ТОНЕР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
TONER AND IMAGE FORMING DEVICE

Область техники
Данное изобретение относится к тонеру для проявления скрытого электростатического изображения, сформированного электрофотографическим способом, способом электростатической записи и способом электростатической печати, и к устройству для формирования изображения.
Предшествующий уровень техники
Устройства для сухого проявления с использованием порошкового проявляющего агента широко применялись в устройствах для формирования изображения, таких как электронные копировальные устройства, принтеры и факсы, в которых скрытое электростатическое изображение, сформированное на элементе, несущем скрытое изображение, визуализируется с помощью проявителя, чтобы получить записанное изображение.
В последние годы, устройства для формирования цветных изображений с использованием электрофотографического процесса нашли широкое применение, и оцифрованные изображения являются легкодоступными. Соответственно, требуется сделать изображение напечатанным при высоком разрешении. При исследовании более высокого разрешения и увеличенной градации изображения, в случае улучшения тонера, который визуализирует скрытое изображение, было исследовано дополнительное придание частицам сферической формы и минимизация их размера для формирования изображения при высокой четкости. И поскольку в тонерах, полученных методами измельчения, степени их сферичности и минимизации размеров ограничены, использовались так называемые полимеризованные тонеры, изготовленные способом суспензионной полимеризации, способом эмульсионной полимеризации и способом дисперсионной полимеризации, способными придавать частицам сферическую форму и минимизировать их размеры.
Полимеризованный тонер имеет небольшой размер частиц и, соответственно, обладает высокой адгезионной силой к элементам, что приводит к ухудшению эффективности переноса и возникновению пленкообразования. Полимеризованный тонер также имеет сферическую форму и, соответственно, обладает плохой способностью к очистке. В дополнение к этому, в процессе изготовления полимеризованного тонера компоненты тонера, имеющие более низкое сопротивление, располагаются вблизи поверхностей базовых частиц тонера, так что поляризуемость снижается, что вызывает фоновую размытость.
Кроме того, поскольку имеет место высокая потребность в тонере, обладающем способностью к низкотемпературному фиксированию, чтобы обеспечить экономию энергии, желательно использовать связующую смолу, имеющую низкую температуру плавления. Однако тонер, обладающий способностью к низкотемпературному фиксированию, имеет вновь возникающую проблему, относящуюся к способности к термостойкости при длительном хранении.
Ввиду этого, были сделаны попытки решить эти проблемы посредством модификации поверхностей базовых частиц тонера. Описанным способом модификации поверхности является, например, способ, в котором поверхности базовых частиц тонера, каждая из которых содержит частицу первой смолы и окрашивающее вещество, частично или полностью покрыты частицами второй смолы (см., например, Патентный документ 1). Однако в этом описанном способе частицы второй смолы являются слишком различающимися и неравномерными. Полученные частицы тонера обладают увеличенной способностью к очистке, однако не улучшены достаточным образом не только в отношении фоновой размытости, но и способности к сохранению свойств при длительном хранении. В дополнение к этому, они также вызывают ухудшение способности к переносу.
Список ссылок
Патентные документы
Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) № 2008-090256
Сущность изобретения
Техническая задача
Задачей данного изобретения является предоставление: тонера, который не загрязняет зарядный узел, проявляющий узел, фотопроводник и промежуточный элемент переноса, который может формировать высококачественное изображение, имеющее надлежащую оптическую плотность с гораздо меньшей фоновой размытостью даже после повторяющейся печати в течение длительного периода времени, и который может стабильным образом формировать изображение с высокой воспроизводимостью на любой среде для записи без включения пятен или крапинок вследствие рассеивания; и устройства для формирования изображения с применением тонера.
Решение задачи
Средства для решения вышеуказанных задач являются следующими. Конкретно, тонер по данному изобретению является тонером, включающим в себя:
частицы тонера, каждая из которых включает в себя базовую частицу тонера и закрепленную на ней поверхностную добавку, причем базовая частица тонера включает в себя связующую смолу и окрашивающее вещество,
где базовая частица тонера имеет выступы на своей поверхности,
причем средняя величина длин длинных сторон выступов составляет 0,10 мкм или более, однако менее чем 0,50 мкм,
при этом стандартное отклонение длин длинных сторон выступов составляет 0,2 или менее,
где степень покрытия выступами на поверхности базовой частицы тонера составляет от 10% до 90%, и
при этом поверхностная добавка включает в себя тонкие неорганические частицы, поверхности которых были обработаны силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
Положительный эффект данного изобретения
Данное изобретение может предоставлять тонер, который не загрязняет зарядный узел, проявляющий узел, фотопроводник и промежуточный элемент переноса, который может формировать высококачественное изображение, имеющее надлежащую оптическую плотность с гораздо меньшей фоновой размытостью даже после повторяющейся печати в течение длительного периода времени, и который может стабильным образом формировать изображение с высокой воспроизводимостью на любой среде для записи без включения пятен или крапинок вследствие рассеивания; и устройство для формирования изображения с применением тонера. Эти тонер и устройство для формирования изображения являются в высокой степени применимыми в области проявления электрофотографического изображения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематический чертеж, используемый для пояснения одного из методов измерения выступов тонера по данному изобретению.
Фиг. 2 представляет собой схематический вид примера технологического картриджа по данному изобретению.
Фиг. 3 представляет собой схематический вид поперечного сечения примера устройства для формирования изображения по данному изобретению.
Фиг. 4 представляет собой схематический вид поперечного сечения типичной секции формирования изображения, в которой размещен фотопроводник.
Фиг. 5 представляет собой схематический вид поперечного сечения типичного проявляющего узла.
Фиг. 6 представляет собой схематический вид поперечного сечения типичного технологического картриджа, где «P» обозначает технологический картридж, и «D» обозначает контейнер для проявителя.
Фиг. 7 представляет собой схематический вид для пояснения метода измерения длинных сторон выступов базовых частиц тонера для тонера по данному изобретению.
Описание вариантов осуществления
(Тонер)
Тонер по данному изобретению включает в себя базовые частицы тонера и выступы каждой из поверхностей базовых частиц тонера, где средняя величина длин длинных сторон выступов составляет 0,10 мкм или более, однако менее чем 0,50 мкм, стандартное отклонение длин длинных сторон выступов составляет 0,2 или менее, степень покрытия выступами на поверхности базовой частицы тонера составляет от 10% до 90%. Предоставление таких выступов на поверхностях базовых частиц тонера может делать возможным формирование высококачественного изображения. Одна из возможных причин, почему может быть получен этот выгодный эффект, заключается в следующем.
В процессе изготовления полимеризованных тонеров компоненты тонера, имеющие более низкое сопротивление, располагаются вблизи поверхностей базовых частиц тонера. Соответственно, предоставление выступов, свободных от компонентов тонера с низким сопротивлением, на поверхностях базовых частиц тонера предотвращает возникновение фоновой размытости вследствие низкой поляризуемости. Кроме того, вследствие вогнутых и выпуклых участков на их поверхности возможно уменьшение площади соприкосновения с элементами, наряду с тем, что их сферичность поддерживается высокой. Соответственно, ожидается, что устойчивость к прилипанию, способность к переносу и способность к очистке улучшаются. В дополнение к этому, модификация поверхности, выполненная без полного покрывания базовых частиц тонера, может улучшать способность к сохранению свойств при длительном хранении результирующего тонера при условиях высокой температуры и высокой влажности, при том, что сохраняется способность к низкотемпературному фиксированию.
<Длинная сторона и степень покрытия поверхности выступа>
Для того, чтобы достигнуть вышеуказанного, требуется, чтобы выступы соответствовали указанным ниже условиям. Термин «длинная сторона выступа», как использовано в данном документе, означает наиболее длинный отрезок прямой среди отрезков прямых, соединяющих любые две точки на границе раздела между выступом и сердцевиной частиц тонера (на Фиг. 7, термин «длинная сторона выступа» относится к отрезку прямой между двумя точками, указанными двумя стрелками).
Средняя длина длинных сторон выступов не ограничивается особым образом, при условии, что она составляет 0,10 мкм или более, однако менее чем 0,50 мкм, и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 0,10 мкм до 0,3 мкм. Когда средняя длина меньше чем 0,10 мкм, эффекты, создаваемые выступами, не могут быть получены в некоторых случаях. Когда средняя длина составляет более чем 0,5 мкм, формы выступов и тонеров становятся неравномерными, что приводит к тому, что может иметь место ухудшение свойств, например фоновая размытость и снижение степени передачи.
Стандартное отклонение длин длинных сторон выступов не ограничивается особым образом, при условии, что оно составляет 0,2 или менее, и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет 0,1 или менее. Когда их стандартное отклонение составляет более чем 0,2, размеры выступов становятся различными, что может приводить к ухудшению свойств.
Степень покрытия выступами на поверхности каждой базовой частицы тонера не ограничивается особым образом, при условии, что она составляет от 10% до 90%, и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 20% до 70%. Когда эта степень покрытия поверхности меньше чем 10%, эффекты, создаваемые выступами, не могут быть получены в некоторых случаях. Когда она выше чем 90%, может иметь место ухудшение способности к очистке и увеличение температуры фиксирования.
Далее, будет представлено описание методов расчета для длинных сторон и степени покрытия выступами, описанных в Примерах при ссылках на Фиг. 1 и 7.
Длину длинной стороны выступа измеряют из изображения базовых частиц тонера, полученного с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM).
Способ измерения средней длины длинных сторон выступов не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Среднюю длину длинных сторон выступов получают следующим образом. А именно, 100 или более базовых частиц тонера выбирают для измерения и по меньшей мере 100 выступов в сумме на базовых частицах тонера измеряют в отношении длины длинной стороны, и измеренные длины усредняют (см. Фиг. 7).
Степень покрытия выступами на базовой частице тонера измеряют из изображения базовых частиц тонера, полученного с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM).
А именно, определяют наиболее короткую длину между двумя параллельными прямыми линиями, соприкасающимися с базовой частицей тонера, и точки соприкосновения обозначают как A и B. Затем рассчитывают площадь круга, имеющего в качестве центра центр O отрезка прямой AB и имеющего в качестве диаметра длину отрезка прямой AO. Рассчитывают общую площадь выступов, содержащихся в круге, чтобы получить степень покрытия выступами базовой частицы тонера (т.е. общую площадь выступов/площадь круга). Способ измерения общей площади выступов не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Сто или более частиц тонера используют для расчета степени покрытия с помощью вышеуказанного метода, и затем полученные степени покрытия усредняют (см. Фиг. 1).
Площадь выступов, длинную сторону выступов и сферичность измеряют с помощью программного обеспечения для анализа распределения частиц по размеру посредством анализа изображения «MAC-VIEW» (производства компании Mountech Co., Ltd.).
<Базовые частицы тонера>
В данном изобретении термин «базовая частица тонера» относится к сердцевинам частиц тонера, имеющим выступы на поверхности и содержащим связующую смолу и окрашивающее вещество в качестве основных компонентов. Кроме того, термин «частица тонера» относится к базовым частицам тонера, на которых поддерживаются поверхностные добавки.
Тонер по данному изобретению получают добавлением поверхностных добавок к базовым частицам тонера, содержащим, в качестве основных компонентов, связующую смолу и окрашивающее вещество, при этом поверхностные добавки предназначены для улучшения различных свойств, таких как сыпучесть, проявляющая способность и поляризуемость.
В частности, базовые частицы тонера могут, если это необходимо, дополнительно содержать другие компоненты, такие как антиадгезионный агент, агент управления зарядом и/или пластификатор.
<<Связующая смола>>
Связующая смола не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя полиэфирные смолы, полиуретановые смолы, поликарбамидные смолы, эпоксидные смолы и виниловые смолы. Могут быть использованы гибридные смолы, сформированные химически связанными различными смолами. Реакционноспособные функциональные группы могут быть введены в концы основной цепи или в ответвления основной цепи смол и связаны вместе для удлинения молекулярной цепи в процессе приготовления тонера. Может быть использован один вид связующей смолы, однако предпочтительно смола, из которой сформированы базовые частицы тонера, отличается от смолы, из которой сформированы выступы, для того, чтобы получить тонер, имеющий выступы, которые имеют одинаковый размер.
-Смола, из которой изготовлены сердцевины частиц тонера-
Смола, из которой изготовлены сердцевины частиц тонера, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры смолы включают в себя смолы, по меньшей мере часть которых растворяется в описанных ниже органических растворителях.
Кислотное число смолы, из которой изготовлены сердцевины частиц тонера, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно предпочтительно составляет от 2 мгKOH/г до 24 мгKOH/г. Когда ее кислотное число превышает 24 мгKOH/г, смола может переходить в водную фазу, что приводит к потере смолы в течение процесса изготовления, или же легко ухудшается стабильность дисперсии масляных капель. Кроме того, тонер может поглощать большее количество воды, что приводит к ухудшению поляризуемости и способности сохранять свойства при длительном хранении в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью. В то же время, когда ее кислотное число меньше чем 2 мгKOH/г, полярность смолы может уменьшаться, что может затруднять равномерное диспергирование окрашивающего вещества в масляных каплях.
Вид смолы, из которой изготовлены сердцевины частиц тонера, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Однако, когда результирующий тонер используют в качестве тонера для проявления скрытого электростатического изображения в электрофотографии, с точки зрения получения хорошей способности к фиксированию предпочтительно используют смолу, имеющую полиэфирный каркас.
Смола, имеющая полиэфирный каркас, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя полиэфирные смолы и блоксополимеры полиэфирных смол и смол, имеющих другие каркасы. Из них, предпочтительно используют полиэфирные смолы, поскольку полученные сердцевины частиц тонера обладают высокой однородностью.
--Полиэфирная смола--
Полиэфирная смола не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Примеры полиэфирной смолы включают в себя полимеры лактонов с открытым кольцом, поликонденсаты гидроксикарбоновой кислоты и поликонденсаты полиолов и поликарбоновых кислот. Из них, поликонденсаты полиолов и поликарбоновых кислот являются предпочтительными, поскольку может быть сформирован широкий выбор сложных полиэфиров.
Пиковая величина молекулярной массы полиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 1000 до 30000, более предпочтительно от 1500 до 10000, особенно предпочтительно от 2000 до 8000. Когда пиковая величина молекулярной массы меньше чем 1000, способность к термостойкости тонера при длительном хранении может быть ухудшена. В то же время, когда пиковая величина молекулярной массы превышает 30000, способность к низкотемпературному фиксированию тонера в качестве тонера для проявления скрытого электростатического изображения может быть ухудшена.
Кроме того, температура стеклования полиэфирной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 45°C до 70°C, более предпочтительно от 50°C до 65°C. Когда температура стеклования ниже чем 45°C, может иметь место следующее ухудшение свойств. А именно, когда частицы тонера, каждая из которых содержит выступы и покрытые ими сердцевины частиц тонера, как в данном изобретении, хранят в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью, выступы могут пластифицироваться посредством атмосферной влаги, что вызывает понижение в температуре стеклования. Полагают, что тонер или картридж с тонером транспортируется в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью, составляющими 40°C и 90%. Соответственно, полученные частицы тонера могут деформироваться при приложении определенного давления или слипаться друг с другом. В результате, имеет место вероятность того, что частицы тонера не могут вести себя как частицы. В то же время, когда температура стеклования полиэфирной смолы превышает 70°C, частицы тонера может быть ухудшены в способности к низкотемпературному фиксированию при применении в качестве тонера для проявления скрытого электростатического изображения.
--Поликонденсаты полиолов и поликарбоновых кислот--
---Полиол---
Полиол (1) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя диолы (1-1) и трехатомные или более высокие полиолы (1-2), при том, что диолы (1-1) сами по себе или смесь, содержащая диолы (1-1) и небольшое количество трехатомных или более высоких полиолов (1-2), являются предпочтительными.
Диолы (1-1) не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя алкиленгликоли (например, этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол и 1,6-гександиол); алкиленгликолевые эфиры (например, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленгликолевый эфир); алициклические диолы (например, 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол A); бисфенолы (например, бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S); аддукты вышеуказанных алициклических диолов с алкиленоксидами (например, этиленоксиду, пропиленоксиду и бутиленоксиду); 4,4'-дигидроксидифенилы, такие как 3,3'-дифтор-4,4'-дигидроксидифенил; бис(гидроксифенил)алканы, такие как бис(3-фтор-4-гидроксифенил)метан, 1-фенил-1,1-бис(3-фтор-4-гидроксифенил)этан, 2,2-бис(3-фтор-4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(3,5-дифтор-4-гидроксифенил)пропан (также известный как тетрафторбисфенол A) и 2,2-бис(3-гидроксифенил)-1,1,1,3,3,3-гексафторпропан; бис(4-гидроксифенил)эфиры, такие как бис(3-фтор-4-гидроксифенил)эфир; и аддукты вышеуказанных бисфенолов с алкиленоксидами (например, этиленоксиду, пропиленоксиду и бутиленоксиду). Из них, предпочтительными являются C2-C12 алкиленгликоли и аддукты алкиленоксида с бисфенолами. Особенно предпочтительными являются комбинации аддуктов алкиленоксида с бисфенолами и C2-C12 алкиленгликолей.
Трехатомные или более высокие полиолы (1-2) не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя трехатомные по восьмиатомные или более высокие алифатические полиспирты (например, глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритритол и сорбитол); трехатомные или более высокие фенолы (например, трис-фенол PA, фенолноволак и крезолноволак); и аддукты алкиленоксида аддукты с вышеуказанными трехатомными или более высокими полифенолами.
---Поликарбоновая кислота---
Поликарбоновая кислота (2) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя дикарбоновые кислоты (2-1) и трехосновные или более высокие поликарбоновые кислоты (2-2), при том, что дикарбоновые кислоты (2-1) сами по себе или смесь, содержащая дикарбоновые кислоты (2-1) и небольшое количество трехосновных или более высоких поликарбоновых кислот (2-2), являются предпочтительными.
Дикарбоновые кислоты (2-1) не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя алкилендикарбоновые кислоты (например, янтарную кислоту, адипиновую кислоту, себациновую кислоту); алкенилендикарбоновые кислоты (например, малеиновую кислоту и фумаровую кислоту); ароматические дикарбоновые кислоты (например, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту и нафталиндикарбоновую кислоту), 3-фторизофталевую кислоту, 2-фторизофталевую кислоту, 2-фтортерефталевую кислоту, 2,4,5,6-тетрафторизофталевую кислоту, 2,3,5,6-тетрафтортерефталевую кислоту, 5-трифторметилизофталевую кислоту, 2,2-бис(4-карбоксифенил)гексафторпропан, 2,2-бис(3-карбоксифенил)гексафторпропан, 2,2'-бис(трифторметил)-4,4'-дифенилдикарбоновую кислоту, 3,3'-бис(трифторметил)-4,4'-дифенилдикарбоновую кислоту, 2,2'-бис(трифторметил)-3,3'-дифенилдикарбоновую кислоту и гексафторизопропилидендифталевый ангидрид. Из них, предпочтительными являются C4-C20 алкенилендикарбоновые кислоты и C8-C20 ароматические дикарбоновые кислоты.
