CN107561884B - 成像装置 - Google Patents
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Abstract
一种成像装置,其包括定影单元,所述定影单元包括加热加压部件,并且通过使用该加热加压部件对记录介质上的调色剂图像进行两次或更多次加热和加压操作以将调色剂图像定影,其中调色剂包含调色剂颗粒和外部添加剂,该调色剂颗粒包含含有结晶性聚酯树脂的粘结剂树脂、着色剂和防粘剂,并且该调色剂满足下式:2≤tanδP1≤2.5,其中tanδP1表示:在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内所存在的力学损耗角正切最大值。
Description
技术领域
本发明涉及一种成像装置。
背景技术
近年来,在各种技术领域中都会应用到图像信息可视化方法,例如电子照相方法。在电子照相方法中,通过充电和形成静电图像在图像保持部件的表面上形成作为图像信息的静电图像。此外,在图像保持部件的表面上通过使用含有调色剂的显影剂显影而得到调色剂图像,然后将调色剂图像转印至记录介质,并将所述调色剂图像定影于记录介质上,由此将图像信息可视化为图像。注意,尝试了进行两次加热操作的定影方法来作为将图像在记录介质上定影的方法。
例如,专利文献1公开了一种液体显影电子照相装置的定影装置,其中将通过使用液体调色剂来显影的调色剂图像融合并转印至打印介质上然后定影。液体显影电子照相装置中的定影装置装配有至少两对具有辊隙部分以在打印介质的两侧加压的加压辊,并顺次对其上融合转印有图像的打印介质加压。控制至少一对加压辊的辊隙部分中的温度T1,使其满足Tm<T1,其中Tm是液体调色剂中调色剂树脂的熔融温度。控制另外的至少一对辊的辊隙部分中的温度T2,使其达到或者接近调色剂树脂的玻璃化转变温度Tg。
此外,专利文献2公开了一种成像装置,其包括:辊隙定影单元,该辊隙定影单元在对其上形成有未定影图像的记录介质进行加热的同时,对该记录介质施压;非接触加热单元,该非接触加热单元被构造为可在面向自所述辊隙定影单元输出的记录介质表面的方向上移动,并对通过辊隙定影单元的记录介质非接触地进行加热;驱动单元,其移动所述非接触加热单元;以及控制单元,其根据记录介质在辊隙定影单元的作用下发生的变形量来控制所述驱动单元。
此外,作为用于此种成像的显影剂,例如,专利文献3公开了一种电子照相显影剂,其包括:调色剂和载体,其中调色剂由电子照相定影装置来定影,该定影装置中定影部件表面的导热系数等于或高于1W/mK,该调色剂具有含有结晶性树脂作为粘结剂树脂的核-壳或海-岛结构,并且1)电阻率值等于或高于5.0×1012Ω.cm,2)在该结晶性树脂的熔点+50℃下的动态复数粘度等于或高于3×103Pa·s,以及3)在该结晶性树脂的熔点+10℃下的动态复数粘度等于或低于1×105Pa·s。
[专利文献1]JP-A-2005-308920
[专利文献2]JP-A-2010-127966
[专利文献3]JP-A-2005-266546
发明内容
在调色剂图像采用以下方法进行定影的情况中,即,在通过将加热加压部件与调色剂图像接触并进行两次或更多次加热和加压操作来进行调色剂图像定影的方法(在下文中,简称为“多级定影方法”)这种情况中,在第二阶段和后续阶段的加热和加压操作时,加热加压部件可能会产生调色剂的附着(偏移(offset))。此外,即便是在采用多级定影方法进行定影的情况下,定影图像的光泽度也可能会劣化。
本发明的目的在于提供一种成像装置,与以下情况相比,该成像装置能获得高光泽的图像,所述情况是:用来显影静电图像的调色剂,在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切(mechanical loss tangent)最大值(tanδP1)小于2;并且,与用来显影静电图像的调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP1)大于2.5的情况相比,即便是采用多级定影方法,该成像装置也能防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
通过以下构造实现上述目的。
根据本发明的第一方面,提供了一种成像装置,其包括:
图像保持部件;
充电单元,其对所述图像保持部件的表面进行充电;
静电潜像形成单元,其在所述图像保持部件的带电表面上形成静电潜像;
显影单元,其容纳有包含调色剂的显影剂,并且利用显影剂将在图像保持部件表面上形成的静电潜像显影而形成调色剂图像;
转印单元,其将在图像保持部件的表面上形成的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及
定影单元,其包括加热加压部件,并且通过使用加热加压部件对记录介质上的调色剂图像进行两次或更多次加热和加压操作将调色剂图像定影;
其中调色剂包含调色剂颗粒和外部添加剂,所述调色剂颗粒包含含有结晶性聚酯树脂的粘结剂树脂、着色剂、以及防粘剂,并且该调色剂满足下式(1):
2≤tanδP1≤2.5 (1)
其中tanδP1表示:在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内所存在的力学损耗角正切最大值。
根据本发明的第二方面,在根据上述第一方面的成像装置中,
所述转印单元被构造为包括:
中间转印部件,调色剂图像将转印至其表面;
一次转印单元,其将在图像保持部件的表面上形成的调色剂图像一次转印至中间转印部件的表面;以及
二次转印单元,其将被转印到中间转印部件的表面上的调色剂图像二次转印至记录介质的表面。
根据本发明的第三方面,在根据第一或第二方面的成像装置中,所述调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP1)为2至2.3。
根据本发明的第四方面,在根据第一至第三方面的任意一项的成像装置中,所述调色剂满足下式(2):
2≤tanδP2≤2.3 (2)
其中tanδP2表示:在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×107Pa的范围内所存在的力学损耗角正切最大值。
根据本发明的第五方面,在根据第四方面的成像装置中,调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP2)为2至2.2。
根据本发明的第六方面,在根据第一至第五方面的任意一项的成像装置中,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下,调色剂的动态复数粘度(η* -30)为3×107Pa·s以上,并且在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下,调色剂的动态复数粘度(η*-10)为1×106Pa·s至5×107Pa·s。
根据本发明的第七方面,在根据第六方面的成像装置中,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下,调色剂的动态复数粘度(η*-10)为2×106Pa·s至3×107Pa·s。
根据本发明的第八方面,在根据第六方面的成像装置中,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下,调色剂的动态复数粘度(η*-10)为4×106Pa·s至2×107Pa·s。
根据本发明的第九方面,在根据第六至第八方面的任意一项的成像装置中,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下,调色剂的动态复数粘度(η* -30)为1×108Pa·s以上。
根据本发明的第十方面,在根据第六至第八方面的任意一项的成像装置中,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下,调色剂的动态复数粘度(η* -30)为5×108Pa·s以上。
根据本发明的第十一方面,在根据第一至第十方面的任意一项的成像装置中,定影单元进行用于定影的加热和加压操作、以及用于控制图像的光泽度的加热和加压操作。
根据本发明第一至第五方面和第十一方面的任意一项,提供了一种成像装置,该成像装置与以下情况相比获得了高光泽的图像,所述情况为:用来显影静电图像的调色剂,在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1)小于2;并且,与用来显影静电图像的调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP1)大于2.5的情况相比,即便使用多级定影方法,该成像装置也可以防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
根据本发明第六至第十方面的任意一项,提供了一种成像装置,其中,与以下情况相比,即便使用多级定影方法,也可以防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移),所述的情况是:用来显影静电图像的调色剂,在该调色剂所含的结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃的温度条件下,动态复数粘度(η* -30)在3×107Pa·s以上,在结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃的温度条件下,动态复数粘度(η* -10)小于1×106Pa·s。
附图说明
基于以下附图对本发明的示例性实施方案进行详细地说明,其中:
图1示出了根据本发明示例性实施方案的一个成像装置的结构;以及
图2示出了示例性实施方案中的一个多级定影式定影装置的结构。
具体实施方式
下文将详细描述作为本发明的实例的示例性实施方案。
成像装置
