ТОНЕР, ПРОЯВИТЕЛЬ, АППАРАТ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КАРТРИДЖ
TONER, DEVELOPER, IMAGE FORMING APPARATUS AND PROCESS CARTRIDGE

Область техники
Настоящее изобретение относится к тонеру, проявителю, аппарату формирования изображения и технологическому картриджу.
Уровень техники
Формирование электрофотографического изображения обычно осуществляют в последовательном процессе формирования электростатического скрытого изображения на фотопроводнике, проявления электростатического скрытого изображения проявителем с формированием тонерного изображения, переноса тонерного изображения на среду записи, такую как бумага, и закрепления на ней.
В качестве проявителей известны однокомпонентные проявители, выполненные только из магнитного тонера или немагнитного тонера, и двухкомпонентные проявители, выполненные из тонера и носителя.
Обычно используемый способ закрепления тонерного изображения представляет собой способ с нагревательным валиком, в котором тонерное изображение непосредственно прижимают и закрепляют на среде записи посредством нагревательного валика, поскольку этот способ является энергоэффективным.
Однако проблема состоит в том, что способ с нагревательным валиком требует большого количества электричества для того, чтобы закреплять тонерное изображение.
Таким образом, необходимо увеличение способности тонера к низкотемпературному закреплению.
1/2
1/2
В PTL 1 раскрыт тонер для формирования изображения, который содержит красящее вещество, связующую смолу и смазочное вещество, где связующая смола содержит полиэфирные смолы двух типов, а именно полиэфирную смолу A и полиэфирную смолу B. Сложный полиэфир A представляет собой кристаллическую алифатическую полиэфирную смолу, которая имеет по меньшей мере один дифракционный пик в положении 2θ=20-25° на ее порошковой рентгенодифрактограмме. Полиэфирная смола B представляет собой некристаллическую полиэфирную смолу, которая имеет температуру размягчения [T(F)] выше, чем температура размягчения [T(F)] полиэфирной смолы A. Полиэфирная смола A и полиэфирная смола B несовместимы друг с другом.
Однако необходимо предотвратить возникновение рассеивания тонера и смазывания фона.
Список цитируемой литературы
Патентная литература
[PTL 1] Выложенная японская заявка на патент (JP-A) № 2003-167384
Сущность изобретения
Техническая проблема
Ввиду этой проблемы известного уровня техники, один аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить тонер, который обладает превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и может предотвращать возникновение рассеивания тонера и смазывания фона.
Решение проблемы
В одном аспекте настоящего изобретения на захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах среза тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 50% площади до 80% площади.
На захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах поверхности тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 10% площади до 40% площади.
Полезные эффекты изобретения
По одному из аспектов настоящего изобретения возможно предоставить тонер, который обладает превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и может предотвращать возникновение рассеивания тонера и смазывания фона.
Краткое описание рисунков
На фиг. 1 представлен пример изображения поверхности тонера в отраженных электронах.
На фиг. 2 представлен пример изображения среза тонера в отраженных электронах.
На фиг. 3 представлено схематическое изображение, показывающее пример устройства проявления.
На фиг. 4 представлено схематическое изображение, показывающее пример технологического картриджа.
Описание вариантов осуществления
Далее, со ссылкой на рисунки будут объяснены варианты осуществления настоящего изобретения.
(Тонер)
Раскрытый тонер содержит кристаллическую смолу и некристаллическую смолу.
На захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах среза тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 50% площади до 80% площади, предпочтительно от 60% площади до 75% площади. Если доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза тонера меньше, чем 50% площади, будет возникать рассеивание тонера и смазывание фона. Если эта доля больше, чем 80% площади, будет снижаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.
Возможно вычислять содержание некристаллической смолы в тонере посредством измерения доли окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза тонера, поскольку содержащаяся в тонере некристаллическая смола избирательно окрашивается тетроксидом рутения. Чем выше доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза тонера, тем выше содержание некристаллической смолы в тонере.
На захваченном с помощью сканирующего электронного микроскопа изображении в отраженных электронах поверхности тонера, окрашенного тетроксидом рутения, доля окрашенных тетроксидом рутения областей составляет от 10% площади до 40% площади, предпочтительно от 20% площади до 30% площади. Если доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении поверхности тонера в отраженных электронах меньше, чем 10% площади, будет возникать рассеивание тонера и смазывание фона. Если эта доля больше, чем 40% площади, будет снижаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.
Возможно вычислять содержание некристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера посредством измерения доли окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении поверхности тонера в отраженных электронах, поскольку содержащаяся в тонере некристаллическая смола избирательно окрашивается тетроксидом рутения. Чем выше доля окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении поверхности тонера в отраженных электронах, тем выше содержание некристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера.
Когда сканирующий электронный микроскоп используют для захвата изображения поверхности тонера в отраженных электронах, возможно наблюдать область вблизи поверхности тонера, которая достигает глубины в несколько десятков нм от поверхности.
Способ окрашивания содержащейся в тонере некристаллической смолы тетроксидом рутения конкретно не ограничен, но может заключаться в погружении тонера в водный раствор тетроксида рутения или в воздействии на тонер атмосферой паров водного раствора тетроксида рутения.
Возможно вычислять долю окрашенных тетроксидом рутения областей на изображении в отраженных электронах среза и поверхности тонера с помощью обработки изображений.
На фиг. 1 представлен пример изображения поверхности тонера в отраженных электронах. На фиг. 1 белые участки представляют собой области, окрашенные тетроксидом рутения. Области, окрашенные тетроксидом рутения, выглядят белыми, поскольку электроны могут с меньшей легкостью проходить через такие области.
На фиг. 1 можно видеть, что содержание кристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера велико.
На фиг. 2 представлен пример изображения среза тонера в отраженных электронах. На фиг. 2 белые участки представляют собой области, окрашенные тетроксидом рутения. Области, окрашенные тетроксидом рутения, выглядят белыми, поскольку электроны могут с меньшей легкость проходить через такие области.
На фиг. 2 можно видеть, что содержание некристаллической смолы в тонере велико.
Как видно из приведенного выше, тонер содержит некристаллическую смолу в большом количестве и одновременно содержит кристаллическую смолу в большом количестве в области вблизи его поверхности. Это делает возможным увеличение способности к низкотемпературному закреплению, не вызывая рассеивания тонера или смазывания фона из-за снижения количества электростатического заряда тонера.
При перемешивании композиции, содержащей кристаллическую смолу и некристаллическую смолу, возможно изменять количественное соотношение между кристаллической смолой и некристаллической смолой в области вблизи поверхности тонера посредством управления числом оборотов месильного валика. В частности, возможно увеличивать содержание кристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера посредством увеличения числа оборотов валика. Кроме того, более высокая средневесовая молекулярная масса кристаллической смолы способствует более высокому разделению фаз между кристаллической смолой и некристаллической смолой, что ведет к более высокому содержанию кристаллической смолы в области вблизи поверхности тонера.
Способ увеличения средневесовой молекулярной массы кристаллической смолы конкретно не ограничен, но может представлять собой введение уретановой связи.
Предпочтительно, чтобы отношение обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из некристаллической смолы, составляло 0,10 или менее, где интенсивности измеряют посредством времяпролетной масс-спектроскопии вторичных ионов (TOF-SIMS). Если отношение обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из некристаллической смолы, составляет больше чем 0,10, может возникать рассеивание тонера и смазывание фона.
TOF-SIMS позволяет анализировать область вблизи поверхности тонера, которая достигает глубины от 1 нм до 2 нм от поверхности, которая представляет собой область, намного более близкую к поверхности тонера, чем можно анализировать посредством сканирующего электронного микроскопа.
Для того чтобы вычислять обнаруживаемую интенсивность вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы и некристаллической смолы, с помощью TOF-SIMS, необходимо идентифицировать элементарные звенья кристаллической смолы и некристаллической смолы, содержащихся в тонере. Возможно анализировать элементарные звенья содержащихся в тонере кристаллической смолы и некристаллической смолы посредством GC-MS и ЯМР. Кроме того, возможно вычислять соотношение между кристаллической смолой и некристаллической смолой посредством измерения кристалличности по спектрам рентгеновской дифракции. В этом случае возможно определять элементарные звенья содержащихся в тонере кристаллической смолы и некристаллической смолы, основываясь на том, совпадают ли они с соотношением между кристаллической смолой и некристаллической смолой.
С увеличением средневесовой молекулярной массы кристаллической смолы уменьшается угол наклона для обнаруживаемой интенсивности вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы.
При температуре плавления кристаллическая смола претерпевает изменение кристаллической структуры и имеет вязкость расплава, которая круто снижается от вязкости в твердом состоянии, тем самым демонстрируя свойство закрепления на среде записи.
С другой стороны, постепенное снижение вязкости расплава некристаллической смолы происходит с ростом температуры от точки стеклования, и имеется разность в несколько десятков градусов Цельсия между ее точкой стеклования и температурой, при которой ее вязкость расплава снижается достаточно, чтобы демонстрировать свойство закрепления, причем последняя температура представляет собой, например, температуру размягчения.
Следовательно, для того чтобы повышать способность к низкотемпературному закреплению тонера, содержащего некристаллическую смолу, но не кристаллическую смолу, необходимо снижать температуру размягчения некристаллической смолы посредством снижения точки стеклования или молекулярной массы некристаллической смолы, что, однако, приведет к недостаточной стабильности термостойкости при хранении и устойчивости к горячему офсету.
Таким образом, некристаллическую смолу можно комбинировать с кристаллической смолой, что делает возможным повышение способности к низкотемпературному закреплению без снижения стабильности термостойкости при хранении и устойчивости к горячему офсету.
Описанный выше тонер, который содержит фазу кристаллической смолы и некристаллической смолы отдельно, обладает превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и может предотвращать возникновение рассеивания тонера и смазывания фона. В частности, в описанном выше тонере, который содержит фазу кристаллической смолы и некристаллической смолы отдельно, кристаллическая смола и некристаллическая смола демонстрируют свои собственные конкретные характеристики. Некристаллическая смола препятствует возникновению рассеивания тонера и смазывания фона, тогда как кристаллическая смола улучшает способность к низкотемпературному закреплению.
Возможно подтвердить, что тонер содержит фазу кристаллической смолы и некристаллической смолы отдельно, с помощью описанного ниже способа.
(1) Эндотермические пики ДСК тонера при первом подъеме температуры
При измерении методом ДСК эндотермических пиков тонера при первом подъеме температуры обнаружили эндотермические пики, которые свойственны некристаллической смоле и кристаллической смоле соответственно. Эндотермический пик, свойственный некристаллической смоле, имеет вершину пика при 40-70°C. Эндотермический пик, свойственный кристаллической смоле, имеет вершину пика при 60-80°C.
(2) Спектр рентгеновской дифракции тонера
При измерении спектра рентгеновской дифракции тонера дифракционный пик, свойственный кристаллической смоле, обнаружили при 2θ=20-25°
10,7
11,2
10,9
11,15
10,7
11,2
Удельное объемное электрическое сопротивление тонера типично составляет от 10 Ом·см до 10 Ом·см, предпочтительно от 10 Ом·см до 10 Ом·см. Если удельное объемное электрическое сопротивление тонера составляет меньше чем 10 Ом·см, может возникать рассеивание тонера и смазывание фона. Если удельное объемное электрическое сопротивление тонера составляет больше чем 10 Ом·см, может ухудшаться плотность изображения.
Удельное объемное электрическое сопротивление тонера представляет собой удельное объемное электрическое сопротивление таблетки, получаемой прессованием тонера.
Чем ниже содержание кристаллической смолы в тонере или чем выше сдвиг при перемешивании, тем выше удельное объемное электрическое сопротивление тонера.
Описанный выше тонер типично имеет «море-островную» структуру, которая содержит моря, содержащие кристаллическую смолу, и острова, содержащие некристаллическую смолу.
Можно подтверждать «море-островную» структуру с помощью наблюдения среза тонера. При этом можно придавать контраст посредством окрашивания некристаллической смолы тетроксидом рутения.
<Кристаллическая смола>
Примеры кристаллической смолы включают, но не ограничиваясь этим, кристаллический сложный полиэфир, кристаллический полиуретан, кристаллическую полимочевину, кристаллический полиамид, кристаллический простой полиэфир, кристаллическую виниловую смолу, модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир и модифицированный мочевиной кристаллический сложной полиэфир. Два или более из них можно использовать в комбинации. Среди них предпочтительными являются кристаллические смолы, которые имеют уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи. Кристаллическая смола, которая имеет уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи, образует «море-островную» структуру, поскольку она не совместима растворением с некристаллической смолой. Кроме того, кристаллическая смола, которая имеет уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи, имеет увеличенную твердость, поскольку содержит уретановую связь, карбамидную связь или их обе. Это делает более вероятным то, что тонер будет превращаться в порошок по тем участкам некристаллической смолы, которые присутствуют между участками кристаллической смолы, тем самым имея поверхность, покрытую некристаллической смолой, хотя он содержит кристаллическую смолу в области вблизи поверхности.