Трехосновные или более высокие поликарбоновые кислоты (2-2) не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя C9-C20 ароматические поликарбоновые кислоты (например, тримеллитовую кислоту и пиромеллитовую кислоту). В частности, поликарбоновые кислоты (2) могут реагировать с полиолами (1) при использовании ангидридов кислот или низших сложных алкилэфиров (например, сложного метилэфира, сложного этилэфира и сложного изопропилэфира) вышеуказанных карбоновых кислот.
Соотношение между полиолом и поликарбоновой кислотой не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет от 1/2 до 2/1, более предпочтительно от 1/1,5 до 1,5/1, особенно предпочтительно от 1/1,3 до 1,3/1, при выражении как эквивалентного отношения [OH]/[COOH] гидроксильной группы [OH] к карбоксильной группе [COOH].
-Модифицированная смола-
Для того, чтобы частицы тонера обладали повышенной механической прочностью и, когда частицы тонера используют в качестве тонера для проявления скрытого электростатического изображения, не вызывали дополнительно горячего смещения при фиксировании, модифицированная смола, содержащая конечную изоцианатную группу, может быть растворена в масляной фазе, чтобы изготовить частицы тонера.
Способ изготовления модифицированной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя способ, в котором мономер, содержащий изоцианатную группу, используют для реакции полимеризации, чтобы получить смолу, содержащую изоцианатную группу; и способ, в котором смолу, имеющую активную водородсодержащую группу на своем конце, получают посредством полимеризации и последующего реакционного взаимодействия с полиизоцианатом, чтобы получить полимер, содержащий изоцианатную группу на своем конце. Последний способ является предпочтительным с точки зрения удовлетворительного введения изоцианатной группы в концевую часть полимера.
Активная водородсодержащая группа не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя гидроксильную группу (т.е. спиртовую гидроксильную группу и фенольную гидроксильную группу), аминогруппу, карбоксильную группу и меркаптогруппу, при том, что спиртовая гидроксильная группа является предпочтительной.
Каркас модифицированной смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. С учетом однородности частиц, каркас модифицированной смолы предпочтительно является таким же, что и каркас смолы, растворимой в органическом растворителе. Более предпочтительно, смола имеет полиэфирный каркас.
Способ изготовления сложного полиэфира, имеющего спиртовую гидроксильную группу на своем конце, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ, в котором выполняют реакцию поликонденсации между полиолом, имеющим больше функциональных групп, и поликарбоновой кислотой, имеющей меньше функциональных групп.
---Аминовое соединение---
В процессе диспергирования масляной фазы в водной фазе, чтобы сформировать частицы, некоторые изоцианатные группы модифицированной смолы гидролизуются в аминогруппы, которые затем реагируют с непрореагировавшими изоцианатными группами, чтобы сделать возможным протекание реакции удлинения молекулярной цепи. Кроме того, аминовое соединение может быть использовано в комбинации, чтобы надежным образом выполнить реакцию удлинения молекулярной цепи или ввести места образования поперечных связей, так же как и в вышеуказанной реакции.
Аминовое соединение (B) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя диамины (B1), трехосновные или более высокие полиамины (B2), аминоспирты (B3), аминомеркаптаны (B4), аминокислоты (B5) и аминоблокированные соединения (B6), полученные блокированием аминогрупп соединений с (B1) по (B5). Из них, предпочтительными являются диамины (B1) и смеси, содержащие диамины (B1) и небольшое количество трехосновных или более высоких полиаминов (B2).
Диамины (B1) не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя ароматические диамины (например, фенилендиамин, диэтилтолуолдиамин, 4,4'-диаминодифенилметан, тетрафтор-п-ксилилендиамин и тетрафтор-п-фенилендиамин); алициклические диамины (например, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдициклогексилметан, диаминциклогексан и изофорондиамин); и алифатические диамины (например, этилендиамин, тетраметилендиамин, гексаметилендиамин, додекафторгексилендиамин и тетракозафтордодецилендиамин).
Трехосновный или более высокий полиамин (B2) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя диэтилентриамин и триэтилентетрамин.
Аминоспирт (B3) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя этаноламин и гидроксиэтиланилин.
Аминомеркаптан (B4) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя аминоэтилмеркаптан и аминопропилмеркаптан.
Аминокислота (B5) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя аминопропионовую кислоту и аминокапроевую кислоту.
Аминоблокированное соединение (B6), полученное блокированием аминогрупп с (B1) по (B5) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя оксазолидиновые соединения и кетиминовые соединения, производные от аминов с (B1) по (B5) и кетонов (например, ацетона, метилэтилкетона и метилизобутилкетона).
Количество амина (B) по отношению к количеству преполимера (A), содержащего изоцианатную группу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Число аминогрупп [NHx] в амине (B) предпочтительно в четыре раза или менее, более предпочтительно в два раза или менее, еще более предпочтительно в 1,5 раза или менее, особенно предпочтительно в 1,2 раза или менее, превышает число изоцианатных групп [NCO] в преполимере (A), содержащем изоцианатную группу. Когда число аминогрупп [NHx] в амине (B) более чем в четыре раза превышает число изоцианатных групп [NCO] в преполимере (A), содержащем изоцианатную группу, избыточные аминогруппы невыгодным образом блокируют изоцианатные группы, предотвращая реакцию удлинения молекулярной цепи модифицированной смолы. В результате, молекулярная масса сложного полиэфира уменьшается, что приводит к ухудшению устойчивости тонера к горячему смещению.
--Органический растворитель--
Органический растворитель не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Он предпочтительно является летучим органическим растворителем, имеющим температуру кипения ниже чем 100°C, с точки зрения простоты удаления. Его примеры включают в себя толуол, ксилол, бензол, четыреххлористый углерод, метиленхлорид, 1,2-дихлорэтан, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, монохлорбензол, дихлорэтилиден, метилацетат, этилацетат, метилэтилкетон и метилизобутилкетон. Они могут быть использованы по отдельности или в комбинации. Когда смола, растворяемая или диспергируемая в органическом растворителе, имеет полиэфирный каркас, предпочтительно используемыми являются сложноэфирные органические растворители (например, метилацетат, этилацетат и бутилацетат) или кетоновые органические растворители (например, метилэтилкетон и метилизобутилкетон), поскольку эти растворители обладают высокой способностью к растворению смолы. Среди них, метилацетат, этилацетат и метилэтилкетон являются особенно предпочтительными, поскольку они могут быть удалены более простым образом.
<<Водная среда>>
Водная среда не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя водную среду, содержащую одну лишь воду, или водную среду, содержащую воду и водорастворимый растворитель в комбинации.
Водорастворимый растворитель не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя спирты (например, метанол, изопропанол и этиленгликоль), диметилформамид, тетрагидрофуран, целлозольвы (например, метилцеллозольв) и низшие кетоны (например, ацетон и метилэтилкетон).
-Поверхностно-активное вещество-
Поверхностно-активное вещество используют для диспергирования масляной фазы в водной среде, чтобы образовать жидкие капли.
Поверхностно-активное вещество не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя анионогенные поверхностно-активные вещества, такие как соли алкилбензолсульфоновой кислоты, соли α-олефинсульфоновой кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты; катионогенные поверхностно-активные вещества, такие как аминовые соли (например, соли алкиламина, аминоспиртовые производные жирной кислоты, полиаминовые производные жирной кислоты и имидазолин), и соли четвертичного аммония (например, соли алкилтриметиламмония, соли диалкилдиметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, соли пиридиния, соли алкилизохинолиния и хлорид бензетония); неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как производные амидов жирных кислот и производные многоатомных спиртов; амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как аланин, додецилди(аминоэтил)глицин, ди(октиламиноэтил)глицин и N-алкил-N,N-диметиламмоний бетаин; и поверхностно-активные вещества, содержащие фторалкильную группу. Из них, поверхностно-активные вещества, содержащие фторалкильную группу, являются предпочтительными, поскольку они могут проявлять свою способность к диспергированию даже в небольшом количестве.
Поверхностно-активное вещество, содержащее фторалкильную группу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя анионогенные поверхностно-активные вещества, содержащие фторалкильную группу, и катионогенные поверхностно-активные вещества, содержащие фторалкильную группу.
Анионогенное поверхностно-активное вещество, содержащее фторалкильную группу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя фторалкилкарбоновые кислоты, имеющие 2-10 атомов углерода, и их металлические соли, перфтороктансульфонилглутамат динатрия, 3-[ω-фторалкил(C6-C11)окси)-1-алкил(C3 или C4)сульфонаты натрия, 3-[ω-фторалканоил(C6-C8)-N-этиламино]-1-пропансульфонаты натрия, фторалкил(C11-C20)карбоновые кислоты и их металлические соли, перфторалкилкарбоновые кислоты (C7-C13) и их металлические соли, перфторалкил(C4-C12)сульфонаты и их металлические соли, перфтороктансульфоновой кислоты диэтаноламид, N-пропил-N-(2-гидроксиэтил)перфтороктансульфонамид, перфторалкил(C6-C10)сульфонамид пропилтриметиламмония соли, соли перфторалкил(C6-C10)-N-этилсульфонилглицина и моноперфторалкил(C6-C16)этилфосфаты.
Катионогенное поверхностно-активное вещество, содержащее фторалкильную группу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя алифатическую первичную, вторичную или третичную аминокислоту, содержащую фторалкильную группу, соли алифатического четвертичного аммония (например, перфторалкил(C6-C10)сульфонамид пропилтриметиламмониевые соли), соли бензалькония, хлорид бензетония, соли пиридиния и соли имидазолиния.
Концентрация поверхностно-активного вещества в водной среде не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 1% по массе до 10% по массе, более предпочтительно от 2% по массе до 8% по массе, особенно предпочтительно от 3% по массе до 7% по массе. Когда его концентрация меньше чем 1% по массе, масляные капли не могут быть стабильно диспергированы, образуя крупные масляные капли. В то же время, когда его концентрация превышает 10% по массе, каждая масляная капля становится слишком малой и также имеет обратную мицеллярную структуру. Соответственно, стабильность дисперсии ухудшается вследствие поверхностно-активного вещества, добавляемого в таком количестве, легко образуя, тем самым, крупные масляные капли.
-Неорганический диспергирующий агент-
Продукт растворения или диспергирования композиции тонера может быть диспергирован в водной среде в присутствии неорганического диспергирующего агента или тонких частиц смолы. Применение неорганического диспергирующего агента является предпочтительным, поскольку могут быть получены распределение частиц по размеру в виде острого пика и стабильное состояние дисперсии.
Неорганический диспергирующий агент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя трифосфат кальция, карбонат кальция, оксид титана, коллоидный кремнезем и гидроксиапатит.
-Полимерный защитный коллоид-
Полимерный защитный коллоид может быть использован, чтобы стабилизировать диспергированные жидкие капли. Полимерный защитный коллоид не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя кислоты (например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, α-цианоакриловую кислоту, α-цианометакриловую кислоту, итаконовую кислоту, кротоновую кислоту, фумаровую кислоту, малеиновую кислоту и малеиновый ангидрид); (мет)акриловые мономеры, содержащие гидроксильную группу (например, β-гидроксиэтилакрилат, β-гидроксиэтилметакрилат, β-гидроксипропилакрилат, β-гидроксипропилметакрилат, γ-гидроксипропилакрилат, γ-гидроксипропилметакрилат, 3-хлор-2-гидроксипропилакрилат, 3-хлор-2-гидроксипропилметакрилат, сложные эфиры диэтиленгликоля и моноакриловой кислоты, сложные эфиры диэтиленгликоля и монометакриловой кислоты, сложные эфиры глицерина и моноакриловой кислоты, сложные эфиры глицерина и монометакриловой кислоты, N-метилолакриламид и N-метилолметакриламид), виниловый спирт и его эфиры (например, винилметилэфир, винилэтилэфир и винилпропилэфир), сложные эфиры, образованные между виниловым спиртом и соединением, содержащим карбоксильную группу, (например, винилацетат, винилпропионат и винил бутират); акриламид, метакриламид, диацетонакриламид и их метилольные соединения; хлориды кислот (например, хлорид акриловой кислоты и хлорид метакриловой кислоты); гомополимеры или сополимеры азотсодержащих соединений и азотсодержащих гетероциклических соединений (например, винилпиридина, винилпирролидона, винилимидазола и этиленимина); полиоксиэтилены (например, полиоксиэтилен, полиоксипропилен, полиоксиэтиленалкиламины, полиоксипропиленалкиламины, полиоксиэтиленалкиламиды, полиоксипропиленалкиламиды, полиоксиэтиленнонилфенилэфиры, полиоксиэтиленлаурилфенилэфиры, сложные полиоксиэтиленстеарилфенилэфиры и сложные полиоксиэтиленнонилфенилэфиры); и целлюлозы (например, метилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу и гидроксипропилцеллюлозу).
Когда соединение, растворимое в кислоте или щелочи, (например, фосфат кальция) используют в качестве стабилизатора дисперсии, используемый фосфат кальция растворяют с помощью кислоты (например, хлористоводородной кислоты), с последующей промывкой водой, чтобы тем самым удалить его из сформированных тонких частиц. Кроме того, фосфат кальция может быть удален посредством ферментативного разложения. В качестве альтернативы, используемый диспергирующий агент может оставаться на поверхностях частиц тонера. Однако диспергирующий агент предпочтительно удаляют посредством промывки после реакции удлинения молекулярной цепи и/или реакции образования поперечных связей, с точки зрения поляризуемости сформированного тонера.
<<Окрашивающее вещество>>
Окрашивающее вещество не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя известные красители и пигменты. Конкретные примеры включают в себя углеродную сажу, нигрозиновый краситель, железный черный, нафтоловый желтый S, ганза желтый (Hansa yellow) (10G, 5G и G), кадмиевый желтый, желтый оксид железа, желтая охра, свинцовый глет, титановый желтый, полиазокраситель желтый, масляный желтый, ганза желтый (Hansa yellow) (GR, A, RN и R), пигмент желтый L, бензидиновый желтый (G и GR), устойчивый желтый (NCG), вулкан прочно-желтый (5G, R), тартразиновый лак, хинолиновый желтый лак, антраценовый желтый BGL, изоиндолиноновый желтый, мумия, свинцовый сурик, свинцовая киноварь, кадмий красный, кадмий-ртуть красный, сурьмяная киноварь, устойчивый красный 4R, паракрасный, алый, парахлорортонитроанилиновый красный, литол прочно-алый G, блестящий прочно-алый, блестящий кармин BS, устойчивый красный (F2R, F4R, FRL, FRLL и F4RH), прочно-алый VD, вулкан прочно-рубиновый B, блестящий алый G, литол рубиновый GK, устойчивый красный F5R, блестящий кармин 6В, пигмент алый 3В, бордовый 5В, толуидиновый красно-коричневый, устойчивый бордовый F2K, солнечный бордовый BL, бордовый 10В, BON красно-коричневый светлый, BON красно-коричневый средний, эозиновый лак, родаминовый лак В, родамин лаковый Y, ализариновый лак, тиоиндиго красный В, тиоиндиго красно-коричневый, масляный красный, хинакридоновый красный, пиразолоновый красный, полиазокраситель красный, хромовая киноварь, бензидиновый оранжевый, периноновый оранжевый, масляный оранжевый, кобальтовая синь, лазурный синий, щелочной синий лак, сиренево-синий лак, виктория голубой лак, трифенилметановый синий лаковый, не содержащий металлов, фталоцианиновый синий, небесно-голубой, индантреновый синий (RS и ВС), индиго, ультрамарин, берлинская лазурь, антрахиноновый синий, прочно-фиолетовый B, метилфиолетовый лак, кобальтовый пурпурный, марганцевый фиолетовый, диоксановый фиолетовый, антрахиноновый фиолетовый, хромовая зелень, цинковая зелень, оксид хрома, виридиан, изумрудная зелень, пигмент зеленый B, нафтол зеленый B, зеленое золото, кислотный зеленый лак, малахитовый зеленый лак, фталоцианиновый зеленый, антрахиноновый зеленый, оксид титана, цинковые цветы, литопон и их смеси.
-Маточная смесь-
Окрашивающее вещество может быть смешано со смолой, чтобы образовать маточную смесь.
Связующая смола, которую смешивают вместе с маточной смесью, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя вышеописанные модифицированные или немодифицированные полиэфирные смолы; стироловые полимеры и их замещенные продукты (например, полистиролы, поли-п-хлорстиролы и поливинилтолуолы); стироловые сополимеры (например, стирол-п-хлорстироловые сополимеры, стирол-пропиленовые сополимеры, стирол-винилтолуоловые сополимеры, стирол-винилнафталиновые сополимеры, стирол-метилакрилатные сополимеры, стирол-этилакрилатные сополимеры, стирол-бутилакрилатные сополимеры, стирол-октилакрилатные сополимеры, стирол-метилметакрилатные сополимеры, стирол-этилметакрилатные сополимеры, стирол-бутилметакрилатные сополимеры, стирол-метил-α-хлорметакрилатные сополимеры, стирол-акрилонитриловые сополимеры, стирол-винилметилкетоновые сополимеры, стирол-бутадиеновые сополимеры, стирол-изопреновые сополимеры, стирол-акрилонитрил-инденовые сополимеры, сополимеры стирола и малеиновой кислоты и сополимеры стирола и сложного эфира малеиновой кислоты); полиметилметакрилаты; полибутилметакрилаты; поливинилхлориды; поливинилацетаты; полиэтилены; полипропилены, сложные полиэфиры; эпоксидные смолы; эпоксиполиоловые смолы; полиуретаны; полиамиды; поливинилбутирали; смолы на основе полиакриловой кислоты; древесная смола; модифицированная древесная смола; терпеновые смолы; алифатические или алициклические углеводородные смолы; ароматических нефтяные смолы; хлорпарафины; и парафиновые воски. Они могут быть использованы по отдельности или в комбинации.
Способ приготовления маточной смеси не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ, в котором окрашивающее вещество и смолу для применения в приготовлении маточной смеси смешивают и/или месят посредством приложения высокого сдвигающего усилия, чтобы приготовить маточную смесь.
Способ смешивания/замешивания не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Предпочтительным является способ, в котором диспергатор с приложением высоких сдвиговых усилий (например, трехвалковую мельницу) используют для смешивания/замешивания.
Кроме того, органический растворитель может быть использован для улучшения взаимодействия между окрашивающим веществом и смолой. Помимо этого, предпочтительно используют способ с быстрым удалением, в котором водную пасту, содержащую окрашивающее вещество, смешивают/месят со смолой и органическим растворителем и затем окрашивающее вещество переносят к смоле, удаляя воду и органический растворитель, после чего влажный кек окрашивающего вещества может быть использован непосредственным образом (т.е. сушка не должна выполняться).
<Поверхностная добавка>
Используемая поверхностная добавка представляет собой тонкие неорганические частицы, поверхности которых были обработаны силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
-Поверхностная обработка тонких неорганических частиц-
Способ обработки поверхностей тонких неорганических частиц не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ гидрофобизации тонких неорганических частиц, включая в себя способ, в котором тонкие неорганические частицы химически обрабатывают кремнийорганическими соединениями, которые реагируют с тонкими неорганическими частицами или которые могут физически адсорбироваться на тонких неорганических частицах.
В частности, предпочтительным является способ, в котором тонкие неорганические частицы окисляют галогенированным соединением металла в паровой фазе и затем обрабатывают кремнийорганическими соединениями.