根据一示例性实施方案的成像装置包括:图像保持部件;充电单元,其对所述图像保持部件的表面进行充电;静电图像形成单元,其在图像保持部件的带电表面上形成静电图像;显影单元,其容纳有包含静电图像显影用调色剂(在下文中,也简称为“调色剂”)的静电荷图像显影剂,并通过调色剂将图像保持部件上形成的静电图像显影成为调色剂图像;转印单元,其将图像保持部件上形成的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及定影单元,其将记录介质上的调色剂图像定影。
此外,定影单元包括通过接触调色剂图像来进行加热和加压的加热加压部件,并通过使用该加热加压部件在调色剂图像上进行两次或更多次加热和加压操作将记录介质上的调色剂图像定影。
所述调色剂包含含有结晶性聚酯树脂的粘结剂树脂,在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP1)为2至2.5。
因有这样的构造,在根据本示例性实施方案的成像装置中,即便使用多级定影方法(通过进行两次或更多次加热和加压操作来将调色剂图像定影的方法),也有可能防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移),并可获得高光泽的图像。
尽管原因尚不清楚,但是可以推测以下原因。
在相关技术中,定影是根据一种通过两次或更多次将记录介质上的调色剂图像与加热加压部件接触来进行两次或更多次加热和加压操作的定影方法(多级定影方法)来进行的。尤其是,为了提高图像的光泽度,优选使用在第一阶段的加热和加压操作中加入定影功能、并且在第二阶段的加热和加压操作中加入提高光泽度功能的多级定影方法。例如,当记录介质的厚度变大时,难以提高图像的光泽度,因而进一步展现了根据上述多级定影方法来提高图像光泽度的效果。
然而,在多级定影式成像装置中,认为当调色剂与加热加压部件多次接触时,熔融的调色剂倾向于具有进一步增强的粘附力,由此使得调色剂易于粘附。因此,据推测偏移是在第二阶段和后续阶段与加热加压部件接触时发生的。
相反,对于根据本示例性实施方案的调色剂,可用的为:在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1)在2至2.5的范围内的调色剂。
在上述条件下测量的复数弹性模量在上述范围内的状态下,力学损耗角正切最大值(tanδP1)在2以上这一事实作为一个指标,表明了弹性在调色剂的粘弹性中占主要地位,即调色剂难于软化,并且在通过加热加压部件进行加热和加压操作的状态下难于熔融。因而防止了熔融粘度的降低,并且防止了冷偏移的发生,还防止了表面性质的下降并可获得高光泽的图像。
另一方面,据推测当力学损耗角正切最大值(tanδP1)设置为2.5以下时,在多级定影式成像装置中,防止了粘附力的增强并且防止了调色剂在第二阶段和后续阶段与加热加压部件接触时易于粘附的情形,并且因此,防止了调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
注意,本示例性实施方案中所述的加热加压部件是指对转印至记录介质表面的调色剂图像进行加热并加压的部件。其示例包括:通过将其表面上形成有调色剂图像的记录介质插入相互接触的一对辊之间进行加热和加压的加热加压辊,可由该对辊中的至少一个辊加热。
此外,所述多级定影方法(通过进行两次或更多次加热和加压操作来将调色剂图像定影的方法)可具有以下构造,其中具有两个以上的加热加压部件,记录介质一次穿过所述多个加热加压部件的每个接触部分;或者可具有以下构造,其中具有一个加热加压部件,记录介质两次或更多次反复穿过该加热加压部件的接触部分。在此,为了提高图像的光泽度,优选采用以下构造,其中具有两个以上的加热加压部件,记录介质一次穿过所述多个加热加压部件的每个接触部分。
以下具体描述根据示例性实施方案的成像装置
用于使静电图像显影的调色剂
首先,在本示例性实施方案中,将具体描述显影装置中含有的并用于显影步骤的调色剂。
本示例性实施方案中所述的调色剂包含含有结晶性聚酯树脂的粘结剂树脂,并且,在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1)在2至2.5的范围内。
力学损耗角正切最大值(tanδP1和tanδP2)
本示例性实施方案中所述的调色剂优选:在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1)在2至2.5的范围内。注意,力学损耗角正切最大值(tanδP1)优选为在2至2.3的范围内。
当力学损耗角正切最大值(tanδP1)为2以上时,可以防止冷偏移的发生并且获得高光泽的图像。
另一方面,即便使用多级定影式成像装置,通过将力学损耗角正切最大值(tanδP1)设置为2.5以下,也能防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
本示例性实施方案中所述的调色剂优选:在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×107Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP2)在2至2.3的范围内,进一步优选在2至2.2的范围内。
当力学损耗角正切最大值(tanδP2)在2以上时,可以防止冷偏移的发生并且获得高光泽的图像。
另一方面,即便使用多级定影式成像装置,通过将力学损耗角正切最大值(tanδP2)设置为2.3以下,也可以防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
·力学损耗角正切的测量方法
在此,力学损耗角正切值是基于根据正弦振动方法测量的动态粘弹性进行计算的。在动态粘弹性的测量中,使用由Rheometric Scientific Inc公司制造的ARES测量装置,将成形为片剂状的调色剂设置于直径为8mm的平行板上,并且在将法向力设置为0之后,对板施加振动频率为6.28弧度/秒的正弦振动,由此来测量其动态粘弹性。由60℃起始测量,并持续至150℃。测量的时间间隔设为30秒,升温设置为1℃/分钟,并且应变量设置为0.3%,以便获得复数弹性模量和力学损耗角正切的值,并由所获得的值来计算:当复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1),以及当复数弹性模量在1×106Pa至1×107Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP2)。
·力学损耗角正切最大值(tanδP1和tanδP2)的控制方法
以下描述将调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP1)以及力学损耗角正切最大值(tanδP2)控制在上述范围内的方法。对控制方法不做具体限制;然而,在根据后文描述的聚集凝结法获得调色剂的情况中,举出在聚集颗粒形成时在树脂颗粒分散液等相互混合的混合分散液中使用酯类化合物并调整用量的方法(所述酯类化合物例如为:由具有12至30个碳原子的高级醇和具有12至30个碳原子的高级脂肪酸形成的酯,例如硬脂酸十八烷酯、棕榈酸棕榈酯、山嵛酸二十二烷酯、和褐煤酸十八烷酯;由具有12至30个碳原子的高级脂肪酸和低级一元醇形成的酯,例如:硬脂酸丁酯、山嵛酸异丁酯、褐煤酸丙酯、和油酸2-乙基己基酯;具有12至30个碳原子的高级脂肪酸和多元醇形成的酯,例如褐煤酸单乙二醇酯、乙二醇二硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、单山嵛酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、季戊四醇单山嵛酸酯、季戊四醇二亚油酸酯、季戊四醇三油酸酯和季戊四醇四硬脂酸酯;具有12至30个碳原子的高级脂肪酸和多元醇的多聚体形成的酯,例如二甘醇单山嵛酸酯、二甘醇二山嵛酸酯、二丙二醇单硬脂酸酯、二硬脂酸二甘油酯、四硬脂酸三甘油酯、六山嵛酸四甘油酯、和十硬脂酸十甘油酯;具有12至30个碳原子的高级脂肪酸和多元醇的单体或多聚体(可以含有短链官能团)形成的酯,例如甘油单乙酰单硬脂酸酯(glycerin monoacetomonostearate)、甘油单乙酰单亚油酸酯(glycerin monoacetomonolinoleate)、和二甘油单乙酰二硬脂酸酯(diglycerin monoacetodistearate);山梨醇高级脂肪酸酯,例如山梨醇单硬脂酸酯、山梨醇二山嵛酸酯和山梨醇三油酸酯;胆固醇高级脂肪酸酯,例如胆固醇硬脂酸酯、胆固醇油酸酯、以及胆固醇亚油酸酯)。
在聚集颗粒形成时,酯类化合物例如硬脂酸十八烷酯附着至树脂颗粒的表面并降低所述表面的表观玻璃化转变温度,以便提高聚集颗粒的稳定性以及附着在树脂表面的颗粒的热响应。由此,认为在上述条件下可提高力学损耗角正切最大值(tanδP1和tanδP2)。
此外,酯类化合物可以被设置为酯类化合物分散液,其中酯类化合物被提前分散,并且可以在聚集颗粒形成时将酯类化合物分散液加入到混合物分散液中。
此外,控制方法的示例也包括在混合分散液中引入金属氧化物(例如,水玻璃、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、磷酸三钙以及氧化铈)的方法,在聚集颗粒形成时调整其量。
金属氧化物例如水玻璃倾向于当聚集颗粒形成时在树脂颗粒中以适当的距离存在,因此,在定影过程中经受加热时起到降低树脂分子的粘度的作用。由此,在上述条件下提高了力学损耗角正切最大值(tanδP1和tanδP2)。
作为使用聚集凝结法的树脂颗粒分散液,优选使用结晶性树脂-非晶性树脂混合颗粒分散于其中的分散液。该分散液通过以下方式获得:将含有结晶性聚酯树脂的结晶性树脂和非晶性树脂分散于分散介质中,然后,将含有结晶性树脂和非晶性树脂的分散介质进行相反转乳化。由于结晶性树脂和非晶性树脂都分散在该分散介质中,并且之后将分散介质进行相反转乳化,因而与结晶性树脂和非晶性树脂被分别独立地分散于分散介质中以制备各自的分散液并将它们的分散液混合然后进行相反转乳化的情况相比,上述方式可以获得良好混合的结晶性树脂-非晶性树脂混合颗粒。
