ТОНЕР, СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛНОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И АППАРАТ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛНОЦВЕТНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ТАКОЙ ТОНЕР
TONER, METHOD OF FORMATION OF FULL-COLOUR IMAGES AND DEVICE FOR FORMATION OF FULL-COLOUR IMAGES, USING SUCH TONER

Область техники
Настоящее изобретение относится к тонеру и к способу формирования полноцветных изображений и к аппарату для формирования полноцветных изображений, с использованием такого тонера.
Уровень техники
В последние годы в области технологий формирования изображений на основе электрофотографии возник повышенный спрос на формирование полноцветных изображений, способное предоставлять изображения с более высоким качеством изображения, и, таким образом, разработаны проявители с тем, чтобы предоставлять высококачественные изображения. Для того чтобы справиться со спросом на повышенное качество изображения, в частности, на полноцветных изображениях, имеет место возрастающая тенденция, направленная на получение тонеров, которые имеют меньшие диаметры частиц, и выполнены исследования точного воспроизведения скрытых изображений. Что касается уменьшения диаметра частицы, предложен способ получения тонера посредством способа полимеризации в качестве способа, который позволяет регулировать тонер с тем, чтобы иметь желаемую форму и структуру поверхности (см., например, PTL 1 и 2). В тонере, полученном посредством способа полимеризации, в дополнение к управлению диаметром частиц тонера, также можно управлять формой частиц тонера. Комбинация этого способа с уменьшением размера частиц может повысить воспроизводимость точек и тонких линий и может снизить высоту стопы (толщину слоя изображения), за счет чего можно ожидать повышения качества изображения. Полимеризованный тонер в целом содержит связующую смолу, красящее вещество, управляющее зарядом средство и другие добавки.
Стандартно, предложены различные управляющие зарядом средства для того, чтобы придавать тонерам превосходные зарядные свойства, стабильность с течением времени и стабильность под воздействием окружающей среды. В этом случае, поскольку окрашенный материал не может быть использован в управляющем зарядом средстве для использования в полноцветных тонерах, следует использовать бесцветные, белые или слабоокрашенные управляющие зарядом средства, которые не оказывают влияние на тон тонера.
Примеры таких предложенных управляющих зарядом средств включают соли металлокомплексов и производных салициловой кислоты (см. PTL с 3 до 6), соли металлов и ароматических дикарбоновых кислот (см. PTL 7), соли металлокомплексов и производных антраниловой кислоты (см. PTL 8) и органические соединения бора (см. PTL 9 и 10).
Однако, эти управляющие зарядом средства обладают такими недостатками, что они содержат хром, который может быть нестабилен под воздействием окружающей среды, и имеют недостаточную долговечность, эффекты передачи заряда и стабильность под воздействием окружающей среды. Таким образом, они не обладают достаточными эксплуатационными характеристиками, чтобы успешно использоваться в качестве управляющего зарядом средства. Также, в качестве не содержащего металла управляющего зарядом средства, предложены конденсаты производных фенола (см. PTL 11). Эти конденсаты могут удовлетворительно отвечать требованиям к управляющему зарядом средству.
Как описано выше, в полимеризованном тонере управляющее зарядом средство, полученное из материала тонера, может разлагаться или с трудом диспергироваться в тонер. Во многих случаях управляющее зарядом средство не может в достаточной мере проявлять свои функции, что является проблематичным. Следовательно, не существует тонеров с превосходной заряжаемостью, долговечностью и стабильностью под воздействием окружающей среды за счет использования управляющего зарядом средства, применимого к полимеризованному тонеру, который имеет меньший диаметр частицы и формирует высококачественные изображения. Кроме того, способы, имеющие отношение к формированию таких тонеров, все еще не предоставлены. Следовательно, резко возрос спрос на такие тонеры и способы.
Список цитируемой литературы
Патентная литература
PTL 1: Японский патент (JP-B) № 3640918.
PTL 2: Японская выложенная патентная заявка (JP-A) № 06-250439.
PTL 3: Публикация японской патентной заявки (JP-B) № 55-42752.
PTL 4: JP-A № 61-69073.
PTL 5: JP-A № 61-221756.
PTL 6: JP-A № 09-124659.
PTL 7: JP-A № 57-111541.
PTL 8: JP-A № 62-94856.
PTL 9: JP B № 07-31421.
PTL 10: JP-B № 07-104620.
PTL 11: JP-B № 2568675.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Настоящее изобретение нацелено на то, чтобы предоставить: тонер для использования в способе формирования полноцветных изображений, который обладает превосходными заряжаемостью, свойством возрастания заряда, долговечностью и стабильностью под воздействием окружающей среды за счет использования управляющего зарядом средства, применяемого к полимеризованному тонеру; и способ формирования полноцветных изображений и аппарат для формирования полноцветных изображений, в каждом из них используют этот тонер.
Решение проблемы
Для решения указанных выше проблем приведены следующие средства.
В частности, тонер по настоящему изобретению включает:
связующую смолу;
красящее вещество; и
фенольный мультимер, представленный следующей общей формулой (1):
,
1
10
10
2
7
7
3
5
9
9
6
11
20
20
12
17
17
14
15
19
19
16
21
20
20
22
17
17
24
25
19
19
26
1
5
2
m
1
10
1
12
2
2
3
3
3
2
1-
10
1
3
2
2
1
10
1
3
1
5
2
P
1-
10
1
12
2
2
2
1-
10
3
3
3
1
3
2
2
1-
10
1
3
1
5
2
q
1-
10
1
12
2
2
2
1-
10
3
3
3
1
3
2
2
1
10
1
3
где R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или C-C алкильную группу, и m представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу, -Si(CH) или -NR , где R представляет CC алкильную группу; каждый с R до R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет C-C алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или CC алкильную группу, и p представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH, -N(R), где R представляет CC алкильную группу, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу или -Si(CH), каждый из R и R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH) COOR, где R представляет атом водорода или CC алкильную группу, и q представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу или -Si(CH); каждый из R и R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет C-C алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; n обозначает степень полимеризации, которая представляет собой целое число.
Полезные эффекты изобретения
Настоящее изобретение может предоставлять: тонер с превосходными заряжаемостью, свойством возрастания заряда, долговечностью и стабильностью под воздействием окружающей среды; и способ формирования полноцветных изображений и аппарат, в каждом из которых используют этот тонер.
Краткое описание рисунков
На фиг. 1 проиллюстрирована одна образцовая структура тонера по настоящему изобретению.
На фиг. 2 представлен схематический вид одного образцового валкового заряжающего устройства контактного типа, используемого в настоящем изобретении.
На фиг. 3 представлен схематический вид одного образцового щеточного заряжающего устройства контактного типа, используемого в настоящем изобретении.
На фиг. 4 представлен схематический вид одного образцового магнитного щеточного заряжающего устройства, используемого в настоящем изобретении.
На фиг. 5 представлен схематический вид одного образцового проявляющего устройства, используемого в настоящем изобретении.
На фиг. 6 представлен один образцовый схематический вид закрепляющего устройства, используемого в настоящем изобретении.
На фиг. 7 представлена одна образцовая слоистая структура закрепляющей ленты, используемой в настоящем изобретении.
На фиг. 8 представлен схематический вид одного образцового печатающего картриджа по настоящему изобретению.
На фиг. 9 представлен схематический вид одного образцового аппарата для формирования изображения по настоящему изобретению.
На фиг. 10 представлен схематический вид другого образцового аппарата для формирования изображения по настоящему изобретению.
Описание вариантов осуществления
Тонер
Тонер по настоящему изобретению содержит связующую смолу, красящее вещество и описанный ниже фенольный мультимер, представленный общей формулой (1); и, в случае необходимости, дополнительно содержит другие ингредиенты.
Тонер предпочтительно получают с помощью способа получения тонера, включающего стадию получения раствора или дисперсионной жидкости, стадию получения эмульсии или дисперсионной жидкости и стадию удаления органического растворителя.
Стадия получения раствора или дисперсионной жидкости
Стадия получения раствора или дисперсионной жидкости представляет собой стадию растворения или диспергирования в органическом растворителе материала тонера, содержащего по меньшей мере связующую смолу или предшественник связующей смолы и описанный ниже фенольный мультимер, представленный общей формулой (1), чтобы тем самым получать раствор или дисперсионную жидкость материала тонера.
Примеры предшественника связующей смолы включают полимер (преполимер), способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением. Когда предшественник связующей смолы используют вместо связующей смолы, предшественник связующей смолы реагирует с активным содержащим водородную группу соединением на стадии получения эмульсии или дисперсионной жидкости для того, чтобы получать связующую смолу, полученную из предшественника связующей смолы.
Материал тонера конкретно не ограничен при условии, что он содержит связующую смолу или предшественник связующей смолы и фенольный мультимер, и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения.
Например, материал тонера содержит красящее вещество; и, в случае необходимости, дополнительно может содержать другие ингредиенты, такие как отделяющее средство и управляющее зарядом средство.
Что примечательно, органический растворитель удаляют на стадии удаления органического растворителя после или во время формирования частиц тонера на стадии получения эмульсии или дисперсионной жидкости.
Органический растворитель
Органический растворитель конкретно не ограничен при условии, что он позволяет растворять или диспергировать в себе материал тонера, и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно органический растворитель представляет собой растворитель, который имеет точку кипения ниже чем 150°C с точки зрения легкого удаления во время или после формирования частиц тонера. Его конкретные примеры включают толуол, ксилол, бензол, тетрахлорид углерода, метилен хлорид, 1,2-дихлорэтан, 1,1,2-трихлорэтан, трихлорэтилен, хлороформ, монохлорбензол, дихлорэтилиден, метилацетат, этилацетат, метилэтилкетон и метилизобутилкетон. Эти органические растворители можно использовать отдельно или в комбинации. Среди этих органических растворителей, растворители сложные эфиры являются предпочтительными, при этом этилацетат является более предпочтительным.
Количество органического растворителя конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения.
Предпочтительно количество органического растворителя составляет от 40 частей по массе до 300 частей по массе, более предпочтительно от 60 частей по массе до 140 частей по массе, особенно предпочтительно от 80 частей по массе до 120 частей по массе, на 100 частей по массе материала тонера.
Раствор или дисперсионную жидкость материала тонера можно получать посредством растворения или диспергирования в органическом растворителе материала тонера, такого как связующая смола, активное содержащее водородную группу соединение, полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением, отделяющее средство, красящее вещество и управляющее зарядом средство.
Материал тонера, используемый на стадии получения раствора или дисперсионной жидкости может содержать по меньшей мере связующую смолу или предшественник связующей смолы. Другие материалы можно добавлять к и смешивать с водной средой на стадии получения эмульсии или дисперсионной жидкости, или можно добавлять в водную среду одновременно с раствором или дисперсионной жидкостью материала тонера.
Фенольный мультимер
Фенольный мультимер добавляют внутрь с тем, чтобы он существовал внутри каждой частицы тонера, чтобы локализовать его вблизи от поверхности тонера без разложения посредством материала тонера. Его используют с целью придать зарядные свойства тонеру. Использование фенольного мультимера является предпочтительным, поскольку сформированный тонер имеет высокую заряжаемость.
Фенольный мультимер представляет собой соединение, представленное следующей общей формулой (1):
,
1
10
10
2
7
7
3
5
9
9
6
11
20
20
12
17
17
14
15
19
19
16
21
20
20
22
17
17
24
25
19
19
26
1
5
2
m
1-
10
1
12
2
2
3
3
3
2
1-
10
1
3
2
2
1-
10
1
3
1
5
2
p
1-
10
1
12
2
2
2
1-
10
3
3
3
1
3
2
2
1-
10
1
3
1
5
2
q
1-
10
1
12
2
2
2
1-
10
3
3
3
1
3
2
2
1-
10
1
3
где R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или CC алкильную группу, и m представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу, -Si(CH) или -NR , где R представляет CC алкильную группу; каждый с R до R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или CC алкильную группу, и p представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH, -N(R), где R представляет CC алкильную группу, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу или -Si(CH), каждый из R и R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу, R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или CC алкильную группу, и q представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу или -Si(CH); каждый из R и R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; n обозначает степень полимеризации, которая представляет собой целое число.
1
12
1
5
1
3
1
5
1
3
Примеры C-C алкильной группы, которая может быть разветвленной, включают метил, этил, пропил, изопропил, бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, гексил, гептил и октил. Число углеродных атомов, содержащихся в алкильной группе, предпочтительно составляет от 1 до 10, более предпочтительно от 1 до 6. C-C алкильная группа и C-C алкильная группа соответственно представляют собой C-C алкильные группы и C-C алкильные группы из перечисленных выше алкильных групп.
Примеры аралкильной группы включают бензил, фенэтил, нафтилметил и нафтилэтил. Примеры алкоксильной группы включают метокси, этокси, пропокси, изопропокси, бутокси, изобутокси, втор-бутокси и трет-бутокси. Примеры атома галогена включают фтор, хлор, бром и йод. Фенильная группа может представлять собой замещенную фенильную группу, такую как п-хлорфенильную группу или п-бромфенильную группу.
1
1
2
3
4
5
6
11
12
14
15
16
21
22
24
25
26
В общей формуле (1), R и другие переменные можно выбирать из выше перечисленных групп и атомов, но предпочтительно они представляют собой следующие группы и атомы. R предпочтительно представляет собой атом водорода. R предпочтительно представляет собой атом галогена. R предпочтительно представляет собой атом водорода. R предпочтительно представляет собой атом водорода или метильную группу. R предпочтительно представляет собой атом водорода или метильную группу. R предпочтительно представляет собой атом водорода. R предпочтительно представляет собой атом водорода. R предпочтительно представляет собой атом галогена. R предпочтительно представляет собой атом водорода или метильную группу. R представляет собой атом водорода или метильную группу. R предпочтительно представляет собой атом водорода. R предпочтительно представляет собой атом водорода. R предпочтительно представляет собой атом галогена. R предпочтительно представляет собой атом водорода или метильную группу. R предпочтительно представляет собой атом водорода или метильную группу. R предпочтительно представляет собой атом водорода.
1
2
3
4
5
6
11
12
14
15
16
21
22
24
25
26
4
5
14
15
24
25
В особенно предпочтительном варианте осуществления фенольного мультимера, представленного общей формулой (1), R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом хлора, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом хлора, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом хлора, R предпочтительно представляет собой атом водорода, R предпочтительно представляет собой атом водорода, и R предпочтительно представляет собой атом водорода. Это обусловлено тем, что когда каждый из R, R, R, R, R и R представляет собой метильную группу, у фенольного мультимера ухудшается свойство притягивания электронов, что ведет к снижению эффектов передачи заряда. Также, когда атомы фтора используют вместо указанных выше атомов хлора, фенольный мультимер демонстрирует растворимость в этилацетате. Когда атомы брома используют вместо указанных выше атомов хлора, фенольный мультимер не может быть кристаллизован. Таким образом, атомы хлора являются особенно предпочтительными.
Степень полимеризации n фенольного мультимера представляет собой целое число, равное 1 или больше, предпочтительно от 5 до 25, более предпочтительно от 10 до 20. Когда степень полимеризации ниже, фенольный мультимер имеет повышенную растворимость в этилацетате. Как результат, при добавлении внутрь тонера, он единообразно диффундирует в тонер или выходит наружу из тонера. Таким образом, в некоторых случаях фенольный мультимер не может в удовлетворительной степени проявлять свои важные функции.
Фенольный мультимер по желанию можно включать в состав фазы смолы частиц тонера, используя различия в аффинности к смолам частиц тонера, каждая из которых содержит материал тонера в качестве ядра. Включая фенольный мультимер в состав фазы смолы вблизи поверхностей частиц тонера, можно сдерживать затраты управляющего зарядом средства на другие элементы, такие как фотопроводник и носитель.
Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии, содержащегося в растворе или дисперсионной жидкости, полученной на стадии получения раствора или дисперсионной жидкости, конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его средний диаметр в дисперсии предпочтительно составляет от 10 нм до 500 нм, более предпочтительно от 100 нм до 500 нм, в частности, предпочтительно от 100 нм до 150 нм. Когда его средний диаметр в дисперсии меньше, чем 10 нм, фенольный мультимер локализуется на поверхности тонера в большом количестве, и происходит значительная деформация сформированного тонера. Можно получить количество зарядов больше необходимого, и в некоторых случаях нельзя добиться удовлетворительных эффектов передачи заряда. Когда средний диаметр в дисперсии больше, чем 500 нм, происходит перенос фенольного мультимера из тонера в носитель при их перемешивании, потенциально загрязняя носитель до снижения количества зарядов.
Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии можно измерять, например, следующим образом. В частности, тонер (1 г) погружают в хлороформ (100 г) на 10 часов, и дисперсионную жидкость с фенольным мультимером центрифугируют на 500 об./мин (9,545 г) на центрифуге (H-9R, продукт KOKUSAN CO., LTD., с использованием углового ротора LN). Супернатант, получаемый после центрифугирования, содержит частицы фенольного мультимера, у которых измеряют диаметр частицы с использованием анализатора распределения размера частиц (LA-920, продукт Horiba, Ltd.). При измерении с использованием LA-920, LA-920 для анализа используют специализированное приложение (версия 3.32) (продукт Horiba, Ltd.).
Более конкретно, оптическую ось корректируют с использованием хлороформа и затем измеряют фон. После этого, начинают вращение и капают дисперсионную жидкость с фенольным мультимером. После подтверждения того, что пропускание стабильно, ультразвуковую волну применяют при следующих условиях. После применения ультразвуковой волны, диаметр диспергированных частиц измеряют с тем, чтобы пропускание попадало в диапазон от 70% до 95%.
С точки зрения воспроизводимости измерения диаметра частицы важно, что измерение с использованием LA-920 осуществляют в таких условиях, чтобы пропускание попадало в диапазон от 70% до 95%. Также, когда пропускание отклоняется от указанного выше диапазона после применения ультразвуковой волны, необходимо снова осуществлять измерение. Для того чтобы сделать пропускание попадающим в указанный выше диапазон, количество внесенной дисперсионной жидкости следует корректировать.
Задают следующие условия измерения/анализа.
Число вводов данных - 15 раз.
Относительный показатель преломления: 1,20.
Вращение: 5.
Интенсивность ультразвуковой волны: 7.
Что примечательно, несмотря на то, что указанный выше способ измерения позволяет измерять средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии, содержащейся в полученном тонере, фенольный мультимер добавляют внутрь тонера без разложения материалом тонера, и таким образом, измерение можно использовать в качестве среднего диаметра фенольного мультимера в дисперсии, содержащейся в растворе или дисперсионной жидкости, полученной на стадии получения раствора или дисперсионной жидкости.
Состояние фенольного мультимера, присутствующего в тонере, можно наблюдать следующим образом. В частности, частицы тонера загрязняют в течение 3 мин, воздействуя парами водного оксида рутения, и затем оставляют стоять на воздухе в течение 30 мин. Впоследствии, частицы тонера обволакивают отверждаемой эпоксидной смолой в течение 30 мин. Затем полученный образец режут на ультрамикротоме с тем, чтобы получить толщину 80 нм, и алмазным ножом (ULTRASONIC 35) на скорости резания 0,4 мм/с. Нарезанный таким образом срез фиксируют на коллодиевой мембранной сетке и наблюдают под просвечивающим электронным микроскопом (JEM-2100F, продукт JEOL Ltd., TEM) с использованием способа светового поля в условиях: ускоряющее напряжение: 200 кВ, SpotSize3, CLAP1, OL AP3.
Количество добавленного фенольного мультимера конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Количество фенольного мультимера предпочтительно составляет от 0,01% по массе до 5,0% по массе в растворе или дисперсионной жидкости материала тонера. Когда количество фенольного мультимера составляет меньше чем 0,01% по массе, тонер не может быть эффективно деформирован в некоторых случаях. Когда количество фенольного мультимера составляет больше чем 5,0% по массе, заряжаемость тонера становится слишком большой, что снижает эффект основного управляющего зарядом средства. Как результат, силу электростатического притяжения к используемому проявляющему валку можно увеличивать для того, чтобы вызывать ухудшение текучести проявителя и ухудшение плотности изображения. Кроме того, происходит ухудшение состояния поверхности тонера и загрязнение носителей, без сохранения достаточной заряжаемости в течение длительного периода времени. Кроме того, в некоторых случаях происходит ухудшение стабильности под воздействием окружающей среды.
Связующая смола и предшественник связующей смолы
Связующая смола конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Ее конкретные примеры включают полиэфирные смолы, силиконовые смолы, стиролакриловые смолы, стироловые смолы, акриловые смолы, эпоксидные смолы, диеновые смолы, фенольные смолы, терпеновые смолы, кумариновые смолы, амидоимидные смолы, бутиральные смолы, уретановые смолы и этиленвинилацетатные смолы. Среди них полиэфирные смолы являются особенно предпочтительными, поскольку они резко плавятся после смешивания, способны сглаживать поверхность изображения, имеют достаточную гибкость, даже если их молекулярная масса снижена. Полиэфирные смолы можно использовать в комбинации с другой смолой.
Полиэфирные смолы предпочтительно получают посредством реакции между одним или несколькими полиолами, представленными следующей общей формулой (2), и одной или несколькими поликарбоновыми кислотами, представленными следующей общей формулой (3):
A-(OH)r Общая формула (2),
B-(COOH)s Общая формула (3),
где каждый из A и B представляет алкильную группу, которая имеет от 1 до 20 углеродных атомов, алкиленовую группу, которая имеет от 1 до 20 углеродных атомов, ароматическую группу, которая может иметь заместитель, или гетероциклическую ароматическую группу, которая может иметь заместитель; и каждый из r и s представляет собой целое число от 2 до 4.
Примеры полиол, представленного общей формулой (2), включают этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, неопентилгликоль, 1,4-бутендиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,4-циклогександиметанол, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, политетраметиленгликоль, сорбит, 1,2,3,6-гексантетрол, 1,4-сорбитан, пентаэритрит, дипентаэритрит, трипентаэритрит, 1,2,4-бутантриол, 1,2,5-пентантриол, глицерин, 2-метилпропантриол, 2-метил-1,2,4-бутантриол, триметилолэтан, триметилолпропан, 1,3,5-тригидроксиметилбензол, бисфенол A, продукты присоединения этиленоксида к бисфенолу A, продукты присоединения пропиленоксида к бисфенолу A, гидрированный бисфенол A, продукты присоединения этиленоксида к гидрированному бисфенолу A и продукты присоединения пропиленоксида к гидрированному бисфенолу A.
Примеры поликарбоновых кислот, представленных общей формулой (3), включают маллеиновую кислоту, фумаровую кислоту, цитраконовую кислоту, итаконовую кислоту, глутаконовую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, янтарную кислоту, адипиновую кислоту, себациновую кислоту, азелаиновую кислоту, малоновую кислоту, н-додеценилянтарную кислоту, изооктилянтарную кислоту, изододеценилянтарную кислоту, н-додецилянтарную кислоту, изододецилянтарную кислоту, н-октенилянтарную кислоту, н-октилянтарную кислоту, изооктенилянтарную кислоту, изооктилянтарную кислоту, 1,2,4-бензолтрикарбоновую кислоту, 2,5,7-нафталинтрикарбоновую кислоту, 1,2,4-нафталинтрикарбоновую кислоту, 1,2,4-бутантрикарбоновую кислоту, 1,2,5-гексантрикарбоновую кислоту, 1,3-дикарбоксил-2-метил-2-метиленкарбоксипропан, 1,2,4-циклогексантрикарбоновую кислоту, тетра(метиленкарбоксил)метан, 1,2,7,8-октантетракарбоновую кислоту, пиромеллитовую кислоту, тримерную кислоту Enpol, циклогександикарбоновую кислоту, циклогексендикарбоновую кислоту, бутантетракарбоновую кислоту, дифенилсульфонтетракарбоновую кислоту и этиленгликольбис(тримеллитовую кислоту).
Количество добавленной связующей смолы конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Количество связующей смолы предпочтительно составляет от 5% по массе до 25% по массе в растворе или дисперсионной жидкости указанного выше материала тонера. Когда количество связующей смолы меньше, чем 5% по массе, в некоторых случаях диаметр фенольного мультимера в дисперсии не может быть маленьким. Когда количество связующей смолы больше чем 25% по массе, фенольные мультимеры образуют агрегаты при добавлении в раствор или дисперсионную жидкость материала тонера, что в некоторых случаях ведет к невозможности добиться удовлетворительных деформирующих эффектов и эффектов передачи заряда. Раствор или дисперсионная жидкость материала тонера особенно предпочтительно содержит фенольный мультимер в количестве 5% по массе и связующую смолу в количестве 5% по массе.
Активное содержащее водородную группу соединение
Когда материал тонера содержит активное содержащее водородную группу соединение и модифицированную полиэфирную смолу, способную реагировать с соединением, происходит повышение механической прочности получаемого тонера, и проникновение внешних добавок можно сдерживать.
