本公開涉及定影裝置、圖像形成裝置以及圖像形成裝置的控制方法,尤其涉及具備加熱輥和加壓輥的定影裝置、具有這樣的定影裝置的圖像形成裝置及其控制方法。
背景技術(shù):
以往,mfp(multi-functionalperipheral:多功能外設(shè))等圖像形成裝置具備用于使在紙張上由調(diào)色劑等形成的圖像定影的定影裝置。對于定影裝置的一個例子而言,使加熱輥和加壓輥相互獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。例如,日本特開2003-337498號公報(bào)公開了基于圖像密度信息來控制加熱輥與加壓輥的速度差的技術(shù)。
日本特開2010-217232號公報(bào)公開了在具備定影輥?zhàn)鳛榧訜彷伒膱D像形成裝置中,在加壓輥的圓周速度超過了定影輥的圓周速度時(shí),通過離合器使定影輥與電機(jī)分離,從而使定影輥與加壓輥聯(lián)動旋轉(zhuǎn)的技術(shù)。
在以往的定影裝置中,在使形成于表面具有凹凸的紙張(例如,所謂的壓紋紙)上的圖像定影時(shí),存在產(chǎn)生圖像錯亂的情況。圖9是用于對表面具有凹凸的紙張上的圖像的錯亂的產(chǎn)生要因之一進(jìn)行說明的圖。在圖9中,狀態(tài)1表示紙張位于夾持部的狀態(tài)。狀態(tài)2表示紙張被從夾持部排出的狀態(tài)。
在圖9的狀態(tài)1中,構(gòu)成紙張900上的圖像的調(diào)色劑以標(biāo)注陰影的方式來表示。在圖9中還示出了用于使紙張900上的圖像定影的帶901。箭頭dx表示帶901相對于紙張900移動的方向。箭頭dy表示紙張900的輸送方向。
在圖9中,放大示出紙張900。將紙張900例示為壓紋紙,具有凹部d。
在狀態(tài)1中,紙張900上的存在調(diào)色劑的區(qū)域基于調(diào)色劑的狀態(tài)被劃分為3個區(qū)域(區(qū)域a~區(qū)域c)。在圖9中,調(diào)色劑按照所存在的每個區(qū)域標(biāo)注不同的陰影。
對于區(qū)域a而言,如調(diào)色劑ta所示,調(diào)色劑與帶901抵接的程度較高。因此,在區(qū)域a,調(diào)色劑熔融。
區(qū)域b位于凹部d的端邊緣部。在區(qū)域b,如調(diào)色劑tb所示,與區(qū)域a相比,調(diào)色劑與帶901抵接的程度較低。因此,在區(qū)域b,調(diào)色劑處于半熔融狀態(tài)。
區(qū)域c位于凹部d的中心部。在區(qū)域c,如調(diào)色劑tc所示,與區(qū)域b相比,調(diào)色劑與帶901抵接的程度進(jìn)一步降低。因此,在區(qū)域c,調(diào)色劑大致是粒狀。
在狀態(tài)1中,區(qū)域b位于凹部d與其以外的部分的邊界。在紙張900的區(qū)域b的表面,在沿著箭頭dx的方向上具有傾斜。因此,若在紙張900從夾持部排出時(shí)帶901相對于紙張900移動,則對區(qū)域b施加帶901的移動方向的力(剪切力)。由此,如圖9中狀態(tài)2所示,調(diào)色劑tx從紙張900剝離。因此,在形成在紙張900上的圖像發(fā)生錯亂。所謂的剪切力是在紙張900與帶901之間產(chǎn)生的力。所謂的剪切力是由于紙張900的表面?zhèn)?圖9的帶調(diào)色劑的面?zhèn)?的輥的驅(qū)動力與紙張900的背面?zhèn)?圖9的與帶調(diào)色劑的面不同的面?zhèn)?的輥的驅(qū)動力的差以及/或者帶901的變形而產(chǎn)生的力。
另一方面,適度的剪切力對于帶901與調(diào)色劑分離是有益的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于上述,在定影裝置中,不管紙張的表面的凹凸的程度(平滑度)如何,都希望減少形成在紙張上的圖像的錯亂。本公開是鑒于這樣的實(shí)際情況而提出的。
根據(jù)本公開的某個方面,提供一種定影裝置,該定影裝置具備:定影部件,被構(gòu)成為與在紙張上形成有圖像的面抵接;加壓部件,被構(gòu)成為與定影部件協(xié)作來夾持紙張;定影電機(jī),被構(gòu)成為為了搬出被定影部件與加壓部件夾持的紙張,而驅(qū)動定影部件;加壓電機(jī),被構(gòu)成為為了搬出被定影部件與加壓部件夾持的紙張,而驅(qū)動加壓部件;以及控制部,被構(gòu)成為對定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制??刂撇勘粯?gòu)成為:獲取被定影部件與加壓部件夾持的紙張的平滑度,控制定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,以使得在加壓部件中與定影部件協(xié)作來夾持紙張的部分處的切向力為在定影部件中與加壓部件協(xié)作來夾持紙張的部分處的切向力以上,并且加壓部件的部分處的切向力與定影部件的部分處的切向力之間的關(guān)系根據(jù)平滑度而變化。
在根據(jù)本公開的定影裝置中,控制部也可以被構(gòu)成為:控制定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,以使得平滑度越高,加壓部件的部分處的切向力與定影部件的部分處的切向力的差越大。
定影裝置也可以還具備被構(gòu)成為使定影部件旋轉(zhuǎn)的定影輥和加熱輥。定影部件也可以包括架設(shè)于定影輥以及加熱輥的帶。
帶的表面的md-1硬度(typec)也可以為80°以上95°以下。
控制部也可以被構(gòu)成為:控制定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,以使得平滑度小于預(yù)先決定的值時(shí)的定影部件的部分處的切向力與平滑度為預(yù)先決定的值以上時(shí)的定影部件的部分處的切向力的比為0.9以下。
定影裝置還具備被構(gòu)成為檢測紙張的平滑度的平滑度傳感器??刂撇恳部梢员粯?gòu)成為獲取由平滑度傳感器檢測出的平滑度。
定影裝置也可以還具備變更機(jī)構(gòu),該變更機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為在紙張的輸送方向上,對定影部件與加壓部件夾持紙張的部分的長度進(jìn)行變更??刂撇恳部梢员粯?gòu)成為:控制定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,以使得部分的長度越長,加壓部件的部分處的切向力與定影部件的部分處的切向力的差越小。