Кремнийорганическое соединение не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя гексаметилдисилазан, триметилсилан, триметилхлорсилан, триметилэтоксисилан, диметилдихлорсилан, метилтрихлорсилан, аллилдиметилхлорсилан, аллилфенилдихлорсилан, бензилдиметилхлорсилан, бромметилдиметилхлорсилан, α-хлорэтилтрихлорсилан, β-хлорэтилтрихлорсилан, хлорметилдиметилхлорсилан, триорганосилилмеркаптан, триметилсилилмеркаптан, триорганосилилакрилат, винилдиметилацетоксисилан, диметилэтоксисилан, диметилдиметоксисилан, дифенилдиэтоксисилан, гексаметилдисилоксан, 1,3-дивинилтетраметилдисилоксан, 1,3-дифенилтетраметилдисилоксан, диметилполисилоксан, имеющие от 2 до 12 силоксановых групп на молекулу и содержащие, на каждом конечном звене, гидроксильную группу, связанную с Si.
Как описано выше, тонкие неорганические частицы поверхностно обработаны силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
Силановый связующий агент, содержащий аминогруппу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя аминопропилтриметоксисилан, аминопропилтриэтоксисилан, диметиламинопропилтриметоксисилан, диэтиламинопропилтриметоксисилан, дипропиламинопропилтриметоксисилан, дибутиламинопропилтриметоксисилан, монобутиламинопропилтриметоксисилан, диоктиламинопропилтриметоксисилан, дибутиламинопропилдиметоксисилан, дибутиламинопропилмонометоксисилан, диметиламинофенилтриэтоксисилан, триметоксисилил-γ-пропилфениламин, триметоксисилил-γ-пропилбензиламин, триметоксисилил-γ-пропилпиперидин, триметоксисилил-γ-пропилморфорин и триметоксисилил-γ-пропилимидазол. Они могут быть использованы по отдельности или в комбинации.
Частицы тонера по данному изобретению содержат в качестве поверхностной добавки тонкие неорганические частицы, поверхностно обработанные силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
Тонкие неорганические частицы, поверхностно обработанные силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу, имеют большой положительный заряд.
Тонкие неорганические частицы, гидрофобизированные силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу, переносятся из тонера к элементу, несущему проявитель, и в результате элемент, несущий проявитель, покрывается тонкими неорганическими частицами. Когда тонкие неорганические частицы являющиеся частицами тонера, фрикционно заряжаются, частицы тонера имеют большой отрицательный заряд. При этом, поскольку тонкие неорганические частицы постепенно постоянным образом подаются из частиц тонера, возможно стабилизировать поляризуемость тонера в течение длительного периода времени. Одной из возможных мер для получения этого выгодного эффекта в течение длительного периода времени в широком интервале является увеличение количества поверхностной добавки. В этом случае, однако, поверхностная добавка легко отслаивается. В результате, хотя эффекты, соизмеримые с увеличенным количеством, получают первоначально и локальным образом, затруднено их получение в течение длительного периода времени в широком интервале. Для того, чтобы предотвратить отслаивание поверхностной добавки, поверхностная добавка предпочтительно находится в контакте с частицами тонера. Площади поверхностей частиц тонера предпочтительно увеличены, для того, чтобы определенное количество поверхностной добавки могло быть присоединено к частицам тонера. В данном изобретении, предоставление выступов на поверхностях тонера увеличивает площади поверхностей частиц тонера, делая возможным для частиц тонера поддерживать большое количество поверхностной добавки. В дополнение к этому, отслаивание поверхностной добавки может быть предотвращено уменьшением поверхности контакта между тонером и элементами. Таким образом, значительные эффекты могут быть получены посредством совместного комбинирования частиц тонера, имеющих выступы на своих поверхностях, и поверхностной добавки, обработанной силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
Когда тонкие неорганические частицы, обработанные силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу, используют в качестве поверхностной добавки, количество тонких неорганических частиц в общем количестве поверхностной добавки составляет предпочтительно от 5% по массе до 30% по массе, более предпочтительно 5% по массе или более, однако менее чем 30% по массе, особенно предпочтительно 10% по массе или более, однако менее чем 20% по массе. Когда оно меньше чем 5% по массе, тонкие неорганические частицы не могут проявлять свои эффекты в некоторых случаях. В то же время, когда оно составляет более чем 30% по массе, поверхностная добавка приходит в состояние с высоким положительным зарядом и, соответственно, полученные частицы тонера не функционируют нормальным образом в качестве целевого тонера в некоторых случаях.
По тем же самым причинам, что описаны выше, количество тонких неорганических частиц, обработанных силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу, содержащихся в тонере, составляет предпочтительно от 0,1% по массе до 2,0% по массе, более предпочтительно от 0,2% по массе до 1,5% по массе.
-Тонкие неорганические частицы-
Тонкие неорганические частицы не ограничиваются особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя кремнезем, глинозем, оксид титана, титанат бария, титанат магния, титанат кальция, титанат стронция, оксид железа, оксид меди, оксид цинка, оксид олова, кварцевый песок, глину, слюду, волластонит, диатомит, оксид хрома, оксид церия, красный оксидный пигмент, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбид кремния и нитрид кремния. Среди них, кремнезем и оксид титана являются особенно предпочтительными.
Количество поверхностной добавки, содержащейся в тонере, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет от 1,0% по массе до 7,0% по массе, более предпочтительно от 2,0% по массе до 6,0% по массе.
Средний диаметр первичных частиц тонких неорганических частиц не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Он предпочтительно составляет 100 нм или менее, более предпочтительно 80 нм или менее. Когда средний диаметр первичных частиц составляет более чем 100 нм, полученные частицы тонера обладают существенно уменьшенной сыпучестью и также могут легко расслаиваться. В дополнение к этому, они могут повреждать поверхность фотопроводника неравномерным образом. Следует заметить, что средний диаметр частиц, описанный здесь, относится к среднечисленному диаметру частиц.
Способ измерения среднего диаметра тонких неорганических частиц не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ, в котором средний диаметр частиц измеряют с помощью анализатора распределения частиц по размеру с применением динамического рассеяния света (например, DLS-700 (производства компании Otsuka Electronics Co., Ltd.) и COULTER N4 (производства компании Coulter Electronics, Inc.). Однако, поскольку затруднено разъединение тонких частиц, агрегированных вторично после гидрофобизирующей обработки, предпочтительно определять диаметр частиц непосредственным образом при применении фотографии, полученной с помощью сканирующего электронного микроскопа или просвечивающего электронного микроскопа. Более предпочтительным является наблюдение поверхностных добавок на поверхности частиц тонера с применением сканирующего электронного микроскопа с автоэлектронной эмиссией (FE-SEM) при увеличении 100000. В этом случае, предпочтительно, чтобы было подвергнуто наблюдению по меньшей мере 100 тонких неорганических частиц для вычисления средней длины их больших осей. Когда поверхностные добавки агрегированы на поверхностях частиц тонера, измеряют длину большой оси каждой из первичных частиц, составляющих агрегат.
Поверхностные добавки добавляют и смешивают с тонером.
Смешивание поверхностных добавок с тонером выполняют с помощью обычно применяемого смесителя для порошка. Предпочтительным является смеситель, имеющий рубашку для регулирования его внутренней температуры. Для того, чтобы изменить нагрузку, прикладываемую к поверхностным добавкам, поверхностные добавки могут добавляться постепенно или в течение смешивания, или же могут быть изменены скорость вращения и скорость прокатки смесителей, и время и температура смешивания. Вначале может быть приложена высокая нагрузка, а затем сравнительно низкая нагрузка, и наоборот. Примеры применимых смесителей включают в себя синхронный смеситель, смеситель LOEDIGE, смеситель NAUTOR и смеситель HENSHEL.
-Антиадгезионный агент-
Для того, чтобы тонер имел увеличенную способность к высвобождению во время фиксирования, когда тонер используют в качестве тонера для проявления скрытого электростатического изображения, антиадгезионный агент может быть диспергирован в органическом растворителе.
Антиадгезионный агент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя такие материалы, как воск и силиконовое масло, которые проявляют достаточно низкую вязкость, когда нагреваются во время процесса фиксирования, и которые трудно совместимы с другими материалами тонера или разбухают от них на поверхности фиксирующего элемента. С учетом устойчивости при хранении самих частиц тонера, предпочтительно используемым является воск, который находится в твердом состоянии в окрашенных частицах смолы во время хранения при обычных условиях.
Воск не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя воски, содержащие углеводород с длинной молекулярной цепью, и воски, содержащие карбонильную группу.
Воск, содержащий углеводород с длинной молекулярной цепью, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя полиолефиновые воски (например, полиэтиленовый воск и полипропиленовый воск); нефтяные воски (например, парафиновые воски, воск SASOL и микрокристаллические воски); и воски, полученные синтезом Фишера-Тропша.
Воск, содержащий карбонильную группу, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя сложные эфиры поликарбоновых кислот (например, карнаубский воск, горный воск, триметилолпропантрибегенат, пентаэритритолтетрабегенат, пентаэритритолдиацетатдибегенат, глицеринтрибегенат и 1,18-октадекандиолдистеарат); полиалканоловые сложные эфиры (например, тристеарилтримеллитат и дистеарилмалеат); амиды поликарбоновых кислот (например, этилендиаминдибегениламид); полиалкиламиды (например, тристеариламид тримеллитовой кислоты); и диалкилкетоны (например, дистеарилкетон).
Из них, воски, содержащие углеводород с длинной молекулярной цепью, являются предпочтительными, поскольку они проявляют более высокую способность к высвобождению. Кроме того, воски, содержащие углеводород с длинной молекулярной цепью, могут быть использованы в комбинации с восками, содержащими карбонильную группу.
Количество антиадгезионного агента, содержащегося в тонере, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет от 2% по массе до 25% по массе, более предпочтительно от 3% по массе до 20% по массе, особенно предпочтительно от 4% по массе до 15% по массе. Когда оно меньше чем 2% по массе, антиадгезионный агент не может проявлять свой эффект улучшения способности к высвобождению сформированного тонера. В то же время, когда оно составляет более чем 25% по массе, механическая прочность сформированных частиц тонера может быть ухудшена.
-Агент управления зарядом-
При необходимости, агент управления зарядом может быть растворен или диспергирован в органическом растворителе.
Агент управления зарядом не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя нигрозиновые красители, трифенилметановые красители, красители на базе хромсодержащего металлического комплекса, пигменты на базе хелата молибденовой кислоты, родаминовые красители, алкоксиамины, соли четвертичного аммония (включая в себя соли четвертичного аммония, модифицированные фтором), алкиламиды, фосфор, соединения фосфора, вольфрам, соединения вольфрам, фторсодержащие поверхностно-активные вещества, металлические соли салициловой кислоты, и металлические соли производных салициловой кислоты.
Конкретные примеры включают в себя нигрозиновый краситель BONTRON 03, соль четвертичного аммония BONTRON P-51, металлсодержащий азокраситель BONTRON S-34, металлический комплекс на базе оксинафтойной кислоты E-82, металлический комплекс на базе салициловой кислоты E-84 и фенольный конденсат E-89 (эти продукты производятся компанией ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), молибденовый комплекс соли четвертичного аммония TP-302 и TP-415 (эти продукты производятся компанией Hodogaya Chemical Co., Ltd.), соль четвертичного аммония COPY CHARGE PSY VP 2038, производное трифенилметана COPY BLUE PR, соль четвертичного аммония COPY CHARGE NEG VP2036 и COPY CHARGE NX VP434 (эти продукты производятся компанией Hoechst AG), LRA-901 и комплекс бора LR-147 (эти продукты производятся компанией Japan Carlit Co., Ltd.), фталоцианин меди, перилен, хинакридон, азопигменты и полимерные соединения, имеющие функциональную группу, такую как группа сульфоновой кислоты, карбоксильная группа, или соль четвертичного аммония.
Количество агента управления зарядом, содержащегося в тонере, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, при условии, что агент управления зарядом может проявлять свои эксплуатационные качества без ухудшения способности тонера к фиксированию. Его количество составляет предпочтительно от 0,5% по массе до 5% по массе, более предпочтительно от 0,8% по массе до 3% по массе.
<Способ изготовления базовых частиц тонера>
Способ изготовления базовых частиц тонера не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя известные способы гранулирования посредством жидкостного процесса и способы измельчения, такие как способ растворения с суспендированием, способ суспензионной полимеризации, и способ эмульгирования с агрегацией. Среди них, способ растворения с суспендированием и способ эмульгирования с агрегацией являются предпочтительными с точки зрения простоты регулирования диаметра частиц и формы базовых частиц тонера.
Способ изготовления базовых частиц тонера (служащих в качестве сердцевин частиц тонера) с помощью способа эмульгирования и способа суспензионной полимеризации не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ, в котором получают сердцевины частиц тонера (служащие в качестве сердцевин базовых частиц тонера) и затем тонкие частицы смолы добавляют к реакционной системе таким образом, что тонкие частицы смолы присоединяются к поверхностям сердцевин частиц тонера или сплавляются с ними.
При этом, реакционная система может быть нагрета, чтобы содействовать присоединению и сплавлению тонких частиц смолы. Кроме того, применение соли металла эффективно для содействия присоединению и сплавлению.
-Тонкие частицы смолы-
Тонкие частицы смолы, формирующие выступы в данном изобретении, могут быть тонкими частицами смолы, диспергированными в водной среде. Смола тонких частиц смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя виниловые смолы, полиэфирные смолы, полиуретановые смолы, поликарбамидные смолы и эпоксидные смолы. Из них, виниловые смолы являются предпочтительными с точки зрения простоты получения тонких частиц смолы, диспергированных в водной среде.
Способ приготовления водных дисперсий тонких частиц виниловой смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способы полимеризации, такие как способ эмульгирования с агрегацией, способ суспензионной полимеризации и способ дисперсионной полимеризации. Из них, способ эмульгирования с агрегацией является предпочтительным с точки зрения простоты получения частиц, имеющих диаметр, подходящий для данного изобретения.
-Тонкие частицы виниловой смолы-
Тонкие частицы виниловой смолы, используемые в данном изобретении, не ограничивается особым образом и могут быть подходящим образом выбраны в зависимости от целевого назначения. Их примеры включают в себя виниловую смолу, полученную полимеризацией смеси мономеров, содержащей по меньшей мере стироловый мономер.
Для того, чтобы использовать частицы тонера в качестве заряженных функциональных частиц, подобно частицам тонера для проявления скрытого электростатического изображения, каждая из базовых частиц тонера предпочтительно имеет легкозаряжаемую поверхность.
Стироловый мономер делает поверхности базовых частиц тонера легкозаряжаемыми, поскольку он имеет электронные орбитали, где электроны могут стабильно перемещаться, как это можно видеть в ароматических кольцевых структурах.
Количество стиролового мономера, содержащегося в смеси мономеров, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет от 50% по массе до 100% по массе, более предпочтительно от 80% по массе до 100% по массе, особенно предпочтительно от 95% по массе до 100% по массе. Когда количество стиролового мономера меньше чем 50% по массе, полученные базовые частицы тонера обладают плохой поляризуемостью, что может накладывать ограничения на виды применения базовых частиц тонера.
Здесь, стироловый мономер относится к ароматическому соединению, имеющему виниловую полимеризуемую функциональную группу. Примеры виниловой полимеризуемой функциональной группы включают в себя виниловую группу, изопропениловую группу, аллиловую группу, акрилоиловую группу и метакрилоиловую группу.
Стироловый мономер не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя стирол, α-метилстирол, 4-метилстирол, 4-этилстирол, 4-трет-бутилстирол, 4-метоксистирол, 4-этоксистирол, 4-карбоксистирол и их металлические соли; 4-стиролсульфоновую кислоту и ее металлические соли; 1-винилнафталин, 2-винилнафталин, аллилбензол, феноксиалкиленгликольакрилаты, феноксиалкиленгликольметакрилаты, феноксиполиалкиленгликольакрилаты и феноксиполиалкиленгликольметакрилаты. Из них, стирол является предпочтительно используемым, поскольку он легкодоступен и обладает превосходной реакционной способностью и высокой поляризуемостью.
Кроме того, кислотный мономер может содержаться в смеси мономеров, когда получают тонкие частицы виниловой смолы. Количество кислотного мономера, содержащегося в смеси мономеров, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет от 0% по массе до 7% по массе, более предпочтительно от 0% по массе до 4% по массе, особенно предпочтительно 0% по массе, т.е. кислотный мономер не содержится. Когда оно составляет более чем 7% по массе, тонкие частицы виниловой смолы легко отслаиваются от базовых частиц тонера. Это связано с тем, что тонкие частицы виниловой смолы сами по себе обладают высокой стабильностью дисперсии. Соответственно, когда такие тонкие частицы виниловой смолы добавляют к жидкой дисперсии, содержащей масляные капли, диспергированные в водной фазе, затруднено их присоединение при температуре окружающей среды. Или, даже когда тонкие частицы виниловой смолы присоединены, они имеют тенденцию к отслаиванию на протяжении процесса удаления растворителя, промывки, сушки и добавления поверхностных добавок. В то же время, когда количество кислотного мономера, содержащегося в смеси мономеров, составляет 4% по массе или менее, полученные базовые частицы тонера меньше изменяются в отношении поляризуемости в зависимости от производственных условий.
Здесь, кислотный мономер относится к соединению, имеющему кислотную группу и виниловую полимеризуемую функциональную группу. Кислотная группа не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее примеры включают в себя карбоновую кислоту, сульфоновую кислоту и фосфорную кислоту.
Кислотный мономер не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя виниловые мономеры, содержащие карбоксильную группу, и их соли (например, (мет)акриловую кислоту, малеиновую кислоту или малеиновый ангидрид, моноалкилмалеаты, фумаровую кислоту, моноалкилфумараты, кротоновую кислоту, итаконовую кислоту, моноалкилитаконаты, моноэфиры гликольитаконата, цитраконовую кислоту, моноалкилцитраконаты и коричную кислоту), виниловые мономеры, содержащие группу сульфоновой кислоты, и их соли, сложные моноэфиры винилсерной кислоты и их соли, и виниловые мономеры, содержащие группу фосфорной кислоты и их соли. Из них, предпочтительными являются (мет)акриловая кислота, малеиновая кислота или малеиновый ангидрид, моноалкилмалеаты, фумаровая кислота и моноалкилфумараты.
Кроме того, мономер, имеющий цепь этиленоксида (EO), может быть использован для регулирования совместимости с сердцевинами частиц тонера. Мономер, имеющий цепь этиленоксида (EO), не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя феноксиалкиленгликольакрилаты, феноксиалкиленгликольметакрилаты, феноксиполиалкиленгликольакрилаты и феноксиполиалкиленгликольметакрилаты.
Количество используемого мономера, имеющего цепь этиленоксида (EO), не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако предпочтительно составляет 10% по массе или менее, более предпочтительно 5% по массе или менее, особенно предпочтительно 2% по массе или менее, по отношению к общему количеству мономеров. Когда его количество составляет более чем 10% по массе, увеличенное число полярных групп на поверхностях базовых частиц тонера существенно ухудшает устойчивость заряда по отношению к окружающей среде, что нежелательно. В дополнение к этому, совместимость с сердцевинами частиц тонера становится слишком высокой, что приводит к тому, что степень включения выступов становится высокой, и в результате степень покрытия поверхностей базовых частиц тонера выступами имеет тенденцию быть низкой.
