ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ ПРОЯВИТЕЛЬ, ПОПОЛНЯЮЩИЙ ПРОЯВИТЕЛЬ И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
TWO-COMPONENT DEVELOPER, REPLENISHING DEVELOPER AND IMAGE FORMING METHOD

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к двухкомпонентному проявителю, пополняющему проявителю и способу формирования изображений, каждые из которых используются в электрофотографической системе, в системе электростатической регистрации или в системе электростатической печати.
Предшествующий уровень техники
В последнее время внимание привлекает технология печати по заказу (print-on-demand, POD). Технология цифровой печати заключается в непосредственной печати изображений без стадии изготовления печатных форм. В результате такая технология подходит для печати небольших тиражей в сжатые сроки и для печати материала, содержание которого меняется от листа к листу (переменная печать), а также для дисперсионной печати, при которой на основе одного элемента данных через коммуникационное средство активируется множество выводных устройств. Соответственно, такая технология имеет преимущество перед обычной офсетной печатью. При попытках применить способ формирования изображений, основанный на электрофотографической системе, к рынку печати по заказу необходимо улучшить стабильность окрашивания, а также три основных элемента печати, то есть высокую скорость, высокое качество изображения и низкие издержки. Ввиду вышеизложенного существенные характеристики тонера должны быть следующими: тонер должен давать изображение, качество и разрешение которого сравнимы или превышают обычные без сужения диапазона воспроизводимых цветов, и потребление тонера должно быть уменьшено. Далее, тонер должен реагировать на уменьшенное количество энергии при фиксировании и на различные типы бумаги, на которую осуществляется печать.
2
Было предложено следующее (патентный документ 1): уровень наложения тонера задается в количестве 0,35 мг/см или менее и предотвращается появление дефектов (неплотный контакт и пр.), возникающих во время фиксирования, при уменьшенном потреблении тонера, благодаря чему формируются высококачественные изображения, стабильно имеющие широкий диапазон воспроизводимых цветов. Согласно этому предложению можно формировать высококачественные хорошо выглядящие цветные изображения с небольшим количеством искажений, обладающие отличной фиксацией и стабильно воспроизводящие широкий диапазон цветов. Ожидается, что применение тонера, в частицах которого увеличено содержание красящего вещества, в обычной электрофотографической системе даст определенный эффект улучшения характеристик фиксирования, но может снизить цветовую насыщенность или сузить цветовой охват изображения. Возможной причиной этого является следующая: в результате увеличения количества красящего вещества дисперсность красящего вещества снижается и оттенок тонера меняется, что приводит к уменьшению цветовой насыщенности и сужению цветового охвата изображения.
Как описано выше, увеличение количества красящего вещества в частице тонера приводит к тенденции к снижению стабильности плотности и плавности переходов оттенков изображения при длительном использовании тонера. Обычный тонер соответствует кривой А на фиг.1, где на оси абсцисс показан потенциал (контраст проявления), а на оси ординат показана плотность (следует отметить, что характеристика, представленная кривой, именуется "гамма-характеристикой" или "γ-характеристикой"). Увеличение содержания красящего вещества по сравнению с обычным тонером позволяет представить на бумаге заранее определенную плотность при уменьшении слоя наложенного тонера, в результате чего переходы оттенков представлены дополнительно суженным потенциалом контраста проявления (патентный документ 1). В случае, когда полученная γ-характеристика представлена кривой В на фиг.1, она становится крутой и могут возникнуть трудности с получением плавных переходов оттенков. Кроме того, из-за крутой γ-характеристики изменение плотности изображения из-за флуктуации потенциала становится большим по сравнению с обычным тонером, поэтому стабильность плотности изображения может уменьшиться.
Способность создавать плавные переходы и стабильность окрашивания на рынке печати по заказу являются существенными условиями, поэтому проявление должно выполняться так, чтобы кривая γ-характеристики имела плавный наклон, даже когда уровень наложения тонера невелик. Увеличение количества трибоэлектрического заряда тонера с увеличенным содержанием красящего вещества является одним из полезных подходов к формированию переходов, используя тонер с тем же потенциалом контраста проявления, что и у обычного тонера. В документе 1 не упоминается количество трибоэлектрического заряда тонера и не говорится об активном регулировании количества трибоэлектрического заряда.
Однако увеличение количества трибоэлектрического заряда тонера приводит к увеличению силы трибоэлектрической адгезии тонера относительно поверхности носителя или светочувствительного элемента и, в результате, ухудшению характеристик проявления и переноса, в некоторых случаях ухудшается качество изображения. В одном предложении конкретизировалось отношение между количеством заряда тонера и силой адгезии между тонером и носителем (патентный документ 2). Согласно патентному документу 2, задавая и количество заряда тонера, и силу адгезии в определенном диапазоне, можно формировать высококачественное изображение, не содержащее дефектов. Однако в этих документах ничего не говорится о том, что от тонера с таким большим содержанием красящего вещества для снижения потребления тонера требуется такое количество трибоэлектрического заряда, чтобы сила адгезии между носителем и тонером все еще оставалась большой, иначе в некоторых случаях невозможно получить достаточную плотность изображения.
Соответственно, чтобы изображение можно было сформировать с уменьшенным по сравнению с обычным уровнем наложения тонера, изображение необходимо эффективно проявлять тонером с большим содержанием красящего вещества, которое имеет высокую дисперсность, обладает высокой красящей способностью и имеет высокий трибоэлектрический заряд. Имеется потребность в тонере, имеющем нижеперечисленные характеристики, и в проявителе, содержащем такой тонер: тонер должен содержать красящее вещество, обладающее высокой дисперсностью и высоким трибоэлектрическим зарядом, тонер должен эффективно проявлять изображение высокой четкости и высокого разрешения, и тонер и проявитель должны давать изображение высокого качества даже при непрерывном использовании, без ухудшения цветового охвата, насыщенности оттенков и светлоты изображения.
Патентный документ 1: JP 2005-195674 А
Патентный документ 2: JP 2006-195079 А
Краткое описание изобретения
Проблемы, решаемые настоящим изобретением
Настоящее изобретение решило проблему, описанную в прототипе.
То есть целью настоящего изобретения является создание двухкомпонентного проявителя, пополняющего проявителя и способа формирования изображений, каждый из которых позволяет получить изображение высокого разрешения с меньшим уровнем наложения тонера, чем обычно.
Другой целью настоящего изобретения является создание двухкомпонентного проявителя и пополняющего проявителя, каждый из которых способен выдерживать повышенную скорость печати и позволяет постоянно выводить изображение со стабильным цветовым тоном даже при длительном использовании, и способ формирования изображений, при котором используется любой такой проявитель.
Средства решения проблем
Настоящее изобретение относится к двухкомпонентному проявителю, включающему голубой тонер, содержащий голубой тонер, частицы которого содержат по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю добавку, и магнитный носитель, и имеющий следующие характеристики:
(i) когда концентрация голубого тонера в растворе голубого тонера в хлороформе представлена как Сс (мг/л), и оптическая плотность этого раствора на длине волны 712 нм представлена как А712, отношение между Сс и А712 удовлетворяет следующему выражению:
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета голубого тонера, определяемая в состоянии порошка, удовлетворяют отношению 25,0≤L*≤40,0 и 50,0≤С*≤60,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда голубого тонера, измеренная двухкомпонентным способом с использованием голубого тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
Далее, настоящее изобретение относится к двухкомпонентному проявителю, включающему пурпурный тонер, содержащий пурпурный тонер, частицы которого содержат по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю добавку, и магнитный носитель, и имеющий следующие характеристики:
(i) когда концентрация пурпурного тонера в растворе пурпурного тонера в хлороформе представлена как Cm (мг/л), и оптическая плотность этого раствора на длине волны 538 нм представлена как А538, отношение между Cm и А538 удовлетворяет следующему выражению:
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета пурпурного тонера, определяемая в состоянии порошка, удовлетворяют отношению 35,0≤L*≤45,0 и 60,0≤С*≤72,0; и
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда пурпурного тонера, измеренная двухкомпонентным способом с использованием пурпурного тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
Кроме того, настоящее изобретение относится к двухкомпонентному проявителю, включающему желтый тонер, содержащий желтый тонер, частицы которого содержат по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю добавку, и магнитный носитель, и имеющий следующие характеристики:
(i) когда концентрация желтого тонера в растворе желтого тонера в хлороформе представлена как Су (мг/л), и оптическая плотность этого раствора на длине волны 422 нм представлена как А422, отношение между Су и А422 удовлетворяет следующему выражению:
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета желтого тонера, определяемая в состоянии порошка, удовлетворяют отношению 85,0≤L*≤95,0 и 100,0≤С*≤115,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда желтого тонера, измеренная двухкомпонентным способом с использованием желтого тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу формирования изображений, при котором используют вышеописанный двухкомпонентный проявитель.
Способ формирования изображений, содержит этапы, при которых:
заряжают элемент, несущий электростатическое латентное изображение;
формируют электростатическое латентное изображение на заряженном элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
проявляют электростатическое латентное изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение двухкомпонентным проявителем, содержащим голубой тонер, частицы которого содержат по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю присадку, и магнитный носитель для формирования голубого порошкового изображения;
переносят голубое порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое латентное изображение, на принимающий материал через промежуточное транспортное тело или без промежуточного транспортного тела, и
фиксируют голубое порошковое изображение на принимающем материале,
при котором:
2
2
уровень наложения голубого тонера при монохромном сплошном изображении, имеющем плотность 1,5 для голубого порошкового незафиксированного изображения, формируемого на принимающем материале, составляет 0,10 мг/см или более и 0,5 мг/см или менее; и
голубой тонер имеет следующие характеристики:
(i) когда концентрация голубого тонера в растворе голубого тонера в хлороформе представлена как Сс (мг/мл), и оптическая плотность раствора на длине волны 712 нм представлена как А712, отношение между Сс и А712 удовлетворяет следующему неравенству (1)
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета голубого тонера, измеренные в порошковом состоянии, удовлетворяют следующим неравенствам: 25,0≤L*≤40,0 и 50,0≤С*≤60,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда голубого тонера, измеренное двухкомпонентным способом с использованием голубого тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
В другом варианте способ формирования изображений содержит этапы, при которых:
заряжают элемент, несущий электростатическое латентное изображение;
формируют электростатическое латентное изображение на заряженном элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
проявляют электростатическое латентное изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение двухкомпонентным проявителем, содержащим пурпурный тонер, частицы которого содержат по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю присадку, и магнитный носитель для формирования пурпурного порошкового изображения;
переносят пурпурное порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое латентное изображение, на принимающий материал через промежуточное транспортное тело или без промежуточного транспортного тела, и фиксируют пурпурное порошковое изображение на принимающем материале,
при котором:
2
2
уровень наложения пурпурного тонера при монохромном сплошном изображении, имеющем плотность 1,5 для пурпурного порошкового незафиксированного изображения, формируемого на принимающем материале, составляет 0,10 мг/см или более и 0,5 мг/см или менее; и
пурпурный тонер имеет следующие характеристики:
(i) когда концентрация пурпурного тонера в растворе пурпурного тонера в хлороформе представлена как Cm (мг/мл), и оптическая плотность раствора на длине волны 538 нм представлена как А538, отношение между Cm и А538 удовлетворяет следующему неравенству (3)
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета пурпурного тонера, измеренные в порошковом состоянии удовлетворяют следующим неравенствам: 35,0≤L*≤45,0 и 60,0≤С*≤72,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда пурпурного тонера, измеренное двухкомпонентным способом с использованием пурпурного тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
В еще одном варианте, способ формирования изображений содержит этапы, при которых:
заряжают элемент, несущий электростатическое латентное изображение;
формируют электростатическое латентное изображение на заряженном элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
проявляют электростатическое латентное изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение двухкомпонентным проявителем, содержащим желтый тонер, частицы которого содержат по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю присадку, и магнитный носитель для формирования желтого порошкового изображения;
переносят желтое порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое латентное изображение, на принимающий материал через промежуточное транспортное тело или без промежуточного транспортного тела, и
фиксируют желтое порошковое изображение на принимающем материале,
при котором:
2
2
уровень наложения желтого тонера при монохромном сплошном изображении, имеющем плотность 1,5 для желтого порошкового незафиксированного изображения, формируемого на принимающем материале, составляет 0,10 мг/см или более и 0,50 мг/см или менее; и
желтый тонер имеет следующие характеристики:
(i) когда концентрация желтого тонера в растворе желтого тонера в хлороформе представлена как Су (мг/мл), и оптическая плотность раствора на длине волны 422 нм представлена как А422, отношение между Су и А422 удовлетворяет следующему неравенству (5)
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета желтого тонера, измеренные в порошковом состоянии, удовлетворяют следующим неравенствам: 85,0≤L*≤95,0 и 100,0≤С*≤115,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда желтого тонера, измеренное двухкомпонентным способом с использованием желтого тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
В другом варианте способ формирования полноцветного изображения содержит этапы, при которых:
формируют первое электростатическое латентное изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
проявляют электростатическое латентное изображение первым двухкомпонентным проявителем, выбранным из группы, содержащей:
двухкомпонентный проявитель а, содержащий голубой тонер, каждая из частиц которого содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю присадку, и магнитный носитель,
двухкомпонентный проявитель b, содержащий пурпурный тонер, каждая из частиц которого содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю присадку, и магнитный носитель, и
двухкомпонентный проявитель с, содержащий желтый тонер, каждая из частиц которого содержит по меньшей мере связующую смолу и красящее вещество, и внешнюю присадку, и магнитный носитель;
формируют первое порошковое изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
переносят первое порошковое изображение на принимающий материал, через промежуточное транспортное тело или без промежуточного транспортного тела;
формируют второе электростатическое латентное изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
проявляют электростатическое латентное изображение вторым двухкомпонентным проявителем, выбранным из группы, содержащей двухкомпонентный проявитель а, двухкомпонентный проявитель b и двухкомпонентный проявитель с, кроме первого двухкомпонентного проявителя, для формирования второго порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
переносят второе порошковое изображение на принимающий материал, через промежуточное транспортное тело или без промежуточного транспортного тела;
формируют третье электростатическое латентное изображение на элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
проявляют электростатическое латентное изображение третьим двухкомпонентным проявителем, выбранным из группы, содержащей двухкомпонентный проявитель а, двухкомпонентный проявитель b и двухкомпонентный проявитель с, кроме первого двухкомпонентного проявителя и второго двухкомпонентного проявителя, для формировании третьего порошкового изображения на элементе, несущем электростатическое латентное изображение;
переносят третье порошковое изображение на принимающий материал, через промежуточное транспортное тело или без промежуточного транспортного тела.
Фиксируют первое, второе и третье изображения на принимающем материале, используя теплоту для формирования полноцветного изображения на принимающем материале,
при котором:
2
2
уровень наложения каждого из голубого тонера, пурпурного тонера и желтого тонера при монохромном сплошном изображении, имеющем плотность 1,5, сформированном на принимающем материале, составляет 0,10 мг/см или более и 0,50 мг/см или менее;
голубой тонер имеет следующие характеристики:
(i) когда концентрация голубого тонера в растворе голубого тонера в хлороформе представлена как Сс (мг/мл), и оптическая плотность раствора на длине волны 712 нм представлена как А712, отношение между Сс и А712 удовлетворяет следующему неравенству (1)
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета голубого тонера, измеренные в порошковом состоянии, удовлетворяют следующим неравенствам: 25,0≤L*≤40,0 и 50,0≤С*≤60,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда голубого тонера, измеренное двухкомпонентным способом с использованием голубого тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее;
пурпурный тонер имеет следующие характеристики:
(i) когда концентрация пурпурного тонера в растворе пурпурного тонера в хлороформе представлена как Cm (мг/мл), и оптическая плотность раствора на длине волны 538 нм представлена как А538, отношение между Cm и А538 удовлетворяет следующему неравенству (3)
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета пурпурного тонера, измеренные в порошковом состоянии, удовлетворяют следующим неравенствам: 35,0≤L*≤45,0 и 60,0≤С*≤72,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда пурпурного тонера, измеренное двухкомпонентным способом с использованием пурпурного тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее;
желтый тонер имеет следующие характеристики:
(i) когда концентрация желтого тонера в растворе желтого тонера в хлороформе представлена как Су (мг/мл), и оптическая плотность раствора на длине волны 422 нм представлена как А422, отношение между Су и А422 удовлетворяет следующему неравенству (5)
(ii) светлота L* и насыщенность С* цвета желтого тонера, измеренные в порошковом состоянии, удовлетворяют следующим неравенствам: 85,0≤L*≤95,0 и 100,0≤С*≤115,0;
(iii) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда желтого тонера, измеренное двухкомпонентным способом с использованием желтого тонера и магнитного носителя, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее.
Согласно настоящему изобретению предлагается двухкомпонентный проявитель и пополняющий проявитель, каждый из которых имеет нижеперечисленные характеристики, и способ формирования изображений, при котором используют любой такой проявитель: тонер имеет высокое содержание красящего вещества и обладает высокой красящей способностью, получают изображение высокой четкости и высокого разрешения при сокращении потребления тонера, и тонер способен стабильно давать изображение высокого качества, даже при непрерывном использовании, без уменьшения цветового охвата, насыщенности цветов и светлоты изображения.
Другие признаки настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания иллюстративных вариантов со ссылками на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид, иллюстрирующий γ-характеристику тонера.
Фиг.2 - вид, иллюстрирующий отношение между постоянным потенциалом и (насыщенной) плотностью изображения, созданного тонером.
Фиг.3 - вид, поясняющий отношение между постоянным потенциалом и (насыщенной) плотностью изображения, созданного тонером.
Фиг.4 - вид, поясняющий изменение γ-характеристики тонера.
Фиг.5 - вид, показывающий профиль оттенка обычного тонера и тонера с высокой красящей способностью в плоскости а*b* в системе CIELAB.
Фиг.6 - схематический вид, иллюстрирующий поток пополняющего проявителя в устройстве для формирования изображений, в котором используется описываемый проявитель.
Фиг.7 - эскиз компоновки варианта устройства для формирования полноцветных изображений, в котором используется пополняющий проявитель по настоящему изобретению.
Фиг.8 - схематический вид в сечении примера компоновки устройства для модификации поверхности, предпочтительно используемого для получения тонера по настоящему изобретению.
Фиг.9 - схематический вид сверху, показывающий конструкцию диспергирующего ротора, установленного в устройстве для модификации поверхности по фиг.8.
Фиг.10 - пример конструкции устройства для измерения удельного сопротивления магнитного компонента магнитного носителя.
Фиг.11 - вид, поясняющий изображения и способ, используемые для оценки низшей температуры фиксирования.
Фиг.12 - эскиз образца, у которого измеряют силу адгезии.
Фиг.13 - вид, иллюстрирующий все этапы измерения силы адгезии.
Фиг.14 - эскиз центрифуги для нанесения покрытий.
Фиг.15 - схематический вид внутреннего пространства ротора центробежного сепаратора.
Фиг.16 - вид, иллюстрирующий этап адгезии тонера.
Фиг.17 - вид, иллюстрирующий принцип, на котором построен способ центробежного сепарирования.
Позиции на чертежах
11 - нижний электрод
12 - верхний электрод
13 - изолятор
14 - амперметр
15 - вольтметр
16 - стабилизатор напряжения
17 - магнитный носитель
18 - направляющее кольцо
61а - светочувствительный элемент
62а - заряжающий валок
63а - проявляющее устройство
64а - переносящий нож
65а - контейнер с пополняющим проявителем
67а - экспонирующий свет
68 - элемент, несущий принимающий материал
69 - зарядное устройство отсоединения
70 - фиксирующее устройство
71 - фиксирующий валок
72 - прижимной валок
75 - нагревающее средство
76 - нагревающее средство
79 - очищающий элемент
80 - ведущий валок
82 - элемент, снимающий с ленты статическое электричество
83 - валок сопротивления
85 - датчик измерения концентрации тонера
101 - контейнер хранения пополняющего проявителя
102 - проявляющее устройство
103 - очищающее устройство
104 - сборный контейнер для проявителя
105 - отверстие ввода пополняющего проявителя
106 - выпускное отверстие
Pa - устройство формирования изображения
Рb - устройство формирования изображения
Pc - устройство формирования изображения
Pd - устройство формирования изображения
Е - ячейка измерения сопротивления
L - ширина образца
Описание предпочтительного варианта
Далее следует подробное описание предпочтительного варианта настоящего изобретения.
Изобретатели провели ряд исследований. В результате было обнаружено, что когда (1) отношение между концентрацией С (мг/мл) раствора тонера в хлороформе и оптической плотностью А раствора на заранее определенной длине волны, (2) светлота L* и насыщенность С* цвета тонера, определенные в порошковом состоянии, и (3) абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда задаются в заранее определенном числовом диапазоне, тонер может давать изображение высокой четкости и высокого разрешения и стабильно давать изображение высокого качества при непрерывном использовании, не ухудшая цветовой охват, насыщенность цвета и светлоты изображения.
Кроме того, настоящее изобретение направлено на достижение вышеуказанной цели путем проявления изображения тонером, имеющим высокое содержание красящего вещества и высокую красящую способность, и тонером, имеющим большое количество заряда, с одновременным предотвращением изменения оттенка, являющегося негативным эффектом увеличения содержания красящего вещества.
В случае двухкомпонентного проявителя, содержащего голубой тонер, используют голубой тонер, имеющий следующие характеристики: когда концентрация голубого тонера в растворе голубого тонера в хлороформе представлена как Сс (мг/мл), а оптическая плотность раствора на длине волны 712 нм представлена как А712, величина, полученная делением А712 на Сс (мг/мл), должна быть больше 2,00 и меньше 8,15. Эта величина (А712/Сс), более предпочтительно, больше 2,40 и меньше 4,90, чтобы получить необходимую красящую способность. Когда вышеуказанная величина (А712/Сс) составляет 2,00 или менее, красящая способность тонера на единицу массы уменьшается, поэтому необходимо увеличить уровень наложения тонера на бумагу и увеличить слой тонера на бумаге, чтобы получить необходимый уровень окрашивания. В результате невозможно уменьшить потребление тонера, и в результате во время переноса или фиксирования может образовываться пыль или могут возникать явления "пропуска переноса", когда центральная часть линии изображения в линейном изображении или в изображении литеры не переносится, а переносится только краевой участок.