Примеры кристаллических смол, которые имеют уретановую связь, карбамидную связь или их обе в основной цепи, включают кристаллический полиуретан, кристаллическую полимочевину, модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир и модифицированный мочевиной кристаллический сложный полиэфир.
Возможно синтезировать модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир посредством введения группы изоцианата в конец кристаллического сложного полиэфира и последующей реакции кристаллического сложного полиэфира с полиолом.
Возможно синтезировать модифицированный мочевиной кристаллический сложный полиэфир посредством введения группы изоцианата в конец кристаллического сложного полиэфира и последующей реакции кристаллического сложного полиэфира с полиамином.
4
12
Возможно синтезировать кристаллический сложный полиэфир посредством поликонденсации полиола и поликарбоновой кислоты, посредством полимеризации лактона с раскрытием кольца, посредством поликонденсации гидроксикарбоновой кислоты или посредством полимеризации C-Cциклического сложного эфира с раскрытием кольца, что соответствует дегидратированному продукту конденсации двух или трех молекул гидроксикарбоновой кислоты. Среди них поликонденсация диола и карбоновой кислоты является предпочтительной.
Полиол можно использовать отдельно или можно использовать в комбинации с трехатомным или высшим спиртом.
Примеры диола включают, но не ограничиваясь этим, алифатический диол, такой как алифатический диол с неразветвленной цепью и разветвленный алифатический диол, простой алкиленовый эфир гликоля, который имеет 4-36 атомов углерода; алициклический диол, который имеет 4-36 атомов углерода; аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 1 до 30) и алициклического диола, такой как его аддукт этиленоксида, аддукт пропиленоксида и аддукт бутиленоксида; аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 2 до 30) и бисфенолов, такой как его аддукт этиленоксида, аддукт пропиленоксида и аддукт бутиленоксида; полилактондиол; полибутадиендиол; диол, который имеет карбоксильную группу, диол, который имеет группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, и диол, который имеет другие функциональные группы, например, соль этих групп. Два или более из них можно использовать в комбинации. Среди них предпочтительным является алифатический диол, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи, а более предпочтителен алифатический диол с неразветвленной цепью, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи.
Содержание алифатического диола с неразветвленной цепью в диоле типично составляет 80 мол.% или более, предпочтительно 90 мол.% или более. Если содержание алифатического диола с неразветвленной цепью в диоле составляет менее чем 80 мол.%, может быть сложно достигнуть у тонера как способности к низкотемпературному закреплению, так и стабильности термостойкости при хранении.
Примеры алифатического диола с неразветвленной цепью, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи, включают этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 1,7-гептандиол, 1,8-октандиол, 1-9-нонандиол, 1,10-декандиол, 1,11-ундекандиол, 1,12-додекандиол, 1,13-тридекандиол, 1,14-тетрадекандиол, 1,18-октадекандиол и 1,20-эйкозандиол. Среди них предпочтительны этиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, 1,9-нонандиол и 1,10-декандиол.
Примеры разветвленного алифатического диола, который имеет 2-36 атомов углерода в основной цепи, включают 1,2-пропиленгликоль, бутандиол, гександиол, октандиол, декандиол, додекандиол, тетрадекандиол, неопентилгликоль и 2,2-диэтил-1,3-пропандиол.
Примеры простого алкиленового эфира гликоля, который имеет 4-36 атомов углерода, включают диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль и политетраметиленовый простой эфир гликоля.
Примеры алициклического диола, который имеет 4-36 атомов углерода, включают 1,4-циклогександиметанол и гидрогенизированный бисфенол A.
Примеры бисфенолов включают бисфенол A, бисфенол F и бисфенол S.
Примеры полилактондиола включают поли(ε-капролактондиол). Примеры диола, имеющего карбоксильную группу, включают диалкилолалкановую кислоту, которая имеет 6-24 атомов углерода, такую как 2,2-диметилолпропановая кислота, 2,2-диметилолбутановая кислота, 2,2-диметилолгептановая кислота и 2,2-диметилолоктановая кислота.
Примеры диола, имеющего группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, включают: N,N-бис(2-гидроксиэтил)сульфаминовую кислоту, и N,N-бис(2-гидроксиалкил)сульфаминовую кислоту (алкильная группа, которая имеет 1-6 атомов углерода) и их аддукт алкиленоксида, такой как их аддукт этиленоксида, аддукт пропиленоксида и аддукт бутиленоксида (с числом присоединяемых молей от 1 до 6), такой как 2-мольный аддукт пропиленоксида и N,N-бис(2-гидроксиэтил) сульфаминовой кислоты; и бис(2-гидроксиэтил)фосфат.
Примеры основания, используемого для нейтрализации солей диола, имеющего карбоксильную группу, и диола, имеющего группу сульфоновой кислоты или группу сульфаминовой кислоты, включают третичный амин, который имеет 3-30 атомов углерода (например, триэтиламин) и гидроксид щелочного металла (например, гидроксид натрия).
Среди этих диолов алкиленгликоль, который имеет 2-12 атомов углерода, диол, имеющий карбоксильную группу, и аддукт алкиленоксида и бисфенолов являются предпочтительными.
Примеры трехатомного или высшего полиола включают, но не ограничиваясь этим, алканполиол (например глицерин, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритрит, сорбит, сорбитан и полиглицерин) и их продукты внутримолекулярной или межмолекулярной дегидратации; многоатомный алифатический спирт, который имеет 3-36 атомов углерода, такой как сахар (например, сахароза и метилглюкозид) и производное сахара; аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 2 до 30) и трисфенолов (например, трисфенол PA); аддукт алкиленоксида (с числом присоединяемых молей от 2 до 30) и смолы новолак (например, фенолноволак и крезолноволак); и акриловый полиол, такой как сополимер гидроксиэтил(мет)акрилата и другого винилового мономера. Среди них трехатомный или высший многоатомный алифатический спирт и аддукт алкиленоксида и смолы новолак являются благоприятными, а аддукт алкиленоксида и смолы новолак является более благоприятным.
В качестве поликарбоновой кислоты можно использовать только дикарбоновую кислоту или можно использовать дикарбоновую кислоту и трехвалентную или высшую карбоновую кислоту в комбинации.
Примеры дикарбоновой кислоты включают, но не ограничиваясь этим: алифатическую дикарбоновую кислоту, такую как алифатическая дикарбоновая кислота с неразветвленной цепью и алифатическая дикарбоновая кислота с разветвленной цепью; и ароматическую дикарбоновую кислоту. Среди них алифатическая дикарбоновая кислота с неразветвленной цепью является предпочтительной.
Примеры алифатической дикарбоновой кислоты включают: алкандикарбоновую кислоту, которая имеет 4-36 атомов углерода, такую как янтарная кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота, азелаиновая кислота, додекандикарбоновая кислота, октадекандикарбоновая кислота и децилянтарная кислота; алкендикарбоновые кислоты, которые имеют 4-36 атомов углерода, такие как алкенилянтарная кислота, такая как додеценилянтарная кислота, пентадеценилянтарная кислота и октадеценилянтарная кислота; алкендикарбоновую кислоту, которая имеет 4-36 атомов углерода, такую как малеиновая кислота, фумаровая кислота и цитраконовая кислота; и циклоалифатические дикарбоновые кислоты, которые имеют 6-40 атомов углерода, такие как димерная кислота (димерная линолевая кислота).
Примеры ароматической дикарбоновой кислоты включают ароматическую дикарбоновую кислоту, которая имеет 8-36 атомов углерода, такую как фталевая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, т-бутилизофталевая кислота, 2,6-нафталиндикарбоновая кислота и 4,4'-бифенилдикарбоновая кислота.
Примеры трехвалентной или высшей поликарбоновой кислоты включают, но не ограничиваясь этим, ароматическую поликарбоновую кислоту, которая имеет 9-20 атомов углерода, такую как тримеллитовая кислота и пиромеллитовая кислота.
Также вместо поликарбоновой кислоты можно использовать ангидрид или сложный алкилов эфир, который имеет 1-4 атома углерода (например, сложный метиловый эфир, сложный этиловый эфир и сложный изопропиловый эфир) поликарбоновой кислоты.
Среди этих дикарбоновых кислот предпочтительной является алифатическая дикарбоновая кислота, и каждая из адипиновой кислоты, себациновой кислоты, додекандикарбоновой кислоты, терефталевой кислоты и изофталевой кислоты является более предпочтительной. Здесь также является предпочтительным использовать алифатическую дикарбоновую кислоту и ароматическую дикарбоновую кислоту в комбинации. Более предпочтительно использовать алифатическую дикарбоновую кислоту в комбинации с терефталевой кислотой, изофталевой кислотой и т-бутилизофталевой кислотой.
Предпочтительно, чтобы содержание ароматической дикарбоновой кислоты в поликарбоновой кислоте составляло 20 мол.% или менее.
Примеры лактона включают, но не ограничиваясь этим, монолактон, который имеет 3-12 атомов углерода, такой как β-пропиолактон, γ-бутиролактон, δ-валеролактон и ε-капролактон. Среди них ε-капролактон является предпочтительным.
При полимеризации лактона с раскрытием кольца возможно использовать катализатор, такой как оксид металла и металлорганическое соединение, или использовать диол, такой как этиленгликоль и диэтиленгликоль, в качестве инициатора.
Примеры коммерчески доступных продуктов полимеризации лактона с раскрытием кольца включают H1P, H4, H5 и H7 серии PLACCEL производства Daicel Co., Ltd.
Примеры гидроксикарбоновой кислоты, используемой для поликонденсации, включают, но не ограничиваясь этим, гликолевую кислоту и молочную кислоту (например, L-форма, D- форма и рацемическая форма).
Примеры гидроксикарбоновой кислоты, используемой для циклического сложного эфира, включают, но не ограничиваясь этим, гликолид и лактид (например, L-форму, D- форму и рацемическую форму). Среди них L-лактид и D-лактид являются предпочтительными.
Катализатор, такой как оксид металла и металлорганическое соединение, можно использовать для полимеризации циклического сложного эфира с раскрытием кольца.
Посредством модификации гидроксикарбоновой кислоты и циклического сложного эфира таким образом, что поликонденсат первого и продукт полимеризации последнего с раскрытием кольца имеют гидроксильную группу или карбоксильную группу на своем конце, возможно синтезировать сложный полиэфир диола или сложный полиэфир дикарбоновой кислоты.
Возможно синтезировать кристаллический полиуретан посредством полиприсоединения полиола и полиизоцианата. Прежде всего, продукт полиприсоединения диола и диизоцианата является предпочтительным.
В качестве полиола можно использовать только диол или можно использовать диол и трехатомный или высший спирт в комбинации.
В качестве полиола можно использовать те же полиолы, которые перечислены в описании кристаллического сложного полиэфира.
В качестве полиизоцианата можно использовать один диизоцианат или можно использовать диизоцианат и трехвалентный или высший изоцианат в комбинации.
Примеры диизоцианата включают, но не ограничиваясь этим, ароматические диизоцианаты, алифатические диизоцианаты, алициклические диизоцианаты и ароматические алифатические диизоцианаты. Конкретные примеры этих диизоцианатов включают: ароматический диизоцианат, который имеет 6-20 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, алифатический диизоцианат, который имеет 2-18 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, алициклический диизоцианат, который имеет 4-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, ароматический алифатический диизоцианат, который имеет 8-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата; модифицированный продукт этих диизоцианатов, который имеет, например, уретановую группу, карбодиимидную группу, аллофанатную группу, группу мочевины, биуретовую группу, уретдионовую группу, уретоиминовую группу, изоциануратную группу или оксазолидоновую группу); и смесь двух или более их типов.
Примеры ароматических диизоцианатов включают 1,3-фенилендиизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 2,4-толилендиизоцианат, 2,6-толилендиизоцианат, неочищенный толилендиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, неочищенный дифенилметандиизоцианат [соединение фосгена и неочищенного бис(аминофенил)метана (продукт конденсации формальдегида и ароматического амина (анилина) или их смесь; и соединение фосгена и смеси бис(аминофенил)метана и малого количества (например, от 5% по массе до 20% по массе) амина, имеющего три или более функциональные группы], 1,5-нафтилендиизоцианат, 4,4',4''-трифенилметантриизоцианат, м-изоцианатофенилсульфонилизоцианат и п-изоцианатофенилсульфонилизоцианат.
Примеры алифатических диизоцианатов включают этилендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, додекаметилендиизоцианат, 1,6,11-ундекантриизоцианат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат, лизиндиизоцианат, 2,6-диизоцианатометилкапроат, бис(2-изоцианатоэтил)фумарат, бис(2-изоцианатоэтил)карбонат и 2-изоцианатоэтил-2,6-диизоцианатогексаноат.
