CN107340695A - 静电荷图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法 - Google Patents

静电荷图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。所述静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒;平均粒径为80nm~200nm的二氧化硅颗粒;具有负带电性的润滑剂颗粒N;和具有正带电性的润滑剂颗粒P,其中二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒N的含量(n)和润滑剂颗粒P的含量(p)满足以下表达式(1)和表达式(2)的关系:表达式(1):0.002≤p/s≤0.2;和表达式(2):0.02≤n/s≤0.5。

Description

静电荷图像显影用色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形 成装置和图像形成方法
技术领域
本发明涉及静电荷图像显影用色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
在电子照相图像形成中,使用色调剂作为图像形成材料,例如广泛使用的色调剂包含:含有粘合剂树脂和着色剂的色调剂颗粒,以及外添至所述色调剂颗粒的外添剂。
例如,专利文献1公开了一种静电荷图像显示用色调剂,其包含:含有粘合剂树脂和着色剂的色调剂颗粒;附着于所述色调剂颗粒的表面且平均粒径为100nm~500nm的聚四氟乙烯颗粒;和附着于所述色调剂颗粒的表面且平均粒径为80nm~200nm的单分散球状二氧化硅颗粒,其中PTFE颗粒的量相对于100份色调剂颗粒为0.1份~1份,二氧化硅颗粒的量相对于1份PTFE颗粒为0.5份~30份,并且当以20W的输出和20kHz的频率在水分散体中施加超声振动的超声处理进行1分钟时,附着于色调剂颗粒且未从其上游离的PTFE颗粒的量相对于在进行超声处理之前附着的PTFE颗粒的量为50重量%~100重量%。
例如,专利文献2公开了静电荷图像显示用色调剂,其包含:含有粘合剂树脂和着色剂的色调剂颗粒;以及含有全氟辛酸及其盐的含量等于或小于0.5ppm的聚四氟乙烯颗粒和研磨剂的外添剂。
例如,专利文献3公开了静电荷图像显影用色调剂,其包含:含有粘合剂树脂的色调剂母颗粒;和外添剂,其中所述外添剂含有聚四氟乙烯颗粒和金属皂颗粒,所述聚四氟乙烯颗粒的含量相对于色调剂的总含量为0.05重量%~0.5重量%,所述金属皂颗粒的总含量相对于色调剂的总含量为0.05重量%~0.5重量%,所述金属皂颗粒含有脂肪酸的锌盐和脂肪酸的钙盐,并且所述金属皂颗粒的总含量中的钙含量为100ppm~10,000ppm。
[专利文献1]JP-A-2010-197732
[专利文献2]JP-A-2011-128218
[专利文献3]JP-A-2016-9097
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电荷图像显影用色调剂,与静电荷图像显影用色调剂满足二氧化硅颗粒的平均粒径小于80nm的情况;带正电的润滑剂颗粒P的含量[p]和二氧化硅颗粒的含量[s]之间的关系不满足下列表达式(1)的情况;以及带负电的润滑剂颗粒N的含量[n]和二氧化硅颗粒的含量[s]之间的关系不满足下列表达式(2)的情况中至少任一个的情况的相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止在接连形成的该图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷的产生。
上述目的通过以下构造实现。
根据本发明的第一方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,其包含:
色调剂颗粒;
平均粒径为80nm~200nm的二氧化硅颗粒;
具有负带电性的润滑剂颗粒N;和
具有正带电性的润滑剂颗粒P,
其中二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒N的含量(n)和润滑剂颗粒P的含量(p)满足以下表达式(1)和表达式(2)的关系:
表达式(1):0.002≤p/s≤0.2;和
表达式(2):0.02≤n/s≤0.5。
根据本发明的第二方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述二氧化硅颗粒是平均圆形度为0.75~1.0的单分散球状二氧化硅颗粒。
根据本发明的第三方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述二氧化硅颗粒从所述色调剂颗粒上游离的比率为5%~50%,
所述润滑剂颗粒N从所述色调剂颗粒上游离的比率为5%~50%,并且
所述润滑剂颗粒P从所述色调剂颗粒上游离的比率为5%~50%。
根据本发明的第四方面,第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂包含脂肪酸金属盐颗粒作为所述润滑剂颗粒P,所述脂肪酸金属盐颗粒相对于所述色调剂颗粒的量为0.001重量%~0.5重量%。
根据本发明的第五方面,第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂包含聚四氟乙烯颗粒作为所述润滑剂颗粒N,所述聚四氟乙烯颗粒相对于所述色调剂颗粒的量为0.05重量%~0.5重量%。
根据本发明的第六方面,第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂包含二氧化硅颗粒,所述二氧化硅颗粒相对于所述色调剂颗粒的量为0.5重量%~3.0重量%。
根据本发明的第七方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述二氧化硅颗粒是溶胶-凝胶二氧化硅颗粒。
根据本发明的第八方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述润滑剂颗粒P的平均粒径为0.1μm~50μm。
根据本发明的第九方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述润滑剂颗粒N的平均粒径为100nm~1,000nm。
根据本发明的第十方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)为4μm~8μm。
根据本发明的第十一方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述色调剂颗粒的形状因子SF1为110~150。
根据本发明的第十二方面,在第一方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述色调剂颗粒包含聚酯树脂。
根据本发明的第十三方面,在第十二方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,所述聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50℃~80℃。
根据本发明的第十四方面,在第十二方面所述的静电荷图像显影用色调剂中,包含新戊二醇作为所述聚酯树脂的组成单体。
根据本发明的第十五方面,提供一种静电荷图像显影剂,其包含:
如第一至第十四方面中任一项所述的静电荷图像显影用色调剂。
根据本发明的第十六方面,提供一种色调剂盒,其包含:
容器,所述容器含有第一至第十四方面中任一项所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中所述色调剂盒能够从图像形成装置上拆卸下来。
根据本发明的第十七方面,提供一种处理盒,其包含:
显影单元,其含有第十五方面所述的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使在图像保持部件的表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像,
其中所述处理盒能够从图像形成装置上拆卸下来。
根据本发明的第十八方面,提供一种图像形成装置,其包含:
图像保持部件;
充电单元,其对所述图像保持部件的表面充电;
静电荷图像形成单元,其在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
显影单元,其含有第十五方面所述的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电荷图像显影为色调剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述色调剂图像转印至记录介质的表面;
清洁单元,其包含清洁所述图像保持部件的表面的清洁刮板;和
定影单元,其将转印至所述记录介质的表面上的色调剂图像定影。
根据本发明的第十九方面,提供一种图像形成方法,其包括:
对图像保持部件的表面充电;
在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
利用第十五方面所述的静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电荷图像显影为色调剂图像;
将在所述图像保持部件的表面上形成的所述色调剂图像转印至记录介质的表面;
利用清洁刮板清洁所述图像保持部件的表面;和
将转印至所述记录介质的表面上的所述色调剂图像定影。
根据本发明的第一和第七至第十四方面中的任一项,提供一种静电荷图像显影用色调剂,与静电荷图像显影用色调剂满足二氧化硅颗粒的平均粒径小于80nm的情况;带正电的润滑剂颗粒P的含量[p]和二氧化硅颗粒的含量[s]之间的关系不满足下列表达式(1)的情况;以及带负电的润滑剂颗粒N的含量[n]和二氧化硅颗粒的含量[s]之间的关系不满足下列表达式(2)的情况中至少任一个的情况的相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止在接连形成的该图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷的产生。
根据本发明的第二方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,与所含二氧化硅颗粒的平均圆形度小于0.75的静电荷图像显影用色调剂的情况相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止产生在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
根据本发明的第三方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,与二氧化硅颗粒从色调剂颗粒上游离的比率、润滑剂颗粒N从色调剂颗粒上游离的比率和润滑剂颗粒P从色调剂颗粒上游离的比率中至少任一项超出上述范围的情况相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止产生在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
根据本发明的第四方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,与用作润滑剂颗粒P的脂肪酸金属盐颗粒的含量超出上述范围的情况相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止产生在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