С другой стороны, когда вышеуказанная величина (А712/Сс) составляет 8,15 или более, можно получить достаточную окрашивающую способность, но светлота тонера уменьшается, и полученное изображение имеет тенденцию становиться слишком темным и иметь уменьшенную резкость. Кроме того, количество красящего вещества, обнаженного на поверхности тонера, имеет тенденцию к увеличению, поэтому зарядная характеристика тонера может ухудшиться, количество трибоэлектрического заряда тонера может уменьшиться, на пустых участках изображения может появляться вуаль, или внутреннее пространство проявляющего узла может загрязняться осыпающимся тонером.
В случае двухкомпонентного проявителя, содержащего пурпурный тонер, используют пурпурный тонер, имеющий следующие характеристики: когда концентрация пурпурного тонера в растворе пурпурного тонера в хлороформе представлена как Cm (мг/мл), а оптическая плотность раствора на длине волны 538 нм представлена как А538, величина, полученная делением А538 на Cm (мг/мл), должна быть больше 2,00 и меньше 6,55. Эта величина (А538/Сm), более предпочтительно, больше 2,40 и меньше 4,90, чтобы получить необходимую красящую способность. Когда вышеуказанная величина (А538/Сm) составляет 2,00 или менее, красящая способность тонера на единицу массы уменьшается, поэтому необходимо увеличить уровень наложения тонера на бумагу и увеличить слой тонера на бумаге, чтобы получить необходимый уровень окрашивания. В результате невозможно уменьшить потребление тонера, и в результате во время переноса или фиксирования может образовываться пыль или могут возникать явления "пропуска переноса", когда центральная часть линии изображения в линейном изображении или в изображении литеры не переносится, а переносится только краевой участок.
С другой стороны, когда вышеуказанная величина (А538/Сm) составляет 8,15 или более, можно получить достаточную окрашивающую способность, но светлота тонера уменьшается и полученное изображение имеет тенденцию становиться слишком темным и иметь уменьшенную резкость. Кроме того, количество красящего вещества, на поверхности тонера, имеет тенденцию к увеличению, поэтому зарядная характеристика тонера может ухудшиться, количество трибоэлектрического заряда тонера может уменьшиться, на пустых участках изображения может появляться вуаль, или внутреннее пространство проявляющего узла может загрязняться осыпающимся тонером.
Далее, в случае двухкомпонентного проявителя, содержащего желтый тонер, используют желтый тонер, имеющий следующие характеристики: когда концентрация желтого тонера в растворе желтого тонера в хлороформе представлена как Су (мг/мл), а оптическая плотность раствора на длине волны 422 нм представлена как А422, величина, полученная делением А422 на Су (мг/мл), больше 6,00 и меньше 14,40. Эта величина (А422/Су), более предпочтительно, больше 7,00 и меньше 12,00, чтобы получить необходимую красящую способность. Когда вышеуказанная величина (А422/Су) составляет 6,00 или менее, красящая способность тонера на единицу массы уменьшается, поэтому необходимо увеличить уровень наложения тонера на бумагу и увеличить слой тонера на бумаге, чтобы получить необходимый уровень окрашивания. В результате невозможно уменьшить потребление тонера, и в результате во время переноса или фиксирования может образовываться пыль или могут возникать явления "пропуска переноса", когда центральная часть линии изображения в линейном изображении или в изображении литеры не переносится, а переносится только краевой участок.
С другой стороны, когда вышеуказанная величина (А422/Су) составляет 14,40 или более, можно получить достаточную окрашивающую способность, но светлота тонера уменьшается и полученное изображение имеет тенденцию становиться слишком темным и иметь уменьшенную резкость. Кроме того, количество красящего вещества, обнаженного на поверхности тонера, имеет тенденцию к увеличению, поэтому зарядная характеристика тонера может ухудшиться, количество трибоэлектрического заряда тонера может уменьшиться, на пустых участках изображения может появляться вуаль, или внутреннее пространство проявляющего узла может загрязняться осыпающимся тонером.
Каждую из вышеуказанных величин (А712/Сс), (А538/Сm) и (А422/Су) можно регулировать, подбирая тип и количество красящего вещества, внедряемого в тонер, и специалисты могут регулировать эти величины.
В случае двухкомпонентного проявителя, содержащего голубой тонер, светлота L* и насыщенность С* цвета голубого тонера, определенные в порошковом состоянии, имеют следующие величины: величина L* составляет 25,0 или более и 40,0 или менее, или, предпочтительно, 28,0 или более и 40,0 или менее, а величина С* составляет 50,0 или более и 60,0 или менее. Когда и светлота L*, и насыщенность С* голубого тонера, определенные в порошковом состоянии, находятся в указанном диапазоне, представляемое цветовое пространство изображения является достаточно широким, и количество тонера на бумаге можно уменьшить.
Когда L* голубого тонера меньше 25,0, представляемое цветовое пространство может быть узким, когда полноцветное изображение сформировано путем комбинирования этого тонера с тонером любого другого цвета. С другой стороны, когда L* голубого тонера превышает 40,0, трудно получить желаемую плотность изображения. Увеличение количества тонера на бумаге для получения требуемой плотности изображения приводит к образованию пыли при переносе или фиксировании, или к возникновению пропусков переноса. Кроме того, в сочетании с увеличением количества тонера высота ступени тонера увеличивается, и в некоторых случаях качество изображения снижается.
Когда С* голубого тонера меньше 50,0, трудно получить требуемую плотность изображения. С другой стороны, когда С* голубого тонера превышает 60,0, появляется тенденция к потере цветового баланса при формировании полноцветного изображения. Оттенок тонера с увеличенным содержанием красящего вещества меняется, и L*, и С* тонера во многих случаях меняются. Это, вероятно, вызвано тем, что увеличение содержания красящего вещества приводит к повторной агломерации пигмента, уменьшающей красящую способность тонера, что приводит к изменению цветового оттенка. Поэтому использование тонера с высокой красящей способностью позволяет уменьшить уровень наложения тонера и снизить потребление тонера.
В случае двухкомпонентного проявителя, содержащего пурпурный тонер, светлота L* и насыщенность С* цвета пурпурного тонера, определенные в порошковом состоянии, имеют следующие величины: величина L* составляет 35,0 или более и 45,0 или менее. Когда светлота L* пурпурного тонера, определенная в порошковом состоянии, находится в указанном диапазоне, представляемое цветовое пространство изображения является достаточно широким, и количество тонера на бумаге можно уменьшить. Когда L* пурпурного тонера меньше 35,0, представляемое цветовое пространство может быть узким, когда полноцветное изображение сформировано путем комбинирования этого тонера с тонером любого другого цвета. С другой стороны, когда L* пурпурного тонера превышает 45,0, трудно получить желаемую плотность изображения. Увеличение количества тонера на бумаге для получения требуемой плотности изображения приводит к образованию пыли при переносе или фиксировании, или к возникновению пропусков переноса. Кроме того, в сочетании с увеличением количества тонера высота ступени тонера увеличивается, и в некоторых случаях качество изображения снижается.
Кроме того. С* пурпурного тонера составляет 60,0 или более и 72,0 или менее, или, предпочтительно, 62,0 или более и 72 или менее. Когда С* пурпурного тонера находится в указанном диапазоне, представляемое цветовое пространство изображения является достаточно широким, и количество тонера на бумаге можно уменьшить. Когда С* пурпурного тонера меньше 60,0, трудно получить требуемую плотность изображения. С другой стороны, когда С* пурпурного тонера превышает 72,0, появляется тенденция к потере цветового баланса при формировании полноцветного изображения.
В случае двухкомпонентного проявителя, содержащего желтый тонер, светлота L* и насыщенность С* цвета желтого тонера, определенные в порошковом состоянии, имеют следующие величины: величина L* составляет 85,0 или более и 95,0 или менее, или предпочтительно, 87,0 или более и 95,0 или менее, а величина С* составляет 50,0 или более и 60,0 или менее. Когда светлота L* желтого тонера, определенная в порошковом состоянии, находится в указанном диапазоне, представляемое цветовое пространство изображения является достаточно широким, и количество тонера на бумаге можно уменьшить. Когда L* желтого тонера меньше 85,0, представляемое цветовое пространство может быть узким, когда полноцветное изображение сформировано путем комбинирования этого тонера с тонером любого другого цвета. С другой стороны, когда L* желтого тонера превышает 95,0, трудно получить желаемую плотность изображения. Увеличение количества тонера на бумаге для получения требуемой плотности изображения приводит к образованию пыли при переносе или фиксировании, или к возникновению пропусков переноса. Кроме того, в сочетании с увеличением количества тонера высота ступени тонера увеличивается, и в некоторых случаях качество изображения снижается.
Кроме того, насыщенность С* желтого тонера составляет 100,0 или более и 115,0 или менее. Когда С* желтого тонера находится в указанном диапазоне, представляемой цветовое пространство является достаточно широким, и количество тонера на бумаге можно уменьшить. Когда С* желтого тонера меньше 100,0, трудно получить требуемую плотность изображения. С другой стороны, когда С* желтого тонера превышает 115,0, появляется тенденция к потере цветового баланса при формировании полноцветного изображения.
И светлоту L*, и насыщенность С* цвета каждого из вышеописанных тонеров, определяемых в порошковом состоянии, можно соответственно регулировать так, чтобы их величины находились в указанном диапазоне, подбирая тип и количество красящего вещества, внедряемого в тонер, и дисперсию красящего вещества. Кроме того, эти числовые величины можно регулировать в зависимости от типа связующей смолы, способа изготовления связующей смолы и условий, в которых производится связующая смола.
Однако изображение, проявленное тонером с высокой красящей способностью в обычной системе, может иметь недостатки в отношении стабильности цветового тона, когда этот тонер используется в течение длительного времени. Соответственно, большое значение имеет применение тонера с большим количеством трибоэлектрического заряда.
Каждый из тонеров голубого, пурпурного и желтого цветов, каждый из которых используется в двухкомпонентном проявителе по настоящему изобретению (каждый из которых далее может просто именоваться "тонер по настоящему изобретению" или "тонер"), характеризуется тем, что абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда тонера, измеренное двухкомпонентным способом, при котором используется тонер и магнитный носитель, составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее. Если в проявителе используется тонер, имеющий абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда менее 50 мК/кг, когда используется тонер с высокой красящей способностью по настоящему изобретению, γ-характеристика становится крутой, при длительном использовании проявителя флуктуации плотности становятся большими, и в некоторых случаях возникает нестабильность плотности. С другой стороны, когда это абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда тонера превышает 120 мК/кг, плотность изображения или эффективность переноса могут снизиться. Это, вероятно, объясняется том, что увеличивается электростатическая сила сцепления между магнитным носителем и поверхностью светочувствительного элемента.
Вышеуказанное абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда регулируют так, чтобы оно находилось в указанном диапазоне, например, способом, при котором подбирают тип внешней присадки, тип и диаметр частиц агента, которым обрабатывают поверхность, степень (в процентах) покрытия частицы тонера внешней присадкой, способом, при котором оптимизируют тип смолы покрытия для магнитного носителя или количество смолы покрытия на носителе, или способом, при котором в смолу покрытия добавляют частицы или агент, управляющий зарядом.
Ниже описывается причина, по которой требуется такой тонер, имеющий большое количество трибоэлектрического заряда.
2
Например, предположим, что имеется проявитель, в котором количество трибоэлектрического заряда составляет -40 мК/кг, а уровень наложения тонера на светочувствительный элемент при Vcont=500 В составляет 0,5 мг/см, а также система, в которой используется этот проявитель. Для того чтобы с помощью обычного тонера можно было получить насыщенную плотность изображения, берется такая γ-характеристика, которая представлена кривой А на фиг.1, где ось абсцисс представляет потенциал контраста, а ось ординат представляет плотность изображения. Проявление осуществляют, заполняя потенциал контраста зарядом тонера. Точка "а" на фиг.2 является точкой, в которой насыщенная плотность достигается обычным тонером.
2
2
2
2
С другой стороны, когда используется тонер с высокой красящей способностью, такой как тонер по настоящему изобретению, если его красящая способность вдвое превышает красящую способность обычного тонера, насыщенная плотность изображения достигается при уровне наложения 0,25 мг/см, то есть вдвое меньшем, чем при использовании обычного тонера, при этому для проявления используется необходимый тонер в точке "b" на фиг.2, при Vcont=250 В. Когда Vcont дополнительно повышают относительно точки "b", уровень наложения увеличивается, но плотность изображения уже насыщена и более не увеличивается (см. фиг.3). Когда Vcont достигает 500 В, уровень наложения тонера становится равным 0,5 мг/см, достигая точки "а". В точке "а" присутствует избыточное количество тонера с высокой красящей способностью, в результате чего полученное изображение становится темным и мрачным и его цветовой оттенок сильно меняется. На фиг.5 показан профиль цветового оттенка обычного тонера и тонера с высокой красящей способностью в плоскости а*b* в системе цветовых координат CIELAB. Сплошная линия соответствует обычному тонеру, а пунктирная линия - тонеру с высокой красящей способностью. Этот профиль цветового оттенка соответствует случаю, когда изображение проявляется тонером с высокой красящей способностью так, что характеристическая кривая превышает точку "b" на фиг.3, достигая точки "а'". Когда характеристическая кривая достигает точки "а'", кривая на фиг.5 изгибается к оси а*, в результате чего цветовой оттенок полученного изображения изменяется. Одновременно с этим изменением происходит уменьшение светлоты изображения. Соответственно, насыщенную плотность изображения нужно выводить только с наименьшим количеством тонера, при котором плотность изображения является насыщенной. Однако, если предполагается система проявления изображения тонером с высокой красящей способностью, и плотность изображения насыщается при уровне наложения 0,25 мг/см и Vcont=250 В, переходы оттенков не могут формироваться при Vcont, равном половине обычного (=250 В), как показано кривой В на фиг.1, и в результате возникает проблема со стабильностью изображения, заключающаяся в том, что флуктуации потенциала приводят в большим флуктуациям плотности. Если плавные переходы оттенка можно получить при Vcont, сравнимом с Vcont обычного тонера (=500 В), при вдвое уменьшенном уровне наложения, другими словами, наклон γ-характеристики мог быть таким же плавным, как и для обычного тонера (кривая А', показанная пунктирной линией) за счет продления кривой С (штриховая линия) на фиг.4 вдоль оси абсцисс, можно было бы предотвратить изменение оттенка за счет наличия избыточного количества тонера с высокой красящей способностью и, в то же время, улучшить стабильность оттенка в отношении флуктуации потенциала. Для этого необходимо увеличить количество заряда тонера так, чтобы потенциал контраста Vcont, сравнимый с Vcont обычного тонера (=500 В), можно было заполнить количеством тонера, составляющим половину от количества обычного тонера. Для того чтобы достичь насыщенную плотность изображения, используя тонер с повышенной красящей способностью по настоящему изобретению при уровне наложения 0,25 мг/см и с потенциалом контраста 500 В, переходы можно формировать в соответствии с γ-характеристикой, сравнимой с γ-характеристикой обычного тонера, если изображение проявляется тонером, количество насыщенного трибоэлектрического заряда которого вдвое выше, чем у обычного тонера, то есть -80 мК/кг. Как описано выше, чтобы сохранять плавные переходы и предотвратить большие флуктуации плотности, при уменьшенном уровне наложения тонера с улучшенной красящей способностью, изображение следует эффективно проявлять тонером с высоким трибоэлектрическим зарядом.
Кроме того, сила адгезии (F50) между каждым из тонеров и магнитным носителем, измеренная способом центробежной сепарации при абсолютном значении количества трибоэлектрического заряда, измеренного двухкомпонентным способом, в котором используется тонер и магнитный носитель, равном 50 мК/кг, предпочтительно составляет 11 нН или более и 16 нН или менее.
Когда сила адгезии находится в вышеуказанном диапазоне, характеристики отрыва тонера от носителя становятся приемлемыми, проявления осыпания тонера можно предотвратить и можно получить высокую эффективность проявления или высокую эффективность переноса.
Силу адгезии (F50) вводят в указанный диапазон, например способом, при котором регулируют круглость частиц тонера, или способом, при котором подбирают тип внешней присадки, тип и диаметр частиц агента, которым обрабатывают поверхность и степень (в процентах), в которой частицы тонера покрыты внешней присадкой. Следует отметить, что способ регулирования силы адгезии путем управления параметром, относящимся к носителю, будет описан ниже.
Кроме того, магнитный носитель для использования в двухкомпонентном проявителе по настоящему изобретению (который далее может именоваться просто "магнитный носитель по настоящему изобретению" или "магнитный носитель") не имеет особых ограничений, если количество трибоэлектрического заряда тонера, измеренное, когда магнитный носитель смешан с тонером, находится в заранее определенном диапазоне, и предпочтительно можно использовать магнитный носитель, содержащий по меньшей мере магнитный компонент и компонент смолы.
3
3
3
7
С точки зрения уменьшения силы адгезии относительно тонера, предпочтительно, используют магнитный носитель, содержащий магнитные частицы, содержащие смолу и полученные путем внедрения смолы в отверстия пористых частиц магнитного ядра, при этом магнитный носитель имеет следующие характеристики: когда объемная плотность в уплотненном состоянии и абсолютная плотность пористых частиц магнитного ядра представлены как ρ1 (г/см) и ρ2 (г/см), соответственно ρ1 равна 0,80 или более, и 2,40 или менее, а ρ1/ρ2 равно 0,20 или более и 0,42 или менее, а удельное сопротивление каждой из пористых частиц магнитного ядра составляет 1,0×10 Ом·см или более и 5,0×10 Ом·см или менее. Кроме того, вышеописанный магнитный носитель особенно предпочтительно имеет следующие характеристики: когда диаметр 50% частиц по объему магнитного носителя представлен как D50, средняя прочность на излом магнитного носителя с диаметром частиц D50-5 мкм или более и В50+5 мкм или менее представлена Р1 (МПа), а средняя прочность на излом магнитного носителя с диаметром частиц 10 мкм или более и менее 20 мкм представлена как Р2 (МПа), Р2/Р1 составляет 0,50 или более и 1,10 или менее.
3
3
Когда объемная плотность в уплотненном состоянии ρ1 пористых частиц магнитного ядра задается на уровне 0,80 г/см или более и 2,40 г/см или менее, можно предотвратить прилипание магнитного носителя к светочувствительному барабану и улучшить воспроизводимость растровых точек электростатического латентного изображения. Когда величина ρ1 находится в указанном диапазоне, можно улучшить воспроизводимость растровых точек, одновременно предотвратив прилипание магнитного носителя к светочувствительному барабану. Воспроизводимость растровых точек предпочтительно улучшается, поскольку тонер по настоящему изобретению обладает столь высокой красящей способностью, что выпадение растровой точки или осыпание тонера становятся заметными.
3
3
Кроме того, в то же время, когда объемная плотность в уплотненном состоянии и абсолютная плотность пористых частиц магнитного ядра представлены как ρ1 (г/см) и ρ2 (г/см) соответственно, задавая отношение ρ1/ρ2 в диапазоне 0,20-0,42, можно предотвратить уменьшение плотности изображения, одновременно предотвращая прилипание магнитного носителя к светочувствительному барабану, даже когда при нормальной температуре и в условиях низкой влажности (например, при 23°С и относительной влажности 5%) печатается 100000 изображений, каждое из которых имеет большую площадь (например, поле изображения равно 50%).
3
7
Далее, задавая удельное сопротивление каждой пористой частицы магнитного ядра в диапазоне от 1,0×10 Ом·см до 5,0×10Ом·см, можно предотвратить уменьшение плотности на заднем конце сплошного изображения.
Изобретатели считают, что причиной этого является следующее.
Когда изображение проявляется тонером, в магнитном носителе остается заряд противоположной полярности. Этот заряд оттягивает назад тонер, используемый для проявления изображения на светочувствительном барабане, тем самым уменьшая плотность на участке заднего конца. Однако, задавая удельное сопротивление каждой из пористых частиц магнитного ядра в вышеуказанном диапазоне, можно заставить остающийся в магнитном носителе противоположный заряд уйти через магнитный компонент магнитного носителя на проявляющую втулку, предотвращая стекание заряда. В результате сила, вытягивающая тонер к светочувствительному барабану, ослабевает, и снижение плотности изображения даже на заднем конце сплошного изображения предотвращается.
Далее следует описание конкретного подхода к регулированию, например, объемной плотности в уплотненном состоянии, абсолютной плотности и удельного сопротивления, описанных выше, для удержания их значений в указанном диапазоне. Каждый из этих параметров, а именно объемную плотность в уплотненном состоянии, абсолютную плотность и удельное сопротивление, можно регулировать, удерживая его значение в указанном диапазоне, подбирая, например, тип элемента для магнитного компонента в каждой частице магнитного ядра, и диаметры кристаллов, диаметры отверстий, распределение диаметров отверстий, и отношение отверстий в пористых частицах магнитного ядра.
Например, можно использовать каждый из следующих подходов (1)-(4):
(1) скоростью роста кристалла магнитного компонента управляют, регулируя температуру во время спекания магнитного компонента;
(2) к магнитному компоненту добавляют порообразователь или вспениватель, сформированный из тонкоизмельченных частиц органического вещества, для генерирования пор;
(3) диаметры отверстий, распределение диаметров отверстий, отношение отверстий и т.п. регулируют, подбирая тип и количество порообразователя и продолжительность спекания магнитного компонента;
(4) диаметры отверстий, распределение диаметров отверстий и отношение отверстий регулируют, управляя диаметром, распределением диаметров, и количеством порообразователя, и продолжительностью спекания магнитного компонента.
Вышеупомянутый порообразователь не имеет конкретных ограничений, если он является веществом, генерирующим газ при его испарении или разложении при 60-180°С. Примерами такого порообразователя являются вспенивающие азоинициаторы полимеризации, такие как азобисизобутиронитрил, азобисдиметилвалеронитрил и азобисциклогексанкарбонитрил; бикарбонаты таких металлов, как натрий, калий и кальций; кислый углекислый аммоний; углекислый аммоний; углекислый кальций; азотнокислый аммоний; соединения азида; 4,4'-оксибис(бензолсульфогидразид); аллилбис(сульфогидразид); и диаминобензол.
Примерами вышеупомянутых органических тонкоизмельченных частиц являются: воск; термопластичные смолы, такие как полистирол, акриловая смола и полиэфирная смола; и термореактивные смолы, такие как фенольная смола, полиэфирная смола, полимочевина, меламиновая смола и силиконовая смола. Каждую из них перед использованием подвергают тонкому помолу. Для тонкого помола и получения тонкоизмельченных частиц можно использовать известный способ. Например, каждое из перечисленных веществ измельчают на частицы требуемого диаметра на этапе измельчения. На этапе измельчения, например, используют следующий способ: каждое из перечисленных веществ подвергают предварительному измельчению в измельчающем устройстве, таком как дробилка, молотковая дробилка или вальцовая дробилка и, затем, грубо измельченный продукт подвергают тонкому помолу на системе Kryptron компании Kawasaki Heavy Industries, Super Rotor компании Nisshin Engineering Inc., Turbo Mill (RSS rotor/SNNB liner) компании Turbo Kogyo Co., Ltd., или с помощью пневматического пульверизатора.