Примеры алициклических диизоцианатов включают изофорондиизоцианат, дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат, циклогексилолдиизоцианат, метилциклогексилолдиизоцианат, бис(2-изоцианатоэтил)-4-циклогексен-1,2-дикарбоксилат, 2,5-норборнандиизоцианат и 2,6-норборнандиизоцианат.
Примеры ароматических-алифатических диизоцианатов включают м-ксилилендиизоцианат, п-ксилилендиизоцианат и α,α,α',α'-тетраметилксилилендиизоцианат.
Примеры модифицированного продукта диизоцианата включают модифицированные продукты диизоцианата, включающие: модифицированные дифенилметандиизоцианаты, такие как модифицированный уретаном дифенилметандиизоцианат, модифицированный карбодиимидом дифенилметандиизоцианат и модифицированный тригидрокарбилфосфатом дифенилметандиизоцианат; и модифицированный уретаном толилендиизоцианат, такой как преполимер, содержащий изоцианатную группу.
Среди этих диизоцианатов предпочтительными являются ароматический диизоцианат, который имеет 6-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, алифатический диизоцианат, который имеет 4-12 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата, и алициклический диизоцианат, который имеет 4-15 атомов углерода, за исключением углерода в группе изоцианата. Более предпочтительными являются толилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, гидрогенизированный дифенилметандиизоцианат и изофорондиизоцианат.
Возможно синтезировать кристаллическую полимочевину посредством полиприсоединения полиамина и полиизоцианата. Прежде всего, предпочтительным является продукт полиприсоединения диамина и диизоцианата.
В качестве полиизоцианата можно использовать только диизоцианат или можно использовать диизоцианат и трехвалентный или высший изоцианат в комбинации.
В качестве полиизоцианата можно использовать те же полиизоцианаты, как те, что перечислены в описании кристаллического полиуретана.
В качестве полиамина можно использовать только диамин или можно использовать диамин и трехвалентный или высший амин в комбинации.
Примеры полиамина включают, но не ограничиваясь этим, алифатические полиамины и ароматические полиамины. Среди них предпочтительными являются алифатический полиамин, который имеет 2-18 атомов углерода, и ароматический полиамин, который имеет 6-20 атомов углерода.
Примеры алифатических полиаминов, которые имеют 2-18 атомов углерода, включают: алкилендиамин, который имеет 2-6 атомов углерода, такой как этилендиамин, пропилендиамин, триметилендиамин, тетраметилендиамин и гексаметилендиамин; полиалкиленполиамин, который имеет 4-18 атомов углерода, такой как диэтилентриамин, иминобис(пропиламин), бис(гексаметилен)триамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин и пентаэтиленгексамин; заместитель алкилендиамина или полиалкилендиамина алкильной группой, которая имеет 1-4 атома углерода или гидроксиалкильной группой, которая имеет 2-4 атома углерода, такой как диалкиламинопропиламин, триметилгексаметилендиамин, аминоэтилэтаноламин, 2,5-диметил-2,5-гексаметилендиамин и метилиминобис(пропиламин); алициклический диамин, который имеет 4-15 атомов углерода, такой как 1,3-диаминоциклогексан, изофорондиамин, ментендиамин и 4,4'-метилендициклогександиамин (гидрогенизированный метилендианилин); гетероциклический диамин, который имеет 4-15 атомов углерода, такой как пиперазин, N-аминоэтилпиперазин, 1,4-диаминоэтилпиперазин, 1,4-бис(2-амино-2-метилпропил)пиперазин, 3,9-бис(3-аминопропил)-2,4,8,10'тетраоксаспиро[5.5]ундекан; и алифатические диамины с ароматическим кольцом, которое имеет 8-15 атомов углерода, такие как ксилилендиамин и тетрахлор-п-ксилилендиамин.
Примеры ароматических диаминов, которые имеют 6-20 атомов углерода, включают незамещенные ароматические диамины, такие как 1,2-фенилендиамин, 1,3-фенилендиамин, 1,4-фенилендиамин, 2,4'-дифенилметандиамин, 4,4'-дифенилметандиамин, неочищенный дифенилметандиамин (полифенилполиметиленполиамин), диаминодифенилсульфон, бензидин, тиодианилин, бис(3,4-ди-аминофенил)сульфон, 2,6-диаминопиридин, м-аминобензиламин, трифенилметан-4,4',4''-триамин и нафтилендиамин; ароматические диамины, которые имеют замещенную в цикле алкильную группу, которая имеет 1-4 атомов углерода, таких как 2,4-толилендиамин, 2,6-толилендиамин, неочищенный толилендиамин, диэтилтолилендиамин, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдифенилметан, 4,4'-бис(о-толуидин), дианизидин, диаминодитолилсульфон, 1,3-диметил-2,4-диаминобензол, 1,3-диметил-2,6-диаминобензол, 1,4-диизопропил-2,5-диаминобензол, 2,4-диаминомезитилен, 1-метил-3,5-диэтил-2,4-диаминобензол, 2,3-диметил-1,4-диаминонафталин, 2,6-диметил-1,5-диаминонафталин, 3,3',5,5'-тетраметилбензидин, 3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,5-диэтил-3'-метил-2',4-диаминодифенилметан, 3,3'-диэтил-2,2'-диаминодифенилметан, 4,4'-диамино-3,3'-диметилдифенилметан, 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминобензофенон, 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминодифениловый простой эфир и 3,3',5,5'-тетраизопропил-4,4'-диаминодифенилсульфон; метиленбис(о-хлоранилин), 4-хлор-о-фенилендиамин, 2-хлор-1,4-фенилендиамин, 3-амино-4-хлоранилин, 4-бром-1,3-фенилендиамин, 2,5-дихлор-1,4-фенилендиамин, 5-нитро-1,3-фенилендиамин и 3-диметокси-4-аминоанилин; галогеновые группы, такие как группа хлора, группа брома, группа йода и группа фтора, такие как 4,4'-диамино-3,3'-диметил-5,5'-дибромдифенилметан, 3,3'-дихлорбензидин, 3,3'-диметоксибензидин, бис(4-амино-3-хлорфенил)оксид, бис(4-амино-2-хлорфенил)пропан, бис(4-амино-2-хлорфенил)сульфон, бис(4-амино-3-метоксифенил)декан, бис(4-аминофенил)сульфид, бис(4-аминофенил)теллурид, бис(4-аминофенил)селенид, бис(4-амино-3-метоксифенил)дисульфид, 4,4'-метиленбис(2-йоданилин), 4,4'-метиленбис(2-броманилин), 4,4'-метиленбис(2-фторанилин) и 4-аминофенил-2-хлоранилин; алкоксильные группы, такие как метоксигруппа и этоксигруппа, ароматические диамины, которые имеют замещенную в цикле электроноакцепторную группу, такую как нитрогруппа; и ароматические диамины, которые имеют вторичную аминогруппу, такие как 4,4'-бис(метиламино)дифенилметан и 1-метил-2-метиламино-4-аминобензол [часть или все первичные аминогруппы незамещенного ароматического диамина, ароматического диамин, который имеет замещенную в цикле алкильную группу, которая имеет 1-4 атома углерода, и ароматического диамина, который имеет замещенную в цикле электроноакцепторную группу, замещают на низшую алкильную группу, такую как метильная группа и этильная группа].
Другие примеры диамина включают: полиамидполиамины, такие как полиамидполиамин, полученный конденсацией дикарбоновой кислоты (например, димерной кислоты) с избыточным количеством полиамина (например, алкилендиамина и полиалкиленполиамина) (избыточное количество составляет 2 моль или более на 1 моль дикарбоновой кислоты); и простой полиэфир полиамина, такой как гидрат цианоэтилированного простого полиэфира полиола (например, полиалкиленгликоль).
Вместо полиамина также возможно использовать, например, оксазолидин или кетимин, который получают посредством блокирования аминогруппы полиамина кетоном, таким как ацетон, метилэтилкетон и метилизобутилкетон.
Возможно синтезировать кристаллический полиамин посредством поликонденсации полиамина и поликарбоновой кислоты. Прежде всего, предпочтительным является поликонденсат диамина и дикарбоновой кислоты.
В качестве полиамина можно использовать только диамин или можно использовать диамин и трехвалентный или высший амин в комбинации.
В качестве полиамина можно использовать те же полиамины, что перечислены в описании полимочевины.
В качестве поликарбоновой кислоты можно использовать только дикарбоновую кислоту или можно использовать дикарбоновую кислоту и трехвалентную или высшую карбоновую кислоту в комбинации.
В качестве поликарбоновой кислоты можно использовать те же поликарбоновые кислоты, которые перечислены в описании сложного полиэфира.
Примеры кристаллического простого полиэфира включают, но не ограничиваясь этим, кристаллический полиоксиалкиленовый полиол.
Примеры способов синтеза кристаллического полиоксиалкиленового полиола включают, но без ограничения: способ полимеризации хирального алкиленоксида с раскрытием кольца в присутствии катализатора (см., например, Journal of the American Chemical Society, 1956, Vol. 78, № 18, pp. 4787-4792); и способ полимеризации рацемического алкиленоксида с раскрытием кольца в присутствии катализатора.
Примеры способа полимеризации рацемического алкиленоксида с раскрытием кольца в присутствии катализатора включают: способ использования в качестве катализатора соединения, получаемого посредством контакта лантаноидного комплекса и органического алюминия (см., например, JP-A № 11-12353); и способ предварительного проведения реакции биметалл-μ-оксоалкоксида и соединения гидроксила (см., например, JP-A № 2001-521957)
В качестве способа синтеза полиоксиалкиленового полиола, имеющего чрезвычайно высокую изотактичность, известен, например, способ использования саленового комплекса в качестве катализатора (см., например. Journal of the American Chemical Society, 2005, Vol. 127, № 33, pp. 11566-11567). Например, когда диол или воду используют в качестве инициатора полимеризации хирального алкиленоксида с раскрытием кольца, синтезируют полиоксиалкиленгликоль, который имеет гидроксильную группу на своем конце и имеет изотактичность 50% или более. Этот полиоксиалкиленгликоль, который имеет изотактичность 50% или более, может быть таким, что его конец модифицирован имеющим, например, карбоксильную группу. Типично, кристалличность проявляется, когда изотактичность составляет 50% или более.
Примеры диола включают те же диолы, которые перечислены в описании кристаллического сложного полиэфира.
Примеры дикарбоновой кислоты включают те же дикарбоновые кислоты, которые перечислены в описании кристаллического сложного полиэфира.
Примеры алкиленоксида включают, но не ограничиваясь этим, алкиленоксиды, которые имеют 3-9 атомов углерода, таких как пропиленоксид, 1-хлорокситан, 2-хлорокситан, 1,2-дихлорокситан, эпихлоргидрин, эпибромгидрин, 1,2-бутиленоксид, метилглицидиловый эфир, 1,2-пентиленоксид, 2,3-пентиленоксид, 3-метил-1,2-бутиленоксид, циклогексеноксид, 1,2-гексилолоксид, 3-метил-1,2-пентиленоксид, 2,3-гексилолоксид, 4-метил-2,3-пентиленоксид, арилглицидиловый эфир, 1,2-гептиленоксид, стиролоксид, фенилглицидиловый эфир и комбинации двух или более из них. Среди них пропиленоксид, 1,2-BO, стиролоксид и циклогексаноксид являются предпочтительными, а также предпочтительными являются PO, 1,2-бутиленоксид и циклогексаноксид.
Кристаллический полиоксиалкиленовый полиол имеет изотактичность типично 70% или более, предпочтительно 80% или более, более предпочтительно 90% или более, особенно предпочтительно 95% или более.
Возможно вычислять изотактичность способом, который описан в Macromolecules, vol. 35, № 6, pp. 2389-2392 (2002).
Возможно синтезировать кристаллическую виниловую смолу посредством полиприсоединения кристаллического винилового мономера, в случае необходимости, вместе с некристаллическим виниловым мономером.
Примеры кристаллического винилового мономера включают, но не ограничиваясь этим, алкил(мет)акрилат с алкильной группой с неразветвленной цепью, которая имеет 12-50 атомов углерода, такой как лаурил(мет)акрилат, тетрадецил(мет)акрилат, стеарил(мет)акрилат, эйкозил(мет)акрилат и бегенил(мет)акрилат. Два или более из них можно использовать в комбинации.
Примеры некристаллического винилового мономера включают, но не ограничиваясь этим, виниловые мономеры, которые имеют молекулярную массу 1000 или менее, такие как стиролы, сложный эфир (мет)акриловой кислоты, виниловые мономеры, содержащие карбоксильную группу, сложный виниловый эфир и алифатические углеводородные виниловые мономеры. Два или более из них можно использовать в комбинации.
Примеры стиролов включают стирол и алкилстиролы с алкильной группой, которая имеет 1-3 атома углерода.