Кроме того, текучесть во время теплового закрепления можно регулировать и, следовательно, можно расширить диапазон температур закрепления. Что примечательно, в настоящем изобретении активное содержащее водородную группу соединение и модифицированная полиэфирная смола, способная реагировать с активным содержащим водородную группу соединением, соответствует предшественнику связующей смолы.
На стадии получения эмульсии или дисперсионной жидкости, активное содержащее водородную группу соединение служит в водной среде как удлиняющее средство или сшивающее средство для реакций удлинения или сшивания полимера, способного реагировать с активным содержащим водородную группу соединением. Активное содержащее водородную группу соединение конкретно не ограничено при условии, что оно содержит активную водородную группу, и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Например, когда полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением, представляет собой содержащий изоцианатную группу полиэфирный преполимер (A), амин (B) предпочтительно используют в качестве активного содержащего водородную группу соединения, поскольку он может обеспечивать высокомолекулярный продукт посредством реакций удлинения или сшивания с содержащим изоцианатную группу полиэфирным преполимером (A).
Активная водородная группа конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Ее примеры включают гидроксильную группу (спиртовая или фенольная гидроксильная группа), аминогруппу, карбоксильную группу и меркаптогруппу. Активное содержащее водородную группу соединение может содержать эти активные водородные группы одного или нескольких типов.
Амин (B) конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают диамины (B1), трех- или более валентные полиамины (B2), аминоспирты (B3), аминомеркаптаны (B4), аминокислоты (B5) и блокированные амином продукты (B6) аминов с (B1) до (B5). Их можно использовать отдельно или в комбинации. Среди них предпочтительными являются диамины (B1) и смесь диаминов (B1) и небольшого количества три- или более валентного амина (B2).
Примеры диамина (B1) включают ароматические диамины, алициклические диамины и алифатические диамины. Примеры ароматического диамина включают фенилендиамин, диэтилтолуолдиамин и 4,4′-диаминодифенилметан. Примеры алициклического диамина включают 4,4′-диамино-3,3′-диметилдициклогекислметан, диаминциклогексан и изофорондиамин. Примеры алифатических диаминов включают этилендиамин, тетраметилендиамин и гексаметилендиамин.
Примеры трех- или более валентного амина (B2) включают диэтилентриамин и триэтилентетрамин. Примеры аминоспирта (B3) включают этаноламин и гидроксиэтиланилин. Примеры аминомеркаптана (B4) включают аминоэтилмеркаптан и аминопропилмеркаптан. Примеры аминокислоты (B5) включают аминопропановую кислоту и аминокапроновую кислоту.
Примеры блокированного амином продукта (B6) включают соединения кетиминов и соединения оксазолидина, полученные из аминов с (B1) до (B5) и кетонов (например, ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон).
Также можно использовать терминатор реакции для терминации реакции удлинения или реакции сшивания между активным содержащим водородную группу соединением и полимером, способным реагировать с ним. Использование терминатора реакции не позволяет управлять молекулярной массой адгезивного основного материала до желаемого уровня. Терминатор реакции конкретно не ограничен, и его примеры включают моноамины (например, диэтиламин, дибутиламин, бутиламин и лауриламин) и блокированные продукты моноаминов (например, соединения кетиминов).
Отношение смешения содержащего изоцианатную группу полиэфирного преполимера (A) с амином (B) конкретно не ограничено, но предпочтительно составляет от 1/3 до 3/1, более предпочтительно от 1/2 до 2/1, особенно предпочтительно от 1/1,5 до 1,5/1, с точки зрения отношения эквивалентов ([NCO]/[NHx]) изоцианатной группы [NCO] в содержащем изоцианатную группу преполимере (A) к аминогруппе [NHx] в амине (B).
Когда отношение эквивалентов ([NCOMNHx]) меньше чем 1/3, сформированный тонер может иметь ухудшенное свойство низкотемпературного закрепления.
Когда отношение эквивалентов ([NCO]/[NHx]) составляет больше чем 3/1, молекулярная масса модифицированной мочевиной полиэфирной смолы снижается, что ведет к тому, что образованный тонер может иметь ухудшенную горячую офсетную устойчивость.
Полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением
Полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением (далее в настоящем документе может быть обозначен как «преполимер»), конкретно не ограничен при условии, что он имеет по меньшей мере участок, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением, и может быть соответствующим образом выбран из известных смол. Их примеры включают полиоловые смолы, полиакриловые смолы, полиэфирные смолы, эпоксидные смолы и производные этих смол. Среди них полиэфирные смолы предпочтительны, поскольку они обладают высокой текучестью после плавления и высокой прозрачностью. Это можно использовать отдельно или в комбинации.
В преполимере реакционный участок, способный реагировать с группой, содержащей активную водородную группу, конкретно не ограничен.
Выбранные соответствующим образом известные заместители можно использовать в качестве реакционного участка. Их примеры включают изоцианатную группу, эпоксидную группу, карбоксильную группу и кислую хлоридную группу, причем изоцианатная группа предпочтительна. Преполимер может содержать эти группы одного или нескольких типов.
В качестве преполимера, содержащая образующую карбамидную связь группу полиэфирная смола (RMPE), содержащая образующую карбамидную связь группу, предпочтительна, поскольку легко корректировать молекулярную массу ее полимерного компонента и, таким образом, предпочтительно ее используют для формирования сухого тонера, в частности, для обеспечения свойства безмасляного низкотемпературного закрепления (например, свойств отделения и закрепления, требующих механизма без применения отделяющего масла для термофиксационной среды).
Примеры образующей карбамидную связь группы включают изоцианатную группу.
Предпочтительные примеры RMPE, содержащего изоцианатную группу в качестве образующей карбамидную связь группы, включают указанный выше содержащий изоцианатную группу модифицированный полиэфирный преполимер (A).
Содержащий изоцианатную группу полиэфирный преполимер (A) конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают то, что получают следующим образом: полиол (PO) подвергают поликонденсации с поликарбоновой кислотой (PC) для того, чтобы получить полиэфирную смолу, содержащую активную водородную группу; и полученная таким образом полиэфирная смола реагирует с полиизоцианатом (PIC).
Полиол (PO) конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают диолы (DIO), содержащие 3 или более гидроксильных группы полиолы (TO), и смеси диолов (DIO) и содержащих 3 или более гидроксильных группы полиолов (TO). Эти полиолы можно использовать отдельно или в комбинации. Среди них предпочтительными являются диолы (DIO) и смеси диолов (DIO) и малого количества содержащих 3 или более гидроксильных группы полиолов (TO).
Примеры диола (DIO) включают алкиленгликоли, алкиленовые эфиры гликолей, алициклические диолы, продукты присоединения алкиленоксидов к алициклическим диолам, бисфенолы и продукты присоединения алкиленоксидов к бисфенолам.
Алкиленгликоль предпочтительно представляет собой тот, который содержит алкиленовую группу, которая имеет от 2 до 12 углеродных атомов, и их примеры включают этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,4-бутандиол и 1,6-гександиол.
Примеры алкиленового эфира гликоля включают диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленовый эфир гликоля.
Примеры алициклического диола включают 1,4-циклогександиметанол и гидрированный бисфенол A.
Примеры продуктов присоединения алкиленоксидов к алициклическим диолам включают продукты присоединения алициклических диолов и алкиленоксидов (например, этиленоксида, пропиленоксида и бутиленоксида).
Примеры бисфенола включают бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S.
Примеры продуктов присоединения алкиленоксидов к бисфенолам включают продукты присоединения бисфенола и алкиленоксидов (например, этиленоксида, пропиленоксида и бутиленоксида).
Среди них, предпочтительными являются алкиленгликоли, содержащие алкиленовую группу, которая имеет от 2 до 12 углеродных атомов, и продукты присоединения алкиленоксидов к бисфенолам, более предпочтительными являются продукты присоединения алкиленоксидов к бисфенолам и смеси алкиленгликолей, содержащих алкиленовую группу, которая имеет от 2 до 12 углеродных атомов, и продуктов присоединения алкиленоксидов к бисфенолам.
Содержащий 3 или более гидроксильных группы полиол (TO) предпочтительно имеет от 3 до 8 или более гидроксильных групп. Его примеры включают содержащие 3 или более гидроксильных группы алифатические многоатомные спирты; и содержащие 3 или более гидроксильных группы полифенолы и продукты присоединения алкиленоксидов к ним.
Примеры содержащего 3 или более гидроксильных группы алифатического многоатомного спирта включают глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит и сорбит.
Примеры содержащего 3 или более гидроксильных группы полифенола включают соединения трисфенола (например, трисфенол PA, продукт HONSHU CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.), фенольный новолак и крезололовый новолак.
Примеры продуктов присоединения алкиленоксидов включают продукты присоединения перечисленных выше содержащих 3 или более гидроксильных группы полифенольн и алкиленоксидов (например, этиленоксида, пропиленоксида и бутиленоксида).
В смеси диола (DIO) и содержащего 3 или более гидроксильных группы полиола (TO), отношение смешения по массе (DIO:TO) предпочтительно составляет от 100:0,01 до 100:10, более предпочтительно от 100:0,01 до 100:1.
Поликарбоновая кислота (PC) конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Ее примеры включают дикарбоновые кислоты (DIC), поликарбоновые кислоты, которые имеют 3 или более карбоксильных группы (TC), и смеси дикарбоновых кислот (DIC) и поликарбоновых кислот, которые имеют 3 или более карбоксильных группы. Их можно использовать отдельно или в комбинации. Среди них предпочтительными являются карбоновые кислоты (DIC) отдельно и смеси DIC и небольшого количества поликарбоновых кислот, имеющих 3 или более карбоксильных группы (TC).
Примеры дикарбоновой кислоты (DIC) включают алкилендикарбоновые кислоты, алкенилендикарбоновые кислоты и ароматические дикарбоновые кислоты.
Примеры алкилендикарбоновой кислоты включают янтарную кислоту, адипиновую кислоту и себациновую кислоту.
Алкенилендикарбоновая кислота предпочтительно представляет собой ту, которая имеет от 4 до 20 углеродных атомов, и ее примеры включают маллеиновую кислоту и фумаровую кислоту. Ароматическая дикарбоновая кислота предпочтительно представляет собой ту, которая имеет от 8 до 20 углеродных атомов, и ее примеры включают фталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту и нафталиндикарбоновую кислоту.
Среди них, предпочтительными являются алкенилендикарбоновые кислоты, имеющие от 4 до 20 углеродных атомов, и ароматическая дикарбоновая кислота, имеющая от 8 до 20 углеродных атомов.
Поликарбоновая кислота, имеющая 3 или более карбоксильных группы (TC), предпочтительно имеет от 3 до 8 или более карбоксильных групп. Ее примеры включают ароматические поликарбоновые кислоты.
Ароматическая поликарбоновая кислота предпочтительно представляет собой ту, которая имеет от 9 до 20 углеродных атомов, и ее примеры включают тримеллитовую кислоту и пиромеллитовую кислоту.
Альтернативно, в качестве поликарбоновой кислоты (PC) можно использовать ангидриды кислот или сложные эфиры низших алкилов и указанных выше дикарбоновых кислот (DIC), указанных выше поликарбоновых кислот, имеющих 3 или более карбоксильных группы (TC), и смесей дикарбоновых кислот (DIC) и поликарбоновых кислот, имеющих 3 или более карбоксильных группы (TC).
Примеры их сложных эфиров низших алкилов включают их сложные метиловые эфиры, их сложные этиловые эфиры и их сложные изопропиловые эфиры.
В смеси дикарбоновой кислоты (DIC) и поликарбоновой кислоты, которая имеет 3 или более карбоксильных группы (TC), отношение смешения по массе (DIC:TC) конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно, отношение смешения (DIC:TC) составляет от 100:0,01 до 100:10, более предпочтительно от 100:0,01 до 100:1.
В реакции поликонденсацим между полиолом (PO) и поликарбоновой кислотой (PC), отношение смешения PO к PC конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Отношение смешения PO/PC предпочтительно составляет от 2/1 до 1/1, более предпочтительно от 1,5/1 до 1/1, особенно предпочтительно от 1,3/1 до 1,02/1 с точки зрения отношения эквивалентов ([OH]/[COOH]) гидроксильной группы [OH] в полиоле (PO) к карбоксильной группе [COOH] в поликарбоновой кислоте (PC).
Содержание полиола (PO) содержащего изоцианатную группу полиэфирного преполимера (A) конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Например, оно предпочтительно составляет от 0,5% по массе до 40% по массе, более предпочтительно от 1% по массе до 30% по массе, особенно предпочтительно от 2% по массе до 20% по массе. Когда содержание полиола (PO) составляет меньше чем 0,5% по массе, у сформированного тонера может быть ухудшена горячая офсетная устойчивость, что затруднит достижение тонером как желаемой термостойкости, так и стабильности при хранении и желаемого свойства низкотемпературного закрепления. Когда содержание полиола (PO) больше чем 40% по массе, сформированный тонер может иметь ухудшенное свойство низкотемпературного закрепления.
Полиизоцианат (PIC) конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают алифатические полиизоцианаты, алициклические полиизоцианаты, ароматические диизоцианаты, ароматические/алифатические диизоцианаты, изоцианураты, их фенльные производные и продукты их блокирования оксимом или капролактамом.
Примеры алифатического полиизоцианата включают тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, 2,6-диизоцианатметилкапроат, октаметилендиизоцианат, декаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, тетрадекаметилендиизоцианат, триметилгександиизоцианат и тетраметилгександиизоцианат.
Примеры алициклического полиизоцианата включают изофорондиизоцианат и циклогексилметандиизоцианат.
Примеры ароматического диизоцианата включают толуилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафтилендиизоцианат, дифенилен-4,4′-диизоцианат, 4,4′-диизоцианат-3,3′-диметилдифенил, 3-метилдифенилметан-4,4′-диизоцианат и дифенилэфир-4,4′-диизоцианат.
Примеры ароматического/алифатического диизоцианата включают α,α,α′,α′-тетраметилксилилендиизоцианат.
Примеры изоцианурата включают трис-изоцианаталкил-изоцианурат и триизоцианаталкил-изоцианурат.
Их можно использовать отдельно или в комбинации.
В реакции между полиизоцианатом (PIC) и полиэфирной смолой, которая имеет активную водородную группу (например, содержащую гидроксильную группу полиэфирную смолу), отношение PIC к содержащей гидроксильную группу полиэфирной смоле предпочтительно составляет от 5/1 до 1/1, более предпочтительно от 4/1 до 1,2/1, особенно предпочтительно от 3/1 до 1,5/1, с точки зрения отношения смешения эквивалентов ([NCO]/[OH]) изоцианатной группы [NCO] в полиизоцианате (PIC) к гидроксильной группе [OH] в содержащей гидроксильную группу полиэфирной смоле. Когда отношение смешения эквивалентов [NCO]/[OH] больше чем 5, у сформированного тонера может быть ухудшено свойство низкотемпературного закрепления; тогда как когда отношение смешения эквивалентов [NCO]/[OH] меньше чем 1, у сформированного тонера может быть ухудшена офсетная устойчивость.
Содержание полиизоцианата (PIC), содержащего изоцианатную группу полиэфирного преполимера (A), конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Например, предпочтительно оно составляет от 0,5% по массе до 40% по массе, более предпочтительно от 1% по массе до 30% по массе, особенно предпочтительно от 2% по массе до 20% по массе. Когда содержание полиизоцианата (PIC) меньше чем 0,5% по массе, у сформированного тонера может быть ухудшена горячая офсетная устойчивость, что затруднит достижение тонером как желаемой термостойкости/стабильности при хранении, так и желаемого свойства низкотемпературного закрепления. Когда содержание полиизоцианата (PIC) составляет больше чем 40% по массе, у сформированного тонера может быть ухудшено свойство низкотемпературного закрепления.
Среднее число изоцианатных групп на молекулу содержащего изоцианатную группу полиэфирного преполимера (A) конкретно не ограничено, но предпочтительно составляет один или более, более предпочтительно от 1,2 до 5, еще более предпочтительно от 1,5 до 4. Когда среднее число изоцианатных групп меньше чем одна на молекулу, происходит снижение молекулярной массы полиэфирной смолы, модифицированной образующей карбамидную связь группой (RMPE), что ведет к тому, что у сформированного тонера может быть ухудшена горячая офсетная устойчивость.
Средневзвешенная молекулярная масса (Mw) полимера (преполимера), способного реагировать с активным содержащим водородную группу соединением, конкретно не ограничена, и предпочтительно составляет от 3000 до 40000, более предпочтительно от 4000 до 30000, основываясь на молекулярно-массовом распределении, получаемом посредством анализа растворимого в тетрагидрофуране (THF) вещества преполимера посредством гельпроникающей хроматографии (GPC). Когда средневзвешенная молекулярная масса (Mw) ниже чем 3000, у сформированного тонера может быть ухудшена термостойкая стабильность при хранении; тогда как когда Mw выше чем 40000, у сформированного тонера может быть ухудшено свойство низкотемпературного закрепления.
2
2
2
4
5
5
5
6
6
Гельпроникающую хроматографию (GPC) для определения молекулярной массы можно осуществлять, например, следующим образом. В частности, колонку кондиционируют в нагревательной камере при 40°C и затем пропускают тетрагидрофуран (THF) (растворитель колонки) через колонку со скоростью потока 1 мл/мин, при этом поддерживая температуру. Впоследствии, отдельно полученный раствор образца смолы в тетрагидрофуране (концентрация: от 0,05% по массе до 0,6% по массе) наносят на колонку в количестве от 50 мкл до 200 мкл. При измерении молекулярной массы образца молекулярно-массовое распределение определяют, основываясь на зависимости между логарифмическим значением и числом счетов калибровочной кривой, задаваемой посредством использования нескольких монодисперсных полистироловых стандартных образцов. Полистироловые стандарты, используемые для того, чтобы задать калибровочную кривую, могут представлять собой, например, те, которые доступны в Pressure Chemical Co. или Tosoh Co.; т.е., те, каждый из которых имеет молекулярную массу 6×10, 2,1×10, 4×10, 1,75×10, 1,1×10, 3,9×10, 8,6×10, 2×10 и 4,48×10. Предпочтительно используют по меньшей мере приблизительно 10 полистироловых стандартов для того, чтобы задать калибровочную кривую. Детектор, который можно использовать, представляет собой детектор показателя преломления (RI).
Связующая смола предпочтительно проявляет адгезионную способность в отношении среды записи, такой как бумага, и содержит адгезивный полимер, получаемый посредством реакции в водной среде между активным содержащим водородную группу соединением и полимером, способным реагировать с активным содержащим водородную группу соединением.
Средневзвешенная молекулярная масса связующей смолы конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно она составляет 3000 или более, более предпочтительно от 5000 до 1000000, особенно предпочтительно от 7000 до 500000. Поскольку средневзвешенная молекулярная масса ниже чем 3000, у сформированного тонера может быть ухудшена горячая офсетная устойчивость.
Температура стеклования (Tg) связующей смолы конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Температура стеклования связующей смолы предпочтительно составляет от 30°C до 70°C, более предпочтительно от 40°C до 65°C.
Когда температура стеклования (Tg) ниже чем 30°C, у сформированного тонера может быть ухудшена термостойкая стабильность при хранении. Когда температура стеклования (Tg) выше чем 70°C, сформированный тонер может иметь недостаточную способность к низкотемпературному закреплению. В описанном выше тонере имеет место полиэфирная смола, подвергшаяся реакции сшивания и реакции удлинения. Соответственно, даже когда температура стеклования ниже таковой у стандартного полиэфирного тонера, может быть реализована улучшенная стабильность при хранении по сравнению со стандартным полиэфирным тонером.
Температуру стеклования (Tg) определяют следующим образом с использованием термоанализатора (TA-60WS, продукт Shimadzu Co.) и дифференциального сканирующего калориметра (DSC-60, продукт Shimadzu Co.) в качестве измерительных устройств в условиях, приведенных ниже.
Условия измерения
Контейнер образца: алюминиевая чашка для образца (с крышкой).
Количество образца: 5 мг.
Эталон: алюминиевая чашка для образца (10 мг оксида алюминия).
Атмосфера: азот (скорость потока: 50 мл/мин).
Температурные условия:
Начальная температура: 20°C.
Скорость нагрева: 10°C/мин.
Конечная температура: 150°C.
Время удержания: 0.
Скорость охлаждения: 10°C/мин.
Конечная температура: 20°C.
Время удержания: 0.
Скорость нагрева: 10°C/мин.
Конечная температура: 150°C.
Получаемые измерения анализируют с использованием программного обеспечения для анализа данных (TA-60, версия 1.52), которое доступно в Shimadzu Co. Анализ осуществляют посредством точного определения диапазона ±5°C вокруг точки, демонстрирующей максимальный пик на стороне наименьшей температуры кривой DrDSC, которая представляет собой дифференциальную кривую кривой DSC во втором нагреве, и определения пиковой температуры с использованием функции анализа пиков в программном обеспечении для анализа. Затем определяют максимальную эндотермическую температуру кривой DSC в диапазоне указанной выше пиковой температуры +5°C и -5°C на кривой DSC с использованием функции анализа пиков программного обеспечения для анализа. Представленная здесь температура соответствует температуре стеклования (Tg) тонера.
Далее описаны конкретные примеры получения связующей смолы или предшественника связующей смолы.
Связующая смола конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Особенно предпочтительной является полиэфирная смола.
Полиэфирная смола конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Особенно предпочтительные ее примеры включают модифицированные мочевиной полиэфирные смолы и немодифицированные полиэфирные смолы.
Модифицированную мочевиной полиэфирную смолу получают посредством реакции, в водной среде, аминов (B), служащих в качестве активного содержащего водородную группу соединения, и содержащего изоцианатную группу полиэфирного преполимера (A), служащего в качестве полимера, способного реагировать с активным содержащим водородную группу соединением.
Модифицированная мочевиной полиэфирная смола может содержать уретановую связь, а также карбамидную связь. В этом случае, молярное отношение (карбамидная связь/уретановая связь) карбамидной связи к уретановой связи конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно оно составляет от 100/0 до 10/90, более предпочтительно от 80/20 до 20/80, особенно предпочтительно от 60/40 до 30/70. В случае, когда молярное отношение карбамидной связи составляет меньше 10, у сформированного тонера может быть ухудшена горячая офсетная устойчивость.
Предпочтительные примеры модифицированной мочевиной полиэфирной смолы и немодифицированной полиэфирной смолы включают следующее.
(1) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и изофталевой кислоты; и соединение, полученное посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с изофорондиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и изофталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(2) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с изофорондиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и изофталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(3) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль)/продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с изофорондиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол A этиленоксида (2 моль)/продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(4) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с изофорондиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль)/продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(5) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с гексаметилендиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(6) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль)/продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с гексаметилендиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(7) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с этилендиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты с изофорондиизоцианатом.
(8) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и изофталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с гексаметилендиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и изофталевой кислоты с дифенилметандиизоцианатом.
(9) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль)/продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с гексаметилендиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль)/продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль) и терефталевой кислоты/додеценилянтарного ангидрида с дифенилметандиизоцианатом.
(10) Смесь: продукт поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксид (2 моль) и изофталевой кислоты; и соединение, получаемое посредством модификации мочевиной полиэфирного преполимера с гексаметилендиамином, где полиэфирный преполимер получают посредством реакции продукта поликонденсации продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль) и изофталевой кислоты с толуолдиизоцианатом.
Модифицированный мочевиной сложный полиэфир формируют, например, следующими способами.
(1) Раствор или дисперсионную жидкость материала тонера, содержащего полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением (например, содержащим изоцианатную группу полиэфирным преполимером (A)), эмульгируют или диспергируют в водной среде вместе с активным содержащим водородную группу соединением (например, амином (B)) с тем, чтобы сформировать масляные капли, и этим двум соединениям позволяют вступить в реакцию удлинения и/или реакцию сшивания в водной среде.
(2) Раствор или дисперсионную жидкость материала тонера эмульгируют или диспергируют в водной среде, в которую предварительно добавлено активное содержащее водородную группу соединение, чтобы сформировать масляные капли, и этим двум соединениям позволяют вступить в реакцию удлинения и/или реакцию сшивания в водной среде.
(3) Раствор или дисперсионну жидкость материала тонера добавляют и смешивают в водной среде, в нее добавляют активное содержащее водородную группу соединение с тем, чтобы сформировать масляным капли, и этим двум соединениям позволяют вступить в реакцию удлинения и/или реакцию сшивания с поверхностей частиц в водной среде.
В случае (3), модифицированную полиэфирную смолу предпочтительно формируют на поверхности частицы тонера, подлежащей формированию, и таким образом может быть обеспечен градиент концентрации модифицированного сложного полиэфира внутри частицы тонера.
