CN114253097A - 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成法。该静电图像显影用色调剂包含含有粘结性树脂的色调剂颗粒以及外添剂,色调剂中的Mg元素的荧光X射线的NET强度为0.10kcps以上1.20kcps以下,上述外添剂包含脂肪酸金属盐颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
电子照相法等将图像信息可视化的方法目前被用于各种领域中。电子照相法中,通过充电和静电图像形成而在图像保持体的表面形成作为图像信息的静电图像。之后利用包含色调剂的显影剂在图像保持体的表面形成色调剂图像,将该色调剂图像转印至记录介质后,将色调剂图像定影于记录介质。经过这些步骤,将图像信息可视化为图像。
例如,日本特开2017-134192号公报中公开了一种静电图像显影用色调剂,其是含有色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂,其特征在于,上述色调剂颗粒含有:作为具有酸基的乙烯基单体的聚合物的乙烯基树脂、聚酯树脂、铝(Al)和镁(Mg)中的至少一者以及锡(Sn),将通过荧光X射线分析测定的上述色调剂颗粒中的Al、Mg和Sn的Net强度分别表示为IAl、IMg和ISn时,(IAl+IMg)/ISn处于0.5~2.5的范围内。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供静电图像显影用色调剂等,与在包含外添剂以及含有粘结性树脂的色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂中,色调剂中的Mg的荧光X射线的NET强度小于0.10kcps或大于1.20kcps、或者上述外添剂仅为二氧化硅颗粒的情况相比,本发明提供的静电图像显影用色调剂所得到的图像的浓度不均抑制性优异。
根据本发明的第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,其包含含有粘结性树脂的色调剂颗粒以及外添剂,色调剂中的Mg元素的荧光X射线的NET强度为0.10kcps以上1.20kcps以下,上述外添剂包含脂肪酸金属盐颗粒。
根据本发明的第2方案,上述脂肪酸金属盐颗粒为脂肪酸锌颗粒。
根据本发明的第3方案,上述脂肪酸金属盐颗粒为硬脂酸锌颗粒。
根据本发明的第4方案,上述静电图像显影用色调剂中,上述粘结性树脂包含非晶性树脂以及结晶性树脂。
根据本发明的第5方案,上述结晶性树脂包含α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的缩聚物。
根据本发明的第6方案,上述α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的缩聚物包括1,10-癸烷二羧酸与1,6-己二醇的缩聚物。
根据本发明的第7方案,上述色调剂颗粒进一步包含离型剂,上述离型剂包含酯蜡。
根据本发明的第8方案,上述离型剂包含碳原子数10以上30以下的高级脂肪酸与一元或多元的碳原子数1以上30以下的醇成分之间形成的酯蜡。
根据本发明的第9方案,具有下述色调剂颗粒:在对上述色调剂颗粒的断面进行观察时,至少2个上述结晶性树脂微区(domain)满足下述条件(A)、下述条件(B1)、下述条件(C)和下述条件(D)。
条件(A):上述结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下。
条件(B1):上述结晶性树脂微区的长轴长度为0.5μm以上1.5μm以下。
条件(C):上述结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为上述延长线与上述色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为60度以上90度以下。
条件(D):2个上述结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
根据本发明的第10方案,具有下述色调剂颗粒:在对上述色调剂颗粒的断面进行观察时,至少2个上述结晶性树脂微区满足下述条件(A)、下述条件(B2)、下述条件(C)和下述条件(D)。
条件(A):上述结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下。
条件(B2):2个结晶性树脂微区中的至少一个微区的长轴方向的长度相对于上述色调剂颗粒的最大径的比例为10%以上30%以下。
条件(C):上述结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为上述延长线与上述色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为60度以上90度以下。
条件(D):2个上述结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
根据本发明的第11方案,提供一种静电图像显影剂,其包含上述静电图像显影用色调剂。
根据本发明的第12方案,提供一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储上述静电图像显影用色调剂。
根据本发明的第13方案,提供一种在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储上述静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
根据本发明的第14方案,提供一种图像形成装置,其具备:图像保持体;充电机构,其对上述图像保持体表面进行充电;静电图像形成机构,其在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;显影机构,其存储上述静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印机构,其将形成在上述图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影机构,其将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
根据本发明的第15方案,提供一种图像形成方法,其具有下述步骤:充电步骤,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成步骤,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;显影步骤,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印步骤,将形成在上述图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影步骤,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
(效果)
根据上述第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与在包含外添剂以及含有粘结性树脂的色调剂颗粒的静电图像显影用色调剂中,色调剂中的Mg的荧光X射线的NET强度小于0.10kcps或大于1.20kcps或者上述外添剂仅为二氧化硅颗粒的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性优异。
根据上述第2方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述脂肪酸金属盐颗粒为脂肪酸钙颗粒的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第3方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述脂肪酸金属盐颗粒为棕榈酸锌颗粒的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第4方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述粘结性树脂仅包含非晶性树脂的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第5方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述结晶性树脂为具有支链结构的聚酯树脂的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第6方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的缩聚物包括1,10-癸烷二羧酸与1,9-壬二醇的缩聚物的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第7方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述离型剂为烃系蜡的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第8方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与上述离型剂为碳原子数小于10或大于30的高级脂肪酸与醇成分的酯蜡的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性更为优异。
根据上述第9方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与仅具有在对色调剂颗粒的断面进行观察时至少2个结晶性树脂微区不满足上述条件(A)、上述条件(B1)、上述条件(C)和上述条件(D)的色调剂颗粒的情况相比,所得到的图像的光泽不均抑制性优异。
根据上述第10方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与仅具有在对色调剂颗粒的断面进行观察时至少2个结晶性树脂微区不满足上述条件(A)、上述条件(B2)、上述条件(C)和上述条件(D)的色调剂颗粒的情况相比,所得到的图像的光泽不均抑制性优异。
根据上述第11、12、13、14或15的方案,提供静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置或者图像形成方法,与应用在包含含有粘结性树脂的色调剂颗粒以及外添剂的静电图像显影用色调剂中色调剂中的Mg的荧光X射线的NET强度小于0.10或大于1.20、或者上述外添剂仅为二氧化硅颗粒的静电图像显影用色调剂的情况相比,所得到的图像的浓度不均抑制性优异。
附图说明
图1为示出本实施方式的图像形成装置的一例的示意性构成图。
图2为示出本实施方式的处理盒的一例的示意性构成图。
图3为示出本实施方式的静电图像显影用色调剂中的色调剂颗粒的断面的示意图。
具体实施方式
下面对作为本发明一例的实施方式进行详细说明。
需要说明的是,在阶段性地记载的数值范围中,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以被替换成所记载的其他阶段的数值范围的上限值或下限值。
另外,在数值范围中,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以被替换为实施例中所示的值。
关于组合物中的各成分的量,在组合物中符合各成分的物质存在两种以上的情况下,只要不特别声明,是指组合物中所存在的上述2种以上的物质的总量。
“步骤”这一用语不仅包含独立的步骤,而且即使在无法与其他步骤明确区分的情况下,只要可实现该步骤的期望目的,则也包含在本术语中。
<静电图像显影用色调剂>
本实施方式的静电图像显影用色调剂包含含有粘结性树脂的色调剂颗粒以及外添剂,色调剂中的Mg元素的荧光X射线的NET强度为0.10kcps以上1.20kcps以下,上述外添剂包含脂肪酸金属盐颗粒。
本发明人发现,Mg元素具有容易离子化的性质,因此容易附着吸附水分,在色调剂中包含Mg元素的情况下,在高温高湿环境下色调剂向转印部件上的附着力增加,可能会发生因转印性不均匀而引起的浓度不均。