根据本发明的第五方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,与用作润滑剂颗粒N的聚四氟乙烯颗粒的含量超出上述范围的情况相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止产生在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
根据本发明的第六方面,提供一种静电荷图像显影用色调剂,与二氧化硅颗粒的含量超出上述范围的情况相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,本发明的静电荷图像显影用色调剂防止产生在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
根据本发明的第十五、第十六、第十七、第十八或第十九方面,提供静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置或图像形成方法,与静电荷图像显影用色调剂满足二氧化硅颗粒的平均粒径小于80nm的情况;带正电的润滑剂颗粒P的含量[p]和二氧化硅颗粒的含量[s]之间的关系不满足下列表达式(1)的情况;以及带负电的润滑剂颗粒N的含量[n]和二氧化硅颗粒的含量[s]之间的关系不满足下列表达式(2)的情况中至少任一个的情况相比,当接连形成相同图像且随后形成与上述图像不同的半色调图像时,所述静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置或图像形成方法防止产生在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述,其中:
图1是显示示例性实施方式的图像形成装置的示意性构造图;和
图2是显示示例性实施方式的处理盒的示意性构造图。
具体实施方式
以下将描述作为本发明实例的示例性实施方式。
静电荷图像显影用色调剂
示例性实施方式的静电荷图像显影用色调剂(下文中还简称为“色调剂”)包含色调剂颗粒、平均粒径为80nm~200nm的二氧化硅颗粒、具有负带电性的润滑剂颗粒N和正带电性的润滑剂颗粒P。
二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒N的含量(n)和润滑剂颗粒P的含量(p)满足以下表达式(1)和表达式(2)的关系:
表达式(1):0.002≤p/s≤0.2
表达式(2):0.02≤n/s≤0.5
通过上述构造,当接连形成相同图像(a)且随后形成与图像(a)不同的半色调图像(b)时,示例性实施方式的色调剂防止产生在接连形成的图像(a)的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。据推测其原因如下。
在现有技术中,在电子照相成像中,使用利用清洁刮板的清洁单元以便去除残留在图像保持部件上的未转印的色调剂。为了防止由于与清洁刮板的接触而引起的图像保持部件的磨损,执行向色调剂中添加润滑剂的工序。诸如放电产物等附着物可附着到图像保持部件的表面,执行将研磨剂添加到色调剂中的工序,以赋予刮除这些附着物的功能。
然而,在使用通过对色调剂颗粒外添润滑剂颗粒和研磨剂颗粒而获得的色调剂的情况下,当接连形成相同图像(a)且随后形成与图像(a)不同的半色调图像(b)时,可能产生在接连形成的图像(a)的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷。
作为在图像部和非图像部之间的交界处发生的图像缺陷的形成原因,据认为是赋予润滑剂颗粒和研磨剂颗粒带电性质。例如,在色调剂颗粒具有负(-)带电性质的情况下,并且当使用正(+)带电性的颗粒(例如脂肪酸金属盐)作为润滑剂颗粒时,供给到图像保持部件的表面的润滑剂颗粒总量中的大量润滑剂颗粒被供给至非图像部。当负(-)带电性的颗粒用作润滑剂颗粒时,其大量的润滑剂颗粒被供应至图像部。由此,在接连打印相同图像(a)的情况下,出现图像(a)的非图像部的图像保持部件的磨损进度与其图像部的图像保持部件的磨损进度之间的差异,并且在图像部和非图像部的交界处出现图像保持部件的膜厚度的水平差异。当此后打印不同于图像(a)的半色调图像(b)时,由于图像(a)的图像部和非图像部的交界处出现的水平差的影响,可能产生图像缺陷。
图像缺陷的具体实例包括由于感光体表面的磨损和清洁性能差异的出现而导致的成膜的发生、在半色调图像上形成缺陷和彩色条痕的形成。
为此,在示例性实施方式的色调剂中,调节负带电性的润滑剂颗粒N的含量与作为研磨剂的二氧化硅颗粒的含量的比例以及正带电性的润滑剂颗粒P的含量与作为研磨剂的二氧化硅颗粒的含量的的比例,从而满足表达式(1)和表达式(2)的关系,并且将二氧化硅颗粒的平均粒径控制在上述范围内。
首先,在示例性实施方式中,使用二氧化硅颗粒作为研磨剂。与二氧化硅颗粒的情况不同,现有技术中所用的研磨剂通常具有较大的粒径和不同的形状。因此,现有技术中所用的研磨剂不仅刮擦附着至图像保持部件表面的放电产物或润滑剂膜,而且还显著加速图像保持部件表面的磨损,从而导致图像保持部件的维持性降低。即使为了降低磨损而减少研磨剂的量,也可能在图像保持部件的表面上产生划痕,或者可能由于研磨剂的不均匀供应而产生不均匀磨损。
为此,示例性实施方式的二氧化硅颗粒具有在上述范围内的平均粒径。与现有技术中的研磨剂的情况不同,二氧化硅颗粒容易控制为具有基本均匀的粒径,并且可以通过其粒径和形状来控制研磨性。
在示例性实施方式中,作为研磨剂的二氧化硅颗粒具有去除如上所述附着于图像保持部件表面的附着物(例如放电产物)的功能,并且还展现刮除在图像保持部件表面上将润滑剂颗粒涂拉为膜形状而形成的润滑剂膜的功能。然而,二氧化硅颗粒一般为带负电的,并因此,在色调剂颗粒可带负(-)电性的情况下,大量二氧化硅颗粒被供应至图像部,即,在图像部中进一步展现了刮除润滑剂膜的功能。因此,将正带电性的润滑剂颗粒P的含量与二氧化硅颗粒的含量的比例控制在满足表达式(1)的范围内,并将负带电性的润滑剂颗粒N的含量与二氧化硅颗粒的含量的比例控制在满足表达式(2)的范围内,以便防止在图像保持部件的表面上在图像部上形成的润滑剂膜和在非图像部上形成的润滑剂膜之间的膜厚度差异。
当使用平均粒径为80nm~200nm的大尺寸颗粒作为二氧化硅颗粒时,适当地控制了二氧化硅颗粒从色调剂颗粒上的游离,并且供应至图像保持部件表面的二氧化硅颗粒的量也被控制在适当的范围。由此,获得刮除润滑剂膜的功能。从该观点出发,防止了在图像保持部件的表面上在图像部上形成的润滑剂膜和在非图像部上形成的润滑剂膜之间的膜厚度差异。
因此,即使在接连形成相同图像(a)的情况下,也防止了图像(a)的非图像部的图像保持部件的磨损进度与其图像部的图像保持部件的磨损进度之间的差异,并且图像部和非图像部的交界处的图像保持部件的膜厚度水平的差异被降低。由此,据推测,即使在接连形成图像(a)且随后打印不同于图像(a)的半色调图像(b)的情况下,也防止了图像(a)的图像部和非图像部之间的交界处的图像缺陷。
根据示例性实施方式的色调剂,即使在接连形成相同图像(a)之后,图像(a)的图像部和非图像部处也都防止了附着于图像保持部件表面的附着物(例如放电产物),并且防止了由于附着物而形成的图像缺陷。推测其原因如下。
在通过将润滑剂颗粒供应至图像保持部件的表面而形成润滑剂膜的情况下,供应的润滑剂颗粒的量可局部增加,从而造成仅一些部分的厚度增加(润滑剂污染)。附着物(例如放电产物)趋于更轻易地附着于厚度增加的润滑剂污染部分,并且可能产生因附着物造成的图像缺陷。
为此,在示例性实施方式的色调剂中,通过以上构造,即使在如上所述接连打印相同图像(a)的情况下,也防止了在图像部上形成的润滑剂膜和在非图像部上形成的润滑剂膜之间的膜厚度差异。另外,在图像部和非图像部上都形成具有适当膜厚度(其不过厚)的润滑剂膜,并且也防止了仅一些部分的厚度增加(润滑剂污染)。由此,据推测,在图像部和非图像部上都防止了附着于图像保持部件的附着物(例如放电产物),并且防止了因附着物造成的图像缺陷。
二氧化硅颗粒的平均粒径
二氧化硅颗粒的平均粒径为80nm~200nm。二氧化硅颗粒的平均粒径更优选为100nm~150nm,甚至更优选为110nm~130nm。
当二氧化硅颗粒的平均粒径等于或大于80nm时,当接连形成图像(a)且随后形成不同于图像(a)的半色调图像(b)时,也防止了在图像(a)的图像部和非图像部之间的交界处产生的图像缺陷,并且即使在接连形成相同图像(a)之后,也防止了由于附着至图像保持部件表面的附着物(例如放电产物)而形成的图像缺陷。同时,当二氧化硅颗粒的平均粒径等于或小于200nm时,从色调剂颗粒上游离的二氧化硅颗粒的量并不过大,由此,适当控制刮除润滑剂膜的二氧化硅颗粒的功能,并且防止了在图像部和非图像部之间的交界处产生的图像缺陷。
将描述二氧化硅颗粒的平均粒径的测量方法。
·表达式(1)和表达式(2)
二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒N的含量(n)和润滑剂颗粒P的含量(p)满足以下表达式(1)和表达式(2)的关系:
表达式(1):0.002≤p/s≤0.2
表达式(2):0.02≤n/s≤0.5
当满足表达式(1)和表达式(2)的关系时,即使在接连形成相同图像(a)的情况下,图像(a)的图像部和非图像部的交界处的图像保持部件的膜厚度水平差异也被降低。由此,即使在接连形成图像(a)且随后打印不同于图像(a)的半色调图像(b)的情况下,也防止了图像(a)的图像部和非图像部的交界处的图像缺陷。
二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒N的含量(n)和润滑剂颗粒P的含量(p)之间的关系更优选地满足以下表达式(1-1)和表达式(2-1)的关系,并且甚至更优选地满足以下表达式(1-2)和表达式(2-2)的关系。
表达式(1-1):0.005≤p/s≤0.050
表达式(2-1):0.02≤n/s≤0.40
表达式(1-2):0.005≤p/s≤0.020
表达式(2-2):0.05≤n/s≤0.30
通过以下方法进行色调剂中二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒P的含量(p)和润滑剂颗粒N的含量(n)中每个的测量。
二氧化硅颗粒的含量可以通过荧光X射线测量来测量。在包括平均粒径不在80nm~200nm的范围内的二氧化硅颗粒的情况下,二氧化硅颗粒通过SEM-EDX(能量色散X射线光谱法)指定,通过对指定的二氧化硅颗粒进行图像处理来确定粒度分布,并且由通过粒径分布测定的粒径为80nm~200nm的二氧化硅颗粒的比例和通过荧光X射线测量测得的总二氧化硅颗粒的含量进行荧光X射线剂量的校正(因二氧化硅颗粒粒径的差异造成),并因此,可以确定二氧化硅颗粒的含量。
在脂肪酸金属盐的情况下,例如,利用荧光X射线测量将金属盐定量,可测量润滑剂颗粒P的含量。在硬脂酸锌的情况下,测量Zn的含量。
在氟树脂颗粒的情况下,例如,利用荧光X射线测量将F定量,可测量润滑剂颗粒N的含量。
以下将详细地描述本实施方式的色调剂。
示例性实施方式的色调剂包括色调剂颗粒和外添剂。
色调剂颗粒
色调剂颗粒包含粘合剂树脂。必要时,色调剂颗粒可以包含着色剂、防粘剂以及其它添加剂。
粘合剂树脂
粘合剂树脂的实例包括由例如以下单体的均聚物或者组合这些单体中的两种以上而获得的共聚物形成的乙烯基树脂:苯乙烯类(例如,苯乙烯、对氯苯乙烯和α-甲基苯乙烯);(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、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯);烯键式不饱和腈(例如,丙烯腈和甲基丙烯腈);乙烯基醚类(例如,乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚);乙烯基酮类(例如,乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮);和烯烃类(例如,乙烯、丙烯和丁二烯)。
