CN106575095A - 图像形成设备 - Google Patents

图像形成设备 Download PDF

Info

Publication number
CN106575095A
CN106575095A CN201580041580.1A CN201580041580A CN106575095A CN 106575095 A CN106575095 A CN 106575095A CN 201580041580 A CN201580041580 A CN 201580041580A CN 106575095 A CN106575095 A CN 106575095A
Authority
CN
China
Prior art keywords
toner
particle
image
external additive
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580041580.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106575095B (zh
Inventor
中武直树
山下刚司
佐久间彻志
吉瀬允纪
野崎刚
御厨义博
石川义通
山本淳史
不破兴
不破一兴
深尾朋宽
三木智晴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Publication of CN106575095A publication Critical patent/CN106575095A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106575095B publication Critical patent/CN106575095B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0011Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a blade; Details of cleaning blades, e.g. blade shape, layer forming
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G03G21/1803Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof
    • G03G21/1814Details of parts of process cartridge, e.g. for charging, transfer, cleaning, developing
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds
    • G03G9/09716Inorganic compounds treated with organic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds
    • G03G9/09725Silicon-oxides; Silicates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

图像形成设备,包括:图像载体;用于使图像载体表面带电的充电单元;用于使用调色剂使通过用于进行曝光的曝光单元形成于图像载体上面的静电潜像显影的显影单元;用于将显影的调色剂转印至接收部件的转印单元;和用于清洁残留在图像载体上面而未被转印的调色剂的清洁单元,其中所述调色剂包含:外添加剂;和由至少粘合树脂和着色剂制成的母粒子,相对于100质量份母粒子,所述调色剂的外添加剂含量为4‑7质量份,至少一种外添加剂的一次粒子具有0.01‑0.05μm的数均粒径,清洁单元包括如下的弹性体刮板:在其抵接在图像载体上的抵接部处具有15‑25N/mm2的表面弹性模量和0.5‑0.7的表面摩擦系数。

Description

图像形成设备
技术领域
本发明涉及图像形成设备。
背景技术
许多配置成在图像载体上面形成静电潜像和用显影剂使静电潜像显影为可视图像,从而获得记录图像的图像形成设备例如复印机、打印机、或者传真机机器采用使用粉末调色剂作为显影剂(或者作为显影剂的一部分)的干式显影装置。
进一步地,电子照相彩色图像形成设备近来的普及以及数字化图像的可容易获得性已经导致对具有更高清晰度的印刷图像的需求。
因此,存在对于追求在图像中更高分辨率和更高灰度级性质的研究,其中存在这样的研究:作为用于使静电潜像可视化的调色剂的改进,为了形成高清晰度图像,使调色剂粒子更为球形且直径更小。通过粉碎方法制造的调色剂在这些性质方面具有限制,并且因此,早已经知晓所谓的聚合调色剂,其是通过可使粒子为球形的并且为小直径的悬浮聚合方法、乳液聚合方法、分散聚合方法等制造的。
同时,电子照相过程中的清洁步骤中常用的清洁单元的实例包括通过如下获得的清洁单元:将由氨基甲酸酯橡胶等制成的平板形状的刮板部件以纵向结合至由金属片形成的支撑部件。在该清洁单元中,强迫刮板部件的与结合至支撑部件的其结合部相反的端部在预定的压力下抵接在图像载体的表面上,使得在弹性变形时,刮板部件在图像载体的表面和刮板部件之间形成刮板夹区部,并且滑动摩擦图像载体的表面。当图像载体的表面被滑动摩擦时,在图像载体的表面上面的剩余调色剂或者外来物质被除去和收集。通常,这样的清洁方法被泛称为刮板清洁方法。
此处,PTL 1公开了:为了保证在低温条件下的清洁性,将作为清洁单元的弹性体刮板的冲击回弹性规定为19%-43%的范围,通过表面处理而提供比弹性体刮板硬的表层,和将先端边缘部的摩擦系数规定为0.5或更低。
然而,当如PTL 1中那样提供比弹性体刮板硬的表层时,如果所述表层的接触图像载体的部分的显微硬度(microhardness)太高的话,则在图像载体被滑动摩擦时可促进图像载体的磨损(通纸(passed sheet)的耐久性可劣化)。因此,使用PTL 1中公开的技术,部件的寿命可缩短,并且刮板的边缘部可变脆而引起问题例如边缘的裂纹或裂缝,这可使调色剂清洁性大幅劣化。
相反,如果表层的显微硬度由于不足的表面处理而太低的话,则将图像载体上面的成膜材料刮擦掉的能力差,这可由于在图像载体的成膜部分处刮板边缘的破损而带来清洁不良(failure)。
如上所述,表面处理层的硬度对清洁具有显著影响,这使得控制表面处理层是必要的。
在配置成在弹性体刮板上面形成表面处理层的单元中,决定表面处理层的微观区域的硬度的是处理材料的物理性质,这使得硬度有可能颇有点太高。因此,可容易地估计到,例如上述的图像载体磨损的问题出现的可能性是高的。这仅容许选择具有70°-75°的相对低橡胶硬度的材料,这可使得不可能保证作为清洁刮板所需要的抵接压力。
引文列表
专利文献
PTL 1:日本专利申请特开(JP-A)No.2010-210879
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述常规技术的问题而作出的,并且本发明的目的是提供可通过抑制在各种使用条件下的清洁不良而提供高品质图像的图像形成设备。
问题的解决方案
用于解决上述问题的根据本发明的图像形成设备包括:
图像载体;
充电单元,其配置成使所述图像载体的表面带电;
显影单元,其配置成用调色剂使通过配置成进行曝光的曝光单元而形成于所述图像载体上面的静电潜像显影;
转印单元,其配置成将显影的调色剂转印至接收部件;和
清洁单元,其配置成清洁所述调色剂的残留在所述图像载体上面而未被转印的剩余调色剂,
其中所述调色剂包含:一种或多种外添加剂;和由至少粘合树脂和着色剂制成的母粒子,
其中相对于100质量份的所述母粒子,所述一种或多种外添加剂的含量为4质量份-7质量份,
其中所述一种或多种外添加剂的至少一种的一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径,
其中所述清洁单元包括弹性体刮板,和
其中所述弹性体刮板在其抵接在所述图像载体上的抵接部处具有15N/mm2-25N/mm2的表面弹性模量和0.5-0.7的表面摩擦系数。
发明的有益效果
本发明可提供可通过抑制在各种使用条件下的清洁不良而提供高品质图像的图像形成设备。
附图说明
[图1]图1为显示一种实施方式中的本发明的图像形成设备的构造的示意性横截面图。
[图2]图2为显示一种实施方式中的本发明的图像形成设备的处理卡盒的构造的示意性放大图。
[图3]图3为显示图2的显影装置的构造的示意性横截面图。
[图4]图4为显示一种实施方式中的本发明的图像形成设备的清洁装置的构造的示意性放大图。
[图5]图5为图4的清洁刮板和感光体之间的抵接部的示意性放大图。
[图6]图6为本发明中使用的调色剂的一个实例的SEM图像。
[图7]图7为解释本发明中调色剂粒子上面的突起的覆盖率的计算方法的图。
具体实施方式
本发明的图像形成设备包括:图像载体;充电单元,其配置成使所述图像载体的表面带电;显影单元,其配置成用调色剂使通过配置成进行曝光的曝光单元而形成于所述图像载体上面的静电潜像显影;转印单元,其配置成将显影的调色剂转印至接收部件;和清洁单元,其配置成清洁所述调色剂的残留在所述图像载体上面的剩余调色剂,其中所述调色剂包含:一种或多种外添加剂;和由至少粘合树脂和着色剂制成的母粒子,其中相对于100质量份的所述母粒子,所述一种或多种外添加剂的含量为4质量份-7质量份,其中所述一种或多种外添加剂的至少一种的一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径,其中所述清洁单元包括弹性体刮板,和其中所述弹性体刮板在其抵接在所述图像载体上的抵接部处具有15N/m2-25N/m2的表面弹性模量和0.5-0.7的表面摩擦系数。
将外添加剂添加至调色剂母粒子以增加调色剂的带电性和克服背景污损(background smear)。当大量添加由小粒径组分制成的外添加剂时,抑制背景污损的效果是高的,因为可获得大的表面积。然而,由于其小粒径,这样的外添加剂是差清洁性的,并且由于清洁不良而是缺陷图像例如条纹的原因。因此,采用以上描述的本发明的构造作为弹性体刮板,(1)其使得可抑制由于图像载体和弹性体刮板之间的滑动摩擦引起的粘滑,并且因此稳定地形成调色剂堰止(dammed)层,和(2)其提供高的表面弹性模量,和刮擦图像载体的表面的高刮擦性,导致图像载体清洁性的改善。
基于上述因素,可提供可长期形成良好图像的图像形成设备。
此处,在本发明的描述之前将进一步描述本发明的机理。
作为从弹性体刮板的表面性质和良好清洁性的角度进行认真研究的结果,本发明人已经发现,弹性体刮板的表面弹性模量在此方面是大大有影响的。
为了进行调色剂清洁,必要的是,在清洁刮板(弹性体刮板)和图像载体(感光体)之间的夹区附近在所述夹区的上游侧存在调色剂和外添加剂的堆积层。
本发明的清洁单元是通过包括弹性体刮板而构建的,和所述弹性体刮板在其抵接在图像载体上的抵接部处具有15N/mm2-25N/mm2的表面弹性模量和0.5-0.7的表面摩擦系数。使用具有该构造的清洁单元,在各种使用条件下可抑制清洁单元和图像载体之间的摩擦力和振动,这使得可更牢固地形成堆积层,并且因此抑制清洁不良。
进一步地,根据本发明,即使当用于图像形成的调色剂的外添加剂(例如,二氧化硅)的含量相对于100质量份的调色剂母体为4质量份-7质量份时,也可防止由于外添加剂在图像载体上面的成膜而引起的具有图像缺陷的实心图像。
即使当为了保证调色剂足够的带电性而增加外添加剂的添加量时,本发明的清洁单元基于适当的表面弹性模量也可同时满足与图像载体(感光体)的滑动性以及刮擦图像载体的表面的刮擦性。因此,根据本发明,没有清洁不良发生,并且存在如下效果:通过刮擦掉由于清洁刮板所无法防止的微小外添加剂的滑过(滑移通过,slip-through)和堆积而引起的在图像载体上面的成膜,使得可大幅抑制成膜生长的可能性。
差地带电的调色剂包含弱带电的或者带相反电荷的调色剂组分。在图像载体的在其图像非形成区中的电势下,调色剂支撑部件(例如,显影辊)无法保持这些调色剂组分。于是,这些弱带电的或者带相反电荷的调色剂组分粘附至图像载体的表面,这不仅由于不必要的调色剂消耗而使调色剂消耗效率变差,而且使得不可能获得良好图像品质,因为粘附的调色剂,如果太多的话,将作为在图像的背景区域中的污损而被可视地察觉到。
因此,为了在带电性方面帮助调色剂,将用于赋予带电性的具有比调色剂小的粒径的外添加剂例如二氧化硅添加和附着至调色剂母体,从而改善调色剂整体的带电性并且克服所述问题。
然而,这样的外添加剂具有非常小的粒径并且无法用清洁刮板清洁,并且滑过刮板,这导致清洁不良,或者由于滑过的外添加剂在图像载体上面的成膜而引起的刮板的破损。
因此,将本发明的清洁刮板的表面摩擦系数设置为上述范围,这可使伴随图像载体的表面和刮板的抵接部之间的动态接触的刮板的边缘行为稳定化,这提供反抗外添加剂滑过的显著的功能改善。进一步地,将本发明的清洁刮板的表面弹性模量设置为上述范围,这使刮擦图像载体的能力显著改善并且提供在成膜抑制方面的巨大效果。
进一步地,根据本发明,即使当将外添加剂的量设置为可充分保证调色剂的带电性这样的量,也可保证足够的清洁性。因此,可同时长期实现调色剂消耗效率的改善和良好的图像品质。
<<图像形成设备>>
以下将参照附图更详细地描述本发明的图像形成设备。
以下描述的实施方式是本发明的优选实施方式并且因此是以多种在技术上良好的方式限制的。然而,本发明的范围不限于这些实施方式,除非以下描述包括对本发明限于它们的效果的提及。
图1为显示一种实施方式中的本发明的图像形成设备的构造的示意图。图1中所示的图像形成设备的实施方式是所谓的串列式图像形成设备的实例。