脂肪酸金属盐颗粒以静电方式被供给至非图像部。在连续地印刷具有图像部和非图像部的图表时,转印残留的色调剂存在于转印带上的图像部,脂肪酸金属盐的覆膜形成于非图像部。
通过在色调剂中的Mg的荧光X射线的NET强度为0.10kcps以上1.20kcps以下的色调剂中使用脂肪酸金属盐颗粒,色调剂的结合水分强力附着脂肪酸金属盐颗粒,色调剂与脂肪酸金属盐颗粒以相互附着的状态运动,因此脂肪酸金属盐颗粒也被供给至图像部,在图像部和非图像部均形成脂肪酸金属盐的润滑覆膜,由此可抑制色调剂附着力的增加,抑制所得到的图像中的浓度不均。
(色调剂中的Mg元素的荧光X射线的NET强度)
本实施方式的静电图像显影用色调剂中,色调剂中的Mg元素的荧光X射线的NET强度为0.10kcps以上1.20kcps以下,从所得到的图像中的浓度不均抑制的方面出发,优选为0.15kcps以上1.10kcps以下、更优选为0.20kcps以上1.00kcps以下。
本实施方式的静电图像显影用色调剂中,作为色调剂中的Mg元素的供给源没有特别限制,可以举出氯化镁等镁凝集剂及其残渣、作为添加剂的镁盐等。
Mg元素的Net强度的测定方法如下。
将色调剂(如果是包含外添剂的色调剂,外添剂也包括在内)约5g使用压塑成型机在负荷10t、60秒的加压的条件下进行压缩,制作直径50mm且厚度2mm的圆盘。将该圆盘作为试样,使用扫描型荧光X射线分析装置(Rigaku公司制造ZSX Primus II)在下述条件下进行定性定量元素分析,求出Mg元素的Net强度(单位:kilo counts per second(千次每秒),kcps)。
·管电压:40kV
·管电流:70mA
·对阴极:铑
·测定时间:15分钟
·分析径:直径10mm
(外添剂)
-脂肪酸金属盐颗粒-
本实施方式的静电图像显影用色调剂包含脂肪酸金属盐颗粒作为外添剂。
作为脂肪酸金属盐颗粒,例如可以举出脂肪酸(例如硬脂酸、12-羟基硬脂酸、山嵛酸、褐煤酸、月桂酸、其他有机酸等脂肪酸)与金属(例如钙、锌、镁、铝、其他金属(Na、Li等))的盐的颗粒。
作为脂肪酸金属盐颗粒,具体地说,例如可以举出硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸铁、硬脂酸铜、棕榈酸镁、棕榈酸钙、油酸锰、油酸锌、月桂酸锌、棕榈酸锌等的颗粒。
这些之中,从所得到的图像中的浓度不均抑制、润滑性、疏水性和润湿性等方面出发,脂肪酸金属盐颗粒优选为脂肪酸锌盐颗粒,更优选为硬脂酸锌、油酸锌颗粒、月桂酸锌颗粒或棕榈酸锌颗粒,特别优选为硬脂酸锌颗粒。
需要说明的是,脂肪酸金属盐颗粒也可以为两种以上的脂肪酸金属盐的混合颗粒。另外,脂肪酸金属盐颗粒也可以为包含脂肪酸金属盐与其他成分的颗粒。作为其他成分,例如可以举出高级脂肪酸醇等。其中,脂肪酸金属盐颗粒中包含10质量%以上的脂肪酸金属盐,优选包含50质量%以上的脂肪酸金属盐,更优选包含80质量%以上的脂肪酸金属盐,进一步优选包含90质量%以上的脂肪酸金属盐,特别优选包含95质量%以上100质量%以下的脂肪酸金属盐。
从所得到的图像中的浓度不均抑制的方面出发,脂肪酸金属盐颗粒的体积平均粒径优选为0.3μm以上10μm以下、更优选为0.5μm以上8μm以下、特别优选为2μm以上6μm以下。
脂肪酸金属盐颗粒的体积平均粒径为通过如下所示的方法测定出的值。
即,作为测定装置,使用激光衍射·散射式粒度分布测定装置“LA-920”(株式会社堀场制作所制)。测定条件的设定和测定数据的分析使用LA-920附带的专用软件“HORIBALA-920for Windows(注册商标)WET(LA-920)Ver.2.02(株式会社堀场制作所制)”。另外,作为测定溶剂,使用预先出去了不纯固体物质等的离子交换水。
从所得到的图像中的浓度不均抑制的方面出发,脂肪酸金属盐颗粒的含量相对于色调剂颗粒100质量份优选为0.01质量份以上5质量份以下、更优选为0.02质量份以上3.0质量份以下、进一步优选为0.03质量份以上1.0质量份以下、特别优选为0.05质量份以上0.5质量份以下。
另外,从所得到的图像中的浓度不均抑制的方面出发,后述的色调剂颗粒的体积平均粒径D与上述脂肪酸金属盐颗粒的体积平均粒径d之比D/d的值优选为0.1以上50以下、更优选为0.2以上20以下、进一步优选为0.5以上10以下、特别优选为0.7以上3以下。
另外,作为外添剂,也可以包含上述脂肪酸金属盐颗粒以外的颗粒。
另外,作为上述脂肪酸金属盐颗粒以外的外添剂使用的颗粒的个数平均粒径优选为5nm以上400nm以下、更优选为10nm以上200nm以下。
上述脂肪酸金属盐颗粒以外的外添剂没有特别限制,可以举出无机颗粒或者有机颗粒。
作为无机颗粒,可以举出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、SrTiO3等。
作为有机颗粒,可以举出树脂颗粒(有机硅树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三聚氰胺树脂等树脂颗粒)、清洁活剂(例如以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐、氟系高分子量体的颗粒)等。
其中优选二氧化硅颗粒、二氧化钛颗粒或者二氧化硅二氧化钛复合颗粒,特别优选二氧化硅颗粒。
作为上述脂肪酸金属盐颗粒以外的外添剂的含量,从所得到的图像中的浓度不均抑制的方面出发,相对于色调剂颗粒100质量份优选为0.01质量份以上10质量份以下、更优选为0.05质量份以上5质量份以下、进一步优选为0.1质量份以上2质量份以下。
(色调剂颗粒)
色调剂包含含有粘结性树脂的色调剂颗粒。需要说明的是,色调剂颗粒也可以包含着色剂、离型剂、其他添加剂。
-粘结性树脂-
从图像强度以及所得到的图像中的浓度不均抑制的方面出发,粘结性树脂优选含有非晶性树脂以及结晶性树脂。
此处,非晶性树脂是指如下树脂:在使用差示扫描量热测定(DSC)的热分析测定中不具有明确的吸热峰、仅具有阶梯状吸热变化,并且在常温下为固体、在玻璃化转变温度以上的温度下发生热塑化。
另一方面,结晶性树脂是指在差示扫描热量测定(DSC)中不存在阶梯状的吸热量变化、具有明确的吸热峰。
具体地说,例如,结晶性树脂是指以升温速度10℃/min测定时的吸热峰的半峰宽为10℃以内,非晶性树脂是指半峰宽大于10℃的树脂或者未确认到明确的吸热峰的树脂。
对非晶性树脂进行说明。
作为非晶性树脂,例如可以举出非晶性聚酯树脂、非晶性乙烯基树脂(例如苯乙烯丙烯酸树脂等)、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂等公知的非晶性树脂。这些之中,从所得到的图像中的浓度不均抑制和露白抑制的方面出发,优选非晶性聚酯树脂、非晶性乙烯基树脂(特别是苯乙烯丙烯酸树脂),更优选非晶性聚酯树脂。
需要说明的是,作为非晶性树脂将非晶性聚酯树脂与苯乙烯丙烯酸树脂合用的方式也是优选的方式。
作为非晶性聚酯树脂,例如可以举出多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为非晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成品。
作为多元羧酸,例如可以举出脂肪族二羧酸(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、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、萘二甲酸等)、它们的酸酐或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。这些之中,作为多元羧酸,优选芳香族二羧酸。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的三元以上羧酸合用。作为三元以上羧酸,例如可以举出偏苯三酸、苯均四酸、它们的酸酐或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯等。
多元羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为多元醇,例如可以举出脂肪族二醇(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、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)。这些之中,作为多元醇,优选芳香族二醇、脂环式二醇,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,也可以将二醇与采取交联结构或支链结构的三元以上多元醇合用。作为三元以上多元醇,例如可以举出甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
多元醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
非晶性聚酯树脂通过公知的制造方法得到。具体地说,例如通过下述方法得到:使聚合温度为180℃以上230℃以下,根据需要将反应体体系内减压,一边除去缩合时产生的水或醇一边使其反应。原料单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可以加入高沸点溶剂作为溶解辅助剂使其溶解。这种情况下,一边蒸馏除去溶解辅助剂一边进行缩聚反应。共聚反应中存在相容性差的单体的情况下,可以预先使相容性差的单体与要与该单体缩聚的酸或醇进行缩合,之后与主成分进行缩聚。
作为粘结性树脂、特别是非晶性树脂,可以举出苯乙烯丙烯酸树脂。
苯乙烯丙烯酸树脂为苯乙烯系单体(具有苯乙烯骨架的单体)与(甲基)丙烯酸系单体(具有(甲基)丙烯酰基的单体、优选具有(甲基)丙烯酰氧基的单体)至少经共聚而成的共聚物。苯乙烯丙烯酸树脂例如包含苯乙烯类单体与(甲基)丙烯酸酯类单体的共聚物。
需要说明的是,苯乙烯丙烯酸树脂中的丙烯酸树脂部分为丙烯酸系单体和甲基丙烯酸系单体中的任一者、或者为这两者经聚合而成的部分结构。另外,“(甲基)丙烯酸”这一表达既包括“丙烯酸”又包括“甲基丙烯酸”。
作为苯乙烯系单体,例如具体地说可以举出苯乙烯、烷基取代苯乙烯(例如α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯等)、卤素取代苯乙烯(例如2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯等)、乙烯基萘等。苯乙烯系单体可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
这些之中,作为苯乙烯系单体,从反应容易性、反应的控制容易性以及获得性的方面出发,优选苯乙烯。
作为(甲基)丙烯酸系单体,例如具体地说可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯。作为(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸烷基酯(例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、((甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸异己酯、(甲基)丙烯酸异庚酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯等)、(甲基)丙烯酸芳基酯(例如(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸联苯酯、(甲基)丙烯酸二苯基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基苯酯、(甲基)丙烯酸三联苯酯等)、(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-β-羧基乙酯、(甲基)丙烯酰胺等。(甲基)丙烯酸系单体可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