此外,力学损耗角正切最大值(tanδP1和tanδP2)也通过结晶性树脂与非晶性树脂的比例、结晶性树脂或非晶性树脂的分子量以及交联程度进行调整。
动态复数粘度(η* -30和η* -10)
本示例性实施方案中所述的调色剂,在(调色剂中所含的结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度条件下,动态复数粘度(η* -30)为3×107Pa·s以上,并且在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度条件下,动态复数粘度(η* -10)在1×106Pa·s至5×107Pa·s的范围内,但是优选下述范围。
调色剂在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下的动态复数粘度(η* -30)可以认为是调色剂在熔融前的状态下的动态复数粘度,即处于固态下的动态复数粘度;另一方面,在温度为(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下的动态复数粘度(η* -10)可以认为是调色剂起始熔融状态下的动态复数粘度。此外,在调色剂中,处于固态的动态复数粘度(η* -30)等于或大于上述下限值、以及起始熔融状态时的动态复数粘度(η* -10)在上述范围内这样的事实是指示出调色剂难于软化的指标。
根据本示例性实施方案,据推测即使在多级定影式成像装置中,也防止了粘附力的增强,由此在第二阶段和后续阶段中防止了调色剂接触加热加压部件时易于粘附的情形,并且因此,防止了调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
当调色剂的动态复数粘度(η* -30)在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下为3×107Pa·s以上时,结晶性聚酯树脂与其它树脂的相容性劣化,并由此防止了树脂玻璃化转变温度的部分降低。由此,外部添加剂在调色剂表面上的粘附几乎不会显出差别,这样例如防止了转印不均匀的发生,这是优选的一点。
此外,当在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下,动态复数粘度(η* -10)为1×106Pa·s以上时,即便在接近熔融温度的温度下调色剂也难于熔融,并且即便使用多级定影式成像装置,也倾向于防止了调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。
另一方面,当调色剂在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下的动态复数粘度(η* -10)为5×107Pa·s以下时,调色剂整体的定影温度降至合适的温度,并且适当地控制了表面光泽。由此,有可能防止由调色剂使用量的区别引起的光泽区别,这是优选的一点。
注意,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度条件下,动态复数粘度(η* -10)优选在2×106Pa·s至3×107Pa·s的范围内,并进一步优选在4×106Pa·s至2×107Pa·s的范围内。
此外,在(结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下,动态复数粘度(η* -30)优选为1×108Pa·s以上,并进一步优选5×108Pa·s以上。
·动态复数粘度的测量方法
使用流变仪通过如下方式测量动态复数粘度(η*),所述方式为:在频率为1弧度/秒的条件下,从调色剂中所含的结晶性聚酯树脂的熔融温度开始以1℃/分钟的加热速率进行加热,并且每一度都测量动态复数粘度。测量应变设置为等于或小于20%,并且按照测量扭矩分别使用和的平行板。
·动态复数粘度(η* -30和η* -10)的控制方法
对于将调色剂的动态复数粘度(η* -30)和动态复数粘度(η* -10)控制在上述范围内的方法不做具体限制,例如,在调色剂具有核-壳结构的情况中,举出通过调整在核与壳中的粘结剂树脂的比例以及粘结剂树脂的分子量(尤其是核中所含的结晶性树脂的分子量)的方法。此外,上述方法的例子也包括调整结晶性树脂的酸值的方法,在制备调色剂时在聚集凝结步骤中是否有凝结剂添加,或其中某种。
从控制动态复数粘度(η* -30和η* -10)的角度来说,优选使用加入诸如上述的硬脂酸十八烷酯等酯类化合物并调整其量的方法,以及加入诸如上述的水玻璃等金属氧化物并调整其量的方法。
进一步地,从控制动态复数粘度(η* -30和η* -10)的角度来说,作为使用聚集凝结法的树脂颗粒分散液,优选使用结晶性树脂-非晶性树脂混合颗粒分散于其中的分散液。通过将含有结晶性聚酯树脂的结晶性树脂和非晶性树脂分散于分散介质中获得所述分散液,然后,在分散介质上进行相反转乳化。
下面将描述本示例性实施方案中的调色剂的组分。
根据本示例性实施方案的调色剂由调色剂颗粒以及如果需要则添加的外部添加剂形成。
调色剂颗粒
调色剂颗粒由粘结剂树脂、以及如果需要则添加的着色剂、防粘剂和其它添加剂形成。此外,所述粘结剂树脂至少含有结晶性聚酯树脂。
粘结剂树脂
粘结剂树脂的例子包括由以下单体的均聚物、或者组合使用两种或多种以下单体获得的共聚物形成的乙烯基树脂,这些单体例如为: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、甲基丙烯酸月桂酯以及甲基丙烯酸-2-乙基己基),烯键式不饱和腈类(例如丙烯腈和甲基丙烯腈),乙烯基醚类(例如乙烯基甲基醚、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、乙烯基异丙烯基酮),以及烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯)。
粘结剂树脂的例子还包括非乙烯基树脂,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、以及改性松香、其与上述乙烯基树脂的混合物、或者通过在这样的非乙烯基树脂的共存下使乙烯基单体聚合而获得的接枝聚合物。
这些粘结剂树脂可以单独使用,或者可以将两种以上组合使用。
结晶性聚酯树脂的例子包括公知的聚酯树脂。结晶性聚酯树脂可与非晶性聚酯树脂组合使用。在所有粘结剂树脂中结晶性聚酯树脂的含量可以在2重量%至40重量%的范围内(优选在2重量%至20重量%的范围内)。
注意,树脂的“结晶性”是指在差示扫描量热法(DSC)中没有逐步的吸热变化而是有清晰的吸热峰,具体是指在加热速率为10(℃/分钟)的条件下测量时其吸热峰的半值宽度在10℃以内。
另一方面,树脂的“非晶性”是指半值宽度大于10℃,显示出逐步的吸热変化,或者不能识别出清晰的吸热峰。
非晶性聚酯树脂
非晶性聚酯树脂的例子包括多元羧酸和多元醇的缩聚物。非晶性聚酯树脂可以使用市售产品或合成产物。
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,或者它们的低级烷基酯(具有例如1至5个碳原子)。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,可以与二元羧酸一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的羧酸。三元或更多元的羧酸的例子包括偏苯三酸、均苯四酸、它们的酸酐、或者它们的低级烷基酯(具有例如1至5个碳原子)。
这些多元羧酸可以单独使用,或者可以将两种以上组合使用。
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),脂环二醇(例如环己二醇、环己烷二甲醇、和氢化双酚A),和芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加合物、双酚A的环氧丙烷加合物)。其中,例如,优选使用芳香族二醇和脂环二醇作为多元醇,更优选使用芳香族二醇。
作为多元醇,可以与二元醇一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的多元醇。三元或更多元的多元醇的例子包括丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以单独使用一种,也可以组合使用两种或更多种。
非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃至80℃,进一步优选为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曲线而获得的。更具体而言,玻璃化转变温度是根据JIS K 7121-1987“塑料的转变温度的测量方法”中的玻璃化转变温度的获得方法中所描述的“外推玻璃化转变起始温度”而获得的。
非晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000至1,000,000,进一步优选为7,000至500,000。
非晶性聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2,000至100,000。
非晶性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)来测量重均分子量和数均分子量。通过GPC测量分子量是以如下方式进行的:使用Tosoh公司制造的GPC“HLC-8120GPC”作为测量装置,使用Tosoh公司制造的柱子“TSK gel Super HM-M(15cm)”,并使用THF溶剂。通过单分散聚苯乙烯标准样品获得分子量校正曲线,利用该校正曲线并由上述测量所获得的测量结果计算重均分子量和数均分子量。
