CN110865526A - 图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像形成装置包括:显影部件,收容包含静电荷像显影用色粉的静电荷像显影剂,静电荷像显影用色粉具有包含熔解温度为66℃以上166℃以下的脱模剂的色粉粒子;定影部件,使转印到记录介质的表面的色粉图像定影。定影部件包括与转印到记录介质的表面的色粉图像接触的环状的被加热体、通过对被加热体的外周面进行加压而在与被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与夹入区域中的被加热体的内周面相接的方式设置来对被加热体进行加热的第一加热部件、在较第一加热部件更靠被加热体的移行方向下游侧以与被加热体相接的方式设置来对被加热体进行加热的第二加热部件、及位于被加热体的外周面侧且设置于第二加热部件的周边来捕集粒子的捕集构件。

Description

图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种图像形成装置。
背景技术
利用电子照相法的图像的形成例如是通过如下方式进行:在使像保持体表面带电后,根据图像信息而在所述像保持体表面形成静电荷像,接着,对所述静电荷像利用包含色粉(toner)的显影剂进行显影而形成色粉图像,并将所述色粉图像转印及定影到记录介质表面。
此处,专利文献1中公开有“一种定影装置,其将转印有使用含有蜡的色粉所形成的未定影图像的转印材,搬送并夹持到经加热的定影旋转体与加压构件间所设置的定影夹持部来进行热定影,所述定影装置的特征在于,在与转印材上的色粉像相接来进行热定影的所述定影旋转体的旋转方向上游侧,设置清扫所述定影旋转体的表面的污渍的清洁单元,在其下游侧且所述定影夹持部的上游侧,设置与所述定影旋转体相接的蜡均匀化构件,所述清洁单元包括与所述定影旋转体接触的清扫旋转体以及与所述清扫旋转体接触的清扫构件,所述蜡均匀化构件的表面粗糙度Rz小于所述清扫旋转体及清扫构件中任意较大一方的表面粗糙度Rz”。另外,揭示有一种“安装有如上所述的定影装置的图像形成装置”。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2667-647456号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
已知若使用具有包含熔解温度低的脱模剂(例如熔解温度为166℃以下的脱模剂)的色粉粒子的静电荷像显影用色粉(以下有时简称为色粉)来形成色粉图像,并利用设置有环状的被加热体、与被加热体的内周面相接而设置的第一加热部件、及较第一加热部件更靠下游侧设置且用来对被加热体进行热补给的第二加热部件的定影部件将色粉图像定影,则有容易在第二加热部件的周边部产生源自气化的脱模剂的166nm以下的粒子(所谓的超微粒子(Ultra-Fine Partical,UFP),以下有时简称为UPF)的倾向。而且,所产生的粒子有时会被排出至图像形成装置的外部。
本发明的课题在于提供一种图像形成装置,其包括使转印到记录介质的表面的色粉图像定影的定影部件,与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,可抑制源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子释放至图像形成装置外部的量。
[解决问题的技术手段]
所述课题可通过以下手段来解决。
<1>
一种图像形成装置,其包括:
像保持体;
带电部件,使所述像保持体的表面带电;
静电荷像形成部件,在带电的所述像保持体的表面形成静电荷像;
显影部件,收容包含静电荷像显影用色粉的静电荷像显影剂,并利用所述静电荷像显影剂,将形成于所述像保持体的表面的静电荷像作为色粉图像来显影,其中所述静电荷像显影用色粉具有色粉粒子,所述色粉粒子包含熔解温度为66℃以上且166℃以下的脱模剂;
转印部件,将形成于所述像保持体的表面的色粉图像转印到记录介质的表面;以及
定影部件,使转印到所述记录介质的表面的色粉图像定影,且
其中所述定影部件包括:
环状的被加热体,与转印到所述记录介质的表面的色粉图像接触;
加压构件,通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域;
第一加热部件,以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置,来对所述被加热体进行加热;
第二加热部件,在较所述第一加热部件更靠所述被加热体的移行方向下游侧,以与所述被加热体相接的方式设置,来对所述被加热体进行加热;以及
捕集构件,位于所述被加热体的外周面侧且设置于所述第二加热部件的周边来捕集粒子。
<2>
根据<1>所述的图像形成装置,其中所述脱模剂的熔解温度为66℃以上且96℃以下。
<3>
根据<1>或<2>所述的图像形成装置,其中所述脱模剂为石蜡(paraffinwax)。
<4>
根据<1>~<3>中任一项所述的图像形成装置,其中所述色粉粒子包含结晶性树脂。
<5>
根据<4>所述的图像形成装置,其中相对于色粉粒子的质量,所述结晶性树脂的含量为3质量%以上且26质量%以下。
<6>
根据<4>或<5>所述的图像形成装置,其中相对于色粉粒子的质量,所述结晶性树脂的含量为5质量%以上且15质量%以下。
<7>
根据<6>所述的图像形成装置,其中所述静电荷像显影用色粉的甲苯不溶分为25质量%以上且46质量%以下。
<8>
根据<1>至<7>中任一项所述的图像形成装置,其中所述色粉粒子的形状系数SF1为146以上。
<9>
根据<1>至<8>中任一项所述的图像形成装置,其中所述捕集构件为刷状。
<16>
根据<1>至<9>中任一项所述的图像形成装置,其中所述捕集构件为多孔质体。
<11>
根据<1>至<16>中任一项所述的图像形成装置,其中所述捕集构件含有聚苯硫醚。
<12>
根据<16>或<11>所述的图像形成装置,其中所述捕集构件的开口面积与总面积的比为5以上,平均细孔径为6.1μm以上且2.6μm以下,厚度为6.5mm以上且56mm以下。
<13>
根据<1>至<12>中任一项所述的图像形成装置,其中所述第二加热部件的定影设定温度为166℃以上且266℃以下。
<14>
根据<13>所述的图像形成装置,其中所述第二加热部件的定影设定温度为126℃以上且266℃以下。
<15>
根据<1>至<14>中任一项所述的图像形成装置,其中所述第二加热部件与所述被加热体的内周面相接而设置,所述捕集构件与所述第二加热部件相向且与所述被加热体的外周面相接而设置。
<16>
根据<1>至<14>中任一项所述的图像形成装置,其中所述第二加热部件以与所述被加热体的外周面相接而形成接触区域的方式设置,所述捕集构件设置于较所述接触区域更靠所述被加热体的移行方向上游侧的周边。
<17>
根据<1>至<16>中任一项所述的图像形成装置,其中所述第二加热部件或所述加热旋转体的定影设定温度与所述色粉粒子中的所述脱模剂的熔解温度的差为36℃以上且146℃以下。
[发明的效果]
根据<1>的发明,提供一种图像形成装置,其包括使转印到记录介质的表面的色粉图像定影的定影部件,与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,可抑制源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子释放至图像形成装置外部的量。
根据<2>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,即便色粉粒子中所含的脱模剂的熔解温度为66℃以上且96℃以下,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
根据<3>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,即便色粉粒子中所含的脱模剂为石蜡,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
根据<4>~<6>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,在色粉粒子含有结晶性树脂,且包括如下显影部件,即收容有具有包含所述色粉粒子的静电荷像显影用色粉的静电荷像显影剂的显影部件的情况下,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
根据<7>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,当包括收容有具有甲苯不溶分为25质量%以上且46质量%以下的静电荷像显影用色粉的静电荷像显影剂的显影部件时,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
根据<8>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,当包括收容有具有形状系数SF1为146以上的静电荷像显影用色粉的静电荷像显影剂的显影部件时,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
根据<9>或<16>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量,且包括设置有为刷状或多孔质体的捕集构件的定影部件的图像形成装置。
根据<11>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量,且包括设置有包含聚苯硫醚的捕集构件的定影部件的图像形成装置。
根据<12>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量,且包括设置有开口面积与总面积的比为5以上,平均细孔径为6.1μm以上且2.6μm以下,厚度为6.5mm以上且56mm以下的捕集构件的定影部件的图像形成装置。
根据<13>、<14>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,即便第一加热部件或所述加热旋转体的定影设定温度为166℃以上且266℃以下,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
根据<15>或<16>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,即便在较所述接触区域更靠所述被加热体的移行方向上游侧的周边设置有所述捕集构件,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量,且第二加热部件与被加热体的内周面相接而设置,捕集构件与第二加热部件相向且与被加热体的外周面相接而设置的图像形成装置;或者第二加热部件以与被加热体的外周面相接而形成接触区域的方式设置,所述捕集构件设置于较接触区域更靠被加热体的移行方向上游侧的周边的图像形成装置。
