CN106154778B - 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

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:含有聚酯树脂的粘结剂树脂;含有烃蜡的防粘剂;以及苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂,其中,全部防粘剂中的70%以上的防粘剂存在于距离调色剂颗粒表面800nm以内的部分中,并且其中调色剂颗粒中的苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂形成了平均直径小于0.3μm的域。本发明还涉及静电图像显影剂和调色剂盒。本发明的静电图像显影用调色剂能够防止因机械负荷而导致调色剂颗粒中产生裂纹。

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
通过静电图像使图像信息可视化的方法(例如,电子照相法)目前在各种领域中得到应用。在电子照相法中,通过充电和曝光工序在图像保持部件(感光体)的表面上将图像信息形成为静电图像,利用含有调色剂的显影剂在感光体表面上显影为调色剂图像,并通过转印工序(即,将调色剂图像转印至纸张等记录介质上)和定影工序(即,将调色剂图像定影至记录介质表面上)将该调色剂图像可视化为图像。
例如,专利文献1披露了“一种静电图像显影用调色剂,其包含2重量%至10重量%的防粘剂,其中在距离调色剂表面0.25μm以内的调色剂表面附近防粘剂的存在率为全部调色剂中的防粘剂存在率的1.1倍以上且小于1.5倍。”
专利文献2披露了“一种静电潜像显影用调色剂,其中在调色剂的透射电子显微镜(TEM)图像中识别出了海-岛结构,在该海-岛结构中,防粘剂以岛状存在于粘结剂树脂的连续相中,并且当将由该TEM图像的调色剂截面视图的外周部分向内侧0.05D(μm)的外周区域设定为A,将从由该TEM图像的调色剂截面视图的外周部分向内侧0.2D(μm)的外周部分区域中除去上述外周区域A而得到的中间区域设定为B,并且将从该TEM图像的调色剂截面视图中除去外周区域A和中间区域B而得到的内部区域设定为C,并且将各区域中岛区域所占据的面积比率设定为IA(%)、IB(%)和IC(%)时,则满足表达式IB>IA和IB>IC”。
专利文献3披露了“一种静电图像显影用调色剂,其在粘结剂树脂中形成有蜡域(wax domain),其中调色剂的软化点Tsp为90℃至110℃,并且当将调色剂横截面中的蜡域直径之中最大蜡域直径的面积设定为Sw,并且将全部调色剂的横截面积设定为S时,则满足关系式0.02≤(Sw/S)×100≤10”。
专利文献4披露了“一种电子照相用黑色调色剂,其中,当将粘结剂树脂设为第一树脂并将防粘剂设为第二树脂时,则通过使第二树脂被第三树脂包围而获得的聚集体以0.5μm至1.5μm的平均粒径分散在第一树脂中,其中所述第三树脂与第一树脂间的相容性低、并且其为不同于第二树脂的树脂类型”。
[专利文献1]JP-A-2004-109485
[专利文献2]JP-A-2007-192952
[专利文献3]JP-A-2008-145568
[专利文献4]JP-A-2013-142877
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,其能够防止因机械负荷而导致在调色剂颗粒中产生裂纹。
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:含有聚酯树脂的粘结剂树脂;含有烃蜡的防粘剂;以及苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂,
其中,全部防粘剂中的70%以上的所述防粘剂存在于距离所述调色剂颗粒表面800nm以内的部分中,并且
其中所述调色剂颗粒中的所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂形成了平均直径小于0.3μm的域。
根据本发明的第二方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述调色剂颗粒中直径在所述平均直径±0.1μm范围内的所述域的数量比例等于或大于65%。
根据本发明的第三方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述调色剂颗粒中直径在所述平均直径±0.2μm范围内的所述域的数量比例等于或大于80%。
根据本发明的第四方面,在根据本发明第一方面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)为50℃至80℃。
根据本发明的第五方面,在根据本发明第一方面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)为5,000至1,000,000。
根据本发明的第六方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述聚酯树脂的数均分子量(Mn)为2,000至100,000。
根据本发明的第七方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn为1.5至100。
根据本发明的第八方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂为由具有苯乙烯结构的单体和具有(甲基)丙烯酸结构的单体获得的共聚物,并且所述具有苯乙烯结构的单体和所述具有(甲基)丙烯酸结构的单体的共聚比为85/15至70/30。
根据本发明的第九方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量Mn为10,000至50,000。
根据本发明的第十方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的重均分子量Mw为30,000至200,000。
根据本发明的第十一方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂具有交联结构。
根据本发明的第十二方面,在根据本发明第十一方面的静电图像显影用调色剂中,交联单体相对于构成所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的全部单体的共聚比(交联单体/全部单体,以重量计)为2/1000至30/1000。
根据本发明的第十三方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,相对于所述调色剂颗粒,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的含量为10重量%至30重量%。
根据本发明的第十四方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,相对于全部的所述防粘剂,所述烃蜡的比率等于或大于85重量%。
根据本发明的第十五方面,在根据本发明第一方面的静电图像显影用调色剂中,所述烃蜡的熔融温度为85℃至110℃。
根据本发明的第十六方面,在根据本发明第一方面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,所述烃蜡的含量为1重量%至20重量%。
根据本发明的第十七方面,提供了一种静电图像显影剂,其包含根据第一方面所述的静电图像显影用调色剂。
根据本发明的第十八方面,根据本发明第十七方面的静电图像显影剂还包含磁性颗粒分散型载体。
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。
与使用这样的静电图像显影用调色剂—其中所包含的调色剂颗粒含有聚酯树脂、烃蜡和苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂,并且其中存在于距离调色剂颗粒表面800nm以内的部分中的防粘剂占全部防粘剂的小于70%、并且苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域的平均直径等于或大于0.3μm—的情况相比,根据本发明的第一、第四至第八、以及第十至第十六方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,其能够防止因机械负荷而导致调色剂颗粒中产生裂纹。
与直径在平均直径±0.1μm范围内的域的数量比例小于65%的情况相比,根据本发明的第二方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,其能够防止因机械负荷而导致调色剂颗粒中产生裂纹。
与直径在平均直径±0.2μm范围内的域的数量比例小于80%的情况相比,根据本发明的第三方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,其能够防止因机械负荷而导致调色剂颗粒中产生裂纹。
与苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量Mn小于10,000的情况相比,根据本发明的第九方面,提供了这样一种静电图像显影用调色剂,其能够防止因机械负荷而导致调色剂颗粒中产生裂纹。
与使用这样的静电图像显影用调色剂—其中所包含的调色剂颗粒含有聚酯树脂、烃蜡和苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂,并且其中存在于距离调色剂颗粒表面800nm以内的部分中的防粘剂占全部防粘剂的小于70%、并且苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域的平均直径等于或大于0.3μm—的情况相比,根据本发明的第十七、十八或十九方面,提供了这样一种静电图像显影剂或调色剂盒,其能够防止因调色剂颗粒中的裂纹而造成的图像缺陷。
附图说明
将基于如下附图对本发明的示例性实施方案进行详细说明,其中:
图1为示出根据示例性实施方案的成像装置的实例的示意性构造图。
图2为示出根据示例性实施方案的处理盒的实例的示意性构造图。
具体实施方式
下文中,将对作为本发明实例的示例性实施方案进行详细描述。
静电图像显影用调色剂
根据示例性实施方案的静电图像显影用调色剂(下文中称为“调色剂”)包含调色剂颗粒,其含有:包含聚酯树脂的粘结剂树脂;包含烃蜡的防粘剂;以及苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂。