在根據(jù)本公開的定影裝置中,定影裝置也可以還具備:定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器,其被構(gòu)成為檢測定影電機(jī)的轉(zhuǎn)矩;以及加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器,其被構(gòu)成為檢測加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。控制部也可以被構(gòu)成為:基于定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測輸出,來對定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行反饋控制。
根據(jù)本公開的其它方面,提供一種圖像形成裝置,該圖像形成裝置具備:圖像形成部,被構(gòu)成為在紙張上形成圖像;以及定影部,被構(gòu)成為使由圖像形成部形成的圖像定影在紙張上。定影部具備:定影部件,被構(gòu)成為與在紙張上形成有圖像的面抵接;加壓部件,被構(gòu)成為與定影部件協(xié)作來夾持紙張;定影電機(jī),被構(gòu)成為為了搬出被定影部件與加壓部件夾持的紙張,而驅(qū)動定影部件;加壓電機(jī),被構(gòu)成為為了搬出被定影部件與加壓部件夾持的紙張,而驅(qū)動加壓部件;以及控制部,被構(gòu)成為對定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制??刂撇勘粯?gòu)成為:獲取被定影部件與加壓部件夾持的紙張的平滑度,控制定影電機(jī)以及加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,以使得在加壓部件中與定影部件協(xié)作來夾持紙張的部分處的切向力為在定影部件中與加壓部件協(xié)作來夾持紙張的部分處的切向力以上,并且加壓部件的部分處的切向力與定影部件的部分處的切向力之間的關(guān)系根據(jù)平滑度而變化。
根據(jù)本公開的另一其它方面,提供一種圖像形成裝置的控制方法??刂品椒òㄈ缦虏襟E:在紙張上形成圖像的步驟;獲取紙張的平滑度的步驟;通過由定影部件與加壓部件夾持紙張,來將該紙張上的圖像定影的步驟;對被構(gòu)成為為了搬出被定影部件與加壓部件夾持的紙張而驅(qū)動定影部件的定影電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和被構(gòu)成為為了搬出被定影部件與加壓部件夾持的紙張而驅(qū)動加壓部件的加壓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制的步驟。定影部件與在紙張上形成有圖像的面抵接。在加壓部件中與定影部件協(xié)作來夾持紙張的部分處的切向力為在定影部件中與加壓部件協(xié)作來夾持紙張的部分處的切向力以上。加壓部件的部分處的切向力與定影部件的部分處的切向力之間的關(guān)系根據(jù)平滑度而變化。
在依據(jù)本公開的圖像形成裝置的控制方法中,形成圖像的步驟也可以包括使用60℃時(shí)的彈性模量為1×108pa以下的調(diào)色劑來形成圖像的步驟。
根據(jù)本公開,定影裝置或者圖像形成裝置在夾持部,針對紙張,對形成有圖像的面的背面施加對形成有圖像的面的力以上的力。由此,使紙張的形成有圖像的面產(chǎn)生適度的剪切力。
定影裝置或者圖像形成裝置根據(jù)紙張的表面的平滑度來調(diào)整對形成有圖像的面和該面的背面分別施加的切向力的關(guān)系。由此,能夠?qū)υ诩垙埳闲纬蓤D像的調(diào)色劑等涂料給予適合紙張的表面上的凹凸的程度(平滑度)的剪切力。
因此,不管紙張的表面的平滑度如何,都能夠減少形成在紙張上的圖像的錯亂。
附圖說明
通過與附圖相關(guān)聯(lián)地理解的有關(guān)本發(fā)明的如下的詳細(xì)的說明,本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)變得更加明確。
圖1是示意性地表示圖像形成裝置的一個例子的mfp的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示意性地表示圖1的mfp的定影部的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示意性地表示mfp的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是用于對控制部進(jìn)行的定影輥和加壓輥的旋轉(zhuǎn)的控制的概要進(jìn)行說明的圖。
圖5是為了在mfp中控制定影輥和加壓輥的旋轉(zhuǎn)而執(zhí)行的處理的一個例子的流程圖。
圖6是按照紙張的每個種類來表示對紙張的形成有調(diào)色劑像的面施加的剪切力與圖像的品質(zhì)之間的關(guān)系的圖。
圖7是示意性地表示mfp中的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2之間的關(guān)系的圖。
圖8是表示在mfp中各種條件下的圖像形成的結(jié)果的圖。
圖9是用于對以往的圖像形成裝置中的圖像的錯亂的產(chǎn)生的要因之一進(jìn)行說明的圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對圖像形成裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下的說明中,對于相同的部件以及構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。它們的名稱以及功能也相同。因此,不重復(fù)它們的說明。
[1]圖像形成裝置的簡要結(jié)構(gòu)
圖1是示意性地表示圖像形成裝置的一個例子的mfp500的結(jié)構(gòu)的圖。在圖1中,作為圖像形成裝置的一個例子,例示出搭載有串聯(lián)型的彩色圖像形成單元的圖像形成裝置。