根据<17>的发明,提供一种与应用定影部件仅包括环状的被加热体、通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件、以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第一加热构件、以及在较所述第一加热构件更靠所述被加热体的移行方向下游侧以与所述被加热体相接的方式设置来对所述被加热体进行加热的第二加热构件的定影部件的情况相比,即便第二加热部件的定影设定温度与所述色粉粒子中的所述脱模剂的熔解温度的差为36℃以上且146℃以下,也可抑制释放至图像形成装置外部的源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的量的图像形成装置。
附图说明
图1是表示本实施方式的图像形成装置的一例的概略构成图。
图2是表示本实施方式的图像形成装置所包括的定影部件的一例的概略构成图。
图3是表示本实施方式的图像形成装置所包括的定影部件的另一例的概略构成图。
符号的说明
1Y、1M、1C、1K:图像形成单元
11:感光体(像保持体)
12:带电器
13:激光曝光器
14:显影器
15:中间转印带(带构件)
15A:弹性层
15B:基材
16:一次转印辊
17:感光体清洁器
26:二次转印部
22:二次转印辊
25:背面辊
26:供电辊
31:驱动辊
32:支撑辊
33:张力赋予辊
34:清洁背面辊
35:中间转印带清洁器
46:控制部
42:基准传感器
43:图像浓度传感器
56:纸张收容部
51:供纸辊
52:搬送辊
53:搬送引导件
55:搬送带
56:定影入口引导件
66:定影装置
具体实施方式
以下,对作为本发明的一例的实施方式进行详细说明。
<图像形成装置>
本实施方式的图像形成装置包括:像保持体;使所述像保持体的表面带电的带电部件;在带电的所述像保持体的表面形成静电荷像的静电荷像形成部件;收容静电荷像显影剂,并利用所述静电荷像显影剂,将形成于所述像保持体的表面的静电荷像作为色粉图像来显影的显影部件;将形成于所述像保持体的表面的色粉图像转印到记录介质的表面的转印部件;以及使转印到所述记录介质的表面的色粉图像定影的定影部件。
而且,显影部件所收容的静电荷像显影剂包含静电荷像显影用色粉,所述静电荷像显影用色粉具有色粉粒子,色粉粒子包含熔解温度为66℃以上且166℃以下的脱模剂。
另外,定影部件设置有:与转印到所述记录介质的表面的色粉图像接触的环状的被加热体;通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域的加压构件;以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置,来对所述被加热体进行加热的第一加热部件;在较所述第一加热部件更靠所述被加热体的移行方向下游侧,以与所述被加热体相接的方式设置,来对所述被加热体进行加热的第二加热部件;及位于所述被加热体的外周面侧且设置于所述第二加热部件的周边来捕集粒子的捕集构件。
再者,以下的说明中,有时将具有包含熔解温度为66℃以上且166℃以下的脱模剂的色粉粒子的静电荷像显影用色粉称为“特定色粉”。
近年来,响应节能性的要求,以削减将色粉图像定影时的消耗电力为目的,一直采用将色粉低温定影化的技术。例如,为了提升低温定影性,图像形成装置的显影部件所收容的静电荷像显影剂中,有时使用包含含有熔解温度低的脱模剂(例如熔解温度为166℃以下的脱模剂)色粉粒子的色粉。使用所述包含熔解温度低的脱模剂的色粉来形成色粉图像,并利用设置有环状的被加热体、与被加热体的内周面相接而设置的第一加热部件、及较第一加热部件更靠下游侧设置且用来对被加热体进行热补给的第二加热部件的定影部件,使色粉图像定影时,源自色粉粒子的脱模剂附着于被加热体。而且,第二加热部件附近的周边部成为高温,因而可知,由于所述热,而有在第二加热部件的周边部,附着于被加热体的脱模剂容易气化的倾向。通过气化的脱模剂在空气中再凝固,而产生源自气化的脱模剂的166nm以下的粒子(UFP;超微粒子粉尘)。而且,所产生的粒子有时会被排出至图像形成装置的外部。
对此,本实施方式的图像形成装置中,作为定影部件,在第二加热部件接触到的被加热体的外周面的周边,配置有捕集构件。由此,源自气化的脱模剂的166nm以下的粒子通过吸附于捕集构件而被捕集。因此,认为即便利用像特定色粉那样,色粉粒子中使用了熔解温度低的脱模剂的色粉来形成图像,也可抑制源自色粉中所含脱模剂的166nm以下的粒子被排出至图像形成装置的外部。
此处,本实施方式的图像形成装置中可应用如下众所周知的图像形成装置:将形成于像保持体的表面的色粉像直接转印到记录介质的直接转印方式的装置;将形成于像保持体的表面的色粉像一次转印到中间转印体的表面,并且将转印到中间转印体的表面的色粉像二次转印到记录介质的表面的中间转印方式的装置;包括在色粉像的转印后且带电前对像保持体的表面照射除电光来除电的除电装置的装置等。
在中间转印方式装置的情况下,转印装置例如应用如下构成,所述构成具有:表面供色粉像转印的中间转印体、将形成于像保持体的表面的色粉像一次转印到中间转印体的表面是的一次转印构件、将转印到中间转印体的表面的色粉像二次转印到记录介质的表面的二次转印构件。
再者,在本实施方式的图像形成装置中,例如至少包含像保持体的部分也可为相对于图像形成装置可进行装卸的盒(cartridge)结构(处理盒(process cartridge))。
以下,参照附图来对本实施方式的图像形成装置进行说明。
图1是表示本实施方式的图像形成装置的一例的构成的概略构成图。
如图1所示,本实施方式的图像形成装置166例如是通常被称为串联(tandem)型的中间转印方式的图像形成装置,包括:多个图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K,利用电子照相方式来形成各颜色成分的色粉像;一次转印部16,将利用各图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K而形成的各颜色成分色粉像依次转印(一次转印)到中间转印带15;二次转印部26,将转印到中间转印带15上的重叠色粉像成批转印(二次转印)到作为记录介质的纸张K上;以及定影装置66(定影部件的一例),将经二次转印的图像定影在纸张K上。另外,图像形成装置166具有在与各装置(各部)之间进行信息的发送/接收且对各装置(各部)的动作进行控制的控制部46。
再者,具有中间转印带15、一次转印部16、及二次转印部26的单元相当于转印部件的一例。
图像形成装置166的各图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K包括沿箭头A方向旋转的感光体11(像保持体的一例)作为保持形成于表面的色粉像的像保持体的一例。
在感光体11的周围,作为带电部件的一例而设置有使感光体11带电的带电器12,作为静电荷像形成部件的一例而在感光体11上方设置有写入静电荷像的激光曝光器13(图中以符号Bm表示曝光光束)。
另外,在感光体11的周围,作为显影部件的一例而设置有收容各颜色成分色粉并利用色粉来使感光体11上的静电荷像可视化的显影器14,且设置有将感光体11上所形成的各颜色成分色粉像利用一次转印部16而转印到中间转印带15的一次转印辊16。
再者,作为所述各颜色成分色粉的至少一种而使用特定色粉。就确保低温定影性的方面而言,在本实施方式中,优选为各颜色成分色粉全部为特定色粉。
进而,在感光体11的周围设置有将感光体11上的残留色粉去除的感光体清洁器17,沿感光体11的旋转方向依次配设有带电器12、激光曝光器13、显影器14、一次转印辊16及感光体清洁器17的电子照相用元件。所述图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K自中间转印带15的上游侧,以黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)的顺序配置成大致直线状。
中间转印带15利用各种辊,沿图1所示的B方向以与目的相匹配的速度循环驱动(旋转)。作为所述各种辊,具有由马达(未图示)驱动而使中间转印带15旋转的驱动辊31、沿各感光体11的排列方向以大致直线状延伸并对中间转印带15进行支撑的支撑辊32、对中间转印带15赋予张力并且作为抑制中间转印带15的蛇行的校正辊发挥功能的张力赋予辊33、设置于二次转印部26的背面辊25、设置于将中间转印带15上的残留色粉刮除的清洁部的清洁背面辊34。
一次转印部16包括作为夹着中间转印带15而与感光体11相向配置的相向构件的一次转印辊16。一次转印辊16包括:芯体;以及固着于芯体周围的作为弹性层的海绵层。芯体为包含铁、SUS等金属的圆柱棒。海绵层是由调配有碳黑等导电剂的腈基丁二烯橡胶(Nitrile-Butadiene Rubber,NBR)与苯乙烯丁二烯橡胶(Styrene-Butadiene Rubber,SBR)及三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)的混合橡胶形成,且为体积电阻率为167.5Ωcm以上且168.5Ωcm以下的海绵状的圆筒辊。
而且,一次转印辊16夹着中间转印带15而压接配置于感光体11,进而对一次转印辊16施加有与色粉的带电极性(设为负极性;以下相同)为相反极性的电压(一次转印偏压)。由此,各感光体11上的色粉像被依次静电吸引至中间转印带15,从而在中间转印带15上形成重叠的色粉像。
二次转印部26构成为包括:背面辊25、以及配置于中间转印带15的色粉像保持面侧的二次转印辊22。
背面辊25为表面分散有碳的EPDM与NBR的混合橡胶管,内部包含EPDM橡胶。而且,是以其表面电阻率为167Ω/□以上且1616Ω/□以下的方式形成,硬度例如设定为76°(阿斯克尔(ASKER)C:高分子计器公司制造,以下相同)。所述背面辊25配置于中间转印带15的背面侧而构成二次转印辊22的相向电极,且接触配置有稳定地施加二次转印偏压的金属制的供电辊26。
另一方面,二次转印辊22包括:芯体;以及固着于芯体周围的作为弹性层的海绵层。芯体为包含铁、SUS等金属的圆柱棒。海绵层是由调配有碳黑等导电剂的NBR与SBR及EPDM的混合橡胶形成,且为体积电阻率为167.5Ωcm以上且168.5Ωcm以下的海绵状的圆筒辊。
而且,二次转印辊22夹着中间转印带15而压接配置于背面辊25,进而二次转印辊22接地,从而在二次转印辊22与背面辊25之间形成二次转印偏压,将色粉像二次转印到被搬送到二次转印部26的纸张(记录介质的一例)K上。
另外,在中间转印带15的二次转印部26的下游侧,接触、分离自如地设置有中间转印带清洁器35,所述中间转印带清洁器35将二次转印后的中间转印带15上的残留色粉或纸粉去除,从而对中间转印带15的表面进行清洁。
再者,中间转印带15、一次转印部16(一次转印辊16)、及二次转印部26(二次转印辊22)相当于转印部件的一例。
另一方面,在黄色的图像形成单元1Y的上游侧配设有基准传感器(初始位置传感器(home position sensor))42,所述基准传感器42产生作为用以选取各图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K中的图像形成时间点的基准的基准信号。另外,在黑色的图像形成单元1K的下游侧,配设有用以进行画质调整的图像浓度传感器43。所述基准传感器42对设置于中间转印带15的背侧的标记进行识别而产生基准信号,各图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K根据基于所述基准信号的识别的、来自控制部46的指示而开始进行图像形成。