在调色剂颗粒中,全部防粘剂中的70%以上的防粘剂存在于距离调色剂颗粒表面800nm以内的部分中,并且调色剂颗粒中苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂形成了平均直径小于0.3μm的域。
表述“调色剂颗粒中苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂形成了域”是指形成海-岛结构的状态,其中,将粘结剂树脂设为海部,并将苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂设为岛部。即,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域为海-岛结构中的岛部。
根据上述构成,根据示例性实施方案的调色剂防止了因机械负荷而导致调色剂颗粒中产生裂纹。其原因尚不清楚,但是据推测如下。
首先,在含有聚酯树脂、苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂和烃蜡的调色剂颗粒中,将聚酯树脂设为基体(海部),并且苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂和烃蜡形成域(岛部)。这是因为聚酯树脂与苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂和烃蜡之间的相容性低。
当向具有这种海-岛结构的调色剂颗粒施加由显影单元中的搅拌部件造成的机械负荷时,在应力的作用下在苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域与聚酯树脂之间的界面(下文中也称为“苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域界面”处可能产生应变。此外,由于这种应变,可能从苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域界面开始在调色剂颗粒中产生裂纹。尤其是,由于苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂与烃蜡之间的相容性高,因此当烃蜡存在于调色剂颗粒的中心时,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域易于偏向烃蜡域的界面附近,从而更易于在调色剂颗粒中产生裂纹。
由于烃蜡较软,因此据认为即使在调色剂颗粒中产生应力时,也难以在烃蜡域与聚酯树脂之间的界面处发生应变。
对此,当苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域的直径减小至平均直径小于0.3μm时,即使当调色剂颗粒中产生应力时,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂域的边界中的应力也会分散。因此,域边界处所发生的应变降低。
同时,当将全部防粘剂(其含有烃蜡)中的70%以上的防粘剂控制为存在于表层部分(即距离调色剂颗粒的表面800nm以内的部分)时,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域几乎不会偏向调色剂颗粒的中心。此外,即使当调色剂颗粒接受了机械负荷时,其冲击也会被调色剂颗粒的表层部分吸收,防止在调色剂颗粒内部产生应力。结果,降低了在苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域界面处产生的应变。
如上所述,据推测根据示例性实施方案的调色剂防止了因机械负荷导致调色剂颗粒中产生裂纹。
此处,在根据示例性实施方案的调色剂中,全部防粘剂中的70%以上的防粘剂存在于距离调色剂颗粒的表面800nm以内的部分中。下文中,将存在于距离调色剂颗粒的表面800nm以内的部分中的防粘剂的存在率称为“防粘剂的存在率”。
为了防止调色剂颗粒中的裂纹,防粘剂的存在率等于或大于70%,优选等于或大于80%。防粘剂的存在率的上限优选为100%。
同时,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域的平均直径小于0.3μm。为了防止调色剂颗粒出现裂纹,其平均直径优选等于或小于0.26μm,更优选等于或小于0.22μm。然而,为了防止出现微小的裂纹,其平均直径优选等于或大于0.15μm。
关于苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域,直径在平均直径±0.1μm范围内的域的数量比例优选等于或大于65%,更优选等于或大于70%,甚至更优选等于或大于75%。当直径在平均直径±0.1μm范围内的域的数量比例在上述范围内时,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域的粒径分布变窄,域边界被更均匀地施加应力。因此,难以在域边界处局部地产生应变,易于防止在调色剂颗粒中产生裂纹。
关于苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的域,直径在平均直径±0.2μm范围内的域的数量比例优选等于或大于80%,更优选等于或大于85%,甚至更优选等于或大于90%。当直径在平均直径±0.2μm范围内的域的数量比例在上述范围内时,相对于平均直径,具有极大或极小直径的域的存在率降低。因此,域边界处的应力大致是均匀的。因而难以在域边界处局部地产生应变,更易于防止在调色剂颗粒中产生裂纹。
尤其是,具有极大直径的域会成为在小的连续冲击下调色剂颗粒产生裂纹的原因。具有极小直径的域使得调色剂颗粒硬且脆,因此显然会成为调色剂颗粒中产生小裂纹的原因。因此,当直径在平均直径±0.2μm范围内的域的存在率在上述范围内时,易于防止调色剂颗粒因小的连续冲击而产生裂纹,并防止在调色剂颗粒中产生小的裂纹。
下面,将对防粘剂存在率以及苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂域的平均直径的测量方法进行说明。
通过如下方式准备测量用样品和图像。
将调色剂与环氧树脂混合并包埋于其中,并使环氧树脂固化。用超微切片机(Ultracut UCT,由Leica公司制造)切割所获得的固化材料,并制备厚度为80nm至130nm的薄切片样品。接下来,在干燥器中于30℃下用四氧化钌将所获的薄切片样品染色3小时。然后,利用超高分辨率场发射扫描电子显微镜(FE-SEM,由Hitachi High-TechnologiesCorporation制造的S-4800)获得染色后的薄切片样品的SEM图像。这里,由于防粘剂、苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂和聚酯树脂被四氧化钌染色的容易程度依次增加,因此可利用由染色程度导致的浓淡来识别各组分。在因样品状态而难以确定浓淡的情况中,可调节染色时间。
在调色剂颗粒的横截面中,由于着色剂域小于防粘剂域和苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂域,因此可根据尺寸来区分它们。
通过如下方法测量防粘剂的存在率值。
在SEM图像中,选取这样的调色剂颗粒横截面:该横截面的最大长度为该调色剂颗粒的体均粒径的85%以上,观察染色后的防粘剂的域,确定全部调色剂颗粒中的防粘剂的面积、以及存在于距离调色剂颗粒表面800nm以内区域中的防粘剂的面积,并计算这两个面积(存在于距离调色剂颗粒表面800nm以内区域中的防粘剂的面积/全部调色剂颗粒中的防粘剂的面积)的比值。对100个调色剂颗粒进行此计算,将其平均值设为防粘剂的存在率。
选择最大长度为调色剂颗粒的体均粒径的85%以上的调色剂颗粒的横截面的原因如下。由于调色剂呈三维形状且SEM图像为截面,因此端部可能被切割,而端部的截面并不能反映调色剂中的防粘剂域。
通过如下方法测量苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂域的平均直径。
在SEM图像中,选择最大长度为调色剂颗粒体均粒径的85%以上的调色剂颗粒的30个横截面,并观察总计100个染色后的苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂域。测量每个域的最大长度,将该最大长度假定为域的直径,将其算术平均值设为平均值。
此外,对于这总计100个域的测得直径,确定直径在平均直径±0.1μm范围内的域的数量比例,以及直径在平均直径±0.2μm范围内的域的数量比例。
作为将防粘剂的存在率控制为等于或大于70%的方法,例如,使用了将调色剂颗粒设定为核/壳结构、并且在形成壳时使用防粘剂的方法。
通过如下方法控制苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂域的平均直径和域尺寸的分布,这些方法为:通过聚集凝结制备调色剂颗粒,并调节包含于制备时所用的苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体均粒径的方法;制备具有不同体均粒径的多种苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液并利用其组合的方法;等等。
下面将对示例性实施方案的调色剂进行详细说明。
根据示例性实施方案的调色剂包含调色剂颗粒。调色剂可包含通过外部添加的方式添加至调色剂颗粒的外部添加剂。
调色剂颗粒
调色剂颗粒包含粘结剂树脂、含有烃蜡的防粘剂、以及苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂。调色剂颗粒可包含其他内部添加剂,如着色剂。
例如,调色剂颗粒具有海-岛结构,其中,防粘剂和苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂分散于粘结剂树脂中。
粘结剂树脂
作为粘结剂树脂,从定影性的角度来看,使用聚酯树脂。例如,聚酯树脂相对于全部粘结剂树脂的比率等于或大于85重量%,优选等于或大于95重量%,更优选为100重量%。
作为聚酯树脂,例如,使用熟知的聚酯树脂。
聚酯树脂的例子包括多元羧酸和多元醇的缩聚物。可使用市售产品或合成物作为聚酯树脂。