可采用已知的制备方法来制备非晶性聚酯树脂。其具体例子包括如下方法:在设为180℃至230℃的聚合温度下,如有需要则在减压的条件下,在反应体系中进行反应,同时除去在缩合过程中产生的水或醇。
当原料单体在反应温度下不溶解或不相容时,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,在进行缩聚反应的同时通过蒸馏将增溶剂除去。在共聚反应中存在相容性较差的单体的情况下,相容性较差的单体可以预先与待与该单体缩聚的酸或醇缩合,然后再与主要组分缩聚。
结晶性聚酯树脂
结晶性聚酯树脂的例子包括多元羧酸和多元醇的缩聚物。注意,结晶性聚酯树脂可以使用市售产品或合成产物。
在此,结晶性聚酯树脂易于形成结晶结构,因此缩聚物优选通过使用具有直链脂肪族基团的可聚合单体而不是具有芳基的可聚合单体获得。
多元羧酸的例子包括脂肪族二羧酸(例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸和1,18-十八烷二羧酸)、芳香族二羧酸(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸等二元酸),其酸酐或低级烷基酯(例如具有1至5个碳原子)。
作为多元羧酸,可以与二元羧酸一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的羧酸。三元羧酸的例子包括芳香族羧酸(例如,1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸),其酸酐或低级烷基酯(具有例如1至5个碳原子)。
作为多元羧酸,具有磺酸基的二羧酸或具有烯属双键的二羧酸可以与二羧酸一起使用。
这些多元羧酸可以单独使用,或者可以将两种以上组合使用。
多元醇的例子包括脂肪族二醇(例如,在主链部分中碳数为7至20的直链脂肪族二醇)。脂肪族二醇的例子包括乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇和1,14-二十烷癸二醇(1,14-eicosanedecanediol)。其中,脂肪族二醇的例子优选包括1,8-辛二醇、1,9-壬二醇和1,10-癸二醇。
作为多元醇,可以与二元醇一起组合使用具有交联结构或支链结构的三元或更多元的多元醇。三元或更多元的多元醇的例子包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
这些多元醇可以单独使用,或者可以将两种以上组合使用。
在此,多元醇可以含有脂肪族二元醇,优选其含量为80摩尔%以上,进一步优选为90摩尔%以上。
结晶性聚酯树脂的熔融温度优选在50℃至100℃的范围内,更优选在55℃至90℃的范围内,并进一步优选在60℃至85℃的范围内。
注意,熔融温度是由差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线获得的,具体是通过利用JIS K 7121-1987“塑料的转变温度的测量方法”中获得熔融温度的方法中所描述的“熔融峰温度”而获得的。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选在6,000至35,000的范围内。
结晶性聚酯树脂可以根据公知的与非晶性聚酯树脂相似的制备方法获得。
所有调色剂颗粒中粘结剂树脂的含量优选为40重量%至95重量%,更优选为50重量%至90重量%,并且最优选为60重量%至85重量%。
着色剂
着色剂的例子包括: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、伍尔坎橙、万赤洋红、永久红、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、孟加拉玫瑰红、苯胺蓝、群青蓝、铜油蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、和孔雀石绿草酸盐;以及各种染料,如吖啶型染料、呫吨型染料、偶氮型染料、苯醌型染料、吖嗪型染料、蒽醌型染料、硫靛型染料、二噁嗪型染料、噻嗪型染料、偶氮甲碱型染料、靛青型染料、酞菁型染料、苯胺黑型染料、聚甲川型染料、三苯甲烷型染料、二苯甲烷型染料、以及噻唑型染料。
着色剂可以单独使用,或者可以将两种以上组合使用。
作为着色剂,如果需要则可以使用经表面处理的着色剂,或者可以组合使用分散剂。此外,可以将多种着色剂组合作为着色剂。
所有调色剂颗粒中着色剂的含量优选在1重量%至30重量%,并进一步优选在3重量%至15重量%的范围内。
防粘剂
防粘剂的例子包括:烃蜡;天然蜡,例如巴西棕榈蜡、米蜡和小烛树蜡;合成或矿物/石油蜡,例如褐煤蜡;酯蜡,例如脂肪酸酯和褐煤酸酯。然而,防粘剂不局限于上述例子。
防粘剂的熔融温度优选为50℃至110℃,进一步优选60℃至100℃。
熔融温度是由通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线而获得的,具体而言是根据JIS K 7121-1987“塑料的转变温度的测量方法”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。
所有调色剂颗粒中防粘剂的含量优选为1重量%至20重量%,并进一步优选为5重量%至15重量%。
其它添加剂
其它添加剂的例子包括公知的添加剂,例如磁性材料、电荷控制剂和无机粉末。调色剂颗粒中含有这些添加剂作为内部添加剂。
调色剂颗粒的性质
调色剂颗粒可以是具有单层结构的调色剂颗粒,或具有由核(核颗粒)和包覆在核上的包覆层(壳层)构成的所谓核壳结构的调色剂颗粒。
在此,具有核壳结构的调色剂颗粒优选为由(例如)含有粘结剂树脂的核以及如果需要则添加的其它添加剂(例如着色剂和防粘剂)以及含有粘结剂树脂的包覆层构成。
调色剂颗粒的体均粒径(D50v)优选为2μm至10μm,进一步优选为4μm至8μm。
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度分布指数。
在测量中,将0.5mg至50mg的测量样品添加到作为分散剂的2ml 5%的表面活性剂(优选为烷基苯磺酸钠)的水溶液中。将所得材料添加到100ml至150ml的所述电解液中。
使用超声波分散器将悬浮有样品的电解液分散处理1分钟,通过COULTERMULTISIZER II并利用孔径为100μm的孔,对粒径为2μm至60μm的颗粒的粒径分布进行测量。对50,000个颗粒进行取样。
相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体积累积分布和数量累积分布。将累积百分数为16%时的粒径相应地定义为体均粒径D16v和数均粒径D16p,将累积百分数为50%时的粒径相应地定义为体均粒径D50v和数均粒径D50p。此外,将累积百分数为84%时的粒径相应地定义为体均粒径D84v和数均粒径D84p。
通过使用这些数值,以(D84v/D16v)1/2计算体均粒径分布指数(GSDv),并且以(D84p/D16p)1/2计算数均粒径分布指数(GSDp)。
调色剂颗粒的平均圆度优选在0.94至1.00的范围内,并进一步优选在0.95至0.98的范围内。
调色剂颗粒的平均圆度由(圆当量直径的圆周长)/(圆周长)[(具有与颗粒图像相同的投影面积的圆的圆周长)/(颗粒投影图像的圆周长)]计算。具体地,根据以下方法测量上述值。
通过使用流动颗粒图像分析仪(由Sysmex公司制造的FPIA-2100测量)来计算调色剂颗粒的平均圆度,首先,吸取和收集待测调色剂颗粒以形成平流,然后通过瞬时发射频闪光捕获颗粒图像作为静态图像,之后对所获得的颗粒图像进行图像分析。取样3,500个颗粒用来计算平均圆度。
在调色剂包含外部添加剂的情况中,将待测调色剂(显影剂)分散于含表面活性剂的水中,然后将水进行超声处理以去除调色剂颗粒中的外部添加剂。
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和MgSO4。
作为外部添加剂的无机颗粒的表面优选用疏水剂加以处理。例如,通过将无机颗粒浸渍在疏水剂中来进行疏水处理。对疏水化处理剂没有特别限制,其例子包括硅烷偶联剂、硅油、钛酸酯偶联剂和铝偶联剂。这些可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
通常来说,相对于100重量份的无机颗粒,疏水化处理剂的量(例如)为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、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和三聚氰胺树脂颗粒之类的树脂颗粒)以及清洁用助剂(例如,以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐和含氟的高分子量聚合物颗粒)。
相对于调色剂颗粒,该外部添加剂的量(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
以下描述调色剂的制备方法。
在制备调色剂颗粒之后,另外向调色剂颗粒添加外部添加剂,从而获得所述调色剂。
调色剂颗粒可以采用干法(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)中的任意一种方法制得。对调色剂颗粒的制备方法没有特别限定,可采用已知的制备方法。
其中,合适的是,可根据聚集凝结法获得调色剂颗粒。
此外,从将上述的调色剂的力学损耗角正切最大值(tanδP1和tanδP2)和动态复数粘度(η* -30和η* -10)调整至上述范围的角度来说,作为待用于聚集凝结法的树脂颗粒分散液,优选使用结晶性树脂-非晶性树脂混合颗粒分散于其中的分散液。该分散液通过以下方式获得:将含有结晶性聚酯树脂的结晶性树脂和非晶性树脂分散于分散介质中,然后将含有结晶性树脂和非晶性树脂的分散介质进行相反转乳化。
进一步地,在根据聚集凝结法获得调色剂的情况中,在聚集颗粒形成时,优选使用加入酯类化合物(例如上述硬脂酸十八烷酯)并调整其量的方法,以及加入金属氧化物(例如上述水玻璃)并调整其量的方法。