进而,在本实施方式的图像形成装置中,作为对纸张K进行搬送的搬送部件,包括:收容纸张K的纸张收容部56;将所述纸张收容部56中堆积的纸张K在预定的时间点取出并予以搬送的供纸辊51;对由供纸辊51抽出的纸张K进行搬送的搬送辊52;将由搬送辊52搬送的纸张K送往二次转印部26的搬送引导件53;在利用二次转印辊22进行二次转印后将所搬送的纸张K向定影装置66(定影部件的一例)搬送的搬送带55;以及将纸张K引导至定影装置66的定影入口引导件56。
控制部46构成为进行装置整体的控制及各种运算的计算机。具体而言,例如控制部46包括:CPU(中央处理装置;Central Processing Unit)、存储各种程序的只读存储器(Read Only Memory,ROM)、在执行程序时作为工作区域使用的随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、存储各种信息的非挥发性存储器、及输入/输出界面(I/O)(均未图示)。CPU、ROM、RAM、非挥发性存储器、及I/O各自经由总线而连接。
再者,图像形成装置166除了控制部46以外,还包括操作显示部、图像处理部、图像存储器、存储部、及通信部等(均未图示)。操作显示部、图像处理部、图像存储器、存储部、及通信部各部连接于控制部46的I/O。控制部46在与操作显示部、图像处理部、图像存储器、存储部、及通信部的各部之间进行信息的授受并控制各部。关于定影设定温度,也由控制部46来控制。
接下来,对本实施方式的图像形成装置的基本成像工艺进行说明。
在本实施方式的图像形成装置中,自未图示的图像读取装置或未图示的个人计算机(personal computer,PC)等输出的图像数据在利用未图示的图像处理装置实施图像处理后,利用图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K执行成像作业。
在图像处理装置中,对所输入的反射率数据实施阴影校正、位置偏移校正、亮度/颜色空间转换、伽马校正(gamma correction)、边框消除、颜色编辑、移动编辑等各种图像编辑等图像处理。实施了图像处理的图像数据被转换成Y、M、C、K四种颜色的色材灰度数据,并输出至激光曝光器13。
在激光曝光器13中,与所输入的色材灰度数据对应地,例如对图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K各自的感光体11照射自半导体激光射出的曝光光束Bm。在图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K的各感光体11中,利用带电器12而使表面带电后,利用所述激光曝光器13对表面进行扫描曝光而形成静电荷像。所形成的静电荷像利用各图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K而显影成Y、M、C、K各颜色的色粉像。
图像形成单元1Y、图像形成单元1M、图像形成单元1C、图像形成单元1K的感光体11上所形成的色粉像在各感光体11与中间转印带15接触的一次转印部16中被转印到中间转印带15上。更具体而言,在一次转印部16中,利用一次转印辊16对中间转印带15的基材附加与色粉的带电极性(负极性)为相反极性的电压(一次转印偏压),从而使色粉像在中间转印带15的表面依次重合来进行一次转印。
在色粉像被依次一次转印到中间转印带15的表面后,中间转印带15移动而色粉像被搬送至二次转印部26。当色粉像被搬送至二次转印部26时,在搬送部件中,迎合色粉像被搬送至二次转印部26的时间点而供纸辊51旋转,自纸张收容部56供给目标尺寸的纸张K。由供纸辊51供给的纸张K被搬送辊52搬送,经由搬送引导件53而到达二次转印部26。在到达所述二次转印部26之前使纸张K暂时停止,并迎合保持有色粉像的中间转印带15的移动时间点而使对位辊(未图示)旋转,由此进行纸张K的位置与色粉像的位置的对位。
在二次转印部26中,经由中间转印带15而二次转印辊22被背面辊25加压。此时,迎合时间点所搬送的纸张K被夹入到中间转印带15与二次转印辊22之间。此时,若自供电辊26施加与色粉的带电极性(负极性)为相同极性的电压(二次转印偏压),则在二次转印辊22与背面辊25之间形成转印电场。而且,在由二次转印辊22与背面辊25加压的二次转印部26中,中间转印带15上所保持的未定影色粉像被成批地静电转印到纸张K上。
其后,静电转印有色粉像的纸张K利用二次转印辊22而以自中间转印带15剥离的状态直接被搬送,并被搬送至设置于二次转印辊22的纸张搬送方向下游侧的搬送带55。在搬送带55中,迎合定影装置66中的最适合的搬送速度而将纸张K搬送至定影装置66。搬送至定影装置66的纸张K上的未定影色粉像借助定影装置66而利用热及压力受到定影处理,由此被定影在纸张K上。然后,形成有定影图像的纸张K被搬送至图像形成装置的排出部中所设置的排纸收容部(未图示)。
另一方面,在对纸张K的转印结束后,残存于中间转印带15上的残留色粉伴随中间转印带15的旋转而被搬送至清洁部,并利用清洁背面辊34及中间转印带清洁器35而自中间转印带15上去除。
[定影部件]
定影装置是定影部件的一例。即,定影装置是包括环状的被加热体、加压构件、第一加热部件、第二加热部件、及捕集构件的定影装置,其包括:环状的被加热体,与转印到记录介质的表面的色粉图像接触;加压构件,通过对被加热体的外周面进行加压而在与被加热体之间形成夹入区域;第一加热部件,以与夹入区域中的被加热体的内周面相接的方式设置,来对被加热体进行加热;第二加热部件,在较第一加热部件更靠被加热体的移行方向下游侧,以与被加热体相接的方式设置,来对被加热体进行加热;以及捕集构件,位于被加热体的外周面侧,且设置于第二加热部件的周边来捕集粒子。
再者,本实施方式的图像形成装置中,所谓第二加热部件,表示在较第一加热部件更靠被加热体的移行方向下游侧,以与被加热体相接的方式设置的、在第一加热部件之后所设置的加热部件。第二加热部件可以与被加热体的内周面相接的方式设置,也可以与被加热体的外周面相接的方式设置。再者,捕集构件不仅捕集UFP,也可捕集UFP及UFP以外的浮游粒子。
(第一实施方式的定影装置)
对第一实施方式的定影装置66进行说明。第一实施方式中,关于第二加热部件与被加热体的内周面相接而设置,捕集构件与第二加热部件相向且与所述被加热体的外周面相接而设置的这一形态的定影装置,列举定影装置66为例来进行说明。图2是表示本实施方式的图像形成装置所包括的定影部件的一例的概略构成图,示出定影部件中的第一实施方式的定影装置的一例。
定影装置66例如包括:环状的定影带84(被加热体的一例);通过对定影带84的外周面进行加压而在与定影带84之间形成夹入区域N(夹持部N)的加压辊88(加压构件的一例);以与夹持部N中的定影带84的内周面相接的方式设置来对定影带84进行加热的第一加热辊89(第一加热部件的一例);以及与定影带84的内周面侧相接地设置,并自内周面侧对定影带84进行加热的第二加热辊96(第二加热部件的一例)。
另外,定影装置66在第二加热辊96与第一加热辊89之间包括对定影带84加以支撑的一对支撑辊94。
本实施方式的定影装置66构成为:利用第一加热辊89及独立于第一加热辊89的第二加热部件(第二加热辊96)来对定影带84进行加热。
而且,在位于定影带84的外周面侧,且在较第一加热辊89更靠定影带84的移行方向下游侧设置的第二加热辊96的周边,设置有刷状的捕集构件76。刷状的捕集构件76是与定影带84相向并接触地配置,并向定影带84的旋转方向的相反方向旋转。刷状的捕集构件76在沿相对于定影带的移行方向而为垂直方向的方向上连续地设置。再者,关于捕集构件的详细情况,将在下文叙述。
第一加热辊89例如为由铝所形成的圆筒状辊,在内部设置有作为加热源的卤素加热器(halogen heater)89A。
第一加热辊89在加压辊88侧卷挂于定影带84,利用马达(未图示)的旋转力来进行旋转驱动,并且将定影带84自其内周面压向加压辊88侧,且自内周面侧对定影带84(夹持部N)进行加热。
第二加热辊96例如为由铝所形成的圆筒状辊,在内部设置有作为加热源的卤素加热器96A,且自内周面侧对定影带84进行加热。
在第二加热辊96的轴向两端部,例如配设有向外侧按压定影带84的弹簧构件(未图示)。
就色粉的低温定影性的方面而言,第一加热辊89及第二加热辊96的定影设定温度分别可为166℃以上且266℃以下,优选为126℃以上且266℃以下。另外,就提升定影性的观点而言,第二加热辊96也可在所述定影设定温度的范围内,设定为较第一加热辊89的定影设定温度更高的温度(例如高15℃以上且26℃以下的温度)。
一对支撑辊94例如为由铝所形成的圆筒状辊。
另一方面,加压辊88例如旋转自如地受到支撑,并且设置为利用未图示的弹簧等施力部件将定影带84按压到卷绕于第一加热辊89的部位。由此,随着定影带84向箭头S方向旋转移动,加压辊88从动于定影带84及第一加热辊89而向箭头R方向旋转移动。
而且,具有未定影色粉像(未图示)的纸张K(记录介质的一例)当被沿箭头P方向搬送,且被引导至定影装置86的夹持部N时,利用作用于夹持部N的压力及热来将色粉像定影。
(第二实施方式的定影装置86)
对第二实施方式的定影装置86进行说明。第二实施方式中,关于第二加热部件以与被加热体的外周面相接而形成接触区域的方式设置,捕集构件设置于较接触区域更靠被加热体的移行方向上游侧的周边的这一形态的定影装置,列举定影装置86为例来进行说明。图3是表示本实施方式的图像形成装置所包括的定影部件的一例的概略构成图,示出定影部件中的第二实施方式的定影装置的一例。再者,对于具有与第一实施方式的定影装置66的构件实质上相同的功能的构件,标注相同的符号,省略其说明。
定影装置86例如包括:环状的定影带84(被加热体的一例);通过对定影带84的外周面进行加压而在与定影带84之间形成夹入区域N(夹持部N)的加压辊88(加压构件的一例);以与夹持部N中的定影带84的内周面相接的方式设置来对定影带84进行加热的第一加热辊89(第一加热部件的一例);以与定影带84的外周面侧相接而形成接触区域的方式设置,并自外周面侧对定影带84进行加热的第二加热辊96(第二加热部件的一例);以及与定影带84的内周面侧相接地设置,并自内周面侧对定影带84进行加热的第三加热辊98(第三加热部件的一例)。
另外,定影装置86在第三加热辊98与第一加热辊89之间包括对定影带84加以支撑的一对支撑辊94。
本实施方式的定影装置86构成为:利用第一加热辊89、独立于第一加热辊89的第二加热部件(第二加热辊96)及第三加热部件(第三加热辊98)来对定影带84进行加热。
而且,在定影带84的外周面侧设置有捕集构件72。捕集构件72位于较第一加热辊89更靠定影带84的移行方向下游侧设置的第二加热辊96的周边,且配置于较定影带84与第二加热辊96接触的接触区域更靠定影带84的移行方向上游侧的周边。捕集构件72为板状的形态,且在垂直地沿着定影带84的移行方向的方向上连续地设置。捕集构件72的长边方向的剖面(在平行地沿着定影带84的移行方向的方向上切断的面)为四边形。图3所示的捕集构件72表示代替图1的捕集构件76而设置的形态。再者,定影装置86也可为代替图3所示的捕集构件72而设置图2所示的刷状的捕集构件76的形态。再者,所谓接触区域,表示通过定影带84移行,而定影带84的外周面与第二加热辊96的外周面自彼此接触至分开为止之间的区域。