Примеры сложного эфира (мет)акриловой кислоты включают: алкил(мет)акрилаты с алкильной группой с неразветвленной цепью, которая имеет 1-11 атомов углерода, такие как метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат и бутил(мет)акрилат; алкил(мет)акрилаты с разветвленной алкильной группой, которая имеет 12-18 атомов углерода, такие как 2-этилгексил(мет)акрилат; гидроксиалкил(мет)акрилат с гидроксилалкильной группой, которая имеет 1-11 атомов углерода, такой как гидроксилэтил(мет)акрилат; и диалкиламиноалкил(мет)акрилат с диалкиламиноалкильной группой, которая имеет 1-11 атомов углерода, такой как диметиламиноэтил(мет)акрилат и диэтиламиноэтил(мет)акрилат.
Примеры виниловых мономеров, содержащих карбоксильную группу, включают монокарбоновые кислоты, которые имеют 3-15 атомов углерода, такие как (мет)акриловая кислота, кротоновая кислота и коричная кислота; дикарбоновые кислоты, которые имеют 4-15 атомов углерода, такие как малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, фумаровая кислота, итаконовая кислота и цитраконовая кислота; и сложные моноалкиловые эфиры дикарбоновых кислот, содержащие алкильную группа, которая имеет 1-18 атомов углерода, такие как сложный моноалкиловый эфир малеиновой кислоты, сложный моноалкиловый эфир фумаровой кислоты, сложный моноалкиловый эфир итаконовой кислоты и сложный моноалкиловый эфир цитраконовой кислоты.
Примеры сложного винилового эфира включают сложные алифатические виниловые эфиры, которые имеют 4-15 атомов углерода, такие как винилацетат, винилпропионат и изопропенилацетат; сложный эфир многоатомного спирта и ненасыщенной карбоновой кислоты, которая имеет 8-50 атомов углерода, такой как ди(мет)акрилат этиленгликоля, ди(мет)акрилат пропиленгликоля, ди(мет)акрилат неопентилгликоля, триметилолпропантри(мет)акрилат, 1,6-гександиолдиакрилат и ди(мет)акрилат полиэтиленгликоля; и сложные виниловые эфиры ароматической карбоновой кислоты, которая имеет 9-15 атомов углерода, такие как метил-4-винилбензоат.
Примеры алифатических углеводородных виниловых мономеров включают олефины, которые имеют 2-10 атомов углерода, такие как этилен, пропилен, бутен и октен; и диены, которые имеют 4-10 атомов углерода, такие как бутадиен, изопрен и 1,6-гексадиен.
Отношение температуры плавления кристаллической смолы к ее температуре размягчения типично составляет от 0,80 до 1,55, предпочтительно от 0,85 до 1,25, более предпочтительно от 0,90 до 1,20, особенно предпочтительно от 0,90 до 1,19. Если отношение температуры плавления кристаллической смолы к ее температуре размягчения составляет 0,80 или менее, может ухудшаться устойчивость тонера к горячему офсету. Если оно составляет более чем 1,55, может ухудшаться способность к низкотемпературному закреплению и стабильность термостойкости при хранении тонера.
Температура плавления кристаллической смолы типично составляет от 60°C до 80°C, предпочтительно от 65°C до 70°C. Если температура плавления кристаллической смолы ниже чем 60°C, может ухудшаться стабильность термостойкости при хранении тонера. Если она выше чем 80°C, может ухудшаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.
Температура размягчения кристаллической смолы типично составляет от 80°C до 130°C, предпочтительно от 80°C до 100°C. Если температура размягчения кристаллической смолы составляет ниже чем 80°C, может ухудшаться стабильность термостойкости при хранении тонера. Если она выше чем 130°C, может ухудшаться способность к низкотемпературному закреплению тонера.
Возможно измерять температуру плавления посредством дифференциальных сканирующих калориметров TA-60WS и DSC-60 (производства Shimadzu Corporation). Возможно измерять температуру размягчения с помощью устройства для определения текучести Kouka-shiki CFT-500D (производства Shimadzu Corporation).
Для того чтобы синтезировать кристаллическую смолу, которая имеет температуру плавления от 60°C до 80°C и температуру размягчения от 80°C до 130°C, обычно используют только алифатическое соединение, но не ароматическое соединение.
6
1
5
1
4
При температуре более высокой, чем температура плавления на 20°C, кристаллическая смола имеет модуль накопления упругой деформации G' обычно 5,0×10 Па или менее, предпочтительно от 1,0×10 Па до 5,0×10 Па, более предпочтительно от 10×10 Па до 1,0×10 Па.
6
6
5
1
4
При температуре более высокой, чем температура плавления на 20°C, кристаллическая смола имеет модуль потерь упругой деформации G'' обычно 5,0×1,0 Па или менее, предпочтительно от 1,0×10 Па до 5,0×10 Па, более предпочтительно от 1,0×10 Па до 1,0×10 Па.
Возможно измерять модуль накопления упругой деформации G' и модуль потерь упругой деформации G'' с помощью прибора для измерения динамической вязкоупругости ARES (производства TA instruments) на частоте 1 Гц.
Средневесовая молекулярная масса кристаллической смолы типично составляет от 100000 до 200000, предпочтительно от 120000 до 160000. Если средневесовая молекулярная масса кристаллической смолы составляет меньше чем 100000, кристаллическая смола будет иметь увеличенную совместимость растворением с некристаллической смолой при высоких температурах, что может снижать стабильность термостойкости при хранении тонера. Если ее средневесовая молекулярная масса составляет больше чем 200000, кристаллическая смола будет присутствовать в тонере, занимая большие домены, что может снижать легкость измельчения или снижать стабильность термостойкости при хранении и зарядные свойства.
Можно предотвращать ухудшение способности тонера к низкотемпературному закреплению с помощью содержания кристаллической смолы с большей молекулярной массой и некристаллической смолы с меньшей молекулярной массой в комбинации.
Средневесовая молекулярная масса кристаллической смолы представляет собой эквивалентную полистиролу молекулярную массу, измеряемую посредством гельпроникающей хроматографии.
<Некристаллическая смола>
Примеры некристаллической смолы конкретно не ограничены при условии, что они могут фазоразделяться с кристаллической смолой, и включают некристаллический сложный полиэфир, некристаллический полиуретан, некристаллическую полимочевину, некристаллический полиамид, некристаллический простой полиэфир, некристаллическую виниловую смолу, модифицированный уретаном некристаллический сложный полиэфир, модифицированный мочевиной некристаллический сложный полиэфир и комбинацию двух или более из них. Среди них предпочтительным является некристаллический сложный полиэфир.
Некристаллический сложный полиэфир типично содержит элементарное звено, производное от ароматического соединения.
Примеры ароматического соединения включают, но не ограничиваясь этим, аддукт алкиленоксида и бисфенола A, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту и их производные.
Содержание элементарного звена, производного от ароматического соединения, в некристаллической смоле типично составляет 50% по массе или более. Если содержание элементарного звена, производного от ароматического соединения, в некристаллической смоле составляет меньше чем 50% по массе, может ухудшаться отрицательная заряжаемость тонера.
Точка стеклования некристаллической смолы типично составляет от 45°C до 75°C, предпочтительно от 50°C до 70°C. Если точка стеклования некристаллической смолы составляет ниже чем 45°C, может ухудшаться стабильность термостойкости при хранении тонера. Если она составляет выше чем 75°C, может ухудшаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.
Температура размягчения некристаллической смолы типично составляет от 90°C до 150°C, предпочтительно от 90°C до 130°C. Если температура размягчения некристаллической смолы составляет ниже чем 90°C, может ухудшаться стабильность термостойкости при хранении тонера. Если она составляет выше чем 150°C, может ухудшаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.
Средневесовая молекулярная масса некристаллической смолы типично составляет от 1000 до 100000, предпочтительно от 2000 до 50000, более предпочтительно от 3000 до 10000. Если средневесовая молекулярная масса некристаллической смолы составляет меньше чем 1000, может ухудшаться стабильность термостойкости при хранении тонера. Если она составляет больше чем 100000, может ухудшаться способность тонера к низкотемпературному закреплению.
Средневесовая молекулярная масса некристаллической смолы представляет собой эквивалентную полистиролу молекулярную массу, которую измеряют посредством гельпроникающей хроматографии.
<Другие компоненты>
Тонер дополнительно может содержать смазочное вещество, красящее вещество, регулятор заряда, улучшитель сыпучести и т. д.
Примеры смазочного вещества включают, но не ограничиваясь этим, твердый силиконовый воск, высший спирт высшей жирной кислоты, сложный буроугольный эфирный воск, полиэтиленовый воск, полипропиленовый воск и комбинации двух или более из них. Конкретные их примеры для тонкого диспергирования в тонере включают карнаубский воск, не содержащий свободных жирных кислот, буроугольный воск, окисленный рисовый воск и комбинации двух или более из них.
Карнаубский воск представляет собой микрокристалл и имеет кислотное число предпочтительно 5 мг KOH/г или менее.
Буроугольный воск типично обозначает буроугольный воск, очищенный от минералов, который представляет собой микрокристалл и имеет кислотное число предпочтительно от 5 мг KOH/г до 14 мг KOH/г.
Окисленный рисовый воск представляет собой окисленный воздухом воск из рисовой мучки и имеет кислотное число предпочтительно от 10 мг KOH/г до 30 мг KOH/г.
Точка стеклования смазочного вещества типично составляет от 70°C до 90°C. Если точка стеклования смазочного вещества составляет ниже чем 70°C, может ухудшаться стабильность термостойкости при хранении тонера. Если она составляет выше чем 90°C, может ухудшаться устойчивость к холодному офсету или лист может наматываться и прилипать к устройству закрепления.
Массовое отношение смазочного вещества к связующей смоле типично составляет от 0,01 до 0,20, предпочтительно от 0,03 до 0,10. Если массовое отношение смазочного вещества к связующей смоле составляет меньше чем 0,01, может ухудшаться устойчивость тонера к горячему офсету. Если оно составляет больше чем 0,20, может ухудшаться свойство переноса и долговечность тонера.
Без каких-либо ограничений, красящее вещество может представлять собой какой-либо пигмент или краситель, и его примеры включают: желтые пигменты, такие как кадмиевый желтый, минеральный прочный желтый, никель-титановый желтый, неаполитанский желтый, нафтоловый желтый S, Ганза желтый G, Ганза желтый 10G, бензидиновый желтый GR, хинолиновый желтый лак, перманентный желтый NCG и тартразиновый лак; оранжевые пигменты, такие как молибденовый оранжевый, перманентный оранжевый GTR, пиразолоновый оранжевый, оранжевый Vulcan, индантреновый бриллиантовый оранжевый RK, бензидиновый оранжевый G и индантреновый бриллиантовый оранжевый GK; красные пигменты, такие как железный красный, кадмиевый красный, перманентный красный 4R, литоль красный, пиразолоновый красный, красная соль кальция Watching, красный лак D, бриллиантовый кармин 6B, эозиновый лак, родаминовый лак B, ализариновый лак и бриллиантовый кармин 3B; фиолетовые пигменты, такие как прочный фиолетовый B и метиловый фиолетовый лак; синие пигменты, такие как кобальтовая синь, щелочная лазурь, лак виктория голубой, фталоцианиновый синий, фталоцианиновый синий, не содержащий металлов, частичный хлорид фталоцианинового синего, прочный небесно-голубой и индантреновый синий BC; зеленые пигменты, такие как хромовая зелень, оксид хрома, пигмент зеленый B и малахитовый зеленый лак; черные пигменты, такие как технический углерод, нефтяная печная сажа, канальная сажа, ламповая сажа, ацетиленовая сажа, азиновый краситель, такой как анилиновая сажа, азокраситель соли металла, оксид металла и составной оксид металла; и комбинации двух или более из них.
Примеры регулятора заряда включают, но не ограничиваясь этим: нигрозиновый и азиновый краситель, содержащий алкильную группу, которая имеет 2-16 атомов углерода (публикация японской заявки на патент (JP-B) № 42-1627); основные красители, такие как C.I.Basic Yello 2 (C.I.41000), C.I.Basic Yello 3, C.I.Basic Red 1 (C.I.45160), C.I.Basic Red 9 (C.I.42500), C.I.Basic Violet 1 (C.I.42535), C.I.Basic Violet 3 (C.I.42555), C.I.Basic Violet 10 (C.I.45170), C.I.Basic Violet 14 (C.I.42510), C.I.Basic Blue 1 (C.I.42025), C.I.Basic Blue 3 (C.I.51005), C.I.Basic Blue 5 (C.I.42140), C.I.Basic Blue 7 (C.I.42595), C.I.Basic Blue 9 (C.I.520.15), C.I.Basic Blue 24 (C.I.52030), C.I.Basic Blue 25 (C.I.52025), C.I.Basic Blue 26 (C.1.44045), C.I.Basic Green 1 (C.I.42040), C.I.Basic Green 4 (C.I.42000) и их лаковые пигменты], четвертичные аммониевые соли, такие как C.I. Solvent Black 8 (C.1.26150), хлорид бензоилметилгексадециламмония и децилтриметилхлорид; диалкилолово, например, дибутилолово и диоктилолово; полиаминовые смолы, такие как соединение бората диалкилолова, производное гуанидина, виниловый полимер, содержащий аминогруппу, и конденсированный полимер, содержащий аминогруппу; комплексные соли металлов и моноазокрасителей, раскрытые в JP-B №№ 41-20153, 43-27596, 44-6397 и 45-26478; салицилаты, раскрытые в JP-B №№ 55-42752 и 59-7385; комплексные соединения металлов Zn, Al, Co, Cr и Fe с диалкилсалицилатом, нафтойной кислотой и дикарбоновой кислотой; сульфированный медный фталоцианиновый пигмент, соль органического бора, четвертичную аммониевую соль, содержащую фтор, и соединение каликсарена; и комбинации двух или более из них.