Условия реакции для формирования связующей смолы через эмульсификацию или диспергирование конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от комбинации активного содержащего водородную группу соединения и полимера, способного реагировать с активным содержащим водородную группу соединением. Время реакции предпочтительно составляет от 10 минут до 40 часов, более предпочтительно от 2 часов до 24 часов.
Способ стабильного формирования дисперсоидов, содержащих полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением (например, содержащим изоцианатную группу полиэфирным преполимером (A)) в водной среде является таким, что раствор или дисперсионную жидкость тонера, которые получают посредством растворения и/или диспергирования материала тонера, содержащего полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением (например, содержащим изоцианатную группу полиэфирным преполимером (A)), красящее вещество, отделяющее средство, управляющее зарядом средство и немодифицированный сложный полиэфир, добавляют в водную среду, и затем диспрегируют посредством усилия сдвига.
При эмульсификаци и/или дисперсгировании количество используемой водной среды предпочтительно составляет от 50 частей по массе до 2000 частей по массе, особенно предпочтительно от 100 частей по массе до 1000 частей по массе, на 100 частей по массе материала тонера. Когда количество используемой водной среды меньше чем 50 частей по массе, материал тонера плохо образует дисперсию, что ведет к тому, что частицы тонера, обладающие предварительно определяемым диаметром частицы, не получают в некоторых случаях. Когда количество используемой водной среды больше чем 2000 частей по массе, возрастает стоимость получения.
Другие компоненты
Другие компоненты конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают красящие вещества, отделяющие средства, управляющие зарядом средства, мелкие неорганические частицы, улучшители текучести, улучшители очистки, магнитные материалы и металлическое мыло.
Красящее вещество
Красящее вещество конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения из известных красителей и пигментов. Их примеры включают технический углерод, краситель нигрозин, железный черный, нафтоловый желтый S, ганза желтый (10G, 5G и G), кадмиевый желтый, желтый оксид железа, желтая охра, свинцовый глет, титановый желтый, полиазо желтый, масляный желты, ганза желтый (GR, A, RN и R), пигмент желтый L, бензидиновый желтый (G и GR), перманентный желтый (NCG), прочный желтый Vulcan (5G, R), тартразиновый лак, хинолиновый желтый лак, антразановый желтый BGL, изоиндолиноновый желтый, мумию, свинцовый сурик, свинцовую киноварь, кадмиевый красный, ртуть-кадмиевый красный, сурьмяную камедь, перманентный красный 4R, паранитроанилин красный, fiser красный, парахлорортонитроанилиновый красный, литоль прочный алый G, бриллиантовый прочный алый, бриллиантовый кармин BS, перманентный красный (F2R, F4R, FRL, FRLL и F4RH), прочный алый VD, прочный рубиновый Vulcan B, бриллиантовый алый G, литоль рубиновый GX, перманентный красный F5R, бриллиантовый кармин 6B, пигмент алый 3B, бордовый 5B, толуидиновый темно-красный, перманентный бордовый F2K, бордовый Helio BL, бордовый 10B, светло-коричневый BON, темно-красный средний BON, эозиновый лак, родаминовый лак B, родаминовый лак Y, ализариновый лак, тиоиндиго красный B, тиоиндиго темно-красный, масляный красный, хинакридоновый красный, пиразолоновый красный, полиазо красный, хромовый алый, бензидиновый оранжевый, периноновый оранжевый, масляный оранжевый, кобальтовую синь, церулеум голубой, щелочной голубой лак, таусинный лак, лак виктория голубой, безметаллический фталоцианин синий, фталоцианин синий, прочный небесно-голубой, индантреновый синий (RS и BC), индиго, ультрамарин, железную лазурь, антрахиноновый синий, прочный фиолетовый B, метилфиолетовый лак, кобальтовый пурпурный, марганцевый фиолетовый, диоксановый фиолетовый, антрахиноновый фиолетовый, хромовую зелень, цинковую зелень, оксид хрома, зелень Гинье, изумрудный зеленый, пигмент зеленый B, нафтоловый зеленый B, зеленое золото, кислотный зеленый лак, малахитовый зеленый лак, фталоцианиновый зеленый, антрахиноновый зеленый, оксид титана, цинковые цветы и литопон. Эти красящие вещества можно использовать отдельно или в комбинации.
Количество красящего вещества, содержащегося в тонере, конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно оно составляет от 1% по массе до 15% по массе, более предпочтительно от 3% по массе до 10% по массе.
Когда количество красящего вещества составляет меньше чем 1% по массе, у сформированного тонера могут быть ухудшены окрашивающие эксплуатационные характеристики. Тогда как когда количество красящего вещества составляет больше чем 15% по массе, пигмент не достаточно диспергирован в тонере, что потенциально ведет к падению окрашивающих эксплуатационных характеристик и ухудшению электрических характеристик сформированного тонера.
Красящее вещество можно смешивать со смолой для того, чтобы формировать маточную смесь.
Смола конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана из тех, что известны в данной области, в зависимости от предполагаемого назначения. ЕЕ примеры включают сложные полиэфиры, полимеры замещенного или незамещенного стирола, сополимеры стирола, полиметилметакрилаты, полибутилметакрилаты, поливинилхлориды, поливинилацетаты, полиэтилены, полипропилены, эпоксидные смолы, эпоксиполиоловые смолы, полиуретаны, полиамиды, поливинилбутирали, смолы полиакриловой кислоты, канифоль, модифицированные канифоли, терпеновые смолы, алифатические или алициклические углеводородные смолы, ароматические нефтяные смолы, хлорированные парафины и парафиновые воски. Эти смолы можно использовать отдельно или в комбинации.
Примеры полимеров замещенного или незамещенного стирола включают сложные полиэфирные смолы, полистиролы, поли(п-хлорстиролы) и поливинилтолуолы. Примеры сополимеров стирола включают стирол-п-хлорстироловые сополимеры, стирол-пропиленовые сополимеры, стирол-винилтолуоловые сополимеры, стирол-винилнафталиновые сополимеры, стирол-метилакрилатные сополимеры, стирол-этилакрилатные сополимеры, стирол-бутилакрилатные сополимеры, стирол-октилакрилатные сополимеры, стирол-метилметакрилатные сополимеры, стирол-этилметакрилатные сополимеры, стирол-бутилметакрилатные сополимеры, стирол-метил-α-хлорметакрилатные сополимеры, стирол-акрилонитриловые сополимеры, стирол-винилметилкетоновые сополимеры, стирол-бутадиеновые сополимеры, стирол-изопреновые сополимеры, стирол-акрилонитрилиденовые сополимеры, сополимеры стирола и маллеиновой кислоты и сополимеры стирола и сложного эфира маллеиновой кислоты.
Маточную смесь можно получать посредством смешивания или замеса красящего вещества со смолой для использования в маточной смеси через приложение высокого усилия сдвига. Предпочтительно, органический растворитель можно использовать для улучшения взаимодействий между красящим веществом и смолой.
Кроме того, предпочтительно используют так называемый способ вспышки, поскольку влажный твердый осадок красящего вещества можно непосредственно использовать (т.е., сушка не требуется). Здесь способ вспышки представляет собой способ, в котором водную пасту, содержащую красящее вещество смешивают или замешивают со смолой и органическим растворителем, и затем переносят красящее вещество в смолу для того, чтобы удалить воду и органический растворитель. В этом смешивании/замешивании, например, предпочтительно используют диспергатор с высоким усилием сдвига (например, трехвальцовая мельница). Красящее вещество можно встраивать по желанию в любую из первой фазы смолы и второй фазы смолы посредством использования различий в аффинности к двум различным смолам. Как хорошо известно, находясь на поверхности тонера, красящее вещество ухудшает зарядные эксплуатационные характеристики тонера. Таким образом, посредством избирательного встраивания красящего вещества в первую фазу смолы, которая представляет собой внутренний слой, у сформированного тонера можно усовершенствовать зарядные эксплуатационные характеристики (например, стабильность под воздействием окружающей среды, способность удерживать заряд и количество заряда).
Отделяющее средство
Отделяющее средство конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Его температура плавления предпочтительно является низкой, т.е., от 50°C до 120°C. Когда диспергируют вместе указанными выше смолами, такое отделяющее средство с низкой точкой плавления эффективно проявляет свои отделяющие эффекты на поверхности раздела между закрепляющим валком и каждой частицей тонера. Таким образом, даже когда используют безмасляный механизм (в котором отделяющее средство, такое как масло, не наносят на закрепляющий валок), достигают хорошей горячей офсетной устойчивости.
Предпочтительные примеры отделяющего средства включают воски.
Примеры восков включают натуральные воски, такие как овощные воски (например, карнаубский воск, хлопковый воск, японский воск и рисовый воск), животные воски (например, пчелиный воск и ланолин), минеральные воски (например, озокерит и церезин) и нефтяные воски (например, парафиновые воски, мелкокристаллические воски и вазелин); синтетические углеводородные воски (например, воски Фишера-Тропша и полиэтиленовые воски); и синтетические воски (например, сложноэфирные воски, кетоновые воски и воски простых эфиров). Дополнительные примеры включают амиды жирных кислот, такие как амид 12-гидроксистеариновой кислоты, стеариновый амид, имид фталевого ангидрида и хлорированные углеводороды; низкомолекулярные кристаллические полимерные смолы, такие как акрилатные гомополимеры (например, поли-н-стеарилметакрилат и поли-н-лаурилметакрилат) и акрилатные сополимеры (например, н-стеарилакрилат-этилметакрилатные сополимеры); и кристаллические полимеры, которые имеют длинную алкильную группу в своей боковой цепи. Эти отделяющие средства можно использовать отдельно или в комбинации.
Температура плавления отделяющего средства конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Температура плавления предпочтительно составляет от 50°C до 120°C, более предпочтительно от 60°C до 90°C. Когда температура плавления ниже чем 50°C, воск может неблагоприятно влиять на термостойкую стабильность при хранении тонера. Когда температура плавления выше чем 120°C, это легко может служить причиной холодного офсета при закреплении при более низких температурах.
Вязкость расплава отделяющего средства, измеряемая при температуре на 20°C выше, чем температура плавления воска, предпочтительно составляет от 5 мПа×с до 1000 мПа×с (от 5 сП до 1000 сП), более предпочтительно от 10 мПа×с до 100 мПа×с (от 10 сП до 100 сП). Когда вязкость расплава ниже чем 5 мПа×с (5 сП), у сформированного тонера может ухудшаться способность отделяться. Когда вязкость расплава выше чем 1000 мПа×с (1000 сП), горячая офсетная устойчивость и способность к низкотемпературному закреплению не могут быть улучшены в некоторых случаях.
Количество отделяющего средства, содержащегося в тонере, конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Количество отделяющего средства предпочтительно составляет от 0% по массе до 40% по массе, более предпочтительно от 3% по массе до 30% по массе.
Когда количество выше 40% по массе, у сформированного тонера может быть ухудшена текучесть.
Отделяющее средство можно встраивать по желанию в любую из первой фазы смолы и второй фазы смолы, используя различия в аффинности к двум различным смолам. Посредством избирательного встраивания отделяющего средства во вторую фазу смолы, которая представляет собой внешний слой тонера, отделяющее средство выходит наружу удовлетворительно даже за короткое время нагрева при закреплении и, следовательно, можно реализовать удовлетворительную отделяемость. С другой стороны, избирательно встраивая отделяющее средство в первую фазу смолы, которая представляет собой внутренний слой, можно снижать расход отделяющего средства на другие элементы, такие как фотопроводники и носители.
Управляющее зарядом средство
Управляющее зарядом средство конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано из тех, которые известны в данной области, в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают нигрозиновые красители, трифенилметановые красители, содержащие хром металлокомплексные красители, молибденовые кислые хелатные пигменты, родаминовые красители, алкоксиамины, четвертичные аммониевые соли (содержащие модифицированные фтором четвертичные аммониевые соли), алкиламиды, фосфор, соединения фосфора, вольфрам, соединения вольфрама, активные средства на основе фтора, соли металлов и салициловой кислоты, и соли металлов и производных салициловой кислоты. Их можно использовать отдельно или в комбинации.
Также управляющее зарядом средство может представлять собой коммерчески доступный продукт. Коммерчески доступный продукт может представлять собой, например, смолы или соединения, каждое из которых имеет функциональную группу с электронодонорным свойством, азокрасители и комплексные соединения металлов с органическими кислотами. Их конкретные примеры включают BONTRON 03 (краситель нигрозин), BONTRON P-51 (четвертичная аммониевая соль), BONTRON S-34 (содержащий металл азокраситель), E-82 (металлокомплекс на основе оксинафтойной кислоты), E-84 (металлокомплекс на основе салициловой кислоты) и E-89 (фенольный конденсат) (эти продукты доступны в ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD); TN-105 (металлокомплекс салициловой кислоты) и TP-302 и TP-415 (четвертичная аммониевая соль молибденового комплекса (эти продукт доступны в Hodogaya Chemical Co.)); COPY CHARGE PSY VP 2038 (четвертичная аммониевая соль), COPY BLUE PR (производное трифенилметана), COPY CHARGE NEG VP2036 (четвертичная аммониевая соль) и COPY CHARGE NX VP434 (эти продукты доступны в Hoechst AG); LRA-901 и LR-147 (комплекс бора) (эти продукты доступны в Japan Carlit Co., Ltd.); фталоцианин меди; перилен; хинакридон; азопигменты; и полимерные соединения, имеющие в качестве функциональной группы группу сульфоновой кислоты, карбоксильную группу или четвертичную аммониевую соль.
Управляющее зарядом средство можно встраивать в фазу смолы внутри частицы тонера, используя различия в аффинности смолы внутри частиц тонера. Избирательно встраивая управляющее зарядом средство в фазу смолы, которая представляет собой внутренний слой, внутри частиц тонера, можно снижать расход управляющего зарядом средства на другие элементы, такие как фотопроводники и носители.
Мелкие неорганические частицы
Мелкие неорганические частицы используют в качестве внешней добавки для того, чтобы придавать, например, текучесть, проявляющую способность и заряжаемость частицам тонера.
Мелкие неорганические частицы конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают диоксид кремния, оксид алюминия, оксид титана, титанат бария, титанат магния, титанат кальция, титанат стронция, оксид цинка, оксид олова, кварцевый песок, глину, слюду, волластонит, диатомовую землю, оксид хрома, оксид церия, красный оксид железа, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбонат кальция, карбид кремния и нитрид кремния. Эти мелкие неорганические частицы можно использовать отдельно или в комбинации.
В дополнение к мелким неорганическим частицам, которые имеют большой диаметр частицы от 80 нм до 500 нм с точки зрения основного среднего диаметра частицы, мелкие неорганические частицы, имеющие маленький диаметр частицы, предпочтительно можно использовать в качестве неорганических мелких частиц для содействия текучести, проявляющей способности и зарядным свойствам тонера.
В частности, гидрофобный диоксид кремния и гидрофобный оксид титана предпочтительно используют в качестве мелких неорганических частиц, которые имеют маленький диаметр частицы. Основной средний диаметр частицы мелких неорганических частиц предпочтительно составляет от 5 нм до 50 нм, более предпочтительно от 10 нм до 30 нм.
2
2
Удельная площадь поверхности по БЭТ мелких неорганических частиц предпочтительно составляет от 20 м/г до 500 м/г.
Количество содержащихся мелких неорганических частиц предпочтительно составляет от 0,01% по массе до 5% по массе, более предпочтительно от 0,01% по массе до 2,0% по массе.
Улучшитель текучести
Улучшитель текучести представляет собой средство, которое улучшает гидрофобные свойства посредством обработки поверхности и способно замедлять ухудшение текучести или заряжаемости в окружающей среде с высокой влажностью. Конкретные примеры улучшителя текучести включают силановые связывающие средства, силилирующие средства, силановые связывающие средства, которые имеют фторированную алкильную группу, органотитанатные связывающие средства, алюминиевые связывающие средства, силиконовые масла и модифицированные силиконовые масла.
Предпочтительно диоксид кремния и оксид титана (мелкие неорганические частицы) подвергать обработке поверхности с использованием такого улучшителя текучести и использовать в качестве гидрофобного диоксида кремния и гидрофобного оксида титана.
Улучшитель очищаемости
Улучшитель очищаемости добавляют в тонер для того, чтобы удалить проявитель, остающийся после переноса на фотопроводник или основной переносящий элемент.
Конкретные примеры улучшителя очищаемости включают соли металлов и жирных кислот, таких как стеариновая кислота (например, стеарат цинка и стеарат кальция), и мелкие полимерные частицы, сформированные посредством полимеризации эмульсии без мыла, такие как мелкие частицы полиметилметакрилата и мелкие частицы полистирола.
Мелкие полимерные частицы предпочтительно имеют относительно узкое распределение размеров частиц. Предпочтительно, чтобы объемно-усредненный диаметр их частиц составлял от 0,01 мкм до 1 мкм.
Магнитный материал
Магнитный материал конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран из тех, которые известны в данной области, в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают железный порошок, магнетит и феррит. Среди них, с точки зрения оттенка цвета предпочтительным является тот, который имеет белый цвет.
Стадия получения эмульсии или дисперсионной жидкости
Стадия получения эмульсии или дисперсионной жидкости представляет собой стадию добавления раствора или дисперсионной жидкость в водную среду для эмульсификации или диспергирования, чтобы тем самым получать эмульсию или дисперсионную жидкость.
Способ эмульсификации или диспергирования раствора или дисперсионной жидкости материала тонера в водной среде конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Раствор или дисперсионную жидкость предпочтительно диспергируют в водной среде при перемешивании.
Способ диспергирования раствора или дисперсионной жидкости конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Например, известные диспергаторы можно использовать для дисперсии. Диспергаторы конкретно не ограничены и их примеры включают низкоскоростные сдвиговые диспергаторы и высокоскоростные сдвиговые диспергаторы. Во время эмульсификаци или дисперсии активное содержащее водородную группу соединение и полимер (преполимер), способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением, подвергают реакции удлинения или реакции сшивания, чтобы тем самым сформировать адгезивный основной материал (связующую смолу).
Водная среда
Водная среда конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана из тех, которые известны в данной области. Ее примеры включают воду, смешиваемые с водой растворители и их смеси. Среди них вода является предпочтительной.
Смешиваемый с водой растворитель конкретно не ограничен при условии, что он смешивается с водой. Его примеры включают спирты, диметилформамид, тетрагидрофуран, целлозольвы и низшие кетоны.
Примеры спирта включают метанол, изопропанол и этиленгликоль.
Примеры низшего кетона включают ацетон и метилэтилкетон.
Их можно использовать отдельно или в комбинации.
Используемая водная среда на стадии получения эмульсии или дисперсионной жидкости предпочтительно содержит анионные мелкие частицы смолы и анионное поверхностно-активное вещество. В этом случае водную среду предпочтительно получают, например, диспергированием анионных мелких частиц смолы в водной среде в присутствии анионного поверхностно-активного вещества.
Количество анионного поверхностно-активного вещества или анионных мелких частиц смолы в водной среде конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Количество каждого из анионного поверхностно-активного вещества и анионных мелких частиц смолы предпочтительно составляет от 0,5 части по массе до 10 частей по массе на 100 частей по массе водной среды.
Анионные мелкие частицы смолы
Анионные мелкие частицы смолы прикрепляют на поверхность тонера и сливают с или встраивают в поверхность тонера для того, чтобы сформировать относительно твердую поверхность. Поскольку анионные мелкие частицы смолы имеют анионные свойства, анионные мелкие частицы смолы могут адсорбироваться на каплях жидкости, содержащей материал тонера, чтобы подавлять коалесценцию между каплями жидкости. Это важно для регулирования распределения размеров частиц тонера. Кроме того, анионные мелкие частицы смолы могут придавать отрицательную заряжаемость тонеру. Для того, чтобы достигать этих эффектов, анионные мелкие частицы смолы предпочтительно имеют средний диаметр частицы от 5 нм до 50 нм, более предпочтительно от 10 нм до 25 нм.
Средний диаметр частицы соответствует таковому у основных частиц анионных мелких частиц смолы. Средний диаметр частицы основных частиц можно измерять, например, с помощью SEM (сканирующего электронного микроскопа), TEM (просвечивающего электронного микроскопа) или способом рассеяния света. В частности, анализатор распределения размера частиц (LA-920, продукт HORIBA, Ltd.) на основе способа рассеивания лазерного света можно использовать для измерения с тем, чтобы разводить основные частицы до надлежащей концентрации, попадающей в диапазон измерений. Средний диаметр частицы у основных частиц определяют как объемно-усредненный диаметр.
Смола анионных мелких частиц смолы конкретно не ограничена до тех пор, пока ее можно диспергировать в водной среде для того, чтобы сформировать водную дисперсионную жидкость, и может быть соответствующим образом выбрана из того, что известно в данной области в зависимости от предполагаемого назначения.
Смола конкретно не ограничена и может представлять собой термопластмассу или термоотверждаемую смолу. Их примеры включают виниловые смолы, полиуретановые смолы, эпоксидные смолы, сложные полиэфирные смолы, полиамидные смолы, полиимидные смолы, кремнийорганические смолы, фенольные смолы, меламиновые смолы, карбамидные смолы, анилиновые смолы, иономерные смолы и поликарбонатные смолы. Их можно использовать отдельно или в комбинации.
Предпочтительно по меньшей мере одну, выбранную из виниловых смол, полиуретановых смол, эпоксидных смол и полиэфирных смол, диспергируют в водной среде, с точки зрения легкости получения водной дисперсионной жидкости, содержащей мелкие сферические частицы смолы.
Что примечательно, виниловая смола представляет собой гомополимер или сополимер винилового мономера. Ее примеры включают стирол-(мет)акрилатэфирные смолы, стирол-бутадиеновые сополимеры, полимеры (мет)акриловой кислоты и акрилатного сложного эфира, стирол-акрилонитриловые сополимеры, сополимеры стирола и малеинового ангидрида и сополимеры стирол-(мет)акриловой кислоты.
Анионные мелкие частицы смолы должны быть анионными для того, чтобы избегать агрегирования, когда их используют в комбинации с описанным выше анионным поверхностно-активным веществом.
Анионные мелкие частицы смолы можно получать с использованием анионного активного средства в описанных ниже способах или посредством введения в смолу анионной группы, такой как группа карбоновой кислоты и/или группа сульфоновой кислоты.
Способ получения анионных мелких частиц смолы конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают способ полимеризации с использованием известного способа полимеризации и способ получения водной дисперсионной жидкости мелких частиц смолы. Среди них последний способ является предпочтительным.
Способ получения водной дисперсионной жидкости мелких частиц смолы предпочтительно представляет собой следующее, например:
(1) способ, в котором водную дисперсионную жидкость мелких частиц смолы A непосредственно получают, подвергая виниловые мономеры, служащие в качестве исходного материала, реакции полимеризации с использованием любого одного из способа полимеризации суспензии, способ полимеризации эмульсификацией, способ затравочной полимеризации и способ полимеризации дисперсии;
(2) способ, в котором водную дисперсию мелких частиц смолы A полиприсоединенных или конденсированных смол (например, полиэфирных смол, полиуретановых смол и эпоксидных смол) получают диспергированием их предшественника (например, мономера или олигомера) или их раствора в водной среде в присутствии подходящего дисперсанта и затем отверждают получаемую дисперсию нагреванием или через добавление отвердителя;
(3) способ, в котором водную дисперсию частиц полиприсоединенных или конденсированных смол (например, полиэфирных смол, полиуретановых смол и эпоксидных смол) получают растворением подходящего эмульсификатора в их предшественнике (например, мономере или олигомере) или их растворе (который предпочтительно представляет собой жидкость или может быть разжижен при нагревании) и затем добавляют воду в получаемую смесь для эмульсификаци с инверсией фаз;
(4) способ, в которому смолу получают посредством реакции полимеризации (например, ступенчатой полимеризации, полимеризации с раскрытием кольца, полиприсоединения, аддитивной конденсации или поликонденсацией); получаемую таким образом смолу измельчают с использованием, например, механического ротационного измельчителя или струйного измельчителя, и затем классифицируют; и формируемые таким образом мелкие частицы смолы диспергируют в воде в присутствии подходящего дисперсанта;
(5) способ, в котором смолу получают посредством реакции полимеризации (например, ступенчатой полимеризации, полимеризации с раскрытием кольца, полиприсоединения, аддитивной конденсации или поликонденсации); получаемую таким образом смолу растворяют в растворителе для того, чтобы получать раствор смолы; получаемый таким образом раствор смолы распыляют для того, чтобы получать мелкие частицы смолы; и получаемые таким образом мелкие частицы смолы диспергируют в воде в присутствии подходящего дисперсанта;
(6) способ, в котором смолу получают посредством реакции полимеризации (например, ступенчатой полимеризации, полимеризации с раскрытием кольца, полиприсоединения, аддитивной конденсации или поликонденсации); получаемую таким образом смолу растворяют в растворителе для того, чтобы получать раствор смолы, с последующим добавлением плохого растворителя для преципитации, или получаемую таким образом смолу растворяют при нагревании в растворителе для того, чтобы получать раствор смолы, с последующим охлаждением для преципитации; растворитель удаляют для того, чтобы получать мелкие частицы смолы; и получаемые таким образом мелкие частицы смолы диспергируют в воде в присутствии подходящего дисперсанта;
(7) способ, в которому смолу получают посредством реакции полимеризации (например, ступенчатой полимеризации, полимеризации с раскрытием кольца, полиприсоединения, аддитивной конденсации или поликонденсации); получаемую таким образом смолу растворяют в растворителе для того, чтобы получать раствор смолы; получаемый таким образом раствор смолы диспергируют в водной среде в присутствии подходящего дисперсанта; и растворитель удаляют при нагревании или при пониженном давлении; и
(8) способ, в котором смолу получают посредством реакции полимеризации (например, ступенчатой полимеризации, полимеризации с раскрытием кольца, полиприсоединения, аддитивной конденсации или поликонденсации); получаемую таким образом смолу растворяют в растворителе для того, чтобы получать раствор смолы; подходящий эмульсификатор растворяют в получаемом таким образом растворе смолы; и воду добавляют в получаемый раствор для эмульсификации с инверсией фаз.