以围绕作为图像载体的鼓状感光体1的方式,以如下顺序布置:充电装置2,其作为配置成使所述鼓的表面带电的充电单元;曝光3,其由从曝光单元发射的用于在该带电的表面上面形成静电潜像的激光束形成;显影装置5,其作为配置成通过使带电的调色剂附着至所述鼓的表面上面的静电潜像而形成调色剂图像的显影单元;转印装置7,其作为配置成将所述鼓上面的所形成的调色剂图像转印至接收部件(转印带13)的转印单元;和清洁装置12,其作为配置成除去所述鼓上面的剩余调色剂的清洁单元。容纳调色剂的可更换的调色剂供应(供应)容器4提供于显影装置5上方,并且接合至显影装置并且将调色剂供应到显影装置中。
此处所示的调色剂供应容器4具有用于将调色剂直接输送到显影剂容器中的构造。然而,其可具有用于将调色剂通过提供在图像形成设备的主体中的供应路径供应到显影剂容器中的构造。
在串列式电子照相系统中,主要地,在感光体1的表面上面形成具有例如黑色(Bk)颜色、青色(C)颜色、品红色(M)颜色、和黄色(Y)颜色的单色图像。虚线所围成的区域构成与各颜色对应的图像形成单元(处理卡盒)。使用该构造,以如下方式进行根据负-正方法(即,通过降低曝光部分的电势而将调色剂附着至所述曝光部分的方法)的图像形成:用充电装置2的充电辊使感光体1的表面均匀地带负电,通过曝光3在感光体1的表面上面形成静电潜像,和通过显影装置5将调色剂附着至感光体1的表面以使所述静电潜像可视化。
将用调色剂可视化的图像通过转印带13和转印装置7从感光体1的表面转印,并且通过清洁装置12的清洁刮板11将残留而未从感光体1转印至转印带13的剩余调色剂组分从感光体1的表面除去。
将转印至转印带13的表面的调色剂图像在二次转印单元处通过施加至二次转印辊8的偏压而转印至从供纸托盘(未示出)输送的记录纸。
将二次转印之后的剩余调色剂组分或外添加剂组分通过转印带清洁装置16除去。转印带清洁装置16包括金属制清洁对向辊17、被制成以与所述带的运动方向相反的方向抵接在所述带上的转印带清洁刮板14、和收集辊18,并且将转印带13上面的剩余调色剂组分或外添加剂组分清洁(清除)掉并且将其存储在未示出的废弃调色剂存储单元中。
将转印至记录纸的调色剂图像在所述记录纸上熔合定影为定影图像,并且通过未示出的排纸端口排出。
传感器15提供在转印带13附近,并且用于测量转印至转印带13的调色剂的沉积量以及各颜色的位置以用于图像浓度调节和位置排列。传感器15是其中组合了镜面反射和漫反射方案的系统。
<处理卡盒部>
接下来,将进一步描述图像形成设备的感光体周边的构造。
图2为显示在一种实施方式中的本发明的图像形成设备的处理卡盒的构造的示意性放大图。图3为显示图2的显影装置的构造的示意性横截面图。
调色剂存储容器31接合至显影装置33。优选用搅拌桨30等不断地搅拌调色剂存储容器的内部空间以保持调色剂的流动性。在调色剂存储容器31中,调色剂可通过输送单元32例如螺杆或线圈(盘管,coil)输送至调色剂供应端口,所述调色剂供应端口位于所述调色剂存储容器接合至显影装置、或者在图像形成设备中的供应路径的接合部分处(下文中,描述将是基于将调色剂直接供应到显影剂容器中的构造的)。输送单元32可接合至未示出的主体驱动段。可通过公知手段例如离合器将主体驱动段和输送单元控制成彼此接合或者脱离,使得在必要时可驱动它们以供应调色剂。
调色剂供应量可通过驱动所述驱动段的时间控制。例如,针对由于温度和湿度条件引起的调色剂流动性的变化而适应性地改变驱动时间的控制方式是可能的。
在显影装置33中,存在位于显影部件的轴向上并且可使显影装置的内部空间是可分割的分割板34,并且在分割板34的在所述分割板的纵向的至少两末端处存在开口部35和36以使调色剂是在上部槽和下部槽之间可往复移动的。从如上所述的调色剂供应容器供应到显影装置中的调色剂可通过位于上部槽中并且由螺杆等构成的第一调色剂输送单元37而在显影部件41的轴向上输送,通过在输送方向上的下游侧处的开口部移动至下部槽,并且通过位于下部槽中并且同样由螺杆等构成的第二调色剂输送单元38以与通过第一调色剂输送单元37输送的方向相反的方向在显影部件的轴向上输送。调色剂可通过分割板的位于第二调色剂输送单元下游侧处的开口部移动至上部槽。因此,显影装置中的调色剂可在其中在其纵向上循环。
调色剂输送速度可通过输送部件的构造而控制。当使用螺杆部件时,调色剂输送速度与螺距成比例地增加。这是因为,螺杆每次旋转所输送的调色剂的量增加。调色剂输送速度也可通过提高螺杆直径而控制。
可通过由齿轮、耦接头(联轴器,coupling)等构成的驱动传动单元39从位于图像形成设备的主体等中的驱动源向第一和第二调色剂输送单元传送驱动。显影装置中的调色剂可通过调色剂可通过其供应至显影部件41的由海绵等构成的调色剂供应部件40移动至显影部件41。
通过调节部件42使通过调色剂供应部件40移动至显影部件41的调色剂成为沉积在显影部件41上的均匀的调色剂层。此后,与感光体鼓43的表面电势对应的量的调色剂移动至感光体鼓43的表面,并且通过未示出的转印单元被转印至接收部件(转印带)。如上所述,移动至感光体鼓43的调色剂的残留在所述感光体上面而未被转印的剩余调色剂通过清洁单元44被除去,并且被收集在提供在所述图像形成设备中的废弃调色剂存储容器中。
<清洁装置>
接下来,将描述清洁装置。
图4为显示在一种实施方式中的本发明的图像形成设备的清洁装置的构造的示意性放大图。图5为图4的清洁刮板和感光体之间的抵接部的示意性放大图。
清洁装置12主要由通过将由弹性材料例如聚氨酯制成的刮板结合至由金属例如SUS制成的支撑部件而制造的弹性体刮板11构成。清洁装置可通过如下而清洁感光体1的表面:使弹性体刮板11的先端逆向抵接在感光体1上并且刮擦掉附着在感光体上的调色剂或者其它附着物质。
作为弹性体刮板11的材料,可使用弹性材料例如氯丁橡胶、氯丁二烯橡胶、硅橡胶、和丙烯酸类橡胶。然而,由不化学地损害感光体并且在耐久性、耐臭氧性、耐油性等方面优异的聚氨酯橡胶制成的清洁刮板是优选的。以JIS-A硬度表示的弹性体刮板的橡胶硬度优选为76°-82°。如果以JIS-A硬度表示的弹性体刮板的橡胶硬度在该范围内则是优选的,因为弹性体刮板的表面弹性模量可设置为高,这使刮擦性改善。
当橡胶硬度大于82°时,弹性体刮板具有差的柔性并且倾向于具有所谓的不均匀的抵接,这使得较难以使抵接压力是在轴向上均匀的。另一方面,当橡胶硬度小于76°时,使清洁刮板和感光体具有所需要的对彼此的按压力变得较困难。因此,当使弹性体刮板咬合至更大程度以保证按压力时,刮板的先端边缘部上浮,从而导致所谓的腹部抵接现象。
将支撑部件用螺丝拧至图像形成单元的壳体(外壳),并且使弹性体刮板11的先端抵接在感光体1上。此处,优选的是,感光体1的表面上的切线(与旋转方向平行的切线)和弹性体刮板11的先端表面19之间在它们抵接时形成的角度θ设置为77°-82°,因为弹性体刮板不会具有例如例如尖叫(吱嘎,squealing)或者卷曲(ride-up)的问题。
当角度θ小于77°时,在刮板的先端部处在抵接在感光体上的点处可发生大的边缘行为,这可使调色剂堰止层不稳定并且导致清洁不良。进一步地,存在较高的如下可能性:由于清洁不良而可产生缺陷图像,并且刮板边缘通过跟随感光体而可卷曲。
另一方面,当角度θ大于82°时,弹性体刮板无法让其边缘牢固地抵接在感光体上,而是让其腹部抵接在其上,这可为清洁不良的原因。
清洁刮板对图像载体的抵接压力(线压力)可用安装在感光体的表面位置上的压力传感器测量。抵接压力优选为30N/m-70N/m。在该范围中,清洁刮板通过以足够高的压力抵接在图像载体上的弹性体刮板的先端而可保证与图像载体的紧密接触。
当抵接压力(线压力)低于30N/m时,清洁刮板由于其差的接触压力而无法具有足够的调色剂阻止力,这可为清洁不良的原因。另一方面,当抵接压力(线压力)高于70N/m时,太高的接触压力可导致例如振颤的问题,并且需要较大的扭矩来驱动感光体,这需要具有成比例地更高的容量的电机,这在经济方面是不利的。
清洁刮板(弹性体刮板11)的橡胶材料的表面摩擦系数和表面弹性模量可通过如下而控制:将聚氨酯材料模塑成条形状,将其浸渍在基于异氰酸酯的处理液中,干燥和除去溶剂,和对弹性体刮板进行表面处理。然而,本发明不限于此,而是可通过各种公知的方法例如喷涂代替浸渍而施加用基于异氰酸酯的处理液的处理。
弹性体刮板的表面摩擦系数优选为0.5-0.7。当表面摩擦系数大于0.7时,弹性体刮板将以如下状态抵接在感光体上:在旋转方向上刮板边缘跟随感光体的距离将是大的,这使得调色剂堰止层不稳定,这可为清洁不良的原因。另一方面,当表面摩擦系数小于0.5时,刮板的先端可滑移,并且清洁刮板由于其差的接触压力而无法具有足够的调色剂阻止力,这可为清洁不良的原因。
抵接在图像载体上的抵接部的表面弹性模量优选为15N/mm2-25N/mm2
当表面弹性模量小于15N/mm2时,在刮擦感光体表面的能力方面无法获得足够的效果。
另一方面,当表面弹性模量大于25N/mm2时,弹性体刮板本身(特别是当其为聚氨酯刮板时)的硬度将增加并且变成在低温条件脆性的,这可将刮板边缘切掉并且提高感光体的磨损量,导致部件较短的寿命。此外,刮板边缘将具有太高的硬度而无法具有足够的与感光体的紧密接触,这可让调色剂滑过。
表面摩擦系数和表面弹性模量可通过所述基于异氰酸酯的处理液的浓度而控制。通过提高所述处理液的浓度,可降低表面摩擦系数和提高表面弹性模量。
(表面摩擦系数)
将描述根据本发明的表面摩擦系数测量方法。
将由SUS制成并且重117g的重物放置在模塑成条形状的弹性体刮板上。然后,用附着至所述重物一端的具有小的弹性变形的材料例如线并且用附着至其另一端的数字式测力计以水平方向拉所述重物并且将所得拉力根据F=μN换算为表面摩擦系数。使用重物开始移动之后5秒-10秒时期所得的平均值作为表面摩擦系数。
(表面弹性模量)
将描述根据本发明的表面弹性模量测量方法。
测量位置包括在抵接在感光体上的模塑成条形状的弹性体刮板的抵接表面中,并且距离先端边缘位置30μm。对于所述测量,使用显微硬度测试仪(由Shimadzu Corporation制造的DUH-211S)。
<调色剂>
本发明的调色剂是为了辅助包含粘合树脂和着色剂作为必要组分的其母粒子的流动性、显影性、带电性等而添加或者负载了外添加剂的调色剂。根据需要,调色剂的母粒子可包含脱模剂、电荷控制剂、增塑剂、和其它必需组分。
(粘合树脂)
粘合树脂的实例包括聚酯、聚氨酯、聚脲、环氧树脂、和基于乙烯基的树脂。也可使用其中不同种类的树脂化学键合的混杂树脂。此外,可将反应性官能团引入到树脂的末端或侧链处,并且在调色剂制造过程中彼此键合,从而将所述树脂伸长。可单独使用以上树脂之一,但是为了制造具有突起的调色剂来用于表面轮廓控制,优选的是,构成调色剂粒子的树脂不同于构成突起的树脂。
作为构成母粒子的树脂,使用至少部分地可溶解于有机溶剂中的树脂。这样的树脂的酸值优选为2mgKOH/g-24mgKOH/g。当酸值大于24mgKOH/g时,所述树脂有可能迁移到水相中,这可导致如下问题:在制造过程中发生物质守恒的丧失,或者油滴具有差的分散稳定性。此外,调色剂的水吸附性将增加,这可使调色剂的带电性降低并且使调色剂在高温、高湿度条件下的存储性劣化。另一方面,当酸值小于2mgKOH/g时,树脂的极性降低,这使得难以将具有一些程度的极性的着色剂均匀地分散在油滴中。
所述树脂的种类没有特别限制,但是用于电子照相的静电潜像显影用调色剂中使用的树脂优选为具有聚酯骨架的树脂,因为将获得良好的定影性。具有聚酯骨架的树脂的实例包括聚酯树脂、以及在聚酯和具有另外的骨架的树脂之间的嵌端聚合物。优选聚酯树脂,因为获得的调色剂母粒子将是高度均匀的。
聚酯树脂的实例包括通过内酯的开环聚合获得的产物、通过羟基羧酸的缩聚获得的产物、和通过多元醇和多元羧酸的缩聚获得的产物。就设计中所容许的自由度而言,通过多元醇和多元羧酸的缩聚获得的产物是优选的。
聚酯树脂的峰分子量典型地为1,000-30,000、优选1,500-10,000、和更优选2,000-8,000。当聚酯树脂的峰分子量小于1,000时,耐热存储稳定性将是差的。当其大于30,000时,作为静电潜像显影用调色剂资格的低温定影性将是差的。
聚酯树脂的玻璃化转变温度为45℃-70℃,并且优选50℃-65℃。低于45℃的玻璃化转变温度不是优选的,因为在调色剂或者调色剂卡盒运输期间所假定的40℃和90%的高温、高湿度条件下,所获得的调色剂可在一定压力下变形,或者调色剂粒子可彼此熔合,这可使调色剂丧失自己原来的作为粒子的行为。高于70℃的聚酯树脂的玻璃化转变温度不是优选的,因为低温定影性将是差的。
(多元醇)
多元醇(1)的实例包括二醇(1-1)和三价以上的多元醇(1-2)。单独的(1-1)、或者(1-1)和少量(1-2)的混合物是优选的。
二醇(1-1)的实例包括: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、和1,6-己二醇);亚烷基醚二醇(例如,二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、和聚四亚甲基醚二醇);脂环族二醇(例如,1,4-环己烷二甲醇、和氢化双酚A);双酚(例如,双酚A、双酚F、和双酚S);前述脂环族二醇的环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷、和环氧丁烷)加合物;4,4’-二羟基联苯例如3,3’-二氟-4,4’-二羟基联苯;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(也称作: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;和前述双酚的环氧烷烃(例如,环氧乙烷、环氧丙烷、和环氧丁烷)加合物。
在这些之中,双酚的环氧烷烃加合物、以及具有2-12个碳原子的亚烷基二醇是优选的。双酚的环氧烷烃加合物、以及双酚的环氧烷烃加合物和具有2-12个碳原子的亚烷基二醇的组合使用是特别优选的。