粘合剂树脂的实例还包括: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;非乙烯基树脂和上述乙烯基树脂的混合物;通过在此类非乙烯基树脂的存在下聚合乙烯基单体而获得的接枝聚合物。
这些粘合剂树脂可以单独使用或组合使用其中两种以上。
作为粘合剂树脂,聚酯树脂是合适的。
作为聚酯树脂,例如使用公知的聚酯树脂。
聚酯树脂的实例包括多元羧酸和多元醇的缩聚物。可以使用市售产品或合成产物作为聚酯树脂。
多元羧酸的实例包括: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,环己烷二甲酸);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);它们的酸酐或它们的低级(具有例如1~5个碳原子)烷基酯。其中,例如,优选使用芳香族二羧酸作为多元羧酸。
作为多元羧酸,采用交联结构或支化结构的三元以上羧酸可以与二羧酸组合使用。三元以上羧酸的实例包括偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐或它们的低级烷基酯(具有例如1~5个碳原子)。
多元羧酸可以单独使用或组合使用其中两种以上。
多元醇的实例包括: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、环己烷二甲醇或氢化双酚A);和芳香族二醇(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,优选使用芳香族二醇和脂环族二醇,更优选使用芳香族二醇。
作为多元醇,采用交联结构或支化结构的三元以上多元醇可以与二醇组合使用。三元以上多元醇的实例包括甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以单独使用或组合使用其中两种以上。
优选地是,聚酯树脂的组成单体包含新戊二醇。
聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃~80℃,更优选50℃~65℃。
玻璃化转变温度根据由差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线确定,更具体而言,通过JIS K 7121-1987“塑料的转变温度的测试方法”的玻璃化转变温度测定方法中描述的“外推法玻璃化转变起始温度”确定。
聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选为5,000~1,000,000,更优选7,000~500,000。
聚酯树脂的数量平均分子量(Mn)优选为2,000~100,000。
聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5~100,更优选2~60。
重量平均分子量和数量平均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。通过使用GPC·HLC-8120GPC(由Tosoh Corporation制造)作为测定装置,使用TSKGEL SUPERHM-M(15cm)(由Tosoh Corporation制造)作为柱和THF溶剂通过GPC进行分子量测定。使用分子量校准曲线根据由测定获得的测定结果来计算重量平均分子量和数量平均分子量,所述分子量校准曲线利用单分散聚苯乙烯标准样来获得。
应用公知的制备方法获得聚酯树脂。其具体实例包括下述方法:在设定为180℃~230℃的聚合温度进行反应(必要时,在反应体系内减压下),同时除去缩合过程中产生的水或醇。
在原料单体在反应温度下不溶或不相容的情况下,可以添加高沸点溶剂作为增溶剂以使这些单体溶解。在此情况下,在馏除所述增溶剂的同时进行缩聚反应。在共聚反应中存在相容性差的单体的情况下,可以首先使该相容性差的单体和要与该单体缩聚的酸或醇进行缩合,然后与主要成分进行缩聚。
相对于色调剂颗粒的总量,粘合剂树脂的含量例如优选为40重量%~95重量%,更优选50重量%~90重量%,仍更优选60重量%~85重量%。
着色剂
着色剂的实例包括:各种颜料,例如炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、坚牢橙、色淀红、永固红、亮洋红3B、亮洋红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红、苯胺蓝、群青、calco油蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿和孔雀石绿草酸盐;和各种染料,例如吖啶染料、氧杂蒽染料、偶氮染料、苯醌染料、吖嗪染料、蒽醌染料、硫靛蓝染料、二噁嗪染料、噻嗪染料、偶氮甲碱染料、靛青染料、酞菁染料、苯胺黑染料、聚甲炔染料、三苯甲烷染料、二苯甲烷染料和噻唑染料。
各种着色剂可以单独使用或组合使用其中两种以上。
作为着色剂,必要时,可以使用表面经处理的着色剂。着色剂可以与分散剂组合使用。多种着色剂可以组合使用。
相对于全部量的色调剂颗粒,着色剂的含量优选为1重量%~30重量%,更优选3重量%~15重量%。
防粘剂
防粘剂的实例包括:烃蜡;天然蜡,例如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡;合成或矿物/石油蜡,例如褐煤蜡;和酯类蜡,例如脂肪酸酯和褐煤酸酯。防粘剂并不限于此。
防粘剂的熔融温度优选为50℃~110℃,更优选为60℃~100℃。
熔融温度根据通过差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线,从JIS K7121-1987“塑料的转变温度的测试方法”中获得熔融温度的方法中记载的“熔融峰温度”获得。
相对于全部量的色调剂颗粒,防粘剂的含量例如为优选1重量%~20重量%,更优选5重量%~15重量%。
其它添加剂
其他添加剂的实例包括已知的添加剂,例如磁性材料、电荷控制剂和无机颗粒。色调剂颗粒包括这些添加剂作为内添剂。
色调剂颗粒的特性
色调剂颗粒可以是具有单层结构的色调剂颗粒,或者是具有由芯部(芯颗粒)和被覆在芯部上的被覆层(壳层)构成的所谓芯/壳结构的色调剂颗粒。
具有芯/壳结构的色调剂颗粒优选由例如下述芯部和被覆层构成:所述芯部含有粘合剂树脂和必要时的其它添加剂,例如着色剂和防粘剂;所述被覆层含有粘合剂树脂。
色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm~10μm,更优选为4μm~8μm。
色调剂颗粒的各种平均粒径和各种粒径分布指数使用COULTER MULTISIZER II(由Beckman Coulter,Inc.制造)和作为电解液的ISOTON-II(由Beckman Coulter,Inc.制造)来测定。
测定时,将0.5mg~50mg测定样品添加至2ml的作为分散剂的5%表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)水溶液中。将所获得的材料添加至100ml~150ml电解液中。
使用超声分散器对悬浮有样品的电解液进行1分钟的分散处理,并利用孔径为100μm的孔通过Coulter Multisizer II测定粒径为2μm~60μm的颗粒的粒径分布。对50,000个颗粒取样。
对于基于所测定粒径分布划分出的粒径范围(区段),从最小直径侧开始绘制按体积和按数量的累积分布。将累积百分比达到16%时的粒径定义为对应于体积粒径D16v和数量粒径D16p的粒径,而将累积百分比达到50%时的粒径定义为对应于体积平均粒径D50v和累积数量平均粒径D50p的粒径。此外,将累积百分比达到84%时的粒径定义为对应于体积粒径D84v和数量粒径D84p的粒径。
利用这些值,将体积平均粒径分布指数(GSDv)计算为(D84v/D16v)1/2,将数量平均粒径分布指数(GSDp)计算为(D84p/D16p)1/2
色调剂颗粒的形状系数SF1优选为110~150,更优选为120~140。
形状系数SF1通过以下表达式获得。
表达式:SF1=(ML2/A)x(π/4)x 100
在以上表达式中,ML表示色调剂的绝对最大长度,A表示色调剂的投影面积。
具体而言,主要使用图像分析仪通过分析显微图像或扫描电子显微镜(SEM)图像来对形状系数SF1进行数字转换,并进行如下计算。即,通过摄影机将散布于载玻片表面上的颗粒的光学显微图像输入图像分析仪LUZEX中,以获得100个颗粒的最大长度和投影面积,通过以上表达式计算SF1值,并获得其平均值。
外添剂
二氧化硅颗粒
二氧化硅颗粒可以是使用二氧化硅(即SiO2)作为主要组分的颗粒,并且可以是结晶的或无定形的。另外,二氧化硅颗粒可以是通过使用水玻璃或诸如烷氧基硅烷等硅化合物作为原料制备的颗粒,或者可以是通过粉碎石英而获得的颗粒。
具体而言,二氧化硅颗粒的实例包括溶胶-凝胶二氧化硅颗粒、水胶体二氧化硅颗粒、醇二氧化硅颗粒、通过气相方法获得的烟雾二氧化硅颗粒和熔融二氧化硅颗粒。其中,从满足以下特性的观点出发,优选使用溶胶-凝胶二氧化硅颗粒作为二氧化硅颗粒。
二氧化硅颗粒优选为单分散和球状的颗粒。单分散球状二氧化硅颗粒基本上以均匀状态分散在色调剂颗粒的表面上,并且获得稳定的间隔物效果。
在此,在包括聚集体的情况下单分散状态可以通过使用相对于平均粒径的标准偏差来定义,并且标准偏差优选地为通过体积平均粒径D50×0.22以下获得的值。球形可以通过使用稍后将描述的平均圆形度来限定。
平均粒径
二氧化硅颗粒的平均粒径(一次粒径)为80nm~200nm,更优选在上述范围内。
在此,二氧化硅颗粒的平均粒径利用以下方法测量。
通过使用扫描电子显微镜(SEM)装置(S-4100,由Hitachi,Ltd.制造)观察二氧化硅颗粒的一次颗粒以捕获图像,将该图像并入图像分析装置(LUZEX III,由NIRECOCorporation制造),通过一次颗粒的图像分析测量每个颗粒的面积,并由面积值计算当量圆直径。对100个二氧化硅颗粒进行当量圆直径的计算。将基于所得当量圆直径的体积获得的累积频率达到50%时的直径(D50)设定为二氧化硅颗粒的平均一次粒径(平均当量圆直径D50)。调节电子显微镜的放大倍数,使得在1个视野中显示约10~50个二氧化硅颗粒,并且通过将多个视野的观察彼此结合来测定一次颗粒的当量圆直径。
平均圆形度
二氧化硅颗粒的平均圆形度优选为0.75~1.0,更优选为0.9~1.0,甚至更优选为0.92~0.98。
当二氧化硅颗粒的平均圆形度等于或大于0.75时,获得形状接近球体的二氧化硅颗粒,并且刮除润滑剂膜的功能没有过于强烈的展现,而被控制在适当的范围内。由此,即使在接连形成相同图像(a)且随后打印不同于图像(a)的半色调图像(b)的情况下,也防止了图像(a)的图像部和非图像部之间的交界处的图像缺陷。防止了润滑剂污染,防止了附着至图像保持部件表面的附着物(例如放电产物),并且也防止了由于附着物造成的图像缺陷的形成。
在此,利用以下方法测量二氧化硅颗粒的平均圆形度。
首先,利用SEM装置观察二氧化硅颗粒的一次颗粒,并且根据所获得的一次颗粒的平面图像分析,通过以下表达式计算作为“100/SF2”的值而获得的二氧化硅粒子的圆形度。
·表达式:圆形度(100/SF2)=4π×(A/I2)
[在表达式中,I表示图像上一次颗粒的周长,而A表示一次颗粒的投影面积]
当通过平面图像分析得到的100个一次颗粒的圆形度的累积频率的圆形度为50%时,获得的二氧化硅颗粒的平均圆形度。
表面处理