Примеры материалов для получения улучшителя сыпучести включают, но не ограничиваясь этим, диоксид кремния, оксид алюминия, оксид титана, титанат бария, титанат магния, титанат кальция, титанат стронция, оксид цинка, кварцевый песок, монтмориллонит, глину, слюду, волластонит, диатомовую землю, оксид хрома, оксид церия, железный красный, триоксид сурьмы, оксид магния, оксид циркония, сульфат бария, карбонат бария, карбонат кальция, карбид кремния, нитрид кремния и комбинации двух или более из них. Среди них диоксид кремния, оксид алюминия и оксид титана являются предпочтительными.
Предпочтительно, чтобы улучшитель сыпучести содержал элемент кремний, образующий соединение кремния, такое как диоксид кремния, и, в случае необходимости, элемент-металл (легированное соединение).
Примеры элемента-металла включают, но не ограничиваясь этим, Mg, Ca, Ba, Al, Ti, V, Sr, Zr, Zn, Ga, Ge, Cr, Mg, Fe, Co, Ni и Cu.
Улучшитель сыпучести может быть поверхностно обработан гидрофобизирующим веществом.
Примеры гидрофобизирующего вещества включают, но не ограничиваясь этим, силановое связывающее средство, силилирующее средство, силановое связывающее средство, содержащее алкилфторидную группу, органическое титанатное связывающее средство, алюминиевое связывающее средство и силиконовое масло.
Содержание улучшителя сыпучести в тонере типично составляет от 0,1% по массе до 5% по массе.
Средний размер первичных частиц улучшителя сыпучести типично составляет от 5 нм до 1000 нм, предпочтительно от 5 нм до 500 нм.
Средний размер первичных частиц улучшителя сыпучести представляет собой среднее значение больших диаметров 100 или более частиц, измеренных с помощью просвечивающего электронного микроскопа.
Средневесовой размер частиц (D4) тонера типично составляет от 3 мкм до 8 мкм, предпочтительно от 4 мкм до 7 мкм.
Отношение средневесового размера частиц (D4) тонера к его среднечисловому размеру частиц (D1) типично составляет от 1,00 до 1,40, предпочтительно от 1,05 до 1,30.
Возможно измерять среднечисловой размер частиц (D1) и средневесовой размер частиц (D4) тонера способом со счетчиком Культера.
Способ изготовления тонера включает, например, перемешивание композиции тонера, содержащей кристаллическую смолу и некристаллическую смолу, измельчение перемешанной композиции тонера и разделение измельченной композиции тонера по крупности.
Месильная машина, используемая для перемешивания композиции тонера, конкретно не ограничена, и ее примеры включают герметичную месильную машину, одноосевой или двухосевой экструдер и открытую вальцовую месильную машину. Среди них открытая вальцовая месильная машина является предпочтительной, принимая во внимание диспергируемость смазочного вещества.
Примеры коммерчески доступных месильных машин включают KRC KNEADER (производства Kurimoto Ltd.); BUSS CO-KNEADER (производства Buss Inc.); TEM EXTRUDER (производства Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX BIAXIAL KNEADER (производства Japan Steel Works, Ltd.); PCM KNEADER (производства Ikegai Corp.); THREE-ROLL MILL, MIXING ROLL MILL и KNEADER (производства Inoue MFG., Inc.); KNEADEX (производства Mitsui Mining Co., Ltd.); MS PRESSURIZING KNEADER и KNEADER RUDER (производства Moriyama Manufacturing Co., Ltd.); и BANBARY MIXER (производства Kobe Steel Ltd.).
Открытая вальцовая месильная машина содержит множество загрузочных отверстий и выпускных отверстий, которые предусмотрены вдоль осевого направления вальца.
Перемешивающий узел открытой вальцовой месильной машины открыт и может легко высвобождать тепло перемешивания, образуемое при перемешивании композиции тонера.
Открытая вальцовая месильная машина типично имеет два или более вальца. Предпочтительно, чтобы она имела нагревающий валец и охлаждающий валец.
В открытой вальцовой месильной машине предусмотрены два смежных вальца в непосредственной близости друг от друга, и зазор между вальцами типично составляет от 0,01 мм до 5 мм, предпочтительно от 0,05 мм до 2 мм.
Структура, размер, материалы и т. д. вальцов конкретно не ограничены, и вальцы могут иметь любую из плоской поверхности, ребристой поверхности и поверхности с выступами/выемками.
Возможно корректировать температуру вальцов на основе температуры теплоносителя, пропускаемого через вальцы. Внутреннее пространство каждого вальца может быть разделено на два или более отсека для того, чтобы через него проходили теплоносители с различными температурами.
Предпочтительно, чтобы температура нагревающего вальца, в частности, его температура на стороне загрузочного отверстия, была выше, чем температура размягчения связующей смолы и температура плавления смазочного вещества. Она выше предпочтительно на от 0°C до 80°C, более предпочтительно на от 5°C до 50°C, чем большая из температуры размягчения связующей смолы и температуры плавления смазочного вещества.
При изготовлении тонера, содержащего множество связующих смол, температура размягчения связующей смолы означает сумму произведений температуры размягчения и массовой доли соответствующих связующих смол.
Предпочтительно, чтобы температура охлаждающего вальца, в частности, его температура на стороне загрузочного отверстия, была ниже, чем температура размягчения связующей смолы.
Нагревающий валец и охлаждающий валец имеют число оборотов, т.е. окружную скорость предпочтительно от 2 м/мин до 100 м/мин.
Нагревающий валец и охлаждающий валец предпочтительно имеют различные окружные скорости, и отношение окружной скорости охлаждающего вальца к таковой нагревающего вальца типично составляет от 1/10 до 9/10, предпочтительно от 3/10 до 8/10.
Примеры мельницы, используемой для измельчения композиции тонера, которая была расплавлена и перемешана, включают, но не ограничиваясь этим: COUNTER JET MILL, MICRON JET и INOMIZER (производства Hosokawa Micron Corporation); IDS MILL и PJM JET PULVERIZER (производства Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); CROSS JET MILL (производства Kurimoto Ltd.); ULMAX (производства Nisso Engineering Co., Ltd.); SK-JET-O-MILL (производства Seishin Enterprise Co., Ltd.); CRYPTRON (производства Kawasaki Heavy Industries, Ltd.); TURBO MILL (производства Turbo Kogyo Co., Ltd.); и SUPER ROTOR (производства Nisshin Engineering Inc.).
Примеры устройства разделения по крупности, используемого для разделения измельченной композиции тонера по крупности, включают, но не ограничиваясь этим: CLASSIEL, MICRON CLASSIFIER и SPEDIC CLASSIFIER (производства Seishin Enterprise Co., Ltd.); TURBO CLASSIFIER (производства Nisshin Engineering Inc.); MICRON SEPARATOR, TURBOPLEX (ATP) и TSP SEPARATOR (производства Hosokawa Micron Corporation); ELBOW JET (производства Nittetsu Mining Co., Ltd.); DISPERSION SEPARATOR (производства Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.); и YM MICROCUT (производства Yasukawa Shoji Co., Ltd.).
Примеры просеивающего устройства, используемого для просеивания грубых частиц, включают, но без ограничения: ULTRASONIC (производства Koei Sangyo Co., Ltd.); RESONA SIEVE и JYRO SIFTER (производства Tokuju Corporation); VIBRASONIC SYSTEM (производства Dulton Co., Ltd.); SONICLEAN (производства Sintokogio Ltd.); TURBO SCREENER (производства Turbo Kogyo Co., Ltd.); MICRO SIFTER (производства Makino Mfg. Co., Ltd.); и круглое вибрационное сито.
Частицы основы, полученные при разделении по крупности измельченной композиции тонера, можно смешивать с частицами различных типов, такими как частицы регулятора заряда, улучшителя сыпучести и т. д. При этом, в случае необходимости, можно прикладывать механическое воздействие. Это позволяет частицам различных типов фиксироваться на поверхности частиц основы.
Примеры способа приложения механического воздействия включают, но не ограничиваясь этим, способ приложения воздействия к частицам посредством вращения лопастей на высокой скорости и способ добавления частиц в высокоскоростной поток воздуха и ускорения потока воздуха для того, чтобы заставить частицы сталкиваться с другими частицами или заставить композитные частицы сталкиваться с ударной плитой.
Примеры устройства для приложения механического воздействия включают, но не ограничиваясь этим, ANGMILL (производства Hosokawa Micron Corporation), аппарат, созданный посредством модификации LTYPE MILL (производства Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.), чтобы снижать давление пульверизирующего воздуха, гибридизационную систему (производства Nara Machinery Co., Ltd.), CRYPTRON SYSTEM (производства Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) и автоматическую ступу.
(Проявитель)
Раскрытый проявитель содержит тонер и может дополнительно содержать носитель.
Предпочтительно, чтобы сердцевина носителя была покрыта слоем покрытия.
Примеры материалов, составляющих сердцевину, включают, но не ограничиваясь этим: железный порошок, который имеет удельную восприимчивость 100 ЭМЕ/г или более; материал с высокой магнитной восприимчивостью, такой как магнетит, который имеет удельную восприимчивость от 75 ЭМЕ/г до 120 ЭМЕ/г; материал с низкой магнитной восприимчивостью, такой как медно-цинковый (Cu-Zn) материал, который имеет удельную восприимчивость от 30 ЭМЕ/г до 80 ЭМЕ/г; марганцево-стронциевый (Mn-Sr) материал и марганцево-магниевый (Mn-Mg) материал, который имеет удельную восприимчивость от 50 ЭМЕ/г до 90 ЭМЕ/г; и комбинации двух или более из них.
Медианный по объему размер частиц (D50) сердцевины типично составляет от 10 мкм до 200 мкм, предпочтительно от 40 мкм до 100 мкм. Если медианный по объему размер частиц (D50) составляет меньше чем 10 мкм, носитель может рассеиваться. Если медианный по объему размер частиц (D50) составляет больше чем 200 мкм, может рассеиваться тонер.
Слой покрытия содержит смолу.
Примеры смолы включают, но не ограничиваясь этим, аминосмолу, виниловую смолу, полистирол, галогенированную олефиновую смолу, сложный полиэфир, поликарбонат, полиэтилен, поливинилфторид, поливинилиденфторид, политрифторэтилен, полигексафторпропилен, сополимер винилиденфторида и акрилового мономера, сополимер винилиденфторида и винилфторида и фтортерполимера, например, терполимера тетрафторэтилена, винилиденфторида и нефтормономера, силиконовую смолу и комбинации двух или более из них. Среди них предпочтительна силиконовая смола.
Примеры силиконовой смолы включают силиконовые смолы с неразветвленной цепью; и модифицированные силиконовые смолы, модифицированные алкидной смолой, сложным полиэфиром, эпоксидной смолой, акриловой смолой и уретановой смолой.
Примеры коммерчески доступных продуктов силиконовых смол с неразветвленной цепью включают: KR271, KR255 и KR152 (производства Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); и SR2400, SR2406 и SR2410 (производства Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.).
Примеры коммерчески доступных продуктов модифицированных силиконовых смол: KR206 (модифицирована алкидом), KR5208 (модифицирована акриловой), ES1001N (модифицирована эпокси) и KR305 (модифицирована уретаном) (производства Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.); и SR2115 (модифицирована эпокси) и SR2110 (модифицирована алкидом) (производства Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.).
Слой покрытия может дополнительно содержать проводящие частицы.
Примеры проводящих частиц включают, но не ограничиваясь этим, частицы металла, технический углерод, частицы оксида титана, частицы оксида олова и частицы оксида цинка. Среди них технический углерод является предпочтительным.
Проводящие частицы имеют средний размер частицы типично 1 мкм или меньше. Если средний размер частицы у проводящих частиц больше чем 1 мкм, может стать сложно управлять электрической устойчивостью слоя покрытия.
Возможно формировать слой покрытия посредством покрывания поверхности сердцевины жидкостью для нанесения слоя покрытия, содержащей смолу и органический растворитель, высушивания покрытой поверхности и последующего ее обжига.
Примеры органического растворителя включают, но не ограничиваясь этим, толуол, ксилол, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, целлозольв и бутилацетат.