第二加热辊96例如为由铝所形成的圆筒状辊,在第二加热辊96的表面形成有包含厚度26μm的氟树脂的脱模层。
第二加热辊96的脱模层例如是为了防止色粉或纸粉自定影带84的外周面移行并堆积在第二加热辊96的外周面而形成的层。
在第二加热辊96的内部,例如设置有作为加热源的卤素加热器96A,且自外周面侧对定影带84进行加热。
第三加热辊98为与图2所示的第二加热辊96中所说明的构成相同的构成。具体而言,例如为由铝所形成的圆筒状辊,在内部设置有作为加热源的卤素加热器98A,且自内周面侧对定影带84进行加热。
在第三加热辊98的轴向两端部,例如配设有向外侧按压定影带84的弹簧构件(未图示)。
就色粉的低温定影性的方面而言,第一加热辊89、第二加热辊96及第三加热辊98的定影设定温度分别可为166℃以上且266℃以下,优选为126℃以上且266℃以下。另外,就提升定影性的观点而言,第二加热辊96及第三加热辊98也可在所述定影设定温度的范围内,设定为较第一加热辊89的定影设定温度更高的温度(例如高15℃以上且26℃以下的温度)。
再者,所述第一实施方式的定影装置66中,作为对定影带84进行加热的形态,说明了利用以与夹持部中的定影带的内周面相接的方式设置的第一加热部件(第一加热辊89)、及独立于第一加热辊89而设置的第二加热部件(第二加热辊96)来对定影带84进行加热的形态,但并不限定于此。
另外,所述第二实施方式的定影装置86中,作为对定影带84进行加热的形态,说明了利用以与夹持部中的定影带的内周面相接的方式设置的第一加热部件(第一加热辊89)、独立于第一加热辊89而设置的第二加热部件(第二加热辊96)及第三加热部件(第三加热辊98)来对定影带84进行加热的形态,但并不限定于此。
例如,作为对定影带进行加热的形态,可列举:利用所述第一加热部件及设置于定影带的内周面侧的一个以上的第二加热部件来对定影带进行加热的形态;利用所述第一加热部件及设置于定影带的外周面侧的一个以上的第二加热部件来对定影带进行加热的形态;将所述形态加以组合的形态。
作为对定影带进行加热的优选形态,例如可列举:利用所述第一加热部件、设置于定影带的内周面侧的一个第三加热部件、及设置于定影带的外周面侧的一个的第二加热部件来对定影带进行加热的形态。
其中,利用一个以上的第二加热部件中的至少一个加热部件来将定影带加热的被加热区域,优选设置于位于定影带的旋转方向上的夹持部的下游侧,且距离夹持部而为定影带的圆周方向长度的56%以内的区域。
另外,所述定影装置66及定影装置86中,作为所述定影装置66中的第一加热部件及第二加热部件的加热源的一例、所述定影装置86中的第一加热部件、第二加热部件及第三加热部件的加热源的一例,说明了应用卤素加热器(卤素灯)的形态,但并不限定于此。加热源也可应用卤素加热器以外的辐射灯发热体(发出放射线(红外线等)的发热体)、电阻发热体(通过在电阻中流通电流而产生焦耳热的发热体:例如在陶瓷基板上形成具有电阻的膜并加以煅烧而成的发热体)。
另外,作为所述定影装置66中的第二加热部件的加热源、以及所述定影装置86中的第二加热部件及第三加热部件的加热源,可应用电磁感应(感应加热(InductionHeating,IH))。
再者,在定影装置66中的第二加热部件的加热源、以及定影装置86中的第二加热部件及第三加热部件设置有两个以上的情况下,各个第二加热部件及第三加热部件可相同也可不同。
另外,所述定影装置66及所述定影装置86中,说明了作为加压构件的一例而应用加压辊的形态,但并不限定于此,例如也可为加压带。
-捕集构件-
捕集构件的形态并无特别限定,例如可为刷状的形态,也可为刷状以外的形态。捕集构件可为具有细孔的多孔质体,也可为不具有细孔的致密体。就UFP的捕集效率提升的方面而言,捕集构件优选为刷状或多孔质体。若为刷状或多孔质体,则就捕集构件的比表面积提升的方面而言,UFP的捕集效率容易提升。由此,可抑制源自色粉中所含的脱模剂的166nm以下的粒子的释放量。再者,捕集构件可为相对于定影装置可拆装的盒结构。
在捕集构件的形态为刷状的情况下,捕集构件的材质并无特别限定,例如可为金属制,也可为陶瓷制,也可为树脂制,还可为这些的复合材料。在树脂制的情况下,可包含聚苯硫醚。
在捕集构件的形态为刷状以外的多孔质体或致密体的情况下,捕集构件的形状并无特别限定,可列举膜状的形态、板状的形态、及棒状的形态等。关于捕集构件,例如捕集构件的长边方向的剖面(在平行地沿着被加热体的移行方向的方向上切断的面)可为圆形,也可为三角形,也可为四边形,还可为多边形。在捕集构件的形态为刷状以外的多孔质体或致密体的情况下,就UFP的捕集效率提升的方面而言,捕集构件优选包含聚苯硫醚。相对于捕集构件的总质量,聚苯硫醚材可包含56质量%以上,优选包含66质量%以上,更优选包含76质量%以上,进而优选包含86质量%以上。捕集构件也可以166质量%以上来包含聚苯硫醚。聚苯硫醚的含量越高,越容易吸附源自色粉中所含的脱模剂的UFP,捕集效率越容易提升。由此,容易抑制释放至图像形成装置外部的UFP的量。
捕集构件可为旋转体,也可为非旋转体。可不与被加热体接触地设置,也可与被加热体接触地设置。进而,也可以与被加热体接触,且能够沿被加热体的移行方向的相反方向旋转的方式设置。例如,可制成能够旋转的刷辊(刷状的捕集构件的一例),以沿定影带(被加热体的一例)的行进方向的相反方向旋转,并与定影带接触的方式配置。通过以与被加热体接触,且能够沿被加热体的行进方向的相反方向旋转的方式来配置捕集构件,不仅可捕集UFP,还可获得刮除附着于被加热体的源自色粉的脱模剂的作用。由此,容易抑制释放至图像形成装置外部的UFP的量。
捕集构件也可设为:自捕集构件的内部抽吸空气来回收包含附着于捕集构件的UFP的粒子,从而抑制释放至图像形成装置的外部的UFP的量。例如,作为捕集构件,可以如下方式设置:制成在中空状的轴部的周围设置有刷状的捕集构件的刷辊(刷状的捕集构件的一例),通过抽吸来自刷辊内(中空状)的空气,而经由刷辊表面所形成的吸气孔回收至UFP等的粒子回收部件。
在捕集构件为多孔质体的情况下,优选为捕集构件的开口面积与总面积的比(开口面积/总面积)以面积比计为5以上,平均细孔径为6.1μm以上且2.6μm以下,厚度为6.5mm以上且56mm以下。若捕集构件为此种特性,则容易吸附源自色粉中所含的脱模剂的UFP,捕集效率容易提升。尤其是若第二加热部件相向的面中的开口面积与总面积的面积比为所述范围,则就UFP捕集效率提升的方面而言优选。而且,容易抑制释放至图像形成装置外部的UFP的释放量。
捕集构件的开口面积与总面积的面积比优选为7以上,更优选为16以上。上限并无特别限定,例如可列举166以下。另外,捕集构件的平均细孔径优选为6.3μm以上且1.6μm以下。捕集构件的厚度优选为26mm以上且56mm以下。
开口面积与总面积的面积比的测定方法、细孔径、厚度的测定如下所示。利用基恩士(KEYENCE)公司制造的超深度彩色3D形状测定显微镜VK-9566进行测定,将开口部的面积设为开口面积,将自开口部的深度方向上获得的表面积设为总面积,将开口部的等效圆直径设为细孔径,将捕集构件的平均厚度设为厚度。
捕集构件中也可设置调整第二加热部件周边的气流来将粒子引导至捕集构件的整流板。例如,可以与多孔质体的捕集构件的至少一部分相接的方式设置整流板。整流板的形状、角度等形态、设置于捕集构件的位置等只要为可效率良好地捕集UFP的形态即可。再者,整流板的材质并无特别限定,例如可为树脂制,也可为金属制,还可为陶瓷制。
另外,捕集构件只要位于所述被加热体的外周面侧,且设置在第二加热部件的周边即可,供捕集构件配置的位置若为可捕集UFP的范围,则并无特别限定。可为较被加热体与第二加热部件接触的接触区域而更靠被加热体移行方向的上游侧的周围,也可为更靠被加热体移行方向的下游侧的周围。就UFP的捕集效率提升的方面而言,优选为将捕集构件配置在较被加热体与第二加热部件接触的接触区域而更靠被加热体移行方向的上游侧。
所谓供捕集构件设置的第二加热部件的周边,是自第二加热部件至捕集构件的距离,且为至可捕集包含UFP的粒子的范围的距离。作为供捕集构件配置的位置,具体而言优选以下所列举的范围。为了有效率地捕集UFP,优选距离被加热体与第二加热部件接触的接触区域为36nm以上且76nm以下的范围。
捕集构件可在沿相对于被加热体的移行方向而为垂直方向的方向上连续地设置,也可断续地设置多个。在断续地设置捕集构件的情况下,只要介隔连接捕集构件的连接构件来设置即可。另外,捕集构件可在沿相对于被加热体的移行方向而为垂直方向的方向上设置一行,也可设置多行。
[静电荷像显影剂]
接下来,对本实施方式的图像形成装置中,显影部件所收容的静电荷像显影剂所具有的色粉进行详细说明。
以下,对本实施方式的色粉的详情进行说明。
本实施方式的色粉包含色粉粒子、及视需要的外部添加剂。
(色粉粒子)
色粉粒子例如包含粘结树脂、脱模剂、视需要的着色剂及其他添加剂。
-脱模剂-
脱模剂的熔解温度为66℃以上且166℃以下,优选66℃以上且96℃以下,更优选66℃以上且75℃以下。
通过使脱模剂的熔解温度为166℃以下,色粉的低温定影性提高,由此而可降低图像形成装置中的定影温度。其中,若脱模剂的熔解温度为166℃以下,则在色粉的定影时容易产生脱模剂的气化,且通过气化的脱模剂在空气中再次凝固而容易产生UFP。但是,在所述情况下,根据本实施方式,也可减少UFP排出至图像形成装置外的排出量。
另一方面,通过使脱模剂的熔解温度为66℃以上,在色粉的定影时脱模剂过度熔融,由此而可抑制脱模剂附着于定影构件。另外,可抑制过度地产生UFP。
脱模剂的熔解温度可通过脱模剂的种类的选择等现有的方法来加以控制。
再者,熔解温度是根据通过示差扫描热量测定(Differential ScanningCalorimetry,DSC)而获得的DSC曲线,根据日本工业标准(Japanese IndustrialStandards,JIS)K 7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出。
脱模剂并无特别限定,例如可列举:褐煤蜡(montan wax)、地蜡(ozocerite)、纯地蜡(ceresin)、石蜡、微晶蜡(microcrystalline wax)、费托蜡(Fischer-Tropsch wax)等矿物系·石油系蜡;聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚丁烯蜡等烃系蜡;硅酮蜡;油酸酰胺蜡、芥酸酰胺蜡、蓖麻油酸酰胺蜡、硬脂酸酰胺蜡等脂肪酸酰胺蜡;巴西棕榈蜡(carnauba wax)、米蜡(rice wax)、小烛树蜡(candelilla wax)、木蜡、荷荷巴油(jojoba oil)等植物系蜡;蜂蜡等动物系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯、羧酸酯等酯系蜡;以及这些的改性物等。
再者,这些之中,就色粉的低温定影性的观点而言,优选石蜡、低分子量聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯蜡、纯地蜡、巴西棕榈蜡、脂肪酸酯及褐煤酸酯的酯系蜡,更优选石蜡。
脱模剂可仅使用一种,也可并用两种以上。在并用两种以上的情况下,优选它们中的至少一种脱模剂的熔解温度为所述范围,进而优选所包含的所有脱模剂的熔解温度为所述范围。
