調(diào)色劑及用其的圖像形成方法、圖像形成設(shè)備和處理卡盒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用在利用電子照相方法的圖像形成技術(shù)中的靜電荷圖像顯影用調(diào)色 劑，以及使用其的圖像形成方法、圖像形成設(shè)備和處理卡盒。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過電子照相的圖像形成通常是通過一系列如下過程進行的：在感光體（靜電 荷圖像載體）上形成靜電荷圖像，用調(diào)色劑使靜電荷圖像顯影以形成可視圖像（調(diào)色劑圖 像），將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)例如紙張上，和將它定影在其上以形成定影圖像。近年 來，一直存在如下要求：在這樣的圖像形成過程中使用的調(diào)色劑應(yīng)具有較小的粒度以改善 圖像的品質(zhì)并且應(yīng)具有低溫定影性以節(jié)能。
[0003] 為了改善低溫定影性，已經(jīng)想出使用具有低的軟化溫度的樹脂和蠟作為粘合樹 月旨，組合使用結(jié)晶性樹脂，以及各種這樣的措施，并且已經(jīng)提出各種方法。然而，對通過簡單 地制造在低溫下能軟化的樹脂和蠟來迎合所述要求存在限制。在調(diào)色劑的制造中，必須不 僅滿足對低溫定影性的要求，而且同時滿足各種性質(zhì)例如耐熱存儲穩(wěn)定性、耐偏移性、高圖 像品質(zhì)、再現(xiàn)性等。即，要求調(diào)色劑的耐熱存儲穩(wěn)定性和耐熱偏移性不隨著其低溫定影性的 改善而被抑制。為了瞄準更大程度的低溫定影性，必須控制樹脂自身的熱性質(zhì)，并且為了應(yīng) 對該主題，已經(jīng)嘗試使用如下作為調(diào)色劑的粘合樹脂：不僅常規(guī)地經(jīng)常使用的苯乙烯-丙 烯酸類樹脂，還有具有優(yōu)異的低溫定影性和相對有利的耐熱存儲穩(wěn)定性的聚酯。
[0004] 例如，提出了具有低溫定影性、耐熱存儲穩(wěn)定性和高鋪展性（延展性， spreadability)的調(diào)色劑，其是通過控制非結(jié)晶性樹脂的軟化溫度（RT)和結(jié)晶性樹脂 的軟化溫度（CT)并且規(guī)定RT和CT之間的關(guān)系而獲得的（參見例如，日本專利申請?zhí)亻_ (JP-A)No. 2012-247657)〇
[0005] 由于在具有優(yōu)異的低溫定影性的調(diào)色劑中存在它們有可能發(fā)生通過所用設(shè)備產(chǎn) 生的熱、存儲期間的熱等而凝結(jié)的粘連現(xiàn)象的一般趨勢，因此已知控制具有芯-殼結(jié)構(gòu)的 調(diào)色劑的芯部分和殼層的軟化溫度的方法。
[0006] 為了確保調(diào)色劑的低溫定影性，除了其熱性質(zhì)之外，調(diào)色劑鋪展性也是重要的。調(diào) 色劑鋪展性指示調(diào)色劑開始流動時其自身已經(jīng)被加熱至何種程度。該參數(shù)典型地通過調(diào)色 劑被加熱時調(diào)色劑的正面投影面積改變了何種程度（在調(diào)色劑的流動開始溫度，調(diào)色劑的 正面投影面積已經(jīng)改變了何種程度）表示。然而，正面投影面積的變化取決于各個體調(diào)色 劑并且從調(diào)色劑到調(diào)色劑非常顯著地變化。因此，對于調(diào)色劑鋪展性的評價，沒有既定的方 法。