Примеры способа нанесения покрытия с использованием жидкости для нанесения слоя покрытия включают, но не ограничиваясь этим, погружение, распыление и нанесение кистью.
Нагреватель, используемый для обжига, может представлять собой внешний нагреватель или внутренний нагреватель.
Примеры нагревателя включают, но не ограничиваясь этим, электрическую печь стационарного типа, электрическую печь проточного типа, вращающуюся электрическую печь, горелочную печь и микроволновый нагреватель.
Содержание слоя покрытия в носителе типично составляет от 0,01% по массе до 5,0% по массе.
Массовое отношение тонера к носителю типично составляет от 1% по массе до 10% по массе.
(Аппарат формирования изображения)
Раскрытый аппарат формирования изображения включает в себя фотопроводник, блок зарядки, блок экспонирования, блок проявления, блок переноса и блок закрепления и, в случае необходимости, может дополнительно включать блок очистки, блок нейтрализации и блок рециркуляции.
Примеры геометрической формы фотопроводника включают, но не ограничиваясь этим, форму барабана, форму листа и форму бесконечной ленты.
Фотопроводник может иметь однослойную структуру или многослойную структуру.
Примеры материала, составляющего фотопроводник, включают, но не ограничиваясь этим: неорганические материалы, такие как аморфный кремний, селен, сульфид кадмия и оксид цинка; и органические материалы, такие как полисилан и фталополиметин.
Блок зарядки конкретно не ограничен при условии, что он может равномерно заряжать поверхность фотопроводника при подаче напряжения. Его примеры включают блок зарядки контактного типа, который заряжает фотопроводник посредством контакта с ним, и блок бесконтактной зарядки, который заряжает фотопроводник бесконтактно.
Примеры блока зарядки контактного типа включают проводящий или полупроводящий заряжающий валик, магнитную щетку, меховую щетку, пленку и резиновый ракель.
Примеры блока бесконтактной зарядки включают: бесконтактное зарядное устройство, устройство с игольчатыми электродами и твердотельный разрядный элемент, в котором используют коронный разряд; и проводящий или полупроводящий заряжающий валик, расположенный на небольшом расстоянии от фотопроводника.
Блок экспонирования конкретно не ограничен при условии, что он может экспонировать поверхность фотопроводника с получением намеченного изображения. Его примеры включают блоки экспонирования оптической системы копировального аппарата, систему из группы стержневых линз, лазерную оптическую систему, оптическую систему на жидкокристаллических затворах и светодиодную (СИД) оптическую систему.
Блок экспонирования может относиться к типу с задней подсветкой, которая экспонирует фотопроводник с получением намеченного изображения с задней стороны фотопроводника.
Блок проявления конкретно не ограничен при условии, что он может проявлять сформированное на поверхности фотопроводника электростатическое скрытое изображение проявителем. Его примеры включают блок проявления, который может вмещать проявитель и подавать проявитель на электростатическое скрытое изображение посредством контакта с ним или бесконтактно.
Блок проявления может представлять собой блок одноцветного проявления или блок многоцветного проявления.
Предпочтительно, чтобы блок проявления включал в себя: перемешиватель, который электрически заряжает проявитель, фрикционно перемешивая его; и магнитный валик, который может вращаться, неся проявитель на своей поверхности.
В блоке проявления проявитель смешивается и перемешивается для того, чтобы вызывать трение для придания тонеру электрического заряда, и затем проявитель удерживается на поверхности вращающегося магнитного валика в виде цепочки, тем самым образуя магнитную щетку. Поскольку магнитный валик расположен вблизи фотопроводника, тонер, составляющий магнитную щетку, образованную на поверхности магнитного валика, частично переносится на поверхность фотопроводника за счет силы электрического притяжения. В результате электростатическое скрытое изображение проявляется с помощью тонера с формированием тонерного изображения на поверхности фотопроводника.
На фиг. 3 представлен пример устройства проявления в качестве блока проявления.
В устройстве 20 проявления проявитель (не показан) перемешивают и доставляют с помощью шнека 21 и подают в проявляющую гильзу 22. При этом проявитель, подаваемый в проявляющую гильзу 22, ограничен ракельным ножом 23, чтобы иметь фиксированную толщину слоя. То есть, количеством проявителя, подаваемого в проявляющую гильзу 22, управляют с помощью зазора ракельного ножа, который представляет собой зазор между проявляющей гильзой 22 и ракельным ножом 23. Если зазор ракельного ножа чрезмерно мал, количество подаваемого в проявляющую гильзу 22 проявителя чрезмерно мало, что ухудшает плотность изображения. С другой стороны, если зазор ракельного ножа чрезмерно велик, количество подаваемого в проявляющую гильзу 22 проявителя чрезмерно велико, и носитель прилипает к выполненному в форме барабана фотопроводнику 10. Проявляющая гильза 22 внутри содержит магнит (не показан), который создает магнитное поле для того, чтобы удерживать проявитель на окружной поверхности проявляющей гильзы в форме цепочек. Проявитель удерживается на проявляющей гильзе 22 в форме цепочек вдоль идущих в направлении нормали магнитных линий, созданных магнитом, тем самым образуя магнитную щетку.
Проявляющая гильза 22 и фотопроводник 10 расположены поблизости друг от друга с предусмотренным между ними фиксированным зазором (проявочным зазором), чтобы иметь область проявки на том участке, где они обращены друг к другу. Проявляющая гильза 22 представляет собой цилиндр, выполненный из немагнитного материала, такого как алюминий, латунь, нержавеющая сталь и проводящая смола, и может вращаться посредством вращательного приводного механизма (не показан). Магнитную щетку переносят в область проявки посредством вращения проявляющей гильзы 22. Проявляющая гильза 22 получает напряжение проявки, приложенное с помощью источника мощности проявления (не показан), имеет тонер в магнитной щетке, отделенной от носителя электрическим полем проявки, образованным между проявляющей гильзой 22 и фотопроводником 10, и проявляет электростатическое скрытое изображение, сформированное на поверхности фотопроводника 10. На напряжение проявки может быть наложено напряжение переменного тока.
Проявочный зазор предпочтительно в 5-30 раз больше размера частиц проявителя. Если проявочный зазор чрезмерно велик, может ухудшаться плотность изображения.
Между тем, предпочтительно, чтобы зазор ракельного ножа был таким же, что и проявочный зазор, или слегка больше, чем проявочный зазор.
Отношение линейной скорости проявляющей гильзы 22 к линейной скорости фотопроводника 10 предпочтительно составляет 1,1 или более. Если отношение линейной скорости проявляющей гильзы 22 к линейной скорости фотопроводника 10 чрезмерно мало, может ухудшаться плотность изображения.
Возможно управлять условиями процесса посредством обеспечения датчика в положении, в которое устанавливают фотопроводник 10, когда проявка завершена, для того, чтобы обнаруживать количество прилипшего тонера на основании оптической отражательной способности.
Примеры блока переноса включают блок переноса, который непосредственно переносит сформированное на поверхности фотопроводника тонерное изображение на среду записи, и блок переноса, который сначала переносит сформированное на поверхности фотопроводника тонерное изображение на промежуточный переносящий элемент, а затем переносит его на среду записи.
Блок закрепления конкретно не ограничен при условии, что он может закреплять тонерное изображение, перенесенное на среду записи. Его примеры включают блок закрепления, который содержит закрепляющий элемент и источник тепла для нагрева закрепляющего элемента.
Закрепляющий элемент конкретно не ограничен при условии, что он содержит элементы, которые контактируют друг с другом для того, чтобы формировать контактный элемент. Его примеры включают комбинацию бесконечной ленты и валика и комбинацию валика и другого валика.
Типы блока закрепления включают тип с внутренним нагревом, который имеет валик, ленту или и то и другое и подает тепло с поверхности среды записи, которая не контактирует с тонерным изображением, чтобы нагревать, прижимать и закреплять перенесенное на среду записи тонерное изображение, и тип с внешним нагревом, который имеет валик, ленту или и то и другое и подает тепло с поверхности среды записи, которая контактирует с тонерным изображением, чтобы нагревать, прижимать и закреплять перенесенное на среду записи тонерное изображение.
Тип с внутренним нагревом и тип с внешним нагревом можно комбинировать.
Примеры блока закрепления типа с внутренним нагревом включают тот, который имеет закрепляющий элемент, в котором предусмотрен источник тепла.
Примеры источника тепла включают, но не ограничиваясь этим, нагреватель и галогеновую лампу.
Примеры блока закрепления типа с внешним нагревом включают тот, который имеет закрепляющий элемент, поверхность которого нагревают посредством нагревателя.
Примеры нагревателя включают, но не ограничиваясь этим, электромагнитный индукционный нагреватель.
Примеры электромагнитного индукционного нагревателя включают тот, который содержит индукционную катушку, предусмотренную вблизи от закрепляющего элемента, такого как нагревательный валик; экранирующий слой, на котором предусмотрена индукционная катушка; и изолирующий слой, предусмотренный на поверхности экранирующего слоя, который расположен напротив поверхности, на которой предусмотрена индукционная катушка.
Примеры нагревательного валика включают, но не ограничиваясь этим, валик, выполненный из магнитного материала, и тепловую трубу.
Предпочтительно, чтобы индукционная катушка была расположена на той стороне нагревательного валика, которая противоположна стороне, где нагревательный валик контактирует с закрепляющим элементом, таким как прижимной валик и бесконечная лента, и, таким образом, что окружена полуцилиндрическая часть индукционной катушки.
Примеры среды записи включают, но не ограничиваясь этим, бумагу.
Примеры аппарата формирования изображения включают, но не ограничиваясь этим, факсимильный аппарат и принтер.
(Технологический картридж)
Технологический картридж включает в себя фотопроводник и блок проявления, является прикрепляемым к и открепляемым от корпуса аппарата формирования изображения и может дополнительно, в случае необходимости, включать в себя блок зарядки, блок экспонирования, блок переноса, блок очистки и блок нейтрализации.
На фиг. 4 представлен пример технологического картриджа.
Технологический картридж 100 содержит встроенный фотопроводник 110, который имеет форму барабана, устройство 120 зарядки в качестве блока зарядки, устройство 130 проявления в качестве блока проявления, устройство 140 переноса в качестве блока переноса и устройство 150 очистки в качестве блока очистки.
Далее объяснен процесс формирования изображения с помощью технологического картриджа 100. Сначала фотопроводник 110 вращается в показанном стрелкой направлении, его поверхность заряжается устройством 120 зарядки и на его поверхности формируется электростатическое скрытое изображение посредством экспонирующего света 103 от устройства экспонирования (не показано). Затем электростатическое скрытое изображение, сформированное на поверхности фотопроводника, проявляют в тонерное изображение устройством 130 проявления посредством проявителя. Тонерное изображение переносят устройством 140 переноса на среду записи 105 и печатают. Поверхность фотопроводника, на которой сформировано тонерное изображение, очищают устройством 150 очистки.
ПРИМЕРЫ
Далее настоящее изобретение конкретно объяснено на основе примеров. Настоящее изобретение не ограничено примерами. Части обозначают части по массе.
(Синтез модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 1)
В реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, загрузили додекандиоевую кислоту (322 части), 1,6-гександиол (215 частей) и дигидроксибис(триэтаноламинат) титана (1 часть) в качестве катализатора конденсации, и провели реакцию материалов при 180°C в течение 8 часов в потоке азота, причем образуемую воду отводили дистилляцией. Затем материалы постепенно нагревали до 220°C, проводили реакцию в течение 4 часов в потоке азота, причем образуемую воду и 1,6-гександиол отводили дистилляцией, и после этого проводили реакцию при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., до тех пор, пока средневесовая молекулярная масса не достигала 6000, тем самым получив диол сложного полиэфира.
Полученный диол сложного полиэфира (269 частей) загрузили в другой реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, в который добавили этилацетат (280 частей) и гексаметилендиизоцианат (ГМДИ) (12,4 части). Реакцию материалов проводили при 80°C в течение 5 часов в потоке азота. Затем при пониженном давлении этилацетат отводили дистилляцией, получив модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 1, имевший средневесовую молекулярную массу 160000, температуру плавления 72°C и температуру размягчения 81°C.
(Синтез модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 2)
В реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, загружали себациновую кислоту (283 части), 1,6-гександиол (215 частей) и дигидроксибис(триэтаноламинат) титана (1 часть) в качестве катализатора конденсации, и реакцию материалов проводили при 180°C в течение 8 часов в потоке азота, причем образуемую воду отводили дистилляцией. Затем материалы постепенно нагревали до 220°C, проводили реакцию в течение 4 часов в потоке азота, причем образуемую воду и 1,6-гександиол отводили дистилляцией, и после этого проводили реакцию при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., до тех пор, пока средневесовая молекулярная масса не достигла 6000, тем самым получив диол сложного полиэфира.