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、己二酸和癸二酸)、脂环族二羧酸(例如环己烷二羧酸)、芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸和萘二甲酸)、它们的酸酐、或者它们的低级烷基酯(例如具有1至5个碳原子)。其中,例如,优选将芳香族二元羧酸用作多元羧酸。
作为多元羧酸,可将采用了交联结构或分支结构的三元或更多元的羧酸与二元羧酸组合使用。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、或者它们的低级烷基酯(例如具有1至5个碳原子)。
多元羧酸可以单独使用,或者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、己二醇和新戊二醇)、脂环族二醇(例如环己二醇、环己烷二甲醇和氢化双酚A)、以及芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加合物和双酚A的环氧丙烷加合物)。其中,作为多元醇,优选使用(例如)芳香族二醇和脂环族二醇,并且更优选使用芳香族二醇。
作为多元醇,可将采用了交联结构或分支结构的三元或更多元的醇与二元醇组合使用。三元或更多元的醇的例子包括甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以单独使用、或者两种或更多种组合使用。
聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃至80℃,更优选为50℃至65℃。
玻璃化转变温度是由通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线确定的。更具体而言,玻璃化转变温度是根据JIS K7121-1987的“塑料的转变温度测量方法”中的确定玻璃化转变温度的方法中所描述的“外推玻璃化转变起始温度”确定的。
聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000至1,000,000,更优选为7,000至500,000。
聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2,000至100,000。
聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5至100,更优选为2至60。
通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测定树脂的重均分子量和数均分子量。利用GPC的分子量测量是使用由Tosoh株式会社制造的HLC-8120作为测量装置,并且使用由Tosoh株式会社制造的TSKgel Super HM-M(15cm)作为柱子并使用四氢呋喃作为溶剂进行的。利用由单分散聚苯乙烯标样绘制的分子量校正曲线,由上述测量结果计算重均分子量和数均分子量。
利用公知的制备方法来获得聚酯树脂。其具体例子包括:将聚合温度设为180℃至230℃,并且如果需要的话,在减压的反应体系中,在除去缩合过程中产生的水或醇的同时进行反应的方法。
当原料单体在反应温度下未溶解或不相容时,可以添加高沸点溶剂作为增溶剂来溶解单体。在这种情况下,在将增溶剂蒸走的同时进行缩聚反应。当共聚反应中存在相容性较差的单体时,可将相容性较差的单体和将要与该单体缩聚的酸或醇预先缩合,然后再与主要成分缩聚。
相对于全部的调色剂颗粒,粘结剂树脂的含量(例如)优选为40重量%至95重量%,更优选为50重量%至90重量%,甚至更优选为60重量%至85重量%。
作为粘结剂树脂,可与聚酯树脂一同使用其他粘结剂树脂。
其他粘结剂树脂的例子包括由以下单体的均聚物或者组合这些单体中的两种或更多种获得的共聚物所形成的乙烯基树脂(这里,不包括苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂),所述单体包括苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸酯类(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-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等)、烯属不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚类(例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁醚等)、乙烯基酮类(例如甲基乙烯基酮、乙基乙烯基酮、异丙烯基乙烯基酮等)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)。
其他粘结剂树脂的例子包括非乙烯基树脂,例如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂和改性松香;其与乙烯基树脂的混合物;或者在这些非乙烯基树脂共存的情况下使乙烯基单体聚合而获得的接枝聚合物。
这些其他粘结剂树脂可以单独使用,或者两种或更多种组合使用。
苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂
苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂为至少使具有苯乙烯结构的单体和具有(甲基)丙烯酸结构的单体共聚而获得的共聚物。表述“(甲基)丙烯酸”同时包括“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
具有苯乙烯结构的单体(下文中称为“苯乙烯单体”)的例子包括苯乙烯、烷基取代的苯乙烯(如α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯或4-乙基苯乙烯)、卤素取代的苯乙烯(如2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯或4-氯苯乙烯)和乙烯基萘。这些苯乙烯单体可单独使用,或者两种或更多种组合使用。
其中,从易于反应、易于控制反应和易获得性的角度来看,苯乙烯优选作为苯乙烯单体。
具有(甲基)丙烯酸结构的单体(下文中称为“(甲基)丙烯酸单体”)的例子包括(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸酯的例子包括(甲基)丙烯酸烷基酯(如(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)丙烯酸正月桂基酯、(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)丙烯酸环己酯、或(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯)、(甲基)丙烯酸芳基酯(例如,(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸二苯基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基苯酯、或(甲基)丙烯酸三联苯酯)、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸β-羧基乙酯和(甲基)丙烯酰胺。(甲基)丙烯酸单体可单独使用、或者两种或多种组合使用。
例如,苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体的共聚比(苯乙烯单体/(甲基)丙烯酸单体,以重量计)优选为85/15至70/30。
为了防止调色剂颗粒中出现裂纹,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂优选具有交联结构。作为具有交联结构的苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂,例如,可使用通过至少使具有苯乙烯结构的单体、具有(甲基)丙烯酸结构的单体、以及交联单体共聚并交联而获得的交联材料。
交联单体的例子包括双官能或更高官能的交联剂。
双官能交联剂的例子包括二乙烯基苯、二乙烯基萘、二(甲基)丙烯酸酯化合物(如二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、癸二醇二丙烯酸酯、或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯)、聚酯型二(甲基)丙烯酸酯、以及2-([1'-甲基丙烯基氨基]羧氨基)乙基甲基丙烯酸酯。
多官能交联剂的例子包括三(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、或三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯)、四(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、或低聚酯(甲基)丙烯酸酯)、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基,聚乙氧基苯基)丙烷、邻苯二甲酸二烯丙基酯、氰脲酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯(triallyl asocyanurate)、异氰脲酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯和二芳基氯菌酸酯。
交联单体相对于全部单体的共聚比(交联单体/全部单体,以重量计)优选为(例如)2/1000至30/1000。
为了防止调色剂颗粒中出现裂纹,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的数均分子量Mn为(例如)10,000至50,000,优选为15,000至40,000,更优选为20,000至30,000。
为了防止调色剂颗粒中出现裂纹,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的重均分子量Mw为(例如)30,000至200,000,优选为40,000至100,000,更优选为50,000至80,000。
通过与聚酯树脂的分子量测量所用方法相同的方法来测量苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒的数均分子量Mn和重均分子量Mw的数值。
