CN106154774B - 静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒 - Google Patents

静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种静电图像显影用调色剂,包含:调色剂颗粒,该调色剂颗粒包含:粘结剂树脂,其具有聚酯树脂和苯乙烯‑(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂;防粘剂,其具有烃系防粘剂;以及低聚物,其包含苯乙烯结构,并且相对于所述调色剂颗粒,该低聚物的含量在1重量%至6重量%范围内。本发明还涉及静电图像显影剂和调色剂盒。

Description

静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒
技术领域
本发明涉及静电图像显影用调色剂、静电图像显影剂和调色剂盒。
背景技术
例如,专利文献1披露了“一种静电图像显影用调色剂,其中,通过聚酯树脂的合成而产生的、并且分子量为1000以下的低聚物的含量比率为1000重量ppm以下。”
此外,专利文献2披露了“一种电子照相用调色剂,其含有粘结剂树脂和防粘剂,其中该粘结剂树脂含有直链状聚酯树脂作为第一树脂,其中该直链状聚酯树脂是通过拉伸具有聚羟基羧酸骨架的低聚物而形成的,该低聚物由含有芳环的二元醇和羟基羧酸获得。”
此外,专利文献3披露了“一种静电图像显影用调色剂,其含有粘结剂树脂和炭黑,并且其通过湿式法制得,其中该炭黑的表面上具有包含硅烷低聚物的缩合物的包覆层。”
此外,专利文献4披露了“一种电子照相用调色剂,其含有选自基本上不含端基的环状低聚物和环状聚合物中的至少一种环状化合物。”
此外,专利文献5披露了“一种调色剂,其包含粘结剂树脂和着色剂,其中该粘结剂树脂包含:50重量%至80重量%的聚酯树脂;20重量%至50重量%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂;双酚A-环氧丙烷加合物和双酚A-环氧乙烷加合物,总含量为2.0重量%以下;以及100ppm以下的苯乙烯低聚物。”
此外,专利文献6披露了“一种静电图像显影用调色剂,其包含苯乙烯树脂和着色剂,其中,该苯乙烯树脂由作为低分子量物质的苯乙烯均聚物(其在凝胶过滤色谱法中在3000至80000范围内具有一个或多个分子量峰)和高分子量物质(其在凝胶过滤色谱法中在80000至1500000范围内具有一个或多个分子量峰)形成,并且低分子量物质与高分子量物质的重量比在80~40:20~60的范围内。”
此外,专利文献7披露了“一种制造用于静电图像显影用调色剂的粘结剂树脂的方法,其包括使包含低分子量树脂、高分子量树脂和蜡的原料共存并混合的工序,其中所述低分子量树脂为苯乙烯聚合物,该低分子量树脂的重均分子量(MwL)在2000至50000范围内,该低分子量树脂的GPC分子量峰值(MpL)在1500至30000范围内,并且该低分子量树脂的重均分子量(MwL)与数均分子量(MnL)之比(MwL/MnL)小于4。”
[专利文献1]JP-A-2014-029473
[专利文献2]JP-A-2012-118494
[专利文献3]JP-A-2011-069895
[专利文献4]JP-A-2003-186236
[专利文献5]JP-A-2000-347450
[专利文献6]JP-A-2004-177983
[专利文献7]JP-A-2005-165124
发明内容
本发明的目的是提供一种静电图像显影用调色剂,其能够防止在图像定影之后因图像与导向部件(guide member)间接触而产生光泽不均。
通过如下构成实现了上述目的。
根据本发明的第一方面,提供了一种静电图像显影用调色剂,包含:
调色剂颗粒,其包含:
粘结剂树脂,其具有聚酯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂;
防粘剂,其具有烃系防粘剂;以及
低聚物,其包含苯乙烯结构,并且相对于所述调色剂颗粒,该低聚物的含量在1重量%至6重量%范围内。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)在50℃至80℃的范围内。
根据本发明的第三方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述聚酯树脂的重均分子量(Mw)在5000至1000000范围内。
根据本发明的第四方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,相对于全部的所述粘结剂树脂,所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的含量在5重量%至30重量%范围内。
根据本发明的第五方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,在所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂中,苯乙烯单体相对于全部聚合组分的比例在60重量%至90重量%范围内。
根据本发明的第六方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,在所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂中,(甲基)丙烯酸烷基酯相对于全部聚合组分的比例在10重量%至40重量%范围内。
根据本发明的第七方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的玻璃化转变温度在40℃至70℃范围内。
根据本发明的第八方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的重均分子量在20000至200000范围内。
根据本发明的第九方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的分子量分布Mw/Mn在1至10范围内。
根据本发明的第十方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述烃系防粘剂具有通过进行第一次升温和降温以及第二次升温的差示扫描量热法测量的吸热峰,并且在所述第二次升温时测得的最大吸热峰在80℃至120℃范围内。
根据本发明的第十一方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,相对于全部的所述调色剂颗粒,所述烃系防粘剂的含量在1重量%至20重量%范围内。
根据本发明的第十二方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,相对于所述低聚物的全部构成元素,所述低聚物中碳和氢的含量为95原子%以上。
根据本发明的第十三方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述低聚物在200至8000的分子量范围内具有通过凝胶过滤色谱法测量的分子量分布的最大峰。
根据本发明的第十四方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,在所述低聚物中,相对于所述低聚物的全部组分,衍生自具有苯乙烯结构的单体的组分的含量为50重量%以上。
根据本发明的第十五方面,在根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂中,所述调色剂颗粒的形状因子SF1在110至150范围内。
根据本发明的第十六方面,提供了一种静电图像显影剂,包含根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂。
根据本发明的第十七方面,在根据第十六方面所述的静电图像显影剂中,包含树脂包覆载体,该树脂包覆载体含有导电性材料。
根据本发明的第十八方面,在根据第十七方面所述的静电图像显影剂中,所述导电性材料为炭黑。
根据本发明的第十九方面,提供了一种调色剂盒,其容纳有根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂,并且可从成像装置上拆卸下来。
与包含聚酯树脂、苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂、和烃系防粘剂的调色剂颗粒在小于1重量%或大于6重量%的含量范围内含有具有苯乙烯结构的低聚物的情况相比,根据本发明的第一、第二、第三、第五、第六、第七、第八、第九、第十一、第十四或第十五方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
与苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的含量小于5重量%的情况相比,根据本发明的第四方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
与低聚物的分子量分布的最大峰不在200至8,000的分子量范围内的情况相比,根据本发明的第十三方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
与烃系防粘剂在第二次升温过程中的最大吸热峰不在80℃至120℃的范围内的情况相比,根据本发明的第十方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
与低聚物中碳和氢的含量小于其全部构成元素的95原子%的情况相比,根据本发明的第十二方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,该静电图像显影用调色剂能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
与将含有小于1重量%或大于6重量%的具有苯乙烯结构的低聚物应用于调色剂颗粒(其包含聚酯树脂、苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂和烃系防粘剂)的情况相比,根据本发明的第十六、第十七、第十八或第十九方面,提供了这样一种静电图像显影剂或调色剂盒,该静电图像显影剂或调色剂盒能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
附图简要说明
下面将参照如下附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述,其中:
图1为示出了本发明示例性实施方案的成像装置的构成的示意图;
图2为通过局部放大定影装置周围而示出本示例性实施方案的成像装置中定影装置的截面示意图。
图3为示出根据本发明示例性实施方案的成像装置中定影装置的透视图。
具体实施方式
下面将详细描述作为本发明实例的示例性实施方案。
静电图像显影用调色剂
根据本发明示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文中称之为“调色剂”)包含调色剂颗粒。
此外,调色剂颗粒包含:粘结剂树脂,其含有聚酯树脂、以及苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂;烃系防粘剂;以及具有苯乙烯结构的低聚物(下文中称之为“苯乙烯低聚物”)。相对于调色剂颗粒,苯乙烯低聚物的含量为1重量%至6重量%。