三价以上的多元醇(1-2)的实例包括:三价-八价以上的多价脂族醇(例如甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、和山梨糖醇);三价以上的酚(例如,三苯酚PA、苯酚线型酚醛清漆、和甲酚线型酚醛清漆);和前述三价以上的多元酚的环氧烷烃加合物。
(多元羧酸)
多元羧酸(2)的实例包括二羧酸(2-1)和三价以上的多元羧酸(2-2)。单独的(2-1)、或者在(2-1)和少量(2-2)之间的混合物是优选的。
二羧酸(2-1)的实例包括亚烷基二羧酸(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);芳香族二羧酸(例如,邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、和萘二羧酸);和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、和六氟异丙叉二邻苯二甲酸酐。在这些之中,具有4-20个碳原子的亚烯基二羧酸、和具有8-20个碳原子的芳香族二羧酸是优选的。
三价以上的多元羧酸(2-2)的实例包括具有9-20个碳原子的芳香族多元羧酸(例如,偏苯三甲酸、和均苯四甲酸)。以上那些的酸酐或低级烷基酯(例如,甲酯、乙酯、和异丙酯)也可用作多元羧酸(2)并且与多元醇(1)反应。
如以羟基[OH]对羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]表示的多元醇和多元羧酸之间的比率典型地为2/1-1/2、优选1.5/1-1/1.5、和更优选1.3/1-1/1.3。(改性树脂)
为了增强所获得的机械强度,或者为了除了增强机械强度之外还防止在定影期间的热偏移,可通过将在末端处具有异氰酸酯基的改性树脂溶解在油相中而获得母粒子。用于获得改性树脂的方法的实例包括:如下方法:用包含异氰酸酯的单体一起进行聚合反应,从而获得具有异氰酸酯基的树脂;和如下方法:通过聚合而获得在末端处具有活性氢的树脂,和此后,使它与多异氰酸酯反应,从而在聚合物的末端处引入异氰酸酯基。优选采用后一方法,因为其在末端处引入异氰酸酯基的控制性。所述活性氢的实例包括羟基(醇羟基和酚羟基)、氨基、羧基、和巯基。在这些之中,醇羟基是优选的。考虑到粒子的均匀性,改性树脂的骨架优选地与可溶解于有机溶剂中的树脂的骨架相同。具有聚酯骨架的改性树脂是优选的。用于获得在聚酯的末端处具有醇羟基的树脂的方法方法可为多元醇和多元羧酸的缩聚反应,其中多元醇的官能团的数量大于多元羧酸的官能团的数量。
(胺化合物)
改性树脂的异氰酸酯基在通过将油相分散在水相中而获得粒子的过程中水解,并且部分地变成氨基,并且所产生的氨基与未反应的异氰酸酯基反应以进行伸长反应。为了除了以上反应之外还确保地引起伸长反应或者为了引入交联点,可组合使用胺化合物。胺化合物(B)的实例包括二胺(B1)、三价以上的多元胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)、以及通过将(B1)-(B5)的氨基封端而获得的产物(B6)。
二胺(B1)的实例包括:芳香族二胺(例如,苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’二氨基二苯甲烷、四氟-对苯二亚甲基二胺、和四氟-对苯二胺);脂环族二胺(例如,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);和脂族二胺(例如,乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、十二氟亚己基二胺和二十四氟亚十二烷基二胺)。三价以上的多元胺(B2)的实例包括二亚乙基三胺、和三亚乙基四胺。
氨基醇(B3)的实例包括乙醇胺、和羟乙基苯胺。氨基硫醇(B4)的实例包括氨基乙基硫醇、氨基丙基硫醇。氨基酸(B5)的实例包括氨基丙酸和氨基己酸。
通过将(B1)-(B5)的氨基封端而获得的产物(B6)的实例包括由胺(B1)-(B5)和酮(例如,丙酮、甲乙酮、和甲基异丁基酮)获得的酮亚胺化合物、和唑啉化合物。在这些胺(B)之中,(B1)、以及(B1)和少量(B2)之间的混合物是优选的。
作为胺(B)的比率,胺(B)中的氨基[NHx]的数量为具有异氰酸酯基的预聚物(A)中的异氰酸酯基[NCO]的数量的等于或小于4倍、优选地等于或小于2倍、更优选地等于或小于1.5倍、和还更优选地等于或小于1.2倍大。当氨基的数量为大于4倍大时,过量的氨基可将异氰酸酯封端并且抑制改性树脂的伸长反应,这可导致聚酯低的分子量和差的耐热偏移性。
(有机溶剂)
优选的是,有机溶剂具有低于100℃的沸点并且是挥发性的,因为这使得后续的脱溶剂是容易的。这样的有机溶剂的实例包括甲苯、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,甲乙酮、和甲基异丁基酮。可使用这些之一,或者可组合使用这些的两种或更多种。当待溶解在有机溶剂中的树脂为具有聚酯骨架的树脂时,基于酯的溶剂例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、和乙酸丁酯、或者基于酮的溶剂例如甲乙酮和甲基异丁基酮的使用是优选的,因为溶解性是高的。在这些之中,具有高的脱溶剂性质的乙酸甲酯、乙酸乙酯、和甲乙酮是特别优选的。
(水性介质)
水性介质可为单独的水,但是可组合使用与水可混溶的溶剂。所述可混溶性的溶剂的实例包括:醇(例如,甲醇、异丙醇、和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂(例如,甲基溶纤剂(注册商标))、和低级酮(例如,丙酮、和甲乙酮)。
(表面活性剂)
使用表面活性剂来将油相分散在水性介质中和产生液滴。
表面活性剂的实例包括:阴离子型表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、和磷酸酯盐;阳离子型表面活性剂例如胺盐型(例如,烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物、和咪唑啉)和季铵盐型(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、吡啶盐、烷基异喹啉盐、和苄索氯铵);非离子型表面活性剂例如脂肪酸酰胺衍生物和多价醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸、和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。具有氟烷基的表面活性剂的使用在非常少的量的情况下提供表面活化效果。
可有利地使用的具有氟烷基的阴离子型表面活性剂的实例包括具有2-10个碳原子的氟烷基羧酸和其金属盐、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)羧酸和其金属盐、全氟烷基羧酸(C7-C13)和其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸和其金属盐、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)乙基磷酸酯盐。阳离子型表面活性剂的实例包括具有氟烷基的脂族伯、仲、或叔胺酸,脂族季铵盐例如全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐,苄烷铵盐,苄索氯铵,吡啶盐,和咪唑盐。
(无机分散剂)
可将调色剂组成物的溶解或分散产物在无机分散剂或树脂粒子的存在下分散在水性介质中。作为无机分散剂,使用磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、羟基磷灰石等。分散剂的使用是较优选的,因为粒度分布将是尖锐的,并且分散将是稳定的。
(保护胶体)
可用分散液滴用聚合物型保护胶体稳定化。
其可用实例包括:酸例如丙烯酸、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、和马来酸或者马来酸酐;具有羟基的基于(甲基)丙烯酸类的单体例如丙烯酸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-羟甲基丙烯酰胺;乙烯醇或者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;乙烯醇和具有羧基的化合物之间的酯例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、和丁酸乙烯酯;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、和二丙酮丙烯酰胺、或者这些的羟甲基化合物;酰氯例如丙烯酰氯、和甲基丙烯酰氯;具有氮原子或氮原子杂环的均聚物或共聚物例如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、和乙烯亚胺;聚氧乙烯系列例如聚氧乙烯、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;和纤维素类例如甲基纤维素、羟乙基纤维素、和羟丙基纤维素。
当使用可溶解于酸或碱的分散稳定剂例如磷酸钙盐时,在一旦将磷酸钙盐溶解在酸例如盐酸中之后,将磷酸钙盐通过水洗从所述粒子除去。其也可通过例如酶法分解的操作而除去。当使用分散剂时,分散剂可保持残留在调色剂粒子的表面上面。然而,就调色剂带电性而言,优选在伸长反应、交联反应、或者其两者之后洗涤和除去分散剂。
(着色剂)
本发明中使用的着色剂可为任何公知的染料和颜料。其实例包括炭黑、苯胺黑染料、黑锑粉、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铅黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、巴尔干坚牢黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、氧化铁红、铅丹、橙铅、镉红、镉汞红、锑橙、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、巴尔干坚牢玉红B、亮猩红G、立索玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛蓝栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、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、氧化锌、锌钡白、以及其混合物。
(着色剂母料化)
本发明中使用的着色剂可以其中将其与树脂组合的母料的形式使用。
在母料的制造中捏合或者与母料一起捏合的粘合树脂的实例包括:上述的改性或未改性树脂;苯乙烯或其取代物的聚合物(例如,聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯、和聚乙烯基甲苯);苯乙烯共聚物(例如,苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、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-甲基乙烯基酮共聚物、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);和其它,包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、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、脂族或脂环族烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡(链烷烃,paraffin)、和石蜡(链烷烃蜡,parrafin wax)。这些可单独地、或者作为混合物使用。
(母料制造方法)
母料可通过将用于母料的树脂和着色剂在高剪切力下混合和捏合而获得。此处,可使用有机溶剂以增强所述着色剂和所述树脂之间的相互作用。优选使用如下的所谓冲洗方法,因为该方法容许将着色剂的湿饼原样使用而不需要干燥:将包含水的着色剂含水糊料与所述树脂、有机溶剂一起混合和捏合,使所述着色剂转移至所述树脂,和除去水组分和有机溶剂组分。对于混合和捏合,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,使用一种或多种粒子作为外添加剂。所述一种或多种粒子的至少一种的一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径。具有大粒径的粒子起到抑制调色剂和部件之间接触的间隔体的作用,和具有小粒径的粒子赋予调色剂以流动性。具有越大粒径的外添加剂越容易从调色剂松动,并且被促使转移至感光体。外添加剂起到赋予流动性和带电性的作用。用作外添加剂的粒子可为无机粒子或者可为有机粒子。
优选的是,使至少一种外添加剂带电为与调色剂母粒子的极性相反的极性。具有与调色剂母粒子的极性相反极性的外添加剂的添加是优选的,因为当图像面积小时,将抑制这样的外添加剂粘附至清洁刮板,并且其不显现在图像非形成部分上。
(无机粒子)