Альтернативно, можно использовать следующую процедуру: тонкоизмельченные частицы сортируют после измельчения так, чтобы отрегулировать распределение размеров зерен. Можно использовать устройство для сортировки, например Elbow Jet, использующее систему внутренней сортировки (производимое компанией Nittetsu Mining Co., Ltd.), или Turboplex, использующее систему центробежной сортировки (производимое компанией Hosokawa Micron Corporation).
Диаметры, распределение диаметров и отношение отверстий магнитного компонента можно регулировать в зависимости от диаметров, распределения диаметров и количества используемых тонкоизмельченных частиц.
Кроме того, материалом магнитного компонента является, например, (1) порошок железа с окисленной поверхностью или порошок железа с неокисленной поверхностью, (2) частицы таких металлов, как литий, кальций, магний, никель, медь, цинк, кобальт, марганец, хром и редкоземельные элементы; (3) частицы сплава, содержащего металл, такой как железо, литий, кальций, магний, никель, медь, цинк, кобальт, марганец, хром, или редкоземельные элементы, или частицы оксида любого из этих элементов, или (4) частицы магнетита или частицы феррита.
Вышеуказанная частица феррита является спеченным телом, представленным следующей формулой:
где w+x+y+z=100 мол.% (каждое из w, х, и y может представлять 0, но случай, когда все они представляют 0 исключен), a L, M, Q представляют атом металла, выбранного из Ni, Cu, Zn, Li, Mg, Mn, Sr и Ва.
Примерами частиц феррита являются магнитный Li-феррит, Mn-Zn-феррит, Mn-Mg-феррит, MnMgSr-феррит, Cu-Zn-феррит, Ni-Zn-феррит, Ва-феррит и Mn-феррит. Из них с точки зрения простоты управления скоростью роста кристалла предпочтительными являются Мn-феррит или Mn-Zn-феррит, каждый из которых содержит Мn.
Удельное сопротивление каждой из пористых частиц магнитного ядра регулируется путем уменьшения поверхности магнитного компонента магнитного носителя термообработкой магнитного компонента в атмосфере инертного газа, а не подбором магнитного материала носителя. Например, для удобства используется следующий подход: магнитный компонент подвергают термообработке в атмосфере инертного газа (например, азота) при температуре 600°С или выше и 1000°С или ниже.
Когда диаметр 50% по объему частиц магнитного носителя представлен как D50, средняя прочность на излом магнитного носителя с диаметром частиц D50-5 мкм и более и D50+5 мкм и менее представлена как Р1 (МПа), и средняя прочность на излом магнитного носителя с диаметром частиц 10 мкм и более и менее 20 мкм представлена как Р2 (МПа), отношение Р2/Р1 предпочтительно составляет 0,50 или более и 1,10 или менее. Этот диапазон величин отношения Р2/Р1 позволяет: предотвратить образование дефектов на светочувствительном барабане, когда проявитель используется в течение длительного времени, и предотвратить образование вуали. Величина отношения Р2/Р1 более предпочтительно составляет 0,70 или более и 1,10 или менее.
Изобретатели считают, что причиной вышеизложенного является следующее.
Магнитный носитель с диаметром частиц 10 мкм и более и менее 20 мкм имеет тенденцию к содержанию меньшего количества смолы каждой из пористых частиц магнитного ядра, чем магнитный носитель с диаметром частиц, приближающимся к диаметру 50% частиц по объему. Магнитный носитель, содержащий покрытые смолой магнитные частицы с небольшим содержанием смолы, имеет пониженную прочность и проявляет тенденцию к разрушению под действием напряжений, прилагаемых к магнитному носителю во время перемешивания в проявляющем устройстве, или напряжений, прилагаемых регулирующим элементом на проявляющей втулке, и превращается в тонкоизмельченные частицы. Кроме того, когда в результате такого разрушения образуются особо тонкоизмельченные частицы магнитного компонента, эти частицы имеют высокий удельный вес и высокую твердость, поэтому, когда такие частицы мигрируют на светочувствительный барабан, они могут царапать поверхностный слой светочувствительного барабана во время его очистки и являются причиной появления царапин. В результате эти частицы являются причиной появления белых полос на сплошном изображении.
Следовательно, в каждую пористую частицу магнитного ядра нужно правильно внедрить компонент смолы, особенно в магнитном носителе, имеющем диаметр частиц 10 мкм и более и менее 20 мкм, чтобы величина отношения Р2/Р1 составляла 0,50 и более. Кроме того, когда величина отношения Р2/Р1 находится в указанном диапазоне, характеристика заряда тонера становится более равномерной, что позволяет получить хорошую характеристику трибоэлектрического заряда.
Установку величины отношения Р2/Р1 в диапазоне 0,50 или более и 1,10 или менее можно осуществлять, управляя отверстиями в пористых частицах магнитного ядра, составом компонента внедряемой смолы и этапом внедрения компонента смолы, а также управляя равномерностью внедрения компонента смолы.
Для того чтобы компонент смолы можно было внедрять равномерно, раствор внедряемого компонента смолы более предпочтительно имеет вязкость (при 25°С), равную 0,6 Па·с или более и 100 Па·с или менее. Вязкость раствора компонента смолы в этом диапазоне значений позволяет компоненту смолы проникать в отверстия равномерно и в достаточной степени, и позволяет компоненту смолы прилипать к магнитному компоненту, благодаря чему компонент смолы внедряется в ядро.
Вышеупомянутый компонент смолы, внедряемый в каждую пористую частицу магнитного ядра, не имеет особых ограничений, если обладает высокой смачиваемостью относительно магнитного компонента магнитного носителя, при этом можно использовать и термопластичную, и термореактивную смолу.
Примерами термопластичной смолы являются: полистирол, акриловые смолы, такие как полиметилметакрилат, и сополимер стирол-акриловой кислоты; стиролбутадиеновый сополимер; этиленвинилацетатный полимер; поливинилхлорид; поливинилацетат; поливинилиденфторидная смола; фторуглеродная смола; перфторуглеродная смола; поливинилпирролидон; кумароноинденовая смола; новолачная смола; смолы ароматических полиэфиров, такие как смола насыщенного алкилполиэфира, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, и полиаллилат; полиамидная смола, полиацетальная смола; поликарбонатная смола; полиэфирсульфоновая смола; полисульфоновая смола; полипропиленсульфидная смола; и полиэфиркетоновая смола.
Примерами термореактивной смолы являются А-фенольная смола; модифицированная фенольная смола; малеиновая смола; алкидная смола; эпоксидная смола; акриловая смола; ненасыщенный полиэфир, полученный поликонденсацией малеинового ангидрида, терефталевой кислоты и многоатомного спирта; полимочевина; меламиновая смола; мочевино-меламиновая смола; ксилоловая смола; толуоловая смола; гуанаминовая смола; меламин-гуанаминовая смола; ацетогуанаминовая смола; глифталевая смола; фурановая смола; силиконовая смола; полиимидная смола; полиамидимидная смола; полиэфиримидная смола; и полиуретановая смола.
Также допускаются смолы, полученные денатурированием этих смол. Из них предпочтительными являются фторсодержащие смолы, такие как поливинилиденфторидная смола, фторуглеродная смола, или перфторуглеродная смола, или перфторуглеродная смола, растворимая в растворителе, денатурированная акрилом силиконовая смола; или силиконовая смола, поскольку эти смолы обладают высокой смачиваемостью относительно магнитного компонента магнитного носителя.
Более конкретно, в качестве силиконовой смолы можно использовать известную силиконовую смолу. К примерам силиконовой смолы относятся: чистая силиконовая смола, образованная только органосилоксановой связью, и силиконовая смола, денатурированная, например, алкидом, полиэфиром, эпоксидной смолой или уретаном.
Коммерчески доступной чистой силиконовой смолой являются, например, KR271, KR255 и KR152 компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., или SR2400 или SR2405 компании Dow Corning Toray Co., Ltd. Коммерчески доступной денатурированной силиконовой смолой является, например, KR206 (денатурирована алкидом), KR5208 (денатурирована акрилом), ES1001N (денатурирована эпоксидной смолой) и KR305 (денатурирована уретаном) компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. или SR2115 (денатурирована эпоксидной смолой) и SR 2110 (денатурирована алкидом) компании Dow Corning Toray Co., Ltd.
Общий способ внедрения компонента смолы в каждую из пористых частиц магнитного ядра заключается в следующем: растворяют компонент смолы в растворителе и добавляют раствор в магнитный компонент магнитного носителя. Применяемый растворитель должен быть способен растворять только каждый компонент смолы. Для смолы, растворимой в органическом растворителе, примерами органического растворителя являются толуол, ксилол, целлозольвбутилацетат, метилэтилкетон, метилизобутилкетон и метанол. Для смолы, растворимой в воде, или смолы эмульсионного типа используется только вода. Для добавления компонента смолы, растворенной растворителем, в каждую из пористых частиц магнитного ядра используется, например, способ, при котором пропитывают частицы компонентом смолы погружением, распылением, нанесением раствора кистью, созданием псевдоожиженного слоя, или замешиванием, а после пропитки растворитель выпаривают.
Кроме того, магнитный носитель по настоящему изобретению может содержать другой компонент смолы, которым покрыта поверхность магнитного носителя, а также вышеописанный компонент смолы, внедренный в каждую пористую частицу магнитного ядра. В этом случае компонент смолы, которые внедрен в каждую пористую частицу магнитного ядра, и компонент смолы, которым покрыта поверхность магнитного носителя, могут быть идентичными или разными смолами. Более предпочтительно в качестве компонента смолы, которым покрыта поверхность магнитного носителя, является акриловая смола, поскольку при этом повышается долговечность магнитного носителя.
С точки зрения трибоэлектрической зарядной характеристики тонера, и предотвращения прилипания носителя к области изображения, и появления вуали диаметр 50% частиц по объему (D50) вышеописанного магнитного носителя предпочтительно составляет 20 мкм или более и 70 мкм или менее.
Диаметр 50% частиц по объему (D50) магнитного носителя можно удерживать в указанном диапазоне с помощью пневматической сортировки или сортировки с помощью сита.
Тонер предпочтительно имеет следующие характеристики: тонер, имеет эквивалентный диаметр круга (числовое основание (number basis)), измеренный устройством измерения изображений частиц проточного типа, имеющим разрешение обработки изображений 512×512 пикселей (каждый размером 0,37×0,37 мкм), равный 2 мкм или более, имеет среднюю круглость 0,945 или более и 0,970 и менее.
Средняя круглость тонера, находящаяся в указанном диапазоне величин, повышает контраст между тонером и магнитным носителем, обеспечивает хорошие характеристики проявления и предотвращает внедрение внешней присадки в поверхность частиц тонера. Кроме того, средняя круглость тонера, находящаяся в указанном диапазоне величин, обеспечивает хорошие характеристики очистки.
Средства регулирования средней круглости тонера конкретно не ограничены. Для приведения величины средней круглости в указанный диапазон можно применять любой из различных способов, например способ формирования сфер измельченных частиц тонера механическим ударом и способ распыления расплавленной смеси диском или многожидкостным соплом в воздухе для создания сферических частиц тонера.
Когда частицы тонера получены способом механического удара, управление количеством воска на поверхности каждой из частиц тонера осуществляется достаточно просто. Кроме того, этот способ является более предпочтительным, поскольку профиль поверхности каждой частицы тонера также поддается достаточно простому управлению. Количество воска на поверхности каждой частицы тонера можно регулировать, управляя физическими свойствами сырья, в частности вязкоупругими свойствами смолы, или условиями, в которых производятся частицы тонера, в частности условиями плавления и замешивания, а также условиями полимеризации. Однако способ такой регулировки конкретно не ограничен, если он позволяет получить требуемые физические свойства. Механическим измельчителем, применяемым для способа механического удара, например, является HYBRIDIZER компании NARA MACHINERY CO., LTD., система Kryptron компании Kawasaki Heavy Industries или Super Rotor компании Nisshin Engineering Inc.
Предпочтительно, для того чтобы получить тонер, имеющий соответствующее количество воска на поверхности частиц тонера и среднюю круглость 0,945-0,970, используют устройство, показанное на фиг.8. Применение этого устройства позволяет получить тонер с прекрасными характеристиками фиксирования и прекрасными характеристиками переноса.
На фиг.8 представлен схематический вид в сечении примера конструкции устройства для модификации поверхности, предпочтительно используемого для получения тонера по настоящему изобретению. На фиг.9 представлен схематический вид сверху конструкции диспергирующего ротора, используемого в устройстве для модификации поверхности по фиг.8. Устройство предназначено для получения требуемой формы и требуемых характеристик за счет силы механического удара и для вывода полученного тонкоизмельченного порошка за пределы устройства. В случае механической обработки для получения сфер, мелкие частицы, полученные во время измельчения, обычно вновь слипаются, образуя тела неправильной формы, поэтому обработка должна проводиться и во время выпуска наружу полученного тонкоизмельченного порошка, и поэтому для получения требуемой сферичности требуется дополнительная сила механического удара. В результате возникает следующий отрицательный эффект: на поверхность тонера воздействует избыточное количество теплоты, и количество воска на поверхности тонера увеличивается. Кроме того, чрезвычайно мелкие частицы являются основной причиной существенного расхода тонера на носителе. Наоборот, в устройстве, показанном на фиг.8 и 9, порошок сортируется без прерывания потока воздуха, используемого для создания механических ударов, поэтому порошок эффективно выводится из устройства, без повторной агломерации.
Дополнительное подробное описание приводится ниже. Устройство для модификации поверхности, показанное на фиг.8, содержит корпус; кожух (не показан), сквозь который может проходить охлаждающая вода или антифриз; диспергирующий ротор 36, являющийся средством модификации поверхности и установленный в корпусе на центральной оси вращения, при этом на верхней поверхности дисперсионного ротора имеется множество квадратных дисков или цилиндрических пальцев 40, и дисперсионный ротор 36 является дисковидным элементом, вращающимся с высокой частотой; облицовку 34, расположенную на внешней периферии дисперсионного ротора 36 с определенным интервалом между облицовкой и ротором, при этом на поверхности облицовки 34 имеется большое количество канавок; сортирующий ротор 31, являющийся средством сортировки исходных материалов с модифицированной поверхностью в зависимости от заранее определенного диаметра частиц; отверстие 35 для подачи холодного воздуха; отверстие 33 для подачи исходных материалов для обработки; выпускную задвижку 38, расположенную с возможностью открываться и закрываться для регулировки продолжительности операции модификации поверхности; выпускное отверстие 37 для выпуска порошка после обработки; и цилиндрическое направляющее кольцо 39, являющееся направляющим средством для разделения пространства между сортирующим ротором 31 и узлом, состоящим из диспергирующего ротора 36 и облицовки 24, на первое пространство 41 до подачи исходных материалов на сортирующий ротор 31 и второе пространство 42 для подачи частиц, из которых сортирующим ротором 31 был удален тонкоизмельченный порошок, на средство модификации поверхности. Зазор между дисперсионным ротором 36 и облицовкой 34 является зоной модификации поверхности, а сортирующий ротор 31 и его периферийный участок образуют зону сортировки.
В устройстве для модификации поверхности вышеописанной конструкции, когда тонкоизмельченный продукт загружается через отверстие 33 подачи исходных материалов при закрытой выпускной задвижке 38, загруженный тонкоизмельченный продукт сначала засасывается нагнетателем (не показан) и сортируется сортирующим ротором 31. В это время мелкий порошок, имеющий диаметр частиц, равный или меньший заранее определенной величины, полученный в результате сортировки, удаляется путем непрерывного вывода из устройства. Грубый порошок, диаметр частиц которого имеет заранее определенную величину или превышает ее, направляется в зону модификации поверхности циркуляционным потоком, создаваемым диспергирующим ротором 36 вдоль внутренней периферии направляющего кольца 39 (второе пространство 42) посредством центробежной силы.
Исходные материалы, направляемые в зону модификации поверхности, получают механические удары между дисперсионным ротором 36 и облицовкой 34 и, тем самым, подвергаются обработке, модифицирующей поверхность. Частицы с модифицированной поверхностью подхватываются холодным воздухом, текущим внутри устройства, и уносятся в зону сортировки по внешней периферии направляющего кольца 39 (первое пространство 41). Тонкоизмельченный порошок, образовавшийся в это время, вновь выводится сортирующим ротором 31 за пределы устройства, а грубые частицы захватываются циркуляционным потоком и вновь возвращаются в зону модификации поверхности. Затем, грубые частицы, повторно проходят операцию модификации поверхности. По истечении заранее определенного времени выпускную задвижку 38 открывают и частицы с модифицированной поверхностью собирают через отверстие 37 вывода продукта.
-5
Исследования, проведенные изобретателями показали, что период времени, начинающийся с загрузки тонкоизмельченного продукта через отверстие 33 подачи исходных материалов и длящийся до открывания выпускной задвижки (время цикла), и число оборотов диспергирующего ротора на этапе операции модификации поверхности в устройстве для модификации поверхности играют важную роль в регулировании средней круглости тонера и количества воска на поверхности частиц тонера. Удлинение времени цикла или увеличение угловой скорости дисперсионного ротора эффективно для увеличения средней круглости. Кроме того, наоборот, сокращение времени цикла или уменьшение угловой скорости ротора эффективно для предотвращения возникновения прозрачности тонера. В частности, если угловая скорость дисперсионного ротора не равна заранее определенной величине или не превышает ее, тонер не может подвергаться эффективной обработке для получения сфер, поэтому обработка тонера должна вестись с увеличенным временем цикла, и при этом прозрачность тонера в некоторых случаях увеличивается больше, чем необходимо. Угловая скорость дисперсионного ротора, равная 1,2×10 мм/с или более, и время цикла от 5 до 60 с эффективны для увеличения круглости тонера и позволяют ввести величины средней круглости и средней прозрачности в вышеуказанный диапазон и предотвратить образование прозрачности, превышающей заранее определенный уровень.
Двухкомпонентный проявитель по настоящему изобретению также можно использовать как пополняющий проявитель для способа двухкомпонентного проявления, при котором осуществляют проявление, добавляя в проявляющее устройство пополняющий проявитель, и выводят лишний магнитный носитель из проявляющего устройства. При такой конструкции можно поддерживать характеристики двухкомпонентного проявителя в проявляющем устройстве. При использовании двухкомпонентного проявителя в качестве пополняющего проявителя вышеописанный тонер используется в массовом отношении 2 части по массе или более и 50 частей по массе или менее на 1 части по массе магнитного носителя. Применение такого пополняющего проявителя позволяет стабильно поддерживать характеристики двухкомпонентного проявителя в проявляющем устройстве в течение длительного времени. В результате можно получать изображения, в которых невелики флуктуации зарядной характеристики тонера, которые имеют хорошую воспроизводимость растровой точки и имеют небольшое вуалирование. Когда изображения формируются проявителем, в котором применяется тонер с высокой красящей способностью на частицу, такой как тонер по настоящему изобретению, возникает тенденция к заметному вуалированию, по сравнению с изображением, формируемым обычным тонером, не имеющим описанных выше характеристик. Соответственно, способность проявителя создавать изображения с небольшой степенью вуалирования, как описано выше, является преимуществом перед обычным проявителем. Кроме того, если в проявителе используется тонер с высокой красящей способностью, изображение проявляется с низким потреблением тонера, поэтому напряжение, прилагаемое и к тонеру, и к носителю увеличивается по сравнению с проявителем, в котором применяется обычный тонер. Носитель, к которому прилагается такое напряжение, часто демонстрирует пониженную характеристику создания заряда по сравнению с начальным этапом, поэтому его долговечность может уменьшаться. Ввиду вышеизложенного в настоящем изобретении долговечность двухкомпонентного проявителя улучшена за счет непрерывной подачи нового носителя, имеющего высокую характеристику создания заряда, вместе с новым тонером из пополняющего проявителя, благодаря чему можно получить еще более стабильные выходные изображения, даже когда проявитель используется длительное время.
Следует отметить, что в устройстве для формирования изображения, использующем такой пополняющий проявитель, который описан выше, магнитный носитель, объем которого увеличивается за счет магнитного носителя в добавляемом пополняющем проявителе, переполняет проявляющее устройство в количестве, соответствующем увеличению объема, и отбирается шнеком для сбора проявителя, и транспортируется в контейнер с пополняющим проявителем или в другой сборный контейнер, и выбрасывается.
Кроме того, тонеры по настоящему изобретению или магнитные носители по настоящему изобретению, используемые в двухкомпонентном проявителе, которым изначально заправлено проявляющее устройство (который далее может именоваться "стартовый проявитель"), и вышеописанный пополняющий проявитель могут быть идентичными или разными.
2
2
2
2
Кроме того, способ формирования изображений по настоящему изобретению содержит этапы, при которых: заряжают элемент, несущий электростатическое латентное изображение; формируют электростатическое латентное изображение на заряженном элементе, несущем электростатическое латентное изображение; проявляют электростатическое латентное изображение, сформированное на элементе, несущем электростатическое латентное изображение двухкомпонентным проявителем по настоящему изобретению для формирования порошкового изображения; переносят порошковое изображение с элемента, несущего электростатическое латентное изображение на принимающий материал через промежуточное транспортное тело или без применения промежуточного транспортного тела; и отличается тем, что уровень наложения тонера на участок монохроматического сплошного изображения (имеющего плотность изображения 1,5) в незафиксированном порошковом изображении, сформированном на принимающем материале, составляет 0,10 мг/см или более и 0,50 мг/см или менее. Уровень наложения тонера участка монохроматического сплошного изображения в незафиксированном порошковом изображении, сформированном на принимающем материале, более предпочтительно находится в диапазоне 0,10 мг/см или более и 0,35 мг/см или менее.
2
2
Когда вышеописанный уровень наложения тонера составляет менее 0,10 мг/см, даже если красящая способность на частицу тонера увеличена, количество частиц тонера недостаточно и в некоторых случаях плотность не увеличивается из-за влияния состава (formation) регистрирующей бумаги. Кроме того, когда уровень наложения тонера превышает 0,50 мг/см, высота ступени тонера становится заметной. Кроме того, пыль, образующаяся во время переноса или фиксирования, может стать заметной.