为了实现调色剂的流动性和储存性、并防止调色剂颗粒出现裂纹,相对于调色剂颗粒,苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的含量(例如)为10重量%至30重量%,更优选为12重量%至28重量%,甚至更优选为15重量%至25重量%。
防粘剂
作为防粘剂,使用了烃蜡。烃蜡相对于全部防粘剂的比率为至少等于或大于85重量%,优选等于或大于95重量%,更优选为100重量%。
烃蜡为具有烃作为其结构的蜡,其例子包括费托蜡、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。其中,为了防止调色剂颗粒出现裂纹,优选费托蜡作为烃蜡。
为了防止调色剂颗粒出现裂纹,烃蜡的熔融温度为(例如)85℃至110℃,优选为90℃至105℃。
烃蜡的熔融温度是由通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线,并根据JISK7121-1987的“塑料的转变温度测量方法”中的获得熔融温度的方法中所描述的“熔融峰温度”而获得的。
相对于全部调色剂颗粒,烃蜡的含量(例如)优选为1重量%至20重量%,更优选为5重量%至15重量%。
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、亮胭脂红6B、杜邦油红、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、铜油蓝(chalco oilblue)、亚甲蓝氯化物、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(dioxadinedyes)、噻嗪染料、偶氮甲碱染料、靛青染料、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。
可根据需要对着色剂进行表面处理,或者将着色剂与分散剂组合使用。可组合使用多种着色剂。
相对于全部调色剂颗粒,着色剂的含量优选为(例如)1重量%至30重量%,更优选为3重量%至15重量%。
其他添加剂
其他添加剂的例子包括已知的添加剂,例如磁性材料、电荷控制剂和无机粉末等。调色剂颗粒含有这些添加剂作为内部添加剂。
调色剂颗粒的特性
调色剂颗粒可以为具有单层结构的调色剂颗粒,或者可以为具有所谓的核/壳结构的调色剂颗粒,该核/壳结构由核(核颗粒)和包覆在所述核上的包覆层(壳层)构成,具有核/壳结构的调色剂颗粒是优选的。
在本文中,具有核/壳结构的调色剂颗粒(例如)优选由包含粘结剂树脂以及根据需要的其他添加剂(如着色剂)的核以及包含粘结剂树脂和防粘剂的包覆层构成。
调色剂颗粒的体均粒径(D50v)优选为2μm至10μm,更优选为4μm至8μm。
通过使用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter公司制造)并使用ISOTON-II(由Beckman Coulter公司制造)作为电解液来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,其中该表面活性剂作为分散剂。将所得材料添加到100ml至150ml的电解液中。
利用超声波分散器将悬浮有样品的电解液进行分散处理1分钟,然后利用CoulterMultisizer II并使用孔径为100μm的孔,从而对粒径为2μm至60μm的颗粒的粒径分布进行测量。对50,000个颗粒取样。
对于基于所测得的粒径分布而划分的粒径范围(通道),从最小直径一侧开始绘制基于体积和数量的累积分布。将累积百分数为16%时的粒径定义为相当于体均粒径D16v和数均粒径D16p,同时将累积百分数为50%时的粒径定义为相当于体均粒径D50v和数均粒径D50p。此外,将累积百分数为84%时的粒径定义为相当于体均粒径D84v和数均粒径D84p。
通过使用这些值,将体均粒径分布指数(GSDv)计算为(D84v/D16v)1/2,同时将数均粒径分布指数(GSDp)计算为(D84p/D16p)1/2
调色剂颗粒的形状因子SF1优选为110至150,更优选为120至140。
形状因子SF1通过以下表达式求得。
表达式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在以上表达式中,ML表示调色剂颗粒的绝对最大长度,A表示调色剂颗粒的投影面积。
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)图像进行分析从而数字转化而得到的,并如下计算。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,从而获得100个颗粒的最大长度和投影面积,利用以上表达式计算SF1的值,并获得其平均值。
外部添加剂
外部添加剂的例子包括无机颗粒。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、以及MgSO4
优选的是,对作为外部添加剂的无机颗粒的表面进行疏水化处理。该疏水化处理(例如)通过将无机颗粒浸渍在疏水剂中来进行。对疏水剂没有特别限定,其例子包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂、以及铝偶联剂。这些疏水剂可以单独使用,或两种或更多种组合使用。
相对于100重量份的无机颗粒,疏水剂的量通常为(例如)1重量份至10重量份。
外部添加剂的例子还包括树脂颗粒(诸如聚苯乙烯、PMMA和三聚氰胺树脂之类的树脂颗粒)以及清洁活性剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐、以及氟类聚合物颗粒)。
相对于调色剂颗粒,通过外部添加的方式添加的外部添加剂的量(例如)优选为0.01重量%至5重量%,更优选为0.01重量%至2.0重量%。
调色剂的制备方法
制备调色剂颗粒,并可以将该调色剂颗粒设为本示例性实施方案的调色剂,以外部添加的方式向该调色剂颗粒中加入外部添加剂,并将其作为调色剂。
调色剂颗粒可以用干法(例如捏合粉碎法)和湿法(例如聚集凝结法、悬浮聚合法和溶解悬浮法)中的任何一种方法制得。制造方法并不特别局限于这些方法,可采用已知的制备方法。其中,优选通过聚集凝结法获得调色剂颗粒。
具体而言,例如,当通过聚集凝结法制备调色剂颗粒时,调色剂颗粒是通过如下工序制备的:制备其中分散有聚酯树脂颗粒的聚酯树脂颗粒分散液的工序(聚酯树脂颗粒分散液制备工序);制备其中分散有苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒的苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液的工序(苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液制备工序);制备其中分散有防粘剂颗粒的防粘剂分散液的工序(防粘剂分散液制备工序);在使这两种树脂颗粒分散液混合而得到的混合分散液中(根据需要,在将它们也与诸如着色剂之类的其他颗粒分散液混合而得到的分散液中)使树脂颗粒(以及根据需要的其他颗粒)聚集,并形成第一聚集颗粒的工序(第一聚集颗粒形成工序);将其中分散有第一聚集颗粒的第一聚集颗粒分散液、聚酯树脂颗粒分散液和防粘剂分散液混合,使聚酯树脂颗粒和防粘剂颗粒聚集从而使这些颗粒附着至第一聚集颗粒的表面并形成第二聚集颗粒的工序(第二聚集颗粒形成工序);以及对分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液进行加热以使第二聚集颗粒凝结,由此形成调色剂颗粒的工序(凝结工序)。
下面将对聚集凝结法中的各工序进行详细说明。在以下说明中,将描述获得包含着色剂的调色剂颗粒的方法,但是根据需要仅使用了着色剂。也可使用着色剂外的其他添加剂。
树脂颗粒分散液制备工序
首先,制备其中分散有将要成为粘结剂树脂的聚酯树脂颗粒的树脂颗粒分散液、分散有苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒的苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液、分散有着色剂颗粒的着色剂分散液、以及分散有防粘剂颗粒的防粘剂分散液。
例如,通过利用表面活性剂将聚酯树脂颗粒分散在分散介质中,从而制备聚酯树脂颗粒分散液。
用于聚酯树脂颗粒分散液的分散介质的例子包括水性介质。
水性介质的例子包括:水,如蒸馏水和离子交换水;以及醇。这些介质可以单独使用,或者可以两种或更多种组合使用。
表面活性剂的例子包括:阴离子表面活性剂,如硫酸酯盐、磺酸盐、磷酸酯和皂类阴离子表面活性剂;阳离子表面活性剂,如胺盐和季铵盐阳离子表面活性剂;以及非离子表面活性剂,如聚乙二醇、烷基酚环氧乙烷加成物和多元醇非离子表面活性剂。其中,尤其是采用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表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。
这些表面活性剂可以单独使用,或者两种或更多种组合使用。
作为将聚酯树脂颗粒分散在分散介质中的方法,可以列举使用(例如)旋转剪切式匀化器、或者具有介质的球磨机、砂磨机或Dyno磨的常规分散方法。此外,可以使用(例如)相反转乳化法使聚酯树脂颗粒分散在分散介质中。相反转乳化法包括:将待分散的树脂溶解在树脂可溶于其中的疏水性有机溶剂中;向有机连续相(O相)中加入碱进行中和;通过加水(W相)以进行由W/O转变为O/W的相反转,从而将树脂以颗粒状分散在水性介质中。
分散于聚酯树脂颗粒分散液中的聚酯树脂颗粒的体均粒径优选为(例如)0.01μm至1μm,更优选为0.08μm至0.8μm,甚至更优选为0.1μm至0.6μm。
关于聚酯树脂颗粒的体均粒径,由激光衍射式粒径分布测定装置(例如,Horiba,Ltd.制造的LA-700)进行测量得到粒径分布,相对于利用该粒径分布而划分的粒径范围(区间),从最小直径一侧开始绘制体积的累积分布,并且将相对于全部颗粒的累积百分比达到50%时的粒径测定为体均粒径D50v。其他分散液中的颗粒的体均粒径也按照相同的方式测定。
包含在聚酯树脂颗粒分散液中的聚酯树脂颗粒的含量(例如)优选为5重量%至50重量%,更优选为10重量%至40重量%。
按照与聚酯树脂颗粒分散液的情况中相同的方式,还制备了苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液。即,在分散介质、分散方法、颗粒的体均粒径和颗粒的含量方面,聚酯树脂颗粒分散液与苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液、着色剂分散液和防粘剂分散液是相同的。