需要说明的是,(甲基)丙烯酸系单体中,从定影性的方面出发,这些(甲基)丙烯酸酯中,优选具有碳原子数2以上14以下(优选碳原子数2以上10以下、更优选为3~8)的烷基的(甲基)丙烯酸酯。
其中优选(甲基)丙烯酸正丁酯、特别优选丙烯酸正丁酯。
苯乙烯系单体与(甲基)丙烯酸系单体的共聚比(质量基准、苯乙烯系单体/(甲基)丙烯酸系单体)没有特别限制,优选为85/15~70/30。
苯乙烯丙烯酸树脂也可以具有交联结构。具有交联结构的苯乙烯丙烯酸树脂优选可以举出例如苯乙烯系单体与(甲基)丙烯酸系单体与交联性单体至少经共聚而成的树脂。
作为交联性单体,例如可以举出2官能以上的交联剂。
作为2官能的交联剂,例如可以举出二乙烯基苯、二乙烯基萘、二(甲基)丙烯酸酯化合物(例如二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺、癸二醇二丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等)、聚酯型二(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-([1’-甲基亚丙基氨基]羧基氨基)乙酯等。
作为多官能的交联剂,可以举出三(甲基)丙烯酸酯化合物(例如季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等)、四(甲基)丙烯酸酯化合物(例如季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、低聚酯(甲基)丙烯酸酯等)、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基、聚乙氧基苯基)丙烷、邻苯二甲酸二烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、异氰脲酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、氯菌酸二烯丙酯等。
其中,作为交联性单体,从抑制图像浓度降低的发生并且抑制图像浓度不均的发生以及定影性的方面出发,优选2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物,更优选2官能(甲基)丙烯酸酯化合物,进一步优选具有碳原子数6以上20以下的亚烷基的2官能(甲基)丙烯酸酯化合物,特别优选具有碳原子数6以上20以下的直链亚烷基的2官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
交联性单体相对于全部单体的共聚比(质量基准、交联性单体/全部单体)没有特别限制,优选为2/1,000~20/1,000。
苯乙烯丙烯酸树脂的制作方法没有特别限制,应用各种聚合方法(例如溶液聚合、沉淀聚合、悬浮聚合、本体聚合、乳液聚合等)。另外,聚合反应应用公知的操作(例如间歇式、半连续式、连续式等)。
苯乙烯丙烯酸树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为0质量%以上20质量%以下、更优选为1质量%以上15质量%以下、进一步优选为2质量%以上10质量%以下。
非晶性树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为60质量%以上98质量%以下、更优选为65质量%以上95质量%以下、进一步优选为70质量%以上90质量%以下。
对非晶性树脂的特性进行说明。
非晶性树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃以上80℃以下、更优选为50℃以上65℃以下。
需要说明的是,玻璃化转变温度由通过差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线求出,更具体地说,通过JIS K 7121-1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的测定方法中记载的“外推玻璃化转变起始温度”求出。
非晶性树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000以上1,000,000以下、更优选为7,000以上500,000以下。
非晶性树脂的数均分子量(Mn)优选为2,000以上100,000以下。
非晶性树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5以上100以下、更优选为2以上60以下。
需要说明的是,重均分子量和数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。利用GPC的分子量测定中,作为测定装置使用东曹制GPC·HLC-8120GPC,使用东曹制柱·TSKgelSuperHM-M(15cm),利用THF溶剂进行测定。重均分子量和数均分子量使用由单分散聚苯乙烯标准试样制作的分子量校正曲线根据该测定结果计算出。
对结晶性树脂进行说明。
作为结晶性树脂,可以举出结晶性聚酯树脂、结晶性乙烯基树脂(例如聚亚烷基树脂、长链(甲基)丙烯酸烷基酯树脂等)等公知的结晶性树脂。这些之中,从所得到的图像中的浓度不均抑制和露白抑制的方面出发,优选结晶性聚酯树脂。
作为结晶性聚酯树脂,例如可以举出多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为结晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成物。
为了使结晶性聚酯树脂容易形成晶体结构,与使用具有芳香环的聚合性单体得到的缩聚物相比,结晶性聚酯树脂优选使用直链状脂肪族的聚合性单体得到的缩聚物。
作为多元羧酸,例如可以举出脂肪族二羧酸(例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-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-2,6-二甲酸等二元酸等)、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的三元以上羧酸合用。作为三元羧酸,例如可以举出芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸等)、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
作为多元羧酸,可以将这些二羧酸与具有磺酸基的二羧酸、具有烯键式双键的二羧酸合用。
多元羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为多元醇,例如可以举出脂肪族二醇(例如主链部分的碳原子数为7以上20以下的直链型脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如可以举出乙二醇、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、1,14-二十烷二醇等。这些之中,作为脂肪族二醇,优选1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇。
多元醇中,也可以将二醇与采取交联结构或支链结构的三元以上的醇合用。作为三元以上的醇,例如可以举出甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
多元醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
多元醇中,脂肪族二醇的含量可以为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上。
结晶性聚酯树脂的熔解温度优选为50℃以上100℃以下、更优选为55℃以上90℃以下、进一步优选为60℃以上85℃以下。
结晶性聚酯树脂的熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线通过JIS K7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的测定方法中记载的“熔解峰温度”来求出。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000以上35,000以下。
结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯树脂同样地通过公知的制造方法来得到。
作为结晶性聚酯树脂,从容易形成晶体结构的方面以及与非晶性聚酯树脂的相容性良好、其结果提高图像的定影性的方面出发,优选α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的聚合物。
作为α,ω-直链脂肪族二羧酸,优选将2个羧基连接的亚烷基的碳原子数为3以上14以下的α,ω-直链脂肪族二羧酸,更优选上述亚烷基的碳原子数为4以上12以下、进一步优选上述亚烷基的碳原子数为6以上10以下。
作为α,ω-直链脂肪族二羧酸,例如可以举出琥珀酸、戊二酸、己二酸、1,6-己烷二羧酸(常用名辛二酸)、1,7-庚烷二羧酸(常用名壬二酸)、1,8-辛烷二羧酸(常用名癸二酸)、1,9-壬烷二甲酸、1,10-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,其中优选1,6-己烷二羧酸、1,7-庚烷二羧酸、1,8-辛烷二羧酸、1,9-壬烷二甲酸、1,10-癸烷二羧酸。
α,ω-直链脂肪族二羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为α,ω-直链脂肪族二醇,优选将2个羟基连接的亚烷基的碳原子数为3以上14以下的α,ω-直链脂肪族二醇,更优选上述亚烷基的碳原子数为4以上12以下,进一步优选上述亚烷基的碳原子数为6以上10以下。
作为α,ω-直链脂肪族二醇,例如可以举出乙二醇、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、1,12-十二烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇等,其中优选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。
α,ω-直链脂肪族二醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的聚合物,从容易形成晶体结构的方面以及与非晶性聚酯树脂的相容性良好、其结果图像的定影性提高的方面出发,优选为选自由1,6-己烷二羧酸、1,7-庚烷二羧酸、1,8-辛烷二羧酸、1,9-壬烷二甲酸以及1,10-癸烷二羧酸组成的组中的至少一种与选自由1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇组成的组中的至少一种的聚合物,其中更优选1,10-癸烷二羧酸与1,6-己二醇的聚合物。
结晶性树脂在全部粘结性树脂中所占的比例优选为1质量%以上20质量%以下、更优选为2质量%以上15质量%以下、进一步优选为3质量%以上10质量%以下。
·其他粘结性树脂
作为粘结性树脂,例如可以举出烯键式不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚类(例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁醚等)、乙烯基酮类(例如乙烯基甲酮、乙烯基乙酮、乙烯基异丙烯酮等)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)等单体的均聚物、或者将这些单体2种以上组合而成的共聚物。
作为另外的粘结性树脂,例如可以举出环氧树脂、聚氨酯树脂、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、这些非乙烯基系树脂与上述乙烯基系树脂的混合物、或者在它们的共存下进行乙烯基系单体的聚合而得到的接枝聚合物等。
这些粘结性树脂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
