ГОЛУБОЙ ТОНЕР, ПУРПУРНЫЙ ТОНЕР, ЖЕЛТЫЙ ТОНЕР, ЧЕРНЫЙ ТОНЕР И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛНОЦВЕТНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ
CYAN TONER, MAGENTA TONER, YELLOW TONER, BLACK TONER AND METHOD OF FORMING FULL-COLOUR IMAGE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к тонеру для проявки электростатического изображения в способе формирования изображения, например, в электрофотографии или при электростатической печати или к тонеру для формирования изображения в способе формирования полноцветного изображения, основанном на системе струйной печати и, в частности, к тонеру для использования в системе фиксации, при котором созданное тонером изображение фиксируют на материале, на который переносят изображение, например на печатном листе, под действием теплоты и давления. Настоящее изобретение также относится к способу формирования изображения, основанному на полноцветной электрофотографической системе для применения, например, в копировальной машине, принтере, факсимиле или для пробных оттисков, полученных цифровыми методами.
Предшествующий уровень техники
Известны различные способы как способы электрофотографии. Ниже приводится описание общего способа электрофотографии. Поверхность элемента, несущего латентное изображение, состоящую из фотопроводящего материала, равномерно заряжают, например, коронным разрядом или непосредственно заряжающим валиком и т.п. и затем на этом элементе формируют электрическое латентное изображение, например, с помощью энергии света. Затем электрическое латентное изображение проявляют положительно или отрицательно заряженным тонером так, чтобы сформировать порошковое изображение. После того как порошковое изображение будет перенесено на материал носителя, например бумагу, это порошковое изображение фиксируют на материале носителя теплотой, давлением и т.п., благодаря чему возникает скопированное изделие.
В последние годы возникла потребность в устройствах для формирования изображений электрофотографическими способами, таких как принтеры или копировальные машины, которые дополнительно способны формировать изображения высокого разрешения. В частности, электрофотографические устройства для формирования цветного изображения нашли применение в различных областях, и по мере их распространения требования к качеству создаваемых ими изображений ужесточились. То есть от устройства для формирования цветного изображения при печати, например, бытовых фотографий, каталогов или карт требуется воспроизводить даже мелкие детали чрезвычайно точно и достоверно. Кроме того, от устройства требуется улучшение цветопередачи на изображении и расширение диапазона воспроизводимых цветов.
Далее, что касается качества изображения, существует потребность в формировании на материале носителя, например на бумаге, более гладкого изображения, даже если поверхность материала-носителя является шероховатой. По существу изображение, сформированное электрофотографическим способом, между участком, на котором отсутствует изображение, и участком, несущим изображение, имеет ступенчатую разницу, которая возникает в направлении, перпендикулярном поверхности бумаги и составляет 10-30 мкм. В полноцветном изображении в дополнение к такой ступенчатой разнице между участком, на котором отсутствует изображение, и участком, несущим изображение, на участке, несущем изображение в направлении, перпендикулярном поверхности бумаги, возникает ступенчатая разница между основным цветом и смешанным цветом, составляющая от 5 до 20 мкм, которая также приводит к снижению качества изображения.
Кроме того, при увеличении быстродействия устройства для формирования изображений увеличивается количество печатаемых листов, поэтому требуется дополнительное сокращение издержек на эксплуатацию устройства. К тонеру предъявляются следующие требования: тонер создает изображения с качеством и разрешением, сравнимыми с обычным, или превышающим его, без сужения диапазона воспроизводимых цветов, потребление тонера уменьшено и потребление энергии на фиксацию сокращено.
Для удовлетворения этих требований было предложено увеличить в тонере содержание красящего вещества (см. например, патентные документы 1-4). Каждый из этих документов относится к формированию изображений меньшим количеством тонера, чем обычно, и к уменьшению шероховатости поверхности изображения путем повышения содержания в тонере красящего вещества. Однако увеличение содержания в тонере красящего вещества влечет за собой следующую проблему: пик длины волны собственного поглощения, вызванного красящим веществом в спектре отражения, становится широким, что приводит к уменьшению насыщенности и интенсивности цвета.
В качестве способа противодействия уменьшению насыщенности и интенсивности цвета порошкового изображения применяется технология, связанная с управлением диспергированным состоянием красящего вещества в тонере (см., например, патентный документ 5). Управление диспергированным состоянием красящего вещества в тонере в некоторых случаях дает определенный эффект, но такого управления все еще не достаточно для формирования изображения с небольшой шероховатостью при уменьшенном потреблении тонера и, в случае применения такого управления, снижение насыщенности смешанных цветов особенно заметно.
Как описано выше, еще не создан тонер, обладающий следующими отличительными признаками: возможность формирования изображения с высоким разрешением и высокой четкостью, высокое качество изображения без снижения цветового охвата, насыщенности и светлоты изображения даже в смешанных цветах и сокращенные расходы на эксплуатацию.
Патентный документ 1: 11-72960 А
Патентный документ 2: 11-237761 А
Патентный документ 3: 2002-131973 А
Патентный документ 4: 2005-128537 А
Патентный документ 5: 2003-280723 А
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблемы, решаемые изобретением
Целью настоящего изобретения является решение вышеописанных проблем прототипа.
То есть целью настоящего изобретения является создание голубого тонера, пурпурного тонера, желтого тонера и черного тонера, каждый из которых позволяет формировать качественное изображение, которое имеет разрешение и четкость выше, чем у обычного изображения; имеет хороший цветовой охват, хорошую насыщенность и хорошую яркость даже в смешанных цветах; имеет небольшую шероховатость поверхности, а также создание способа формирования полноцветного изображения, при котором используется любой из этих тонеров.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
c
с470
с620
с620
с670
с620
с670
Настоящее изобретение относится к голубому тонеру, содержащему по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, в котором голубой тонер имеет величину (h*) угла h* тона, на основе системы цветовых координат CIELAB, равную от 210,0 до 270,0; оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 0,300 или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 1,500 или более, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 670 нм, равное 1,00-1,25 в отражательной спектрофотометрии.
m
m570
m620
m570
m450
m570
m450
Далее, настоящее изобретение относится к пурпурному тонеру, содержащему, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, в котором пурпурный тонер имеет величину (h*) для угла h* тона на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне от 330,0 до 30,0; оптическую плотность (А) на длине волны 570 нм, равную 1,550 или более; оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 0,250 или менее, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 450 нм, равное 1,80-3,50 в отражательной спектрофотометрии.
y
y450
y470
y510
Далее, настоящее изобретение относится к желтому тонеру, содержащему, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, в котором желтый тонер имеет величину (h*) для угла h* тона на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне от 75,0 до 120,0; оптическую плотность (А) на длине волны 450 нм, равную 1,600 или более; оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 1,460 или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 510 нм, равную 0,500 или менее в отражательной спектрофотометрии.
k
k600
k600
k460
k600
k460
Далее, настоящее изобретение относится к черному тонеру, содержащему, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, в котором черный тонер имеет величину (c*) для c* на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне 20,0 до или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 600 нм, равную 1,610 или более; отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 460 нм, равное 0,970-1,035 в отражательной спектрофотометрии.
Далее, настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, на которых: формируют электростатические изображения на заряженном электростатическом элементе-носителе изображения; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для получения порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенные порошковые изображения на материале-носителе для формирования фиксированных изображений; при котором этап формирования порошковых изображений содержит:
этап, на котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, для формирования первого порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, для формирования второго порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер и второй тонер, для формирования третьего порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, второй тонер и третий тонер, для формирования четвертого порошкового изображения;
c
с470
с620
с620
с670
с620
с670
при этом голубой тонер содержит, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество и имеет величину (h*) для угла h* тона на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне от 210,0 до 270,0; оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 0,300 или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 1,500 или более, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 670 нм, равное 1,00-1,25 в отражательной спектрофотометрии.
Далее, настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, на которых: формируют электростатические изображения на заряженном электростатическом элементе-носителе изображения; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для получения порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенные порошковые изображения на материале-носителе для формирования фиксированных изображений; при котором этап формирования порошковых изображений содержит:
этап, на котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, для формирования первого порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, для формирования второго порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер и второй тонер, для формирования третьего порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, второй тонер, и третий тонер, для формирования четвертого порошкового изображения;
m
m570
m620
m570
m450
m570
m450
при этом пурпурный тонер содержит, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, и пурпурный тонер имеет величину (h*) для угла h* тона на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне от 330,0 до 30,0; оптическую плотность (А) на длине волны 570 нм, равную 1,550 или более; оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 0,250 или менее, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 450 нм, равное 1,80-3,50 в отражательной спектрофотометрии.
Далее, настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, при которых: формируют электростатические изображения на заряженном электростатическом элементе-носителе изображения; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для получения порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенные порошковые изображения на материале-носителе для формирования фиксированных изображений; при котором этап формирования порошковых изображений содержит:
этап, на котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, для формирования первого порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, для формирования второго порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер и второй тонер, для формирования третьего порошкового изображения; и
этап, на котором осуществляют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, второй тонер, и третий тонер, для формирования четвертого порошкового изображения;
y
y450
y470
y510
при этом желтый тонер содержит, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, в котором желтый тонер имеет величину (h*) для угла h* тона, на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне от 75,0 до 120,0; оптическую плотность (А) на длине волны 450 нм, равную 1,600 или более; оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 1,460 или менее, и оптическую плотность (А) на длине волны 510 нм, равную 0,500 или менее в отражательной спектрофотометрии.
Далее, настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, при которых: формируют электростатические изображения на заряженном электростатическом элементе-носителе изображения; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для получения порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенные порошковые изображения на материале-носителе для формирования фиксированных изображений; при котором этап формирования порошковых изображений содержит:
этап, на котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, для формирования первого порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, для формирования второго порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер и второй тонер, для формирования третьего порошкового изображения;
этап, на котором осуществляют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, но не включающего первый тонер, второй тонер, и третий тонер, для формирования четвертого порошкового изображения;
k
k600
k600
k460
k600
k460
при этом черный тонер содержит, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, в котором черный тонер имеет величину (c*) для c*, на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне 20,0 до или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 600 нм, равную 1,610 или более; и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 460 нм, равное 0,970-1,035 в отражательной спектрофотометрии.
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению можно сократить потребление тонера и сформировать изображение, имеющее цветовой охват, сравнимый с обычным или превосходящий его не только в основных цветах, но и в смешанных цветах. Кроме того, можно получить изображение высокого качества с уменьшенной шероховатостью поверхности и снизить стоимость эксплуатации.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - пространственный концептуальный вид системы цветовых координат CIELAB.
Фиг. 2 - вид, иллюстрирующий координаты а*-b*.
Фиг. 3 - вид, иллюстрирующий эскиз конструкции примера устройства для формирования изображений, используемого в настоящем изобретении.
Фиг. 4 - эскиз иллюстративного фиксирующего устройства, используемого в настоящем изобретении.
Фиг. 5 - эскиз другого иллюстративного фиксирующего устройства, используемого в настоящем изобретении.
Фиг. 6 - пример, в котором для Тонера 1 проводится измерение точки стеклования (Tg), температуры наивысшего эндотермического пика, "эндотерма" и половины ширины наивысшего эндотермического пика тонера, используемого в настоящем изобретении.
Фиг. 7 - эскиз примера строения устройства для модификации поверхности, которое можно использовать при производстве тонера по настоящему изобретению.
Фиг. 8 - вид дисперсионного ротора устройства по фиг. 7 и расположения квадратных дисков на роторе.
Фиг. 9 - иллюстрация подхода к преобразованию в двоичную форму для воспроизведения градаций, который применяется в настоящем изобретении.
Фиг. 10 - пример рисунка сглаживания цветов для каждого цвета, в котором используется преобразование в двоичную форму, применяемое в настоящем изобретении.
Фиг. 11 - эскиз устройства для измерения заряда для двухкомпонентного проявителя, используемого в нестоящем изобретении.
Фиг. 12 - пример расположения точек решетки рисунка сглаживания цветов, используемого в настоящем изобретении.
Фиг. 13 - иллюстрация концепции растаскивания растровых точек.
Фиг. 14 - иллюстрация концепции обрезания растровых точек.
Позиции на чертежах
4 - нагревательное устройство,
5 - термостойкая пленка,
6 - элемент, измеряющий температуру,
7 - керамический нагреватель,
8 - обрезиненный валик,
9 - оправка,
10 - прижимной валик (прижимной элемент),
11 - фиксирующая лента,
12 - прижимной валик (прижимной элемент),
13 - катушка возбуждения,
14 - сердечник,
15 - держатель,
16 - датчик температуры,
17 - транспортная направляющая,
18 - разделяющий зубец,
19 - эластичный слой,
20 - металлический проводник,
21 - пустотелая оправка,
22 - поверхностный отделяемый термостойкий эластичный слой,
41 - классифицирующий ротор,
42 - выпускное отверстие для сбора мелкого порошка,
43 - отверстие подачи исходного материала,
44 - облицовка,
45 - порт подачи холодного воздуха,
46 - диспергирующий ротор,
47 - выпускное отверстие для порошка,
48 - выпускной клапан,
49 - направляющее кольцо,
50 - квадратный диск,
51 - первое пространство,
52 - второе пространство,
55 - кожух,
100 - нагревающий прижимной фиксирующий блок,
101 - оригинал,
102 - стеклянный стол для оригинала,
103 - экспонирующая лампа,
104 - объектив,
105 - полноцветный датчик,
106 - светочувствительный барабан,
107 - лампа предварительного экспонирования,
108 - устройство для заряда коронным разрядом,
109 - лазерная экспонирующая оптическая система,
109а - многогранное зеркало,
109b - объектив,
109с - зеркало,
111Y - проявляющее устройство желтого,
111С - проявляющее устройство голубого,
111М - проявляющее устройство пурпурного,
111К - проявляющее устройство черного,
112 - средство для определения наличия света на барабане,
113 - устройство переноса,
113а - барабан переноса,
113b - заряжающее устройство переноса,
113с - заряжающее устройство адсорбции,
113d - внутреннее заряжающее устройство,
113е - внешнее заряжающее устройство,
113f - лист переноса,
113h - зарядное устройство разделения,
113g - адсорбирующий валик,
114 - чистящее устройство,
115Y - эксцентриковый кулачок желтого,
115С - эксцентриковый кулачок голубого,
115М - эксцентриковый кулачок пурпурного,
115К - эксцентриковый кулачок черного,
116а, 116b, 116с - кассета,
117а - разделяющий зубец,
117b - разделяющий выталкивающий валик,
118 - лоток,
201 - экран,
202 - измерительный контейнер,
203 - крышка,
204 - отсасывающая машина,
205 - всасывающее отверстие,
206 - клапан регулирования подачи воздуха,
207 - вакуумметр,
208 - потенциометр,
209 - конденсатор,
Е - оптическое изображение.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ
Система цветовых координат CIELAB, используемая в настоящем изобретении - это спецификация Commission Internationale de l'Eclairage (CIE). Эта система также приведена в стандарте JIS Z8729 и широко используется как средство, полезное для представления цвета путем оцифровки цвета. На фиг. 1 приведен пространственный концептуальный вид системы цветовых координат CIELAB. На фиг. 1 горизонтальные оси a* и b* представляют цветовой тон. Цветовой тон определяет тон, например, красный, желтый, зеленый, синий и фиолетовый. В настоящем изобретении ось а* представляет направление красный-зеленый, а ось b* представляет направление желтый-синий. Вертикальная ось L* представляет светлоту, показывая степень светлоты цвета, сравниваемую независимо от цветового тона. Далее, величина с* представляет насыщенность, показывая степень яркости цвета и определяется следующей формулой:
<img file="00000001.tif" he="7" wi="35" img-content="undefined" img-format="tif" />_
(Формула 1)
Как показано на фиг. 2, угол h* цветового тона - это угол между прямой, соединяющей цветовой тон (а*, b*) и началом координат, и положительной осью а* или угол между этой прямой и положительной осью а*, в направлении по часовой стрелке от положительной оси а*. Соответственно, угол цветового тона, равный 0,0, и угол цветового тона, равный 360,0, означают один и тот же угол цветового тона. Кроме того, например, выражение "угол цветового тона равен от 330,0 до 30,0", используемое в настоящем описании, относится к области, образованной слиянием области углов цветового тона от 330,0 до 360,0, и области углов цветового тона от 0,0 до 30,0. Угол цветового тона может представлять конкретный цветовой тон независимо от светлоты.
Далее, следует описание способа отражательной спектрофотометрии тонера в настоящем изобретении. Следует отметить, что применение способа измерений в настоящем изобретении позволяет точно определить тип и содержание красящего вещества в тонере диспергированное состояние красящего вещества в тонере, и свойства проявления цвета, вытекающие из цвета связующей смолы и цвета любой другой присадки и собственного цвета тонера.
Применяется конкретный способ измерения, описанный ниже. Тонер в достаточной степени диспергируют в водном растворе неионогенного поверхностно-активного вещества так, чтобы полученная дисперсия тонера в жидкости имела определенную концентрацию. Затем определенное количество дисперсии тонера в жидкости отмеряется и отбирается и отобранную жидкость фильтруют через фильтр, имеющий белизну от 95 до 120 и диаметр пор от 0,2 до 1,0 мкм, так, чтобы на фильтре образовался слой из определенного количества тонера. Поверх слоя тонера кладут прозрачную тонкую стеклянную пластину А (покрывное стекло для наблюдений через оптический микроскоп). Полученную сборку кладут на стеклянную пластину В (предметное стекло для наблюдений через оптический микроскоп) толщиной 1-2 мм и затем на тонкое покрывное стекло А, уложенное на верхнюю часть слоя тонера, кладут металлический груз, чтобы приложить определенную нагрузку. Полученную сборку нагревают в течение 15 с на горячей плите, поддерживаемой на 150°С, чем получают измерение образца. Оптическую плотность этого образца для каждой длины волны измеряют на отражательном спектрофотометре, способном измерять оптическую плотность в диапазоне длин волн от 380 до 730 нм с интервалом в 10 нм, используя в качестве эталона образец, полученный укладкой стекла А на фильтр, на который был нанесен слой тонера.
В соответствии с вышеописанным способом, когда тонер плавится, он адсорбируется к стеклянной пластине А для формирования равномерного слоя тонера так, что можно стабильно измерять свойство тонера к проявлению цвета, независимо от изменений в характеристиках фиксирования, диаметра частиц и формы тонера.
Например, в качестве более конкретного способа измерений можно применять следующий:
4
готовят водный раствор путем растворения неионогенного поверхностно-активного вещества (например, можно использовать Contaminon N, изготавливаемый компанией Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) в воде, подвергшейся обработке методом ионного обмена, имеющей электропроводность 0,03-0,08×10 S/м при концентрации 3% по массе.
Т
T
3
Истинную плотность тонера, представленную как ρ (г/см), измеряют способом, который будет описан ниже. Отмеряют и отбирают 0,02×ρ (г) тонера, и к отмеренному тонеру осторожно добавляют 250 г указанного выше раствора, чем получают жидкую смесь. В это время не следует допускать вспенивания водного раствора. Жидкую смесь подвергают диспергирующей обработке с помощью ультразвуковой очищающей машины (например, можно использовать UT-205S, выпускаемую компанией Sharp Corporation) в течение 10 минут, в результате чего получают смешанную жидкость с достаточно диспергированным тонером.
В держатель для фильтра, имеющий совместимый диаметр 25 мм (внутренний диаметр 18 мм) устанавливают гидрофильный мембранный фильтр с коэффициентом белизны от 95 до 120 и диаметром пор от 0,2 до 1,2 мкм (например, можно использовать мембранный фильтр из сложного эфира целлюлозы А080047 с диаметром пор 0,80 мкм, выпускаемый компанией Toyo Roshi Kaisha, Ltd.). Отмеряют и отбирают 8 мл дисперсии тонера в жидкости и отобранную жидкость осторожно вливают в держатель фильтра. В это время не следует допускать вспенивания дисперсии тонера в жидкости. Далее, дисперсию тонера в жидкости подвергают фильтрованию всасыванием с помощью всасывающего устройства, например аспиратора (например, можно использовать Aspirator SP30, изготавливаемый компанией Marcos-mepher). После всасывания, длящегося 10 минут, фильтр осторожно извлекают из держателя и сушат при 40°С в течение 3 суток, и в итоге на фильтре получают образец нанесенного слоя тонера.
2
Этот образец кладут на стеклянную пластину В толщиной 1-2 мм, длиной 76 мм и шириной 26 мм (например, можно использовать предметное стекло S1112, изготавливаемое компанией Matsunami Glass Ind., Ltd.). Затем, на верхнюю часть слоя тонера осторожно кладут тонкую стеклянную пластину А толщиной 0,12-0,17 мм, длиной 18 мм и шириной 18 мм (например, можно использовать покрывное стекло СТ18189, изготавливаемое компанией Matsunami Glass Ind., Ltd.). Затем на верхнюю поверхность тонкой стеклянной пластины А кладут груз (например, латунный брусок длиной 22 мм, шириной 22 мм и высотой 42 мм), чтобы создать давление прибл. 0,54 Н/см. В этом состоянии полученную сборку оставляют в покое и нагревают на горячей плите, поддерживаемой на 150°С, в течение 15 секунд, благодаря чему получают образец для измерений. В это время немедленно после состояния покоя и нагревания груз и стеклянную пластину В удаляют с образца так, чтобы температура образца вернулась к нормальной как можно быстрее. Отдельно тонкую стеклянную пластину А кладут на такой же мембранный фильтр, что описан выше, и таким же способом, который описан выше, получают эталонный образец.
Для отражательной спектрофотометрии можно использовать коммерчески доступный отражательный спектрофотометр. Более конкретно, оптическую плотность для каждой длины волны L*, c* и h* тонера можно определить следующим способом: вышеописанный эталонный образец измеряют например, прибором SpectroScan Transmission (изготавливаемым компанией GretagMacbeth) во время калибровки устройства, а затем измеряют рабочий образец. Конкретные условия измерений приведены ниже:
Условия измерений
Источник наблюдаемого света
D50
Угол обзора при наблюдении
2°
Плотность
DIN NB
Эталон белого
Рap
Фильтр
нет (отсутствует)
Режим измерений
отражательный
Используются требуемые данные из величин CIE Lch(ab) (соответствующие L*, c* и h*, описанным выше) и спектр D (соответствующий оптической плотности на каждой длине волны в диапазоне длин волн от 380 нм до 730 нм), полученные при измерении в указанных условиях.
Сначала будет описан голубой тонер.
c
с470
с620
с620
с670
с620
с670
c
с
с
с470
с620
с620
с670
Голубой тонер по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество, при этом голубой тонер имеет величину (h*) угла h* цветового тона в системе координат CIELAB, равную от 210,0 до 270,0; оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 0,300 или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 1,500 или более; отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 670 нм, равное от 1,00 до 1,25 в отражательной спектрофотометрии. Фраза "голубой тонер имеет величину h*, в диапазоне от 210,0 до 270,0 в отражательной спектрофотометрии", в описании настоящего изобретения означает, что тонер является тонером голубого цвета. Когда величина h* меньше 210,0, цвет тонера расположен ближе к зеленому. Когда величина h* превышает 270,0, цвет тонера расположен ближе к пурпурному. Кроме того, А, А, и А/А показывают способность к проявлению цвета при оптической плотности на конкретной длине волны голубого цвета.
c
с620
с470
с620
с670
Когда голубой тонер имеет h* в указанном диапазоне, то чем больше А, тем большую способность к приданию непрозрачности имеет этот тонер и небольшим количеством этого тонера можно сформировать голубое изображение высокой плотности. Чем меньше А, тем выше свойства проявления цвета имеет голубой тонер; изображение, имеющее повышенную светлоту, можно сформировать тем же количеством тонера, что и в случае обычного тонера. Кроме того, отношение А/А влияет на оттенок тонера и, когда это отношение находится в указанном диапазоне, можно сформировать полноцветное изображение с хорошо выраженным свойством проявления цвета даже для смешанных цветов, и с хорошим цветовым охватом.
с470
с470
с620
с620
с670
с620
с670
с620
с670
Увеличение дополнительного количества красящего вещества в голубом тонере приводит к увеличению величины А. Однако, когда А превышает 0,300, светлота изображения снижается так, что изображения становится тусклым, даже если достигается достаточная плотность изображения. Соответственно при формировании полноцветного изображения представляемое цветовое пространство уменьшается. Когда величина А меньше 1,500, невозможно получить достаточной плотности изображения или следует увеличить количество тонера на бумаге, поэтому эффекты настоящего изобретения, такие как снижение шероховатости поверхности изображения и сокращение потребления тонера, получить невозможно. Кроме того, увеличение количества красящего вещества в голубом тонере уменьшает отношение А/А. Однако когда отношение А/А превышает 1,25, голубой тонер дает сильный желтый оттенок и способность представлять смешанные цвета снижается, поскольку цветовой охват в области фиолетового цвета становится небольшим. Когда отношение А/А становится меньше 1,00, голубой тонер дает сильный красный оттенок и способность представлять смешанные цвета снижается, поскольку цветовой охват в области зеленого цвета становится небольшим.
с620
с620
с620
Согласно настоящему изобретению величина А, описанная выше, предпочтительно велика, поскольку позволяет уменьшить количество тонера на бумаге, и эффекты настоящего изобретения становятся большими. Однако величина А, описанная выше, предпочтительно составляет 2,300 или менее, с учетом цветового баланса, когда полноцветное изображение формируется соединением голубого тонера голубого с любым другим цветным тонером, например пурпурным тонером, желтым тонером или черным тонером, а также с учетом эффективности проявления цвета красящим веществом голубого тонера и стоимости материала. Описанный выше диапазон величин А более предпочтительно составляет 1,550-2,200, еще более предпочтительно - 1,650-2,200 и особенно предпочтительно - 1,800-2,100.
с470
с470
с470
Величина А, описанная выше, предпочтительно невелика, поскольку это позволяет сформировать изображение с прекрасно проявленным цветом и имеющее высокую светлоту и насыщенность цвета. Однако величина А, описанная выше, предпочтительно составляет 0,050 или более с учетом цветового баланса, когда полноцветное изображение формируется соединением голубого тонера с любым другим цветным тонером, например пурпурным тонером, желтым тонером или черным тонером, а также с учетом эффективности проявления цвета красящим веществом голубого тонера и стоимости материала. Описанный выше диапазон величин А более предпочтительно составляет 0,050-0,250, еще более предпочтительно - 0,080-0,250, и особенно предпочтительно - 0,100-0,200.
с620
с670
Диапазон величин для отношения А/А, описанного выше, более предпочтительно составляет 1,00-1,20, еще более предпочтительно - 1,03-1,18, или, особенно предпочтительно - 1,05-1,10. Это объясняется тем, что цветовой баланс становится хорошим, и оптимизируется баланс между увеличением представляемого цветового пространства и улучшением разрешения или уменьшением шероховатости изображения.
с470
с620
с670
Величинами А, А и А, описанными выше, можно управлять в зависимости, например, от типа и дополнительной величины красящего вещества в тонере, от наличия красящего вещества в тонере, от наличия каких-либо других присадок и т.п. и от цвета присадок.
с670
с670
с670
с670
с670
Диапазон величин А, описанный выше, предпочтительно составляет 1,300-2,100. Увеличение дополнительного количества красящего вещества в тонере приводит к увеличению значения А. Когда А превышает 2,100, голубой тонер имеет тенденцию к приобретению сильного красного оттенка, и способность к представлению смешанных цветов меняется из-за того, что цветовой охват в области зеленого цвета имеет тенденцию к уменьшению. Когда А меньше 1,300, голубой тонер имеет тенденцию к приобретению сильного желтого оттенка, и способность к представлению смешанных цветов является следующей: цветовой охват в области пурпурного цвета имеет тенденцию к уменьшению. Соответственно, диапазон величин А более предпочтительно составляет 1,350-2,000 или особенно предпочтительно - 1,600-1,950. В этом случае цветовой баланс становится особенно подходящим, а представляемое цветовое пространство изображения становится особенно большим.
с420
с420
с420
с420
По той же причине, что описана выше, оптическая плотность (А) на длине волны 420 нм предпочтительно составляет 0,250-0,600. Когда величина А превышает 0,600, голубой тонер имеет тенденцию к приобретению сильного желтого оттенка. Когда величина А меньше 0,250, голубой тонер имеет тенденцию к приобретению сильного красного оттенка. Соответственно, диапазон величин А более предпочтительно составляет 0,300-0,550 или, особенно предпочтительно, 0,380-0,550.
с710
с670
с710
с670
с710
с670
с710
с670
с710
с670
с470
с670
с710
с670
Голубой тонер по настоящему изобретению имеет отношение (А/А) оптической плотности (А) на длине волны 710 нм к оптической плотности А, предпочтительно 1,00-1,30. Увеличение количества красящего вещества в тонере приводит к тенденции к снижению величины отношения А/А. Однако когда величина отношения А/А находится в вышеуказанном диапазоне, эффективность проявления цвета при формировании смешанных цветов улучшается. Когда величина отношения А/А становится меньше 1,00, светлота смешанных цветов на изображении проявляет тенденцию к уменьшению. Когда отношение А/А превышает 1,30, насыщенность смешанных цветов может уменьшаться. Диапазон величин отношения А/А, описанного выше, более предпочтительно составляет 1,00-1,20 или, особенно предпочтительно, 1,01-1,08.
c
c
c
c
Голубой тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (L*) L* 35,0-60,0 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае насыщенность изображения улучшается, представляемое цветовое пространство изображение расширяется и качество изображения дополнительно улучшается. Когда величина L* меньше 35,0, представляемое цветовое пространство может уменьшиться, если полноцветное изображение формируется путем комбинирования этого тонера с любым другим тонером. Когда L* превышает 60,0, трудно получить достаточную плотность изображения. При увеличении количества тонера на бумаге разрешение изображения снижается, а шероховатость изображения увеличивается, поэтому внешний вид изображения ухудшается. Соответственно, описанный выше диапазон величин L* более предпочтительно составляет 40,0-56,0 или, особенно предпочтительно, 42,0-50,0.
с
с
с
с
Голубой тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (с*) с* на основе системы цветовых координат CIELAB в диапазоне 55,0-75,0 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае представляемое цветовое пространство изображения расширяется и количество тонера на бумаге можно дополнительно уменьшить. Когда величина с* меньше 55,0, трудно получить достаточную плотность изображения. Если количество тонера на бумаге увеличить, разрешение изображения проявляет тенденцию к уменьшению, а шероховатость изображения увеличивается, поэтому внешний вид изображения ухудшается. Когда с* превышает 75,0, если полноцветное изображение формируется путем комбинирования этого тонера с любым другим тонером, цветовой баланс имеет тенденцию к нарушению. Соответственно, величина с*, описанная выше, более предпочтительно составляет 60,0-75,0 или, особенно предпочтительно, 63,0-70,0.
с105
с120
с105
с120
с105
с120
Голубой тонер по настоящему изобретению имеет вязкость (η) при 105°С в диапазоне от 500 до 100000 Па·с, вязкость (η) при 120°С в диапазоне от 100 до 20000 Па·с, и отношение (η/η) ηк η предпочтительно от 3,0 до 50,0.
с105
с120
с105
с120
с105
с120
с105
с120
В настоящем изобретении η, η и η/η характеризуют способность тонера к плавлению. Чем ниже η или η, тем больше тонер имеет тенденцию к плавлению и деформации при низкой температуре. Когда отношение η/η становится близким к 1, изменение вязкости расплава тонера с температурой уменьшается.
Поскольку голубой тонер по настоящему изобретению имеет более высокую способность к проявлению цвета, чем обычный тонер, даже когда изображение формируется только для одного вида данных об изображении меньшим количеством тонера, по сравнению со случаем, когда используется обычный тонер, можно получить плотность и цветовой охват изображения, каждый из которых сравним с обычными. Однако при попытке сократить потребление тонера уменьшив толщину слоя тонера, которым формируется изображение, если тонер не сохраняет некоторую степень вязкости в процессе фиксирования, он проникает в бумагу и волокна бумаги становятся видны на изображении. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за уменьшения насыщенности изображения. Когда изображение формируется уменьшенным количеством тонера, количество связующей смолы, из которой состоит изображение, также уменьшается, поэтому возникает выраженная тенденция к возникновению холодного смещения и горячего смещения. Ввиду вышеизложенного, тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасными характеристиками низкотемпературной гибкости, сохраняет соответствующую вязкость даже при высокой температуре.
c105
c120
c105
c120
Согласно настоящему изобретению, когда изображение на бумаге формируется уменьшенным количеством тонера, изображение увлажняет бумагу на этапе фиксирования. Соответственно, в настоящем изобретении изменение вязкости расплава тонера при 105°-120°, т.е. при температуре выше точки кипения воды, предпочтительно регулируется. В случае, когда описанная выше величина η превышает 100000 Па·с или η превышает 20000 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению холодного смещения. Кроме того, свойство проявления цвета проявляется недостаточно, а в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Если ηменьше 500 Па·с или η меньше 100 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению горячего смещения. Кроме того, тонер проникает в бумагу, цветовой охват изображения уменьшается и волокна бумаги становятся видны на изображении, в результате чего качество изображения снижается.
с105
с120
с105
с120
Кроме того, если описанное выше отношение η/ηпревышает 50,0, тонер проникает в бумагу и насыщенность изображения снижается или на изображении становятся видны волокна бумаги и качество изображения проявляет тенденцию к ухудшению. При двухсторонней печати может возникнуть проблема, заключающаяся в следующем: изображение на лицевой стороне листа проявляется на обратной стороне листа. Далее, появляется тенденция к возникновению горячего смещения. Когда отношение η/η меньше 3,0, возникает тенденция к появлению холодного смещения или тонер не подвергается достаточному плавлению и деформации на этапе фиксирования, поэтому свойство проявления цвета у тонера проявляется недостаточно и в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Далее, возникает тенденция к отличию по глянцу изображения между передним и задним концом бумаги или по цветовому охвату в направлении движения бумаги на этапе фиксирования, поэтому качество изображения имеет тенденцию к ухудшению.
с105
с120
с105
с120
Соответственно, величина η, описанная выше, более предпочтительно, составляет 500-50000 Па·с или, особенно предпочтительно, 1000-30000 Па·с. Аналогично, величина η, описанная выше, более предпочтительно составляет 100-10000 Па·с или, особенно предпочтительно, 400-5000 Па·с. Кроме того, величина описанного выше отношения η/η более предпочтительно составляет 3,0-25,0 или, особенно предпочтительно, 5,0-20,0.
с105
с120
с105
с120
с105
с120
с105
с120
Голубой тонер по настоящему изобретению имеет наивысший эндотермический пик по дифференциальному сканирующему калориметру (ДСК) приблизительно на 60-140°С. Эндотермический пик выводится из точки плавления воска в тонере; нагревание тонера, присутствующего на участке изображения, до температуры, равной или превышающей точку плавления воска, существенно способствует плавлению и деформации тонера на этапе фиксирования. Соответственно, при уменьшении количества тонера на бумаге эндотермический пик подвержен влиянию поведения воска при плавлении на этапе фиксирования. Кроме того, когда на этапе фиксирования применяется процесс фиксирования, в котором не используется механизм нанесения масла, или когда наносится лишь незначительное количество масла и изображение формируется на бумаге уменьшенным количеством тонера, количество тонера, имеющегося на бумаге, невелико, поэтому количество воска в слое тонера, из которого состоит изображение, также уменьшается. Соответственно, когда изображение для одного типа данных об изображении формируется уменьшенным количеством тонера, по сравнению со случаем, когда используется обычный тонер, возникает сильная тенденция к появлению холодного и горячего смещения. Когда температура наивысшего эндотермического пика ниже 60°С, при плавлении воска на этапе фиксирования воск проявляет тенденцию к растворению в связующей смоле в больших количествах и вязкость расплава тонера снижается. В результате величины η и η, описанные выше, проявляют тенденцию к уменьшению, а величина описанного выше отношения η/η проявляет тенденцию к увеличению. Кроме того, после плавления воска на этапе фиксирования часть воска растворяется в связующей смоле и высвобождающая способность тонера уменьшается. Соответственно, когда потребление тонера сокращено, проявляется сильная тенденция к горячему смещению. С другой стороны, когда температура наивысшего эндотермического пика превышает 140°С, при плавлении воска на этапе фиксирования, количество воска, растворяющегося в связующей смоле, довольно невелико, поэтому не достигается пластифицирующий эффект воска. Поэтому описанные выше величины η или η проявляют тенденцию к увеличению, а описная выше величина отношения η/η проявляет тенденцию к уменьшению. Кроме того, воск, имеющий наивысший эндотермический пик при температуре выше 140°С, имеет высокую кристалличность, поэтому, когда количество тонера на бумаге уменьшено, кристаллы воска, подмешиваемые в зафиксированное изображение, оказывают существенное влияние на представляемый цветовой охват изображения и этот цветовой охват имеет тенденцию к сокращению. Соответственно, наивысший эндотермический пик, более предпочтительно, помещен в диапазон 65-95°С или, еще более предпочтительно, 60-90°С.
По той же причине, что описана выше, половина ширины наивысшего эндотермического пика голубого тонера по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,5-20,0°С. Кроме того, при уменьшении количества тонера на бумаге, когда эта половина ширины превышает 20,0°С, возникает тенденция к неравномерности глянца или плотности изображения в каждой из предыдущей половины и последующей половины в направлении движения бумаги. Когда половина ширины составляет меньше 0,5°С, на последующей в направлении движения бумаги половине возникает тенденция к смещению. Соответственно, половина ширины предпочтительно составляет 1,0-15,0°С или, особенно предпочтительно, 2,0-0,0°С.
В голубом тонере по настоящему изобретению можно использовать подходящее красящее вещество в подходящем количестве так, чтобы тонер имел соответствующие спектральные характеристики отражения. Количество красящего вещества предпочтительно составляет 8-18 массовых частей на 100 массовых частей связующей смолы. Материал красящего вещества вводится в тонер предпочтительно в как можно меньшем количестве, чтобы сократить расходы на эксплуатацию. Однако, когда количество красящего вещества составляет менее 8 массовых частей, невозможно получить достаточные свойства проявления цвета. Кроме того, когда содержимое красящего вещества превышает 18 массовых частей, представляемое цветовое пространство изображения может уменьшиться.
с
с
В голубом тонере по настоящему изобретению отношение между показателем кислотности (А1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из голубого тонера изопропиловым спиртом с начала экстрагирования до 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, и показателем кислотности (А2) второго растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, от 20% по массе до 100% по массе от общей массы, предпочтительно удовлетворяет следующему выражению:
A<sub>с</sub>1>A<sub>c</sub>2
(Выражение 1)
с
с
В проявляющем устройстве тонер повреждается в результате механического напряжения из элемента, несущего тонер, элемента, несущего электростатическое изображение, или любого другого элемента. Часть осколков разбитых частиц тонера в некоторых случаях образуют тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любым элементам и меняет зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняет бумагу и в некоторых случаях ухудшает внешний вид изображения. В частности, в случае голубого тонера с высокой окрашивающей способностью, как, например, тонера по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипают незначительные количества тонкоизмельченного порошка и появляется тенденция к сильному загрязнению бумаги тонкоизмельченным порошком. Соответственно, зарядная характеристика тонера по настоящему изобретению регулируется более точно, чем в случае обычного тонера. В настоящем изобретении предпочтительно применяется следующая процедура: на поверхностный слой частицы тонера нанесен слой смолы, имеющей более высокий показатель кислотности, чем показатель кислотности внутренней части частицы тонера, и воздействие красящего вещества, имеющегося в частице тонера, на поверхность частицы тонера предотвращен. Кроме того, когда поверхностный слой частицы тонера снабжен слоем смолы, имеющей высокий показатель кислотности, полярная группа, полученная из показателя кислотности, считается действующей как вспомогательный зарядный агент, поэтому частица не остается не заряженной. Когда показатель кислотности (А1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из голубого тонера по настоящему изобретению с помощью изопропилового спирта, с начала экстрагирования до достижения 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой сформирован поверхностный слой тонера, и показатель кислотности (А2) второго растворимого компонента из растворимых компонентов выше 20% процентов по массе и до 100% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой состоит сердцевина частиц тонера, удовлетворяет Выражению 1, первый компонент образует поверхностный слой тонера, благодаря чему появление красящего вещества не поверхности тонера предотвращено, и зарядные характеристики тонера дополнительно улучшаются за счет наличия большого количества смолы с высоким показателем кислотности на поверхности частиц тонера.
с
с
с
с
c
c
с
с
Величина А1, описанная выше, предпочтительно составляет от 3,0 до 50,0 мгKOH/г. Когда А1 меньше 3,0 мгKOH/г, эффект улучшения зарядной характеристики тонера за счет наличия компонента с высоким показателем кислотности на поверхности тонера невелик. Когда А1 превышает 50,0 мгKOH/г, полярная группа, выведенная из показателя кислотности компонента, и полярная группа в красящем веществе взаимодействуют друг с другом, поэтому в некоторых случая снижается способность тонера к проявлению цвета. Соответственно, А1, особенно предпочтительно составляет 5,0-30,0 мгKOH/г. Кроме того, по той же причине, что описана выше, разница (A1-A2) между А1 и А2 составляет прибл. 0,5-30,0 мгKOH/г или, более предпочтительно, 2,0-20,0 мгKOH/г.
с
с
Описанными выше показателями кислотности А1 и А2 можно управлять, используя два или более вида смолы с разным показателем кислотности и управляя состоянием наличия этих смол в тонере. Более конкретно, например, можно использовать любой из следующих способов: (1) способ, при котором в тонер добавляют смолу, управляющую зарядом, имеющую показатель кислотности больший, чем у связующей смолы, из смол, управляющих зарядом, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу; (2) способ, при котором рядом с поверхностью тонера формируют покрывающий слой, имеющий смолу с более высоким показателем кислотности, чем у связующей смолы, из смол, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу, и (3) способ, при котором используют связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и высокий показатель кислотности, и связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и низкий показатель кислотности, и вероятность присутствия связующей смолы с высоким показателем кислотности увеличивают таким способом, как фазовая сепарация от центральной части частицы тонера к поверхности частицы тонера.
Предпочтительно голубой тонер по настоящему изобретению содержит 60,0-97,0% по массе компонента, растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ), и компонент растворимый в ТГФ содержит 0,010-1,500% по массе элемента серы, в расчете по сульфоновым группам. Тонер по настоящему изобретению обладает более высокой способностью проявлять цвет, чем обычный тонер, и может использоваться в уменьшенном количестве. Зарядная характеристика тонера предпочтительно задается более высокой, чем обычно, чтобы можно было уменьшить количество тонера, используемого при проявлении. Однако добавление к тонеру агента, управляющего зарядом, в большом количестве может уменьшить способность тонера к проявлению цвета. Когда растворимый в ТГФ компонент тонера по настоящему изобретению содержит заранее определенное количество сульфоновых групп, зарядная характеристика тонера может быть улучшена без снижения способности тонера к проявлению цвета. Кроме того, сульфоновая группа легко вступает во взаимодействие со связующей смолой или любой другой присадкой к тонеру, например водородным связующим или ионным связующим, поэтому способность тонера проявлять цвет реализуется особенно благоприятным образом. В то же время содержание компонента, растворимого в ТГФ, в тонере можно уменьшить благодаря полярности сульфоновой группы. Далее, когда изображение формируется количеством тонера, уменьшенным по сравнению с обычной практикой, сопротивление смещению, равномерность глянца и сопротивление изображения к проникновению имеют тенденцию к уменьшению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, меньше 60,0% по массе, способность тонера к проявлению цвета имеет тенденцию к снижению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, превышает 97,0% по массе, сопротивление сдвигу, равномерность глянца и сопротивление проникновению имеют тенденцию к снижению. Кроме того, когда содержание элемента серы меньше, чем 0,010% по массе, способность тонера к проявлению цвета увеличивается в незначительной степени. Кроме того, количество тонера, используемое при проявлении, увеличивается, поэтому в некоторых случаях воспроизводимость растровых точек снижется. Когда содержание элемента серы превышает 1,500% по массе, взаимодействие между сульфоновыми группами и красящим веществом увеличивается, поэтому в некоторых случаях способность тонера к проявлению цвета снижается. Кроме того, адсорбционная способность тонера к элементу, несущему тонер, или элементу, несущему электростатическое изображение, увеличивается и в некоторых случаях снижается воспроизводимость растровых точек. Следует отметить, что содержание растворимого в ТГФ компонента более предпочтительно составляет 70,0%-95,0% по массе, еще более предпочтительно - 75,0%-95,0% по массе или, особенно предпочтительно, 80,0%-93,0% по массе. Кроме того, содержание вышеуказанной серы, рассчитанное по сульфоновым группам, более предпочтительно составляет 0,010%-0,500% по массе, еще более предпочтительно 0,010%-0,150% по массе или, особенно предпочтительно, 0,020%-0,100% по массе.