作为脱模剂的含量,例如相对于色粉粒子总体,优选1质量%以上且26质量%以下,更优选5质量%以上且15质量%以下。
·脱模剂的熔解温度与定影设定温度
再者,脱模剂的熔解温度[T2]优选为相对于图像形成装置的定影构件(即第二加热部件)中的定影设定温度[T1]而言,其差[T1-T2]为36℃以上且146℃以下,更优选为46℃以上且126℃以下,进而优选为56℃以上且166℃以下。
通过使定影设定温度[T1]高于脱模剂的熔解温度[T2]且其差[T1-T2]为146℃以下,而可降低图像形成装置中的定影温度。另一方面,通过使所述差[T1-T2]为36℃以上,而可抑制色粉的定影时的色粉在定影构件的附着。若所述差[T1-T2]为36℃以上,则在色粉的定影时容易产生脱模剂的气化,且通过气化的脱模剂在空气中再次凝固而容易产生UFP。但是,在所述情况下,根据本实施方式,也可减少UFP排出至图像形成装置外的排出量。
此处,所谓定影构件(即第二加热部件)的定影设定温度,是指定影构件的表面中与未定影色粉像接触的部位的温度的目标值。即,是指与未定影色粉像接触的瞬间且热尚未朝未定影色粉像移动的状态下的定影构件的表面温度的目标值。
-粘结树脂-
作为粘结树脂,例如可列举:包含苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸酯类(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂基酯、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、甲基丙烯酸月桂基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等)、乙烯性不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚类(例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁醚等)、乙烯基酮类(乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮等)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)等单量体的均聚物、或者将这些单量体的两种以上组合而成的共聚物的乙烯基系树脂。
作为粘结树脂,例如还可列举:环氧树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、改性松香等非乙烯基系树脂、这些与所述乙烯基系树脂的混合物、或者在这些的共存下使乙烯基系单量体进行聚合而获得的接枝聚合物等。
这些粘结树脂可单独使用一种,也可并用两种以上。
再者,就提高色粉的低温定影性的观点而言,优选包含结晶性树脂作为粘结树脂。
作为粘结树脂,优选聚酯树脂。作为粘结树脂,优选结晶性聚酯。
作为聚酯树脂,例如可列举现有的非晶性聚酯树脂。聚酯树脂可与非晶性聚酯树脂一起而并用结晶性聚酯树脂。
再者,所谓树脂的“结晶性”,是指在示差扫描热量测定(DSC)中,并不具有阶段状的吸热量变化,而具有明确的吸热峰值,具体而言是指以升温速度16(℃/min)进行测定时的吸热峰值的半宽度为16℃以内。
另一方面,所谓树脂的“非晶性”,是指半宽度超过16℃、显示出阶段状的吸热量变化、或者未观察到明确的吸热峰值。
·非晶性聚酯树脂
作为非晶性聚酯树脂,例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚物。再者,作为非晶性聚酯树脂,可使用市售品,也可使用合成的树脂。
作为多元羧酸,例如可列举: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、丁二酸、烯基丁二酸、己二酸、癸二酸等)、脂环式二羧酸(例如环己烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。这些中,作为多元羧酸,例如优选为芳香族二羧酸。
多元羧酸可与二羧酸一起并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价以上的羧酸,例如可列举:偏苯三甲酸、均苯四甲酸、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯等。
多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为多元醇,例如可列举: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、新戊二醇等)、脂环式二醇(例如环己二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A等)、芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧丙烷加成物等)。这些中,作为多元醇,例如优选为芳香族二醇、脂环式二醇,更优选为芳香族二醇。
作为多元醇,可与二醇一起并用取得交联结构或分支结构的三价以上的多元醇。作为三价以上的多元醇,例如可列举:甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。
非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选56℃以上且86℃以下,更优选56℃以上且65℃以下。
再者,玻璃化转变温度是根据通过示差扫描热量测定(Differential ScanningCalorimetry,DSC)而获得的DSC曲线来求出,更具体而言,根据JIS K 7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的求出方法中记载的“外插玻璃化转变引发温度”来求出。
非晶性聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选5666以上且1666666以下,更优选7666以上且566666以下。
非晶性聚酯树脂的数量平均分子量(Mn)优选2666以上且166666以下。
非晶性聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选1.5以上且166以下,更优选2以上且66以下。
再者,重量平均分子量及数量平均分子量是利用凝胶渗透色谱法(gelpermeation chromatography,GPC)来测定。利用GPC的分子量测定是使用东曹(Tosoh)制造的GPC·HLC-8126GPC作为测定装置,并使用东曹(Tosoh)制造的管柱·TSKgel SuperHM-M(15cm),并利用四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)溶媒进行。重量平均分子量及数量平均分子量是根据所述测定结果并使用由单分散聚苯乙烯标准试样制成的分子量校准曲线来算出。
非晶性聚酯树脂可利用众所周知的制造方法来获得。具体而言,例如可利用如下方法来获得:将聚合温度设为186℃以上且236℃以下,视需要将反应系统内减压,一边去除缩合时产生的水或醇一边进行反应。
再者,在原料的单量体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可添加高沸点的溶剂作为溶解辅助剂来使其溶解。所述情况下,一边馏去溶解辅助剂一边进行缩聚反应。在共聚反应中存在相容性差的单量体的情况下,可预先使相容性差的单量体与和所述单量体待缩聚的酸或醇进行缩合后与主成分一起进行缩聚。
·结晶性聚酯树脂
结晶性聚酯树脂例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚物。再者,作为结晶性聚酯树脂,可使用市售品,也可使用合成的树脂。
此处,为了容易形成结晶结构,较使用具有芳香族的聚合性单量体的缩聚物而言,结晶性聚酯树脂优选为使用具有直链状脂肪族的聚合性单量体的缩聚物。
作为多元羧酸,例如可列举:脂肪族二羧酸(例如草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,16-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等)、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等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。
多元羧酸可与二羧酸一起并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价的羧酸,例如可列举:芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三羧酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。
作为多元羧酸,可与这些二羧酸一起并用具有磺酸基的二羧酸、具有乙烯性双键的二羧酸。
多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为多元醇,例如可列举脂肪族二醇(例如主链部分的碳数为7以上且26以下的直链型脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如可列举: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、1,16-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、1,14-二十烷癸二醇(1,14-eicosane decanediol)等。这些中,作为脂肪族二醇,优选为1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,16-癸二醇。
多元醇可与二醇一起并用取得交联结构或分支结构的三价以上的醇。作为三价以上的醇,例如可列举:甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。
此处,多元醇可将脂肪族二醇的含量设为86摩尔%以上,优选为96摩尔%以上。
结晶性聚酯树脂的熔解温度优选56℃以上且166℃以下,更优选55℃以上且96℃以下,进而优选66℃以上且85℃以下。
再者,熔解温度是根据通过示差扫描热量测定(DSC)而获得的DSC曲线,根据JISK7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出。
结晶性聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选6,666以上且35,666以下。
结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯树脂同样地,可利用众所周知的制造方法而获得。
作为粘结树脂的含量,例如相对于色粉粒子总体而优选46质量%以上且95质量%以下,更优选56质量%以上且96质量%以下,进而优选66质量%以上且85质量%以下。