可用疏水化剂处理二氧化硅颗粒的表面。疏水化处理通过例如将无机颗粒浸入疏水化剂而进行。疏水化剂没有特别限制,其实例包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂。这些可以单独使用或组合使用其中两种以上。
一般而言,相对于100重量份的二氧化硅颗粒,疏水化剂的量为例如1重量份~10重量份。
含量
相对于色调剂颗粒的含量,二氧化硅颗粒的含量优选为0.5重量%~3.0重量%,更优选为1.0重量%~2.5重量%,甚至更优选为1.5重量%~2.0重量%。
当二氧化硅颗粒的含量等于或大于0.5重量%时,容易确保供给到清洁部前端的二氧化硅颗粒的量。当二氧化硅颗粒的含量等于或小于3.0重量%时,防止了二氧化硅颗粒从色调剂颗粒上过度游离,并且防止了在图像保持部件表面上润滑剂膜的过度刮擦。
润滑剂颗粒
在示例性实施方式的色调剂中,组合使用负带电性的润滑剂颗粒N和正带电性的润滑剂颗粒P。在此,“负带电性”或“正带电性”是指当色调剂在显影装置中充电时,色调剂带负电或带正电。
作为正带电性的润滑剂颗粒P,例如,使用脂肪酸金属盐颗粒。脂肪酸金属盐颗粒为由脂肪酸和金属形成的盐的颗粒。
脂肪酸可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸中的任一种。作为脂肪酸,使用具有10~25个碳原子(优选12~22个碳原子)的脂肪酸。脂肪酸的碳数量是含有羧基的碳原子数的值。
脂肪酸的实例包括不饱和脂肪酸,例如山嵛酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸或月桂酸;或饱和脂肪酸,如油酸、亚油酸或蓖麻油酸。脂肪酸中,优选硬脂酸和月桂酸,更优选硬脂酸。
作为金属,可以使用二价金属。金属的实例包括镁、钙、铝、钡和锌。其中,优选锌作为金属。
脂肪酸金属盐颗粒的实例包括下述金属盐的颗粒:硬脂酸的金属盐,例如硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸镁、硬脂酸钡、硬脂酸锂、硬脂酸锌、硬脂酸铜、硬脂酸铅、硬脂酸镍、硬脂酸锶、硬脂酸钴或硬脂酸钠;棕榈酸的金属盐,例如棕榈酸锌、棕榈酸钴、棕榈酸铜、棕榈酸镁、棕榈酸铝或棕榈酸钙;月桂酸的金属盐,例如月桂酸锌、月桂酸锰、月桂酸钙、月桂酸铁、月桂酸镁或月桂酸铝;油酸的金属盐,例如油酸锌、油酸锰、油酸铁、油酸铝、油酸铜、油酸镁或油酸钙;亚油酸的金属盐,例如亚油酸锌、亚油酸钴或亚油酸钙;蓖麻油酸的金属盐,例如蓖麻油酸锌或蓖麻油酸铝。
在脂肪酸金属盐颗粒中,优选硬脂酸的金属盐或者月桂酸的金属盐的颗粒,更优选硬脂酸锌或月桂酸锌的颗粒,还更优选硬脂酸锌颗粒。
负带电性的润滑剂颗粒N的实例包括氟树脂颗粒、硅树脂、无机颗粒或蜡树脂颗粒。
氟树脂颗粒的实例包括聚四氟乙烯(PTFE,“四氟乙烯树脂”)、全氟烷氧基氟树脂、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚二氯二氟乙烯,四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物等。
其中,优选聚四氟乙烯(PTFE)。
含量
在示例性实施方式的色调剂中,相对于二氧化硅颗粒的含量,负带电性的润滑剂颗粒N的含量和正带电性的润滑剂颗粒P的含量满足表达式(1)和表达式(2)的关系。
从相对于色调剂颗粒的含量的观点出发,润滑剂颗粒P的含量优选为0.001重量%~0.5重量%,更优选为0.005重量%~0.05重量%,甚至更优选为0.01重量%~0.03重量%。
在使用负带电性的色调剂颗粒的情况下,当润滑剂颗粒P的含量等于或大于上述下限值时,容易确保供应至非图像部的润滑剂颗粒P的量。当润滑剂颗粒P的含量等于或小于上述上限值时,供应于非图像部的润滑剂颗粒P的量没有过度增加,防止了图像部和非图像部之间的润滑剂膜的膜厚度差异,并且防止了仅一些部分的厚度增加(润滑剂污染)。
从相对于色调剂颗粒的含量的观点出发,润滑剂颗粒N的含量优选为0.05重量%~0.5重量%,更优选为0.10重量%~0.40重量%,甚至更优选为0.15重量%~0.30重量%。
在使用负带电性的色调剂颗粒的情况下,当润滑剂颗粒N的含量等于或大于上述下限值时,容易确保供应至图像部的润滑剂颗粒N的量。当润滑剂颗粒N的含量等于或小于上述上限值时,供应于图像部的润滑剂颗粒N的量没有过度增加,防止了图像部和非图像部之间的润滑剂膜的膜厚度差异,并且防止了仅一些部分的厚度增加(润滑剂污染)。
粒径
润滑剂颗粒P的平均粒径优选为0.1μm~50μm,更优选为1μm~20μm,甚至更优选为1μm~10μm。
润滑剂颗粒N的平均粒径优选为100nm~1,000nm,更优选为100nm~400nm,甚至更优选为200nm~400nm。
在此,通过以下方法测量润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N的平均粒径。
通过使用扫描电子显微镜(SEM)装置(S-4100,由Hitachi,Ltd.制造)观察润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N的一次颗粒以捕获图像,将该图像并入图像分析装置(LUZEX III,由NIRECO Corporation制造),通过一次颗粒的图像分析测量每个颗粒的面积,并由面积值计算当量圆直径。对100个硅颗粒进行当量圆直径的计算。将基于所得当量圆直径的体积获得的累积频率达到50%时的直径(D50)设定为润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N的平均一次粒径(平均当量圆直径D50)。调节电子显微镜的放大倍数,使得在1个视野中显示约10~50个润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N,并且通过将多个视野的观察彼此结合来测定一次颗粒的当量圆直径。
色调剂中游离的颗粒的比率
在示例性实施方式的色调剂中,当接连形成相同图像(a)且随后形成不同于图像(a)的半色调图像(b)时,从防止图像(a)的图像部和非图像部之间的图像保持部件的膜厚度差异的观点出发,并且从防止附着于图像保持部件表面的附着物(例如放电产物)的观点出发,优选将各颗粒从色调剂颗粒上游离的比率控制在以下范围内。
二氧化硅颗粒的游离比率
具体而言,二氧化硅颗粒从色调剂颗粒上游离的比率优选为5%~50%,更优选为10%~30%,甚至更优选为15%~25%。
当二氧化硅颗粒的游离比率在上述范围内时,利用二氧化硅颗粒对润滑剂膜的刮除被适当控制,防止了图像部和非图像部之间的图像保持部件的膜厚度差异,并且容易防止附着物(例如放电产物)。
二氧化硅颗粒从色调剂颗粒上游离的比率的测量方法如下。
首先,向200mL玻璃瓶中加入100ml离子交换水和5.5ml的10重量%甲苯×100水溶液(Acros Organics制造),向混合溶液中加入5g色调剂,将混合的溶液搅拌30次并保持1小时以上。
然后,将混合溶液搅拌20次,使用超声均化器(产品名:均化器,型号VCX750,CV33,由Sonics&Materials,Inc.制造)将表盘设定为30%的输出,并且在下列条件下施加超声能量1分钟。
·振动时间:连续60秒
·振幅:设定为20W(30%)
·振动起始温度:23±1.5℃
·超声振动器与容器底面之间的距离:10mm
然后,利用滤纸(产品名称:QUALITATIVE FILTERS PAPERS(No.2,110mm),由ToyoRoshi Kaisha,Ltd.制造)在减压下对已经接收到超声能量的混合溶液进行过滤,用离子交换水洗涤2次,过滤并除去游离的二氧化硅颗粒,并将色调剂干燥。
通过荧光X射线法将通过上述方法除去二氧化硅颗粒后残留在色调剂中的二氧化硅颗粒的量(下文中称为分散后的二氧化硅颗粒的量)和未进行上述二氧化硅颗粒的去除工序的色调剂的二氧化硅颗粒的量(下文中称为分散前的二氧化硅颗粒的量)进行定量,并将分散前的二氧化硅颗粒的量和分散后的二氧化硅颗粒的量的值代入下列表达式中。
将通过下列表达式计算的值设定为二氧化硅颗粒的游离比率。
·表达式:二氧化硅颗粒的游离比率(%)=[(分散前的二氧化硅颗粒的量-分散后的二氧化硅颗粒的量)/分散前的二氧化硅颗粒的量]×100
润滑剂颗粒P的游离比例
润滑剂颗粒P从色调剂颗粒上游离的比例优选为5%~50%,更优选为5%~40%,甚至更优选为10%~30%。
当润滑剂颗粒P的游离比例在上述范围内时,适当控制了润滑剂颗粒P在图像保持部件表面上形成润滑剂膜,防止了出现图像部和非图像部之间的图像保持部件的膜厚度差异,并且容易防止附着物(例如放电产物)。
通过与二氧化硅颗粒的游离比例的情况相同的方法进行润滑剂颗粒P从色调剂颗粒上游离的比例的测量。
润滑剂颗粒N的游离比例
润滑剂颗粒N从色调剂颗粒上游离的比例优选为5%~50%,更优选为5%~30%,甚至更优选为5%~20%。
当润滑剂颗粒N的游离比例在上述范围内时,适当控制了润滑剂颗粒N在图像保持部件表面上形成润滑剂膜,防止了出现图像部和非图像部之间的图像保持部件的膜厚度差异,并且容易防止附着物(例如放电产物)。
通过与二氧化硅颗粒的游离比例的情况相同的方法进行润滑剂颗粒N从色调剂颗粒上游离的比例的测量。
通过例如调节色调剂颗粒的材料或粒径、各颗粒的材料或粒径、和将各颗粒外添至色调剂颗粒表面时的外部添加条件等来控制各颗粒从色调剂颗粒上游离的比例。具体而言,通过调节当将各颗粒(二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒N和润滑剂颗粒P)加入到色调剂颗粒中并搅拌时的搅拌速度和搅拌时间并且控制搅拌时的混合物的温度,可分别将二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒N和润滑剂颗粒P的游离比例控制在上述范围内。当仅改变目标外添剂的游离量时,可以使用多阶段混合法,或者预先单独破裂外添剂并将该外添剂与其它外添剂一起外添至色调剂颗粒的方法。
色调剂中的颗粒的带电列
在示例性实施方式中,通过使用色调剂颗粒作为参照,色调剂中所含的色调剂颗粒、二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N的带电列(带正电和带负电的关系以及带电大小的关系)优选满足以下关系。
(带正电)“润滑剂颗粒P”>“色调剂颗粒>“二氧化硅颗粒和润滑剂颗粒N”(带负电)
在示例性实施方式中,色调剂颗粒、二氧化硅颗、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N的带电列的测量是通过基于日本成像学会的标准的方法,色调剂带电量测量方法(吹灭法)利用日本成像学会的4种参照载体进行的。具体而言,如下进行测量。
将作为带正电用载体的氟树脂彼此混合以设置被覆有树脂的两类载体P-01和P-02,并且将被覆有丙烯酸树脂的两类载体N-01和N-02设定为带负电用载体。将10g各种载体和0.5g颗粒(即,色调剂颗粒、二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N中的一种颗粒)彼此混合以设定带电量,通过使用零电荷方法将X=0时的Y轴上的值规定为带电列(参照带电能力)。
其他外添剂
使用除平均粒径为80nm~200nm的二氧化硅颗粒和润滑剂颗粒之外的无机颗粒作为其他外添剂。
外添剂的实例包括SiO2、TiO2、CuO、SnO2、Fe2O3、BaO、CaO、K2O、Na2O、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、MgCO3、BaSO4和MgSO4
其他无机颗粒的表面可以用疏水化剂处理。疏水化处理通过例如将无机颗粒浸入疏水化剂而进行。疏水化剂没有特别限制,其实例包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂。这些可以单独使用或组合使用其中两种以上。
通常,相对于100重量份的其他无机颗粒,疏水化剂的量例如为1重量份~10重量份。