參照圖1,mfp500包括控制部100和圖像形成部200。圖像形成部200通?;趫D像讀取部800對打印對象的原稿的內(nèi)容進(jìn)行光學(xué)讀取而得到的圖像信息,對被裝填至供紙部1的紙張p形成彩色或單色的圖像。圖像讀取部800與adf(autodocumentfeeder:原稿自動輸送裝置)900連結(jié),從該adf900依次輸送打印對象的原稿。
更具體而言,圖像形成部200按照青色(c)、品紅(m)、黃色(y)、黑色(k)這4種顏色分別包括處理單元30c、30m、30y、30k(以下,也統(tǒng)稱為“處理單元30”。)。各種顏色的處理單元30沿著轉(zhuǎn)印帶8的移動方向排列,將對應(yīng)的顏色的調(diào)色劑像依次形成至轉(zhuǎn)印帶8上。
處理單元30c、30m、30y、30k分別包括:一次轉(zhuǎn)印輥10c、10m、10y、10k(以下,也統(tǒng)稱為“一次轉(zhuǎn)印輥10”。)、感光體11c、11m、11y、11k(以下,也統(tǒng)稱為“感光體11”。)、顯影輥12c、12m、12y、12k(以下,也統(tǒng)稱為“顯影輥12”。)、打印頭13c、13m、13y、13k(以下,也統(tǒng)稱為“打印頭13”。)、充電器14c、14m、14y、14k(以下,也統(tǒng)稱為“充電器14”。)、以及調(diào)色劑單元15c、15m、15y、15k(以下,也統(tǒng)稱為“調(diào)色劑單元15”。)。
各處理單元30若接受與針對操作面板300等的用戶的操作相應(yīng)的打印請求,則將構(gòu)成應(yīng)打印的圖像的各種顏色的調(diào)色劑像形成在感光體11上,并且與其它處理單元30對準(zhǔn)時(shí)機(jī),將該形成的各種顏色的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶8上。此時(shí),使一次轉(zhuǎn)印輥10所對應(yīng)的感光體11上的調(diào)色劑像移動到轉(zhuǎn)印帶8。
在各處理單元中,充電器14使旋轉(zhuǎn)的感光體11的表面帶電,并且打印頭13根據(jù)應(yīng)打印的圖像信息,對感光體11的表面進(jìn)行曝光。由此,在感光體11的表面形成表示應(yīng)形成的調(diào)色劑像的靜電潛像。之后,顯影輥12對感光體11的表面供給調(diào)色劑單元15的調(diào)色劑。由此,在感光體11上,作為調(diào)色劑像,顯影靜電潛像。之后,一次轉(zhuǎn)印輥10將在各感光體11的表面顯影的調(diào)色劑像依次轉(zhuǎn)印至通過驅(qū)動電機(jī)9旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)印帶8上。由此,各種顏色的調(diào)色劑像重疊,形成應(yīng)轉(zhuǎn)印至紙張p上的調(diào)色劑像。
圖像形成部200為了使所打印的調(diào)色劑像的濃度穩(wěn)定化,包括用于檢測轉(zhuǎn)印帶8上的調(diào)色劑濃度的濃度傳感器31。
作為使用了該濃度傳感器31的圖像穩(wěn)定化控制,在轉(zhuǎn)印帶8上改變顯影器的顯影輸出而形成多個改變了調(diào)色劑濃度后印出的調(diào)色劑濃度檢測用補(bǔ)丁。圖像形成部200使用濃度傳感器31來檢測調(diào)色劑濃度,并根據(jù)其結(jié)果,對顯影器的顯影輸出進(jìn)行反饋,從而能夠得到在印字時(shí)總是穩(wěn)定的調(diào)色劑濃度。能夠在裝置主體的主開關(guān)接通的情況下、更換了調(diào)色劑盒的情況下、印字了規(guī)定張數(shù)的情況下等,執(zhí)行圖像穩(wěn)定化控制。
圖像形成部200還包括供紙盒1。在供紙盒1中,供紙輥1a取出被裝填至供紙盒1的紙張p。該取出的紙張p通過輸送輥74等沿著輸送路徑3輸送。輸送輥74使紙張p在到達(dá)計(jì)時(shí)傳感器的位置待機(jī)。之后,輸送輥74結(jié)合形成在轉(zhuǎn)印帶8上的調(diào)色劑像到達(dá)二次轉(zhuǎn)印輥5的時(shí)機(jī),將紙張p向二次轉(zhuǎn)印輥5輸送。
通過二次轉(zhuǎn)印輥5以及對置輥6,將轉(zhuǎn)印帶8上的調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印至紙張p。通常,對二次轉(zhuǎn)印輥5施加與調(diào)色劑像所具有的電荷相應(yīng)的規(guī)定的電位(例如,約+2000v),從而產(chǎn)生將轉(zhuǎn)印帶8上的調(diào)色劑像電吸引至二次轉(zhuǎn)印輥5側(cè)的力,由此,進(jìn)行調(diào)色劑像的朝向紙張p的轉(zhuǎn)印。
并且,被轉(zhuǎn)印至紙張p的調(diào)色劑像在包括定影帶605等的定影裝置(后述的圖2的定影部60)中被處理,從而定影于紙張p。調(diào)色劑像定影后的紙張p被輸出至排紙托盤。由此,一系列的打印處理完成。
在mfp500中,定影帶605是定影部件的一個例子,加壓輥609是加壓部件的一個例子。
沿著輸送路徑3設(shè)置有平滑度傳感器66。平滑度傳感器66對輸送路徑3上的紙張p的表面的平滑度進(jìn)行檢測,并輸出至控制部100。mfp500能夠具備包括空氣泄漏式的所有方式的傳感器來作為平滑度傳感器66。
[2]定影裝置的結(jié)構(gòu)
圖2是示意性地表示圖1的mfp500的定影部60的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示,定影部60包括加熱部60a和加壓部60b。
加熱部60a包括加熱輥601和定影輥602。在加熱輥601和定影輥602上架設(shè)有定影帶605。
在加熱輥601的內(nèi)部收納有加熱器63。加熱器63對定影帶605的表面進(jìn)行加熱。加熱溫度例如是80~250℃。在定影帶605的表面設(shè)置有在圖1中未圖示的溫度傳感器(圖2的“溫度傳感器64”)。在mfp500中,通過該溫度傳感器監(jiān)視定影帶605的溫度,并將該溫度反饋至未圖示的溫度控制電路。由此,定影帶605被控制為規(guī)定的溫度。