Анионное поверхностно-активное вещество
6
11
3
4
6
8
11
20
7
13
4
12
6
10
6
10
6
16
Анионное поверхностно-активное вещество конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают соли алкилбензолсульфоновой кислоты, соли α-олефинсульфоновой кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты, причем анионные поверхностно-активные вещества, имеющие фторалкильную группу, являются предпочтительными. Примеры анионных поверхностно-активных веществ, имеющих фторалкильную группу, включают фторалкилкарбоновые кислоты, имеющие 2 до 10 углеродных атомов, и их соли металлов, перфтороктансульфонилглутамат динатрия, 3-[ω-фторалкил(C-C)окси)-1-алкил(C или C)сульфонаты натрия, 3-[ω-фторалканоил(C-C)-N-этиламино]-1-пропансульфонаты натрия, фторалкил(C-C)карбоновые кислоты и их соли металлов, перфторалкилкарбоновые кислоты (C-C) и их соли металлов, перфторалкил(C-C)сульфонаты и их соли металлов, диэтаноламид перфтороктансульфоновой кислоты, N-пропил-N-(2-гидроксиэтил)перфтороктансульфонамид, соли перфторалкил(C-C)сульфонамидпропилтриметиламмония, соли перфторалкил(C-C)-N-этилсульфонилглицин, моноперфторалкил(C-C)этилфосфаты и простой додецилдифениловый эфир дисульфоната натрия.
Примеры коммерчески доступных продуктов содержащих фторалкильную группу анионных поверхностно-активные веществ включают SURFLON S-111, S-112 и S-113 (эти продукты доступны в Asahi Glass Co., Ltd.); FRORARD FC-93, FC-95, FC-98 и FC-129 (эти продукты доступны в Sumitomo 3M Ltd.); UNIDYNE DS-101 и DS-102 (эти продукты доступны в Daikin Industries, Ltd.); MEGAFACE F-110, F-120, F-113, F-191, F-812 и F-833 (эти продукты доступны в Dainippon Ink and Chemicals, Inc.); EFTOP EF-102103104, 105112123A, 123B, 306A, 501, 201 и 204 (эти продукты доступны в Tohchem Products Co., Ltd.); и FUTARGENT F-100 и F150 (эти продукты доступны в NEOS COMPANY LIMITED).
В тонере, получаемом с использованием водной среды, содержащей анионное поверхностно-активное вещество и анионные мелкие частицы смолы, имеющие средний диаметр частицы от 5 нм до 50 нм, анионные мелкие частицы смолы прикрепляют на поверхность каждой из частиц тонера, содержащей в качестве ядра материал тонера, содержащий красящее вещество и связующую смолу.
Что примечательно, средний диаметр частицы тонера регулируют посредством выбора надлежащих условий эмульсификации или дисперсии, таких как перемешивание водной среды на стадии получения эмульсии или дисперсионной жидкости.
Объемно-усредненный диаметр частицы тонера конкретно не ограничен, но предпочтительно составляет от 1 мкм до 6 мкм, более предпочтительно от 2 мкм до 5 мкм. Когда объемно-усредненный диаметр частицы тонера меньше 1 мкм, вероятно образование пыли из тонера при первичном переносе и вторичном переносе. С другой стороны, когда объемно-усредненный диаметр частицы тонера больше 6 мкм, воспроизводимость точки является неудовлетворительной, а также происходит ухудшение зернистости полутоновых частей, потенциально делая невозможным формирование изображения высокого разрешения.
Для водной среды следующие неорганические дисперсанты и полимерный защитный коллоид можно использовать в комбинации с анионным поверхностно-активным веществом и анионными мелкими частицами смолы. Примеры неорганических дисперсантов, которые имеет плохую растворимость в воде, включают фосфат трикальция, карбонат кальция, оксид титана, коллоидный диоксид кремния и гидроксиапатит.
Полимерный защитный коллоид конкретно не ограничен. Его примеры включают кислоты, (мет)акриловые мономеры, имеющие гидроксильную группу, виниловые спирт или простые эфиры виниловых спиртов, сложные эфиры виниловых спиртов и соединения, имеющие карбоксильную группу, их амидные соединения или метилоловые соединения, хлориды, гомополимеры или сополимеры соединения, содержащего атом азота или содержащее азот гетероциклическое кольцо, полиоксиэтилен и целлюлозы.
Примеры кислот включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, α-цианоакриловую кислоту, α-цианометакриловую кислоту, итаконовую кислоту, кротоновую кислоту, фумаровую кислоту, маллеиновую кислоту и малеиновый ангидрид.
Примеры (мет)акриловых мономеров, имеющих гидроксильную группу, включают β-гидроксиэтилакрилат, β-гидроксилэтилметакрилат, β-гидрооксилпропилакрилат, β-гидроксилпропилметакрилат, γ-гидроксипропилакрилат, γ-гидроксипропилметакрилат, 3-хлор-2-гидроксипропилакрилат, 3-хлор-2-гидроксипропилметакрилат, диэтиленгликольмоноакрилат, диэтиленгликольмонометакрилат, глицеринмоноакрилат, глицеринмонометакрилат, N-метилолакриламид и N-метилолметакриламид.
Примеры виниловых спиртов или простых эфиров виниловых спиртов включают простой винилметиловый эфир, простой винилэтиловый эфир и простой винилпропиловый эфир.
Примеры сложных эфиров виниловых спиртов и соединений, имеющих карбоксильную группу, включают винилацетат, винилпропионат и винилбутират.
Примеры их амидных соединений или метилоловых соединений включают акриламид, метакриламид, диацетонакриламидную кислоту и их метилоловые соединения.
Примеры хлоридов включают хлорид акриловой кислоты и хлорид метакриловой кислоты.
Примеры гомополимеров или сополимеров соединения, содержащего атом азота или содержащего азот гетероциклическое кольцо, включают винилпиридин, винилпирролидон, винилимидазол и этиленимин.
Примеры соединений полиоксиэтилена включают полиоксиэтилен, полиоксипропилен, полиоксиэтиленалкиламин, полиоксипропиленалкиламин, полиоксиэтиленалкиламид, полиоксипропиленалкиламид, простой полиоксиэтиленнонилфенилэфир, простой полиоксиэтиленлаурилфенилэфир, сложный полиоксиэтиленстеарилфенилэфир и сложный полиоксиэтиленнонилфенилэфир.
Примеры целлюлозы включают метилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу и гидроксипропилцеллюлозу.
Когда используют стабилизатор дисперсии, растворимый в кислоте или щелочи (например, фосфат кальция), фосфат кальция можно удалять из частиц посредством его растворения кислотой, такой как соляная кислота, с последующим промыванием водой; или посредством ферментативного разложения его.
Стадия удаления органического растворителя
Стадия удаления органического растворителя представляет собой стадию удаления органического растворителя из эмульсии или дисперсионной жидкости (эмульсифицированная суспензия).
Способ удаления органического растворителя конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Например, удаление органического растворителя осуществляют следующим образом: (1) постепенно повышают температуру всей реакционной системы до полного испарения органического растворителя, содержащегося в масляных каплях; или (2) эмульсифицированную дисперсию распыляют в сухой атмосфере для того, чтобы полностью удалить/испарить нерастворимый в воде органический растворитель, содержащийся в масляных каплях вместе с водным дисперсантом, посредством чего формируют мелкие частицы тонера.
Формируемые таким образом частицы тонера подвергают, например, промыванию и сушке и затем, в случае необходимости, классификации.
Классификацию осуществляют посредством удаления очень мелких частиц с использованием, например, циклона, декантатора или центробежного сепаратора в жидкости. Альтернативно, после сушки, сформированные порошкообразные частицы тонера можно классифицировать.
Частицы тонера, полученные посредством описанных выше стадий, можно смешивать с другими частицами, например, красящего вещества, отделяющего средства и управляющего зарядом средства, или прикладывать механическое воздействие к получаемой смеси (частицам тонера) для предотвращения опадения отделяющего средства с поверхности частиц тонера.
Примеры способа применения механического воздействия включают способ, в котором воздействие применяют к смеси с использованием высокоскоростной вращающейся лопасти; и способ, в котором смесь пропускают через высокоскоростной поток воздуха для того, чтобы сформировать агрегированные частицы, с последующим разрушением об подходящую для столкновения плиту.
Примеры аппаратов, используемых в этих способах, включают ONGMILL (продукт Hosokawa Micron K.K.), аппарат, полученный посредством модификации мельницы I-типа (продукт Nippon Neumatic Co., Ltd.) с тем, чтобы снизить его давление измельчающего воздуха, HYBRIDIZATION SYSTEM (продукт Nara Machinery Co., Ltd.), CRYPTRON SYSTEM (продукт Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) и автоматическую ступку.
Характеристики тонера
Тонер, полученный посредством приведенных выше стадий, имеет следующие характеристики.
Средняя круглость тонера конкретно не ограничена при условии, что она составляет от 0,950 до 0,990, и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Когда средняя круглость тонера меньше 0,950, происходит ухудшение ровности изображения при проявке или может быть снижена эффективность переноса тонера с электрофотографического фотопроводника на промежуточный переносящий элемент или с промежуточного переносящего элемента на среду записи. Следовательно, единообразный перенос не может быть реализован в некоторых случаях. Когда средняя круглость тонера больше 0,990, частицы тонера пробегают через нож для очистки, потенциально обуславливая невозможность очистки. Согласно способу получения по настоящему изобретению, тонер получают посредством эмульсификационной обработки в водной среде. Этот способ эффективен при снижении диаметра частицы цветного тонера и при реализации формы тонера, имеющего среднюю круглость в определенном выше диапазоне.
Среднюю круглость тонера определяют с помощью следующего уравнения: средняя круглость X = (периферическая длина круга, имеющего такую же площадь, как площадь проецируемой частицы/Периферическая длина изображения проецируемой частицы) × 100 (%). Среднюю круглость тонера можно измерять следующим способом. В частности, ее можно измерять с использованием проточного анализатора изображений частиц (FPIA-2100, продукт Sysmex Co.), и анализировать с использованием программного обеспечения для анализа (FPIA-2100 Data Processing Program For FPIA Version00-10).
В частности, в 100 мл стеклянный стакан добавляют от 0,1 мл до 0,5 мл 10% по массе поверхностно-активного вещества (NEOGEN SC-A, которое представляет собой алкилбензолсульфонат, продукт Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), добавляют от 0,1 г до 0,5 г тонера, ингредиенты перемешивают с использованием микрошпателя, затем добавляют 80 мл ионообменной воды. Получаемую дисперсионную жидкость подвергают дисперсионной обработке в течение 3 мин с использованием ультразвукового диспернатора (продукт Honda Electronics Co.). Используя указанный выше FPIA-2100, форму и распределение частиц тонера измеряют после корректировки дисперсионной жидкости, чтобы она имела концентрацию от 5000 (штук на мкл) до 15000 (штук на мкл).
В этом способе измерения, с точки зрения воспроизводимости при измерении средней круглости, важно сохранять концентрацию указанной выше дисперсионной жидкости в диапазоне от 5000 штук на мкл до 15000 штук на мкл. Для того чтобы получать указанную выше концентрацию дисперсионной жидкости, необходимо изменять условия получения дисперсионной жидкости; т.е., количество добавленного поверхностно-активного вещества и количество тонера. Требуемое количество поверхностно-активного вещества варьирует в зависимости от гидрофобности тонера. Когда поверхностно-активное вещество добавляют в большом количестве, пенообразование вызывает шум. Когда поверхностно-активное вещество добавляют в маленьком количестве, тонер не может быть достаточно увлажнен, что ведет к недостаточному диспергированию. Также количество добавленного тонера варьирует в зависимости от диаметра его частиц. Когда тонер имеет маленький диаметр частицы, его нужно добавлять в маленьком количестве. Когда тонер имеет большой диаметр частиц, его нужно добавлять в большом количестве. В случае, где диаметр частиц тонера составляет от 3 мкм до 7 мкм, концентрацию дисперсионной жидкости можно регулировать для того, чтобы она попадала в диапазон от 5000 (штук на мкл) до 15000 (штук на мкл) посредством добавления от 0,1 г до 0,5 г тонера.
Количество зарядов тонера предпочтительно составляет от 10 мкКл/г до 80 мкКл/г в качестве количества зарядов Q (абсолютное значение), получаемого, когда частицы тонера (7% по массе) и несущие частицы смешивают вместе на 15 с и 600 с. Когда количество зарядов Q (абсолютное значение) меньше 10 мкКл/г, сила притяжения между частицами тонера и несущими частицами становится низкой. В этом случае, используют большее количество тонера для проявки даже в области слабой проявки. Как результат, высококачественные изображения с градиентом не могут быть получены в некоторых случаях. Кроме того, происходит увеличение количества тонера, имеющего противоположную полярность, что может ухудшать качество изображения, например, в связи с туманом, поскольку большее количество тонера используют для проявки белого фона. Когда количество зарядов Q (абсолютное значение) выше 80 мкКл/г, сила притяжения между частицами тонера и магнитными несущими частицами становится высокой. В этом случае меньшее количество тонера используют для проявки, что может вести к ухудшению качества изображения.
Количество зарядов тонера измеряют с использованием сдувающего устройства (продукт RICOH SOZO KAIHATU K.K.). Тонер и носитель оставляют стоять в качестве проявителя, который имеет концентрацию тонера 7% по массе, при 40°C и 70% RH в течение 2 ч. Затем проявитель помещают в металлический измеритель, с последующим смешиванием при перемешивании в перемешивающем устройстве на скорости 285 об/мин в течение 60 с или 600 с. Один грамм проявителя отвешивают из 6 г начального проявителя и распределение количества зарядов тонера измеряют посредством однорежимного способа с использованием сдувающего устройства (продукт RICOH SOZO KAIHATU K.K.). Во время дутья используют отверстие 635 меш. В однорежимном способе дующего устройства (продукт RICOH SOZO KAIHATU K.K.), один режим выбирают согласно руководству, и осуществляют измерение в условиях высота 5 мм, подсос 100 и дуть два раза.
Отношение объемно-усредненного диаметра частицы (Dv) к численно-усредненному диаметру частицы (Dn), т.е., Dv/Dn, тонера конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Отношение Dv/Dn предпочтительно составляет 1,25 или менее, более предпочтительно от 1,05 до 1,25. Когда отношение Dv/Dn меньше 1,05, могут возникнуть следующие проблемы. В частности, для двухкомпонентного проявителя, при перемешивании в течение длительного периода времени в проявляющем устройстве, тонер сплавляется с поверхностью носителя, что может вести к пониженной способности заряжаться носителя и ухудшенной очищаемости. Для однокомпонентного проявителя, вероятно произойдет образование пленки тонера на проявляющем валке и запекание тонера на элементе, таком как нож, который используют для формирования тонкого слоя тонера. С другой стороны, когда отношение Dv/Dn превышает 1,25, высококачественные изображения с высоким разрешением не могут быть сформированы без трудностей. В этом случае, когда тонер вводят и расходуют в проявителе, колебание диаметра частицы тонера можно увеличивать. Также происходит расширение распределения количества зарядов тонера, затрудняя получение высококачественного изображения.
Когда отношение Dv/Dn составляет 1,25 или менее, распределение количества зарядов становится единообразным, что снижает туман на фоне. Когда отношение Dv/Dn составляет от 1,05 до 1,25, получаемый тонер имеет превосходные стабильность при хранении, способность к низкотемпературному закреплению и горячую офсетную устойчивость. В частности, когда тонер используют в полноцветном копире, изображения имеют превосходный глянец. В двухкомпонентном проявителе, даже когда тонер вводят и расходуют в течение длительного периода времени, не возникает значительного колебания диаметра частиц тонера в проявителе и, следовательно, хорошие, стабильные проявляющие свойства можно получать даже после длительного перемешивания в проявляющем устройстве. Для однокомпонентного проявителя, даже когда тонер вводят и расходуют, колебание диаметра частицы тонера можно снизить. Кроме того, образование пленки тонера на проявляющем валке и запекание тонера на элементе, таком как нож, который используют для формирования тонкого слоя тонера, не возникает. Соответственно, когда проявляющее устройство используют (перемешивают) в течение длительного периода времени, можно получать хорошие стабильные проявляющие свойства и, следовательно, можно формировать высококачественные изображения.
Объемно-усредненный диаметр частицы (Dv) и численно-усредненный диаметр частицы (Dn) тонера можно измерять следующим образом. В частности, с использованием анализатора размера частиц (Multisizer III, продукт Beckman Coulter Co.) с диаметром отверстия, установленным на 100 мкм, и полученные измерения анализируют с использованием программного обеспечения для анализа (Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51).
Более конкретно, 10% по массе поверхностно-активное вещество (алкилбензолсульфонат, Neogen SC-A, продукт Daiichi Kogyo Seiyaku Co.) (0,5 мл) добавляют в 100 мл стеклянный стакан, и в него добавляют образец тонера (0,5 г), с последующим перемешиванием микрошпателем. Впоследствии, ионообменную воду (80 мл) добавляют в стакан и получаемую дисперсионную жидкость диспергируют ультразвуковым диспергатором (W-113MK-II, продукт Honda Electronics Co.) в течение 10 мин. Получаемую дисперсионную жидкость измеряют с использованием вышеуказанного Multisizer III и Isoton III (продукт Beckman Coulter Co.), выполняющего функцию раствора для измерения. Дисперсионную жидкость, содержащую образец тонера, капают с тем, чтобы концентрация, показываемая измерителем, попадала в диапазон 8% по массе ± 2% по массе. Что примечательно, в этом способе важно, что концентрацию корректируют до 8% по массе ± 2% по массе, принимая во внимание достижение воспроизводимости измерений в отношении диаметра частиц тонера. Ошибки измерений не наблюдают до тех пор пока концентрация попадает в указанный выше диапазон.
2
2
2
2
2
2
Удельная площадь поверхности БЭТ тонера по настоящему изобретению предпочтительно составляет от 0,5 м/г до 4,0 м/г, более предпочтительно от 0,5 м/г до 2,0 м/г. Когда удельная площадь поверхности БЭТ меньше 0,5 м/г, частицы тонера плотно покрываются мелкими частицами смолы, которые уменьшают адгезию между регистрирующим листом бумаги и связующей смолой внутри частиц тонера. Как результат, происходит повышение минимальной температуры закрепления. Кроме того, мелкие частицы смолы препятствуют просачиванию воска наружу, что ведет к тому, что отделяющий эффект воска не может быть получен, чтобы обеспечить офсет. Когда удельная площадь поверхности тонера БЭТ превышает 4,0 м/г, мелкие органические частицы, остающиеся на поверхности тонера значительно выступают в виде выпячиваний. Мелкие частицы смолы остаются в виде множества грубых слоев и ухудшают адгезию между регистрирующим листом бумаги и связующей смолой внутри частиц тонера. Как результат, происходит повышение минимальной температуры закрепления. Кроме того, мелкие частицы смолы препятствуют просачиванию воска наружу, что ведет к тому, что отделяющий эффект воска не будет быть получен, чтобы обеспечить офсет.
Кроме того, добавки выступают для того, чтобы формировать неровности на поверхности тонера, которые без труда влияют на качество изображения.
Значение десятичного логарифма Logρ объемного удельного сопротивления ρ (Ом×см) тонера по настоящему изобретению предпочтительно составляет от 10,9 LogОм×см до 11,4 LogОм×см. Когда значение десятичного логарифма Logρ объемного удельного сопротивления ρ (Ом×см) тонера меньше, чем 10,9 LogОм×см, проводимость становится выше, обуславливая неспособность заряжаться. Как результат, возрастает тенденция к возникновению смазывания фона и/или рассеивания тонера. Когда оно больше, чем 11,4 LogОм×см, сопротивление становится выше, повышая количество зарядов, что ведет к тому, что плотность изображения снижена.
На фиг. 1 схематически проиллюстрирована структура тонера по настоящему изобретению. Как проиллюстрировано на фиг. 1, частица 100 тонера содержит основную частицу 101 тонера (главное тело частицы тонера) и внешние добавки 102. Здесь основная частица 101 тонера выполнена из материала тонера, а внешние добавки 102 способствуют текучести, проявляющей способности и заряжаемости окрашенной частицы тонера. Внешние добавки 102 прикрепляют на самую верхнюю поверхность основной частицы 101 тонера. Что примечательно, структура частицы тонера не ограничена проиллюстрированной на фиг. 1. Например, деформирующее средство можно использовать для того, чтобы деформировать структуру частицы тонера.
Проявитель
Проявитель конкретно не ограничен при условии, что он содержит тонер, и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Проявитель дополнительно может содержать несущие компоненты.
Примеры проявителя включают однокомпонентный проявитель, состоящий из тонера, и двухкомпонентный проявитель, содержащий тонер и носитель.
Для высокоскоростных принтеров, отвечающих современному росту скорости обработки информации, двухкомпонентный проявитель предпочтительно используют с точки зрения, например, увеличения срока службы.
Такой проявитель можно использовать, например, в различных известных электрофотографических способах, таких как магнитные однокомпонентные способы проявки, немагнитные однокомпонентые способы и двухкомпонентные способы проявки. Для однокомпонентного проявителя, даже когда тонер вводят и расходуют, колебание диаметра частицы тонера можно снизить. Кроме того, образование пленки тонера на проявляющем валке и запекание тонера на элементе, таком как нож, который используют для формирования тонкого слоя тонера, не происходит. Соответственно, когда проявляющее устройство используют (перемешивают) в течение длительного периода времени, можно получать хорошие стабильные проявляющие свойства и, следовательно, можно формировать высококачественные изображения. В двухкомпонентном проявителе, даже когда тонер вводят и расходуют в течение длительного периода времени, не происходят значительные колебания диаметра частиц тонера в проявителе и, следовательно, хорошие стабильные проявляющие свойства можно получать даже после длительного перемешивания в проявляющем устройстве.
Когда тонер используют вместе с носителем для того, чтобы сформировать двухкомпонентный проявитель, массово-усредненный диаметр частицы носителя конкретно не ограничен, но предпочтительно составляет от 15 мкм до 40 мкм.
Когда массово-усредненный диаметр частицы меньше, чем 15 мкм, вероятно возникнет адгезия носителя, которая представляет собой такой феномен, что носитель также неблагоприятно переносят на стадии переноса. Когда массово-усредненный диаметр частицы больше 40 мкм, адгезия носителя возникает с меньшей вероятностью. В этом случае, однако, когда повышают плотность тонера, чтобы обеспечить высокую плотность изображения, существует возможность того, что вероятно возникнет смазывание фона. Кроме того, когда диаметр точки скрытого изображения является маленьким, вариации воспроизводимости точки настолько велики, что зернистость в светлых частях вероятно будет ухудшена.
Количество носителя, содержащегося в двухкомпонентном проявителе, конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Количество носителя предпочтительно составляет от 90% по массе до 98% по массе, более предпочтительно от 93% по массе до 97% по массе. Когда количество носителя попадает в диапазон от 93% по массе до 97% по массе, благоприятным является то, что можно стабильно осуществлять проявку.
Носитель конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Носитель предпочтительно имеет материал ядра и слой смолы, который покрывает материал ядра.
2
2
2
2
Материал для материала ядра конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Например, предпочтительно использовать марганец-стронциевые (Mn-Sr) материалы (от 50 А×м/кг до 90 А×м/кг) или марганец-магниевые (Mn-Mg) материалы (от 50 А×м/кг до 90 А×м/кг). Эти материалы можно использовать отдельно или в комбинации.