相对于色调剂颗粒,外添的其他外添剂的量(含量)例如优选为0.5重量%~5.0重量%,更优选为2.0重量%~3.0%重量%。
色调剂的制备方法
接下来,会描述示例性实施方式的色调剂的制备方法。
必要时,在制备色调剂颗粒之后通过对色调剂颗粒外添外添剂而获得示例性实施方式的色调剂。
可以通过干式制备方法(例如混炼粉碎法)和湿式制备方法(例如凝集聚结法、悬浮聚合法或溶解悬浮法)中的任一种来制备色调剂颗粒。色调剂颗粒的制备方法不限于这些制备方法,且采用已知的制备方法。
其中,可通过凝集聚结法来获得色调剂颗粒。
具体而言,例如,当使用凝集聚结法制造色调剂颗粒时,色调剂颗粒通过以下工序制造:制备其中分散有作为粘合剂树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液(树脂颗粒分散液制备工序);通过使树脂颗粒分散液中(必要时在与其他颗粒分散液混合后的分散液中)的树脂颗粒(和必要时的其他颗粒)凝集而形成凝集颗粒(凝集颗粒形成工序);和通过加热其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液以使凝集颗粒聚结由此形成色调剂颗粒(聚结工序)。
下面会详细描述各工序。
在以下描述中,将描述获得含有着色剂和防粘剂的色调剂颗粒的方法,但是着色剂和防粘剂根据需要而使用。可以使用除着色剂和防粘剂以外的其它添加剂。
树脂颗粒分散液制备工序
首先,例如,与其中分散有作为粘合剂树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液一起,制备其中分散有着色剂的着色剂颗粒分散液和其中分散有防粘剂的防粘剂分散液。
此处,树脂颗粒分散液例如通过表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中而制备。
用于树脂颗粒分散液的分散介质的实例包括水性介质。
水性介质的实例包括如蒸馏水和离子交换水等水,和醇等。它们可以单独使用可以单独使用或组合使用其两种以上。
表面活性剂的实例包括: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;和非离子表面活性剂,如聚乙二醇、烷基酚氧化乙烯加合物和多元醇非离子表面活性剂。其中,特别使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。
所述表面活性剂可以单独使用或组合使用其中两种以上。
对于树脂颗粒分散液,作为将树脂颗粒分散在分散介质中的方法,可例举使用例如旋转剪切型均化器或者具有介质的球磨机、砂磨机或戴诺磨的常见分散法。取决于树脂颗粒的种类,可以使用例如转相乳化法将树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
转相乳化法包括:将要分散的树脂溶解在能够溶解该树脂的疏水性有机溶剂中;通过向有机连续相(O相)添加碱以进行中和;并通过放入水性介质(W相)以将树脂由W/O转化为O/W(所谓的转相),从而形成为非连续相,由此使树脂可以以颗粒的形式分散在水性介质中。
分散在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径优选为例如0.01μm~1μm,更优选为0.08μm~0.8μm,还更优选为0.1μm~0.6μm。
对于树脂颗粒的体积平均粒径,基于使用通过激光衍射型粒径分布测定装置(例如Horiba,Ltd.制造的LA-700)的测定而获得的粒径分布划分的粒径范围(区段),从最小直径侧起根据体积绘制累积分布,并将相对于全部颗粒的累积百分比达到50%时的粒径测定为体积平均粒径D50v。其它分散液中颗粒的体积平均粒径也以同样的方式测定。
包含在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的含量例如优选为5重量%~50重量%,且更优选为10重量%~40重量%。
例如,可以以与树脂颗粒分散液中相同的方式,制备着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液。即,在体积平均粒径、分散介质、分散方法和颗粒含量方面,树脂颗粒分散液中的颗粒与分散在着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒和分散在防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒相同。
凝集颗粒形成工序
接下来,将着色剂颗粒分散液和防粘剂分散液与树脂颗粒分散液混合。
然后,在混合分散液中,树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒异质凝集,由此形成凝集颗粒,其直径接近目标色调剂颗粒直径,并且包含树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒。
具体而言,例如,将凝集剂添加至混合分散液,并将混合分散液的pH调节至酸性(例如,pH为2~5)。根据需要,添加分散稳定剂。随后,将混合分散液加热至树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(具体而言,例如,从比树脂颗粒的玻璃化转变温度低30℃的温度至比玻璃化转变温度低10℃的温度),以使分散在混合分散液中的颗粒凝集,由此形成凝集颗粒。
在凝集颗粒形成工序中,例如,在使用旋转剪切型均化器搅拌分散液混合物的同时可于室温(例如,25℃)添加凝集剂,并将分散液混合物的pH调节至酸性(例如,pH为2~5),根据需要,可以添加分散稳定剂,随后可以进行加热。
凝集剂的实例包括极性与添加至混合分散液中用作分散剂的表面活性剂的极性相反的表面活性剂,例如无机金属盐和二价以上金属络合物。特别是,当使用金属络合物作为凝集剂时,所使用的表面活性剂的量降低,并且带电性质得到提高。
根据需要,可以使用添加剂来与凝集剂中的金属离子形成络合物或类似键。优选使用螯合剂作为该添加剂。
无机金属盐的实例包括:金属盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝;和无机金属盐聚合物,如聚氯化铝、聚氢氧化铝和多硫化钙。
可以使用水溶性螯合剂作为螯合剂。螯合剂的实例包括:羟基羧酸,如酒石酸、柠檬酸和葡糖酸;亚氨基二乙酸(IDA);次氮基三乙酸(NTA);和乙二胺四乙酸(EDTA)。
相对于100重量份树脂颗粒,螯合剂的添加量优选为例如0.01重量份~5.0重量份,更优选为0.1重量份~小于3.0重量份。
聚结工序
接下来,通过将其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液加热至等于或高于树脂颗粒的玻璃化转变温度(例如,比树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃~30℃的温度)使凝集颗粒聚结,形成色调剂颗粒。
通过上述工序获得色调剂颗粒。
在获得其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,可以通过以下工序制造色调剂颗粒:进一步混合其中分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液与凝集颗粒分散液以进行凝集,从而使树脂颗粒进一步附着在凝集颗粒表面上,由此形成第二凝集颗粒;和加热其中分散有第二凝集颗粒的第二凝集颗粒分散液,由此形成具有芯/壳结构的色调剂颗粒。
在聚结工序完成之后,对形成于溶液中的色调剂颗粒进行本领域所知的洗涤工序、固液分离工序和干燥工序,由此获得干燥的色调剂颗粒。
在洗涤工序中,优选的是,从带电性的观点出发,充分进行使用离子交换水的置换洗涤。此外,固液分离工序没有特别限制,不过从生产率的观点出发,优选进行抽滤或压滤等。干燥工序的方法没有特别限制,不过从生产率的观点出发,可进行冷冻干燥、闪速喷射干燥、流化干燥或振动式流化干燥。
然后,示例性实施方式的色调剂可过例如向所获得的干燥色调剂颗粒中添加外添剂并将材料混合而制备。所述混合可以通过使用例如V型混合器、亨舍尔混合器和Lodige混合器等进行。此外,根据需要,可以通过使用振动分级器或风力分级器等除去粗色调剂颗粒。
静电荷图像显影剂
示例性实施方式的静电荷图像显影剂至少含有示例性实施方式的色调剂。
示例性实施方式的静电荷图像显影剂可以是仅含有示例性实施方式的色调剂的单组分显影剂,也可以是通过将色调剂和载体混合而获得的双组分显影剂。
载体没有特别限制,并且举出了已知的载体。载体的实例包括由磁性粉末形成的芯的表面被覆有被覆树脂而得到的被覆载体;磁性粉末分散并混合在基质树脂中的磁性粉末分散型载体;以及多孔磁性粉末中浸渍有树脂的树脂浸渍型载体。
磁性粉末分散型载体和树脂浸渍型载体可以是载体的构成颗粒作为芯并且被覆有被覆树脂而得到的载体。
磁性粉末的实例包括磁性金属,例如铁、镍和钴;以及磁性氧化物,例如铁氧体和磁铁矿。
被覆用树脂和基质树脂的实例包括:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚、构造为包含有机硅氧烷键的直链硅酮树脂或其改性产物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚树脂和环氧树脂。
被覆树脂和基质树脂可以含有诸如导电材料等其他添加剂。
导电颗粒的实例包括诸如金、银和铜等金属的颗粒;炭黑颗粒;二氧化钛颗粒;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,采用利用涂层形成溶液(在合适的溶剂中溶解有被覆树脂和必要时的各种添加剂)的方法,以便用被覆树脂被覆芯的表面。所述溶剂没有特别限制,可以考虑待用的被覆树脂和被覆适用性等来进行选择。
树脂被覆方法的具体实例包括:将芯浸在涂层形成溶液中的浸渍法;将涂层形成溶液喷至芯的表面上的喷雾法;以在使芯通过流动空气而漂浮的状态下喷洒涂层形成溶液的流化床法;以及使载体的芯与涂层形成溶液在混炼机涂布机中信号混合并除去溶剂的混炼机涂布机法。
双组分显影剂中色调剂与载体的混合比(重量比)优选为1:100~30:100,更优选3:100~20:100(色调剂:载体)。
图像形成装置和图像形成方法
将描述示例性实施方式的图像形成装置和图像形成方法。
示例性实施方式的图像形成装置设置有:图像保持部件;充电单元,其对图像保持部件的表面充电;静电荷图像形成单元,其在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;显影单元,其包含静电荷图像显影剂且利用所述静电荷图像显影剂使形成在所述图像保持部件的表面上的所述静电荷图像显影为色调剂图像;转印单元,其将形成于所述图像保持部件表面上的所述色调剂图像转印至记录介质的表面;清洁单元,其包括清洁图像保持部件表面的清洁刮板;和定影单元,其使转印至所述记录介质表面上的所述色调剂图像定影。作为静电荷图像显影剂,应用示例性实施方式的静电荷图像显影剂。
在示例性实施方式的图像形成装置中,进行图像形成方法(示例性实施方式的图像形成方法),该方法包括:对图像保持部件的表面充电;在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;利用示例性实施方式的静电荷图像显影剂使形成在所述图像保持部件的表面上的所述静电荷图像显影为色调剂图像;将形成于所述图像保持部件表面上的所述色调剂图像转印至记录介质的表面;以清洁刮板清洁图像保持部件的表面;和使转印至所述记录介质表面的所述色调剂图像定影。