在定影輥602中,金屬的圓筒狀基體被橡膠603覆蓋。橡膠具有耐熱性。橡膠的材料例如是硅橡膠或者含氟橡膠。橡膠硬度是5度~50度左右。橡膠的厚度例如是1mm~50mm左右。為了提高橡膠表面的脫模性,覆蓋定影輥602的圓筒狀基體的材料也可以是氟類的樹脂等。
定影帶605例如通過在金屬或者樹脂等基體覆蓋橡膠層并且在橡膠層的表面設(shè)置脫模層而生成。在基體由樹脂構(gòu)成的情況下,優(yōu)選該樹脂是聚酰亞胺等耐熱性較高的樹脂。橡膠層優(yōu)選由耐熱性較高的硅橡膠或者含氟橡膠構(gòu)成。橡膠層的厚度例如是0.1mm~5mm左右。橡膠硬度例如是5度~50度左右。脫模層由pfa(全氟烷氧基樹脂)或者ptfa(聚四氟乙烯)等氟類樹脂構(gòu)成。
定影帶605的md-1硬度(typec)優(yōu)選是85°以上95°以下。若md-1硬度小于85°,則與凹凸部邊界面的接觸面積增大,產(chǎn)生圖像錯亂的可能性升高。并且,若小于85°,則定影帶605的耐久性也可能惡化。若md-1硬度超過95°,則與凸部的接觸面積減小,有定影強(qiáng)度惡化的可能性。
加壓部60b主要由加壓輥609構(gòu)成。在加壓輥609中,金屬的圓筒狀基體609a被橡膠609b覆蓋。橡膠609b例如是硅類、氟類等耐熱性較高的橡膠。橡膠609b的厚度例如是0.1mm~20mm左右。橡膠609b的硬度例如是5度~50度左右。優(yōu)選在橡膠609b的表面設(shè)置有脫模層。
為了對加壓部60b迅速加熱,也可以在加壓輥609的內(nèi)部設(shè)置熱源(加熱器)。
定影部60包括定影輥電機(jī)61和加壓輥電機(jī)62。定影輥電機(jī)61旋轉(zhuǎn)驅(qū)動定影輥602。作為定影輥電機(jī)61,例如安裝伺服電機(jī)。箭頭dr1表示定影輥602旋轉(zhuǎn)的方向。
加壓輥電機(jī)62旋轉(zhuǎn)驅(qū)動加壓輥609。作為加壓輥電機(jī)62,例如安裝脈沖電機(jī)。箭頭dr2表示加壓輥609旋轉(zhuǎn)的方向。
定影帶605與加壓輥609抵接。定影帶605與加壓輥609抵接的部分構(gòu)成紙張p的輸送路徑3的一部分。在該部分中,使形成在紙張p上的調(diào)色劑像定影。在本說明書中,將定影帶605與加壓輥609抵接的部分也稱為“夾持部”。在mfp500中,在夾持部對紙張施加的負(fù)荷例如是1500n~5000n左右。
在圖2中,雙箭頭d1表示與被朝向夾持部輸送的紙張p的主面相交的方向。mfp500具有對定影輥602和加壓輥609的雙箭頭d1方向上的相對位置進(jìn)行變更的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)在后述的圖3中表示為輥位置調(diào)整電機(jī)65。在mfp500中,例如,輥位置調(diào)整電機(jī)65通過對定影輥602和加壓輥609的雙箭頭d1方向上的距離進(jìn)行變更,來變更輸送路徑3上的夾持部的長度。
[3]mfp的硬件結(jié)構(gòu)
圖3是示意性地表示mfp500的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
如圖3所示,控制部100包括cpu(centralprocessingunit:中央處理器)101、rom(readonlymemory:只讀存儲器)102、ram(randomaccessmemory:隨機(jī)存取存儲器)103。cpu101從rom102讀出與處理內(nèi)容相應(yīng)的程序并在ram103中展開,與展開的程序協(xié)作來控制mfp500的各模塊的動作。此時(shí),參照儲存于存儲部72的各種數(shù)據(jù)。存儲部72例如由非易失性的半導(dǎo)體存儲器(所謂的閃存)以及/或者硬盤驅(qū)動器構(gòu)成。
控制部100經(jīng)由通信部71,與同lan(localareanetwork:局域網(wǎng))、wan(wideareanetwork:廣域網(wǎng))等通信網(wǎng)絡(luò)連接的外部裝置(例如個人計(jì)算機(jī))之間,收發(fā)各種數(shù)據(jù)??刂撇?00例如接收從外部裝置發(fā)送的圖像數(shù)據(jù),基于該圖像數(shù)據(jù)在紙張p上形成圖像。通信部71例如由lan卡等通信控制卡構(gòu)成。
圖像讀取部800包括adf900(參照圖1)以及掃描儀。
adf900通過輸送機(jī)構(gòu)輸送載置于原稿托盤的原稿,將其送出至原稿圖像掃描裝置12。adf900能夠連續(xù)地一舉讀取載置于原稿托盤的多張?jiān)錮的圖像(包括兩面)。
圖像讀取部800的掃描儀對從adf900輸送至接觸玻璃上的原稿或者載置于接觸玻璃上的原稿進(jìn)行光學(xué)掃描,使來自原稿的反射光在ccd(chargecoupleddevice:電荷耦合器件)傳感器的受光面上成像,來讀取原稿圖像。圖像讀取部800基于掃描儀的讀取結(jié)果來生成圖像數(shù)據(jù)。對該圖像數(shù)據(jù)在圖像處理部310中實(shí)施規(guī)定的圖像處理。
操作面板300例如由帶有觸摸面板的單元來實(shí)現(xiàn),作為顯示部301以及操作部302來發(fā)揮作用。顯示部301例如由lcd(liquidcrystaldisplay:液晶顯示器)來實(shí)現(xiàn),根據(jù)從控制部100輸入的顯示控制信號,來進(jìn)行各種操作畫面、圖像的狀態(tài)顯示、各功能的動作狀況等的顯示。操作部302由數(shù)字鍵、開始鍵等各種操作鍵和觸摸面板內(nèi)的觸摸傳感器來實(shí)現(xiàn)。操作部302接受由用戶進(jìn)行的各種輸入操作,并將操作信號輸出至控制部100。
圖像處理部310具備對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行與初始設(shè)定或者用戶設(shè)定相應(yīng)的數(shù)字圖像處理的電路等。例如,圖像處理部310在控制部100的控制下,基于灰度修正數(shù)據(jù)(灰度修正表格)進(jìn)行灰度修正,執(zhí)行針對輸入圖像數(shù)據(jù)的各種處理(包括灰度修正、顏色修正、陰影修正等各種修正處理以及壓縮處理)??刂撇?00基于實(shí)施了上述處理后的圖像數(shù)據(jù),來控制圖像形成部200。