另外,作为结晶性树脂的含量,就提高色粉的低温定影性的观点而言,相对于色粉粒子总体而优选3质量%以上且26质量%以下,更优选5质量%以上且15质量%以下。
-着色剂-
作为着色剂,例如可列举:碳黑、铬黄、汉撒黄(hansa yellow)、联苯胺黄、士林黄(threne yellow)、喹啉黄、颜料黄、永久橙(permanent orange)GTR、吡唑啉酮橙、伍尔坎橙(vulcan orange)、沃丘格红(watchung red)、永久红、亮胭脂红3B、亮胭脂红6B、杜邦油红(Dupont oil red)、吡唑啉酮红、立索尔红(lithol red)、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玫瑰红(rose bengal)、苯胺蓝、群青蓝(ultramarine blue)、卡尔科油蓝(calco oilblue)、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐等各种颜料;或吖啶系、呫吨系、偶氮系、苯醌系、吖嗪系、蒽醌系、硫靛蓝系、二恶嗪系、噻嗪系、偶氮甲碱系、靛蓝系、酞菁系、苯胺黑系、聚次甲基系、三苯基甲烷系、二苯基甲烷系、噻唑系等各种染料等。
着色剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
着色剂视需要可使用经表面处理的着色剂,也可与分散剂并用。另外,着色剂也可并用多种。
作为着色剂的含量,例如相对于色粉粒子总体而优选1质量%以上且36质量%以下,更优选3质量%以上且15质量%以下。
-其他添加剂-
作为其他添加剂,例如可列举:磁性体、带电控制剂、无机粉体等众所周知的添加剂。这些添加剂作为内部添加剂而包含于色粉粒子中。
-色粉粒子的特性等-
色粉粒子可为单层结构的色粉粒子,也可为包括芯部(核(core)粒子)与被覆芯部的被覆层(壳层)的所谓的核·壳结构的色粉粒子。
此处,核·壳结构的色粉粒子例如可包括:包含粘结树脂与视需要的着色剂及脱模剂等其他添加剂而构成的芯部、以及包含粘结树脂而构成的被覆层。
色粉粒子的体积平均粒径(D56v)优选2μm以上且16μm以下,更优选4μm以上且8μm以下。
再者,色粉粒子的各种平均粒径、及各种粒度分布指标是使用库尔特粒度计数仪(Coulter Multisizer)II(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)且使用伊索通(ISOTON)-II(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)作为电解液来进行测定。
测定时,作为分散剂,向表面活性剂(优选为烷基苯磺酸钠)的5%水溶液2ml中添加6.5mg以上且56mg以下的测定试样。将其添加至166ml以上且156ml以下的电解液中。
悬浮有试样的电解液是利用超声波分散器进行1分钟分散处理,且利用库尔特粒度计数仪II并使用光圈(aperture)径166μm的光圈测定2μm以上且66μm以下的范围的粒径的粒子的粒度分布。再者,取样的粒子数为56666个。
相对于以所测定的粒度分布为基础而分割的粒度范围(通道),对体积、数量分别自小径侧起描绘累计分布,将累计为16%的粒径定义为体积粒径D16v、数量粒径D16p,将累计为56%的粒径定义为体积平均粒径D56v、累计数量平均粒径D56p,将累计为84%的粒径定义为体积粒径D84v、数量粒径D84p。
使用这些,以(D84v/D16v)1/2算出体积粒度分布指标(GSDv),以(D84p/D16p)1/2算出数量粒度分布指标(GSDp)。
作为色粉粒子的形状系数SF1,优选146以上且155以下,更优选143以上且153以下,进而优选145以上且151以下。
此处,在利用混炼粉碎法等粉碎法来制作色粉粒子的情况下,其形状呈不定形,例如形状系数SF1为146以上。而且,形状系数SF1为146以上的色粉粒子中,由于其制法而容易在表面露出脱模剂。表面所露出的脱模剂在色粉的定影时容易因热而气化,因此结果为容易产生UFP。但是,在所述情况下,根据本实施方式,也可减少UFP排出至图像形成装置外的排出量。
再者,形状系数SF1可由下述式求出。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×166
所述式中,ML表示色粉的绝对最大长度,A表示色粉的投影面积。
具体而言,关于形状系数SF1,主要是通过使用图像分析装置来对显微镜图像或扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)图像进行分析而数值化,并以如下方式而算出。即,利用数码照相机将散布在载玻片表面的粒子的光学显微镜像捕获至卢载斯(Luzex)图像分析装置中,求出166个粒子的最大长度及投影面积,并利用所述式进行计算,求出其平均值,由此而获得形状系数SF1。
色粉粒子的甲苯不溶分优选25质量%以上且46质量%以下,更优选28质量%以上且38质量%以下,进而优选36质量%以上且35质量%以下。
通过使色粉粒子的甲苯不溶分为所述范围,而可将脱模剂锁定在色粉粒子中,可抑制脱模剂在表面露出。其结果为可抑制因脱模剂而产生UFP。
此处,所谓色粉粒子的甲苯不溶分,是指不溶于甲苯的色粉粒子的构成成分。即,甲苯不溶分是以不溶于甲苯的粘结树脂的成分(尤其是粘结树脂的高分子量成分)为主成分(例如总体的56质量%以上)的不溶分。所述甲苯不溶分可视为色粉中所含的交联树脂的含量的指标。
甲苯不溶分设定为通过以下方法而测定出的值。
在所秤量的玻璃纤维制的圆筒滤纸中投入1g的所秤量的色粉粒子(或色粉),并安装于加热式索氏(Soxhlet)提取装置的提取管。而且,在烧瓶中注入甲苯,使用覆套式加热器(mantle heater)加热至116℃。另外,使用安装于提取管的加热器,将提取管的周部加热至125℃。以将提取周期为4分钟以上且5分钟以下的范围视为1次这样的回流速度进行提取。在进行16小时提取后,取出圆筒滤纸及色粉残渣加以干燥,并进行秤量。
而且,基于式:色粉粒子(或色粉)残渣量(质量%)=[(圆筒滤纸量+色粉残渣量)(g)-圆筒滤纸量(g)]÷色粉粒子(或色粉)质量(g)×166,算出色粉粒子(或色粉)残渣量(质量%),将所述色粉粒子(或色粉)残渣量(质量%)设为甲苯不溶分(质量%)。
再者,色粉粒子(或色粉)残渣包含着色剂、外部添加剂等无机物及粘结树脂的高分子量成分等。另外,在色粉粒子中包含脱模剂的情况下,由于进行通过加热来实施的提取,因此脱模剂成为甲苯可溶分。
粘结树脂中,色粉粒子的甲苯不溶分例如可通过以下方法来调整:1)在末端具有反应性官能基的高分子成分中添加交联剂而形成交联结构、或分支结构的方法;2)在末端具有离子性官能基的高分子成分中,利用多价金属离子来形成交联结构或分支结构的方法;3)利用异氰酸酯等的处理来延长树脂链长、形成分支的方法等。
(外部添加剂)
作为外部添加剂,例如可列举无机粒子。作为所述无机粒子,可列举:SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等。
作为外部添加剂的无机粒子的表面可实施疏水化处理。疏水化处理例如是将无机粒子浸渍于疏水化处理剂中等进行。疏水化处理剂并无特别限制,例如可列举:硅烷系偶合剂、硅酮油、钛酸酯系偶合剂、铝系偶合剂等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为疏水化处理剂的量,通常例如相对于无机粒子166质量份而为1质量份以上且16质量份以下。
作为外部添加剂,还可列举:树脂粒子(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、三聚氰胺树脂等的树脂粒子)、清洁活化剂(例如,硬脂酸锌所代表的高级脂肪酸的金属盐、氟系高分子量体的粒子)等。
作为外部添加剂的外部添加量,例如相对于色粉粒子,优选为6.61质量%以上且5质量%以下,更优选为6.61质量%以上且2.6质量%以下。
(色粉的制造方法)
接下来,对本实施方式的色粉的制造方法进行说明。
本实施方式的色粉可通过如下方式获得:在制造色粉粒子后,对色粉粒子外部添加外部添加剂。
色粉粒子可利用干式制法(例如,混炼粉碎法等)、湿式制法(例如,凝聚合一法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)的任一方法来制造。色粉粒子的制法并不特别限制于这些制法,可采用众所周知的制法。
这些中,优选利用凝聚合一法来获得色粉粒子。
·凝聚合一法
具体而言,例如在利用凝聚合一法来制造色粉粒子的情况下,经过以下步骤来制造色粉粒子:
准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液的步骤(树脂粒子分散液准备步骤);在树脂粒子分散液中(视需要将其他粒子分散液混合后的分散液中),使树脂粒子(视需要其他粒子)凝聚而形成凝聚粒子的步骤(凝聚粒子形成步骤);以及对分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液进行加热,使凝聚粒子融合·合一而形成色粉粒子的步骤(融合·合一步骤)。
以下,对各步骤的详情进行说明。
再者,在以下的说明中,对获得包含着色剂、及脱模剂的色粉粒子的方法进行说明,但着色剂、脱模剂为视需要使用者。当然,也可使用着色剂、脱模剂以外的其他添加剂。
-树脂粒子分散液准备步骤-
首先,与分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液一起,准备例如分散有着色剂粒子的着色剂粒子分散液、分散有脱模剂粒子的脱模剂粒子分散液。
此处,树脂粒子分散液例如是通过利用表面活性剂使树脂粒子分散于分散介质中来制备。
作为树脂粒子分散液中使用的分散介质,例如可列举水系介质。
作为水系介质,例如可列举:蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为表面活性剂,例如可列举:硫酸酯盐系、磺酸盐系、磷酸酯系、皂系等阴离子表面活性剂;胺盐型、四级铵盐型等阳离子表面活性剂;聚乙二醇系、烷基苯酚环氧乙烷加成物系、多元醇系等非离子系表面活性剂等。这些中特别是可列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂可与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂并用。
表面活性剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
在树脂粒子分散液中,作为将树脂粒子分散于分散介质中的方法,例如可列举:旋转剪切型均质机、或具有介质的球磨机、砂磨机、戴诺磨机(dyno mill)等一般的分散方法。另外,可根据树脂粒子的种类,利用例如转相乳化法来使树脂粒子分散于分散介质中。
再者,所谓转相乳化法,为如下方法:使应分散的树脂溶解于所述树脂可溶的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱并中和后,投入水系介质(W相),由此进行自W/O向O/W的转相,从而将树脂以粒子状分散于水系介质中。
作为分散于树脂粒子分散液中的树脂粒子的体积平均粒径,例如优选6.61μm以上且1μm以下,更优选6.68μm以上且6.8μm以下,进而优选6.1μm以上且6.6μm以下。