第一聚集颗粒形成工序
接下来,将聚酯树脂颗粒分散液、苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液和着色剂分散液彼此混合。
在混合分散液中,聚酯树脂颗粒、苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒和着色剂颗粒异相聚集,由此形成第一聚集颗粒,该第一聚集颗粒的直径接近目标调色剂颗粒的直径并包含聚酯树脂颗粒、苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒和着色剂颗粒。
根据需要还可混合防粘剂分散液,并且第一聚集颗粒可包含防粘剂颗粒。
具体而言,例如,将聚集剂加入到混合分散液中,将混合分散液的pH值调节为酸性(例如,pH值为2至5)。如有必要,加入分散稳定剂。然后,在聚酯树脂颗粒的玻璃化转变温度附近的温度(具体而言,例如,从比聚酯树脂颗粒的玻璃化转变温度低30℃的温度至比该玻璃化转变温度低10℃的温度)下加热混合分散液,以使分散在混合分散液中的颗粒聚集,从而形成第一聚集颗粒。
在第一聚集颗粒形成工序中,例如,可在用旋转剪切式匀化器搅拌混合分散液的条件下、在室温(例如25℃)下加入聚集剂,可将混合分散液的pH值调节为酸性(例如,pH值为2至5),如有必要可加入分散稳定剂,之后可进行上述加热。
作为聚集剂,可以使用极性与包含在混合分散液中的表面活性剂的极性相反的表面活性剂,例如无机金属盐以及二价或更高价的金属络合物。当使用金属络合物作为聚集剂时,聚集剂的用量降低并且带电特性得以提高。
可与聚集剂一同使用添加剂以与聚集剂的金属离子形成络合物或类似的键。优选使用螯合剂作为添加剂。
无机金属盐的例子包括:金属盐,例如氯化钙、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、以及多硫化钙等。
作为螯合剂,可使用水溶性螯合剂。螯合剂的例子包括:羟基羧酸,如酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸;氨基羧酸,如亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)。
相对于100重量份的树脂颗粒,所述螯合剂的添加量(例如)优选为0.01重量份至5.0重量份,更优选为0.1重量份至小于3.0重量份。
第二聚集颗粒形成工序
在获得其中分散有第一聚合颗粒的第一聚集颗粒分散液之后,使第一聚集颗粒分散液、聚酯树脂颗粒分散液和防粘剂分散液彼此混合。可预先使聚酯树脂颗粒分散液和防粘剂分散液彼此混合,并将该混合液与第一聚集颗粒分散液混合。
在其中分散有第一聚集颗粒、聚酯树脂颗粒和防粘剂颗粒的混合分散液中,使颗粒聚集以使聚酯树脂颗粒和防粘剂颗粒附着至第一聚集颗粒的表面,从而形成第二聚集颗粒。
具体而言,例如,在第一聚集颗粒形成工序中,当第一聚集颗粒达到所需粒径时,将其中分散有聚酯树脂颗粒和防粘剂颗粒的分散液与第一聚集颗粒分散液混合。然后,在等于或低于聚酯树脂的玻璃化转变温度的温度下加热该混合分散液。通过将混合分散液的pH值设定在6.5至8.5范围内,例如,可使聚集的进行停止。
因此,通过使聚酯树脂颗粒和防粘剂颗粒聚集并附着至第一聚集颗粒的表面,从而获得第二聚集颗粒。
凝结工序
接下来,在(例如)等于或高于聚酯树脂的玻璃化转变温度的温度(例如,比聚酯树脂的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度)下加热其中分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液,从而使第二聚集颗粒凝结并形成调色剂颗粒。
通过进行上述工序,获得了调色剂颗粒。
在凝结工序结束后,对溶液中形成的调色剂颗粒进行公知的洗涤工序、固-液分离工序和干燥工序,由此获得干燥的调色剂颗粒。
在洗涤工序中,从带电性能的观点出发,优选用离子交换水来充分地进行置换洗涤。此外,虽然对固-液分离工序没有特别的限制,但是从生产率的观点考虑,优选进行抽滤、压滤等。虽然对干燥工序的方法也没有特别的限制,但是从生产率的观点出发,优选进行冷冻干燥、闪喷干燥、流化干燥、振动式流化干燥等。
根据本示例性实施方案的调色剂是通过(例如)向干燥的调色剂颗粒中添加并混合外部添加剂而制造的。优选利用(例如)V型混合机、Henschel混合机、混合机等来进行混合。此外,如果需要,可以使用振动筛分机、风力分级器等除去粗调色剂颗粒。
静电图像显影剂
根据示例性实施方案的静电图像显影剂至少包含根据本示例性实施方案的调色剂。
根据本示例性实施方案的静电图像显影剂可以是仅包含根据本示例性实施方案的调色剂的单组分显影剂、或者是通过将所述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,并可列举已知的载体。载体的例子包括:被覆载体,其中,由磁性颗粒形成的芯材的表面被覆有包覆树脂;磁性颗粒分散型载体,其中,磁性颗粒分散并混合于基体树脂中;以及树脂浸渍型载体,其中,多孔磁性颗粒浸渍有树脂。
磁性颗粒分散型载体以及树脂浸渍型载体是这样的载体:其中载体的构成颗粒为芯材并且表面被覆有包覆树脂。
磁性颗粒的例子包括:磁性金属,如铁、镍和钴;以及磁性氧化物,如铁氧体和磁铁矿。
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、聚乙烯基缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、构造为包含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。
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、银和铜等金属的颗粒;炭黑颗粒;氧化钛颗粒、氧化锌颗粒、氧化锡颗粒、硫酸钡颗粒、硼酸铝颗粒和钛酸钾颗粒。
此处,使用了利用包覆层形成用溶液的包覆方法,从而用包覆树脂包覆芯材的表面,其中在所述包覆层形成用溶液中,包覆树脂以及根据需要的各种添加剂溶解于适当的溶剂中。对于溶剂没有特别的限定,可以通过考虑所使用的包覆树脂类型、涂布适应性等进行选择。
树脂包覆方法的具体例子包括:浸渍法,其中将芯材浸渍在包覆层形成用溶液中;喷雾法,其中将包覆层形成用溶液喷洒至芯材的表面上;流化床法,其中在通过流动空气使芯材漂浮的状态下喷洒包覆层形成用溶液;以及捏合涂布机法,其中在捏合涂布机中将载体的芯材与包覆层形成用溶液彼此混合并除去溶剂。
在双组分显影剂中,调色剂与载体之间的混合比(重量比)优选为1:100至30:100,更优选为3:100至20:100(调色剂:载体)。
成像装置/成像方法
下面将对本示例性实施方案的成像装置和成像方法进行说明。
根据本示例性实施方案的成像装置设置有:图像保持部件;充电单元,其对图像保持部件的表面进行充电;静电图像形成单元,其在已充电的图像保持部件的表面上形成静电图像;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将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;转印单元,其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的表面上;以及定影单元,其将已转印至记录介质表面上的调色剂图像定影。作为静电图像显影剂,使用了本示例性实施方案的静电图像显影剂。
在根据本示例性实施方案的成像装置中,实施了如下成像方法(根据本示例性实施方案的成像方法),包括:对图像保持部件的表面充电的充电工序;在已充电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;利用根据本示例性实施方案的静电图像显影剂,将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;以及使已转印至所述记录介质表面上的调色剂图像定影的定影工序。
作为本示例性实施方案的成像装置,采用了已知的成像装置,例如:直接转印式装置,其将形成于图像保持部件表面上的调色剂图像直接转印到记录介质上;中间转印式装置,其将形成于图像保持部件表面上的调色剂图像一次转印到中间转印部件的表面上,并且将已转印至中间转印部件表面上的调色剂图像二次转印到记录介质的表面上;包括清洁单元的装置,所述清洁单元在调色剂图像转印之后、充电之前清洁图像保持部件的表面;以及包括除电单元的装置,在调色剂图像转印之后、充电之前,该除电单元用除电光照射图像保持部件的表面以进行除电。
在本示例性实施方案的成像装置为中间转印式装置的情况下,例如,转印单元具有:中间转印部件,其表面上将被转印有调色剂图像;一次转印单元,其将形成于图像保持部件表面上的调色剂图像一次转印到中间转印部件的表面上;以及二次转印单元,其将已转印到中间转印部件表面上的调色剂图像二次转印到记录介质的表面上。
在根据示例性实施方案的成像装置中,例如,包括显影单元的部分可以是可从成像装置上拆卸下来的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如,优选使用这样的处理盒:其设置有容纳根据本示例性实施方案的静电图像显影剂的显影单元。
下文将说明根据示例性实施方案的成像装置的例子。然而,成像装置并不局限于此。将对附图所示的主要部件进行说明,而省略对其他部件的说明。
图1为示出本示例性实施方案的成像装置的示意性构造图。
图1中示出的成像装置设置有第一至第四电子照相成像单元10Y、10M、10C和10K(成像单元),其基于分色的图像数据,分别输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的图像。这些成像单元(在下文中可简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K在水平方向上以预定间隔平行布置。这些单元10Y、10M、10C和10K可以是可从成像装置上拆卸下来的处理盒。
在图中,作为中间转印部件的中间转印带20安装在单元10Y、10M、10C和10K的上方且延伸通过这些单元。中间转印带20缠绕在与中间转印带20的内表面接触的驱动辊22和支撑辊24上,并且沿着从第一单元10Y至第四单元10K的方向运行,其中所述驱动辊22和支撑辊24安装在图中左侧和右侧并彼此分开。利用弹簧等(未示出)在远离驱动辊22的方向上对支撑辊24加压,对缠绕在这两个辊上的中间转印带20施加张力。此外,在中间转印带20面向图像保持部件一侧的表面上,设置有与驱动辊22相对的中间转印部件清洁装置30。