2
2
2
2
2
Кроме того, предпочтительно использовать материалы с высокой намагниченностью, такие как железный порошок (100 А×м/кг или более) или магнетит (от 75 А×м/кг до 120 А×м/кг) с целью гарантировать плотность изображения. Кроме того, предпочтительно использовать материалы с низкой намагниченностью, такие как медь-цинк (Cu-Zn) с от 30 А×м/кг до 80 А×м/кг, поскольку влияние на фотопроводник, имеющий тонер в форме магнитной щетки, можно облегать и поскольку это благоприятно для более высокого качества изображения.
Объемно-усредненный диаметр частицы (D50) материала ядра конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Он предпочтительно составляет от 10 мкм до 150 мкм, более предпочтительно от 20 мкм до 80 мкм.
Когда D50 меньше 10 мкм, возрастает количество мелкого порошка в распределении размеров частиц носителя, тогда как намагниченность на одну частицу снижается и может происходить рассеивание носителя. Когда объемно-усредненный диаметр частицы больше 150 мкм, возрастает удельная площадь поверхности носителя и, таким образом, может происходить рассеивание тонера. Как результат, в случае печати полноцветного изображения, имеющего много сплошных частей, в частности, может ухудшаться воспроизведение сплошных частей.
Когда объемно-усредненный диаметр частицы (D50) материала ядра попадает в диапазон от 20 мкм до 80 мкм, благоприятно, что можно стабильно осуществлять проявку.
Материал слоя смолы, покрывающий материал ядра, конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают аминосмолы, поливиниловые смолы, полистироловые смолы, галогенированные полиолефиновые смолы, полиэфирные смолы, поликарбонатные смолы, полиэтиленовые смолы, поливинилфторидные смолы, поливинилиденфторидные смолы, политрифторэтиленовые смолы, полигексафторпропиленовые смолы, сополимеры винилиденфторида и акрилового мономера, сополимеры винилиденфторида и винилфторида, фтортерполимеры, такие как терполимеры тетрафторэтилена, винилиденфторида и мономера, не содержащего фторсодержащую группу, и силиконовые смолы. Их можно использовать отдельно или в комбинации.
Аминосмолы конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают карбамидоформальдегидные смолы, меламиновые смолы, бензогуанаминовые смолы, карбамидные смолы, полиамидные смолы и эпоксидные смолы.
Поливиниловые смолы конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают акриловые смолы, полиметилметакрилат, полиакрилонитрил, поливинилацетат, поливиниловый спирт и поливинилбутираль.
Полистироловые смолы конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают полистирол и стиролакриловые сополимеры.
Галогенированные полиолефины конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают поливинилхлорид.
Полиэфирные смолы конкретно не ограничены и могут быть соответствующим образом выбраны в зависимости от предполагаемого назначения. Их примеры включают полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат.
В случае необходимости, слой смолы может по мере необходимости содержать, например, электропроводящий порошок. Электропроводящий порошок конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают металлический порошок, технический углерод, оксид титана, оксид олова и оксид цинка.
Средний диаметр частицы электропроводящего порошка конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно он составляет 1 мкм или менее. Когда средний диаметр частицы больше 1 мкм, может быть сложно управлять электрическим сопротивлением.
Слой смолы можно формировать посредством единообразного покрытия поверхности материала ядра покрывающим раствором, получаемым посредством растворения силиконовой смолы или других смол в растворителе, с помощью известного способа нанесения покрытия, с последующей сушкой и термообработкой.
Способ нанесения покрытия конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают окунание, распыление и покрытие кистью.
Растворитель конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Его примеры включают толуол, ксилол, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, целлозольв и бутилацетат.
Способ термообработки конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Он может представлять собой внешнее нагревание или внутреннее нагревание. Примеры способа термообработки включают способы с использованием фиксированной электрической печи, жидкостной электрической печи, ротационной электрической печи, форсуночной печи или микроволновой печи.
Количество слоя смолы в носителе конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно оно составляет от 0,01% по массе до 5,0% по массе. Когда количество слоя смолы меньше 0,01% по массе, слой смолы нельзя единообразно сформировать на поверхности материала ядра. Когда количество слоя смолы больше 5,0% по массе, слой смолы становится настолько толстым, что происходит спекание несущих частиц и, таким образом, в некоторых случаях нельзя получить несущие частицы одинакового размера.
Характеристики носителя можно измерять следующими способами.
Массово-усредненный диаметр частицы
Массово-усредненный диаметр частицы Dw носителя вычисляют, основываясь на распределении размеров частиц у частиц, измеренных на численной основе; т.е., зависимость между частотой на численной основе и диаметром частицы. В этом случае, массово-усредненный диаметр частицы Dw выражают с помощью следующего уравнения (l):
3
4
Dw={1/∑(nD)}×{∑ (nD)} Уравнение (1),
где D представляет типичный диаметр частицы (мкм) у частиц, присутствующих в каждом канале, и «n» представляет общее число частиц, присутствующих в каждом канале. Следует отметить, что каждый канал представляет собой расстояние для равного деления диапазона диаметров частиц на карте распределения размеров частиц, и 2 мкм можно использовать для каждого канала в настоящем изобретении. Для типичного диаметра частицы у частиц, присутствующих в каждом канале, нижний предел значения диаметра частиц соответствующих каналов можно использовать.
Кроме того, численно-усредненный диаметр частицы Dp носителя или частиц материала ядра носителя вычисляют, основываясь на распределении диаметров частиц, измеряемых на численной основе. Численно-усредненный диаметр частицы Dp выражают с помощью уравнения (2):
Dp=(1/ΣΝ)×{∑nD} Уравнение (2),
где N представляет общее число измеряемых частиц, «n» представляет общее число частиц, присутствующих в каждом канале, и D представляет минимальный диаметр частицы у частиц, присутствующих в каждом канале (2 мкм).
В качестве анализатора размера частиц, используемого для измерения распределения размеров частиц, можно использовать микротрековый анализатор размера частиц (Model HRA932OX100, продукт Honewell Co.). Оценку проводят при следующих условиях.
(1) Диапазон диаметров частиц: от 8 мкм до 100 мкм.
(2) Длина канала (ширина): 2 мкм.
(3) Число каналов: 46.
(4) Коэффициент преломления: 2,42.
Способ формирования изображения
Способ формирования изображения по настоящему изобретению включает: стадию зарядки для зарядки электрофотографического фотопроводника; стадию экспонирования для формирования скрытого электростатического изображения на заряженном электрофотографическом фотопроводнике; стадию проявки для проявки скрытого электростатического изображения тонером по настоящему изобретению с тем, чтобы формировать тонерное изображение; стадию первичного переноса для первичного переноса тонерного изображения на промежуточный переносящий элемент; стадию вторичного переноса для вторичного переноса тонерного изображения, которое перенесено на промежуточный переносящий элемент, на среду записи посредством блока вторичного переноса; стадию закрепления для закрепления перенесенного тонерного изображения на среде записи посредством прикладывающего тепло/давление элемента; и стадию очистки для удаления тонера, остающегося после переноса и прилипшего к поверхности электрофотографического фотопроводника, с которого тонерного изображение переносили на промежуточный переносящий элемент посредством блока первичного переноса.
Способ формирования изображения конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно, его соответствующим образом используют для формирования полноцветного изображения.
На стадии вторичного переноса, линейная скорость переноса тонера изображения на среду записи (так называемая скорость печати) конкретно не ограничена и может быть соответствующим образом выбрана в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно она составляет от 300 мм/с до 1000 мм/с. Также время переноса на стадии вторичного переноса предпочтительно составляет от 0,5 мс до 20 мс. Стоит отметить, что время переноса представляет собой время переноса, необходимое для переноса в часть печатного контакта между переносящими валками, используемыми для вторичного переноса.
Как описано выше, способ формирования изображения конкретно не ограничен и может быть соответствующим образом выбран в зависимости от предполагаемого назначения. Предпочтительно он относится к тандемному типу, где способ формирования изображения, включающий стадию зарядки, стадию экспонирования, стадию проявки, стадию первичного переноса, стадию вторичного переноса и стадию очистки, осуществляют одновременно параллельно при формировании изображения.
В тандемном типе предусмотрено множество электрофотографических фотопроводников, и проявку осуществляют один цвет за одним цветом при каждом вращении.
Согласно способу формирования изображения тандемного типа, стадию зарядки, стадию экспонирования, стадию проявки и стадию переноса осуществляют для каждого цвета для того, чтобы сформировать тонерное изображение каждого цвета.
Соответственно, различие в скорости между формированием одноцветного изображения и формированием полноцветного изображения настолько мала, что тандемный тип предпочтительно может справляться с высокоскоростной печатью.
В целом, в способе формирования изображения тандемного типа, цветные тонерные изображения формируют на соответствующих отдельных электрофотографических фотопроводниках, и слои цветных тонеров накладывают друг на друга (цветовое наложение) для того, чтобы сформировать полноцветное изображение. Соответственно, когда существуют вариации в свойствах, таких как различия в зарядных характеристиках между частицами цветных тонеров, различия в количестве проявляющего тонера возникают между соответствующими частицами цветных тонеров. Как результат, возрастает изменение тона вторичного цвета за счет цветового наложения, и воспроизводимость цветов может быть снижена. Тонер, используемый в способе формирования изображения тандемного типа, должен отвечать таким требованиям, что количество проявляющего тонера для регулирования баланса цветов стабильно (нет вариаций в количестве проявляющего тонера между частицами соответствующих цветных тонеров) и прилипание к электрофотографическому фотопроводнику и к среде записи равномерно между частицами соответствующих цветных тонеров.
В этом отношении, использование тонера по настоящему изобретению на стадии проявки позволяет способу формирования изображения тандемного типа проявлять свои преимущества, поскольку тонер имеет единообразные зарядные свойства, не имеет вариаций в соответствующих частицах тонера и единообразное прилипание к электрофотографическому фотопроводнику и к среде записи между частицами соответствующих цветных тонеров.
Стадия зарядки конкретно не ограничена, но заряжающий блок предпочтительно подает, по меньшей мере, напряжение постоянного тока, получаемое посредством наложения напряжений переменного тока. Подача напряжения постоянного тока, получаемого посредством наложения напряжений переменного тока, может стабилизировать напряжение на поверхности электрофотографического фотопроводника до желаемого значения по сравнению с подачей только напряжения постоянного тока. Соответственно, дополнительно можно реализовать единообразную зарядку.
Стадия зарядки конкретно не ограничена, но заряжающий блок предпочтительно осуществляет зарядку посредством приведения заряжающего элемента в контакт с электрофотографическим фотопроводником и подачи напряжения на заряжающий элемент. Когда зарядку осуществляют посредством приведения заряжающего элемента в контакт с электрофотографическим фотопроводником и подачи напряжения на заряжающий элемент, в частности, можно улучшить эффект единообразных зарядных свойств, достигаемый посредством подачи напряжения постоянного тока, который получают посредством наложения напряжений переменного тока.
Стадия закрепления конкретно не ограничена, но ее предпочтительно осуществляют посредством закрепляющего блока, который содержит: нагревающий валок, который формируют на магнитном металле и нагревают посредством электромагнитной индукции; закрепляющий валок, расположенный параллельно нагревающему валку; бесконечная лентовидная нагревающая тонер среда (нагревательная лента), которая идет поперек нагревающего валка и закрепляющего валка, которую нагревают посредством нагревающего валка и вращают с помощью этих валков; и прижимной валок, который приводят в прижимной контакт с закрепляющим валком через нагревательную ленту и вращают в прямом направлении относительно нагревательной ленты для того, чтобы сформировать часть закрепляющего печатного контакта. На стадии закрепления можно осуществлять рост температуры на закрепляющей ленте за короткое время и можно осуществлять контроль стабильной температуры. Кроме того, даже когда используют среду записи, имеющую шероховатую поверхность, во время закрепления, закрепляющая лента действует в определенной степени согласованно с поверхностью бумаги для переноса и, следовательно, можно осуществлять удовлетворительную закрепляемость.
Закрепляющий блок конкретно не ограничен, но предпочтительно относится к безмасляному типу или типу закрепления с минимальным покрытием маслом. С этой целью, предпочтительно, частицы тонера, подлежащие закреплению, содержат отделяющее средство (воск) в мелкодисперсном состоянии в частицах тонера. В тонере, в котором отделяющее средство мелко диспергировано в частице тонера, отделяющее средство вероятно будет просачиваться наружу во время закрепления. Соответственно, в безмасляном закрепляющем устройстве или даже когда эффект покрытия маслом становится неудовлетворительным в закрепляющем устройстве с минимальным покрытием маслом, перенос тонера на ленту можно сдерживать.
Для того чтобы отделяющее средство присутствовало в диспергированном состоянии в частице тонера, предпочтительно, отделяющее средство и связующая смола не являются совместимыми друг с другом. Отделяющее средство может быть мелко диспергировано в частице тонера, например, используя преимущество усилия сдвига в замешивании при получении тонера. Находится ли отделяющее средство в диспергированном состоянии, можно определять посредством наблюдения тонкопленочного среза частицы тонера под TEM. Диаметр отделяющего средства в дисперсии конкретно не ограничен, но предпочтительно относительно мал. Однако, когда диаметр в дисперсии чрезмерно мал, просачивание во время закрепления иногда бывает неудовлетворительным. Соответственно, когда отделяющее средство можно наблюдать при увеличении в 10000 раз, можно определять, что отделяющее средство присутствует в диспергированном состоянии. Когда отделяющее средство настолько мало, что отделяющее средство нельзя наблюдать при увеличении 10000 раз, просачивание отделяющего средства во время закрепления иногда бывает неудовлетворительным, даже когда отделяющее средство мелко диспергировано в частице тонера.
Далее, со ссылкой на рисунки, каждая из стадий способа формирования изображения описана более подробно вместе с блоками, используемыми для стадии.
Заряжающее устройство, используемое на стадии зарядки, может относиться, например, к заряжающему устройству валкового типа, проиллюстрированному на фиг. 2, и заряжающему устройству с меховой щеткой, проиллюстрированному на фиг. 3.
На фиг. 2 представлена схематическая конфигурация примера заряжающего устройства 110 валкового типа, которое относится к одному из типов контактных заряжающих устройств. Фотопроводник 3, подлежащий зарядке в качестве несущего изображение элемента вращают на предварительно определяемой скорости (скорости печати) в направлении, указанном стрелкой. Заряжающий валок 111, выполняющий функцию заряжающего элемента, который приводят в контакт с фотопроводником 3, содержит металлический сердечник 112 и электропроводящий резиновый слой 113, сформированный на внешней поверхности металлического сердечника 112 в форме концентрического круга. Оба конца металлического сердечника 112 поддерживают несущие с тем, чтобы заряжающий валок мог свободно вращаться, и заряжающий валок прижат к фотопроводнику 3 при предварительно определяемом давлении посредством прижимного блока. Следовательно, заряжающий валок 111 на фиг. 2 вращается наряду с вращением фотопроводника 3. Заряжающий валок 111 в целом формируют диаметром 16 мм, в котором металлический сердечник, который имеет диаметр 9 мм, покрыт электропроводящим резиновым слоем 113, который имеет умеренное сопротивление приблизительно 100000 Ом×см. Источник питания 114, показанный на фигуре, электрически соединен с металлическим сердечником 112 заряжающего валка 111, и предварительно определяемое смещение подают на заряжающий валок 111 с помощью источника питания 114. Таким образом, поверхность фотопроводника 3 единообразно заряжают при предварительно определяемой полярности и потенциале.
В дополнение к заряжающему устройству валкового типа, заряжающее устройство может представлять собой, например, магнитное щеточное заряжающее устройство или меховое щеточное заряжающее устройство. Его можно соответствующим образом выбирать согласно описанию или конфигурации электрофотографического аппарата. Когда магнитную щетку используют в качестве заряжающего устройства, магнитная щетка содержит заряжающий элемент, сформированный из частиц различных ферритов, таких как Zn-Cu феррит, немагнитную электропроводящую муфту для того, чтобы поддерживать частицы феррита, и магнитный валок, заключенный в немагнитной электропроводящей муфте.
На фиг. 3 представлена схематическая конфигурация одного из примеров контактного щеточного заряжающего устройства 120. Когда меховую щетку используют в качестве заряжающего устройства, материал меховой щетки, например, представляет собой мех, обработанный так, чтобы быть электропроводящим, например, с использованием углерода, сульфида меди, металла или оксида металла, и мех наматывают или прикрепляют на металл или другой металлический сердечник, который обрабатывают так, чтобы быть электропроводящим, тем самым получая заряжающее устройство.
В контактном щеточном заряжающем устройстве 120, проиллюстрированном на фиг. 3, фотопроводник 3, подлежащий зарядке (несущий изображение элемент), вращают на предварительно определяемой скорости (скорость печати) в направлении, указанном стрелкой. Меховой щеточный валок 121, сформированный из металлического сердечника 122 и щеточной части 123, приводят в контакт с фотопроводником 3, с предварительно определяемой шириной печатного контакта и предварительно определяемым давлением с учетом эластичности щеточной части 123.
Меховой щеточный валик 121 в качестве контактного заряжающего устройства имеет наружный диаметр 14 мм и продольную длину 250 мм. В этой меховой щетке ленту с ворсом из электропроводящего вискозного волокна (REC-B, продукт Unitika Ltd.) в качестве щеточной части 123 спирально наматывают вокруг металлического сердечника 122, который имеет диаметр 6 мм, который также выполняет функцию электрода. Щетка щеточной части 123 имеет 300 денье/50 нить, и плотность 155 волокон на 1 квадратный миллиметр. После того, как эту цилиндрическую щетку вставляют в трубу с внутренним диаметром 12 мм при вращении в одном направлении, ее располагают как концентрический круг относительно трубы. После этого, цилиндрическую щетку в трубе оставляют в атмосфере с высокой влажностью и высокой температурой с тем, чтобы изогнуть волокна меха.
5
4
7
Сопротивление мехового щеточного валка 121 составляет 1×10 Ом при приложенном напряжении 100 В. Это сопротивление вычисляют по току, который получают, когда меховой щеточный валок контактирует с металлическим барабаном, который имеет диаметр 30 мм, при ширине печатного контакта 3 мм и напряжении 100 В, подаваемом на него. Сопротивление щеточного заряжающего устройства 120 должно составлять 10 ОМ или более для того, чтобы предотвращать дефекты изображения, обусловленные недостаточным зарядом в заряжающей части печатного контакта, когда фотопроводник 3, подлежащий зарядке, неожиданно имеет дефекты с низкой электрической прочностью, такие как микроотверстия в нем, и, следовательно, чрезмерный ток утечки идет в дефекты. Кроме того, оно должно составлять 10 Ом или менее для того, чтобы в достаточной мере заряжать поверхность фотопроводника 3.
Примеры материала щетки включают, в дополнение к REC-B (продукт Unitika Ltd.), REC-C, REC-M1, REC-M10 (продукт Unitika Ltd.), SA-7 (продукт Toray Industries, Inc.), THUNDERON (продукт Nihon Sanmo Dyeing Co., Ltd.), BELTRON (продукт Kanebo Gohsen, Ltd.), KURACARBO, в котором углерод диспергирован в вискозе (продукт Kuraray Co., Ltd.), и ROVAL (продукт Mitsubishi Rayon Co., Ltd.). Щетка предпочтительно имеет от 3 денье до 10 денье на волокно, от 10 нитей до 100 нитей на пучок, и 80 от волокон до 600 волокон на квадратный миллиметр. Длина меха предпочтительно составляет от 1 мм до 10 мм.
Меховой щеточный валик 121 вращают в противоположном направлении относительно направления вращения фотопроводника 3 с предварительно определяемой окружной скоростью и вводят в контакт с поверхностью фотопроводника при разности скоростей. Источник питания 124 подает предварительно определяемое заряжающее напряжение на меховой щеточный валок 121 с тем, чтобы поверхность фотопроводника единообразно заряжать при предварительно определяемой полярности и потенциале.
При контактной зарядке фотопроводника 3 меховым щеточным валком 121, преимущественно происходит непосредственная инжекция зарядов и зарядка поверхности фотопроводника 3 при напряжении, по существу равном заряжающему напряжению, подаваемому на меховой щеточный валок 511.
Заряжающий элемент может иметь какую-либо форму, такую как заряжающий валок или меховая щетка, а также меховой щеточный валок 121. Форму можно выбирать согласно описанию и конфигурации аппарата для формирования изображения. Когда используют заряжающий валок, в целом он содержит металлический сердечник и резиновый слой, который имеет умеренное сопротивление приблизительно 100000 Ом×см, который покрыт металлический сердечник. Когда используют магнитную меховую щетку, в целом она содержит заряжающий элемент, сформированный из частиц различных ферритов, таких как Zn-Cu феррит, немагнитную электропроводящую муфту для того, чтобы поддерживать частицы феррита, и магнитный валок, заключенный в немагнитной электропроводящей муфте.
На фиг. 4 проиллюстрирована схематическая конфигурация одного из примеров магнитного щеточного заряжающего устройства. Фотопроводник 3, подлежащий зарядке (несущий изображение элемент), вращают на предварительно определяемой скорости (скорость печати) в направлении, указанном стрелкой. Щеточный валок 131, который имеет магнитную щетку, приводят в контакт с фотопроводником 3 при предварительно определяемом ширине печатного контакта и предварительно определяемом давлении с учетом эластичности щеточной части 133.
Магнитную щетку в качестве контактного заряжающего элемента формируют на магнитных частицах. Для магнитных частиц, частицы Zn-Cu феррита, имеющие средний диаметр частицы 25 мкм, и частицы Zn-Cu феррита, имеющие средний диаметр частицы 10 мкм, смешивают вместе в соотношении по массе 1:0,05, чтобы тем самым сформировать магнитные частицы, которые имеют пики на каждом среднем диаметре частицы и получены посредством нанесения покрытия на частицы феррита, имеющие средний диаметр частицы 25 мкм, с использованием слоя смолы, которая имеет умеренное сопротивление.
Контактный заряжающий элемент формируют из указанных выше покрытых магнитных частиц, немагнитной электропроводящей муфты, которая поддерживает покрытые магнитные частицы, и магнитного валка, который заключен в немагнитной электропроводящей муфте. Покрытые магнитные частицы расположены на муфте толщиной 1 мм с тем, чтобы формировать заряжающий контакт приблизительно 5 мм в ширину с фотопроводником. Ширину между немагнитной электропроводящей муфтой и фотопроводником корректируют приблизительно до 500 мкм. Магнитный валок вращают с тем, чтобы подвергать немагнитную электропроводящую муфту вращению на скорости в два раза выше окружной скорость поверхности фотопроводника, и в направлении, противоположном фотопроводнику. Следовательно, магнитная щетка образует единообразный контакт с фотопроводником.
На фиг. 5 проиллюстрировано образцовое проявляющее устройство. На стадии проявки переменное электрическое поле предпочтительно накладывают для проявки скрытого изображения на фотопроводнике 3. В проявляющем устройстве 40, проиллюстрированном на фиг. 5, источник питания 46 подает вибрационное напряжение смещения в качестве проявляющего смещения, при котором накладывают напряжение постоянного тока и напряжение переменного тока, на проявляющую муфту 41 во время проявки. Потенциал фоновой части и потенциал части с изображением находятся между максимумом и минимумом вибрационного потенциала смещения.
Это формирует переменное электрическое поле, направление которого попеременно меняется, в область 47 проявки. Тонер и носитель в проявителе энергично вибрируют в этом переменном электрическом поле с тем, чтобы тонер 100 преодолел ограничивающую электростатическую силу проявляющей муфты 41 и носителя и прикрепился к скрытому изображению на фотопроводнике 3. Тонер 100 представляет собой тонер по настоящему изобретению.
Разница между максимумом и минимумом вибрационного напряжения смещения (размах напряжения) предпочтительно составляет от 0,5 кВ до 5 кВ, а частота предпочтительно составляет от 1 кГц до 10 кГц. Форма волны вибрационного напряжения смещения может представлять собой прямоугольную волну, синусоидальную волну или треугольную волну. Напряжение постоянного тока для вибрационного напряжения смещения находится в диапазоне между потенциалом фона и потенциалом изображения, как указано выше, и предпочтительно его устанавливают ближе к потенциалу фона с точки зрения предотвращения отложения тонера (образования тумана) на фоне.