作为示例性实施方式的图像形成装置,应用已知的图像形成装置,如直接转印型装置,所述装置将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像直接转印至记录介质上;中间转印型装置,所述装置将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像一次转印至中间转印部件表面上,并将转印至中间转印部件表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上;和设置有除电单元的装置,所述除电单元在色调剂图像转印后充电前使用除电光照射图像保持部件表面以除电。
在中间转印型装置的情况下,转印单元构造成例如具有:中间转印部件,其表面将转印色调剂图像;一次转印单元,其将形成于图像保持部件表面上的色调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,其将转印至中间转印部件表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上。
在示例性实施方式的图像形成装置中,例如,包括显影单元的部分可以具有能够在图像形成装置上装卸的盒结构(处理盒)。作为处理盒,适合使用容纳有示例性实施方式的静电荷图像显影剂并设置有显影单元的处理盒。
下面,将显示示例性实施方式的图像形成装置的实例。但是,图像形成装置不限于此。将描述附图中所示的主要部分,对于其它部分的描述将被省略。
图1是显示示例性实施方式的图像形成装置的构造的示意图。
图1所示的图像形成装置设置有第一至第四电子照相图像形成单元10Y、10M、10C和10K(图像形成单元),它们基于分色图像数据分别输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)图像。这些图像形成单元(下文中,也可简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K沿水平方向以预定间隔并排排列。这些单元10Y、10M、10C和10K可以是能够在图像形成装置上装卸的处理盒。
作为中间转印部件的中间转印带20安装在图中单元10Y、10M、10C和10K的上方并延伸通过这些单元。中间转印带20缠绕在接触中间转印带20内表面的驱动辊22和支持辊24(二者在附图中的左侧和右侧彼此分开设置)上,并沿着从第一单元10Y至第四单元10K的方向行进。弹簧等(未示出)沿使支持辊24离开驱动辊22的方向挤压支持辊24,并对缠绕在这两个辊上的中间转印带20施加张力。另外,在中间转印带20的图像保持部件侧的表面上设置与驱动辊22相对的中间转印部件清洁装置30。
单元10Y、10M、10C和10K的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K中供给有色调剂,其包括四种颜色的色调剂,即,分别收纳在色调剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色色调剂、品红色色调剂、青色色调剂和黑色色调剂。
第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此,此处将仅代表性地描述设置在中间转印带行进方向的上游侧、用于形成黄色图像的第一单元10Y。与第一单元10Y中相同的部分将以带有代替黄色(Y)的品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的附图标记来指示,对第二至第四单元10M、10C和10K的描述将省略。
第一单元10Y具有充当图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围,依次排列有:充电辊(充电单元的实例)2Y,其将感光体1Y的表面充电至预定电势;曝光设备(静电荷图像形成单元的实例)3,其基于分色图像信号利用激光束3Y将经充电的表面曝光以形成静电荷图像;显影装置(显影单元的实例)4Y,其将带电的色调剂供给至静电荷图像以使静电荷图像显影;一次转印辊(一次转印单元的实例)5Y,其将显影的色调剂图像转印至中间转印带20上;和感光体清洁装置(清洁单元的实例)6Y,其除去在一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
一次转印辊5Y位于中间转印带20的内侧并设置在与感光体1Y相对的位置。此外,施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别连接于一次转印辊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于各一次转印辊的转印偏压。
下面描述第一单元10Y中形成黄色图像的操作。
首先,在操作之前,通过充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至-600V~-800V的电势。
感光体1Y通过在导电性基体(例如,20℃时的体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)上层压感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(与常见树脂的电阻大致相同),但具有下述性质:当施加激光束3Y时,被激光束照射的部分的比电阻会改变。因此,根据由控制器(未示出)发出的黄色图像数据,通过曝光装置3将激光束3Y输出至感光体1Y的经充电的表面。激光束3Y施加至感光体1Y表面上的感光层上,由此在感光体1Y的表面上形成黄色图像图案的静电荷图像。
静电荷图像是通过充电而形成在感光体1Y表面上的图像,并且是所谓的负潜像,其通过以下方式形成:用激光束3Y照射感光层,使得被照射部分的比电阻降低从而使电荷在感光体1Y的表面上流动,同时电荷停留在未被激光束3Y照射的部分上。
随着感光体1Y的行进,形成在感光体1Y上的静电荷图像转动至预定的显影位置。通过显影装置4Y使感光体1Y上的静电荷图像在显影位置可视化(显影)为色调剂图像。
显影装置4Y容纳有例如至少包含黄色色调剂和载体的静电荷图像显影剂。黄色色调剂在显影装置4Y中因受到搅拌而摩擦带电,从而具有与感光体1Y上的电荷极性相同(负极性)的电荷,并由此保持在显影剂辊(显影剂保持部件的实例)上。通过使感光体1Y的表面通过显影装置4Y,黄色色调剂静电吸附在感光体1Y表面上已被擦除的潜像部分上,由此用黄色色调剂使潜像显影。接下来,其上形成有黄色色调剂图像的感光体1Y以预定速率继续行进,将感光体1Y上显影的色调剂图像输送至预定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色色调剂图像传送至一次转印位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,从感光体1Y指向一次转印辊5Y的静电力作用于色调剂图像,由此将感光体1Y上的色调剂图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相反的极性(+),并且,例如,由控制器(未示出)在第一单元10Y中控制为+10μA。
另一方面,感光体清洁装置6Y将残留在感光体1Y上的色调剂除去并收集。
以与第一单元的情况下相同的方式来控制施加于第二单元10M和后继单元的一次转印辊5M、5C和5K的一次转印偏压。
以此方式,其上在第一单元10Y中转印了黄色色调剂图像的中间转印带20输送依次经过第二至第四单元10M、10C和10K,各颜色的色调剂图像以重叠的方式进行多重转印。
已通过第一至第四单元在其上多重转印有四种颜色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部分,所述二次转印部分由中间转印带20、与中间转印带内表面接触的支持辊24和设置在中间转印带20的图像保持表面侧上的二次转印辊(二次转印单元的实例)26构成。同时,供给机构以预定的时机将记录纸(记录介质的实例)P供给至彼此接触的二次转印辊26和中间转印带20之间的间隙,并对支持辊24施加二次转印偏压。此时施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相同的极性(-),并且从中间转印带20指向记录纸P的静电力作用于色调剂图像,由此将中间转印带20上的色调剂图像转印至记录纸P上。在此情况下,二次转印偏压根据由检测二次转印部分的电阻的电阻检测器(未示出)检测的电阻来确定,并且是电压控制的。
之后,将记录纸P供给至定影装置(定影单元的实例)28中的一对定影辊之间的压接部分(咬合部分),从而将色调剂图像定影至记录纸P,由此形成定影图像。
其上转印色调剂图像的记录介质P的实例包括用于电子照相复印机和打印机等中的普通纸。作为记录介质,除记录纸P外也可以举出OHP纸等。
为了进一步提高定影后图像表面的光滑性,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被覆普通纸的表面而获得的被覆纸和用于印刷的艺术纸等。
已完成了彩色图像的定影的记录纸P被排至排出部分,一系列彩色图像形成操作结束。
处理盒/色调剂盒
将描述示例性实施方式的处理盒。
示例性实施方式的处理盒设置有显影单元,并且可以在图像形成装置上装卸,所述显影单元容纳有示例性实施方式的静电荷图像显影剂,并使用该静电荷图像显影剂使形成于图像保持部件表面上的静电荷图像显影以形成色调剂图像。
示例性实施方式的处理盒不限于上述构造,也可以被构造为包括显影装置,必要时还可包括选自诸如图像保持部件、充电单元、静电荷图像形成单元和转印单元等其它单元中的至少一种。
下面,将示出示例性实施方式的处理盒的实例。但是,处理盒并不限于此。将描述附图中所示的主要部分,并省略对其他部分的描述。
图2是显示示例性实施方式的处理盒的构造的示意图。
图2所示的处理盒200被形成为具有下述构造的盒:其中,感光体107(图像保持部件的实例)以及设置在感光体107周围的充电辊108(充电单元的实例)、显影装置111(显影单元的实例)和包含清洁刮板113-1的感光体清洁装置113(清洁单元的实例)利用例如设置有安装轨116和曝光用开口118的箱体117一体化结合并保持。
图2中,附图标记109表示曝光装置(静电荷图像形成单元的实例),附图标记112表示转印装置(转印单元的实例),附图标记115表示定影装置(定影单元的实例),附图标记300表示记录纸(记录介质的实例)。
接下来,将描述示例性实施方式的色调剂盒。
示例性实施方式的色调剂盒容纳有示例性实施方式的色调剂,并且能够在图像形成装置上装卸。色调剂盒包含补充用色调剂,补充用色调剂用于供给至设置在图像形成装置中的显影单元。色调剂盒可以具有容纳示例性实施方式的色调剂的容器。
图1所示的图像形成装置具有下述构造:色调剂盒8Y、8M、8C和8K能够在其上装卸,并且显影装置4Y、4M、4C和4K分别通过色调剂供给管(未示出)与对应于各显影装置(颜色)的色调剂盒相连。另外,当包含于色调剂盒中的色调剂变少时,更换色调剂盒。
实施例
下面,将参照实施例和比较例更具体地描述示例性实施方式,但示例性实施方式不限于以下实例。除非另外指出,否则“份”和“%”表示“重量份”和“重量%”。
实施例1
色调剂颗粒的制备
色调剂颗粒(1)
聚酯树脂分散液的制备
·乙二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):37份
·新戊二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):65份
·1,9-壬二醇(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):32份
·对苯二甲酸(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):96份
将上述单体放入烧瓶,用1小时加热至温度200℃,在确认反应体系被搅拌之后,向其中放入1.2份氧化二丁基锡。用6小时将温度从上述温度升高至240℃,同时馏除产生的水,在240℃进一步继续脱水缩合反应4小时,以获得酸值为9.4mgKOH/g、重量平均分子量为13,000且玻璃化转变温度为62℃的聚酯树脂A。