粘结性树脂的含量相对于色调剂颗粒整体优选为40质量%以上95质量%以下、更优选为50质量%以上90质量%以下、进一步优选为60质量%以上85质量%以下。
-离型剂-
色调剂颗粒优选包含离型剂。
作为离型剂,例如可以举出:烃系蜡;巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡等天然蜡;褐煤蜡等的合成或矿物·石油系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯系蜡;等等。离型剂并不限于此。
作为离型剂,从所得到的图像中的浓度不均抑制和露白抑制、与非晶性聚酯树脂的相容性良好、其结果图像的定影性提高的方面出发,优选酯蜡,更优选碳原子数10以上30以下的高级脂肪酸与一元或多元的碳原子数1以上30以下的醇成分之间形成的酯蜡。
酯蜡为具有酯键的蜡。作为酯蜡,可以为单酯、二酯、三酯和四酯中的任一者,可以采用公知的天然或合成的酯蜡。
作为酯蜡,可以举出高级脂肪酸(碳原子数10以上的脂肪酸等)与一元或多元的脂肪族醇(碳原子数8以上的脂肪族醇等)之间形成的且熔解温度60℃以上110℃以下(优选65℃以上100℃以下、更优选为70℃以上95℃以下)的酯化合物。
作为酯蜡,例如可以举出高级脂肪酸(辛酸、癸酸、月桂酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、油酸等)与醇(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、硬脂醇、油醇等一元醇;甘油、乙二醇、丙二醇、山梨糖醇、季戊四醇等多元醇)之间形成的酯化合物,具体地说,可以举出巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、加州希蒙得木油(jojoba oil)、木蜡、蜜蜡、虫白蜡(イボタワックス)、羊毛脂、褐煤酸酯蜡等。
离型剂的熔解温度优选为50℃以上110℃以下、更优选为60℃以上100℃以下。
离型剂的熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线通过JISK7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的测定方法中记载的“熔解峰温度”来求出。
离型剂的含量相对于色调剂颗粒整体优选为1质量%以上20质量%以下、更优选为5质量%以上15质量%以下。
-其他添加剂-
作为其他添加剂,例如可以举出磁性体、电荷控制剂、无机粉体等公知的添加剂。这些添加剂以内添剂的形式包含在色调剂颗粒中。
-色调剂颗粒中的结晶性树脂微区的形态-
本实施方式的静电图像显影用色调剂中,在对色调剂颗粒的断面进行观察时,优选至少2个结晶性树脂微区(优选至少3个结晶性树脂微区)满足条件(A)、条件(B1)、条件(B2)、条件(C)和条件(D)。其中,至少2个结晶性树脂微区满足条件(B1)和条件(B2)中的至少一者即可。
条件(A):结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下。
条件(B1):结晶性树脂微区的长轴长度为0.5μm以上1.5μm以下。
条件(B2):结晶性树脂微区的长轴长度相对于色调剂颗粒的最大径的比例为10%以上30%以下。
条件(C):结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为60度以上90度以下。
条件(D):2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
本实施方式的色调剂通过上述构成可抑制在形成色调剂加载量多的图像时所产生的图像的光泽不均。其理由据推测如下。
在对色调剂颗粒的断面进行观察时,至少2个结晶性树脂微区满足下述条件(A)、下述条件(B1)、下述条件(C)和下述条件(D)的色调剂颗粒在色调剂颗粒中容易接近均匀地传递热,在色调剂图像的定影时不容易产生色调剂颗粒的熔融不均。
此处,色调剂颗粒满足上述各条件是指,纵横比大的椭圆状或针状且长轴长度长的2个结晶性树脂微区从色调剂颗粒的表面侧向内部伸展且交叉地配置(参照图3)。
并且,在进行具有满足上述各条件的第一色调剂颗粒的色调剂图像的定影时,在对第一色调剂颗粒赋予热后,通过椭圆状或针状的结晶性树脂的熔融,热容易从第一色调剂颗粒的表面迅速传递到内部。由此,热在色调剂颗粒内部整体接近均匀地传递,容易以色调剂颗粒内部整体接近均匀的状态进行熔融。
在对色调剂颗粒的断面进行观察时,至少2个结晶性树脂微区满足下述条件(A)、下述条件(B2)、下述条件(C)和下述条件(D)的色调剂颗粒在色调剂颗粒中容易接近均匀地传递热,在色调剂图像的定影时不容易发生色调剂颗粒的熔融不均。
此处,色调剂颗粒满足上述各条件是指,纵横比大的椭圆状或针状且长轴长度长的2个结晶性树脂微区从色调剂颗粒的表面侧向内部伸展且交叉地配置(参照图3)。因此,在进行具有色调剂颗粒的色调剂图像的定影时,在对色调剂颗粒赋予热后,在色调剂颗粒内部整体接近均匀地传递热,容易在色调剂颗粒内部整体接近均匀的状态下进行熔融。
由于以上原因,推测本实施方式的色调剂通过上述构成可抑制在形成色调剂加载量多的图像时所产生图像的光泽不均。
此处,图3中所示的各符号表示:
TN:色调剂颗粒
Amo:非晶性树脂
Cry:结晶性树脂
Lcry:结晶性树脂微区的长轴长度
LT:色调剂颗粒的最大径
θA:结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度
θB:2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角。
下面对各条件进行说明。
·条件(A)
结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下。
从图像的光泽不均抑制的方面出发,结晶性树脂微区的纵横比优选为10以上40以下。
此处,结晶性树脂微区的纵横比是指结晶性树脂微区中的长轴长度与短轴长度之比(长轴长度/短轴长度)。
结晶性树脂微区的长轴长度是指结晶性树脂微区的最大长度。
结晶性树脂微区的短轴长度是指与结晶性树脂微区的长轴长度的延长线正交的方向的长度中的最大长度。
·条件(B1)
结晶性树脂微区的长轴长度(参照图3中的Lcry)为0.5μm以上1.5μm以下。
从图像的光泽不均抑制的方面出发,结晶性树脂微区的长轴长度优选为0.8μm以上1.5μm以下。
·条件(B2)
2个上述结晶性树脂微区中的至少一个微区中的、相对于上述色调剂颗粒的最大径(参照图3中的LT)的长轴长度(参照图3中的Lcry)的比例为10%以上30%以下。
从图像的光泽不均抑制的方面出发,结晶性树脂微区的长轴长度相对于色调剂颗粒的最大径的比例优选为13%以上30%以下、更优选为17%以上30%以下。
色调剂颗粒的最大径是指在色调剂颗粒断面的轮廓线上的任意2点处所引出的直线的最大长度(所谓的长径)。
·条件(C)
结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面(即色调剂颗粒的外缘)相接的接点处的切线)所形成的角度(参照图3中的θA)为60度以上90度以下。
从图像的光泽不均抑制的方面出发,结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度优选为75度以上90度以下。
·条件(D)
2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角(参照图3中的θB)为45度以上90度以下。
从图像的光泽不均抑制的方面出发,2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角(参照图3中的θB)优选为60度以上90度以下。
此处,从图像的光泽不均抑制的方面出发,满足各条件的色调剂颗粒相对于全部色调剂颗粒优选为40个数%以上、更优选为70个数%以上、进一步优选为80个数%以上、特别优选为90个数%以上。理想的是,满足上述各条件的色调剂颗粒的比例为100个数%。
满足上述各条件的色调剂颗粒越多,色调剂颗粒整体越容易以接近均匀的状态进行熔融,更容易抑制图像的光泽不均。
另外,色调剂颗粒中,即使在满足条件(A)、条件(B1)和条件(C)的结晶性树脂微区或者满足条件(A)、条件(B2)和条件(C)的结晶性树脂微区具有3个以上的情况下,只要其中任意2个结晶性树脂微区满足条件(D)即可。
·色调剂颗粒的断面观察方法
用于判断色调剂颗粒是否满足条件(A)、条件(B1)、条件(B2)、条件(C)和条件(D)的、色调剂颗粒的断面观察方法如下。
将色调剂颗粒(或者附着有外添剂的色调剂颗粒)混合并包埋在环氧树脂中,将环氧树脂固化。将所得到的固化物利用超薄切片机装置(Leica公司制造UltracutUCT)切割,制作厚度80nm以上130nm以下的薄片试样。接着将所得到的薄片试样在30℃的干燥器内利用四氧化钌染色3小时。之后利用超高分辨率场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM。日立高新技术公司制造S-4800)得到经染色的薄片试样的透射成像模式的STEM观察图像(倍率20,000倍)。
色调剂颗粒中,由对比度和形状实施结晶性聚酯树脂与离型剂的判断。SEM图像中,经钌染色的结晶性树脂中,与非晶性树脂、离型剂等相比,离型剂以外的粘结性树脂具有许多双键部分而被四氧化钌染色,因此可辨别出离型剂部分与离型剂以外的树脂部分。
即,通过钌染色,离型剂为染色最浅的微区,结晶性树脂(例如结晶性聚酯树脂)的染色其次,非晶性树脂(例如非晶性聚酯树脂)染色最深。调整对比度后,可以将观察呈白色的微区判断为离型剂、将观察呈黑色的微区判断为非晶性树脂、将观察呈浅灰色的微区判断为结晶性树脂。
之后对于经钌染色的结晶性树脂的区域进行图像分析,判断色调剂颗粒是否满足条件(A)、条件(B1)、条件(B2)、条件(C)和条件(D)。
另外,在求出满足上述各条件的色调剂颗粒的比例的情况下,对100个色调剂颗粒进行观察,计算出满足上述各条件的色调剂颗粒的比例。
需要说明的是,在SEM图像中包含各种尺寸的色调剂颗粒断面时,选择直径为色调剂颗粒的体积平均粒径的85%以上的色调剂颗粒断面,作为观察对象的色调剂颗粒。此处,色调剂颗粒断面的直径是指在色调剂颗粒断面的轮廓线上的任意2点处所引出的直线的最大长度(所谓的长径)。
另外,在至少2个结晶性树脂微区满足条件(A)、条件(B1)和条件(B2)中的至少一者、条件(C)以及条件(D)的色调剂颗粒中,在对色调剂颗粒的断面进行观察时,优选离型剂的微区存在于距色调剂颗粒表面的深度为50nm以上的内部。即是指,在对色调剂颗粒的断面进行观察时,存在于色调剂颗粒中的离型剂的微区与色调剂颗粒表面(即外缘)的最短距离为50nm以上。
离型剂的微区存在于距色调剂颗粒表面的深度为50nm以上的内部是指离型剂的微区未在色调剂颗粒表面露出。一旦离型剂的微区在色调剂颗粒表面露出,外添剂就会偏在地附着于离型剂露出位置。因此,如果离型剂的微区存在于距色调剂颗粒表面的深度为50nm以上的内部,则外添剂容易以接近均匀的状态附着,容易抑制定影时的色调剂颗粒的熔融不均。由此容易抑制图像的光泽不均。
离型剂的微区存在于距色调剂颗粒表面的深度为50nm以上的内部的确认通过上述色调剂颗粒的断面观察方法来实施。
需要说明的是,从图像的光泽不均抑制的方面出发,至少2个结晶性树脂微区满足上述条件、并且离型剂的微区存在于距色调剂颗粒表面的深度为50nm以上的内部的色调剂颗粒的比例相对于全部色调剂颗粒也优选为40个数%以上、更优选为70个数%以上、进一步优选为80个数%以上、特别优选为90个数%以上。理想的是,满足上述各条件的色调剂颗粒的比例为100个数%。
-色调剂颗粒的特性等-
色调剂颗粒可以为单层结构的色调剂颗粒,也可以为由芯部(核颗粒)和被覆芯部的被覆层(壳层)构成的所谓核/壳结构的色调剂颗粒。
此处,核/壳结构的色调剂颗粒例如可以由芯部和被覆层构成,该芯部通过包含粘结性树脂以及必要时的着色剂和离型剂等其他添加剂来构成,该被覆层通过包含粘结性树脂来构成。
作为色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v),优选为2μm以上15μm以下、更优选为4μm以上8μm以下、进一步优选为4μm以上7μm以下、特别优选为5μm以上6.5μm以下。