Когда вибрационное напряжение смещения представляет собой прямоугольную волну, предпочтительно корректировать коэффициент заполнения до 50% или менее. Коэффициент заполнения представляет собой долю времени, когда тонер перескакивает на фотопроводник 3 во время одного цикла вибрационного смещения. Таким образом, различие между пиковой длительностью, когда тонер перескакивает на фотопроводник 3, и средней длительностью смещения может быть очень большим. Следовательно, движение 100 тонера становится дополнительно активированным и, таким образом, тонер прикрепляется точно с учетом возможного распределения скрытого электростатического изображения, и можно усовершенствовать грубые отложения и разрешение изображения. Кроме того, можно уменьшать различие между пиковой длительностью, когда носитель, имеющий противоположную полярность тока относительно тонера 100, перескакивает на фотопроводник, и средней длительностью смещения. Следовательно, можно сдерживать движение носителя и значительно снизить возможность отложения носителя на фоне.
Закрепляющее устройство, используемое на стадии закрепления, может представлять собой, например, закрепляющее устройство, проиллюстрированное на фиг. 6. Закрепляющее устройство 70, проиллюстрированное на фиг. 6, предпочтительно содержит нагревающий валик 710, который нагревают электромагнитной индукцией с помощью индукционного нагревательного блока 760, закрепляющий валок 720 (лицевой вращатель), расположенный параллельно нагревающему валку 710, закрепляющую ленту (теплостойкая лента, нагревающая тонер среда) 730, которую формируют из бесконечной полоски, натянутой между нагревающим валком 710 и закрепляющим валком 720 и которую нагревают посредством нагревающего валка 710 и вращают посредством любого из этих валков в направлении, указанном стрелкой A, и прижимной валок 740 (прижимающий вращатель), который прижимают к закрепляющему валку 720 через закрепляющую ленту 730 и который вращают в прямом направлении по отношению к закрепляющей ленте 730.
Нагревающий валок 710 представляет собой полый цилиндрический магнитный металлический элемент, выполненный, например, из железа, кобальта, никеля или сплава этих металлов. Нагревающий валок 710 имеет наружный диаметр от 20 мм до 40 мм и толщину от 0,3 мм до 1,0 мм, чтобы быть в конфигурации низкой теплоемкости и быстрого роста температуры.
Закрепляющий валок 720 (лицевой вращатель) формируют из металлического сердечника 721, выполненного из металла, такого как нержавеющая сталь, и эластического элемента 722, выполненного из сплошного или вспененного силиконового каучука, который имеет термостойкость, чтобы покрывать им металлический сердечник 721. Кроме того, для того, чтобы сформировать контактный участок предварительно определяемой ширины между прижимным валком 740 и закрепляющим валком 720 посредством сжимающего усилия, предоставляемого прижимным валком 740, закрепляющий валок 720 конструируют с наружным диаметром приблизительно от 20 мм приблизительно до 40 мм, чтобы быть больше, чем нагревающий валок 710. Эластический элемент 722 имеет толщину приблизительно от 4 мм приблизительно до 6 мм. Благодаря этой конфигурации, теплоемкость нагревающего валка 710 меньше, чем у закрепляющего валка 720, чтобы нагревающий валок 710 нагревался быстро, чтобы сделать временной период разогрева короче.
Закрепляющую ленту 730, которую натягивают между нагревающим валком 710 и закрепляющим валком 720, нагревают на контактном участке W1 с использованием нагревающего валка 710, подлежащего нагреванию индукционным нагревательным блоком 760. Затем внутреннюю поверхность закрепляющей ленты 730 непрерывно нагревают посредством вращения нагревающего валка 710 и закрепляющего валка 720 и, как результат, вся лента будет нагрета.
На фиг. 7 проиллюстрирована слоистая структура закрепляющей ленты 730. Закрепляющая лента 730 имеет следующие четыре слоя в порядке от внутреннего слоя к поверхностному слою.
Подложка 731: слой смолы, например, сформированный из полиимидной (PI) смолы.
Теплогенерирующий слой 732: слой электропроводящего материала, например, сформированный из Ni, Ag, SUS
Промежуточный слой 733: эластический слой для единообразного закрепления
Отделяющий слой 734: слой смолы, например, сформированный из материала фторсодержащей смолы того, чтобы получить отделяющий эффект и добиться безмасляности.
Отделяющий слой 734 предпочтительно имеет толщину от 10 мкм до 300 мкм, особенно предпочтительно приблизительно толщину 200 мкм. Таким образом, в закрепляющем устройстве 70, как проиллюстрировано на фиг. 6, поскольку поверхностный слой закрепляющей ленты 730 в достаточной мере покрывает тонерное изображение T, сформированное на среде записи 770, становится возможным единообразно нагревать и плавить тонерное изображение T. Отделяющий слой 734; т.е., поверхностный отделяющий слой должен иметь толщину минимум 10 мкм для того, чтобы гарантировать износостойкость с течением времени. Кроме того, когда толщина отделяющего слоя 734 превышает 300 мкм, теплоемкость закрепляющей ленты 730 становится больше, что ведет к более длительному временному периоду разогрева. Кроме того, дополнительно, температура поверхности закрепляющей ленты 730 едва снижается на стадии закрепления тонера, когезионный эффект расплавленного тонера на выходе из закрепляющей части не может быть получен и, таким образом, возникает так называемый горячий офсет, при котором происходит снижение отделяющего свойства закрепляющей ленты 730 и прикрепление частиц тонера тонерного изображения T к закрепляющей ленте 730.
Кроме того, в качестве подложки закрепляющей ленты 730 можно использовать теплогенерирующий слой 732, сформированный из металла, или можно использовать слой смолы, обладающей термостойкостью, такой как фторсодержащая смола, полиимидная смола, полиамидная смола, полиамидимидная смола, PEEK смола, PES смола и PPS смола.
Прижимной валок 740 формируют из цилиндрического металлического сердечника 741, выполненного из металла, имеющего высокую теплопроводность, например, меди или алюминия, и эластического элемента 742, имеющего высокую термостойкость и отделяющее тонер свойство, который располагают на поверхности металлического сердечника 741. Металлический сердечник 741 можно создавать из SUS, отличного от описанных выше металлов. Прижимной валок 740 прижимает закрепляющий валок 720 через закрепляющую ленту 730 для того, чтобы сформировать часть печатного контакта N. Согласно этому варианту осуществления, прижимной валок 740 располагают для зацепления с закрепляющим валком 720 (и закрепляющей ленто 730) за счет того, что твердость прижимного валка 740 выше, чем таковая закрепляющего валка 720, посредством чего среда записи 770 находится в соответствии с периферической формой прижимного валка 740, чтобы таким образом предоставить такой эффект, что среда записи 770 вероятно будет отходить от поверхности закрепляющей ленты 730. Этот прижимной валок 740 имеет наружный диаметр приблизительно от 20 мм приблизительно до 40 мм, который такой же как у закрепляющего валка 720. Этот прижимной валок 740, однако, имеет толщину приблизительно от 0,5 мм приблизительно до 2,0 мм, чтобы быть тоньше, чем закрепляющий валок 720.
Индукционный нагревательный блок 760 для нагревания нагревающего валка 710 посредством электромагнитной индукции, как проиллюстрировано на фиг. 6, содержит катушку 761 возбуждения, которая выполняет функцию генерирующего поле блока, и направляющую пластину 762 катушки, вокруг которой намотана эта катушка 761 возбуждения. Направляющая пластина 762 катушки имеет полуцилиндрическую форму и расположена близко к поверхности периметра нагревающего валка 710. Катушка 761 возбуждения представляет собой катушку, в которой один длинный провод катушки возбуждения намотан поочередно в осевом направлении нагревающего валка 710 вдоль этой направляющей пластины 762 катушки. Кроме того, в катушке 761 возбуждения, колебательный контур соединен с источником мощности возбуждения переменной частоты. За пределами катушки 761 возбуждения, ядро 763 катушки возбуждения полуцилиндрической формы, которое выполнено из ферромагнитного материала, такого как ферриты, фиксируют на опоре 764 ядра катушки возбуждения, подлежащей расположению вблизи от катушки 761 возбуждения.
Печатающий картридж
Из следующих блоков аппарата 1 для формирования изображения: электрофотографический фотопроводник 3; заряжающее устройство 10, выполняющее функцию заряжающего блока, выполненного с возможностью заряжать электрофотографический фотопроводник; экспонирующее устройство 4, выполняющее функцию экспонирующего блока, выполненного с возможностью формирования скрытого электростатического изображения на заряженном электрофотографическом фотопроводнике 3; проявляющее устройство 40, выполняющее функцию проявляющего блока, выполненного с возможностью проявки, с использованием описанного выше тонера 100, скрытого электростатического изображения на электрофотографическом фотопроводнике 3 для того, чтобы сформировать тонерное изображение; переносящее устройство 50, выполняющее функцию переносящего блока, выполненного с возможностью переноса тонерного изображения на электрофотографическом фотопроводнике 3 на среду 9 записи непосредственно или через промежуточную переносящую ленту 51, выполняющую функцию промежуточного переносящего элемента; закрепляющее устройство 70, выполняющее функцию закрепляющего блока, выполненного с возможностью закрепления перенесенного тонерного изображения на среде 9 записи посредством приложения тепла и давления; и очищающее устройство 20, выполняющее функцию очищающего блока, выполненного с возможностью удаления тонера 100 на поверхности электрофотографического фотопроводника 3, с которого тонерное изображение переносили на промежуточную переносящую ленту 51 или среду 9 записи, печатающий картридж 2 по настоящему изобретению содержит по меньшей мере электрофотографический фотопроводник 3 и указанные выше блоки, включающие проявляющий блок, который как единое целое закреплен и отсоединяемо установлен в основном корпусе аппарата для формирования изображения. Проявляющее устройство 40 содержит тонер 100 по настоящему изобретению.
Описанный выше блок проявляющего устройства и заряжающий блок может быть соответствующим образом использован в качестве проявляющего блока и заряжающего блока, соответственно.
На фиг. 8 представлен схематический вид примера печатающего картриджа по настоящему изобретению. Печатающий картридж 2, проиллюстрированный на фиг. 8, содержит фотопроводник 3, заряжающее устройство 10, проявляющее устройство 40 и очищающее устройство 20.
При работе этого печатающего картриджа 2, фотопроводник 3 вращают с предварительно определяемой окружной скоростью. В ходе вращения фотопроводник 3 принимает от заряжающего устройства 10 единообразный положительный или отрицательный электрический заряд с конкретным потенциалом вокруг своей периферии, и затем принимает свет экспозиции изображения от экспонирующего изображение блока, такого как щелевое экспонирование или сканирующее экспонирование лазерным пучком, и таким образом скрытое электростатическое изображение формируют на периферии фотопроводника 3. Скрытое электростатическое изображение, сформированное таким образом, затем проявляют посредством проявляющего устройства 40 и проявленное тонерное изображение переносят на среду 9 записи, которую подают из подающего бумагу устройства 60 между фотопроводником 3 и переносящим устройством 50, синхронно с вращением фотопроводника 3. Среду записи, на которую изображение перенесено, отделяют от поверхности фотопроводника 3, вводят в непроиллюстрированное закрепляющее изображение устройство 70 с тем, чтобы закрепить изображение на ней, и этот продукт выводят из устройства в виде копии или отпечатка. Поверхность фотопроводника 3 после переноса изображения очищают посредством очищающего устройства 20 с тем, чтобы удалить тонер, оставшийся после переноса, и электрически нейтрализуют и повторно используют для формирования изображения. (Аппарат для формирования изображения)
Например, аппарат 1 для формирования изображения тандемного типа, проиллюстрированный на фиг. 9 и 10, можно использовать в качестве аппарата для формирования полноцветных изображений, используемого в способе формирования полноцветных изображений по настоящему изобретению. На фиг. 9 представлен схематический вид одного образцового аппарата для формирования изображения по настоящему изобретению. На фиг. 10 представлен схематический вид другого образцового аппарата для формирования изображения по настоящему изобретению.
На фиг. 9 аппарат 1 для формирования изображения состоит преимущественно из экспонирующего устройства 4 для осуществления формирования цветного изображения электрофотографическим способом, секции 6 формирования изображения и подающего бумагу устройства 60, содержащего подающую бумагу кассету 61.
Согласно сигналам изображения, обработку изображения осуществляют в секции обработки изображения для превращения в соответствующие цветовые сигналы для черного (Bk), голубого (C), мадженты (M) и желтого (Y) для формирования изображения, и цветовые сигналы посылают в экспонирующее устройство 4 для записи изображения.
Экспонирующее устройство 4 представляет собой лазерную сканирующую оптическую систему, которая содержит, например, источник лазерного пучка, отражатель, такой как поворотное многоугольное зеркало, сканирующую визуализирующую оптическую систему и группу зеркал, имеет четыре записывающих оптических пути, соответствующих цветовым сигналам, и осуществляет запись изображения согласно цветовым сигналам в секции 6 формирования изображения.
Секция 6 формирования изображения содержит фотопроводники 3K, 3C, 3M и 3Y соответственно для черного, голубого, мадженты и желтого. OPC фотопроводник в целом используют для фотопроводников 3K, 3C, 3M и 3Y. Например, зарядные устройства 10K, IOC, 10M и 10Y, экспонирующие части для лазерных пучков, испускаемых экспонирующим блоком 4, проявляющие устройства 40K, 40C, 40M и 40Y для соответствующих цветов, первичные переносящие устройства 52K, 52C, 52M и 52 очищающие устройства 20K, 20C, 20M и 20Y), и устраняющие заряды устройства предусмотрены вокруг соответствующих фотопроводников 3K, 3C, 3M и 3Y. Проявляющие устройства 40K, 40C, 40M и 40Y используют двухкомпонентную магнитную щеточную проявляющую систему. Кроме того, промежуточная переносящая лента 51 вставлена между фотопроводниками 3K, 3C, 3M и 3Y и первичными переносящими устройствами 52K, 52C, 52M и 52Y. Цветные тонерные изображения последовательно переносят с соответствующих фотопроводников 3 на промежуточную переносящую ленту 51 для того, чтобы нести тонерные изображения, сформированные на фотопроводниках 3.
В некоторых случаях предшествующее переносу зарядное устройство 56 предпочтительно предусмотрено в качестве предшествующего переносу заряжающего блока в положении, которое находится за пределами промежуточной переносящей ленты 51 и после прохождения последнего цвета через положение первичного переноса и до положения вторичного переноса.
До переноса тонерных изображений на промежуточную переносящую ленту 51, которые перенесены с фотопроводников 3 в блоке первичного переноса, на среду записи, предшествующее переносу зарядное устройство 56 заряжает тонерные изображения равномерно до одинаковой полярности.
Тонерные изображения на промежуточной переносящей ленте 51, перенесенные с фотопроводников 3K, 3C, 3M и 3Y, содержат полутоновую часть и часть сплошного изображения или часть, в которой уровень наложения 100 тонера различается. Соответственно, в некоторых случаях, количество зарядов варьирует от тонерного изображения к тонерному изображению. Кроме того, в связи с разделительным разрядом, образуемым в пропусках на смежной стороне выпуска блока первичного переноса в направлении движения промежуточной переносящей ленты, иногда возникают вариации в количестве зарядов внутри тонерных изображений на промежуточной переносящей ленте 51 после первичного переноса. Вариации в количестве зарядов внутри одного и того же тонерного изображения неблагоприятно снижают свободу переноса в блоке вторичного переноса, который переносит тонерные изображения на промежуточной переносящей ленте 56 на среду 9 записи.
Соответственно, тонерные изображения до переноса на среду 9 записи равномерно заряжены до одинаковой полярности посредством предшествующего переносу зарядного устройства для того, чтобы устранять вариации в количестве зарядов внутри одного и того же тонерного изображения и улучшить свободу переноса в блоке вторичного переноса.
Таким образом, согласно способу формирования изображения, где тонерные изображения, расположенные на промежуточной переносящей ленте 51 и перенесенные с фотопроводников 3K, 3C, 3M и 3Y, равномерно заряжены посредством предшествующего переносу зарядного устройства 56, даже когда существуют вариации в количестве зарядов тонерных изображений, расположенных на промежуточной переносящей ленте 51, свойства переноса в блоке вторичного переноса можно делать почти постоянными в каждой части тонерных изображений, расположенных на промежуточной переносящей ленте 51. Соответственно, снижение свободы переноса при переносе тонерных изображений на бумагу для переноса можно сдерживать, и тонерные изображения можно переносить стабильно.
В способе формирования изображения количество зарядки посредством предшествующего переносу зарядного устройства варьирует в зависимости от скорости движения промежуточной переносящей ленты 51 в качестве зарядного объекта. Например, когда скорость движения промежуточной переносящей ленты 51 низка, происходи увеличение периода времени, в течение которого одна и та же часть тонерных изображений на промежуточной переносящей ленте 51 проходит через область зарядки посредством предшествующего переносу зарядного устройства. Следовательно, в этом случае происходит увеличение количества зарядов. С другой стороны, когда скорость движения промежуточной переносящей ленты 51 высока, происходит снижение количества зарядов тонерных изображений на промежуточной переносящей ленте 51. Соответственно, когда скорость движения промежуточной переносящей ленты 51 меняется во время прохождения тонерных изображений на промежуточной переносящей ленте 51 через положение зарядки посредством предшествующего переносу зарядного устройства, предпочтительно, предшествующее переносу зарядное устройство регулируют в соответствии со скоростью движения промежуточной переносящей ленты 51 с тем, чтобы количество зарядов тонерных изображений не менялось во время прохождения тонерных изображений на промежуточной переносящей ленте 51 через положение зарядки посредством предшествующего переносу зарядного устройства.
Электропроводящие валки 523, 524 и 525 предусмотрены между первичными переносящими устройствами 52K, 52C, 52M и 52Y. Среду 9 записи подают из подающего бумагу устройства 60 и затем поддерживают на промежуточной переносящей ленте 51 через пару совмещающих валков 64. В части, где промежуточная переносящая лента 51 входит в контакт с переносящей лентой 65, тонерные изображения на промежуточной переносящей ленте 51 переносят посредством вторичного переносящего валка 541 на среду 9 записи для того, чтобы осуществлять формирование цветного изображения.
Среду 9 записи после формирования изображения переносят посредством переносящей ленты 65 в закрепляющее устройство 70, где цветное изображение закрепляют для того, чтобы представить закрепленное цветное изображение. Тонер, остающийся после переноса на промежуточной переносящей ленте 51, удаляют с ленты посредством очищающего промежуточную переносящую ленту устройства 55.
Полярность тонера на промежуточной переносящей ленте 51 до переноса на бумагу для переноса имеет такую же отрицательную полярность, что и полярность при проявке. Соответственно, положительное переносящее напряжение смещения подают на вторичный переносящий валок 541, и тонер 100 переносят на среду 9 записи. Давление печатного контакта в этой части влияет на переносимость и значительно влияет на закрепляемость. Тонер 100, остающийся после переноса и расположенный на промежуточной переносящей ленте 51, подвергают разрядной электризации на стороне положительной полярности; т.е., от 0 до положительной полярности, в момент отделения бумаги для переноса от промежуточной переносящей ленты 51. На тонерные изображения, сформированные на среде 9 записи при заторе, или тонерные изображения в участке бумаги для переноса, не предназначенном для изображения, не оказывает влияния вторичный перенос и, таким образом, конечно, сохраняется отрицательная полярность.
Толщина слоя фотопроводника, диаметр пятна пучка оптической системы и количество света составляют 30 мкм, 50 мкм × 60 мкм и 0,47 мВт, соответственно. Стадию проявки осуществляют при таких условиях, что потенциал заряда (сторона экспозиции) V0 фотопроводника (черный) (3K) составляет -700 В, потенциал VL после экспозиции составляет -120 В и проявляющее напряжение смещения составляет -470 В, то есть проявляющий потенциал составляет 350 В. Визуальное изображение тонера (черный) 100, сформированное на фотопроводнике (черный) (3K), затем подвергают переносу (промежуточная переносящая лента и среда записи) и стадии закрепления и следовательно завершают изображением.
В отношении переноса, все цвета сначала переносят с первичных переносящих устройств 52K, 52C, 52M и 52Y на промежуточную переносящую ленту 51, с последующим переносом на среду 9 записи посредством подачи смещения на отдельный вторичный переносящий валок 541.
Далее в деталях описано очищающее устройство 20 для фотопроводника 3. На фиг. 9 проявляющие устройства 40K, 40C, 40M и 40Y соединены с соответствующими очищающими устройствами 40K, 40C, 40M и 40Y через переносящие тонер трубки 48K, 48C, 48M и 48Y (штриховые линии на фиг. 8). Шнек предоставлен внутри переносящих тонер трубок 48K, 48C, 48M и 48Y, и тонеры 100, собранные в очищающих устройствах 20K, 20C, 20M и 20Y0 переносят в соответствующие проявляющие устройства 40K, 40C, 40M и 40Y.
Система прямого переноса, содержащая комбинацию из четырех фотопроводников 3 с ленточным переносом, имеет следующий недостаток. В частности, когда фотопроводник 3 упирается в среду 9 записи, бумажная пыль прикрепляется к фотопроводнику 3. Следовательно, тонер 100, собранный с фотопроводника, содержит бумажную пыль и, таким образом, не может быть использован, поскольку при формировании изображения происходит ухудшение изображения, такое как выпадение тонера. Кроме того, в стандартной системе, содержащей комбинацию одного фотопроводника 3 с промежуточной переносящей лентой 51, внедрение промежуточной переносящей ленты 51 устраняет проблему прилипания бумажной пыли к фотопроводнику 3 при переносе на среду 9 записи. В этой системе, однако, когда предусмотрено повторное использование остаточного тонера 100 на фотопроводнике 3, разделение смешанных цветных тонеров 100 практически невозможно. Предложено использовать смешанные цветные тонеры 100 в качестве черного тонера 100. Однако, даже когда все цвета смешивают, черный цвет не получают. Кроме того, цвета варьируют в зависимости от режимов печати. Соответственно, в конструкции с использованием одного фотопроводника 3 повторное использование тонера невозможно.
В отличие от этого, в аппарате для формирования полноцветных изображений 1, поскольку используют промежуточную переносящую ленту 51, загрязнение бумажной пылью не значительно. Кроме того, также можно предотвратить прилипание бумажной пыли к промежуточной переносящей ленте 51 во время переноса на бумагу. Поскольку для каждого из фотопроводников 3K, 3C, 3M и 3Y используют независимые соответствующие цветные тонеры 100, нет необходимости осуществлять контакт и разделение очищающих устройств 20K, 20C, 20M и 20Y фотопроводников. Соответственно, можно надежно собирать только тонер 100.
Положительно заряженный тонер 100, остающийся после переноса на промежуточной переносящей ленте 51, удаляют посредством очистки электропроводящей меховой щеткой 552, на которое подано отрицательное напряжение. Напряжение можно подавать на электропроводящую меховую щетку 552 аналогичным образом, как при подаче напряжения на электропроводящую меховую щетку 551, за исключением того, что полярность отличается. Тонер, остающийся после переноса, может быть почти полностью удален посредством очистки двумя электропроводящими меховыми щетками 551 и 552. Тонер 100, бумажную пыль, тальк, остающиеся неудаленными посредством очистки электропроводящей меховой щеткой 552, заряжают отрицательно посредством отрицательного напряжения электропроводящей меховой щетки 552. Последующий первичный перенос черного представляет собой перенос с помощью положительного напряжения. Соответственно, отрицательно заряженный тонер 100 притягивают в направлении промежуточной переносящей ленты 51 и, таким образом, можно препятствовать переносу на сторону фотопроводника (черного) (3K).
Далее описана промежуточная переносящая лента 51, используемая в аппарате для формирования изображения. Как описано выше, промежуточная переносящая лента предпочтительно представляет собой слой смолы, имеющей однослойную структуру. В случае необходимости, промежуточная переносящая лента может иметь эластический слой и поверхностный слой.
Примеры материалов смолы, образующей слой смолы, включают, но не ограничиваясь этим, поликарбонатные смолы, фторсодержащие смолы (такие как ETFE и PVDF); полистиролы, хлорполистиролы, поли-α-метилстиролы; стироловые смолы (гомополимеры или сополимеры, содержащие стирол или заместители стирола), такие как стирол-бутадиеновые сополимеры, стирол-винилхлоридные сополимеры, стирол-винилацетатные сополимеры, сополимеры стирола и маллеиновой кислоты, стирол-акрилатные сополимеры (такие как стирол-метилакрилатные сополимеры, стирол-этилакрилатные сополимеры, стирол-бутилакрилатные сополимеры, стирол-октилакрилатные сополимеры и стирол-фенилакрилатные сополимеры), стирол-метакрилатные сополимеры (такие как стирол-метилметакрилатные сополимеры, стирол-этилметакрилатные сополимеры и стирол-фенилметакрилатные сополимеры); стирол-α-хлорметилакрилатные сополимеры, стирол-акрилонитрилакрилатные сополимеры, метилметакрилатные смолы и бутилметакрилатные смолы; этилакрилатные смолы, бутилакрилатные смолы, модифицированные акриловые смолы (такие как модифицированные силиконом акриловые смолы, модифицированные винилхлоридной смолой акриловые смолы и акрилуретановые смолы); винилхлоридные смолы, стирол-винилацетатные сополимеры, винилхлорид-винилацетатные сополимеры, модифицированные канифолью смолы маллеиновой кислоты, фенольные смолы, эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, полиэфир-полиуретановые смолы, полиэтиленовые смолы, полипропиленовые смолы, полибутадиеновые смолы, поливинилиденхлоридные смолы, иономерные смолы, полиуретановые смолы, силиконовые смолы, кетоновые смолы, этилен-этилакрилатные сополимеры, ксилоловые смолы, поливинилбутилалевые смолы, полиамидные смолы и модифицированные полифениленоксидные смолы. Эти смолы можно использовать отдельно или в комбинации.