具体而言,例如,在根据聚集凝结制备调色剂颗粒的情况中,调色剂颗粒通过以下步骤制备而成。所述步骤包括:制备树脂颗粒分散液的步骤(树脂颗粒分散液制备步骤),其中构成粘结剂树脂的树脂颗粒被分散在树脂颗粒分散液中;将树脂颗粒分散液(如果需要则该分散液中还混有其它颗粒)中的树脂颗粒(如果需要则还有其它颗粒)聚集形成聚集颗粒的步骤(聚集颗粒形成步骤);以及通过加热其中分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液将聚集颗粒凝结而形成调色剂颗粒的步骤(凝结步骤)。
在下文中,将详述各步骤。
在以下说明书中,将描述获得含有着色剂和防粘剂的调色剂颗粒的方法;然而,如有需要才使用着色剂和防粘剂。除了着色剂和防粘剂,也可以使用其它添加剂。
树脂颗粒分散液制备步骤
首先,例如,与其中分散有粘结剂树脂颗粒的树脂颗粒分散液一起,制备了其中分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液以及其中分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
在此,例如,树脂颗粒分散液是通过利用表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中来制备的。
例如,以水性介质作为树脂颗粒分散液中使用的分散介质。
水性介质的例子包括水(例如蒸馏水和离子交换水或类似物)、醇类及类似物。可以单独使用这些介质,或者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,例如硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐和皂;阳离子表面活性剂,例如胺盐和季铵盐;以及非离子表面活性剂,例如聚乙二醇、烷基苯酚环氧乙烷加合物和多元醇。其中,尤其优选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。
可以单独使用一种表面活性剂,或者两种或更多种组合使用。
关于树脂颗粒分散液,作为将树脂颗粒分散在分散介质中的方法,可以列举使用(例如)旋转剪切式匀化器、或球磨机、砂磨机或DYNO磨的常规分散方法。根据树脂颗粒的类型,例如,可以采用相反转乳化法将树脂颗粒分散于树脂颗粒分散液中。
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)中加碱进行中和;通过加入水性介质(W相)以使树脂由W/O转变为O/W(所谓的相反转)以形成不连续相,从而将树脂以颗粒状分散在水性介质中。
此外,在使用相反转乳化法的情况中,优选使用其中分散有结晶性树脂和非晶性树脂的分散液。上述其中分散有结晶性树脂和非晶性树脂的分散液通过如下方式获得:将结晶性树脂和非晶性树脂分散于分散介质中,然后,将含有结晶性树脂和非晶性树脂的分散介质进行相反转乳化。
分散于树脂颗粒分散液中的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,最优选为0.1μm至0.6μm。
关于树脂颗粒的体均粒径,由激光衍射式粒度分布测定装置(例如,Horiba,Ltd.公司制造的LA-700)进行测量得到粒径分布,对于利用该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体积累积分布,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以同样方式测定。
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%至50重量%,更优选为10重量%至40重量%。
例如,按照与树脂颗粒分散液的情况中相同的方式,还制备了着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液。即,在体均粒径、分散介质、分散方法和树脂颗粒分散液中的颗粒含量方面,树脂颗粒分散液中的树脂颗粒与分散在着色剂分散液中的着色剂颗粒以及分散在防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒是相同的。
按照与树脂颗粒分散液的情况中相同的方式,还制备了着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液。即,以上针对树脂颗粒分散液中的树脂颗粒所述的体均粒径、分散介质、分散方法和颗粒含量,可适用于分散在着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒以及分散在防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒。
聚集颗粒形成步骤
接下来,将树脂颗粒分散液与着色剂颗粒分散液和防粘剂分散液混合在一起。
树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒在混合分散液中多相聚集,由此形成的聚集颗粒,其直径接近目标调色剂粒径,并且包含树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒。
此外,在聚集颗粒形成步骤中,优选在混合分散液中含有酯类化合物(例如硬脂酸十八烷酯)或金属氧化物(例如水玻璃),在所述混合分散液中树脂颗粒分散液及类似物是相互混合的。
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,则加入分散稳定剂。然后,在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℃的温度至比树脂颗粒的玻璃化转变温度低10℃的温度)下加热该混合分散液,以使分散在混合分散液中的颗粒聚集,从而形成聚集颗粒。
在聚集颗粒形成步骤中,例如,可以在室温(例如25℃)下,在用旋转剪切型均化器搅拌所述混合分散液的条件下加入聚集剂,并且可将混合分散液的pH值调节至酸性(例如pH值为2至5)并根据需要可加入分散稳定剂,然后可以进行加热。
聚集剂的例子包括表面活性剂、无机金属盐以及二价或更高价的金属络合物,其极性与用作添加至混合分散液中的分散剂的表面活性剂的极性是相反的。尤其是,当使用金属络合物作为聚集剂时,表面活性剂的用量降低并且带电特性得以提高。
如有需要,可使用添加剂以与聚集剂中所含的金属离子形成络合物或类似的键。螯合剂适合用作添加剂。
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。
作为螯合剂,可使用水性螯合剂。螯合剂的例子包括:酒石酸、柠檬酸和葡萄糖酸之类的羟基羧酸,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重量份以上至小于3.0重量份。
凝结步骤
接下来,在(例如)等于或高于树脂颗粒的玻璃化转变温度的温度(例如,比树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度)下加热其中分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液,从而使聚集颗粒凝结并形成调色剂颗粒。
通过上述步骤,获得了调色剂颗粒。
注意,调色剂颗粒可以通过以下步骤获得:以如下方式形成第二聚集颗粒的步骤,即,获得其中分散有聚集颗粒的聚集颗粒分散液,将聚集颗粒分散液与其中分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液混合,使混合物聚集从而使树脂颗粒附着在聚集颗粒的表面上;以及通过加热其中分散有第二聚集颗粒的第二聚集颗粒分散液,从而将第二聚集颗粒凝结而形成具有核/壳结构的调色剂颗粒的步骤。
此处,在凝结步骤结束后,对溶液中形成的调色剂颗粒进行洗涤步骤、固-液相分离步骤以及干燥步骤,这些步骤众所周知,并由此获得干燥的调色剂颗粒。
在洗涤步骤中,从带电性能的角度来说,可以用离子交换水充分地进行置换清洗。此外,对固-液相分离步骤不做具体限制,但是从生产能力的观点来看,优选进行抽滤、压滤等。干燥步骤的方法虽然也不做具体限制,但是从生产能力的观点来看,可进行冷冻干燥、闪喷干燥、流化干燥、振动型流化干燥等。
如有必要,则将(例如)外部添加剂添加和混合至所获得的干燥的调色剂颗粒中,从而制得根据本示例性实施方案的调色剂。例如,可以使用V型搅拌机、HENSCHEL混合器、混合器等进行混合。另外,根据需要,可以用振动筛分机、风力筛分机等除去粗的调色剂颗粒。
静电荷图像显影剂
根据本示例性实施方案的静电荷图像显影剂至少包括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荷图像显影剂可以是仅包含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。
对载体不做具体限制,可以使用公知的载体。载体的例子包括:包覆载体,其中由磁性颗粒形成的核的表面包覆有包覆树脂;磁性颗粒分散型载体,其中磁性颗粒散布于基体树脂中;以及树脂浸渍型载体,其中多孔磁性颗粒浸渍有树脂。
注意,磁性颗粒分散型载体以及树脂浸渍型载体可以是这样的载体:其中,以形成上述载体的颗粒作为核,并且核上包覆有包覆树脂。
磁性颗粒的例子包括:磁性金属,例如铁、镍和钴;以及磁性氧化物,例如铁素体和磁铁矿。
包覆树脂和基体树脂的例子包括:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、通过包含有机硅氧烷键而形成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,如导电颗粒。
导电颗粒的例子包括:金属(例如金、银和铜)、炭黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝和钛酸钾。