然后,将熔融状态的聚酯树脂A以100份/分钟的速率转移至CAVITRON CD1010(由Eurotec Ltd.制造)。将通过用离子交换水稀释试剂氨水而获得的浓度为0.37%的稀氨水放入单独准备的水性介质罐中,并在于120℃加热热交换器的同时,与聚酯树脂熔融材料同时以0.1升/分钟的速率转移至上述CAVITRON。CAVITRON在转子的旋转速率为60Hz、压力为5kg/cm2的条件下运行,获得非晶性聚酯树脂分散液,其中分散有体积平均粒径为160nm,固体含量30%,玻璃化转变温度为62℃,重量平均分子量Mw为13,000的树脂颗粒。
着色剂颗粒分散液的制备
·青色颜料(C.I.PIGMENT BLUE 15:3,由Dainichiseika Color&ChemicalsMfg.Co.,Ltd.制造):10份
·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由DKS Co.,Ltd.制造):2份
·离子交换水:80份
将上述成分相互混合,通过使用高压冲击型分散机ULTIMIZER(HJP30006,由SUGINO MACHINE LIMITED制造)分散1小时,获得体积平均粒径为180nm并且固体含量为20%的着色剂颗粒分散液。
防粘剂颗粒分散液的制备
·石蜡(HNP9,由Nippon Seiro Co.,Ltd.制造):50份
·阴离子表面活性剂(NEOGEN SC,由DKS Co.,Ltd.制造):2份
·离子交换水:200份
将上述成分加热至120℃,使用由IKA Works,Inc制造的ULTRA TURRAX T50将其相互充分混合和分散。将混合物使用压力排出型均质器分散,获得体积平均粒径为200nm并且固体含量为20重量%的防粘剂颗粒分散液。
色调剂颗粒(1)的制备
·聚酯树脂颗粒分散液:200份
·着色剂颗粒分散液:25份
·防粘剂颗粒分散液:30份
·聚氯化铝:0.4份
·离子交换水:100份
将上述成分放入不锈钢烧瓶,通过使用由IKA Works,Inc制造的ULTRA TURRAX将其相互充分混合和分散。然后,在加热用油浴中于烧瓶中搅拌所述成分的同时,将混合物加热至45℃。将混合物在45℃保持15分钟,向其缓慢加入70份相同的上述聚酯树脂分散液。
然后,在使用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液将体系中的pH调整为8.0之后,将不锈钢烧瓶密封,将搅拌轴密封条进行磁力密封,在继续搅拌的同时使温度升高至90℃并保持3小时。反应结束后,以2℃/分钟的降温速率将混合物冷却,过滤,用离子交换水充分洗涤,通过Nutsche型抽滤进行固液分离。此外,在30℃使用3L离子交换水再次将固形物分散,并以300rpm搅拌并洗涤15分钟。进一步重复该洗涤操作6次。当滤液的pH为7.54且电导率为6.5μS/cm时,使用5A号滤纸通过Nutsche型抽滤进行固液分离。接下来,继续真空干燥12小时,获得色调剂颗粒(1)。
色调剂颗粒(1)的体积平均粒径D50v为5.8μm,其SF1为130。
外添剂的制备
二氧化硅颗粒的制备
二氧化硅颗粒分散液(S1)的制备
将320份甲醇和72份10%氨水加入包含搅拌器、滴嘴和温度计的1.5L玻璃反应容器中并彼此混合以获得碱催化剂溶液。
在将碱催化剂溶液的温度调节至30℃后,在搅拌的同时对碱催化剂溶液滴加185份四甲氧基硅烷和50份8.0%的氨水,以获得亲水性二氧化硅颗粒分散液(固形物浓度为12.0%)。此处,滴加时间为30分钟。
其后,利用旋转式过滤器R-FINE(由Kotobuki Industries Co.,Ltd.制造)将所得二氧化硅颗粒分散液浓缩至固形物浓度为40%。浓缩的材料设为二氧化硅颗粒分散液(S1)。
将相对于二氧化硅颗粒的固形物的量为20重量%的三甲基硅烷添加到250份作为疏水化剂的二氧化硅颗粒分散液(S1)中,在150℃下反应2小时,将所得材料冷却并通过喷雾干燥干燥,获得其中二氧化硅颗粒的表面被疏水化剂处理的疏水性二氧化硅颗粒(S1)。
二氧化硅颗粒分散液(S2~S7)的制备
在与二氧化硅颗粒S1的制备方法相同的条件下制备二氧化硅颗粒(S2~S7),不同之处在于调节甲醇的量、10%氨水的量、四甲氧基硅烷(TMOS)的量、8%氨水的量和滴加时间。
二氧化硅颗粒(S1~S7)的制备条件和所得二氧化硅颗粒的平均粒径和平均圆形度在下表1中示出。
表1
润滑剂颗粒N和润滑剂颗粒P
制备PTFE颗粒(产品名称:“LUBRON L2”(由Daikin Industries,Ltd.制造),平均一次粒径=300nm)作为润滑剂颗粒N。
制备脂肪酸金属盐颗粒(硬脂酸锌颗粒,产品名称“SZ-2000”(由Sakai ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造),平均粒径=3μm)作为润滑剂颗粒P。
二氧化硅颗粒、PTFE颗粒和脂肪酸金属盐颗粒的带电列。
带电列通过基于上述日本成像学会的标准的方法色调剂带电量测量方法(吹灭法)的上述方法利用日本成像学会的4种参照载体进行测量。即,将0.5g二氧化硅颗粒、PTFE颗粒或脂肪酸金属盐颗粒置于10g载体中,并进行测量。
相对于色调剂颗粒,二氧化硅颗粒的带电量为-100(μC/g)~-150(μC/g),PTFE颗粒的带电量为-50(μC/g),并且脂肪酸金属盐颗粒的带电量为+80(μC/g)。
色调剂和显影剂的制备
将2.0份二氧化硅颗粒(S1)、0.02份润滑剂颗粒P(脂肪酸金属盐颗粒)和0.2份润滑剂颗粒N(PTFE颗粒)添加至100份色调剂颗粒(1),并利用亨舍尔混合器以30m/sec的搅拌速率彼此混合15分钟,从而获得色调剂。
将所得色调剂与载体以色调剂:载体=5:95(重量比)的比例放入V型混合器中,并搅拌20分钟,从而获得显影剂。
作为载体,使用如下制备的载体。
·铁氧体颗粒(体积平均粒径为50μm):100份
·甲苯:14份
·苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:2份(成分比:90/10,Mw=80,000)
·炭黑(R330,由Cabot Corporation制造):0.2份
首先,通过搅拌器将除了铁氧体颗粒之外的上述组分搅拌10分钟以制备分散的被覆液,并且将被覆液和铁氧体颗粒放入真空脱气型混炼机中,在60℃下搅拌30分钟,在加热的同时于减压下脱气并干燥,从而获得载体。
实施例2
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒改为具有下表2所示平均粒径的二氧化硅颗粒(S2)。
实施例3
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒改为具有下表2所示平均粒径的二氧化硅颗粒(S3)。
实施例4
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将亨舍尔混合器的搅拌速率和搅拌时间改为50m/秒和15分钟,将所述颗粒改为从色调剂颗粒上游离比的值如下表2所示的二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N。
实施例5
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将亨舍尔混合器的搅拌速率和搅拌时间改为50m/秒和30分钟,将所述颗粒改为从色调剂颗粒上游离比的值如下表2所示的二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N。
实施例6
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将亨舍尔混合器的搅拌速率和搅拌时间改为20m/秒和15分钟,将所述颗粒改为从色调剂颗粒上游离比的值如下表2所示的二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N。
实施例7
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将亨舍尔混合器的搅拌速率和搅拌时间改为20m/秒和10分钟,将所述颗粒改为从色调剂颗粒上游离比的值如下表2所示的二氧化硅颗粒、润滑剂颗粒P和润滑剂颗粒N。
实施例8
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.005份(相对色调剂颗粒为0.005重量%)。
实施例9
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.4份(相对色调剂颗粒为0.4重量%)。
实施例10
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒N的含量改为0.05份(相对色调剂颗粒为0.05重量%)。
实施例11
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒N的含量改为1.0份(相对色调剂颗粒为1.0重量%)。
实施例12
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.005份(相对于色调剂颗粒为0.005重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为1.0份(相对于色调剂颗粒为1.0重量%)。
实施例13
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.35份(相对于色调剂颗粒为0.35重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.05份(相对于色调剂颗粒为0.05重量%)。
实施例14
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒的含量改为0.5份(相对于色调剂颗粒为0.5重量%),将润滑剂颗粒P的含量改为0.001份(相对于色调剂颗粒为0.001重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.01份(相对于色调剂颗粒为0.01重量%)。
实施例15
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒的含量改为0.5份(相对于色调剂颗粒为0.5重量%),将润滑剂颗粒P的含量改为0.1份(相对于色调剂颗粒为0.1重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.25份(相对于色调剂颗粒为0.25重量%)。
实施例16
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒的含量改为3.0份(相对于色调剂颗粒为3.0重量%),将润滑剂颗粒P的含量改为0.006份(相对于色调剂颗粒为0.006重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.06份(相对于色调剂颗粒为0.06重量%)。
实施例17
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒的含量改为3.0份(相对于色调剂颗粒为3.0重量%),将润滑剂颗粒P的含量改为0.5份(相对于色调剂颗粒为0.5重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.5份(相对于色调剂颗粒为0.5重量%)。
实施例18
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒改为具有下表2所示平均圆形度的二氧化硅颗粒(S4)。