在定影部60中,定影輥電機(jī)61、加壓輥電機(jī)62、加熱器63以及輥位置調(diào)整電機(jī)65被控制部100控制。
溫度傳感器64被設(shè)置于定影帶605的表面。溫度傳感器64以及平滑度傳感器66將各自的檢測輸出輸出至控制部100。
mfp500包括檢測定影輥602的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器67和檢測加壓輥609的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器68。定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器67和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器68將各自的檢測輸出輸出至控制部100。
[4]定影輥和加壓輥的旋轉(zhuǎn)的基本控制
控制部100控制定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,以使得對夾持部中的對紙張p的表面(形成有調(diào)色劑像的面)施加的力和對紙張p的背面(與形成有調(diào)色劑像的面不同的面)施加的力進(jìn)行調(diào)整。圖4是用于對控制部100進(jìn)行的定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn)的控制的概要進(jìn)行說明的圖。
如圖4所示,紙張p以通過定影輥602與加壓輥609之間的方式向箭頭a1所示的方向輸送。在紙張p上通過調(diào)色劑tn形成有圖像。在圖4中,省略了定影帶605。在定影輥602以及加壓輥609中,夾住紙張p的部分是“夾持部”。
控制部100控制定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,以使得在夾持部,對紙張p的背面施加的力為對紙張p的表面施加的力以上,并且對背面施加的力與對表面施加的力之間的關(guān)系根據(jù)紙張p的平滑度而變化。
控制部100基于從定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器67輸入的檢測輸出來獲取定影輥602的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,并且基于從加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器68輸入的檢測輸出來獲取加壓輥609的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,并使用這兩個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,對定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行反饋控制。
定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器67例如測定對定影輥電機(jī)61施加的電流值。在該情況下,在存儲部72中儲存有用于將電流值轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的信息(例如,表格)??刂撇?00將從定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器67輸入的電流值轉(zhuǎn)換為定影輥602的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。在本說明書中,有將定影輥602的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩稱為定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1的情況。
加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器68例如測定對加壓輥電機(jī)62施加的電流值。在該情況下,在存儲部72中儲存有用于將電流值轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的信息(例如,表格)。控制部100將從加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器68輸入的電流值轉(zhuǎn)換為加壓輥609的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。在本說明書中,有將加壓輥609的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩稱為加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的情況。
在mfp500中,定影輥602經(jīng)由定影帶605與紙張p抵接,但在本說明書中,將定影輥602旋轉(zhuǎn)時(shí)的切向力視為對紙張p的表面?zhèn)仁┘拥牧?。在圖4中,力f1表示對紙張p的表面?zhèn)仁┘拥牧?。半徑r1表示定影輥602的半徑。在定影輥602側(cè),定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1、力f1以及半徑r1之間的關(guān)系被估計(jì)為如下式(1)所示。
t1≈f1·r1…(1)
在本說明書中,將加壓輥609旋轉(zhuǎn)時(shí)的切向力視為對紙張p的背面?zhèn)仁┘拥牧?。在圖4中,力f2表示對紙張p的背面?zhèn)仁┘拥牧?。半徑r2表示加壓輥609的半徑。在加壓輥609側(cè),加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2、力f2以及半徑r2之間的關(guān)系被估計(jì)為如下式(2)所示。
t2≈f2·r2…(2)
在mfp500中,如下式(3)所示,對定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制,以使得力f2為力f1以上。
f1≤f2…(3)