Примеры эластических материалов (эластические каучуки, эластомеры), образующих эластический слой, включают, но не ограничиваясь этим, бутилкаучук, фторсодержащий каучук, акриловый каучук, EPDM, NBR, акрилонитрил-бутадиен-стироловые природный каучук, изопреновый каучук, стирол-бутадиеновый каучук, бутадиеновый каучук, этилен-пропиленовый каучук, этилен-пропиленовые терполимеры, хлорпреновый каучук, хлорсульфонированный полиэтилен, хлорированный полиэтилен, уретановый каучук, синдиотактический 1,2-полибутадиен, каучук на основе эпихлоргидрина, силиконовый каучук, фтор-каучук, полисульфидный каучук, полинорборненовый каучук, гидрированный нитриловый каучук и термопластические эластомеры (например, полистирол, полиолефин, поливинилхлорид, полиуретан, полиамид, полимочевина, сложный полиэфир и фторсодержащие смолы). Эти каучуки можно использовать отдельно или в комбинации.
Материал, используемый для поверхностного слоя, конкретно не ограничен, но должен снижать силу адгезии тонера 100 к поверхности промежуточной переносящей ленты с тем, чтобы улучшать вторичное переносящее свойство. Поверхностный слой предпочтительно содержит одну или две или более из полиуретановой смолы, полиэфирной смолы и эпоксидной смолы, и один или два или более из материалов, которые снижают поверхностную энергию и увеличивают смазывание, например, порошки или частицы, такие как фторсодержащая смола, соединение фтора, фторуглерод, диоксид титана и карбид кремния или дисперсия материалов, имеющих частицы различных диаметров. Кроме того, возможно использовать материал, такой как фторсодержащий каучук, который обрабатывают теплом с тем, чтобы формировать на поверхности богатый фтором слой и снизить поверхностную энергию.
Слой смолы и эластический слой предпочтительно содержат электропроводящее средство для регулировки сопротивления. Электропроводящее средство для регулировки сопротивления конкретно не ограничено и может быть соответствующим образом выбрано в зависимости от предполагаемого назначения.
Его примеры включают, но не ограничиваясь этим, технический углерод, графит, металлические порошки, такие как алюминий и никель; электропроводящие оксиды металлов, такие как оксид олова, оксид титана, оксид сурьмы, оксид индия, титанат калия, составной оксид из оксида сурьмы и оксида олова (ATO), и составной оксид из оксида индия оксида олова (ITO). Электропроводящие оксиды металлов можно покрывать изолирующими мелкими частицами, такими как сульфат бария, силикат магния и карбонат кальция.
На фиг. 10 представлен другой пример аппарата для формирования изображения, который используют в способе формирования полноцветных изображений по настоящему изобретению и представляет собой электрофотографический аппарат 1 для формирования изображения системы тандемного непрямого переноса.
Аппарат 1 для формирования изображения содержит подающее бумагу устройство 60 для закрепления среды 9 записи, сканер 8, который расположен над основным корпусом устройства и автоматическое подающее документ устройство (ADF) 7, которое расположено над сканером 8.
Аппарат 1 для формирования изображения имеет бесконечный ленточный промежуточный переносящий элемент 51 в его центре. Как проиллюстрировано на фиг. 10, промежуточный переносящий элемент натянут вокруг трех поддерживающих валков 531, 532 и 533 и вращается по часовой стрелке. Очищающее промежуточный переносящий элемент устройство 55 для удаления остаточного тонера 100 на промежуточном переносящем элементе 51 предусмотрено на левой стороне поддерживающего валка 533 из трех поддерживающих валков. Тандемный аппарат 1 для формирования изображения состоит из четырех печатающих картриджей 2K, 2C, 2M и 2Y для желтого, голубого, мадженты и черного (выполняют функцию формирующих изображение блоков) которые обращены к промежуточному переносящему элементу 51, натянутому вокруг поддерживающего валка 531 и поддерживающего валка 532 и расположены бок о бок в направлении их переносящего вращения.
Экспонирующее устройство 4 предусмотрено над тандемным устройством 1 для формирования изображения, как проиллюстрировано на фиг. 10. Вторичное переносящее устройство 54 предоставлено поперек промежуточной переносящей ленты 51 из тандемного аппарата 1 для формирования изображения. Вторичное переносящее устройство 54 имеет бесконечную переносящую ленту 65, натянутую вокруг пары валков 651 и 652, и расположено с тем, чтобы давить на поддерживающий валок 652 через промежуточную переносящую ленту 51, тем самым перенося изображение, которое несет промежуточная переносящая лента 51, на среду записи 51. Закрепляющее устройство 70, выполненное с возможностью закрепления перенесенного изображения на среду 9 записи, предусмотрено рядом со вторичным переносящим устройством 54.
Закрепляющее устройство 70 имеет бесконечную закрепляющую ленту 730 и прижимной валок 740, прижатый к закрепляющей ленте 730. Вторичное переносящее устройство 54 имеет функцию транспортировки среды 9 записи, в которой среду 9 записи, на которую перенесено изображение, транспортируют в закрепляющее устройство 70. В качестве вторичного переносящего устройства 54 может быть предусмотрен переносящий валок или бесконтактный заряд, однако, их сложно предоставить в сочетании с функцией транспортировки среды 9 записи. Переворачивающее лист устройство 67 для формирования изображений на обеих сторонах среды 9 записи предусмотрено параллельно тандемному аппарату 1 для формирования изображения и под вторичным переносящим устройством 54 и закрепляющим устройством 70.
Далее описана операция формирования изображения аппаратом 1 для формирования изображения.
Вначале документ помещают на стол 801 документа автоматического подающего документ устройства 7, когда получают копию с использованием аппарата для формирования полноцветных изображений 1. Альтернативно, автоматическое подающее документ устройство 7 открывают, документ помещают на контактное стекло 802 сканера 8 и автоматическое подающее документ устройство 7 закрывают.
Когда нажимают непроиллюстрированный пусковой переключатель, документ, помещенный на автоматическое подающее документ устройство 7, транспортируют на контактное стекло 801. Когда документ изначально помещают на контактное стекло 802, сканер 8 незамедлительно приводят в действие для того, чтобы управлять первой кареткой 804 и второй кареткой 805. На первой каретке 804 свет от источника света подают на документ, и отраженный от документа свет затем отражают в направлении второй каретки 805. Отраженный свет затем отражают зеркалом второй каретки 805 и пропускают через формирующую изображение линзу 806 в считывающий датчик CCD 807, чтобы тем самым считать документ.
Когда нажимают пусковой переключатель, один из поддерживающих валков 531, 532 и 533 вращают с помощью приводного двигателя и, как результат, другие два поддерживающие валка вращаются за счет вращения ведомого поддерживающего валка. Таким образом, промежуточная переносящая лента 51 идет вокруг поддерживающих валков. Одновременно, в отдельных формирующих изображение блоках 6 соответствующим образом вращаются их фотопроводники 3, чтобы тем самым формировать черное, желтое, пурпурное и голубое монохромные изображения на фотопроводниках 3, соответственно. С транспортировкой промежуточной переносящей ленты 51 монохромные изображения последовательно переносят для того, чтобы сформировать составное цветное изображение на промежуточной переносящей ленте 51.
Отдельно, когда нажимают пусковой переключатель, избирательно вращают один из подающих бумагу валков 62 подающей бумагу кассеты 61, среды 9 записи выгружают из одной из множества подающих кассет 61 в подающее бумагу устройство 60 и разделяют в разделяющем валке 66 одну за другой в путь подающего устройства, переносят посредством переносящего валка 63 в путь подающего устройства в аппарат 1 для формирования изображения и упирают в совмещающие валки 64.
Альтернативно, вращают подающий бумагу валок 62 для того, чтобы выгружать среды 9 записи на ручной лоток и среды 9 записи разделяют одну за другой с использованием разделяющего валка 66 в путь ручного подающего устройства и упирают в совмещающие валки 64.
Совмещающие валки 64 вращают синхронно с движением составного цветного изображения на промежуточной переносящей ленте 51 для того, чтобы переносить среду 9 записи между промежуточной переносящей лентой 51 и вторичным переносящим устройством 54, и составное цветное изображение переносят на среду 9 записи посредством действия вторичного переносящего устройства 54, чтобы тем самым формировать цветное изображение на среде 9 записи.
Среду 9 записи, на которую перенесли изображение, транспортируют посредством вторичного переносящего устройства 54 в закрепляющее устройство 70, применяют тепло и давление в закрепляющем устройстве 70 для того, чтобы закрепить перенесенное изображение, меняют ее направление с использованием переключающей лапы, и выгружают посредством выгружающего валка 93 для укладки стопкой на выходном лотке 91. Альтернативно, направление движения бумаги меняют переключающей лапы и бумагу транспортируют к переворачивающем лист устройству 93, где его переворачивают и снова направляют в положение переноса для того, чтобы формировать изображение также его задней поверхности, затем бумагу выгружают посредством выгружающего валка 93 и укладывают стопкой на выходном лотке 91.
С другой стороны, в промежуточной переносящей ленте 51 после переноса изображения тонер 100, который остается на промежуточной переносящей ленте 51 после переноса изображения, удаляют посредством очищающего промежуточный переносящий элемент устройства 55, и промежуточный переносящий элемент 51 снова готов для формирования изображения посредством тандемного аппарата 1 для формирования изображения. Совмещающие валки 64 в целом используют в заземленном состоянии. Смещение также можно подавать на совмещающие валки 64 для того, чтобы удалить бумажную пыль со среды 9 записи.
ПРИМЕРЫ
Далее настоящее изобретение описано более подробно в виде примеров и сравнительных примеров. Настоящее изобретение не рассматривают как ограниченное примерами и сравнительными примерами.
Если не указано иное, единица «часть(и)» в примерах обозначает «часть(и) по массе»
Пример 1
Получение раствора или дисперсионной жидкости материалов тонера
Синтез фенольного мультимера A1
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A1, представленный общей формулой (1), где n составляет от 3 до 4, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, а каждый из других R представляет собой атом водорода.
Сначала п-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 15 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки.
Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Синтез немодифицированного сложного полиэфира (низкомолекулярного сложного полиэфира)
В реакционный сосуд, оборудованный холодильником, перемешивателем и вводящей азот трубкой, загружали 67 частей продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль), 84 части продукта присоединения бисфенол A пропионоксида (3 моль), 274 часи терефталевой кислоты и 2 части дибутилоксида олова, оставляя получаемую смесь реагировать в течение 8 часов при 230°C и нормальном давлении. Впоследствии, реакционную смесь оставляли реагировать в течение 5 часов при пониженном давлении от 1333 Па до 2000 Па (от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст.), чтобы тем самым синтезировать немодифицированный сложный полиэфир. Полученный таким образом немодифицированный сложный полиэфир имеет среднечисловую молекулярную массу (Mn) 2100, средневзвешенную молекулярную массу (Mw) 5600 и температуру стеклования (Tg) 55°C.
Получение маточной смеси (MB)
1000 частей воды, 540 частей технического углерода (Printex 35; продукт Degussa; количество абсорбируемого масла DBP: 42 мл/100 г; pH 9,5) и 1200 частей немодифицированного сложного полиэфира смешивали с помощью HENSCHEL MIXER (продукт Mitsui Mining Co., Ltd.). Получаемую смесь месили при 150°C в течение 30 мин посредством двухвалковой мельницы, раскатывали на холоде и измельчали с помощью измельчителя (продукт Hosokawa micron Co., Ltd.), чтобы тем самым получать маточную смесь.
Синтез преполимера
В реакционный сосуд, оборудованный холодильником, перемешивателем и вводящей азот трубкой, загружали 682 части продукта присоединения бисфенол А этиленоксида (2 моль), 81 частей продукта присоединения бисфенол А пропиленоксида (2 моль), 283 части терефталевой кислоты, 22 части тримеллитового ангидрида и 2 части дибутилоксида олова, оставляя получаемую смесь реагировать в течение 8 часов при 230°C и нормальном давлении. Впоследствии, реакционную смесь оставляли реагировать в течение 5 часов при пониженном давлении от 1333 Па до 2000 Па (от 10 мм рт.ст. до 15 мм рт.ст.), чтобы тем самым синтезировать промежуточный сложный полиэфир. Полученный таким образом промежуточный сложный полиэфир имеет среднечисловую молекулярную массу (Mn) 2100, средневзвешенную молекулярную массу (Mw) 9600, температуру стеклования (Tg) 55°C, кислотное число 0,5 мг KOH/г, и гидроксильное число 49 мг KOH/г.
Впоследствии, в реакционный сосуд, оборудованный холодильником, перемешивателем и вводящей азот трубкой, загружали 411 частей промежуточного сложного полиэфира, 89 частей изофорондиизоцианата и 500 частей этилацетата, оставляя получаемую смесь реагировать в течение 5 часов при 100°C, чтобы тем самым синтезировать преполимер (т.е., описанный выше полимер, способный реагировать с активным содержащим водородную группу соединением). Преполимер, полученный таким образом, имеет содержание свободного изоцианата 1,60% и содержание твердых веществ 50% (150°C, после того как оставляли на 45 мин).
Получение мелких частиц смолы
В реакционный сосуд, оборудованный стержнем для перемешивания и термометром, загружали 683 части воды, 16 частей соли натрия сложного эфира серной кислоты продукта присоединения этиленоксида к метакриловой кислоте (Eleminol RS-30, продукт Sanyo Chemical Industries Ltd.), 83 части стирола, 83 части метакриловой кислоты, 110 частей бутилакрилата и 1 часть персульфата аммония и затем перемешивали на 400 об./мин в течение 15 мин, чтобы тем самым получать белую эмульсию. Эмульсию нагревали до температуры системы 75°C и оставляли реагировать в течение 5 часов. Затем 30 частей 1% по массе водного раствора персульфата аммония добавляли в эмульсию, с последующим выдерживанием при 75°C в течение 5 часов, чтобы тем самым получать водную дисперсию [дисперсионную жидкость мелких частиц смолы A] виниловой смолы (сополимер стирол-метакриловая кислота-бутилакрилат-натриевая соль сложного сульфатного эфира метакриловой кислоты-продукт присоединения этиленоксида). Объемно-усредненный диаметр частицы [дисперсионная жидкость мелких частиц смолы A] обнаруживали равным 42 нм, когда измеряли с использованием анализатора распределения размера частиц (LA-920, продукт Horiba, Ltd.).
Получение тонера a
Стадия получения раствора или дисперсионной жидкости
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A1
Фенольный мультимер A1 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 3, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A1. Средний диаметр частицы (средний диаметр в дисперсии) фенольного мультимера A1, содержащейся в дисперсионной жидкости, обнаруживали равным 120 нм.
Получение фазы материала тонера
Немодифицированный сложный полиэфир (100 частей) и этилацетат (130 частей) добавляли в стакан, с последующим растворением при перемешивании. Затем карнаубский воск (молекулярная масса = 1800, кислотное число = 2,5, степень проникновения = 1,5 мм (40°C)) (10 частей), маточную смесь (10 частей) и дисперсионную жидкость фенольного мультимера A1 (1 часть) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 3, чтобы тем самым получать раствор сырья. Кроме того, в него добавляли преполимер (40 частей по массе), с последующим перемешиванием, чтобы тем самым получать раствор или дисперсионную жидкость материала тонера (фаза материала тонера).
Стадия получения эмульсии или дисперсионной жидкости
Получение фазы водной среды
Воду (660 частей), дисперсионную жидкость мелких частиц смолы A (1,25 частей), 25 частей 48,5% по массе водного раствора додецилдифенилэфирдисульфонат натрия (Eleminol MON-7, продукт Sanyo Chemical Industries Ltd.) и этилацетат (60 частей) смешивали вместе для того, чтобы получать молочно-белую жидкость (фазу водной среды).
Получение эмульсии или дисперсионной жидкости A
Фазу водной среды (150 частей) помещали в контейнер и затем перемешивали при 12000 об/мин с использованием смесителя-гомогенизатора TK (продукт Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Впоследствии, раствор или дисперсионную жидкость материала тонера (100 частей) добавляли к обработанной таким образом фазе водной среды, и получаемую смесь смешивали в течение 10 мин, чтобы тем самым получать эмульсию или дисперсионную жидкость A (эмульсифицированную суспензию).
Стадия удаления органического растворителя
Удаление органического растворителя
В колбу, оборудованную дегазационной трубкой, перемешивателем и термометром, загружали 100 частей эмульсии или дисперсионной жидкости A. Растворитель удаляли посредством перемешивания эмульсифицированной суспензии в условиях окружной скорости перемешивания 20 м/мин при 30°C в течение 12 часов при пониженном давлении, чтобы получить десольватированную суспензию A.
Промывание/сушка
Все количество десольватированной суспензии A фильтровали при пониженном давлении. Затем 300 частей ионообменной воды добавляли к осадку на фильтре, с последующим смешиванием и повторным диспергированием с использованием смесителя-гомогенизатора TK (продукт Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) (12000 об./мин в течение 10 мин) и фильтрованием. Кроме того, 300 частей ионообменной воды добавляли к осадку на фильтре, с последующим смешиванием с использованием смесителя-гомогенизатора TK (продукт Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) (12000 об/мин в течение 10 мин) и фильтрованием. Эту процедуру смешивания/фильтрования осуществляли три раза. Полученный таким образом осадок на фильтре сушили в подветряной сушилке при 45°C в течение 48 ч. Высушенный продукт просеивали через сито с отверстием сетки 75 мкм, чтобы получить основные частицы тонера a.
Обработка внешним добавлением
Используя HENSCHEL MIXER, основные частицы тонера a (100 частей) смешивали с 0,6 части гидрофобного диоксида кремния, который имеет средний диаметр частицы 100 нм, 1,0 части оксида титана, который имеет средний диаметр частицы 20 нм, и 0,8 части мелкого порошка гидрофобного диоксида кремния, который имеет средний диаметр частицы 15 нм, чтобы тем самым получать тонер a.
Пример 2
Получение тонера b
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1, который имеет средний диаметр в дисперсии 120 нм, заменяли на фенольный мультимер A1, который имеет средний диаметр в дисперсии 70 нм, чтобы тем самым получать тонер b.
Дисперсионную жидкость фенольного мультимера A1, который имеет средний диаметр в дисперсии 70 нм, получали следующим образом.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A1
Фенольный мультимер A1 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 5, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A1.
Пример 3
Получение тонера c
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1, который имеет средний диаметр в дисперсии 120 нм, заменяли на фенольный мультимер A1, который имеет средний диаметр в дисперсии 300 нм, чтобы тем самым получать тонер c.
Дисперсионную жидкость фенольного мультимера A1, который имеет средний диаметр в дисперсии 300 нм, получали следующим образом.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A1
Фенольный мультимер A1 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 2, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A1.
Пример 4
Получение тонера d
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A2, чтобы тем самым получать тонер d.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A2 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A2
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A2, представленный общей формулой (1), где n равно от 7 до 8, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 40 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки.
Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A2
Фенольный мультимер A2 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A2. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A2 обнаруживали равным 45 нм.
Пример 5
Получение тонера e
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A3, чтобы тем самым получать тонер e.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A3 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A3
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A3, представленный общей формулой (1), где n равно от 18 до 19, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 2 ч в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A3
Фенольный мультимер A3 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A3. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A3 обнаруживали равным 45 нм.
Пример 6
Получение тонера f
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A4, чтобы тем самым получать тонер f.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A4 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A4
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A4, представленный общей формулой (1), где n равно от 10 до 11, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 1 ч в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A4
Фенольный мультимер A4 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 4, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A4. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A4 обнаруживали равным 100 нм.
Пример 7
Получение тонера g
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A5, чтобы тем самым получать тонер f.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A5 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A5
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A5, представленный общей формулой (1), где n равно от 7 до 8, каждый из R, R и R представляет собой фенильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-фенилфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 40 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A5
Фенольный мультимер A5 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A5. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A5 обнаруживали равным 40 нм.
Пример 8
Получение тонера h
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A6, чтобы тем самым получать тонер f.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A6 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A6
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A6, представленный общей формулой (1), где n равно от 10 до 11, каждый из R, R и R представляет собой трет-бутильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-трет-бутилфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 50 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A6
Фенольный мультимер A6 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A6. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A6 обнаруживали равным 37 нм.
Пример 9
Получение тонера i
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A7, чтобы тем самым получать тонер i.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A7 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A7
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A7, представленный общей формулой (1), где n равно от 16 до 17, каждый из R, R и R представляет собой изопропильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-изопропилфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 1 ч в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A7
Фенольный мультимер A7 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A6. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A6 обнаруживали равным 31 нм.
Пример 10
Получение тонера j
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A8, чтобы тем самым получать тонер i.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A8 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A8
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A8, представленный общей формулой (1), где n равно от 8 до 9, каждый из R, R и R представляет собой фенильную группу или трет-бутильную группу (где отношение между этими группами составляло 1:1), а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-фенилфенол (0,09 моль), п-трет-бутилфенил (0,09 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 30 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили.
Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A8
Фенольный мультимер A8 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A8. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A8 обнаруживали равным 44 нм.
Пример 11
Получение тонера k
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A9, чтобы тем самым получать тонер k.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A9 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A9
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A9, представленный общей формулой (1), где n равно от 12 до 13, каждый из R, R и R представляет собой метильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-метилфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 1 ч в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A9
Фенольный мультимер A9 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A9. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A9 обнаруживали равным 42 нм.
Пример 12
Получение тонера l
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A10, чтобы тем самым получать тонер l.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A10 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A10
2
12
22
5
15
25
Синтезировали фенольный мультимер A9, представленный общей формулой (1), где n равно от 11 до 12, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, каждый из R, R и R представляет собой метильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала 2-метил-3-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 1 ч в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A10
Фенольный мультимер A10 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A10. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A10 обнаруживали равным 39 нм.
Пример 13
Получение тонера m
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A11, чтобы тем самым получать тонер m.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A11 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A11
2
12
22
4
5
14
15
24
25
Синтезировали фенольный мультимер A11, представленный общей формулой (1), где n равно от 5 до 6, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, каждый из R, R, R, R, R и R представляет собой метильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала 1,3-диметил-2-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 30 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A11
Фенольный мультимер A11 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A11. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A11 обнаруживали равным 46 нм.
Пример 14
Получение тонера n
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A12, чтобы тем самым получать тонер n.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A12 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A12
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A12, представленный общей формулой (1), где n равно 6 или более, каждый из R, R и R представляет собой п-бромфенильную группу, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-бромфенилфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 1 ч в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A12
Фенольный мультимер A12 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 6, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A12. Средний диаметр фенольного мультимера в дисперсии A12 обнаруживали равным 42 нм.
Пример 15
Получение тонера o
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A13, чтобы тем самым получать тонер o.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A13 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A13
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A13, представленный общей формулой (1), где n равно 1, каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-хлорфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 1 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A13
Фенольный мультимер A13 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 3; чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A13, где фенольный мультимер растворяли в этилацетате.
Пример 16
Получение тонера p
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на фенольный мультимер A14, чтобы тем самым получать тонер p.
Следующим образом синтезировали фенольный мультимер A14 и получали его дисперсионную жидкость.
Синтез фенольного мультимера A14
2
12
22
Синтезировали фенольный мультимер A14, представленный общей формулой (1), где n равно от 5 до 6, каждый из R, R и R представляет собой атом фтора, а каждый другой R представляет собой атом водорода.
Сначала п-фторфенол (0,18 моль) и параформальдегид (0,10 моль) нагревали с обратным холодильником в течение 30 мин в ксилоле с использованием гидроксида калия (0,004 моль) для дегидратации, с последующим охлаждением и фильтрованием для того, чтобы получать осадки. Получаемые осадки последовательно промывали толуолом, простым эфиром, ацетоном и водой, а затем сушили. Затем сухой продукт перекристаллизовывали из хлороформа для того, чтобы получать белые иглообразные кристаллы.
Получение дисперсионной жидкости фенольного мультимера A14
Фенольный мультимер A14 (5 частей), указанный выше немодифицированный сложный полиэфир (15 частей) и этилацетат (30 частей) загружали в стакан. Получаемую смесь обрабатывали с использованием бисерной мельницы (Ultra Viscomill, продукт AIMEX CO., Ltd.) при условиях: скорость подачи жидкости: 1 кг/ч; окружная скорость диска: 6 м/с; количество загруженных 0,5 мм циркониевых бусин: 80% по объему; и время прохождения: 5, чтобы тем самым получать дисперсионную жидкость фенольного мультимера A14, где фенольный мультимер растворяли в этилацетате.