需要说明的是,色调剂颗粒的各种平均粒径以及各种粒度分布指标使用CoulterMultisizer II(Beckman Coulter公司制造)、电解液使用ISOTON-II(BeckmanCoulter公司制造)来进行测定。
在测定时,向作为分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5%水溶液2ml中加入0.5mg以上50mg以下的测定试样。将其添加到100ml以上150ml以下的电解液中。
将悬浮有试样的电解液利用超声波分散器进行1分钟分散处理,利用CoulterMultisizer II使用作为孔径为100μm的孔对粒径2μm以上60μm以下的范围的颗粒的粒度分布进行测定。需要说明的是,采样的颗粒数为50000个。
相对于基于所测定的粒度分布划分出的粒度范围(区间),从小径侧起分别将体积、数量描绘出累积分布,将累积16%点的粒径定义为体积粒径D16v、数粒径D16p,将累积50%点的粒径定义为体积平均粒径D50v、累积数均粒径D50p,将累积84%点的粒径定义为体积粒径D84v、数粒径D84p。
使用这些数值,将体积粒度分布指标(GSDv)以(D84v/D16v)1/2计算出,将个数粒度分布指标(GSDp)以(D84p/D16p)1/2计算出。
作为色调剂颗粒的平均圆度,优选为0.94以上1.00以下、更优选为0.95以上0.98以下。
色调剂颗粒的平均圆度利用(等效圆周长)/(周长)[(与颗粒图像具有相同的投影面积的圆的周长)/(颗粒投影图像的周长)]来求出。具体地说,为利用下述方法测定得到的值。
首先,吸引采集作为测定对象的色调剂颗粒,使其形成扁平流,通过使其瞬时频闪发光而获取作为静止图像的颗粒图像,利用对该颗粒图像进行图像分析的流式颗粒图像分析装置(Sysmex公司制造的FPIA-3000)来求出平均圆度。并且设求出平均圆度时的采样数为3500个。
需要说明的是,色调剂具有外添剂的情况下,使作为测定对象的色调剂(显影剂)分散在包含表面活性剂的水中,之后进行超声波处理,得到除去外添剂的色调剂颗粒。
(色调剂的特性)
本实施方式的色调剂中,利用差示扫描量热计(DSC)测定的第1次升温时的最大吸热峰温度优选为58℃以上75℃以下。通过使色调剂的最大吸热峰温度为58℃以上75℃以下,色调剂的低温定影性变得良好。
色调剂中的利用差示扫描量热计(DSC)测定的第1次升温时的最大吸热峰温度如下进行测定。
使用Perkin Elmer公司制造的示差热扫描热量计DSC-7,装置的检测部的温度校正利用铟和锌的熔点,热量的校正利用铟的熔解热。样品使用铝制盘,设置空盘作为参比,以升温速度10℃/min从室温升温至150℃。之后在所得到的吸热曲线中求出产生最大吸热峰的温度。
(色调剂的制造方法)
接着对本实施方式的色调剂的制造方法进行说明。
本实施方式的色调剂通过在色调剂颗粒的制造后对色调剂颗粒进行外添剂的外添而得到。
色调剂颗粒可以通过干式制法(例如混炼粉碎法等)、湿式制法(例如凝集合并(凝集合一)法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)中的任一种进行制造。色调剂颗粒的制法中,这些制法没有特别限制,可以采用公知的制法。
这些之中,从使结晶性树脂微区满足上述条件的方面出发,可以通过凝集合并法来得到色调剂颗粒。
具体地说,例如在通过凝集合并法制造色调剂颗粒的情况下,经下述步骤制造色调剂颗粒:
准备分散有非晶性树脂颗粒的非晶性树脂颗粒分散液、分散有结晶性树脂颗粒的结晶性树脂颗粒分散液的步骤(树脂颗粒分散液准备步骤);
在非晶性树脂颗粒分散液中(根据需要混合着色剂分散液、离型剂分散液后的分散液中)使非晶性树脂颗粒(必要时的着色剂、离型剂等)凝集,形成第1凝集颗粒的步骤(第1凝集颗粒形成步骤);
得到分散有第1凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液混合(或者将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液的混合液混合),按照在第1凝集颗粒的表面进一步附着非晶性树脂颗粒和结晶性树脂颗粒的方式进行凝集,将该操作重复2次以上,形成第2凝集颗粒的步骤(第2凝集颗粒步骤);
得到分散有第2凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液混合,按照在第2凝集颗粒的表面附着非晶性树脂颗粒的方式进行凝集,形成第3凝集颗粒的步骤(第3凝集颗粒步骤);以及
对于分散有第3凝集颗粒的凝集颗粒分散液加热,使凝集颗粒融合/合并,形成色调剂颗粒的步骤(融合/合并步骤)。
以下对各步骤的详情进行说明。
需要说明的是,在以下的说明中,对于得到包含着色剂以及离型剂的色调剂颗粒的方法进行说明,但着色剂、离型剂是根据需要使用的添加剂。当然也可以使用着色剂、离型剂以外的其他添加剂。
-树脂颗粒分散液准备步骤-
首先,准备分散有作为粘结性树脂的各树脂颗粒的各树脂颗粒分散液(非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液),并且准备例如分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液、分散有离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液。
此处,树脂颗粒分散液例如通过将树脂颗粒利用表面活性剂分散在分散介质中来制备。
作为树脂颗粒分散液中使用的分散介质,例如可以举出水系介质。
作为水系介质,例如可以举出蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些介质可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为表面活性剂,例如可以举出: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、季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。这些之中,特别可以举出阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂也可以与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂合用。
表面活性剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
树脂颗粒分散液中,作为使树脂颗粒分散在分散介质中的方法,例如可以举出使用旋转剪切型均质器或具有介质的球磨机、砂磨机、珠磨机等的常见分散方法。另外,根据树脂颗粒的种类,也可以使用例如转相乳化法使树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
需要说明的是,转相乳化法为下述的方法:使要分散的树脂溶解在可溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱来进行中和,之后投入水系介质(W相),由此进行从W/O转相为O/W的树脂的转换(所谓的转相)使其不连续相化,使树脂以颗粒状分散在水系介质中。
作为分散在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径,例如优选为0.01μm以上1μm以下、更优选为0.08μm以上0.8μm以下、进一步优选为0.1μm以上0.6μm以下。
需要说明的是,关于树脂颗粒的体积平均粒径,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-700)的测定得到的粒度分布,对于所划分出的粒度范围(区段),从小粒径侧起绘制累积体积分布,测定相对于全部颗粒的累积50%点的粒径,将其作为体积平均粒径D50v。需要说明的是,其他分散液中的颗粒的体积平均粒径也同样进行测定。
作为树脂颗粒分散液中包含的树脂颗粒的含量,例如优选为5质量%以上50质量%以下、更优选为10质量%以上40质量%以下。
需要说明的是,也与树脂颗粒分散液同样地制备例如着色剂颗粒分散液、离型剂颗粒分散液。即,在树脂颗粒分散液中的颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法以及颗粒的含量方面,对于分散在着色剂颗粒分散液中的着色剂颗粒以及分散在离型剂颗粒分散液中的离型剂颗粒也是同样的。
-第1凝集颗粒形成步骤-
接着,将非晶性树脂颗粒分散液与着色剂颗粒分散液以及离型剂颗粒分散液进行混合。
之后,在混合分散液中使非晶性树脂颗粒、着色剂颗粒以及离型剂颗粒异质凝集,形成直径与目标色调剂颗粒的直径相近且包含非晶性树脂颗粒、着色剂颗粒以及离型剂颗粒的第1凝集颗粒。
具体地说,例如,在混合分散液中添加凝集剂,并且将混合分散液的pH调整至酸性(例如pH2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂,之后加热至树脂颗粒的玻璃化转变温度(具体地说,例如树脂颗粒的玻璃化转变温度-30℃~玻璃化转变温度-10℃)的温度,使分散在混合分散液中的颗粒凝集,形成第1凝集颗粒。
在第1凝集颗粒形成步骤中,例如可以在利用旋转剪切型均质器对混合分散液进行搅拌下,于室温(例如25℃)添加上述凝集剂,将混合分散液的pH调整至酸性(例如pH2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂后进行上述加热。
作为凝集剂,例如可以举出与作为添加到混合分散液中的分散剂使用的表面活性剂极性相反的表面活性剂、无机金属盐、2价以上的金属络合物。特别是作为凝集剂使用金属络合物的情况下,表面活性剂的用量降低、充电特性提高。
可以根据需要使用与凝集剂的金属离子形成络合物或者类似键的添加剂。作为该添加剂,适于使用螯合剂。
作为无机金属盐,例如可以举出氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐以及聚合氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合物等。
其中,从容易调整色调剂中的Mg元素的方面出发,作为凝集剂,优选使用镁盐,更优选使用氯化镁。
作为螯合剂,可以使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可以举出酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸等羟基羧酸、亚氨基二酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等。
作为螯合剂的添加量,例如相对于非晶性树脂颗粒100质量份优选为0.01质量份以上5.0质量份以下、更优选为0.1质量份以上且小于3.0质量份。
-第2凝集颗粒形成步骤-
接着,在得到分散有第1凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液混合。也可以将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液的混合液进行混合。
之后,在分散有第1凝集颗粒、非晶性树脂颗粒和结晶性树脂颗粒的分散液中使非晶性树脂颗粒和结晶性树脂颗粒在第1凝集颗粒的表面凝集。
具体地说,例如,在第1凝集颗粒形成步骤中,在第1凝集颗粒达到目标粒径时,向第1凝集颗粒分散液中添加非晶性树脂颗粒分散液和结晶性树脂颗粒分散液,对于该分散液在非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度以下进行加热。
将该凝集操作重复进行2次以上,形成第2凝集颗粒。
-第3凝集颗粒形成步骤-
在得到分散有第2凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将该凝集颗粒分散液与非晶性树脂颗粒分散液混合。
之后,在分散有第2凝集颗粒以及非晶性树脂颗粒的分散液中使非晶性树脂颗粒在第2凝集颗粒的表面凝集。
具体地说,例如,在第2凝集颗粒形成步骤中,在第2凝集颗粒达到目标粒径时,向第2凝集颗粒分散液中添加非晶性树脂颗粒分散液,对于该分散液在非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度以下进行加热。