再者,树脂粒子的体积平均粒径是使用通过激光衍射式粒度分布测定装置(例如,堀场制作所制造,LA-766)的测定而获得的粒度分布,相对于经分割的粒度范围(通道),对于体积而言自小粒径侧起绘制累计分布,将相对于总粒子而累计达到56%的粒径作为体积平均粒径D56v来进行测定。再者,其他分散液中的粒子的体积平均粒径也同样地进行测定。
作为树脂粒子分散液中所含的树脂粒子的含量,例如优选5质量%以上且56质量%以下,更优选16质量%以上且46质量%以下。
再者,与树脂粒子分散液同样地,例如也制备着色剂粒子分散液、脱模剂粒子分散液。即,关于树脂粒子分散液中的粒子的体积平均粒径、分散介质、分散方法、及粒子的含量,分散于着色剂粒子分散液中的着色剂粒子、及分散于脱模剂粒子分散液中的脱模剂粒子也相同。
-凝聚粒子形成步骤-
接下来,与树脂粒子分散液一起,混合着色剂粒子分散液及脱模剂粒子分散液。
而且,在混合分散液中使树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子进行异质凝聚,从而形成具有接近目标色粉粒子直径的直径、且包含树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子的凝聚粒子。
具体而言,例如将凝聚剂添加至混合分散液中,并且将混合分散液的pH值调整为酸性(例如pH值为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂后,加热至树脂粒子的玻璃化转变温度的温度(具体而言,例如树脂粒子的玻璃化转变温度-36℃以上且玻璃化转变温度-16℃以下)的温度,使分散于混合分散液中的粒子凝聚来形成凝聚粒子。
在凝聚粒子形成步骤中,例如可对于混合分散液,利用旋转剪切型均质机在搅拌下、室温(例如25℃)下添加所述凝聚剂,将混合分散液的pH值调整为酸性(例如pH值为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂后,进行所述加热。
作为凝聚剂,例如可列举:与混合分散液中所添加的作为分散剂而使用的表面活性剂为相反极性的表面活性剂、无机金属盐、二价以上的金属络合物。尤其是在使用金属络合物作为凝聚剂的情况下,可减少表面活性剂的使用量,带电特性提高。
视需要可使用与凝聚剂的金属离子形成络合物或者类似的键的添加剂。作为所述添加剂,适宜使用螯合剂。
作为无机金属盐,例如可列举:氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐;聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合体等。
作为螯合剂,可使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可列举:酒石酸、柠檬酸、葡糖酸等羟基羧酸;亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid,IDA)、次氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid,NTA)、乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)等。
作为螯合剂的添加量,例如相对于树脂粒子166质量份而优选6.61质量份以上且5.6质量份以下,更优选6.1质量份以上且小于3.6质量份。
经过以上步骤,可获得色粉粒子。
再者,也可经过以下步骤来制造色粉粒子:在获得分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液后,进一步混合所述凝聚粒子分散液、与分散有树脂粒子的树脂粒子分散液,以进而将树脂粒子附着于凝聚粒子的表面的方式进行凝聚,从而形成第二凝聚粒子的步骤;以及对分散有第二凝聚粒子的第二凝聚粒子分散液进行加热,使第二凝聚粒子融合·合一而形成核/壳结构的色粉粒子的步骤。
此处,在融合·合一步骤结束后,获得经过现有的清洗步骤、固液分离步骤、干燥步骤而使溶液中所形成的色粉粒子呈干燥状态的色粉粒子。
就带电性的方面而言,清洗工序可充分地实施利用离子交换水的置换清洗。另外,固液分离工序并无特别限制,就生产性的方面而言,可实施抽吸过滤、加压过滤等。另外,干燥工序的方法也无特别限制,就生产性的方面而言,可实施冷冻干燥、气流干燥、流动干燥、振动型流动干燥等。
而且,本实施方式的色粉例如可通过向所述获得的干燥状态的色粉粒子中添加外部添加剂并加以混合来制造。混合例如可利用V型搅拌器、亨舍尔混合机(Henschelmixer)、罗迪格混合机(Loedige mixer)等进行。进而,视需要可使用振动筛分机、风力筛分机等来除去色粉的粗大粒子。
·混炼粉碎法
另外,本实施方式的色粉粒子也可利用混炼粉碎法等粉碎法来制作。再者,在利用粉碎法来制作的情况下,其形状为不定形,例如形状系数SF1为所述范围。而且,由于其制法而容易在表面露出脱模剂,因此容易产生UFP。但是,在所述情况下,根据本实施方式,也可减少UFP排出至图像形成装置外的排出量。
混炼粉碎法是将粘结树脂、及至少包含熔解温度为所述范围的特定石蜡系蜡的脱模剂熔融混炼后,进行粉碎、分级,由此来制造色粉粒子的方法。混炼粉碎法中,例如可经过以下工序来制造色粉粒子:将包含粘结树脂及脱模剂的构成成分熔融混炼的混炼工序;将熔融混炼物冷却的冷却工序;将冷却后的混炼物粉碎的粉碎工序;以及将粉碎物分级的分级工序。
以下,对混炼粉碎法的各工序的详情进行说明。
-混炼工序-
混炼工序是将包含粘结树脂及脱模剂的构成成分(树脂粒子形成材料)熔融混炼来获得混炼物的工序。
作为混炼工序中可使用的混炼机,例如可列举三辊型、单轴螺杆型、双轴螺杆型、班伯里混合机(Banbury mixer)型。
另外,作为熔融温度,只要根据所混炼的粘结树脂及脱模剂的种类、调配比等来决定即可。
-冷却工序-
冷却工序是将所述混炼工序中所形成的混炼物冷却的工序。
冷却工序中,为了保持混炼工序刚刚结束后的分散状态,优选自混炼工序结束时混炼物的温度,以4℃/秒以上的平均降温速度冷却至46℃以下。
再者,所谓平均降温速度,是指自混炼工序结束时混炼物的温度降温至46℃的速度的平均值。
作为冷却工序中的冷却方法,例如可列举使用使冷水或盐水(brine)循环的轧压辊及夹入式冷却带等的方法。再者,在利用所述方法来进行冷却的情况下,其冷却速度是由轧压辊的速度、盐水的流量、混炼物的供给量、混炼物的轧压时的板坯厚度等来决定。板坯厚度优选为1mm以上且3mm以下的薄度。
-粉碎工序-
将通过冷却工序而冷却的混炼物在粉碎工序中粉碎,由此而形成粒子。
粉碎工序中例如可使用机械式粉碎机、喷射式粉碎机等。
-分级工序-
粉碎工序中所获得的粉碎物(粒子)视需要可利用分级工序进行分级。
分级工序中,可使用从前一直使用的离心式分级机、惯性式分级机等,将微粉(较目标范围的粒径更小的粒子)及粗粉(较目标范围的粒径更大的粒子)去除。
而且,本实施方式的色粉例如可通过在所获得的干燥状态的色粉粒子中添加外部添加剂,并加以混合来制造。混合例如可利用V型搅拌器、亨舍尔混合机、罗迪格混合机等来进行。进而,视需要可使用振动筛分机、风力筛分机等来除去色粉的粗大粒子。
<静电荷像显影剂>
本实施方式的静电荷像显影剂至少包含本实施方式的色粉。
本实施方式的静电荷像显影剂可为仅包含本实施方式的色粉的单组分显影剂,也可为将所述色粉与载体混合的双组分显影剂。
载体并无特别限制,可列举现有的载体。作为载体,例如可列举:在包含磁性粉的芯材的表面被覆被覆树脂的被覆载体;将磁性粉分散·调配于基质树脂中的磁性粉分散型载体;使树脂含浸于多孔质的磁性粉中的树脂含浸型载体等。
再者,磁性粉分散型载体及树脂含浸型载体可为将所述载体的构成粒子设为芯材并在其上被覆被覆树脂而成的载体。
作为磁性粉,例如可列举:铁、镍、钴等磁性金属、铁氧体、磁铁矿等磁性氧化物等。
作为被覆树脂及基质树脂,例如可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基乙酸酯、聚乙烯基醇、聚乙烯基丁缩醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、包含有机硅氧烷键而构成的纯硅酮树脂或其改性品、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、苯酚树脂、环氧树脂等。
再者,也可在被覆树脂及基质树脂中包含导电性粒子等其他添加剂。
作为导电性粒子,可列举:金、银、铜等金属、碳黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾等粒子。
此处,对芯材的表面被覆被覆树脂时,可列举利用将被覆树脂及视需要的各种添加剂溶解于适当的溶媒中而成的被覆层形成用溶液进行被覆的方法等。作为溶媒,并无特别限定,只要考虑所使用的被覆树脂、涂布适性等来选择即可。
作为具体的树脂被覆方法,可列举:将芯材浸渍于被覆层形成用溶液中的浸渍法;对芯材表面喷雾被覆层形成用溶液的喷雾法;在利用流动空气使芯材浮游的状态下喷雾被覆层形成用溶液的流化床法;在捏合涂布机中将载体的芯材与被覆层形成用溶液混合,并去除溶剂的捏合涂布机法等。
二成分显影剂中的色粉与载体的混合比(质量比)优选色粉:载体=1:166至36:166,更优选3:166至26:166。
[实施例]
以下,列举实施例及比较例,更具体地对本发明进行详细说明,但本发明不受这些实施例的任何限定。
<结晶性树脂(A)的制作>
首先,在三口烧瓶中,使癸二酸二甲酯166质量份、己二醇67.8质量份、及二丁基氧化锡6.16质量份,在氮气环境下,一边将反应中生成的水去除至系统外,一边在185℃下反应5小时后,一边缓缓地减压一边将温度提高至226℃,反应6小时后加以冷却。以所述方式来准备重量平均分子量为33766的结晶性树脂(A)。
<非晶性树脂的制作>
(非晶性树脂(1)的制作)
首先,在三口烧瓶中,使对苯二甲酸二甲酯61质量份、反丁烯二酸二甲酯75质量份、十二碳烯丁二酸酐34质量份、偏苯三甲酸16质量份、双酚A环氧乙烷加成物137质量份、双酚A环氧丙烷加成物191质量份、及二丁基氧化锡6.3质量份,在氮气环境下,一边通过反应而生成的水去除至系统外,一边在186℃下反应3小时后,一边缓缓地减压一边将温度提高至286℃,反应2小时后加以冷却。以所述方式来准备重量平均分子量为19666的非晶性树脂(1)。
(非晶性树脂(2)的制作)
设为对苯二甲酸二甲酯66质量份、反丁烯二酸二甲酯74质量份、十二碳烯丁二酸酐36质量份、偏苯三甲酸22质量份,除此以外,以与非晶性树脂(1)的制作相同的方式来制作非晶性树脂(2)。非晶性树脂(2)的重量平均分子量为19566。
(非晶性树脂(3)的制作)
设为对苯二甲酸二甲酯66质量份、反丁烯二酸二甲酯76质量份、十二碳烯丁二酸酐29质量份、偏苯三甲酸29质量份,除此以外,以与非晶性树脂(1)的制作相同的方式来制作非晶性树脂(3)。非晶性树脂(3)的重量平均分子量为18266。
(非晶性树脂(4)的制作)
设为对苯二甲酸二甲酯55质量份、反丁烯二酸二甲酯64质量份、十二碳烯丁二酸酐27质量份、偏苯三甲酸46质量份,除此以外,以与非晶性树脂(1)的制作相同的方式来制作非晶性树脂(4)。非晶性树脂(4)的重量平均分子量为17266。