Тонер по настоящему изобретению может быть получен способом суспензионной полимеризации, способом эмульсионной агломерации или способом измельчения перемешиванием, и способ получения тонера не имеет конкретных ограничений.
Тонер по настоящему изобретению имеет средневзвешенный диаметр частиц предпочтительно 4 мкм или более и 8 мкм или менее, более предпочтительно 4,0 мкм или более и 7,0 мкм или менее, или еще более предпочтительно 4,5 мкм или более и 6,5 мкм или менее. Такой средневзвешенный диаметр частиц тонера, находящийся в указанном диапазоне, может существенно улучшить воспроизводимость растровой точки и эффективность переноса. Средневзвешенный диаметр частиц тонера можно корректировать сортировкой частиц тонера во время производства тонера или смешиванием отсортированных продуктов.
Связующая смола для использования в каждой из частиц, из которых состоит тонер по настоящему изобретению, предпочтительно является смолой, содержащей полиэфирное звено. Термин "полиэфирное звено" относится к участку, полученному из полиэфира.
Вышеупомянутое полиэфирное звено сформировано путем конденсационной полимеризации мономеров сложного эфира. Примерами мономеров сложного эфира являются компоненты многоатомного спирта и компоненты карбоновой кислоты, такие как поливалентная карбоновая кислота, поливалентный ангидрид карбоновой кислоты и поливалентная соль карбоновой кислоты, имеющая две или более карбоксильные группы.
Примеры компонента двухатомного спирта включают аддукты бисфенол-А-алкиленоксида, такие как полиоксипропилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксипропилен(3.3)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксипропилен(2.0)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, полиоксипропилен(2.0)-полиоксиэтилен(2.0)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, и полиоксипропилен(6)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропан, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, неопентилгликоль, 1,4-бутандиол, 1,5-пентадиол, 1,6-гександиол, 1,4-циклогександиметанол, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, политетраметиленгликоль, бисфенол А и гидрированный бисфенол А.
Примерами компонентов трех- или более атомного спирта являются сорбит, 1,2,3,6-гексантетрол, 1,4-сорбитан, пентаэритритол, дипентаэритритол, трипентаэритритол, 1,2,4-бутантриол, 1,2,5-пентатриол, глицерин, 2-метилпропантриол, 2-метил-1,2,4-бутантриол, триметилолэтан, триметилолпропан и 1,3,5-тригидроксиметилбензол.
Примерами компонента карбоновой кислоты, образующего полиэфирное звено, являются ароматические дикарбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, изофталевая кислота и тетрафталевая кислота, или их ангидриды; алкилдикарбоновые кислоты, такие как янтарная кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота и азелаиновая кислота или их ангидриды; янтарная кислота, замещенная алкильной группой, имеющей 6-12 атомов углерода или ее ангидриды; и ненасыщенные дикарбоновые кислоты, такие как фумаровая кислота, малеиновая кислота и цитраконовая кислота или их ангидриды.
Предпочтительным примером смолы, содержащей упомянутое полиэфирное звено, является полиэфирная смола, полученная конденсационной полимеризацией производного бисфенола, типизированного нижеприведенной общей формулой, как компонент спирта, и компонент карбоновой кислоты (например, фумаровая кислота, малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, фталевая кислота, терефталевая кислота, додецилянтарная кислота, тримеллитовая кислота и пиротримеллитовая кислота) полученный из двух- или более валентной карбоновой кислоты, их ангидридов, или их низших алкилэфиров как компонент карбоновой кислоты. Полиэфирная смола является предпочтительной в настоящем изобретении благодаря ее прекрасным зарядным свойствам.
(Формула 1)
(где R - этиленовая или пропиленовая группа, х и y - целое число, равное единице мили более, и средняя величина х и y составляет от 2 до 10).
Кроме того, предпочтительными примерами вышеуказанной смолы, имеющей полиэфирное звено, являются полиэфирные смолы, каждая из которых имеет сшитую структуру. Каждая из полиэфирных смол, имеющих сшитую структуру, получена реакцией конденсационной полимеризации между многоатомным спиртом и компонентом карбоновой кислоты, содержащим поливалентную карбоновую кислоту, которая является трех- или более валентной. Примерами компонента поливалентной карбоновой кислоты, который является трех- или более валентным, являются, помимо прочих, 1,2,4-мензолтрикарбоновая кислота, 1,2,5-бензолтрикарбоновая кислота, 1,2,4-нафталинтрикарбоновая кислота, 2,5,7-нафталинтрикарбоновая кислота и ангидриды и соединения сложных эфиров этих кислот. Содержание компонента поливалентной карбоновой кислоты, являющейся трех- или более валентной, в мономерах сложных эфиров, подвергающихся конденсационной полимеризации, предпочтительно составляет 0,1-1,9 мол.% относительно всех мономеров.
Далее, предпочтительными примерами вышеуказанной смолы, имеющей полиэфирное звено, являются: (а) гибридная смола, в которой полиэфирное звено и виниловый полимер химически связаны друг с другом; (b) смесь гибридной смолы и винилового полимера; (с) смесь полиэфирной смолы и винилового полимера; (d) смесь гибридной смолы и полиэфирной смолы и (е) смесь полиэфирной смолы, гибридной смолы и винилового полимера.
Вышеописанная гибридная смола образована, например, связью в результате эфирообменной реакции между полиэфирным звеном и виниловым полимерным звеном, полученным полимеризацией компонента мономера, имеющего карбоксилатную группу, например акрилат или метакрилат.
Гибридная смола предпочтительно является привитым сополимером или блок-сополимером, в котором в качестве стержневого полимера используется виниловый полимер, а полимером ответвления является полиэфирное звено.
Следует отметить, что вышеуказанное виниловое полимерное звено может содержать: мономер стирола или мономер на основе акрила, метакриловый мономер, мономер этиленненасыщенных моноолефинов, мономер винил-сложных эфиров, мономер винилэфиров (vinylethers); мономер винилкетонов, мономер N-виниловых соединений, и другие виниловые мономеры.
Примерами мономера стирола могут быть стирол, о-метилстирол, м-метилстирол, п-метилстирол, п-метоксистирол, п-фенилстирол, п-хлорстирол, 3,4-дихлорстирол, п-этиленстирол, 2,4-диметилстирол, п-н-бутилстирол, р-терт-бутилстирол, п-н-гексилстирол, п-н-октилстирол, п-н-нолилстирол, п-н-децилстирол и п-н-додецилстирол.
Примерами акрилового мономера могут быть акрилаты, такие как метилакрилат, этилакрилат, н-бутилакрилат, изобутилакрилат, пропилакрилат, н-октилакрилат, додецилакрилат, 2-этилгексилакрилат, стеарилакрилат, диметиламиноэтилакрилат и фенилакрилат, акриловые кислоты и акриламиды.
Примерами метакрилового мономера могут быть метакрилаты, такие как этилметакрилат, пропилметакрилат, н-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, н-октилметакрилат, додецилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, стеарилметакрилат, фенилметакрилат, диметиламиноэтилметакрилат и диэтиламиноэтилметакрилат, метакриловые кислоты и метакриламиды.
Примерами мономера этиленненасыщенных моноолефинов являются этилен, пропилен, бутилен и изобутилен.
Примерами мономера винил-сложных эфиров являются винилацетат, винилпропионат и винилбензоат.
Примерами мономера винилэфиров являются винилметиловый эфир, винилэтиловый эфир и винилизобутиловый эфир.
Примерами мономера винилкетонов являются винилметилкетон, винилгексилкетон и метилизопропенилкетон.
Примерами мономера соединений N-винила являются N-винилпиррол, N-винилкарбазол, N-винилиндол и N-винилпирролидон.
Примеры других типов виниловых мономеров включают винилнафталины и производные акриловой кислоты или производные метакриловой кислоты, такие как акрилонитрил, метакрилонитрил и акриламид.
Можно использовать один тип виниловых мономеров, или два или более типа в комбинации.
Примерами инициатора полимеризации, используемого при получении винилового полимерного звена, полимера на основе винила или виниловой смолы, могут быть азо- или диазо-инициаторы полимеризации, такие как 2,2-азобис-(2,4-диметилвалеронитрил), 2,2'-азобисизобутиконитрил, 1,1'-азобис(циклогексат-1-карбонитрил), 2,2'-азобис-4-метокси-2,4-диметилвалеронитрил, и азобисизобутиронитрил; перекисные инициаторы полимеризации или инициаторы, имеющие перекись в боковой цепочке, такие как перекись бензоила, перекись метилэтилкетона, диизопропилпероксикарбонат, гидроперекись изопропилбензола, трет-бутилгидроксипероксид, перекись ди-трет-бутила, перекись дикумила, перекись 2,4-дихлорбензоила, перекись лауроила, 2,2-бис(4,4-трет-бутилпероксициклогексил)пропан и эрис-(трет-бутилперокси)тризаин; персульфаты, такие как персульфат калия, и персульфат аммония, и перекись водорода.
Далее, примерами инициаторов полимеризации, которые являются радикально полимеризуемыми и имеют три или более функциональные группы, являются следующие: радикально полимеризуемые полифункциональные инициаторы полимеризации, такие как трис(трет -бутилперокси)тризаин, винилтрис(трет-бутилперокси)силан, 2,2-бис(4,4-ди-трет-бутилпероксициклогексил)пропан, 2,2-бис(4,4-ди-трет-амилпероксициклогексил)пропан, 2,2-бис(4,4-ди-трет-октилпероксициклогексил)пропан и 2,2-бис(4,4-ди-трет-бутилпероксициклогексил)бутан.
И двухкомпонентный проявитель, и пополняющий проявитель по настоящему изобретению могут предпочтительно использоваться в электрофотографическом процессе, в котором применяется безмасляная система фиксирования. Предпочтительно, тонер содержит расцепляющий агент.
К примерам такого расцепляющего агента относятся воски на основе алифатических углеводородов, такие как полиэтилен с низким молекулярным весом, полипропилен с низким молекулярным весом, сополимер полиолефина, полиолефиновый воск, микрокристаллический воск, твердый парафин и воск, полученный по Фишеру-Тропшу, оксиды восков на основе алифатических углеводородов, такие как воск на основе полиэтиленоксида, или блок-сополимеры восков; воски, в основном состоящие из сложных эфиров алифатических кислот, такие как карнаубский воск, воск на основе сложного эфира монтановой кислоты и бегенат бегенила, а также сложные эфиры частично или полностью раскисленной алифатической кислоты, такие как раскисленный карнаубский воск.
Предпочтительно, тонер содержит описанный выше расцепляющий агент и имеет эндотермический пик в диапазоне температур от 30 до 200°С на эндотермической кривой тонера в дифференциальной сканирующей калориметрии. Кроме того, температура наивысшего эндотермического пика среди эндотермических пиков, особенно предпочтительно составляет 50-110°С для обеспечения возможности низкотемпературного фиксирования и увеличения срока службы.
Дифференциальным сканирующим калориметром, например, может быть DSC-7 компании Perkin Elmer Co., Ltd., DSC2920 компании ТА Instruments или Q1000 компании ТА Instruments. При измерениях для коррекции температуры измерительной части устройства используются точки плавления индия и цинка, а теплота плавления индия используется для коррекции количества теплоты. Для измеряемого образца используется алюминиевая чашка, и измерения проводят, устанавливая пустую чашку в качестве эталона.
Вышеописанный расцепляющий агент предпочтительно используется в количестве 1-15 частей по массе или, более предпочтительно, 3-10 частей по массе на 100 частей по массе связующей смолы в частицах тонера. Когда содержание расцепляющего агента составляет 1-15 частей по массе, этот агент может иметь прекрасные характеристики расцепления, например, когда применяется безмасляная система фиксирования.
Тонер может содержать агент, управляющий зарядом. Примерами агента, управляющего зарядом, являются металлоорганические комплексы, соли металлов, внутрикомплексные соединения, производные карбоновой кислоты, такие как соли металлов карбоновой кислоты, ангидриды карбоновой кислоты и карбоксилаты, конденсаты ароматических соединений и производные фенола, такие как бисфенолы и каликсарены.
Примерами металлоорганических комплексов являются комплексы моноазо-металл, комплексы ацетилацетон-металл, комплексы гидроксикарбоновая кислота-металл комплексы поликарбоновая кислота-металл, и комплексы полиол-металл.
Из них с точки зрения улучшения характеристики роста заряда тонера предпочтительным является металлическое соединение ароматической карбоновой кислоты.
Содержание этого агента управления зарядом предпочтительно составляет 0,1-10,0 частей по массе или, более предпочтительно, 0,2-5,0 частей по массе на 100 частей по массе связующей смолы в частицах тонера. Если в тонере количество агента, управляющего зарядом, находится в указанном диапазоне, можно уменьшить изменения в количестве заряда тонера в любой из различных сред, от среды с высокой температурой и высокой влажностью до среды с низкой температурой и низкой влажностью.
Тонер содержит красящее вещество. Красящим веществом может быть пигмент, или краситель, или их комбинация.
К примерам красителя относятся: C.I. Direct Red 1; C.I. Direct Red 4; C.I. Acid Red 1; C.I. Basic Red 1; C.I. Mordant Red 30; C.I. Direct Blue 1; C.I. Direct Blue 2; C.I. Acid Blue 9; C.I. Acid Blue 15; C.I. Basic Blue 3; C.I. Basic Blue 5; C.I. Mordant Blue 7; C.I. Direct Green 6; C.I. Basic Green 4 и C.I. Basic Green 7.
Примерами пигмента могут являться следующие: минеральные Fast Желтый, Navel Желтый, Naphthol Желтый S, Hansa Желтый G, Permanent Желтый NCG, Tartrazine Lake, Molybdemum Orange, Permanent Orange GTR, Pyrazolone Orange, Benzidine Orange G, Permanent Red 4R, кальциевая соль Watching Red, eosine lake, Brilliant Carmine 3B, Manganese Violet, Fast Violet B, Methyl Violet Lake, Cobalt Blue, Alkali Blue Lake, Victoria Blue Lake, Phthaloсyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue ВС, Chrome Green, Pigment Green B, Malachite Green Lake и Final Желтый Green G.
Кроме того, когда и двухкомпонентный проявитель, и пополняющий проявитель по настоящему изобретению используются как проявитель для формирования полноцветного изображения, тонер может содержать красящий пигмент для каждого из пурпурного, голубого и желтого цветов.
Примерами пурпурного красящего пигмента являются C.I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 163, 202, 206, 207, 209 и 238; C.I. Pigment Violet 19; и C.I. Vat Red 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29 и 35.
Частицы тонера могут содержать только пурпурные пигменты, но когда комбинируются красители и пигменты, резкость проявителя и качество полноцветного изображения улучшаются.
Примеры пурпурного красителя могут далее включать следующие: растворимые в масле красители, такие как C.I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109 и 121, C.I. Disperse Red 9, C.I. Solvent Violet 8, 13, 14, 21 и 27, и C.I. Disperse Violet 1, и основные красители, такие как C.I. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38 и 40 и C.I. Basic Violet 1, 3, 7, 10, 14, 15, 21, 25, 26, 27 и 28.
Примерами голубого окрашивающего пигмента могут быть следующие: C.I. Pigment Blue 2, 3, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 16 и 17, C.I. Acid Blue 6; C.I. Acid Blue 45; и медно-фталоцианиновые пигменты, имеющие фталоцианиновую основу, замещенную 1-5 метилфталимидными группами.
Примерами желтого окрашивающего пигмента могут быть следующие: C.I. Pigment Желтый 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 65, 73, 74, 83, 93, 97, 155 и 180; и C.I. Vat Желтый 1, 3 и 20.
Черным пигментом является технический углерод, например печная сажа, канальная сажа, ацетиленовая сажа, термическая сажа или ламповая сажа, или магнитный порошок, такой как магнетит или феррит. Альтернативно для формирования черного цвета можно комбинировать пурпурный краситель и пурпурный пигмент, желтый краситель и желтый пигмент и голубой краситель и голубой пигмент, и, кроме того, в комбинации с любым таким красителем или пигментом можно использовать описанный выше технический углерод.
Кроме того, тонер содержит неорганические тонкоизмельченные частицы, служащие внешней присадкой. Неорганические тонкоизмельченные частицы имеют среднечисловой диаметр предпочтительно 80 нм или более и 300 нм или менее или, боле предпочтительно, 90 нм или более и 150 нм или менее. Когда среднечисловой диаметр неорганических тонкоизмельченных частиц находится в указанном диапазоне, эти частицы с трудом внедряются в частицы тонера и продолжают функционировать как прокладка, даже когда изображения выводятся непрерывно в течение длительного времени. Кроме того, в то же время, эти тонкоизмельченные частицы с трудом отделяются от частиц тонера. В результате, даже в случае когда абсолютная величина трибоэлектрического заряда тонера составляет 50 мК/кг или более и 120 мК/кг или менее, отделение тонера от носителя не становится заметным и изображение можно эффективно проявлять. Кроме того, можно поддерживать состояние, в котором неорганические тонкоизмельченные частицы контактируют со светочувствительным барабаном в точке контакта, а не состояние, в котором со светочувствительным барабаном контактирует поверхность частиц тонера, при этом поддерживается характеристика расцепления тонера и светочувствительного барабана и предотвращается ухудшение характеристики переноса. Такие неорганические тонкоизмельченные частицы добавляются в тонер в количестве предпочтительно 0,1%-3,0% по массе или, более предпочтительно, 0,5%-2,5% по массе.
К примерам таких неорганических тонкоизмельченных частиц относятся тонкоизмельченные частицы кварца, тонкоизмельченные частицы оксида алюминия, тонкоизмельченные частицы оксида титана. В случае тонкоизмельченных частиц кварца можно использовать любые типы тонкоизмельченных частиц кварца, полученные по известной технологии, например способом разложения в паровой фазе, способом сжигания или способом дефлаграции.
Кроме того, вышеуказанные неорганические тонкоизмельченные частицы предпочтительно являются частицами, полученными известным золь-гелевым способом, при котором удаляют растворитель из зольной суспензии диоксида кремния, полученной гидролизом и реакцией конденсации алкоксилана с катализатором в органическом растворителе, в котором присутствует вода; сушат остаток и измельчают полученный продукт на частицы. Тонкоизмельченные частицы диоксида кремния, полученные способом золь-гель, имеют по существу сферическую форму, являются монодисперсными и являются прекрасными прокладочными частицами.
Поверхность тонкоизмельченных частиц диоксида кремния, полученных способом золь-гель, можно подвергнуть гидрофобной обработке и использовать. В качестве агента для гидрофобной обработки предпочтительно используют соединение силана. К примерам соединения силана относятся: гексаметилдисилазан, монохлорсиланы, такие как триметилхлорсилан и триэтилхлорсилан; моноалкоксиланы, такие как триметилметоксисилан и триметилэтоксисилан; моноаминосиланы, такие как триметилсилил, диметиламин и триметилсилилдиэтиламин; и моноацилоксисиланы, такие как триметилацетоксисилан.
Кроме того, в тонер можно добавлять тонкоизмельченные частицы, служащие внешней присадкой, как и вышеописанные неорганические тонкоизмельченные частицы со среднечисловым диаметром 80 нм или более и 300 нм или менее; предпочтительными являются тонкоизмельченные частицы со среднечисловым диаметром 5 нм или более и 60 нм или менее. Внешняя добавка к тонеру этих тонкоизмельченных частиц, помимо вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц, позволяет улучшить текучесть или характеристики переноса тонера. Эти тонкоизмельченные частицы предпочтительно содержат неорганические тонкоизмельченные частицы, выбранные из оксида титана, оксида алюминия и диоксида кремния.
Поверхность каждой из этих тонкоизмельченных частиц предпочтительно подвергают гидрофобной обработке. Гидрофобная обработка предпочтительно выполняется любым одним из следующих агентов: различные титановые модификаторы; силановый модификатор, алифатические кислоты и соли металлов этих кислот, силиконовое масло, или комбинация двух или более из них.
Примерами титанового модификатора, применяемого для гидрофобной обработки, являются следующие: тетрабутилтитанат, тетраокилтитанат, изопропилтриизостеароилтитанат, изопропилтридецилбензолсульфонилтитанат и бис(диоктилпирофосфат)оксиацетаттитанат.
Примерами силанового модификатора, применяемого для гидрофобной обработки, могут быть следующие: γ-{2-аминоэтил)аминопропилтриметоксисилан, γ-(2-аминоэтил)аминопропилметилдиметоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, N-β-(N-винилбензиламиноэтил-γ-аминопропилтриметоксисилан гидрохлорид, гексаметилдисилазан, метилтриметоксисилан, бутилтриметоксисилан, изобутилтриметоксисилан, гексилтриметоксисилан, октилтриметоксисилан, децилтриметоксисилан, додецилтриметоксисилан, пентилтриметоксисилан, о-метилфенилтриметоксисилан и п-метилфенилтриметоксисилан.
Примерами жирной кислоты и солей металлов, используемых для гидрофобной обработки, являются следующие. Длинноцепочные жирные кислоты, такие как ундециловая кислота, лауриновая кислота, тридециловая кислота, додециловая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, пентадециловая кислота, стеариновая кислота, гептадециловая кислота, арахиновая кислота, монтановая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота и арахидоновая кислота. Примерами металлов, соли которых используются для гидрофобной обработки, являются цинк, железо, магний, алюминий, кальций, натрий и литий.
Примерами вышеупомянутого силиконового масла для гидрофобной обработки являются диметиловое силиконовое масло, метилфениловое силиконовое масло и аминомодифицированное силиконовое масло.
Такую гидрофобную обработку предпочтительно осуществляют, добавляя 1-30% по массе (более предпочтительно, 3-7% по массе) любого из перечисленных агентов для гидрофобной обработки к неорганическим тонкоизмельченным частицам для покрытия этих неорганических тонкоизмельченных частиц.
Гидрофобность каждой из этих неорганических тонкоизмельченных частиц, прошедших гидрофобную обработку, конкретно не ограничивается. Например, гидрофобность, определяемая метаноловой титрацией для неорганических тонкоизмельченных частиц, прошедших гидрофобную обработку (смачиваемость метанолом; индикатор показывает смачиваемость метанолом) предпочтительно составляет 40-95.
Общее содержание внешней присадки в тонере предпочтительно составляет 0,1-5,0% по массе или, более предпочтительно, 0,5-4,0% по массе. Альтернативно, внешней присадкой может быть комбинация множества типов тонкоизмельченных частиц.