Далее следует описание пурпурного тонера по настоящему изобретению.
m
m570
m
m570
m450
m570
m450
m
m
m
m570
m620
m570
m450
Пурпурный тонер по настоящему изобретению содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество. Пурпурный тонер имеет величину (h*) угла h* тона на основе системы цветовых координат CIELAB в диапазоне 330,0-30,0, оптическую плотность (A) на длине волны 570 нм, равную 1,550 или более, оптическую плотность (А620) на длине волны 620 нм, равную 0,250 или менее, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 450 нм, равное 1,80 - 3,50 в отражательной спектрофотометрии. Выражение "пурпурный тонер имеет величину h* от 330,0 до 30,0 в отражательной спектрофотометрии", используемое в настоящем описании, означает, что тонер имеет пурпурный цвет. Когда h* меньше 330,0, тонер имеет цвет ближе к фиолетовому. Когда h* больше 30,0, тонер имеет цвет ближе к оранжевому. Кроме того, показатели А, А и А/А описывают свойство проявления цвета на конкретной длине волны поглощения пурпурного цвета.
m
m570
m620
m570
m450
Когда h* пурпурного тонера находится в указанном диапазоне, то чем больше величина А, тем большую способность к приданию непрозрачности имеет этот тонер и небольшим количеством этого тонера можно сформировать пурпурное изображение высокой плотности. Чем меньше А, тем лучшей способностью к проявлению цвета обладает пурпурный тонер, позволяющий сформировать изображение с повышенной светлотой. Кроме того, отношение А/А связано с оттенком тонера и, когда его величина находится в указанном диапазоне, можно сформировать полноцветное изображение, демонстрирующее правильное проявление цвета даже смешанных цветов и имеющее хорошее цветовое пространство.
m620
m620
m570
m570
m450
m570
m450
m570
m450
Увеличение количества красящего вещества в пурпурном тонере приводит к тенденции увеличения значения А. Однако когда величина А превышает 0,250, светлота изображения уменьшается так, что изображение становится тусклым, даже если достигнута достаточная плотность изображения. Когда величина А меньше 1,550, невозможно получить достаточную плотность изображения или необходимо увеличить количество тонера на бумаге, что приведет к невозможности достижения эффектов настоящего изобретения, то есть снижению шероховатости поверхности изображения, повышению разрешения изображения и снижению потребления тонера. Кроме того, увеличение количества красящего вещества в пурпурном тонере приводит к тенденции снижения величины отношения А/А. Однако когда отношение А/А меньше 1,80, пурпурный тонер дает сильный желтый оттенок и способность представлять смешанные цвета снижается, поскольку цветовой охват в области фиолетового цвета становится небольшим. Когда отношение А/А больше 3,50, пурпурный тонер дает сильный синий оттенок и способность представлять смешанный цвет снижается, поскольку цветовой охват в области красного цвета становится небольшим.
m570
m570
m570
Согласно настоящему изобретению величина А, описанная выше, предпочтительно велика, поскольку это позволяет уменьшить количество тонера на бумаге и эффекты настоящего изобретения усиливаются. Однако величина А предпочтительно составляет 2,300 или менее, принимая во внимание цветовой баланс при формировании полноцветного изображения путем комбинирования пурпурного тонера с любым другим тонером, например голубым, желтым или черным тонером, эффективность проявления цвета красящего вещества пурпурного тонера и стоимость материалов. Диапазон величин А, описанный выше, более предпочтительно составляет 1,600-2,200 или, особенно предпочтительно, 1,800-2,200.
m620
m620
m620
Величина А, описанная выше, предпочтительно невелика, поскольку это позволяет сформировать изображение с прекрасным свойством проявления цвета, имеющее повышенную светлоту и повышенную цветовую насыщенность. Однако описанная выше величина А предпочтительно составляет 0,050 или больше, принимая во внимание цветовой баланс, когда полноцветное изображение формируется путем комбинирования пурпурного тонера с любым другим тонером, таким как голубой тонер, желтый тонер или черный тонер, а также эффективность проявления цвета красящим веществом пурпурного тонера и стоимость материалов. Диапазон описанных величин А более предпочтительно составляет 0,050-0,200, еще более предпочтительно - 0,100-0,174 или, особенно предпочтительно, 0,150-0,170.
m570
m450
Диапазон величин отношения А/А, описанных выше, более предпочтительно составляет 2,00-3,20 или, особенно предпочтительно, 2,20-2,70. Это объясняется тем, что в этом случае цветовой баланс становится особенно предпочтительным и воспроизводимое цветовое пространство на изображении становится особенно большим.
m620
m570
m570
m450
Описанные выше А, А и А/А можно регулировать в зависимости, например, от вида и количества красящего вещества в тонере, наличия любых других присадок и пр., а также цвета присадок.
m450
m450
m450
m450
m450
Величина А, описанная выше, предпочтительно составляет 0,400-1,100. Увеличение количества введенного в тонер красящего вещества имеет тенденцию увеличивать величину А. Когда величина А превышает 1,100, пурпурный тонер имеет тенденцию давать сильный желтый оттенок и способность представлять смешенные цвета ухудшается, поскольку цветовой охват в области фиолетового цвета уменьшается. Когда величина А меньше 0,400, пурпурный тонер склонен давать сильный синий оттенок и способность представлять смешанные цвета ухудшается, поскольку цветовой охват в области красного цвета уменьшается. Соответственно, диапазон величин для А более предпочтительно составляет 0,560-1,000 или, особенно предпочтительно, 0,700-0,950.
m490
m490
m490
m490
В настоящем изобретении, по той же причине, что описана выше, тонер по настоящему изобретению имеет величину оптической плотности (А) на длине волны 490 нм, предпочтительно в диапазоне 0,600-1,500. Когда величина А меньше 0,600, пурпурный тонер проявляет тенденцию давать сильный синий оттенок. Когда величина А больше 1,500, пурпурный тонер проявляет тенденцию давать сильный желтый оттенок. Соответственно, диапазон величин А более предпочтительно составляет 0,800-1,400 или, особенно предпочтительно, 0,900-1,360.
m570
m550
m570
m550
m570
m550
m570
m550
m570
m550
m570
m550
Тонер по настоящему изобретению имеет отношение (А/А) величины А к величине оптической плотности (А) на длине волны 550 нм, предпочтительно 0,98-1,20 в отражательной спектрофотометрии. Увеличение количества красящего вещества в тонере имеет тенденцию уменьшать величину А/А. Когда величина А/А меньше 0,98, изображение имеет малую светлоту. Когда величина А/А превышает 1,20, возникает изображение с малой насыщенностью. Соответственно, диапазон величин А/А более предпочтительно составляет 0,98-1,10 или, особенно предпочтительно, 0,98-1,06.
m
m
m
m
Пурпурный тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (L*) L* 35,0-55,0 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае представляемое цветовое пространство изображение расширяется и качество изображения дополнительно улучшается. Когда величина L* меньше 35,0, представляемое цветовое пространство может уменьшиться, если полноцветное изображение формируется путем комбинирования этого тонера с любым другим тонером. Когда L* превышает 55,0, трудно получить достаточную плотность изображения. При увеличении количества тонера на бумаге разрешение изображения снижается, а шероховатость изображения увеличивается, поэтому внешний вид изображения ухудшается. Соответственно, описанный выше диапазон величин L* более предпочтительно составляет 40,0-52,0 или, особенно предпочтительно, 40,0-49,0.
m
m
m
m
Пурпурный тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (с*) с* на основе системы цветовых координат CIELAB в диапазоне 70,0-85,0 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае представляемое цветовое пространство изображения расширяется и количество тонера на бумаге можно дополнительно уменьшить. Когда величина с* меньше 70,0, трудно получить достаточную плотность изображения. Если количество тонера на бумаге увеличить, разрешение изображения проявляет тенденцию к уменьшению, а шероховатость поверхности на изображении увеличивается, поэтому внешний вид изображения ухудшается. Когда с* превышает 85,0, если полноцветное изображение формируется путем комбинирования этого тонера с любым другим тонером, цветовой баланс имеет тенденцию к нарушению. Соответственно, величина с*, описанная выше, более предпочтительно составляет 75,0-85,0 или, особенно предпочтительно, 77,0-82,0.
m105
m120
m105
m120
m105
m120
Предпочтительно, пурпурный тонер по настоящему изобретению имеет вязкость (η) при 105°С в диапазоне от 500 до 100000 Па·с, вязкость (η) при 120°С в диапазоне от 100 до 20000 Па·с, и отношение (η/η) ηк η предпочтительно от 3,0 до 50,0.
m105
m120
m105
m120
m105
m120
m105
m120
В настоящем изобретении η, η и η/η характеризуют способность тонера к плавлению. Чем меньше величина η или η, тем более тонер имеет тенденцию к плавлению и деформации при низкой температуре. Когда отношение η/η становится близким к 1, изменение вязкости расплава тонера с температурой уменьшается.
Поскольку пурпурный тонер по настоящему изобретению имеет более высокую способность к проявлению цвета, чем обычный тонер, даже когда изображение формируется только для одного вида данных об изображении меньшим количеством тонера, по сравнению со случаем, когда используется обычный тонер, можно получить плотность и цветовой охват изображения, каждый из которых сравним с обычными. Однако при попытке сократить потребление тонера, уменьшив толщину слоя тонера, которым формируется изображение, если тонер не сохраняет некоторую степень вязкости в процессе фиксирования, он проникает в бумагу и волокна бумаги становятся видны на изображении. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за уменьшения насыщенности изображения. Когда изображение формируется уменьшенным количеством тонера, количество связующей смолы, из которой состоит изображение, также уменьшается, поэтому возникает выраженная тенденция к возникновению холодного смещения и горячего смещения. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасными характеристиками низкотемпературной гибкости, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость даже при высокой температуре.
m105
m120
m105
m120
Согласно настоящему изобретению, когда изображение на бумаге формируется уменьшенным количеством тонера, изображение увлажняет бумагу на этапе фиксирования. Соответственно, в настоящем изобретении изменение вязкости расплава тонера при 105°-120°, т.е. при температуре выше точки кипения воды, предпочтительно регулируется. В случае, когда описанная выше величина η превышает 100000 Па·с, или η превышает 20000 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге проявляется тенденция к появлению холодного смещения. Кроме того, свойство проявления цвета проявляется недостаточно, а в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Если ηменьше 500 Па·с или η меньше 100 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению горячего смещения. Кроме того, тонер проникает в бумагу, цветовой охват изображения уменьшается и волокна бумаги становятся видны на изображении, в результате чего качество изображения снижается.
m105
m120
m105
m120
Кроме того, если описанное выше отношение η/ηпревышает 50,0, тонер проникает в бумагу и насыщенность изображения снижается или на изображении становятся видны волокна бумаги и качество изображения проявляет тенденцию к ухудшению. При двухсторонней печати может возникнуть проблема, заключающаяся в следующем: изображение на лицевой стороне листа проявляется на обратной стороне листа. Далее, появляется тенденция к возникновению горячего смещения. Когда отношение η/η меньше 3,0, возникает тенденция к появлению холодного смещения или тонер недостаточно плавится и деформируется на этапе фиксирования, поэтому свойство проявления цвета у тонера проявляется недостаточно и в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Далее, возникает тенденция к отличию по глянцу изображения между передним и задним концом бумаги или по цветовому охвату в направлении движения бумаги на этапе фиксирования, поэтому качество изображения имеет тенденцию к ухудшению.
m105
m120
m105
m120
Соответственно, величина η, описанная выше, более предпочтительно составляет 500-50000 Па·с или, особенно предпочтительно, 1000-30000 Па·с. Аналогично, величина η, описанная выше, более предпочтительно составляет 100-10000 Па·с или, особенно предпочтительно, 400-5000 Па·с. Кроме того, величина описанного выше отношения η/η более предпочтительно составляет 3,0-25,0 или, особенно предпочтительно, 5,0-20,0.
m105
m120
m105
m120
с105
с120
m105
m120
о
Пурпурный тонер по настоящему изобретению имеет наивысший эндотермический пик по дифференциальному сканирующему калориметру (ДСК) приблизительно на 60-140°С. Эндотермический пик выводится из точки плавления воска в тонере. Нагревание тонера, присутствующего на участке изображения, до температуры равной или превышающей точку плавления воска, существенно способствует плавлению и деформации тонера на этапе фиксирования. Соответственно, при уменьшении количества тонера на бумаге эндотермический пик подвержен влиянию поведения воска при плавлении на этапе фиксирования. Кроме того, когда на этапе фиксирования применяется процесс, в котором не используется механизм нанесения масла, или когда наносится лишь незначительное количество масла и изображение формируется на бумаге уменьшенным количеством тонера, количество тонера, имеющегося на бумаге, невелико, поэтому, количество воска в слое тонера, из которого состоит изображение, также уменьшается. Соответственно, когда изображение для одного типа данных об изображении формируется уменьшенным количеством тонера, по сравнению со случаем, когда используется обычный тонер, возникает сильная тенденция к появлению холодного и горячего смещения. Когда температура наивысшего эндотермического пика ниже 60°С, при плавлении воска на этапе фиксирования воск проявляет тенденцию к растворению в связующей смоле в больших количествах и вязкость расплава тонера снижается. В результате, величины η и η, описанные выше, проявляют тенденцию к уменьшению, а величина описанного выше отношения η/η проявляет тенденцию к увеличению. Кроме того, после плавления воска на этапе фиксирования часть воска растворяется в связующей смоле и высвобождающая способность тонера уменьшается. Соответственно, когда потребление тонера сокращено, проявляется сильная тенденция к горячему смещению. С другой стороны, когда температура наивысшего эндотермического пика превышает 140°С, при плавлении воска на этапе фиксирования, количество воска, растворяющегося в связующей смоле, довольно невелико, поэтому не достигается пластифицирующий эффект воска. Поэтому описанные выше величины η или η проявляют тенденцию к увеличению, а описная выше величина отношения η/η проявляет тенденцию к уменьшению. Кроме того, воск, имеющий наивысший эндотермический пик при температуре выше 140С, имеет высокую кристалличность, поэтому, когда количество тонера на бумаге уменьшено, кристаллы воска, подмешиваемые в зафиксированное изображение, оказывают существенное влияние на представляемый цветовой охват изображения и этот цветовой охват имеет тенденцию к сокращению. Соответственно, наивысший эндотермический пик, более предпочтительно, помещен в диапазон 60-95°С или, еще более предпочтительно, 65-90°С.
По той же причине, что описана выше, половина ширины наивысшего эндотермического пика пурпурного тонера по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,5-20,0°С. Кроме того, при уменьшении количества тонера на бумаге, когда эта половина ширины превышает 20,0°С, возникает тенденция к неравномерности глянца или плотности изображения между предыдущей половиной и последующей половиной в направлении движения бумаги. Когда половина ширины составляет меньше 0,5°С, на последующей в направлении движения бумаги половине возникает тенденция к смещению. Соответственно, половина ширины предпочтительно составляет 1,0-15,0°С или, особенно предпочтительно, 2,0-10,0°С.
Пурпурный тонер по настоящему изобретению может использовать подходящее красящее вещество в подходящем количестве так, чтобы тонер имел соответствующие спектральные характеристики отражения. Количество, в котором добавляется красящее вещество предпочтительно составляет 8-18 массовых частей на 100 массовых частей связующей смолы. Материал красящего вещества вводится в тонер предпочтительно в как можно меньшем количестве, чтобы сократить расходы на эксплуатацию. Однако когда содержимое красящего вещества составляет менее 8 массовых частей, невозможно получить достаточные свойства проявления цвета. Кроме того, когда содержимое красящего вещества превышает 18 массовых частей, представляемое цветовое пространство изображения может уменьшиться.
m
m
В пурпурном тонере по настоящему изобретению отношение между показателем кислотности (А1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из пурпурного тонера изопропиловым спиртом с начала экстрагирования до 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов и показателем кислотности (А2) второго растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, от 20% по массе до 100% по массе от общей массы, предпочтительно удовлетворяет следующему выражению:
A<sub>m</sub>1>A<sub>m</sub>2
(Выражение 3)
m
m
В проявляющем устройстве тонер повреждается в результате механического воздействия элемента, наносящего тонер, элемента несущего электростатическое изображение или любого другого элемента. Часть осколков разбитых частиц порошка тонера в некоторых случаях образуют тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любым элементам и меняет зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняет бумагу и в некоторых случаях ухудшает внешний вид изображения. В частности, в случае голубого тонера с высокой окрашивающей способностью, как, например, тонера по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипают незначительные количества тонкоизмельченного порошка, и появляется тенденция к сильному загрязнению бумаги этим тонкоизмельченным порошком. Соответственно, зарядная характеристика тонера по настоящему изобретению регулируется более точно, чем в случае обычного тонера. В настоящем изобретении предпочтительно применяется следующая процедура: на поверхностный слой частицы тонера нанесен слой смолы, имеющей более высокий показатель кислотности, чем показатель кислотности внутренней части частицы тонера, и вход красящего вещества, имеющегося в частице тонера, на поверхность частицы тонера предотвращен. Кроме того, когда поверхностный слой частицы тонера снабжен слоем смолы, имеющей высокий показатель кислотности, полярная группа, полученная из показателя кислотности, считается действующей как вспомогательный зарядный агент, поэтому частица не остается не заряженной. Когда показатель кислотности (А1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из пурпурного тонера по настоящему изобретению с помощью изопропилового спирта, с начала экстрагирования до достижения 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой сформирован поверхностный слой тонера, и показатель кислотности (А2) второго растворимого компонента из растворимых компонентов, выше 20% процентов по массе и до 100% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой состоит сердцевина частиц тонера, удовлетворяет Выражению 3, первый компонент образует поверхностный слой тонера, благодаря чему появление красящего вещества не поверхности тонера предотвращено, и зарядные характеристики тонера дополнительно улучшаются за счет наличия большого количества смолы с высоким показателем кислотности на поверхности частиц тонера.
m
m
с
m
m
m
m
m
Величина А1, описанная выше, предпочтительно составляет от 3,0 до 50,0 мгKOH/г. Когда А1 меньше 3,0 мгKOH/г, эффект улучшения зарядной характеристики тонера, за счет наличия компонента с высоким показателем кислотности на поверхности тонера, невелик. Когда А1 превышает 50,0 мгKOH/г, полярная группа, выведенная из показателя кислотности компонента, и полярная группа в красящем веществе взаимодействуют друг с другом, поэтому в некоторых случаях снижается способность тонера к проявлению цвета. Соответственно, А1, особенно предпочтительно составляет 5,0-30,0 мгKOH/г. Кроме того, по той же причине, что описана выше, разница (A1-A2) между А1 и А2 составляет предпочтительно 0,5-30,0 мгKOH/г или, более предпочтительно, 2,0-20,0 мгKOH/г.
m
m
Описанными выше показателями кислотности А1 и А2 можно управлять, используя два или более вида смолы с разным показателем кислотности и управляя состоянием наличия этих смол в тонере. Более конкретно, например, можно использовать любой из следующих способов: (1) способ, при котором в тонер добавляют смолу, управляющую зарядом, имеющую показатель кислотности больший, чем у связующей смолы, из смол, управляющих зарядом, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу; (2) способ, при котором рядом с поверхностью тонера формируют покрывающий слой, имеющий смолу с более высоким показателем кислотности, чем у связующей смолы из смол, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу, и (3) способ, при котором используют связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и высокий показатель кислотности, и связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и низкий показатель кислотности, и вероятность присутствия связующей смолы с высоким показателем кислотности увеличивают таким способом, как фазовая сепарация от центральной части частицы тонера к поверхности частицы тонера.
Предпочтительно пурпурный тонер по настоящему изобретению содержит 60,0-97,0% по массе компонента, растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ), и компонент растворимый в ТГФ содержит 0,010-1,500% по массе элемента серы полученного из сульфоновой группы. Тонер по настоящему изобретению обладает более высокой способностью проявлять цвет, чем обычный тонер, и может использоваться в уменьшенном количестве. Зарядная характеристика тонера предпочтительно задается более высокой, чем обычно, чтобы можно было уменьшить количество тонера, используемого при проявлении. Однако добавление к тонеру агента, управляющего зарядом, в большом количестве может уменьшить способность тонера к проявлению цвета. Когда растворимый в ТГФ компонент тонера по настоящему изобретению содержит заранее определенное количество сульфоновых групп, зарядная характеристика тонера может быть улучшена без снижения способности тонера к проявлению цвета. Кроме того, сульфоновая группа легко вступает во взаимодействие со связующей смолой или любой другой присадкой к тонеру, например водородным связующим или ионным связующим, поэтому способность тонера проявлять цвет реализуется особенно благоприятным образом. В то же время, содержание компонента, растворимого в ТГФ, в тонере можно уменьшить, благодаря полярности сульфоновой группы. Далее, когда изображение формируется количеством тонера, уменьшенным по сравнению с обычной практикой, сопротивление смещению, равномерность глянца и сопротивление изображения к проникновению имеют тенденцию к уменьшению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, меньше 60,0% по массе, способность тонера к проявлению цвета имеет тенденцию к снижению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, превышает 97,0% по массе, сопротивление сдвигу, равномерность глянца и сопротивление проникновению имеют тенденцию к снижению. Кроме того, когда содержание элемента серы меньше чем 0,010% по массе, способность тонера к проявлению цвета увеличивается в незначительной степени. Кроме того, количество тонера, используемое при проявлении, увеличивается, поэтому в некоторых случаях воспроизводимость растровых точек снижется. Когда содержание элемента серы превышает 1,500% по массе, взаимодействие между сульфоновыми группами и красящим веществом увеличивается, поэтому в некоторых случаях способность тонера к проявлению цвета снижается. Кроме того, адсорбционная способность тонера к элементу, несущему тонер, или элементу, несущему электростатическое изображение, увеличивается и в некоторых случаях снижается воспроизводимость растровых точек. Следует отметить, что содержание растворимого в ТГФ компонента более предпочтительно составляет 70,0%-95,0% по массе, еще более предпочтительно - 75,0%-95,0% по массе или, особенно предпочтительно, 80,0%-93,0% по массе. Кроме того, содержание вышеуказанного элемента серы, рассчитанное по сульфоновым группам, более предпочтительно составляет 0,010%-0,500% по массе, еще более предпочтительно - 0,010%-0,150% по массе или, особенно предпочтительно, 0,020%-0,100% по массе.
Далее следует описание желтого тонера по настоящему изобретению.
y
y450
y470
y510
Желтый тонер по настоящему изобретению содержит, по меньшей мере, связующую смолу и красящее вещество. Желтый тонер имеет величину (h*) угла h* тона на основе системы цветовых координат CIELAB в диапазоне 75,0-120,0, оптическую плотность (А) на длине волны 450 нм, равную 1,600 или менее, оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 1,460 или более, и оптическую плотность Ана длине волны 510 нм, равную 0,500 или менее, в отражательной спектрофотометрии.
y
y
y
y450
y470
y510
Выражение "желтый тонер имеет величину h* в диапазоне от 75,0 до 120,0 в отражательной спектрофотометрии", используемое в настоящем описании, означает, что тонер имеет желтый цвет. Когда h* меньше 75,0, тонер имеет цвет близкий к оранжевому. Когда h* больше 120,0, тонер имеет цвет ближе к зелено-желтому. Кроме того, показатели А, А и А описывают свойство проявления цвета на конкретной длине волны поглощения желтого цвета.
y
y450
y470
y510
Когда h* желтого тонера находится в указанном диапазоне, то чем больше величина А или A, тем большую способность к приданию непрозрачности имеет этот тонер и небольшим количеством этого тонера можно сформировать желтое изображение высокой плотности. Кроме того, чем меньше А, тем лучшей способностью к проявлению цвета обладает желтый тонер, позволяющий сформировать полноцветное изображение, обладающий прекрасным свойством проявления цвета даже в смешанных цветах и дающий хорошее цветовое пространство.
y510
y510
y450
y470
Увеличение количества красящего вещества в желтом тонере приводит к тенденции к увеличению значения А. Однако когда величина А превышает 0,500, светлота изображения уменьшается так, что изображение становится тусклым, даже если достигнута достаточная плотность изображения. Соответственно, когда формируется полноцветное изображение, представляемое цветовое пространство уменьшается. С другой стороны, когда величина А меньше 1,600, или когда величина A меньше 1,460, невозможно получить достаточную плотность изображения или необходимо увеличить количество тонера на бумаге, что приведет к невозможности достижения эффектов настоящего изобретения, то есть, снижения шероховатости поверхности изображения, повышение разрешения изображения и снижения потребления тонера.
y450
y450
y450
Согласно настоящему изобретению, величина А, описанная выше, предпочтительно велика, поскольку это позволяет уменьшить количество тонера на бумаге и эффекты настоящего изобретения усиливаются. Однако величина А предпочтительно составляет 2,300 или менее, принимая во внимание цветовой баланс при формировании полноцветного изображения путем комбинирования желтого тонера с любым другим тонером, например голубым, пурпурным или черным тонером, эффективность проявления цвета красящим веществом желтого тонера и стоимость материалов. Диапазон величин А, описанный выше, более предпочтительно составляет 1,650-2,200, еще более предпочтительно - 1,700-2,200 или, особенно предпочтительно, 1,780-2,100.
y470
y470
Аналогично, величина А, описанная выше, предпочтительно составляет 2,200 или менее. Диапазон величин А, описанный выше, более предпочтительно составляет 1,500-2,100 или, еще более предпочтительно, составляет 1,650-2,000 или, особенно предпочтительно, 1,700-1,980.
y510
y620
y510
Величина А, описанная выше, предпочтительно невелика, поскольку это позволяет сформировать изображение с прекрасным свойством проявления цвета, имеющее повышенную светлоту и повышенную цветовую насыщенность. Однако описанная выше величина А предпочтительно составляет 0,020 или более, принимая во внимание цветовой баланс, когда полноцветное изображение формируется путем комбинирования желтого тонера с любым другим тонером, таким как голубой тонер, пурпурный тонер или черный тонер, а также эффективность проявления цвета красящим веществом желтого тонера и стоимость материалов. Диапазон описанных величин А более предпочтительно составляет 0,050-0,350, или, особенно предпочтительно, 0,150-0,320.
y470
y490
y490
y470
y470
y490
y470
y490
y470
y490
y470
y490
Желтый тонер по настоящему изобретению имеет величину отношения (A/A) оптической плоскости (A) на длине волны 490 нм к A, предпочтительно в диапазоне 1,20-2,10 в отражательной спектрофотометрии. Увеличение количества красящего вещества в тонере имеет тенденцию уменьшать величину А/А. Когда величина А/А меньше 1,20, желтый тонер имеет тенденцию давать сильный красный оттенок, и способность представлять смешанный цвет ухудшается, поскольку цветовой охват в области зеленого цвета уменьшается. Когда А/А превышает 2,10, желтый тонер имеет тенденцию давать сильный зеленый оттенок и способность представлять смешанный цвет ухудшается, поскольку цветовой охват в области красного цвета уменьшается. Соответственно, диапазон величин А/А более предпочтительно составляет 1,30-1,90, более предпочтительно - 1,30-1,60 или, особенно предпочтительно, 1,40-1,52.
y
y
y
y
Желтый тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (L*) L* 85,0-100,0 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае представляемое цветовое пространство изображение расширяется и качество изображения дополнительно улучшается. Когда величина L* меньше 85,0, светлота изображения уменьшается. Когда L* превышает 100,0, если полноцветное изображение формируется путем комбинирования этого тонера с любым другим тонером, цветовой баланс имеет тенденцию к нарушению. Соответственно, описанный выше диапазон величин L* предпочтительно составляет 90,0-100,0, более предпочтительно составляет 90,0-95,0, или, особенно предпочтительно, 91,0-93,0.
y
y
y
y
Желтый тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (с*) с* на основе системы цветовых координат CIELAB в диапазоне 95,0-130,0 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае представляемое цветовое пространство изображения расширяется и количество тонера на бумаге можно дополнительно уменьшить. Когда величина с* меньше 90,0, возникает тенденция к снижению насыщенности изображения, и в некоторых случаях количество тонера на бумаге приходится увеличивать. Когда с* превышает 130,0, если полноцветное изображение формируется путем комбинирования этого тонера с любым другим тонером, цветовой баланс имеет тенденцию к нарушению. Соответственно, величина с*, описанная выше, более предпочтительно составляет 103,0-125,0, еще более предпочтительно - 103,0-118,0 или, особенно предпочтительно, 108,0-118,0.
y105
y120
y105
y120
y105
y120
Предпочтительно, желтый тонер по настоящему изобретению имеет вязкость (η) при 105°С в диапазоне от 500 до 100000 Па·с, вязкость (η) при 120°С в диапазоне от 100 до 20000 Па·с, и отношение (η/η) ηк η предпочтительно от 3,0 до 50,0.
y105
y120
y105
y120
y105
y120
y105
y120
В настоящем изобретении η, η и η/η характеризуют способность тонера к плавлению. Чем меньше величина η или η, тем больше тонер имеет тенденцию к плавлению и деформации при низкой температуре. Когда отношение η/η становится близким к 1, изменение вязкости расплава тонера с температурой уменьшается.
Предпочтительно, тонер обладает прекрасной гибкостью при низкой температуре, чтобы устройство для формирования изображений могло работать с высокой скоростью и потреблять меньше энергии. Однако при попытке сократить потребление тонера, уменьшив толщину слоя тонера, которым формируется изображение, если тонер не сохраняет некоторую степень вязкости в процессе фиксирования, тонер проникает в бумагу и волокна бумаги становятся видны на изображении. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за уменьшения насыщенности изображения. Кроме того, когда изображение формируется уменьшенным количеством тонера, количество связующей смолы, присутствующей на бумаге, поскольку она составляет часть тонера, также уменьшается, поэтому возникает выраженная тенденция к возникновению холодного смещения и горячего смещения. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий прекрасными характеристиками низкотемпературной гибкости, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость даже при высокой температуре.
y105
y120
y105
y120
Согласно настоящему изобретению, когда изображение на бумаге формируется уменьшенным количеством тонера, изображение увлажняет бумагу на этапе фиксирования. Соответственно, в настоящем изобретении изменение вязкости расплава тонера при 105°-120°, т.е. при температуре выше точки кипения воды, предпочтительно регулируется. В случае, когда описанная выше величина η превышает 100000 Па·с или η превышает 20000 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению холодного смещения. Кроме того, свойство проявления цвета проявляется недостаточно, а в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Если ηменьше 500 Па·с или η меньше 100 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению горячего смещения. Кроме того, тонер проникает в бумагу, цветовой охват изображения уменьшается и волокна бумаги становятся видны на изображении, в результате чего качество изображения снижается.
y105
y120
y105
y120
Кроме того, если отношение η/ηпревышает 50,0, тонер проникает в бумагу и насыщенность изображения снижается, или на изображении становятся видны волокна бумаги и качество изображения проявляет тенденцию к ухудшению. При двухсторонней печати может возникнуть проблема, заключающаяся в том, что изображение, нанесенное на лицевую сторону листа, проявляется на обратной стороне листа. Далее, появляется тенденция к возникновению горячего смещения. Когда отношение η/η меньше 3,0, возникает тенденция к появлению холодного смещения или тонер недостаточно плавится и деформируется на этапе фиксирования, поэтому свойство проявления цвета у тонера проявляется недостаточно и в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Далее, возникает тенденция к отличию по глянцу изображения между передним и задним концом бумаги или по цветовому охвату в направлении движения бумаги на этапе фиксирования, поэтому качество изображения имеет тенденцию к ухудшению.
y105
y120
y105
y120
Соответственно, величина η, описанная выше, более предпочтительно составляет 500-50000 Па·с или, особенно предпочтительно, 1000-30000 Па·с. Аналогично, величина η, описанная выше, более предпочтительно составляет 100-10000 Па·с или, особенно предпочтительно, 100-5000 Па·с. Кроме того, величина описанного выше отношения η/η более предпочтительно составляет 3,0-25,0 или, особенно предпочтительно, 5,0-20,0.
y105
y120
y105
y120
Далее, желтый тонер по настоящему изобретению имеет наивысший эндотермический пик по дифференциальному сканирующему калориметру (ДСК) приблизительно на 60-140°С. Эндотермический пик рассчитывается по точке плавления воска в тонере; нагревание тонера, присутствующего на участке изображения, до температуры равной или превышающей точку плавления воска, существенно способствует плавлению и деформации тонера на этапе фиксирования. Соответственно, при уменьшении количества тонера на бумаге эндотермический пик подвержен влиянию поведения воска при плавлении на этапе фиксирования. Кроме того, когда на этапе фиксирования применяется процесс, в котором не используется механизм нанесения масла, или когда наносится лишь незначительное количество масла и изображение формируется на бумаге уменьшенным количеством тонера, количество тонера, имеющегося на бумаге, невелико, поэтому количество воска в слое тонера, из которого состоит изображение, также уменьшается. Соответственно, когда изображение для одного типа данных об изображении формируется уменьшенным количеством тонера, по сравнению со случаем, когда используется обычный тонер, возникает сильная тенденция к появлению холодного и горячего смещения. Когда температура наивысшего эндотермического пика ниже 60°С, при плавлении воска на этапе фиксирования воск проявляет тенденцию к растворению в связующей смоле в больших количествах и вязкость расплава тонера снижается. В результате величины η и η, описанные выше, проявляют тенденцию к уменьшению, а величина описанного выше отношения η/η проявляет тенденцию к увеличению, поэтому тонер проникает в бумагу, цветовой охват изображения уменьшается и волокна бумаги становятся заметны, что ухудшает качество изображения. Далее, после плавления воска на этапе фиксирования часть воска растворяется в связующей смоле и высвобождающая способность тонера уменьшается. Соответственно, когда потребление тонера сокращено, проявляется сильная тенденция к горячему смещению. С другой стороны, когда температура наивысшего эндотермического пика превышает 140°С, при плавлении воска на этапе фиксирования количество воска, растворяющегося в связующей смоле, довольно невелико, поэтому не достигается пластифицирующий эффект воска. В результате передаваемый цветовой охват изображения снижается, поскольку уменьшается способность тонера к фиксированию и тонер не плавится и не деформируется в достаточной степени в процессе фиксирования, в результате чего окрашивающие свойства тонера проявляются недостаточно. Кроме того, воск, имеющий наивысший эндотермический пик при температуре выше 140°С, имеет высокую кристалличность, поэтому, когда количество тонера на бумаге уменьшено, кристаллы воска, подмешиваемые в зафиксированное изображение, оказывают существенное влияние на представляемый цветовой охват изображения и этот цветовой охват имеет тенденцию к сокращению. Соответственно, наивысший эндотермический пик, более предпочтительно, помещен в диапазон 60-95°С или, еще более предпочтительно, 65-85°С.
По той же причине, что описана выше, половина ширины наивысшего эндотермического пика желтого тонера по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,5-20,0°С. Кроме того, при уменьшении количества тонера на бумаге, когда эта половина ширины превышает 20,0°С, возникает тенденция к неравномерности глянца или плотности изображения между предыдущей половиной и последующей половиной в направлении движения бумаги. Когда половина ширины составляет меньше 0,5°С, на последующей в направлении движения бумаги половине возникает тенденция к смещению. Соответственно, половина ширины предпочтительно составляет 1,0-15,0°С или, особенно предпочтительно, 2,0-10,0°С.
Желтый тонер по настоящему изобретению предпочтительно содержит красящее вещество в количестве 8-18 массовых частей на 100 массовых частей связующей смолы. Материал красящего вещества вводится в тонер предпочтительно в как можно меньшем количестве, чтобы сократить расходы на эксплуатацию. Однако когда количество красящего вещества составляет менее 8 массовых частей, невозможно получить достаточные свойства проявления цвета. Кроме того, когда содержимое красящего вещества превышает 18 массовых частей, представляемое цветовое пространство изображения может уменьшиться.
y
y
В желтом тонере по настоящему изобретению отношение между показателем кислотности (А1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из изопропилового спирта с начала экстрагирования до 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, и показателем кислотности (А2) второго растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, от 20% по массе до 100% по массе от общей массы, предпочтительно удовлетворяет следующему выражению:
A<sub>y</sub>1>A<sub>y</sub>2
(Выражение 5)
y
y
В проявляющем устройстве тонер повреждается в результате механического воздействия элемента, наносящего тонер, элемента, несущего электростатическое изображение, или любого другого элемента. Часть осколков разбитых частиц порошка тонера в некоторых случаях образует тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любым элементам и меняет зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняет бумагу и в некоторых случаях ухудшает внешний вид изображения. В частности, в случае желтого тонера с высокой окрашивающей способностью, как, например, тонера по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипают незначительные количества тонкоизмельченного порошка и появляется тенденция к сильному загрязнению бумаги этим тонкоизмельченным порошком. Соответственно, зарядная характеристика тонера по настоящему изобретению регулируется более точно, чем в случае обычного тонера. В настоящем изобретении предпочтительно применяется следующая процедура: на поверхностный слой частицы тонера нанесен слой смолы, имеющей более высокий показатель кислотности, чем показатель кислотности внутренней части частицы тонера, и вход красящего вещества, имеющегося в частице тонера, на поверхность частицы тонера предотвращен. Кроме того, когда поверхностный слой частицы тонера снабжен слоем смолы, имеющей высокий показатель кислотности, полярная группа, полученная из показателя кислотности, считается действующей как вспомогательный зарядный агент, поэтому частица не остается не заряженной. Когда показатель кислотности (А1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из голубого тонера по настоящему изобретению с помощью изопропилового спирта, с начала экстрагирования до достижения 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой сформирован поверхностный слой тонера, и показатель кислотности (А2) второго растворимого компонента из растворимых компонентов выше 20% процентов по массе и до 100% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой состоит сердцевина частиц тонера, удовлетворяет Выражению 5, первый компонент образует поверхностный слой тонера, благодаря чему появление красящего вещества не поверхности тонера предотвращено, и зарядные характеристики тонера дополнительно улучшаются за счет наличия большого количества смолы с высоким показателем кислотности на поверхности частиц тонера.
y
y
с
y
y
y
y
y
Величина А1, описанная выше, предпочтительно составляет от 3,0 до 50,0 мгKOH/г. Когда А1 меньше 3,0 мгKOH/г, эффект улучшения зарядной характеристики тонера, за счет наличия компонента с высоким показателем кислотности на поверхности тонера, невелик. Когда А1 превышает 50,0 мгKOH/г, полярная группа, выведенная из показателя кислотности компонента, и полярная группа в красящем веществе взаимодействуют друг с другом, поэтому в некоторых случая снижается способность тонера к проявлению цвета. Соответственно, А1, особенно предпочтительно составляет 5,0-30,0 мгKOH/г. Кроме того, по той же причине, что описана выше, разница (A1-A2) между А1 и А2 составляет приблизительно 0,5-30,0 мгKOH/г или, более предпочтительно, 2,0-20,0 мгKOH/г.
y
y
Описанными выше показателями кислотности А1 и А2 можно управлять, используя два или более вида смолы с разным показателем кислотности и управляя состоянием наличия этих смол в тонере. Более конкретно, например, можно использовать любой из следующих способов: (1) способ при котором в тонер добавляют смолу, управляющую зарядом, имеющую показатель кислотности больший, чем у связующей смолы, из смол, управляющих зарядом, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу; (2) способ, при котором рядом с поверхностью тонера формируют покрывающий слой, имеющий смолу с более высоким показателем кислотности, чем у связующей смолы из смол, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу, и (3) способ, при котором используют связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и высокий показатель кислотности, и связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и низкий показатель кислотности, и вероятность присутствия связующей смолы с высоким показателем кислотности увеличивают таким способом, как фазовая сепарация от центральной части частицы тонера к поверхности частицы тонера.
Желтый тонер по настоящему изобретению содержит 60,0-97,0% по массе компонента, растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ), и компонент, растворимый в ТГФ, содержит 0,010-1,500% по массе элемент серы в расчете по сульфоновой группе. Тонер по настоящему изобретению обладает более высокой способностью проявлять цвет, чем обычный тонер, и может использоваться в уменьшенном количестве. Зарядная характеристика тонера предпочтительно задается более высокой, чем обычно, чтобы можно было уменьшить количество тонера, используемого при проявлении. Однако добавление к тонеру агента, управляющего зарядом, в большом количестве может уменьшить способность тонера к проявлению цвета. Когда растворимый в ТГФ компонент тонера по настоящему изобретению содержит заранее определенное количество сульфоновых групп, зарядная характеристика тонера может быть улучшена без снижения способности тонера к проявлению цвета. Кроме того, сульфоновая группа легко вступает во взаимодействие со связующей смолой или любой другой присадкой к тонеру, например водородным связующим или ионным связующим, поэтому способность тонера проявлять цвет реализуется особенно благоприятным образом. В то же время содержание компонента, растворимого в ТГФ, в тонере можно уменьшить благодаря полярности сульфоновой группы. Далее, когда изображение формируется количеством тонера, уменьшенным по сравнению с обычной практикой, сопротивление смещению, равномерность глянца и сопротивление изображения к проникновению имеют тенденцию к уменьшению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, меньше 60,0% по массе, способность тонера к проявлению цвета имеет тенденцию к снижению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, превышает 97,0% по массе, сопротивление сдвигу, равномерность глянца и сопротивление проникновению имеют тенденцию к снижению. Кроме того, когда содержание элемента серы меньше, чем 0,010% по массе, способность тонера к проявлению цвета увеличивается в незначительной степени. Кроме того, количество тонера, используемое при проявлении, увеличивается, поэтому в некоторых случаях воспроизводимость растровых точек снижется. Когда содержание элемента серы превышает 1,500% по массе, взаимодействие между сульфоновыми группами и красящим веществом увеличивается, поэтому в некоторых случаях способность тонера к проявлению цвета снижается. Кроме того, адсорбционная способность тонера к элементу несущему тонер, или элементу, несущему электростатическое изображение, увеличивается, и в некоторых случаях снижается воспроизводимость растровых точек. Следует отметить, что содержание растворимого в ТГФ компонента более предпочтительно составляет 70,0%-95,0% по массе, еще более предпочтительно - 75,0%-95,0% по массе или, особенно предпочтительно, 80,0%-93,0% по массе. Кроме того, содержание вышеуказанной серы, рассчитанное по сульфоновым группам, более предпочтительно составляет 0,010%-0,500% по массе, еще более предпочтительно - 0,010%-0,150% по массе или, особенно предпочтительно, 0,020%-0,100% по массе.