单元10Y、10M、10C和10K中的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K中供给有包括四色调色剂的调色剂,即,分别容纳在调色剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色调色剂、品红色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂。
第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此,将仅以被布置在中间转印带的运行方向的上游侧以用于形成黄色图像的第一单元10Y为代表进行描述。用附有品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的参考符号替代黄色(Y)来表示与第一单元10Y相同的部件,而省略对第二至第四单元10M、10C和10K的描述。
第一单元10Y具有作为图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围依次设置有:充电辊(充电单元的例子)2Y,其将感光体1Y的表面充电至预定电位;曝光装置(静电图像形成单元的例子)3,其基于分色的图像信号,使用激光束3Y将带电的表面曝光,从而形成静电图像;显影装置(显影单元的例子)4Y,其将带电的调色剂供应到静电图像上从而使该静电图像显影;一次转印辊(一次转印单元的例子)5Y,其将显影后的调色剂图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁单元的例子)6Y,其在一次转印之后除去残留在感光体1Y表面上的调色剂。
一次转印辊5Y设置在中间转印带20的内侧,从而位于与感光体1Y相对的位置。此外,将用于施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别连接至一次转印辊5Y、5M、5C和5K。在控制器(未示出)的控制下,各偏压电源改变施加至各一次转印辊的转印偏压。
下文将描述在第一单元10Y中形成黄色图像的操作。
首先,在开始操作前,使用充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至-600V至-800V的电位。
感光体1Y是通过在导电性基体(例如,20℃下的体积电阻率:1×10-6Ωcm以下)上层叠感光层而形成的。感光层通常具有高的电阻(大约与普通树脂的电阻相同),但具有这样的性质:其中,当施加激光束3Y时,被激光束照射的部分的比电阻将发生变化。因此,根据从控制器(未示出)发送出的黄色图像数据,通过曝光装置3将激光束3Y输出到感光体1Y的带电表面上。激光束3Y被施加到位于感光体1Y表面上的感光层上,由此使得黄色图像图案的静电图像形成于感光体1Y的表面上。
静电图像是通过充电而在感光体1Y的表面上形成的图像,其是通过以下方式形成的所谓的负静电图像:将激光束3Y施加至感光层,使得被照射部分的比电阻下降,从而使电荷在感光体1Y的表面上流动,同时电荷停留在未施加激光束3Y的部分上。
随着感光体1Y的运行,在感光体1Y上形成的静电图像被旋转至预定的显影位置。在该显影位置处,感光体1Y上的静电图像被显影装置4Y可视化(显影)为调色剂图像。
显影装置4Y容纳有(例如)静电图像显影剂,该显影剂至少含有黄色调色剂和载体。通过在显影装置4Y中搅拌该黄色调色剂,从而使之摩擦带电,由此使之具有与位于感光体1Y上的电荷相同极性(负极性)的电荷,这样,黄色调色剂就保持在显影剂辊(显影剂保持部件的例子)上。通过使感光体1Y的表面通过显影装置4Y,黄色调色剂通过静电附着在位于感光体1Y表面上的已除电了的静电图像部分上,由此利用黄色调色剂使静电图像显影。接下来,使其上形成有黄色调色剂图像的感光体1Y以预定的速度连续运行,并且使在感光体1Y上显影的调色剂图像传送至预定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色调色剂图像被传送至一次转印位置时,将一次转印偏压施加至一次转印辊5Y,由感光体1Y朝向一次转印辊5Y的静电力作用于调色剂图像,由此感光体1Y上的调色剂图像被转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压的极性(﹢)与调色剂极性(-)相反,并且例如,通过控制器(未示出)将第一单元10Y中的该转印偏压控制为+10μA。
同时,通过感光体清洁装置6Y除去并收集残留在感光体1Y上的调色剂。
以与第一单元相似的方式控制施加至第二单元10M以及随后单元的一次转印辊5M、5C和5K上的一次转印偏压。
以此方式,中间转印带20(在第一单元10Y中,黄色调色剂图像被转印至其上)被依次传送通过第二至第四单元10M、10C和10K,由此,各颜色的调色剂图像以叠加的方式被多次转印。
通过第一至第四单元在中间转印带20上多次转印有四色调色剂图像,该中间转印带20到达二次转印部,该二次转印部由中间转印带20、与中间转印带内表面接触的支撑辊24和布置在中间转印带20的图像保持面一侧的二次转印辊(二次转印单元的例子)26构成。同时,通过供给机构,以预定的时间将记录纸(记录介质的例子)P供入彼此接触的二次转印辊26与中间转印带20间的间隙处,并且将二次转印偏压施加至支撑辊24。此时所施加的转印偏压的极性(-)与调色剂的极性(-)相同,由中间转印带20朝向记录纸P的静电力作用于调色剂图像,由此使中间转印带20上的调色剂图像转印至记录纸P上。在此情况下,根据通过用于检测二次转印部的电阻的电阻检测器(未示出)检测到的电阻来确定二次转印偏压,并且控制所述二次转印偏压的电压。
之后,将记录纸P供应到定影装置(定影单元的例子)28中的一对定影辊之间的压接部(辊隙部分),使得调色剂图像定影至记录纸P上,由此形成定影图像。
其上转印有调色剂图像的记录纸P的例子包括用于电子照相复印机和打印机等的普通纸。除了记录纸P之外,还可列举OHP纸作为记录介质。
为了进一步提高定影之后图像表面的平滑性,记录纸P的表面优选是光滑的。例如,优选使用通过用树脂等涂覆普通纸的表面而获得的涂覆纸、印刷用铜板纸等。
将其上已完成彩色图像的定影的记录纸P排向排出部,由此完成一系列的彩色图像形成操作。
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设置有显影单元,所述显影单元容纳有本示例性实施方案的静电图像显影剂并且利用所述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,所述处理盒可从成像装置上拆卸下来。
本示例性实施方案的处理盒并不局限于上述构造,其可被构造为包括显影装置,并且根据需要还可包括选自诸如图像保持部件、充电单元、静电图像形成单元和转印单元等其他单元中的至少一者。
下文将示出根据本示例性实施方案的处理盒的例子。然而,该处理盒并不限于此。将对图中示出的主要部件进行说明,而省略对其它部件的描述。
图2为示出本示例性实施方案的处理盒的示意性构造图。
图2所示的处理盒200形成为具有这样构造的盒,在所述构造中,通过利用(例如)配备有安装导轨116和曝光用开口118的壳体117,从而一体化地组合并保持有:感光体107(图像保持部件的例子)、设置在感光体107周围的充电辊108(充电单元的例子)、显影装置111(显影单元的例子)、以及感光体清洁装置113(清洁单元的例子)。
在图2中,参考标号109表示曝光装置(静电图像形成单元的例子),参考标号112表示转印装置(转印单元的例子),参考标号115表示定影装置(定影单元的例子),参考标号300表示记录纸(记录介质的例子)。
下文将描述根据示例性实施方案的调色剂盒。
本示例性实施方案的调色剂盒容纳有本示例性实施方案的调色剂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,以供应至安装在成像装置中的显影单元。
图1所示的成像装置具有这样的构造:调色剂盒8Y、8M、8C和8K能从成像装置上拆卸下来,并且显影装置4Y、4M、4C和4K通过调色剂供应管(未示出)而分别与对应于各显影装置(颜色)的调色剂盒相连接。另外,当容纳在调色剂盒中的调色剂变少时,可更换调色剂盒。
实施例
下文将通过实施例和比较例更详细地描述示例性实施方案,但本示例性实施方案不限于这些实施例。在下述说明中,除非具体说明,否则“份”和“%”基于重量。
聚酯树脂颗粒分散液的制备
聚酯树脂颗粒分散液(1)的制备
·双酚A的环氧乙烷2.2摩尔加合物:40摩尔份
·双酚A的环氧丙烷2.2摩尔加合物:60摩尔份
·对苯二甲酸二甲酯:60摩尔份
·富马酸二甲酯:15摩尔份
·十二烯基丁二酸酐:20摩尔份
·偏苯三酸酐:5摩尔份
将除了富马酸和偏苯三酸酐以外的其他上述单体、以及相对于100份的全部单体为0.25份的二辛酸锡加入到具有搅拌器、温度计、冷凝器和氮气导入管的反应容器中。在氮气流下,在235℃下使混合物反应6小时,并冷却至200℃,向其中加入富马酸和偏苯三酸酐,并进行反应1小时。花费5小时将该混合物加热至220℃,在10kPa的压力下聚合直至获得所需分子量,并获得透明的浅黄色聚酯树脂(1)。
关于聚酯树脂(1),其重均分子量为35,000,数均分子量为8,000,并且玻璃化转变温度为59℃。
接下来,利用分散机将所获得的聚酯树脂(1)分散,其中该分散机是通过将Cavitron CD1010(由Eurotec有限公司制造)改装为高温高压型分散机而获得的。以离子交换水为80%且聚酯为20%的组成浓度比,利用氨水将pH值调节至8.5,在转子的转速为60Hz、压力为5Kg/cm2且利用热交换器加热至140℃温度的条件下运行Cavitron,从而获得聚酯树脂分散液(固含量为20%)。
该分散液中树脂颗粒的体均粒径为130nm。将离子交换水添加至分散液中以将固含量调节至20%,并将其作为聚酯树脂颗粒分散液(1)。
聚酯树脂颗粒分散液(2)的制备
·1,10-十二烷二酸:50摩尔份
·1,9-壬二醇:50摩尔份
将上述单体加入到具有搅拌器、温度计、冷凝器和氮气导入管的反应容器中,用干燥氮气替换反应容器内的气氛,然后向100份的上述单体中加入0.25份的四丁氧基钛。在氮气流下,搅拌该混合物,在170℃下反应3小时,并花费1小时进一步加热至210℃,将反应容器内的压力降至3kPa,搅拌该混合物并在减压下反应13小时,从而获得聚酯树脂(2)。
关于聚酯树脂(2),其重均分子量为25,000,数均分子量为10,500,酸值为10.1mgKOH/g,通过DSC获得的熔融温度为73.6℃。