Кроме того, мономер, имеющий сложноэфирную связь, может быть использован для регулирования совместимости с сердцевинами частиц тонера. Мономер, имеющий сложноэфирную связь, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя 2-акрилоилоксиэтилсукцинат и 2-метакрилоилоксиэтилфталат.
Количество используемого мономера, имеющего сложноэфирную связь, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако предпочтительно составляет 10% по массе или менее, более предпочтительно 5% по массе или менее, особенно предпочтительно 2% по массе или менее, по отношению к общему количеству мономеров. Когда его количество составляет более чем 10% по массе, увеличенное число полярных групп на поверхностях базовых частиц тонера существенно ухудшает устойчивость заряда по отношению к окружающей среде, что нежелательно. В дополнение к этому, совместимость с сердцевинами частиц тонера становится слишком высокой, что приводит к тому, что степень включения выступов становится высокой, и степень покрытия поверхностей базовых частиц тонера выступами имеет тенденцию быть низкой.
Способ получения тонких частиц виниловой смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя следующие способы (a)-(f):
(a) способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой реакции полимеризации с помощью способа суспензионной полимеризации, способа эмульсионной полимеризации, способа зародышевой полимеризации или способа дисперсионной полимеризации, чтобы тем самым получить жидкую дисперсию тонких частиц виниловой смолы;
(b) способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой полимеризации, и полученную смолу затем измельчают при применении машины для тонкого измельчения, например, аппарата с механическим вращением или струйного типа, с последующей классификацией, чтобы тем самым получить тонкие частицы смолы;
(c) способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой полимеризации, и полученную смолу затем растворяют в растворителе, с последующим распылением результирующего раствора смолы, чтобы тем самым получить тонкие частицы смолы;
(d) способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой полимеризации, полученную смолу растворяют в растворителе, другой растворитель добавляют к результирующему раствору смолы, чтобы осадить тонкие частицы смолы, и затем растворитель удаляют, чтобы получить тонкие частицы смолы; или способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой полимеризации, полученную смолу растворяют в растворителе при нагревании, результирующий раствор смолы охлаждают, чтобы осадить тонкие частицы смолы, и затем растворитель удаляют, чтобы получить тонкие частицы смолы;
(e) способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой полимеризации, полученную смолу растворяют в растворителе, результирующий раствор смолы диспергируют в водной среде в присутствии подходящего диспергирующего агента, и затем жидкую дисперсию, например, нагревают или оставляют при пониженном давлении; и
(f) способ, в котором смеси мономеров предоставляют возможность быть подвергнутой полимеризации, полученную смолу растворяют в растворителе, подходящий эмульгирующий агент растворяют в результирующем растворе смолы, с последующим эмульгированием с межфазным переносом с помощью добавления воды.
Из них, предпочтительно используют способ (a), поскольку тонкие частицы смолы могут быть легко получены в виде жидкой дисперсии, которую легко использовать на следующем этапе.
В реакции полимеризации способа (a), предпочтительно, (i) стабилизатор дисперсии добавляют к водной среде, (ii) смесь мономеров, которой предоставляют возможность быть подвергнутой реакции полимеризации, изготавливают таким образом, что она содержит мономер, способный придавать стабильность дисперсии тонких частиц смолы, полученных полимеризацией (т.е. реакционноспособный эмульгатор), или вышеуказанные аспекты (i) и (ii) выполняют в комбинации, чтобы тем самым придать стабильность дисперсии полученных тонких частиц виниловой смолы.
Когда не используют ни стабилизатор дисперсии, ни реакционноспособный эмульгатор, частицы не могут поддерживаться в диспергированном состоянии, и в результате виниловая смола не может быть получена в виде тонких частиц в некоторых случаях.
В дополнение к этому, когда не используют ни стабилизатор дисперсии, ни реакционноспособный эмульгатор, полученные тонкие частицы смолы обладают плохой стабильностью дисперсии, вследствие чего они обладают плохой устойчивостью при хранении, что приводит к агрегированию во время хранения.
Кроме того, когда не используют ни стабилизатор дисперсии, ни реакционноспособный эмульгатор, частицы ухудшены в отношении стабильности дисперсии при описанной ниже стадии присоединения тонких частиц смолы, вследствие чего частицы, образующие сердцевины легко агрегируют или объединяются, что приводит к тому, что конечные полученные базовые частицы тонера ухудшены в отношении равномерности, например, диаметра, формы и поверхности частиц.
Стабилизатор дисперсии не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя поверхностно-активные вещества и неорганические диспергирующие агенты.
Поверхностно-активное вещество не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя анионогенные поверхностно-активные вещества, такие как соли алкилбензолсульфоновой кислоты, соли α-олефинсульфоновой кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты; катионогенные поверхностно-активные вещества, такие как аминовые соли (например, соли алкиламина, аминоспиртовые производные жирной кислоты, полиаминовые производные жирной кислоты и имидазолин), и соли четвертичного аммония (например, соли алкилтриметиламмония, соли диалкилдиметиламмония, соли алкилдиметилбензиламмония, соли пиридиния, соли алкилизохинолиния и хлорид бензетония); неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как производные амидов жирных кислот и производные многоатомных спиртов; и амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как аланин, додецилди(аминоэтил)глицин, ди(октиламиноэтил)глицин и N-алкил-N,N-диметиламмоний бетаин.
Неорганический диспергирующий агент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя трифосфат кальция, карбонат кальция, оксид титана, коллоидный кремнезем и гидроксиапатит.
Среднемассовая молекулярная масса виниловой смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Ее среднемассовая молекулярная масса составляет предпочтительно от 3000 до 300000, более предпочтительно от 4000 до 100000, особенно предпочтительно от 5000 до 50000. Когда среднемассовая молекулярная масса ниже чем 3000, виниловая смола имеет низкую механическую прочность (т.е. является хрупкой). Соответственно, поверхности конечных полученных базовых частиц тонера легко изменяются в зависимости от производственных условий или некоторых видов применения. Например, полученные частицы тонера значительно изменяются в поляризуемости и/или вызывают загрязнение, такое как закрепление на окружающих элементах, что приводит к ухудшению качества изображения. В то же время, когда среднемассовая молекулярная масса выше чем 300000, число концов молекул уменьшается, так что молекулярные цепи взаимодействуют с сердцевинами частиц тонера в меньшей степени, что ухудшает сцепление с сердцевинами частиц тонера и нежелательно.
Температура стеклования (Tg) виниловой смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она составляет предпочтительно от 45°C до 100°C, более предпочтительно от 55°C до 90°C, особенно предпочтительно от 65°C до 80°C. Когда температура стеклования (Tg) ниже чем 45°C, могут возникать следующие проблемы. А именно, когда частицы тонера хранят в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью, смола выступов частиц тонера пластифицироваться под действием атмосферной влаги, что вызывает понижение температуры стеклования. Полагают, что тонер или картридж с тонером транспортируется в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью, составляющими 40°C и 90%. Соответственно, полученные базовые частицы тонера могут деформироваться при приложении определенного давления или слипаться друг с другом. В результате, имеет место вероятность того, что частицы тонера не могут вести себя как частицы. В то же время, когда температура стеклования (Tg) виниловой смолы выше чем 100°C, частицы тонера могут быть ухудшены в отношении способности к фиксированию. Оба случая не являются рациональными.
<Стадия приготовления масляной фазы>
Способ приготовления масляной фазы, которая содержит органический растворитель, и материалы, такие как смола и окрашивающее вещество, растворенные или диспергированные в упомянутом органическом растворителе, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ, в котором материалы, такие как смола и окрашивающее вещество, постепенно добавляют к органическому растворителю при перемешивании, таким образом, что эти материалы растворяются или диспергируются в нем. В частности, когда пигмент используют в качестве окрашивающего вещества, и/или когда используемые материалы, такие как антиадгезионный агент и агент управления зарядом, плохо растворимы в органическом растворителе, частицы этих материалов предпочтительно тонко измельчают перед добавлением к органическому растворителю.
Как описано выше, окрашивающее вещество может быть образовано в виде маточной смеси. Аналогичным образом, такие материалы, как антиадгезионный агент и агент управления зарядом, могут быть образованы в виде маточной смеси.
В другом способе, окрашивающее вещество, антиадгезионный агент и агент управления зарядом могут быть диспергированы посредством жидкостного процесса в органическом растворителе, при необходимости в присутствии диспергирующей добавки, чтобы тем самым получить влажный концентрат.
В еще одном способе, при диспергировании материалов, плавящихся при температуре, ниже, чем температура кипения органического растворителя, их нагревают при перемешивании в органическом растворителе, в присутствии, если необходимо, диспергирующей добавки, перемешиваемой вместе с диспергируемыми материалами; и раствор результирующей смеси охлаждают при перемешивании или приложении сдвигового усилия, так что растворенные материалы кристаллизуются, чтобы тем самым получить микрокристаллы диспергированных материалов.
После того как окрашивающее вещество, антиадгезионный агент и агент управления зарядом, диспергируемые любым из вышеуказанных способов, были растворены или диспергированы в органическом растворителе вместе со смолой, результирующая смесь может быть дополнительно диспергирована. Способ диспергирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ с применением, например, бисерной мельницы или дисковой мельницы.
<Стадия приготовления сердцевин частиц тонера>
На этой стадии, масляную фазу, полученную на вышеописанной стадии, диспергируют в водной среде, содержащей по меньшей мере поверхностно-активное вещество, чтобы приготовить жидкую дисперсию, содержащую сердцевины частиц тонера в виде масляной фазы.
Способ диспергирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Его примеры включают в себя способ с применением, например, низкоскоростной диспергатор с приложением сдвиговых усилий, высокоскоростной диспергатор с приложением сдвиговых усилий, фрикционный диспергатор, струйный диспергатор высокого давления или ультразвуковой диспергатор.
Диаметр частиц диспергируемых материалов не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Он предпочтительно составляет от 2 мкм до 20 мкм с учетом применения высокоскоростного диспергатора с приложением сдвиговых усилий.
Скорость вращения высокоскоростного диспергатора с приложением сдвиговых усилий не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 1000 об/мин до 30000 об/мин, более предпочтительно от 5000 об/мин до 20000 об/мин.
Время диспергирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно обычно составляет от 0,1 мин до 5 мин в порционном методе. Когда время диспергирования составляет более чем 5 мин, остаются нежелательные малые частицы, и также диспергирование выполняется чрезмерным образом, что делает дисперсионную систему нестабильной, создавая потенциальную возможность образования агрегатов и грубых частиц, что нежелательно.
Температура диспергирования не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения. Она предпочтительно составляет от 0°C до 40°C, более предпочтительно от 10°C до 30°C. Когда температура диспергирования выше чем 40°C, движение молекул являются чрезмерными, что ухудшает стабильность дисперсии, облегчая образование агрегатов и грубых частиц, что нежелательно. В то же время, когда температура диспергирования ниже чем 0°C, вязкость жидкой дисперсии возрастает, что требует увеличенной энергии для диспергирования, приводя к снижению эффективности производства.
Используемое поверхностно-активное вещество может быть таким же, что и те, что указывались в вышеописанном способе изготовления тонких частиц смолы. Для того, чтобы эффективным образом диспергировать масляные капли, содержащие растворитель, используемым поверхностно-активным веществом предпочтительно является соль дисульфоновой кислоты, имеющая сравнительно высокую величину гидрофильно-липофильного баланса (HLB).
Концентрация поверхностно-активного вещества в водной среде не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно понижена для того, чтобы образовать желательные выступы на описанной ниже стадии присоединения тонких частиц смолы. Более конкретно, концентрация поверхностно-активного вещества в водной среде составляет предпочтительно от 3% по массе до 7% по массе. Причина этому, как полагают, лежит в следующем. А именно, по-видимому, тонкие частицы смолы включаются в каждую сердцевину частиц тонера, где они разбухают, и тонкие частицы смолы располагаются на поверхностях сердцевин частиц тонера при удалении органического растворителя на описанной ниже стадии десольватации. Когда концентрация поверхностно-активного вещества слишком высокая, смачиваемость поверхностей сердцевин частиц тонера становится слишком высокой. В результате, тонкие частицы смолы не включаются и остаются на поверхностях сердцевин частиц тонера или в растворителе дисперсии.
Или, даже когда они включены в сердцевины частиц тонера, тонкие частицы смолы высвобождаются из сердцевин частиц тонера при локализации на поверхности.
<Стадия присоединения тонких частиц смолы>
Способ растворения с суспендированием может быть выполнен, как описано выше. Однако, предпочтительно используют представленный ниже способ, поскольку тонкие частицы смолы закрепляются на сердцевинах частиц тонера или сплавляются с ними более прочно. Более конкретно, способ включает в себя растворение или диспергирование материалов сердцевин частиц тонера в органическом растворителе, чтобы приготовить масляную фазу, диспергирование масляной фазы в водной среде и добавление тонких частиц смолы таким образом, чтобы закрепить их на поверхности сердцевин частиц тонера и сплавить с ними, чтобы получить жидкую дисперсию базовых частиц тонера. Добавление тонких частиц смолы на стадии изготовления сердцевин частиц тонера формирует большие, неравномерные выступы, которые не могут быть рациональными в некоторых случаях.
Полученная жидкая дисперсия сердцевин частиц тонера содержит стабильные жидкие капли сердцевин частиц тонера, при условии, что жидкая дисперсия перемешивается. Для закрепления тонких частиц смолы на сердцевинах частиц тонера жидкую дисперсию тонких частиц смолы добавляют к этой суспензии сердцевин частиц. Период времени, в течение которого добавляют жидкую дисперсию тонких частиц виниловой смолы, предпочтительно составляет 30 с или более. Когда ее добавляют в течение 30 с или менее, дисперсионная система коренным образом изменяется с образованием агрегированных частиц. В дополнение к этому, тонкие частицы виниловой смолы неравномерно закрепляются на сердцевинах частиц, что нежелательно. В то же время, добавление жидкой дисперсии тонких частиц виниловой смолы в течение излишне продолжительного периода времени (например, 60 мин или более) не может быть рациональным в некоторых случаях с точки зрения снижения эффективности производства.
Перед добавлением к жидкой дисперсии сердцевин частиц, жидкая дисперсия тонких частиц виниловой смолы может быть подходящим образом разбавлена или концентрирована таким образом, чтобы иметь желательную концентрацию.
Концентрация жидкой дисперсии тонких частиц виниловой смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно составляет от 5% по массе до 30% по массе, более предпочтительно от 8% по массе до 20% по массе. Когда концентрация меньше чем 5% по массе, концентрация органического растворителя значительно изменяется при добавлении жидкой дисперсии, приводя к недостаточному закреплению тонких частиц смолы, что не может быть рациональным в некоторых случаях. Кроме того, когда концентрация превышает 30% по массе, тонкие частицы смолы склонны располагаться в жидкой дисперсии сердцевин частиц тонера, что приводит к тому, что тонкие частицы смолы неравномерно закрепляются на сердцевинах частиц тонера, что не может быть рациональным в некоторых случаях.
Нижеследующее может объяснить причину, почему тонкие частицы виниловой смолы достаточно прочно закрепляются на сердцевинах частиц тонера посредством способа по данному изобретению. А именно, когда тонкие частицы виниловой смолы закрепляются на жидких каплях сердцевин частиц, сердцевины частиц могут свободно деформироваться, чтобы в достаточной мере образовывать поверхности контакта с тонкими частицами виниловой смолы, и тонкие частицы виниловой смолы разбухают под действием органического растворителя или растворяются в нем, что облегчает прилипание тонких частиц виниловой смолы к смоле в сердцевинах частиц. Поэтому, в этом состоянии, органический растворитель должен иметься в системе в достаточно большом количестве. В жидкой дисперсии сердцевин частиц тонера количество органического растворителя составляет предпочтительно от 50% по массе до 150% по массе, более предпочтительно от 70% по массе до 125% по массе, по отношению к количеству твердого вещества (например, смолы, окрашивающего вещества, антиадгезионного агента и агента управления зарядом). Когда количество органического растворителя превышает 150% по массе, количество окрашенных частиц смолы, полученных на протяжении одного процесса изготовления, уменьшается, что приводит к низкой эффективности производства. Кроме того, большое количество органического растворителя придает стабильность дисперсии, затрудняя достижение стабильного производства, что не может быть рациональным в некоторых случаях.
Температура, при которой тонкие частицы виниловой смолы закрепляют на сердцевинах частиц тонера, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно составляет от 10°C до 60°C, более предпочтительно от 20°C до 45°C. Когда она превышает 60°C, энергия, требующаяся для производства, возрастает, что увеличивает нагрузку на окружающую среду, и присутствие тонких частиц виниловой смолы, имеющей низкое кислотное число, на поверхностях жидких капель делает дисперсионную систему нестабильной, создавая, тем самым, потенциальную возможность формирования грубых частиц. В то же время, когда она меньше чем 10°C, вязкость жидкой дисперсии увеличивается, что приводит к недостаточному закреплению тонких частиц смолы. Излишне говорить, что оба случая являются нерациональными.
Отношение массы смолы, из которой сделаны выступы, к общей массе тонера не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения, однако оно составляет предпочтительно от 1% до 20%, более предпочтительно от 3% до 15%, особенно предпочтительно от 5% до 10%. Когда оно меньше чем 1%, эффекты, создаваемые выступами, являются недостаточными. В то же время, когда оно составляет более чем 20%, избыточные тонкие частицы смолы слабо закрепляются на сердцевинах частиц тонера, вызывая, например, пленкообразование.
Примеры способа, применимого на стадии присоединения тонких частиц смолы, включают в себя способ, в котором базовые частицы тонера и тонкие частицы смолы смешивают при перемешивании таким образом, что тонкие частицы смолы механически закрепляются на базовых частицах тонера или покрывают их.
<Стадия десольватации>
Для того, чтобы удалить органический растворитель из полученной жидкой дисперсии базовых частиц тонера, температура системы в целом может быть постепенно увеличена при перемешивании, чтобы тем самым полностью выпарить органический растворитель, содержащийся в жидких каплях.
В качестве варианта, полученная жидкая дисперсия базовых частиц тонера при перемешивании может быть распылена в сухую атмосферу, чтобы тем самым полностью выпарить органический растворитель, содержащийся в жидких каплях.
В качестве еще одного варианта, жидкая дисперсия базовых частиц тонера может быть подвергнута воздействию пониженного давления при перемешивании, чтобы выпарить органический растворитель.
Каждый из последних двух способов может быть использован в комбинации с первым способом.
Сухая атмосфера, в которую должна распыляться эмульгированная жидкая дисперсия, использует нагретый газ (например, воздух, азот, диоксид углерода и газообразные продукты сгорания), главным образом, газовый поток, нагретый до температуры, равной наиболее высокой температуре кипения используемых растворителей или выше. Посредством удаления органического растворителя, даже при коротком времени применения, например, распылительной сушилки, ленточной сушилки или барабанной печи, результирующий продукт имеет достаточно высокое качество.