Далее следует описание черного тонера по настоящему изобретению.
k
k450
k600
k460
k600
k460
Черный тонер по настоящему изобретению содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, где черный тонер имеет величину (С*) угла с* тона на основе системы цветовых координат CIELAB, равную 20,0 или менее, оптическую плотность (А) на длине волны 600 нм, равную 1,610 или более, и отношение (A/A) A к оптической плотности A на длине волны 460 нм, в диапазоне 0,970 - 1,035 в отражательной спектрофотометрии.
k
k
Выражение "черный тонер имеет величину с* 20,0 или менее в отражательной спектрофотометрии", используемое в настоящем описании, означает, что тонер имеет черный цвет. Когда с* больше 20,0, тонер повышает интенсивность красного, синего и других цветов.
k
k600
k600
k460
Когда с* черного тонера находится в указанном диапазоне, то чем больше величина A, тем большую способность к приданию непрозрачности имеет этот тонер и небольшим количеством этого тонера можно сформировать черное изображение высокой плотности. Кроме того, отношение A/Aвлияет на оттенок тонера и, когда это отношение находится в указанном диапазоне, можно сформировать полноцветное изображение с хорошо выраженным свойством проявления цвета даже в смешанных и вспомогательных цветах, а также с хорошим цветовым пространством.
k600
k600
k460
k600
k460
k600
k460
k600
Увеличение количества красящего вещества в черном тонере приводит к тенденции увеличения значения A. Однако отношение A/A имеет тенденцию к существенному отклонению от 1,000. Когда величина A/A меньше 0,970, черный тонер дает сильный красный оттенок, и цветовое пространство рядом с темно-синим цветом в смешанном цвете и во вспомогательном цвете, которые образованы цветным тонером и черным тонером, становится небольшим. Кроме того, когда осуществляется печать уменьшенным количеством тонера, красный оттенок становится особенно заметен. Когда A/Aпревышает 1,035, черный тонер дает сильный синий оттенок и цветовое пространство рядом с темно-коричневым цветом в смешанных или вспомогательных цветах, сформированных цветным тонером и черным тонером, становится небольшим. Кроме того, когда печать осуществляется уменьшенным количеством тонера на бумаге, изображение приобретает сильный синий оттенок. Когда величина A меньше 1,610, невозможно получить достаточную плотность изображения либо нужно увеличить количество тонера на бумаге, поэтому не достигаются эффекты настоящего изобретения, такие как уменьшение шероховатости поверхности изображения и улучшение воспроизводимости растровых точек.
k600
k600
k600
Согласно настоящему изобретению величина A, описанная выше, предпочтительно велика, поскольку это позволяет уменьшить количество тонера на бумаге, и эффекты настоящего изобретения усиливаются. Однако величина A предпочтительно составляет 2,100 или менее, принимая во внимание цветовой баланс при формировании полноцветного изображения путем комбинирования черного тонера с любым другим цветным тонером, например голубым, пурпурным или желтым тонером, эффективность проявления цвета красящим веществом черного тонера и стоимость материалов. Диапазон величин A, описанный выше, более предпочтительно составляет 1,610-1,930, еще более предпочтительно - 1,650-1,930 или, особенно предпочтительно, 1,700-1,920.
k600
k460
Диапазон величин отношения A/A, описанного выше, более предпочтительно составляет 0,980-1,033, еще более предпочтительно - 0,990-1,030 или, особенно предпочтительно, 0,998-1,025.
k600
k600
k460
Каждой из величин Aи A/A, описанных выше, можно управлять, в зависимости, например, от вида и количества красящего вещества в тонере, состояния наличия красящего вещества в тонере, наличия любых других присадок и т.п. и цвета присадки.
k460
k670
k460
k670
k460
k670
k460
k670
k460
k670
k460
k670
Черный тонер по настоящему изобретению имеет величину отношения (A/A) оптической плоскости (A) на длине волны 460 нм к оптической плотности A на длине волны 670 нм, предпочтительно в диапазоне 0,960-1,070 в отражательной спектрофотометрии. Увеличение количества красящего вещества в тонере имеет тенденцию к значительному отклонению величины отношения A/A от 1,000. Когда величина A/A меньше 0,960, черный тонер имеет тенденцию давать сильный красный оттенок, и цветовое пространство рядом с темно-синим цветом в смешанных и вспомогательных цветах уменьшается. Кроме того, когда тонер используется в уменьшенном количестве, красный оттенок становится особенно заметен. Когда A/A превышает 1,070, черный тонер имеет тенденцию давать сильный синий оттенок и цветовое пространство рядом с темно-коричневым цветом в смешанных или вспомогательных цветах, сформированных цветным тонером и черным тонером, уменьшается. Кроме того, когда тонер используется в уменьшенном количестве, синий оттенок становится особенно заметным. Соответственно диапазон величин A/A более предпочтительно составляет 0,970-1,050 или, особенно предпочтительно, 0,975-1,025.
k460
k460
k460
k460
k460
Величина A, описанная выше, предпочтительно составляет 1,600-1,940. Задание величины A в этом диапазоне позволяет получить особенно благоприятное соотношение между способностью черного тонера придавать непрозрачность и цветовым балансом, когда соединяются цветной тонер и черный тонер. Если при использовании тонера в уменьшенном количестве величина A меньше 1,600, цветовое пространство в области темно-коричневого цвета может уменьшиться. Если величина A превышает 1,940, то когда тонер используется в уменьшенном количестве, цветовое пространство в области темно-синего цвета уменьшается. Соответственно, диапазон величин A более предпочтительно составляет 1,650-1,940 или, особенно предпочтительно, 1,700-1,900.
k670
k670
k670
k670
k670
Аналогично, величина A, описанная выше, предпочтительно составляет 1,580-1,940. Задание величины A в этом диапазоне позволяет получить особенно благоприятное соотношение между способностью черного тонера придавать непрозрачность и цветовым балансом, когда соединяются цветной тонер и черный тонер. Если при использовании тонера в уменьшенном количестве величина A меньше 1,580, цветовое пространство в области темно-синего цвета может уменьшиться. Если величина A превышает 1,940, то когда тонер используется в уменьшенном количестве, цветовое пространство в области темно-коричневого цвета уменьшается. Соответственно, диапазон величин A более предпочтительно составляет 1,640 - 1,920 или, особенно предпочтительно, 1,700-1,900.
k
k
k
k
k
Черный тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеет величину (а*) а*, на основе системы цветовых координат CIELAB, в диапазоне -2,0-0,50, и величину (b*) b* в этой же системе, в диапазоне -2,00-2,00 в отражательной спектрофотометрии. В этом случае, когда потребление тонера уменьшено, представляемое цветовое пространство изображение расширяется и качество изображения дополнительно улучшается. Когда величина а* меньше -2,00, при сниженном потреблении тонера, цветовое пространство участка, имеющего, например, темно-красный цвет, темно-пурпурный цвет или темно-фиолетовый цвет, может уменьшиться. Кроме того, когда а* превышает 0,50, цветовое пространство участка, имеющего, например, темно-синий цвет, темно-голубой цвет или темно-зеленый цвет, может уменьшиться. Соответственно, диапазон величин а* предпочтительно составляет -1,65-0,10.
k
k
k
Аналогично, когда величина b* меньше -2,00, цветовое пространство участка, имеющего, например, темно-пурпурный цвет, темно-синий цвет, или темно-голубой цвет, может уменьшиться. Если величина b* превышает 2,00, цветовое пространство участка, имеющего, например, темно-зеленый цвет, темно-желтый цвет или темно-красный цвет, может уменьшиться. Соответственно, диапазон величин b* более предпочтительно составляет -1,70-1,50, или особенно предпочтительно, -1,50,-1,20.
k105
k120
k105
k120
k105
k120
Черный тонер по настоящему изобретению имеет вязкость (η) при 105°С в диапазоне от 500 до 100000 Па∙с, вязкость (η) при 120°С в диапазоне от 100 до 20000 Па∙с, и отношение (η/η) ηк η предпочтительно от 3,0 до 50,0.
k105
k120
k105
k120
k105
k120
k105
k120
В настоящем изобретении η, η и η/η характеризуют способность тонера к плавлению. Чем меньше величина η или η, тем больше тонер имеет тенденцию к плавлению и деформации при низкой температуре. Когда отношение η/η становится близким к 1, изменение вязкости расплава тонера с температурой уменьшается.
Поскольку черный тонер по настоящему изобретению имеет более высокую способность к проявлению цвета, чем обычный тонер, даже когда изображение формируется для одного вида данных об изображении меньшим количеством тонера, чем в случае использования обычного тонера, можно получит плотность и цветовой охват изображения, сравнимые с обычными. Однако при попытке снизить потребление тонера путем уменьшения толщины слоя тонера, которым сформировано изображение, тонер проникает в бумагу и волокна бумаги становятся видны на изображении, если в процессе фиксирования тонер не сохранит некоторую вязкость. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию ухудшаться из-за снижения насыщенности изображения. Когда изображение формируется уменьшенным количеством тонера, количество связующей смолы в тонере, которым формируется изображение, также уменьшается, поэтому проявляется особо выраженная тенденция к возникновению холодного и горячего смещения. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасной низкотемпературной гибкостью, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость даже при высоких температурах.
k105
k120
k105
k120
Согласно настоящему изобретению, когда изображение на бумаге формируется уменьшенным количеством тонера, изображение увлажняет бумагу на этапе фиксирования. Соответственно, в настоящем изобретении изменение вязкости расплава тонера при 105°-120°, т.е., при температуре выше точки кипения воды, предпочтительно регулируется. В случае, когда описанная выше величина η превышает 100000 Па·с или η превышает 20000 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению холодного смещения. Кроме того, свойство проявления цвета проявляется недостаточно, а в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Если ηменьше 500 Па·с, или η меньше 100 Па·с, при использовании уменьшенного количества тонера на бумаге, проявляется тенденция к появлению горячего смещения. Кроме того, тонер проникает в бумагу, цветовой охват изображения уменьшается и волокна бумаги становятся видны на изображении, в результате чего качество изображения снижается.
k105
k120
k105
k120
Кроме того, если отношение η/ηпревышает 50,0, тонер проникает в бумагу и насыщенность изображения снижается или на изображении становятся видны волокна бумаги и качество изображения проявляет тенденцию к ухудшению. При двухсторонней печати может возникнуть проблема, заключающаяся в том, что изображение, нанесенное на лицевую сторону листа, проявляется на обратной стороне листа. Далее, появляется тенденция к возникновению горячего смещения. Когда отношение η/η меньше 3,0, возникает тенденция к появлению холодного смещения или тонер недостаточно плавится и деформируется на этапе фиксирования, поэтому свойство проявления цвета у тонера проявляется недостаточно и в некоторых случаях уменьшается цветовой охват изображения. Далее, возникает тенденция к отличию по глянцу изображения между передним и задним концом бумаги или по цветовому охвату в направлении движения бумаги на этапе фиксирования, поэтому качество изображения имеет тенденцию к ухудшению.
k105
k120
k105
k120
Соответственно, величина η, описанная выше, более предпочтительно, составляет 500-50000 Па·с или, особенно предпочтительно, 1000-30000 Па·с. Аналогично, величина η, описанная выше, более предпочтительно составляет 100-10000 Па·с или, особенно предпочтительно, 400-5000 Па·с. Кроме того, величина описанного выше отношения η/η более предпочтительно составляет 3,0-25,0 или, особенно предпочтительно, 5,0-20,0.
k105
k120
k105
k120
k105
k120
Черный тонер по настоящему изобретению имеет наивысший эндотермический пик по дифференциальному сканирующему калориметру (ДСК) приблизительно на 60-140°С. Эндотермический пик рассчитывается по точке плавления воска в тонере; нагревание тонера, присутствующего на участке изображения, до температуры, равной или превышающей точку плавления воска, существенно способствует плавлению и деформации тонера на этапе фиксирования. Соответственно, при уменьшении количества тонера на бумаге эндотермический пик подвержен влиянию поведения воска при плавлении на этапе фиксирования. Кроме того, когда на этапе фиксирования применяется процесс, в котором не используется механизм нанесения масла или когда наносится лишь незначительное количество масла и изображение формируется на бумаге уменьшенным количеством тонера, количество тонера, имеющегося на бумаге, невелико, поэтому количество воска в слое тонера, из которого состоит изображение, также уменьшается. Соответственно, когда изображение для одного типа данных об изображении формируется уменьшенным количеством тонера, по сравнению со случаем, когда используется обычный тонер, возникает сильная тенденция к появлению холодного и горячего смещения. Когда температура наивысшего эндотермического пика ниже 60°С, при плавлении воска на этапе фиксирования воск проявляет тенденцию к растворению в связующей смоле в больших количествах и вязкость расплава тонера снижается. В результате величины η и η, описанные выше, проявляют тенденцию к уменьшению, а величина описанного выше отношения η/ηпроявляет тенденцию к увеличению. Кроме того, после плавления воска на этапе фиксирования часть воска растворяется в связующей смоле и высвобождающая способность тонера уменьшается. Соответственно, когда потребление тонера сокращено, проявляется сильная тенденция к горячему смещению. С другой стороны, когда температура наивысшего эндотермического пика превышает 140°С, при плавлении воска на этапе фиксирования, количество воска, растворяющегося в связующей смоле, довольно невелико, поэтому не достигается пластифицирующий эффект воска. В результате величина ηили η имеет тенденцию к уменьшению. Кроме того, воск, имеющий наивысший эндотермический пик при температуре выше 140°С, имеет высокую кристалличность, поэтому, когда количество тонера на бумаге уменьшено, кристаллы воска, подмешиваемые в зафиксированное изображение, оказывают существенное влияние на представляемый цветовой охват изображения и этот цветовой охват имеет тенденцию к сокращению. Соответственно, наивысший эндотермический пик, более предпочтительно, помещен в диапазон 60-95°С или, еще более предпочтительно, 65-90°С.
По той же причине, что описана выше, половина ширины наивысшего эндотермического пика черного тонера по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,5-20,0°С. Кроме того, при уменьшении количества тонера на бумаге, когда эта половина ширины превышает 20,0°С, возникает тенденция к неравномерности глянца или плотности изображения между предыдущей половиной и последующей половиной в направлении движения бумаги. Когда половина ширины составляет меньше 0,5°С, на последующей в направлении движения бумаги половине возникает тенденция к смещению. Соответственно, половина ширины предпочтительно составляет 1,0-15,0°С или, особенно предпочтительно, 2,0-10,0°С.
В черном тонере по настоящему изобретению можно использовать подходящее красящее вещество в подходящем количестве так, чтобы придать ему отражательные спектральные характеристики. Красящее вещество предпочтительно содержится в количестве 8-18 массовых частей на 100 массовых частей связующей смолы. Материал красящего вещества вводится в тонер предпочтительно в как можно меньшем количестве, чтобы сократить расходы на эксплуатацию. Однако когда количество красящего вещества составляет менее 8 массовых частей, невозможно получить достаточные свойства проявления цвета. Кроме того, когда содержимое красящего вещества превышает 18 массовых частей, представляемое цветовое пространство изображения может уменьшиться.
k
k
В черном тонере по настоящему изобретению отношение между показателем кислотности (A1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из изопропилового спирта с начала экстрагирования до 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, и показателем кислотности (A2) второго растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, от 20% по массе до 100% по массе от общей массы предпочтительно удовлетворяет следующему выражению:
A<sub>k</sub>1>A<sub>k</sub>2
(Выражение 7)
k
k
В проявляющем устройстве тонер повреждается в результате механического напряжения элемента, наносящего тонер, элемента несущего электростатическое изображение или любого другого элемента. Часть осколков разбитых частиц порошка тонера в некоторых случаях образуют тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любым элементам и меняет зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняет бумагу и в некоторых случаях ухудшает внешний вид изображения. В частности, в случае черного тонера с высокой окрашивающей способностью, как, например, тонера по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипают незначительные количества тонкоизмельченного порошка, и появляется тенденция к сильному загрязнению бумаги этим тонкоизмельченным порошком. Соответственно, зарядная характеристика тонера по настоящему изобретению регулируется более точно, чем в случае обычного тонера. В настоящем изобретении предпочтительно применяется следующая процедура: на поверхностный слой частицы тонера нанесен слой смолы, имеющей более высокий показатель кислотности, чем показатель кислотности внутренней части частицы тонера, и вход красящего вещества, имеющегося в частице тонера, на поверхность частицы тонера предотвращен. Кроме того, когда поверхностный слой частицы тонера снабжен слоем смолы, имеющей высокий показатель кислотности, полярная группа, полученная из показателя кислотности, считается действующей как вспомогательный зарядный агент, поэтому частица не остается не заряженной. Когда показатель кислотности (A1) первого растворимого компонента из растворимых в растворителе компонентов, экстрагированных из голубого тонера по настоящему изобретению с помощью изопропилового спирта, с начала экстрагирования до достижения 20% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой сформирован поверхностный слой тонера, и показатель кислотности (A2) второго растворимого компонента из растворимых компонентов выше 20% процентов по массе и до 100% по массе относительно общей массы растворимых компонентов, то есть компонент, основной составляющей которого является смола, из которой состоит сердцевина частиц тонера, удовлетворяет Выражению 7, первый компонент образует поверхностный слой тонера, благодаря чему появление красящего вещества на поверхности тонера предотвращено, и зарядные характеристики тонера дополнительно улучшаются за счет наличия большого количества смолы с высоким показателем кислотности на поверхности частиц тонера.
k
k
k
k
k
k
k
k
Величина A1, описанная выше, предпочтительно составляет от 3,0 до 50,0 мгKOH/г. Когда A1 меньше 3,0 мгKOH/г, эффект улучшения зарядной характеристики тонера, за счет наличия компонента с высоким показателем кислотности на поверхности тонера, невелик. Когда А1 превышает 50,0 мгKOH/г, полярная группа, выведенная из показателя кислотности компонента, и полярная группа в красящем веществе взаимодействуют друг с другом, поэтому в некоторых случая снижается способность тонера к проявлению цвета. Соответственно, A1, особенно предпочтительно составляет 5,0-30,0 мгKOH/г. Кроме того, по той же причине, что описана выше, разница (A1-A2) между A1 и A2 составляет прибл. 0,5-30,0 мгKOH/г или, более предпочтительно, 2,0-20,0 мгKOH/г.
k
k
Описанными выше показателями кислотности A1 и A2 можно управлять, используя два или более вида смолы с разным показателем кислотности и управляя состоянием наличия этих смол в тонере. Более конкретно, например, можно использовать любой из следующих способов: (1) способ, при котором в тонер добавляют смолу, управляющую зарядом, имеющую показатель кислотности больший, чем у связующей смолы, из смол, управляющих зарядом, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу; (2) способ, при котором рядом с поверхностью тонера формируют покрывающий слой, имеющий смолу с более высоким показателем кислотности, чем у связующей смолы из смол, каждая из которых имеет сульфоновую группу или карбоксильную группу, и (3) способ, при котором используют связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и высокий показатель кислотности, и связующую смолу, имеющую сульфоновую группу или карбоксильную группу и низкий показатель кислотности, и вероятность присутствия связующей смолы с высоким показателем кислотности увеличивают таким способом, как фазовая сепарация от центральной части тонера к поверхности тонера.
Черный тонер по настоящему изобретению содержит 60,0-97,0% по массе компонента, растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ), и компонент растворимый в ТГФ содержит 0,010-1,500% по массе элемента серы, в расчете по сульфоновой группе. Тонер по настоящему изобретению обладает более высокой способностью проявлять цвет, чем обычный тонер, и может использоваться в уменьшенном количестве. Зарядная характеристика тонера предпочтительно задается более высокой, чем обычно, чтобы можно было уменьшить количество тонера, используемого при проявлении. Однако добавление к тонеру агента, управляющего зарядом, в большом количестве может уменьшить способность тонера к проявлению цвета. Когда растворимый в ТГФ компонент тонера по настоящему изобретению содержит заранее определенное количество сульфоновых групп, зарядная характеристика тонера может быть улучшена без снижения способности тонера к проявлению цвета. Кроме того, сульфоновая группа легко вступает во взаимодействие со связующей смолой или любой другой присадкой к тонеру, например водородным связующим или ионным связующим, поэтому способность тонера проявлять цвет реализуется особенно благоприятным образом. В то же время содержание компонента, растворимого в ТГФ, в тонере можно уменьшить благодаря полярности сульфоновой группы. Далее, когда изображение формируется количеством тонера, уменьшенным по сравнению с обычной практикой, сопротивление смещению, равномерность глянца и сопротивление изображения к проникновению имеют тенденцию к уменьшению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, меньше 60,0% по массе, способность тонера к проявлению цвета имеет тенденцию к снижению. Когда содержание компонента, растворимого в ТГФ, превышает 97,0% по массе, сопротивление сдвигу, равномерность глянца и сопротивление проникновению имеют тенденцию к снижению. Кроме того, когда содержание элемента серы меньше, чем 0,010% по массе, способность тонера к проявлению цвета увеличивается в незначительной степени. Кроме того, количество тонера, используемое при проявлении, увеличивается, поэтому в некоторых случаях воспроизводимость растровых точек снижется. Когда содержание элемента серы превышает 1,500% по массе, взаимодействие между сульфоновыми группами и красящим веществом увеличивается, поэтому в некоторых случаях способность тонера к проявлению цвета снижается. Кроме того, адсорбционная способность тонера к элементу несущему тонер или элементу, несущему электростатическое изображение, увеличивается, и в некоторых случаях снижается воспроизводимость растровых точек. Следует отметить, что содержание растворимого в ТГФ компонента более предпочтительно составляет 70,0%-95,0% по массе, еще более предпочтительно - 75,0%-95,0% по массе или, особенно предпочтительно, 80,0%-93,0% по массе. Кроме того, содержание вышеуказанного элемента серы, рассчитанное по сульфоновым группам, более предпочтительно составляет 0,010%-0,500% по массе, еще более предпочтительно - 0,010%-0,150% по массе или, особенно предпочтительно, 0,020%-0,100% по массе.
Далее следует описание состава тонера, предпочтительного для достижения эффектов настоящего изобретения в максимально полной степени. Голубой тонер, пурпурный тонер, желтый тонер или черный тонер по настоящему изобретению предпочтительно имеют средневзвешенный диаметр (D4) частиц от 1,5 до 7,5 мкм, и отношение (D4/D1) описанного выше диаметра D4 к среднечисловому диаметру (D1) частиц в диапазоне 1,00-1,40. Когда D4 превышает 7,5 мкм, в случае тонера с прекрасными свойствами проявления цвета, как тонер по настоящему изобретению, тонер приобретает такую способность к приданию непрозрачности, что в некоторых случаях при достижении достаточной плотности изображения светлота и насыщенность изображения будут малы. Кроме того, неудача проявления, неудача переноса и неудача фиксирования одной частицы тонера оказывает столь большое влияние на внешний вид изображения, что во время непрерывной печати возникает тенденция к получению изображения, на котором заметна шероховатость на полутоновых участках, и выцветание участков чистых цветов. Когда на этапе фиксирования тонер чрезмерно дробится, точки или линии становятся толстыми и точность передачи деталей изображения снижается. С другой стороны, если D4 тонера меньше 1,5 мкм, возникает тенденция к неправильному переносу, когда количество тонера на бумаге уменьшено, возникает выраженная тенденция к появлению дефектов изображения. Кроме того, тонер, перенесенный на бумагу, стремится внедриться в волокна бумаги и количество тонера на бумаге уменьшено, тонер стремиться проникнуть внутрь бумаги на этапе фиксирования. Соответственно, тонер по настоящему изобретению имеет D4, более предпочтительно - от 2,5 до 6,5 мкм, еще более предпочтительно - 2,5-6,0 мкм или, особенно предпочтительно, 3,0-5,5 мкм. Также, когда D4/D1 превышает 1,40, возникает тенденция к появлению явлений, аналогичных тем, которые возникают, когда D4 превышает 7,5 мкм и когда D4 меньше 1,5 мкм. Соответственно, D4/D1 более предпочтительно составляет 1,00-1,25 или, еще более предпочтительно, 1,00-1,20.
Тонер для каждого цвета по настоящему изобретению содержит частицы, диаметр каждой из которых более чем вдвое превышает средневзвешенный диаметр (D4) в количестве предпочтительно 25% по массе или менее. Когда тонер используется в уменьшенном количестве, влияние частиц, имеющих диаметр значительно отклоняющийся от среднего диаметра частиц тонера, увеличивается. Когда содержание частиц тонера, каждая из которых имеет диаметр, более чем вдвое превышающий D4, превышает 25% по массе, на изображении возникает тенденция к увеличению микроскопической неравномерности плотности, при этом насыщенность и светлота изображения уменьшаются. Неправильный перенос или рассеяние крупных частиц вызывает существенное снижение качество изображения и воспроизводимость растровых точек или линий снижается. Соответственно, тонер каждого цвета по настоящему изобретению имеет содержание частиц, диаметр которых более чем вдвое превышает D4, более предпочтительно - 15,0% по массе или менее, или, еще более предпочтительно, 10,0% по массе или менее.
Кроме того, тонер каждого цвета по настоящему изобретению имеет содержание частиц, диаметр которых составляет менее половины среднечислового диаметра (D1) частиц, составляет приблизительно 30 числовых % или менее. Когда содержание частиц, диаметр которых составляет менее половины D1 частиц, превышает 30 числовых %, возникает электростатическое смещение или загрязнение элемента. Мелкие частицы в таком тонере имеют тенденцию вызывать ошибки переноса и, когда количество тонера на бумаге уменьшено, дефекты изображения становятся заметны. Кроме того, тонер, перенесенный на бумагу, имеет тенденцию проникать в волокна бумаги, поэтому для формирования изображения достаточной плотности приходится использовать избыточное количество тонера. Соответственно, тонер по настоящему изобретению содержит частицы, диаметр которых составляет менее половины D1, в количестве, более предпочтительно, 20 числовых % или, еще более предпочтительно, 10 числовых % или менее.
Т
Т
Т
Т
Т
Т
Т
Т
Т
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Когда истинная плотность тонера каждого цвета по настоящему изобретению представлена как ρ (г/см), эндотерм (Q) наивысшего эндотермического пика предпочтительно попадает в диапазон от (1,0×ρ) Дж/смдо (20,0×ρ) Дж/см. Эндотерм служит показателем содержания воска в тонере. Для снижения эксплуатационных расходов содержание воска в тонере предпочтительно невелико, поэтому величина Q, описанная выше, предпочтительно, как можно более низка. Однако для того, чтобы тонер можно было использовать в уменьшенном количестве, когда Q меньше (1,0×ρ) Дж/см, количество воска, присутствующего на бумаге на этапе фиксирования, становится слишком малым, поэтому невозможно получить достаточные характеристики высвобождения и возникает тенденция к смещению. С другой стороны, если Q превышает (20,0×ρ) Дж/см, эндотерм тонера велик, поэтому, когда тонер используется в уменьшенном количестве, возникает тенденция к холодному смещению. Далее, цветному проявлению красящего вещества в слое тонера препятствуют кристаллы воска в тонере на части изображения, и в некоторых случаях снижается насыщенность изображения. Соответственно диапазон величин Q более предпочтительно составляет (4,0×ρ) Дж/см-(15,0×ρ) Дж/см или, особенно предпочтительно, (6,0×ρ) Дж/см-(10,0×ρ) Дж/см.
По той же причине, что описана выше, тонер каждого цвета по настоящему изобретению содержит воск в количестве, предпочтительно, 3,0-20,0 частей по массе или, более предпочтительно, 4,0-15,0 частей по мессе или, еще более предпочтительно, 5,0-13,0 частей по массе на 100 частей по массе связующей смолы.
Тонер каждого цвета по настоящему изобретению содержит компонент, имеющий молекулярный вес от 3000 до 5000 с содержанием, предпочтительно, от 3,0 до 40,0% по площади в распределении молекулярных весов в гельпроникающей хроматографии (ГПХ) компонента, растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ). В проявляющем устройстве тонер имеет тенденцию повреждаться в результате механического напряжения элементом, несущим тонер, элементом, несущим электростатическое изображение, или любым другим элементом. В некоторых случаях часть тонера обкалывается или разрушается, образуя тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любому из элементов, изменяя зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняя бумагу, и в некоторых случаях внешний вид изображения ухудшается. В частности, если тонер обладает высокой окрашивающей способностью, как тонер по настоящему изобретению, зарядная характеристика тонера восприимчива к красящему веществу, даже если прилипает очень малое количество порошка, и степень загрязнения бумаги прилипшим к ней тонкоизмельченным порошком увеличивается. С другой стороны, когда такой тонер с высокой окрашивающей способностью, например описанный выше, используется в уменьшенном количестве, возникает тенденция к появлению холодного смещения и горячего смещения. Альтернативно, тонер чрезмерно проникает в бумагу на этапе фиксирования, в результате чего цветовой охват и глянец изображения имеют тенденцию к снижению. Соответственно, молекулярный вес связующей смолы, из которой в основном состоит тонер, предпочтительно регулируется с более высокой точностью, чем в обычном случае. Когда содержание компонента с молекулярным весом от 3000 до 5000 превышает 40% по площади, кристалличность связующей смолы становится высокой, поэтому тонер проявляет тенденцию к растрескиванию на проявляющем устройстве, а проявляющая способность тонера при непрерывной печати проявляет тенденцию к снижению. Когда содержание компонента с молекулярным весом от 3000 до 5000 меньше 3,0% по площади, способность тонера к фиксированию снижается и возникает тенденция к холодному смещению. Кроме того, сродство между воском и связующей смолой становится небольшим и, в результате тонер проявляет тенденцию к растрескиванию, при этом базовой точкой является интерфейс между связующей смолой и воском в тонере. Соответственно, содержание компонента с молекулярным весом 3000-5000 более предпочтительно составляет от 5,0% до 40,0% по площади или, особенно предпочтительно, от 8,0% до 35% по площади.
По той же причине, что описана выше, тонер каждого цвета по настоящему изобретению содержит компонент с молекулярным весом от 300 до 800 в количестве, предпочтительно, 0,3%-8,0% по площади в распределении молекулярных весов компонента, растворимого в ТГФ в ГПХ. Когда содержание компонента с молекулярным весом 300-800 превышает 8,0% по площади, тонер проявляет тенденцию к растрескиванию в проявляющем устройстве и проявляющие характеристики тонера при непрерывной печати проявляют тенденцию к снижению. Кроме того, тонер чрезмерно проникает в бумагу, в результате чего глянец и цветовой охват изображения проявляют тенденцию к снижению. Когда содержание компонента с молекулярным весом 300-800 меньше 0,3% по площади, снижается способность тонера к фиксированию и появляется тенденция к холодному смещению. Кроме того, сродство между воском и связующей смолой уменьшается и, в результате, тонер имеет тенденцию к растрескиванию, при том что базовой точкой является интерфейс между связующей смолой и воском. Соответственно, содержание компонента с молекулярным весом 300-800 более предпочтительно составляет 0,3%-5,0% по площади или, особенно предпочтительно, 0,5%-3,5% по площади.
И содержание компонента с молекулярным весом 3000-5000, и содержание компонента с молекулярным весом 300-800, описанные выше, можно регулировать в зависимости от содержания компонента, имеющего любой указанный выше молекулярный вес в связующей смоле или в любой другой присадке к тонеру. Кроме того, содержание каждого из этих компонентов можно регулировать в зависимости от условий нагревания, условий охлаждения или условий декомпрессии во время перемешивания или реакции полимеризации. Содержание каждого из этих компонентов также можно регулировать, например, регулируя условия нагревания и условия охлаждения с помощью устройства для модификации поверхности.
Предпочтительно также во время производства смолы добавлять растворитель, способный растворять смолу, используемую как связующую смолу или как любую другую присадку, такой как толуол или ксилол. Содержание компонента с молекулярным весом 3000-5000 можно удобно регулировать, уменьшая вязкость реакционной системы для ускорения реакции полимеризации. Кроме того, во второй половине реакции полимеризации смола не твердеет, поэтому реакция полимеризации может быть достаточно продвинутой и содержание компонента с молекулярным весом 300-800 можно соответственно регулировать.
Когда частицы тонера производятся способом полимеризации, содержание компонента, имеющего любой описанный выше молекулярный вес, можно регулировать, например, количеством вводимого инициатора полимеризации, температурой нагрева во время реакции полимеризации, и шагом нагрева, и шагом декомпрессии после реакции полимеризации. Предпочтительно также использовать такой способ в комбинации со способом, при котором добавляют растворитель.
Когда частицы тонера производят способом, при котором в качестве сырья применяется смола, например способом влажного гранулирования, например, так называемой суспензией раствора; способом сухого гранулирования, типично осуществляемым перемешиванием и распылением; или способом, при котором гранулирование осуществляют путем высушивания смолы, растворенной в растворителе, например, способом сушки распылением, также предпочтительно после изготовления промывать смолу растворителем, содержащим низшие спирты, такие как метанол или этанол. При попытке увеличить содержание в смоле компонента с молекулярным весом 3000-5000 содержание компонента с молекулярным весом 300-800 также имеет тенденцию к увеличению. Промывка такой смолы вышеупомянутым растворителем, содержащим низшие спирты, может снизить содержание не вступившего в реакцию мономера или олигомера и позволяет соответственно регулировать содержание компонента с молекулярным весом 300-800.
Тонер каждого цвета по настоящему изобретению имеет среднюю круглость, предпочтительно 0,94-0,995. В проявляющем устройстве тонер имеет тенденцию повреждаться в результате механического воздействия элемента, наносящего тонер, элемента несущего электростатическое изображение или любого другого элемента. Часть тонера обкалывается и в некоторых случаях образует тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любому из элементов, изменяя зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняя бумагу и, в некоторых случаях, внешний вид изображения ухудшается. В частности, в случае тонера с высокой окрашивающей способностью, например тонера по настоящему изобретению, зарядная характеристика тонера чувствительна к красящему веществу, даже когда прилипает очень малое количество тонкоизмельченного порошка, и степень, в которой загрязняется бумага, к которой прилипает этот тонкоизмельченный порошок, имеет тенденцию к увеличению. Когда средняя круглость меньше 0,940, выступающие части частиц тонера имеют тенденцию к отламыванию и при непрерывной печати возникает тенденция к ухудшению изображения. С другой стороны, когда средняя круглость превышает 0,995, возникает тенденция к появлению дефектов изображения из-за плохой очистки. Соответственно, средняя круглость, более предпочтительно, составляет 0,955-0,990 или, особенно предпочтительно, 0,965-0,988.
Кроме того, по той же причине, что описана выше, тонер каждого цвета по настоящему изобретению имеет стандартное отклонение круглости, равное прибл. 0,005-0,045. Причина выбора этого диапазона описана ниже. Любая из частиц тонера по настоящему изобретению имеет большую способность к проявлению цвета, чем частицы обычного тонера, чтобы можно было уменьшить количество тонера на бумаге. Соответственно, тонер чувствителен к наличию частиц, круглость которых сильно отличается от средней величины круглости.
Примеры воска, используемого в настоящем изобретении, приведены ниже. Воск на основе алифатического углеводорода, такого как полиэтилен с низким молекулярным весом, полипропилен с низким молекулярным весом, сополимер олефина, микрокристаллический воск, твердый парафин или воск Фишера-Тропша (Fischer-Tropsch), оксид воска на основе алифатического углеводорода, такой как окисленный полиэтиленовый воск и его блок-сополимеры; воск, в основном состоящий из эфира жирных кислот, такой как карнаубский воск или монтан-воск; воск образованный раскисленной частью или всем эфиром жирной кислоты, например раскисленный карнаубский воск.
К дополнительным примерам относятся насыщенные линейные жирные кислоты, такие как пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, монтановая кислота; ненасыщенные жирные кислоты, такие как брассидиновая кислота, элеостеариновая кислота или паринаровая кислота; насыщенные спирты, такие как стеариловый спирт, аралкиловый спирт, бегениловый спирт, лигноцериновый спирт, цериловый спирт или мерициловый (mericyl) спирт; полиспирты, такие как сорбитол; амиды жирных кислот, такие как линолеокислый амид, олеокислый амид, лауриновокислый амид; бисамиды насыщенных жирных кислот, такие как метиленбисамид стеарат, этиленбисамид капрат или гексаметиленбисамид стеарат; амиды ненасыщенных жирных кислот, такие как этиленбисамид олеат, гексаметиленбисамид олеат, N,N'-диолеиламид адипат или N,N'-диолеиламид себацинат; ароматические бисамиды, такие как m-ксилолбисамид стеарат или N,N'-дистеариламид изофталат; соли металлов жирных кислот (которые обычно именуют "металлическое мыло"), такие как стеарат кальция, лаурат кальция, стеарат цинка или стеарат магния; привитой воск, полученный прививочной реакции (graft reaction) воска на основе алифатического углеводорода и винилового мономера, такого как стирол или акриловая кислота; частично эстерифицированный продукт, полученный реакцией жирной кислоты и полиспирта, например моноглицерид бегенат; и сложные метиловые эфиры, имеющие гидроксильную группу, полученные гидрогенизацией растительного масла.
Особенно предпочтительным воском, используемым в настоящем изобретении, является воск на основе алифатических углеводородов. К предпочтительным примерам такого воска относятся: олефиновый полимер с низким молекулярным весом, полученный радикалоцепной полимеризацией олефина при высоком давлении или полимеризацией олефина с применением катализатора Циглера (Ziegler) или металлоценового катализатора при низком давлении; воск Фишера-Тропша (Fisher-Tropsch), синтезированный из угля или природного газа; олефиновый полимер, полученный пиролизом олефинового полимера с высоким молекулярным весом; синтетический углеводородный воск, полученный из остатка дистилляции углеводородов, полученных из синтетического газа, содержащего моноксида углерода и водород, методом Arge или синтетический углеводородный воск, полученный методом его гидрогенизации. Более предпочтительно используется углеводородный воск, сепарированный методом отжима (press sweating), с использованием растворителя, вакуумной дистилляцией или фракционированной кристаллизацией.
Углеводород, являющийся компонентом углеводородного воска, предпочтительно является углеводородом, синтезированным реакцией между моноксидом углерода и водородом с использованием катализатора на основе оксида металла (множественная система, во многих случаях состоящая из двух или более видов) [например, углеводородное соединение, синтезированное методом synthol или hydrocol (при которых используется псевдоожиженный слой катализатора)], углеводород, имеющий до нескольких сотен атомов углерода, полученный методом Arge (при котором используется идентификационный слой катализатора, с помощью которого можно получить большое количество воскообразного углеводорода, углеводород, полученный полимеризацией алкилена, такого как этилен, с использованием катализатора Циглера, или твердый парафин, поскольку любой такой углеводород является насыщенным, длинным линейным углеводородом с небольшим количеством небольших ответвлений. Воск, синтезированный методом, не связанным с полимеризацией алкилена, является особенно предпочтительным благодаря полученному распределению молекулярных весов.
Молекулярный вес воска предпочтительно является следующим: основной пик присутствует в области молекулярных весов от 350 до 2000. Воск предпочтительно имеет средневзвешенный молекулярный вес от 400 до 3000 и среднечисловой молекулярный вес от 300 до 1800. Создание воска с таким молекулярным весом может придать тонеру желательные тепловые характеристики. Молекулярный вес воска можно регулировать в зависимости от типа используемого воска и условий, в которых воск производится.
В настоящем изобретении предпочтительными этапами производства тонера являются: первый этап замешивания (так называемая переработка маточной смеси), при котором замешивают сырье для получения первого замешанного продукта; второй этап замешивания, при котором замешивают первый замешенный продукт с другими добавляемыми материалами для получения тонкоизмельченной красящей композиции. Воск по настоящему изобретению можно добавлять одновременно с материалами, включающими связующее, на втором этапе замешивания, но предпочтительно воск добавляют к композиции смолы заранее, в состоянии диспергатора воска, чтобы красящее вещество могло диспергироваться в тонере более мелко и чтобы можно было смягчить ощущение зернистости в области малой плотности.
Диспергатор воска содержит воск и диспергирующую воск среду, при этом диспергирующая воск среда, которая является продуктом реакции между полиолефином и виниловым полимером, более предпочтительно получена путем прививки винилового полимера к полиолефину. Дополнительно, матка диспергатора воска, заранее полученная плавлением и перемешиванием полученного диспергатора воска и полиэфирной смолы в соответствующей пропорции, является более предпочтительной, поскольку улучшается степень дисперсии красящего вещества на втором этапе замешивания.
Далее следует подробное описание диспергатора воска.
Диспергатор воска желательно имеет среду дисперсии воска, содержащую, по меньшей мере, виниловый полимер, синтезированный с использованием одного, двух или более видов виниловых мономеров и полиолефин.
Далее "матка диспергатора воска" полученная путем плавления диспергатора воска и перемешивания расплавленного диспергатора в полиэфирной смоле, желательно добавляется на этапе второго замешивания во время производства тонера.
Примерами винилового мономера, используемого как дисперсионная среда для воска, являются: стиролы, такие как о-метилстирол, m-метилстирол, р-метилстирол, р-метоксистирол, р-фенилстирол, р-хлорстирол, 3,4-дихлорстирол, р-терт-бутилстирол, р-n-гексилстирол, р-n-октилстирол, р-n-нонилстирол, р-n-децилстирол, р-n-додецилстирол и их производные; α-метилен алифатические монокарбоксильные кислоты и их сложные эфиры, такие как метакрилат, этилметакрилат, пропилметакрилат, n-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, n-октилметакрилат, додецилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, стеарилметакрилат, фенилметакрилат, диметиламиноэтилметакрилат, и диэтиламиноэтилметакрилат; акриловые сложные эфиры, такие как метилакрилат, этилакрилат, n-бутилакрилат, изобутилакрилат, пропилакрилат, n-октилакрилат, додецилакрилат, 2-этилгексилакрилат, стеарилакрилат, 1-хлороэтилакрилат и фенилакрилат;  производные акрилатов или метакрилатов, такие как акрилонитрил, метакрилонитрил и акриламид.
Далее, примерами винилового мономера являются: ненасыщенные двухосновные кислоты, такие как малеиновая кислота, цитраконовая кислота, итаконовая кислота, алкенилянтарная кислота, фумаровая кислота, мезаконовая кислота; ангидриды ненасыщенных двухосновных кислот, такие как ангидрид малеиновой кислоты, ангидрид цитраконовой кислоты, ангидрид итаконовой кислоты и ангидрид алкенилянтарной кислоты; полуэфиры ненасыщенных основных кислот, такие как полуэфир метилмалеата, полуэфир этилмалеата, полуэфир бутилмалеата, полуэфир метилцитраконата, полуэфир этилцитраконата, полуэфир бутилцитраконата, полуэфир метилитаконата, полуэфир алкенилянтарной кислоты, полуэфир метилфумарата, и полуэфир метилмезаконата; эфиры насыщенных основных кислот, такие как диметилмалеат и диметилфумарат; ангидриды α,β-ненасыщенных кислот, таких как акриловая кислота, метакриловая кислота, кретоновая кислота и коричная кислота; α,β-ненасыщенные ангидриды, такие как ангидрид кретоновой кислоты, ангидрид и ангидриды коричной кислоты, и ангидриды вышеупомянутых α,β-ненасыщенных кислот и низшие алифатические кислоты; мономеры, имеющие карбоксильную группу, такие как алкенилмалоновая кислота, алкенилглутаровая кислота и алкениладипиновая кислота и их ангидриды и моноэфиры.