接下来,利用分散机将所获得的聚酯树脂(2)分散,其中该分散机是通过将Cavitron CD1010(由Eurotec有限公司制造)改装为高温高压型分散机而获得的。以离子交换水为80%且聚酯为20%的组成浓度比,利用氨水将pH值调节至8.5,在转子的转速为60Hz、压力为5Kg/cm2且利用热交换器加热至140℃的条件下运行Cavitron,从而获得聚酯树脂分散液(固含量为20%)。
该分散液中树脂颗粒的体均粒径为180nm。将离子交换水添加至分散液中以将固含量调节至20%,并将其作为聚酯树脂颗粒分散液(2)。
苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂颗粒分散液的制备
苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1)的制备
·苯乙烯:77份
·丙烯酸正丁酯:23份
·1,10-十二烷二醇二丙烯酸酯:0.4份
·十二烷基硫醇:0.7份
将1.0份的阴离子表面活性剂(DOWFAX,由The Dow Chemical Company生产)溶解于60份的离子交换水中以获得溶液,将该溶液加入到通过混合并溶解上述材料而获得的混合物中,在烧瓶中分散并乳化该混合物,从而制备乳化液。
然后,将3份阴离子表面活性剂(DOWFAX,由The Dow Chemical Company生产)溶解于90份离子交换水中,向其中加入30份的所述乳化液,并向其中加入其中溶解有1.0份过硫酸铵的10份离子交换水。
随后,在3小时内加入剩余的乳化液,在烧瓶中进行氮气置换,在油浴中将混合物加热至65℃,同时搅拌烧瓶中的溶液,在该状态下持续乳化聚合5小时,从而获得苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1)。根据需要,向苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1)中加入离子交换水,并将固含量调节至32%。
苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(2)的制备
按照与苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1)的情况中相同的方式获得固含量为32%的苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(2),不同之处在于:将乳化液的添加量由30份改为40份,并将其中加入有乳化液的溶液中的阴离子表面活性剂的量由3份改为4份。
苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(3)的制备
按照与苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1)的情况中相同的方式获得固含量为32%的苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(3),不同之处在于:将乳化液的添加量由30份改为50份,并将其中加入有乳化液的溶液中的阴离子表面活性剂的量由3份改为5份。
苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(4)的制备
按照与苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1)的情况中相同的方式获得固含量为32%的苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(4),不同之处在于:将乳化液的添加量由30份改为20份,并将其中加入有乳化液的溶液中的阴离子表面活性剂的量由3份改为2份。
此处,各苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液中颗粒的体均粒径、数均分子量Mn、重均分子量Mw示出表1中。
着色剂颗粒分散液的制备
黑色颜料分散液(1)的制备
·炭黑(Regal 330,由Cabot公司生产):250份
·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku公司生产):33份(有效成分含量:60%,相对于着色剂为8%)
·离子交换水:750份
将280份离子交换水和33份阴离子表面活性剂加入到不锈钢容器(该不锈钢容器具有这样的尺寸:当将上述全部成分均加入其中时,该液面的高度约为容器高度的1/3)中,将表面活性剂充分溶解,向其中加入全部的固溶体颜料,利用搅拌器进行搅拌直至不存在未润湿的颜料,并对其进行充分的消泡。在消泡之后,加入剩余的离子交换水,并利用均质器(Ultra Turrax T50,由IKA Japan,K.K.生产)以5,000的转数将所获得的混合物分散10分钟,利用搅拌器将该混合物搅拌24小时并进行消泡。在消泡后,利用均质器以6,000的转数将该混合物再次分散10分钟,利用搅拌器将混合物搅拌24小时并进行消泡。然后,利用高压冲击型分散机ULTIMIZER(HJP30006,由SUGINO MACHINE LIMITED生产)在240MPa的压力下将该分散液分散。由总添加量和装置的处理能力换算,该分散相当于进行了25道次(pass)。将所获得的分散液保持72小时以除去沉淀物,向其中加入离子交换水以将固形物浓度调节至15%,从而获得着色剂颗粒分散液(1)。该着色剂颗粒分散液(1)中颗粒的体均粒径D50为135nm。
防粘剂分散液的制备
防粘剂分散液(1)的制备
·聚乙烯蜡(烃蜡:产品名“POLYWAX 725(由Baker Petrolite公司生产)”,熔融温度为104℃):270份
·阴离子表面活性剂(NEOGEN RK,由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku公司生产,有效成分含量:60%):13.5份(作为有效成分,相对于防粘剂为3.0%)
·离子交换水:21.6份
将上述成分彼此混合,利用压力排出型均质器(Gaulin均质器,由Gaulin公司制造)在120℃的内液温度下溶解防粘剂,在5MPa的分散压力下将混合物分散120分钟,然后在40MPa的压力下分散360分钟,将其冷却,从而获得防粘剂分散液(1)。防粘剂分散液(1)中的颗粒的体均粒径D50为225nm。然后,向其中加入离子交换水以将固形物浓度调节至20.0%。
防粘剂分散液(2)的制备
按照与防粘剂分散液(1)的情况中相同的方式获得防粘剂分散液(2),不同之处在于:使用石蜡(烃蜡:产品名:“HNP0190(由Nippon Seiro公司生产)”,熔融温度为85℃)替代聚乙烯蜡。
防粘剂分散液(3)的制备
按照与防粘剂分散液(1)的情况中相同的方式获得防粘剂分散液(3),不同之处在于:使用石蜡(烃蜡:产品名:“HNP9(由Nippon Seiro公司生产)”,熔融温度为75℃)替代聚乙烯蜡。
防粘剂分散液(4)的制备
按照与防粘剂分散液(1)的情况中相同的方式获得防粘剂分散液(4),不同之处在于:使用聚乙烯蜡(烃蜡:产品名:“POLYWAX 1000(由Baker Petrolite公司生产)”,熔融温度为113℃)作为聚乙烯蜡。
防粘剂分散液(5)的制备
按照与防粘剂分散液(1)的情况中相同的方式获得防粘剂分散液(5),不同之处在于:使用α-烯烃与马来酸酐的合成蜡共聚物(合成蜡:产品名“DIACARNA(由MitsubishiChemical公司生产)”,熔融温度为74℃)替代聚乙烯蜡。
混合颗粒分散液的制备
混合颗粒分散液(1)的制备
将400份的聚酯树脂颗粒分散液(1)、60份的防粘剂分散液(1)和2.9份的阴离子表面活性剂(Dowfax 2A1,由The Dow Chemical公司生产)彼此混合,在25℃的温度下向其中加入1.0%的硝酸,将其pH值调节至3.0,获得混合颗粒分散液(1)。
混合颗粒分散液(2)至(5)的制备
按照与混合颗粒分散液(1)的情况中相同的方式获得混合颗粒分散液(2)至(5),不同之处在于使用了各防粘剂分散液(2)至(5)代替防粘剂分散液(1)。
实施例1
调色剂颗粒(1)的制备
·聚酯树脂颗粒分散液(1):700份
·聚酯树脂颗粒分散液(2):50份
·苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(1):205份
·黑色颜料分散液(1):133份
·防粘剂分散液(1):15份
·离子交换水:600份
·阴离子表面活性剂(Dowfax 2A1,由The Dow Chemical公司生产):2.9份
将上述材料加入到具有温度计、pH计和搅拌器的3升反应容器中,并在25℃下加入1.0%的硝酸以调节pH值至3.0,在利用均质器(Ultra Turrax T50,由IKA Japan,K.K.公司生产)以3,000rpm将混合物分散的同时,向其中加入浓度为2%的硫酸铝水溶液100份。
由于在滴加聚集剂的过程中原料分散液的粘度快速升高,因此当粘度开始升高时降低滴加速度,以不使聚集剂偏至一部分。当聚集剂滴加结束时,将转速增至5,000rpm后继续搅拌该混合物5分钟。
随后,在反应容器中安装搅拌器和覆套式加热器,以0.2℃/分钟的升温速率将温度升至40℃,并且当温度高于40℃时以0.05℃/分钟的升温速率将温度升至53℃,同时调节搅拌器的转速以充分搅拌浆料,利用Multisizer II(孔径:50μm,由Beckman Coulter K.K公司生产)每隔10分钟测量粒径。当体均粒径达到5.0μm时保持温度,并在5分钟内向其中加入460份的混合颗粒分散液(1)。
为了使形成包覆层的聚集颗粒的生长停止,在将混合物在50℃下保持30分钟之后,向反应容器中加入8份的20%乙二胺四乙酸(EDTA)溶液,向其中加入1摩尔/升的氢氧化钠水溶液,并将原料分散液的pH值控制为9.0。此后,以1℃/分钟的升温速率将温度升至90℃,同时每5℃将pH值调节为9.0,并将混合物保持为90℃。当利用光学显微镜和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察颗粒形状和表面性质时,当经过6小时后检测到颗粒的凝结,随即用冷却水在5分钟内将容器冷却至30℃。
使冷却后的浆料通过孔径为15μm的尼龙网以除去粗粉末,利用抽吸装置在减压下对透过了该网的调色剂浆料进行过滤。用手将存留在滤纸上的固体粉碎至尽可能小,在30℃下加入到为固体量10倍量的离子交换水中,搅拌并混合30分钟。然后,用抽吸装置在减压下过滤混合物,用手将存留在滤纸上的固体粉碎至尽可能小,在30℃下加入到为固体量10倍量的离子交换水中,搅拌并混合30分钟,并再次用抽吸装置在减压下过滤,测量滤液的导电率。重复该操作直至滤液的导电率达到10μS/cm以下,并洗涤固体。