之后调整分散液的pH,使凝集的进行停止。
-融合/合并步骤-
接着,对于分散有第3凝集颗粒的第3凝集颗粒分散液,例如加热至非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度以上(例如比非晶性树脂颗粒的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度以上),使凝集颗粒融合/合并,形成色调剂颗粒。
此处,在利用加热进行凝集颗粒融合/合并后,例如可以以5℃/min以上40℃/min以下的冷却速度冷却至30℃。通过在实施第2凝集步骤后进行骤冷,容易发生色调剂颗粒表面的收缩,因此容易破裂。通过在上述条件下进行骤冷步骤,推定容易由色调剂颗粒内部向色调剂表面方向产生裂纹。
接着,以0.1℃/min以上2℃/min以下进行再升温,在结晶性树脂的熔解温度-5℃以上的温度下保持10min以上。其后以0.1℃/min以上1℃/min以下缓慢地冷却,由此使结晶性树脂微区沿裂纹方向生长,结晶性树脂微区从色调剂颗粒的内部侧朝向表面生长,使结晶性树脂微区满足上述条件。
另外,例如,如果在再升温时加热至离型剂的熔解温度以上,则离型剂的微区生长至色调剂颗粒表面附近的可能性增高。因此,再升温后的加热温度优选升高至结晶性树脂的熔解温度-5℃以上且为离型剂的熔解温度以下的加热温度。
经过以上的步骤,得到色调剂颗粒。
此处,在融合/合并步骤结束后,对于在溶液中形成的色调剂颗粒实施公知的清洗步骤、固液分离步骤、干燥步骤,得到干燥状态的色调剂颗粒。
关于清洗步骤,从充电性的方面出发,可以充分实施利用离子交换水的置换清洗。另外,固液分离步骤没有特别限制,从生产率的方面出发,可以实施抽滤、加压过滤等。另外,干燥步骤的方法也没有特别限制,从生产率的方面出发,可以实施冷冻干燥、气流干燥、流化干燥、振动式流化干燥等。
之后,例如向所得到的干燥状态的色调剂颗粒中添加包含上述脂肪酸金属盐颗粒的外添剂并进行混合,由此制造本实施方式的色调剂。混合可以利用例如V型搅拌机、亨舍尔混合机、罗迪格混合器等来进行。进而可以根据需要使用振动筛分机、风力筛分机等除去色调剂的粗大颗粒。
<静电图像显影剂>
本实施方式的静电图像显影剂至少包含本实施方式的色调剂。
本实施方式的静电图像显影剂可以为仅包含本实施方式的色调剂的单组分显影剂,也可以为该色调剂与载体混合而成的双组分显影剂。
作为载体没有特别限制,可以举出公知的载体。作为载体,例如可以举出在由磁性粉形成的芯材的表面被覆有被覆树脂的被覆载体、在基体树脂中分散混配有磁性粉的磁性粉分散型载体、在多孔质的磁性粉中浸渗树脂而成的树脂浸渗型载体等。
需要说明的是,磁性粉分散型载体以及树脂浸渗型载体也可以为以该载体的构成颗粒作为芯材、在其上利用被覆树脂进行被覆而成的载体。
作为磁性粉,例如可以举出铁、镍、钴等磁性金属、铁素体、磁铁矿等磁性氧化物等。
作为被覆树脂以及基体树脂,例如可以举出聚乙烯、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、包含有机硅氧烷键而构成的纯有机硅树脂或其改性物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚树脂、环氧树脂等。
需要说明的是,在被覆树脂以及基体树脂中也可以包含导电性颗粒等其他添加剂。
作为导电性颗粒,可以举出金、银、铜等金属、炭黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾等颗粒。
此处,为了将被覆树脂被覆在芯材的表面,可以举出将被覆树脂以及必要时的各种添加剂溶解在适当的溶剂中并使用所得到的被覆层形成用溶液进行被覆的方法等。作为溶剂没有特别限定,考虑所使用的被覆树脂、涂布适性等进行选择即可。
作为具体的树脂被覆方法,可以举出:浸渍法,将芯材浸渍在被覆层形成用溶液中;喷雾法,将被覆层形成用溶液喷雾至芯材表面;流化床法,在利用流动空气使芯材悬浮的状态下喷雾被覆层形成用溶液;捏合涂布机法,在捏合涂布机中将载体的芯材与被覆层形成用溶液混合,之后除去溶剂;等等。
双组分显影剂中的色调剂与载体的混合比(质量比)优选为色调剂:载体=1:100~30:100,更优选为3:100~20:100。
<图像形成装置/图像形成方法>
对本实施方式的图像形成装置/图像形成方法进行说明。
本实施方式的图像形成装置具备:图像保持体;充电机构,其对图像保持体表面进行充电;静电图像形成机构,其在经充电的图像保持体表面形成静电图像;显影机构,其存储静电图像显影剂并利用静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印机构,其将形成在图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影机构,其将转印至记录介质表面的色调剂图像进行定影。并且应用本实施方式的静电图像显影剂作为静电图像显影剂。
利用本实施方式的图像形成装置实施图像形成方法(本实施方式的图像形成方法),该方法具有下述步骤:充电步骤,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成步骤,在经充电的图像保持体表面形成静电图像;显影步骤,利用本实施方式的静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印步骤,将形成在图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影步骤,将转印至记录介质表面的色调剂图像进行定影。
本实施方式的图像形成装置适用下述公知的图像形成装置:将形成在图像保持体表面的色调剂图像直接转印至记录介质的直接转印方式的装置;将形成在图像保持体表面的色调剂图像一次转印至中间转印体表面,将转印至中间转印体表面的色调剂图像二次转印至记录介质表面的中间转印方式的装置;具备对色调剂图像的转印后、充电前的图像保持体表面进行清洁的清洁机构的装置;具备在色调剂图像的转印后、充电前对图像保持体表面照射除电光而进行除电的除电机构的装置;等等。
在中间转印方式的装置的情况下,转印机构例如应用具有下述部件的构成:将色调剂图像转印至表面的中间转印体;将形成在图像保持体表面的色调剂图像一次转印至中间转印体表面的一次转印机构;以及将转印至中间转印体表面的色调剂图像二次转印至记录介质表面的二次转印机构。
需要说明的是,本实施方式的图像形成装置中,例如包含显影机构的部分也可以为在图像形成装置中装卸的墨盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如适于使用具备存储本实施方式的静电图像显影剂并具有显影机构的处理盒。
以下示出本实施方式的图像形成装置的一例,但并不限定于此。需要说明的是,对图中示出的主要部分进行说明,对于其他部分,省略其说明。
图1为示出本实施方式的图像形成装置的示意性构成图。
图1所示的图像形成装置具备基于分色图像数据输出黄色(Y)、品红色(M)、蓝色(C)、黑色(K)的各色图像的电子照相方式的第1~第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K(图像形成机构)。这些图像形成单元(以下有时简称为“单元”)10Y、10M、10C、10K在水平方向上相互间隔开预先设定的距离并列排布。需要说明的是,这些单元10Y、10M、10C、10K可以为在图像形成装置中装卸的处理盒。
在各单元10Y、10M、10C、10K的附图中的上方,作为中间转印体的中间转印带20经过各单元而延伸设置。中间转印带20卷绕设置在沿图中从左向右的方向相互分开地配置的驱动辊22以及与中间转印带20内面相接的支持辊24上,使其沿着从第1单元10Y向着第4单元10K的方向运转。需要说明的是,支持辊24通过未图示的弹簧等沿着与驱动辊22分离的方向被施加力,对于卷绕在这两者上的中间转印带20施加张力。另外,在中间转印带20的图像保持体侧面具备与驱动辊22对置的中间转印体清洁装置30。
另外,向各单元10Y、10M、10C、10K的显影装置(显影机构)4Y、4M、4C、4K分别进行包括黄色、品红、蓝色、黑色这4色色调剂的色调剂供给,黄色、品红、蓝色、黑色这4色色调剂储存于色调剂盒8Y、8M、8C、8K。
第1~第4单元10Y、10M、10C、10K具有同等的构成,因此,此处以配设在中间转印带运转方向的上游侧的形成黄色图像的第1单元10Y为代表进行说明。需要说明的是,对于与第1单元10Y同等的部分,附以带有品红色(M)、蓝色(C)、黑色(K)来代替黄色(Y)的参考符号,由此省略第2~第4单元10M、10C、10K的说明。
第1单元10Y具有起到图像保持体作用的感光体1Y。在感光体1Y的周围依次配置有:充电辊(充电机构的一例)2Y,其将感光体1Y表面充电至预先设定的电位;曝光装置(静电图像形成机构的一例)3,其基于分色图像信号利用激光线3Y将充电后的表面曝光而形成静电图像;显影装置(显影机构的一例)4Y,其将充电后的色调剂供给至静电图像以使静电图像进行显影;一次转印辊5Y(一次转印机构的一例),其将显影后的色调剂图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁机构的一例)6Y,其除去一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂;。
需要说明的是,一次转印辊5Y配置在中间转印带20的内侧,被设于与感光体1Y对置的位置。此外,各单元的一次转印辊5Y、5M、5C、5K分别与施加一次转印偏压的偏压电源(未图示)连接。各偏压电源通过利用未图示的控制部的控制而改变施加至各一次转印辊的转印偏压。
下面对第1单元10Y中的形成黄色图像的动作进行说明。
首先,在动作之前,利用充电辊2Y将感光体1Y表面充电至-600V~-800V的电位。
感光体1Y在导电性(例如20℃的体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)的基体上层积感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(常见的树脂的电阻),但具有在照射激光线3Y时被照射了激光线的部分的电阻率发生变化的性质。因此,根据从未图示的控制部送出的黄色用图像数据,藉由曝光装置3将激光线3Y输出到充电后的感光体1Y的表面。将激光线3Y照射至感光体1Y的表面的感光层,由此在感光体1Y的表面形成黄色图像图案的静电图像。
静电图像是通过充电而形成在感光体1Y表面的图像,其是所谓的负潜像,该负潜像是如下形成的:利用激光线3Y降低感光层的被照射部分的电阻率,使感光体1Y表面的充电后的电荷流动;另一方面,未照射激光线3Y的部分的电荷发生残留,由此形成该负潜像。
在感光体1Y上形成的静电图像随着感光体1Y的运转而旋转至预先设定的显影位置。并且,在该显影位置,通过显影装置4Y使感光体1Y上的静电图像可视化(显影)为色调剂图像。
在显影装置4Y内存储有例如至少包含黄色色调剂和载体的静电图像显影剂。黄色色调剂在显影装置4Y的内部通过被搅拌而摩擦带电,具有与在感光体1Y上充电的充电电荷相同极性(负极性)的电荷,而被保持在显影剂辊(显影剂保持体的一例)上。之后,感光体1Y表面经过显影装置4Y,由此黄色色调剂静电附着于感光体1Y表面上的经除电的潜像部,利用黄色色调剂使潜像进行显影。形成有黄色色调剂图像的感光体1Y继续以预先设定的速度运转,将在感光体1Y上显影的色调剂图像传送至预先设定的一次转印位置。
感光体1Y上的黄色色调剂图像被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,由感光体1Y朝向一次转印辊5Y的静电力作用于色调剂图像,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的极性(-)相反的(+)极性,例如在第1单元10Y中利用控制部(未图示)控制为+10μA。
另一方面,残留在感光体1Y上的色调剂利用感光体清洁装置6Y除去并被回收。
另外,施加至第2单元10M以后的一次转印辊5M、5C、5K的一次转印偏压也按照第1单元进行控制。
这样,利用第1单元10Y转印了黄色色调剂图像的中间转印带20经过第2~第4单元10M、10C、10K依次被传送,各颜色的色调剂图像以叠加方式被多重转印。