Далее, примерами винилового мономера являются: эфиры акриловой кислоты или эфиры метакриловой кислоты, такие как 2-гидроксиэтилакрилат, 2-дроксиэтилметакрилат, и 2-гидроксипропилметакрилат; и мономеры, имеющие гидроксильную группу, такие как 4-(1-гидрокси-1-метилбутил)стирол и 4-(1-гидрокси-1-метлгексил)стирол.
Из перечисленных особенно предпочтительными являются сополимеры стирола и азотсодержащий акрилат или метакрилат.
В распределении молекулярных весов дисперсионной среды для воска, имеющей по меньшей мере виниловый полимер, синтезированный с использованием винилового мономера и полиолефина по ГПХ, средневзвешенный молекулярный вес (Mw) предпочтительно составляет 5000-100000, среднечисловой молекулярный вес (Mn) предпочтительно составляет 1500-15000, и отношение (Mw/Mn) средневзвешенного молекулярного веса (Mw) к среднечисловому молекулярному весу (Mn) предпочтительно составляет от 2 до 40, что объясняется следующими причинами.
Когда средневзвешенный молекулярный вес (Mw) дисперсионной среды воска меньше 5000, среднечисловой молекулярный вес (Mn) дисперсионной среды воска менее 1500 или отношение (Mw/Mn) средневзвешенного молекулярного веса (Mw) к среднечисловому молекулярному весу (Mn) меньше 2, стабильность тонера при хранении может ухудшиться.
Когда средневзвешенный молекулярный вес (Mw) дисперсионной среды воска превышает 100000, среднечисловой молекулярный вес (Mn) дисперсионной среды воска превышает 15000 или отношение (Mw/Mn) средневзвешенного молекулярного веса (Mw) к среднечисловому молекулярному весу (Mn) превышает 40, воск, мелко диспергированный в диспергаторе, не может быстро мигрировать к поверхности расплавленного тонера во время фиксирования и плавления, и в некоторых случаях эффект воска не может проявиться в достаточной степени.
Полиолефин в дисперсионной среде воска предпочтительно имеет величину локального максимума для наивысшего эндотермического пика на 80-140°С. на эндотермической кривой во время увеличения температуры, измеренного с помощью DSC.
о
Когда величина локального максимума наивысшего эндотермического пика полиолефина находится ниже 80С или превышает 140°С, в любом случае структура ответвлений (прививки), формируемых из полиолефина и сополимера, синтезируемого с использованием винилового мономера, теряется. Соответственно, углеводородный воск диспергируется грубо, и при производстве тонера происходит сегрегация углеводородного воска, в результате чего могут возникать дефекты изображения, такие как непропечатанные растровые точки. Примерами полиолефина являются полиэтилен и сополимер этиленпропилена; из них, в частности, особенно предпочтительным является полиэтилен низкой плотности из-за его эффективности в реакции между сополимером и полиолефином.
Компонент, растворимый в тетрагидрофуране (ТГФ) в тонере каждого цвета по настоящему изобретению, имеет показатель кислотности предпочтительно 0,1-50,0 мгКОН/г. Поскольку тонер по настоящему изобретению имеет большое количество красящего вещества, дисперсионная характеристика красящего вещества в тонере имеет тенденцию к уменьшению. Однако значение показателя кислотности связующей смолы в указанном выше диапазоне позволяет улучшить дисперсионную характеристику красящего вещества и улучшить свойства проявления цвета и характеристики фиксирования тонера.
В голубом тонере, пурпурном тонере, желтом тонере и черном тонере по настоящему изобретению в качестве связующей смолы можно использовать любую из известных связующих смол. Предпочтительно, связующая смола в основном состоит из смолы, выбранной из ряда, содержащего (а) полиэфирную смолу, (b) гибридную смолу, имеющую полиэфирный элемент и элемент сополимера винила, (с) смесь гибридной смолы и сополимера винила, (d) смесь гибридной смолы и полиэфирной смолы, (е) смесь полиэфирной смолы и сополимера винила, (f) смесь полиэфирной смолы, гибридной смолы, имеющей полиэфирный элемент и элемент сополимера винила, и винилового сополимера.
Когда в качестве связующей смолы используется полиэфирная смола, в качестве исходных мономеров можно использовать многоатомный спирт и, например, многоосновную карбоновую кислоту, ангидрид многоосновной карбоновой кислоты или поликарбоксилат.
Примерами компонента, состоящего из двухатомного спирта, являются: алкиленоксидные аддукты бисфенола А, такие как полиоксипропилен(2.2)-2,2-бис(4-гидрофенил)пропан, полиоксипропилен(3.3)-2,2-бис(4-гидрофенил)пропан, полиоксипропилен(2.0)-2,2-бис(4-гидрофенил)пропан, полиоксипропилен(2.0)-полиоксиэтилен (2.0)-2,2-бис(4-гидрофенил)пропан и полиоксипропилен(6)-2,2-бис(4-гидрофенил)пропан; этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, неопентилгликоль, 1,4-бутендиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,4-циклогександиметанол, дипропиленгликоль, полипропиленгликоль, политетраметиленгликоль, бисфенол А и гидрированный бисфенол А.
Примерами спиртового компонента, содержащего три или более гидроксильные группы, являются сорбит, 1,2,3,6-гексантетрол, 1,4-сорбитан, пентаэритритол, дипентаэритритол, трипентаэритритол, 1,2,4-бутантриол, 1,2,5-пентантриол, глицерол, 2-метилпропантриол, 2-метил-1,2,4-бутантриол, триметилолметан, триметилолпропан и 1,3,5-тригидроксиметилбензол.
Примерами компонента на основе карбоновой кислоты являются ароматические двухосновные карбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота, и терефталевая кислота, и их ангидриды; алкилы двухосновной карбоновой кислоты, такие как янтарная кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота и азелаиновая кислота, и их ангидриды; янтарные кислоты, замещенные алкильной группой, имеющей 6-12 атомов углерода, и их ангидриды; ненасыщенные двухосновные карбоновые кислоты, такие как фумаровая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота, и их ангидриды; и n-додеценил-янтарная кислота и индодеценил-янтарная кислота.
Из перечисленных, в частности, предпочтительной является полиэфирная смола, полученная конденсационной полимеризацией с использованием производной бисфенола, представленной нижеприведенной общей формулой (1), в качестве диолового компонента, и с использованием в качестве карбоновой кислоты двухвалентной карбоновой кислоты, ее ангидрида или низшего эфира ее алкила (такого как фумаровая кислота, малеиновая кислота, ангидрид малеиновой кислоты, фталевая кислота, и терефталевая кислота) в качестве кислого компонента, поскольку смола или элемент, служащий цветным тонером, имеет прекрасные зарядные свойства.
(Химическая формула 1)
Примеры многоосновной карбоновой кислоты, имеющей три или более гидроксильные группы для формирования полиэфирной смолы, имеющей участок сшивания, включают 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,5-бензолтрикарбоновую кислоту, 1,2,4-нафталинтрикарбоновую кислоту, 2,5,7-нафталинтрикарбоновую кислоту, 1,2,4,5-бензолтетракарбоновую кислоту или их ангидриды и эфирные соединения.
Количество многоосновной карбоновой кислоты, имеющей три или более гидроксильные группы, предпочтительно составляет 0,1-1,9 мол.% от общего количества мономеров. Кроме того, при использовании гибридной смолы, содержащей полиэфирный элемент, который является продуктом поликонденсации многоатомного спирта и многоосновной кислоты, с эфирными связями в основной цепочке, и виниловый полимерный элемент, который в полимере, имеющем основание из ненасыщенного углеводорода, в качестве связующей смолы, дополнительно улучшает дисперсность воска и фиксирование при низких температурах, и это позволяет ожидать повышения сопротивления смещению.
Гибридная смола, используемая в настоящем изобретении, относится к смолам, в которых виниловый полимерный элемент и полиэфирный элемент химически связаны друг с другом. Более конкретно, полиэфирный элемент и виниловый полимерный элемент, полученные полимеризацией мономера, имеющего карбоксильную группу, такую как (мет)акрилат, образуют смолу через реакцию переэтерификации. Предпочтительно полиэфирный элемент и виниловый полимер образуют привитый (graft) сополимер (или блок-сополимер), в котором виниловый полимер служит полимером главной цепи, а полиэфирный элемент служит полимером ответвления.
Примерами виниловых мономеров для формирования винилового полимера являются: стирол, такой как стирол, о-метилстирол, m-метилстирол, р-метилстирол, α-метилстирол, р-фенилстирол, р-этилстирол, 2,4-диметилстирол, р-n-бутилстирол, р-терт-бутилстирол, p-n-гексилстирол, p-n-октилстирол, p-n-нонилстирол, p-n-децилстирол, p-n-додецилстирол, p-метоксистирол, p-хлоростирол, 3,4-дихлоростирол, m-нитростирол, о-нитростирол, р-нитростирол, и их производные; ненасыщенные моноолефины, такие как этилен, пропилен, бутилен и изобутилен; ненасыщенные полиены, такие как бутадиен и изопрен; винилгалогениды, такие как винилхлорид, винилиденхлорид, винилбромид и винилфторид; сложные эфиры винила, такие как винилацетат, винилпропионат и винилбензоат; α-метилен алифатические монокарбоксилаты, такие как метилметакрилат, этилметакрилат, пропилметакрилат, n-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, n-октилметакрилат, додецилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, стеарилметакрилат, фенилметакрилат, диметилдиаминоэтилметакрилат и диэтилдиаминоэтилмметакрилат; акрилаты, такие как метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, n-бутилакрилат, изобутилакрилат, n-октилакрилат, додецилакрилат, 2-этилгексилакрилат, стеарилакрилат, 2-хлорэтилакрилат и фенилакрилат; виниловые эфиры, такие как винилметиловый эфир, винилэтиловый эфир и винилизобутиловый эфир; винилкетоны, такие как винилметилкетон, винилгексилкетон и метилизопропенилкетон; N-виниловые соединения, такие как N-винилпиррол, N-винилкарбазол, N-винилиндол и N-винилпирролиндол; винилнафталины; акрилатные или метакрилатные производные, такие как акрилонитрил, метакрилонитрил и аклилоамид.
Далее примеры виниловых мономеров для формирования винилового полимера включают: ненасыщенные двухосновные кислоты, такие как малеиновая кислота, цитраконовая кислота, итаконовая кислота, алкенилянтарная кислота, фумаровая кислота и мезаконовая кислота; ангидриды ненасыщенных двухосновных кислот, такие как ангидрид малеиновой кислоты, ангидрид цитаконовой кислоты, ангидрид итаконовой кислоты, и ангидрид алкенилянтарной кислоты; полуэфиры ненасыщенных двухосновных кислот, такие как метиловый полуэфир малеиновой кислоты, этиловый полуэфир малеиновой кислоты, бутиловый полуэфир малеиновой кислоты, метиловый полуэфир цитраконовой кислоты, этиловый полуэфир цитраконовой кислоты, бутиловый полуэфир цитраконовой кислоты, метиловый полуэфир итаконовой кислоты, метиловый полуэфир алкенилянтарной кислоты, метиловый полуэфир фумаровой кислоты и метиловый полуэфир мезаконовой кислоты; сложные эфиры ненасыщенных двухосновных кислот, такие как диметилмалеат и диметилфумарат; α,β-ненасыщенные кислоты, такие как акриловая кислота, метакриловая кислота, кротоновая кислота и коричная кислота; ангидриды α,β-ненасыщенных кислот, такие как ангидрид кротоновой кислоты и ангидрид коричной кислоты; ангидриды вышеуказанных α,β-ненасыщенных кислот и низших алифатических кислот; и мономеры, каждый из которых содержит карбоксильную группу, например, алкенилмалоновая кислота, алкенилглутаровая кислота и алкениладипиновая кислота, их ангидриды и их сложные моноэфиры.
Далее, примерами виниловых мономеров для формирования винилового полимера, являются: акрилаты или метакрилаты, такие как 2-гидроксиэтилакрилат,2-гидроксиэтилметакрилат и 2-гидроксипропилметакрилат и мономеры. имеющие гидроксильные группы, такие как 4-(1-гидрокси-1-метилбутил)стирол и 4-(1-гидрокси-1-метилгексил)стирол.
В тонере каждого цвета по настоящему изобретению элементы винилового полимера связующих смол могут иметь сшивающую структуру, сшитую сшивающим агентом, имеющим две или более виниловые группы. Примеры сшивающего агента, используемого в этом случае, включают: ароматические дивиниловые соединения, такие как дивинилбензол и дивинилнафталин; соединения диакрилата, связанные друг с другом алкильной цепочкой, такие как этиленгликольдиакрилат, 1,3-бутиленгликольдиакрилат неопентилгликольдиакрилат, и перечисленные выше соединения, в названии которых "акрилат" заменен на "метакрилат"; соединения диакрилата, связанные друг с другом алкильной цепочкой, содержащей эфирную связь, такие как диэтиленгликольдиакрилат, полиэтиленгликоль #400 диакрилат, полиэтиленгликоль #600 диакрилат, дипропиленгликольдиакрилат и перечисленные выше соединения, в названии которых "акрилат" заменен на "метакрилат"; и соединения диакрилата связанные друг с другом цепочкой, содержащей ароматическую группу и эфирную связь, такие как полиоксиэтилен(2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропандиакрилат, полиоксиэтилен(4)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропандиакрилат, и перечисленные выше соединения, в названии которых "акрилат" заменен на "метакрилат".
Примеры полифункциональных сшивающих агентов включают: пентаэритритолтриакрилат, триметилолэтантриакрилат, триметилолпропантриакрилат, тетраметилолметантетраакрилат, олигоэфиракрилаты и перечисленные выше соединения, в названии которых "акрилат" заменен на "метакрилат"; и триаллилцианурат и триаллилтримеллитат.
Когда в настоящем изобретении используется гибридная смола, по меньшей мере один из элемента винилового полимера и элемента сложного полиэфира предпочтительно содержит мономерный компонент, способный вступать в реакцию с обоими компонентами смолы. Примерами мономера, способного вступать в реакцию с виниловым полимером, среди мономеров, каждый из которых образует полиэфирный элемент, являются ненасыщенные дикарбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, малеиновая кислота, цитраконовая кислота и итаконовая кислота, а также ангидриды этих кислот. Примерами мономера, способного вступать в реакцию с полиэфирным элементом, среди мономеров, каждый из которых образует виниловый полимерный элемент, являются виниловые мономеры, каждый из которых имеет карбоксильную группу или гидроксильную группу, и акрилаты или метакрилаты.
Способом получения продукта в результате реакции между виниловым полимерным элементом и полиэфирным элементом предпочтительно является способ, при котором одну или обе смолы указанного винилового полимерного элемента и полиэфирного элемента подвергают реакции полимеризации в присутствии полимера, содержащего мономерный компонент, способный вступать в реакцию с каждым из элементов.
Примерами инициализаторов полимеризации, используемых при производстве винилового полимера по настоящему изобретению, являются 2,2'-азобисизобутиронитрил, 2,2'-азобис(4-метокси-2,4-диметилвалеронитрил), 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрил), 2,2'-азобис(2-метильутиронитрил), диметил-2,2'-азобисизобутират, 1,1'-азобис(1-циклогексанкарбонитрил), 2-(карбамойлазо)-изобутиронитрил, 2,2'-азобис(2,4,4-триметилпентан), 2-фелилазо-2,4-диметил-4-метоксивалеронитрил, 2,2'-азобис(2-метилпропан), пероксиды кетонов, такие как перекись метилэтилкетона, перекись ацетилацетона, и перекись циклогексанона, 2,2-бис(трет-бутилперокси)бутан, гидроперекись трет-бутила, гидроперекись изопропилбензола, гидроперекись 1,1,3,3-тетраметилбутила, перекись ди-трет-бутила, перекись трет-бутила и изопропилбензола, перекись дикумила, α,α'-бис(трет-бутилпероксиизопропил)бензол, перекись изобутила, перекись октаноила, перекись деканоила, перекись лауроила, перекись 3,5,5-триметилгексаноила, перекись бензоила, перекись m-толуоила, диизопропилпероксикарбонат, ди-2-этилгексил, пероксикарбонат, ди-n-пропилпероксикарбонат, ди-2-этоксиэтилпероксикарбонат, диметоскиизопропилпероксикарбонат, ди(3-метил-3-метоксибутил)пероксикарбонат, перекись ацетилциклогексилсульфонила, пероксиацетат трет-бутила, пероксиизобутират трет-бутила, пероксипеодеканоат трет-бутила, перокси-2-этилгексаноат трет-бутила, пероксилаурат трет-бутила, пероксибензоат трет-бутила, пероксиизопропилкарбонат трет-бутила, пероксиизофталат ди-трет-бутила, пероксиаллилкарбонат трет-бутила, перокси-2-этилгексаноат трет-амила, пероксигексагидротерефталат ди-трет-бутила и пероксиазелат ди-трет-бутила.
Примеры способа приготовления гибридной смолы для использования в тонере каждого цвета по настоящему изобретению, являются следующие способы, описанные ниже под позициями (1)-(6).
(1) В качестве компонента гибридной смолы можно использовать соединение сложного эфира, синтезированное путем раздельного изготовления винилового полимера и полиэфирной смолы, при этом виниловый полимер и полиэфирную смолу подвергают растворению и набуханию в небольшом количестве органического растворителя, добавляют в раствор катализатор этерификации и спирт, нагревают смесь для проведения реакции переэтерификации.
(2) Способ, в котором полиэфирный элемент и компонент гибридной смолы получают в присутствии винилового полимера после получения винилового полимера. Компонент гибридной смолы получают путем реакции между элементом винилового полимера (при необходимости можно добавлять мономер на основе винила) и мономер сложного полиэфира (например, спиртом или карбоновой кислотой) и/или сложный полиэфир. В этих случаях также можно использовать подходящий органический растворитель.
(3) Способ, при котором виниловый полимер и компонент гибридной смолы получают в присутствии полиэфирного элемента после того, как он будет получен. Компонент гибридной смолы получают реакцией между полиэфирным элементом (при необходимости можно добавлять полиэфирный мономер) и/или мономером на основе винила.
(4) Способ получения компонента полимерной смолы содержит этапы, при которых: получают виниловый полимерный элемент и элемент полиэфира; добавляют мономер на основе винила и/или полиэфирный мономер (например, спирт или карбоновую кислоту) в присутствии этих полимерных элементов. В этом случае при необходимости также можно использовать органический растворитель.
(5) Способ, при котором после получения компонента гибридной смолы мономер на основе винила и/или мономер полиэфира (например, спирт или карбоновую кислоту) добавляют для проведения реакции полимеризации и/или конденсационной полимеризации для получения винилового полимерного элемента и полиэфирного элемента. В этом случае в качестве компонента также можно использовать гибридную смолу, полученную любым из способов по п.п. (2)-(4), а также полученную известными способами. Кроме того, при необходимости можно использовать органический растворитель.
(6) Способ, при котором виниловый мономер и полиэфирный мономер (например, спирт или карбоновую кислоту) смешивают для последовательного проведения реакций аддитивной полимеризации и конденсационной полимеризации для получения винилового полимерного элемента, полиэфирного элемента и компонента, являющегося гибридной смолой. Кроме того, при необходимости можно использовать органический растворитель.
В каждом из способов, описанных выше под п.п. (1)-(5), для винилового полимерного элемента и для полиэфирного элемента можно использовать множественные полимерные элементы, отличающиеся друг от друга молекулярным весом и степенью сшивания.
Следует отметить, что смесь вышеуказанной полиэфирной смолы и винилового полимера, смесь вышеописанной гибридной смолы и винилового полимера или смесь вышеуказанной полимерной смолы, вышеуказанной гибридной смолы и винилового полимера можно использовать как связующую смолу, входящую в состав тонера каждого цвета по настоящему изобретению.
Тонер каждого цвета по настоящему изобретению содержит нерастворимое в тетрагидрофуране (ТГФ) вещество в количестве предпочтительно 5%-90% по массе, более предпочтительно - 5%-70% по массе или, еще более предпочтительно, 5%-50% по массе. Это объясняется тем что дополнительно улучшается баланс между стабильностью при хранении или стабильностью проявления и способностью к фиксированию при низкой температуре.
В настоящем изобретении агентом, регулирующим заряд, вводимом в тонер, может быть любой известный агент. В частности, предпочтительным является соединение металла ароматической карбоновой кислоты, поскольку оно не имеет цвета, имеет высокую скорость заряда тонера и может стабильно поддерживать постоянную величину заряда.
Примерами применяемого агента, регулирующего отрицательный заряд, являются металлические соединения салициловой кислоты, металлические соединения нафтойной кислоты, металлические соединения дикарбоновой кислоты, высокомолекулярные соединения, имеющие в боковой цепочке сульфоновую кислоту или карбоновую кислоту, соединения бора, соединения мочевины, соединения кремния и каликсарены. Примерами применяемых агентов, регулирующих положительный заряд, являются четвертичная соль аммония, высокомолекулярные соединения, имеющие в боковой цепочке четвертичную соль аммония, соединение гуанидина и соединение имидазола. Из них особенно предпочтительным является алюминий 3,5-ди-тертбутилсалицил, поскольку он обеспечивает быстрый рост величины заряда. Агент, регулирующий заряд, может добавляться в внутрь частиц тонера или снаружи относительно частиц тонера. Добавляемое количество агента, регулирующего заряд, предпочтительно составляет 0,5-10 частей по массе на 100 частей по массе связующей смолы.
Из них предпочтительными являются соединения, имеющие следующие характеристики: соединение имеет сульфоновую группу и амидная связь между сульфоновой группой и амидной связью имеет алкильную, эфирную или арильную группу, имеющую 1-12 атомов углерода, и имеет амидную сульфоновую группу. Конкретные примеры соединения, включающего соединения, каждое из которых имеет амидную сульфоновую группу, представлены следующей общей формулой (2)
Химическая формула (2)
-А1-В1-SO<sub>3</sub>R1
(2)
где В1 представляет ароматическое кольцо, алкильную группу, имеющую 2-12 атомов углерода или эфирную группу, имеющую 2-12 атомов углерода, которые могут иметь замещающий атом, которым является атом водорода, гидроксильная группа, или алкильная, арильная или алкоксильная группа, имеющая 1-12 атомов углерода; R1 представляет атом водорода, ион щелочного металла, ион четвертичного аммония, или алкил, или алкильную группу, имеющую 1-12 атомов углерода, а А1 - представляет амидную связь.
Примером соединения, имеющего сульфоновую амидную группу, предпочтительно является сополимер (мет)акриламида, содержащего сульфоновую группу и другой виниловый мономер. Конкретными примерами предпочтительного (мет)акрилата, содержащего сульфоновую группу, являются 2-акриламид-2-метилпропансульфоновая кислота, и ее соли щелочных металлов, 2-акриламид-2-метилпропанметилсульфонат, 2-акриламид-2-метилпропанэтилсульфонат, 2-акриламид-2-метилпропанпропилсульфонат, и соединение представленное следующей общей формулой:
(Химическая формула 3)
где R2 представляет атом водорода или метильную группу, каждый из R3-R6 независимо представляет атом водорода, гидроксильную группу или алкильную или алкоксильную группу, имеющую 1-6 атомов водорода, и две соседние группы R3-R6 могут образовывать 5- или 6-элементное ароматическое кольцо, а R7 представляет алкильную группу, имеющую 1-4 атома углерода.
Когда соединение, имеющее амидную сульфоновую группу, является смолой, имеющей амидную сульфоновую группу, содержание мономерных элементов в смоле предпочтительно составляет 1,0-30,0 мол.%.
В частицах тонера, каждая их которых содержит смолу, в которой каждый элемент мономера, содержащий амидную сульфоновую группу, присутствует в соответствующем количестве, баланс заряда тонера и баланс дисперсии внутренней присадки можно соответственно регулировать. Когда содержание мономерных элементов, каждый из которых содержит амидную сульфоновую группу в смоле, меньше 1,0 мол.%, эффект сульфоновой группы может проявляться недостаточно. С другой стороны, когда это содержание превышает 30,0 мол.%, заряд тонера проявляет тенденцию к неравномерности, и возникает вуалирование и т.п.
Содержание амидсульфонового соединения в тонере каждого цвета по настоящему изобретению предпочтительно составляет 0,5%-15,0% по массе относительно всего тонера. Наличие соответствующего количества амидсульфонового соединения в тонере позволяет соответственно регулировать заряд тонера или баланс дисперсии внутренней присадки. Когда это содержание меньше 0,5% по массе, эффект амидной сульфоновой группы может быть выражен недостаточно. С другой стороны, когда это содержание превышает 15% по массе, количество, в котором сульфоновые группы присутствуют в тонере, становится столь большим, что влияние любой другой внутренней присадки может стать малым.
В настоящем изобретении к каждой из частиц тонера снаружи можно добавлять известную присадку; особенно предпочтительно добавлять снаружи присадку, улучшающую текучесть для повышения качества изображения и стабильности при хранении в условиях высокой температуры. Предпочтительной присадкой, улучшающей текучесть, является неорганический тонкоизмельченный порошок, выполненный, например, из диоксида кремния, оксида титана или оксида алюминия. Этому неорганическому тонкоизмельченному порошку предпочтительно придают свойство гидрофобности с помощью гидрофобного агента, такого как соединение силана или силиконовое масло или их смеси.
Примерами гидрофобного агента являются: аппретуры, такие как соединение силана, титанатный аппрет, алюминиевый аппрет, и цирконалюминатный аппрет.
Более конкретно, соединение, представленное общей формулой (4) является предпочтительным соединением силана. Примерами соединения силана являются гексаметилдисилазан, винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, метилтриметоксисилан, метилткиэтоксисилан, изобутилтриметоксисилан, диметилдиметоксисилан, диметилдиэтоксисилан, триметилметоксисилан, гидроксипропилтриметоксисилан, фенилтриметоксисилан, n-гексадецилтриметоксисилан и n-октадецилтриметоксисилан. Количество, которому придается гидрофобность, предпочтительно составляет 1-60 массовых частей, более предпочтительно 3-50 массовых частей на 100 массовых частей неорганического порошка, которому не придано свойство гидрофобности.
(Химическая формула 4)
m
n
RSiY
где R представляет алкоксигруппу, m представляет целое число от 1 до 3, Y представляет алкильную группу, винильную группу, фенильную группу, метакрильную группу, аминогруппу, эпоксидную группу, меркаптогруппу или их производные, а n представляет целое число от 1 до 3.
В настоящем изобретении из этих агентов, повышающих текучесть, для гидрофобной обработки поверхности неорганического тонкоизмельченного порошка особенно подходит алкилалкоксисилан, представленный общей формулой (5). Случай, когда в этом алкилалкоксисилане n представляет величину меньше 4, не является предпочтительным, поскольку обработку можно производить легко, но степень, в которой поверхность становится гидрофобной, низка. Когда величина n превышает 12, поверхность показывает существенную гидрофобность, но увеличивается частота, с которой слипаются частицы оксида титана и способность присадки повышать текучесть снижается. Когда величина m превышает 3, реакционная способность алкилалкоксисилана снижается, поэтому становится трудно получить гидрофобную поверхность. Более предпочтительно, чтобы в алкилалкоксисилане величина n составляла 4-8, а m - 1 или 2. Количество, в котором вводится алкилалкоксисилан, предпочтительно составляет 1-60 частей по массе или, более предпочтительно, 3-50 частей по массе на 100 частей по массе неорганического тонкоизмельченного порошка.
(Химическая формула 5)
n
2n+1
m
2m+1
3
CH-Si-(OCH)
где n представляет целое число от 4 до 12, а m - целое число от 1 до 3.
Агент, улучшающий текучесть может подвергаться гидрофобной обработке гидрофобным агентом только одного вида или гидрофобными агентами двух или более видов, используемыми в комбинации. Например, агент может подвергаться гидрофобной обработке гидрофобным агентом только одного вида. Альтернативно, агент может подвергаться гидрофобной обработке одновременно гидрофобными агентами двух или более видов или может подвергаться обработке гидрофобным агентом одного вида, а затем подвергаться дополнительной обработке другим гидрофобным агентом.
Агент, улучшающий текучесть, добавляют в количестве предпочтительно от 0,01 до 5 частей по массе или, боле предпочтительно, от 0,05 до 3 частей по массе на 100 частей по массе частиц тонера.
Голубым красящим веществом, которое может использоваться в настоящем изобретении, например является фталоцианин меди или производное этого соединения, соединение антрахинона или базовый органический пигмент. Красящим веществом, которое может применяться в настоящем изобретении, конкретно является C.I. Pigment Blue 1,2,3, 7, 12, 15:1. 15:2, 15:3,15:4, 16, 17,60, 62 или 66; C.I. Vat Blue 6, C.I. Acid Blue 45, пигмент фталоцианин меди, имеющий структуру, представленную формулой (6) и т.п.
Общая формула (6)
где каждый из Х1-Х4 представляют
или -Н, и R и R' представляют алкиленовую группу, имеющую 1 - 5 атомов углерода, при условии, что исключен случай, когда все X1 - X4 представляют -Н.
Более конкретно, например, в качестве соединения, представленного вышеприведенной общей формулой, может использоваться соединение, представленное формулой 7.
Формула (7)
К примерам пурпурного красящего вещества относятся конденсированное азосоединение, дикетопирролопирроловое соединение, хинакридоновое соединение, базовый органический пигмент, нафтоловое соединение, бензимидазоловое соединение, соединение тиоиндиго и периленовое соединение. Более конкретно, предпочтительными примерами пурпурного красящего вещества являются C.I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 122, 144, 146, 150, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220 и 22254; и C.I. Pigment Violet 19.
К примерам желтого красящего вещества относятся конденсированное азосоединение, изоиндолиноновое соединение, антрахиноновое соединение, азокомплекс металла, метиновое соединение и аллиламидное соединение. Более конкретно, предпочтительными примерами желтого красящего вещества являются C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 155, 168, 174, 176, 180, 181 и 191.
2
2
К примерам черного красящего вещества относятся сажа угольная и любой известный оксид металла или вышеуказанные голубое, пурпурное и желтое красящие вещества. Примерами оксида металла являются оксиды металла, содержащие такой элемент, как железо, кобальт, никель, медь, магний, марганец, алюминий или кремний. Из них предпочтительными является в основном оксид железа, такой как черный железоокисный пигмент, оксид гамма-железа, оксид композита железо-титан, и оксид композита железо-алюминий. Оксид металла может содержать металлический элемент, такой как кремниевый элемент, алюминиевый элемент или натриевый элемент для регулирования зарядной способности тонера. Оксид металла имеет определенную методом БЭТ (Брунауэра, Эммета и Теллера) по поглощению азота удельную площадь поверхности предпочтительно 2-30 м/г, особенно предпочтительно 3-28 м/г и твердость по Моосу 5-7.
Примерами формы оксида металла являются восьмигранник, шестигранник, сфера, игольчатая форма и чешуйчатая форма. Оксид металла предпочтительно имеет форму с малой степенью анизотропии, такую как восьмигранник, шестигранник и сфера, для того, чтобы повысить плотность изображения. Средний размер частиц оксида металла предпочтительно составляет 0,05-1,0 мкм, более предпочтительно - 0,1-0,6 мкм и, еще боле предпочтительно, 0,1-0,4 мкм.
Отражательные спектральные характеристики, применимые для каждого тонера, можно регулировать путем смешивания этих красящих веществ.
В случае, когда тонер имеет высокую окрашивающую способность как тонер по настоящему изобретению, предпочтительно используют два или более вида красящих веществ в смеси, чтобы зарядная характеристика тонера во время непрерывной печати сохранялась на подходящем уровне.
2
3
2-
Для улучшения зарядной стабильности, характеристик проявления, текучести и стабильности при хранении предпочтительно используют тонкоизмельченный порошок, выбранный из тонкоизмельченного диоксида кремния, тонкоизмельченного диоксида титана и композитного оксида. Особенно хорош тонкоизмельченный порошок диоксида кремний. В качестве диоксида кремния можно использовать сухой диоксид кремния, полученный окислением в паровой фазе галогенида или алкоксида кремния и мокрый диоксид кремния, полученный из алкоксида, жидкого стекла и пр. и т.п., при этом сухой диоксид кремния более предпочтителен, поскольку количество силаноловых групп, присутствующих на его поверхности или в тонкоизмельченном пороке диоксида кремния невелико, и количество остатков производства, таких как NaO SO , также невелико. В сухом диоксиде кремния можно использовать композитный тонкоизмельченный порошок из диоксида кремния и любого другого оксида металла можно получить, используя соединение галогенида металла, такое как хлорид алюминия или хлорид титана и соединение галогенида кремния, в комбинации с производственным этапом получения сухого диоксида кремния, и можно использовать такой композитный тонкоизмельченный порошок.
Среднюю круглость частиц тонера каждого цвета по настоящему изобретению можно регулировать, используя устройство для модификации поверхности, которое будет описано ниже.
Тонер каждого цвета по настоящему изобретению можно изготавливать мокрым производственным процессом, например способом суспензионной полимеризации, способом адгезионной агломерации в расплаве, способом суспензии раствора или способом дисперсионной полимеризации, а также сухим производственным процессом, например способом перемешивания и распыления.
В конкретном способе производства перемешиванием и распылением, замешивают связующую смолу, красящее вещество, воск и другой произвольный материал охлаждают и измельчают замешанный продукт, скругляют и сортируют измельченные продукты в соответствии с требованиями, после чего подмешивают вышеописанный агент, улучшающий текучесть.
Сначала, на этапе смешивания исходных материалов, отмеряют заранее определенное количество по меньшей мере смолы и красящего вещества, составляют смесь и перемешивают как агенты, входящие во внутреннюю структуру тонера. Примерами смешивающего устройства являются миксер с двойным конусом (double con mixer) V-образный миксер, барабанный миксер, Супер миксер (Super mixer), миксер Хенкеля (Henschel mixer)и конический винтовой смеситель (nauta mixer).
Далее соединенные и перемешенные как описано выше исходные материалы тонера плавят и замешивают, чтобы расплавить смолу и диспергировать красящее вещество и т.п. в расплаве смолы. На этапе плавки и замешивания, например, можно использовать пластикатор, такой как червячный пластикатор (pressure kneader), смеситель Банбери (Banbury mixer) и пр., или пластикатор непрерывного действия. В последнее время в основном стали использоваться одношнековые или двухшнековые экструдеры благодаря тому, что они позволяют вести производство в непрерывном режиме.
Например, обычно используют двухшнековые экструдеры серии KTK компании KOBE STEEL LTD., двухшнековые экструдеры серии TEM, компании TOSHIBA MSCHINE CO., двухшнековый экструдер компании KCK Corporation, месильную машину компании Buss Co., Ltd., и т.п. Цветную композицию смолы, полученную плавлением и замешиванием исходных материалов тонера, после этапа плавления и замешивания раскатывают на двух валках или на подобном устройстве и затем охлаждают с помощью воды или иным способом.
Затем, на этапе измельчения, полученный охлажденный продукт, состоящий из композиции предварительно окрашенной смолы, полученный описанным выше способом, обычно измельчают до заранее определенного размера частиц. На этапе измельчения композицию предварительно окрашенной смолы сначала подвергают грубому помолу с помощью дробилки, например молотковой мельницы, гребенчатой дробилки и т.п., после чего следует дальнейшее измельчение на системе Criptron компании Kawasaki Heavy Industries Ltd., Super Rotor компании Nisshin Engineering и т.п. Затем измельченные продукты сортируют на ситовом сепараторе, например Elbow-Jet (компании NITTESU MINING CO., LTD), в котором применяется инерционная система сортировки, Turboplex (компании HOSOKAWA MICRON CORPORATION), в котором применяется центробежная система сортировки, и пр. для получения частиц тонера.
По мере необходимости на этапе модификации поверхности можно осуществлять модификацию поверхности и округление, используя, например, систему гибридизации компании NARA MACHINERY CO., или на системе механического оплавления (mechanofusion system) компании HOSOKAWA MICRON CORPORATION.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно на шаге измельчения не применяется механическое измельчение, и устройство, которое осуществляет сортировку и модифицирующую поверхность обработки с помощью силы механического удара используется после измельчения на машине, осуществляющей измельчения струей воздуха для получения частиц тонера. Обработка, модифицирующая поверхность и сортировка могут выполняться отдельно друг от друга, и в этом случае можно использовать ситовый сепаратор, например HIBOLTA компании Shin Tokyo Kikai Corporation, который является воздушным сепаратором. Кроме того, примеры внешней добавки внешних присадок включают смешивание заранее определенного количества тонера и различных известных внешних присадок с последующим перемешиванием, используя в качестве машины для введения внешних присадок высокооборотную мешалку, которая прилагает к порошку сдвигающее усилие, например миксер Хенкеля (Henschel mixer), Супер миксер (Super mixer) и т.п.
На фиг. 7 показан пример устройства для модификации поверхности, используемого в настоящем изобретении.
Устройство для модификации поверхности, показанное на фиг. 7, содержит корпус 55; кожух (не показан), через который может проходить охлаждающая вода и раствор антифриза; сортирующий ротор 41, являющийся сортирующим средством для сортировки частиц на частицы, имеющие размеры, превышающие заранее определенную величину, и тонкоизмельченные частицы, размер которых меньше заранее определенной величины; диспергирующий ротор 46, являющийся средством обработки поверхности указанных частиц путем нанесения по частицам механических ударов; облицовку 44, расположенную по окружности диспергирующего ротора 46 с заранее определенным интервалом; направляющее кольцо 49 для направления отделенных сортирующим ротором 41 частиц, имеющих размер, превышающий заранее определенную величину, на диспергирующий ротор 46; выпускное отверстие 42 для сбора тонкоизмельченного порошка, являющееся выпускным средством для выпуска отсортированных ротором 42 мелких частиц, размер которых меньше заранее определенной величины; отверстие 45 подачи холодного воздуха как средства для циркуляции частиц для направления частиц с обработанной диспергирующим ротором 46 поверхностью на сортирующий ротор 41; отверстие 43 подачи исходного материала для подачи обработанных частиц в корпус 55; отверстие 47 выпуска порошка с выпускной задвижкой 48, выполненной с возможностью открывания и закрывания для выпуска частиц с обработанной поверхностью из корпуса 55.
Сортирующий ротор 41 является цилиндрическим ротором и установлен на одной торцевой поверхности внутри корпуса 55. выпускное отверстие 42 для сбора тонкоизмельченного порошка расположено на одном концевом участке корпуса 55 так, что частицы, имеющиеся внутри сортирующего ротора 41, выбрасываются через него. Отверстие 43 подачи исходного материала расположено на центральной части периферийной поверхности корпуса 55. Отверстие 45 подачи холодного воздуха расположено у другой торцевой поверхности на периферийной поверхности корпуса 55. Отверстие 47 выпуска 47 выполнено на периферийной поверхности корпуса 55 напротив отверстия 43 подачи исходного материала. Выпускная задвижка 48 выполнена возможностью свободно открывать и закрывать выпускное отверстие 47.
Диспергирующий ротор 46 и облицовка 44 расположены между отверстием 45 подачи холодного воздуха и отверстием 43 подачи исходного материала, а также между отверстием 45 подачи холодного воздуха и отверстием 47 выпуска порошка соответственно. Облицовка 44 расположена по окружности вдоль внутренней периферийной поверхности корпуса 55. Как показано на фиг. 8, диспергирующий ротор 46 содержит круглый диск и множество квадратных дисков 50, расположенных нормально к круглому диску вдоль внешней кромки круглого диска. Диспергирующий ротор 46 установлен на другой торцевой стороне корпуса 55 и расположен так, что между облицовкой 44 и каждым квадратным диском 50 имеется заранее определенный зазор. В центральной части корпуса 55 имеется направляющее кольцо 49. Это направляющее кольцо 49 является цилиндрическим элементом, расположенным так, чтобы выступать из положения, в котором оно закрывает часть внешней периферийной поверхности сортирующего ротора 41 до положения рядом с сортирующим ротором 41. Посредством направляющего кольца 49 внутренняя полость корпуса 55 разделена на первое пространство 51, расположенное между внешней периферийной поверхностью направляющего кольца и внутренней периферийной поверхностью кожуха 55, и второе пространство, определенное внутри направляющего кольца 49.
Следует отметить, что диспергирующий ротор 46 вместо прямоугольных дисков 50 может содержать цилиндрические пальцы. Хотя в этом варианте облицовка 44 имеет большое количество канавок, выполненных на ее поверхности напротив квадратного диска 50, облицовка может быть выполнена и без канавок на ее поверхности. Кроме того, в устройстве может содержаться один сортирующий ротор 41, как показано на фиг. 7, или два или более сортирующих ротора 41.
В устройстве для модификации поверхности, имеющем описанную выше конструкцию, когда изделие, которое требует тонкого помола, вводится через отверстие 43 подачи исходного материала и выпускная заслонка 48 находится в закрытом состоянии, сначала введенное изделие, требующее тонкого помола засасывается внутрь вентилятором (не показан) и подвергается сортировке сортирующим ротором 41. В это время мелкие частицы порошка, отсортированные как частицы, имеющие размер, равный заранее определенной величине или меньше нее, проходят сквозь периферийную поверхность сортирующего ротора 41, попадают внутрь сортирующего ротора 41 и затем непрерывно выводятся и извлекаются из устройства наружу. Более грубые частицы порошка, размер которых равен заранее определенной величине или больше нее, переносятся циркуляционным потоком, создаваемым диспергирующим ротором 46, двигаясь по внутренней периферии (второе пространство 52) направляющего кольца 49 благодаря центробежной силе и попадают в зазор (далее именуемый «зона модификации поверхности») между квадратным диском 50 и облицовкой 44. Частицы порошка, введенные в зону модификации поверхности, подвергаются модификации поверхности, получая механические ударные воздействия между диспергирующим ротором 46 и облицовкой 44.
Частицы с модифицированной поверхностью захватываются холодным воздухом, проходящим внутри машины, и также транспортируются вдоль внешней периферии (первое пространство 51) направляющего кольца 49, и попадают на сортирующий ротор 41. Этим сортирующим ротором 41 мелкие частицы выводятся из машины, а грубые частицы возвращаются вновь во второе пространство 52, где операция модификации поверхности для них повторяется. Таким образом в устройстве для модификации поверхности по фиг. 7 сортировка частиц с использованием сортирующего ротора 41 и обработка поверхности частиц с использованием диспергирующего ротора 46 повторяется. Затем, по истечении заданного периода времени, выпускная заслонка 48 открывается для выпуска из выпускного отверстия 47 частиц с модифицированной поверхностью.
5
После проверки предпочтительно отрегулировать период времени, проходящего с момента введения изделия, подлежащего тонкому помолу, до открывания выпускной заслонки (время цикла) и обороты диспергирующего ротора для регулирования средней круглости частиц тонера и количества воска, присутствующего на поверхности тонера. Для увеличения средней круглости увеличивают время цикла или увеличивают окружную скорость диспергирующего ротора. Далее, для ограничения количества используемого антиадгезива, наоборот, уменьшают время цикла или окружную скорость. В частности, если окружная скорость диспергирующего ротора не достигает определенной величины, распыленные изделия невозможно эффективно округлять, поэтому такие распыленные изделия приходится обрабатывать в сферы при увеличенном времени цикла. Окружная скорость предпочтительно составляет 1,2×10 мм/с или более, а время цикла предпочтительно составляет от 5 до 60 секунд с точки зрения нужной регулировки количества, в котором воск присутствует на поверхности тонера и средней круглости тонера.