此处,当通过利用了防粘剂的调色剂来形成图像时,定影时防粘剂渗出至图像表面,由此使对定影部件的剥离性升高并且获得了图像光泽。此外,其上已定影有图像的记录介质在通过定影部件之后被导向部件(例如,图2和3中所示定影装置200中剥离导轨(peeling guide)220的各肋(rib)、运送通路部件206的各肋、以及压紧辊(pinch roller)214)引导并排至装置外部。导向部件通过与完全冷却之前的图像的一部分接触,从而引导记录介质。
然而,当导向部件在图像完全冷却之前与图像的一部分接触时,由于接触部分的冷却快于非接触部分,因此在接触部分和非接触部分之间产生了防粘剂再结晶速度差异。具体而言,接触部分的再结晶速度变慢,非接触部分的再结晶速度变快。当局部产生了防粘剂的再结晶速度差异时,则在一些情况中会发生图像光泽不均。
此外,聚酯树脂与苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂间的相容性较低,并且防粘剂与这两种树脂间的相容性均较低。因此,在使用聚酯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂作为粘结剂树脂的情况中,在定影时渗出的防粘剂趋向于不均匀地分布于疏水性低于聚酯树脂的疏水性的苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂附近。
此外,当防粘剂不均匀地分布并且局部产生了防粘剂的再结晶速度差异时,则更易于产生图像光泽不均。
同时,在本发明实施方案的调色剂中,通过上述构成防止了在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均(下文中也简称为“图像光泽不均”)。其原因尚不清楚,但据推测原因如下。
首先,由于苯乙烯低聚物具有苯乙烯结构,因此其与具有烃结构的烃系防粘剂间的相容性高。当含有上述含量的苯乙烯低聚物和烃系防粘剂的调色剂颗粒在定影时熔融的时候,苯乙烯低聚物易于与烃系防粘剂相容。尤其是,由于苯乙烯低聚物为低分子量物质,因此可快速实现苯乙烯低聚物与烃系防粘剂间的相容。另外,当苯乙烯低聚物与烃系防粘剂间相容时,易于抑制防粘剂的再结晶。据认为,当导向部件与部分图像发生接触时,由于苯乙烯低聚物的再结晶速度低于烃系防粘剂的再结晶速度,因此通过苯乙烯低聚物与烃系防粘剂间的相容,从而防止了接触部分的快速冷却并因此使再结晶速度降低。
此外,当易于抑制烃系防粘剂的再结晶时,可防止局部出现防粘剂再结晶速度的差异。
此外,对于包含聚酯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂作为粘结剂树脂的调色剂颗粒,当其包含苯乙烯低聚物时,苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂起到分散剂的作用,并且苯乙烯低聚物的分散性提高。因此,易于表现出抑制烃系防粘剂再结晶的功能。
如上所述,通过利用本发明实施方案的调色剂,能够防止在图像定影之后因图像与导向部件间接触而产生光泽不均。
另外,当在低温低湿度环境(例如,10℃、15%RH的环境)中在作为记录介质的涂覆纸(通过利用涂料或合成树脂涂覆纸张表面而获得的纸)上形成图像面积比例为100%的密实图像(无法识别记录介质文理的图像)时,易于产生图像光泽不均。通过利用本发明示例性实施方案的调色剂,即使在涂覆纸上形成密实图像时也可防止产生光泽不均。
另外,为了防止产生图像光泽不均,不采用导向部件、或者采用与全部图像接触的导向部件的模式是有效的,但是装置重量或尺寸易于增加。然而,通过本发明示例性实施方案的调色剂,未采用上述模式也可防止出现图像光泽不均。
下文中,将对本发明示例性实施方案的调色剂进行详细描述。
本发明示例性实施方案的调色剂包含调色剂颗粒以及根据需要的外部添加剂。
调色剂颗粒
调色剂颗粒包含粘结剂树脂、防粘剂、和苯乙烯低聚物。调色剂颗粒可包含着色剂、防粘剂、以及根据需要的其他添加剂。
粘结剂树脂
作为粘结剂树脂,可使用聚酯树脂或苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂。
下面对聚酯树脂进行描述。
作为聚酯树脂的例子,可列举已知的聚酯树脂。
聚酯树脂的例子包括多元羧酸与多元醇的缩聚物。此外,作为聚酯树脂,可使用市售商品或合成品。
多元羧酸的例子包括:脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸或癸二酸),脂环式二羧酸(例如环己烷二甲酸等),芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、或萘二甲酸),它们的酸酐,或者它们的低级(例如碳原子数在1至5范围内)烷基酯。其中,作为多元羧酸,芳香族二羧酸是优选的。
作为多元羧酸,可以与二元羧酸一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的羧酸。三元或更多元的羧酸的例子包括偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐、以及它们的低级(例如碳原子数在1至5范围内)烷基酯。
多元羧酸可以单独使用,或者可以两种或更多种组合使用。
多元醇的例子包括脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、或新戊二醇),脂环式二醇(例如环己烷二醇、环己烷二甲醇、或氢化双酚A),以及芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加合物、或者双酚A的环氧丙烷加合物)。其中,作为多元醇,例如,芳香族二醇或脂环式二醇是优选的,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,可以与二元醇一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的醇。三元或更多元的醇的例子包括丙三醇、三羟甲基丙烷、和季戊四醇。
多元醇可以单独使用,或者可以两种或更多种组合使用。
聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选在50℃至80℃范围内,更优选在50℃至65℃范围内。
此外,玻璃化转变温度是由通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线而获得的,更具体而言,玻璃化转变温度根据JIS K-1987“塑料的转变温度测量方法”的玻璃化转变温度测定方法中所描述的“外推玻璃化转变起始温度”来获得。
聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选在5000至1000000范围内,更优选在7000至500000范围内。
聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选在2000至100000范围内。
聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选在1.5至100范围内,更优选在2至60范围内。
此外,通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测定重均分子量和数均分子量。利用GPC的分子量测量是使用HLC-8120(由Tosoh公司制造的GPC)作为测量装置,使用TSKgel SuperHM-M(15cm)(Tosoh公司制造的柱子)在THF溶剂中进行的。通过该测定结果,并利用通过单分散聚苯乙烯标准样品制得的分子量校准曲线来计算出重均分子量和数均分子量。
聚酯树脂可以通过公知的制造方法得到。具体而言,通过如下方法获得聚酯树脂,其中:将聚合温度设定为180℃至230℃,根据需要将反应体系减压,然后除去缩合期间产生的水或醇,从而进行反应。
在原料单体在反应温度下不溶解或不相溶的情况下,也可以加入高沸点溶剂作为增溶剂使之溶解。这种情况下,一边蒸馏除去增溶剂一边进行缩聚反应。在缩聚反应中存在相溶性差的单体的情况下,也可以预先使相溶性差的单体和将与该单体缩聚的酸或醇缩聚,然后再与主成分缩聚。
下面将描述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂。
苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的例子包括通过至少使苯乙烯单体与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚得到的共聚物。此外,苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂可为除苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸烷基酯外还与其他单体共聚而获得的共聚物。
此处,术语“(甲基)丙烯酸”可同时表示“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
苯乙烯单体为具有苯乙烯结构的单体。苯乙烯单体的实例包括:苯乙烯;乙烯基萘;烷基取代的苯乙烯,如α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、或者对正十二烷基苯乙烯;芳基取代的苯乙烯,如对苯基苯乙烯;烷氧基取代的苯乙烯,如对甲氧基苯乙烯;卤素取代的苯乙烯,如对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、4-氟苯乙烯、或2,5-二氟苯乙烯;硝基取代的苯乙烯,如间硝基苯乙烯、邻硝基苯乙烯、或对硝基苯乙烯。其中,作为苯乙烯单体,优选为苯乙烯、对乙基苯乙烯、或对正丁基苯乙烯等。
苯乙烯单体可单独使用,或者两种或更多种组合使用。
(甲基)丙烯酸烷基酯为这样一种单体,该单体具有(甲基)丙烯酰基,并且其中烷基通过酯键与(甲基)丙烯酸连接。(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例子包括:(甲基)丙烯酸烷基酯,如(甲基)丙烯酸正甲酯、(甲基)丙烯酸正乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸异庚酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、或甲基丙烯酸异冰片酯;二(甲基)丙烯酸酯,如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、或癸二醇二(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸羧基取代烷基酯,如(甲基)丙烯酸-β-羧乙酯;(甲基)丙烯酸羟基取代烷基酯,如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-3-羟丁酯、或(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯;(甲基)丙烯酸烷氧基取代烷基酯,如(甲基)丙烯酸-2-甲氧基乙酯。
在这些(甲基)丙烯酸烷基酯中,从定影性的观点出发,具有碳数为2至14(碳数范围优选为2至10,更优选为3至8)的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯是优选的。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,除了上述(甲基)丙烯酸酯以外,还可列举(甲基)丙烯酸。
这些(甲基)丙烯酸烷基酯可单独使用,或者两种或多种组合使用。