Полученный диол сложного полиэфира (249 частей) загрузили в другой реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, в который добавили этилацетат (250 частей) и гексаметилендиизоцианат (ГМДИ) (11 частей). Реакцию материалов проводили при 80°C в течение 5 часов в потоке азота. Затем при пониженном давлении этилацетат отводили дистилляцией, получив модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 2, имевший средневесовую молекулярную массу 140000, температуру плавления 66°C и температуру размягчения 84°C.
(Синтез модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3)
В реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, загружали себациновую кислоту (283 части), 1,6-гександиол (215 частей) и дигидроксибис(триэтаноламинат) титана (1 часть) в качестве катализатора конденсации, и реакцию материалов проводили при 180°C в течение 8 часов в потоке азота, причем образуемую воду отводили дистилляцией. Затем материалы постепенно нагревали до 220°C, проводили реакцию в течение 4 часов в потоке азота, причем образуемую воду и 1,6-гександиол отводили дистилляцией, и после этого проводили реакцию при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., до тех пор, пока средневесовая молекулярная масса не достигла 6000, тем самым получив диол сложного полиэфира.
Полученный диол сложного полиэфира (249 частей) загрузили в другой реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, в который добавили этилацетат (250 частей) и гексаметилендиизоцианат (ГМДИ) (9 частей). Реакцию материалов проводили при 80°C в течение 5 часов в потоке азота. Затем при пониженном давлении этилацетат отводили дистилляцией, получив модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3, имевший средневесовую молекулярную масса 100000, температуру плавления 66°C и температуру размягчения 84°C.
(Синтез кристаллического сложного полиэфира 1)
В реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, загружали себациновую кислоту (283 части), 1,6-гександиол (215 частей) и дигидроксибис(триэтаноламинат) титана (1 часть) в качестве катализатора конденсации, и реакцию материалов проводили при 180°C в течение 8 часов в потоке азота, причем образуемую воду отводили дистилляцией. Затем материалы постепенно нагревали до 220°C, проводили реакцию в течение 4 часов в потоке азота, причем образуемую воду и 1,6-гександиол отводили дистилляцией, и после этого проводили реакцию при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., до тех пор, пока средневесовая молекулярная масса не достигла 17000, тем самым получив кристаллический сложный полиэфир 1, имевший температуру плавления 63°C.
(Синтез кристаллического сложного полиэфира 2)
В реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, загружали себациновую кислоту (142 части), диметилтерефталевую кислоту (136 частей), 1,6-гександиол (215 частей) и дигидроксибис(триэтаноламинат) титана (1 часть) в качестве катализатора конденсации, и реакцию материалов проводили при 180°C в течение 8 часов в потоке азота, причем образуемую воду отводили дистилляцией. Затем материалы постепенно нагревали до 220°C, проводили реакцию в течение 4 часов в потоке азота, причем образуемую воду и 1,6-гександиол отводили дистилляцией, и после этого проводили реакцию при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., до тех пор, пока средневесовая молекулярная масса не достигла 10000, тем самым получив кристаллический сложный полиэфир 2, имевший температуру плавления 52°C.
(Синтез некристаллического сложного полиэфира 1)
В реакционный сосуд, оборудованный трубкой охлаждения, перемешивателем и подающей азот трубкой, загружали 2-мольный аддукт бисфенола А с пропиленоксидом (215 частей), 2-мольный аддукт бисфенола А с этиленоксидом (132 части), терефталевую кислоту (126 частей) и тетрабутоксититанат (18 частей) в качестве катализатора конденсации, и реакцию материалов проводили при 230°C в течение 6 часов в потоке азота, причем образуемую воду отводили дистилляцией. Затем при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., реакцию материалов проводили в течение 1 часа и охлаждали до 180°C. После этого добавили тримеллитовый ангидрид (8 частей), и реакцию материалов проводили при пониженном давлении, уменьшенном на величину от 5 мм рт. ст. до 20 мм рт. ст., до тех пор, пока средневесовая молекулярная масса не достигла 10000, тем самым получив некристаллический сложный полиэфир 1, имевший точку стеклования 60°C и температуру размягчения 106°C.
(Температура плавления Ta)
Дифференциальные сканирующие калориметры (ДСК) TA-60WS и DSC-60 (производства Shimadzu Corporation) использовали для того, чтобы измерять температуру плавления. В частности, образец подвергали плавлению при 130°C, охлаждали до 70°C со скоростью 1,0°C/мин и охлаждали до 10°C со скоростью 0,5°C/мин. Затем образец нагревали со скоростью 20°/мин и в качестве Ta* обнаруживали температуру эндотермического пика, присутствующего в диапазоне от 20°C до 100°C. Если имело место множество эндотермических пиков, в качестве Ta* обнаруживали температуру эндотермического пика, при которой количество поглощенного тепла было максимальным. Затем образец хранили при (Ta*-10)°C в течение 6 часов и затем хранили при (Ta*-15)°C в течение 6 часов. Затем образец охлаждали до 0°C со скоростью 10°C/мин и нагревали скоростью 20°C/мин, и в качестве температуры плавления Ta обнаруживали температуру получаемого эндотермического пика. Если имело место множество эндотермических пиков, в качестве температуры плавления Ta обнаруживали температуру эндотермического пика, при которой количество поглощенного тепла было максимальным.
(Температура размягчения Tb)
Устройство для определения текучести Kouka-shiki CFT-500D (производства Shimadzu Corporation) использовали для того, чтобы измерять температуру размягчения. В частности, при нагревании со скоростью подъема температуры 6°C/мин образец (1 г) экструдировали из отверстия, имеющего диаметр 1 мм и длину 1 мм, под нагрузкой 1,96 МПа, прикладываемой с помощью плунжера. Строили график зависимости величины опущения плунжера устройства для определения текучести от температуры. В этом случае, температуру, при которой образец вытекал наполовину, обнаруживали в качестве температуры размягчения Tb.
(Точка стеклования)
Рабочую станцию для термического анализа TA-60WS и дифференциальный сканирующий калориметр DSC-60 (производства Shimadzu Corporation) использовали для того, чтобы измерять точку стеклования в описанных ниже условиях.
Сосуд для образца: алюминиевая кювета для образцов (с крышкой)
Количество образца: 5 мг
Эталон: алюминиевая кювета для образцов (оксид алюминия: 10 мг)
Атмосфера: азот (расход: 50 мл/мин)
Начальная температура: 20°C
Скорость подъема температуры: 10°C/мин
Конечная температура: 150°C
Длительность удержания: нет
Скорость снижения температуры: 10°/мин
Конечная температура: 20°C
Длительность удержания: нет
Скорость подъема температуры: 10°C/мин
Конечная температура: 150°C
Результаты измерений анализировали с использованием программного обеспечения для анализа данных TA-60 версии 1.52 (производства Shimadzu Corporation). В частности, сначала выбирали диапазон ±5°C от максимального пика на кривой DrDSC, которая представляет собой дифференциальную кривую ДСК для второго подъема температуры, и вычисляли температуру пика с использованием функции анализа пика аналитического программного обеспечения. Затем на кривой ДСК выбирали диапазон ±5°C от температуры пика, и наибольшую эндотермическую температуру кривой ДСК вычисляли с использованием функции анализа пика аналитического программного обеспечения в качестве точки стеклования.
(Средневесовая молекулярная масса)
GPC-8220GPC (производства Tosoh Corporation) и 15 см тройную последовательную колонку TSKGEL SUPER ΗΖΜΉ (производства Tosoh Corporation) использовали для того, чтобы измерять средневесовую молекулярную массу. В частности, образец растворяли в тетрагидрофуране (производства Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), содержащем стабилизирующее вещество, получив 0,15%-ый по массе раствор. После этого раствор фильтровали с использованием фильтра, который имеет размер пор 0,2 мкм, и вводили фильтрат в количестве 100 мкл. При этом измерение осуществляли при 40°C и расходе 0,45 мл/мин. Молекулярную массу образца вычисляли по зависимости между значением счета и логарифмическим значением калибровочной кривой, созданной на основе стандартного образца монодисперсных полистиролов. Использовали монодисперсные полистиролы ShowdexSTANDARD Std. No S-7300, S-210, S-390, S-875, S-1980, S-10.9, S-629, S-3.0, и S-0.580 (производства Showa Denko K.K.). Использованный детектор представляет собой детектор RI (коэффициента преломления).
(Пример 1)
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3 (40 частей), некристаллический сложный полиэфир 1 (55 частей), карнаубский воск (со среднечисловой молекулярной массой 1800, кислотным числом 2,7 мг KOH/г и глубиной проникновения иглы при 40°C 1,7 мм) (5 частей), регулятор заряда E-84 (производства Orient Chemical Industries Co., Ltd.) (1 часть) смешивали с использованием смесителя Henschel, получив композицию тонера.
Затем использовали месильную машину с двумя последовательными открытыми вальцами KNEADEX (производства Mitsui Mining Co., Ltd.), чтобы замесить композицию тонера.
Месильная машина с двумя последовательными открытыми вальцами имела внешний диаметр вальца 0,14 м и эффективную длину вальца 0,8 м. Месильную машину запустили в таких условиях, что число оборотов нагревающего вальца составило 35 об/мин (с окружной скоростью 4,8 м/мин), число оборотов охлаждающего вальца составило 29 об/мин (с окружной скоростью 4,1 м/мин), а зазор между вальцами составил 0,2 мм. Температуру нагревающей среды установили на 125°C на стороне нагревающего вальца, с которой подавали композицию тонера, и на 75°C на той его стороне, с которой отгружали перемешанный продукт, а температуру охлаждающей среды устанавливали на 35°C на той стороне охлаждающего вальца, с которой подавали композицию тонера, и на 30°C на той его стороне, с которой отгружали перемешанный продукт. Скорость подачи композиции тонера составила 5 кг/ч.
Затем полученный перемешанный продукт охлаждали на воздухе и подвергали грубому размолу с использованием атомизатора, получив грубомолотый продукт, который имеет наибольший диаметр 2 мм или менее. Полученный грубомолотый продукт подвергали тонкому размолу с использованием струйной мельницы ударного типа IDS5 (производства Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) при давлении пульверизующего воздуха 0,5 МПа. Полученный тонкомолотый продукт разделяли по крупности с использованием устройства для разделения по крупности в потоке воздуха DS5 (производства Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.), причем в качестве цели задавали медианный по объему размер частиц (D50) 6,5±0,3 мкм, тем самым получив частицы основы.
Частицы основы (100 частей), гидрофобный диоксид кремния (1 часть) и гидрофобизированный оксид титана (0,7 части) смешивали с использованием смесителя Henschel, получив тонер.
(Пример 2)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 1, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 23 об/мин.
(Пример 3)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 1, за исключением того, что количества добавок модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 и некристаллического сложного полиэфира 1 изменили соответственно на 15 частей и 80 частей, а число оборотов нагревающего вальца изменили на 40 об/мин.
(Пример 4)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 3, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 28 об/мин.
(Пример 5)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 1, за исключением того, что количества добавок модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 и некристаллического сложного полиэфира 1 изменили соответственно на 25 частей и 70 частей, а число оборотов нагревающего вальца изменили на 27 об/мин.
(Пример 6)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 5, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 37 об/мин.
(Пример 7)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 5, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 30 об/мин.
(Пример 8)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 5, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 33 об/мин.
(Пример 9)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 7, за исключением того, что вместо модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 использовали модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 2.
(Пример 10)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 7, за исключением того, что вместо модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 использовали модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 1.
(Пример 11)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 9, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 35 об/мин.
(Пример 12)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 10, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 35 об/мин.
(Пример 13)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 5, за исключением того, что вместо модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 использовали кристаллический сложный полиэфир 2.
(Пример 14)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 8, за исключением того, что кристаллический сложный полиэфир 2 использовали вместо кристаллического модифицированного уретаном сложного полиэфира 3.
(Пример 15)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 7, за исключением того, что вместо модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 использовали кристаллический сложный полиэфир 1.
(Пример 16)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 15, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 35 об/мин.
(Сравнительный пример 1)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 1, за исключением того, что количества добавок модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 и некристаллического сложного полиэфира 1 изменили соответственно на 45 частей и 50 частей, а число оборотов нагревающего вальца изменили на 24 об/мин.
(Сравнительный пример 2)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 1, за исключением того, что количества добавок модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 и некристаллического сложного полиэфира 1 изменили соответственно на 10 частей и 85 частей, а число оборотов нагревающего вальца изменили на 30 об/мин.
(Сравнительный пример 3)
Тонер получили аналогичным образом, как в примере 1, за исключением того, что количества добавок модифицированного уретаном кристаллического сложного полиэфира 3 и некристаллического сложного полиэфира 1 изменили соответственно на 30 частей и 65 частей, а число оборотов нагревающего вальца изменили на 45 об/мин.
(Сравнительный пример 4)
Тонер получили аналогичным образом, как в сравнительном примере 3, за исключением того, что число оборотов нагревающего вальца изменили на 20 об/мин.
Условия изготовления тонера представлены в таблице 1.