由此,控制部100執(zhí)行反饋控制,以使得定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2滿足如下式(4)所示的關(guān)系。
t1/r1≤t2/r2…(4)
在半徑r1與半徑r2相等的情況下,式(4)可描述為下式(5)。
t1≤t2…(5)
[5]處理的流程
圖5是為了在mfp500中控制定影輥602與加壓輥609的旋轉(zhuǎn)而執(zhí)行的處理的一個例子的流程圖。
如圖5所示,在步驟s10中,cpu101讀出紙張p的平滑度。在一個例子中,紙張p的平滑度從平滑度傳感器66輸入。
在其它例子中,也可以由操作部22輸入紙張p的平滑度。在另一其它例子中,也可以從其它裝置通過通信部71輸入紙張p的平滑度。在這些例子中,可以省略平滑度傳感器66。
之后,控制進(jìn)入步驟s20。
在步驟s20中,cpu101對定影輥602的旋轉(zhuǎn)速度v1和加壓輥609的旋轉(zhuǎn)速度v2進(jìn)行設(shè)定。cpu101對定影輥電機(jī)61以及加壓輥電機(jī)62的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制,以使得實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)速度v1、v2。針對旋轉(zhuǎn)速度v1、v2的初始值的定影輥電機(jī)61以及加壓輥電機(jī)62的轉(zhuǎn)矩例如被預(yù)先儲存于存儲部72。之后,控制進(jìn)入步驟s30。
在步驟s30中,cpu101判斷紙張p的定影是否完成。在一個例子中,mfp500在定影部60的下游側(cè)具備紙張傳感器。cpu101在上述紙張傳感器檢測出紙張p的通過之前,判斷為紙張p的定影未完成。若上述紙張傳感器檢測出紙張p的通過,則cpu101判斷為紙張p的定影完成。
若cpu101判斷為紙張p的定影尚未完成(在步驟s30中為“否”),則使控制進(jìn)入步驟s40。若判斷為紙張p的定影完成(在步驟s30中為“是”),則cpu101結(jié)束圖5的處理。
在步驟s40中,cpu101讀出定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值。定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值的讀出也可以通過由定影側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器67檢測出的定影輥電機(jī)61的電流值以及由加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩傳感器68檢測出的加壓輥電機(jī)62的電流值的讀出和這兩個電流值向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)。之后,控制進(jìn)入步驟s50。
在步驟s50中,cpu101判斷在步驟s40中讀出的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值是否滿足與在步驟s10中讀出的平滑度對應(yīng)的關(guān)系。與紙張p的平滑度對應(yīng)的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的關(guān)系例如儲存于存儲部72。在該關(guān)系中,加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值是定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1的值以上,并且紙張p的平滑度越高兩個值的差越大。若cpu101判斷為定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值滿足上述關(guān)系(在步驟s50中為“是”),則使控制返回到步驟s30。若cpu101判斷為定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值不滿足上述關(guān)系(在步驟s50中為“否”),則使控制進(jìn)入步驟s60。
在步驟s60中,cpu101判斷加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t1是否小于根據(jù)上述關(guān)系規(guī)定的值。若cpu101判斷為加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t1小于根據(jù)上述關(guān)系規(guī)定的值(在步驟s60中為“是”),則使控制進(jìn)入步驟s70。若cpu101判斷為加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t1大于根據(jù)上述關(guān)系規(guī)定的值(在步驟s60中為“否”),則使控制進(jìn)入步驟s80。
在步驟s70中,cpu101使定影輥電機(jī)61的旋轉(zhuǎn)速度增加,以使定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1上升。之后,控制返回到步驟s30。
在步驟s80中,cpu101使定影輥電機(jī)61的旋轉(zhuǎn)速度減少,以使定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1下降。之后,控制返回到步驟s30。
[6]優(yōu)選條件
[6-1]紙張的平滑度和對紙張的切向力
圖6是按照紙張的每個種類表示對紙張的形成有調(diào)色劑像的面施加的剪切力與圖像的品質(zhì)之間的關(guān)系的圖。在圖6中,作為紙張p的表面的平滑度相對較低的紙張的一個例子例示壓紋紙,作為平滑度相對較高的紙張的一個例子例示平滑紙。
壓紋紙的一個例子是皮紋紙(lethac)66(鴕鳥金剛石(ostrichdia)株式會社制,151g/m2,別克平滑度2sec)。平滑紙的一個例子是ok表面涂布(topcoat)紙(王子制紙(株式會社)制,85g/m2,別克平滑度1600sec)。別克平滑度的值越高,意味著平滑度越高。