其他单体的例子包括烯属不饱和腈类(丙烯腈和甲基丙烯腈)、乙烯基醚类(乙烯基甲醚和乙烯基异丁醚)、乙烯基酮类(乙烯基甲酮、乙烯基乙酮、和乙烯基异丙烯基酮)、二烯类(己二酸二乙烯酯等)、和烯烃(乙烯、丙烯、和丁二烯等)。
从图像储存性的角度来看,在苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂中,苯乙烯单体相对于全部聚合组分的比例(即,衍生自苯乙烯单体的重复单元相对于树脂总重量的比例)可为60重量%以上,优选为65重量%至90重量%,更优选为70重量%至85重量%。
此外,(甲基)丙烯酸烷基酯对于全部聚合组分的比例(即,衍生自(甲基)丙烯酸烷基酯的重复单元相对于树脂总重量的比例)优选为10重量%至40重量%,更优选为10重量%至35重量%。
从调色剂的优异粉末特性的角度来看,苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选在40℃至70℃范围内,更优选在50℃至65℃范围内。
此外,按照与聚酯树脂的玻璃化转变温度相同的测量方式来测量其玻璃化转变温度。
从调色剂的优异粉末特性的角度来看,苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的重均分子量(Mw)优选在20000至200000范围内,更优选在40000至100000范围内。
苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的数均分子量(Mn)优选在5000至30000范围内。
苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的分子量分布Mw/Mn优选在1至10范围内,更优选在2至6范围内。
其重均分子量和数均分子量测量方式与聚酯树脂的分子量测量方式相同。
将已知聚合方法(自由基聚合法,如乳液聚合法、无皂乳液聚合、悬浮聚合、细乳液聚合(miniemulsion polymerization)和微乳液聚合(microemulsion polymerization))用于苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物树脂的合成。
此外,在聚合过程中,可通过控制交联剂(例如,丙烯酸癸二醇酯)的量来控制苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的交联密度。
下面将描述其他粘结剂树脂。
除聚酯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂以外,粘结剂树脂还可包括其他树脂。在这种情况中,聚酯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂在全部粘结剂树脂中所占比例可为55重量%以上(优选为70重量%以上,更优选为90重量%以上)。
其他粘结剂树脂的例子包括除苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂以外的其他乙烯基树脂(例如,苯乙烯树脂或丙烯酸烷基酯树脂)和非乙烯基树脂(例如,环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂或改性松香)。
下面将描述粘结剂树脂的含量。
相对于全部的调色剂颗粒,粘结剂树脂的含量优选为40重量%至95重量%,更优选为50重量%至90重量%,还更优选为60重量%至90重量%。
此处,从定影性的角度来看,聚酯树脂的含量为全部粘结剂树脂的50重量%至95重量%(优选为60重量%至80重量%)。
从实现定影性和带电性的角度来看,苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的含量相对于全部粘结剂树脂可为5重量%至50重量%(优选为5重量%至30重量%)。尤其是,当将苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的含量调节至5重量%至30重量%的范围(优选为10重量%至30重量%的范围)时,苯乙烯低聚物的分散性改善并且易于防止发生图像光泽不均。此外,还改善了调色剂的带电性。
防粘剂
作为防粘剂,使用了烃系防粘剂。
烃系防粘剂为具有烃作为结构的蜡。烃系防粘剂的例子包括费-托蜡、聚乙烯蜡(具有聚乙烯结构的蜡)、聚丙烯蜡(具有聚丙烯结构的蜡)、石蜡(具有链烷烃结构的蜡)和微晶蜡。
烃系防粘剂具有通过差示扫描量热法(其进行了第一次升温和降温以及第二次升温)测量的吸热峰,并且优选在80℃至120℃范围内(优选在90℃至110℃范围内)具有在第二次升温时测量的最大吸热峰(下文中,也称为“最大第二吸热峰”)。此外,表述“具有最大吸热峰”表示距离70℃至130℃的基准温度范围(其为基线)的高度为0.2mW以上的峰。
当烃系防粘剂的最大第二峰处于上述范围内时,其与苯乙烯低聚物间的相容性升高,因此易于防止发生图像光泽不均。
此外,烃系防粘剂的最大第二峰为通过如下方式测量得到的最大吸热峰,该方式为:通过使用差示扫描量计(“DSC-60型”,由Shimadzu Corporation制造),进行:(1)以10℃/分钟的升温速率由室温(25℃)加热至150℃,作为第一次升温;(2)在150℃下保持5分钟;(3)以10℃/分钟的降温速率由150℃冷却至0℃,作为第一次降温;(4)在0℃下保持5分钟;以及(5)以10℃/分钟的升温速率由0℃加热至150℃。
除了烃系防粘剂外,所述防粘剂还可包含其他防粘剂。在这种情况中,烃系防粘剂相对于全部防粘剂的比例可为85重量%以上(优选为95重量%以上)。
其他防粘剂的例子包括:天然蜡,如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成蜡或矿物/石油类蜡,如褐煤蜡;以及酯类蜡,如脂肪酸酯和褐煤酸酯。
相对于全部调色剂颗粒,防粘剂的含量优选在(例如)1重量%至20重量%范围内,且更优选在3重量%至15重量%范围内。
苯乙烯低聚物
苯乙烯低聚物为具有苯乙烯结构的低聚物。苯乙烯低聚物为(例如)通过以2至100的聚合度将单体聚合而获得的低聚物。苯乙烯低聚物的例子包括:通过使具有苯乙烯结构的单体均聚而获得的低聚物;以及通过使具有苯乙烯结构的单体与其他单体共聚而获得的低聚物。
作为苯乙烯低聚物,从提高与烃系防粘剂的相容性以及防止图像光泽不均的角度来看,通过使具有苯乙烯结构的单体均聚而获得的低聚物是优选的。
此外,在通过使具有苯乙烯结构的单体与其他单体共聚而获得的低聚物的情况中,低聚物中所包含的衍生自具有苯乙烯结构的单体的组分为全部组分的50重量%以上(优选为70重量%以上,更优选为90重量%以上)。
作为具有苯乙烯结构的单体,可列举由下式(St)表示的化合物。
在式(St)中,Rst1表示氢原子、烷基、芳基或烯丙基。
Rst2表示氢原子、烷基、芳基或烯丙基。
Rst3表示氢原子、烷基、芳基或烯丙基。
作为由Rst1、Rst2或Rst3表示的烷基的例子,可列举具有1至20个碳原子(优选1至10个碳原子)的直链、支链或环状(优选为直链或支链)烷基。烷基的例子包括被诸如苯基之类的芳基取代的取代烷基。
由Rst1、Rst2或Rst3表示的芳基的例子包括苯基、苄基和甲苯基。芳基的例子包括被烷基等取代的取代芳基。
尤其是,作为由式(St)表示的化合物,优选这样的化合物,其中Rst1表示氢原子、甲基或乙基,Rst2表示氢原子、甲基或乙基,并且Rst3表示氢原子、甲基或乙基。
具有苯乙烯结构的单体的例子包括2,4-二苯基-1-丁烯和2,4,6-三苯基-1-己烯。
可与具有苯乙烯结构的单体聚合的其他单体的例子包括:(甲基)丙烯酸酯(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯,丙烯酸-2-乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯)、烯属不饱和腈(丙烯腈和甲基丙烯腈)、乙烯基醚(乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚)、乙烯基酮(乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、和乙烯基异丙烯基酮)、和烯烃(乙烯、丙烯和丁二烯)。
苯乙烯低聚物可在200至8000的分子量范围内(优选在200至2000范围内)具有通过凝胶过滤色谱法测量的分子量分布的最大峰。此外,表述“具有最大峰”表示在将0分钟至15分钟的峰收集时间设为基准之后,距该基准的峰高度为5mV以下。
当苯乙烯低聚物的分子量分布峰在上述范围内时,能够更好地提高与烃系防粘剂的相容性,从而更易于防止图像光泽不均。
通过凝胶过滤色谱法测量的苯乙烯低聚物的重均分子量Mw优选在200至5000范围内,更优选在200至1500范围内。
当苯乙烯低聚物的重均分子量分布在上述范围内时,能够更好地提高与烃系防粘剂的相容性,从而更易于防止图像光泽不均。
此外,通过如下方法,由凝胶过滤色谱法测量分子量分布峰和重均分子量。
凝胶过滤色谱装置:由Tosoh公司制造;HLC-8220GPC,柱子:由Tosoh公司制造;Tskgel Super HZM-H(6.0mm×150mm),2连(2reams),测量温度:40℃(柱子,检测器),溶剂:四氢呋喃(THF),流速:0.6mL/分钟,检测器:RI(差示折射仪),样品浓度:0.2%(可溶性成分的浓度),样品注射量:10μL,样品预处理:将样品溶解于THF中,利用尺寸为0.45μm且具有耐溶剂性的针筒式滤器进行过滤,然后将其设为测量样品。校准曲线:利用标准聚苯乙烯树脂制作。
相对于全部构成元素,苯乙烯低聚物中碳和氢的含量可为95原子%以上(优选在98原子%至100原子%范围内)。
当苯乙烯低聚物中碳和氢的含量(C和H的含量)在上述范围内时,能够更好地提高与烃系防粘剂的相容性,从而易于防止图像光泽不均。
此外,苯乙烯低聚物中碳和氢的含量测量方式如下。
将调色剂颗粒溶解于甲醇等溶液中,对溶剂施加超声波,并提取含苯乙烯低聚物的液体。对所提取的含苯乙烯低聚物的液体进行液相色谱,并且分离并分馏出苯乙烯低聚物。此外,通过色谱分析并利用TCD检测器对分馏出的苯乙烯低聚物样品进行特定化。将该样品在反应器中燃烧,并利用柱子将由此产生的氢、碳、和氮彼此分离,从而由峰面积确定氢、碳、和氮的量。作为标准物质,使用了乙酰苯胺。通过这种方式,确定了碳和氢的含量。
从防止图像光泽不均的角度来看,相对于调色剂颗粒,苯乙烯低聚物的含量在1重量%至6重量%范围内,优选在2重量%至5重量%范围内,更优选在3重量%至4重量%范围内。
通过下述方法测量苯乙烯低聚物的含量。
将调色剂颗粒溶解于甲醇等溶液中,对溶剂施加超声波,并提取含苯乙烯低聚物的液体。对所提取的含苯乙烯低聚物的液体进行液相色谱,并且分离并分馏出苯乙烯低聚物。此外,通过利用苯乙烯低聚物含量已知的调色剂颗粒进行上述操作,从而制作校准曲线。基于该校准曲线进行相同操作,从而确定调色剂颗粒中苯乙烯低聚物的含量。
测量碳和氢的含量以及苯乙烯低聚物含量时的液相色谱条件如下所示。
“HPLC ELITE LaChrom L-2000系(Hitachi High-Technologies公司)”用作分析装置。“Inertsil ODS3(5μm)(GL Sciences,Inc.)”用作柱子,并且“0.1体积%的磷酸/乙腈=20/80”用作洗脱液。分析时间为90分钟(对检测到主峰的0分钟至35分钟进行分析,并且洗涤柱子35分钟至90分钟,以将聚合物成分完全洗出),样品注射量为10μL,并且测量波长设定为210mm。
-着色剂-