在本发明中用作外添加剂的无机粒子的实例包括二氧化硅、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、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、和氮化硅。在这些之中,二氧化硅和氧化钛是特别优选的。就对部件的粘附而言,二氧化硅是更优选的,并且疏水化的二氧化硅是特别优选的。疏水化的二氧化硅本身不太可能粘附至清洁部件,这是优选的,因为可抑制图像品质劣化的出现。
(有机粒子)
在本发明中用作外添加剂的有机粒子的实例包括:苯乙烯或者其取代物的聚合物(例如,聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯、和聚乙烯基甲苯);苯乙烯共聚物(例如,苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、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-甲基乙烯基酮共聚物、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);和其它,包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯,聚酯、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、脂族或脂环族烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡、和石蜡。这些可单独地、或者作为混合物使用。
(疏水化)
优选的是,将本发明中使用的外添加剂的表面疏水化。作为用于使例如无机粒子疏水化的方法,使用将无机粒子用与无机粒子具有反应性或者物理吸附性的有机硅化合物化学处理的方法。优选的方法是将由金属卤化物的气相氧化制造的无机粒子用有机硅化合物处理的方法。
用于疏水化的有机硅化合物的实例包括六甲基二硅氮烷、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、ρ-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、三有机甲硅烷基丙烯酸酯、乙烯基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、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷、和每个分子具有2-12个硅氧烷单元并且每个在各末端单元处的Si原子具有键合的羟基的二甲基聚硅氧烷。
含氮的硅烷偶联剂可用于未处理的无机粒子的疏水化。此处描述的情况为其中使调色剂的母粒子带电为负极性的情况。优选的是,具有与母粒子的极性相反极性的带电性的任何外添加剂为用含氮的硅烷偶联剂进行表面处理的粒子。这样的处理剂的实例包括氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、二甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、二乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丙基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、单丁基氨基丙基三甲氧基硅烷、二辛基氨基丙基三甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基二甲氧基硅烷、二丁基氨基丙基单甲氧基硅烷、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-丙基联苯胺、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、和三甲氧基甲硅烷基-γ-丙基咪唑。这些处理剂可单独地或者作为两种或更多种的混合物使用。
在本发明中,可使用用硅油处理的疏水化或非疏水化的无机粒子。在此情况下,硅油的可用实例包括二甲基硅油、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、丙烯酸类或者甲基丙烯酸类改性硅油、和α-甲基苯乙烯改性硅油。这些硅油单独地、或者作为两种或更多种的混合物使用。在用硅油的无机粒子的处理中,使已经预先在几百摄氏度的烘箱中充分脱水和干燥的无机粒子、和硅油彼此均匀地接触,以使硅油附着至无机粒子的表面。为了附着硅油,可将无机粒子和硅油用混合器例如旋转桨叶以将粒子保持处于粉末状态的方式充分地混合,或者可将硅油溶解在可稀释硅油并且具有相对低沸点的溶剂中,和可将无机粒子浸渍在所述液体中,然后通过除去溶剂而干燥。当硅油具有高的粘度时,在所述液体中的处理是优选的。此后,可使已经附着有硅油的无机粒子经历在100℃-几百摄氏度(典型地,约400℃)的烘箱中的热处理,其使得能够通过利用无机粒子的表面上的羟基而形成金属和硅油之间的硅氧烷键,或者使得硅油本身分子量增加和交联。通过预先添加催化剂例如酸、碱、金属、辛酸锌、辛酸锡、和二月桂酸二丁基锡,可促进该反应。通过转移至静电潜像载体的硅油,可长期抑制图像载体和清洁刮板之间的摩擦力,并且显著抑制磨损。
本发明中使用的无机粒子在用硅油处理之前可预先用作为疏水化剂的硅烷偶联剂处理。预先疏水化的无机粒子可吸附更多的硅油。
(外添加剂的含量)
待添加的外添加剂的总量优选为4.0质量份-7.0质量份、和更优选4.0质量份-5.5质量份的含量,相对于100质量份的在调色剂中的母粒子。当含量小于4.0质量份时,调色剂堆积层的形成将是不充分的,这是不利的。当含量大于7.0质量份时,松动的外添加剂的量将过大,这是不利的,因为更有可能出现例如部件污染的问题,并且低温定影性将劣化。
进一步地,其一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径的外添加剂的含量优选为1.0质量份-2.5质量份,相对于100质量份的调色剂母粒子。具有越小粒径的外添加剂具有越大的附着强度,并且对调色剂带电性的稳定化有贡献。
当组合使用两种或更多种外添加剂,上述的含量值的范围可为这两种或更多种外添加剂的总和。
(外添加剂的量化)
对于调色剂的外添加剂的量化,采取2g用于测量的调色剂,向其施加1N/cm2的力60秒,以产生圆形的调色剂圆片。将所获得的圆片用由Shimadzu Corporation制造的波长色散X射线荧光分析仪XRF1700测量,以量化调色剂上使用的外添加剂所特有的元素(例如,Si、和Ti),并且根据校准曲线方法计算调色剂中存在的外添加剂的组成量(例如,金属氧化物粒子的量:SiO2量和TiO2量)(单位为质量%)。
<设备>
-用于荧光分析的由Shimadzu Corporation制造的波长色散X射线荧光分析仪ZRF1700
<圆片制造>
-采取2g调色剂,用压机向其施加1N/cm2(10MPa)的力60秒,以产生圆形调色剂圆片。
<量化>
-用X射线荧光分析仪,基于调色剂的外添加剂所特有的元素(例如,当外添加剂为二氧化硅时,硅)根据校准曲线方法进行量化,以计算外添加剂的组成量(质量%)。
(外添加剂的一次粒子的平均粒径)
在本发明中用作外添加剂的粒子的至少一种的一次粒子的平均粒径为0.05μm-0.30μm、和优选0.08μm-0.15μm。
当平均粒径小于0.05μm时,外添加剂有可能被包埋在调色剂的母粒子中,并且对于长期的向感光体的迁移而言无法预计,这不足以形成牢固的堆积层。
另一方面,当平均粒径大于0.30μm时,调色剂的流动性将是极差的,这是不利的,因为所述调色剂无法起到调色剂的作用。进一步地,外添加剂极其容易从母粒子脱落,这是不利的,因为外添加剂将不均匀地损害感光体的表面。
可使用两种或更多种外添加剂。就调色剂的流动性而言,优选选择具有小粒径的外添加剂。具有小粒径的外添加剂的一次粒子的平均粒径优选为0.01μm-0.05μm、和更优选0.01μm-0.02μm。当平均粒径小于0.01μm时,外添加剂将重重地(深度地)包埋在调色剂的母粒子中,这是不利的,因为无法获得期望的流动性。当平均粒径大于0.02μm时,同样无法获得期望的流动性,这是不利的。此处,平均粒径为一次粒子的数均粒径。
本发明中使用的外添加剂的平均粒径可用采用动态光散射的粒径分布测量仪器(例如,由Otsuka Electronics Co.,Ltd.,制造的DLS-700和由Coulter Electronics Inc制造的COULTER N4)测量。然而,由于难以将附聚的外添加剂粒子解散,因此优选直接由用扫描电子显微镜或透射电子显微镜获得的调色剂图像测量外添加剂的粒径。在此情况下,观察至少100个或者更多个外添加剂粒子,并且计算它们较长直径的平均值。当外添加剂附聚在调色剂的表面上时,同样地测量各个一次粒子的较长直径。
(处理方法)
本发明的外添加剂是通过与调色剂一起添加和混合而使用的。使用通常的粉末混合器来混合外添加剂。装备有夹套等并且能够调节内部温度的混合器是优选的。为了改变施加至外添加剂的负荷的历史,可另外在中途或者视需要而添加外添加剂。毋庸置言,也可改变混合器的旋转速度、滚动速度、时间、温度等。可首先施加强的负荷,然后接下来施加相对弱的负荷,或者反过来。可用的混合设备的实例包括摇摆混合器、lodige混合器、诺塔混合器、和亨舍尔混合器。
(脱模剂)
可在调色剂中添加脱模剂用于改善定影中的脱模性。例如,可通过如下将脱模剂包含在调色剂中:在制造过程期间将脱模剂分散在其中分散有调色剂材料的有机溶剂中。
作为脱模剂,使用在定影过程期间被加热时具有足够低的粘度并且不太可能与定影部件表面上的任何其它材料相容或者不太可能溶胀的脱模剂例如蜡和硅油。考虑到脱模剂的存储稳定性,优选使用在通常的存储期间以固态存在于内部的蜡。
所述蜡的具体实例包括长链烃、和包含羰基的蜡。所述长链烃的实例包括:聚烯烃蜡(例如,聚乙烯蜡、和聚丙烯蜡);基于石油的蜡(例如,石蜡、赛索尔蜡、微晶蜡);和费托蜡。
所述包含羰基的蜡的实例包括多链烷酸酯(例如,巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸酯二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯、和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯);多链烷醇酯(例如,偏苯三甲酸三硬脂基酯和马来酸二硬脂基酯);多链烷酸酰胺(例如,乙二胺二山萮基酰胺);多烷基酰胺(例如,偏苯三甲酸三硬脂基酰胺);和二烷基酮(例如,二硬脂基酮)。
在这些之中,具有特别良好的脱模性的长链烃是优选的。进一步地,当使用长链烃作为脱模剂时,可组合使用包含羰基的蜡。调色剂中的脱模剂的含量为2质量%-25质量%、优选3质量%-20质量%、和更优选4质量%-15质量%。当含量小于2质量%时,脱模剂无法发挥改善定影中的脱模性的效果。当含量大于25质量%时,调色剂的机械强度将劣化。
(电荷控制剂)
根据需要,可将电荷控制剂溶解或分散在所述有机溶剂中。作为电荷控制剂,可使用任何公知的电荷控制剂。其实例包括基于苯胺黑的染料、基于三苯甲烷的染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合物颜料、基于罗丹明的染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷或磷化合物、钨或钨化合物、基于氟的活化剂、水杨酸金属盐、和水杨酸酸衍生物金属盐。具体实例包括:苯胺黑染料BONTRON 03、季铵盐BONTRON P-51、含金属的偶氮染料BONTRON S-34、基于羟基萘甲酸的金属络合物E-82。基于水杨酸的金属络合物E-84和酚缩合物E-89(全部由ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD制造);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(均由Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造);季铵盐COPY CHARGE PSYVP 2038、三苯甲烷衍生物COPY BLUE PR、季铵盐COPY CHARGE NEG VP2036和COPY CHARGENX VP434(全部由Hoechst AG制造);LRA-901、和硼络合物LR-147(由Japan Carlit Co.,Ltd.制造);铜酞菁;苝;喹吖啶酮;偶氮类颜料;和具有磺酸基团、羧基、和季铵盐作为官能团的聚合物型化合物。电荷控制剂可以在其中其表现出其性能并且不抑制定影性的范围内的量使用,并且调色剂中电荷控制剂的含量为0.5质量%-5质量%、和优选0.8质量%-3质量%。
(调色剂制造方法)
调色剂制造方法没有特别限制,并且其实例包括公知的湿法造粒方法例如溶解悬浮方法、悬浮聚合方法、和乳化凝集方法,和粉碎方法。溶解悬浮方法、悬浮聚合方法、和乳化凝集方法是优选的,因为容易控制粒径和形状。
当使用乳化方法或悬浮聚合方法来获得将成为芯的调色剂母粒子时,在根据各公知的方法获得将成为芯的调色剂母粒子之后的步骤中,将树脂粒子添加至体系以与将成为芯的调色剂母粒子附着和熔合。为了促进附着和熔合,可进行加热。添加金属盐来促进粘附和熔合也是有效的。
(树脂粒子)
在本发明中用于突起的树脂粒子可为分散在水性介质中的树脂粒子。构成树脂粒子的树脂的实例包括基于乙烯基的树脂、聚酯、聚氨酯、聚脲、和环氧树脂。在这些之中,基于乙烯基的树脂是优选的,因为可容易地获得分散在水性介质中的树脂粒子。用于获得基于乙烯基的树脂粒子的水性介质分散体的方法包括公知的聚合方法例如乳化凝集方法、悬浮聚合方法和分散聚合方法。在这些之中,乳液聚合方法是特别优选的,根据该方法可容易地获得具有适合于本发明的粒径。