2
2
2
2
При формировании полноцветного изображения голубой тонер, пурпурный тонер и желтый тонер, описанные выше, можно использовать в комбинации. Кроме того, в это время уровень наложения тонера каждого цвета составляет предпочтительно 0,10 мг/см или более и 0,50 мг/см или менее или, более предпочтительно, 0,10 мг/см или более и 0,35 мг/см или менее.
На фиг.7 показано устройство для формирования полноцветных изображений, в котором применяется способ формирования изображений по настоящему изобретению.
В основном корпусе устройства для формирования полноцветных изображений расположены первый узел Ра формирования изображения, второй узел Рb формирования изображения, третий узел Рс формирования изображения и четвертый узел Pd формирования изображения, при этом на принимающем материале процессами формирования латентного изображения, проявления и переноса формируются изображения, отличающиеся друг от друга по цвету.
Конструкция каждого из узлов формирования изображения устройства для формирования изображений будет описана на примере первого узла Ра формирования изображения.
Первый узел Ра формирования изображения содержит светочувствительный элемент 61а, имеющий диаметр 30 мм, который является элементом, несущим электростатическое латентное изображение, при этом светочувствительный элемент 61а вращается и перемещается в направлении, показанном стрелкой а. Заряжающий валок 62а, являющийся первичным заряжающим средством, расположен так, чтобы магнитная щетка для зарядки, сформированная на поверхности втулки валка диаметром 16 мм, контактировала с поверхностью светочувствительного элемента 61а. Экспонирующий свет 67а подается на светочувствительный элемент 61 экспонирующим устройством (не показано) для формирования электростатического латентного изображения на светочувствительном элементе 61а, поверхность которого равномерно заряжена заряжающим валком 62а. Проявляющее устройство 63а является проявляющим средством для проявления электростатического латентного изображения на светочувствительном элементе 61а для формирования цветного порошкового изображения и содержит цветной тонер. Нож 64а переноса переносит цветное порошковое изображение, сформированное на поверхности светочувствительного элемента 61а, на поверхность принимающего материала (регистрирующего материала), который транспортируется на ленточном элементе 68, несущем принимающий материал. Нож 64а переноса может контактировать с тыльной стороной элемента 68, несущего принимающий материал для приложения усилия переноса.
В первом узле Ра формирования изображения, после того как светочувствительный элемент 61а получил равномерный первичный заряд от заряжающего валка 62а, на поверхности светочувствительного элемента 61а экспонирующим светом 67а от экспонирующего устройства формируется электростатическое латентное изображение, которое проявляется цветным тонером проявляющим устройством 63а. Проявленное порошковое изображение переносится на поверхность принимающего материала усилием переноса, которое прилагает нож 64а, контактирующий с тыльной стороной ленточного элемента 68, несущего принимающий материал и транспортирующего принимающий материал в первое положение переноса (положение, в котором светочувствительный элемент контактирует с принимающим материалом).
Когда отношение тонера к носителю (Т/С) уменьшается в результате расхода тонера на проявление, это уменьшение обнаруживается датчиком 85 измерения концентрации тонера, который измеряет изменение в магнитной проницаемости проявителя, используя индуктивность катушки, и проявляющее устройство пополняется пополняющим проявителем из контейнера 65а, содержащего пополняющий проявитель, в соответствии с расходом тонера. Следует отметить, что датчик 85 измерения концентрации тонера имеет встроенную катушку (не показана).
Устройство для формирования изображений по настоящему изобретению содержит четыре узла формирования изображения, которые включают первый узел Ра формирования изображения, второй узел Рb формирования изображения, третий узел Рс формирования изображения и четвертый узел Pd формирования изображения, при этом каждый из них имеет одинаковую конструкцию и отличается от первого узла Ра формирования изображения цветом тонера, находящегося в этом узле. Например, в первом узле Ра формирования изображения используется желтый тонер, во втором узле Pb формирования изображения используется пурпурный тонер, в третьем узле Рс формирования изображения используется голубой тонер, а в четвертом узле Pd формирования изображений используется черный тонер. В результате тонеры соответствующего цвета последовательно переносятся на принимающий материал в положениях переноса соответствующих узлов формирования изображения. На этом этапе тонеры соответствующего цвета налагаются на один и тот же принимающий материал за один проход этого принимающего материала так, что порошковые изображения, сформированные этими тонерами на принимающем материале, совмещаются. После завершения наложения принимающий материал отсоединяют от верхней части несущего элемента 68 зарядным устройством 69 отсоединения. После этого принимающий материал транспортируется транспортным средством, например транспортной лентой, на фиксирующее устройство 70, на котором одной единственной операцией фиксирования получают готовое полноцветное изображение.
Фиксирующее устройство 70 имеет фиксирующий валок 71 и прижимной валок 72, при этом фиксирующий валок 71 имеет встроенные нагревающие средства 75 и 76.
Незафиксированное порошковое изображение, перенесенное на принимающий материал, проходит через участок, на котором фиксирующий валок 71 и прижимной валок 72 с усилием контактируют друг с другом так, чтобы зафиксироваться на принимающем материале под действием теплоты и давления.
Показанный на фиг.7 элемент 68, несущий принимающий материал, является бесконечной лентой, и эта бесконечная лента приводится в движение приводным валком 80 в направлении, показанном стрелкой е. Кроме того, этот элемент имеет элемент 79 для очистки транспортной ленты, ведомый валок 81, устройство 82, снимающее с ленты статическое электричество, а пара направляющих валков 83 транспортирует принимающий материал из держателя принимающего материала на транспортирующий элемент 68. В качестве средства переноса вместо ножа 64а, контактирующего с тыльной поверхностью элемента 68, несущего принимающий материал, можно использовать контактное средство переноса, способное непосредственно прилагать усилие переноса путем поджимания переносящего валка в контакт с тыльной поверхностью элемента 68.
Кроме того, вместо вышеописанных контактных средств переноса можно также использовать обычно применяемое бесконтактное средство переноса, установленное на тыльной поверхности элемент 68, несущего принимающий материал, и осуществляющее перенос бесконтактным способом, прилагая поджимающее усилие.
Поток пополняющего проявителя в устройстве для формирования изображений, в котором используется проявитель, будет описан со ссылками на фиг.6. Тонер в проявляющем устройстве 102 расходуется на проявление электростатического латентного изображения на светочувствительном элементе. Датчик измерения концентрации тонера (не показан) определяет уменьшение тонера в проявляющем устройстве, и в проявляющее устройство 102 из контейнера 101 подается пополняющий проявитель. Избыток магнитного носителя в проявляющем устройстве отводится в сборный контейнер 104 для проявителя. Следует отметить, что в сборный контейнер 104 также можно направлять тонер, собранный очищающим устройством 103.
<Способ измерения оптической плотности тонера на единицу концентрации>
Отвешивают 50 мг тонера и в тонер пипеткой добавляют 50 мл хлороформа для растворения тонера. Далее раствор в пять раз разбавляют хлороформом, в результате получая 0,2 мг/мл раствор тонера в хлороформе. Раствор тонера в хлороформе определен как проба для измерения оптической плотности. Для измерений в ультрафиолетовом и видимом диапазоне длин волн от 350 до 800 нм использовали спектрофотометр V-500V (компании JAS|СО Corporation), применяя кварцевую ячейку с длиной оптического пути 10 мм. Для голубого тонера оптическую плотность измеряли на длине волны 712 нм, для пурпурного тонера оптическую плотность измеряли на длине волны 538 нм, для желтого тонера длину волны измеряли на длине волны 422 нм. Полученные величины оптической плотности делили на концентрацию тонера в вышеописанном растворе в хлороформе и рассчитывали оптическую плотность на единице концентрации (мг/мд). Полученные величины представлены как (А712/Сс), (А538/Cm) и (А422/Cy).
<Способ измерения количества трибоэлектрического заряда тонера двухкомпонентным методом>
Отвешивали 9,2 г магнитного носителя в полиэтиленовый сосуд емкостью 50 мл. На магнитный носитель отвешивали 0,8 г тонера, и ламинат магнитного носителя и тонера подвергали кондиционированию влагой в условиях нормальной температуры и влажности (23°С, 60%) в течение 24 часов. После кондиционирования влагой, сосуд закрывали крышкой и вращали в вальцовой дробилке пятнадцать раз с частотой один оборот в секунду. Затем, сосуд с образцом устанавливали на встряхиватель и встряхивали с частотой 150 раз в минуту так, что тонер и магнитный носитель перемешивались 5 минут, в результате получая проявитель для измерений.
Для измерения количества трибоэлектрического заряда использовалось измерительное устройство Sepasoft STC-1-C1 (компании SANKYO PIO-TECH CO., Ltd.), в котором используется сепарация всасыванием. На дно держателя образца (клетка Фарадея) устанавливали сетчатый фильтр (металлическая сетка) с размером апертуры 20 мкм, на сетчатый фильтр помещали 0,10 г проявителя, приготовленного как указано выше, и держатель закрывали крышкой. Массу всего держателя образца в это время измеряли и представляли как W1 (g). Далее, держатель образца устанавливали в основной корпус устройства, и давление всасывания устанавливали на 2 кПа, регулируя клапан управления количеством воздуха. В этом состоянии тонер отсасывали в течение 2 минут. Заряд в это время представлен как Q (мК). Кроме того, после всасывания измеряли полную массу держателя образца, представляя ее как W2 (г). Поскольку Q, определенное в это время, соответствует измеренной величине заряда носителя, количество трибоэлектрического заряда тонера имеет полярность, противоположную Q. Абсолютная величина количества трибоэлектрического заряда (мК/кг) проявителя рассчитывалась по нижеприведенной формуле. Следует отметить, что измерения также проводились в условиях нормальной температуры и нормальной влажности (23°С, 60%). Количество трибоэлектрического заряда (мК/кг)=Q/(W1-W2).
<Способ измерения силы адгезии между тонером и магнитным носителем методом центробежной сепарации>
Силу адгезии измеряли на основе метода, описанного в JP 2006-195079 А. Детали измерений описаны ниже.
На фиг.12 приведен эскиз образца, силу адгезии которого измеряли по настоящему изобретению. Клей 2 равномерно наносили на круглую подложку 1 (диаметром 10 мм), выполненную из алюминия. На клей крепили один слой носителя 3 и верхнюю часть носителя покрывали тонером 4. На фиг.13 представлен вид, показывающий все этапы измерения силы адгезии. На этапе 5 нанесения клея клей 2 наносили на подложку 1 устройством для нанесения покрытий центрифугированием. Устройство 12 для нанесения покрытий центрифугированием, показанное на фиг.14, состоит из седла 13, двигателя 14 для вращения седла 13, источника 15 питания и крышки 6 для предотвращения разбрызгивания клея.
Клей 2 является эпоксидным клеем, и в качестве клея в этом случае использовался "CEMEDINE HIGHSUPER 5". Кроме того, клей наносился при вращении в течение 60 секунд с частотой 10000 об/мин, поэтому на подложку 1 был нанесен слой клея толщиной прибл. 20 мкм.
После нанесения клея 2, процесс переходит на этап 6 крепления носителя. Подложку 1 извлекают из седла 13 и на слой клея насыпают носитель 3 до того, как клей 2 затвердеет. Полученную сборку оставляют в состоянии, когда носитель насыпан в максимально возможном количестве, пока клей 3 не затвердеет полностью. Полученную сборку оставляют на 24 часа в каждом примере, которые будут описаны ниже.
После этого, как показано на фиг.15, положку 1 с ее тестовой поверхностью, обращенной наружу, помещают в держатель 19, установленный на роторе 17 для центробежной сепарации так, чтобы перпендикуляр к тестовой поверхности подложки 1 проходил перпендикулярно оси 18 вращения. Кроме того, в деталь с пустотелым центральным участком, такую как прокладка 20, вставляли принимающую подложку 21 так, чтобы она была параллельна тестовой подложке 1 и находилась снаружи от нее. В этом состоянии ротор раскручивали с достаточным числом оборотов. В это время ротор вращается предпочтительно с максимальным числом оборотов применяемого центробежного сепаратора. В этом тесте использовался центробежный сепаратор СР100МХ компании Hitachi Koki Co., Ltd. (максимальная частота вращения 100000 об/мин, максимальное центробежное ускорение 803000 g), и в качестве ротора использовался Angle Rotor P100AT компании Hitachi Koki Co., Ltd. Центробежная сила, возникающая при центробежной сепарации, может удалить избыток носителя 3 с клея 2 и предотвратить освобождение носителя с подложки 1, а тонер 4 прилипает к носителю. Расчет величины центробежной силы будет приведен ниже. Таким образом, получают образец, к которому прикреплен один слой носителя или носителя в состоянии, близком к образованию слоя.
Затем выполняют этап 7 адгезии тонера. На этом этапе тонер 4 выполняет следующую работу: заряженный тонер 4 прилипает к подложке 1, на которой закреплен носитель 3. В обычных случаях в проявляющем устройстве носитель и тонер при трении заряжают друг друга трибоэлектрическим зарядом и получают заряды противоположной полярности, прилипая друг к другу. Для того чтобы получить состояние, близкое к вышеописанному, выполняют следующую операцию. Сначала тонер 4 и носитель 3 взвешивают и помещают в полиэтиленовый сосуд (polybottle), так чтобы концентрация тонера составляла 4, 6, 8, 10, 12 или 14% по массе, после чего выдерживают в условиях нормальной температуры и влажности (23°С, 50%). После этого сосуд с отвешенным образцом устанавливают во встряхиватель и встряхивают с частотой 150 раз в минуту в течение 5 минут так, чтобы тонер и носитель перемешались, в результате чего получают проявитель 22, имеющий каждую из указанных концентраций тонера.
После этого, как показано на фиг.16, подложку 1 устанавливали на дно контейнера 23 и на подложку насыпали достаточное количество проявителя 22, пока подложка не будет полностью закрыта. Контейнер 23 встряхивали вручную так, чтобы проявитель 22 вошел в контакт с носителем 3, имеющимся на поверхности подложки 1. В результате, тонер 4 в проявителе 22 переходил на носитель 3, имеющийся на подложке 1, и тем самым была получена подложка 1, к которой прилип тонер 4. Состояния тонера и носителя на подложке 1 близки к отношениям тонера и носителя в обычном проявителе.
После выполнения этапа 7 нанесения тонера, процесс измерения переходит на этап 8 центробежной сепарации. Полученная подложка 1 и приемная подложка 21 загружались в держатель 19, помещенный в ротор 17 для центробежной сепарации, как описано выше, и ротор 17 приводили во вращение. В это время на одно и то же место подложки 1 и принимающей подложки 21 заранее ставили метку и при загрузке в держатель 19 всегда регулировали ориентации этой метки. Кроме того, расстояние между принимающей подложкой 21 и измеряемой подложкой 1 предпочтительно должно быть как можно меньше. В данном случае это расстояние составляет 2 мм.
Центробежный сепаратор включали, и ротор 17 приводили во вращение, при этом на частицы порошка в измерительной ячейке воздействовала центробежная сила в соответствии с размером и массой частиц порошка. На фиг.17 представлен эскиз, иллюстрирующий принцип способа центробежной сепарации. Позицией Fa представлена сила адгезии, а позицией Fc представлена центробежная сила. На тонер 4 на измеряемой подложке 1 воздействует центробежная сила в соответствии с числом оборотов, и когда центробежная сила, воздействующая на тонер 4, превышает силу адгезии тонера относительно измеряемой подложки 1, тонер 4 перемещается от измеряемой подложки 1 к принимающей подложке 21. Центробежная сила F' (N), которая воздействует на частицу массой m (кг), определяется следующим равенством (1), когда число оборотов ротора представлено как f (об/мин), а расстояние между осью вращения 18 и тонером 4 на измеряемой подложке l представлено как r (м) 24.
3
Кроме того, масса m (кг) частицы порошка определяется следующим равенством (2), в котором используется абсолютная удельная масса ρ (кг/м) и эквивалентный диаметр круга d (м).
На этапе 8 центробежной сепарации принимающая подложка 21 заменяется для каждой определенной частоты вращения (предпочтительно, подложка заменяется, когда частота вращения составляет 5000 об/мин или 10000 об/мин, а при частоте вращения 10000 об/мин и более заменяется каждый раз, когда частота вращения увеличивается на 2000 об/мин). Снятую принимающую подложку исследуют под микроскопом (с увеличением прибл. 1000х) и фотографируют камерой, соединенной с микроскопом. Эквивалентный диаметр круга частицы на подложке (диаметр круга, площадь которого равна площади проекции частицы) определяют, анализируя полученное изображение. Следует отметить, что во время анализа изображение можно дополнительно увеличить по мере необходимости. Например, когда частота вращения ротора при замене составляет 1000 об/мин, f составляет 1000, массу вычисляют по равенству (2), используя распределение эквивалентных диаметров круга в тонере, полученном вышеописанным способом, и, используя эти величины, по равенству (1) вычисляют центробежную силу, воздействующую на каждую частицу.
Кроме того, используя следующее равенство (3), определяют среднечисловую общую логарифмическую величину центробежной силы F', полученной, как описано выше. А - есть величина, полученная делением суммы общих логарифмических величин центробежных сил F', воздействующих на соответствующие частицы, на количество N частиц тонера.
Затем, используя следующее равенство (4), получают среднюю силу F адгезии при определенной концентрации тонера.
Полученные средние силы адгезии проявителя при соответствующих концентрациях тонера наносят на диаграмму относительно абсолютных величин количества трибоэлектрического заряда тонера при соответствующей концентрации при соответствующих концентрациях тонера, определенных отдельно так, чтобы получить диаграмму, на которой ось абсцисс показывает абсолютные величины количества трибоэлектрического заряда, а ось ординат показывает полученную среднюю силу адгезии. Эти диаграммы подвергают линейной аппроксимации первого порядка и вычисляют абсолютную величину, для которой количество трибоэлектрического заряда составляет 50 мК/кг, и которая обозначается как F(50).
<Способы измерения светлоты L* и насыщенности С* цвета тонера в состоянии порошка>
Светлоту L* и насыщенность С* цвета тонера в состоянии порошка измеряют спектральным измерителем цветовой разницы SE-2000 компании NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD. в соответствии со стандартом JIS Z-8722 и со стандартным осветителем D50 при наблюдаемом угле зрения 2°. Измерения проводят в соответствии с приложенным руководством, стандартизацию стандартной пластины желательно выполнять в состоянии, когда на факультативную ячейку для измерения порошка помещено стекло толщиной 2 мм и диаметром 30 мм.
Более конкретно, измерение проводят в состоянии, когда ячейка, заполненная пробой порошка, помещена на стол для проб (прилагается) вышеуказанного спектрального измерителя цветовой разницы. Следует отметить, что перед тем, как ячейку поместить на стол для проб, ячейку заполняют пробой порошка так, что проба порошка занимает 80% или более внутреннего объема ячейки, и во время проведения измерений, ячейку подвергают вибрации на вибростенде с частотой 1 Гц в течение 30 с.
<Способ отбора магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) из магнитного носителя>
2
2
10,0 г магнитного носителя подготавливают и помещают в тигель. Тигель нагревают в муфельной печи, снабженной отверстием для подачи N и выпускным устройством (FP-310 компании Yamato Scientific Co., Ltd.) при 900°С в течение 16 часов, подавая газ N. После этого тигель оставляют выстаиваться, пока температура магнитного носителя не опустится до 50°С или ниже.
3
Магнитный носитель после нагревания загружают в полиэтиленовый сосуд емкостью 50 см, и в сосуд добавляют 0,2 г алкилбензолсульфоната и 20 г воды для вымывания сажи и т.п., прилипшей к магнитному носителю. В это время магнитный носитель промывают, фиксируя его магнитом, чтобы магнитный носитель не вытекал. Кроме того, осуществляют промывку водой пять раз или более, чтобы на магнитном носителе не осталось алкилбензолсульфоната. После этого магнитный носитель сушат при 60°С в течение 24 часов, и из магнитного носителя отбирают магнитный компонент. Следует отметить, что вышеописанную операцию проводят множество раз, чтобы получить нужное количество магнитного компонента.
<Способ измерения объемной плотности в уплотненном состоянии магнитного компонента магнитного носителя>
Объемную плотность в уплотненном состоянии магнитного компонента магнитного носителя измеряют в соответствии со стандартом JIS Z 2504. Более конкретно, объемную плотность в уплотненном состоянии магнитного компонента магнитного носителя, подвергшегося кондиционированию влагой в условиях нормальной температуры и нормальной влажности (23°С, 60%) в течение 24 часов, измеряют устройством для измерения объемной удельной массы по JIS (TSUTSUI SCIENTIFIC INCTRUMENTS CO., LTD.).
<Способ измерения абсолютной плотности магнитного компонента магнитного носителя>
Абсолютную плотность магнитного компонента магнитного носителя измеряют сухим автоматическим денситометром Autopicnometer компании Yuasa lonics Inc. при следующих условиях:
Ячейка
SM (10 мл)
Количество пробы
2,0 г
Этот способ измерений заключается в измерении абсолютной плотности твердого или жидкого вещества на основе метода вытеснения паровой фазы. Метод вытеснения паровой фазы, построенный на законе Архимеда, как и в случае вытеснения жидкой фазы, дает высокую точность измерения вещества, имеющего мелкие поры, поскольку в качестве вытесняемой среды используется газ (аргон).
<Удельное сопротивление магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) магнитного носителя>
Удельное сопротивление магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) магнитного носителя измеряют измерительным устройством, показанным на фиг.10. Ячейка Е измерения сопротивления заполнена магнитным компонентом 17 магнитного носителя, а нижний электрод 11 и верхний электрод 12 помещены так, чтобы находиться в контакте с загруженным магнитным компонентом магнитного носителя. На эти электроды подают напряжение и, измеряя ток, определяют удельное сопротивление магнитного компонента магнитного носителя.
Это удельное сопротивление измеряют в следующих условиях:
2
площадь S контакта между магнитным компонентом и каждым электродом составляет 2,4 см, а нагрузка верхнего электрода составляет 240 г. 10,0 г образца (магнитного компонента) отвешивают и загружают в ячейку измерения сопротивления, и точно измеряют толщину d образца. Напряжение подают в следующих условиях I, II, и III в указанном порядке, и измеряют ток при приложенном напряжении в состоянии III. Удельное сопротивление при интенсивности электрического поля во время состояния III, равной 100 В/см (то есть когда величина, приложенного напряжения, деленная на d, равна 100 В/см), определяется как удельное сопротивление магнитного компонента магнитного носителя.
Условие I: (напряжение меняют с 0 В до 500 В, ступенчато повышая его на 100 В каждые 30 с).
Условие II: (напряжение поддерживают на величине 500 В в течение 30 с).