着色剂的例子包括各种颜料,如碳黑、铬黄、汉撒黄(Hansa Yellow)、联苯胺黄、还原黄(Threne Yellow)、喹啉黄、颜料黄、永固橙GTR、吡唑啉酮橙、伏尔甘橙(VulcanOrange)、万赤洋红色(Watchung Red)、永固红、亮胭脂红3B(Brilliant Carmine 3B)、亮胭脂红6B(Brilliant Carmine 6B)、杜邦油红(DuPont Oil Red)、吡唑啉酮红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、铜油蓝(Chalco Oil Blue)、氯化亚甲基蓝(Methylene Blue Chloride)、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿和孔雀绿草酸盐;以及各种染料,例如吖啶染料、呫吨染料、偶氮染料、苯醌染料、吖嗪染料、蒽醌染料、硫靛染料、二噁嗪染料、噻嗪染料、偶氮甲碱染料、靛青染料(indigo dyes)、酞菁染料、苯胺黑染料、聚甲川染料、三苯甲烷染料、二苯甲烷染料、以及噻唑染料。
这些着色剂可以单独使用、或者将两种或多种组合使用。
对于着色剂,可以根据需要使用经过表面处理的着色剂,或者与分散剂组合使用。另外,着色剂可以多种组合使用。
相对于全部调色剂颗粒,着色剂的含量优选在1重量%至30重量%的范围内,并且更优选在3重量%至15重量%的范围内。
-其他添加剂-
其它添加剂的例子包括已知的添加剂,例如磁性材料、电荷控制剂和无机颗粒。这些添加剂包含在调色剂颗粒中作为内部添加剂。
-调色剂颗粒的特性-
调色剂颗粒可以具有单层结构,或者可以具有所谓的核/壳结构,该核/壳结构由核(核颗粒)和包覆在所述核上的覆层(壳层)形成。
此处,具有核/壳结构的调色剂颗粒可由这样的核和覆层形成:所述核包含粘结剂树脂、并且根据需要包含其它添加剂(例如着色剂和防粘剂);所述覆层包含粘结剂树脂。
此外,核和覆层部中的至少一者中包含(甲基)丙烯酸烷基酯。
调色剂颗粒的体均粒径(D50v)优选在2μm至15μm范围内,更优选在3μm至9μm范围内。
此外,使用Coulter Multisizer II(由BECKMAN COULTER公司制造)并且使用ISOTON-II(由BECKMAN COULTER公司制造)作为电解液,从而测量调色剂颗粒的各种平均粒径和各种粒径分布指数。
在测量中,将0.5mg至50mg的测量样品添加到2ml 5%的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)水溶液中,该表面活性剂作为分散剂。并将所获得的溶液添加到100ml至150ml的电解液中。
将悬浮有样品的电解液在超声波分散器中进行分散处理1分钟,并且,使用Coulter Multisizer II并且利用孔径为100μm的孔,对粒径在2μm至60μm范围的颗粒的粒径分布进行测量。此外,取样的颗粒数量为50000。
在基于所测得的粒径分布而划分的粒径范围(通道)中,从最小直径一侧开始绘制体积和数量的累积分布,将累积值为16%的粒径定义为体积粒径D16v和数量粒径D16p,将累积值为50%的粒径定义为体积平均粒径D50v和累积数量平均粒径D50p,并且将累积值为84%的粒径定义为体积粒径D84v和数量粒径D84p。
使用这些定义,体积平均粒径分布指数(GSDv)计算为(D84v/D16v)1/2,并且数均粒径分布指数(GSDp)计算为(D84p/D16p)1/2
调色剂颗粒的形状因子SF1优选在110至150范围内,更优选在120至140范围内。
此外,形状因子SF1可以通过以下方程式确定。
方程式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在该方程式中,ML表示调色剂的绝对最大长度,并且A表示调色剂的投影面积。
具体而言,形状因子SF1主要是通过利用图像分析仪对显微镜图像或扫描电子显微镜(SEM)图像进行分析后经数字转化得到,并且根据如下计算得到。即,通过摄像机,将分散在载玻片表面上的颗粒的光学显微镜图像输入图像分析仪(Luzex),从而确定100个颗粒的最大长度和投影面积,然后利用以上表达式进行计算,并求得其平均值,从而获得形状因子。
外部添加剂
作为外部添加剂,可列举无机颗粒。无机颗粒的例子包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4和MgSO4
可利用疏水化剂对作为外部添加剂的无机颗粒的表面进行处理。该处理通过将无机颗粒浸渍在疏水化剂中进行。对疏水化剂没有特别限定,其例子包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂、以及铝偶联剂。可以单独使用这些化合物,或两种或更多种组合使用。
相对于每100重量份的无机颗粒,疏水化剂的量例如通常在1重量份至10重量份范围内。
外部添加剂的例子包括树脂颗粒(聚苯乙烯、PMMA、三聚氰胺树脂等的树脂颗粒)以及清洁活化剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐以及氟类聚合物的颗粒)。
基于调色剂颗粒,所述外部添加剂的量(例如)优选在0.01重量%至5重量%范围内,更优选在0.01重量%至2.0重量%范围内。
调色剂的制备方法
接下来,将对本发明示例性实施方案的调色剂的制备方法进行描述。
可通过在制备调色剂颗粒之后,向调色剂颗粒中加入外部添加剂,从而获得本发明示例性实施方案的调色剂。
调色剂颗粒可以用干式法(例如,捏合粉碎法)或湿式法(例如,聚集凝结法、悬浮聚合法或溶解悬浮法)制得。调色剂颗粒的制备方法并不局限于这些方法,可采用公知的方法。
其中,优选通过聚集凝结法获得调色剂颗粒。
具体而言,例如,在用聚集凝结法制备调色剂颗粒的情况下,调色剂颗粒是通过如下步骤获得的:制备树脂颗粒分散液的步骤,其中分散有作为粘结剂树脂的树脂颗粒(树脂颗粒分散液制备步骤);使树脂颗粒分散液(根据需要,在混合其他颗粒分散液之后的分散液)中的树脂颗粒(以及根据需要的其它颗粒)聚集,以形成聚集颗粒的步骤(聚集颗粒形成步骤);以及加热分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液从而使聚集颗粒凝结,以形成调色剂颗粒的步骤(凝结步骤)。
此处,在聚集凝结方法中,在上述步骤中的至少一个步骤中向分散液中加入苯乙烯低聚物。此外,在制备下述具有核-壳结构的调色剂颗粒中,可在获得分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液之后,向各分散液中加入苯乙烯低聚物。
此外,改变作为粘结剂树脂的苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的合成条件,以形成苯乙烯低聚物,并且可使用含有苯乙烯低聚物的苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂。
下面,将对各步骤进行详细描述。
在下面的描述中,将对获得含有着色剂和防粘剂的调色剂颗粒的方法进行说明,但是着色剂和防粘剂视需要而使用。可使用其他添加剂替代着色剂和防粘剂。
树脂颗粒分散液制备步骤
首先,例如,与分散有作为粘结剂树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液一起,制备了分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液以及分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
此处,通过利用表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中,从而制备了树脂颗粒分散液。
作为用于树脂颗粒分散液的分散介质,可列举水性介质。
水性介质的例子包括(例如)水(如蒸馏水或离子交换水)以及醇类。可以单独使用这些水性介质,或两种或更多种组合使用。
表面活性剂的例子包括(例如)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,如胺盐类表面活性剂和季铵盐类表面活性剂;以及非离子表面活性剂,如聚乙二醇类表面活性剂、烷基苯酚环氧乙烷加合物类表面活性剂和多元醇类表面活性剂。尤其是,其中,可列举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与阴离子活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。
可以单独使用一种表面活性剂,或是两种或更多种组合使用。
在树脂颗粒分散液中,将树脂颗粒分散在分散介质中的方法例子包括利用旋转剪切型均质机以及具有媒介的球磨机、砂磨机和dyno磨的一般分散方法。另外,根据树脂颗粒的种类,可以利用转相乳化法使树脂颗粒分散到树脂颗粒分散液中。
此外,转相乳化法是这样的方法:使将要分散的树脂溶解在该树脂可溶的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱以引起中和,然后向其中加入水性介质(W相)从而使树脂由W/O转换为O/W(所谓的转相)以形成非连续相,从而使树脂以颗粒状分散在水性介质中。
分散在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体均粒径优选在0.01μm至1μm范围内,更优选在0.08μm至0.8μm范围内,还更优选在0.1μm至0.6μm范围内。
此外,树脂颗粒的体均粒径通过以下方式测定:基于使用激光衍射型粒径分布测量装置(如LA-700,由Horiba有限公司制造)测量而获得的粒径分布,对于所划分的粒径范围(通道),从小直径一侧开始绘制体积累积分布,并且将相对于全部颗粒的累积值为50%处的粒径定义为体均粒径D50v。此外,其它分散液中的颗粒的体均粒径也用同样的方法测定。
树脂颗粒分散液中包含的树脂颗粒的含量优选为5重量%至50重量%,更优选为10重量%至40重量%。
此外,按照与树脂颗粒分散液相同的方式制备了(例如)着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液。即,关于颗粒的体均粒径、分散介质、分散方法和颗粒含量,将树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的这些方面也同样应用于着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒、以及分散在防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒。
聚集颗粒形成步骤
接下来,将树脂颗粒分散液与着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液混合。
此外,在混合分散液中,树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒发生异质聚集(hetero-aggregated)以形成聚集颗粒,该聚集颗粒的直径与目标调色剂颗粒的直径接近、并且含有树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒。
具体而言,例如,向混合分散液中添加凝集剂,并且将混合分散液pH值调节为酸性(例如pH值在2至5范围内),在根据需要向其中添加分散稳定剂之后,将分散液温度加热至树脂颗粒的玻璃化转变温度(具体而言,例如从树脂颗粒的玻璃化转变温度-30℃至玻璃化转变温度-10℃),以使分散在混合分散液中的颗粒聚集,并形成聚集颗粒。