利用湿式和干式制粒机(Comil)将洗涤后的固体微细地粉碎,在35℃的炉内进行真空干燥36小时,获得调色剂颗粒(1)。所获得的调色剂颗粒(1)的体均粒径为6.0μm。
二氧化硅颗粒的制备
将搅拌器、滴液漏斗和温度计设置在玻璃反应容器中,向其中加入15份的乙醇和28份的四乙氧基硅烷,以100rpm的转速搅拌并同时将温度维持在35℃。然后,在继续搅拌的同时在5分钟内滴加浓度为20%的30份氨水溶液。在此状态下进行反应1小时之后,通过离心除去上清液。此外,加入100份甲苯以形成悬浮液,向其中加入六甲基二硅氮烷并在95℃下反应4小时,其中相对于悬浮液中的固形物,六甲基二硅氮烷的量为60重量%。此后,加热悬浮液,除去甲苯并进行干燥,利用孔径为106μm的筛网除去粗粉末,获得数均粒径为120nm的二氧化硅颗粒。
载体(1)的制备
向Henschel混合机中加入500份的体均粒径为0.18μm的球形磁性颗粒粉末并充分搅拌,向其中加入5.0份的钛酸酯偶联剂,加热至95℃并且混合搅拌30分钟,获得包覆有钛酸酯偶联剂的球形磁性颗粒。
然后,将6.0份的苯酚、10份的30%福尔马林、500份的磁性颗粒、7份的25%氨水和400份的水在1升的四颈烧瓶中混合并搅拌。在搅拌的同时在60分钟内将该混合物加热至90℃,使混合物在该温度下反应180分钟,然后将该混合物冷却至30℃,向其中加入500ml水,除去上清液,并洗涤沉淀物。将其在180℃下减压干燥,用孔径为106μm的筛网除去粗粉末,获得平均粒径为38μm的芯颗粒。
然后,用搅拌器将200份的甲苯和35份的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(组分摩尔比为10:90,重均分子量为160,000)搅拌90分钟,获得包覆树脂溶液。
将1,000份的芯颗粒和70份的包覆树脂溶液加入到真空脱气型捏合涂布机(转子与壁面之间的空隙为35mm)中,在65℃下以30rpm搅拌30分钟,继续加热至88℃,除去甲苯,进行脱气,并在减压下进行干燥。通过用孔径为75μm的筛网进行过筛,制得载体(1)。载体的形状因子SF2为104。
显影剂(1)的制备
利用Henschel混合机以20m/s的圆周速度将100份的调色剂颗粒(1)和1.5份的二氧化硅颗粒混合15分钟,利用孔径为45μm的筛网除去粗颗粒,获得调色剂(1)。
利用V型混合机以20rpm将8份所获得的调色剂(1)和100份的载体(1)搅拌20分钟,利用孔径为212μm的筛网进行过筛,从而获得显影剂(1)。
实施例2至9
按照与实施例1的调色剂颗粒(1)中的情况相同的方式获得调色剂颗粒(2)至(9),不同之处在于:根据表2改变聚酯树脂颗粒分散液(表中表示为“PE分散液”)、苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(表中表示为“StAc分散液”)、防粘剂分散液和混合颗粒分散液(表中表示为“混合分散液”)的种类和份数(量)。利用调色剂颗粒(2)至(9),按照与实施例1的显影剂(1)中的情况相同的方式获得显影剂(2)至(9)。
比较例1至4
按照与实施例1的调色剂颗粒(1)中的情况相同的方式获得调色剂颗粒(C1)至(C4),不同之处在于:根据表2改变聚酯树脂颗粒分散液(表中表示为“PE分散液”)、苯乙烯丙烯酸树脂颗粒分散液(表中表示为“StAc分散液”)、防粘剂分散液和混合颗粒分散液(表中表示为“混合分散液”)的种类和份数(量)。利用调色剂颗粒(C1)至(C4),按照与实施例1的显影剂(1)中的情况相同的方式获得显影剂(C1)至(C4)。
测量
对于各例子中获得的调色剂颗粒,通过上述方法测量“防粘剂的存在率”。此外,对于苯乙烯丙烯酸树脂(表1表示为“StAc树脂”),通过上述方法测量“域的平均直径”、“直径在平均直径±0.1μm范围内的域的数量比例(表中表示为“平均直径±0.1μm的域的数量比例”)”、以及“直径在平均直径±0.2μm范围内的域的数量比例(表中表示为“平均直径±0.2μm的域的数量比例”)”。其结果示于表2中。
评价
调色剂颗粒的裂纹评价
用各例子中获得的显影剂装填经过改装的Apeos Port II C4300显影装置(这样一种改装装置,其经过改装以停止向显影装置供给调色剂,并且即使不存在未用于评价中的其他颜色的显影装置时,依然输出图像)。
利用该改装装置输出10,000张无图像的A3尺寸的纸,并在进行输出的同时将显影装置中的显影剂设定为连续搅拌。
测量从刚刚制备的显影剂中分离出的调色剂(调色剂颗粒)的GSDp(设为GSDp1)和从输出10,000张之后的显影装置中的显影剂中分离出的调色剂(调色剂颗粒)的GSDp(设为GSDp2),确定“GSDp2/GSDp1”,并评价调色剂中的裂纹。
通过将显影剂加入到5重量%的烷基苯磺酸钠水溶液中,并利用磁体分离出载体,从而将调色剂从显影剂中分离出来。
调色剂颗粒中裂纹的评价判定标准如下。“GSDp2/GSDp1”为1.18以下视为可接受,“GSDp2/GSDp1”接近1.00是优选的。
A:“GSDp2/GSDp1”≤1.10
B:1.10<“GSDp2/GSDp1”≤1.15
C:1.15<“GSDp2/GSDp1”≤1.18
D:1.18<“GSDp2/GSDp1”
表1
从以上结果发现,与比较例相比,实施例1中防止了调色剂颗粒产生裂纹。
已经为了举例和说明的目的对本发明的示例性实施方案进行了上述描述。并非旨在穷举,或将本发明限定为所公开的精确形式。明显地,对于本领域技术人员,各种变型和修改将是显而易见的。选择并描述这些实施方案为的是更好地阐释本发明的原理和其实际应用,从而使得本领域的其他技术人员理解本发明的多种实施方案,并且进行多种变型以适用于所预期的特定用途。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式限定。

Claims (17)

1.一种静电图像显影用调色剂,包含:
调色剂颗粒,其包含:含有聚酯树脂的粘结剂树脂;含有烃蜡的防粘剂;以及苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂,
其中,全部所述防粘剂中的70%以上的所述防粘剂存在于距离所述调色剂颗粒表面800nm以内的部分中,并且
其中所述调色剂颗粒中的所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂形成了平均直径小于0.3μm的域,其中表述“(甲基)丙烯酸”同时包括“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”,
在所述调色剂颗粒中,对于所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的所述域,直径在所述平均直径±0.1μm范围内的所述域的数量比例等于或大于65%,
在所述调色剂颗粒中,对于所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的所述域,直径在所述平均直径±0.2μm范围内的所述域的数量比例等于或大于80%,并且
所述调色剂颗粒具有核/壳结构,并且所述核/壳结构由包含所述粘结剂树脂、所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂和着色剂的核以及包含所述粘结剂树脂和所述防粘剂的壳构成。
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为50℃至80℃。
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为5,000至1,000,000。
4.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数均分子量Mn为2,000至100,000。
5.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分子量分布Mw/Mn为1.5至100,其中Mw是重均分子量,Mn是数均分子量。
6.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)丙烯酸树脂为由具有苯乙烯结构的单体和具有(甲基)丙烯酸结构的单体获得的共聚物,并且所述具有苯乙烯结构的单体和所述具有(甲基)丙烯酸结构的单体的共聚比以重量计为85/15至70/30。
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)丙烯酸树脂的数均分子量Mn为10,000至50,000。
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)丙烯酸树脂的重均分子量Mw为30,000至200,000。
9.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂具有交联结构。
10.根据权利要求9所述的静电图像显影用调色剂,
其中交联单体相对于构成所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的全部单体的共聚比,即交联单体/全部单体,以重量计为2/1000至30/1000。
11.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中相对于所述调色剂颗粒,所述苯乙烯(甲基)丙烯酸树脂的含量为10重量%至30重量%。
12.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防粘剂,所述烃蜡的比率等于或大于85重量%。
13.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂,
其中所述烃蜡的熔融温度为85℃至110℃。
14.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,所述烃蜡的含量为1重量%至20重量%。
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,还包含:
磁性颗粒分散型载体。
17.一种调色剂盒,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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