<Стадия выдерживания>
Когда добавляют модифицированную смолу, имеющую конечную изоцианатную группу, может быть выполнена стадия выдерживания, чтобы сделать возможным протекание реакции удлинения молекулярной цепи или реакции образования поперечных связей изоцианата.
Время выдерживания составляет обычно от 10 мин до 40 часов, предпочтительно от 2 часов до 24 часов.
Температура выдерживания составляет обычно от 0°C до 65°C, предпочтительно от 35°C до 50°C.
<Стадия промывки>
Жидкая дисперсия базовых частиц тонера, полученная вышеописанным образом, содержит не только базовые частицы тонера, но также и вспомогательные материалы, такие как диспергирующий агент (например, поверхностно-активное вещество). Соответственно, жидкую дисперсию промывают, чтобы отделить базовые частицы тонера от вспомогательных материалов. Примеры метода промывки для отделения базовых частиц тонера включают в себя метод с центрифугированием, метод фильтрации при пониженном давлении и метод с применением фильтр-пресса, однако методы промывки, применимые в данном изобретении, не ограничиваются ими. Любой из вышеуказанных методов образует пасту базовых частиц тонера. Если базовые частицы тонера не промыты достаточным образом на протяжении лишь одного процесса промывки, образованная паста может быть снова диспергирована в водном растворителе, чтобы образовать суспензию, которую повторно обрабатывают любым из вышеуказанных методов, чтобы извлечь базовые частицы тонера. Когда метод фильтрации при пониженном давлении или метод с применением фильтр-пресса используют для промывки, водный растворитель может быть сделан проникающим в пасту, чтобы вымывать вспомогательные материалы, содержащиеся в базовых частицах тонера. Водным растворителем, используемым для промывки, является вода или смешанный растворитель из воды и спирта, такого как метанол или этанол. Использование одной лишь воды является предпочтительным с точки зрения уменьшения затрат и нагрузки на окружающую среду, вызываемых, например, обработкой сточных вод.
<Стадия сушки>
Промытые базовые частицы тонера, содержащие водную среду в большом количестве, сушат, чтобы удалить водную среду, посредством чего могут быть получены одни лишь базовые частицы тонера.
Метод сушки может быть выполнен при применении, например, распылительной сушилки, вакуумной сушилки с вымораживанием, сушилки с пониженным давлением, стеллажной сушилки с вентиляцией, сушилки с подвижным стеллажом, сушилки с псевдоожиженным слоем, барабанной сушилки или сушилки с перемешиванием.
Базовые частицы тонера предпочтительно сушат до тех пор, пока конечное содержание воды не уменьшается до менее чем 1% по массе.
Кроме того, когда сухие базовые частицы тонера флоккулируют, вызывая неудобство в применении, флоккулированные частицы могут быть отделены одна от другой посредством применения размольной машины, например, струйной мельницы, смесителя HENSCHEL, супермиксера, кофемолки, блендера Oster или кухонного комбайна.
-Объемный средний диаметр частиц тонера-
Объемный средний диаметр частиц тонера не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Он предпочтительно составляет от 3 мкм до 9 мкм, более предпочтительно от 4 мкм до 8 мкм, особенно предпочтительно от 4 мкм до 7 мкм, с точки зрения способности становиться заряженными равномерным и достаточным образом. Частицы тонера, имеющие объемный средний диаметр частиц менее чем 3 мкм, создают относительно увеличенную адгезионную силу тонера, что не может быть рациональным в некоторых случаях, поскольку эксплуатационные качества частиц тонера уменьшаются в электрическом поле. Частицы тонера, имеющие объемный средний диаметр частиц, превышающий 9 мкм, формируют изображение, качество которого (например, воспроизводимость тонких линий) может быть ухудшено.
Кроме того, в частицах тонера, отношение объемного среднего диаметра частиц к среднечисленному диаметру частиц (объемный средний диаметр частиц/среднечисленный диаметр частиц) не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрано в зависимости от целевого назначения. Оно предпочтительно составляет 1,25 или менее, более предпочтительно 1,20 или менее, еще более предпочтительно 1,17 или менее. Когда отношение превышает 1,25, т.е. частицы тонера имеют низкую однородность в отношении диаметра частиц, размер или высота выступов имеют тенденцию быть различными. В дополнение к этому, во время повторяющегося применения предпочтительно расходуются частицы тонера, имеющие большой диаметр, или, в некоторых случаях, частицы тонера, имеющие небольшой диаметр, так что средний диаметр частиц тонера, остающихся в устройстве для проявления, изменяется по сравнению с диаметром частиц тонера в первоначальном состоянии. Соответственно, первоначально установленные условия проявления не являются оптимальными для проявления оставшихся частиц тонера. В результате, имеют тенденцию происходить различные неблагоприятные явления, включающие в себя нарушение зарядки, значительное увеличение или уменьшение количества перемещенных частиц тонера, засорение тонером и рассеяние тонера.
Примеры применимого прибора для измерения распределения частиц тонера по размеру включают в себя COULTER COUNTER TA-II и COULTER MULTISIZER II (эти приборы производятся компанией Coulter, Inc.). Способ измерения будет описан далее.
Вначале, поверхностно-активное вещество (от 0,1 мл до 5 мл), предпочтительно соль алкилбензолсульфоновой кислоты, добавляют в качестве диспергирующего агента к раствору электролита (от 100 мл до 150 мл). При этом, раствором электролита является 1 %-ный по массе водный раствор NaCl, приготовленный с применением хлорида натрия класса «1st grade», и примеры его коммерчески доступных продуктов включают в себя ISOTON-II (продукт Coulter, Inc.). После этого образец для измерения (от 2 мг до 20 мг) суспендируют в вышеописанном растворе электролита. Результирующий раствор электролита диспергируют с помощью ультразвукового диспергатора в течение от примерно 1 мин до примерно 3 мин. Полученную таким образом жидкую дисперсию анализируют с помощью вышеописанного прибора при применении апертуры 100 мкм, чтобы измерить число и объем тонера или частиц тонера. Затем из полученных величин рассчитывают объемное распределение частиц по размеру и численное распределение частиц по размеру. Из этих распределений может быть получен объемный средний диаметр частиц (D4) и среднечисленный диаметр частиц (D1) тонера.
В частности, в этом измерении использовали 13 каналов: от 2,00 мкм (включительно) до 2,52 мкм (не включая); от 2,52 мкм (включительно) до 3,17 мкм (не включая); от 3,17 мкм (включительно) до 4,00 мкм (не включая); от 4,00 мкм (включительно) до 5,04 мкм (не включая); от 5,04 мкм (включительно) до 6,35 мкм (не включая); от 6,35 мкм (включительно) до 8,00 мкм (не включая); от 8,00 мкм (включительно) до 10,08 мкм (не включая); от 10,08 мкм (включительно) до 12,70 мкм (не включая); от 12,70 мкм (включительно) до 16,00 мкм (не включая); от 16,00 мкм (включительно) до 20,20 мкм (не включая); от 20,20 мкм (включительно) до 25,40 мкм (не включая); от 25,40 мкм (включительно) до 32,00 мкм (не включая); и от 32,00 мкм (включительно) до 40,30 мкм (не включая); т.е. измерению подвергали частицы, имеющие диаметр от 2,00 мкм (включительно) до 40,30 мкм (не включая).
-Средняя сферичность тонера-
Средняя сферичность тонера не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно составляет 0,930 или более, более предпочтительно 0,950 или более, особенно предпочтительно 0,970 или более. Когда средняя сферичность меньше чем 0,930, поверхностные добавки накапливаются в вогнутых участках, что препятствует нанесению силиконового масла в достаточной мере. Кроме того, тонер, имеющий среднюю сферичность менее чем 0,930, обладает плохой сыпучестью, что легко вызывает нарушения при проявлении, а также ухудшает эффективность переноса. Излишне говорить, что оба случая являются нерациональными.
Средняя сферичность частиц тонера может быть измерена при применении анализатора изображения частицы проточного типа FPIA-2000. Более конкретно, от 0,1 мл до 0,5 мл поверхностно-активного вещества (предпочтительно соли алкилбензолсульфоновой кислоты) добавляют в качестве диспергирующего агента в 100-150 мл воды в сосуд, из которого предварительно были удалены твердые примеси. Затем в сосуд добавляют от примерно 0,1 г до примерно 0,5 г образца для измерения, с последующим диспергированием. Результирующую суспензию подвергают диспергированию посредством ультразвукового диспергатора в течение от примерно 1 мин до примерно 3 мин, и концентрацию жидкой дисперсии регулируют таким образом, что число частиц в образце составляет от 3000 на микролитр до 10000 на микролитр. В этом состоянии измеряют форму и распределение частиц тонера при применении вышеуказанного анализатора.
-Измерение диаметра тонких частиц виниловой смолы-
Диаметр тонких частиц смолы измеряли при применении UPA-150EX (производства компании NIKKISO CO., LTD.).
Средний диаметр тонких частиц смолы не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения, однако он предпочтительно составляет от 50 нм до 200 нм, более предпочтительно от 80 нм до 160 нм, особенно предпочтительно от 100 нм до 140 нм. Когда диаметр частиц меньше чем 50 нм, затруднено формирование достаточно больших выступов на поверхности тонера. Когда диаметр частиц превышает 200 нм, сформированные выступы становятся неравномерными, что нежелательно.
Кроме того, отношение объемного среднего диаметра частиц к среднечисленному диаметру частиц (объемный средний диаметр частиц/среднечисленный диаметр частиц) тонких частиц смолы составляет предпочтительно 1,25 или менее, более предпочтительно 1,20 или менее, еще более предпочтительно 1,17 или менее. Когда отношение превышает 1,25, т.е. тонкие частицы смолы имеют низкую однородность в отношении диаметра частиц, размер сформированных выступов имеет тенденцию быть различным.
-Доля массы смолы, из которой сформированы выступы, по отношению к общей массе тонера-
Долю массы смолы, из которой сформированы выступы, по отношению к общей массе тонера получают следующим образом. А именно, тонер смешивают с двухжидкостной отверждаемой эпоксидной смолой, с последующим отверждением. Из полученного отвержденного продукта формируют с помощью микротома тонкий срез. Образованный тонкий срез наблюдают под сканирующим просвечивающим электронным микроскопом (STEM), и полученное STEM изображение используют для измерения доли смолы. В 100 или более частицах тонера, часть, занимаемую смолой, из которой сформированы выступы, и остальную часть преобразуют в двоичную форму, чтобы вычислить долю площади, занимаемую выступами. Полученную величину принимают как долю массы смолы, из которой сформированы выступы, по отношению к общей массе тонера. Площади частиц тонера и выступов измеряли с помощью программного обеспечения для анализа распределения частиц по размеру посредством анализа изображения «MAC-VIEW» (производства компании Mountech Co., Ltd.). Когда смолу, из которой сформированы выступы, трудно наблюдать, частицы тонера и выступы могут быть подкрашены, например, тетраоксидом рутения.
Способ измерения площадей частиц тонера и выступов не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения.
-Измерение молекулярной массы (гель-проникающей хроматографией (ГПХ))-
Молекулярную массу смолы измеряли гель-проникающей хроматографией (ГПХ) при следующих условиях.
Устройство: GPC-150C (производства компании Waters Co.)
Колонка: KF801 до 807 (производства компании Shodex Co.)
Температура: 40°C
Растворитель: тетрагидрофуран (THF)
Расход: 1,0 мл/мин
Инжектируемый образец: 0,1 мл образца, имеющего концентрацию от 0,05% до 0,6%
Из распределения молекулярной массы смолы, измеренной при вышеуказанных условиях, рассчитывали среднечисленную молекулярную массу и среднемассовую молекулярную массу смолы при использовании калибровочной кривой молекулярной массы, полученной из стандартных образцов монодисперсного полистирола. Стандартными образцами полистирола, используемыми для получения калибровочной кривой, являлись толуол и Стандарты №№ S-7300, S-210, S-390, S-875, S-1980, S-10.9, S-629, S-3.0 и S-0.580 Showdex STANDARD (производства компании SHOWA DENKO K.K.). Используемым детектором являлся детектор показателя преломления (RI).
-Измерение температуры стеклования (Tg) (дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК))-
Tg измеряли при применении TG-DSC системы TAS-100 (производства компании Rigaku Denki Co., Ltd.). Вначале, образец (примерно 10 мг) помещают в алюминиевый контейнер, который размещают на держателе. Держатель затем помещают в электрическую печь. Образец нагревают от комнатной температуры до 150°C при скорости повышения температуры 10°C/мин, выдерживают при 150°C в течение 10 мин, охлаждают до комнатной температуры и выдерживают в течение 10 мин. В атмосфере азота, образец нагревают снова до 150°C при скорости повышения температуры 10°C/мин для анализа ДСК. При использовании аналитической системы TAS-100, величину Tg рассчитывают из точки касания между базовой линией и тангенциальной линией эндотермической кривой вблизи Tg.
-Измерение концентрации твердого вещества-
Концентрацию твердого вещества, содержащегося в масляной фазе, измеряли следующим образом.
Предварительно точно взвешивают алюминиевую пластину (от примерно 1 г до примерно 3 г). Примерно 2 г масляной фазы размещают на алюминиевой пластине в пределах 30 с, и затем точно взвешивают размещенную на ней масляную фазу. Алюминиевую пластину помещают на 1 час в печь при 150°C, чтобы испарить растворитель. После этого, алюминиевую пластину извлекают из печи и оставляют охлаждаться. После этого, общую массу алюминиевой пластины и твердого вещества масляной фазы определяют с помощью электронных весов. Массу алюминиевой пластины вычитают из общей массы алюминиевой пластины и твердого вещества, содержащегося в масляной фазе, чтобы получить массу твердого вещества, содержащегося в масляной фазе, которую делят на массу масляной фазы, размещенной на алюминиевой пластине, чтобы получить концентрацию твердого вещества, содержащегося в масляной фазе. Кроме того, отношение растворителя к твердому веществу, содержащемуся в масляной фазе, представляет собой величину, полученную из следующего выражения: (масса масляной фазы - масса твердого вещества, содержащегося в масляной фазе), т.е. масса растворителя/масса твердого вещества, содержащегося в масляной фазе.
-Измерение кислотного числа-
Кислотное число смолы измеряют в соответствии с JIS K1557-1970, что будет более конкретно описано ниже. Примерно 2 г измельченного образца точно отвешивают(W (г)). Образец добавляют в коническую колбу на 200 мл. Затем 100 мл растворителя из смеси толуол/этанол (2:1) добавляют в колбу. Результирующую смесь выдерживают в течение 5 часов для растворения. К раствору добавляют раствор фенолфталеина, служащего в качестве индикатора. Результирующий раствор титруют с помощью 0,1 н. спиртового раствора гидроксида калия. Количество раствора KOH обозначают как S (мл). Выполняют контрольный тест, и количество раствора KOH обозначают как B (мл).
Кислотное число рассчитывают при применении следующего уравнения:
Кислотное число = [(S-B)×f×5,61]/W
где f обозначает коэффициент раствора KOH.
Тонер по данному изобретению может быть использован в качестве однокомпонентного проявителя или двухкомпонентного проявителя, состоящего из тонера для проявления электростатического изображения и носителя для проявления электростатического изображения. Проявитель по данному изобретению может предоставлять превосходную долговечность, поддерживать поляризуемость в течение длительного периода времени и стабильным образом формировать высококачественные изображения.
Следует заметить, что носитель для проявления электростатического изображения (носитель), используемый для электрофотографического проявителя по данному изобретению не ограничивается особым образом, однако включает в себя материал сердцевины носителя, покрытый покровным слоем, содержащим связующую смолу и электропроводные тонкие частицы.
Материал сердцевины носителя не ограничивается особым образом, и известные электрофотографические двухкомпонентные носители могут быть надлежащим образом выбраны и использованы в зависимости от вида применения и целевого назначения, такие как феррит, Cu-Zn-феррит, Mn-феррит, Mn-Mg-феррит, Mn-Mg-Sr-феррит, магнетит, железо и никель.
Кроме того, тонер по данному изобретению может быть загружен в контейнер перед применением. Тонер, содержащийся в таком контейнере для тонера, становится устойчивым, например, к изменениям в окружающей среде, делая возможным простое и легкое обращение. Эта форма использования также приводит к предотвращению загрязнения устройства.
(Технологический картридж)
Тонер по данному изобретению может быть надлежащим образом использован для технологического картриджа по данному изобретению.
Технологический картридж по данному изобретению включает в себя по меньшей мере элемент, несущий скрытое электростатическое изображение, и проявляющий узел, сконфигурированный, чтобы проявлять скрытое электростатическое изображение, сформированное на элементе, несущем скрытое электростатическое изображение, с помощью тонера, чтобы образовать видимое изображение.
Тонер по данному изобретению может быть использован в устройстве для формирования изображения, снабженном технологическим картриджем, показанным, например, на Фиг. 2. Технологический картридж, показанный на Фиг. 2, включает в себя элемент 3K, несущий скрытое электростатическое изображение, зарядный узел 7K элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, зарядный элемент 10K, сконфигурированный, чтобы перезаряжать тонер, остающийся на поверхности элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, после переноса изображений от элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, к элементу на последующей стадии, и проявляющий узел 40K. Этот технологический картридж установлен с возможностью съема на основном корпусе устройства для формирования изображения, такого как копировальный аппарат или принтер.
При функционировании этого технологического картриджа элемент 3K, несущий скрытое электростатическое изображение, вращается при заданной окружной скорости. В ходе вращения, элемент 3K, несущий скрытое электростатическое изображение, принимает от зарядного узла 7K равномерный, положительный или отрицательный электрический заряд определенного потенциала на своей периферийной поверхности и затем принимает экспонирующий свет (свет, переносящий изображение) L от экспонирующего узла, такого как узел для щелевого экспонирования или узла для экспонирования сканирующим лазером, и скрытые электростатические изображения последовательно формируются на поверхности элемента 3K, несущего скрытое электростатическое изображение. Затем сформированные скрытые электростатические изображения проявляются тонером посредством проявляющего узла 40K, и проявленные изображения (изображения из тонера) последовательно переносятся узлом 66K переноса к материалу-мишени для переноса 61, подаваемому из узла для подачи бумаги (не показан) к части между элементом 3K, несущим скрытое электростатическое изображение, и узлом 66K переноса синхронно с вращением элемента 3K, несущего скрытое электростатическое изображение. Материал-мишень для переноса 61, к которому были перемещены изображения, затем отделяется от поверхности элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, и вводится в узел фиксирования изображения для того, чтобы зафиксировать изображения на материале-мишени для переноса 61, и затем материал-мишень для переноса 61 с зафиксированными изображениями выводится в качестве копии или распечатки наружу из устройства.
На поверхности элемента 3K, несущего скрытое электростатическое изображение, после переноса изображения, остаточный тонер, который не был перемещен, перезаряжается посредством зарядного элемента 10K, который включает в себя упругую часть 8K и электропроводный лист 9K (сформированный из электропроводного материала) и который сконфигурирован, чтобы перезаряжать тонер, остающийся на поверхности элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, после переноса изображений от элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, к элементу на последующей стадии. Затем тонер пропускается через секцию заряда элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, возвращается на стадию проявления и повторно используется для формирования изображения.