在此,为了使用包覆树脂将核的表面包覆,使用如下方法:用包覆层形成用溶液包覆所述表面,所述包覆层形成用溶液在适当的溶剂中溶解有包覆树脂和如果需要则添加的各种添加剂。对溶剂不做具体限制,只要溶剂的选择考虑了所要使用的包覆树脂和包覆适宜性。
树脂包覆方法的具体例子包括:将核浸渍在包覆层形成用溶液中的浸渍法;将包覆层形成用溶液喷洒至核表面上的喷雾法;在通过流动空气使核处于漂浮的状态下喷洒包覆层形成用溶液的流化床法;以及在捏合涂布机中将载体的核与包覆层形成用溶液混合、并除去溶剂的捏合机包覆法。
双组分显影剂中,调色剂与载体的混合比(重量比)优选在调色剂:载体=1:100至30:100的范围内,并进一步优选在3:100至20:100的范围内。
成像装置
下面说明本示例性实施方案中的成像装置的构造。
作为根据本示例性实施方案的成像装置,可采用公知的成像装置,例如:包括直接转印式装置的装置,其将在图像保持部件的表面上形成的调色剂图像直接转印至记录介质;中间转印式装置,其将在图像保持部件的表面上形成的调色剂图像一次转印至中间转印部件的表面,并将转印至中间转印部件上的调色剂图像二转印至记录介质的表面;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;以及具有除电单元的装置,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。
在使用中间转印式装置的情况中,转印单元的构造包括:中间转印部件,调色剂图像被转印至该中间转印部件的表面上;一次转印单元,其将在图像保持部件的表面上形成的调色剂图像一次转印至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的表面上的调色剂图像二次转印至记录介质的表面。
在根据本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为能够从成像装置上拆卸下来的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如,优选使用包括如下显影单元的处理盒:该显影单元包含根据本示例性实施方案的静电荷图像显影剂。
此外,在根据本示例性实施方案的成像装置中,采用这样的定影方法(多级定影方法),其中,加热加压部件与记录介质上的调色剂图像接触两次以上,并且进行两次或更多次的加热和加压操作。尤其是,为了提高图像的光泽度,优选采用这样的多级定影方法,其中,在第一阶段的加热加和加压操作中加入定影功能并且在第二阶段的加热和加压操作中加入提高光泽度的功能。例如,当记录介质的厚度变大时,难以提高图像的光泽度,因而进一步展现了根据上述多级定影方法来提高图像光泽度的效果。
在下文中将说明本示例性实施方案中成像装置的一个实例;然而,本发明并不局限于此。注意,将对附图中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构造的示意图。
如图1示出的成像装置设置有电子照相型第一至第四成像单元10Y、10M、10C和10K(成像单元),其根据分色的图像数据,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(在下文有些情况中简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K在水平方向上以预定间隔并排布置。注意,这些单元10Y、10M、10C和10K可以是能够从成像装置上拆卸下来的处理盒。
作为中间转印部件,中间转印带20在附图中的单元10Y、10M、10C和10K的上方延伸通过这些单元。中间转印带20缠绕在与中间转印带20的内表面接触的支撑辊24和驱动辊22上,并且沿着从第一单元10Y至第四单元10K的方向运行,其中驱动辊22和支撑辊24如附图所示在水平方向上彼此分开设置。另外,利用弹簧(未示出)沿着与驱动辊22分离的方向对支撑辊24施加作用力,从而对缠绕在支撑辊24和驱动辊22上的中间转印带20施加张力。此外,在中间转印带20的处于图像保持部件一侧的表面上,设置有与驱动辊22相面对的中间转印部件清洁装置30。
此外,储存于调色剂盒8Y、8M、8C和8K中的黄色、品红色、青色和黑色的四色调色剂被提供给各个单元10Y、10M、10C和10K中相应的各显影装置(显影单元的例子)4Y、4M、4C和4K。
由于第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有彼此相同的构造,因此,将仅以被布置在中间转印带的运行方向的上游侧、并且用于形成黄色图像的第一单元10Y为代表进行描述。注意,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给静电图像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表面上的残留物。
注意,一次转印辊5Y设置在中间转印带20的内侧,并被设置成位于与感光体1Y相面对的位置。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。通过控制单元(未示出)的控制来改变各偏压电源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(典型树脂的电阻),但具有这样的性质:当用激光束3Y照射时,被激光束照射的部分的电阻率将发生变化。在此,根据从控制单元(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。用激光束3Y照射感光体1Y的表面,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。
静电图像是指在感光体1Y的带电表面上形成的图像,其中被激光束3Y照射的感光层部分的电阻率下降,并且感光体1Y的表面所带的电荷流动;另一方面,静电图像是指所谓的负潜像,其是在未被激光束3Y照射的部分的电荷得以保留时形成的。
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。此外,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包含,例如,至少包括黄色调色剂和载体的静电荷图像显影剂。通过在显影装置4Y中搅拌该黄色调色剂,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,黄色调色剂以静电方式附着在位于感光体1Y表面上的已被除电了的潜像部分上,由此利用黄色调色剂使潜像显影。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。
另一方面,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。
以与第一单元相同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的图像保持表面一侧上的二次转印辊(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之间的间隙处,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,根据由用于检测二次转印部的电阻的电阻检测单元(未示出)检测到的电阻来确定二次转印偏压,并且进行电压控制。
之后,将记录纸P供应到定影装置(定影单元的例子)28,以使调色剂图像定影至记录纸P上,由此形成定影图像。此外,在本示例性实施方案中,采用其加热加压部件与记录介质上的调色剂图像接触两次以上,并进行两次或更多次加热和加压操作的定影方法(多级定影方法)。
图1和2示出了多级定影式定影装置的例子,其通过进行两次加热和加压操作将调色剂图像定影。附图标号91a和91b表示在第一阶段中的一对定影辊(第一阶段的加热加压部件的例子),并且第一阶段定影按如下方式进行:将其上形成有定影前的调色剂图像的记录纸P朝着箭头方向E输送,使记录纸P穿过一对定影辊91a和91b之间,并且加热调色剂图像。
接下来,按如下方式进行第二阶段定影:使其上进行了第一阶段定影的记录纸P穿过第二阶段的一对定影辊92a和92b(第二阶段的加热加压部件的例子)之间,以及对定影的调色剂图像进一步进行加热和加压。尤其优选通过第二阶段定影来提高图像的光泽度。
在此,将描述这种成对的定影辊的构造。
要与调色剂图像直接接触的定影辊91b和92b被制成圆筒形,并且其最外层与记录纸P上的调色剂图像的表面接触,以进行加热和加压,并由此将调色剂图像定影在记录纸P上。定影辊91b和92b可以具有多层结构,径向上从内到外包括芯辊和弹性层。注意,弹性层可以在其外侧上进一步包括最外层。
芯辊是圆筒形部件,其支持弹性层和位于外周表面上的最外层。芯辊具有如下构造:例如,在由铝合金制成的管材的两个轴向端部配置有由SUS(不锈钢)制成的毂(轴承将要连接的部分)。在此,芯辊的材料并不局限于此,而是也可由其它材料形成。芯辊材料的例子包括金属,例如铝(A-5052材料及类似物)、铁、SUS和铜、合金、陶瓷和FRM(纤维增强金属)。此外,芯辊的形状并不局限于圆筒形(中空),也可以是柱状(实心)。
弹性层材料的例子包括聚氨酯橡胶、乙烯·丙烯橡胶(EPM)、硅橡胶和氟橡胶(FKM),尤其是包括耐热性和加工性能优异的硅橡胶。硅橡胶的例子包括RTV硅橡胶、HTV硅橡胶等,具体包括聚二甲基硅橡胶(MQ)、甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)、甲基苯基硅橡胶(PMQ)、氟硅橡胶(FVMQ)等。
注意,可以在芯辊和弹性层之间设置粘合层。此外,弹性层还可在其外侧进一步包括最外层。
进一步地,可以在定影辊91b和92b内设置卤素加热器作为内部供热单元。卤素加热器在电源通电时产热,并从其内部加热定影辊91b和92b。
注意,可以采用这样的构造,其中清洁网与定影辊91b和92b的外周表面接触,并去除附着在定影辊91b和92b的外周表面上的防粘剂。