Сравнительный пример 1
Получение тонера q
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на комплекс салицилата циркония (TN-105, продукт Hodogaya Chemical Co.), чтобы тем самым получать тонер q.
Сравнительный пример 2
Получение тонера r
Процедуру из примера 1 повторяли за исключением того, что фенольный мультимер A1 заменяли на комплекс салицилата цинка (E-84, продукт ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO., LTD), чтобы тем самым получать тонер r.
Затем у каждого из тонеров из примеров с 1 до 16 и сравнительных примеров 1 и 2 свойства измеряли следующим образом. Результаты приведены в таблице 1.
Объемно-усредненный диаметр частицы и объемно-усредненный диаметр частицы/численно-усредненный диаметр частицы
Объемно-усредненный диаметр частицы (Dv) и объемно-усредненный диаметр частицы/численно-усредненный диаметр частицы (Dv/Dn) измеряли с использованием анализатора размера частиц (Multisizer III, продукт Beckman Coulter Co.).
Средняя круглость
В 100 мл стеклянный стакан добавляли от 0,1 мл до 0,5 мл 10% по массе поверхностно-активного вещества (NEOGEN SC-A, которое представляет собой алкилбензолсульфонат, продукт Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), добавляли от 0,1 г до 0,5 г тонера, ингредиенты перемешивали с использованием микрошпателя, затем добавляли 80 мл ионообменной воды. Получаемую дисперсионную жидкость подвергали дисперсионной обработке в течение 3 мин с использованием ультразвукового диспергирующего устройства (продукт Honda Electronics Co.). После того, как дисперсионную жидкость корректировали до концентрации от 5000 (штук на мкл) до 15000 (штук на мкл), форму и распределение частиц тонера измеряли с использованием проточного анализатора изображений частиц (FPIA-2100, продукт Sysmex Co.).
Удельная площадь поверхности БЭТ
Согласно способу БЭТ, удельная площадь поверхности БЭТ частиц тонера измеряли с использованием устройства, измеряющего удельную площадь поверхности (TRISTAR 3000, продукт SHIMADZU CORPORATION).
В частности, газообразный азот адсорбировали на поверхности каждой частицы тонера, и измеряли удельную площадь поверхности способом многоточечного БЭТ.
Таблица 1
Тонер
Dv/мкм
Dv/Dn
Круглость
Удельная площадь поверхности БЭТ/м<sup>2</sup>/г
Удельное объемное сопротивление/ Ом×см
Пример 1
a
5,1
1,13
0,966
2,0
11,1
Пример 2
b
5,1
1,14
0,965
1,8
11,0
Пример 3
c
5,0
1,16
0,964
2,1
11,1
Пример 4
d
5,0
1,12
0,967
1,9
11,2
Пример 5
e
5,1
1,13
0,966
1,9
11,1
Пример 6
f
5,1
1,13
0,966
2,0
11,2
Пример 7
g
4,9
1,13
0,966
1,9
11,0
Пример 8
h
5,0
1,12
0,964
1,9
11,1
Пример 9
i
5,2
1,11
0,963
1,9
11,1
Пример 10
j
5,2
1,12
0,963
2,0
11,2
Пример 11
k
5,1
1,12
0,965
2,1
11,1
Пример 12
l
5,2
1,11
0,964
1,7
11,2
Пример 13
m
5,0
1,13
0,967
1,8
11,0
Пример 14
n
5,3
1,12
0,966
2,1
11,2
Пример 15
o
5,0
1,12
0,969
2,2
11,1
Пример 16
p
5,2
1,11
0,965
2,0
11,2
Сравнительный пример 1
q
7,6
1,26
0,962
4,1
11,0
Сравнительный пример 2
r
Невозможно сформировать тонер
-
-
-
-
Получение носителя
Далее описан пример получения носителя, используемого для оценки каждого тонера в существующем аппарате для формирования изображения. Носитель, который можно использовать в настоящем изобретении, не ограничен им.
Носитель
Раствор акриловой смолы (содержание твердого вещества: 50% по массе): 21,0 части.
Раствор гуанамина (содержание твердого вещества: 70% по массе): 6,4 части.
14
Частицы оксида алюминия [0,3 мкм, объемное удельное сопротивление: 10 (ОМ×см)]: 7,6 части.
Раствор силиконовой смолы: 65,0 части.
[Содержание твердого вещества: 23% по массе (SR2410: продукт Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)].
Аминосилан: 1,0 части.
[содержание твердого вещества: 100% по массе (SH6020: продукт Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)].
Толуол: 60 частей.
Бутилцеллозольв: 60 частей.
1,8
49,5
2
3
48,0
Материалы для носителя диспергировали с использованием смесителя-гомогенизатора в течение 10 мин для того, чтобы получить образующий покрывающую пленку раствор акриловой смолы и силиконовой смолы, содержащий частицы оксида алюминия. Образующий покрывающую пленку раствор наносили на поверхность порошка обожженного феррита [(MgO)(MnO)(FeO): средний диаметр частицы: 25 мкм], выполняющего функцию материал ядра с тем, чтобы иметь толщину 0,15 мкм с использованием SPILA COATER (продукт OKADA SEIKO CO., LTD.), с последующей сушкой, чтобы тем самым получать покрытый порошок феррита. Покрытый порошок феррита оставляли стоять в электрической печи на 150°C в течение одного часа для обжига. После охлаждения, массу порошка феррита дезинтегрировали ситом, имеющим отверстие 106 мкм, чтобы получить носитель.
Поскольку покрывающую пленку, которая покрывает поверхность носителя, можно наблюдать посредством наблюдения поперечного сечения носителя под просвечивающим электронным микроскопом, среднее значение толщины пленки определяли как толщину пленки у покрывающей пленки. Обнаруживали, что полученный носитель имеет массово-усредненный диаметр частицы 35 мкм.
Получение двухкомпонентного проявителя
Носитель (100 частей по массе) однородно смешивали с каждым из тонеров с a до r (7 частей) с использованием трубчатого смесителя, содержащего контейнер, который валяли для перемешивания, чтобы тем самым получать двухкомпонентные проявители с a до r.
Оценка тонера
Долговечность
2
Предоставляли устройство для оценки, которое представляет собой модифицированное устройство цифрового полноцветного копира (DOCUCOLOR 8000 DIGITAL PRESS, продукт Fuji Xerox Co., Ltd.) и которое подвергали доработке с тем, чтобы линейную скорость и время переноса можно было корректировать. Каждый проявитель подвергали эксплуатационному тесту на 100000 листов с использованием устройства для оценки, в котором выводили паттерн сплошного изображения размера A4 при покрытии тонером 0,6 мг/см в качестве тестового паттерна. После прогона каждой 1000 листов, брали образцы тонера и проводили измерения количества зарядов способом сдувания в качестве показателя долговечности. Начальное количество зарядов тонера сравнивали с количеством зарядов после прогона для того, чтобы оценивать долговечность согласно следующим критериям.
A: Сниженное количество зарядов составляло ниже 3 мкКл/г.
B: Сниженное количество зарядов составляло 3 мкКл/г или выше, но ниже 5 мкКл/г.
C: Сниженное количество зарядов составляло 5 мкКл/г или выше, но ниже 10 мкКл/г.
D: Сниженное количество зарядов составляло 10 мкКл/г или выше.
Стабильность зарядов под воздействием окружающей среды
Используя цифровой полноцветный копир (IMAGIOCOLOR2800, продукт Ricoh Company, Ltd.), образцы тонера брали после прогона каждой 1000 листов во время вывода 100000 листов карты изображений, имеющей уровень заполнения изображения 7% в монохромном режиме. Полученные таким образом образцы тонера измеряли на количество зарядов способом сдувания и оценивали на стабильность зарядов согласно следующим критериям. Оценку стабильности зарядов в окружающей среде с нормальной температурой и нормальной влажностью осуществляли при 25°C и 40% RH. Оценку стабильности зарядов в среде с высокой температурой и высокой влажностью осуществляли при 40°C и 90% RH. Оценку стабильности зарядов в окружающей среде с низкой температурой и низкой влажностью осуществляли при 10°C и 15% RH.
A: Измененное количество зарядов составляло ниже 3 мкКл/г.
B: Измененное количество зарядов составляло 3 мкКл/г или более, но ниже 5 мкКл/г.
C: Измененное количество зарядов составляло 5 мкКл/г или более, но ниже 10 мкКл/г.
D: Измененное количество зарядов составляло 10 мкКл/г или более.
Зернистость
У каждого тонера с a до r измеряли объемно-усредненный диаметр частицы (Dv) и объемно-усредненный диаметр частицы/численно-усредненный диаметр частицы (Dv/Dn) с использованием анализатора размера частиц («Multisizer III», продукт Beckman Coulter Co.). Dv оценивали основываясь на значении 5,2 мкм, и также оценивали Dv/Dn. Использовали следующие критерии оценки Dv.
A: Dv составлял 5,2 мкм ± 0,1 мкм (не включая);
Β: Dv составлял 5,2 мкм ± от 0,1 мкм (включая) до 0,3 мкм (не включая);
C: Dv составлял 5,2 мкм ± 0,3 мкм (включая) до 0,5 мкм (не включая);
D: составлял 5,2 мкм ± 0,5 мкм (включая).
Также использовали следующие критерии оценки Dv/Dn.
A: Dv/Dn<1,15;
B: 1,15<Dv/Dn<1,17;
C: 1,17<Dv/Dn<1,25;
D: 1,25<Dv/Dn.
Средний диаметр в дисперсии
Каждый тонер (1 г) погружали в хлороформ (100 г) на 10 часов, и дисперсионную жидкость тонера центрифугировали при 5500 об./мин (9,545 g) с использованием центрифуги (H-9R, продукт KOKUSAN CO., LTD., с использованием углового ротора). Обнаруживали, что супернатант, полученный после центрифугирования, содержал частицы фенольного мультимера, у которых измеряли диаметр частицы с использованием анализатора распределения размера частиц (LA-920, продукт Horiba, Ltd.). В измерении с использованием LA-920, для анализа использовали специализированное приложение LA-920 (версия 3.32) (продукт Horiba, Ltd.).
Таблица 2
Q/M (долговечность)
Стабильность под воздействием окружающей среды
Зернистость
Начальная
После 100000
Нормальная температура, нормальная влажность
Низкая температура, низкая влажность
Высокая температура, высокая влажность
Dv
Dv/Dn
Пример 1
A
A
A
B
B
A
A
Пример 2
A
A
A
B
B
A
A
Пример 3
A
A
A
B
B
A
A
Пример 4
A
A
A
A
A
A
A
Пример 5
A
A
A
A
A
A
A
Пример 6
A
A
A
A
A
A
A
Пример 7
B
B
B
B
B
A
A
Пример 8
B
B
B
B
B
A
A
Пример 9
B
B
B
В
В
A
A
Пример 10
B
B
B
B
B
A
A
Пример 11
B
B
B
B
B
A
A
Пример 12
B
B
B
B
B
A
A
Пример 13
B
B
B
B
B
A
A
Пример 14
B
B
B
B
B
A
A
Пример 15
C
C
C
C
D
A
A
Пример 16
C
C
C
C
D
A
A
Сравнительный пример 1
C
C
C
C
D
D
D
Сравнительный пример 2
-
-
-
-
-
D
D
Таблица 3
Тонер
Диаметр в дисперсии (нм)
Q/M (долговечность) [мкКл/г]
Стабильность зарядки под воздействием окружающей среды [мкКл/г]
Начальная
После прогона100000
Нормальная температура, нормальная влажность
Низкая темпе-ратура, низкая влажность
Высокая темпе-ратура, высокая влажность
Пример 1
a
120
-55,3
-52,6
-55,3
-60,1
-51,1
Пример 2
b
70
-55,9
-52,8
-55,9
-60,2
-51,1
Пример 3
c
300
-53,1
-51,0
-53,1
-57,3
-49,5
Пример 4
d
45
-55,1
-52,1
-55,1
-58,8
-52,8
Пример 5
e
45
-56,7
-53,3
-56,7
-59,1
-54,9
Пример 6
f
100
-55,3
-52,4
-55,3
-58,1
-52,6
Пример 7
g
40
-44,8
-41,1
-44,8
-47,6
-40,1
Пример 8
h
37
-47,3
-43,4
-47,3
-52,3
-42,4
Пример 9
i
31
-46,6
-41,6
-46,6
-51,1
-41,9
Пример 10
j
44
-45,5
-41,5
-45,5
-50,1
-40,8
Пример 11
k
42
-46,2
-42,2
-46,2
-51,2
-42,1
Пример 12
l
39
-48,4
-46,6
-48,4
-52,8
-53,7
Пример 13
m
46
-60,2
-58,1
-60,2
-64,6
-55,4
Пример 14
n
55
-70,2
-68,6
-70,2
-75,1
-65,2
Пример 15
o
-
-25,1
-21,4
-25,1
-29,4
-21,2
Пример 16
p
-
-26,5
-22,1
-26,5
-31,4
-21,8
Сравни-тельный пример 1
q
-
-21,5
-18,7
-21,5
-30,1
-12,4
Сравни-тельный пример 2
r
-
-
-
-
-
-
Как ясно видно из таблиц 2 и 3, тонеры из примеров с 1 до 16 имели превосходную зернистость, долговечность и стабильность под воздействием окружающей среды.
Фенольный мультимер, используемый в тонере o (пример 15) или тонере p (пример 16), демонстрировал растворимость в этилацетате и, таким образом, не мог демонстрировать достаточные эффекты передачи заряда, когда из него формировали тонер. Что касается долговечности, тонеры из примеров 15 и 16, демонстрировавшие существенный расход на носитель после прогона 100000 листов, значительно меняя Q/M. Что касается стабильности под воздействием окружающей среды, обнаруживали, что тонеры из примеров 15 и 16 значительно изменяли Q/M после хранения обоих в окружающей среде с низкой температурой, низкой влажностью и в окружающей среде с высокой температурой и высокой влажностью.
В отличие от этого, тонер q (сравнительный пример 1), содержащий «TN-105», который имеет структуру комплекса салицилата циркония, имеет значительно плохую зернистость и характеристики поверхности, несмотря на то, что TN-105 проявляет высокую заряжаемость в измельченном тонере. Также тонер r (сравнительный пример 2), содержащий «E-84», который имеет структуру комплекса салицилата цинка, имеет значительно плохую зернистость и из него не может быть сформирован тонер, несмотря на то, что E-84 проявляет высокие эффекты передачи заряда в измельченном тонере. Тонеры из сравнительных примеров 1 и 2 хуже тонеров из примеров с 1 до 16 с точки зрения долговечности, стабильности под воздействием окружающей среды и зернистости.
Это указывает на то, что добавление фенольного мультимера, представленного общей формулой (1), на стадии получения раствора или дисперсионной жидкости может предоставить тонер с превосходными заряжаемостью, свойством возрастания заряда, долговечностью и стабильностью под воздействием окружающей среды.
Варианты осуществления настоящего изобретения.
Изобретение предусматривает тонер, который содержит:
связующую смолу;
красящее вещество; и
фенольный мультимер, представленный следующей общей формулой (1):
,
1
10
10
2
7
7
3
5
9
9
6
11
20
20
12
17
17
14
15
19
19
16
21
20
20
22
17
17
24
25
19
19
26
1
5
2
m
1-
10
1
12
2
2
3
3
3
2
1
10
1
3
2
2
1
10
1
3
1
5
2
p
1
10
1
12
2
2
2
1
10
3
3
3
1
3
2
2
1
10
1
3
1
5
2
q
1
10
1
12
2
2
2
1-
10
3
3
3
1
3
2
2
1-
10
1
3
где R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или CC алкильную группу, а m представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу, -Si(CH) или -NR , где R представляет C-C алкильную группу; каждый с R до R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет C-C алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или C-C алкильную группу, а p представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH, -N(R), где R представляет C-C алкильную группу, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу или -Si(CH), каждый из R и R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет C-C алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; R представляет атом водорода, C-C алкильную группу или -(CH)COOR, где R представляет атом водорода или C-C алкильную группу, а q представляет собой целое число от 1 до 3; R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, которая может быть разветвленной, аралкильную группу, -NO, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу, -SOH, фенильную группу, которая может иметь заместитель, алкоксильную группу или -Si(CH); каждый из R и R представляет атом водорода, атом галогена, C-C алкильную группу, -NH или -N(R), где R представляет CC алкильную группу; R представляет атом водорода или C-C алкильную группу; n обозначает степень полимеризации, которая представляет собой целое число, равное 1 или больше.
Указанный тонер получают способом, который включает:
растворение или диспергирование в органическом растворителе материала тонера, содержащего по меньшей мере фенольный мультимер и связующую смолу или предшественник связующей смолы, чтобы тем самым получать раствор или дисперсионную жидкость материала тонера,
добавление раствора или дисперсионной жидкости в водную среду для эмульсификации или диспергирования, чтобы тем самым получать эмульсию или дисперсионную жидкость, и
удаление органического растворителя из эмульсии или дисперсионной жидкости.
1
11
21
2
12
22
3
6
16
26
4
5
14
15
24
25
При этом фенольный мультимер представлен общей формулой (1) где каждый из R, R, и R представляет собой атом водорода, каждый из R, R, и R представляет собой атом хлора, каждый из R, R, R, и R представляет собой атом водорода, и каждый из R, R, R, R, R и R представляет собой атом водорода или метильную группу.
4
5
14
15
24
25
В частности, фенольный мультимер представлен общей формулой (1), где каждый из R, R, R, R, R и R представляет собой атом водорода,
а степень полимеризации, обозначенная n, составляет от 5 до 25.
2
12
22
1
3
6
11
14
16
21
24
26
Кроме того, фенольный мультимер представлен общей формулой (1) где каждый из R, R и R представляет собой атом хлора, каждый из R, с R до R, R, с R до R, R, и с R до R представляет собой атом водорода, и n составляет от 7 до 19.
Согласно заявленному изобретению водная среда содержит анионные мелкие частицы смолы, которые имеют средний диаметр частицы от 5 нм до 50 нм, и анионное поверхностно-активное вещество.
Согласно изобретению фенольный мультимер характеризуется заряжаемостью.
Связующая смола тонера по изобретению представляет собой полиэфирную смолу.
Количество фенольного мультимера, содержащегося в растворе или дисперсионной жидкости составляет от 0,01% по массе до 5,0% по массе.
Фенольный мультимер, содержащийся в растворе или дисперсионной жидкости материала тонера, имеет средний диаметр в дисперсии от 10 нм до 500 нм.
Тонер настоящего изобретения характеризуется тем, что количество зарядов тонера составляет от -80 мкКл/г до -10 мкКл/г.
При этом значение десятичного логарифма Logρ объемного удельного сопротивления ρ (Ом×см) тонера составляет от 10,9 LogОм×см до 11,4 LogОм×см,
а объемно-усредненный диаметр частицы/численно-усредненный диаметр частицы (Dv/Dn) тонера составляет от 1,05 до 1,25.
Далее, тонер по настоящему изобретению имеет среднюю круглость от 0,950 до 0,990.
2
2
Удельная площадь поверхности тонера по БЭТ составляет от 0,5 м/г до 4,0 м/г.
Материал тонера дополнительно содержит активное содержащее водородную группу соединение и модифицированную полиэфирную смолу, способную реагировать с активным содержащим водородную группу соединением.
Изобретение относится также к способу формирования полноцветных изображений, который включает:
зарядку электрофотографического фотопроводника посредством заряжающего блока, экспонирование электрофотографического фотопроводника посредством экспонирующего блока, чтобы тем самым формировать скрытое электростатическое изображение,
проявку скрытого электростатического изображения с использованием указанного тонера, чтобы тем самым формировать тонерное изображение на электрофотографическом фотопроводнике,
сначала перенос тонерного изображения на промежуточный переносящий элемент посредством блока первичного переноса,
затем перенос тонерного изображения с промежуточного переносящего элемента на среду записи посредством блока вторичного переноса,
закрепление тонерного изображения на среде записи, и
очистку остаточного тонера, прикрепленного к поверхности электрофотографического фотопроводника, с которого тонерное изображение переносили на промежуточный переносящий элемент посредством блока первичного переноса.
В заявленном способе формирования изображения тонерное изображение переносят на среду записи с линейной скоростью от 300 мм/с до 1000 мм/с, и время переноса на часть печатного контакта блока вторичного переноса составляет от 0,5 мс до 20 мс.
В способе формирования полноцветных изображений используют процесс электрофотографического формирования изображения тандемного типа.
Также, заявлен аппарат для формирования полноцветных изображений, который содержит:
электрофотографический фотопроводник,
заряжающий блок, выполненный с возможностью зарядки электрофотографического фотопроводника,
экспонирующий блок, выполненный с возможностью экспозиции электрофотографического фотопроводника с тем, чтобы формировать скрытое электростатическое изображение на электрофотографическом фотопроводнике,
проявляющий блок, выполненный с возможностью проявки с использованием указанного тонера скрытого электростатического изображения, сформированного на электрофотографическом фотопроводнике с тем, чтобы формировать тонерное изображение,
переносящий блок, выполненный с возможностью переноса тонерного изображения на среду записи напрямую или через промежуточный переносящий элемент,
закрепляющий блок, выполненный с возможностью закрепления тонерного изображения на среде записи посредством прикладывающего тепло и давление элемента, и
очищающий блок, выполненный с возможностью очистки остаточного тонера, прикрепленного к поверхности электрофотографического фотопроводника, с которого тонерное изображение переносили на промежуточный переносящий элемент или среду записи посредством переносящего блока.
Промышленная применимость
Тонер по настоящему изобретению имеет превосходную заряжаемость, долговечность и стабильность под воздействием окружающей среды при формировании полноцветного изображения, а также имеет маленький диаметр частицы. Таким образом, использование тонера по настоящему изобретению может стабильно обеспечивать высококачественные изображения.
Список ссылочных позиций
1 Аппарат для формирования изображения
2 Печатающий картридж
3 Фотопроводник
4 Экспонирующее устройство
6 Секция формирования изображения
7 Автоматическое подающее документ устройство (ADF)
8 Сканер
801 Стол документа
802 Контактное стекло
803 Лампа
804 Первая каретка
805 Вторая каретка
806 Линза
807 CCD
9 Среда записи
10 Заряжающее устройство
110 Заряжающее устройство валкового типа
111 Заряжающий валок
112 Металлический сердечник
113 Электропроводящий резиновый слой
114 Источник мощности
120 Меховое щеточное заряжающее устройство
121 Щеточный валок
122 Металлический сердечник
123 Щеточная часть
124 Источник мощности
130 Магнитное щеточное заряжающее устройство
131 Щеточный валок
133 Щеточная часть
134 Источник мощности
20 Очищающее устройство
21 Нож для очистки
40 Проявляющее устройство
41 Проявляющая муфта
42 Регулирующий элемент
43, 44 Перемешивающий/транспортирующий шнек
46 Источник мощности
47 Область проявки
48 Переносящая трубка
50 Переносящее устройство
51 Промежуточная переносящая лента
52 Первичное переносящее устройство
521 Первичный переносящий валок
523, 524, 525 Электропроводящий валок
52 Поддерживающий валок
531 Ведущий валок
532 Второй переносящий опорный валок
533 Поддерживающий валок
54 Вторичное переносящее устройство
541 Вторичный переносящий валок
55 Очищающее ленту устройство
551 Электропроводящая меховая щетка
552 Электропроводящая меховая щетка
56 Предшествующее переносу зарядное устройство
60 Подающее бумагу устройство
61 Подающая бумагу кассета
62 Подающий бумагу валок
63 Переносящий валок
64 Совмещающий валок
65 Переносящая лента
651, 652 Поддерживающий валок
66 Разделяющий валок
67 Переворачивающее лист устройство
70 Закрепляющее устройство
710 Нагревающий валок
720 Закрепляющий валок (встречный вращатель)
721 Металлический сердечник
722 Эластический элемент
730 Закрепляющая лента (теплостойкая лента, нагревающая тонер среда)
731 Подложка
732 Образующий тепло слой
733 Промежуточный слой
734 Отделяющий слой
740 Прижимной валок (прижимной вращатель)
741 Металлический сердечник
742 Эластический элемент
750 Обнаруживающий температуру элемент
760 Индукционный нагревательный блок
761 Катушка возбуждения
762 Направляющая пластина катушки
763 Ядро катушки возбуждения
764 Поддерживающий элемент ядра катушки возбуждения
770 Среда записи
90 Выгружающее устройство
91 Лоток для выгрузки
93 Выгружающий валок
100 Тонер
101 Основные частицы тонера
102 Внешняя добавка