Когда тонер производится мокрым способом по настоящему изобретению, в качестве стабилизатора дисперсии можно использовать известное поверхностно-активное вещество, или известный органический или неорганический диспергатор. Из них предпочтительно можно использовать неорганический диспергатор, что объясняется следующими причинами: поскольку неорганический диспергатор обеспечивает стабильность дисперсии за счет своего стерического несоответствия, стабильность не нарушается, даже когда меняется температура реакции, и неорганический диспергатор легко вымывается. К примерам такого неорганического диспергатора относятся поливалентные фосфаты металла, такие как фосфат кальция, фосфат магния, фосфат алюминия, фосфат цинка; карбонаты, такие как карбонат кальция и карбонат магния; неорганические соли, такие как метасиликат кальция, сульфат кальция и сульфат бария; неорганические оксиды, такие как гидроксид кальция, гидроксид магния, гидроксид алюминия, диоксид кремния, бентонит и диоксид алюминия.
Один такой неорганический диспергатор или комбинация из двух или более этих неорганических диспергаторов используется в количестве предпочтительно от 0,2 до 20 частей по массе на 100 частей по массе полимеризуемого мономера. Если требуется получить особо тонкий порошок, со средним диаметром частиц 5 мкм и менее, в комбинации можно использовать 0,001-0,1 части по массе поверхностно-активного вещества.
К примерам поверхностно-активных веществ относятся додецилбензолсульфат натрия, тетрадецилсульфат натрия, пентадецилсульфат натрия октилсульфат натрия, олеат натрия, лаурат натрия, стеарат натрия и стеарат калия.
Хотя каждый из этих неорганических диспергаторов можно использовать в том виде, в котором они находятся, частицы каждого из этих неорганических диспергаторов можно производить в водной среде для получения особо тонкоизмельченных частиц. Например, в случае фосфата кальция можно изготовить нерастворимый в воде фосфат кальция, смешивая водный раствор фосфата натрия и водный раствор хлорида кальция при высокоскоростном перемешивании, и можно получить более однородную и боле тонкую дисперсию.
В этом способе суспензионной (бисерной) полимеризации, например, в подвергающийся полимеризации мономер добавляют присадки, включая антиадгезив, состоящий из слабо размягчающегося вещества, красящего вещества, агента, регулирующего заряда, и инициатор полимеризации, которые равномерно растворяют или диспергируют в мономере с помощью диспергирующей машины, например, гомогенизатора или ультразвуковой диспергирующей машины, благодаря чему получают способную к полимеризации композицию мономера. Эту способную к полимеризации композицию мономера диспергируют в водной фазе, содержащей стабилизатор дисперсии, в обычной мешалке, гомогенизирующей мешалке или гомогенизаторе так, чтобы в водной фазе получить каплевидные частицы мономера, способного к полимеризации. Эти частицы полимеризуются и подвергаются, например, фильтрованию, промывке, сушке и сортировке. В этом способе суспензионной полимеризации для того, чтобы каплевидные частицы композиции полимеризуемого мономера могли иметь желаемый размер частиц тонера, предпочтительно выполняют операцию гранулирования с регулируемым временем и регулируемой скоростью перемешивания. После этого остается только выполнять перемешивание в такой степени, чтобы поддерживать состояние частиц и предотвратить седиментацию частиц с помощью стабилизатора дисперсии. Температура полимеризации составляет 40°С или выше, или, обычно, от 50°С до 90°С.
Тонер по настоящему изобретению может использоваться как однокомпонентный проявитель или как двухкомпонентный проявитель, содержащий тонер по настоящему изобретению и носитель.
Когда тонер по настоящему изобретению используется в двухкомпонентном проявителе, он предпочтительно используется в проявителе, содержащем тонер и носитель, имеющем 50% частиц диаметром на основе объема (D50) от 10,0 до 50,0 мкм.
В проявляющем устройстве тонер может повреждаться механическим напряжением, создаваемым носителем, элементом, несущим электростатическое изображение, или любым другим элементом. В частности, на тонер существенное влияние оказывает напряжение от носителя, и часть тонера обкалывается или разрушается, в некоторых случаях образуя тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любым элементам и меняет зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняет бумагу и в некоторых случаях ухудшает внешний вид изображения. В частности, в случае тонера с высокой окрашивающей способностью, как, например, тонера по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества даже, когда прилипают незначительные количества тонкоизмельченного порошка, и появляется тенденция к сильному загрязнению бумаги тонкоизмельченным порошком. Когда D50 носителя превышает 50,0 мкм, отношение тонера, используемого в проявлении к тонеру, который несет носитель, уменьшается, поэтому тонер имеет тенденцию к растрескиванию в проявляющем устройстве. Кроме того, когда тонер используется в уменьшенном количестве на бумаге, растровые точки или линии на изображении имеют тенденцию выкрашиваться (to chip) или сплошные участки изображения склонны к обесцвечиванию. Когда D50 носителя меньше 10 мкм, проявитель проявляет тенденцию к уплотнению (to be packed) в проявляющем устройстве и тонер имеет тенденцию к растрескиванию. Когда используется тонер с высокой окрашивающей способностью, например тонер по настоящему изобретению, тонкоизмельченный порошок, образующийся при обкалывании тонера, оказывает столь сильное влияние на зарядные характеристики тонера, что возникает тенденция к сбоям в формировании изображения при непрерывной печати. Соответственно, D50 носителя более предпочтительно составляет 10,0-45,0 мкм, более предпочтительно - 15,0-40,0 мкм или, особенно предпочтительно, 15,0-35,0 мкм.
По той же причине, что описана выше, носитель в двухкомпонентном проявителе имеет содержание частиц, диаметр который вдвое превышает D50 в распределении по объему, предпочтительно 25,0% или менее. Когда содержание таких частиц превышает 25%, отношение тонера, используемого для проявления к тонеру, переносимому носителем, уменьшается, поэтому появляется тенденция к растрескиванию тонера в проявляющем устройстве. Кроме того, когда тонер используется в уменьшенном количестве на бумаге, растровые точки или линии на изображении имеют тенденцию выкрашиваться или сплошные участки изображения склонны к обесцвечиванию. Соответственно, это содержание более предпочтительно составляет 15,0% или менее или, еще более предпочтительно, 10,0% или менее.
Кроме того, носитель в двухкомпонентном проявителе имеет содержание частиц, диаметром менее половины D50 в распределении по объему, предпочтительно 30,0% или менее. Когда содержание таких частиц превышает 30,0%, проявитель проявляет тенденцию к уплотнению в проявляющем устройстве и тонер проявляет тенденцию к растрескиванию. Когда используется тонер с высокой окрашивающей способностью, такой как тонер по настоящему изобретению, тонкоизмельченный порошок, возникающий в результате обкалывания тонера, оказывает столь сильное влияние на зарядные характеристики тонера, что возникает тенденция к сбоям в формировании изображения при непрерывной печати. Соответственно, это содержание более предпочтительно составляет 20,0% или менее или, еще более предпочтительно, 15,0% и менее.
Диаметр 50% частиц носителя в распределении по объему, содержание частиц носителя с диаметром вдвое больше D50 и содержание частиц с диаметром вдвое меньше D50, описанные выше, можно измерить прибором, проводящим мокрое или сухое лазерное дифракционное измерение распределения частиц по размеру, имеющим возможность измерений от долей микрометра до нескольких сотых микрометра. Более конкретно, для измерений можно использовать лазерный анализатор размеров частиц SALD-3000 (компании Shimadzu Corporation).
В носителе по настоящему изобретению можно использовать один элемент, выбранный из группы, содержащей, например, железо, медь, цинк, никель, кобальт, марганец и хром. Альтернативно, можно использовать носитель, находящийся в композитном ферритном состоянии. Форма носителя является сферической, плоской или аморфной, при этом можно использовать носитель любой из этих форм. Далее, даже тонкая структура, характеризующая поверхность носителя (например, шероховатость поверхности), предпочтительно регулируется. По существу, применялся следующий способ: вышеописанный неорганический оксид кальцинирован и гранулирован так, чтобы получить частицы сердцевины носителя, после чего каждая из этих частиц покрывается смолой. Чтобы ослабить нагрузку, которую создает носитель на тонере, предпочтительно также используется диспергированный с низкой плотностью, полученный замешиванием неорганического оксида и смолы, распылением замешанного продукта и сортировкой распыленных частиц либо используется носитель, имеющий правильную сферическую форму, образованную прямой полимеризацией замешанного продукта, содержащего неорганический оксид и мономер в водной среде.
Покрытый носитель, полученный нанесением смолы на поверхность вышеописанного носителя, является особенно предпочтительным. Для получения покрытого носителя можно использовать способ, при котором растворяют или смешивают смолу в растворителе и наносят раствор или суспензию на носитель, чтобы раствор или суспензия прилипла к носителю, или способ, при котором просто смешивают порошок смолы и носитель, чтобы порошок и носитель слиплись.
Материал покрытия для поверхности носителя различен, в зависимости от материала для тонера. К примерам материала покрытия относится политетрафторэтилен, полимер монохлортрифторэтилена, поливинилиденфторид, силиконовая смола, полиэфирная смола, стирольная смола, акриловая смола, полиамид, поливинилюутирал, и иминоакрилатная смола, и эти материалы могут использоваться по одному или в комбинациях. Количество вышеуказанного материала покрытия, которым проводится обработка частиц сердцевины частиц, предпочтительно составляет от 0,01% до 30% по массе (более предпочтительно, от 0,05% до 20% по массе).
10000
10000
10000
2
2
2
2
Носитель имеет интенсивность намагничивания, измеренную в магнитном поле 10000/4π (кА/м) (10000 эрстед), (σ) предпочтительно 25-100 Ам/кг. В проявляющем устройстве тонер проявляет тенденцию к повреждению механическими напряжениями от носителя, элемента, несущего электростатическое изображение или от любого другого элемента. В частности, напряжение, создаваемое носителем, оказывает существенное влияние на тонер, и часть тонера обкалывается или разрушается, в некоторых случаях образуя тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любому из элементов, изменяя зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняя бумагу и в некоторых случаях ухудшая качество изображения. В частности, если используется тонер с высокой окрашивающей способностью, такой как тонер по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипает незначительное количество тонкоизмельченного порошка, и степень загрязнения бумаги прилипшим тонкоизмельченным порошком становится большой. Когда σносителя меньше 25 Ам/кг, зарядная характеристика тонера имеет тенденцию к уменьшению даже при незначительном количестве тонкоизмельченного порошка, прилипшего к носителю из-за растрескивания тонера, поэтому стабильность плотности изображения при непрерывной печати имеет тенденцию к снижению. Соответственно, описанная выше интенсивность намагничивания σ более предпочтительно составляет 40-90 Ам/кг или, особенно предпочтительно, 50-70 Ам/кг.
10000
Интенсивность намагничивания (σ) носителя можно регулировать, соответственно подбирая вид и количество внедряемого магнитного вещества.
10000
2
Интенсивность намагничивания (σ) носителя можно измерять, например, вибрационным автоматическим регистратором магнитного поля BHV-30 (компании Riken Denshi Co., Ltd.). Конкретный способ измерения описан ниже. Цилиндрический пластиковый контейнер, в достаточной степени плотно заполняют носителем. Одновременно генерируют внешнее магнитное поле в 10000/4π (кА/м) (10000 эрстед). В этом состоянии измеряют намагничивающий момент носителя, которым заполнен контейнер. Далее, измеряют фактическую массу носителя, которым заполнен контейнер и определяют интенсивность намагничивания носителя (Ам/кг).
с
с
c
Носитель имеет среднюю круглость (С), предпочтительно равную 0,750-0,990. Средняя круглость (С) - это коэффициент, показывающий степень, в которой форма носителя близка к круглой форме, и среднюю круглость определяют по наибольшему диаметру и измеренной площади проекции частицы. Когда средняя круглость составляет 1,000, все частицы носителя имеют правильную сферическую форму и, по мере уменьшения этой величины, каждая частица приобретает все более удлиненную или аморфную форму. В проявляющем устройстве тонер имеет тенденцию к повреждению механическим напряжением от носителя, от элемента, несущего электростатическое изображение или от любого другого элемента. В частности, напряжение, создаваемое носителем, оказывает существенное влияние на тонер, и часть тонера обкалывается или разрушается, в некоторых случаях образуя тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к любому из элементов, изменяя зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняя бумагу и в некоторых случаях ухудшая качество изображения. В частности, если используется тонер с высокой окрашивающей способностью, такой как тонер по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипает незначительное количество тонкоизмельченного порошка и степень загрязнения бумаги прилипшим тонкоизмельченным порошком становится большой. Когда описанная средняя круглость носителя меньше 0,750, напряжение концентрируется на тонере, присутствующем на удлиненном участке носителя, поэтому тонер имеет тенденцию к разрушению. Когда C превышает 0,990, проявитель имеет тенденцию к уплотнению в проявляющем устройстве и тонер имеет тенденцию к разрушению. Соответственно, описанная выше средняя круглость носителя предпочтительно составляет 0,800-0,990, более предпочтительно - 0,850-0,980 или, особенно желательно, 0,870-0,950.
cv
cv
cv
cv
cv
Кроме того, по той же причине, что описана выше, коэффициент изменчивости (C) распределения круглости в носителе на основе объема предпочтительно составляет 0,5%-20,0%. Чем больше коэффициент изменчивости, тем в большей степени меняется форма носителя. Когда C превышает 20,0%, напряжение имеет тенденции концентрироваться на тонере, присутствующем на выступающей части носителя, поэтому имеется тенденция к разрушению тонера. Когда C меньше 0,5%, проявитель имеет тенденцию к уплотнению в проявляющем устройстве и тонер разрушается. Соответственно, описанный выше C предпочтительно имеет величину 0,5%-15,0%, более предпочтительно 0,5-12,0% или, особенно предпочтительно, 1,0%-10,0%. Следует отметить, что коэффициент изменчивости C можно рассчитать, используя следующее выражение:
cv
Коэффициент изменчивости C (%)=(стандартное отклонение круглости/D50)×100.
с
cv
Средняя круглость (С) и коэффициент изменчивости (C) распределения круглости можно измерять, например, с помощью анализатора Multi-Image Analyzer (компании Beckman Coulter, Inc.).
Конкретный способ измерений описан ниже. В качестве раствора электролита используют раствор, приготовленный путем смешивания водного раствора NaCl в концентрации прибл. 1% и глицерина в объемном соотношении 50:50. Здесь водный раствор NaCl необходимо готовить, используя только первоклассный хлорид натрия или, например, ISOTON (зарегистрированный товарный знак)-II компании Coulter Scientific Japan, Co. Глицерин должен быть химически чистым или особо чистым.
В раствор электролита (прибл. 30 мл) в качестве диспергатора добавляют 0,1-1,0 мл поверхностно-активного вещества (предпочтительно, алкилбензолсульфаната). Далее к полученной смеси добавляют 2-20 мг измеряемого образца. Раствор электролита, в котором взвешен образец, подвергают дисперсионной обработке на ультразвуковом диспергирующем устройстве в течение прибл. 1 мин., в результате чего получают жидкую дисперсию.
Используя 200-мкм апертуру и объектив с 20-кратным увеличением, диаметр эквивалентного круга и круглость рассчитывают в следующих условиях.
Средняя яркость в измерительной рамке: 220-230; настройка измерительной рамки: 300, порог (SH): 50, уровень преобразования в двоичную форму: 180.
Раствор электролита и жидкую дисперсию помещают в стеклянный измерительный контейнер, и концентрацию носителя в измерительном контейнере доводят до 5%-10% по объему. Содержимое стеклянного измерительного контейнера перемешивают с максимальной скоростью перемешивания. Давление всасывания для образца устанавливают на 10 кПа. Когда носитель имеет такую большую удельную массу, то проявляется тенденция к осаждению. Период измерений задается в диапазоне 15 - 30 минут. Кроме того, измерение приостанавливают каждые 5-10 минут и контейнер пополняют жидким образцом и смесью раствора электролита и глицерина.
Количество измеряемых частиц составляет 2000. После завершения измерений, смазанные изображения, агломерированные частицы (одновременно подвергается измерению множество частиц) и т.п. удаляются с экрана изображений частиц программными средствами в основном корпусе устройства.
Круглость и эквивалентный диаметр круга носителя рассчитывают по следующему уравнению:
(формула 2)
2
Круглость=(4 × площадь/(макс. длина × π)
1/2
Эквивалентный диаметр круга=(4·площадь/π)
Термин "площадь" в настоящем описании определяется как площадь поверхности переведенного в двоичную форму изображения частицы, а термин "макс. длина" определяется как максимальный диаметр изображения частицы носителя. Эквивалентный диаметр круга представлен как диаметр правильного круга, где "площадь" означает диаметр правильного круга. Полученные индивидуальные эквивалентные диаметры круга сортируются по 256 категориям в диапазоне от 4 до 100 мкм, и на логарифмической шкале строится график на основе объема.
3
3
3
3
3
3
Носитель имеет абсолютную удельную массу, предпочтительно 2,0-6,0 г/см. В проявляющем устройстве тонер повреждается в результате механического воздействия носителя и часть осколков разбитых частиц порошка тонера в некоторых случаях образует тонкоизмельченный порошок. Этот тонкоизмельченный порошок прилипает к носителю и меняет зарядные характеристики тонера или непосредственно загрязняет бумагу и ухудшает внешний вид изображения. В частности, в случае тонера с высокой окрашивающей способностью, как, например, тонера по настоящему изобретению, зарядные характеристики тонера подвержены влиянию красящего вещества, даже когда прилипают незначительные количества тонкоизмельченного порошка, и появляется тенденция к сильному загрязнению бумаги тонкоизмельченным порошком. Когда абсолютная удельная масса превышает 6,0 г/см, тонер испытывает большое напряжение в магнитной щетке проявляющего устройства, поэтому тонер имеет тенденцию к разрушению в проявляющем устройстве. Когда абсолютная удельная масса меньше 2 г/см, зарядная характеристика носителя тонера имеет тенденцию к снижению даже при очень небольшом количестве тонкоизмельченного порошка, прилипшего к носителю из-за разрушения частиц тонера, поэтому стабильность плотности изображения при непрерывной печати имеет тенденцию к снижению. Соответственно, абсолютная удельная масса более предпочтительно составляет 2,0-5,5 г/см, еще более предпочтительно - 2,0-5,0 г/см или, особенно предпочтительно, 2,5-4,3 г/см.
Как будет описано ниже, абсолютную удельную массу носителя можно измерять, например, сухим автоматическим денситометром Autopycnometer (компании Yuasa Ionics Inc.).
Носителем является предпочтительно магнитная смола с диспергированными тонкоизмельченными частицами, содержащая связующую смолу и магнитное вещество. Вышеописанной связующей смолой предпочтительно является термореактивная смола. Можно получить вышеописанные физические свойства и при использовании тонера с высокой окрашивающей способностью, такого как тонер по настоящему изобретению, влияние красящего вещества в тонере можно уменьшить. Примерами композиции смолы, отверждаемой при нагревании, являются фенольная смола, эпоксидная смола, смола на основе полиимида, меламиновая смола, полимочевина, смола ненасыщенного полиэфира, алкидная смола, ксилольная смола, ацетогуанаминовая смола, фурановая смола, смола на основе силикона, полиимидная смола, и уретановая смола. Можно использовать каждую из перечисленных смол самостоятельно или можно использовать комбинацию двух или более из них, но предпочтительно содержащую фенольную смолу.
Отношение связующей смолы, из которой образованы композитные частицы по настоящему изобретению, к тонкоизмельченным магнитным частицам предпочтительно составляет от 1:99 до 1:50 по массе.
Носитель, входящий в двухкомпонентный проявитель по настоящему изобретению, при необходимости может быть покрыт связующим агентом или смолой.
В качестве смолы покрытия можно использовать любую известную смолу. К примерам такой смолы относятся эпоксидная смола, силиконовая смола, полиэфирная смола, фтористая смола, стирольная смола, акриловая смола и фенольная смола. Допустим также полимер, полученный полимеризацией мономера. С точки зрения долговечности и предотвращения загрязнения предпочтительной является силиконовая смола. Чтобы получить указанные выше характеристики, количество смолы покрытия предпочтительно составляет 0,01-3,0 части по массе или, более предпочтительно, 0,1-2,0 части по массе на 100 частей сердцевин носителя.
В частности, для каждой композитной частицы в качестве связующей смолы используется фенольная смола, в качестве агента, придающего липофильные свойства, используется силановый связующий агент, содержащий эпоксидную группу, а в качестве смолы покрытия для каждой из композитных частицу (сердцевин носителя) используется силиконовая смола. Кроме того, в силиконовую смолу предпочтительно внедрен силановый связующий агент, содержащий аминогруппу, или такой силановый связующий агент, содержащий аминогруппу, предпочтительно используется как агент для предварительной обработки перед покрытием каждой композитной частицы смолой. При такой конструкции силановый связующий агент, содержащий аминогруппу, гидролизуется посредством влаги, умеренно адсорбируясь внутрь фенольной смолы, и претерпевает самоконденсацию, образуя водородную связь с гидроксильной группой фенольной смолы или конденсируясь с оставшейся силанольной группой в силиконовой смоле для образования прочного покрытия. В то же время аминогруппа и эпоксидная группа агента для липофильной обработки для каждой их тонкоизмельченных магнитных частиц, вступают в реакцию друг с другом, благодаря чему повышается клейкость силиконовой смолы, и предотвращается отслаивание и т.п. смолы покрытия.
Далее следует описание способа изготовления смолы-носителя с диспергированными тонкоизмельченными магнитными частицами.
Композитные частицы можно производить, например, так называемым способом полимеризации, при котором: диспергируют магнитные тонкоизмельченные частицы (немагнитные тонкоизмельченные частицы неорганического соединения, по мере необходимости) в мономере, из которого состоит связующая смола; к полученной дисперсии добавляют инициатор или катализатор; диспергируют полученную смесь, например, в водной среде для полимеризации смеси или так называемым способом перемешивающего распыления, при котором распыляют связующую смолу, содержащую тонкоизмельченные магнитные частицы. Предпочтительным является способ полимеризации, при котором диаметр частиц носителя можно легко регулировать и можно получить острый пик распределения размеров частиц.
Композитные частицы, в которых в качестве смолы используется фенольная смола, можно получать, например, способом, при котором: диспергируют в водной среде фенолы, альдегиды и тонкоизмельченные магнитные частицы, каждая из которых подвергалась липофильной обработке; в смесь добавляют базовый катализатор для того, чтобы они вступили в реакцию друг с другом. Также допускается способ формирования так называемой денатурированной фенольной смолы, при котором смешивают фенолы с натуральной смолой, такой как канифоль, или осушают масло, такое как древесное масло или льняное масло так, чтобы они вступили в реакцию друг с другом.
Связующей смолой особенно предпочтительно является фенольная смола, что объясняется следующей причиной: эта смола в умеренном количестве сохраняет впитанную воду, что способствует гидролизу связующего агента и появляется возможность сформировать прочное покрытие.
Композитные частицы, имеющие в качестве связующей смолы эпоксидную смолу, можно получать, например способом, при котором: диспергируют в водной среде бисфенолы, эпигалогидрин, и магнитные тонкоизмельченные частицы, каждая из которых подверглась липофильной обработке; заставляют их вступить в реакцию друг с другом в щелочной водной среде.
Композитные частицы, имеющие в качестве связующей смолы меламиновую смолу, можно получать, например, способом, при котором: диспергируют в водной среде меламины, альдегиды и магнитные тонкоизмельченные частицы, каждая из которых подверглась липофильной обработке; заставляют их вступить в реакцию друг с другом в присутствии слабокислотного катализатора.
Способом производства композитных частиц, в которых используется любая другая термореактивная смола, может быть, например, способ, при котором: замешивают тонкоизмельченные магнитные частицы, каждая из которых подверглась липофильной обработке, с различными смолами; распыляют замешанный продукт; подвергают распыленный замешанный частиц обработке, при которой частицам придают сферическую форму.
Композитные частицы, содержащие тонкоизмельченные магнитные частицы, каждая из которых подверглась липофильной обработке, и связующую смолу, в некоторых случаях подвергают термообработке по мере необходимости, чтобы смола дополнительно отвердела. Термообработку особенно предпочтительно проводят при пониженном давлении или в инертной атмосфере, чтобы предотвратить окисление тонкоизмельченных магнитных частиц.
Когда каждая композитная частица покрыта связующим агентом, применяют способ, при котором: растворяют связующий агент в соде или в растворителе обычным способом; погружают в раствор композитные частицы; фильтруют и высушивают полученный продукт; или способ, при котором орошают композитные частицы водным раствором связующего агента или раствором связующего агента в растворителе, перемешивая композитные частицы; сушат композитные частицы. Способ, при котором композитные частицы обрабатывают при их перемешивании, является особенно предпочтительном, поскольку позволяет сформировать равномерный слой покрытия.
Поверхность каждой композитной частицы покрывается смолой только известными способами и, например, можно применять любой из способов, при котором перемешивают композитные частицы и смолу в мешалке, например в мешалке Хенкеля или в высокоскоростной мешалке, способ, при котором пропитывают композитные частицы растворителем, содержащим смолу, и способ, при котором орошают композитные частицы смолой, используя машину распылительной сушки.
Далее следует описание способа формирования полноцветного изображения по настоящему изобретению.
c
с470
с620
с620
с670
с620
с670
Настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, при которых: формируют электростатические изображения на заряженном элементе, несущем электростатическое изображении; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для формирования порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенное порошковое изображение на материале-носителе для формирования фиксированных изображений, при котором: этап формирования порошкового изображения содержит этап, при котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера для формирования первого порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, для формирования второго порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого и второго тонера, для формирования третьего порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, второго тонера и третьего тонера, для формирования четвертого порошкового изображения; при этом голубой тонер содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество и голубой тонер имеет величину (h*) угла (h*) тона в системе цветовых координат CIEALB от 210,0 до 270,00; оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 0,300 или менее, оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 1,500 или более, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 670 нм, равное 1,00-1,25 в отражательной спектрофотометрии.
Согласно такому способу формирования полноцветного изображения можно получить цветовой охват, представленный изображением, сравнимый или лучший, чем у обычного изображения, хороший внешний вид изображения с уменьшенной шероховатостью поверхности и сократить расходы на эксплуатацию за счет снижения потребления голубого тонера. Далее, количество тонера, используемое при проявлении порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, можно сократить, поэтому можно предотвратить осыпание тонера на этапе переноса изображения и сформировать на материале-носителе порошковые изображения, совпадающие с электростатическим изображением. Деформация каждого из порошковых изображений на материале-носителе на этапе переноса предотвращается, поэтому можно формировать зафиксированные изображения, совпадающие с электростатическими изображениями. Кроме того, количество тонера на материале-носителе можно уменьшить, поэтому даже когда в качестве материала носителе используется бумага, значительно тоньше обычной, например бумага для рекламных вкладышей в газеты, отказы фиксирования или намотка бумаги на фиксирующее устройство предотвращаются и можно сформировать изображение с небольшой шероховатостью поверхности.
Причины вышеизложенного описаны ниже. Поскольку используется голубой тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и лучшую способность проявления цвета, чем у обычного тонера, количество тонера на единицу площади, необходимое для представления цветового охвата изображения и цветового пространства, которые сравнимы или превосходят обычные для определенных данных об изображении, можно уменьшить по сравнению с обычным голубым тонером. В результате количество голубого тонера, используемого для проявления определенных данных изображения на единицу площади элемента, несущего электростатическое изображение, можно уменьшить. В результате количество голубого тонера, используемого для проявления определенных данных изображения на единицу площади элемента, несущего электростатическое изображение, можно уменьшить. Количество тонера на единицу площади невелико, но площадь электростатического изображения, формируемого на элементе, несущем электростатическое изображение, постоянна, поэтому высота порошкового изображения, проявленного на элементе, несущем электростатическое изображение, может быть уменьшена. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, и легкость, с которой осыпается тонер на этапе переноса, пропорциональны. Соответственно, уменьшение вышеуказанной высоты порошкового изображения препятствует осыпанию тонера и позволяет перенести порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое изображение, на материал-носитель с повышенной точностью. Этот эффект более существенен, когда применяется способ формирования изображения с применением промежуточного транспортного элемента и особенно, когда этот промежуточный транспортный элемент используется два раза и более.
По существу, порошковое изображение, перенесенное на материал-носитель, подвергается этапу фиксирования так, чтобы получить фиксированное изображение. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота незафиксированного порошкового изображения на материале-носителе и легкость, с которой порошковое изображение смазывается на этапе переноса прямо пропорциональны. То есть, даже если на материале-носителе сформировано порошковое изображение высокой четкости и высокого разрешения, когда такое порошковое изображение имеет большую высоту, разрешение зафиксированного изображения падает из-за смазывания расплава или раскатывания тонера на этапе фиксирования. В способе формирования полноцветного изображения по настоящему изобретению высоту изображения, созданного голубым тонером на материале-носителе можно уменьшить, поэтому такое явление, как смазывание расплава или раскатывание тонера на этапе фиксирования, предотвращается и, следовательно, на материале-носителе можно сформировать фиксированное порошковое изображение, точно соответствующее незафиксированному порошковому изображению.
Эти эффекты проявляются независимо от способа фиксирования - контактного или бесконтактного. Когда этап фиксирования выполняется нагревательной фиксирующей системой, эти эффекты особенно выражены; при фиксировании с помощью системы, в которой используются и нагрев, и давление, существенно выражен эффект предотвращения раскатывания тонера.
Когда фиксирование осуществляют контактным способом, в частности системой, использующей и нагрев, и давление, для предотвращения наматывания бумаги на фиксирующий узел, в некоторой степени используется упругость самой бумаги, служащей материалом носителем. То есть, когда тонер, используемый для проявления на бумаге контактирует с фиксирующим элементом фиксирующего устройства, который плавит этот тонер, сила, действующая между тонером и бумагой, превышает силу, действующую между фиксирующим элементом и тонером, поэтому тонер сходит с фиксирующего элемента под действием модуля упругости бумаги и возникает зафиксированное изображение. Соответственно, когда в качестве материала-носителя используют бумагу, значительно более тонкую, чем обычная, и имеющую модуль упругости, подобный модулю упругости обычной бумаги, например бумагу для рекламных вкладышей в газеты, модуля упругости такой бумаги недостаточно, поэтому сила, действующая между фиксирующим элементом и тонером, становится больше, чем сила, действующая между тонером и бумагой, что приводит к тенденции обматывания тонера и бумаги вокруг фиксирующего элемента.
тс
c
с
2
В способе формирования изображения по настоящему изобретению, когда абсолютная плотность голубого тонера представлена показателем σ, а количество тонера после проявления данных об изображении на основе системы цветовых координат CIELAB с (L*=53,9; a*= -37,0; b*= -50,1) (сплошное голубое изображение, специфицированное как "японский цвет") на материале-носителе представлено показателем M1 (мг/см), коэффициент окрашивания А, представленный нижеприведенным выражением 9, предпочтительно составляет 3,0-12,0.
A<sub>c=</sub>A<sub>c620</sub>/(M1<sub>c</sub>×ρ<sub>тс</sub>)
(Выражение 9)
с
c620
с
с
с
с
Считается, что вышеуказанный коэффициент окрашивания А показывает окрашивающие свойства способа формирования изображения, описываемые ниже: величина свойства проявления цвета, которой обладает используемый тонер и количество, в котором тонер используется для формирования изображения. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, когда А, показывающий способность тонера к проявлению цвета, увеличивается, количество тонера, используемого для формирования изображения, предпочтительно уменьшается, поэтому чем больше А, тем лучшую эффективность окрашивания дает способ формирования изображения. Когда величина А меньше 3, способность к проявлению цвета, которой обладает тонер, столь мала по сравнению с количеством используемого тонера, что плотность изображения может быть недостаточной. Кроме того, даже когда плотность изображения достаточна, количество тонера, используемого для проявления, столь велико, что может снизиться разрешение изображения. С другой стороны, когда величина А превышает 12,0, способность тонера к проявлению цвета чрезмерно велика, поэтому, даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящего вещества тонера снижается и в некоторых случаях представляемое цветовое пространство сужается. Кроме того, даже когда цветовое пространство достаточно, количество тонера, используемое для формирования изображения, столь мало, что возникает тенденция к заметности зернистости в светах, неправильности кромок линий на изображении и т.п. Соответственно, диапазон А более предпочтительно составляет 4,0-11,0 или, особенно предпочтительно, 6,0-11,0.
с620
с
Голубой тонер по настоящему изобретению имеет величину А, находящуюся в определенном диапазоне и имеет более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер. В результате, даже когда изображение формируется при использовании небольшого количества тонера, более конкретно, когда величина А составляет 3,0-12,0, можно получить плотность изображения и цветовой охват изображения, сравнимые с обычными. Однако при попытке сократить потребление тонера, уменьшая толщину слоя тонера, из которого сформировано изображение, тонер проникает в бумагу так, что на участке, занятом изображением, становятся видны волокна бумаги. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за такого явления, как снижение насыщенности изображения. Когда изображение сформировано уменьшенным количеством тонера на бумаге, количество связующей смолы, из которой образовано изображение, также уменьшается, поэтому возникает особенно сильная тенденция к холодному смещению и горячему смещению. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасной низкотемпературной гибкостью, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость даже при высокой температуре.
c
с620
c
c620
c
c620
c620
c
c
c620
c
c620
c
c620
Предпочтительно, чтобы этап формирования порошковых изображений содержал этап, при котором тонер транспортируют на участок проявления несущим элементом и этап, при котором проявляют электростатические изображения на участке проявления; при этом отношение (Q/A) абсолютной величины количества заряда (Q) (мК/кг) тонера на несущем элементе на этапе транспортировки к A составляет 22,0-50,0. В настоящем изобретении используется голубой тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер, но количество тонера, которым проявляется электростатическое латентное изображение, предпочтительно регулируется с учетом соотношения между способностью проявления цвета и количеством заряда, которым обладает тонер. То есть предпочтительно используется следующая процедура: когда величина Q/A находится в указанном диапазоне, при увеличении A применяемого тонера, величина Q увеличивается так, что количество тонера, используемого для проявления данных об изображении, уменьшается. При такой процедуре эффективность проявления цвета тонера можно дополнительно улучшить. Кроме того, тонер, обладающий прекрасной способностью проявлять цвет, имеет тенденцию к созданию заметных дефектов изображения, даже когда тонер обсыпается в очень небольшой степени, поэтому предпочтительно применяется следующая процедура: когда способность тонера проявлять цвет улучшается, количество заряда тонера увеличивается так, чтобы предотвратить появление дефектов изображения, таких как обсыпание тонера. Далее, когда способность тонера проявлять цвет улучшается, дефекты на кромках растровых точек или линий более заметны. Однако когда количество заряда тонера сохраняется в определенном диапазоне, предотвращается появление дефектов кромок и легко предотвращается падение разрешения изображения. Когда величина описанного выше отношения Q/A меньше 22,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь мало, что количество тонера, используемое для проявления изображения, увеличивается и, даже когда плотность изображения достаточна, разрешение изображения может снизиться. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда тонера столь велика, что даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящим веществом снижается и в некоторых случаях снижается представляемое цветовое пространство. Когда описанное выше отношение Q/A превышает 50,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь велико, что количество тонера, используемого для проявления изображения, чрезмерно мало и даже когда плотность изображения достаточна, становятся заметны зернистость в светах, дефекты на кромках линейного изображения и т.п. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда столь мала, что даже когда разрешение изображения достаточно, плотность изображения или цветовой охват изображения могут быть недостаточны. Соответственно, величина Q/A предпочтительно составляет 24,0-45,0, более предпочтительно - 27,0-44,6 или, еще более предпочтительно, 30,0-44,6.
c
тс
тс
c
тс
c
тс
c
тс
тс
тс
тс
2
2
2
В способе формирования изображений по настоящему изобретению, M1 (мг/см), описанный выше, предпочтительно составляет (0,10×ρ)-(0,40×ρ) мг/см, поскольку при этом сокращается потребление тонера и благоприятно проявляются эффекты настоящего изобретения. Когда величина M1 меньше чем (0,10×ρ) мг/см, тонер проникает в бумагу и в некоторых случаях сужается представляемое цветовое пространство. Альтернативно, количество частиц тонера, из которых формируется изображение, снижается и в некоторых случаях снижается равномерность изображения. Когда M1 превышает (0,40×ρ), разрешение изображения имеет тенденцию к снижению. Кроме того, когда используют материал-носитель с малым модулем упругости, возникает тенденция к закручиванию бумаги на этапе фиксирования. Соответственно, вышеуказанный диапазон величин M1 более предпочтительно составляет (0,12×ρ)-(0,35×ρ) или, особенно предпочтительно, (0,15×ρ)-(0,30×ρ).
с80
с20
с80
с20
с80
с20
с80
с20
с80
с20
На этапе формирования порошкового изображения отношение (Н/Н) средней высоты (Н) слоя тонера в порошковом изображении, сформированном на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность голубого, равную 80%, к средней высоте (Н) слоя тонера порошкового изображения, сформированного на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность голубого, равную 20%, предпочтительно составляет 0,90-1,30. Согласно настоящему изобретению достигается дополнительный эффект улучшения разрешения изображения, предотвращается неравномерность глянца и изображение имеет сниженную шероховатость поверхности независимо от толщины материала-носителя, при этом потребление тонера может быть сокращено. Когда используется тонер с хорошей способностью к проявлению цвета, такой как тонер по настоящему изобретению, оттенок изображения в определенной его точке значительно меняется в зависимости от количества частиц тонера, присутствующих в этой точке в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. Соответственно, в настоящем изобретении предпочтительно применяется описанный ниже способ формирования изображения: количество частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном соответствующим градациям изображения униформизируют в максимально возможной степени, независимо от плотностей изображений. Когда величина описанного выше отношения Н/Н меньше 0,90 или больше 1,30, в диапазоне от участка светов изображения до полутонового участка изображения проявляется неравномерность, вызванная изменением оттенков из-за неравномерности количества частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. В частности, когда величина отношения Н/Н превышает 1,30, разрешение участка с высокой плотностью имеет тенденцию к снижению, и воспроизводимость изображения для данных об изображении снижается. Соответственно, величина отношения Н/Н, описанного выше, предпочтительно составляет 0,95-1,20 или, особенно предпочтительно, 1,00-1,15. Такой способ является эффективным способом формирования изображения, при котором изображение формируют путем модуляции площади покрытия, где градации представлены на основе площади участка изображения в диапазоне от участка с низкой плотностью до участка сплошного изображения высокой плотности.
m
m570
m620
m570
m450
с570
m450
Настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, при которых: формируют электростатические изображения на заряженном элементе, несущем электростатическое изображение; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для формирования порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенное порошковое изображение на материале-носителе для формирования фиксированных изображений, при котором: этап формирования порошкового изображения содержит этап, при котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера для формирования первого порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, для формирования второго порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого и второго тонера, для формирования третьего порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, второго тонера и третьего тонера, для формирования четвертого порошкового изображения; при этом пурпурный тонер содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество и пурпурный тонер имеет величину (h*) угла (h*) оттенка в системе цветовых координат CIEALB от 330,0 до 30,0; оптическую плотность (А) на длине волны 570 нм, равную 1,550 или более, оптическую плотность (А) на длине волны 620 нм, равную 0,250 или менее, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 450 нм, равное 1,80-3,50 в отражательной спектрофотометрии.
Согласно такому способу формирования полноцветного изображения, можно получить цветовой охват, представленный изображением, сравнимый или лучший, чем у обычного изображения, хороший внешний вид изображения с уменьшенной шероховатостью поверхности и сократить расходы на эксплуатацию за счет снижения потребления пурпурного тонера. Далее, количество тонера, используемое при проявлении порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, можно сократить, поэтому можно предотвратить осыпание тонера на этапе переноса изображения и сформировать на материале-носителе порошковые изображения, совпадающие с электростатическим изображением. Деформация каждого из порошковых изображений на материале-носителе на этапе переноса предотвращается, поэтому можно формировать зафиксированные изображения, совпадающие с электростатическими изображениями. Кроме того, количество тонера на материале-носителе можно уменьшить, поэтому даже когда в качестве материала-носителя используется бумага, значительно тоньше обычной, например бумага для рекламных вкладышей в газеты, отказы фиксирования или намотка бумаги на фиксирующее устройство предотвращаются и можно сформировать изображение с небольшой шероховатостью поверхности.
Причины вышеизложенного описаны ниже. Поскольку используется пурпурный тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и лучшую способность проявления цвета, чем у обычного тонера, количество тонера на единицу площади, необходимое для представления цветового охвата изображения и цветового пространства, которые сравнимы или превосходят обычные для определенных данных об изображении, можно уменьшить по сравнению с обычным пурпурным тонером. В результате количество пурпурного тонера, используемого для проявления определенных данных изображения на единицу площади элемента, несущего электростатическое изображение, можно уменьшить. Количество тонера на единицу площади невелико, но площадь электростатического изображения, формируемого на элементе, несущем электростатическое изображение, постоянна, поэтому высота порошкового изображения, проявленного на элементе, несущем электростатическое изображение, может быть уменьшена. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, и легкость, с которой осыпается тонер на этапе переноса, пропорциональны. Соответственно, уменьшение вышеуказанной высоты порошкового изображения препятствует осыпанию тонера и позволяет перенести порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое изображение, на материал-носитель с повышенной точностью. Этот эффект более существенен, когда применяется способ формирования изображения с применением промежуточного транспортного элемента и особенно, когда этот промежуточный транспортный элемент используется два раза и более.
По существу, порошковое изображение, перенесенное на материал-носитель, подвергается этапу фиксирования так, чтобы получить фиксированное изображение. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота незафиксированного порошкового изображения на материале-носителе и легкость, с которой порошковое изображение смазывается на этапе переноса, пропорциональны. То есть, даже если на материале-носителе сформировано порошковое изображение высокой четкости и высокого разрешения, когда такое порошковое изображение имеет большую высоту, разрешение зафиксированного изображения падает из-за смазывания расплава или раскатывания тонера на этапе фиксирования. В способе формирования полноцветного изображения по настоящему изобретению высоту изображения, созданного голубым тонером на материале-носителе можно уменьшить, поэтому такое явление, как смазывание расплава или раскатывание тонера на этапе фиксирования, предотвращается и, следовательно, на материале-носителе можно сформировать фиксированное порошковое изображение, точно соответствующее незафиксированному порошковому изображению.
Эти эффекты проявляются независимо от способа фиксирования - контактного или бесконтактного. Когда этап фиксирования выполняется нагревательной фиксирующей системой, эти эффекты особенно выражены; при фиксировании с помощью системы, в которой используется и нагрев, и давление, существенно выражен эффект предотвращения раскатывания тонера.
Когда фиксирование осуществляют контактным способом, в частности системой, использующей и нагрев, и давление, для предотвращения наматывания бумаги на фиксирующий узел, в некоторой степени используется упругость самой бумаги, служащей материалом носителем. То есть, когда тонер, используемый для проявления на бумаге, контактирует с фиксирующим элементом фиксирующего устройства, который плавит этот тонер, сила, действующая между тонером и бумагой, превышает силу, действующую между фиксирующим элементом и тонером, поэтому тонер сходит с фиксирующего элемента под действием модуля упругости бумаги, и возникает зафиксированное изображение. Соответственно, когда в качестве материала-носителя используют бумагу, значительно более тонкую, чем обычная, и имеющую модуль упругости, подобный модулю упругости обычной бумаги, например бумагу для рекламных вкладышей в газеты, модуля упругости такой бумаги недостаточно, поэтому сила, действующая между фиксирующим элементом и тонером, становится больше, чем сила, действующая между тонером и бумагой, что приводит к тенденции обматывания тонера и бумаги вокруг фиксирующего элемента.