通过第1~第4单元而多重转印了4色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部,该二次转印部由中间转印带20、与中间转印带内面相接的支持辊24、以及配置在中间转印带20的图像保持面侧的二次转印辊(二次转印机构的一例)26构成。另一方面,记录纸(记录介质的一例)P藉由供给构件在预先设定的时机送至二次转印辊26与中间转印带20接触的间隙,并对支持辊24施加二次转印偏压。此时所施加的转印偏压与色调剂的极性(-)具有相同的(-)极性,从中间转印带20朝向记录纸P的静电力作用于色调剂图像,将中间转印带20上的色调剂图像转印至记录纸P上。需要说明的是,此时的二次转印偏压根据通过检测二次转印部的电阻的电阻检测机构(未图示)所检测出的电阻来确定,并且被控制着电压。
之后,将记录纸P送入定影装置(定影机构的一例)28中的一对定影辊的压接部(咬合部),将色调剂图像定影在记录纸P上,形成定影图像。
作为转印色调剂图像的记录纸P,例如可以举出电子照相法的复印机、打印机等中使用的普通纸。记录介质中,除了记录纸P以外,还可以举出OHP透明胶片等。
为了进一步提高定影后的图像表面的平滑性,优选记录纸P的表面也是平滑的,例如适于使用将普通纸的表面利用树脂等进行涂布而得到的铜版纸、印刷用的美术纸等。
将已完成彩色图像的定影的记录纸P向排出部送出,结束一系列的彩色成像动作。
<处理盒/色调剂盒>
对本实施方式的处理盒进行说明。
本实施方式的处理盒是在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储本实施方式的静电图像显影剂,利用静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
需要说明的是,本实施方式的处理盒并不限于上述构成,也可以为具备显影机构以及必要时的例如选自图像保持体、充电机构、静电图像形成机构及转印机构等其他机构中的至少一者的构成。
以下示出本实施方式的处理盒的一例,但并不限定于此。需要说明的是,对图中示出的主要部分进行说明,对于其他部分省略其说明。
图2是示出本实施方式的处理盒的示意性构成图。
图2所示的处理盒200例如利用具备安装导轨116和用于曝光的开口部118的壳体117将感光体107(图像保持体的一例)与感光体107的周围所具备的充电辊108(充电机构的一例)、显影装置111(显影机构的一例)以及感光体清洁装置113(清洁单元的一例)一体地组合并进行保持来构成,制成墨盒。
需要说明的是,图2中,109表示曝光装置(静电图像形成机构的一例),112表示转印装置(转印机构的一例),115表示定影装置(定影机构的一例),300表示记录纸(记录介质的一例)。
接着对本实施方式的色调剂盒进行说明。
本实施方式的色调剂盒为存储本实施方式的色调剂且在图像形成装置中装卸的色调剂盒。色调剂盒存储用于供给至设于图像形成装置内的显影机构的补给用色调剂。
需要说明的是,图1所示的图像形成装置是具有装卸色调剂盒8Y、8M、8C、8K的构成的图像形成装置,显影装置4Y、4M、4C、4K与对应于各显影装置(颜色)的色调剂盒利用未图示的色调剂供给管进行连接。另外,在存储在色调剂盒内的色调剂不足的情况下,更换该色调剂盒。
实施例
下面举出实施例和比较例对本实施方式更具体地进行详细说明,但本实施方式并不受这些实施例的任何限定。需要说明的是,只要不特别声明,表示量的“份”和“%”为质量基准。
<硬脂酸锌颗粒的制作>
将脂肪酸金属盐颗粒(硬脂酸锌颗粒):将株式会社ADEKA制造的ZNS-S(粒径6.7μm)使用弯管射流式(elbow jet)分级装置(日铁矿业株式会社制EJ-L-3(LABO))进行分级,分别制作出体积平均粒径1μm、3μm、5μm、7μm或9μm的颗粒。
<山嵛酸锌颗粒的制作>
将日东化成工业株式会社制造的山嵛酸锌ZS-7(粒径15.4μm)使用弯管射流式(elbow jet)分级装置(日铁矿业株式会社制EJ-L-3(LABO))进行分级,制作体积平均粒径5μm的颗粒。
<褐煤酸锌颗粒的制作>
将日东化成工业株式会社制造的褐煤酸锌ZS-8(粒径14.4μm)使用弯管射流式(elbow jet)分级装置(日铁矿业株式会社制EJ-L-3(LABO))进行分级,制作体积平均粒径5μm的颗粒。
<非晶性树脂颗粒分散液的制作>
(非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)的制作)
·对苯二甲酸:70份
·富马酸:30份
·乙二醇:41份
·1,5-戊二醇:48份
向具备搅拌装置、氮气导入管、温度传感器以及精馏塔的烧瓶中投入上述材料,在氮气气流下用时1小时将温度升至220℃,相对于上述材料100份投入四乙氧基钛1份。一边蒸馏除去所生成的水一边用时0.5小时将温度升至240℃,在该温度下继续进行1小时脱水缩合反应后,将反应物冷却。这样合成出重均分子量96,000、玻璃化转变温度61℃的非晶性聚酯树脂。
在具备温度调节机构和氮气置换机构的容器中投入乙酸乙酯40份和2-丁醇25份,制成混合溶剂后,缓慢地投入非晶性聚酯树脂100份使其溶解,向其中加入10%氨水溶液(相对于树脂的酸值以摩尔比计相当于3倍量的量)搅拌30分钟。接着将容器内用干燥氮气置换,将温度保持在40℃,一边对混合液进行搅拌一边以2份/分钟的速度滴加离子交换水400份,进行乳化。滴加结束后,使乳化液回到25℃,得到分散有体积平均粒径190nm的树脂颗粒的树脂颗粒分散液。向该树脂颗粒分散液中加入离子交换水,将固体成分量调整至20%,制成非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)。
<结晶性聚酯树脂颗粒分散液的制作>
(结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B2)的制作)
·1,10-癸烷二羧酸:265份
·1,6-己二醇:168份
·二丁基氧化锡(催化剂):0.4份
向加热干燥的三口烧瓶中加入上述成分,之后通过减压操作将容器内的空气利用氮气形成惰性气氛,利用机械搅拌在180℃进行5小时搅拌和回流。其后在减压下缓慢地升温至230℃,进行2小时,呈粘稠状态后进行空气冷却,使反应停止。经分子量测定(聚苯乙烯换算),所得到的“结晶性聚酯树脂”的重均分子量(Mw)为13,000、熔解温度为69℃。使用所得到的树脂90份、离子性表面活性剂NEOGEN RK(第一工业制药株式会社制)1.5份、离子交换水200份,加热至120℃,利用IKA公司制造的ULTRA-TURRAX T50充分进行分散后,利用压力吐出型Gaulin均质器进行1小时分散处理,制成体积平均粒径为210nm、固体成分量为23质量份的结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B2)。
(着色剂颗粒分散液的制造)
·炭黑(Cabot公司制造、Regal 330):50份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGENRK):5份
·离子交换水:193份
将上述成分混合,利用Ultimaizer(Sugino Machine公司制造)在240MPa进行10分钟处理,制备着色剂颗粒分散液(固体成分浓度:20%)。
<离型剂颗粒分散液的制备>
(离型剂颗粒分散液(W1)的制造)
·酯蜡(日油株式会社制WEP-5熔解温度85℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGENRK):1份
·离子交换水:350份
将上述材料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质机(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(固体成分量20%)。
(离型剂颗粒分散液(W2)的制造)
·固体石蜡(Nippon Seiro株式会社制HNP-0190、熔解温度89℃):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGENRK):1份
·离子交换水:350份
将上述材料混合,加热至100℃,使用均质器(IKA公司制造ULTRA-TURRAX T50)进行分散后,利用Manton Gaulin高压均质机(Gaulin公司制造)进行分散处理,得到分散有体积平均粒径220nm的离型剂颗粒的离型剂颗粒分散液(固体成分量20%)。
<实施例1>
-色调剂颗粒的制作-
·离子交换水:200份
·非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1):200份
·离型剂颗粒分散液(W1):10份
·着色剂颗粒分散液:20份
·阴离子表面活性剂(第一工业制药株式会社制造、NEOGEN RK、20%):2.8份
将上述成分加入到具备温度计、pH计、搅拌机的反应容器中,利用加热套从外部进行温度控制,同时在温度30℃、搅拌转速150rpm的条件下保持30分钟。其后添加0.3N(=0.3mol/L)硝酸水溶液,将凝集步骤中的pH调整至3.0。
一边利用均质器(IKA Japan公司制造:ULTRA-TURRAX T50)进行分散,一边添加将聚合氯化铝(PAC、王子造纸株式会社制:30%粉末品)0.7份溶解在离子交换水7份中而成的PAC水溶液。其后一边进行搅拌一边升温至44℃,利用Coulter MultisizerII(孔径:50μm、库尔特公司制造)测定粒径,体积平均粒径为5.1μm。其后追加添加非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)30份和结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1)15份的混合液。30分钟后进一步追加添加非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)30份和结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1)15份的混合液。
需要说明的是,该追加添加反复进行合计4次。即,实施4次非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)30份和结晶性聚酯树脂颗粒分散液(B1)15份的混合液的追加添加。
并且,最后追加添加非晶性聚酯树脂颗粒分散液(A1)47份,使非晶性聚酯树脂颗粒附着于凝集颗粒的表面。
接着,加入20份10%的NTA(次氮基三乙酸)金属盐水溶液(Chelest70:Chelest株式会社制造)后,使用1N(=1mol/L)的氢氧化钠水溶液使pH为9.0。其后使升温速度为0.05℃/分钟,升温至90℃,在90℃保持3小时后,冷却至30℃。其后以升温速度0.05℃/分钟加热至87℃(该温度为结晶性树脂的熔解温度-5℃以上的温度),保持30分钟后,以0.5℃/分钟缓慢地冷却至30℃,之后进行过滤,得到粗色调剂颗粒。对其进一步重复进行离子交换水再分散和过滤的操作,清洗至滤液的电导率为20μS/cm以下。对于进行了清洗和过滤的粗色调剂颗粒,添加作为Mg元素供给源的氯化镁水溶液105份和氯化钠水溶液208份,该氯化镁水溶液是将氯化镁8.5份溶解在离子交换水80份中而成的水溶液,该氯化钠水溶液是将氯化钠20份溶解在离子交换水80份中而成的水溶液。其后在40℃的烘箱中真空干燥5小时,得到体积平均粒径5.8μm的色调剂颗粒。
(色调剂1的制作)
相对于所得到的100质量份色调剂颗粒1,使用样品磨将表1中记载的量的表1中记载的脂肪酸金属盐颗粒和1.5质量份的疏水性二氧化硅(NIPPON AEROSIL公司制造、RY50、个数平均粒径140nm)以10,000rpm掺混30秒。其后利用网孔45μm的振动筛进行筛分,制备色调剂1。所得到的色调剂1的体积平均粒径为5.8μm。
(载体的制作)
将球状磁铁矿粉末颗粒(体积平均粒径:0.55μm)500份利用亨舍尔混合机充分搅拌后,添加钛酸酯系偶联剂5.0份,升温至100℃,混合搅拌30分钟,得到钛酸酯系偶联剂被覆球状磁铁矿颗粒。