[0007] 無論如何，除了調(diào)色劑的熱性質(zhì)（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、軟化溫度等）之外，還必須正 確地把握其鋪展性。在同時實現(xiàn)充分的低溫定影性和高的耐熱存儲穩(wěn)定性兩方面，現(xiàn)有技 術(shù)不令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 如在例如JP-ANo. 2012-247657中描述的，常規(guī)技術(shù)控制用作粘合樹脂的非結(jié)晶 性樹脂和結(jié)晶性樹脂，使得非結(jié)晶性樹脂的軟化溫度（RT)和結(jié)晶性樹脂的軟化溫度（CT) 之間的關(guān)系可為5 <RT-CT< 20,該出版物據(jù)稱這同時實現(xiàn)低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性， 并且確保高的鋪展性。此處，所要求的目標是通過如下實現(xiàn)的：抑制粘合樹脂的分子量，和 用堿性組分除去調(diào)色劑表面上的得自保護性膠體的樹脂（有機粒子）。這些方法的確可實 現(xiàn)高的鋪展性，但是代替地，它們具有使耐熱存儲穩(wěn)定性劣化的問題。
[0009] 如上所述，決定調(diào)色劑定影性的因素包括調(diào)色劑的熱性質(zhì)（軟化溫度、玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度等）。作為用于評價熱性質(zhì)的方法，已知用流動測試儀在調(diào)色劑樣品上施加負載的方 法。由于用流動測試儀進行的調(diào)色劑流動性的測量是在負載下進行的，所獲得的結(jié)果是塊 體（本體，bulk)評價。
[0010] 另一方面，調(diào)色劑的低溫定影性不僅受調(diào)色劑的熱性質(zhì)影響，而且受其鋪展性影 響。調(diào)色劑鋪展性指示調(diào)色劑開始流動時其自身已經(jīng)被加熱至何種程度，并且典型地通過 調(diào)色劑被加熱時調(diào)色劑的正面投影面積改變了何種程度表示?？芍苯佑^察正面投影面積的 變化。然而，由于調(diào)色劑的正面投影面積的變化具有大的個體差異并且從調(diào)色劑到調(diào)色劑 顯著地變化，因此對于調(diào)色劑鋪展性的評價，沒有既定的方法。
[0011] 這從如下事實明晰：具有其中外部部分硬且內(nèi)部部分軟的芯-殼結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑由 于外部的殼是硬的而具有差的鋪展性，但是鋪展性仍然被評價為與不具有芯-殼結(jié)構(gòu)的調(diào) 色劑基本相等的值，因為在流動測試儀評價中讓調(diào)色劑在負載下流出。因此，一直不可能區(qū) 分或辨別鋪展性對低溫定影性的準確影響。
[0012] 本發(fā)明是鑒于上述常規(guī)技術(shù)而做出的，并且本發(fā)明的目的是提供具有優(yōu)異的鋪展 性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性的靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑。
[0013] 作為對用流動測試儀測量調(diào)色劑熱行為的方法的研宄結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 可通過如下評價調(diào)色劑的鋪展性：測量調(diào)色劑樣品在被抑制至最低可能水平的負載下的流 動開始溫度（Tfb)，然后測量調(diào)色劑在從該最低可能水平略微增加的負載下的流動開始溫 度（Tfb)，和計算這些流動開始溫度之間的變化率。本發(fā)明人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當所述變化率在 特定范圍內(nèi)時，可實現(xiàn)優(yōu)異的鋪展性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性。
[0014] 即，上述問題通過如下靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑而解決：其用流動測試儀測量的 流動開始溫度（Tfb)滿足以下關(guān)系式。
[0015]Tfb(2-5)=100-[Tfb(5Kg)/Tfb(2Kg)]XlOO---(式I)