(基于乙烯基的树脂粒子)
本发明中使用的基于乙烯基的树脂粒子包含通过使至少包含基于苯乙烯的单体的单体混合物聚合而获得的基于乙烯基的树脂。
为了用作调色剂,母粒子应当在其表面上具有可带电的结构。为此目的,在单体混合物中以50质量%-100质量%、优选80质量%-100质量%、和更优选95质量%-100质量%的量使用具有如在芳香族环结构中那样电子可稳定地存在于其上的电子轨道的基于苯乙烯的单体。当所述基于苯乙烯的单体小于50质量%时,所获得的调色剂将具有差的带电性并且在应用方面是受限制的。
此处,基于苯乙烯的单体指的是具有乙烯基能聚合的官能团的芳香族化合物。能聚合的官能团的实例包括乙烯基、异丙烯基、芳基、丙烯酰基、和甲基丙烯酰基。
基于苯乙烯的单体的具体实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、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-乙烯基萘、2-乙烯基萘、烯丙基苯、苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基亚烷基二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯、和苯氧基聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯。在这些之中,优选使用可容易地获得并且具有优异的反应性和高的带电性的苯乙烯。
本发明中使用的基于乙烯基的树脂在单体混合物中以0质量%-7质量%的量、和更优选地以0质量%-4质量%的量包含酸单体,并且还更优选地不含酸单体。当以大于7质量%的量包含酸单体时,所获得的基于乙烯基的树脂粒子自身将具有高的分散稳定性。因此,当将基于乙烯基的树脂粒子添加到其中油滴分散在水相中的分散液中时,它们在常温下不容易附着至油滴,或者即使它们附着,它们也处于即将脱离的状态,并且在脱溶剂、洗涤、干燥和外添加的过程中容易脱离。当以4质量%或更小的量包含酸单体时,可抑制取决于所获得调色剂的使用条件的带电性变化。
此处,酸单体指的是具有乙烯基能聚合的官能团和酸基团的化合物。酸基团的实例包括:羧基酸、磺酰基酸、和膦酰基酸。
酸单体的实例包括包含羧基的基于乙烯基的单体和其盐(例如,(甲基)丙烯酸、马来酸(和其酸酐)、马来酸单烷基酯、富马酸、富马酸单烷基酯、巴豆酸、衣康酸、衣康酸单烷基酯、乙二醇单醚衣康酸酯、柠康酸、柠康酸单烷基酯、和肉桂酸);包含磺酸基团的基于乙烯基的单体;基于乙烯基的硫酸单酯和其盐;和包含磷酸基团的基于乙烯基的单体和其盐。在这些之中,(甲基)丙烯酸、马来酸(和其酸酐)、马来酸单烷基酯、富马酸、和富马酸单烷基酯是优选的。
同时,为了控制与芯粒子的相容性,具有环氧乙烷(EO)链的单体例如苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基亚烷基二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基聚亚烷基二醇丙烯酸酯、和苯氧基聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯的含量为整个单体的等于或小于10质量%、优选地等于或小于5质量%、和还更优选地等于或小于2质量%。当这样的单体的含量大于10质量%时,调色剂表面上的极性基团的量将高到使带电性的环境稳定性显著地劣化。这是不利的。进一步地,与芯粒子的相容性将高到使得突起的覆盖率是小的,这使表面改良效果降低,这是不利的。为了控制与芯粒子的相容性,还可组合使用具有酯键的单体例如琥珀酸2-丙烯酰氧基乙基酯、和2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸。这样的单体的含量为整个单体的等于或小于10质量%、优选地等于或小于5质量%、和更优选地等于或小于2质量%。当这样的单体的含量大于10质量%时,调色剂表面上的极性基团的量将高到使带电性的环境稳定性显著地劣化,这是不利的。进一步地,与芯粒子的相容性将高到使得突起的覆盖率是小的,这使表面改良效果降低,这是不利的。
用于获得基于乙烯基的树脂粒子的方法没有特别限制,并且可举以下方法(a)-(f)作为实例。
(a)使单体混合物通过根据悬浮聚合方法、乳液聚合方法、种子聚合方法、分散聚合方法等的聚合反应而反应,从而制造基于乙烯基的树脂粒子的分散液。
(b)使单体混合物预先聚合,和将所获得的树脂用机械旋转或射流型微粉碎器粉碎,然后分级,从而制造树脂粒子。
(c)使单体混合物预先聚合,和将通过将所获得的树脂溶解在溶剂中而获得的树脂溶液以细雾形式喷射,从而制造树脂粒子。
(d)使单体混合物预先聚合,向通过将所获得的树脂溶解在溶剂中而获得的树脂溶液添加溶剂,或者将通过将所获得的树脂在溶剂中热溶解而获得的树脂溶液冷却,以沉积树脂粒子,然后除去溶剂,从而制造树脂粒子。
(e)使单体混合物预先聚合,将合适的乳化剂溶解在通过将所获得的树脂溶解在溶剂中而获得的树脂溶液中,和向所得物添加水,从而使所得物进行转相乳化。
在这些之中,方法(a)是优选的,因为所述方法可容易地制造树脂粒子并且使将树脂粒子应用于随后的步骤顺利,因为树脂粒子可以分散液的形式获得。
对于方法(a)中的聚合反应而言,优选采取将分散稳定剂添加到水性介质中的措施,或者向要进行聚合反应的单体添加可赋予将由聚合产生的树脂粒子以分散稳定性的单体(所谓的反应性乳化剂)的措施,或者两者,从而赋予所要制造的基于乙烯基的树脂粒子以分散稳定性。在不使用分散稳定剂或者反应性乳化剂的情况下,基于乙烯基的树脂不可能以粒子形式获得,因为粒子分散状态无法保持,或者所获得的树脂粒子可具有低的分散稳定性并且因此低的存储稳定性,从而在存储期间凝集,或者粒子的分散稳定性在以下描述的树脂粒子附着步骤中可为差的,从而使得芯粒子有可能凝集和合并,并且使最终获得的调色剂母粒子在粒径、形状、和表面方面是不太均匀的,这是不利的。
分散稳定剂的实例包括表面活性剂和无机分散剂。表面活性剂的实例包括:阴离子型表面活性剂例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、和磷酸酯盐;阳离子型表面活性剂例如胺盐型(例如,烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多元胺脂肪酸衍生物、和咪唑啉)和季铵盐型(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、吡啶盐、烷基异喹啉盐、和苄索氯铵);非离子型表面活性剂例如脂肪酸酰胺衍生物和多价醇衍生物;和两性表面活性剂例如丙氨酸、十二烷基二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸、和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。无机分散剂的实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、和羟基磷灰石。
基于乙烯基的树脂的重均分子量为3,000-300,000、优选4,000-100,000、和更优选5,000-50,000。当重均分子量小于3,000时,基于乙烯基的树脂将具有弱的机械强度并且是脆的,这使得最终获得的调色剂母粒子的表面容易根据调色剂母粒子的应用、取决于使用条件而变化,这可导致例如带电性的严重变化、对周边部件的污染例如粘附、和伴随着的品质问题的问题。这是不利的。当重均分子量大于300,000时,基于乙烯基的树脂将具有较少的分子末端,较少的经由分子链与芯粒子的缠结,和较少的对芯粒子的附着性,这是不利的。
基于乙烯基的树脂的玻璃化转变温度(Tg)为45℃-100℃、优选55℃-90℃、和更优选65℃-80℃。当在高温、高湿度条件下存储时,突起中的树脂可被空气中的水分增塑,并且所述树脂的玻璃化转变温度可降低。低于45℃的玻璃化转变温度不是优选的,因为在调色剂或调色剂卡盒的运输期间假定的40℃和90%的高温、高湿度条件下,所获得的调色剂母粒子可在一定压力下变形,或者调色剂母粒子可彼此熔合,这可使调色剂丧失其原来的作为粒子的行为。进一步地,当基于乙烯基的树脂用于单组分显影时,低于45℃的玻璃化转变温度不是优选的,因为基于乙烯基的树脂反抗摩擦的耐久性将是差的。高于100℃的玻璃化转变温度不是优选的,因为定影性将劣化。(油相制造步骤)
作为用于制造其中将树脂、着色剂等溶解或分散在有机溶剂中的油相的方法,可在搅拌有机溶剂的同时将树脂、着色剂等逐渐添加在有机溶剂中,以使它们溶解或分散。当使用颜料作为着色剂时,或者当所要添加的脱模剂、电荷控制剂等的任意者微溶于有机溶剂中时,优选在添加有机溶剂之前使它们的粒子是小的。
上述的着色剂母料化也可为采用的手段,并且相同的方法可应用于脱模剂和电荷控制剂。
作为另一手段,可视需要将分散助剂添加于有机溶剂中,并且以湿方式分散着色剂、脱模剂、和电荷控制剂,从而获得湿母料。
作为又一手段,当待分散的物质在有机溶剂的沸点以下熔融时,可视需要将分散助剂添加于有机溶剂中,搅拌有机溶剂与分散质,同时对它们进行加热以将它们暂时溶解,然后在对它们搅拌或者剪切的同时将它们冷却以使它们结晶化,从而制造分散质的微晶。
通过任意以上手段分散的着色剂、脱模剂、和电荷控制剂可在与所述树脂一起溶解或分散在有机溶剂中之后进一步分散。对于所述分散,可使用公知的分散器例如珠磨机、和圆盘磨机。
(调色剂母粒子制造步骤)
用于将在上述步骤中获得的油相分散在至少包含表面活性剂的水性介质中,从而制造其中分散有由油相制成的调色剂母粒子的分散液的方法没有特别限制,并且可使用公知的设备例如低速剪切系统、高速剪切系统、摩擦系统、高压射流系统、和超声系统。高速剪切系统对于制造具有2μm-20μm粒径的分散成分而言是优选的。当使用高速剪切分散器时,转速没有特别限制,但是典型地为1,000rpm-30,000rpm、并且优选为5,000rpm-20,000rpm。分散时间没有特别限制,但是在间歇系统的情况下典型地为0.1分钟-5分钟。当分散进行长于5分钟的分散时间时,可残存具有不合意的小粒径的粒子,或者所述分散可导致过度分散的状态而使得体系不稳定并且产生凝集体或者粗粒子,这是不利的。分散期间的温度典型地为0℃-40℃、和优选10℃-30℃。当分散期间的温度变成高于40℃时,分子运动变得活跃而使分散稳定性降低并且使得有可能产生凝集体和粗粒子,这是不利的。当分散期间的温度变成低于0℃时,分散成分的粘度变高,这使分散所需要的剪切能量增加并且使生产效率降低。作为表面活性剂,可使用在用于制造树脂粒子的方法的以上描述中提及的那些。然而,为了有效地分散包含溶剂的油滴,具有相对高HLB的基于二磺酸盐的表面活性剂是优选的。水性介质中的表面活性剂的浓度为1质量%-10质量%、优选2质量%-8质量%、和更优选3质量%-7质量%。当表面活性剂的浓度高于10质量%时,表面活性剂可使得油滴太小,或者形成反胶束结构而相反地降低分散稳定性并且使油滴是粗的,这是不利的。当表面活性剂的浓度低于1质量%时,表面活性剂可无法稳定地分散油滴而使油滴是粗的,这是不利的。
(树脂粒子附着步骤)
当采用溶解悬浮方法时,其可基于以上描述的方法。然而,在将通过使将成为芯的调色剂母粒子的构成材料溶解或分散在有机溶剂中而获得的油相分散在水性介质中的状态下,添加树脂粒子并且使树脂粒子附着和熔合至油相液滴的表面是更优选的,因为将成为芯的调色剂母粒子和树脂粒子可彼此牢固地附着和熔合。在调色剂芯粒子制造步骤中添加树脂粒子不是优选的,因为突起可变成粗的和不均匀的。
所获得的调色剂母粒子分散液只要其被搅拌就可将芯粒子的液滴保持为稳定的。在此状态下,将以上描述的树脂粒子的分散液倾倒于调色剂母粒子分散液中,以使树脂粒子附着至调色剂母粒子。优选通过花费30秒或更长时间来倾倒基于乙烯基的树脂粒子的分散液。当其在在少于30内倾倒时,分散体系可急剧变化而使粒子凝集或者使基于乙烯基的树脂粒子不均匀地附着。另一方面,就生产效率而言,通过花费过度长的时间例如60分钟来添加树脂粒子的分散液不是优选的。
可将基于乙烯基的树脂粒子的分散液在倾倒于芯粒子分散液中之前稀释或者浓缩用于合适浓度调节。基于乙烯基的树脂粒子的分散液的浓度优选为5质量%-30质量%、和更优选8质量%-20质量%。当基于乙烯基的树脂粒子的分散液的浓度小于5质量%时,有机溶剂的浓度将取决于所述分散液的倾倒而大幅变化,这可导致树脂粒子不充分的附着,这是不利的。当基于乙烯基的树脂粒子的分散液的浓度大于30质量%时,树脂粒子倾向于在芯粒子分散液中不均匀地分布并且结果不均匀地附着,这是必须避免的。
用于制造油相液滴的表面活性剂的质量为整个水相质量的等于或小于7%、优选地等于或小于6%、和更优选地等于或小于5%。当表面活性剂的质量为整个水相的质量的大于7%时,突起的纵向长度的均匀性将是显著低的,这是不利的。
认为,本发明的方法可使基于乙烯基的树脂粒子以足够的强度附着至芯粒子的原因是,当基于乙烯基的树脂粒子附着至芯粒子液滴时,芯粒子可自由地变形,从而与基于乙烯基的树脂粒子的界面形成足够的接触表面,并且基于乙烯基的树脂粒子被有机溶剂溶胀或溶解,以形成如下条件:在该条件下,基于乙烯基的树脂粒子和在芯粒子中的树脂可容易地彼此接触。因此,在此状态下,在体系中足够地存在有机溶剂是必要的。具体来说,相对于固体组分(例如,所述树脂、着色剂、和视需要的脱模剂、电荷控制剂等),有机溶剂为50质量%-150质量%、和优选70质量%-125质量%的量。当相对于固体组分,有机溶剂的量大于150质量%时,根据制造步骤而获得的调色剂母粒子的量是低的而具有差的生产效率,和高的量的有机溶剂使分散稳定性降低而使稳定的制造是不可能的,这是不利的。