Условие III: (напряжение меняют со 500 В до 0 В, ступенчато понижая его на 100 В каждые 30 с).
2
Удельное сопротивление (Ом·см) = (приложенное напряжение (В)/измеренный ток (А))×S (см)/d (см).
Интенсивность электрического поля (В/см) = приложенное напряжение (В)/d (см).
<Способы измерения средней прочности на излом Р1 магнитного носителя с диаметром частиц D50-5 мкм или более и D50+5 мкм или менее, и средней прочности на излом Р2 магнитного носителя с диаметром частиц 10 мкм или более и менее 20 мкм>
Среднюю прочность на излом Р1 и Р2 магнитного носителя измеряют микроскопическим компрессионным тестером МСТМ-500 компании Shimadzu Corporation в соответствии с руководством по эксплуатации этого устройства. Различные настройки измерительного устройства описаны ниже.
Режим измерений
1 (тест на сжатие)
Нагрузка
300 мН
Скорость приложения нагрузки
3,87 мН/с
Шкала смещения
100 мкм
Верхний индентор
плоский индентор диаметром 50 мкм
Нижняя прижимная пластина
плоская пластина SKS
Магнитный носитель на нижней прижимной пластине наблюдают через оптический монитор устройства. Когда диаметр 50% частиц по объему магнитного носителя обозначен как D50, магнитный носитель, имеющий диаметр частиц D50-5 мкм или более и D50+5 мкм или менее, выбирают произвольно, и измеряют прочность на излом 100 соответствующих частиц. Среднюю величину прочности на излом определяют как среднюю прочность на излом Р1 (МПа).
Следует отметить, что в случае магнитного носителя с D50 менее 25 мкм, магнитный носитель с диаметром частиц 20 мкм или более и D50+5 мкм или менее подвергают тому же измерению, и полученную величину определяют как Р1.
Кроме того, магнитный носитель с диаметром частиц 10 мкм или более и менее 20 мкм также отбирают произвольно, и измеряют прочность на излом 30 соответствующих частиц. Среднее от полученных величин определяют как среднюю прочность на излом Р2 (МПа).
<Способ измерения средневзвешенного диаметра частиц тонера или тонера>
Средневзвешенный диаметр вышеописанных частиц тонера или тонера измеряют приборами Coulter Counter TA-II или Coulter Multisizer II компании Beckman Coulter, Inc. в соответствии с руководством по эксплуатации измерительного устройства. В качестве электролита используют водный раствор NaCl концентрацией прибл. 1%. Электролит готовят, используя химически чистый хлорид натрия или, в качестве электролита можно использовать, например, ISOTON(товарный знак)-II компании Coulter Scientific Japan, Co.
Способ измерения средневзвешенного диаметра частиц тонера будет конкретно описан ниже. 0,1 г поверхностно-активного вещества (предпочтительно, алкилбензолсульфоната) в качестве диспергатора добавляют в 100 мл вышеуказанного электролита. Далее, к смеси добавляют 5 мг измеряемой пробы (тонера или частиц тонера). Электролит, в котором взвешена проба, подвергают диспергирующей обработке ультразвуковым диспергирующим устройством в течение прибл. 2 минут и получают пробу для измерений.
Используют 100-мкм апертуру. Объем и количество частиц пробы измеряют для каждого канала, и рассчитывают объемное и количественное распределение пробы. По рассчитанным распределениям определяют средневзвешенный диаметр частиц. Используются 13 каналов, и каждый канал имеет диапазон диаметров частиц 2,00-2,52 мкм, 2,52-3,17 мкм, 3,17-4,00 мкм, 4,00-5,04 мкм, 5,04-6,35 мкм, 6,35-8,00 мкм, 8,00-10,08 мкм, 10,08-12,70 мкм, 12,70-16,00 мкм, 16,00-20,20 мкм, 20,20-25,40 мкм, 25,40-32,00 мкм и 32,00-40,30 мкм соответственно.
<Способ измерения среднечислового диаметра (D1) неорганических тонкоизмельченных частиц или тонкоизмельченных частиц>
Среднечисловой диаметр (D1) вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц или тонкоизмельченных частиц измеряют сканирующим электронным микроскопом FE-SEM (S-4700 компании Hitachi Ltd.) в соответствии с руководством по эксплуатации этого измерительного устройства. Более конкретно, поверхность тонера фотографируют при увеличении 100000x и в полученном изображении регулируют контраст и осуществляют бинаризацию. В преобразованном в двоичную форму изображении дополнительно увеличивают масштаб, линейкой или штангенциркулем измеряют длинные диаметры 50 произвольно выбранных частиц и рассчитывают среднечисловой диаметр частиц. В это время используют рентгеновский микроанализатор, входящий в комплект этого измерительного устройства, для отделения тонкоизмельченных частиц от любых других частиц по их составу.
<Измерение молекулярного веса смолы методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ)>
Молекулярный вес смолы можно измерять методом гельпроникающей хроматографии в следующих условиях.
3
6
Колонку стабилизируют в тепловой камере при 40°С. В колонку направляют поток тетрагидрофурана (ТГФ) в качестве растворителя с расходом 1 мл/мин, и 100 мл раствора смолы в ТГФ с концентрацией, доведенной до 0,5% по массе, в качестве пробы впрыскивают для измерений. В качестве показателя используют коэффициент преломления (RI). Для точного измерения молекулярного веса в диапазоне от 1×10 до 2×10 в качестве колонки используют комбинацию множества коммерчески доступных полистирольных гелевых колонок. Предпочтительными примерами комбинации коммерчески доступных полистирольных гелевых колонок являются: комбинация µ-styragel 500, 103, 104 и 105, компании Waters Corporation, и комбинация shodex KA-801, 802, 803, 804, 805, 806 и 807, компании Showa Denko К.К.
2
3
3
4
4
5
5
5
6
6
При измерении молекулярного веса смолы в образце распределение молекулярных весов смолы рассчитывают по отношению между логарифмической величиной для калибровочной кривой, построенной по нескольким видам стандартных образцов монодисперсного полистирола, и по множеству отсчетов. Примерами стандартных полистирольных образцов для построения калибровочной кривой являются образцы, изготавливаемые Pressure Chemical Co. или 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 средней круглости тонера>
Среднюю круглость тонера измеряют проточным анализатором изображений частиц " FPIA-2100 type" компании SYSMEX CORPORATION в соответствии с инструкцией по эксплуатации этого устройства и в тех же условиях измерения и анализа, что и во время операции калибровки.
Более конкретно, в 20 мл воды, прошедшей ионообменную обработку, добавляют в качестве диспергатора оптимальное количество поверхностно-активного вещества (предпочтительно, алкилбензолсульфоната), после чего добавляют 0,02 г измеряемого образца и равномерно диспергируют смесь. Полученную смесь подвергают диспергирующей обработке в течение 2 минут, используя ультразвуковой промывочный дозатор с максимальной частотой колебаний 50 кГц и электрической выходной мощностью 150 Вт (например, VS-150 компании VELVO CLEAR CO., LTD.), для приготовления жидкой дисперсии для измерений. В этом время жидкую дисперсию соответственно охлаждают, чтобы ее температура составляла 10°С или выше и 40°С или ниже.
Для измерений используют проточный анализатор изображения частиц с установленным стандартным объективом с 10-кратным увеличением, а в качестве защитной жидкости для частиц используют PSE-900F компании SYSMEX CORPORATION. Жидкую дисперсию, приготовленную, как указано выше, вводят в проточный анализатор изображений частиц и измеряют диаметры 3000 частиц тонера в соответствии с общим режимом подсчета режима измерений HPF. Среднюю круглость тонера определяют с порогом бинаризации, установленным во время анализа частиц на 85%, и анализируют частицы с эквивалентным диаметром круга в пределах 2,00 мкм или более и 200,00 мкм или менее.
Перед началом измерений выполняют автоматическую фокусировку, используя стандартные латексные частицы (полученные разбавлением, например, 5200А компании Duke Scientific, водой, прошедшей ионообменную обработку). После этого фокусировку предпочтительно осуществляют каждые два часа с начала измерений.
Следует отметить, что в каждом примере настоящего описания использовался проточный анализатор изображений частиц, прошедший калибровку в компании SYSMEX CORPORATION и получивший калибровочный сертификат компании SYSMEX CORPORATION, при этом измерения проводились в условиях, идентичных тем, в которых проводилась калибровка, за исключением того, что диаметры анализируемых частиц были ограничены эквивалентным диаметром круга 2,00 мкм или более и 200,00 мкм или менее.
Принцип измерений проточного анализатора изображений частиц "FPIA-3000" компании SYSMEX CORPORATION заключается в следующем: протекающие частицы фотографируют, получая статичное изображение, и это изображение анализируют. Пробу, введенную в камеру для проб, переносят на плоскую защитную проточную ячейку шприцем, всасывающим пробу. Пробу, перенесенную на плоскую проточную ячейку, помещают между защитными жидкостями для создания плоского потока. Пробу, проходящую внутри плоской защитной проточной ячейки, облучают стробоскопическим светом с интервалом 1/60 с, благодаря чему протекающие частицы можно фотографировать как статичное изображение. Кроме того, фотографируемые частицы находятся в фокусе, поскольку поток частиц является плоским. Частицы фотографируют ПЗС-камерой и полученное изображение обрабатывают при разрешении 512×512 пикселей (каждый размером 0,37×0,37 мкм) так, что определяется граница изображения каждой частицы. Затем измеряют площадь проекции, периметр и пр. изображения каждой частицы.
Далее, эквивалентный диаметр круга и круглость определяют, используя величины для площади проекции каждой измеренной частицы и периметр проекции изображения частицы. Эквивалентный диаметр круга определяется как диаметр круга, площадь которого равна площади проекции частицы, а круглость определяется как величина, полученная делением периметра круга, определенного эквивалентным диаметром круга, на периметр проекции частицы, и эквивалентный диаметр круга и круглость рассчитывают, используя следующие равенства:
1/2
Эквивалентный диаметр круга = (площадь проекции частицы/π)×2
Круглость = (периметр круга, имеющего площадь, равную площади проекции частицы)/(периметр проекции частицы)
Когда изображение частицы имеет круглую форму, круглость частицы на изображении равна 1. По мере увеличения шероховатости поверхности на внешней периферии изображения частицы круглость уменьшается. После вычисления круглости соответствующих частиц, круглости в диапазоне 0,2-1,0 разделяют на 800 градаций, и рассчитывают среднюю круглость частиц путем деления круглостей в каждой градации на количество измеренных частиц.
<Измерение удельной площади поверхности методом БЭТ (Брунауэра, Эммета и Теллера)>
Удельную площадь поверхности тонкоизмельченных частиц рассчитывают многоточечным методом БЭТ, используя устройство для измерения удельной площади поверхности AUTOSORB 1 компании Yuasa lonics Inc., адсорбируя газообразный азот поверхностью пробы по методы БЭТ.
<Способ измерения диаметра 50% частиц по объему (D50) магнитного носителя>
Диаметр 50% частиц по объему (D50) магнитного носителя измеряют, например, анализатором изображений компании Beckman Coulter, Inc., как описано ниже. В качестве электролита используют раствор, приготовленный смешиванием водного раствора NaCl концентрацией прибл. 1% и глицерина в соотношении 50:50 по объему. Водный раствор NaCl следует готовить, используя только химически чистый хлорид натрия, или, например, в качестве водного раствора можно использовать ISOTON(зарегистрированный товарный знак)-II компании Coulter Scientific Japan, Co. Глицерин должен быть химически чистым или чистым для анализа. В прибл. 30 мл электролита добавляют 0,5 мл поверхностно-активного веществ (предпочтительно, додецилбензолсульфоната натрия) в качестве диспергатора. Далее, в смесь добавляют 10 мл измеряемой пробы. Электролит, в котором взвешена проба, подвергают диспергирующей обработке на ультразвуковом диспергирующем устройстве в течение прибл. 1 минуты, получая жидкую дисперсию. Электролит и жидкую дисперсию помещают в стеклянный измерительный контейнер, и концентрацию частиц магнитного носителя в измерительном контейнере доводят до 10% по объему. Содержимое стеклянного измерительного контейнера перемешивают с максимальной скоростью перемешивания. Давление всасывания пробы устанавливают на 10 кПа. Когда каждая из частиц магнитного носителя имеет столь большую удельную массу, что возникает тенденция к выпадению осадка, период измерений устанавливают на 20 минут. Кроме того, измерения приостанавливают каждые 5 минут и контейнер пополняют жидкой пробой и смесью электролита и глицерина.
Настройки устройства, в котором используется апертура 200 мкм и объектив с 20-кратным увеличением, показаны ниже. Следует отметить, что количество измеряемых частиц составляет 2000.
Средняя яркость в измерительной рамке
220-230
Настройка измерительной рамки
300
Порог (SH)
50
Уровень бинаризации
180
После завершения измерений, смазанные изображения, изображения слипшихся частиц (одновременно измерялось множество частиц) и т.п. удаляются с экрана программными средствами устройства.
Эквивалентный диаметр круга для магнитного носителя определяется, используя следующее равенство:
1/2
Эквивалентный диаметр круга=(4·площадь/π)
Здесь термин "площадь" определяется как площадь проекции переведенного в двоичную форму изображения частицы, а термин "максимальная длина" определяется как максимальный диаметр изображения частицы. Эквивалентный диаметр круга представлен как диаметр правильного круга, когда "площадь" считается площадью правильного круга. Полученные отдельные эквивалентные диаметры круга сортируют на 256 градаций от 4 до 100 мкм, и откладывают на логарифмической шкале на основе объема, и определяют диаметр 50% частиц (D50).
Примеры
Далее следует более конкретное описание настоящего изобретения со ссылками на конкретные примеры и примеры получения.
Пример получения Смолы А (гибридной смолы)
В капельную воронку загружали 1,9 моля стирола, 0,21 моля 2-этилгексилакрилата, 0,15 моля фумаровой кислоты, 0,03 моля димера α-метилстирола и 0,05 моля перекиси дикумила. Кроме того, в стеклянный сосуд емкостью 4 л с четырьмя горлышками помещали 7,0 моля полиоксипропилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана, 3,0 моля полиоксиэтилен(2.2)-2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана, 3,0 моля терефталевой кислоты, 2,0 моля ангидрида тримеллитовой кислоты, 5,0 моля фумаровой кислоты и 0,2 г оксида дибутилолова. В четырехгорлую колбу установили термометр, размешиватель, конденсатор и барбатер для подачи азота, и сосуд поместили в нагреватель. Затем, воздух в сосуде заместили азотом и сосуд постепенно нагревали при перемешивании содержимого сосуда. Затем через капельную воронку в сосуд в течение 5 часов вводили мономеры для виниловой смолы и инициатор полимеризации при температуре 145°С и при перемешивании содержимого. Затем температуру смеси поднимали до 200°С, и смесь подвергали реакции при 200°С в течение 4,5 часов, получая гибридную смолу (смолу А). В Таблице 1 показаны результаты измерений молекулярного веса смолы методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ). Следует отметить, что в Таблице 1 Mw представляет средневзвешенный молекулярный вес, Мп представляет среднечисловой молекулярный вес, а Мр представляет пиковый молекулярный вес.
Таблица 1
Mw
Mn
Mw/Mn
Мр
Смола А
66000
4500
15
7500
Пример получения неорганических тонкоизмельченных частиц
Дисперсионную среду, приготовленную путем смешивания метанола, воды и аммиачной воды, нагревали до 35°С, и в дисперсионную среду каплями вводили тетраметоксисилан при перемешивании дисперсионной среды, благодаря чему получали суспензию тонкоизмельченных частиц диоксида кремния. Раствор в суспензии заменяли, и в полученную жидкую дисперсию для гидрофобной обработки при комнатной температуре вводили гексаметилдисилазан. После этого смесь нагревали до 130°С и подвергали реакции, в результате чего тонкоизмельченные частицы диоксида кремния подвергались гидрофобной обработке. Полученный продукт пропускался через мокрое сито для удаления грубых частиц. После этого раствор удаляли и остаток сушили, получая неорганические тонкоизмельченные частицы (золь-гелевые тонкоизмельченные частицы диоксида кремния). Эти неорганические тонкоизмельченные частицы имели среднечисловой диаметр 76 нм. Таким же способом, изменяя температуру реакции и скорость перемешивания, были получены неорганические тонкоизмельченные частицы (золь-гелевые тонкоизмельченные частицы диоксида кремния) со среднечисловым диаметром 84 нм, 110 нм, 290 нм или 310 нм.
Пример получения пурпурного тонера 1
<Получение маточной смеси>
Смола А (для маточной смеси - 60 частей по массе
Пурпурный пигмент (C.I. Pigment Red 57) - 20 частей по массе
Пурпурный пигмент (C.I. Pigment Red 122) - 20 частей по массе
Вышеперечисленные материалы плавили и замешивали мешалкой, получая маточную смесь для пурпурного тонера.
<Получение пурпурного тонера>
Смола А - 88,3 части по массе
Рафинированный твердый парафин (наивысший эндотермический пик 70°С, Mw=450, Mn=320) - 5 частей по массе
Вышеописанная маточная смесь (содержание красящего вещества 40% по массе) - 19,5 части по массе
Соединение алюминия 3,5-ди-трет-бутилсалициловой кислоты (агент управления отрицательным зарядом) - 1,0 часть по массе
Предварительное перемешивание указанного состава осуществлялось мешалкой Хенкеля (Henschel mixer). Полученную смесь плавили и замешивали двухосевой экструдирующей мешалкой так, чтобы температура замешанного продукта составляла 150°С. После охлаждения полученный продукт грубо измельчали молотковой дробилкой на частицы диаметром прибл. 1-2 мм. Затем частицы измельчали молотковой дробилкой с измененной формой молотков и грубые частицы удаляли сетчатым фильтром, в результате получая грубо измельченный продукт с диаметром частиц прибл. 0,3 мм. Затем, этот грубо измельченный продукт формировали в среднеизмельченный продукт с диаметром частиц прибл. 11 мкм с помощью измельчителя Turbo mill (RS rotor/SNB liner) компании Turbo Kogyo Co., Ltd. Далее, среднеизмельченный продукт измельчали с помощью измельчителя Turbo mill (RSS rotor/SNNB liner) компании Turbo Kogyo Co., Ltd. на частицы диаметром прибл. 6 мкм, а затем эти частицы формировали в тонкоизмельченные частицы диаметром прибл. 5 мкм, вновь используя измельчитель Turbo mill (RSS rotor/SNNB liner) компании Turbo Kogyo Co., Ltd. После этого полученный продукт сортировали и одновременно придавали частицам форму сфер, с помощью формирователя частиц, производимого компанией Hosokawa Micron Corporation (наименование устройства Faculty), при этом форма и количество его молотков были улучшены, благодаря чему были получены частицы пурпурного тонера со средневзвешенным диаметром 5,3 мкм.
2
2
2
0,9 части по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, среднечисловой диаметр частиц (D1) 15 нм, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям вышеописанных частиц пурпурного тонера 1 с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 1,2 части по массе обработанных маслом тонкоизмельченных частиц диоксида кремния (удельная площадь поверхности по БЭТ 95 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния: удельная площадь поверхности по БЭТ: 24 м/г, среднечисловой диаметр частиц (D1) 110 нм) были загружены в мешалку Хенкеля для добавки к смеси, благодаря чему был получен пурпурный тонер 1. Физические свойства пурпурного тонера 1 показаны в Таблице 2.
Пример получения пурпурных тонеров 2-8
Каждый из пурпурных тонеров 2-8 был получен тем же способом, что и вышеописанный пурпурный тонер 1, за исключением того, что соотношение смолы А, рафинированного твердого парафина, маточной смеси и алюминиевого соединения ди-трет-бутилсалициловой кислоты менялось, как показано в Таблице 3. В Таблице 2 показаны физические свойства пурпурных тонеров 2-8.
Пример получения желтого тонера 1
<Получение маточной смеси для желтого тонера>
Смола А - 60 частей по массе
Желтый пигмент (C.I. Pigment Желтый 17) - 40 частей по массе
Вышеуказанные материалы плавились и замешивались мешалкой, в результате чего была получена маточная смесь желтого тонера.
<Получение желтого тонера>
Смола А - 89,5 части по массе
Рафинированный твердый парафин (наивысший эндотермический пик 70°С, Mw=450, Mn=320) - 5 частей по массе
Вышеописанная маточная смесь (содержание красящего вещества 40% по массе) - 17,5 части по массе
Соединение алюминия 3,5-ди-трет-бутилсалициловой кислоты (агент управления отрицательным зарядом) - 1,0 часть по массе
Желтый тонер 1 был получен так же, как и в примере получения пурпурного тонера 1 в соответствии с вышеприведенным составом. В Табл.2 показаны физические свойства желтого тонера 1.
Пример получения желтых тонеров 2-7
Каждый из желтых тонеров 2-7 был получен тем же способом, что и вышеописанный желтый тонер 1, за исключением того, что соотношение смолы А, рафинированного твердого парафина, маточной смеси и алюминиевого соединения ди-трет-бутилсалициловой кислоты менялось, как показано в Таблице 3. В Таблице 2 показаны физические свойства желтых тонеров 2-7.
Пример получения голубого тонера 1
<Получение маточной смеси голубого тонера>
Смола А - 60 частей по массе
Голубой пигмент (C.I. Pigment Blue 15:3) - 40 частей по массе
Вышеперечисленные материалы плавились и замешивались в указанном составе, в результате чего была получена маточная смесь.
<Получение голубого тонера>
Смола А - 92,6 части по массе
Рафинированный твердый парафин (наивысший эндотермический пик 70°С, Mw=450, Mn=320) - 5 частей по массе
Вышеописанная маточная смесь (содержание красящего вещества 40% по массе) - 12,4 части по массе
Соединение алюминия 3,5-ди-трет-бутилсалициловой кислоты (агент управления отрицательным зарядом) - 1,0 часть по массе
Голубой тонер 1 был получен так же, как и в примере получения пурпурного тонера 1 в соответствии с вышеприведенным составом. В Таблице 2 показаны физические свойства голубого тонера 1.