在圖6中,作為圖像的品質(zhì),例示有“無圖像錯亂”和“分離良好”。所謂的“無圖像錯亂”表示形成于紙張上的圖像沒有錯亂。例如,“無圖像錯亂”基于掃描儀對在形成圖像后從mfp500輸出的紙張p的應(yīng)形成黑色圖像的區(qū)域的讀取的結(jié)果來確定。更具體而言,在針對該區(qū)域的讀取結(jié)果中,bw比(黑白比)是99.5%以上時(shí)的結(jié)果是“無圖像錯亂”。
所謂的“分離良好”表示紙張從定影輥的分離良好。例如,表示從定影輥的紙張的分離良好。例如,將在輸送方向的前端部5mm處設(shè)置白色的區(qū)域(未形成圖像的區(qū)域),在比該區(qū)域靠后方形成有調(diào)色劑圖像的紙張輸送至定影部60,不被卷入定影輥602地從定影部60排出時(shí)的結(jié)果是“分離良好”。
在圖6中,雙箭頭表示實(shí)現(xiàn)了“無圖像錯亂”或者“分離良好”的范圍。
根據(jù)圖6,對于壓紋紙而言,不管對紙張p施加的剪切力的大小如何,都能實(shí)現(xiàn)“分離良好”。另一方面,在對紙張p施加的剪切力相對較小的情況下可實(shí)現(xiàn)“無圖像錯亂”,但在剪切力相對較大的情況下不能實(shí)現(xiàn)“無圖像錯亂”。由此,對于圖6的壓紋紙,如“兼得區(qū)域”所示,在作為紙張p而利用壓紋紙的情況下,在對紙張p施加的剪切力相對較小的情況下,“無圖像錯亂”和“分離良好”兼得。
另一方面,對于平滑紙而言,不管對紙張p施加的剪切力的大小如何,都能實(shí)現(xiàn)“無圖像錯亂”。另一方面,在對紙張p施加的剪切力相對較大的情況下可實(shí)現(xiàn)“分離良好”,但在剪切力相對較小的情況下不能實(shí)現(xiàn)“分離良好”。由此,對于圖6的平滑紙,如“兼得區(qū)域”所示,在作為紙張p而利用平滑紙的情況下,在對紙張p施加的剪切力相對較大的情況下,“無圖像錯亂”和“分離良好”兼得。
根據(jù)圖6,對于對紙張p施加的剪切力而言,在紙張p是壓紋紙的情況下優(yōu)選相對較低,在紙張p是平滑紙的情況下優(yōu)選相對較高。由此,優(yōu)選紙張p的表面的平滑度越高,對紙張p施加的剪切力越大。
對紙張p的表面施加的力f1(參照圖4)與對背面施加的力f2(參照圖4)的差越大,對在紙張p上形成有圖像的面施加的剪切力越大。
在本說明書中,力f1被視為定影輥602旋轉(zhuǎn)時(shí)的切向力。即,視為力f1與定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1之間的關(guān)系滿足式(1)(t1≈f1·r1)。力f2被視為加壓輥906旋轉(zhuǎn)時(shí)的切向力。即,力f2與加熱側(cè)轉(zhuǎn)矩t2之間的關(guān)系由式(2)來假設(shè)(t2≈f2·r2)。例如,若r1與r2相同,則力t1與力t2的大小關(guān)系同定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的大小關(guān)系一致。因此,為了紙張p的表面的平滑度越高,越增大對紙張p施加的剪切力,控制部100控制定影輥602與加壓輥609的旋轉(zhuǎn),以使得定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的差增大。
進(jìn)一步,如參照圖4說明的那樣,控制部100控制定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn),以使得滿足用式(4)表示的關(guān)系(t1/r1≤t2/r2)。
圖7是示意性地表示mfp500中的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2之間的關(guān)系的圖。圖7的縱軸表示上述兩個轉(zhuǎn)矩。橫軸表示定影輥電機(jī)61的轉(zhuǎn)數(shù)。在mfp500中,控制部100對加壓輥電機(jī)62進(jìn)行控制,使其以一定的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)。由此,如圖7所示,若控制部100使定影輥電機(jī)61的轉(zhuǎn)數(shù)上升,則定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1增加,另一方面,加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2減少。
在mfp500中,控制部100控制定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn),以使得在定影輥602與加壓輥609的半徑相等的情況下(在圖4中,r1=r2),滿足上述式(5)所示的關(guān)系(t1≤t2)。因此,在這樣的情況下,控制部100將定影輥電機(jī)61的轉(zhuǎn)數(shù)控制在圖7所示的范圍、即滿足關(guān)系“t1≤t2”的范圍內(nèi)。
控制部100也可以代替對定影輥電機(jī)61以及/或者加壓輥電機(jī)62的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行控制,來控制旋轉(zhuǎn)速度。
在mfp500中,控制部100優(yōu)選控制定影輥602與加壓輥609的旋轉(zhuǎn),以使得紙張的平滑度越高,力f1與力f2(參照圖4)之間的差越大。圖7的上方的雙箭頭ar1表示mfp500中的紙張p的平滑度與定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1以及加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2之間的優(yōu)選關(guān)系。即,紙張的平滑度越高,加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2與定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1的差越大。