将基于乙烯基的树脂粒子附着至芯粒子时的温度为10℃-60℃、和优选20℃-45℃。当温度变成高于60℃时,所述制造所需要的能量增加,从而使制造中的环境影响增加,并且分散体还由于在液滴表面上具有低酸值的基于乙烯基的树脂粒子的存在而变得不稳定,这可产生粗粒子,这是不利的。另一方面,当温度变成低于10℃时,分散成分的粘度变高,这使树脂粒子的附着不充分,这是不利的。
树脂粒子的构成树脂的质量对调色剂的总质量的比率为1%-20%、优选3%-15%、和更优选5%-10%。当比率小于1%时,树脂粒子的效果将是不足的。当比率大于20%时,过多的树脂粒子弱地附着至调色剂芯粒子,这可为成膜等的情况。
除了上述方法之外,还存在如下方法:混合和搅拌调色剂母粒子和树脂粒子以机械地附着树脂粒子和使它们覆盖调色剂母粒子。
(脱溶剂步骤)
为了从所获得的调色剂母粒子分散体除去有机溶剂,可采用如下方法:在搅拌整个体系的同时逐渐升温,以完全蒸发和除去液滴中的有机溶剂。
替代地,可在搅拌所获得的调色剂母粒子分散体的同时将所述分散体喷射至干燥气氛,以完全除去液滴中的有机溶剂。替代地,还可在搅拌调色剂母粒子分散体的同时降低压力,以蒸发和除去有机溶剂。后两种方法可与第一种方法组合使用。
乳化的分散体喷射至其的干燥气氛的通常实例包括加热的气体例如空气、氮气、二氧化碳气体、和燃烧气体,并且特别地,使用被加热至等于或高于所用溶剂中的具有最高沸点的溶剂的沸点的温度的各种气流。通过使用喷雾干燥器、带式干燥器、旋转窑等的短时间处理,可充分地获得想要的品质。
(陈化步骤)
当添加在末端处具有异氰酸酯基的改性树脂时,可进行陈化步骤以促进异氰酸酯的伸长/交联反应。陈化时间典型地为10分钟-40小时、和优选2小时-24小时。反应温度典型地为0℃-65℃、和优选为35℃-50℃。
(洗涤步骤)
根据上述方法获得的调色剂母粒子分散液除了调色剂母粒子之外还包含辅助材料例如表面活性剂、分散剂。因此,将所述分散液洗涤以从它们之中仅提取出调色剂母粒子。用于洗涤调色剂母粒子的方法的实例包括离心分离、减压过滤、过滤加压(压滤)等。然而,在本发明中,所述方法没有特别限制。根据任何方法,可获得调色剂母粒子的饼状体。然而,当调色剂母粒子无法通过一次操作充分洗涤时,可将所获得的饼再次分散在水性介质中以淤浆化,并且根据任意以上方法反复地进行调色剂母粒子提取步骤。当洗涤是通过减压过滤或者过滤加压时,可使水性介质穿透所述饼以洗掉调色剂母粒子中所包含的辅助材料。用于洗涤的水性介质为水、或者通过将醇例如甲醇和乙醇混入水中而获得的混合物溶剂。然而,考虑到成本以及由于废水处置引起的环境影响等,水是优选的。
(干燥步骤)
经洗涤的调色剂母粒子包含大量的水性介质。因此,进行干燥以除去水性介质,这使得可获得单独的调色剂母粒子。干燥方法的可用实例包括使用干燥器例如喷雾干燥器、真空冷冻干燥器、减压干燥器、固定床干燥器、移动床干燥器、流化床干燥器、旋转干燥器、和搅拌干燥器的方法。优选进行干燥,直至最终所获得的调色剂母粒子包含少于1%量的水分。干燥后的调色剂母粒子形成软的凝集体。如果这在使用中是不便的,则可将所述软的凝集体用设备例如射流磨机、亨舍尔混合器、超级混合器、咖啡磨、Oster掺混机、和食品加工机粉碎,从而使所述软的凝集体解散。
(调色剂粒径)
为了使本发明的调色剂均匀和充分地带电,调色剂的体均粒径为3μm-9μm、优选4μm-8μm、和更优选4μm-7μm。当调色剂的体均粒径小于3μm时,调色剂的粘附力相对于体积而言将是较高的,这使通过电场对调色剂的控制性劣化,这是不利的。当调色剂的体均粒径大于9μm时,图像品质例如细线再现性将是差的。
调色剂的体均粒径和数均粒径之间的比率(体均粒径/数均粒径)优选为1.25或更小、更优选为1.20或更小、和还更优选1.17或更小。当比率大于1.25时,调色剂的粒径的均匀性差,突起的尺寸往往变化。进一步地,通过反复发生,具有较大粒径的调色剂粒子,或者视情况而定,具有较小粒径的调色剂粒子被消耗,而使剩留在显影装置中的调色剂的平均粒径改变,这使显影用剩余调色剂的最优显影条件失配,并且使得较有可能导致例如带电不良、输送的调色剂的量激进地增加或者降低、调色剂堵塞、和调色剂泄露等现象。
用于测量调色剂粒子的粒度分布的仪器的实例包括COULTER COUNTER TA-II和COULTER MULTISIZER(两者均由Coulter Inc.制造)。下文中将描述测量方法。
首先,将表面活性剂(优选地,烷基苯磺酸盐)(0.1ml-5ml)作为分散剂添加到电解质水溶液(100ml-150ml)中。此处,电解质溶液指的是用一级氯化钠制备的约1%NaCl水溶液,并且可为例如ISOTON-II(由Coulter Inc.制造)。然后,向其添加测量样品(2mg-20mg)。将该其中悬浮有所述样品的电解质溶液用超声分散器分散约1分钟-3分钟。然后,使用上述测量仪器并且使用100μm的光圈,测量调色剂粒子、或者调色剂的体积和数量,以计算体积分布和数量分布。可由所获得的分布计算调色剂的体均粒径(D4)和数均粒径(D1)。
使用的通道为13个通道,即2.00μm或更大但是小于2.52μm的通道、2.52μm或更大但是小于3.17μm的通道、3.17μm或更大但是小于4.00μm的通道、4.00μm或更大但是小于5.04μm的通道、5.04μm或更大但是小于6.35μm的通道、6.35μm或更大但是小于8.00μm的通道、8.00μm或更大但是小于10.08μm的通道、10.08μm或更大但是小于12.70μm的通道、12.70μm或更大但是小于16.00μm的通道、16.00μm或更大但是小于20.20μm的通道、20.20μm或更大但是小于25.40μm的通道、25.40μm或更大但是小于32.00μm的通道、和32.00μm或更大但是小于40.30μm的通道。目标粒子为具有2.00μm或更大但是小于40.30μm的粒径的粒子。
(调色剂形状)
调色剂的平均圆度为0.930或更大、优选0.950或更大、和还更优选0.970或更大。当平均圆度小于0.930时,外添加剂将堆积在凹陷部分中,并且无法容易地供应硅油,这是不利的。进一步地,调色剂将具有差的流动性,并且因此在显影期间将导致问题并且无法被有效地转印,这是不利的。
调色剂的平均圆度是用流动型粒子图像分析仪FPIA-2000测量的。作为具体的测量方法,将表面活性剂、优选烷基苯磺酸盐(0.1ml-0.5ml)作为分散剂添加于预先从其除去杂质的在容器中的水(100ml-150ml),并且进一步向其添加测量样品(约0.1g-0.5g)。将该其中分散有所述样品的悬浮液用超声分散器分散约1分钟-3分钟,直至所述分散液的浓度变成3,000个粒子/μl-10,000粒子/μl。然后,用上述仪器测量调色剂的形状和分布,从而获得平均圆度。
当调色剂通过湿法造粒方法制造时,离子型的调色剂构成材料在表面附近不均匀地分布,并且结果,调色剂的表层具有相对低的电阻。因此,调色剂的带电速度是高的,并且电荷增加性改善。然而,存在如下问题:电荷保持性差,并且调色剂的电荷累积量倾向于快速降低。为了解决该问题,存在使调色剂在其表面上负载表面处理剂的方法。
(基于乙烯基的树脂粒子的粒径的测量)
树脂粒子的粒径是用UPA-150EX(由Nikkiso Co.,Ltd.制造)测量的。
树脂粒子的粒径为50nm-200nm、优选80nm-160nm、和更优选100nm-140nm。当粒径小于50nm时,树脂粒子难以在调色剂表面上形成足够大的突起。当粒径大于200nm时,突起有可能变得不均匀,这是不利的。体均粒径和数均粒径之间的比率(体均粒径/数均粒径)优选为1.25或更小、更优选1.20或更小、和还更优选1.17或更小。当所述比率大于1.25时,树脂粒子的粒径的均匀性低,并且突起的尺寸有可能变化。
(分子量测量(GPC))
树脂的分子量是根据GPC(凝胶渗透色谱法)在以下描述的条件下测量的。
-仪器:GPC-150C(由Waters Corporation制造)
-柱子:KF801-807(由Showa Denko K.K.制造)
-温度:40℃
-溶剂:THF(四氢呋喃)
-流速:1.0mL/分钟
-样品:0.1mL注入量的具有0.05%-0.6%的浓度的样品
由在上述条件下测得的树脂的分子量分布,用基于单分散聚苯乙烯标准样品产生的分子量校准曲线计算树脂的数均分子量和重均分子量。作为用于校准曲线产生的标准聚苯乙烯样品,使用SHOWDEX STANDARD STD.NOS.S-7300、S-210、S-390、S-875、S-1980、S-10.9、S-629、S-3.0、和S-0.580,和甲苯。作为检测器,使用RI(折射率)检测器。
(玻璃化转变温度(Tg)的测量(DSC))
作为用于测量Tg的仪器,使用由Rigaku Corporation制造的TG-DSC SYSTEM TAS-100。
首先,将样品(约10mg)置于铝制样品容器中,将所述容器安装在托架单元上,将所述托架单元设置在电炉中。所述样品通过如下进行DSC测量:在氮气气氛下,以10℃/min的升温速率从室温加热至150℃,然后在150℃下静置10分钟,冷却至室温并且静置10分钟,和再次以10℃/min的升温速率加热至150℃。使用TAS-100系统中的分析系统,由Tg附近的吸热曲线上的切线和基线彼此接触之处的接触点计算Tg。
(固体组分浓度测量)
以下述方式测量油相的固体组分浓度。
将油相(约2g)在30秒内置于其质量预先精确地称量的铝盘(约1-3g)上,并且精确地称取所放入的油相的质量。将其置于150℃的烘箱中1小时以蒸发溶剂,从烘箱取出,并且静置和冷却。用电子天平测量铝盘和油相固体组分的总质量。从铝盘和油相固体组分的总质量扣除铝盘的质量以计算油相固体组分的质量,并且将油相组分的质量除以所放入的油相的质量以计算油相的固体组分浓度。油相中溶剂与固体组分的量的比是通过如下而获得的值:将通过从油相的质量扣除油相固体组分的质量而获得的值(即,溶剂的质量)除以油相固体组分的质量。
(酸值测量)
树脂的酸值是根据JIS K1557-1970测量的。以下将描述具体测量方法。
以约2g(W(g))精确地称出样品的粉碎产物。将样品置于200ml锥形瓶中,并且向其添加甲苯/乙醇(2:1)的混合物溶液(100ml)。在将样品溶解5小时之后,向其添加作为指示剂的酚酞溶液。
使用滴定管,将以上溶液用0.1N氢氧化钾醇溶液滴定。结果,KOH溶液的量为S(ml)。进行空白试验,并且KOH溶液的量为B(ml)。
酸值根据下式计算。
酸值=[(S-B)×f×5.61]/W
(f:KOH溶液的因子)
(突起的较长边和覆盖率)
用扫描电子显微镜(SEM)观察调色剂。由所获得的SEM图像,计算突起的较长边的长度和在调色剂粒子上面的突起的覆盖率。图6为本发明中使用的调色剂的实例的SEM图像。图7为解释调色剂粒子上面的突起的覆盖率的计算方法的图。
下面将描述实施例中描述的突起的较长边和覆盖率的计算方法。
对于覆盖率,计算在接触调色剂粒子的任意两平行线之中其间距离最短的两平行线之间的距离,并且将所述两平行线接触调色剂粒子的接触点分别称为A和B。调色剂粒子上面的突起的覆盖率是基于以线段AB的中心O为中心并且具有与线段AO的长度对应的直径的圆的面积以及包括在所述圆中的突起的面积计算的。
对于一百个或更多个调色剂粒子根据以上方法计算覆盖率,并且计算平均覆盖率。通过测量来自一个或多个调色剂粒子的一百个或更多个突起的较长边的长度而计算较长边的平均长度。突起的面积、突起的较长边、和圆度是用图像分析粒度分布测量软件“MAC-VIEW”(由Mountech Co.,Ltd.制造)测量的。突起的较长边的长度和突起的面积的测量方法没有特别限制,并且可根据意图选择任意方法。
突起的较长边的平均长度为0.1μm或更大、且0.5μm或更小、优选地0.3μm或更小。当平均长度大于0.5μm时,表面上的突起是稀少的,导致小的表面积和少量的外添加剂粒子被牢固地负载,这是不利的。平均长度的标准偏差为0.2或更小、和优选0.1或更小。当标准偏差大于0.2时,表面上的突起的尺寸是不均匀的,并且无法期望表面积增大,这是不利的。覆盖率为30%-90%、优选40%-80%、和更优选50%-70%。当覆盖率小于30%或大于90%时,牢固地负载的外添加剂粒子的数量小,这是不利的。
(电荷累积量的测量)
用日本专利(JP-B)No.3487464中描述的吹气装置进行测量。将由Ricoh Company,Ltd.制造的IMAGIO NEO C600用载体(25g)和样品(0.05g)置于POLY瓶中,并且用滚动磨机混合5分钟。此后,采取所述混合物(2.0g)并且将其引入到所述吹气装置中。
<图像形成设备、处理卡盒、和图像形成方法>
本发明的图像形成设备可通过如下而构成:将例如感光体、显影单元、清洁单元等的构成部件组装成处理卡盒的形式,使得所述处理卡盒可视需要而安装在图像形成设备的主体上和从其拆卸。进一步地,可将充电单元、曝光单元、显影单元、转印单元、分离单元、和清洁单元的至少一个与感光体支撑在一起以形成处理卡盒并且构成单个单元,其可视需要而安装在图像形成设备的主体上和从其拆卸,并且可通过图像形成设备中的引导单元例如轨道而视需要安装和拆卸。
实施例
以下将通过提出实施例而详细地描述本发明。然而,本发明不限于以下显示的实施例。“份”表示“质量份”,除非另有明确规定。“%”表示“质量%”,除非另有明确规定。
(制造实施例1-9)
<刮板调节>
对于清洁刮板,将由聚氨酯制成的弹性体刮板浸渍在基于异氰酸酯的处理液中以调节表面摩擦系数和表面弹性模量。
具体地,将由聚氨酯制成的弹性体刮板在通过将选自基于氟的聚合物和基于硅的聚合物并且添加至异氰酸酯组分的至少一种溶解在溶剂中而获得的处理液中浸渍和适当地精制。通过如下制造具有以下表1中所示的物理性质的弹性体刮板:改变异氰酸酯组分、基于氟的聚合物、和基于硅的聚合物的添加量,从而改变处理液的浓度。
[表1]
表面弹性模量的单位为N/mm2
~调色剂的制造~
<树脂分散体1的制造方法>