在聚集颗粒形成步骤中,例如,利用旋转剪切型均质机搅拌混合分散液,在室温(例如25℃)下向其中添加上述凝集剂,并将混合分散液pH值调节到酸性(例如pH值在2至5范围内)并且根据需要添加向其中分散稳定剂,随后进行上述加热。
凝集剂的例子包括与加入至混合分散液中作为分散剂的表面活性剂极性相反的表面活性剂、无机金属盐和二价或更高价的金属络合物。具体而言,当金属络合物用作凝集剂时,表面活性剂的用量减少,带电性提高。
此外,根据需要,可以使用与该凝集剂的金属离子形成络合物或类似的键的添加剂。作为这样的添加剂,优选使用螯合剂。
无机金属盐的例子包括金属盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、和硫酸铝;以及无机金属盐聚合物如聚氯化铝、聚氢氧化铝或多硫化钙。
作为螯合剂,可以使用水溶性的螯合剂。螯合剂可以使用(例如)羟基羧酸(oxycarboxylic acid)如酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)等。
相对于每100重量份的树脂颗粒,螯合剂的添加量优选在0.01重量份至5.0重量份范围内,更优选在0.1重量份至小于3.0重量份范围内。
凝结步骤
接下来,在等于或高于树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(例如,比树脂颗粒的玻璃化转变温度高至少10℃至30℃的温度)下加热分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液,以使聚集颗粒凝结并形成调色剂颗粒。
经过进行上述步骤,得到调色剂颗粒。
此外,可以通过以下步骤制备调色剂颗粒:在得到分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液后,进一步将该聚集颗粒分散液与分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液混合,并使树脂颗粒聚集以使得树脂颗粒附着在聚集颗粒的表面上,从而形成第二聚集颗粒的步骤;以及,对分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液加热,以使第二聚集颗粒凝结,从而形成具有核-壳结构的调色剂颗粒的步骤。
此处,凝结步骤完成后,通过对在溶液中形成的调色剂颗粒进行周知的清洗步骤、固液分离步骤和干燥步骤以得到干燥状态的调色剂颗粒。
在清洗步骤中,从带电性能的观点出发,优选用离子交换水充分地进行置换清洗。此外,固液分离步骤虽然没有特别的限制,但是从生产性的观点来看,优选进行抽滤、压滤等。另外,干燥步骤虽然也没有特别的限制,但是从生产性的观点来看,优选使用冷冻干燥、闪喷干燥、流化干燥、振动型流化干燥等。
此外,通过向所获得的干燥状态下的调色剂颗粒中添加外部添加剂并将混合物混合,从而制得本发明示例性实施方案的调色剂。优选使用V型搅拌机、Henschel混合器、或混合器进行混合。另外,根据需要,可以用振动筛分机或风力筛分机除去粗大的调色剂颗粒。
静电图像显影剂
根据本发明的示例性实施方案的静电图像显影剂至少含有本发明示例性实施方案的调色剂。
根据本发明示例性实施方案的静电图像显影剂可以是仅含有本发明示例性实施方案的调色剂的单组分显影剂、或者是通过将调色剂与载体混合而获得的双组分显影剂。
对载体没有特别的限定,可以列举已知的载体。载体的例子包括:包覆载体,其中,由磁性粉末形成的芯材的表面包覆有包覆树脂;磁性粉末分散型载体,其中,磁性粉末分散于基体树脂中并与之组合;以及树脂浸渍型载体,其中,多孔磁性粉末浸渍有树脂。
此外,磁性粉末分散型载体和树脂浸渍型载体可以是这样的载体,其通过使用载体的构成颗粒为芯材并且用包覆树脂包覆芯材而获得。
磁性粉末的例子包括:磁性金属,如铁、镍和钴;以及磁性氧化物,如铁素体和磁铁矿。
包覆树脂和基体树脂的例子包括:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、具有有机硅氧烷键的直链有机硅树脂或其改性产物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚醛树脂、以及环氧树脂。
此外,包覆树脂和基体树脂可含有其它添加剂,如导电性颗粒。
导电性颗粒的例子包括:金属颗粒(如金、银和铜)、炭黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝和钛酸钾。
用包覆树脂包覆芯材表面的方法的例子包括利用包覆层形成用溶液来包覆芯材表面的方法,所述包覆层形成用溶液是将包覆树脂以及根据需要的各种添加剂溶解于适当溶剂中而成的。对于溶剂没有特别的限定,可以考虑所使用的包覆树脂、包覆适应性等来进行选择。
用树脂包覆表面的方法的具体例子包括:将芯材浸渍在包覆层形成用溶液中的浸渍法;将包覆层形成用溶液喷洒至芯材表面上的喷雾法;通过流动空气使芯材处于漂浮状态下喷洒包覆层形成用溶液的流化床法;在捏合涂布机中将载体的芯材与包覆层形成用溶液混合、并除去溶剂的捏合机涂布法。
双组分显影剂中,调色剂与载体(调色剂:载体)的混合比(重量比)优选为1:100至30:100,更优选为3:100至20:100。
成像装置/成像方法
下面对本发明示例性实施方案的成像装置和成像方法进行说明。
本发明示例性实施方案的成像装置包括:图像保持部件;对图像保持部件的表面充电的充电单元;在充电后的图像保持部件的表面上形成静电图像的静电图像形成单元;显影单元,其容纳有静电图像显影剂,并且利用该静电图像显影剂使形成于图像保持部件的表面上的静电图像显影为调色剂图像;将形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像转印到记录介质的表面上的转印单元;以及定影单元,其包括使转印至记录介质的表面上的调色剂图像定影的定影部件,和导向单元(guide unit),其包括导向部件,该导向部件通过与定影后的调色剂图像的一部分接触,从而对其上已定影有调色剂图像的记录介质进行导向。此外,本发明示例性实施方案的静电图像显影剂被用作所述静电图像显影剂。
在本示例性实施方案中的成像装置中,实施了包括如下工序的成像方法(本示例性实施方案的成像方法):对图像保持部件的表面进行充电的充电工序;在充电后的图像保持部件的表面上形成静电图像的静电图像形成工序;利用本示例性实施方案的静电图像显影剂使形成于图像保持部件表面上的静电图像显影为调色剂图像的显影工序;将形成于图像保持部件表面上的调色剂图像转印到记录介质表面上的转印工序;以及使转印至记录介质表面上的调色剂图像定影、并且通过使导向部件与定影后的调色剂图像的一部分接触从而对其上定影有调色剂图像的记录介质进行导向的定影工序。
此处,记录介质由定影部件向导向部件行进的距离可为1m以下(优选在0.02m至0.3m范围内)。该距离为由记录介质与定影部件间的接触终点至记录介质与导向部件间的接触起点的沿记录介质的运送通路的路径。当该距离较短,为1m以下时,定影后的图像未完全冷却,因此易于发生图像的光泽不均。尤其是,当导向部件为辊部件时,与导向部件为肋部件的情况相比,其与图像的接触面积较大,因此图像的光泽不均更为显著。同时,在本发明的示例性实施方案中,即使在易于发生图像光泽不均的状态下,也可抑制图像光泽不均的产生。
根据本发明示例性实施方案的成像装置的例子包括已知成像装置,如具有直接转印系统的装置,该直接转印系统将形成于图像保持部件表面上的调色剂图像直接转印至记录介质上;具有中间转印系统的装置,该中间转印系统将形成于图像保持部件表面上的调色剂图像一次转印至中间转印部件的表面上,然后将已转印至中间转印部件表面上的调色剂图像二次转印至记录介质的表面上;包括清洁单元的装置,该清洁单元在调色剂图像转印之后、充电之前对图像保持部件的表面进行清洁;以及包括除电单元(erasing unit)的装置,在调色剂图像转印之后、充电之前,该除电单元利用除电光照射图像保持部件的表面以进行除电。
在装置具有中间转印系统的情况中,转印单元的构成包括:中间转印部件,调色剂图像被转印至该中间转印部件的表面上;一次转印单元,其将形成于图像保持部件的表面上的调色剂图像一次转印至中间转印部件的表面上;和二次转印单元,其将已转印至中间转印部件的表面上的调色剂图像二次转印至记录介质的表面上。
此外,在根据本示例性实施方案的成像装置中,包括显影单元的部分可具有能够从成像装置上拆卸下来的盒结构(处理盒)。作为该处理盒,优选使用包括容纳有根据本发明示例性实施方案的静电图像显影剂的显影单元的处理盒。
下文中,将对根据本示例性实施方案的成像装置的实例进行说明,但本发明不局限于此。此外,对附图中所示出的主要部件进行了说明,而省略了对其他部件的说明。
图1为示出了本发明示例性实施方案的成像装置的构成的示意图。图2为通过局部放大定影装置周围而示出本示例性实施方案的成像装置中定影装置的截面示意图。图3为示意性示出根据本发明示例性实施方案的成像装置中定影装置的透视图。
图1中示出的成像装置包括:供纸容器14和15,其中纸张P(记录介质的例子)层叠为一摞并容纳于装置的下部;排纸部20,其配置由位于装置上部的排纸口40排出至外部的其上形成有图像的纸张P。此外,成像装置10包括:位于供纸容器14和15与排纸部20之间的成像单元11,其在纸张P上形成图像;控制单元12,其控制成像操作;以及电源单元13。此外,成像装置10包括:多个纸张运送通路,其将纸张P导向装置中的各成像工序;以及多个运送辊,其设置于纸张运送通路上并运送纸张P。此外,图中的箭头U示出了成像装置10的向上方向,箭头F示出了成像装置10的向前方向,箭头H示出了成像装置10的横向方向。
成像装置10设置有:第一纸张运送通路80,其由供纸容器14的尖端侧(装置的前侧)向装置的前方倾斜向上弯曲;以及第二纸张运送通路82,其由供纸容器15的尖端侧(图1中所示装置前方的尖端侧)向装置的前方倾斜向上弯曲。这些纸张运送通路在一对定位辊24的前面(下方)汇聚,其中所述定位辊24设置于供纸容器14的上方。
此外,盖子10A通过利用铰链10B以可开合的方式连接至成像装置10的前表面侧,其中铰链10B设置于装置的下部作为转轴。在盖子10A的前表面上设置有手动供纸容器10C,该手动供纸容器10C的转轴与铰链10B的转轴相同,当打开手动供纸容器10C时,会出现设置于盖子10A中的纸张P的投入口21。投入口21为设置于成像装置10中的第三纸张运送通路84的入口,并且第三纸张运送通路84由投入口21向装置的后方倾斜向上弯曲。
在供纸容器14的尖端侧的正上方以挤压纸张P的上表面的尖端侧的方式设置有给纸辊16。在装置中相对于给纸辊16的前方侧设置有被给纸辊16挤压的分离辊18。给纸辊16具有这样的构造,使得通过拾取位于供纸容器14的最上方的纸张P并使纸张P从给纸辊16和分离辊18之间通过,从而将纸张P送至第一纸张运送通路80。此外,分离辊18将被给纸辊16取出的纸张P分离(在取出了多张纸张的情况中,将纸张P分离)。
类似地,在供纸容器15的尖端侧的正上方以挤压纸张P的上表面的尖端侧的方式设置有给纸辊17。在装置中相对于给纸辊17的前方侧设置有被给纸辊17挤压的分离辊19。给纸辊17具有这样的构造,使得通过拾取位于供纸容器15的最上方的纸张P并使纸张P从给纸辊17和分离辊19之间通过,从而将纸张P送至第二纸张运送通路82。此外,分离辊19将被给纸辊17取出的纸张P分离(在取出了多张纸张的情况中,将纸张P分离)。
此外,在第二纸张运送通路82上设置有一对定位辊25,并且定位辊25将已送至第二纸张运送通路82的纸张P运送至定位辊24侧。
此外,成像装置10设置有成像运送通路86,其将由定位辊24送入的纸张P导向成像单元11中的定影装置200,并且成像运送通路86由定位辊24向位于其上方的定影装置200延伸。