[0016] 2. 00 ^Tfb(2-5) ^ 6. 50 -(式 2)
[0017](在式1中，Tfb(2Kg)和Tfb(5Kg)表示當將I. 5g所述靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑 以3°C/分鐘的升溫速率加熱并且讓其分別在2Kg和5Kg的負載下從具有I.Omm直徑的模 頭流出時所述調(diào)色劑的流動開始溫度。）
[0018] 本發(fā)明可提供具有優(yōu)異的鋪展性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性的 靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑。
【附圖說明】
[0019] 圖1為使用流動測試儀獲得流動開始溫度Tfb的示例圖。
[0020] 圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明實施方式的圖像形成設(shè)備的構(gòu)造的實例的示意圖。
[0021] 圖3為顯示其中設(shè)置有圖2的感光體的圖像形成手段（單元）（2)的構(gòu)造的實例 的主要部分示意圖。
[0022] 圖4為顯示圖3的顯影裝置（5)的構(gòu)造的實例的示意圖。
[0023] 圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明實施方式的處理卡盒的構(gòu)造的實例的示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 如上所述，本發(fā)明的靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑特征在于其用流動測試儀測量的流 動開始溫度（Tfb)滿足以下關(guān)系式。
[0025] Tfb(2-5) = 100-[Tfb(5Kg)/Tfb(2Kg) ]X100---(式I)
[0026] 2. 00 ^Tfb(2-5) ^ 6. 50 -(式 2)
[0027] (在式1中，Tfb(2Kg)和Tfb(5Kg)表示當將I. 5g所述靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑 以3°C/分鐘的升溫速率加熱并且讓其分別在2Kg和5Kg的負載下從具有I.Omm直徑的模 頭流出時所述調(diào)色劑的流動開始溫度。）
[0028] 所述"靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑"在下文中可簡稱為"調(diào)色劑"。
[0029] 作為對用流動測試儀測量調(diào)色劑熱行為的方法的研宄結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)， 可通過如下評價調(diào)色劑的鋪展性：測量調(diào)色劑樣品在被抑制至最低可能水平的負載下的流 動開始溫度（Tfb)，然后測量所述調(diào)色劑在從該最低可能水平略微增加的負載下的流動開 始溫度（Tfb)，和計算這些流動開始溫度之間的變化率。本發(fā)明人還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當所述變化 率在特定范圍內(nèi)時，可實現(xiàn)優(yōu)異的鋪展性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性。
[0030] 計算所述變化率的意義是準確評價調(diào)色劑的伸展性（鋪展性）的能力，只要調(diào)色 劑流出的容易程度在當其在被抑制至最低可能水平的負載下測量時和當其在從該水平略 微增加的負載下測量時之間不變化，即，只要調(diào)色劑鋪展的容易程度不依賴于負載并且不 由于存在輕微負載還是不存在負載而變化。即，可掌握調(diào)色劑粒子在它們自身重量下的流 動行為。在僅一種測量負載的情況下，不可能評價調(diào)色劑的鋪展性，因為鋪展性無法避免對 調(diào)色劑（塊體）的熱性質(zhì)的依賴性。
[0031] 本發(fā)明人已經(jīng)測試了兩種負載并且發(fā)現(xiàn)，當處于最低可能水平的測量負載為2Kg 時，在測量期間不太可能發(fā)生問題，例如填充有調(diào)色劑樣品的模頭的阻塞，和當負載差異為 3Kg即用5Kg的負載時，所述變化率可在沒有變化的情況下測量。
[0032] 將解釋本發(fā)明中用流動測試儀測量的調(diào)色劑的流動開始溫度（Tfb)。使用由 ShimadzuCorporation制造的流動測試儀（CFT-500)作為測量儀器。測量儀器不限于此， 只要代替使用的任何其它儀器能夠進行與該儀器的評價等價的評價。
[0033] 作為測量樣品，稱出調(diào)色劑（I. 5g)并且將其填充在具有I.Omm直徑（(6)和I.Omm 高度（H)的模頭中。作為樣品加熱條件，升溫速率為3. (TC/分鐘，預(yù)熱時間為180秒，和測 量溫度范圍為80°C_140°C。在這些加熱條件下，在測量樣品上施加5Kg和2Kg的負載，并 且在這兩種負載條件的每一個下進行測量，從而獲得流動開始溫度Tfb(5Kg)和Tfb(2Kg)。 將所獲得的值Tfb(5Kg)和Tfb(2Kg)代入下式1中以計算Tfb(2-5)。
[0034] Tfb(2-5) = 100-[Tfb(5Kg)/Tfb(2Kg) ]X100---(式I)
[0035] 此處，如圖1的示例圖中所示，流動開始溫度Tfb可從用流動測試儀測量的流動曲 線（加熱溫度vs.活塞沖程）獲得。在圖1的流動曲線中，Ts表示軟化溫度，和Tfb表示 流動開始溫度。
[0036] 由以上（式1)表示的Tfb(2-5)的值越低表示調(diào)色劑的自鋪展性越高，這意味著 即使當負載（壓力）接近〇時，調(diào)色劑在其熔融時的溫度附近在其自身重量下也流動，并且 調(diào)色劑粒子伸展和鋪展。調(diào)色劑的鋪展越大意味著調(diào)色劑的低溫定影程度越大。
[0037] Tfb(2-5)小于2. 00不是優(yōu)選的，因為耐熱存儲穩(wěn)定性極差。Tfb(2-5)大于6. 50 也不是優(yōu)選的，因為調(diào)色劑可部分地定影不良。Tfb(2-5)優(yōu)選為2. 00-6. 50、并且更優(yōu)選 2. 50~3, 20〇
[0038] 本發(fā)明調(diào)色劑至少包含粘合樹脂作為其不可缺少的構(gòu)成組分。所述調(diào)色劑還可包 含用于改善脫模性的脫模劑，并且根據(jù)需要，可進一步包含用于輔助流動性、顯影性和充電 性的外添加劑、變形劑、和電荷控制劑。此外，為了在定影之后產(chǎn)生任意顏色，所述調(diào)色劑可 根據(jù)需要包含著色劑。
[0039] 作為本發(fā)明調(diào)色劑的材料中的構(gòu)成組分的粘合樹脂沒有特別限制。其實例包括各 種樹脂例如苯乙烯/丙烯酸類聚合物（例如，苯乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物）、和聚酯。
[0040] 在本發(fā)明中，為了提供具有優(yōu)異的鋪展性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn) 定性的調(diào)色劑，作為用于滿足式2的要求，考慮關(guān)于構(gòu)成調(diào)色劑的樹脂的以下要點。
[0041] 即，所考慮的要點為，"粘合樹脂的熱性質(zhì)應(yīng)在某種程度上被抑制"，但"條件是調(diào) 色劑應(yīng)部分地包含具有高的熱性質(zhì)的聚酯"，和"在調(diào)色劑的表面中應(yīng)存在具有相對高的熱 性質(zhì)的有機樹脂粒子"。
[0042] 如在以下給出的實施例中描述的，作為研宄具有各種粘合樹脂的組合物的結(jié)果， 確認式2通過如下得以滿足：通過將粘合樹脂（其熱性質(zhì)在某種程度上被抑制）與具有高 的熱性質(zhì)的聚酯適當?shù)鼗旌隙渲普澈蠘渲M合物，和使有機樹脂粒子存在于調(diào)色劑的表 面中。
[0043] 例如，其熱性質(zhì)在某種程度上被抑制的主要由苯乙烯/丙烯酸類共聚物（例如，苯 乙烯/丙烯酸正丁酯共聚物）構(gòu)成的粘合樹脂可實現(xiàn)具有低于常規(guī)的熱性質(zhì)、但是仍然具 有優(yōu)異的鋪展性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性的調(diào)色劑，條件是粘合樹脂包 含具有高的熱性質(zhì)的聚酯（例如，經(jīng)異氰酸酯改性的聚酯），且被控制使得在將粘合樹脂在 有機溶劑中的油相在水性介質(zhì)中分散和造粒時作為保護性膠體試劑使用的有機樹脂粒子 (例如，苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸環(huán)氧乙烷加合物硫酸酯鈉鹽的共聚 物）可殘留在調(diào)色劑的表面中。
[0044] 進一步地，主要由聚酯構(gòu)成的粘合樹脂可實現(xiàn)具有低于常規(guī)的熱性質(zhì)，但是仍然 具有優(yōu)異的鋪展性并且同時滿足低溫定影性和耐熱存儲穩(wěn)定性的調(diào)色劑，條件是粘合樹脂 包含大量的作為其熱性質(zhì)被抑制的聚酯的酸組分的己二酸（其為鏈烷烴組分），且同時包 含具有高的熱性質(zhì)的聚酯（例如，經(jīng)異氰酸酯改性的聚酯），并且被控制使得在將粘合樹脂 在有機溶劑中的油相在水性介質(zhì)中分散和造粒時作為保護性膠體試劑使用的有機樹脂粒 子（例如，苯乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸環(huán)氧乙烷加合物硫酸酯鈉鹽的 共聚物）可殘留在調(diào)色劑的表面中。
[0045] 如上所述，本發(fā)明調(diào)色劑需要包含粘合樹脂作為不可缺少的構(gòu)成組分，并且根據(jù) 需要，可包含著色劑、脫模劑、外添加劑和電荷控制劑。
[0046] (粘合樹脂）
[0047] 粘合樹脂沒有特別限制，并且其實例包括聚酯、聚氨酯、聚脲、環(huán)氧樹脂、乙烯基樹 脂（例如，苯乙烯/丙烯酸類共聚物、苯乙烯樹脂、和丙烯酸類樹脂）、以及其中不同種類的 樹脂化學鍵合的混雜（hybrid)樹脂?？蓪⒎磻?yīng)性官能團引入所述樹脂的末端或者側(cè)鏈，使 得它們在調(diào)色劑的制造過程中可彼此結(jié)合從而使調(diào)色劑伸長。可單獨地使用以上給出的粘 合樹脂之一，或者可將這些中的多種作為混合物使用。
[0048] 作為本發(fā)明調(diào)色劑構(gòu)成組分的粘合樹脂可為未改性的粘合樹脂（例如，未改性的 聚酯）、結(jié)晶性樹脂（例如，結(jié)晶性聚酯）、和改性樹脂（例如，經(jīng)異氰酸酯改性的聚酯）。這 些可作為合適的混合物使用。
[0049] 在本發(fā)明中，滿足以上式2的組成是基于從各種樹脂中選擇粘合樹脂組分而確定 的。這樣的樹脂的優(yōu)選實例包括苯乙烯/丙烯酸類共聚物、聚酯、和經(jīng)異氰酸酯改性的聚 酯。
[0050] 構(gòu)成調(diào)色劑的主要部分的粘合樹脂應(yīng)為在有機介質(zhì)中至少部分地溶解的樹脂。這 樣的粘合樹脂的酸值優(yōu)選為2mgKOH/g-24mgKOH/g。當酸值為24mgKOH/g或更小時，粘合樹 脂變得較難以轉(zhuǎn)移至水相，這使得在制造過程中不太可能發(fā)生物質(zhì)平衡損失，或者使得在 制造過程中不太可能發(fā)生例如油滴的分散穩(wěn)定性劣化的問題。此外，這抑制調(diào)色劑的水吸 附以抑制充電性的劣化，并且還抑制在高溫、高濕度條件下存儲穩(wěn)定性的劣化。當酸值為 2mgKOH/g或更大時，所述樹脂具有高的極性，使得可將具有某極性的著色劑均勻地分散在 油滴中。
[0051] 如上所述，粘合樹脂的種類沒有特別限制。然而，具有聚酯骨架的樹脂對于用于電 子照相的靜電荷圖像顯影用調(diào)色劑是優(yōu)選的，因為這樣的樹脂使得