Таблица 1
Кристаллическая смола
Некристаллическая смола
Число оборотов нагревающего вальца (об/мин)
Тип
Количество добавки [части]
Тип
Количество добавки [части]
Пример 1
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
40
Некристаллический сложный полиэфир 1
55
35
Пример 2
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
40
Некристаллический сложный полиэфир 1
55
23
Пример 3
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
15
Некристаллический сложный полиэфир 1
80
40
Пример 4
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
15
Некристаллический сложный полиэфир 1
80
28
Пример 5
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
27
Пример 6
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
37
Пример 7
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
30
Пример 8
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
33
Пример 9
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 2
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
30
Пример 10
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 1
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
30
Пример 11
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 2
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
35
Пример 12
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 1
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
35
Пример 13
Кристаллический сложный полиэфир 2
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
27
Пример 14
Кристаллический сложный полиэфир 2
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
33
Пример 15
Кристаллический сложный полиэфир 1
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
30
Пример 16
Кристаллический сложный полиэфир 1
25
Некристаллический сложный полиэфир 1
70
35
Сравнительный пример 1
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
45
Некристаллический сложный полиэфир 1
50
24
Сравнительный пример 2
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
10
Некристаллический сложный полиэфир 1
85
30
Сравнительный пример 3
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
30
Некристаллический сложный полиэфир 1
65
45
Сравнительный пример 4
Модифицированный уретаном кристаллический сложный полиэфир 3
30
Некристаллический сложный полиэфир 1
65
20
Физические свойства тонеров представлены в таблице 2.
Таблица 2
Доля окрашенных областей на изображении в отраженных электронах [% площади]
Отношение обнаруживаемых интенсивностей вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к вторичным ионам, происходящим из некристаллической смолы
Срез
Поверхность
Пример 1
50
10
0,18
Пример 2
50
40
0,18
Пример 3
80
10
0,12
Пример 4
80
40
0,12
Пример 5
65
35
0,15
Пример 6
65
20
0,15
Пример 7
65
30
0,15
Пример 8
65
25
0,15
Пример 9
65
35
0,10
Пример 10
65
35
0,02
Пример 11
65
25
0,10
Пример 12
65
25
0,02
Пример 13
65
35
0,30
Пример 14
65
25
0,40
Пример 15
65
35
0,30
Пример 16
65
25
0,40
Сравнительный пример 1
45
35
0,25
Сравнительный пример 2
85
35
0,17
Сравнительный пример 3
65
5
0,30
Сравнительный пример 4
65
65
0,17
(Доля окрашенных областей на изображении поверхности в отраженных электронах)
После воздействия атмосферой паров водного раствора тетроксида рутения на тонер и окрашивания захватывали изображение поверхности тонера в отраженных электронах с использованием сканирующего электронного микроскопа S-4800 (производства Hitachi Ltd.) при ускоряющем напряжении 2,0 кВ. В частности, тонер закрепляли на столике для образцов для наблюдения под электронным микроскопом с использованием углеродной ленты таким образом, что тонер разглажен в один слой, и после этого, без осаждения паров платины, изображение тонера в отраженных электронах захватывали при следующих условиях после вспышки.
Имя сигнала = SE(U, LA80)
Ускоряющее напряжение = 2000 В
Ток эмиссии = 10000 нА
Рабочее расстояние = 6000 мкм
Режим линзы = High Condenser 1=5
Скорость сканирования = Slow 4 (40 секунд)
Увеличение = 600
Размер данных = 1280×960
Цветовой режим = шкала серого
2
При этом через управляющее программное обеспечение для сканирующего электронного микроскопа S-4800 (производства Hitachi Ltd.) корректировали условия яркости до контраста 5 и яркости 5, Slow 4, которое показывало скорость захвата/совокупное число изображений, установили на 40 секунд, размер изображения установили на 1280×960 пикселей, а шкалу серого установили 8-битные 256 уровней. При этих условиях захватывали изображения в отраженных электронах. С привязкой к масштабу изображения, длина 1 пикселя составила 0,1667 мкм, а площадь 1 пикселя составила 0,0278 мкм.
Затем на основании полученных в отраженных электронах изображений вычисляли долю окрашенных тетроксидом рутения областей для 50 частиц тонера.
Долю окрашенных областей вычисляли с использованием программного обеспечения для обработки изображений IMAGE-PRO PLUS 5.1J (производства Media Cybernetics).
Сначала частицы тонера извлекали из изображения в отраженных электронах и вычисляли размер частиц. В частности, частицы тонера отделяли от фона для того, чтобы извлекать подлежащие анализу целевые частицы. В IMAGE-PRO PLUS 5.1J выбирали «measurement» и «count/size» и задавали диапазон яркости от 50 до 255 на «luminance range selection» в «count/size» для того, чтобы извлекать частицы тонера, при этом исключая области углеродной ленты с низкой яркостью, которые захвачены на изображении в качестве фона.
Для извлечения частиц тонера опции извлечения для «count/size» заполняли посредством выбора значения слияния 4, ввода уровня сглаживания 5 и отметки «fill any openings», и исключили частицы тонера, расположенные на любой из границ (внешний периметр) изображения в отраженных электронах, или частицы тонера, перекрывающие другие частицы тонера.
Затем из опций измерения для «count/size» выбирали площадь и диаметры Фере (средние), а диапазон площади установили равным от 300 пикселей минимум до 10000000 пикселей максимум.
Диапазон диаметров Фере (средний) задали на ±25% от медианного по объему размера частиц (D50) тонера, измеренного способом со счетчиком Культера, чтобы извлекать целевые частицы тонера, которые должны пройти анализ изображения.
Из извлеченных частиц выбрали одну частицу и измерили размер (число пикселей) ja частицы.
Затем в «luminance range selection» из «count/size» в IMAGE-PRO PLUS 5.1J задали диапазон яркости равным от 50 до 255, чтобы извлечь окрашенные области.
При этом выбирали диапазон площадей от 10 пикселей минимум до 10000 пикселей максимум. Измерили размер (число пикселей) ma окрашенной области частицы, для которой измерили значение ja.
Тот же процесс повторяли до тех пор, пока число частиц, выбранных из извлеченных частиц, не достигало 50. В том случае, если число частиц, которые захватывали на одном поле зрения, составляет меньше чем 50, тот же процесс выполняли для другого поля зрения.
Затем долю окрашенных областей вычисляли по формуле (Ma/Ja)×100, где Ma обозначает сумму значений ma для 50 частиц, а Ja обозначает сумму значений ja для 50 частиц.
(Доля окрашенных областей на изображении среза в отраженных электронах)
После того, как тонер погружали и он затвердевал в эпоксидной смоле, его фиксировали и удерживали на опоре. Затем поперечный тонкий срез тонера вырезали приблизительно из центра тонера с использованием ультрамикротома RM2265 (производства Leica).
Долю окрашенных областей на изображении среза в отраженных электронах вычисляли аналогичным образом, как вычисляли долю окрашенных областей на изображении поверхности в отраженных электронах, за исключением использования поперечного тонкого среза тонера, вырезанного приблизительно из центра тонера вместо частицы тонера.
(Отношение обнаруживаемых интенсивностей вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к вторичным ионам, происходящим из некристаллической смолы)
Отношение обнаруживаемых интенсивностей вторичных ионов, происходящих из кристаллической смолы, к вторичным ионам, происходящим из некристаллической смолы, измеряли с использованием времяпролетного масс-спектрометра вторичных ионов TRIFT 3 (производства ULVAC-PHI) при условиях, которые описаны ниже.
Источник первичных ионов: Ga
2
Измеряемая площадь: 100×100 мкм
Полярность вторичных ионов: отрицательная
Приоритетное разрешение: масса
Ускоряющее Ga напряжение: 15 кВ
Анализ проводили посредством диспергирования тонера в этилацетате и покрывания подложки из Ag полученным диспергированным продуктом. GC-MS, ЯМР и рентгеновскую дифрактометрию использовали для того, чтобы подтвердить наличие кристаллической смолы и некристаллической смолы в тонере и вычислить соотношение обнаруживаемых интенсивностей между вторичными ионами, происходящими из обеих смол.
Затем с использованием тонера оценивали нижний предел температуры закрепления, рассеивание тонера и смазывание фона.
(Нижний предел температуры закрепления)
2
С использованием электрофотографического копировального аппарата (MF-200 производства Ricoh Company Ltd.), который оборудовали тефлоновым закрепляющим валиком (Teflon - зарегистрированный товарный знак) и у которого модифицировали блок закрепления, формировали однотоновое изображение, имеющее размер изображения 3 см × 8 см, на листе для копира/принтера <70> (производства Ricoh Business Expert Co., Ltd.), при этом осажденное количество тонера составляло 0,85±0,1 мг/см и закрепляли на нем при изменении температуры закрепляющей ленты. Затем с использованием протягивающего тестера AD-401 (производства Ueshima Seisakusho Co., Ltd.) применили протягивание по поверхности закрепленного изображения рубиновой иглой, которая имеет радиус кончика от 260 мкм до 320 мкм и угол кончика 60°, при нагрузке 50 г. После этого поверхность закрепленного изображения, к которой применяли протягивание, сильно скоблили 5 раз тканью HANIKOTTO #440 (производства Haneron Corporation Ltd.) и температуру закрепляющей ленты, при которой больше почти не образовывались соскобленные кусочки изображения, определяли в качестве нижнего предела температуры закрепления. При этом однотоновое изображение формировали в положении 3,0 см от конца листа в направлении прохождения листа, и лист проходил через контактную часть блока закрепления на скорости 280 мм/с.
(Рассеивание тонера)
С помощью цифрового полноцветного копировального аппарата IMAGIO COLOR 2800 (производства Ricoh Company Ltd.), 50000 рисунков с изображениями, имеющих занимаемую изображением долю 50%, выводили за один цикл в одноцветном режиме. После этого оценивали уровень загрязнения тонером внутри копировального аппарата. Тонеры с приемлемым уровнем загрязнения тонером получали марку A. Тонеры, которые находили немного не на своем месте в копировальном аппарате, но не служили причиной проблем при использовании, получали марку B. Тонеры, которые загрязняли копировальный аппарат, но не послужили причиной проблем при использовании, получали марку C. Тонеры, которые заметно загрязняли копировальный аппарат и послужили причиной проблем, получали марку D.
(Смазывание фона)
С помощью IPSIO CX2500 (производства Ricoh Company Ltd.) печатный узор с отношением B/W (черный/белый) 6% печатали на 2000 листов последовательно при 23°C и относительной влажности 45%. Затем бесцветную прозрачную ленту наклеивали на часть фотопроводника, которая была проявлена, но не была очищена, и ленту наклеивали на белый лист. Затем, с использованием спектроскопического денситометра XRITE 939 (производства X-Rite) измеряли светимость (L*) на белом листе, чтобы оценить смазывание фона. Тонеры, которые давали светимость 90 или более, получали марку A, тонеры, которые давали светимость 85 или более, но ниже чем 90, получали марку B, тонеры, которые давали светимость 80 или выше, но ниже чем 85, получали марку C и тонеры, которые давали светимость ниже чем 80, получали марку D.
В таблице 3 представлены результаты оценок рассеивания тонера и смазывания фона.
Таблица 3
Нижний предел температуры закрепления [°C]
Рассеивание тонера
Смазывание фона
Пример 1
105
С
С
Пример 2
125
В
В
Пример 3
105
С
С
Пример 4
125
В
В
Пример 5
125
В
В
Пример 6
110
В
В
Пример 7
115
В
В
Пример 8
120
В
В
Пример 9
125
А
А
Пример 10
125
А
А
Пример 11
110
А
А
Пример 12
110
А
А
Пример 13
125
С
С
Пример 14
115
С
С
Пример 15
125
С
С
Пример 16
115
С
С
Сравнительный пример 1
120
D
D
Сравнительный пример 2
140
С
С
Сравнительный пример 3
105
D
D
Сравнительный пример 4
140
С
С
Из таблицы 3 можно видеть, что тонеры из примеров 1-16 обладали превосходной способностью к низкотемпературному закреплению и были способны предотвращать рассеивание тонера и смазывание фона.
По сравнению с этим, тонер из сравнительного примера 1, у которого доля окрашенных областей на изображении среза в отраженных электронах составляла 45% площади, вызывал рассеивание тонера и смазывание фона.
Тонер из сравнительного примера 2, у которого доля окрашенных областей на изображении среза в отраженных электронах составляла 85% площади, имел низкую способность к низкотемпературному закреплению.
Тонер из сравнительного примера 3, у которого доля окрашенных областей на изображении поверхности в отраженных электронах составляла 5% площади, вызывал рассеивание тонера и смазывание фона.
Тонер из сравнительного примера 4, у которого доля окрашенных областей на изображении в отраженных электронах поверхности составляла 65% площади, имел низкую способность к низкотемпературному закреплению.
Список ссылочных обозначений
10 - фотопроводник
20 - устройство проявления
100 - технологический картридж
110 - фотопроводник
130 - устройство проявления