将十二烷基硫酸钠(0.7份)和离子交换水(498份)置于装备有冷却管、搅拌器、和氮气引入管的反应容器中,在搅拌的同时加热至80℃,并且溶解。然后,向其添加溶解在离子交换水(104份)中的过硫酸钾(2.6份)。15分钟之后,用90分钟向其滴加苯乙烯单体(170份)、丙烯酸丁酯(30份)、和正辛硫醇(8.2份)的混合单体液体。将所得物在80℃下保持60分钟,以容许其进行聚合反应。
此后,将所得物冷却,从而获得具有53.2nm的体均粒径的<树脂分散体1>。取所获得的<树脂分散体1>(2ml)于皮氏培养皿中,使分散介质蒸发,并且测量所获得的干燥的固体产物。结果,该干燥的固体产物具有5,400的数均分子量、9,800的重均分子量、和49.4℃的Tg。
<聚酯1的合成>
将双酚A-环氧乙烷2mol加合物(229份)、双酚A-环氧丙烷3mol加合物(529份)、对苯二甲酸(208份)、己二酸(46份)、和氧化二丁基锡(2份)置于装备有冷却管、搅拌器、和氮气引入管的反应釜中,并在常压下在230℃下反应8小时。接着,使它们在10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时。此后,向所述反应釜添加偏苯三甲酸酐(44份),并且使它们在常压下在180℃下反应2小时,从而合成<聚酯1>。所获得的<聚酯1>具有2,500的数均分子量、6,700的重均分子量、43℃的玻璃化转变温度和25mgKOH/g的酸值。<聚酯2的合成>
将双酚A-环氧乙烷2mol加合物(264份)、双酚A-环氧丙烷2mol加合物(523份)、对苯二甲酸(123份)、己二酸(173份)、和氧化二丁基锡(1份)置于装备有冷却管、搅拌器、和氮气引入管的反应容器中,并且在常压下在230℃下反应8小时。使它们进一步在10mmHg-15mmHg的减压下反应8小时。此后,向所述反应容器添加偏苯三甲酸酐(26份),并且使它们在180℃下在常压下反应2小时,从而获得<聚酯2>。<聚酯2>具有4,000的数均分子量、47,000的重均分子量、65℃的玻璃化转变温度和12的酸值。
<异氰酸酯改性的聚酯1的合成>
将双酚A-环氧乙烷2mol加合物(682份)、双酚A-环氧丙烷2mol加合物(81份)、对苯二甲酸(283份)、偏苯三甲酸酐(22份)、和氧化二丁基锡(2份)置于装备有冷却管、搅拌器、和氮气引入管的反应容器中,并且在常压下在230℃下反应8小时。接着,使它们在10mmHg-15mmHg的减压下反应5小时,从而合成<中间聚酯1>。所获得的<中间聚酯1>具有2,200的数均分子量、9,700的重均分子量、54℃的玻璃化转变温度、0.5mgKOH/g的酸值和52mgKOH/g的羟值。
接着,将<中间聚酯1>(410份)、异佛尔酮二异氰酸酯(89份)、和乙酸乙酯(500份)置于装备有冷却管、搅拌器、和氮气引入管的反应容器中,并且在100℃下反应5小时,从而获得<异氰酸酯改性的聚酯1>。
<母料的制造>
将炭黑(由Cabot Corporation制造的REGAL 400R)(40份)、粘合树脂:聚酯树脂(由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制造的RS-801,具有10的酸值、20,000的Mw、和64℃的Tg)(60份)、和水(30份)用亨舍尔混合器混合,从而获得用水浸透的颜料凝集体的混合物。将此用设置为130℃的辊表面温度的双辊捏合45分钟,并且用粉碎机粉碎至1mm的尺寸,从而获得<母料1>。<油相制造步骤>
将<聚酯1>(545份)、<石蜡(具有74℃的熔点)>(181份)、和乙酸乙酯(1,450份)放置于安装有搅拌棒和温度计的容器中,在搅拌的同时加热至80℃,在80℃下保持5小时,并且用1小时冷却至30℃。然后,将<母料1>(500份)、和乙酸乙酯(100份)放置在所述容器中,并且将它们混合1小时,从而获得<材料溶解液1>。
将<材料溶解液1>(1,500份)移到另一容器,并且如下经历珠磨机(由AimexCorporation制造的ULTRAVISCO MILL):以1kg/h的液体输送速率,以6m/秒的圆盘圆周速度,使用填充80%体积的氧化锆珠,和3遍;以分散所述颜料和所述蜡。接着,向其添加<聚酯2>的66%乙酸乙酯溶液(655份),并且在上述条件下经历珠磨机1遍,从而获得<颜料/蜡分散液1>。
将<颜料/蜡分散液1>(976份)用TK均混器(由Primix Corporation制造)以5,000rpm混合1分钟,向其添加<异氰酸酯改性的聚酯1>(88份),并且将它们用TK均混器(由Primix Corporation制造)以5,000rpm混合1分钟,从而获得<油相1>。<油相1>的固体组分测得为52.0质量%,并且乙酸乙酯相对于固体组分的量为92质量%。
<水相的制备>
将离子交换水(970份)、用于分散稳定化目的的有机树脂粒子(苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸-环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐的共聚物)的25质量%含水分散液(40份)、48.5%十二烷基二苯基醚二磺酸钠水溶液(95份)、和乙酸乙酯(98份)混合和搅拌,导致6.2的pH。向其滴加10%氢氧化钠水溶液以将pH调节至9.5,从而获得<水相1>。
<芯粒子制造步骤>
将<水相1>(1,200份)添加至所获得的<油相1>,并且将它们用TK均混器以调节在8,000rpm-15,000rpm范围内的转速混合2分钟,同时通过在水浴中冷却而将所述液体的内部温度调节在20℃-23℃的范围内以抑制由于混合器的剪切热引起的温度升高。此后,将它们用安装有锚式桨叶的Three-One电机以调节在130rpm-350rpm范围内的转速搅拌10分钟,从而获得其中将成为芯粒子的油相液滴分散在水相中的<芯粒子淤浆1>。
<突起的形成>
在将<芯粒子淤浆1>用安装有锚式桨叶的Three-One电机以调节在130rpm-350rpm范围内的转速搅拌的同时,将<树脂分散体1>(106份)和离子交换水(71份)的混合物(所述混合物具有15%的固体组分浓度)在保持为22℃的液体温度的同时用3分钟滴至<芯粒子淤浆1>。在滴加之后,将它们以调节在200rpm-450rpm范围内的转速搅拌30分钟,从而获得<复合粒子淤浆1>。将<复合粒子淤浆1>(1ml)稀释至10ml,并且进行离心分离。结果,上清液是透明的。
<脱溶剂>
将<复合粒子淤浆1>置于安装有搅拌器和温度计的容器中,并且在搅拌的同时在30℃下脱溶剂8小时,从而获得<分散淤浆1>。将少量<分散淤浆1>放置在载玻片上,并且透过盖玻片用光学显微镜以×200的放大倍数观察。结果,观察到均匀的着色粒子。进一步地,将<分散淤浆1>(1ml)稀释至10ml,并且进行离心分离。结果,上清液是透明的。
<洗涤/干燥步骤>
在将<分散淤浆1>(100份)在减压下过滤之后,
(1):向获得的滤饼添加离子交换水(100份),并且将它们用TK均混器混合(以12,000rpm的转速10分钟),然后过滤。
(2):向(1)的滤饼添加离子交换水(900份),并且在施加超声振动的情况下将它们用TK均混器混合(以12,000rpm的转速30分钟),然后在减压下过滤。重复该操作,使得再制淤浆液体的电导率变成等于或小于10μC/cm。
(3):向(2)的再制淤浆液体添加10%盐酸以将其pH调节为4,并且将所得物用Three-One电机搅拌,然后过滤。
(4):向(3)的滤饼添加离子交换水(100份),并且将它们用TK均混器混合(以12,000rpm的转速10分钟),然后过滤。重复该操作,使得再制淤浆液体的电导率变成等于或小于10μC/cm,从而获得<滤饼1>。
将<滤饼1>用循环空气干燥器在45℃下干燥48小时,并且通过具有75μm的筛目大小的筛网筛分,从而获得<调色剂母体1>。用扫描电子显微镜观察所获得的<调色剂母体1>。结果,乙烯基树脂均匀地附着至芯粒子的表面。
将RX200(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造,一次粒子的数均粒径:12nm)添加至<调色剂母体1>(100份),从而获得调色剂。外添加剂的添加量如下表2中所示。各实施例和各对比例中使用的调色剂相同,除了外添加剂的添加量改变之外。即,在任何实施例中,调色剂母体为调色剂母体1。
(制造实施例10)
<刮板调节>
作为制造实施例10的清洁刮板,将JP-A No.2010-210879中在实施例2中描述的弹性体刮板原样使用。即,制造实施例10的弹性体刮板如下。
-氨基甲酸酯橡胶
具有69°的硬度和49%的冲击回弹性的氨基甲酸酯橡胶(由Toyo Tire&RubberCo.,Ltd.制造)
所述氨基甲酸酯橡胶的硬度是用由Shimadzu Corporation制造的硬度计根据JISK6253测量的。样品为通过叠置具有约2[mm]厚度的片材而获得的具有6[mm]或更大厚度的叠层体。
所述氨基甲酸酯橡胶的冲击回弹性是用由Toyo Seiki Seisaku-Sho,Ltd.制造的第221号RESILIENCE TESTER根据JIS K6255测量的。样品为通过叠置具有约2[mm]厚度的片材而获得的具有4[mm]或更大厚度的叠层体。-浸渍液
异氰酸酯化合物:由Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造的MR-100(10质量份)
硅树脂:由NOF Corporation制造的MODIPER FS-700(2质量份)
2-丁酮:(88质量份)
-表层
氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物1:由Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.制造的UN-904(5质量份)
氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物2:由Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.制造的UN-2700(19.5质量份)
低摩擦系数添加剂:由Chisso Petrochemical Corporation制造的共聚物A1(5质量份)
聚合引发剂:由Ciba Specialty Chemicals Corporation制造的IRGACURE 184(1质量份)
溶剂:2-丁酮(74质量份)
涂层膜硬度:铅笔硬度H
摩擦系数:0.1
表面弹性模量:30N/mm2
表面摩擦系数:0.35
表层的铅笔硬度是用由Cotec Corporation制造的铅笔划痕测试仪KTVF-2380根据JIS K5600-5-4测量的。样品为用表层的材料喷涂至约10[μm]厚度的50[mm]×50[mm]玻璃板。
作为表层的摩擦系数(其表面摩擦系数如上所述),用由Shinto Scientific Co.,Ltd制造的TRIBOGEAR MUSE 94I测量最大静摩擦系数。样品为用所述涂布材料喷涂至约10[μm]厚度的50[mm]×50[mm]玻璃板。
(评价)
通过将以上描述的调色剂和清洁刮板设置在由Ricoh Company,Ltd制造的IPSIOSPC730的处理卡盒中而进行通纸试验。
在A4纸上产生和输出具有2%的图像印刷率的图像直至每种颜色3,000张纸,总计12,000张纸,所述A4纸是平行于它们的纵向、以每20秒一张纸的速度、在从23°/50%到27°/80%到10°/15%到27°/80%变化的条件下通过的。
在通纸之后,在A4纸上在它们的全部表面上通过半色调方式输出图像,并且基于由于清洁不良或者在感光体上面的成膜而引起的图像上的纵向条纹的5个等级的分类而进行缺陷图像评价。等级4或更高的成膜半色调条纹不是在图像上察觉到的条纹缺陷并且因此判定为通过。等级3或更低的成膜半色调条纹判定为不合格。
此外,在携带白色图像的A4纸通过时将设备强制地暂停,并且将透明胶带粘贴在感光体上面以收集感光体上面的任何背景污损调色剂。将具有收集的调色剂的胶带粘贴在白纸(由Ricoh Company,Ltd.制造的TYPE 6000)上,并且从上方用色彩色差计(由X-Rite,Incorporated.制造)测量所粘贴的调色剂的光度(luminosity),从而对感光体上面的背景污损调色剂进行量化和评价背景污损调色剂的量。越低量的背景污损调色剂指示用于图像形成之外的调色剂越低的量,这是有利的,因为消耗效率将改善。然而,作为系统,只要光度(L*)为89或更高,就容许判定所加载的调色剂的量足以满足寿命要求,这是做出“通过”判定的标准。
上述评价的结果示于下表2中。背景污损领域中的数字为光度(L*)值。
[表2]
在表2中,表面弹性模量的单位为N/mm2。调色剂外添加剂量表示相对于100质量份的在调色剂中的母粒子,外添加剂的量(质量份)。
以下是由实施例和对比例、以及上表2揭示的。
当外添加剂的量越高时,调色剂的电荷累积量越高,并且变成背景污损(即,带相反电荷的调色剂对感光体的粘附)的组分的调色剂量越低,消耗效率越好。然而,外添加剂具有非常小的粒径,并且清洁刮板无法具有足够的抑制它们穿过的能力。因此,使用不在本发明的规定的范围内的清洁刮板,由于外添加剂的滑过以及它们在感光体上面的成膜,在图像上产生条纹。
具有越低的弹性模量,则从感光体表面刮掉的能力越差,这导致越大量的滑过。另一方面,具有越高的弹性模量,刮板的先端在感光体旋转时通过跟随感光体的表面而变形,但是具有差的回弹性并且使跟随感光体的表面的能力降低,这在刮板和感光体之间产生轻微的间隙而使滑过变差。
具有越低的摩擦系数,抑制滑过的能力越高,因为刮板的先端的行为越适中。
因此,证明,本发明可提供可通过抑制在各种使用条件下的清洁不良而提供高品质图像的图像形成设备。