成像运送通路86设置有环形运送带26,该环形运送带26静电吸附纸张P并将纸张P运送至定影装置200。由设置于运送带26的上部的旋转辊27和设置于运送带26的下部的旋转辊29向运送带26施加张力以支撑运送带26。当沿一个方向(图1中的逆时针方向)旋转驱动旋转辊27和旋转辊29中的一者时,运送带26沿一个方向(图1中的逆时针方向)旋转(循环驱动)。
在运送带26的成像运送通路86的上游侧(有时简称为“上游侧”),在与运送带26相邻处设置有充电辊32,充电辊32将运送带26的表面充电,并挤压被静电吸附至运送带26的纸张P。
此外,在隔着成像运送通路86与运送带26相对的位置,沿着成像运送通路86以基本上垂直的方向依次垂直布置多个分别与黄色、品红色、青色和黑色相对应的处理盒28Y、28M、28C和28K。此外,成像单元11包括处理盒28Y、28M、28C和28K、转印装置39和定影装置200。
在各处理盒28Y、28M、28C和28K中设置有沿一个方向(图1中的逆时针方向)旋转的感光鼓30(图像保持部件的例子)。在感光鼓30的周围,自感光鼓30旋转方向的上游侧起依次设置有:充电辊(充电单元的例子)32,其对感光鼓30进行充电;曝光装置(静电成像单元的例子)34,其通过使已充电的感光鼓30曝光,从而在感光鼓30上形成静电图像;显影辊(显影单元的例子)36,其通过使各种颜色的调色剂附着至形成于感光鼓30上的静电图像,从而使形成于感光鼓30上的静电图像显影;除电刷(除电单元的例子)37,其在转印之后清除感光鼓30上的电荷;以及清洁刮板38(清洁单元的例子),其除去残留在已除电的感光鼓30的表面上的调色剂。此外,被清洁刮板38从感光鼓30的表面清除的调色剂被调色剂传送部件(auger)35传送至一侧,并排出至调色剂收集容器(未示出)。
此外,在各处理盒28Y、28M、28C和28K中分别设置有充电辊32和显影辊36。各处理盒28Y、28M、28C和28K可从装置的左侧方向(装置的前面)上脱卸下来(未示出)。
在曝光装置34中,具体而言,在壳体中设置有半导体激光器、多棱镜、成像透镜和反射镜,通过多棱镜使由半导体激光器发射出的光转向并扫描,并且光在通过成像透镜和反射镜后施加至感光鼓30。通过这种方式,在感光鼓30上形成符合图像信息的静电图像。
在感光鼓30的前方、运送带26的内周侧设置有转印装置39,其将形成于感光鼓30上的调色剂图像转印至纸张P。
在成像运送通路86的下游侧(在一些情况中,简称为“下游侧”)设置有定影装置(定影单元的例子)200,其将已转印的调色剂图像定影至纸张P。定影装置200包括加热辊62和向加热辊62施压的压力辊64组成的辊对(定影部件的例子)。通过使纸张P通过至形成于加热辊62和压力辊64之间的辊隙部分66,可使位于纸张P上的调色剂熔融并将已转印的调色剂图像(未定影的调色剂图像)定影。
成像装置10设置有第一纸张运送通路88,其将已经过定影装置200的定影处理的纸张P导向排纸口40。排纸口40设置有:排纸辊210,其利用可正向旋转或反向旋转的驱动电机(未示出)作为驱动源进行旋转;以及被压向排纸辊210的下表面侧的压紧辊214(导向部件的例子)。压紧辊214通过扭转弹簧240(参见图2)被压向排纸辊210,其中该扭转弹簧240设置于压紧辊214的下部并与排纸辊210共同旋转。通过这种方式,当结束成像时,纸张P通过第一纸张运送通路88,被供至排纸辊210和压紧辊214之间,并由排纸口40被导向排纸部20。
此外,在排纸口40的前方设置有纸张传感器(未示出),并且排纸口40中存在纸张P可被检测到。
在两面均形成有图像的情况中,通过排纸辊210和压紧辊214运送一面上形成有图像的纸张P,当纸张P的后端部到达排纸辊210和压紧辊214的辊隙部分时,排纸辊210反向旋转(具体而言,驱动电机反向旋转),并且纸张P由后端部被送回至第二纸张运送通路90。在排纸辊210中,将由纸张传感器检测到的纸张P的检测结果由存在改变为不存在时的时间点设定为反转时间点(reversing timing)。此外,排纸辊210的反转时间点并不特别限于该构成,并且可基于所运送的纸张P的尺寸和运送速度来确定。
第二纸张运送通路90设置于成像装置10中,其从第一纸张运送通路88的上方通过从而延伸至装置的前方,并且从成像运送通路86的装置前方通过从而延伸至下部,并且在途中与第三纸张运送通路84汇合。
在第二纸张运送通路90中布置有多对(例如,两对)运送辊48,其将纸张P运送至下部,并且当在双面均形成图像时,一个表面上形成有图像的纸张P被导向第二纸张运送通路90,通过多个运送辊48被送至下侧,并被送回至定位辊24。
接下来,将详细描述定影装置200。如图2和3所示,定影装置200包括壳体202。壳体202包括:与位于成像装置10的横向方向上的一侧的内壁面(未示出)相连的侧壁部分202A;与另一内壁面(未示出)相连的侧壁部分202B;以及连接侧壁部分202A和侧壁部分202B的下部分侧的连接部分202C。连接部分202C的上表面202D位于加热辊62的上侧,横跨装置的横向方向运送通路部件206在装置的后侧与上表面202D相连。此外,由运送通路部件206的位于装置前侧的立壁206A、连接部分202C的上表面202D、各侧壁部分202A和侧壁部分202B的内壁面形成(构成)与剥离导轨220连接的导轨连接部分(未示出)。此外,通过侧壁部分202A和侧壁部分202B以可旋转的方式支承上述加热辊62、压力辊64和排纸辊210。
当从侧面观察(从装置的横向方向查看)时,剥离导轨220基本上呈三角形,并且与壳体202的导轨连接部分(未示出)连接。此外,剥离导轨220的尖端220A与加热辊62接近,并且将经过加热和定影的纸张P从加热辊62上剥离下来。此外,沿着加热辊62的轴向方向(即,装置的横向方向),在剥离导轨220的表面(装置前侧的表面)上并列设置有沿第一纸张运送通路88延伸的多个肋222,并且肋222的表面形成第一纸张运送通路88的运送通路表面220B。由于肋222减小了通过第一纸张运送通路88的纸张P与剥离导轨220的运送通路表面220B之间的接触面积,因此摩擦阻力降低,并且纸张P流至第一纸张运送通路88。
在剥离导轨220中设置有制动器(stopper)224。制动器224为板状物,并且其由剥离导轨220的后壁面的上端部突出至排纸辊210。此外,上述肋222延伸至制动器224的表面并形成肋222A。
在运送通路部件206的上表面设置有向排纸辊210延伸的肋208。此外,沿着装置的横向方向并列布置有多个肋208。另外,当从前方查看(由装置的前侧查看)时,肋208进入剥离导轨220的肋222之间,并且在侧视图中,由肋222的表面和肋208的表面形成的表面是齐平的。
在与剥离导轨220相对的位置布置有运送通路部件260(下文中称为“纸槽(paperchute)260”),其构成了第一纸张运送通路88和第二纸张运送通路90。纸槽260包括弯曲的芯材262,并且在芯材262的装置横向方向上的两端部设置有侧壁264。在侧壁264的装置前方侧设置有轴部265,其以可使侧壁264相对于壳体202旋转的方式支持侧壁264。另外,在芯材262中,沿着装置的横向方向并列设置有多个在侧视图中基本呈三角形的肋266,并且其覆盖加热辊62和压力辊64。另外,位于芯材262上表面的肋266的表面被用作第二纸张运送通路90的运送通路表面267。
在纸槽260中,在第一纸张运送通路88中不存在纸张P的情况中,肋266的尖端利用其自重进入剥离导轨220的肋222之间。此外,当由加热辊62和压力辊64之间的辊隙部分66传入纸张P时,纸槽260的肋266的尖端被向上压起,并且纸张P通过第一纸张运送通路88以待送至排纸口40。另外,当将纸张P反转时,将排纸辊210反转并将纸张P送回至纸槽260的运送通路表面267。
在纸槽260的上部布置有双面单元(duplex unit)269,以使双面单元269与纸槽260相对。双面单元269与盖子10A相连,并在纸槽260与盖子10A之间形成第二纸张运送通路90。
通过使轴部210A穿过分别设置于壳体202的侧壁部分202A和侧壁部分202B中的孔(未示出),从而使排纸辊210以可旋转的方式连接至壳体202。此时,利用扭转弹簧240使压紧辊214压向排纸辊210。
在上述定影装置200中,在通过加热辊62和压力辊64这一对辊的将转印至纸张P的调色剂图像(未定影的调色剂图像)定影之后,通过剥离导轨220将纸张P从加热辊62上剥离下来。接下来,通过排纸辊210和压紧辊214这一对辊将纸张P送至排纸口40。此时,在图像(定影图像)的一部分与剥离导轨220的各个肋、运送通路部件206的各个肋和压紧辊214接触的同时传送纸张P。
处理盒/调色剂盒
下面将对根据本示例性实施方案的处理盒进行说明。
根据本示例性实施方案的处理盒为容纳有根据本示例性实施方案的静电荷图像显影剂的处理盒,其包括显影单元,并且可从成像装置上拆卸下来,其中所述显影单元通过静电荷图像显影剂将形成于图像保持部件的表面上的静电荷图像显影为调色剂图像。
此外,根据本示例性实施方案的处理盒并不局限于上述构造,其可以构造为包括显影装置以及根据需要选自其他单元中的至少一者,所述其他单元为(例如)图像保持部件、充电单元、静电荷图像形成单元和转印单元。
接下来将对根据本示例性实施方案的调色剂盒进行说明。
根据本示例性实施方案的调色剂盒为容纳有根据本示例性实施方案的调色剂的调色剂盒,并且能够从成像装置上拆卸下来。调色剂盒容纳有补给用调色剂,其将被供应至设置于成像装置中的显影单元。
实施例
下文将通过实施例具体地说明本示例性实施方案,然而,本示例性实施方案不限于下面的实施例。此外,在下述说明中,除非另有说明,否则“份”和“%”以重量计。
聚酯树脂分散液的制备
聚酯树脂分散液(PE1)
·乙二醇[由Wako Pure Chemical Industries公司生产]:37重量份
·新戊二醇[由Wako Pure Chemical Industries公司生产]:65重量份
·1,9-壬二醇[由Wako Pure Chemical Industries公司生产]:32重量份
·对苯二甲酸[由Wako Pure Chemical Industries公司生产]:96重量份
将上述单体投入烧瓶中,在1小时内将其中的温度升至200℃,在确认正在对反应体系进行搅拌之后,将1.2份的二丁基氧化锡投入烧瓶中。此外,在6小时内将烧瓶中的温度由同一温度升至240℃,同时蒸馏除去所形成的水,并在240℃下使脱水缩合反应持续四小时,由此获得酸值为9.4mgKOH/g、重均分子量为13000且玻璃化转变温度为62℃的聚酯树脂(PE1)。
接下来,将熔融状态下的聚酯树脂(PE1)以100份/分钟的速率转移至CavitronCD1010(由Eurotech公司制造)。将通过用离子交换水稀释氨水试剂而获得的浓度为0.37%的稀释氨水加入单独准备的水性介质罐内,并在利用热交换器加热至120℃的同时以0.1L/分钟的速度与聚酯树脂熔体同时转移至Cavitron。Cavitron在转子的转速为60Hz且压力为5kg/cm2的条件下运行,从而获得体均粒径D50v为160nm且固形物含量为30%的聚酯树脂分散液(PE1)。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液的制备
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)
·苯乙烯:320重量份
·丙烯酸正丁酯:80重量份
·丙烯酸:12重量份
·10-十二硫醇:2重量份