Пример получения голубого тонера 2
Голубой тонер 2 был получен так же, как и голубой тонер 1, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 91,6 части по массе, а количество маточной смеси голубого тонера было изменено на 14,1 части по массе. Физические свойства голубого тонера 2 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 3
Голубой тонер 3 был получен так же, как и голубой тонер 1, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 89,9 части по массе, а количество маточной смеси голубого тонера было изменено на 16,9 части по массе. Физические свойства голубого тонера 3 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 4
Голубой тонер 4 был получен так же, как и голубой тонер 1, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 86,5 части по массе, а количество маточной смеси голубого тонера было изменено на 22,5 части по массе. Физические свойства голубого тонера 4 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 5
2
Голубой тонер 4 был получен так же, как и голубой тонер 4, за исключением того, что вместо неорганических тонкоизмельченных частиц со среднечисловым диаметром (D1) 110 нм добавлялись 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния; удельная площадь поверхности по БЭТ 34 м/г) со среднечисловым диаметром (D1) 76 нм. Физические свойства голубого тонера 5 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 6
2
Голубой тонер 6 был получен так же, как и голубой тонер 4, за исключением того, что вместо неорганических тонкоизмельченных частиц со среднечисловым диаметром (D1) 110 нм добавлялись 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния; удельная площадь поверхности по БЭТ 32 м/г) со среднечисловым диаметром (D1) 84 нм. Физические свойства голубого тонера 6 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 7
2
Голубой тонер 7 был получен так же, как и голубой тонер 4, за исключением того, что вместо неорганических тонкоизмельченных частиц со среднечисловым диаметром (D1) 110 нм добавлялись 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния; удельная площадь поверхности по БЭТ 10 м/г) со среднечисловым диаметром (D1) 280 нм. Физические свойства голубого тонера 5 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 8
2
Голубой тонер 8 был получен так же, как и голубой тонер 4, за исключением того, что вместо неорганических тонкоизмельченных частиц со среднечисловым диаметром (D1) 110 нм добавлялись 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния; удельная площадь поверхности по БЭТ 10 м/г) со среднечисловым диаметром (D1) 290 нм. Физические свойства голубого тонера 5 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 9
2
Голубой тонер 9 был получен так же, как и голубой тонер 4, за исключением того, что вместо неорганических тонкоизмельченных частиц со среднечисловым диаметром (D1) 110 нм добавлялись 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния; удельная площадь поверхности по БЭТ 8,5 м/г) со среднечисловым диаметром (D1) 310 нм. Физические свойства голубого тонера 9 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 10
2
Голубой тонер 4 был получен так же, как и голубой тонер 1, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 83,1 части по массе, количество маточной смеси голубого тонера было изменено на 28,1 части по массе, и вместо неорганических тонкоизмельченных частиц со среднечисловым диаметром (D1) 110 нм добавлялись 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния; удельная площадь поверхности по БЭТ 9,1 м/г) со среднечисловым диаметром (D1) 290 нм. Физические свойства голубого тонера 5 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 11
Голубой тонер 11 был получен так же, как и голубой тонер 10, за исключением того, что температура замешанного продукта, полученного на двухосевой экструдирующей мешалке была изменена на 100°С. Физические свойства голубого тонера 5 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 12
Голубой тонер 12 был получен так же, как и голубой тонер 11, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 79,8 части по массе, и количество маточной смеси голубого тонера было изменено на 33,8 частей по массе. Физические свойства голубого тонера 12 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 13
Голубой тонер 13 был получен так же, как и голубой тонер 12, за исключением того, что вместо сортировки и придания формы сфер на формирователе частиц компании Hosokawa Micron Corporation (наименование устройства Faculty) была проведена тепловая обработка для формирования сфер при температуре 250°С с использованием устройства Meteorainbow компании Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., и сортировка проводилась на коленчатом пневматическом сортировальном устройстве. Физические свойства голубого тонера 13 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 14
Голубой тонер 14 был получен так же, как и голубой тонер 13, за исключением того что температура термообработки при формировании сфер в устройстве Meteorainbow компании Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., была повышена на 50°С. Физические свойства голубого тонера 14 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 15
Голубой тонер 15 был получен так же, как и голубой тонер 12, за исключением того, что после грубого измельчения молотковой дробилкой для получения частиц диаметром прибл. 1-2 мм, частицы формировались в тонкоизмельченный продукт с частицами диаметром прибл. 5 мкм с помощью устройства Turbo mill (RS rotor/SNNB liner) за одну операцию. Физические свойства голубого тонера 15 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 16
Частицы этого голубого тонера были получены так же, как и при получении голубого тонера 15, за исключением того, что частота вращения формирователя частиц компании Hosokawa Micron Corporation (наименование устройства Faculty) была уменьшена вдвое.
2
2
0,9 части по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, среднечисловой диаметр частиц (D1) 15 нм, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям полученных частиц голубого тонера 1 с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 2,5 части по массе обработанных маслом тонкоизмельченных частиц диоксида кремния (удельная площадь поверхности по БЭТ 147 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 0,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния со среднечисловым диаметром частиц (D1) 290 нм) были загружены в мешалку Хенкеля для добавки к смеси, благодаря чему был получен голубой тонер 16. Физические свойства голубого тонера 16 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 17
2
2
1 часть по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям по массе голубого тонера 16 с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 0,5 части по массе обработанных маслом тонкоизмельченных частиц диоксида кремния (удельная площадь поверхности по БЭТ 95 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния со среднечисловым диаметром частиц (D1) 290 нм) были добавлены к смеси, благодаря чему был получен пурпурный тонер 17.
Пример получения голубого тонера 18
2
2
2
0,5 части по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям вышеописанных частиц голубого тонера 13 с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 0,5 части по массе тонкоизмельченных частиц оксида титана рутилового типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 33 м/г, обработан изобутилтриметоксисиланом/трифторпропилтриметоксисиланом = 6% по массе/ 6% по массе, со среднечисловым диаметром частиц (D1) 35 нм, 0,5 части по массе обработанного маслом диоксида кремния (удельная площадь поверхности 95 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния со среднечисловым диаметром частиц (D1) 290 нм) были последовательно загружены в мешалку Хенкеля для добавки к смеси, благодаря чему был получен голубой тонер 18.
Пример получения голубого тонера 19
2
2
1,0 части по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям вышеописанных частиц голубого тонера 13 с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 0,5 части по массе обработанных маслом частиц диоксида кремния (удельная площадь поверхности по БЭТ 147 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 0,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния со среднечисловым диаметром частиц (D1) 290 нм) были загружены в мешалку Хенкеля для добавки к смеси, благодаря чему был получен пурпурный тонер 19. Физические свойства голубого тонера 19 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 20
2
2
2
Частицы голубого тонера были получены тем же способом, что и частицы голубого тонера 1, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 73,0 части по массе, а количество маточной смеси было изменено на 45,0 частей по массе. 0,5 части по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям частиц этого пурпурного тонера с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 0,5 части по массе тонкоизмельченных частиц окиси титана рутилового типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 33 м/г, обработан изобутилтриметоксисиланом/трифторпропилтриметоксисиланом = 6% по массе/ 6% по массе), 0,5 части по массе обработанного маслом диоксида кремния (удельная площадь поверхности 95 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния со среднечисловым диаметром частиц (D1) 290 нм) были последовательно загружены в мешалку Хенкеля для добавки к смеси, благодаря чему был получен голубой тонер 20. Физические свойства голубого тонера 20 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 21
Голубой тонер 21 был получен так же, как и голубой тонер 11, за исключением того, что количество смолы А было изменено на 66,3 части по массе, а количество маточной смеси было изменено на 56,3 части по массе. Физические свойства голубого тонера 21 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 22
Смола А - 100,0 частей по массе
Голубой пигмент (C.I. Pigment Blue 15:3) - 23,4 частей по массе
Рафинированный твердый парафин (наивысший эндотермический пик 70°С, Mw=450, Mn=320) - 5 частей по массе
Соединение алюминия 3,5-ди-трет-бутилсалициловой кислоты (агент управления отрицательным зарядом) - 1,0 часть по массе
2
2
Голубой тонер 1 (д.б. 22) был получен так же, как и голубой тонер 1, с вышеприведенным составом. 0,9 части по массе тонкоизмельченного порошка окиси титана анатазного типа (удельная площадь поверхности по БЭТ 80 м/г, среднечисловой диаметр частиц (D1) 15 нм, обработан 12% по массе изобутилтриметоксисилана) добавлялся к 100 частям вышеописанных частиц голубого тонера с помощью мешалки Хенкеля. Затем, 1,2 части по массе обработанных маслом тонкоизмельченных частиц диоксида кремния (удельная площадь поверхности по БЭТ 95 м/г, обработан 15% по массе силиконовым маслом) и 1,5 части по массе вышеописанных неорганических тонкоизмельченных частиц (золь-гелевых тонкоизмельченных частиц диоксида кремния со среднечисловым диаметром частиц (D1) 110 нм) были загружены в мешалку Хенкеля для добавки к смеси, благодаря чему был получен голубой тонер 22. Физические свойства голубого тонера 22 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 23
Голубой тонер 23 был получен так же, как и голубой тонер 22, за исключением того, что количество голубого пигмента (Pigment Blue 15:3) было изменено на 4,5 части по массе, и на этапе производства частиц тонера полученную смесь грубо измельчали молотковой дробилкой на частицы диаметром прибл. 1-2 мм и частицы формировали в тонкоизмельченные продукты с диаметром частиц прибл. 5 мкм пневматическим измельчителем (Supersonic Jet Mill, Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) за одну операцию. Физические свойства голубого тонера 23 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 24
Голубой тонер 24 был получен так же, как и голубой тонер 22, за исключением того, что количество голубого пигмента (Pigment Blue 15:3) было изменено на 4,5 части по массе, и на этапе производства частиц тонера полученную смесь грубо измельчали молотковой дробилкой на частицы диаметром прибл. 1-2 мм и частицы формировали в тонкоизмельченные продукты с диаметром частиц прибл. 5 мкм пневматическим измельчителем (Supersonic Jet Mill, Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) за одну операцию, а затем тонкоизмельченный продукт сортировали на классификаторе (Elbow Jet компании Nittetsu Mining Co., Ltd.). Физические свойства голубого тонера 24 показаны в Таблице 2.
Пример получения голубого тонера 25
Голубой тонер 25 был получен так же, как и голубой тонер 22, за исключением того, что количество голубого пигмента (Pigment Blue 15:3) было изменено на 0,6 частей по массе. Физические свойства голубого тонера 25 показаны в Таблице 2.
Таблица 3
Смола А, частей по массе
Рафинированный твердый парафин, частей по массе
Агент управления зарядом, частей по массе
Маточная смесь пурпурного, частей по массе
Пурпурный тонер 1
88,3
5,0
1,0
19,5
Пурпурный тонер 2
85,4
5,0
1,0
24,4
Пурпурный тонер 3
82,5
5,0
1,0
29,3
Пурпурный тонер 4
76,6
5,0
1,0
39,0
Пурпурный тонер 5
70,8
5,0
1,0
48,8
Пурпурный тонер 6
64,9
5,0
1,0
58,5
Пурпурный тонер 7
53,2
5,0
1,0
78,0
Пурпурный тонер 8
50,9
5,0
1,0
81,9
Смола А, частей по массе
Рафинированный твердый парафин, частей по массе
Агент управления зарядом, частей по массе
Маточная смесь желтого, частей по массе
Желтый тонер 1
89,5
5,0
1,0
17,5
Желтый тонер 2
86,9
5,0
1,0
21,9
Желтый тонер 3
84,3
5,0
1,0
26,3
Желтый тонер 4
79,0
5,0
1,0
35,0
Желтый тонер 5
68,5
5,0
1,0
52,5
Желтый тонер 6
66,4
5,0
1,0
56,0
Желтый тонер 7
47,5
5,0
1,0
87,5
Пример получения частиц магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) А носителя
<1. Взвешивание и смешивание>
Отвешивались следующие материалы, в соответствии с композицией:
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
76,6% по массе
MnO
20,0% по массе
MgO
3,0% по массе
SrO
0,4% по массе
Ферритовое сырье, смешанное в вышеуказанном составе, подвергали мокрому смешиванию в шаровой мельнице.
<2. Кальцинирование>
Указанную смесь сушили и измельчали, после чего кальцинировали при 900°С в течение 2 часов, получая феррит.
<3. Измельчение>
Феррит измельчали дробилкой на частицы диаметром 0,1-1,0 мм. После этого к частицам добавляли воду, и полученные частицы тонко измельчали в мокрой шаровой мельнице, получая тонкоизмельченные частицы диаметром 0,1-0,5 мкм, и, в результате, получали ферритовую пульпу.
<4. Гранулирование>
В ферритовую пульпу добавляли 4% тонкоизмельченных частиц полиэфира (со средневзвешенным диаметром частиц 2 мкм) в качестве порообразующего агента, и 2% поливинилового спирта в качестве связующего, и смесь гранулировали с помощью устройства Spray Drier (изготовитель OHKAWARA KAKOHKI CO., LTD) в сферические частицы.
<5. Спекание>
Вышеописанные гранулированные изделия спекали электрической печи в атмосфере азота с концентрацией кислорода 1% при температуре 1200°С в течение 4 часов.
<Сортировка 1>
Полученные спеченные изделия просеивали ситом с размером отверстий 250 мкм, чтобы удалить крупные частицы.
<Сортировка 2>
Полученные частицы сортировали на пневматическом сортирующем устройстве Elbow Jet Lab EJ-L3 компании Nittetsu Mining Co., Ltd., в результате получая частицы А магнитного компонента носителя. Физические свойства частиц А магнитного компонента показаны в Таблице 4.
[Примеры получения частиц В, С и F магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
Частицы В магнитного компонента были получены так же, как и частицы А носителя, за исключением того, что количество добавляемых тонкоизмельченных частиц полиэфира на этапе гранулирования было изменено с 4% на 12%, и количество добавляемого на этапе гранулирования поливинилового спирта было изменено с 2% на 5%. Кроме того, частицы С магнитного компонента были получены так же, как и частицы в первом примере, за исключением того, что количество добавляемых тонкоизмельченных частиц полиэфира было изменено с 4% на 3%. Далее, частицы F магнитного компонента были получены так же, как и в первом примере, за исключением того, что количество добавляемых тонкоизмельченных частиц полиэфира было изменено с 4% на 15%, а количество добавляемого поливинилового спирта было изменено с 2% до 7%. Физические характеристики частиц В, С и F показаны в Таблице 4.
[Пример получения частиц D магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
Частицы D магнитного компонента носителя были получены так же, как и частицы А, за исключением того, что между этапом спекания и этапом сортировки 1 был выполнен следующий этап спекания 2: полученные в результате спекания изделия спекали в электропечи в атмосфере азота при температуре 800°С в течение 1 часа и восстанавливали. Физические свойства частиц D магнитного компонента показаны в Таблице 4.
[Пример получения частиц Е магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
Частицы Е магнитного компонента носителя были получены так же, как и частицы А, за исключением того, что условия этапа спекания были следующими: полученные гранулированные изделия спекали в атмосфере азота с концентрацией кислорода 1,5% при температуре 1250°С в течение 4 часов. Физические свойства частиц Е магнитного компонента показаны в Таблице 4.
[Пример получения частиц G магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
Частицы G магнитного компонента носителя были получены так же, как и частицы А, за исключением того, что количество добавляемых тонкоизмельченных частиц полиэфира, используемых на этапе гранулирования, было изменено с 4% на 1%, и условия на этапе спекания были следующими: полученные гранулированные изделия спекали в атмосфере азота с концентрацией кислорода 0,5% при температуре 1100°С в течение 4 часов. Физические свойства частиц G магнитного компонента показаны в Таблице 4.
[Пример получения частиц Н магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
Частицы Н магнитного компонента носителя были получены так же, как и частицы А, за исключением того, что сырье для феррита было изменено, как показано ниже. Физические свойства частиц Н магнитного компонента показаны в Таблице 4.
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
69,0% по массе
ZnO
16,0% по массе
CuO
15,0% по массе
[Пример получения частиц I магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
Частицы I магнитного компонента носителя были получены так же, как и частицы А, за исключением того, что частоту вращения измельчающего диска в устройстве Spray Dryer, используемом на этапе гранулирования, увеличивали, и условия сортировки пневматическим сортирующим устройством Elbow Jet Lab EJ-L3 компании Nittetsu Mining Co., Ltd., на этапе сортировки 2 были изменены так, что количество удаляемых грубых частиц увеличилось. Физические характеристики частиц I магнитного носителя показаны в Таблице 4.
[Пример получения частиц J магнитного компонента (пористых частиц магнитного ядра) носителей]
2
3
2
3
Отвешивали FeO, CuO и MgO так, чтобы молярное отношение FeO: CuO: MgO составляло 54 мол. %: 16 мол. %: 30 мол. %, и перемешивали компоненты в шаровой мельнице в течение 8 часов. Смесь кальцинировали при 900°С в течение 2 часов, и кальцинированный продукт измельчали в шаровой мельнице. Далее, измельченный продукт гранулировали устройством Spray Dryer. Гранулированные изделия спекали при температуре 1150°С в течение 10 часов, измельчали и сортировали, получая тем самым частицы J магнитного компонента. Физические свойства частиц J магнитного компонента показаны в Таблице 4.
Таблица 4
Частицы ядра
Удельное сопротивление (Ом·см)
Объемная плотность уплотненная ρ1 (г/см<sup>3</sup>)
Абсолютная плотность ρ2 (г/см<sup>3</sup>)
ρ1/ρ2
Частицы А магнитного компонента носителя
6,7×10<sup>6</sup>
1,7
4,9
0,35
Частицы В магнитного компонента носителя
4,2×10<sup>7</sup>
1,0
4,8
0,21
Частицы С магнитного компонента носителя
5,2×10<sup>5</sup>
2,0
4,9
0,41
Частицы D магнитного компонента носителя
2,1×10<sup>3</sup>
1,7
4,7
0,36
Частицы Е магнитного компонента носителя
4,8×10<sup>7</sup>
1,6
4,8
0,33
Частицы F магнитного компонента носителя
7,3×10<sup>7</sup>
0,7
4,6
0,15
Частицы G магнитного компонента носителя
4,2×10<sup>4</sup>
2,5
4,9
0,51
Частицы Н магнитного компонента носителя
8,2×10<sup>8</sup>
1,8
5,0
0,36
Частицы I магнитного компонента носителя
7,4×10<sup>6</sup>
1,7
4,9
0,35
Частицы J магнитного компонента носителя
4,2×10<sup>6</sup>
4,0
7,3
0,55
[Пример получения магнитного носителя 1]
<1. Приготовление жидкой смолы>
Немодифицированная смола (KR255 компании Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) - 20% по массе.
γ-аминопропилтриэтоксисилан - 2% по массе.
Ксилол - 7 8% по массе.
Вышеперечисленные материалы смешивали, получая жидкую смолу 1.
<2. Этап пропитки смолой>
Жидкую смолу 1 вводили в поры частиц А магнитного носителя так, чтобы масса силиконовой смолы составляла 10% по массе от массы частиц А магнитного компонента и поры частиц А магнитного компонента были заполнены смолой. Поры заполняли смолой, с использованием универсального смесителя HDMV компании Fuji Paudal Co., Ltd. при разрежении 50 кПа и при температуре частиц 70°С. Жидкая смола 1 загружалась тремя порциями на 0 минуте, 10 минуте и 20 минуте. После пропитки частицы перемешивали в течение 1 часа.
<3. Этап сушки>
Ксилол удаляли, используя универсальный смеситель HDMV компании Fuji Paudal Co., Ltd. при разрежении 5 кПа и при температуре частиц 100°С в течение 5 часов.
<4. Этап отвердения>
Полученные частицы нагревали до 200°С в течение 3 часов для отвердения смолы.
<5. Этап просеивания>
Полученные частицы просеивали на сите с размером ячейки 75 нм, используя вибросито 300ММ-2 Type компании TSUTSUI SCIENTIFIC INSTRUMENTS CO., LTD., получая магнитный носитель 1. Следует отметить, что магнитный носитель 1, полученный таким способом, содержал пористые частицы магнитного ядра, поверхность каждой из которых покрыта смолой, введенной в поры частиц. Физические свойства магнитного носителя 1 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 2]
Магнитный носитель 2 был получен так же, как и магнитный носитель 1, за исключением того, что вместо частиц А магнитного компонента использовались частицы В, и того, что на этапе проникновения смолы по примеру получения магнитного носителя 1 жидкую смолу 1 вводили так, чтобы силиконовая смола составляла 20% по массе от массы частиц магнитного компонента. Физические свойства магнитного носителя 2 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 3]
Магнитный носитель 3 был получен так же, как и магнитный носитель 1, за исключением того, что вместо частиц А магнитного компонента использовались частицы С, и того, что на этапе проникновения смолы по примеру получения магнитного носителя 1 жидкую смолу 1 вводили так, чтобы силиконовая смола составляла 5% по массе от массы частиц магнитного компонента. Физические свойства магнитного носителя 2 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 4, 5 и 10]
Магнитные носители 4, 5 и 10 были получены так же, как и магнитный носитель 1, за исключением того, что вместо частиц А магнитного компонента использовались частицы D, Е и Н магнитного носителя. Физические свойства магнитных носителей 4, 5 и 10 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 6]
<1. Этап приготовления жидкой смолы>
Полиметилметакрилат (Mw=58000) - 1,5% по массе.
Толуол - 98, 5% по массе.
Вышеперечисленные материалы смешивали, получая жидкую смолу 2.
<2. Этап пропитки смолой>
Жидкую смолу 2 вводили в поры частиц А магнитного компонента так, чтобы масса полиметилметакрилата составляла 4% по массе от массы частиц А магнитного компонента, и поры частиц А магнитного компонента были заполнены смолой. Поры заполняли смолой с использованием универсального смесителя HDMV компании Fuji Paudal Co., Ltd., при разрежении 50 кПа и при температуре частиц 60°С. Жидкая смола 2 загружалась тремя порциями на 0 минуте, 10 минуте и 20 минуте. После пропитки частицы перемешивали в течение 1 часа.
<3. Этап сушки>
Толуол удаляли, используя универсальный смеситель HDMV компании Fuji Paudal Co., Ltd., при разрежении 5 кПа и при температуре частиц 100°С в течение 5 часов.
<4. Этап отвердения>
Полученные частицы нагревали до 220°С в течение 3 часов для отвердения смолы.