Проявляющий узел 40K включает в себя кожух 41K, и ролик проявления 42K, периферийная поверхность которого частично открыта из отверстия, предусмотренного в кожухе 41K. В отношении ролика проявления 42K, служащего в качестве элемента, несущего проявитель, валы, выступающие от обоих его концов в продольном направлении, поддерживаются с возможностью вращения соответствующими опорами (не показаны). Кожух 41K содержит в себе тонер K, и тонер K перемещается посредством мешалки 43K, приводимой во вращение, от правой стороны к левой стороне на чертеже. На левой стороне (на чертеже) от мешалки 43K установлен валик 44K для подачи тонера, который приводится во вращение в направлении против часовой стрелки (на чертеже) приводным узлом (не показан). Валковая часть этого валика 44K для подачи тонера изготовлена из упругого пеноматериала, такого как губчатый материал, и, соответственно, подходящим образом принимает тонер K, подаваемый от мешалки 43K.
Тонер K, принятый, как только что описано, затем подается к ролику проявления 42K через участок контакта между валиком 44K для подачи тонера и роликом проявления 42K. Тонер K, переносимый на поверхности ролика проявления 42K, служащего в качестве элемента, несущего проявитель, регулируется в отношении толщины его слоя и эффективности подвергания фрикционной зарядке, при прохождении через участок, где он приходит в соприкосновение регулирующим ракельным ножом 45K, когда ролик проявления 42K приводится во вращение в направлении против часовой стрелки (на чертеже). После этого, тонер K перемещается к области проявления, которой является поверхность элемента (фотопроводника) 3K, несущего скрытое электростатическое изображение.
С учетом адгезии тонера, зарядный элемент, сконфигурированный, чтобы перезаряжать тонер, остающийся на поверхности элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, после переноса изображений от элемента, несущего скрытое электростатическое изображение, к элементу на последующей стадии, является предпочтительно электропроводным, поскольку, если зарядный элемент является изоляционным, то тонер будут прилипать к нему вследствие зарядки.
Зарядный элемент не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Например, по меньшей мере любой из материалов, выбранных из нейлона, политетрафторэтилена (PTFE), поливинилиденфторида (PVDF) и уретана является предпочтительным. Политетрафторэтилен (PTFE) и поливинилиденфторид (PVDF) являются более предпочтительными с точки зрения поляризуемости тонера.
2
8
1
6
Зарядный элемент предпочтительно имеет поверхностное сопротивление от 10 Ом/квадрат до 10 Ом/квадрат и объемное сопротивление от 10 Ом/квадрат до 10 Ом/квадрат.
Зарядный элемент имеет форму, например, валика, щетки, листа и т.п. С учетом способности к отделению присоединенного тонера, зарядный элемент предпочтительно имеет форму листа.
С учетом зарядки тонера, напряжение, прикладываемого к зарядному элементу, предпочтительно находится в интервале от -1,4 кВ до 0 кВ.
В случае, когда зарядный элемент имеет форму электропроводного листа, предпочтительно (с учетом контактного давления между зарядным элементом и элементом, несущим скрытое электростатическое изображение), чтобы толщина зарядного элемента находилась в интервале от 0,05 мм до 0,5 мм.
Также, с учетом продолжительности контакта между зарядным элементом и элементом, несущим скрытое электростатическое изображение, когда тонер заряжается, предпочтительно, чтобы ширина полосы контакта (где зарядный элемент находится в контакте с элементом, несущим скрытое изображение) находилась в интервале от 1 мм до 10 мм.
(Устройство для формирования изображения и способ формирования изображения)
Устройство для формирования изображения по данному изобретению включает в себя: элемент, несущий скрытое изображение, сконфигурированный, чтобы переносить скрытое изображение; зарядный узел, сконфигурированный, чтобы заряжать поверхность элемента, несущего скрытое изображение, равномерным образом; экспонирующий узел, сконфигурированный, чтобы экспонировать заряженную поверхность элемента, несущего скрытое изображение, на основании данных изображения, таким образом, чтобы записать скрытое электростатическое изображение на поверхности элемента, несущего скрытое изображение; тонер для визуализации скрытого изображения; проявляющий узел, сконфигурированный, чтобы подавать тонер к скрытому электростатическому изображению, сформированному на поверхности элемента, несущего скрытое изображение, таким образом, чтобы сделать скрытое электростатическое изображение видимым изображением; узел переноса, сконфигурированный, чтобы переносить видимое изображение на поверхности элемента, несущего скрытое изображение, к мишени для переноса; и фиксирующий узел, сконфигурированный, чтобы фиксировать видимое изображение на мишени для переноса. При необходимости, устройство для формирования изображения может дополнительно включать в себя выбранные подходящим образом другие один или несколько узлов, таких как узел устранения заряда, очистной узел, восстановительный узел, регулирующий узел и т.д.
Способ формирования изображения по данному изобретению включает в себя следующие стадии: равномерную зарядку поверхности элемента, несущего скрытое изображение; экспонирование заряженной поверхности элемента, несущего скрытое изображение, на основании данных изображения, таким образом, чтобы записать скрытое электростатическое изображение на поверхности элемента, несущего скрытое изображение; формирование слоя проявителя заданной толщины на элементе, несущем проявитель, посредством элемента для регулирования слоя проявителя; проявление скрытого электростатического изображения на поверхности элемента, несущего скрытое изображение, с применением слоя проявителя таким образом, чтобы сделать скрытое электростатическое изображение видимым изображением; перенос видимого изображения на поверхности элемента, несущего скрытое изображение, к мишени для переноса; и фиксирование видимого изображения на мишени для переноса. Следует заметить, что способ формирования изображения включает в себя по меньшей мере стадии формирования скрытого электростатического изображения, стадию проявления, стадию переноса и стадию фиксирования и может, при необходимости, может включать в себя выбранные подходящим образом одну или несколько стадий, такие как стадия устранения заряда, стадия очистки, стадия восстановления, стадия регулирования и т.д.
Скрытое электростатическое изображение может быть сформировано, например, посредством равномерной зарядки поверхности элемента, несущего скрытое изображение, с помощью зарядного узла и последующего экспонирования поверхности по изображению с помощью экспонирующего узла.
Формирование видимого изображения посредством проявления может, более конкретно, выполняться следующим образом: слой тонера формируют на ролике проявления, служащем в качестве элемента, несущего проявитель, слой тонера на ролике проявления перемещают таким образом, чтобы привести в контакт с барабаном со слоем фотопроводника, служащим в качестве элемента, несущего скрытое изображение, скрытое электростатическое изображение на барабане со слоем фотопроводника таким образом проявляют и, соответственно, формируют видимое изображение.
Тонер перемешивают посредством перемешивающего узла и механически подают к элементу для подачи проявителя.
Тонер, поданный из элемента для подачи проявителя и затем нанесенный на элемент, несущий проявитель, формируют в виде равномерного тонкого слоя и заряжают посредством пропускания через элемент для регулирования слоя проявителя, установленного таким образом, чтобы он соприкасался с поверхностью элемента, несущего проявитель.
Скрытое электростатическое изображение, сформированное на элементе, несущем скрытое изображение, проявляют в области проявления посредством присоединения к ней заряженного тонера с помощью проявляющего узла, и, соответственно, формируют изображение из тонера.
Например, видимое изображение на элементе (фотопроводнике), несущем скрытое изображение, может быть перемещено посредством зарядки элемента, несущего скрытое изображение, с помощью электризатора для переноса и может быть перенесено узлом переноса.
Видимое изображение, перенесенное на среду для записи, фиксируют на ней при помощи фиксирующего узла. Тонеры каждого цвета могут быть зафиксированы раздельным образом при их переносе на среду для записи. В качестве альтернативы, тонеры каждого цвета могут быть зафиксированы в одно и то же время, при нахождении в ламинированном состоянии.
Фиксирующий узел не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбран в зависимости от целевого назначения. Предпочтение отдается известным узлам для нагревания и приложения давления.
Примеры узла для нагревания и приложения давления включают в себя комбинацию подогревающего валика и прижимного валика и комбинацию подогревающего валика, прижимного валика и бесконечной ленты.
Температура, при которой выполняют нагревание посредством узла для нагревания и приложения давления, не ограничивается особым образом и может быть подходящим образом выбрана в зависимости от целевого назначения, однако она предпочтительно находится в интервале от 80°C до 200°C.
Далее, будет дополнительно разъяснена, при ссылках на чертежи, базовая конструкция устройства для формирования изображения (принтера) в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг. 3 представляет собой схематический чертеж, показывающий структуру устройства для формирования изображения в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
При этом, поясняется вариант осуществления, в котором устройство для формирования изображения используется в качестве электрофотографического устройства для формирования изображения.
Устройство для формирования изображения формирует цветное изображение при использовании тонеров четырех цветов, а именно, желтого (далее в данном документе обозначаемого как «Y»), голубого (далее в данном документе обозначаемого как «C»), пурпурного (далее в данном документе обозначаемого как «M») и черного (далее в данном документе обозначаемого как «K»).
Прежде всего, пояснение представлено в отношении базовой конструкции устройства для формирования изображения (устройства для формирования изображения тандемного типа), включающего в себя несколько элементов, несущих скрытое изображение, где элементы, несущие скрытое изображение, расположены в направлении перемещения элемента с перемещаемой поверхностью.
Это устройство для формирования изображения включает в себя четыре фотопроводника 1Y, 1C, 1M и 1K в качестве элементов, несущих скрытое изображение. Следует заметить, что хотя здесь в качестве примера использованы фотопроводники в виде барабана, вместо них могут быть использованы фотопроводники в виде ленты.
Фотопроводники 1Y, 1C, 1M и 1K приводятся во вращение в направлении, указанном стрелками на чертежах, приходя в контакт с лентой 10 для промежуточного переноса, которая служит в качестве элемента с перемещаемой поверхностью.
Каждый из фотопроводников 1Y, 1C, 1M и 1K изготовлен формированием фоточувствительного слоя поверх сравнительно тонкой, цилиндрической электропроводной основы и дополнительным формированием защитного слоя поверх фоточувствительного слоя. В дополнение к этому, промежуточный слой может быть расположен между фоточувствительным слоем и защитным слоем.
Фиг. 4 представляет собой схематический чертеж, показывающий структуру узла 2 формирования изображения, в котором размещен фотопроводник.
На Фиг. 4 показан лишь один узел 2 формирования изображения, и обозначения Y, C, M и K для ссылки на различия в цвете опущены, на том основании, что структуры фотопроводников 1Y, 1C, 1M и 1K и их окружения в соответствующих узлах 2Y, 2C, 2M и 2K формирования изображения являются одинаковыми.
Вокруг фотопроводника 1, представленные ниже элементы расположены в указанном порядке, по отношению к направлению, в котором перемещается поверхность фотопроводника 1: зарядный блок 3 в качестве зарядного узла, блок 5 для проявления в качестве проявляющего узла, блок 6 переноса в качестве узла переноса, сконфигурированного, чтобы переносить изображение из тонера на фотопроводнике 1 к среде для записи или к ленте 10 для промежуточного переноса, и очистной блок 7, сконфигурированный, чтобы удалять неперенесенный тонер на фотопроводнике 1.
Между зарядным блоком 3 и блоком 5 для проявления имеется пространство, образованное таким образом, что свет, излучаемый блоком 4 для экспонирования (которое служит в качестве экспонирующего узла, сконфигурированного, чтобы экспонировать заряженную поверхность фотопроводника 1, на основании данных изображения, таким образом, чтобы записать скрытое электростатическое изображение на поверхности фотопроводника 1), может проходить через него и достигать самого фотопроводника 1.
Зарядный блок 3 заряжает поверхность фотопроводника 1 таким образом, что поверхность имеет отрицательную полярность.
Зарядный блок 3 в данном варианте осуществления включает в себя зарядный ролик, служащий в качестве зарядного элемента, который выполняет зарядку в соответствии со способом зарядки при контактировании или при сближении.
Более конкретно, этот зарядный блок 3 заряжает поверхность фотопроводника 1 посредством размещения зарядного ролика таким образом, чтобы он находился в контакте с поверхностью фотопроводника 1 или вблизи нее, и приложения смещения отрицательной полярности к зарядному ролику.
Такое зарядное напряжение смещения постоянного тока, при котором фотопроводник 1 имеет поверхностный потенциал -500 В, прикладывается к зарядному ролику.
Кроме того, также может быть использовано зарядное напряжение смещения, полученное наложением смещения переменного тока на смещение постоянного тока.
Зарядный блок 3 может быть снабжен очистной щеткой для очистки поверхности зарядного ролика.
Также в отношении зарядного блока 3, тонкая пленка может быть намотана вокруг обоих концов (по отношению к осевому направлению) на периферийной поверхности зарядного ролика, и эта пленка может быть размещена таким образом, чтобы касаться поверхности фотопроводника 1.
В этой структуре, поверхность зарядного ролика и поверхность фотопроводника 1 расположены очень близко одна к другой, при расстоянии между ними, эквивалентном толщине пленки. Соответственно, электрический разряд генерируется между поверхностью зарядного ролика и поверхностью фотопроводника 1 посредством зарядного напряжения смещения, приложенного к зарядному ролику, и поверхность фотопроводника 1 заряжается посредством электрического разряда.
Поверхность фотопроводника 1, заряженная таким образом, экспонируется блоком 4 для экспонирования, и скрытое электростатическое изображение, соответствующее каждому цвету формируется на поверхности фотопроводника 1.
Этот блок 4 для экспонирования записывает скрытое электростатическое изображение (которое соответствует каждому цвету) на поверхности фотопроводника 1 на основании информации об изображении (которая соответствует каждому цвету).
Следует заметить, что, хотя блок 4 для экспонирования в данном варианте осуществления является блоком лазерного типа, может быть также использован блок экспонирования другого типа, который включает в себя массив СИД и узел формирования изображения.
Каждый тонер, подаваемый из бутылей с тонером 31Y, 31C, 31M и 31K блок 5 для проявления, перемещается валиком 5b для подачи проявителя и затем переносится на ролике проявления 5a.
Этот ролик проявления 5a перемещается к области, которая обращена к фотопроводнику 1 (далее в данном документе, эта область будет называться «областью проявления»).
В области проявления поверхность ролика проявления 5a перемещается в том же направлении и при более высокой линейной скорости, чем поверхность фотопроводника 1.
Затем тонер на ролике проявления 5a подается на поверхность фотопроводника 1, при трении о поверхность фотопроводника 1. В это время, смещение для проявления в -300 В прикладывается от источника питания (не показан) к ролику проявления 5a, и, соответственно, проявляющее электрическое поле образуется в области проявления.
Между скрытым электростатическим изображением на фотопроводнике 1 и роликом проявления 5a, электростатическая сила, которая направлена к скрытому электростатическому изображению, действует на тонер, переносимый на ролике проявления 5a.
Соответственно, тонер на ролике проявления 5a прикрепляется к скрытому электростатическому изображению на фотопроводнике 1. Посредством этого закрепления скрытое электростатическое изображение на фотопроводнике 1 проявляется с преобразованием в изображение из тонера, соответствующее каждому цвету.
Лента 10 для промежуточного переноса в перемещающем блоке 6 размещена натянутым образом на трех поддерживающих роликах 11, 12 и 13 и сконфигурирована, чтобы перемещаться в виде бесконечной ленты в направлении стрелки на чертеже.
Изображения из тонера на фотопроводниках 1Y, 1C, 1M и 1K перемещаются способом электростатического переноса на эту ленту 10 для промежуточного переноса таким образом, что изображения из тонера накладываются одно на другое.
Способ электростатического переноса может применять структуру с электризатором для переноса. Тем не менее, в этом варианте осуществления используют структуру с валиком 14 для первичного переноса, который вызывает меньшее рассеивание перемещаемого тонера.
Более конкретно, валики 14Y, 14C, 14M и 14K для первичного переноса, каждый из которых служит в качестве перемещающего блока 6, располагаются на стороне, противоположной части ленты 10 для промежуточного переноса, которая приходит в соприкосновение с фотопроводниками 1Y, 1C, 1M и 1K.
При этом упомянутая часть ленты 10 для промежуточного переноса, прижатая валиками 14Y, 14C, 14M и 14K для первичного переноса, и фотопроводники 1Y, 1C, 1M и 1K создают соответствующие участки контакта для первичного переноса.
Когда изображения из тонера на фотопроводниках 1Y, 1C, 1M и 1K переносятся на ленту 10 для промежуточного переноса, смещение положительной полярности прикладывается к каждому валику 14 для первичного переноса.
Соответственно, электрическое поле для переноса создается на каждом участке контакта для первичного переноса, и изображения из тонера на фотопроводниках 1Y, 1C, 1M и 1K электростатически закрепляются на ленте 10 для промежуточного переноса и таким образом переносятся.
Блок 15 очистки ленты для удаления тонера, который остается на поверхности ленты 10 для промежуточного переноса, установлен вблизи ленты 10 для промежуточного переноса.
Этот блок 15 очистки ленты, с применением меховой щетки или очистного ракельного ножа, сконфигурирован, чтобы собирать излишний тонер, присоединенный к поверхности ленты 10 для промежуточного переноса.
При этом, собранный ненужный тонер перемещается изнутри блока 15 очистки ленты в резервуар для отходов тонера (не показан) транспортирующим узлом (не показан).
На участке, где лента 10 для промежуточного переноса размещена натянутым образом на поддерживающем ролике 13, валик 16 для вторичного переноса размещен таким образом, что находится в контакте с лентой 10 для промежуточного переноса.
Участок контакта для вторичного переноса образован между лентой 10 для промежуточного переноса и валиком 16 для вторичного переноса, и бумага для переноса изображения в качестве среды для записи подается к этому участку контакта для вторичного переноса при заданной синхронизации.
Эта бумага для переноса изображения хранится в кассете 20 для загрузки бумаги, расположенной ниже (на чертеже) блока 4 для экспонирования, затем бумага для переноса изображения перемещается к участку контакта для вторичного переноса валиком 21 для подачи бумаги, парой роликов регистрации 22 и т.п.
На участке контакта для вторичного переноса изображения из тонера, наложенные одно на другое на ленте 10 для промежуточного переноса, переносятся на бумагу для переноса изображения одновременно.
Во время этого вторичного переноса, смещение положительной полярности прикладывается к валику 16 для вторичного переноса, и изображения из тонера на ленте 10 для промежуточного переноса переносятся на бумагу для переноса изображения посредством электрического поля для переноса, образованного приложением смещения.
Блок 23 термофиксации, служащий в качестве фиксирующего узла, размещен ниже от участка контакта для вторичного переноса по направлению, в котором перемещается бумага для переноса изображения.
Этот блок 23 термофиксации включает в себя подогревающий валик 23a с включенным в него нагревателем и прижимной валик 23b для приложения давления.
Бумага для переноса изображения, которая проходит через участок контакта для вторичного переноса воспринимает тепло и давление, при прохождении между этими валиками. Это вызывает плавление тонеров на бумаге для переноса изображения, и изображение из тонера фиксируется на бумаге для переноса изображения. Бумага для переноса изображения, на которой было зафиксировано изображение из тонера, выпускается посредством валика 24 для выпуска бумаги на лоток для выпуска бумаги, расположенный на верхней поверхности устройства.
В отношении блока 5 для проявления, ролик проявления 5a, служащий в качестве элемента, несущего проявитель, частично открыт из отверстия кожуха блока 5 для проявления.