在烧瓶中,使6重量份的非离子型表面活性剂(Nonipol 400,由Sanyo ChemicalIndustries株式会社制造)和10重量份的阴离子表面活性剂(Neogen SC,由Dai-ichiKogyo Seiyaku株式会社制造)溶于550重量份的离子交换水中而获得混合物,并在该混合物中乳化并分散通过将上述组分混合并溶解而获得的混合物,将所得混合物缓慢混合10分钟,并向该混合物中投入其中溶解有4重量份的过硫酸铵的50重量份离子交换水。在进行氮气置换后,在对烧瓶内部进行搅拌的同时利用油浴将内容物加热至70℃,并使乳化聚合持续4小时。结果获得苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1),其中该苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)的体均粒径D50v为150nm、玻璃化转变温度Tg为50℃、重均分子量Mw为38000且固形物含量为30%。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了15%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA2)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA2),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至60℃,并且将乳化聚合时间设定为1小时30分钟。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为160nm、并且玻璃化转变温度Tg为55℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了30%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA3)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA3),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至80℃,在已进行了3小时的乳液聚合时额外加入4重量份的过硫酸铵作为聚合引发剂,并继续进行乳液聚合2小时。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为100nm、并且玻璃化转变温度Tg为40℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了5%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA4)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA4),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至80℃。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为100nm、并且玻璃化转变温度Tg为40℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了10%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA5)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA5),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至55℃,在已进行了1小时的乳液聚合时额外加入100重量份的苯乙烯,并继续进行乳液聚合1小时。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为200nm、并且玻璃化转变温度Tg为60℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了60%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA6)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA6),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至60℃,并进行乳液聚合1小时。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为160nm、并且玻璃化转变温度Tg为55℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了35重量%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA7)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA7),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至85℃,在已进行了3小时的乳液聚合时额外加入4重量份的过硫酸铵作为聚合引发剂,并继续进行乳液聚合2小时。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为100nm、并且玻璃化转变温度Tg为40℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了2.5重量%的苯乙烯低聚物。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA8)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA8),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至85℃,在已进行了3小时的乳液聚合时额外加入5重量份的过硫酸铵作为聚合引发剂,并继续进行乳液聚合3小时。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为100nm、并且玻璃化转变温度Tg为40℃。此外,相对于树脂而言,在分散液中生成了1重量%以下的苯乙烯低聚物;并且相对于树脂而言,在分散液中生成了99%以上的聚合的聚苯乙烯。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA9)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA9),不同之处在于:加入了80重量份的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯以取代丙烯酸正丁酯。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为150nm、并且玻璃化转变温度Tg为50℃。此外,在分散液中生成了这样的苯乙烯低聚物,相对于该苯乙烯低聚物的全部构成元素而言,其含有80原子%的碳和氢。
苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA10)
按照与苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1)相同的方式获得固形物含量为30%的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA10),不同之处在于:利用油浴将内容物加热至85℃,并进行乳液聚合3小时。分散液中的苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒的体均粒径D50v为200nm、并且玻璃化转变温度Tg为50℃。此外,在分散液中生成了分子量分布的最大峰显示为10000的苯乙烯低聚物。
此外,在苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液的制备中,所生成的苯乙烯低聚物和聚苯乙烯的特性列于表1中。此外,在表1中,苯乙烯低聚物一栏中列出了聚苯乙烯的特性。
着色剂颗粒分散液的制备
着色剂颗粒分散液(1)的制备
·青色颜料:10重量份[C.I.颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.公司生产]
·阴离子表面活性剂:2重量份[Neogen SC,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司生产]
·离子交换水:80重量份
将上述组分彼此混合,并使用高压冲击型分散器Ultimizer(HJP30006,由SUGINOMACHINE LIMITED制造)对混合物进行1小时的分散,由此得到体均粒径为180nm且固形物含量为20%的着色剂颗粒分散液(1)。
防粘剂颗粒分散液的制备
防粘剂颗粒分散液(1)
·聚乙烯蜡:50重量份[商品名:POLYWAX 725,由TOYO ADL CORPORATION生产,第二吸热峰温度:105℃]
·阴离子表面活性剂:2重量份[Neogen SC,由Dai-ichi Kogyo Seiyaku公司生产]
·离子交换水:200重量份
将上述组分加热至120℃,利用Ultra-Turrax T50(由IKA公司生产)将其混合并分散,利用压力喷出型均质器对其进行分散处理,从而获得体均粒径为200nm且固形物含量为20%的防粘剂颗粒分散液(1)。
防粘剂颗粒分散液(2)
按照与防粘剂颗粒分散液(1)相同的方式获得防粘剂颗粒分散液(2),不同之处在于:使用了聚乙烯蜡[商品名:800PF,由Mitsui Chemicals公司生产,最大第二吸热峰温度:140℃]作为防粘剂。
防粘剂颗粒分散液(3)
按照与防粘剂颗粒分散液(1)相同的方式获得防粘剂颗粒分散液(3),不同之处在于:使用了石蜡[商品名:HNP9,由Nippon Seiro公司生产,最大第二吸热峰温度:90℃]作为防粘剂。
防粘剂颗粒分散液(4)
按照与防粘剂颗粒分散液(1)相同的方式获得防粘剂颗粒分散液(4),不同之处在于:使用了酯蜡[商品名:WEP-5F,由NOF公司生产,最大第二吸热峰温度:90℃]作为防粘剂。
实施例1
调色剂(1)的制备
·聚酯树脂颗粒分散液(PE1):150重量份
·苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(SA1):78重量份
·着色剂颗粒分散液(1):42重量份
·防粘剂颗粒分散液(1):20重量份
·离子交换水:400重量份
将上述组分以利用均质器(Ultra-Turrax T50,由IKA公司生产)将各组分充分混合的方式分散在圆底不锈钢烧瓶中。接下来,将7重量份的10%硫酸铝水溶液加入该分散液中,利用水浴搅拌烧瓶中的内容物。在证实分散状态之后,利用三一电机(three-onemotor)(BLh300,由Shinto Scientific公司生产)以150rpm的搅拌转速将内容物搅拌,并在搅拌下以0.5℃/分钟的升温速率升温至45℃,并且在45℃下保持60分钟。接下来,向其中加入100重量份的额外聚酯树脂颗粒分散液(PE1),随后搅拌内容物60分钟。当利用光学显微镜观察所获得的内容物时,证实形成了粒径为4.0μm的聚集颗粒。向其中加入7重量份的30%EDTA水溶液,并利用0.8M氢氧化钠水溶液将其pH值调节至7.5。接下来,在将温度升至95℃之后,将内容物在95℃下保持5小时,冷却、过滤、并用离子交换水充分洗涤并干燥,从而获得体均粒径为5.1μm的调色剂颗粒(1)。