тm
m
m
2
В способе формирования изображения по настоящему изобретению, когда абсолютная плотность пурпурного тонера представлена показателем σ, а количество тонера после проявления данных об изображении на основе системы цветовых координат CIELAB с (L*=47,0; a*=75,0; b*=-6,0) (сплошное пурпурное изображение, специфицированное как "японский цвет") на материале-носителе представлено показателем M1 (мг/см), коэффициент окрашивания А, представленный нижеприведенным выражением 10, предпочтительно составляет 3,0-12,0.
m
m570
m
m
m
m
Считается, что вышеуказанный коэффициент окрашивания А показывает окрашивающие свойства способа формирования изображения, описываемые ниже: величина свойства проявления цвета, которой обладает используемый тонер и количество, в котором тонер используется для формирования изображения. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, когда А, показывающий способность тонера к проявлению цвета, увеличивается, количество тонера, используемого для формирования изображения, предпочтительно уменьшается, поэтому, чем больше А, тем лучшую эффективность окрашивания дает способ формирования изображения. Когда величина А меньше 3, способность к проявлению цвета, которой обладает тонер, столь мала по сравнению с количеством используемого тонера, что плотность изображения может быть недостаточной. Кроме того, даже когда плотность изображения достаточна, количество тонера, используемого для проявления, столь велико, что может снизиться разрешение изображения. С другой стороны, когда величина А превышает 12,0, способность тонера к проявлению цвета чрезмерно велика, поэтому, даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящего вещества тонера снижается и в некоторых случаях представляемое цветовое пространство сужается. Кроме того, даже когда цветовое пространство достаточно, количество тонера, используемое для формирования изображения, столь мало, что возникает тенденция к заметности зернистости в светах, неправильности кромок линий на изображении и т.п. Соответственно, диапазон А более предпочтительно составляет 4,0-11,0 или, особенно предпочтительно, 6,0-11,0.
m570
m
Пурпурный тонер по настоящему изобретению имеет величину А, находящуюся в определенном диапазоне, и имеет более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер. В результате, даже когда изображение формируется при использовании небольшого количества тонера, более конкретно, когда величина А составляет 3,0-12,0, можно получить плотность изображения и цветовой охват изображения, сравнимые с обычными. Однако при попытке сократить потребление тонера, уменьшая толщину слоя тонера, из которого сформировано изображение, тонер проникает в бумагу так, что на участке, занятом изображением, становятся видны волокна бумаги. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за такого явления, как снижение насыщенности изображения. Когда изображение сформировано уменьшенным количеством тонера на бумаге, количество связующей смолы, из которой образовано изображение, также уменьшается, поэтому возникает особенно сильная тенденция к холодному смещению и горячему смещению. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасной низкотемпературной гибкостью, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость, даже при высокой температуре.
m
m570
m
m570
m
m570
m570
m
m
m570
m
m570
m
m570
Предпочтительно, чтобы этап формирования порошковых изображений содержал этап, при котором тонер транспортируют на участок проявления несущим элементом, и этап, при котором проявляют электростатические изображения на участке проявления; при этом отношение (Q/A) абсолютной величины количества заряда (Q) (мК/кг) тонера на несущем элементе на этапе транспортировки к A составляет 22,0-50,0. В настоящем изобретении используется пурпурный тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер, но количество тонера, которым проявляется электростатическое латентное изображение, предпочтительно регулируется с учетом соотношения между способностью проявления цвета и количеством заряда, которым обладает тонер. То есть предпочтительно используется следующая процедура: когда величина Q/A находится в указанном диапазоне, при увеличении A применяемого тонера, величина Q увеличивается так, что количество тонера, используемого для проявления данных об изображении, уменьшается. При такой процедуре эффективность проявления цвета тонера можно дополнительно улучшить. Кроме того, тонер, обладающий прекрасной способностью проявлять цвет, имеет тенденцию к созданию заметных дефектов изображения, даже когда тонер обсыпается в очень небольшой степени, поэтому предпочтительно применяется следующая процедура: когда способность тонера проявлять цвет улучшается, количество заряда тонера увеличивается так, чтобы предотвратить появление дефектов изображения, таких как обсыпание тонера. Далее, когда способность тонера проявлять цвет улучшается, дефекты на кромках растровых точек или линий более заметны. Однако когда количество заряда тонера сохраняется в определенном диапазоне, предотвращается появление дефектов кромок и легко предотвращается падение разрешения изображения. Когда величина описанного выше отношения Q/A меньше 22,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь мало, что количество тонера, используемое для проявления изображения, увеличивается и, даже когда плотность изображения достаточна, разрешение изображения может снизиться. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда тонера столь велика, что даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящим веществом снижается и в некоторых случаях снижается представляемое цветовое пространство. Когда описанное выше отношение Q/A превышает 50,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь велико, что количество тонера, используемого для проявления изображения, чрезмерно мало, и даже когда плотность изображения достаточна, становятся заметны зернистость в светах, дефекты на кромках линейного изображения и т.п. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда столь мала, что даже когда разрешение изображения достаточно, плотность изображения или цветовой охват изображения могут быть недостаточны. Соответственно, величина Q/A предпочтительно оставляет 23,0-45,0, более предпочтительно - 26,0-44,0 или, еще более предпочтительно, 30,0-44,6.
m
тm
тm
m
тm
m
тm
m
тm
тm
тm
тm
2
2
2
В способе формирования изображений по настоящему изобретению, M1 (мг/см), описанный выше, предпочтительно составляет (0,10×ρ)-(0,40×ρ) мг/см, поскольку при этом сокращается потребление тонера и благоприятно проявляются эффекты настоящего изобретения. Когда величина M1 меньше чем (0,10×ρ) мг/см, тонер проникает в бумагу и в некоторых случаях сужается представляемое цветовое пространство. Альтернативно, количество частиц тонера, из которых формируется изображение, снижается и в некоторых случаях снижается равномерность изображения. Когда M1 превышает (0,40×ρ), разрешение изображения имеет тенденцию к снижению. Кроме того, когда используют материал-носитель с малым модулем упругости, возникает тенденция к закручиванию бумаги на этапе фиксирования. Соответственно, вышеуказанный диапазон величин M1 более предпочтительно составляет (0,12×ρ)-(0,35×ρ) или, особенно предпочтительно, (0,15×ρ)-(0,30×ρ).
m80
m20
m80
m20
m80
m20
m80
m20
m80
m20
На этапе формирования порошкового изображения, отношение (Н/Н) средней высоты (Н) слоя тонера в порошковом изображении, сформированном на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность пурпурного, равную 80%, к средней высоте (Н) слоя тонера порошкового изображения, сформированного на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность пурпурного, равную 20%, предпочтительно составляет 0,90-1,30. Согласно настоящему изобретению достигается дополнительный эффект улучшения разрешения изображения, предотвращается неравномерность глянца и изображение имеет сниженную шероховатость поверхности независимо от толщины материала-носителя, при этом потребление тонера может быть сокращено. Когда используется тонер с хорошей способностью к проявлению цвета, такой как тонер по настоящему изобретению, оттенок изображения в определенной его точке значительно меняется в зависимости от количества частиц тонера, присутствующих в этой точке в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. Соответственно, в настоящем изобретении предпочтительно применяется описанный ниже способ формирования изображения: количество частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном соответствующим градациям изображения униформизируют в максимально возможной степени, независимо от плотностей изображений. Когда величина описанного выше отношения Н/Н меньше 0,90 или больше 1,30, в диапазоне от участка светов изображения до полутонового участка изображения проявляется неравномерность, вызванная изменением оттенков из-за неравномерности количества частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. В частности, когда величина отношения Н/Н превышает 1,30, разрешение участка с высокой плотностью имеет тенденцию к снижению, и воспроизводимость изображения для данных об изображении снижается. Соответственно, величина отношения Н/Н, описанного выше, предпочтительно составляет 0,95-1,20 или, особенно предпочтительно, 1,00-1,15. Такой способ является эффективным способом формирования изображения, при котором изображение формируют путем модуляции площади покрытия, где градации представлены на основе площади участка изображения в диапазоне от участка с низкой плотностью до участка сплошного изображения высокой плотности.
y
y450
y470
y510
Настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, при которых: формируют электростатические изображения на заряженном элементе, несущем электростатическое изображение; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для формирования порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенное порошковое изображение на материале-носителе для формирования фиксированных изображений, при котором: этап формирования порошкового изображения содержит этап, при котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера для формирования первого порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, для формирования второго порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого и второго тонера, для формирования третьего порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, второго тонера и третьего тонера, для формирования четвертого порошкового изображения; при этом желтый тонер содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество и желтый тонер имеет величину (h*) угла (h*) оттенка в системе цветовых координат CIEALB от 75,0 до 120,0; оптическую плотность (А) на длине волны 450 нм, равную 1,600 или более, оптическую плотность (А) на длине волны 470 нм, равную 1,460 или менее, и оптическую плотность (А) на длине волны 510 нм, равную 0,500 или менее в отражательной спектрофотометрии.
Согласно такому способу формирования полноцветного изображения, можно получить цветовой охват, представленный изображением, сравнимый или лучший, чем у обычного изображения, хороший внешний вид изображения с уменьшенной шероховатостью поверхности и сократить расходы на эксплуатацию за счет снижения потребления желтого тонера. Далее, количество тонера, используемое при проявлении порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, можно сократить, поэтому можно предотвратить осыпание тонера на этапе переноса изображения и сформировать на материале-носителе порошковые изображения, совпадающие с электростатическим изображением. Деформация каждого из порошковых изображений на материале-носителе на этапе переноса предотвращается, поэтому можно формировать зафиксированные изображения, совпадающие с электростатическими изображениями. Кроме того, количество тонера на материале-носителе можно уменьшить, поэтому даже когда в качестве материала-носителя используется бумага, значительно тоньше обычной, например бумага для рекламных вкладышей в газеты, отказы фиксирования или намотка бумаги на фиксирующее устройство предотвращаются и можно сформировать изображение с небольшой шероховатостью поверхности.
Причины вышеизложенного описаны ниже. Поскольку используется желтый тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и лучшую способность проявления цвета, чем у обычного тонера, количество тонера на единицу площади, необходимое для представления цветового охвата изображения и цветового пространства, которые сравнимы или превосходят обычные для определенных данных об изображении, можно уменьшить по сравнению с обычным желтым тонером. В результате количество желтого тонера, используемого для проявления определенных данных изображения на единицу площади элемента, несущего электростатическое изображение, можно уменьшить. Количество тонера на единицу площади невелико, но площадь электростатического изображения, формируемого на элементе, несущем электростатическое изображение, постоянна, поэтому высота порошкового изображения, проявленного на элементе, несущем электростатическое изображение, может быть уменьшена. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, и легкость, с которой осыпается тонер на этапе переноса, пропорциональны. Соответственно, уменьшение вышеуказанной высоты порошкового изображения препятствует осыпанию тонера и позволяет перенести порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое изображение, на материал-носитель с повышенной точностью. Этот эффект более существенен, когда применяется способ формирования изображения с применением промежуточного транспортного элемента и, особенно, когда этот промежуточный транспортный элемент используется два раза и более.
По существу, порошковое изображение, перенесенное на материал-носитель, подвергается этапу фиксирования так, чтобы получить фиксированное изображение. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота незафиксированного порошкового изображения на материале-носителе и легкость, с которой порошковое изображение смазывается на этапе переноса, прямо пропорциональны. То есть, даже если на материале-носителе сформировано порошковое изображение высокой четкости и высокого разрешения, когда такое порошковое изображение имеет большую высоту, разрешение зафиксированного изображения падает из-за смазывания расплава или раскатывания тонера на этапе фиксирования. В способе формирования полноцветного изображения по настоящему изобретению высоту изображения, созданного голубым тонером на материале-носителе, можно уменьшить, поэтому такое явление, как смазывание расплава или раскатывание тонера на этапе фиксирования, предотвращается и, следовательно, на материале-носителе можно сформировать фиксированное порошковое изображение, точно соответствующее незафиксированному порошковому изображению.
Эти эффекты проявляются независимо от способа фиксирования - контактного или бесконтактного. Когда этап фиксирования выполняется нагревательной фиксирующей системой, эти эффекты особенно выражены; при фиксировании с помощью системы, в которой используется и нагрев, и давление, существенно выражен эффект предотвращения раскатывания тонера.
Когда фиксирование осуществляют контактным способом, в частности системой, использующей и нагрев, и давление, для предотвращения наматывания бумаги на фиксирующий узел, в некоторой степени используется упругость самой бумаги, служащей материалом-носителем. То есть, когда тонер, используемый для проявления изображения на бумаге контактирует с фиксирующим элементом фиксирующего устройства, который плавит этот тонер, сила, действующая между тонером и бумагой, превышает силу, действующую между фиксирующим элементом и тонером, поэтому тонер сходит с фиксирующего элемента под действием модуля упругости бумаги, и возникает зафиксированное изображение. Соответственно, когда в качестве материала-носителя используют бумагу, значительно более тонкую, чем обычная и имеющую модуль упругости, подобный модулю упругости обычной бумаги, например бумагу для рекламных вкладышей в газеты, модуля упругости такой бумаги недостаточно, поэтому сила, действующая между фиксирующим элементом и тонером, становится больше, чем сила, действующая между тонером и бумагой, что приводит к тенденции обматывания тонера и бумаги вокруг фиксирующего элемента.
тy
y
y
2
В способе формирования изображения по настоящему изобретению, когда абсолютная плотность желтого тонера представлена показателем σ, а количество тонера после проявления данных об изображении на основе системы цветовых координат CIELAB с (L*=88,0; a*= -6,0; b*= 95,0) (сплошное желтое изображение, специфицированное как "японский цвет") на материале-носителе, представлено показателем M1 (мг/см), коэффициент окрашивания А, представленный нижеприведенным выражением 11, предпочтительно составляет 3,0-12,0.
y
y450
y
y
y
y
Считается, что вышеуказанный коэффициент окрашивания А показывает окрашивающие свойства способа формирования изображения, описываемые ниже: величина свойства проявления цвета, которой обладает используемый тонер и количество, в котором тонер используется для формирования изображения. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, когда А, показывающий способность тонера к проявлению цвета, увеличивается, количество тонера, используемого для формирования изображения, предпочтительно уменьшается, поэтому чем больше А, тем лучшую эффективность окрашивания дает способ формирования изображения. Когда величина А меньше 3, способность к проявлению цвета, которой обладает тонер, столь мала по сравнению с количеством используемого тонера, что плотность изображения может быть недостаточной. Кроме того, даже когда плотность изображения достаточна, количество тонера, используемого для проявления, столь велико, что может снизиться разрешение изображения. С другой стороны, когда величина А превышает 12,0, способность тонера к проявлению цвета чрезмерно велика, поэтому, даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящего вещества тонера снижается и в некоторых случаях представляемое цветовое пространство сужается. Кроме того, даже когда цветовое пространство достаточно, количество тонера, используемое для формирования изображения, столь мало, что возникает тенденция к заметности зернистости в светах, неправильности кромок линий на изображении и т.п. Соответственно, диапазон А более предпочтительно составляет 3,0-11,0, еще более предпочтительно - 4,0-11,0 или, особенно предпочтительно, 6,0-11,0.
y450
y
Желтый тонер по настоящему изобретению имеет величину А, находящуюся в определенном диапазоне и имеет более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер. В результате, даже когда изображение формируется при использовании небольшого количества тонера, более конкретно, когда величина А составляет 3,0-12,0, можно получить плотность изображения и цветовой охват изображения, сравнимые с обычными. Однако при попытке сократить потребление тонера, уменьшая толщину слоя тонера, из которого сформировано изображение, тонер проникает в бумагу так, что на участке, занятом изображением, становятся видны волокна бумаги. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за такого явления, как снижение насыщенности изображения. Когда изображение сформировано уменьшенным количеством тонера на бумаге, количество связующей смолы, из которой образовано изображение, также уменьшается, поэтому возникает особенно сильная тенденция к холодному смещению и горячему смещению. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасной низкотемпературной гибкостью, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость, даже при высокой температуре.
y
y450
y
y450
y
y450
y450
y
y
y450
y
y450
y
y450
Предпочтительно, чтобы этап формирования порошковых изображений содержал этап, при котором тонер транспортируют на участок проявления несущим элементом, и этап, при котором проявляют электростатические изображения на участке проявления; при этом отношение (Q/A) абсолютной величины количества заряда (Q) (мК/кг) тонера на несущем элементе на этапе транспортировки к A составляет 22,0-50,0. В настоящем изобретении используется желтый тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер, но количество тонера, которым проявляется электростатическое латентное изображение, предпочтительно регулируется с учетом соотношения между способностью проявления цвета и количеством заряда, которым обладает тонер. То есть предпочтительно используется следующая процедура: когда величина Q/A находится в указанном диапазоне, при увеличении A применяемого тонера величина Q увеличивается так, что количество тонера, используемого для проявления данных об изображении, уменьшается. При такой процедуре эффективность проявления цвета тонера можно дополнительно улучшить. Кроме того, тонер, обладающий прекрасной способностью проявлять цвет, имеет тенденцию к созданию заметных дефектов изображения, даже когда тонер обсыпается в очень небольшой степени, поэтому предпочтительно применяется следующая процедура: когда способность тонера проявлять цвет улучшается, количество заряда тонера увеличивается так, чтобы предотвратить появление дефектов изображения, таких как обсыпание тонера. Далее, когда способность тонера проявлять цвет улучшается, дефекты на кромках растровых точек или линий более заметны. Однако когда количество заряда тонера сохраняется в определенном диапазоне, предотвращается появление дефектов кромок и легко предотвращается падение разрешения изображения. Когда величина описанного выше отношения Q/A меньше 22,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь мало, что количество тонера, используемое для проявления изображения, увеличивается и, даже когда плотность изображения достаточна, разрешение изображения может снизиться. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда тонера столь велика, что даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящим веществом снижается и в некоторых случаях снижается представляемое цветовое пространство. Когда описанное выше отношение Q/A превышает 50,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь велико, что количество тонера, используемого для проявления изображения, чрезмерно мало, и даже когда плотность изображения достаточна, становятся заметны зернистость в светах, дефекты на кромках линейного изображения и т.п. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда столь мала, что даже когда разрешение изображения достаточно, плотность изображения или цветовой охват изображения могут быть недостаточны. Соответственно, величина Q/A предпочтительно оставляет 23,0-45,0, более предпочтительно - 27,0 - 45,0 или, еще более предпочтительно 30,0-45,0.
y
тy
тy
y
тy
y
тy
y
тy
тy
тy
тy
2
2
2
В способе формирования изображений по настоящему изобретению, M1 (мг/см), описанный выше, предпочтительно составляет (0,10×ρ)-(0,40×ρ) мг/см, поскольку при этом сокращается потребление тонера и благоприятно проявляются эффекты настоящего изобретения. Когда величина M1 меньше чем (0,10×ρ) мг/см, тонер проникает в бумагу и в некоторых случаях сужается представляемое цветовое пространство. Альтернативно, количество частиц тонера, из которых формируется изображение, снижается и в некоторых случаях снижается равномерность изображения. Когда M1 превышает (0,40×ρ), разрешение изображения имеет тенденцию к снижению. Кроме того, когда используют материал-носитель с малым модулем упругости, возникает тенденция к закручиванию бумаги на этапе фиксирования. Соответственно, вышеуказанный диапазон величин M1 более предпочтительно составляет (0,12×ρ)-(0,35×ρ) или, особенно предпочтительно, (0,15×ρ)-(0,30×ρ).
y80
y20
y80
y20
y80
y20
y80
y20
y80
y20
На этапе формирования порошкового изображения отношение (Н/Н) средней высоты (Н) слоя тонера в порошковом изображении, сформированном на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность желтого, равную 80%, к средней высоте (Н) слоя тонера порошкового изображения, сформированного на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность желтого, равную 20%, предпочтительно составляет 0,90-1,30. Согласно настоящему изобретению достигается дополнительный эффект улучшения разрешения изображения, предотвращается неравномерность глянца и изображение имеет сниженную шероховатость поверхности независимо от толщины материала-носителя, при этом потребление тонера может быть сокращено. Когда используется тонер с хорошей способностью к проявлению цвета, такой как тонер по настоящему изобретению, оттенок изображения в определенной его точке значительно меняется в зависимости от количества частиц тонера, присутствующих в этой точке в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. Соответственно, в настоящем изобретении предпочтительно применяется описанный ниже способ формирования изображения: количество частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном соответствующим градациям изображения униформизируют в максимально возможной степени, независимо от плотностей изображений. Когда величина описанного выше отношения Н/Н меньше 0,90 или больше 1,30, в диапазоне от участка светов изображения до полутонового участка изображения проявляется неравномерность, вызванная изменением оттенков из-за неравномерности количества частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. В частности, когда величина отношения Н/Н превышает 1,30, разрешение участка с высокой плотностью имеет тенденцию к снижению и воспроизводимость изображения для данных об изображении снижается. Соответственно, величина отношения Н/Н, описанного выше, предпочтительно составляет 0,95-1,20 или, особенно предпочтительно, 1,00-1,15. Такой способ является эффективным способом формирования изображения, при котором изображение формируют путем модуляции площади покрытия, где градации представлены на основе площади участка изображения в диапазоне от участка с низкой плотностью до участка сплошного изображения высокой плотности.
k
k600
k600
k460
k600
k460
Настоящее изобретение относится к способу формирования полноцветного изображения, содержащему этапы, при которых: формируют электростатические изображения на заряженном элементе, несущем электростатическое изображение; проявляют сформированные электростатические изображения тонерами для формирования порошковых изображений; переносят сформированные порошковые изображения на материал-носитель; фиксируют перенесенное порошковое изображение на материале-носителе для формирования фиксированных изображений, при котором: этап формирования порошкового изображения содержит этап, при котором выполняют проявку первым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера для формирования первого порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку вторым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, для формирования второго порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку третьим тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого и второго тонера, для формирования третьего порошкового изображения; этап, при котором выполняют проявку четвертым тонером, выбранным из черного тонера, голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера, кроме первого тонера, второго тонера и третьего тонера, для формирования четвертого порошкового изображения; при этом черный тонер содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество и черный тонер имеет величину (с*) для с* в системе цветовых координат CIEALB от 20,0 или менее; оптическую плотность (А) на длине волны 600 нм, равную 1,610 или более, и отношение (А/А) оптической плотности А к оптической плотности (А) на длине волны 460 нм, равное 0,970-1,035 в отражательной спектрофотометрии.
Согласно такому способу формирования полноцветного изображения можно получить цветовой охват, представленный изображением, сравнимый или лучший, чем у обычного изображения, хороший внешний вид изображения с уменьшенной шероховатостью поверхности, и сократить расходы на эксплуатацию за счет снижения потребления черного тонера. Далее, количество тонера, используемое при проявлении порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, можно сократить, поэтому можно предотвратить осыпание тонера на этапе переноса изображения и сформировать на материале-носителе порошковые изображения, совпадающие с электростатическим изображением. Деформация каждого из порошковых изображений на материале-носителе на этапе переноса предотвращается, поэтому можно формировать зафиксированные изображения, совпадающие с электростатическими изображениями. Кроме того, количество тонера на материале-носителе можно уменьшить, поэтому даже когда в качестве материала-носителя используется бумага, значительно тоньше обычной, например бумага для рекламных вкладышей в газеты, отказы фиксирования или намотка бумаги на фиксирующее устройство предотвращаются, и можно сформировать изображение с небольшой шероховатостью поверхности.
Причины вышеизложенного описаны ниже. Поскольку используется черный тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и лучшую способность проявления цвета, чем у обычного тонера, количество тонера на единицу площади, необходимое для представления цветового охвата изображения и цветового пространства, которые сравнимы или превосходят обычные для определенных данных об изображении, можно уменьшить по сравнению с обычным черным тонером. В результате количество черного тонера, используемого для проявления определенных данных изображения на единицу площади элемента, несущего электростатическое изображение можно уменьшить. Количество тонера на единицу площади невелико, но площадь электростатического изображения, формируемого на элементе, несущем электростатическое изображение, постоянна, поэтому высота порошкового изображения, проявленного на элементе, несущем электростатическое изображение, может быть уменьшена. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое изображение, и легкость, с которой осыпается тонер на этапе переноса, пропорциональны. Соответственно, уменьшение вышеуказанной высоты порошкового изображения препятствует осыпанию тонера и позволяет перенести порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое изображение, на материал-носитель с повышенной точностью. Этот эффект более существенен, когда применяется способ формирования изображения с применением промежуточного транспортного элемента и особенно, когда этот промежуточный транспортный элемент используется два раза и более.
По существу порошковое изображение, перенесенное на материал-носитель, подвергается этапу фиксирования так, чтобы получить фиксированное изображение. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, высота незафиксированного порошкового изображения на материале-носителе и легкость, с которой порошковое изображение смазывается, на этапе переноса пропорциональны. То есть, даже если на материале-носителе сформировано порошковое изображение высокой четкости и высокого разрешения, когда такое порошковое изображение имеет большую высоту, разрешение зафиксированного изображения падает из-за смазывания расплава или раскатывания тонера на этапе фиксирования. В способе формирования полноцветного изображения по настоящему изобретению высоту изображения, созданного голубым тонером на материале-носителе можно уменьшить, поэтому такое явление, как смазывание расплава или раскатывание тонера на этапе фиксирования, предотвращается и, следовательно, на материале-носителе можно сформировать фиксированное порошковое изображение, точно соответствующее незафиксированному порошковому изображению.
Эти эффекты проявляются независимо от способа фиксирования - контактного или бесконтактного. Когда этап фиксирования выполняется нагревательной фиксирующей системой, эти эффекты особенно выражены; при фиксировании с помощью системы, в которой используются и нагрев, и давление, существенно выражен эффект предотвращения раскатывания тонера.
Когда фиксирование осуществляют контактным способом, в частности системой, использующей и нагрев, и давление, для предотвращения наматывания бумаги на фиксирующий узел в некоторой степени используется упругость самой бумаги, служащей материалом носителем. То есть, когда тонер, используемый для проявления на бумаге контактирует с фиксирующим элементом фиксирующего устройства, который плавит этот тонер, сила, действующая между тонером и бумагой, превышает силу, действующую между фиксирующим элементом и тонером, поэтому тонер сходит с фиксирующего элемента под действием модуля упругости бумаги и возникает зафиксированное изображение. Соответственно, когда в качестве материала-носителя используют бумагу, значительно более тонкую, чем обычная, и имеющую модуль упругости, подобный модулю упругости обычной бумаги, например, бумагу для рекламных вкладышей в газеты, модуля упругости такой бумаги недостаточно, поэтому сила, действующая между фиксирующим элементом и тонером, становится больше, чем сила, действующая между тонером и бумагой, что приводит к тенденции обматывания тонера и бумаги вокруг фиксирующего элемента.
тk
k
с
2
В способе формирования изображения по настоящему изобретению, когда абсолютная плотность голубого тонера представлена показателем σ, а количество тонера после проявления данных об изображении на основе системы цветовых координат CIELAB с (L*=13,2; a*=1,3; b*=1,9) (сплошное черное изображение, специфицированное как "японский цвет") на материале-носителе, представлено показателем M1 (мг/см), коэффициент окрашивания А, представленный нижеприведенным выражением 12, предпочтительно составляет 3,0-12,0.
A<sub>k=</sub>A<sub>k600</sub>/(M1<sub>k</sub>×ρ<sub>тс</sub>)
(Выражение 12)
k
k600
k
k
k
k
Считается, что вышеуказанный коэффициент окрашивания А показывает окрашивающие свойства способа формирования изображения, описываемые ниже: величина свойства проявления цвета, которой обладает используемый тонер и количество, в котором тонер используется для формирования изображения. Согласно исследованию, проведенному изобретателями, когда А, показывающий способность тонера к проявлению цвета, увеличивается, количество тонера, используемого для формирования изображения, предпочтительно уменьшается, поэтому чем больше А, тем лучшую эффективность окрашивания дает способ формирования изображения. Когда величина А меньше 3,0, способность к проявлению цвета, которой обладает тонер, столь мала по сравнению с количеством используемого тонера, что плотность изображения может быть недостаточной. Кроме того, даже когда плотность изображения достаточна, количество тонера, используемого для проявления, столь велико, что может снизиться разрешение изображения. С другой стороны, когда величина А превышает 12,0, способность тонера к проявлению цвета чрезмерно велика, поэтому, даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящего вещества тонера снижается и в некоторых случаях представляемое цветовое пространство сужается. Кроме того, даже когда цветовое пространство достаточно, количество тонера, используемое для формирования изображения, столь мало, что возникает тенденция к заметности зернистости в светах, неправильности кромок линий на изображении и т.п. Соответственно, диапазон А более предпочтительно составляет 3,0-11,0, более предпочтительно - 4,0-11,0 или, особенно предпочтительно, 6,0-11,0.
k620
k
Черный тонер по настоящему изобретению имеет величину А, находящуюся в определенном диапазоне и имеет более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер. В результате, даже когда изображение формируется при использовании небольшого количества тонера, более конкретно, когда величина А составляет 3,0-12,0, можно получить плотность изображения и цветовой охват изображения, сравнимые с обычными. Однако при попытке сократить потребление тонера, уменьшая толщину слоя тонера, из которого сформировано изображение, тонер проникает в бумагу так, что на участке, занятом изображением, становятся видны волокна бумаги. Альтернативно, внешний вид изображения имеет тенденцию к ухудшению из-за такого явления, как снижение насыщенности изображения. Когда изображение сформировано уменьшенным количеством тонера на бумаге, количество связующей смолы, из которой образовано изображение, также уменьшается, поэтому возникает особенно сильная тенденция к холодному смещению и горячему смещению. Ввиду вышеизложенного тонер по настоящему изобретению, обладающий в некоторой степени прекрасной низкотемпературной гибкостью, предпочтительно сохраняет соответствующую вязкость даже при высокой температуре.
k
k600
k
k600
k
k600
k600
k
k
k600
k
k600
k
k600
Предпочтительно, чтобы этап формирования порошковых изображений содержал этап, при котором тонер транспортируют на участок проявления несущим элементом, и этап, при котором проявляют электростатические изображения на участке проявления; при этом отношение (Q/A) абсолютной величины количества заряда (Q) (мК/кг) тонера на несущем элементе на этапе транспортировки к A составляет 22,0-50,0. В настоящем изобретении используется голубой тонер, имеющий конкретные спектральные характеристики отражения и более высокую способность проявления цвета, чем обычный тонер, но количество тонера, которым проявляется электростатическое латентное изображение, предпочтительно регулируется с учетом соотношения между способностью проявления цвета и количеством заряда, которым обладает тонер. То есть предпочтительно используется следующая процедура: когда величина Q/A находится в указанном диапазоне, при увеличении A применяемого тонера, величина Q увеличивается так, что количество тонера, используемого для проявления данных об изображении, уменьшается. При такой процедуре эффективность проявления цвета тонера можно дополнительно улучшить. Кроме того, тонер, обладающий прекрасной способностью проявлять цвет, имеет тенденцию к созданию заметных дефектов изображения, даже когда тонер обсыпается в очень небольшой степени, поэтому предпочтительно применяется следующая процедура: когда способность тонера проявлять цвет улучшается, количество заряда тонера увеличивается так, чтобы предотвратить появление дефектов изображения, таких как обсыпание тонера. Далее, когда способность тонера проявлять цвет улучшается, дефекты на кромках растровых точек или линий более заметны. Однако когда количество заряда тонера сохраняется в определенном диапазоне, предотвращается появление дефектов кромок и легко предотвращается падение разрешения изображения. Когда величина описанного выше отношения Q/A меньше 22,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь мало, что количество тонера, используемое для проявления изображения, увеличивается и даже когда плотность изображения достаточна, разрешение изображения может снизиться. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда тонера столь велика, что даже когда разрешение изображения достаточно, эффективность проявления цвета красящим веществом снижается и в некоторых случаях снижается представляемое цветовое пространство. Когда описанное выше отношение Q/A превышает 50,0, количество заряда тонера по сравнению со способностью тонера к проявлению цвета столь велико, что количество тонера, используемого для проявления изображения чрезмерно мало, и даже когда плотность изображения достаточна, становятся заметны зернистость в светах, дефекты на кромках линейного изображения и т.п. Альтернативно, способность тонера к проявлению цвета по сравнению с количеством заряда столь мала, что даже когда разрешение изображения достаточно, плотность изображения или цветовой охват изображения могут быть недостаточны. Соответственно, величина Q/A более предпочтительно оставляет 23,0-50,0, еще более предпочтительно - 30,0-50,0 или, еще более предпочтительно, 36,0-50,0.
k
тk
тk
k
тk
k
тk
k
тk
тk
тk
тk
2
2
2
В способе формирования изображений по настоящему изобретению, M1 (мг/см), описанный выше, предпочтительно составляет (0,10×ρ)-(0,40×ρ) мг/см, поскольку при этом сокращается потребление тонера и благоприятно проявляются эффекты настоящего изобретения. Когда величина M1 меньше чем (0,10×ρ) мг/см, тонер проникает в бумагу и в некоторых случаях сужается представляемое цветовое пространство. Альтернативно, количество частиц тонера, из которых формируется изображение, снижается и в некоторых случаях снижается равномерность изображения. Когда M1 превышает (0,40×ρ), разрешение изображения имеет тенденцию к снижению. Кроме того, когда используют материал-носитель с малым модулем упругости, возникает тенденция к закручиванию бумаги на этапе фиксирования. Соответственно, вышеуказанный диапазон величин M1 более предпочтительно составляет (0,12×ρ)-(0,35×ρ) или, особенно предпочтительно, (0,15×ρ)-(0,30×ρ).
k80
k20
k80
k20
k80
k20
k80
k20
k80
k20
На этапе формирования порошкового изображения отношение (Н/Н) средней высоты (Н) слоя тонера в порошковом изображении, сформированном на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность голубого, равную 80%, к средней высоте (Н) слоя тонера порошкового изображения, сформированного на элементе, несущем электростатическое изображение, для данных об изображении, имеющем монохроматическую плотность голубого, равную 20%, предпочтительно составляет 0,90-1,30. Согласно настоящему изобретению достигается дополнительный эффект улучшения разрешения изображения, предотвращается неравномерность глянца и изображение имеет сниженную шероховатость поверхности независимо от толщины материала-носителя, при этом потребление тонера может быть сокращено. Когда используется тонер с хорошей способностью к проявлению цвета, такой как тонер по настоящему изобретению, оттенок изображения в определенной его точке значительно меняется в зависимости от количества частиц тонера, присутствующих в этой точке в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. Соответственно, в настоящем изобретении предпочтительно применяется описанный ниже способ формирования изображения: количество частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном соответствующим градациям изображения, униформизируют в максимально возможной степени, независимо от плотностей изображений. Когда величина описанного выше отношения Н/Н меньше 0,90 или больше 1,30, в диапазоне от участка светов изображения до полутонового участка изображения проявляется неравномерность, вызванная изменением оттенков из-за неравномерности количества частиц тонера, присутствующих в направлении, перпендикулярном поверхности изображения. В частности, когда величина отношения Н/Н превышает 1,30, разрешение участка с высокой плотностью имеет тенденцию к снижению и воспроизводимость изображения для данных об изображении снижается. Соответственно, величина отношения Н/Н, описанного выше, предпочтительно составляет 0,95-1,20 или, особенно предпочтительно, 1,00-1,15. Такой способ является эффективным способом формирования изображения, при котором изображение формируют путем модуляции площади покрытия, где градации представлены на основе площади участка изображения в диапазоне от участка с низкой плотностью до участка сплошного изображения высокой плотности.
Далее будет показано устройство для формирования изображений, предпочтительное для настоящего изобретения.
(1) Пример устройства для формирования изображений
На фиг. 3 приведен эскиз конструкции иллюстративного устройства для формирования полноцветных изображений электрофотографическим способом. Устройство по фиг. 3 используется как полноцветная копировальная машина или полноцветный принтер. В случае полноцветной копировальной машины, как показано на фиг. 3, устройство в верхней своей части имеет участок цифрового считывания изображения, а в нижней части - участок цифрового принтера изображения.
На участке считывания оригинал 101 укладывают на стеклянный стол 102 и экспонируют и сканируют экспонирующей лампой 103, благодаря чему отраженное от оригинала 101 световое изображение объективом 104 направляют на полноцветный сенсор 105, получая сигнал цветоделенного изображения. Сигнал цветоделенного изображения проходит через цепь усилителя (не показана), обрабатывается в устройстве обработки видеосигнала (не показано) и посылается на участок цифрового принтера.
На участке цифрового принтера светочувствительный барабан 106, являющийся элементом, несущим изображение, имеет, например, светочувствительный слой, содержащий органический фотопроводник, и установлен с возможностью вращения в направлении, показанном стрелкой. Вокруг светочувствительного барабана 106 расположены лампа 107 засветки, коронирующее зарядное устройство 108, лазерная оптическая система 109 экспонирования, датчик 110 потенциала, четыре проявляющих устройства 111Y, 111C, 111M, 111K, содержащие тонер разных цветов, средство 112 для определения количества света на барабане, транспортное устройство 113 и очищающее устройство 114.
В лазерной оптической системе экспонирования сигнал изображения, пришедший от участка считывания, преобразуется в оптический сигнал для сканирующего экспонирования изображения в лазерном участке вывода (не показан), и преобразованный лазерный свет, отраженный многогранным зеркалом 109а, проецируется на поверхность светочувствительного барабана 106 через объектив 109b и зеркало 109с.
Во время формирования изображения участок принтера вращает светочувствительный барабан 106 в направлении, показанном стрелкой, равномерно отрицательно заряжает светочувствительный барабан 106 зарядным устройством 108 после антистатической обработки барабана лампой 107 засветки и облучает барабан каждым основным цветом оптического изображения Е для формирования на светочувствительном барабане 106 электростатического изображения.
Далее, приводится в действие заранее определенное проявляющее устройство для проявления электростатического изображения на светочувствительном барабане 106, в результате чего на светочувствительном барабане 106 формируется порошковое изображение. Проявляющие устройства 111Y, 111C, 111M и 111K поочередно подводятся к светочувствительному барабану 106, согласно соответствующему основному цвету, посредством срабатывания их эксцентриковых кулачков 115Y, 115c, 115M и 115K, чтобы выполнить проявление.
Транспортное устройство содержит передаточный барабан 113а, передаточное зарядное устройство 113b, адсорбирующее зарядное устройство 113с для электростатической адсорбции регистрирующего материала, и адсорбционный валок 113g, расположенный напротив устройства 113с, внутреннее зарядное устройство 113d, внешнее зарядное устройство 113е и зарядное устройство 113h разделения. Передаточный барабан 113 установлен с возможностью вращения, а на периферийной поверхности барабана натянут передаточный лист 113f, являющийся передаточным элементом, несущим материал-носитель, так, чтобы он был выполнен интегрально с верхней частью цилиндра барабана. В качестве передаточного листа 113f используют пленку из смолы, например поликарбонатную пленку.
Материал-носитель транспортируют из кассеты 116а, 116b или 116с на передаточный барабан с помощью транспортной системы для принимающих листов и устанавливают на передаточный барабан 113а. Материал-носитель, установленный на передаточном барабане 113а, многократно транспортируют к позиции переноса напротив светочувствительного барабана 106 вместе с вращением передаточного барабана 113а, и порошковое изображение со светочувствительного барабана 106 переносится на материал-носитель под действием передаточного зарядного устройства 113b при прохождении материала-носителя через положение переноса.
Порошковое изображение можно переносить непосредственно со светочувствительного элемента на материал-носитель. Альтернативно, можно использовать следующую процедуру: порошковое изображение со светочувствительного элемента переносится на промежуточное передаточное тело, а с передаточного тела порошковое изображение переносится на материал-носитель.
Вышеописанные этапы формирования изображения повторяются для желтого (Y), пурпурного (М), голубого (С) и черного (К) тонеров, и цветное изображение получается путем наложения четырех порошковых изображений на материал-носитель на передаточном барабане 113а.
Материал-носитель, на который, как описано выше, были перенесены четыре порошковых изображения, отделяют от передаточного барабана 113а с помощью каждого из разделяющих зубцов 117а, разделяющего выталкивающего валка 117b, и разделяющего зарядного устройства 113h так, чтобы направить его на фиксирующее устройство 100, в котором изображения фиксируются под действием теплоты и давления, и в процессе фиксирования происходит смешение цветов, проявление цветов и закрепление тонеров на материале-носителе. После этого материал-носитель выводится в лоток 118 и на этом формирование полноцветного изображения заканчивается.
Далее следует описание подхода к преобразованию в двоичную форму по настоящему изобретению.
Для воспроизведения градаций предлагались разные способы перевода в двоичную форму (бинаризации). В обычных случаях чаще всего применяются способ сглаживания (дитеринг) и способ точечного растра. При способе сглаживания один пиксель считанного входного сигнала соответствует одному пикселю двоичной записи, как показано на фиг. 9(а).
При способе точечного растра один пиксель считанного входного сигнала соответствует множеству пикселей двоичной записи, как показано на фиг. 9(с).
Подход, являющийся промежуточным между этими двумя способами, заключается в том, что один пиксель считанного входного сигнала соответствует частичной матрице (L×L) в матрице m×m, как показано на фиг. 9(b). В соответствии с частичным пикселем L=1 соответствует способу сглаживания, а L=m соответствует способу точечного растра, и размер выходного изображения можно менять, задавая произвольное значение L.
Применяя такой способ бинаризации формируют растр сглаживания (dither pattern) для каждого цвета. В растре сглаживания для каждого цвета можно получить точку полутона, имеющую растровый угол, поместив базовые полутоновые точки (базовые элементы), каждая из которых состоит из а×а пикселей, соответственно смещая полутон, как показано на фиг. 10. Когда величина смещения (вектор смещения) представлена как u=(a, b), растровый угол θ, который нужно получить, можно определить по формуле:
-1(b/a)
θ=tan
Размер квадратной пороговой матрицы (N), соответствующей одному циклу точек, можно определить с помощью следующего выражения, используя величины а и b для такого вектора u смещения:
N=LCM(a, b)×(b/a+a/b)
где LCM(a, b) - наименьшее общее кратное для a и b. Предпочтительно используют наименьший возможный размер матрицы, чтобы можно было получить растр сглаживания, имеющий требуемый угол и ослабить нагрузку на аппаратные средства.
В настоящем изобретении придание разных растровых углов соответствующим цветам дает, например, следующие эффекты: можно поддерживать равномерность соответствующих цветов, даже если положение цветов сдвинуто, и можно предотвращать генерирование муаровых интерференционных полос. В частности, на появление муаровых интерференционных полос сильное влияние оказывает комбинация растровых углов соответствующих цветов. Предпочтительной комбинацией растровых углов в настоящем изобретении является следующая: когда желтый равен 0°, голубой (или пурпурный) равен 14-22°, черный равен 41-49° и пурпурный (или желтый) равен 68-76°. Особенно предпочтительной является следующая комбинация: когда желтый равен 0°, голубой (или пурпурный) равен 16-20°, черный равен 43-47°, и пурпурный (или голубой) равен 69-73°.
На фиг. 12 приведен пример расположения точек решетки растра сглаживания, которое предпочтительно может использоваться в настоящем изобретении. В этом расположении использованы следующие показатели: желтый (0°, 150 линий), голубой (18,43°, 189 линий), черный (45°, 122 линии), и пурпурный (71,57°, 189 линий).
Кроме того, растровый угол предпочтительно создают путем создания разности фаз в вышеупомянутой системе широтно-импульсной модуляции.