接下来,不与调色剂图像直接接触的定影辊91a和92a被制成圆筒形,其最外层与记录纸P的背对调色剂图像表面的那侧表面接触并进行加压(或加热和加压),由此将调色剂图像定影至记录纸P上。定影辊91a和92a可以是在径向从内至外具有包括芯辊和弹性层的多层结构。注意,弹性层在其外侧还可进一步包括最外层。此外,可通过使用推送单元将定影辊91a和92a推向定影辊91b和92b,所述推送单元例如为弹簧。芯辊和弹性层的例子优选包括与上述定影辊91b和92b相同的材料。此外,定影辊91a和92a可在其内侧设置内部供热单元例如卤素加热器。
此外,作为多级定影式定影装置的例子,参考附图描述了具有两对定影辊的构造;然而,本示例性实施方案中的多级定影式定影装置并不局限于此。例如,加热加压部件可以是具有如下结构的加热加压部件:其中辊状旋转部件和带状旋转部件这对部件彼此接触以形成辊隙,并且将其上转印有调色剂图像的记录纸插入辊隙内。此外,可以采用具有如下结构的加热加压部件,其中一对两个带状的旋转部件彼此接触以形成辊隙。
进一步地,加热加压部件的数量不局限于两个,而可以是三个或更多个。
此外,除了其中设置有两个或更多个加热加压部件并且记录纸一次穿过所述多个加热加压部件中的每一个这种构造以外,还可以采用其中设置了一个加热加压部件,并且记录纸两次或多次反复穿过该加热加压部件的构造。
其上要转印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、印刷用铜版纸等。
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。
实施例
在下文中,将通过实施例和比较例更详尽地说明示例性实施方案;然而,本示例性实施方案并不局限于此。
调色剂1的制备
结晶性树脂(A)的制备
首先,将100重量份的癸二酸二甲酯、67.8重量份的己二醇和0.10重量份的二丁基氧化锡置于三颈烧瓶中在氮气气氛下在185℃下相互反应5小时,同时将反应中产生的水排出瓶外,然后在缓慢减压的同时将温度升至220℃,并进行6小时的反应,然后冷却。由此制备得到重均分子量为33,700的结晶性树脂(A)。
注意,结晶性树脂(A)的熔融温度是由差示扫描量热法(DSC)获得的DSC曲线而得到的,具体是通过利用JIS K 7121-1987“塑料的转变温度的测量方法”中获得熔融温度的方法中所描述的“熔融峰温度”而得到的,并且所得到的熔融温度为71℃。
非晶性树脂(1)的制备
首先,将60重量份的对苯二甲酸二甲酯、82重量份的富马酸二甲酯、34重量份的十二烯基琥珀酸酐、137重量份的双酚A环氧乙烷加合物、191重量份的双酚A环氧丙烷加合物和0.3重量份的二丁基氧化锡置于三颈烧瓶中在氮气气氛下在180℃下相互反应3小时,同时将反应中产生的水排出瓶外,然后在缓慢减压的同时将温度升至240℃,并进行2小时的反应,然后冷却。由此制备得到重均分子量为17,100的非晶性树脂(1)。
着色剂分散液的制备
进一步地,着色剂分散液通过以下方法制备:将50重量份青色颜料(铜酞菁与C.I.颜料蓝15:3,由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制备)、5重量份的非离子型表面活性剂NONIPOL 400(由Kao公司制备)以及200重量份的离子交换水混合,使用高压冲击分散器ULTIMAIZER(HJP30006,由Sugino Machine Ltd.制造)将混合物分散约1小时,并调节水分含量。
防粘剂分散液的制备
调节防粘剂分散液的含水量以使防粘剂在分散液中的浓度变为20重量%,在该分散液中分散有体均粒径为250nm的防粘剂,该防粘剂分散液是通过如下方式制备的:将由60重量份的石蜡(由Nippon Seiro,Co.,Ltd.制造的HNP9,熔融温度为77℃)、4重量份的阴离子表面活性剂(由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造的NEOGEN RK)和200重量份的离子交换水混合而制备的溶液在120℃下加热,使用均化器(由IKA Ltd.制造的ULTRA-TURRAXT50)对溶液进行分散处理,然后使用MANTON-GAULIN高压均化器(由Manton Gaulin MfgCompany Inc制造)在120℃、350kg/cm2的条件下进行分散处理1小时。
酯化合物分散液的制备
将100重量份的硬脂酸十八烷酯(由NOF公司制备)、55重量份的甲基乙基酮和23重量份的正丙醇加入到一个三颈烧瓶中,在搅拌条件下将树脂在三颈烧瓶中溶解,将350重量份的离子交换水加入三颈烧瓶中。然后使用均化器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA Ltd.制造)将所得物分散,并除去溶剂。体均粒径为195nm。通过在所得物中加入离子交换水制备得到固体浓度为25%的酯化合物分散液。
结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A1)的制备
结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A1)中分散有体均粒径为158nm的结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒,并且其固体浓度为25%,该分散液(A1)是通过如下方法制备的:将10重量份的结晶性树脂(A)、90重量份的非晶性树脂(1)、50重量份的甲基乙基酮、和15重量份的异丙醇加入三颈烧瓶中,通过在60℃下加热的同时进行搅拌将树脂溶解,然后将25重量份的10%氨水溶液加入三颈烧瓶中,进一步向三颈烧瓶中缓慢加入400重量份的离子交换水,由此进行相反转乳化,然后减压,并除去溶剂。
结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A2)的制备
结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A2)中分散有体均粒径为155nm的结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒,并且其固体浓度为25重量%,该分散液(A2)是通过与制备结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A1)相同的方法制备的,但是结晶性树脂(A)的量改为10重量份至15重量份,并且非晶性树脂(1)的量改为90重量份至85重量份。
非晶性树脂分散液(A3)的制备
非晶性树脂颗粒分散液(A3)中分散有体均粒径为175nm的结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒,并且其固体浓度为25重量%,该分散液(A3)是通过与制备结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A1)相同的方法制备的,但是结晶性树脂(A)的量改为10重量份至0重量份,并且非晶性树脂(1)的量改为90重量份至100重量份。
调色剂1的制备
将720重量份的结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A1)、50重量份的着色剂分散液、70重量份的防粘剂分散液、0.9重量份的酯化合物分散液、2.5重量份水玻璃(由Nissan Chemical Industries公司制造的SNOWTEX OS(注册商标))以及1.5重量份的阳离子表面活性剂(由Kao公司制造的SANISOL B50)加入一个圆形不锈钢瓶中,向其中加入0.1N的硫酸以调节pH至3.8,将30重量份的含有10重量%浓度聚氯化铝的硝酸水溶液作为凝结剂加入该瓶中,然后,使用均化器(由IKA Ltd.制造的ULTRA-TURRAX T50)将混合物在30℃分散。将所得物在加热用油浴中以1℃/分钟的速度加热至40℃,在40℃保持30分钟,然后向分散液中缓慢加入160重量份的非晶性树脂颗粒分散液(A3),再继续保持一小时。
之后,通过加入0.1N的氢氧化钠将pH调节至7.0,其后,在连续搅拌的条件下将所得物以1℃/分钟的速度加热至95℃,保持5小时,以20℃/分钟的速度冷却至20℃,过滤,用离子交换水洗涤,然后使用真空干燥器干燥,获得体均粒径为6.1μm的调色剂1。
关于调色剂1,测量了以下物理性质值。结果见下表1。
在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1);
在角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×107Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP2);
在(调色剂中所含的结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃)的温度下的动态复数粘度(η* -30);
在(调色剂中所含的结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃)的温度下的动态复数粘度(η* -10)。
此外,所有表1中所示的调色剂都是通过如下方式获得的:向100重量份的调色剂颗粒中加入1.2重量份市售的热解法二氧化硅RX 50(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制备)作为外部添加剂,采用的是HENSCHEL混合器(MITSUI MIKE MACHINERY Co.Ltd.),其条件为:圆周速度30m/s及5分钟。
此后,通过将8重量份添加有外部添加剂的调色剂和100重量份载体进行混合来制备双组分显影剂。