接下来,将3.3重量份的疏水性二氧化硅颗粒(RY50,由Nippon Aerosil公司生产)加入100重量份的调色剂颗粒(1)中作为外部添加剂。接下来,利用Henschel混合机以30m/s的圆周速度将混合物混合3分钟。接下来,利用目数为45μm的振动筛将该混合物过筛,从而获得调色剂(1)。
实施例2至8
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(2)至(8),不同之处在于:根据表1改变苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(表1中写作“StAc分散液”)的种类和量以及防粘剂颗粒分散液(表1中写作“WAX分散液”)的种类和量。
比较例1
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(C1),不同之处在于:未使用苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液,而是使用了具有表1中苯乙烯低聚物一栏中所列的特性的12重量份的苯乙烯低聚物以替代该分散液。
比较例2至4
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(C2)至(C4),不同之处在于:根据表1改变苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(表1中写作“StAc分散液”)的种类和量以及防粘剂颗粒分散液(表1中写作“WAX分散液”)的种类和量。
比较例5
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(C5),不同之处在于:未使用苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液,而是使用了具有表1中苯乙烯低聚物一栏中所列的特性的2重量份的苯乙烯单体以替代该分散液。
实施例9
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(9),不同之处在于:根据表1改变苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(表1中写作“StAc分散液”)的种类和量以及防粘剂颗粒分散液(表1中写作“WAX分散液”)的种类和量。
比较例6
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(C6),不同之处在于:未使用苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液,而是使用了表1中苯乙烯低聚物一栏中所列的2重量份的酯低聚物(环氧酯70PA,由Kyoei Chemical Industry公司生产)以替代该分散液。
实施例10至12
按照与实施例1相同的方式制备调色剂(10)至(12),不同之处在于:根据表1改变苯乙烯丙烯酸烷基酯共聚物树脂颗粒分散液(表1中写作“StAc分散液”)的种类和量以及防粘剂颗粒分散液(表1中写作“WAX分散液”)的种类和量。
评价
显影剂的制备
将8重量份上述制备的调色剂和92重量份的下述载体(A)投入V型混合机中,搅拌20分钟,并利用目数为105μm的筛网进行筛分,从而制备显影剂(1)。
载体(A)的制备
·铁素体颗粒(体均粒径:50μm):100重量份
·甲苯:100重量份,15重量份
·苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(组分摩尔比:90/10):2重量份
·炭黑(R330,由Cabot Corporation生产):0.25重量份
首先,制备利用搅拌器将除铁素体颗粒以外的上述其他成分搅拌10分钟并分散而得的包覆液,将该包覆液和铁素体颗粒投入真空脱气型捏合机中,将内容物在60℃下搅拌25分钟,在升高其中温度的同时降低压力以进行脱气,并干燥内容物,从而制备载体A。载体(A)的形状因子为120,真比重为4.4,饱和磁化率为63emu/g,施加1000V/cm的电场时的体积电阻率为1000Ω·cm。
光泽不均的评价
用所获得的显影剂填充显影装置“Docu Print P450ps”(由Fuji Xerox公司生产)。该装置中所包括的定影装置具有与图2和3所示相同的结构。此外,定影装置中定影辊与压紧辊之间的距离为0.06m。
通过利用该装置,在A4尺寸的涂覆纸(J coated纸,由Fuji Xerox OfficialSupply公司生产)的与纸张传送方向交叉的宽度方向上的全部区域中,形成图像密度为100%的密实图像。此外,观察密实图像,并通过如下标准对光泽不均进行评价。
评价标准
在2cm2×2cm2的区域内随机测量5个点处的光泽值,对这5个点处的各光泽值间的差值进行评价。此外,光泽的测量条件如下。
光泽测量装置:Gloss METER Model GM-26D For75,由Murakami Color ResearchInstitute公司生产,角度:75°,校正板:Value 98.6
A:光泽值间的差值分别在0至1范围内
B:光泽值间的差值分别在大于1至2范围内
C:光泽值间的差值分别在大于2至3范围内
D:光泽值间的差值分别在4以上
带电性的评价
关于上述制备的调色剂的带电性,在低温低湿度环境(室温:10℃,湿度:20%)中评价外部添加调色剂的充电量。评价标准如下。
评价标准
A:40μC/g至50μC/g
B:下限在35μC/g至40μC/g范围内,并且上限在50μC/g至55μC/g范围内
C:下限在30μC/g至35μC/g范围内,并且上限在大于55μC/g至小于60μC/g范围内
D:下限为30μC/g以下,并且上限大于60μC/g
下面,各例子的详情和评价结果一同列于表1中。
从上述结果可看出,与比较例相比,本发明实施例中趋向于防止出现光泽不均。
此外,表1中的缩写如下。
·St低聚物:苯乙烯低聚物
·St单体:苯乙烯单体
·Es低聚物:酯低聚物
·聚St:聚苯乙烯
·PEW:聚酯蜡
·PAW:石蜡
·EsW:酯蜡
已经出于示例和描述的目的对本发明的示例性实施方案进行了以上说明。其并非旨在穷尽地描述或将本发明限制到所公开的精确形式。显然,多种修改和变化对于本领域的技术人员来说将是明显的。选择这些实施方案并进行说明是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施方案、以及利用各种调整而适合于所预期的具体应用。本发明的范围旨在由随附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (18)

1.一种静电图像显影用调色剂,包含:
调色剂颗粒,其包含:
粘结剂树脂,其具有聚酯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂,此处,(甲基)丙烯酸表示甲基丙烯酸和丙烯酸;
防粘剂,其具有烃系防粘剂;以及
低聚物,其包含苯乙烯结构,并且相对于所述调色剂颗粒,该低聚物的含量在1重量%至6重量%范围内,其中
所述聚酯树脂的含量为全部所述粘结剂树脂的50重量%至95重量%,
所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的重均分子量在20000至200000范围内,并且
包含苯乙烯结构的所述低聚物的重均分子量在200至5000范围内。
2.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中所述聚酯树脂的玻璃化转变温度Tg在50℃至80℃范围内。
3.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中所述聚酯树脂的重均分子量Mw在5000至1000000范围内。
4.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中相对于全部的所述粘结剂树脂,所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的含量在5重量%至30重量%范围内。
5.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中在所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂中,苯乙烯单体相对于全部聚合组分的比例在60重量%至90重量%范围内。
6.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中在所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂中,(甲基)丙烯酸烷基酯相对于全部聚合组分的比例在10重量%至40重量%范围内。
7.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的玻璃化转变温度在40℃至70℃范围内。
8.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的分子量分布Mw/Mn在1至10范围内,Mw表示所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的重均分子量,Mn表示所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物树脂的数均分子量。
9.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中,所述烃系防粘剂具有通过进行第一次升温和降温以及第二次升温的差示扫描量热法测量的吸热峰,并且
在所述第二次升温时测得的最大吸热峰在80℃至120℃范围内。
10.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中相对于全部的所述调色剂颗粒,所述烃系防粘剂的含量在1重量%至20重量%范围内。
11.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中相对于所述低聚物的全部构成元素,所述低聚物中碳和氢的含量为95原子%以上。
12.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中所述低聚物在200至8000的分子量范围内具有通过凝胶过滤色谱法测量的分子量分布的最大峰。
13.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中在所述低聚物中,相对于所述低聚物的全部组分,衍生自具有苯乙烯结构的单体的组分的含量为50重量%以上。
14.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,其中所述调色剂颗粒的形状因子SF1在110至150范围内。
15.一种静电图像显影剂,包含根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂。
16.根据权利要求15所述的静电图像显影剂,包含树脂包覆载体,
其中所述树脂包覆载体含有导电性材料。
17.根据权利要求16所述的静电图像显影剂,
其中所述导电性材料为炭黑。
18.一种调色剂盒,其容纳有根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,并且可从成像装置上拆卸下来。
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