<5. Этап просеивания>
Полученные частицы просеивали на сите с размером ячейки 75 нм, используя вибросито 300ММ-2 Type компании TSUTSUI SCIENTIFIC INSTRUMENTS CO., LTD., получая магнитный носитель 6. Следует отметить, что магнитный носитель 6, полученный таким способом, содержал пористые частицы магнитного ядра, поверхность каждой из которых покрыта смолой, введенной в поры частиц. Физические свойства магнитного носителя 6 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 7]
Магнитный носитель 1, полученный как описано выше, измельчали пневматическим измельчителем коллизионного типа и сортировали пневматическим сортирующим устройством Elbow Jet Lab EJ-L3 компании Nittetsu Mining Co., Ltd., в результате получая магнитный носитель 7. Физические свойства магнитного носителя 7 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 8]
Магнитный носитель 8 было получен так же, как и магнитный носитель 2, за исключением того, что частицы В магнитного носителя были заменены на частицы F магнитного носителя. Физические свойства магнитного носителя 8 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 9]
Магнитный носитель 9 было получен так же, как и магнитный носитель 3, за исключением того, что частицы С магнитного носителя были заменены на частицы G магнитного носителя. Физические свойства магнитного носителя 8 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 11]
Магнитный носитель 11 был получен так же, как и магнитный носитель 6, за исключением того, что на этапе пропитки смолой использовался полиметилметакрилат в количестве, составляющем 3% от массы ядер магнитного носителя (частиц А магнитного компонента). Физические свойства магнитного носителя 11 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 12]
Магнитный носитель 12' был получен так же, как и магнитный носитель 2, за исключением того, что частицы В магнитного компонента носителя были заменены на частицы I магнитного компонента носителя. Магнитный носитель 12' и магнитный носитель 1 смешивали в массовом соотношении 20:80, получая магнитный носитель 12. Физические свойства магнитного носителя 12 показаны в Таблице 5.
[Пример получения магнитного носителя 13]
3
3
3
2
2
20 частей по массе толуола, 20 частей по массе бутанола, 20 частей по массе воды и 40 частей по массе льда загружали в сосуд с четырьмя горлышками, к смеси добавляли 40 частей по массе смеси 15 молей CHSiCl и 10 молей (СН)SiCl при перемешивании. Далее, полученную смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого полученный силоксан в достаточной степени промывали водой и растворяли в смешанном растворителе толуолметилэтилкетон-бутанол, получая силиконовый лак с 10-процентным содержанием твердого вещества. 2,0 части по массе прошедшей ионообменную обработку воды, 2,0 части по массе нижеуказанного отвердителя (3), и 3,0 части по массе нижеуказанного аминосиланового сшивающего агента (4) одновременно добавляли в силиконовый лак в расчете на 100 частей по массе твердого содержимого силоксана и получали раствор покрытия носителя.
Вышеописанный раствор покрытия носителя наносился на частицы J магнитного компонента устройством для нанесения покрытий Spira Coater компании OKADA SEIKI CO., LTD., так, что покрытие из смолы составляло 1,0 часть по массе на 100 частей по массе частиц, и получали магнитный носитель 13, покрытый силиконовой смолой. Физические свойства магнитного носителя 13 показаны в Таблице 5
Таблица 5
Магнитный носитель
Р1/Р2
Диаметр 50% частиц по объему (D50)
Ядро носителя
Носитель 1
0,91
38
Частицы А магнитного компонента носителя
Носитель 2
0,87
44
Частицы В магнитного компонента носителя
Носитель 3
0,95
51
Частицы С магнитного компонента носителя
Носитель 4
0,9
43
Частицы D магнитного компонента носителя
Носитель 5
0,85
65
Частицы Е магнитного компонента носителя
Носитель 6
0,72
40
Частицы А магнитного компонента носителя
Носитель 7
1,02
49
Частицы А магнитного компонента носителя
Носитель 8
0,72
44
Частицы F магнитного компонента носителя
Носитель 9
0,96
54
Частицы G магнитного компонента носителя
Носитель 10
0,82
80
Частицы Н магнитного компонента носителя
Носитель 11
0,67
37
Частицы А магнитного компонента носителя
Носитель 12
1,32
32
Частицы А, I магнитного компонента носителя
Носитель 13
0,92
44
Частицы J магнитного компонента носителя
[Примеры 1-38 и сравнительные примеры 1-12]
Стартовые проявители и пополняющие проявители были получены путем комбинирования вышеописанных магнитных носителей и вышеописанных тонеров, как показано в Таблице 6. Каждый из проявителей загружался в переделанное устройство полноцветной копировальной машины CLC5000 компании Canon Inc. (суть переделки будет описана ниже) и оценивался по разным позициям. Следует отметить, что каждый из стартовых проявителей были получен путем добавления 10% по массе тонера к 90% по массе магнитного носителя и смешиванием этих компонентом в смесителе V-типа при нормальной температуре и влажности (23°С, 50%). Кроме того, пополняющие проявители, использованные в примерах 1-19 и в сравнительных примерах 1-4, были получены путем добавления 90 частей по массе тонера к 10 частям по массе магнитного носителя и смешиванием этих компонентом в смесителе V-типа при нормальной температуре и влажности (23°С, 50%). Далее, ни один из пополняющих проявителей в примерах 20-38 и в сравнительных примерах 5-12 не содержал магнитного носителя. Пополняющие проявители загружались в контейнер для пополняющего проявителя.
Ниже описывается переделка копировальной машины CLC5000.
Проявляющее устройство было переделано так, чтобы пополняющий проявитель подавался в отверстие 105 подачи пополняющего проявителя, а избыток магнитного носителя выводился через отверстие 106, находящееся в проявляющей камере, как показано на фиг.6. Кроме того, был уменьшен диаметр лазерного пятна так, чтобы получить разрешение 600 точек на дюйм. Далее, поверхностный слой фиксирующего валка в фиксирующем устройстве был изменен на перфторалкоксиалкановую (PFA) трубку, а механизм подачи масла был удален.
<Оценка>
2
На принимающем материале (бумага OK Top Coat, 127,9 г/м, производства компании Oji Paper Company, Limited) было сформировано сплошное монохромное изображение, и определялся уровень наложения тонера, при котором оптическая плотность, измеренная в отраженном свете, составляла 1,5. Оптическая плотность в отраженном свете, как один из типов плотности изображения, измерялась спектральным денситометром серии 500 компании X-Rite Co.
Был выполнен тест, при котором выводилось 50000 листов изображения таблицы с площадью изображения 5%, при таком уровне наложения тонера, чтобы плотность сплошного монохромного изображения в отраженном свете была равна 1,5 и в условиях нормальной температуры и влажности (23°С, 50%). По завершении этого теста в условиях нормальных температуры и влажности, каждое изображение анализировалось на изменение оттенка (ΔЕ), адгезию носителя и вуалирование. После этого проводился еще один тест на 50000 листов с изображением таблицы с площадью изображения, равной 25% и в условиях высокой температуры и влажности (30°С, 80%). По завершении этого теста каждое изображение анализировалось на пропуски переноса на протяжении теста, характеристики переноса и характеристики очистки. Следует отметить, что оцениваемые параметры и критерии оценки показаны ниже. Полученные результаты оценки показаны в Таблице 7.
<Оценка вуалирования>
Средняя отражательная способность Dr (%) бумаги измерялась рефлектометром TC-6DS компании Tokyo Denshoku Co., Ltd. Далее, на 50000 листах печаталось сплошное белое изображение (при Vback=150 В), и измерялась отражательная способность Ds (%) сплошного белого изображения. Вуаль (%) рассчитывалась по следующему равенству:
Вуаль (%)=Dr(%)-Ds(%)
Полученные данные вуали (%) оценивались по следующим критериям:
А: Менее 0,5% (хорошо)
В: 0,5% или более и менее 1,0%
С: 1,0% или более и менее 2,0%
D: 2,0% или более (плохо)
<Оценка изменения оттенка в конце тестовой серии по сравнению с началом тестовой серии>
Перед длительным тестом регулировали напряжение проявления так, чтобы тонер ложился на бумагу с таким наложением, чтобы плотность сплошного зафиксированного изображения на бумаге в отраженном свете составляла 1,5. Затем, фиксирующее устройство удалялось, и выводилось сплошное изображение (размером 3×3 см) в 400 линий, благодаря чему получали незафиксированное изображение для оценки. Затем, после теста с выводом изображений на 50000 листах, выводилось такое же незафиксированное сплошное изображение при том же напряжении проявления, что и перед длительным тестом.
Фиксирующее устройство копировальной машины CLC5000 удаляли, температуру фиксирующего валка снятого фиксирующего устройства устанавливали на 160°С, и бумагу пропускали со скоростью 300 мм/с, получая зафиксированное изображение. Затем, измеряли цветность полученного зафиксированного изображения. Цветность измеряли хромоскопом Spectrolino компании GretagMacbeth со стандартным осветителем D50 при угле наблюдения 2° и рассчитывали и оценивали ЛЕ.
Изменение оттенка оценивалось, как описано ниже. Разница в цвете (ΔЕ) между сплошным изображением в начале теста и изображением в конце теста оценивалась количественно на основе определения колориметрической системы, данного Commission Internationale d'Eclairage (CIE) в 1976 г, как описано ниже, по следующим критериям:
2
2
2
l/2
ΔЕ={(L1*-L2*)+(a1*-a2*)+(b1*-b2*)}
L1* - светлота изображения в начале теста
а1*, b1* - цветности, показывающие оттенок и насыщенность цвета в начале теста
L2* - светлота изображения в конце теста
а2*, b2* - цветности, показывающие оттенок и насыщенность цвета в конце теста
(Критерии оценки ΔЕ)
А: 0,0 или более и менее 1,5 (хорошо)
В: 1,5 или более и менее 3,0
С: 3,0 или более и менее 6,0
D: 6,0 или более (плохо)
<Оценка воспроизводимости растровых точек>
2
2
Оценка воспроизводимости растровых точек проводилась после тестовой печати 50000 листов изображения в условиях нормальной температуры и низкой влажности (23°С, 5%). Оценка проводилась, как описано ниже. Было создано растровое изображение, в котором один пиксель был сформирован одной растровой точкой. Диаметр пятна лазерного луча в копировальной машине CLC5000 компании Canon Inc. было отрегулировано так, чтобы площадь растровой точки на бумаге составила 25000 мкм или более и менее 25000 мкм. После этого площадь, занимаемую 1000 растровыми точками, измеряли цифровым микроскопом VHX-500 компании Кеуеnсе Corporation, на котором был установлен широкоугольный объектив с переменным фокусным расстоянием VH-Z100 компании Кеуеnсе Corporation, рассчитывали среднечисловое (S) и стандартное отклонение (σ) площадей растровых точек и коэффициент воспроизводимости растровых точек рассчитывали по следующему равенству.
Коэффициент воспроизводимости растровых точек (I)=σ/S×100/
(Критерии оценки воспроизводимости растровых точек)
А: I меньше 4,0 (хорошо)
В: I=4,0 и более и менее 6,0
С: I=6,0 и более и менее 8,0
D: I=8,0 и более (плохо)
<Оценка пропусков в изображении>
После 50000-страничного теста по выводу изображений в условиях высокой температуры и высокой влажности (30°С, 80%) контраст проявления регулировали так, чтобы уровень наложения тонера на бумагу был таким, чтобы плотность монохромного сплошного изображения в отраженном свете была равной 1,5. Было сформировано изображение, в котором присутствовали узкие линии, проходящие и продольно и поперечно. Были напечатаны 2 линии шириной 2 растровые точки, две линии шириной 4 растровые точки, две линии шириной 6 растровых точек, 2 линии шириной 8 растровых точек или 2 линии шириной 10 растровых точек так, что бы ширина участка нелатентного изображения между линиями была равна прибл. 1 мм, и изображение исследовали через лупу с 20-кратным увеличением.
(Критерии оценки пропусков)
А: пропуски изображения почти не наблюдаются в линиях шириной 2 растровые точки, даже когда изображение рассматривают с увеличением.
В: пропуски изображения на линиях шириной 2 растровые точки заметны при увеличении, но не заметны при наблюдении невооруженным глазом.
С: пропуски изображения на линиях шириной 2 растровые точки заметны при наблюдении невооруженным глазом, но не заметны на линиях шириной 4 растровые точки при наблюдении невооруженным глазом.
D: пропуски изображения на линиях шириной 4 растровые точки заметны при наблюдении невооруженным глазом.
<Оценка характеристик переноса>
После 50000-страничного теста по выводу изображений в условиях высокой температуры и высокой влажности (30°С, 80%) выводилось сплошное изображение. Остаток тонера снимался со светочувствительного барабана во время переноса клейкой лентой, выполненной из прозрачного полиэфира. Клейкую ленту приклеивали к бумаге и измеряли ее плотность спектральным денситометром серии 500 компании X-Rite Co. Кроме того, на бумагу наклеивали чистую клейкую ленту и измеряли ее плотность. Разницу в плотности рассчитывали, вычитая плотность последней из названных лент из плотности первой из названных лент, и оценивали характеристики переноса на основе разницы в плотности.
(Критерии оценки характеристик переноса)
А: Отлично (разность плотностей менее 0,05).
В: Хорошо (разность плотностей 0,05 или более и менее 0,1).
С: Удовлетворительно (разность плотностей 0,1 и более и менее 0,2).
D: Плохо (разность плотностей более 0,2).
<Оценка характеристик очистки>
После теста на вывод 50000 изображений в условиях высокой температуры и высокой влажности (30°С, 80%) было выведено 1000 изображений с площадью изображения 10%. Визуально оценивалось наличие вертикальных полос или точек, возникших в результате не счищенного оставшегося тонера, на каждом изображении после вывода 1000 изображений.
(Критерии оценки характеристик очистки)
А: Отлично (Дефекты изображения отсутствуют).
В: Хорошо (имеется две-три полоски).
С: Удовлетворительно (небольшое количество точек или полос).
D: Плохо (имеются полосы и точки, плотность изображения неравномерна).
<Оценка низшей температуры фиксирования>
2
Использовалась переделанная копировальная машина CLC5000. Уровень наложения тонера, необходимый для получения плотности сплошного участка на регистрирующем материале в отраженном свете, равной 1,5, и условия проявления и переноса регулировались так, чтобы тонер укладывался на регистрирующий материал с высотой, вдвое превышающей указанный уровень. В этих условиях выводилось незафиксированное изображение (А4), показанное на фиг.11. Следует отметить, что в качестве регистрирующего материала использовалась бумага плотностью 127,9 г/м (OK Top Coat, производства компании Oji Paper Company, Limited). Полученное изображение подвергалось кондиционированию влагой при низкой температуре в условиях низкой влажности (15°С, 10% отн. влажности) в течение 24 часов, и затем проверялась способность тонера к фиксированию в этих же условиях. Использовалось фиксирующее устройство, снятое с CLC5000, через которое бумагу пропускали со скоростью 350 мм/с, повышая температуру фиксирующего валка приращениями по 5°С со 100 до 200°С. Регистрирующий материал, на котором было зафиксировано порошковое изображение, складывался поперечно на участке порошкового изображения, и складка прокатывалась 5 раз возвратно-поступательными движениями латунным цилиндрическим валком весом 798 г, имеющим внешний диаметр 40 мм. После этого сложенный участок раскрывали и 10 раз протирали бумагой для чистки оптики (разрезанные пополам листы бумаги Dusper КЗ компании OZU CORPORZTION), намотанной на квадратный латунный брусок весом 198 г, размером 22х22х47 мм. Температура во время теста, при которой порошковое изображение отслаивалось на 25% или менее, принималось за низшую температуру фиксирования (для измерения степени отслаивания порошкового изображения использовалось Personal IAS (registered trade mark), QEA).
<Оценка прилипания носителя>
2
Напряжение проявления устанавливали так, чтобы уровень наложения тонера на бумагу после тестовой печати 50000 листов в условиях нормальной температуры и низкой влажности (23°С, 5%) составлял 0,1 мг/см. В этих условиях на светочувствительном барабане было сформировано латентное сплошное изображение (1 см × 1 см). Источник питания основного корпуса, в котором расположен светочувствительный барабан, был выключен после проявления тонером латентного изображения, и количество частиц магнитного носителя, прилипшего к светочувствительному барабану, было подсчитано с помощью оптического микроскопа.
(Критерии оценки прилипания носителя)
А: 3 или менее (хорошо).
В: 4 или более и 10 или менее.
С: 11 или более и 20 или менее.
D: 21 или более (плохо).
Таблица 6
Стартовый проявитель
Пополняющий проявитель
Тонер
Носитель
Q/м<sup>*2</sup>
Сила адгезии
Тонер
Носитель
Пример 1
Пурпурный тонер 2
Носитель 1
61
13
Пурпурный тонер 2
Носитель 1
Пример 2
Пурпурный тонер 3
Носитель 1
61
13
Пурпурный тонер 3
Носитель 1
Пример 3
Пурпурный тонер 4
Носитель 1
60
13
Пурпурный тонер 4
Носитель 1
Пример 4
Пурпурный тонер 5
Носитель 1
65
14
Пурпурный тонер 5
Носитель 1
Пример 5
Пурпурный тонер 6
Носитель 1
67
13
Пурпурный тонер 6
Носитель 1
Пример 6
Пурпурный тонер 7
Носитель 1
65
14
Пурпурный тонер 7
Носитель 1
Сравнительный пример 1
Пурпурный тонер 1
Носитель 1
60
13
Пурпурный тонер 1
Носитель 1
Сравнительный пример 2
Пурпурный тонер 8
Носитель 1
68
14
Пурпурный тонер 8
Носитель 1
Пример 7
Желтый тонер 2
Носитель 1
72
14
Желтый тонер 2
Носитель 1
Пример 8
Желтый тонер 3
Носитель 1
75
14
Желтый тонер 3
Носитель 1
Пример 9
Желтый тонер 4
Носитель 1
75
14
Желтый тонер 4
Носитель 1
Пример 10
Желтый тонер 5
Носитель 1
78
15
Желтый тонер 5
Носитель 1
Пример 11
Желтый тонер 6
Носитель 1
78
15
Желтый тонер 6
Носитель 1
Сравнительный пример 3
Желтый тонер 1
Носитель 1
72
14
Желтый тонер 1
Носитель 1
Сравнительный пример 4
Желтый тонер 7
Носитель 1
77
15
Желтый тонер 7
Носитель 1
Пример 12
Голубой тонер 2
Носитель 1
68
13
Голубой тонер 2
Носитель 1
Пример 13
Голубой тонер 3
Носитель 1
62
12
Голубой тонер 3
Носитель 1
Пример 14
Голубой тонер 4
Носитель 1
70
13
Голубой тонер 4
Носитель 1
Пример 15
Голубой тонер 5
Носитель 1
75
14
Голубой тонер 5
Носитель 1
Пример 16
Голубой тонер 6
Носитель 1
74
14
Голубой тонер 6
Носитель 1
Пример 17
Голубой тонер 7
Носитель 1
95
15
Голубой тонер 7
Носитель 1
Пример 18
Голубой тонер 8
Носитель 1
68
13
Голубой тонер 8
Носитель 1
Пример 19
Голубой тонер 9
Носитель 1
69
13
Голубой тонер 9
Носитель 1
Пример 20
Голубой тонер 10
Носитель 1
65
12
Голубой тонер 10
-
Пример 21
Голубой тонер 10
Носитель 2
65
12
Голубой тонер 10
-
Пример 22
Голубой тонер 10
Носитель 3
65
12
Голубой тонер 10
-
Пример 23
Голубой тонер 10
Носитель 4
65
12
Голубой тонер 10
-
Пример 24
Голубой тонер 10
Носитель 5
65
12
Голубой тонер 10
-
Пример 25
Голубой тонер 10
Носитель 6
65
12
Голубой тонер 10
-
Пример 26
Голубой тонер 11
Носитель 7
65
12
Голубой тонер 11
-
Пример 27
Голубой тонер 11
Носитель 8
65
12
Голубой тонер 11
-
Пример 28
Голубой тонер 11
Носитель 9
65
12
Голубой тонер 11
-
Пример 29
Голубой тонер 11
Носитель 10
65
12
Голубой тонер 11
-
Пример 30
Голубой тонер 11
Носитель 11
65
12
Голубой тонер 11
-
Пример 31
Голубой тонер 11
Носитель 12
65
12
Голубой тонер 11
-
Пример 32
Голубой тонер 12
Носитель 12
62
12
Голубой тонер 12
-
Пример 33
Голубой тонер 13
Носитель 12
62
12
Голубой тонер 13
-
Пример 34
Голубой тонер 14
Носитель 12
65
11
Голубой тонер 14
-
Пример 35
Голубой тонер 15
Носитель 12
61
12
Голубой тонер 15
-
Пример 36
Голубой тонер 16
Носитель 12
116
15
Голубой тонер 16
-
Пример 37
Голубой тонер 17
Носитель 12
55
12
Голубой тонер 17
-
Пример 38
Голубой тонер 21
Носитель 13
63
12
Голубой тонер 21
-
Сравнительный пример 5
Голубой тонер 1
Носитель 13
62
12
Голубой тонер 1
-
Сравнительный пример 6
Голубой тонер 22
Носитель 13
55
12
Голубой тонер 22
-
Сравнительный пример 7
Голубой тонер 18
Носитель 13
47
10
Голубой тонер 18
-
Сравнительный пример 8
Голубой тонер 19
Носитель 13
125
18
Голубой тонер 19
-
Сравнительный пример 9
Голубой тонер 20
Носитель 13
49
10
Голубой тонер 20
-
Сравнительный пример 10
Голубой тонер 23
Носитель 13
65
14
Голубой тонер 23
-
Сравнительный пример 11
Голубой тонер 24
Носитель 13
65
14
Голубой тонер 24
-
Сравнительный пример 12
Голубой тонер 25
Носитель 13
60
12
Голубой тонер 25
-
*1 - Сила адгезии (F50) по центробежному способу, когда абсолютное значение количества трибоэлектрического заряда тонера составляет 50 мК/кг.*2 - Абсолютное значение количества трибоэлектрического зарядатонера, измеренного двухкомпонентным способом с использованием тонера и магнитного носителя.
В Сравнительном примере 8 количество заряда было столь велико, что количество тонера, необходимое для получения нужной плотности, не могло быть использовано для проявления. В Сравнительном примере 12 красящая способность была столь низкой, что потребовалось использовать большое количество тонера для проявления, но такое количество тонера не могло использоваться при проявлении, и оценка не проводилась.
Пример 39
Пурпурный двухкомпонентный проявитель, имеющий состав по примеру 1, желтый двухкомпонентный проявитель, имеющий состав по примеру 7, и голубой двухкомпонентный проявитель, имеющий состав по примеру 12, загружались в переделанную полноцветную копировальную машину СКС5000 компании Canon Inc. Затем формировали полноцветное изображение при таком уровне наложения тонера, чтобы плотность монохромного сплошного изображения каждого цвета составляла 1,5. В результате было получено хорошее полноцветное изображение. Следует отметить, что в этом примере полноцветное изображение было сформировано без применения какого-либо черного проявителя, и хорошее полноцветное изображение может быть получено даже при использовании черного проявителя.