Также, в этом варианте осуществления используется однокомпонентный проявитель, не включающий в себя носитель.
Блок 5 для проявления принимает тонер (который соответствует каждому цвету), подаваемый из бутылей с тонером 31Y, 31C, 31M и 31K (показанных на Фиг. 3), и сохраняет его в себе.
Эти бутыли с тонером 31Y, 31C, 31M и 31K установлены с возможностью съема на основном корпусе устройства для формирования изображения таким образом, что они могут быть заменены по отдельности.
Благодаря такой структуре, когда какой-либо из тонеров израсходован, соответствующая бутыль с тонером из числа бутылей с тонером 31Y, 31C, 31M и 31K может быть заменена независимым образом. Поэтому, когда любой из тонеров израсходован, компоненты, иные, чем соответствующая бутыль с тонером, чей ресурс еще не был исчерпан, могут использоваться далее, и, соответственно, пользователь может сократить расходы.
Фиг. 5 представляет собой схематический чертеж, показывающий структуру блока 5 для проявления, показанного на Фиг. 4.
Проявитель (тонер), размещенный в контейнера для сохранения проявителя, перемещается к участку контакта, образованному между роликом проявления 5a (который служит в качестве элемента, несущего проявитель, сконфигурированного, чтобы переносить на своей поверхности проявитель, подаваемый к фотопроводнику 1) и валиком 5b для подачи проявителя (который служит в качестве элемента для подачи проявителя), при перемешивании валиком 5b для подачи проявителя. При этом валик 5b для подачи проявителя и ролик проявления 5a вращаются в противоположных направлениях одного по отношению к другому (встречное вращение) на участке контакта.
Количество тонера на ролике проявления 5a регулируется регулирующим ракельным ножом 5c (который служит в качестве элемента для регулирования слоя проявителя), расположенного таким образом, что касается ролика проявления 5a, и тонкий слой тонера соответственно формируется на ролике проявления 5a.
Кроме того, тонер перемещается по поверхности при незначительном трении на участке контакта между валиком 5b для подачи проявителя и роликом проявления 5a и на участке между регулирующим ракельным ножом 5c и роликом проявления 5a и регулируется таким образом, что имеет подходящую величину заряда.
Фиг. 6 представляет собой схематический чертеж, показывающий структуру технологического картриджа.
Тонер по данному изобретению может быть использован, например, в устройстве для формирования изображения, снабженном технологическим картриджем, показанным на Фиг. 6.
В данном изобретении, среди компонентов, таких как элемент, несущий скрытое электростатическое изображение, зарядный узел для скрытого электростатического изображения и проявляющий узел, несколько элементов составляют отдельный узел, являющийся технологическим картриджем, и этот технологический картридж сконструирован таким образом, что может быть установлен с возможностью съема на основном корпусе устройства для формирования изображения, такого как копировальный аппарат или принтер.
Технологический картридж, показанный на Фиг. 6, включает в себя элемент, несущий скрытое электростатическое изображение, зарядный узел для скрытого электростатического изображения и проявляющий узел, поясненные в отношении Фиг. 5.
Примеры
Данное изобретение будет далее описано путем предоставления примеров, которые не должны истолковываться как ограничение данного изобретения этими примерами. В представленных ниже примерах единица измерения «часть(и)» представляет собой часть(и) по массе, единица измерения «%» представляет собой % по массе.
<Способ приготовления жидкой дисперсии смолы 1>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали додецилсульфат натрия (0,7 части) и деионизованную воду (498 частей), с последующим нагреванием до 80°C при перемешивании для растворения. Затем к результирующему раствору добавляли раствор персульфата калия (2,6 части) в деионизованной воде (104 части). Через пятнадцать минут после добавления, к результирующей смеси в течение 90 мин добавляли по каплям смесь мономеров из стиролового мономера (200 частей) и н-октантиола (4,2 части). После этого температуру смеси поддерживали при 80°C в течение 60 мин, чтобы выполнить реакцию полимеризации.
Затем реакционную смесь охлаждали, чтобы получить белую [жидкую дисперсию смолы 1], имеющую объемный средний диаметр частиц 135 нм. После этого, 2 мл полученной таким образом [жидкой дисперсии смолы 1] добавляли в чашку Петри, где дисперсионную среду испаряли. Для полученного сухого продукта определяли среднечисленную молекулярную массу, среднемассовую молекулярную массу и Tg, которые были найдены равными 8300, 16900 и 83°C, соответственно.
<Приготовление жидкой дисперсии смолы 2>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали додецилсульфат натрия (1,1 части) и деионизованную воду (498 частей), с последующим нагреванием до 80°C при перемешивании для растворения. Затем к результирующему раствору добавляли раствор персульфата калия (2,6 части) в деионизованной воде (104 части). Через пятнадцать минут после добавления, к результирующей смеси в течение 90 мин добавляли по каплям смесь мономеров из стиролового мономера (200 частей) и н-октантиола (4,2 части). После этого температуру смеси поддерживали при 80°C в течение 60 мин, чтобы выполнить реакцию полимеризации.
Затем реакционную смесь охлаждали, чтобы получить белую [жидкую дисперсию смолы 2], имеющую объемный средний диаметр частиц 93 нм. После этого, 2 мл полученной таким образом [жидкой дисперсии смолы 2] добавляли в чашку Петри, где дисперсионную среду испаряли. Для полученного сухого продукта определяли среднечисленную молекулярную массу, среднемассовую молекулярную массу и Tg, которые были найдены равными 8100, 16100 и 81°C, соответственно.
<Приготовление жидкой дисперсии смолы 3>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали додецилсульфат натрия (0,7 части) и деионизованную воду (498 частей), с последующим нагреванием до 80°C при перемешивании для растворения. Затем к результирующему раствору добавляли раствор персульфата калия (2,5 части) в деионизованной воде (101 часть). Через пятнадцать минут после добавления, к результирующей смеси в течение 90 мин добавляли по каплям смесь мономеров из стиролового мономера (169 частей), бутилакрилата (30 частей) и дивинилбензола (1 часть). После этого температуру смеси поддерживали при 80°C в течение 60 мин, чтобы выполнить реакцию полимеризации.
Затем реакционную смесь охлаждали, чтобы получить белую [жидкую дисперсию смолы 3], имеющую объемный средний диаметр частиц 100 нм. После этого, 2 мл полученной таким образом [жидкой дисперсии смолы 3] добавляли в чашку Петри, где дисперсионную среду испаряли. Для полученного сухого продукта определяли среднечисленную молекулярную массу, среднемассовую молекулярную массу и Tg, которые были найдены равными 31300, 88300 и 75°C, соответственно.
<Приготовление жидкой дисперсии смолы 4>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали додецилсульфат натрия (0,7 части) и деионизованную воду (498 частей), с последующим нагреванием до 80°C при перемешивании для растворения. Затем к результирующему раствору добавляли раствор персульфата калия (2,5 части) в деионизованной воде (101 часть). Через пятнадцать минут после добавления, к результирующей смеси в течение 90 мин добавляли по каплям смесь мономеров из стиролового мономера (149 частей), монометилметакрилата диэтиленгликоля (50 частей) и дивинилбензола (1 часть). После этого температуру смеси поддерживали при 80°C в течение 60 мин, чтобы выполнить реакцию полимеризации.
Затем реакционную смесь охлаждали, чтобы получить белую [жидкую дисперсию смолы 4], имеющую объемный средний диаметр частиц 110 нм. После этого, 2 мл полученной таким образом [жидкой дисперсии смолы 4] добавляли в чашку Петри, где дисперсионную среду испаряли. Для полученного сухого продукта определяли среднечисленную молекулярную массу, среднемассовую молекулярную массу и Tg, которые были найдены равными 12000, 42000 и 52°C, соответственно.
<Приготовление жидкой дисперсии смолы 5>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали додецилсульфат натрия (1,4 части) и деионизованную воду (498 частей), с последующим нагреванием до 80°C при перемешивании для растворения. Затем к результирующему раствору добавляли раствор персульфата калия (2,6 части) в деионизованной воде (104 части). Через пятнадцать минут после добавления, к результирующей смеси в течение 90 мин добавляли по каплям смесь мономеров из стиролового мономера (200 частей) и н-октантиола (4,2 части). После этого температуру смеси поддерживали при 80°C в течение 60 мин, чтобы выполнить реакцию полимеризации.
Затем реакционную смесь охлаждали, чтобы получить белую [жидкую дисперсию смолы 5], имеющую объемный средний диаметр частиц 65 нм. После этого, 2 мл полученной таким образом [жидкой дисперсии смолы 5] добавляли в чашку Петри, где дисперсионную среду испаряли. Для полученного сухого продукта определяли среднечисленную молекулярную массу, среднемассовую молекулярную массу и Tg, которые были найдены равными 8500, 17300 и 82°C, соответственно.
[Способ изготовления полимеризованного тонера]
<Синтез сложного полиэфира 1>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали 2 моля продукта присоединения бисфенола A к этиленоксиду (229 частей), 3 моля продукта присоединения бисфенола A к пропиленоксиду (529 частей), терефталевую кислоту (208 частей), адипиновую кислоту (46 частей) и дибутилоксид олова (2 части), с последующим реакционным взаимодействием при 230°C в течение 8 часов при нормальном давлении. Затем реакционной смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия в течение 5 часов при пониженном давлении от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст. (1,33-2,0 кПа). После этого в реакционный сосуд добавляли тримеллитовый ангидрид (44 части), с последующим реакционным взаимодействием при 180°C в течение 2 часов при нормальном давлении, чтобы тем самым синтезировать [сложный полиэфир 1]. Было найдено, что полученный таким образом [сложный полиэфир 1] имеет среднечисленную молекулярную массу 2500, среднемассовую молекулярную массу 6700, температура стеклования 43°C и кислотное число 25 мгKOH/г.
<Синтез сложного полиэфира 2>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали 2 моля продукта присоединения бисфенола A к этиленоксиду (264 части), 2 моля продукта присоединения бисфенола A к пропиленоксиду (523 части), терефталевую кислоту (123 частей), адипиновую кислоту (173 частей) и дибутилоксид олова (1 часть), с последующим реакционным взаимодействием при 230°C в течение 8 часов при нормальном давлении. Затем, реакционной смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия в течение 8 часов при пониженном давлении от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст. (1,33-2,0 кПа). После этого в реакционный сосуд добавляли тримеллитовый ангидрид (26 частей), с последующим реакционным взаимодействием при 180°C в течение 2 часов при нормальном давлении, чтобы тем самым получить [сложный полиэфир 2]. Было найдено, что [сложный полиэфир 2] имеет среднечисленную молекулярную массу 4000, среднемассовую молекулярную массу 47000, Tg 65°C и кислотное число 12.
<Синтез сложного полиэфира 3>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали 2 моля продукта присоединения бисфенола A к этиленоксиду (270 частей), 2 моля продукта присоединения бисфенола A к пропиленоксиду (497 частей), терефталевую кислоту (110 частей), изофталевую кислоту (102 части), адипиновую кислоту (44 части) и дибутилоксид олова (2 части), с последующим реакционным взаимодействием при 230°C в течение 9 часов при нормальном давлении. Затем, реакционной смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия в течение 7 часов при пониженном давлении от 10 мм рт.ст. до 18 мм рт.ст. (1,33-2,4 кПа). После этого в реакционный сосуд добавляли тримеллитовый ангидрид (40 частей), с последующим реакционным взаимодействием при 180°C в течение 2 часов при нормальном давлении, чтобы тем самым получить [сложный полиэфир 3]. Было найдено, что [сложный полиэфир 3] имеет среднечисленную молекулярную массу 3000, среднемассовую молекулярную массу 8600, температура стеклования 49°C и кислотное число 22 мгKOH/г.
<Синтез сложного полиэфира, модифицированного изоцианатом 1>
В реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали 2 моля продукта присоединения бисфенола A к этиленоксиду (682 части), 2 моля продукта присоединения бисфенола A к пропиленоксиду (81 часть), терефталевую кислоту (283 части), тримеллитовый ангидрид (22 части) и дибутилоксид олова (2 части), с последующим реакционным взаимодействием при 230°C в течение 8 часов при нормальном давлении. Затем, реакционной смеси предоставляли возможность реакционного взаимодействия в течение 5 часов при пониженном давлении от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст. (1,33-2,0 кПа), чтобы тем самым синтезировать [промежуточный сложный полиэфир 1]. Было найдено, что полученный таким образом [промежуточный сложный полиэфир 1] имеет среднечисленную молекулярную массу 2200, среднемассовую молекулярную массу 9700, температура стеклования 54°C, кислотное число 0,5 мгKOH/г и гидроксильное число 52 мгKOH/г.
Затем, в реакционный сосуд, снабженный конденсатором, мешалкой и трубкой для введения азота, загружали [промежуточный сложный полиэфир 1] (410 частей), изофорондиизоцианат (89 частей) и этилацетат (500 частей), с последующим реакционным взаимодействием при 100°C в течение 5 часов, чтобы тем самым получить [сложный полиэфир, модифицированный изоцианатом 1].
<Синтез маточной смеси>
Углеродную сажу (40 частей) (REGAL 400R, производства компании Cabot Corporation), полиэфирную смолу (60 частей) (RS-801, производства компании Sanyo Chemical Industries, Ltd., кислотное число: 10, молекулярная масса Mw: 20000, Tg: 64°C) в качестве связующей смолы и воду (30 частей) смешивали при применении смесителя HENSCHEL, чтобы тем самым получить смесь, содержащую агрегаты пигмента, импрегнированные водой. Полученную смесь перемешивали в течение 45 мин двухвалковой мельницей, температура поверхности валков которой была отрегулирована до 130°C. Перемешанный продукт измельчали с помощью машины для тонкого измельчения таким образом, чтобы иметь размер 1 мм, посредством чего получали [маточную смесь 1].
(Пример 1)
<Стадия получения масляной фазы>
В сосуд, в котором были установлены мешалка и термометр загружали [сложный полиэфир 1] (545 частей), [парафиновый воск (температура плавления: 74°C)] (181 часть) и этилацетат (1,450 части). Температуру смеси повышали до 80°C при перемешивании, поддерживали при 80°C в течение 5 часов и охлаждали до 30°C в течение 1 часа. Затем в сосуд загружали [маточную смесь 1] (500 частей) и этилацетат (100 частей), с последующим перемешиванием в течение 1 часа, чтобы тем самым получить [раствор исходного материала 1].
[Раствор исходного материала 1] (1500 частей) помещали в сосуд, где пигмент и воск были диспергированы с помощью бисерной мельницы («ULTRA VISCOMILL» производства компании AIMEX CO., Ltd.) при следующих условиях: скорость подачи жидкости 1 кг/ч, окружная скорость диска 6 м/с, шарики диоксида циркония 0,5 мм, загруженные до 80% по объему, и 3 прохода. Затем добавляли 66% по массе раствора [сложного полиэфира 2] (655 частей) в этилацетате и выполняли один проход при применении бисерной мельницы при вышеуказанных условиях, чтобы тем самым получить [жидкую дисперсию пигмент/воск 1].
[Жидкую дисперсию пигмент/воск 1] (976 частей) перемешивали в течение 1 мин при 5000 об/мин с помощью смесителя-гомогенизатора TK (производства компании Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Затем [сложный полиэфир, модифицированный изоцианатом 1] (88 частей) добавляли к [жидкой дисперсии пигмент/воск 1]. Результирующую смесь перемешивали в течение 1 мин при 5000 об/мин с помощью смесителя-гомогенизатора TK (производства компании Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), чтобы тем самым получить [масляную фазу 1]. Посредством измерения было найдено, что содержание твердого вещества [масляной фазы 1] составляет 52,0% по массе, и количество этилацетата в содержании твердого вещества было найдено составляющим 92% по массе.
<Приготовление водной фазы>
Деионизованную воду (970 частей), 40 частей 25%-ной по массе водной жидкой дисперсии тонких частиц органической смолы для стабилизации дисперсии (сополимера стирола, метакриловой кислоты, бутилакрилата, натриевой соли метакриловой кислоты, продукта присоединения этиленоксида к сложному эфиру серной кислоты), 95 частей 48,5 %-ного по массе водного раствора додецилдифенилового эфира дисульфоната натрия и 98 частей этилацетата смешивали при перемешивании. Было найдено, что результирующая смесь имеет pH 6,2. Затем к ней добавляли по каплям 10% по массе водного раствора гидроксида натрия, чтобы отрегулировать pH до 9,5, посредством чего получали [водную фазу 1].
<Стадия получения сердцевин частиц>
Полученную [водную фазу 1] (1200 частей) добавляли к [масляной фазе 1]. Результирующую смесь перемешивали в течение 2 мин с помощью смесителя-гомогенизатора TK при скорости от 8000 об/мин до 15000 об/мин, при регулировании температуры от 20°C до 23°C в водяной бане, чтобы предотвратить повышение температуры вследствие тепловыделения при функционировании смесителя. После этого смесь перемешивали в течение 10 мин при скорости от 130 об/мин до 350 об/мин при применении трехфазного двигателя, снабженного якорной лопастью, чтобы тем самым получить [суспензию сердцевин частиц 1], содержащую жидкие капли масляной фазы (сердцевины частиц), диспергированные в водной фазе.
<Формирование выступов>
Вначале, [жидкую дисперсию смолы 1] (106 частей) смешивали с деионизованной водой (71 часть). Результирующую смесь (концентрация твердого вещества: 15%) добавляли по каплям в течение 3 мин к [суспензии сердцевин частиц 1], температура которой была отрегулирована до 22°C. Это добавление выполняли одновременно с тем, что [суспензию сердцевин частиц 1] перемешивали при скорости от 130 об/мин до 350 об/мин при применении трехфазного двигателя, снабженного якорной лопастью. После этого смесь дополнительно перемешивали в течение 30 мин при скорости от 200 об/мин до 450 об/мин, чтобы получить [суспензию составных частиц 1]. Затем, 1 мл [суспензии составных частиц 1] разбавляли таким образом, что иметь объем 10 мл, с последующим центрифугированием, посредством чего получали прозрачную надосадочную жидкость.
<Десольватация>
В сосуд, в котором были установлены мешалка и термометр, загружали [суспензию составных частиц 1], которую десольватировали при перемешивании при 30°C в течение 8 часов, чтобы получить [диспергированную суспензию 1]. Небольшое количество [диспергированной суспензии 1] помещали на предметное стекло и наблюдали через покровное стекло под оптическим микроскопом (×200). В результате, наблюдали равномерно окрашенные частицы. Кроме того, 1 мл [диспергированной суспензии 1] разбавляли таким образом, что иметь объем 10 мл, с последующим центрифугированием, посредством чего получали прозрачную надосадочную жидкость.
<Стадия промывки и сушки>
[Диспергированную суспензию 1] (100 частей) фильтровали при пониженном давлении и затем
(1): деионизированную воду (100 частей) добавляли к отфильтрованной пасте, и смесь перемешивали с помощью смесителя-гомогенизатора TK (при 12000 об/мин в течение 10 минут), с последующей фильтрацией.