Кроме того, подход, заключающийся в формировании растра сглаживания, используемый в настоящем изобретении, позволяет выводить разные уровни. Следует использовать только следующую процедуру: готовят множество матриц растров сглаживания, входную величину пикселя и пороговую величину каждой матрицы растра сглаживания сравнивают друг с другом и выводят градацию матрицы растра, превышающую пороговую величину. Ширину освещения лазерного импульса в это время регулируют по градации; положение освещения импульса в это время можно задавать с учетом "центра, левой или правой стороны" в пикселе, положения пикселя в матрице растра и влияния периферийных пикселей вокруг растра.
Периметр растрового изображения в настоящем изобретении определяется исходя из предположения, что полутоновой пиксель многоуровневого изображения также является одним пикселем. Хотя положение растровой точки может сдвигаться "к центру, вправо или влево" в одном пикселе благодаря вышеописанному изменению в положении освещения даже полутоновое изображение преобразуется в выходное разрешение (например, 600 точек на дюйм или 1200 точек на дюйм), где базовой единицей является один пиксель.
В настоящем изобретении может использоваться система сглаживания полутоновой растровой точки, в которой размер полутоновой растровой точки меняется, или система диффузионного сглаживания, в которой меняется количество полутоновых растровых точек, тогда как размер каждой плутоновой растровой точки не меняется.
В настоящем изобретении более предпочтительно применяется система диффузионного сглаживания. Плотность изображения в системе растровых точек определяется соотношением площадей растровых точек. То есть по мере увеличения площади растровых точек увеличивается плотность изображения, но применение системы диффузионного сглаживания позволяет расширить представляемое цветовое пространство при формировании полноцветного изображения. В настоящем изобретении используется тонер, имеющий высокую способность проявления цвета. Когда каждый соответствующий цветной тонер является тонером с высокой способностью проявления цвета, эффективность проявления цвета тонера, присутствующего в нижнем слое на материале-носителе, имеет тенденцию к снижению из-за влияния тонера, присутствующего в верхнем слое на этом материале. Соответственно, использование системы диффузионного сглаживания позволяет дополнительно уменьшить участок, на котором наложены друг на друга слои соответствующих цветных тонеров и позволяет тонерам проявить свою способность проявления цвета в максимально полной степени. Кроме того, когда тонером, имеющим высокую способность проявления цвета, формируется изображение, состоящее из тонких линий, участок края или кромка каждой полутоновой растровой точки, из которых сформирована тонкая линия, становится видимой, но применение системы диффузионного сглаживания улучшает воспроизводимость тонких линий и может повысить разрешение. Кроме того, потребление тонера может уменьшиться.
В качестве способа теплового фиксирования в способе формирования изображений по настоящему изобретению может использоваться система пленочного фиксирования. Конкретные примеры пленочной системы фиксирования включают фиксирующие системы SURF и IHF. То есть предпочтительным является следующий способ фиксирования: используют прижимное нагревающее средство, имеющее по меньшей мере вращающееся нагревающее тело, окруженное термостойкой пленкой, и прижимной валок, являющийся создающим давление элементом, прижимной валок и термостойкую пленку вводят в контакт друг с другом для формирования щелевого участка, и регистрирующий материал транспортируют зажатым между пленкой и прижимным валком на щелевом участке так, чтобы сформировать зафиксированное изображение. Когда используется тонер с высокой способностью проявления цвета, и этот тонер используется в уменьшенном количестве, как в настоящем изобретении, на этапе фиксирования тонер проникает в материал-носитель, например бумагу, и в некоторых случаях внешний вид изображения ухудшается. Предпочтительно используется пленочная система фиксирования, которая уменьшает давление, которое необходимо приложить к тонеру на щелевом участке, и позволяет увеличить ширину захватывающей щели.
На фиг. 4 показан пример фиксирующего устройства, в котором реализована фиксирующая система SURF. Фиксирующее устройство имеет нагреватель 4 и прижимной ролик 10, расположенный напротив нагревателя. Нагреватель 4 имеет: цилиндрическую термостойкую пленку 5, выполненную из полиимида, покрытого фтористой смолой иди подобным материалом и имеющую толщину прибл. 50 мкм и керамический нагреватель 7, являющийся нагревательным телом, а также элемент 6, измеряющий температуру, например термистор, установленный в контакте с нагревателем для регулирования температуры, до которой нагревается тонер. Прижимной валок (элемент, создающий давление) 10 имеет оправку 9, выполненную из алюминиевого сплава, и резиновый валок 8, который расположен снаружи относительно периферийной поверхности оправки и покрыт композицией смолы, обладающей хорошими антиадгезивными свойствами и термостойкостью, например силиконовой смолой или фтористой смолой.
Прижимной валок 10 снабжен поджимающим средством (не показано), например пружиной, поджимающей его к нагревающей поверхности керамического нагревателя (нагревающего средства) 7. Термостойкая пленка 5 расположена так, чтобы двигаться по бесконечной орбите (в показанном примере - по круговой орбите), проходящей через верхний участок нагревающей поверхности керамического нагревателя. Термостойкая пленка расположена между керамическим нагревателем 7 и прижимным валком 10 для образования щелевого участка между пленкой и прижимным валком 10. Регистрирующий материал с расположенным на нем незафиксированным порошковым изображением вводится в щелевой участок, благодаря чему тонер на регистрирующем материале плавится и на регистрирующем материале формируется зафиксированное порошковое изображение.
На фиг. 5 показан пример фиксирующего устройства, в котором реализована фиксирующая система IHF. Фиксирующее устройство имеет фиксирующую ленту 11 и прижимной валок (элемент, создающий давление) 12, расположенный напротив ленты. Фиксирующая лента 11 имеет металлический проводник 20 и упругий слой 19, выполненный из фтористой смолы или подобного материала, которым покрыта поверхность проводника. Катушка 13 возбуждения помещена внутри ленты 11 соосно с лентой. Кроме того, внутри ленты 13 установлен сердечник 14, выполненный из магнитного вещества и служащий элементом, экранирующим магнитное поле. Прижимной валок 12 имеет пустотелую оправку 21, выполненную из алюминиевого сплава, и антиадгезионный термостойкий упругий слой 22, которым покрыта внешняя периферийная поверхность оправки.
Сердечник 14 удерживается парой держателей 15, сечение каждого из которых имеет форму лопасти. Каждый держатель 15 выполнен из термостойкой смолы, например, полифениленсульфида (PPS), полиэфиркетона (PEEK) или фенольной смолы. Катушка 13 возбуждения сформирована путем намотки проволоки на поверхность каждого из держателей 15 так, что катушка имеет структуру, в которой проволока проходит вдоль внутренней периферийной поверхности фиксирующего валка от центрального выступающего участка 14, имеющего Т-образное сечение.
Датчик 16 температуры находится в контакте СС поверхностью фиксирующей ленты. Кроме того, имеется транспортная направляющая 17, установленная в таком положении, чтобы направлять регистрирующий материал, с находящимся на нем незафиксированным порошковым изображением, в контактный участок (в щель) между фиксирующей лентой 11 и прижимным валком 12. Кроме того, за фиксирующим устройством расположен разделяющий зубец 18. Этот разделяющий зубец 18 находится в контакте с поверхностью фиксирующей ленты 11 или рядом с ней, чтобы предотвратить наматывание регистрирующего материала, например бумаги, на фиксирующую ленту 11.
Прижимной валок поджимается поджимающим средством (не показано), например пружиной, к фиксирующей ленте 11 (сердечнику 14). Фиксирующая лента 11 выполнена с возможностью перемещения по бесконечной орбите (в показанной форме - по круговой орбите) и обращена к катушке 13 возбуждения. Фиксирующая лента расположена между сердечником 14 и прижимным валком 12 и ее участок, расположенный напротив прижимного валка 12 образует щелевой участок между лентой и прижимным валком 12. Регистрирующий материал с незафиксированным порошковым изображением вводится в щелевой участок, в результате чего тонер на регистрирующем материале плавится и на регистрирующем материале формируется зафиксированное порошковое изображение.
Катушка 13 возбуждения генерирует высокочастотное магнитное поле, когда через ее обмотку протекает ток высокой частоты. Магнитное поле генерирует наведенные вихревые токи в фиксирующей ленте 11, в результате чего фиксирующая лента подвергается омическому нагреву посредством поверхностного сопротивления самой фиксирующей ленты. В этом устройстве катушка возбуждения и множество устройств, позволяющих пропускать ток высокой частоты через катушку, именуются нагревающим средством. Температура фиксирующей ленты 11 регулируется автоматически и поддерживается постоянной путем увеличения или уменьшения подачи питания на катушку 13 возбуждения в соответствии с сигналом от датчика температуры 16.
Кроме того, высокочастотное магнитное поле можно эффективно генерировать, комбинируя катушку 13 возбуждения и сердечник 14 из магнитного материала. В частности, когда используется сердечник с Т-образной формой сечения, как показано на фиг. 5, количество теплоты, необходимое для фиксирующего устройства, можно произвести с меньшими затратами мощности за счет эффективной концентрации высокочастотного магнитного поля или за счет экранирующего эффекта на магнитное поле, за исключением участка, генерирующего теплоту.
Материалом упругого слоя 19 являются, например, фтористая смола, силиконовая смола. Конкретные примеры материала включают сополимер тетрафторэтилена/перфторалкилвинилового эфира (ПФА), политетрафторэтилен (ПТФЭ), поливинилфторид (ПВФ), винилиденфторидфторокарбоновый каучук, пропилен/тетрафторэтиленвторокарбоновый каучук, фторосиликоновый каучук и силиконовый каучук.
Толщина эластичного слоя предпочтительно составляет 10-500 мкм, чтобы предотвратить неравномерность глянца, вызванную тем, что нагревающая поверхность нагревательного средства не может повторять шероховатость регистрирующего материала или шероховатость слой тонера при печати изображения.
Когда толщина упругого слоя 19 меньше 10 мкм, слой не может выполнять свою функцию упругого элемента и распределение давления во время фиксирования становится неравномерным, поэтому незафиксированный тонер, образующий смешанные цвета, не может быть в достаточной степени зафиксирован под воздействием теплоты, особенно во время фиксирования полноцветного изображения, и неравномерность глянца зафиксированного изображения увеличивается. Кроме того, способность смешения цветов тонеров ухудшается из-за недостаточного плавления тонера, что делает невозможным получение полноцветного изображения высокого разрешения. Соответственно, толщина менее 10 мкм не является предпочтительной. Дополнительно, когда толщина упругого слоя 19 превышает 500 мкм, теплопроводность во время фиксирования нарушается и снижается тепловой охват фиксируемой поверхности, в результате ухудшается характеристика быстрого старта и появляется тенденция к неравномерности фиксирования. Поэтому толщина, превышающая 500 мкм, также не является предпочтительной.
(Измерение абсолютной плотности тонера)
1
2
0
1
2
3
0
т
3
3
Абсолютную плотность тонера можно измерить способом, при котором используют пикнометр газозамещающего типа. Принцип измерения описан ниже. Между измерительной камерой (имеющей объем V) и сравнительной камерой (имеющей объем V), каждая из которых имеет постоянный объем, установлен отсечной клапан, и перед загрузкой образца в измерительную камеру заранее измеряют массу М (г) образца. И измерительная, и сравнительная камер заполнены инертным газом, например гелием, и его давление в это время составляет Р. Отсечной клапан закрывают, и добавляют инертный газ только в измерительную камеру, и давление в это время составляет Р. Давление в системе, когда отсечной клапан открыт и измерительная камера и сравнительная камера сообщаются друг с другом, составляет Р. Объем (V, см) образца можно определить, используя выражение А. Абсолютную плотность ρ (г/см) тонера можно определить, используя выражение В.
V<sub>0</sub>=V<sub>1</sub>-[V<sub>2</sub>/{(P<sub>2</sub>-P<sub>1</sub>)/(P<sub>3</sub>-P<sub>1</sub>)-1}]
Выражение А
ρ<sub>т</sub>=M<sub>0</sub>/V<sub>0</sub>
Выражение В
3
Абсолютную плотность можно измерить, например, сухим автоматическим денситометром Accupys 1330 (компании Shimadzu Corporation). В это время используется контейнер емкостью 10 мл, прошедший десятикратную продувку гелием при максимальном давлении 134,4 кПа, в качестве предварительной обработки образца. После этого, в качестве показателя наступления равновесия давления в контейнере используют флуктуацию давления в измерительной камере, равную манометрическому давлению 0,050 фунтов на кв. дюйм (0,3447379 кПа). Если флуктуация давления не превышает этой величины, считается, что давление уравновесилось и происходит автоматическое измерение абсолютной плотности. Измерение производят пять раз и рассчитывают среднюю величину по пяти измерениям, которую и определяют как абсолютную плотность (г/см).
105
120
(Измерение вязкости (η) тонера при 105°С и вязкости тонера (η) при 120°С)
Вязкость тонера при 105°С и при 120°С можно измерять с помощью капиллярного экструзионного реометра с постоянной нагрузкой. Способ заключается в измерении сопротивления экструзии при прохождении расплавленного вещества через капилляр, что позволяет измерить вязкость расплавленного вещества.
3
Принцип измерения описан ниже. Образец, загруженный в цилиндр, нагревают, и сверху поршнем создают постоянное давление Р. Когда образец нагреется до определенной температуры или выше, его экструдируют через капилляр, выполненный в нижней части цилиндра. Вязкость η (Па·с) тонера при каждой температуре можно определить по следующему выражению, используя вытекание Q (см/c) и давление в этот момент:
2
1
2
1
Вытекание Q=A×(S-S)/((t-t)×10)
1
1
2
2
2
где S - положение (мм) поршня в момент времени t (с), S - положение (мм) поршня в момент времени t, А - площадь сечения (см) поршня.
4
Вязкость η=π×D×P/(128000×L×Q),
где Р - давление (Па), D - диаметр (мм) капилляра, а L - длина 9 мм) капилляра.
Более конкретно, измерение проводят, например, прибором Flow Tester CFT компании Shimadzu Corporation при следующих условиях.
Образец: когда абсолютная плотность тонера представлена как ρ, отвешивают (1,5×ρ) г тонера, и подвергают формовке под давлением на формовочной машине в среде нормальной температуры и нормального давления при нагрузке 300 кгс (1960 Н) в течение 2 минут в цилиндре, имеющем диаметр прибл. 10 мм и высоту прибл. 15 мм.
Давление в цилиндре:
4,90×10<sup>5</sup> (Па)
Режим измерения:
способ измерения увеличения температуры.
Скорость повышения температуры: 4,0°С/мин.
Вязкость можно измерять отшлифованной до зеркального блеска фильерой (mirror-abraded die) длиной 1,0 мм и диаметром 0,3 мм, 0,5 мм, 1,0 мм или 1,5 мм. Используя каждую фильеру, измеряют вязкость тонера при 40-200°С и величину, найденную при одном измерении, используют и для вязкости при 105°, и для вязкости при 120°.
(Измерение молекулярного веса в тонере, связующей смоле, воске и т.п., гель-проникающей хроматографией (ГПХ))
Как описано ниже, распределение молекулярного веса связующей смолы в тонере и смолистой составляющей дисперсионной среды воска с использованием ГПХ можно определить с помощью измерений методом ГПХ, используя растворимое в ТГФ вещество, полученное растворением образца, как измеряемого объекта, в тетрагидрофурановом (ТГФ) растворителе.
Когда измеряемая абсолютная плотность образца определена как ρ, (25×ρ) мг образца помещают в 5 мл ТГФ, и оставляют на 24 часа. Затем, смесь пропускают через фильтр обработки образца (имеющий размер пор 0,45-0,5 мкм, например, Mishoridisk H-25-5 компании Tosoh Corporation, или Ekicrodisk 25 CR компании Gelman Science Japan) для подготовки образца к измерению методом ГПХ. Измерение образца, приготовленного описанным выше способом, с использованием ГПХ, проводят следующим образом. Колонку стабилизируют в нагревательной камере при 40°С, и в колонну, стабилизированную при такой температуре, заливают ТГФ, служащий растворителем, с расходом 1 мл/мин. Затем, прибл. 100 мкл раствора образца впрыскивают для измерения.
3
6
3
4
5
Для точного измерения молекулярного веса в диапазоне 10-2×10 предпочтительно используют комбинацию коммерчески доступных полистирольных гелевых колонок. Предпочтительные примеры комбинации коммерчески доступных полистирольных гелевых колонок включают комбинацию колонок Shodex GPS KF-801, 802, 803, 804, 805, 806 и 807, производимых компанией Showa Denko K.K; и комбинацию колонок μ-styragel 500, 10, 10 и 10, производимых компанией Waters Corporation. в качестве детектора используют детектор RI (показатель преломления).
2
3
3
4
4
5
5
5
6
6
При измерении молекулярного веса образца распределение молекулярных весов в образце рассчитывают по отношению между логарифмической величиной для калибровочной кривой, подготовленной по нескольким видам монодисперсных полистирольных стандартных образцов, и по нескольким отсчетам (время удержания). Примерами стандартных полистирольных образцов для приготовления калибровочной кривой являются образцы, производимые компанией TOSOH CORPORATION, каждый из которых имеет молекулярный вес 6×10, 2,1×10, 4×10, 1,75×10, 5,1×10, 1,1×10, 3,9×10, 8,6×10, 2×10, или 4,48×10. Используют по меньшей мере десять стандартных полистирольных образцов.
(Измерение молекулярного веса воска с помощью ГПХ)
Устройство: GPC-150C (компании Waters Corporation).
Колонка: GMH-MT 30 см × 2 (компании Tosoh Corporation).
Температура: 135°С.
Растворитель: о-дихлоробензол (с добавкой 0,1% IONOL).
Измерение проводится при вышеописанных условиях. При расчете молекулярного веса воска используют калибровочную кривую молекулярного веса, полученную по стандартному образцу монодисперсного полистирола. Кроме того, молекулярный вес воска рассчитывают через полиэтиленовое преобразование, используя формулу преобразования, выведенную из уравнения вязкости Марка-Хувинка (Mark-Houwink).
(Измерение точки стеклования (Tg) и температуры, эндотерма и половины ширины наивысшего эндотермического пика)
о
В настоящем изобретении точку стеклования (Tg), а также температуру, эндотерм, и половину ширины наивысшего эндотермического пика измеряют дифференциальным сканирующим калориметром (ДСК). Более конкретно, в качестве ДСК можно использовать Q1000 компании TA Instruments. Способ измерении описан ниже. 4 мг образца точно отмеряют в алюминиевую чашку, и выполняют измерение, используя пустую алюминиевую чашку как эталон, в атмосфере азота с амплитудой модуляции 1С, и частотой 1/мин. Реверсированная кривая теплового потока, определяемая как кривая ДСК, полученная сканированием при температуре измерений удерживается при 10°С в течение 10 минут и затем повышается со скоростью роста температуры 1°С/мин с 10°С до 180°С, и по этой кривой определяется Tg методом средней точки. Следует отметить, что температура стеклования, определенная методом средней точки, определяется как точка пересечения средней линии, помещенной между базовой линией перед эндотермическим пиком, и базовой линией после эндотермического пика, с подъемом кривой ДСК во время повышения температуры (см. фиг. 6).
Температуру, эндотерм и половину ширины наивысшего эндотермического пика тонера измеряют способом, описанным ниже. На реверсивной кривой теплового потока, полученной в результате измерений, описанных выше, проводят прямую, соединяя точку, в которой эндотермический пик уходит от экстраполированной части базовой линии перед эндотермическим пиком, с точкой, в которой экстраполированная часть базовой линии после завершения эндотермического пика, и эндотермический пик контактируют друг с другом. Температура, при которой эндотермический пик показывает локальный максимум в области, окруженной прямой линией и эндотермическим пиком, определяется как температура наивысшего эндотермического пика. Когда пик показывает две или более величины локального максимума, температурой наивысшего эндотермического пика считается температура в локальном максимуме, наиболее удаленном от соединительной прямой в окружающем регионе. Когда имеются два или более независимых окружающих региона, температурой наивысшего эндотермического пика также считается температура в локальном максимуме, наиболее удаленном от прямой, соединяющей описанные выше точки. Кроме того, половина ширины наивысшего эндотермического пика определяется как температурная ширина линии, соединяющей точку, которая соответствует половине длины между прямой, соединяющей описанные выше точки, и локальный максимум наивысшего эндотермического пика, определенного вышеописанным способом, и кривую ДСК при более низкой температуре, чем температура в локальном максимуме.
Эндотерм определяется как описано ниже. В реверсивной кривой теплового потока, полученной с помощью вышеописанных измерений, проводят прямую, соединяющую точку, в которой эндотермический пик уходит от экстраполированной части базовой линии перед эндотермическим пиком, и точку, в которой экстраполированная часть базовой линии после завершения эндотермического пика и эндотермический пик контактируют друг с другом. Площадь участка, окруженного этой прямой и эндотермическим пиком (интегральная величина пика плавления), определяется как эндотерм (Дж/г). Когда имеются две или более независимых окруженных области, эндотерм определяется как сумма площадей этих областей.
(Измерение средней круглости тонера)
Среднюю круглость тонера измеряют проточным анализатором частиц "FPIA-2100 type" компании SYSMEX CORPORATION и рассчитывают по следующей формуле.
Формула 3
1/2
Эквивалентный диаметр круга=(площадь проекции частицы/π)×2
Круглость=(периметр круга, имеющего площадь, равную площади проекции частицы)/(длина окружности изображения проекции частицы),
где "площадь проекции частицы" - площадь бинаризованного изображения частицы тонера, а "длина окружности изображения проекции частицы" - граница, проведенная путем соединения краевых точек изображения частицы тонера. При обработке изображения используется длина периметра изображения частицы при разрешении 512×512 (с размером пикселей 0,3×0,3 мкм).
Круглость в настоящем изобретении является показателем неправильности формы частицы тонера. Если частица тонера имеет правильную сферическую форму, ее круглость равна 1,000. Чем более сложной становится форма поверхности, тем ниже показатель круглости.
Дополнительно, среднюю круглость С, которая означает среднюю величину частотного распределения круглости, рассчитывают по нижеприведенному уравнению, где ci означает круглость (центральная величина) в точке i деления в распределении размера частиц, а m - количество измеренных частиц.
(Формула 4)
Средняя круглость
Следует отметить, что FPIA-2100, как измерительное устройство, используемое в настоящем изобретении, рассчитывает круглость соответствующих частиц, сортирует частицы по классам, полученным путем деления диапазона круглости от 0,4 до 1,0 с приращением 0,01 в зависимости от результирующей круглости после расчета средней круглости и стандартного отклонения круглости, и рассчитывает среднюю круглость и стандартное отклонение круглости, используя центральную величину каждого деления и количество измеренных частиц.
Конкретный способ измерения таков: 10 мл воды, подвергшейся ионообменной обработке, из которой заранее удалены примеси твердых частиц и т.п., заливают в сосуд и в качестве дисперсанта в воду добавляют поверхностно-активное вещество, предпочтительно алкилбензолсульфонат. После этого в смесь добавляют 0,02 г измеряемого образца и равномерно диспергируют. В качестве диспергирующего средства использовалось ультразвуковое диспергирующее устройство Tetoral 150 компании NIKKAKI BIOSCO., LTD. и диспергирующую обработку проводили в течение 2 минут для приготовления дисперсии для измерений. В это время дисперсию соответственно охлаждали, чтобы ее температура не превышала 40°С. Кроме того, для предотвращения флуктуаций круглости температуру среды, в которой был установлен проточный анализатор изображений частиц FPIA-2100, поддерживали на уровне 23±0,5°С чтобы температура в устройстве достигла 26-27°С, и выполняли автоматическую фокусировку, используя 2-мкм латексные частицы с определенным временным интервалом или, предпочтительно, каждые 2 часа.
Для измерения круглости частиц тонера используется устройство для измерения изображений частиц, относящееся к проточному типу. Концентрацию дисперсии повторно регулируют так, чтобы концентрация частиц цветного тонера при измерении могла составлять 3000-10000 частиц на мкл. Затем измеряют 1000 или более частиц тонера. После измерений определяют среднюю круглость частиц тонера, используя полученные данные, в то же время отбрасывая данные для частиц, эквивалентный диаметр круга которых составляет менее 2 мкм.
(Средневзвешенный диаметр (D4) частиц тонера, распределение (D4/D1) диаметров частиц, содержание частиц тонера с диаметром, более чем вдвое большим D4, и содержание частиц тонера с диаметром, менее половины D1)
В качестве измерительного устройства использовался Coulter Multisizer IIE компании Beckman Coulter, Inc. Измерения проводись с использованием ISOTON (R)-II (1% водный раствор хлорида натрия, производимый Coulter Scientific Japan, Co.), применяемого в качестве раствора электролита. Способ измерения описывается ниже. 0,1-5 мл поверхностно-активного вещества (предпочтительно алкилбензолсульфоната) в качестве диспергатора добавляют к 100-150 мл водного раствора электролита. Далее, к смеси добавляют 2-20 мг измеряемого образца. Раствор электролита, в котором взвешен образец, подвергают диспергирующей обработке на ультразвуковом диспергирующем устройств в течение 1-3 минут, и измерительным устройством измеряют объемы и количество частиц тонера так, чтобы рассчитать средневзвешенный диаметр частиц тонера.
Если средневзвешенный диаметр частиц превышает 6,0 мкм, с помощью 100-мкм апертуры измеряют объемы и количество частиц, каждая из которых имеет диаметр 2-60 мкм. Если средневзвешенный диаметр частиц составляет 3,0-6,0 мкм, с помощью 50-мкм апертуры измеряют объемы и количество частиц диаметром 1-30 мкм. Если средневзвешенный диаметр частиц меньше 3,0 мкм, с помощь. 30-мкм апертуры измеряют объем и количество частиц диаметром 0,6-18 мкм.
(Способ сбора компонента, растворимого в тетрагидрофуране (ТГФ) и способ измерения содержания этого компонента)
Компонент тонера, растворимый в ТГФ, означает массовое отношение полимерного компонента с ультравысоким молекулярным весом (по существу сшитого полимера), который стал нерастворимым в ТГФ-растворителе. Величина, измеренная как описано ниже, определяется как содержание растворимого в ТГФ компонента тонера.
1
2
Отвешивают прибл. 1 г тонера (W, г). Отвешенный тонер помещают в экстракционную гильзу (например, No.86R компании Toyo Roshi) и помещают в экстрактор Сокслета. Тонер подвергается экстракции с использованием 200 мл ТГФ в качестве растворителя в масляной ванне при 80°С в течение 12 часов, в результате чего получают экстрагированный раствор. После удаления ТГФ из полученного раствора дистилляцией остаток сушат в вакууме при 40°С в течение 3 суток и взвешивают растворимый в ТГФ компонент (W, г). Содержание растворимого в ТГФ компонента тонера рассчитывают по следующему выражению.
(Формула 5)
2
1
Содержание растворимого в ТГФ компонента тонера (% по массе)=W×100/W
Кроме того, растворимый в ТГФ компонент, полученный вышеописанным способом, используют для измерения молекулярного веса тонера и для измерения количества серы по сульфоновой группе.
(Способ сбора компонента, растворимого в изопропиловом спирте)
1
Отвешивают приблизительно 2 г тонера (W, г). Взвешенный тонер помещаются в экстракционную гильзу (например, No.86R компании Toyo Roshi), и помещают в экстрактор Сокслета. Тонер экстрагируют, используя 200 мл изопропилового спирта в качестве растворителя в течение 12 часов. После удаления изопропилового спирта в растворимом компоненте путем дистилляции остаток высушивают, получая образец. Образец определяют как 100% по массе растворимого в растворителе компонента, растворимого в изопропиловом спирте. Продолжительность экстрагирования изменяют и строят калибровочную кривую, показывающую отношение между периодом времени на экстрагирование и экстрагированным количеством. Нагревание останавливают в момент времени, соответствующий экстрагированию 20% по массе на основе калибровочной кривой, и флягу с экстрактом (Экстракт 1) переливают во флягу, содержащую 200 мл нового изопропилового спирта, и вновь начинают экстрагирование. Нагревание останавливают, когда общий период времени достигнет 12 часов, и собирают полученный экстракт (Экстракт 2). Растворитель из Экстракта 1 и Экстракта 2 удаляют дистилляцией, и из Экстракта 1 и Экстракта 2 собирают соответственно первый растворимый в растворителе компонент, второй растворимый в растворителе компонент.
(Измерение серы по сульфоновой группе)
Содержание серы измеряют с помощью рентгеновского флуоресцентного анализа с дисперсией по длине волны на установке "Axios advanced" компании PANalytical. Прибл. 3 г тонера загружают в кольцо, выполненное из винилхлорида для 27-мм измерения, и прессуют усилием 200 кН так, чтобы сплавить в образец. Измеряют расход тонера и толщину образца после плавления, и содержание серы по сульфоновой группе в тонере определяют как входную величину для расчета содержания. Ниже приведены условия, в которых проводился анализ:
Условия анализа
Способ определения: способ фундаментальных параметров.
Анализируемые элементы: измеряют каждый из элементов в диапазоне от бора до урана в периодической таблице элементов.
Измерительная атмосфера: вакуум.
Измеряемый образец: твердое тело.
Диаметр маски коллиматора: 27 мм.
Условия измерений: Использовалась автоматическая программа, настроенная заранее на условия возбуждения, оптимальные для каждого элемента.
Время измерений: прибл. 20 мин.
Для других условий использовались стандартные величины, рекомендованные устройством.
Анализ
Программа анализа: UniQuant5.
Условия анализа: оксидная форма.
2.
Балансирующий компонент: СН
Для других условий использовались стандартные величины, рекомендованные устройством.
(Способ измерения кислотного числа)
Кислотное число определяют, как описано ниже. Базовая операция соответствует требованиям стандарта JIS-К0070. Более конкретно, тест выполняется следующим способом:
(1) Реагент
(а) Растворитель
3
В качестве растворителя используется жидкая смесь этилового эфира и этилового спирта (1+1 или 2+1) или жидкая смесь бензола и этилового спирта (1+1 или 2+1), и любой такой раствор нейтрализуется 0,1-моль/дм раствором гидроокиси калия в этиловом спирте непосредственно перед использованием раствора, при этом в качестве индикатора используют фенолфталеин.
(b) Раствор фенолфталеина
1 г фенолфталеина растворяют в 100 мл этилового спирта (95% по объему).
3
(с) 1,0-моль/дм раствор гидроокиси калия в этиловом спирте
7,0 г гидроокиси калия растворяют в как можно меньшем количестве воды. Этиловый спирт (95% по объему) добавляют в раствор так, чтобы смесь имела объем 1 л. Смесь оставляют выстаиваться на 2-3 суток, после чего фильтруют. Стандартизацию проводят в соответствии со стандартом JIS K 8006 (основное положение относится к титрации при тесте на содержание реагента).
(2) Операция
3
1-2 г образца точно отвешивают и к образцу добавляют 100 мл растворителя и несколько капель раствора фенолфталеина в качестве индикатора. Смесь достаточно интенсивно встряхивают, пока образец не растворится полностью. В случае твердого образца образец растворяют нагреванием смеси в водяной бане. После охлаждения полученный продукт титрируют 0,1-моль/дм раствором гидроокиси калия в этиловом спирте, и количество раствора, в котором слабый красный цвет индикатора сохраняется 30 с определяют как конечную точку титрования.
(3) Формула расчета
Кислотное число образца рассчитывают по следующему выражению:
(Формула 6)
A=(B×f×5,611)/S
3
3
где A - кислотное число, В - использованное количество (мл) 0,1-моль/дм раствора гидроокиси калия в этиловом спирте, f - показатель 0,1-моль/дм раствора гидроокиси калия в этиловом спирте, и S - образец (г).
(Количество заряда в тонере)
Ниже приводится описание способа измерения количества заряда в тонере. При проявлении двухкомпонентным проявителем, имеющим тонер и носитель, проявитель, восстановленный из элемента, несущего тонер, например проявляющей втулки, подвергают измерению способом обдува для определения количества заряда тонера. При использовании однокомпонентного проявителя проявитель берется непосредственно из элемента, несущего тонер, например проявляющей втулки, и подвергается измерению методом обдува для определения количества заряда тонера. Измерение обдувом может проводиться известным способом.
В случае двухкомпонентного проявителя в настоящем изобретении количество заряда предпочтительно измеряют устройством для измерения количества заряда, показанным на фиг. 11.
На фиг. 11 представлен иллюстративный вид устройства для измерения количества трибоэлектрического заряда двухкомпонентного проявителя. Сначала металлический измерительный контейнер 202, имеющий на дне сетку 201 с ячейками 30 мкм заполняют 0,5-1,5 г двухкомпонентного проявителя, восстановленного из верхней части гильзы, и закрывают металлической крышкой 203. Измеряют массу W1 (г) всего измерительного контейнера 202 в это время. Затем, используя всасывающую машину (204) (по меньшей мере часть которой находится в контакте с измерительным контейнером 202 в качестве изолятора), осуществляют всасывание через отверстие 205, и давление, показываемое манометром 207, устанавливают на 4 кПа, регулируя клапан 206 управления потоком. Всасывание производят в достаточной степени или, предпочтительно прибл. 2 минуты так, чтобы тонер был всасан и удален. Потенциал, показываемый потенциометром 208 в это время, представлен значением V (вольт). Здесь позицией 209 обозначен конденсатор емкость которого составляет С (мкФ). Кроме того, измеряют массу W2 всего измерительного контейнера после всасывания. Количество трибоэлектрического заряда (мК/кг) тонера рассчитывают по следующей формуле:
Количество трибоэлектрического заряда (мК/кг) двухкомпонентного проявителя=СЧV/(W1-W2)
2
В случае однокомпонентного проявителя непосредственно всасывают тонер с несущего тонер элемента, такого как проявляющая втулка, и измерения проводят всасывающим устройством для измерения количества заряда (210HS-2A компании TREK JAPAN). Измеряют массу W3 (кг) клетки Фарадея, оснащенной фильтром, всасывают весь тонер, присутствующий на площади прибл. 5 см на элементе, несущем тонер, и взвешивают массу W4 (кг) клетки Фарадея после всасывания. Количество заряда (мК/кг) тонера рассчитывают на основании величины q (мК), измеренной в результате всасывания тонера.
Количество заряда (мК/кг) тонера=q/(W4-W3)
(Количество тонера на элементе, несущем электростатическое изображение, и количество тонера на материале-носителе)
2
2
2
Как и в вышеописанном случае измерения количества заряда тонера при однокомпонентном проявителе, тонер с элемента, несущего электростатическое изображение, и с материала-носителя перед фиксированием непосредственно всасывают и измеряют. После всасывания всего тонера с участка площадью прибл. 5 см, на элементе, несущего тонер, измеряют площадь А (см) участка, с которого производилось всасывание. Количество тонера (мг/см) определяют по следующей формуле:
2
Количество тонера (мг/см)=(W4-W3)/A
(Измерение глянца изображения)
Глянец изображения можно измерить коммерчески доступными устройствами. Более конкретно, глянец можно измерять, например, прибором PG-3D компании NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LND. (угол падения θ=75°). Для калибровки по стандартному образцу можно использовать черное стекло с величиной глянца 96,9.
(Измерение насыщенности цвета с* и светлоты L* изображения)
Насыщенность цвета с* и светлота L* можно измерить коммерчески доступным прибором в соответствии со спецификации системы цветовых координат CIELAB. Более конкретно, величины L*, a*, b*, c* и h* можно определять следующим способом: в качестве эталона измеряют не несущий изображения участок, например, прибором SpectroScan Transmission компании GretagMacbeth, а затем измеряют участок изображения. Конкретные условия измерения приведены ниже:
Условия измерения
Наблюдаемый источник света: D50
Угол наблюдения: 2°
Плотность: DIN NB
Эталон белого: Pap
Фильтр: нет (отсутствует)
Следует отметить, что когда измерительное устройство не показывает насыщенность цвета c*, ее можно рассчитать по следующей формуле:
(Формула 7)
(Измерение высоты слоя тонера, проявленного на элементе, несущем электростатическое изображение и высоты слоя тонера, на бумаге, подлежащей фиксированию)
Высоту слоя тонера на элементе, несущем электростатическое изображение и высоту слоя тонера на бумаге, подлежащей фиксированию можно определить прямым измерением с помощью коммерчески доступного оптического наблюдательного прибора.
Более конкретно, каждую высоту можно измерить, например, цветным лазерным микроскопом (VK-9500 компании KEYENCE CORPORATION). Измеряют расстояние между точкой, в которой высота слоя тонера в направлении, перпендикулярном измерительной поверхности (элемента, несущего электростатическое изображение или не несущего изображение участка бумаги, подлежащей фиксированию), показывает локальный максимум, и измеряемой поверхностью. Ту же операцию повторяют для 10 произвольно выбранных точек, и среднюю величину определяют как высоту слоя тонера.
ПРИМЕРЫ
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на примеры. Однако настоящее изобретение никоим образом не ограничивается этими примерами.
(Пример 1 производства соединения сульфоновой кислоты)
Смесь, состоящую из нижеперечисленных материалов, загружали в реакционный сосуд, снабженный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой для введения азота, капельницей и декомпрессионным устройством и подвергали полимеризации при 70°С в течение 10 часов при перемешивании. Растворитель удаляли дистилляцией, и в результате получали смолу А.
Толуол
200 частей по массе
Стирол
90 частей по массе
Акриловая кислота
10 частей по массе
трет-бутилпероски-2-этидгексаноат:
3 части по массе
Нижеперечисленные материалы добавлялись в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой для ввода азота, капельницей и декомпрессионным устройством и нагревали до 120°С в течение 6 часов при перемешивании. После завершения реакции результат вводили в 600 частей по массе этанола и собирали осадок. Полученный осадок промывали соляной кислотой и водой и затем высушивали, тем самым получая смолу В.
Вышеуказанная смола А
15 частей по массе
р-толуидин-2-сульфоновая кислота
12 частей по массе
Пиридин
320 частей по массе
Трифенилфосфат
36 частей по массе
3
Нижеперечисленные материалы добавлялись в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой для ввода азота, капельницей и декомпрессионным устройством и охлаждались до 0°С при перемешивании. В полученный продукт добавляли 44 части по массе 2-моль/дм раствора триметилсисилдиазометана в гексане (компании SIGMA-ALDRICH) и смесь перемешивали в течение 5 часов. После удаления растворителя дистилляцией остаток загружали в 3000 частей по массе метанола, и осадок собирали и высушивали, в результате чего получали соединение 1 сульфоновой кислоты, представленное нижеприведенной химической формулой. Полученное соединение 1 сульфоновой кислоты имело среднечисловой молекулярный вес 112000, средневзвешенный молекулярный вес 13700, температуру стеклования 86,7°С, и кислотное число 6,8 мгКОН/г.
Вышеуказанная смола В
100 частей по массе
Хлороформ
400 частей по массе
Метанол
100 частей по массе
(Химическая формула 8)
(Пример 2 производства соединения сульфоновой кислоты)
Перечисленные ниже материалы добавлялись в реакционный сосуд.
Нижеперечисленные материалы добавлялись в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой для ввода азота, капельницей и декомпрессионным устройством и нагревались до 80°С при перемешивании.
Метанол
300 частей по массе
2-бутанол
150 частей по массе
2-пропанол
150 частей по массе
Стирол
76 частей по массе
2-этилгексилакрилат
12 частей по массе
2-акриламид-2-метилпропансульфоновая кислота:
12 частей по массе
В полученный продукт в течение 30 минут закапывался раствор, состоящий из материалов, перечисленных ниже, и смесь дополнительно перемешивали в течение 10 часов. После этого к смеси добавляли 600 частей по массе деионизированной воды, поддерживая температуру, и полученный продукт перемешивали в течение 2 часов, не допуская возмущений поверхности раздела между органическим слоем и слоем воды. После того как вода была истрачена, растворитель удаляли дистилляцией при пониженном давлении. Остаток сушили при пониженном давлении, благодаря чему получали соединение 2 сульфоновой кислоты. Полученное соединение 2 сульфоновой кислоты имело среднечисловой молекулярный вес 15300, средневзвешенный молекулярный вес 24300, температуру стеклования 61,2°С, и кислотное число 184 мгКОН/г.
трет-бутилперокси-2-этилгексаноат:
1 часть по массе
2-бутанон:
20 частей по массе
(Пример 1 получения голубого тонера)
Стирол:
70 частей по массе
n-бутилакрилат:
30 частей по массе
Пигмент Blue 15:3:
12 частей по массе
Соединение салицилата алюминия:
1 часть по массе
(BONTRON E-88 компании Orient Chemical Industries, Ltd.)
Соединение 1 сульфоновой кислоты:
1,8 части по массе
Дивинилбензол:
0,01 части по массе
Смола 1, полученная по Примеру 1 производства смолы, который будет приведен ниже:
25 частей по массе
Воск 1, показанный в Таблице 1:
8 частей по массе
Толуол:
10 частей по массе
Готовили смесь вышеперечисленных компонентов. В смесь добавляли 100 частей по массе стеклянных шариков диаметром 1 мм. Полученный продукт диспергировали на встряхивающем устройстве для краски для краски в течение 12 часов при этом, степень нагревания смеси ограничивали холодным воздухом. Затем, стеклянные шарики удаляли и получали жидкую дисперсию мономера.
В контейнер, оснащенный высокоскоростной мешалкой TK-homomixer компании Tokushu Kika Kogyo, закладывали 900 частей по массе воды, прошедшей ионообменную обработку, и 3,5 части по массе трикальцийфосфата. На устройстве задавали 10000 об/мин, и смесь нагревали до 70°С, благодаря чему получали систему дисперсионной среды.
В вышеописанную систему дисперсионной среды добавляли 2 части по массе трет-бутилперокси-2-этилгексаноата (ТБЭГ) в качестве инициатора полимеризации и 1 часть по массе перекиси диянтарной кислоты (ПДЯК) в качестве инициатора полимеризации, в полученную жидкую дисперсию мономера добавляли кислотный агент и смесь вводили в вышеописанную систему дисперсионной среды. Полученный продукт подвергался грануляции на высокоскоростной мешалке в течение 5 минут при 15000 об/мин. После этого полученный продукт подвергался полимеризации в течение 12 часов с использованием перемешивающей вращающейся с частотой 150 об/мин лопасти в форме пропеллера вместо высокоскоростной мешалки. Полученный продукт нагревался до 90°С и перемешивался 2 часа, при этом давление в контейнере было понижено до 50 кПа. Затем толуол удаляли дистилляцией. После этого, остаток охлаждали до 30°С, со скоростью охлаждения 1,5°С/мин. Полученный продукт фильтровали, промывали, сушили и сортировали, в результате получая частицы тонера.
Вышеуказанные частицы тонера:
100 частей по массе
Гидрофобный оксид титана, обработанный n-C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>Si(OCH<sub>3</sub>)<sub>3</sub> (площадь поверхности по БЭТ 120 м<sup>2</sup>/г):
1 часть по массе
Гидрофобный оксид кремния, обработанный гексаметилдисилазаном и, затем, силиконовым маслом (площадь поверхности по БЭТ 160 м<sup>2</sup>/г):
1 часть по массе
Смесь перечисленных выше компонентов перемешивалась на мешалке Хенкеля, благодаря чему был получен голубой тонер 1. Физические свойства этого тонера показаны в Таблицах 5, 6 и 7.
(Примеры 2-4 получения голубого тонера)
Голубые тонеры 2-4 были получены так же, как и в Примере 1 получения голубого тонера, за исключением того, что условия Примера 1 получения голубого тонера были изменены так, как показано в Таблице 3. В Таблицах 5, 6 и 7 показаны физические свойства этих тонеров.