<色粉的制作>
(色粉(1)的制作)
将非晶性树脂(1)79质量份、着色剂(C.I.颜料蓝15:1)7质量份、脱模剂(石蜡、熔解温度73℃、日本精蜡股份有限公司制造)5质量份、及结晶性树脂A(熔点71℃)8质量份投入亨舍尔混合机(日本焦炭工业股份有限公司制造)中,以圆周速度15m/秒搅拌混合5分钟后,利用挤出机(extruder)型连续混炼机将所获得的搅拌混合物熔融混炼。
此处,挤出机的设定条件为供给侧温度为166℃、排出侧温度为136℃、冷却辊的供给侧温度为46℃、排出侧温度为25℃。再者,将冷却带的温度设定为16℃。
在使所获得的熔融混炼物冷却后,使用锤磨机进行粗粉碎,接着,使用喷射式粉碎机(日本气动工业公司制造)微粉碎为6.5μm,进而使用弯头喷射(Elbow-Jet)分级机(日铁矿业股份有限公司制造;型号:EJ-LABO)进行分级,获得体积平均粒径6.9μm的色粉粒子。SF1为145。甲苯不溶分为25质量%。
(色粉(2)的制作)
使用非晶性树脂(2)来代替非晶性树脂(1),除此以外,利用与实施例1相同的方法来获得体积平均粒径6.8μm的色粉粒子。SF1为147。甲苯不溶分为29质量%。
(色粉(3)的制作)
使用非晶性树脂(3)来代替非晶性树脂(1),除此以外,利用与实施例1相同的方法来获得体积平均粒径7.6μm的色粉粒子。SF1为149。甲苯不溶分为35质量%。
(色粉(4)的制作)
使用非晶性树脂(4)来代替非晶性树脂(1),除此以外,利用与实施例1相同的方法来获得体积平均粒径7.3μm的色粉粒子。SF1为151。甲苯不溶分为46质量%。
(色粉(C1)的制作)
使用石蜡(贝克派洛特(Baker Petrolite)制造:波力蜡(Polywax)725、熔解温度165℃)来代替实施例1中使用的石蜡,除此以外,利用与实施例1相同的方法来获得体积平均粒径7.6μm的色粉粒子。SF1为146。甲苯不溶分为45质量%。
(色粉及显影剂的制作)
使用亨舍尔混合机(三井三池制作所制造),将各色粉粒子166质量份、作为外部添加剂的市售的气相二氧化硅(fumed silica)RX56(日本艾罗西尔(Aerosil)制造)1.2质量份以圆周速度36m/s、5分钟的条件混合,获得色粉(1)~色粉(4)、色粉(C1)。
接着,将所获得的各色粉8质量份、载体166质量份混合,分别制作显影剂(1)~显影剂(4)、显影剂(C1)。
再者,载体是以如下方式获得:对于铁氧体粒子(体积平均粒径:56μm)166质量份、甲苯14质量份、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(成分比:苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯=96/16、重量平均分子量Mw=86666)2质量份,首先对将铁氧体粒子除外的所述成分,利用搅拌器搅拌16分钟来分散,制备被覆液,接下来,将所述被覆液及铁氧体粒子加入至真空脱气型捏合机(井上制作所制作)中,在66℃下搅拌36分钟后,进而一边加温一边减压来脱气,使其干燥,之后以165μm进行筛分。
<实施例A1~实施例A5>
作为图像形成装置,准备图像形成装置(富士施乐(Fuji Xerox)公司制造,制品名“得库科乐(DocuColor)1456”的改造机)。
将所述图像形成装置改造为包括如下定影装置的装置,所述定影装置是具有类似图2的构成的定影装置(定影装置A),且以与定影带的外周面侧相向,与被加热体接触的方式设置有沿定影带的移行方向的相反方向旋转的捕集构件。作为捕集构件,使用刷辊(刷状的捕集构件)。刷辊是包括中空轴、及设置于中空轴的周围的刷的刷辊。刷辊配置于被加热体与第二加热辊的接触区域中的被加热体移行方向上游侧的周边(距离接触区域中被加热体移行方向的起点为26mm的位置)。另外,刷辊设为自中空轴利用空气来抽吸的情况、及不抽吸的情况两种形态。进而,将设置于图像形成装置的排气口的过滤器拆除。再者,第一加热辊的定影设定温度为145℃,第二加热辊的定影设定温度为166℃。
而且,将表1所示的显影剂收容在所述图像形成装置的显影装置内。
<实施例B1~实施例B4>
作为图像形成装置,准备图像形成装置(富士施乐公司制造,制品名“得库科乐(DocuColor)1456”的改造机)。
将所述图像形成装置改造为包括如下定影装置的装置,所述定影装置是具有类似图3的构成的定影装置(定影装置B),且在定影带的外周面侧设置有捕集构件。作为捕集构件,使用多孔质体的捕集构件。多孔质体以不与定影带接触的状态配置于被加热体与第二加热辊的接触区域中的被加热体移行方向上游侧的周边(自第二加热部件至捕集构件的距离为36mm以上且76nm以下的位置)。捕集构件是由聚苯硫醚所获得的多孔质体,开口面积与总面积的比(开口面积/总面积)为5,平均细孔径为6.1μm,厚度为5mm。所述多孔质体的捕集构件不进行抽吸。进而,将设置于图像形成装置的排气口的过滤器拆除。再者,第一加热辊的定影设定温度为176℃,第二加热辊的定影设定温度为166℃。
而且,在所述图像形成装置的显影装置内收容表1所示的显影剂。
<比较例1~比较例2、参考例>
作为图像形成装置,准备实施例A1~实施例A5及实施例B1~实施例B4中所准备的图像形成装置的改造机。所述改造机设为包括未配置捕集构件的定影装置的图像形成装置。再者,定影设定温度分别设为与使用定影装置A或定影装置B的情况相同的温度。
而且,在所述图像形成装置的显影装置内收容表1所示的显影剂。
<评价>
(低温定影性的评价)
在J纸(A4)上制作色粉的载量为4.6g/m2的4cm×5cm的未定影图像的片,在工艺速度固定为146mm/sec的条件下对其打印,在86℃至186℃的范围内每隔5℃地使定影温度(第一加热辊的定影设定温度)改变温度来进行定影,测定不会产生偏移的最低的定影温度(最低定影温度)。再者,第二加热辊的定影设定温度固定为186℃。
关于所述评价的结果,实施例A1~实施例A4、实施例B1~实施例B4及比较例1~比较例2中,最低定影温度小于136℃,显示出良好的结果。另一方面,参考例中,脱模剂的熔解温度高,因而与实施例A1~实施例A4、实施例B1~实施例B4及比较例1~比较例2相比,最低定影温度高(146℃以上),为低温定影性低的结果。
(UFP的评价)
在温度22℃、湿度55%RH的环境下,以表1所示的定影设定温度在A3尺寸的1666张纸张的两面连续形成图像浓度166%的图像。图像形成中,对于自图像形成装置排出的UFP,基于富士施乐公司内部国际检验中心的RAL UZ-171,测定粒子发射(emission)率(PER16PW)。
根据所测定出的粒子发射率的值[单位(粒子数/16分钟)],以G1~G3的三个阶段进行评价,再者,将比较例的包括未配置捕集构件的定影装置的情况作为基准(G3)来进行相对评价。G1表示值最小,UFP少。
[表1]
Figure BDA0001987092910000291
根据所述结果,与各比较例相比,各实施例可抑制源自色粉中所含的脱模剂的UFP的释放量。
再者,参考例中,色粉中所含的脱模剂的熔解温度超过166℃,因此源自色粉中所含的脱模剂的UFP的释放量少。

Claims (17)

1.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
像保持体;
带电部件,使所述像保持体的表面带电;
静电荷像形成部件,在带电的所述像保持体的表面形成静电荷像;
显影部件,收容包含静电荷像显影用色粉的静电荷像显影剂,并利用所述静电荷像显影剂,将形成于所述像保持体的表面的静电荷像作为色粉图像来显影,其中所述静电荷像显影用色粉具有色粉粒子,所述色粉粒子包含熔解温度为60℃以上且100℃以下的脱模剂;
转印部件,将形成于所述像保持体的表面的色粉图像转印到记录介质的表面;以及
定影部件,使转印到所述记录介质的表面的色粉图像定影,
其中所述定影部件包括:
环状的被加热体,与转印到所述记录介质的表面的色粉图像接触;
加压构件,通过对所述被加热体的外周面进行加压而在与所述被加热体之间形成夹入区域;
第一加热部件,以与所述夹入区域中的所述被加热体的内周面相接的方式设置,来对所述被加热体进行加热;
第二加热部件,在较所述第一加热部件更靠所述被加热体的移行方向下游侧,以与所述被加热体相接的方式设置,来对所述被加热体进行加热;以及
捕集构件,位于所述被加热体的外周面侧且设置于所述第二加热部件的周边来捕集粒子。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,所述脱模剂的熔解温度为60℃以上且90℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置,其特征在于,所述脱模剂为石蜡。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述色粉粒子包含结晶性树脂。
5.根据权利要求4所述的图像形成装置,其特征在于,相对于色粉粒子的质量,所述结晶性树脂的含量为3质量%以上且20质量%以下。
6.根据权利要求4或5所述的图像形成装置,其特征在于,相对于色粉粒子的质量,所述结晶性树脂的含量为5质量%以上且15质量%以下。
7.根据权利要求6所述的图像形成装置,其特征在于,所述静电荷像显影用色粉的甲苯不溶分为25质量%以上且40质量%以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述色粉粒子的形状系数SF1为140以上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述捕集构件为刷状。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述捕集构件为多孔质体。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述捕集构件含有聚苯硫醚。
12.根据权利要求10或11所述的图像形成装置,其特征在于,所述捕集构件的开口面积与总面积的比为5以上,平均细孔径为0.1μm以上且2.0μm以下,厚度为0.5mm以上且50mm以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述第二加热部件的定影设定温度为100℃以上且200℃以下。
14.根据权利要求13所述的图像形成装置,其特征在于,所述第二加热部件的定影设定温度为120℃以上且200℃以下。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述第二加热部件与所述被加热体的内周面相接而设置,所述捕集构件与所述第二加热部件相向且与所述被加热体的外周面相接而设置。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述第二加热部件以与所述被加热体的外周面相接而形成接触区域的方式设置,所述捕集构件设置于较所述接触区域更靠所述被加热体的移行方向上游侧的周边。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述第二加热部件的定影设定温度与所述色粉粒子中的所述脱模剂的熔解温度的差为30℃以上且140℃以下。
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