(2): деионизированную воду (900 частей) добавляли к отфильтрованной пасте, полученной на этапе (1), и смесь перемешивали приложением ультразвуковых колебаний посредством смесителя-гомогенизатора TK (при 12000 об/мин в течение 30 минут), с последующей фильтрацией при пониженном давлении. Эту операцию повторяли до тех пор, пока удельная электропроводность повторно образуемой суспензии не становилась равной 10 мкСм/см или ниже.
(3): 10%-ную хлористоводородную кислоту добавляли к повторно образованной суспензии, полученной на этапе (2), чтобы отрегулировать pH до 4, и результирующую смесь перемешивали при применении трехфазного двигателя в течение 30 минут, после чего подвергали фильтрации.
(4): деионизированную воду (100 частей) добавляли к отфильтрованной пасте, полученной на этапе (3), и смесь перемешивали посредством смесителя-гомогенизатора TK (при 12000 об/мин в течение 10 минут), после чего подвергали фильтрации. Эту операцию повторяли до тех пор, пока удельная электропроводность повторно образуемой суспензии не становилась равной 10 мкСм/см или ниже, чтобы тем самым получить [отфильтрованную пасту 1].
[Отфильтрованную пасту 1] сушили посредством сушилки с циркуляцией воздуха при 45°C в течение 48 часов и просеивали с помощью сита, имеющего размер отверстий 75 мкм, чтобы получить [базовые частицы тонера 1]. С помощью наблюдения полученных [базовых частиц тонера 1] под сканирующим электронным микроскопом было найдено, что виниловая смола равномерным образом присоединена к к поверхностям сердцевин частиц.
[Базовые частицы тонера 1] (100 частей) и поверхностные добавки, указанные в Таблице 1, смешивали при применении смесителя HENSCHEL. Результирующей смеси предоставляли возможность пропускания через сито с размером отверстий 60 мкм, чтобы удалить грубые частицы и агрегаты, посредством чего получали [тонер 1].
(Пример 2)
[Тонер 2] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] изменяли на [жидкую дисперсию смолы 2].
(Пример 3)
[Тонер 3] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] изменяли на [жидкую дисперсию смолы 3].
(Пример 4)
[Тонер 4] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [сложный полиэфир, модифицированный изоцианатом 1] не добавляли.
(Пример 5)
[Тонер 5] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что количества «жидкой дисперсии смолы» и деионизованной воды на этапе <формирование выступов> изменяли на 42 части [жидкой дисперсии смолы 1] и 31 часть деионизованной воды, соответственно.
(Пример 6)
[Тонер 6] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что количества «жидкой дисперсии смолы» и деионизованной воды на этапе <формирование выступов> изменяли на 318 части [жидкой дисперсии смолы 1] и 231 часть деионизованной воды, соответственно.
(Пример 7)
[Базовые частицы тонера 1] Примера 1 (100 частей) и поверхностные добавки, указанные в Таблице 1, смешивали при применении смесителя HENSCHEL. Результирующей смеси предоставляли возможность пропускания через сито с размером отверстий 60 мкм, чтобы удалить грубые частицы и агрегаты, посредством чего получали [тонер 7].
(Пример 8)
[Базовые частицы тонера 1] Примера 1 (100 частей) и поверхностные добавки, указанные в Таблице 1, смешивали при применении смесителя HENSCHEL. Результирующей смеси предоставляли возможность пропускания через сито с размером отверстий 60 мкм, чтобы удалить грубые частицы и агрегаты, посредством чего получали [тонер 8].
(Пример 9)
[Базовые частицы тонера 1] Примера 1 (100 частей) и поверхностные добавки, указанные в Таблице 1, смешивали при применении смесителя HENSCHEL. Результирующей смеси предоставляли возможность пропускания через сито с размером отверстий 60 мкм, чтобы удалить грубые частицы и агрегаты, посредством чего получали [тонер 9].
(Пример 10)
[Базовые частицы тонера 1] Примера 1 (100 частей) и поверхностные добавки, указанные в Таблице 1, смешивали при применении смесителя HENSCHEL. Результирующей смеси предоставляли возможность пропускания через сито с размером отверстий 60 мкм, чтобы удалить грубые частицы и агрегаты, посредством чего получали [тонер 10].
(Сравнительный пример 1)
[Тонер 11] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] не добавляли.
(Сравнительный пример 2)
[Тонер 12] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] на этапе <формирование выступов> изменяли на [жидкую дисперсию смолы 4].
(Сравнительный пример 3)
[Тонер 13] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] на этапе <формирование выступов> изменяли на [жидкую дисперсию смолы 5].
(Сравнительный пример 4)
[Тонер 14] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] (106 частей) и деионизованную воду (71 часть) на этапе <формирование выступов> изменяли на [жидкую дисперсию смолы 1] (53 части), [жидкую дисперсию смолы 5] (53 части) и деионизованную воду (71 часть).
(Сравнительный пример 5)
[Тонер 15] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что количество [жидкой дисперсии смолы 1] изменяли от 106 частей на 530 частей, и что 105 частей 48,5 %-ного водного раствора додецилдифенилового эфира дисульфоната натрия добавляли одновременно с добавлением [жидкой дисперсии смолы 1] на этапе <формирование выступов>.
(Сравнительный пример 6)
[Тонер 16] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] (106 частей) и деионизованную воду (71 часть) на этапе <формирование выступов> изменяли на [жидкую дисперсию смолы 1] (10 частей) и деионизованную воду (7 частей).
(Сравнительный пример 7)
[Тонер 17] получали таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что [жидкую дисперсию смолы 1] (106 частей) и деионизованную воду (71 часть) на этапе <формирование выступов> изменяли на [жидкую дисперсию смолы 1] (530 частей) и деионизованную воду (385 частей).
(Сравнительный пример 8)
[Базовые частицы тонера 1] Примера 1 (100 частей) и поверхностные добавки, указанные в Таблице 1, смешивали при применении смесителя HENSCHEL. Результирующей смеси предоставляли возможность пропускания через сито с размером отверстий 60 мкм, чтобы удалить грубые частицы и агрегаты, посредством чего получали [тонер 18].
Следует заметить, что поверхностные добавки в Таблице 1 представлены следующие:
RX200: производства компании Nippon Aerosil Co., Ltd.
диаметр первичных частиц: 12 нм
без обработки силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу
NA50H: производства компании Nippon Aerosil Co., Ltd.
диаметр первичных частиц: 30 нм
с обработкой силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу
MSP-009: производства компании Tayca Corporation
диаметр первичных частиц: 80 нм
с обработкой силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
(Оценка)
Полученные, как указано выше, тонеры оценивали посредством описанных ниже способов.
<Фоновая размытость>
После печати 2000 листов, имеющих испытательную таблицу с долей площади изображения 1%, при применении цветного электрофотографического аппарата (IPSIO SP C220), кусок клейкой ленты использовали, чтобы удалить тонер, закрепленный на фотопроводнике, подвергнутом печати белого сплошного изображения, и кусок ленты закрепляли на чистом листе бумаги. Затем, измеряли ΔΕ с помощью спектроденситометра (производства компании X-Rite, Incorporated) и оценивали на основании указанных ниже 4 классов.
[Критерии оценки]
A: ΔΕ<3
B: 3≤ΔΕ<5
C: 5≤ΔΕ<10
D: 10≤ΔΕ
<Устойчивость к прилипанию>
После печати 2000 листов, имеющих испытательную таблицу с долей площади изображения 1%, при применении цветного электрофотографического аппарата (IPSIO SP C220), печатали черное сплошное изображение. Черное сплошное изображение (7,8 см ×1,0 см) оценивали в отношении устойчивости к прилипанию на основании на основании указанных ниже 4 классов посредством его сравнения с показателями для каждого класса.
[Критерии оценки]
А: Не наблюдалось белых полос; очень хороший уровень
B: Не наблюдалось заметных белых полос, и обнаруженные белые полосы не оказывали неблагоприятного влияния на качество изображения
C: Наблюдались белые полосы, оказывающие неблагоприятное влияние на качество изображения
D: Наблюдались белые полосы, оказывающие значительное неблагоприятное влияние на качество изображения
<Изменение плотности изображения>
Перед печатью и после нее 2000 листов, имеющих испытательную таблицу с долей площади изображения 1%, при применении цветного электрофотографического аппарата (IPSIO SP C220), печатали черное сплошное изображение на бумаге (тип 6000, производства компании Ricoh Company, Ltd.). Затем оптическую плотность измеряли с помощью спектроденситометра (производства компании X-Rite, Incorporated) и оценивали в отношении изменения плотности изображения; а именно разницы в отражательной способности, измеренной посредством вышеуказанного спектроденситометра, перед печатью 2000 листов и после нее (отражательная способность перед печатью 2000 листов - отражательная способность после печати 2000 листов).
[Критерии оценки]
А: Разность <0,1%
B: 0,1%≤ Разность <0,2%
C: 0,2%≤ Разность <0,3%
D: 0,3%≤ Разность
<Способность к фиксированию>
2
Тонер помещали в переделанный цветной электрофотографический аппарат IPSIO SP C220, и упомянутый копировальный аппарат настраивали таким образом, что количество тонера, размещаемого на My Recycle Paper, бумаге типа 100 T, производства компании Ricoh Company Ltd., составляло 11 г/м, и приготавливали 19 листов с незафиксированными сплошными печатными изображениями в виде квадрата со стороной 50 мм.
Затем, при применении переделанного фиксирующего узла, скорость системы устанавливали при 180 мм/с, и незафиксированное сплошное изображение, полученное, как указано выше, пропускали, чтобы зафиксировать изображение на бумаге. Испытание на фиксирование выполняли при изменении температуры фиксирования от 120°C до 200°C с приращением 10°C. Бумагу складывали пополам при расположении зафиксированного изображения внутри, и затем бумагу разворачивали. После этого, бумагу слегка протирали ластиком. Минимальную температуру, при которой линия сгиба не стиралась, принимали в качестве минимальной температуры фиксирования.
[Критерии оценки]
А: Минимальная температура фиксирования <130°C
B: 130°C≤ Минимальная температура фиксирования <140°C
C: 140°C≤ Минимальная температура фиксирования <150°C
D: 150°C≤ Минимальная температура фиксирования
<Загрязнение зарядного ролика>
После печати 2000 листов, имеющих испытательную таблицу с долей площади изображения 1%, при применении цветного электрофотографического аппарата (IPSIO SP C220), поверхность зарядного ролика визуально оценивали в отношении загрязнения на основании указанных ниже 4 классов.
А: Загрязнение ролика не наблюдалось, очень хорошо
B: Загрязнение ролика наблюдалось, однако не являлось проблематичным при практическом применении
C: Загрязнение ролика наблюдалось и являлось проблематичным при практическом применении
D: Наблюдалось заметное загрязнение ролика
<Истирание фотопроводника>
После печати 2000 листов, имеющих испытательную таблицу с долей площади изображения 1%, при применении цветного электрофотографического аппарата (IPSIO SP C220), поверхность фотопроводника визуально оценивали в отношении истирания на основании указанных ниже 4 классов.
А: Не наблюдалось полосчатого истирания, очень хорошо
B: Полосчатое истирание наблюдалось, однако не являлось проблематичным при практическом применении
C: Полосчатое истирание наблюдалось и являлось проблематичным при практическом применении
D: Наблюдалось заметное полосчатое истирание
Таблица 1
Тонер
Базовые частицы тонера
Поверхностные добавки
Средний диаметр частиц (мкм)
Dv/Dn
Сферичность
Выступы
RX200 (Части)
NA50H (Части)
MSP-009 (части)
Длина длинной стороны (мкм)
Стандартное отклонение
Степень покрытия (%)
Прим. 1
Тонер 1
6,5
1,12
0,985
0,23
0,10
56
1,5
0
0,4
Прим. 2
Тонер 2
6,4
1,14
0,986
0,21
0,09
51
1,5
0
0,4
Прим. 3
Тонер 3
6,5
1,15
0,986
0,24
0,09
54
1,5
0
0,4
Прим. 4
Тонер 4
8,1
1,12
0,986
0,34
0,12
36
1,5
0
0,4
Прим. 5
Тонер 5
6,2
1,16
0,985
0,18
0,06
18
1,5
0
0,4
Прим. 6
Тонер 6
7,1
1,18
0,978
0,39
0,18
72
1,5
0
0,4
Прим. 7
Тонер 7
6,5
1,12
0,985
0,23
0,10
56
1,5
0
0,6
Прим. 8
Тонер 8
6,5
1,12
0,985
0,23
0,10
56
1,5
0
0,1
Прим. 9
Тонер 9
6,5
1,12
0,985
0,23
0,10
56
1,5
0,4
0
Прим. 10
Тонер 10
6,5
1,12
0,985
0,23
0,10
56
1,5
0,6
0
Сравн. прим. 1
Тонер 11
5,9
1,16
0,986
-
-
0
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 2
Тонер 12
6,8
1,13
0,972
0,52
0,18
68
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 3
Тонер 13
6,1
1,18
0,988
0,09
0,07
42
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 4
Тонер 14
6,4
1,13
0,986
0,2
0,26
51
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 5
Тонер 15
4,9
1,22
0,950
0,41
0,22
98
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 6
Тонер 16
5,1
1,18
0,986
0,25
0,12
8
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 7
Тонер 17
8,5
1,27
0,935
0,48
0,33
88
1,5
0
0,4
Сравн. прим. 8
Тонер 18
6,5
1,12
0,985
0,23
0,10
56
1,5
0
0
Таблица 2
Фоновая размытость
Устойчивость к прилипанию
Изменение плотности изображения
Минимальная температура фиксирования
Загрязнение зарядного ролика
Истирание фотопроводника
Прим. 1
A
В
A
A
A
A
Прим. 2
A
В
A
A
A
A
Прим. 3
A
В
A
A
A
A
Прим. 4
A
В
A
A
A
A
Прим. 5
В
В
A
A
A
A
Прим. 6
A
A
A
A
A
A
Прим. 7
A
A
A
A
A
В
Прим. 8
A
A
A
A
A
В
Прим. 9
В
A
A
A
A
A
Прим. 10
В
A
A
A
A
A
Сравн. прим. 1
D
D
D
A
A
A
Сравн. прим. 2
A
В
В
C
D
D
Сравн. прим. 3
D
D
C
A
A
A
Сравн. прим. 4
A
A
D
C
D
C
Сравн. прим. 5
В
A
В
D
D
C
Сравн. прим. 6
D
D
D
A
A
A
Сравн. прим. 7
A
A
D
D
D
D
Сравн. прим. 8
D
В
C
A
A
A
Варианты осуществления данного изобретения следующие.
<1> Тонер, включающий в себя:
частицы тонера, каждая из которых включает в себя базовую частицу тонера и закрепленную на ней поверхностную добавку, где базовая частица тонера включает в себя связующую смолу и окрашивающее вещество,
где базовая частица тонера имеет выступы на своей поверхности,
где средняя величина длин длинных сторон выступов составляет 0,10 мкм или более, однако менее чем 0,50 мкм,
где стандартное отклонение длин длинных сторон выступов составляет 0,2 или менее,
где степень покрытия выступами на поверхности базовой частицы тонера составляет от 10% до 90%, и
где поверхностная добавка включает в себя тонкие неорганические частицы, поверхности которых были обработаны силановым связующим агентом, содержащим аминогруппу.
<2> Тонер в соответствии с <1>, где первичные частицы тонких неорганических частиц имеют средний диаметр 100 нм или менее.
<3> Тонер в соответствии с <1> или <2>, где количество тонких неорганических частиц в тонере составляет от 0,1% по массе до 2,0% по массе.
<4> Тонер в соответствии с любым из <1> по <3>, где количество тонких неорганических частиц в поверхностной добавке составляет от 5% по массе до 30% по массе.
<5> Тонер в соответствии с любым из <1> по <4>, где выступы сделаны из смолы, и упомянутая смола получена полимеризацией смеси мономеров, содержащей стирол.
<6> Тонер в соответствии с <5>, где количество смолы, из которой сформированы выступы, составляет от 1% по массе до 20% по массе от массы тонера.
<7> Тонер в соответствии с любым из <1> по <6>, где тонер имеет отношение 1,25 или менее, где упомянутое отношение представляет собой отношение объемного среднего диаметра частиц к среднечисленному диаметру частиц тонера.
<8> Тонер в соответствии с любым из <1> по <7>, где тонер имеет среднюю сферичность 0,930 или более.
<9> Тонер в соответствии с любым из <1> по <8>, где базовые частицы тонера получены способом, включающим в себя: получение сердцевин частиц тонера; и плавление и закрепление выступов на поверхностях сердцевин частиц тонера.
<10> Устройство для формирования изображения, включающее в себя:
элемент, несущий скрытое изображение, который переносит на себе скрытое изображение;
зарядный узел, сконфигурированный, чтобы равномерным образом заряжать поверхность элемента, несущего скрытое изображение;
экспонирующий узел, сконфигурированный, чтобы экспонировать заряженную поверхность элемента, несущего скрытое изображение, светом, основанным на данных изображения, чтобы сформировать скрытое электростатическое изображение;
тонер, который визуализирует скрытое электростатическое изображение;
проявляющий узел, сконфигурированный, чтобы подавать тонер для проявления скрытого электростатического изображения, сформированного на поверхности элемента, несущего скрытое изображение, чтобы тем самым сформировать видимое изображение на поверхности элемента, несущего скрытое изображение;
узел переноса, сконфигурированный, чтобы переносить на среду для приема изображения видимое изображение, сформированное на поверхности элемента, несущего скрытое изображение; и
фиксирующий узел, сконфигурированный, чтобы фиксировать перенесенное видимое изображение на среде для приема изображения,
где тонер является тонером в соответствии с любым из <1> по <9>.
<11> Технологический картридж, включающий в себя:
элемент, несущий скрытое изображение,
проявляющий узел, сконфигурированный, чтобы проявлять, с помощью тонера, скрытое электростатическое изображение, сформированное на поверхности элемента, несущего скрытое изображение, чтобы сформировать видимое изображение,
элемент, несущий скрытое изображение, и проявляющий узел поддерживаются объединенным образом в технологическом картридже, который установлен с возможностью съема в устройстве для формирования изображения,
где тонер является тонером в соответствии с любым из <1> по <9>.
Список обозначений
1, 1Y, 1C, 1M, 1K фотопроводник
2, 2Y, 2C, 2M, 2K секция формирования изображения
3 зарядный блок
3K элемент, несущий скрытое электростатическое изображение
4 блок экспонирования
5 блок проявления
5a ролик проявления
5b валик для подачи проявителя
6 перемещающий блок
7 очистной блок
7K зарядный узел
8K упругая часть
9K электропроводный лист
10K зарядный элемент
10 лента для промежуточного переноса
11, 12, 13 поддерживающий ролик
14, 14Y, 14C, 14M, 14K валик для первичного переноса
15 блок очистки ленты
16 валик для вторичного переноса
20 кассета для загрузки бумаги
21 валик для подачи бумаги
22 пара роликов регистрации
23 блок термофиксации
23a подогревающий валик
23b прижимной валик
24 валик для выпуска бумаги
31Y, 31C, 31M, 31K бутыль с тонером
40K проявляющий узел
41K кожух
42K ролик проявления
43K мешалка
44K валик для подачи тонера
45K регулирующий ракельный нож
66K узел переноса
61 материал-мишень для переноса