該トナーを用いた現像剤、画像形成装置 |
US9176406B2 (en) | 2012-08-17 | 2015-11-03 | Ricoh Company, Ltd. | Toner, development agent, image forming apparatus, and process cartridge |
JP6060692B2 (ja) | 2012-08-31 | 2017-01-18 | 株式会社リコー | トナー、現像剤、及び画像形成装置 |
JP6198033B2 (ja) | 2012-11-29 | 2017-09-20 | 株式会社リコー | トナー |
JP6089635B2 (ja) | 2012-11-29 | 2017-03-08 | 株式会社リコー | トナー、画像形成方法、プロセスカートリッジ、画像形成装置 |
JP2014224843A (ja) | 2013-05-15 | 2014-12-04 | 株式会社リコー | 静電荷現像用トナー |
JP2015028604A (ja) | 2013-06-28 | 2015-02-12 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP2015059960A (ja) | 2013-09-17 | 2015-03-30 | 株式会社リコー | 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 |
-
2014
- 2014-07-31 JP JP2014156700A patent/JP6318955B2/ja active Active
-
2015
- 2015-07-06 US US14/791,658 patent/US9360824B2/en active Active
- 2015-07-23 CN CN201510437102.4A patent/CN105319908B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005164775A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Canon Inc | 画像形成装置 |
CN101297395A (zh) * | 2005-10-25 | 2008-10-29 | 日东电工株式会社 | 清洁片材,附有清洁功能的输送构件及基板处理装置的清洁方法 |
JP2010145747A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2010231086A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ |
CN102566386A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-11 | 佳能化成株式会社 | 电子照相设备用清洁刮板及其生产方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107870536A (zh) * | 2016-09-26 | 2018-04-03 | 富士施乐株式会社 | 图像形成装置和处理盒 |
CN110068999A (zh) * | 2018-01-24 | 2019-07-30 | 佳能株式会社 | 图像形成装置 |
CN112470082A (zh) * | 2018-07-26 | 2021-03-09 | 株式会社理光 | 清洁刮板,处理卡盒,以及图像形成装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6318955B2 (ja) | 2018-05-09 |
JP2016033612A (ja) | 2016-03-10 |
CN105319908B (zh) | 2019-11-08 |
US20160033924A1 (en) | 2016-02-04 |
US9360824B2 (en) | 2016-06-07 |
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