接着,向四口烧瓶中加入苯酚6.25份、35%甲醛9.25份、上述磁铁矿颗粒500份和25%氨水6.25份、水425份,进行混合搅拌。接着一边进行搅拌一边在85℃反应120分钟后,冷却至25度,添加500份的水,之后除去上层清液,对沉淀物进行水洗。将其在减压下在150℃以上180℃以下进行干燥,得到平均粒径35μm的载体。
(静电图像显影剂1的制作)
将所得到的载体与色调剂1以色调剂:载体=5:95(质量比)的比例加入到V型搅拌机中,搅拌20分钟,得到静电图像显影剂1。
<色调剂中的Mg元素的荧光X射线分析中的NET强度的测定>
关于利用荧光X射线进行测定的镁的测定方法,将色调剂(包含外添剂的色调剂中,外添剂也包括在内)约5g使用压塑成型机在负荷10t、60秒的加压的条件下进行压缩,制作直径50mm且厚度2mm的圆盘。将该圆盘作为试样,使用扫描型荧光X射线分析装置(Rigaku公司制造ZSX PrimusII)在下述条件下进行定性定量元素分析,求出Mg元素的Net强度(单位:kilo counts per second(千次每秒),kcps)。
·管电压:40kV
·管电流:70mA
·对阴极:铑
·测定时间:15分钟
·分析径:直径10mm
<浓度不均评价>
在28.5℃、85%RH的环境下,使用DocuCentreColor400(富士施乐株式会社制)的改造机,使用A4尺寸的J纸(富士施乐株式会社制)进行下述试验:使用具有40mm×297mm图像部的条形图(bar chart),用时2天输出10,000张图像。输出10,000张后,使用A4尺寸的J纸(富士施乐株式会社制)印刷1张整面中间色调图像样品,确认画质。评价基准如下所示。为A、B、C或D是优选的。
A:经目视确认在感光体上不存在图像部与非图像部的差异,画质上没有问题。
B:经目视确认在感光体上观察到图像部与非图像部的光泽稍有差异,但画质上没有问题。
C:经目视确认在感光体上观察到图像部与非图像部的光泽存在差异,但画质上没有问题。
D:经目视确认在感光体上观察到图像部与非图像部的光泽存在差异,在图像部稍微观察到浓度不均,但画质上没有问题
E:经目视确认在感光体上观察到图像部与非图像部的光泽存在显著差异,在图像部观察到浓度不均。
F:在图像部显著观察到浓度不均。
<色调剂颗粒的各特性的测定>
对于色调剂颗粒,按照上述方法测定下述特性。
·结晶性树脂微区的纵横比(表中记为纵横比AR)
·结晶性树脂微区的长轴长度(表中记为长轴长度Lcry)
·结晶性树脂微区的长轴长度(表中记为Lcry)相对于色调剂颗粒的最大径的比例
·结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线所形成的角度(表中记为长轴与切线所形成的角度θA)
·2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角(表中记为长轴的延长线的交叉角θB)
·存在于色调剂颗粒中的离型剂的微区与色调剂颗粒的表面(即外缘)的最短距离(表中记为微区与色调剂颗粒表面的最短距离)
·满足下述条件的色调剂颗粒A相对于全部色调剂颗粒的比例(个数%)
条件(A):结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下。
条件(B1):结晶性树脂微区的长轴长度为0.5μm以上1.5μm以下。
条件(C):结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为60度以上90度以下。
条件(D):2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
·满足下述条件的色调剂颗粒B相对于全部色调剂颗粒的比例(个数%)
条件(A’):结晶性树脂微区的纵横比为10以上40以下。
条件(B1’):结晶性树脂微区的长轴长度为0.8μm以上1.5μm以下。
条件(C’):结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为75度以上90度以下。
条件(D’):2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为60度以上90度以下。
·满足下述条件的色调剂颗粒C相对于全部色调剂颗粒的比例(个数%)
条件(A):结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下。
条件(B2):结晶性树脂微区的长轴长度相对于色调剂颗粒的最大径的比例为10%以上30%以下。
条件(C):结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为60度以上90度以下。
条件(D):2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
·满足下述条件的色调剂颗粒D相对于全部色调剂颗粒的比例(个数%)
条件(A’):结晶性树脂微区的纵横比为10以上40以下。
条件(B2’):结晶性树脂微区的长轴长度相对于色调剂颗粒的最大径的比例为13%以上30%以下。
条件(C’):结晶性树脂微区的长轴的延长线与切线(该切线为延长线与色调剂颗粒表面相接的接点处的切线)所形成的角度为75度以上90度以下。
条件(D’):2个结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为60度以上90度以下。
<实施例2~12以及比较例1~3>
除了变更表1中记载的色调剂颗粒以及脂肪酸金属盐颗粒和其添加量以外,与实施例1同样地制作色调剂和静电图像显影剂,进行评价。将评价结果示于表1。
以下示出色调剂颗粒2~6的制作方法。
(色调剂颗粒2的制作)
除了将作为Mg元素供给源的氯化镁变更为4.0份以外,与色调剂颗粒1同样地制作,得到体积平均粒径5.8μm的色调剂颗粒2。
(色调剂颗粒3的制作)
除了将作为Mg元素供给源的氯化镁变更为20份以外,与色调剂颗粒1同样地制作,得到体积平均粒径5.8μm的色调剂颗粒3。
(色调剂颗粒4的制作)
除了将作为Mg元素供给源的氯化镁变更为2.0份以外,与色调剂颗粒1同样地制作,得到体积平均粒径5.8μm的色调剂颗粒4。
(色调剂颗粒5的制作)
除了将作为Mg元素供给源的氯化镁变更为30份以外,与色调剂颗粒1同样地制作,得到体积平均粒径5.8μm的色调剂颗粒5。
(色调剂颗粒6的制作)
除了将第二次的升温速度由0.05℃/分钟变更为15℃/分钟以外,与色调剂颗粒1同样地制作,得到体积平均粒径5.8μm的色调剂颗粒6。
[表1]
另外,将色调剂颗粒1~6的各物性值示于表2。
由上述结果可知,与比较例相比,本实施例中,所得到的图像的浓度不均抑制性优异。
Claims (15)
1.一种静电图像显影用色调剂,其包含:含有粘结性树脂的色调剂颗粒;以及外添剂,
色调剂中的Mg元素的荧光X射线的NET强度为0.10kcps以上1.20kcps以下,
上述外添剂包含脂肪酸金属盐颗粒。
2.如权利要求1所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述脂肪酸金属盐颗粒为脂肪酸锌颗粒。
3.如权利要求2所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述脂肪酸金属盐颗粒为硬脂酸锌颗粒。
4.如权利要求1~3中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述粘结性树脂包含非晶性树脂以及结晶性树脂。
5.如权利要求4所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述结晶性树脂包含:α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的缩聚物。
6.如权利要求5所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述α,ω-直链脂肪族二羧酸与α,ω-直链脂肪族二醇的缩聚物包括1,10-癸烷二羧酸与1,6-己二醇的缩聚物。
7.如权利要求1~6中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,
上述色调剂颗粒进一步包含离型剂,
上述离型剂包含酯蜡。
8.如权利要求7所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述离型剂包含:碳原子数10以上30以下的高级脂肪酸与一元或多元的碳原子数1以上30以下的醇成分之间形成的酯蜡。
9.如权利要求4~6中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其具有下述色调剂颗粒:在对上述色调剂颗粒的断面进行观察时,至少2个上述结晶性树脂微区满足下述条件(A)、下述条件(B1)、下述条件(C)和下述条件(D),
条件(A):上述结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下,
条件(B1):上述结晶性树脂微区的长轴长度为0.5μm以上1.5μm以下,
条件(C):上述结晶性树脂微区的长轴的延长线与下述切线所形成的角度为60度以上90度以下,该切线是上述延长线与上述色调剂颗粒表面相接的接点处的切线,
条件(D):2个上述结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
10.如权利要求4~6中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其具有下述色调剂颗粒:在对上述色调剂颗粒的断面进行观察时,至少2个上述结晶性树脂微区满足下述条件(A)、下述条件(B2)、下述条件(C)和下述条件(D),
条件(A):上述结晶性树脂微区的纵横比为5以上40以下,
条件(B2):2个结晶性树脂微区中的至少一个微区的长轴方向的长度相对于上述色调剂颗粒的最大径的比例为10%以上30%以下,
条件(C):上述结晶性树脂微区的长轴的延长线与下述切线所形成的角度为60度以上90度以下,该切线是上述延长线与上述色调剂颗粒表面相接的接点处的切线,
条件(D):2个上述结晶性树脂微区各自的长轴的延长线相互的交叉角为45度以上90度以下。
11.一种静电图像显影剂,其包含权利要求1~10中任一项所述的静电图像显影用色调剂。
12.一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储权利要求1~10中任一项所述的静电图像显影用色调剂。
13.一种在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储权利要求11所述的静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
14.一种图像形成装置,其具备:
图像保持体;
充电机构,其对上述图像保持体表面进行充电;
静电图像形成机构,其在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;
显影机构,其存储权利要求11所述的静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;
转印机构,其将形成在上述图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及
定影机构,其将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
15.一种图像形成方法,其具有下述步骤:
充电步骤,对图像保持体表面进行充电;
静电图像形成步骤,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;
显影步骤,利用权利要求11所述的静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;
转印步骤,将形成在上述图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面,以及
定影步骤,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
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