实施例19
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒改为具有下表2所示平均圆形度的二氧化硅颗粒(S5)。
实施例20
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将实施例1的润滑剂颗粒P改为月桂酸锌颗粒(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造的C24H46O4Zn)。
实施例21
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将实施例1的润滑剂颗粒N改为氟化钙颗粒(CaF2)(由Stella Chemifa Corporation制造)。
比较例1
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒改为具有下表3所示平均圆形度的二氧化硅颗粒(S6)。
比较例2
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒改为具有下表3所示平均圆形度的二氧化硅颗粒(S7)。
比较例3
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.002份(相对色调剂颗粒为0.002重量%)。
比较例4
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.002份(相对于色调剂颗粒为0.002重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.02份(相对于色调剂颗粒为0.02重量%)。
比较例5
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.6份(相对色调剂颗粒为0.6重量%)。
比较例6
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.6份(相对于色调剂颗粒为0.6重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.02份(相对于色调剂颗粒为0.02重量%)。
比较例7
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒P的含量改为0.6份(相对于色调剂颗粒为0.6重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为1.2份(相对于色调剂颗粒为1.2重量%)。
比较例8
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒N的含量改为0.02份(相对色调剂颗粒为0.02重量%)。
比较例9
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将润滑剂颗粒N的含量改为1.2份(相对色调剂颗粒为1.2重量%)。
比较例10
以与实施例1相同的方式获得色调剂和显影剂,不同之处在于将二氧化硅颗粒的含量改为0.5份(相对于色调剂颗粒为0.5重量%),将润滑剂颗粒P的含量改为0.0005份(相对于色调剂颗粒为0.0005重量%),并将润滑剂颗粒N的含量改为0.3份(相对于色调剂颗粒为0.3重量%)。
在表2中,“*1”表示使用“月桂酸锌颗粒(C24H46O4Zn,由Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.制造)”作为润滑剂颗粒P。
“*2”表示使用“氟化钙(CaF2,由Stella Chemifa Corporation制造)”作为润滑剂颗粒N。
评价
在作为“APEOS PORTIV C5575(富士施乐株式会社)的改进装置”的图像形成装置的显影装置中包含各实例的显影剂。在利用图像形成装置在20,000张A4大小的纸上连续打印图像浓度为1%的图像之后,在一张A4大小的纸上打印图像浓度为40%的图像。随后,进行以下评价。评价结果在表4中示出。
感光体表面的成膜的评价
针对连续形成的图像的图像部和非图像部,通过视觉观察进行的感官评价来判定图像保持部件表面上形成的润滑剂或色调剂的成膜。判定标准如下。
可接收的水平为达到G2的水平。
评价标准
G1:没有观察到成膜。
G2:略微观察到成膜,但对图像质量没有影响。
G3:成膜的水平处在G2和G4的水平之间,并且对图像质量的影响开始显现。
G4:在表面上清楚观察到成膜,并且作为彩色条痕和白色条痕在图像质量中显现影响。
图像缺陷:由于图像部和非图像部之间的水平差异而造成的缺陷的评价
视觉观察最后打印的半色调图像,并且评价图像部和非图像部上的图像缺陷的形成状态。
可接收的水平为达到G2的水平。
评价标准
G1:在图像部或非图像部上没有观察到缺失,并且图像质量没有问题。
G2:在图像部或非图像部上略微观察到缺失,但图像质量没有问题。
G3:在图像部或非图像部上观察到缺失,对于实际应用存在影响。
G4:在图像部或非图像部上清楚观察到缺失,并且图像质量存在问题。
图像缺陷:由于清洁故障造成的缺陷的评价
评价由于清洁刮板的擦过造成的彩色条痕导致的图像缺陷的形成状态。
可接收的水平为达到G2的水平。
评价标准
G1:图像质量没有问题。
G2:在图像上略微观察到彩色条痕,但图像质量没有问题。
G3:在图像上略微观察到彩色条痕或图像缺失,但图像质量没有问题。
G4:在图像上清楚观察到彩色条痕或图像缺失,且图像质量存在明显的问题。
整体判定
由上述评价进行整体判定。
A:所有评价的结果为G1,且图像质量没有问题。
B:所有评价的结果为G2,且对于实际应用没有影响。
C:一个或多个评价结果为G3以上的水平。
表4
从上述结果发现,不同于比较例的情况,在实施例中,当接连形成相同图像且随后形成不同于上述图像的半色调图像时,防止了在接连形成的图像的图像部和非图像部之间的交界处出现的图像缺陷的形成。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其它技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围应由所附权利要求及其等同物所限定。

Claims (19)

1.一种静电荷图像显影用色调剂,其包含:
色调剂颗粒;
平均粒径为80nm~200nm的二氧化硅颗粒;
具有负带电性的润滑剂颗粒N;和
具有正带电性的润滑剂颗粒P,
其中,所述二氧化硅颗粒的含量(s)、润滑剂颗粒N的含量(n)和润滑剂颗粒P的含量(p)满足以下表达式(1)和表达式(2)的关系:
表达式(1):0.002≤p/s≤0.2;和
表达式(2):0.02≤n/s≤0.5。
2.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述二氧化硅颗粒是平均圆形度为0.75~1.0的单分散球状二氧化硅颗粒。
3.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述二氧化硅颗粒从所述色调剂颗粒上游离的比率为5%~50%,
所述润滑剂颗粒N从所述色调剂颗粒上游离的比率为5%~50%,并且
所述润滑剂颗粒P从所述色调剂颗粒上游离的比率为5%~50%。
4.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其包含脂肪酸金属盐颗粒作为所述润滑剂颗粒P,所述脂肪酸金属盐颗粒相对于所述色调剂颗粒的量为0.001重量%~0.5重量%。
5.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其包含聚四氟乙烯颗粒作为所述润滑剂颗粒N,所述聚四氟乙烯颗粒相对于所述色调剂颗粒的量为0.05重量%~0.5重量%。
6.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其包含相对于所述色调剂颗粒为0.5重量%~3.0重量%的量的所述二氧化硅颗粒。
7.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述二氧化硅颗粒是溶胶-凝胶二氧化硅颗粒。
8.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述润滑剂颗粒P的平均粒径为0.1μm~50μm。
9.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述润滑剂颗粒N的平均粒径为100nm~1,000nm。
10.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)为4μm~8μm。
11.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述色调剂颗粒的形状因子SF1为110~150。
12.如权利要求1所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述色调剂颗粒包含聚酯树脂。
13.如权利要求12所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,所述聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)为50℃~80℃。
14.如权利要求12所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中,包含新戊二醇作为所述聚酯树脂的组成单体。
15.一种静电荷图像显影剂,其包含:
权利要求1~14中任一项所述的静电荷图像显影用色调剂。
16.一种色调剂盒,其包含:
容器,所述容器含有权利要求1~14中任一项所述的静电荷图像显影用色调剂,
其中所述色调剂盒能够从图像形成装置上拆卸下来。
17.一种处理盒,其包含:
显影单元,其含有权利要求15所述的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使在图像保持部件的表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像,
其中所述处理盒能够从图像形成装置上拆卸下来。
18.一种图像形成装置,其包含:
图像保持部件;
充电单元,其对所述图像保持部件的表面充电;
静电荷图像形成单元,其在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
显影单元,其含有权利要求15所述的静电荷图像显影剂,并且利用所述静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电荷图像显影为色调剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述色调剂图像转印至记录介质的表面;
清洁单元,其包含清洁所述图像保持部件的表面的清洁刮板;和
定影单元,其将转印至所述记录介质的表面上的色调剂图像定影。
19.一种图像形成方法,其包括:
对图像保持部件的表面充电;
在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
利用权利要求15所述的静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电荷图像显影为色调剂图像;
将在所述图像保持部件的表面上形成的所述色调剂图像转印至记录介质的表面;
利用清洁刮板清洁所述图像保持部件的表面;和
将转印至所述记录介质的表面上的所述色调剂图像定影。
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