标记符号列表
1 感光体
2 充电装置
3 曝光
4 调色剂供应容器
5 显影装置
7 转印装置
9 定影装置
11 弹性体刮板
12 清洁装置
13 转印带
15 传感器
16 转印带清洁装置
17 清洁对向辊
18 收集辊
19 先端表面
30 搅拌桨叶
31 调色剂存储容器
32 输送单元
33 显影装置
34 分割板
35 开口部
36 开口部
37 第一调色剂输送单元
38 第二调色剂输送单元
39 驱动传动单元
40 调色剂供应部件
41 显影部件
42 调节部件
43 感光体鼓
44 清洁单元

Claims (8)

1.图像形成设备,其包括:
图像载体;
充电单元,其配置成使所述图像载体的表面带电;
显影单元,其配置成用调色剂使通过配置成进行曝光的曝光单元而形成于所述图像载体上面的静电潜像显影;
转印单元,其配置成将显影的调色剂转印至接收部件;和
清洁单元,其配置成清洁所述调色剂的残留在所述图像载体上面而未被转印的剩余调色剂,
其中所述调色剂包括:一种或多种外添加剂;和由至少粘合树脂和着色剂制成的母粒子,
其中所述调色剂中所述一种或多种外添加剂的含量为4质量份-7质量份,相对于100质量份的所述母粒子,
其中所述一种或多种外添加剂的至少一种的一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径,
其中所述清洁单元包括弹性体刮板,和
其中所述弹性体刮板在其抵接在所述图像载体上的抵接部处具有15N/mm2-25N/mm2的表面弹性模量和0.5-0.7的表面摩擦系数。
2.根据权利要求1的图像形成设备,
其中所述弹性体刮板是通过将聚氨酯材料浸渍在基于异氰酸酯的处理液中而获得的。
3.根据权利要求1或2的图像形成设备,
其中在所述弹性体刮板的先端抵接在所述图像载体上的位置处,在所述图像载体的表面上的在旋转方向上的切线和所述弹性体刮板的切面之间形成的角度为77°-82°。
4.根据权利要求1-3任一项的图像形成设备,
其中所述弹性体刮板对所述图像载体的线压力为30N/m-70N/m。
5.根据权利要求1-4任一项的图像形成设备,
其中所述弹性体刮板具有76-82的JIS-A硬度。
6.根据权利要求1-5任一项的图像形成设备,
其中所述一种或多种外添加剂中的其一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径的所述至少一种在所述调色剂中的含量为1.0质量份-2.5质量份,相对于100质量份的所述母粒子。
7.根据权利要求1-6任一项的图像形成设备,
其中所述一种或多种外添加剂为疏水化的二氧化硅粒子。
8.处理卡盒,其包括:
图像载体;
选自如下的一种或多种:充电单元,其配置成使所述图像载体的表面带电;显影单元,其配置成用调色剂使通过配置成进行曝光的曝光单元而形成于所述图像载体上面的静电潜像显影;和转印单元,其配置成将显影的调色剂转印至接收部件;和
清洁单元,其配置成清洁所述调色剂的残留在所述图像载体上面而未被转印的剩余调色剂,
其中所述调色剂包括:一种或多种外添加剂;和由至少粘合树脂和着色剂制成的母粒子,
其中所述调色剂中所述一种或多种外添加剂的含量为4质量份-7质量份,相对于100质量份的所述母粒子,
其中所述一种或多种外添加剂的至少一种的一次粒子具有0.01μm-0.05μm的数均粒径,
其中所述清洁单元包括弹性体刮板,和
其中所述弹性体刮板在其抵接在所述图像载体上的抵接部处具有15N/mm2-25N/mm2的表面弹性模量和0.5-0.7的表面摩擦系数。
CN201580041580.1A 2014-07-31 2015-07-17 图像形成设备 Active CN106575095B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014156694A JP2016033610A (ja) 2014-07-31 2014-07-31 画像形成装置
JP2014-156694 2014-07-31
PCT/JP2015/003606 WO2016017105A1 (en) 2014-07-31 2015-07-17 Image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106575095A true CN106575095A (zh) 2017-04-19
CN106575095B CN106575095B (zh) 2019-12-13

Family

ID=55217026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580041580.1A Active CN106575095B (zh) 2014-07-31 2015-07-17 图像形成设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170248896A1 (zh)
EP (1) EP3195064A4 (zh)
JP (1) JP2016033610A (zh)
CN (1) CN106575095B (zh)
RU (1) RU2665340C1 (zh)
WO (1) WO2016017105A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106575095B (zh) * 2014-07-31 2019-12-13 株式会社理光 图像形成设备

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US20220050395A1 (en) * 2020-08-14 2022-02-17 Ricoh Company, Ltd. Toner and production method thereof, and toner stored unit, image forming apparatus, and image forming method
WO2023282908A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Disruptions of toner transfers from developers to photoreceptors

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005092019A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Ricoh Co Ltd 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2005164775A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Canon Inc 画像形成装置
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
CN102193352A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 株式会社理光 调色剂、制造调色剂的方法和使用调色剂的图像形成方法
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 (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4576224B2 (ja) * 2004-12-22 2010-11-04 株式会社リコー プロセスユニット及び画像形成装置
JP2007248982A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Ricoh Co Ltd 画像形成装置及びトナー
JP5047170B2 (ja) * 2006-06-08 2012-10-10 キヤノン株式会社 トナー
JP5364251B2 (ja) * 2007-07-18 2013-12-11 キヤノン化成株式会社 電子写真装置用ブレード及びその製造方法
JP2011215574A (ja) * 2010-03-17 2011-10-27 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用トナー、画像形成装置及び製造方法
JP2016033610A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 株式会社リコー 画像形成装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005092019A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Ricoh Co Ltd 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2005164775A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Canon Inc 画像形成装置
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
CN102193352A (zh) * 2010-03-17 2011-09-21 株式会社理光 调色剂、制造调色剂的方法和使用调色剂的图像形成方法
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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106575095B (zh) * 2014-07-31 2019-12-13 株式会社理光 图像形成设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN106575095B (zh) 2019-12-13
JP2016033610A (ja) 2016-03-10
RU2665340C1 (ru) 2018-08-29
US20170248896A1 (en) 2017-08-31
EP3195064A1 (en) 2017-07-26
EP3195064A4 (en) 2017-07-26
WO2016017105A1 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100514198C (zh) 静电图像显影用调色剂、显影剂、图像形成方法以及图像形成装置
CN105319908B (zh) 图像形成装置及处理卡盒
JP4966058B2 (ja) 非磁性トナー、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
US7829254B2 (en) Non-magnetic toner, image forming apparatus and process cartridge
CN103460143B (zh) 调色剂、成像设备和处理盒
KR101396761B1 (ko) 토너, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법 및 프로세스 카트리지
CN103620502B (zh) 静电图像显影用调色剂、图像形成装置、图像形成方法和处理卡盒
CN103635860B (zh) 调色剂和图像形成装置
CN104583875B (zh) 调色剂用树脂组合物、调色剂、显影剂和图像形成设备
JP5853463B2 (ja) トナー、現像剤およびトナーの製造方法
JP2013224975A (ja) 静電荷潜像現像用トナー、これを用いた画像形成方法と装置及びプロセスカートリッジ
CN106575095A (zh) 图像形成设备
JP2018077385A (ja) 画像形成ユニット、画像形成装置及び画像形成方法
JP6198033B2 (ja) トナー
JP2015132766A (ja) トナー、トナー容器、現像剤、現像装置及びプロセスカートリッジ
CN100576094C (zh) 调色剂、显影剂、装入调色剂的容器、处理盒、图像形成装置及图像形成方法
JP4974539B2 (ja) 非磁性一成分現像方式及び現像装置
JP2010266512A (ja) 現像ローラ、並びにこれを用いた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP6079171B2 (ja) 画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP2014059430A (ja) 静電荷像現像用トナー、現像剤、トナー容器、プロセスカートリッジ、画像形成方法および装置
JP6083212B2 (ja) 静電荷像現像用トナーと静電荷像現像剤、及び、画像形成方法、画像形成装置並びにプロセスカートリッジ。
JP6537381B2 (ja) 画像形成方法
JP2006259455A (ja) 非磁性一成分現像用トナー、画像形成装置及びトナー容器
US20230280670A1 (en) Toner, developer, toner housing unit, image forming apparatus, and method of forming image
JP5821494B2 (ja) 静電荷像現像用トナーの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant