调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒、和双组分显影剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及调色剂、图像形成设备、图像形成方法、处理卡盒和双组分显影剂。
【背景技术】
[0002] 图像形成设备，例如电子照相装置和静电记录装置，通过如下形成图像：用调色剂 使形成于感光体上的静电潜像显影以形成调色剂图像，将调色剂图像转印至记录介质例如 纸，然后通过施加热而使调色剂图像定影。为了形成全色图像，典型地将四种颜色（即，黑 色、黄色、品红色和青色）的调色剂用于显影，并且将这些颜色的调色剂图像转印和叠加在 记录介质上，之后通过施加热一次性地定影。
[0003] 为了降低全球环境负荷，一直寻求低温定影。然而，具有低熔点的调色剂形成聚集 体，并且形成不良图像（尤其是在高温高湿度环境中）。因此，尽管调色剂的低温定影能力 进一步改善，但是常规调色剂仍非常难以实现低温定影能力和抑制聚集两者。
[0004] 例如，存在通过在调色剂中使用结晶性聚酯实现低温定影能力和耐热偏移性两者 的尝试（参见PLTl)，但是没有关于影响调色剂聚集的教导。而且，所提出的调色剂无法实 现本发明中所针对的下一代的低温定影能力的极限水平以及在高温和高湿度环境中在调 色剂粒子聚集方面高的降低水平两者，因此仍然有问题。
[0005] 引文列表
[0006] 专利文献
[0007] PTLl :日本专利申请特开（JP-A)No. 2012-27212
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 本发明目的在于提供如下调色剂：其能够实现低温定影能力的极限水平和在高温 和高湿度环境中在调色剂粒子的聚集方面高的降低水平两者。
[0010] 问题的解决方案
[0011] 作为用于解决上述问题的手段，本发明的调色剂包含：着色剂；树脂；和脱模剂， 其中源自软组分的自旋-自旋驰豫时间（T2s)为0. 10毫秒-0. 50毫秒，其中软组分是通过 脉冲NMR的固体回波技术从调色剂的回波信号与硬组分一起获得的，且软组分的质子强度 的比例为50. 0 %或更低。
[0012] 发明的有益效果
[0013] 本发明能够提供如下调色剂：其能够实现低温定影能力的极限水平和在高温和高 湿度环境中在调色剂粒子的聚集方面高的降低水平两者。
【附图说明】
[0014] 图1为描绘三种驰豫曲线的图，所述三种驰豫曲线包括如下的实例：回波信号的 驰豫曲线，以及通过将回波信号分解而获得的硬组分和软组分的那些。
[0015] 图2为描绘装备有本发明的处理卡盒的图像形成设备的结构的一个实例的示意 图。
[0016] 图3为描绘串列式图像形成设备的一个实例的示意图。
[0017] 图4为描绘串列式图像形成设备的另一实例的示意图。
[0018]图5为描绘采用间接转印系统的串列式图像形成设备的一个实例的示意图。
[0019] 图6为描绘串列式图像形成设备的细节的一个实例的示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下文中将详细地描述本发明。此处，对于本发明中使用的调色剂、显影剂的制造方 法或材料、以及电子照相方法的通常体系，可使用本领域中任意的已知的那些，只要它们满 足本发明中规定的条件。
[0021] (调色剂）
[0022] 本发明的调色剂至少包含着色剂、树脂、脱模剂，并且如果需要，可进一步包含其 它组分。
[0023] 本发明的机理目前正在研宄之中，但是从一些分析数据已经获得了以下洞察。
[0024] 本发明的调色剂包含着色剂、树脂、和脱模剂，其中源自软组分的自旋-自旋驰豫 时间（T2s)为0. 10晕秒-〇. 50晕秒、优选0. 20晕秒-〇. 50晕秒、更优选0. 30晕秒-〇. 50 毫秒，其中软组分是通过脉冲NMR的固体回波技术从调色剂的回波信号与硬组分一起获得 的，且软组分的质子强度的比例为50. 0%或更低、更优选25. 0%或更低。
[0025] 所述调色剂实现了低温定影能力的极限水平和在聚集方面高的降低水平（特别 是在高温高湿度环境中）两者，并且该调色剂的应用实现了提供保持了对高速印刷的应对 性（responsiveness)的图像形成设备、处理卡盒和显影剂。
[0026] 首先，源自软组分的自旋-自旋驰豫时间（T2s)是另行（追加）考虑调色剂热行为 的特征值。
[0027] 在其中将通过经由脉冲NMR的固体回波技术对调色剂进行测量而获得的回波信 号分离成分别源自构成调色剂的硬组分和软组分的两条曲线时，将由源自软组分的曲线获 得的自旋-自旋驰豫时间确定为T 2s。自旋-自旋驰豫时间（T2s)表示构成调色剂的分子的 运动性，并且因此可对处于某一温度的调色剂的熔融状态进行评价。例如，构成具有低熔 点的调色剂的分子即使在低温下也具有高的运动性，并且因此它们具有长的自旋-自旋驰 豫时间（T 2s)。在本发明中，对于用于改变自旋-自旋驰豫时间（T2s)的方法之一，存在改变 快速熔融结晶性树脂的量的方法。随着所包含的快速熔融结晶性树脂的量增大，调色剂整 体的熔点变低。作为结果，在某一温度下的分子运动性变高，并且因此自旋-自旋驰豫时间 (T 2s)变长。当自旋-自旋驰豫时间（T2s)短于0. 10毫秒时，调色剂在低温下无法充分熔融， 并且因此调色剂难以与待定影的部件（例如，纸）相兼容，并且其定影能力不是期望的。另 一方面，当自旋-自旋驰豫时间（T 2s)长于0. 50毫秒时，调色剂即使在低温下也充分熔融， 但是熔融的调色剂沉积在定影辊上，这变成导致热偏移的因素。因此，其不是优选的。
[0028] 接下来，软组分的质子强度的比例是代表调色剂硬度的特征值。
[0029] 使用通过固体回波技术获得的硬组分的质子强度（Ih)和软组分的质子强度（I s)， 将软组分的质子强度的比例定义为值ISAIH+IS) χιοο。在本发明中，对于用于改变软组分 的质子强度的比例的方法之一，存在改变树脂的交联组分的量的方法。交联组分的量是决 定调色剂硬度的因素之一。随着交联组分的量越大，所得调色剂越硬，并且软组分的比例越 低。当软组分的质子强度的比例大于50.0%时，调色剂的硬度低，并且调色剂粒子彼此聚集 (尤其是在高温高湿度环境中）。因此，其不是优选的。
[0030] 所述调色剂优选地满足以下关系表达式（1)、更优选地以下关系表达式（2)，其中 Tl为如通过DSC测量的在从0°C到100°C的第一次加热期间的最大吸热峰，和T2为如通过 DSC测量的在冷却期间的最大放热峰。当所述调色剂满足这些表达式时，其是优选的，因为 可获得降低调色剂熔点和提高其固化点的效果，并且可进行低温定影而不形成辊痕。
[0031] T1-T2 < 30. (TC，和 T2 彡 30. (TC (1)
[0032] T1-T2 < 38. (TC，和 T2 彡 25. (TC (2)
[0033] 当通过DSC由从0°C到100°C的第二次加热测量的调色剂的最大吸热峰温度为 50°C或更高时，即使高温环境中也不发生调色剂的粘连，并且因此其是优选的。当通过DSC 由从〇°C到100°C的第二次加热测量的调色剂的最大吸热峰温度为70°C或更低时，其是优 选的，因为可实现低温定影。而且，第二次加热中的熔融热的量优选为30.0 J/g或更大、更 优选45. OJ/g或更大，因为在调色剂中具有结晶性结构的链段增加，这使快速熔融增强，并 且实现了低温定影。此外，第二次加热中的熔融热的量优选为75. OJ/g或更小，因为降低了 定影所需要的能量，并且可防止定影能力的恶化。
[0034] 此外，所述调色剂优选为具有芯-壳结构的调色剂，因为所述调色剂可保持其硬 度并且可降低不同颜色的调色剂粒子之间在带电量方面的差异。
[0035] 此外，优选的是，具有100, 000或更大的分子量的可溶于四氢呋喃（THF)的组分的 比率为5%或更大，并且重均分子量（Mw)为20, 000-70, 000,因为可期望地控制熔融之后的 调色剂的粘弹性，并且可将调色剂在恒定的温度和速度下定影，而不管所使用的纸的类型 为何。
[0036] 此外，构成所述调色剂的树脂优选地至少包含结晶性聚酯树脂，因为在指定（设 计）低温定影方面的自由度提高，并且可控制粒子的形状（其影响调色剂粒子的聚集），并 且可减少调色剂粒子的聚集（尤其是在高温高湿度环境中）。
[0037] 所述结晶性聚酯树脂优选地包含尿烷（氨基甲酸酯）键和/或脲键，因为在保持 作为树脂的结晶性的同时提供高硬度。
[0038] 此外，在包含配置成用热和压力使记录介质上的使用所述调色剂的可视图像定影 的定影装置的图像形成设备中，采用这样的串列式显影系统：其中串列地排列各自使用不 同显影颜色的至少四个显影单元，系统速度为200mm/秒-3, OOOmm/秒，定影介质的接触压 力为10N/cm2-3, OOON/cm2,并且定影夹持时间为30毫秒-400毫秒。作为其结果，可提供这 样的彩色图像形成设备：其中调色剂的流动性即使在高的系统速度区域中也得到适当地保 证，可进行调色剂的显影、转印和定影，并且在高的压力下可适当地控制调色剂的变形、以 及调色剂熔融-定影至定影介质（例如，纸），并且同时，可获得不导致热偏移的定影性质。 此外，通过适当地控制定影夹持时间，可提供这样的彩色图像形成设备：其可适当地控制对 于使调色剂定影而言所需要的热值，具有低的功耗，并且可保证适合的图像品质。
[0039] 此外，可提供使用所述图像形成设备的图像形成方法。
[0040] 此外，可提供如下的处理卡盒：其包含潜像承载部件和至少的、一体支撑的显影单 元，能够以可拆卸地方式安装在图像形成设备的主体中并且包含所述调色剂。
[0041] 此外，双组分显影剂包含所述调色剂和至少的磁性载体，使得可提供这样的双组 分显影剂：其中所述调色剂的流动性得到适当地保证，并且使用其可进行适当的显影和转 印，并且其具有高的环境稳定性（可靠性）。
[0042] 〈脉冲 NMR>
[0043] 在本发明中，调色剂的物理性质是通过脉冲NMR的结果（对自旋-自旋驰豫时间 (T2s)和软组分的质子强度的比例的评价）规定的。调色剂的脉冲NMR优选地以如下方法 进行。
[0044] 所述评价通过脉冲NMR(Minispec mq系列，由Bruker Japan Co.，Ltd制造）进 行。将高频磁场作为脉冲施加至NMR管内的调色剂，从而使磁矢量倾斜，并且从该时间起一 直到该矢量的X和y分量消失（=驰豫时间）对构成调色剂分子的运动性进行评价。
[0045] 1)样品
[0046] 称取和取样调色剂（40mg)置于具有IOmm直径的NMR管中，然后用于测量。
[0047] 2)测量条件
[0048] 最初的90°脉冲分离：0· 01毫秒
[0049] 最终的脉冲分离：2. 0毫秒
[0050] 用于拟合的数据点的数量：20个点
[0051] 累积数量：32次
[0052] 温度：40°C
[0053] 3)质子强度和自旋-自旋驰豫时间的计算方法
[0054] 通过脉冲NMR获得的回波信号是这样的曲线：其中源自两种组分（即具有低的分 子运动性的硬组分和具有高的分子运动性的软组分）的缓和曲线重叠。将所获得的回波信 号通过使用 0RIGIN8. 5(由 OriginLab Corporation 制造）的 Bi-exponential 近似而分离 成分别源自两种组分的两条缓和曲线，并且能够计算各组分的质子强度和自旋-自旋驰豫 时间。图1描绘三条缓和曲线，其包括如下的实例：回波信号，以及通过从回波信号分离而 获得的硬组分的缓和曲线和软组分的缓和曲线。分子运动性低的硬组分典型地为源自硬材 料的组分，例如树脂的交联组分，而分子运动性高的软组分源自软材料。已经知晓，当分子 运动性越低时，自旋-自旋驰豫时间越短，并且当分子运动性越高时，其越长。因此，在这两 条分离的缓和曲线中，具有较短的自旋-自旋驰豫时间的缓和曲线为硬组分，并且具有较 长的自旋-自旋驰豫时间的缓和曲线为软组分。
[0055] <DSC>
[0056] 在本发明中，调色剂的最大吸热峰、最大放热峰、以及熔融热的量可通过DSC系统 Q-200(由TA Instruments Japan Inc.制造）测量。首先，将装载有约5. Omg树脂的错样 品容器置于托架单元上，然后将托架单元设置在电炉中。接着，将所述树脂在氮气气氛下以 10°C /分钟的加热速率从0°C加热至100°C，之后以10°C /分钟的冷却速率从100°C冷却至 〇°C。之后，将所述树脂以10°C /分钟的加热速率再次从0°C加热至100°C，从而测量吸热和 放热变化。通过DSC系统Q-200(由TA Instruments Japan Inc.制造）中存储的分析程 序从所获得的DSC曲线选择第一次加热的DSC曲线，从而测量第一次加热的最大吸热峰温 度T1。类似地，测量冷却期间的最大放热峰温度T2。此外，选择第二次加热的DSC曲线，并 且测量第二次加热的最大吸热峰温度。测定第二次加热的具有最大吸热峰温度的吸热峰的 吸热值作为第二次加热的熔融热的量。
[0057] 〈分子量分布和重均分子量（Mw) >
[0058] 在本发明中，分子量分布和重均分子量（Mw)可通过凝胶渗透色谱法（GPC)测量装 置（例如，GPC-8220GPC，由 Tosoh Corporation 制造）测量。对于柱，使用 TSKgel Super HZM-H 15cm三联柱（由Tosoh Corporation制造）。将待测量的树脂使用四氢呋喃（THF) (包含稳定剂，由Wako Chemical Industries, Ltd.制造）制备为0.15质量％溶液。在将该 溶液用具有〇. 2 μ m开口尺寸的过滤器过滤之后，使用来自该过滤的滤液作为样品。在40°C 的温度下通过以〇. 35mL/分钟的流速供应100 μ L四氢呋喃（THF)样品溶液而进行测量。 对于该样品的分子量的测量，由从若干单分散聚苯乙烯标准样品制作