(Пример 5 получения голубого тонера)
Стирол:
70 частей по массе
n-бутилакрилат:
30 частей по массе
Краситель как в Голубом тонере 1:
12 частей по массе
Соединение салицилата алюминия:
1 часть по массе
(BONTRON E-88 компании Orient Chemical Industries, Ltd.)Соединение сульфоновой кислоты
1,6 части по массе
Дивинилбензол:
0,02 части по массе
Смола 1, полученная по Примеру 1
получения смолы, описанному ниже:
3 части по массе
Воск 1 по Таблице 1:
8 частей по массе
Готовили смесь вышеперечисленных компонентов. Полученную смесь диспергировали в течение 12 часов перемешивающей лопастью в форме пропеллера при 150 об/мин, и степень нагревания продукта ограничивали холодным воздухом, в результате чего получали жидкую дисперсию мономера.
900 частей по массе воды, прошедшей ионообменную обработку и 3,5 частей по массе трикальцийфосфата вводили в контейнер, оснащенный высокоскоростной мешалкой TK-homomixer компании Tokushu Kika Kogyo. Число оборотов мешалки устанавливали на 10000 об/мин, и смесь нагревали до 80°С, чем получали систему дисперсионной среды.
В вышеописанную систему дисперсионной среды добавляли 4 части по массе трет-бутилперокси-2-этилгексаноата (ТБЭГ) в качестве инициатора полимеризации и 1 часть по массе перекиси диянтарной кислоты (ПДЯК) в качестве инициатора полимеризации, в полученную жидкую дисперсию мономера добавляли кислотный агент и смесь вводили в вышеописанную систему дисперсионной среды. Полученный продукт подвергался грануляции на высокоскоростной мешалке в течение 5 минут при 15000 об/мин. После этого полученный продукт подвергался полимеризации в течение 12 часов с использованием перемешивающей вращающейся с частотой 150 об/мин лопасти в форме пропеллера вместо высокоскоростной мешалки. Полученный продукт нагревался до 70°С и перемешивался 5 часов, при этом давление в контейнере было понижено до 50 кПа. Затем толуол удаляли дистилляцией. После этого, остаток охлаждали до 30°С, со скоростью охлаждения 4,5°С/мин. Полученный продукт фильтровали, промывали, сушили и сортировали, в результате получая частицы тонера.
Вышеуказанные частицы тонера:
100 частей по массе
Гидрофобный оксид титана, обработанный n-C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>Si(OCH<sub>3</sub>)<sub>3</sub> (площадь поверхности по БЭТ 120 м<sup>2</sup>/г):
1 часть по массе
Гидрофобный оксид кремния, обработанный гексаметилдисилазаном и, затем, силиконовым маслом (площадь поверхности по БЭТ 160 м<sup>2</sup>/г):
1 часть по массе
Смесь перечисленных выше компонентов перемешивалась на мешалке Хенкеля, благодаря чему был получен голубой тонер 5. Физические свойства этого тонера показаны в Таблицах 5, 6 и 7.
(Пример 1 получения смолы)
90 частей по массе смеси мономера для полиэфира, состоящую из мономеров карбоновой кислоты (тетрафталевая кислота: 29 моль %, изофталевая кислота: 16 моль %, ангидрид додеценилянтарной кислоты 3 моль %), мономеры спирта (производное 1 бисфенола А представленное общей формулой (9) (R: этиленовая группа, x+y=2,4): 30 моль %, и производное 2 бисфенола 2, представленное общей формулой (9) (R: пропиленовая группа, x+y=2,4): 22 моль %), и катализатор эстерификации (тетрастеарилтитанат) загружались в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой ввода азота, капельницей и устройством для декомпрессии. В атмосфере азота полученную смесь нагревали до 150°С.
(Общая формула 9)
Смесь винилового мономера, состоящую из 8,0 частей по массе стирола, 1,9 части по массе 2-этилгексилакрилата, 0,1 части по массе акриловой кислоты, и 0,1 части по массе перекиси ди-трет-бутила, вводили через капельницу в течение 2 часов при перемешивании получаемого продукта в реакционном сосуде. Полученную смесь нагревали до 220°С при пониженном давлении так, чтобы провести реакцию дегидратации конденсацией в течение 8 часов. Полученная в результате реакции жидкость вводилась в 400 частей по массе метанола, и твердое содержимое собиралось и высушивалось, благодаря чему была получена смола 1. Полученная смола 1 имела среднечисловой молекулярный вес 5300, средневзвешенный молекулярный вес 21600, температуру стеклования 53,8°С и кислотное число 8,7 мгКОН/г.
(Пример 2 получения смолы)
100 частей по массе смеси мономера для полиэфира, состоящей из мономеров карбоновой кислоты (тетрафталевая кислота: 23 моль %, изофталевая кислота: 22 моль %, ангидрид додеценилянтарной кислоты 3 моль %), мономеры спирта (производное 1 бисфенола А представленное общей формулой (9) (R: этиленовая группа, x+y=2,4): 15 моль %, и производное 2 бисфенола 2, представленное общей формулой (9) (R: пропиленовая группа, x+y=2,4): 35 моль %), и катализатор эстерификации (тетрастеарилтитанат) загружались в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой ввода азота, капельницей и устройством для декомпрессии. В атмосфере азота давление в реакционном сосуде снижали и полученную смесь нагревали до 190°С для проведения реакции дегидратации конденсацией в течение 8 часов. Полученная в результате реакции жидкость вводилась в 400 частей по массе метанола и твердое содержимое собиралось и высушивалось, благодаря чему была получена смола 2. Полученная смола 2 имела среднечисловой молекулярный вес 2600, средневзвешенный молекулярный вес 39400, температуру стеклования 51,3°С и кислотное число 17,6 мгКОН/г.
(Пример 3 получения смолы)
100 частей по массе смеси мономера для полиэфира, состоящей из мономеров карбоновой кислоты (тетрафталевая кислота: 22 моль %, тримеллитовая кислота: 7 моль %, ангидрид додеценилянтарной кислоты 20 моль %), мономеры спирта (производное 1 бисфенола А представленное общей формулой (9) (R: этиленовая группа, x+y=2,4): 14 моль %, и производное 2 бисфенола 2, представленное общей формулой (9) (R: пропиленовая группа, x+y=2,4): 37 моль %), и катализатор эстерификации (дибутилоловооксид) загружались в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой ввода азота, капельницей и устройством для декомпрессии. В атмосфере азота давление в реакционном сосуде снижали и полученную смесь нагревали до 220°С для проведения реакции дегидратации конденсацией в течение 8 часов, благодаря чему была получена смола 3. Полученная смола 3 имела среднечисловой молекулярный вес 43700, средневзвешенный молекулярный вес 103600, температуру стеклования 54,1°С и кислотное число 0,9 мгКОН/г.
(Пример 1 получения маточной смеси дисперсанта воска)
600 частей по массе ксилола и 120 частей по массе полиэтилена (средневзвешенный молекулярный вес 11000, среднечисловой молекулярный вес 4200, наивысший эндотермический пик 92°С) загружались в реакционный автоклав, снабженный указателем температуры и мешалкой. В атмосфере азота температуру смеси повышали до 150°С, и в смесь в течение 3 часов вводили раствор смеси 1000 частей по массе стирола, 84 частей по массе акрилонитрила, 120 частей по массе монобутилмалеата, 40 частей по массе ди-трет-бутилпероксигексагидрофталата, и 400 частей по массе ксилола. Далее, полученную смесь подвергали полимеризации, поддерживая указанную температуру, в течение 60 минут. Затем ксилол удаляли дистилляцией и получали среду дисперсии воска как продукт прививочной реакции.
Смесь, состоящую из 25 частей по массе смолы 1, 25 частей по массе указанной выше среды дисперсии воска, и 50 частей по массе воска 1, показанного в Таблице 1, перемешивали в мешалке Хенкеля, и смесь плавили и замешивали в двухосевом экструдере. После охлаждения замешанный продукт грубо дробили молотковой дробилкой, в результате чего получали маточную смесь 1, содержащую дисперсант воска.
(Примеры 2 и 3 получения маточной смеси дисперсанта воска)
Маточные смеси 2 и 3 дисперсанта воска были получены так же, как и в Примере 1 получения маточной смеси дисперсанта воска, за исключением того, что воск 1, показанный в Таблице 1, был заменен на воск 2 или воск 3.
(Пример 1 получения тела с диспергированным красящим веществом)
40 частей по массе смолы 1, 100 частей по массе пигмента Blue 15:3 и 200 частей по массе ксилола загружали в мельницу тонкого помола Attritor компании MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD, содержащую шарики из двуокиси циркония, каждый из которых имел диаметр 20 мм, и смесь вращали с частотой 300 об/мин в течение 8 часов. Шарики из двуокиси циркония отделяли, а ксилол удаляли дистилляцией. После охлаждения полученный продукт грубо измельчали молотковой дробилкой и тонко измельчали воздушным пульверизатором, чем получали предварительно диспергирующее тело 1.
Затем 100 частей по массе смолы 1 и 140 частей по массе предварительно диспергирующего тела 1 предварительно перемешивали в достаточной степени в мешалке Хенкеля, а затем смесь плавили и замешивали при нагревании в месилке при 130°С в течение 1 часа. После охлаждения полученный продукт грубо дробили молотковой дробилкой, и затем тонко измельчали воздушным пульверизатором, получая тело 1 с диспергированным красящим веществом.
(Примеры 2-4 получения тела с диспергированным красящим веществом)
Тела 2-4 с диспергированным красящим веществом были получены так же, как и в вышеприведенном Примере 1, за исключением того, что красящее вещество в теле было заменено на красящее вещество, показанное в Таблице 2.
(Пример 6 получения голубого тонера)
Смола 1:
74,8 части по массе
Тело 1 с диспергированным красящим веществом (содержание красящего вещества 12 частей по массе):
31,2 части по массе
Маточная смесь 2 дисперсанта воска (содержание воска 2: 6,0 частей по массе):
12,0 частей по массе
Соединение 2 сульфоновой кислоты
1,6 части по массе
Соединение салицилата алюминия:
1,0 часть по массе
(BONTRON E-88 компании Orient Chemical Industries, Ltd.)
Вышеперечисленные материалы предварительно смешивались в мешалке Хенкеля в достаточной степени, после чего смесь плавили и замешивали в двухосевом экструдере. После охлаждения полученный продукт грубо измельчали ножевой мельницей (cutter mill), после чего распыляли воздушным пульверизатором, получая распыленные продукты.
Эти распыленные продукты подвергались операции модификации поверхности устройством, показанным на фиг. 7, благодаря чему были получены частицы тонера. Время цикла в данном случае было установлено на 30 с.
Вышеуказанные частицы тонера:
100 частей по массе
Гидрофобный оксид титана, обработанный n-C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>Si(OCH<sub>3</sub>)<sub>3</sub> (площадь поверхности по БЭТ 120 м<sup>2</sup>/г):
1 часть по массе
Гидрофобный оксид кремния, обработанный гексаметилдисилазаном и, затем, силиконовым маслом (площадь поверхности по БЭТ 160 м<sup>2</sup>/г):
1 часть по массе
Вышеперечисленные компоненты смешивались мешалкой Хенкеля, благодаря чему был получен голубой тонер 6. Физические свойства этого тонера приведены в Таблицах 5, 6 и 7.
(Примеры 7 и 10 получения голубого тонера)
Голубые тонеры 7 и 10 были получены тем же способом, что и в Примере 6 получения голубого тонера за исключением того, что условия этого Примера 6 были изменены, как показано в Таблице 4. Физические свойства этих тонеров показаны в Таблицах 5, 6 и 7.
(Пример 8 получения голубого тонера)
Смола 1:
81,0 часть по массе
Красящее вещество, использовавшееся в теле с диспергированным красящим веществом:
113,0 части по массе
Маточная смесь 2 дисперсанта воска (содержание воска 2: 6,0 частей по массе):
12,0 частей по массе
Соединение салицилата алюминия:
1,0 часть по массе
(BONTRON E-88 компании Orient Chemical Industries, Ltd.)
Соединение 2 сульфоновой кислоты
1,6 части по массе
Вышеперечисленные материалы предварительно смешивались в мешалке Хенкеля в достаточной степени, после чего смесь плавили и замешивали в двухосевом экструдере. После охлаждения полученный продукт грубо измельчали ножевой мельницей (cutter mill), после чего распыляли воздушным пульверизатором, получая распыленные продукты.
Последующая операция была такой же, как и в Примере 6 получения голубого тонера, за исключением того, что время цикла было установлено на 45 с. В результате был получен голубой тонер 9. Физические свойства тонера показаны в таблицах 5, 6 и 7.
(Пример 9 получения голубого тонера)
Голубой тонер 9 был получен так же, как и в Примере 8 получения голубого тонера за исключением того, что условия получения Примера 8 были изменены, как показано в Таблице 4. Физические свойства тонера показаны в Таблицах 5, 6 и 7.
(Примеры 1-4 получения пурпурного тонера, примеры 1-4 получения желтого тонера и примеры 1-4 получения черного тонера)
Пурпурные тонеры 1-4 были получены тем же способом, что и в примере 1 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 1 получения голубого тонера были изменены, как показано в Таблицах 2 и 3. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 8, 9 и 10.
Желтые тонеры 1-4 были получены тем же способом, что и в примере 1 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 1 получения голубого тонера были изменены, как показано в Таблицах 2 и 3. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 11, 12 и 13.
Черные тонеры 1-4 были получены тем же способом, что и в примере 1 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 1 получения голубого тонера были изменены, как показано в Таблицах 2 и 3. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 14, 15 и 16.
(Пример 5 получения пурпурного тонера, пример 5 получения желтого тонера, примеры 5 и 6 получения черного тонера)
Пурпурный тонер 5 был получен тем же способом, что и в примере 5 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 5 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблицах 2 и 3. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 8, 9 и 10.
Желтый тонер 5 был получен тем же способом, что и в примере 5 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 5 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблицах 2 и 3. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 11, 12 и 13.
Черные тонеры 5 и 6 были получены тем же способом, что и в примере 5 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 5 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблицах 2 и 3. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 14, 15 и 16.
(Примеры 6, 7 и 10 получения пурпурного тонера, примеры 6, 7 и 10 получения желтого тонера, примеры 7,8 и 11 получения черного тонера)
Пурпурные тонеры 6, 7 и 10 были получены тем же способом, что и в примере 6 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 6 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблице 4. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 8, 9 и 10.
Желтые тонеры 6, 7 и 10 были получены тем же способом, что и в примере 6 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 6 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблице 4. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 11, 12 и 13.
Черные тонеры 7, 8 и 11 были получены тем же способом, что и в примере 6 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 6 получения голубого тонера были изменены, как показано в Таблице 4. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 14, 15 и 16.
(Примеры 8 и 9 получения пурпурного тонера, примеры 8 и 9 получения желтого тонера, примеры 9 и 10 получения черного тонера)
Пурпурные тонеры 8 и 9 были получены тем же способом, что и в примере 8 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 8 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблице 4. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 8, 9 и 10.
Желтые тонеры 8 и 9 были получены тем же способом, что и в примере 8 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 8 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблице 4. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 11, 12 и 13.
Черные тонеры 9 и 10 были получены тем же способом, что и в примере 8 получения голубого тонера, за исключением того, что условия примера 8 получения голубого тонера были изменены как показано в Таблице 4. Физические свойства тонеров показаны в Таблицах 14, 15 и 16.
Таблица 1
Тип воска
Наивысший эндотермический пик
Половина ширины наивысшего эндотермического пика
Mp
Mw
Mn
Воск 1
Рафинированный нормальный парафин
78,1°C
3,2°C
510
510
410
Воск 2
Рафинированный парафин Фишера-Тропша
91,6°C
6,4°C
800
890
610
Воск 3
Полиэтилен
116,4°C
21,4v
2730
8930
1040
Таблица 2
Используемое красящее вещество
Примеры 1-5 получения голубого тонера
Пигмент Blue 15:3
Примеры 6-10 получения голубого тонера
Пигмент Blue 15:3
В теле 1 с диспергированным красящим веществом
Примеры 1-5 получения пурпурного тонера
Смесь, содержащая пигмент Red 122 и пигмент Red 57:1 в равных долях
Примеры 6-10 получения пурпурного тонера
Смесь, содержащая пигмент Red 122 и пигмент Red 57:1 в равных долях
В теле 2 с диспергированным красящим веществом
Примеры 1-5 получения желтого тонера
Пигмент yellow 140
Примеры 6-10 получения желтого тонера
Пигмент yellow 74
В теле 3 с диспергированным красящим веществом
Примеры 1-5 получения черного тонера
Сажа угольная
Примеры 6-10 получения черного тонера
Смесь, содержащая сажу угольную, пигмент Blue 15:3, пигмент Red 122, и пигмент Yellow 74 в равных долях
В теле 4 с диспергированным красящим веществом
Таблица 7
Тонер
Кислотное число А<sub>с</sub>1 (мг КОН/г)
А<sub>с</sub>1-А<sub>с</sub>2
Соединение сульфокислоты
Содержание серы (% по массе)
Голубой тонер 1
12,4
8,5
Соединение 1 сульфокислоты
0,072
Голубой тонер 2
6,3
2,5
Соединение 1 сульфокислоты
0,096
Голубой тонер 3
11,9
8,1
Соединение 1 сульфокислоты
0,048
Голубой тонер 4
1,3
0,2
-
0,000
Голубой тонер 5
4,6
0,8
Соединение 1 сульфокислоты
0,064
Голубой тонер 6
7,2
1,6
Соединение 2 сульфокислоты
0,057
Голубой тонер 7
6,4
0,9
Соединение 2 сульфокислоты
0,039
Голубой тонер 8
7,1
1,5
Соединение 2 сульфокислоты
0,063
Голубой тонер 9
2,1
0,4
Соединение 2 сульфокислоты
0,038
Голубой тонер 10
32,1
15,6
Соединение 2 сульфокислоты
0,176
Таблица 10
Тонер
Кислотное число А<sub>m</sub>1 (мг КОН/г)
А<sub>m</sub>1-А<sub>m</sub>2
Соединение сульфокислоты
Содержание серы (% по массе)
Пурпурный тонер 1
12,3
8,4
Соединение 1 сульфокислоты
0,071
Пурпурный тонер 2
6,3
2,5
Соединение 1 сульфокислоты
0,095
Пурпурный тонер 3
11,8
8
Соединение 1 сульфокислоты
0,048
Пурпурный тонер 4
1,3
0,2
-
0,000
Пурпурный тонер 5
4,6
0,8
Соединение 1 сульфокислоты
0,063
Пурпурный тонер 6
7,1
1,5
Соединение 2 сульфокислоты
0,057
Пурпурный тонер 7
6,4
0,9
Соединение 2 сульфокислоты
0,039
Пурпурный тонер 8
7
1,4
Соединение 2 сульфокислоты
0,062
Пурпурный тонер 9
2,1
0,4
Соединение 2 сульфокислоты
0,038
Пурпурный тонер 10
31,9
15,4
Соединение 2 сульфокислоты
0,174
Таблица 13
Тонер
Кислотное число А<sub>y</sub>1(мг КОН/г)
А<sub>y</sub>1-А<sub>y</sub>2
Соединение сульфокислоты
Содержание серы (% по массе)
Желтый тонер 1
12,6
8,6
Соединение 1 сульфокислоты
0,073
Желтый тонер 2
6,4
2,6
Соединение 1 сульфокислоты
0,097
Желтый тонер 3
12
8,2
Соединение 1 сульфокислоты
0,048
Желтый тонер 4
1,4
0,3
-
0,000
Желтый тонер 5
4,7
0,8
Соединение 1 сульфокислоты
0,065
Желтый тонер 6
7,3
1,7
Соединение 2 сульфокислоты
0,057
Желтый тонер 7
6,4
0,9
Соединение 2 сульфокислоты
0,039
Желтый тонер 8
7,2
1,6
Соединение 2 сульфокислоты
0,064
Желтый тонер 9
2,2
0,5
Соединение 2 сульфокислоты
0,038
Желтый тонер 10
32,3
15,7
Соединение 2 сульфокислоты
0,177
Таблица 16
Тонер
Кислотное число А<sub>y</sub>1 (мг КОН/г)
А<sub>y</sub>1-А<sub>y</sub>2
Соединение сульфокислоты
Содержание серы (% по массе)
Черный тонер 1
12,6
8,6
Соединение 1 сульфокислоты
0,072
Черный тонер 2
6,4
2,5
Соединение 1 сульфокислоты
0,096
Черный тонер 3
12,1
8,2
Соединение 1 сульфокислоты
0,048
Черный тонер 4
1,4
0,3
-
0,000
Черный тонер 5
4,7
0,8
Соединение 1 сульфокислоты
0,064
Черный тонер 6
7,8
3,9
Соединение 2 сульфокислоты
0,152
Черный тонер 7
7,4
1,7
Соединение 2 сульфокислоты
0,057
Черный тонер 8
6,5
0,9
Соединение 2 сульфокислоты
0,040
Черный тонер 9
7,3
1,6
Соединение 2 сульфокислоты
0,065
Черный тонер 10
2,2
0,4
Соединение 2 сульфокислоты
0,039
Черный тонер 11
32,4
15,8
Соединение 2 сульфокислоты
0,181
(Пример 1 получения носителя)
3
4
2
5
Порошок магнетита (FeO) со среднечисловым диаметром частиц 180 нм, интенсивностью намагничивания 72 Ам/кг, и удельным сопротивлением 5,1×10 Ом∙см, подвергался кальцинированию в атмосфере воздуха при 700°С в течение 3 часов. К порошку магнтеита добавляли 4,2 % по массе силанового связующего агента (3-(2-аминоэтиламинопропил)триметоксисилан). Материалы смешивались и перемешивались в контейнере при 120°С так, чтобы обработать поверхность этого магнетитового порошка. Таким образом, получали обработанный магнетитовый порошок.
Фенол:
10 частей по массе
Раствор формальдегида:
14 частей по массе
(37% по массе водный растворформальдегида)Магнетитовый порошок, прошедшийгидрофобную обработку:
90 частей по массе
Вышеперечисленные материалы в достаточной степени перемешивали в сосуде. В атмосфере азота в сосуд добавляли 4 части по массе 28% по массе аммиачной воды и 12 частей по массе воды. Смесь нагревали при перемешивании так, чтобы ее температура поддерживалась на уровне 85°С. Затем смесь подвергали реакции полимеризации в течение 4 часов для отвердения.
После охлаждения до 30°С отвердевший продукт промывали водой и сушили, благодаря чему получали сферические частицы 1.
Смесь нижеперечисленных материалов загружали в реакционный сосуд, оснащенный противоточной трубкой, мешалкой, указателем температуры, трубкой подачи азота, капельницей и устройством для декомпрессии. Смесь нагревали до 70°С в атмосфере азота при перемешивании и поддерживали эту температуру в течение 10 часов.
Макромономер метилметакрилата:
10 частей по массе
(АА-6 компании TOAGOSEI CO., LTD)Метилметакрилат:
90 частей по массе
Толуол:
100 частей по массе
Метилэтилкетон:
110 частей по массе
2-2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрил): 2,4 части по массе.
В смесь добавляли 2 части по массе сажи угольной (TOKABLACK #5500, производимой компанией Tokai Carbon Co., Ltd.) и 200 частей по массе толуола и смесь в достаточной степени перемешивали гомогенизатором, благодаря чему получали жидкое покрытие. Затем 100 частей по массе частиц 1 носителя перемешивали, постоянно прилагая напряжение сдвига, и во время перемешивания постепенно добавляли 25 частей по массе вышеуказанного жидкого покрытия. Температуру полученной смеси поддерживали на уровне 70°С, и смесь перемешивали. Затем, температуру повышали до 100°С и смесь перемешивали в течение 2 часов. После охлаждения смесь измельчали. Затем измельченные продукты сортировали и получали носитель 1.
3
2
12
Носитель 1 имел диаметр 50% частиц (по объему) (D50) 24,6 мкм, абсолютную удельную массу 3,55 г/см, интенсивность намагничивания 64 Ам/кг и удельное сопротивление 2,1×10 Ом·см.
(Пример 2 получения носителя)
2
3
12,578 моль.% LiO, 6,500 моль.% MgO, 80,600 моль.% FeO, 0,02 моль.% MnO и 0,002 моль.% CuO перемешивали в мокрой шаровой мельнице в течение 5 часов и смесь высушивали. Температуру смеси поддерживали на уровне 850°С в течение 1 часа, затем смесь временно кальцинировали. Полученный продукт измельчали в мокрой шаровой мельнице в течение 6 часов на частицы со среднечисловым диаметром 2 мкм. К частицам добавляли 2,4% по массе поливинилового спирта. Затем, смесь гранулировали и высушивали распылением. В электрической печи температуру каждого гранулированного изделия выдерживали на уровне 1200°С в течение 4 часов, затем гранулированные изделия кальцинировали. После этого кальцинированные изделия измельчали и просеивали на сите с ячейками 250 мкм для удаления грубых частиц. Таким образом, получали носитель 2.
Последующая обработка велась так же, как и в Примере 1 получения носителя, за исключением того, что жидкое покрытие использовали в количестве 18% по массе и получали носитель 2.
3
2
12
Носитель 2 имел диаметр 50% частиц (по объему) (D50) 33,6 мкм, абсолютную удельную массу 3,69 г/см, интенсивность намагничивания 59 Ам/кг и удельное сопротивление 2,9×10 Ом·см.
<Пример 1>
8 частей по массе голубого тонера 1 и 92 части по массе носителя 1 смешивали и получали тем самым двухкомпонентный проявитель 1 голубого цвета. Также смешивали 8 частей по массе пурпурного тонера 4, голубого тонера 4 или черного тонера 4 и 92 части по массе носителя 1 также смешивали, и получали двухкомпонентный проявитель 4 пурпурного цвета, двухкомпонентный проявитель 4 желтого цвета или двухкомпонентный проявитель 4 черного цвета, соответственно.
2
2
Двухкомпонентный проявитель 1 голубого цвета вводили в проявляющее устройство голубого цвета в коммерчески доступной копировальной машине (iRC3220 компании Canon Inc.), а проявитель 4 пурпурного цвета, проявитель 4 желтого цвета и проявитель 4 черного цвета, описанные выше, вводили в соответствующие по цвету проявляющие устройства этой машины. Двухкомпонентный проявитель 1 голубого цвета был выполнен так, чтобы количество, используемое для проявления электростатического изображения, идентичного обычному, было небольшим и количество заряда тонера было большим. Данные изображения, соответствующие системе цветовых координат CIELAB с (L*=53,9, a*=-37,0, b*=-50,1) (сплошное голубое изображение, специфицированное как японский цвет), печатались на простой бумаге (бумага CLC формата А4, 81,4 г/м) и измерялось количество M1c (мг/см) тонера, использованное при проявлении данных изображения на бумаге.
Кроме того, фиксирующее устройство полноцветной копировальной машины (iRC3220 компании Canon Inc.) было извлечено и переделано так, чтобы температура фиксирующего элемента могла регулироваться, после чего было проведено испытание фиксируемости. Вышеуказанное порошковое изображение фиксировалось при нормальной температуре и нормальной влажности в диапазоне температур фиксирующего устройства от 110°С до 220°С с приращениями по 10°С. Температура, при которой холодное смещение более не наблюдалось, была определена как низшая температура отсутствия смещения. Температура, ниже низшей температуры, при которой наблюдалось горячее смещение, и температура, на 10°С ниже температуры при которой наблюдалось наматывание принимающей бумаги вокруг фиксирующего устройства, была определена как наивысшая температура отсутствия смещения.
Заданную температуру фиксирующего устройства коммерчески доступной полноцветной копировальной машины (iRC3220 компании Canon Inc.) изменяли так, чтобы в вышеупомянутом тесте на фиксируемость она была на 10°С ниже температуры, при которой получался наивысший средний глянец, и в проявляющее устройство голубого цвета машины загружали двухкомпонентный проявитель 1 голубого цвета. Кроме того, в другие проявляющие устройства машины были загружены двухкомпонентный проявитель 4 пурпурного цвета, двухкомпонентный проявитель 4 желтого цвета и двухкомпонентный проявитель 4 черного цвета. Полноцветное изображение формировали в условиях нормальной температуры и нормальной влажности окружающей среды, после чего измеряли цветовое пространство. Далее, непрерывно печатались сплошные изображения в форме полосы размером 3 см в длину и 15 см в ширину, созданные на основе данных изображения в системе цветовых координат CIELAB (L*=53,9, a*=-37,0, b*=-50,1) (сплошное голубое изображение, специфицированное как японский цвет) и изображения, в каждом из которых было сформировано 30 круглых точек диаметром 42 мкм с интервалом в один пробел на одну точку. На первом листе, 3000-м листе и 6000-м листе оценивалось растискивание растровой точки, выкрашивание растровой точки и равномерность глянца на сплошном участке. В это время собирали часть голубого проявителя, присутствующего на проявляющей втулке, и измеряли количество заряда тонера. Результаты показаны в Таблице 18.
Критерии оценки соответствующих показателей будут показаны ниже.
(Цветовое пространство)
Было сформировано полноцветное изображение с 256-ступенчатой градацией, и была проведена оценка объема его цветового пространства как относительной величины, когда объем цветового пространства сравнительного примера 1, который будет описан ниже, принимается за 100%.
А: Объем цветового пространства составил 97% или более от величины по сравнительному примеру 1 (оценка показателя цветового пространства: отлично).
В: Объем цветового пространства составил 94% или более, но менее 97% от величины по сравнительному примеру 1 (оценка показателя цветового пространства: хорошо).
С: Объем цветового пространства составил 90% или более, но менее 94% от величины по сравнительному примеру 1 (оценка показателя цветового пространства: удовлетворительно).
D: Объем цветового пространства составил менее 90% от величины по сравнительному примеру 1 (оценка показателя цветового пространства: плохо).
(Равномерность глянца)
Измерялась разница глянца между передним концевым участком сплошного изображения и задним концевым участком сплошного изображения в направлении движения бумаги.
А: Разница глянца менее 5 (оценка равномерности глянца: отлично).
В: Разница глянца 5 или более, но менее 10 (оценка равномерности глянца: хорошо).
С: Разница глянца 10 или более, но менее 15 (оценка равномерности глянца: удовлетворительно).
D: Разница глянца 15 или более (оценка равномерности глянца: плохо).
(Растискивание растровой точки)
Растискивание растровой точки можно измерять оптическим микроскопом. Более конкретно, растискивание растровой точки можно измерять, например, цветным лазерным микроскопом (VK-9500 компании KEYENCE CORPORATION). На зафиксированном изображении, в которое выведены данные о квадратном сплошном изображении (600 точек на дюйм, одна точка) размером 42,3×42,3 мкм, площадь квадрата определяется как 100%, а растискивание тонера за пределы квадрата определяется в процентах. Операцию измерения проводят на 30 случайно выбранных изображениях и, определяя среднюю площадь, оценивают растискивание растровой точки. Концепция растискивания растровой точки показана на фиг. 13. Следует отметить, что для каждого голубого изображения, пурпурного изображения и желтого изображения данные на наблюдаемом изображении были поделены на красный (R), зеленый (G) и синий (B), и голубое изображение, пурпурное изображение и желтое изображение оценивались, используя данные R, данные G и данные B, соответственно.
А: Средняя площадь растискивания тонера менее 5% (оценка растискивания: отлично).
В: Средняя площадь растискивания тонера 5% или более, но менее 10% (оценка растискивания: хорошо).
С: Средняя площадь растискивания тонера 10% или более, но менее 15% (оценка растискивания: удовлетворительно).
D: Средняя площадь растискивания тонера 15% или более (оценка растискивания: плохо).
(Выкрашивание растровой точки)
Высота тонера на барабане или на незафиксированной бумаге измеряется той же процедурой, что описана выше. Площадь квадрата определяется как 100%, и измеряется площадь в %, на которой в этом квадрате не присутствует тонер. Эту операцию проводят по 30 случайно выбранным изображениям и, определяя среднюю площадь, оценивают выкрашивание растровой точки. Критерии оценки приведены ниже. Концепция выкрашивания растровой точки показана на фиг. 14. Следует отметить, что для каждого голубого изображения, пурпурного изображения и желтого изображения данные на наблюдаемом изображении были поделены на красный (R), зеленый (G) и синий (B), и голубое изображение, пурпурное изображение и желтое изображение оценивались, используя данные R, данные G и данные B, соответственно.
А: Средняя площадь точки, на которой отсутствует тонер менее 5% (оценка выкрашивания растровой точки: отлично).
В: Средняя площадь точки, на которой отсутствует тонер 5% или более, но менее 10% (оценка выкрашивания растровой точки: хорошо).
С: Средняя площадь точки, на которой отсутствует тонер 10% или более, но менее 15% (оценка выкрашивания растровой точки: удовлетворительно).
D: Средняя площадь точки, на которой отсутствует тонер 15% или более (оценка выкрашивания растровой точки: плохо).
<Примеры 2-20 и сравнительные примеры 1-21>
Оценка проводилась так же, как и в примере 1, за исключением того, что использовался любой тонер, приведенный в Таблице 17. Следует отметить, что в каждом из примеров 6-10 и сравнительных примеров 6-10 оценивалось изображение, построенное на основе данных изображения в системе цветовых координат CIELAB (L*=47,0, a*=75,0, b*=-6,0) (сплошное пурпурное изображение, специфицированное как японский цвет); в каждом из примеров 11-15 и сравнительных примеров 11-15 оценивалось изображение, построенное на основе данных изображения в системе цветовых координат CIELAB (L*=88,0, a*=-6,0, b*=95,0) (сплошное желтое изображение, специфицированное как японский цвет); и в каждом из примеров 16-20 и сравнительных примеров 16-21 оценивалось изображение, построенное на основе данных изображения в системе цветовых координат CIELAB (L*=13,2, a*=1,3, b*=1,9) (сплошное черное изображение, специфицированное как японский цвет). Результаты показаны в Таблицах 18-21.
Таблица 17
Пример
Голубой проявитель
Пурпурный проявитель
Желтый проявитель
Черный проявитель
Пример 1
Голубой тонер 1
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 2
Голубой тонер 2
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 3
Голубой тонер 3
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 1
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 2
Голубой тонер 5
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 4
Голубой тонер 6
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 5
Голубой тонер 7
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 3
Голубой тонер 8
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 4
Голубой тонер 9
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 5
Голубой тонер 10
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 6
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 1
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 7
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 2
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 8
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 3
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 6
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 7
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 5
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 9
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 6
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 10
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 7
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 8
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 8
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 9
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 9
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 10
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 10
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Пример 11
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 1
Черный тонер 4
Пример 12
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 2
Черный тонер 4
Пример 13
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 3
Черный тонер 4
СравнительныйПример 11
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 12
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 5
Черный тонер 4
Пример 14
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 6
Черный тонер 4
Пример 15
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 7
Черный тонер 4
СравнительныйПример 13
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 8
Черный тонер 4
СравнительныйПример 14
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 9
Черный тонер 4
СравнительныйПример 15
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 10
Черный тонер 4
Пример 16
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 1
Пример 17
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 2
Пример 18
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 3
СравнительныйПример 16
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
СравнительныйПример 17
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 5
СравнительныйПример 18
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 6
Пример 19
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 7
Пример 20
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 8
СравнительныйПример 19
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 9
СравнительныйПример 20
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 10
СравнительныйПример 21
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 11
<Примеры 21-24>
В каждом из примеров 21-24 проводилась оценка так же, как и в примерах 1, 6, 11 и 16 соответственно, за исключением того, что носитель, использовавшийся в примерах 1, 6, 11 и 16, был заменен на носитель 2; и отношение между тонером и носителем было 4 части по массе к 96 частям по массе. Результаты показаны в Таблице 22.
<Пример 25>
Голубой тонер 1, пурпурный тонер 1, желтый тонер 1 и черный тонер 1 независимо смешивались с носителем 1 и полученные двухкомпонентные проявителя вводились в проявляющие устройства полноцветной копировальной машины, использовавшейся в примере 1, в соответствии со своими цветами. Отношение количества тонера к количеству носителя по массе составляло 8:92.
2
Температуру фиксирующего устройства копировальной машины установили на 140°С и на 5000 листов бумаги с покрытием (52 г/м, белизна 83-84%, формат А4). Потребление тонера после печати 5000 листов определяли в процентах к потреблению тонера в сравнительном примере 25. Результаты оценки представлены в Таблице 24.
(Цветовое пространство)
Формировалось полноцветное изображение с 256-ступенчатой градацией, и оценивался его объем цветового пространства, при том, что за 100% был принят объем цветового пространства сравнительного примера 25, как будет описано ниже.
А: Объем цветового пространства составляет 96% или более от площади сравнительного примера 25 (оценка цветового пространства: отлично).
В: Объем цветового пространства составляет 90% или более, и меньше 96% от площади сравнительного примера 25 (оценка цветового пространства: хорошо).
С: Объем цветового пространства составляет 90% или более, и меньше 80% от площади сравнительного примера 25 (оценка цветового пространства: удовлетворительно).
D: Объем цветового пространства составляет менее 80% от площади сравнительного примера 25 (оценка цветового пространства: плохо).
(Внешний вид пятиточечной буквы)
Пятиточечную букву наблюдали через цифровой микроскоп (VH-7000C компании KEYHENCE CORPORATION) с объективом, дающим 150-кратное увеличение. Следует отметить, что для каждого голубого изображения, пурпурного изображения и желтого изображения данные на наблюдаемом изображении были поделены на красный (R), зеленый (G) и синий (B), и голубое изображение, пурпурное изображение и желтое изображение оценивались, используя данные R, данные G и данные B, соответственно.
А: Отличная воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
В: Хорошая воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
С: Удовлетворительная воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
D: Плохая воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
(Равномерность глянца)
Оценивалась разница в глянце между участком с нанесенным изображением и участком без изображения.
А: Максимальная разница в глянце менее 20 (отлично).
В: Максимальная разница в глянце 20 и более, но менее 30 (хорошо).
С: Максимальная разница в глянце 30 и более, но менее 45 (удовлетворительно).
D: Максимальная разница в глянце 45 и более (плохо).
<Примеры 26-29 и сравнительные примеры 25-29>
Оценка проводилась так же, как и в примере 25 за исключением того, что использовался тонер, показанный Таблице 23. Результаты приведены в Таблице 24.
Таблица 23
Пример
Голубой тонер
Пурпурный тонер
Желтый тонер
Черный тонер
Пример 25
Голубой тонер 1
Пурпурный тонер 1
Желтыйтонер 1
Черный тонер 1
Пример 26
Голубой тонер 2
Пурпурный тонер 2
Желтыйтонер 2
Черный тонер 2
Пример 27
Голубой тонер 3
Пурпурный тонер 3
Желтыйтонер 3
Черный тонер 3
Сравнительный пример 25
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтыйтонер 4
Черный тонер 4
Сравнительный пример 26
Голубой тонер 5
Пурпурный тонер 5
Желтыйтонер 5
Черный тонер 5
Пример 28
Голубой тонер 6
Пурпурный тонер 6
Желтыйтонер 6
Черный тонер 7
Пример 29
Голубой тонер 7
Пурпурный тонер 7
Желтыйтонер 7
Черный тонер 8
Сравнительный пример 27
Голубой тонер 8
Пурпурный тонер 8
Желтыйтонер 8
Черный тонер 9
Сравнительный пример 28
Голубой тонер 9
Пурпурный тонер 9
Желтыйтонер 9
Черный тонер 10
Сравнительный пример 29
Голубой тонер 10
Пурпурный тонер 10
Желтыйтонер 10
Черный тонер 11
<Пример 30>
2
Голубой тонер 1, пурпурный тонер 1, желтый тонер 1 и черный тонер 1были загружены в голубой картридж, пурпурный картридж, желтый картридж и черный картридж коммерчески доступного лазерного принтера (LBP-5500 компании Canon Inc.) в соответствии с соответствующими цветами. Температура фиксирующего устройства была установлена 150°С и полноцветное изображение выводилось на бумагу, полученную из вторсырья (формат А4, 66 г/м, выпускаемую компанией Canon Inc.). Результаты оценки приведены в Таблице 26.
(Цветовой охват)
Оценивалась площадь цветового охвата фиксированных изображений первичного цвета и смешанного цвета, когда площадь цветового охвата сравнительного примера 30, который будет описан ниже, принималась за 100%.
А: Площадь цветового охвата составляет 95% или более от площади цветового охвата по сравнительному примеру 30 (оценка цветового охвата: отлично).
В: Площадь цветового охвата составляет 90% или более, но менее 95% от площади цветового охвата по сравнительному примеру 30 (оценка цветового охвата: хорошо).
С: Площадь цветового охвата составляет 85% или более, но менее 90% от площади цветового охвата по сравнительному примеру 30 (оценка цветового охвата: удовлетворительно).
D: Площадь цветового охвата составляет менее 85% от площади цветового охвата по сравнительному примеру 30 (оценка цветового охвата: плохо).
(Равномерность глянца)
Измерялась разница между глянцем переднего участка сплошного изображения и глянцем заднего участка сплошного изображения в направлении движения бумаги.
А: Разница в глянце меньше 5 (оценка равномерности глянца: отлично).
В: Разница в глянце 5 и больше, но меньше 10 (оценка равномерности глянца: хорошо).
С: Разница в глянце 10 и больше, но меньше 15 (оценка равномерности глянца: удовлетворительно).
D: Разница в глянце 15 и больше (оценка равномерности глянца: плохо).
(Характеристики проникновения)
На бумаге формировали сплошное черное изображение и бумагу помещали на белую плиту, имеющую L*=100, при этом черная поверхность бумаги была обращена вверх. С задней стороны бумаги измерялась плотность отражения участка, соответствующего участку изображения.
А: Плотность изображения меньше 0,2 (оценка характеристики проникновения: отлично).
В: Плотность изображения 0,2 или более, но меньше 0,3 (оценка характеристики проникновения: хорошо).
С: Плотность изображения 0,3 или более, но меньше 0,4 (оценка характеристики проникновения: удовлетворительно).
D: Плотность изображения 0,4 или более (оценка характеристики проникновения: плохо).
(Внешний вид шеститочечной буквы)
Шеститочечную букву наблюдали через цифровой микроскоп (VH-7000C компании KEYHENCE CORPORATION) с объективом, дающим 150-кратное увеличение. Следует отметить, что для каждого голубого изображения, пурпурного изображения и желтого изображения данные на наблюдаемом изображении были поделены на красный (R), зеленый (G) и синий (B), и голубое изображение, пурпурное изображение и желтое изображение оценивались, используя данные R, данные G и данные B, соответственно.
А: Отличная воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
В: Хорошая воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
С: Удовлетворительная воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
D: Плохая воспроизводимость каждого участка кромки и мелкой части.
<Примеры 31 и 32 и сравнительные примеры 30 и 31>
Оценка проводилась так, же как и в примере 30, за исключением того, что использовался тонер, показанный в Таблице 25. Результаты оценки показаны в таблице 26.
Таблица 25
Пример
Голубой картридж
Пурпурный картридж
Желтый картридж
Черный картридж
Пример 30
Голубой тонер 1
Пурпурный тонер 1
Желтый тонер 1
Черный тонер 1
Пример 31
Голубой тонер 2
Пурпурный тонер 2
Желтый тонер 2
Черный тонер 2
Пример 29
Голубой тонер 3
Пурпурный тонер 3
Желтый тонер 3
Черный тонер 3
Сравнительный пример 30
Голубой тонер 4
Пурпурный тонер 4
Желтый тонер 4
Черный тонер 4
Сравнительный пример 31
Голубой тонер 5
Пурпурный тонер 5
Желтый тонер 5
Черный тонер 4