载体通过以下方式获得。准备100重量份的铁氧体颗粒(体均粒径:50μm)、14重量份的甲苯以及2重量份的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(组成比:苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯=90/10,重均分子量Mw=80,000),然后使用搅拌器将这些组分(除了铁氧体颗粒)搅拌分散10分钟以制得包覆溶液。然后,将包覆溶液和铁氧体颗粒置于真空除气型捏合机中(由Inoue Seisakusho Co.,Ltd制造),在60℃下将混合物搅拌30分钟,在混合物预热的同时将压力降低以进一步脱气,由此使混合物干燥,然后用105μm的筛网进行分级。
调色剂2的制备
调色剂2按照与制备调色剂1相同的方法制备,但是制备调色剂1时使用的酯化合物分散液的含量改为0.9重量份至2.7重量份。
调色剂3的制备
调色剂3按照与制备调色剂1相同的方法制备,但是制备调色剂1时使用的酯化合物分散液和水玻璃的含量分别改为0.9重量份至2.7重量份、2.5重量份至5.0重量份。
调色剂4的制备
调色剂4按照与制备调色剂1相同的方法制备,但是制备调色剂1时使用的结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A1)改为结晶性树脂/非晶性树脂混合颗粒分散液(A2),并且制备调色剂1时使用的酯化合物分散液和水玻璃的含量分别改至0.9重量份至2.7重量份、2.5重量份至5.0重量份。
调色剂5的制备
调色剂5按照与制备调色剂4相同的方法制备,但是制备调色剂4时使用的酯化合物分散液的含量改为2.7重量份至9重量份。
调色剂6的制备
调色剂6按照与制备调色剂4相同的方法制备,但是制备调色剂4时使用的酯化合物分散液和水玻璃的含量分别改为2.7重量份至9重量份、5.0重量份至15.0重量份。
各种测量
基于根据正弦振动方法测量的动态粘弹性对力学损耗角正切值进行计算。在动态粘弹性的测量中,使用由Rheometric Scientific Inc公司制造的ARES测量装置,通过将成形为片剂状的调色剂设置于直径为8mm的平行板上,并且在将法向力设置为0之后,对板施加振动频率为6.28弧度/秒的正弦振动,由此来测量动态粘弹性。由60℃起始测量,并持续至150℃。测量的时间间隔设为30秒,升温设置为1℃/分钟,并且应变量设置为0.3%,以便获得复数弹性模量和力学损耗角正切的值,并由所获得的值来计算:当复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP1),以及当复数弹性模量在1×106Pa至1×107Pa的范围内时的力学损耗角正切最大值(tanδP2)。
体均粒径使用COULTER MULTISIZER TYPE 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。作为分散液,将10mg测量样品加入至2ml的5重量%十二烷基苯磺酸钠水溶液中。调节添加到100ml电解液中的测量样品,并且将其中悬浮有测量样品的电解液通过超声波分散器分散1分钟。然后,使用COULTER MULTISIZER II测量在2μm至60μm范围内的颗粒的粒径分布,使用孔径为100μm的孔来测量体积平均分布。取样50,000个颗粒。相对于基于所测得的粒径分布而划分的作为体积标准的粒径范围(通道),从小颗粒一侧开始绘制累积分布,并且将累积百分比变为50%时的粒径(D50v)定义为体均粒径。
评价
对每个实施例中获得的显影剂进行以下评价。结果见表1。
通过给成像装置D136P(产品名,由富士施乐株式会社制造)配置多级定影式定影装置(如图2中所示出)制成改造机,作为成像装置用于形成评价用图像,将显影剂置于显影装置中,并将调色剂(与显影剂中所含的调色剂相同)供至调色剂盒中。随后,输出100,000张水平宽度为100mm、垂直长度为400mm的包括带形实心图像的图像,其中纸张为厚纸(商品名NCOLOR 209gsm,由富士施乐株式会社制造)。
偏移(调色剂附着)的评价
观察在与定影辊上形成条带图像的位置相对应的位置处调色剂的散布状态,基于以下评价标准来评价针对第一阶段的那对定影辊(加热加压部件)的偏移发生程度、以及针对第二阶段的那对定影辊(加热加压部件)的偏移发生程度:
A:与没有条带图像的部分相比,调色剂散布状态没有差异
B:与没有条带图像的部分相比,调色剂散布状态略有差异
C:与没有条带图像的部分相比,调色剂散布状态有差异
D:发现偏移的发生
图像光泽度的评价
关于最终的输出图像,通过评价设备(“BYK-Gardner micro-TRI-gloss”,60°光泽)测量光泽度。
表1
从以上结果可以发现,与比较例相比,即便使用多级定影方法,实施例中也能防止调色剂对加热加压部件的附着(偏移)。此外,也发现图像获得了良好的光泽度。
提供对本发明示例性实施方案的上述描述是为了举例和说明。并非旨在穷尽罗列,或将本发明限制为所公开的精确形式。明显地,对于本领域技术人员而言,许多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说明本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域技术人员理解本发明的多种实施方案,并且其多种变型适用于所预期的特定用途。本发明的范围期望通过所附权利要求及其等同形式来限定。
Claims (11)
1.一种成像装置,其包括:
图像保持部件;
充电单元,其对所述图像保持部件的表面进行充电;
静电潜像形成单元,其在所述图像保持部件的带电表面上形成静电潜像;
显影单元,其容纳有包含调色剂的显影剂,并且利用显影剂将在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影而形成调色剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述调色剂图像转印至记录介质的表面;以及
定影单元,其包括加热加压部件,并且通过使用所述加热加压部件对所述记录介质上的所述调色剂图像进行两次或更多次加热和加压操作将所述调色剂图像定影;
其中所述调色剂包含调色剂颗粒和外部添加剂,所述调色剂颗粒包含含有结晶性聚酯树脂的粘结剂树脂、着色剂、以及防粘剂,并且所述调色剂满足下式(1):
2≤tanδP1≤2.5 (1)
其中tanδP1表示:在由60℃起始测量,并持续至150℃,测量的时间间隔设为30秒,升温设置为1℃/分钟,角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×108Pa的范围内所存在的力学损耗角正切最大值。
2.根据权利要求1所述的成像装置,其中,所述转印单元被构造为包括:
中间转印部件,所述调色剂图像将被转印至所述中间转印部件的表面;
一次转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的所述调色剂图像一次转印至所述中间转印部件的表面;以及
二次转印单元,其将被转印到所述中间转印部件的表面上的所述调色剂图像二次转印至所述记录介质的表面。
3.根据权利要求1或2所述的成像装置,其中所述调色剂的力学损耗角正切最大值tanδP1为2至2.3。
4.根据权利要求1至2中任意一项所述的成像装置,其中所述调色剂满足下式(2):
2≤tanδP2≤2.3 (2)
其中tanδP2表示:在由60℃起始测量,并持续至150℃,测量的时间间隔设为30秒,升温设置为1℃/分钟,角频率为6.28弧度/秒并且应变量为0.3%的条件下测量,复数弹性模量在1×106Pa至1×107Pa的范围内所存在的力学损耗角正切最大值。
5.根据权利要求4所述的成像装置,其中,所述调色剂的力学损耗角正切最大值tanδP2为2至2.2。
6.根据权利要求1至2中任意一项所述的成像装置,其中,在所述结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃的温度下,所述调色剂的动态复数粘度η* -30为3×107Pa·s以上,并且在所述结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃的温度下,所述调色剂的动态复数粘度η*-10为1×106Pa·s至5×107Pa·s。
7.根据权利要求6所述的成像装置,其中,在所述结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃的温度下,所述调色剂的动态复数粘度η*-10为2×106Pa·s至3×107Pa·s。
8.根据权利要求6所述的成像装置,其中,在所述结晶性聚酯树脂的熔融温度-10℃的温度下,所述调色剂的动态复数粘度η*-10为4×106Pa·s至2×107Pa·s。
9.根据权利要求6所述的成像装置,其中,在所述结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃的温度下,所述调色剂的动态复数粘度η* -30为1×108Pa·s以上。
10.根据权利要求6所述的成像装置,其中,在所述结晶性聚酯树脂的熔融温度-30℃的温度下,所述调色剂的动态复数粘度η* -30为5×108Pa·s以上。
11.根据权利要求1至2中任意一项所述的成像装置,其中所述定影单元进行用于定影的加热和加压操作、以及用于控制图像的光泽度的加热和加压操作。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information |
Address after: Tokyo, Japan Applicant after: Fuji film business innovation Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Applicant before: Fuji Xerox Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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