若將針對平滑紙的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2分別設(shè)為平滑紙用定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1l和平滑紙用加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2l,則優(yōu)選它們的比是t1l:t2l=1:100~1:5左右。另一方面,若將針對壓紋紙的定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1和加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2分別設(shè)為壓紋紙用定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1h和壓紋紙用加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2h,則優(yōu)選它們的比是t1h:t2h=1:10~1:1左右。此外,這里的“h”“l(fā)”意味著紙張p的表面的粗糙度。即,“h”對應(yīng)于紙張p的表面的粗糙度較高(即,平滑度較低)?!發(fā)”對應(yīng)于紙張p的表面的粗糙度較低(即,平滑度較高)。
優(yōu)選針對壓紋紙的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2(t2h)的值是針對平滑紙的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2(t2l)的值的0.9倍以下。
在mfp500中,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的變更例如通過電機(jī)的脈沖寬度(pwm控制)的變更來實(shí)現(xiàn)。為了使加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2降低,使定影輥電機(jī)61的pwm增加。其結(jié)果是,定影輥602的輔助力(朝向紙張的輸送方向的力)增加。由此,對紙張p施加的剪切力降低。
[6-2]定影帶的硬度
對于mfp500而言,若定影帶605的硬度降低(即,若定影帶605變得柔軟),則如在圖9中區(qū)域b所示那樣的定影帶605具有傾斜度地與紙張p的凹部接觸的區(qū)域增加。因此,認(rèn)為容易發(fā)生紙張p上的調(diào)色劑圖像的錯亂。另一方面,若定影帶605的硬度過高,則在定影帶605上與紙張p的凸部接觸的部分的面積降低,由此,存在針對紙張p的調(diào)色劑的定影的強(qiáng)度降低的可能性。
根據(jù)上述,優(yōu)選在mfp500中,對定影帶605的硬度設(shè)定上限以及下限。例如,優(yōu)選定影帶605的md-1硬度(typec)是85°以上95°以下。
[6-3]與夾持部的長度相應(yīng)的控制
如在圖3中示有輥位置調(diào)整電機(jī)65那樣,在mfp500中,能夠?qū)A持部的長度進(jìn)行變更。夾持部的長度越長,通過夾持部整體對紙張p施加的剪切力越大。由此,控制部100控制定影輥602和加壓輥609的旋轉(zhuǎn),以使得夾持部的長度越長,從定影輥602側(cè)對紙張p施加的力f1和從加壓輥609側(cè)對紙張p施加的力f2的差越小。
[7]調(diào)色劑的調(diào)制
對mfp500中的圖像形成所利用的調(diào)色劑的調(diào)制方法進(jìn)行說明。
[7-1]調(diào)色劑的母體粒子
在mfp500中利用的調(diào)色劑,作為調(diào)色劑母體粒子,至少包括粘合樹脂和蠟。以下,對上述材料分別進(jìn)行說明。
[7-1-1]粘合樹脂
并沒有對構(gòu)成調(diào)色劑粒子的粘合樹脂的種類進(jìn)行特別限定。即,構(gòu)成調(diào)色劑粒子的粘合樹脂可以由作為粘合樹脂而公知的各種物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。粘合樹脂例如是苯乙烯樹脂、丙烯酸類樹脂、苯乙烯-丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、烯烴樹脂、酰胺樹脂或者環(huán)氧樹脂。
從調(diào)色劑顆粒直徑、形狀控制性以及帶電性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選粘合樹脂含有苯乙烯-丙烯酸類樹脂。用于得到苯乙烯-丙烯酸類樹脂的聚合單體例如是苯乙烯、甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁基苯乙烯、苯基苯乙烯、以及/或者氯苯乙烯等苯乙烯類單體。該單體也可以是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯類單體。該單體也可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸等羧酸類單體??梢詢H采用上述單體中的一種,也可以對兩種以上進(jìn)行組合。
優(yōu)選粘合樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)(tg)是30~50℃,更為優(yōu)選是35~48℃。由于粘合樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)處于上述范圍,所以可以兼得低溫定影性以及耐熱保存性。粘合樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)例如使用“鉆石dsc”(珀金埃爾默公司制)來測定。
測定順序例如為:將試料(粘合樹脂)3.0mg封入鋁制盤,并設(shè)置于支架。作為參考,使用空的鋁制盤。測定條件例如是:測定溫度是0℃~200℃,升溫速度10℃/分,以及降溫速度10℃/分。執(zhí)行heat-cool-heat的溫度控制,該溫度控制下的以2nd.heat獲取到的數(shù)據(jù)用于解析,在假定了第一吸熱峰值的上升前的基線的延長線與從第一峰值的上升部分到峰值頂點(diǎn)之間表示最大斜率的切線時(shí)所得到的交點(diǎn)是玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一個例子。
[7-1-2]蠟
在mfp500中,作為調(diào)色劑所含有的蠟,可以采用公知的蠟。蠟例如包括聚乙烯蠟、聚丙烯蠟等聚烯烴蠟、微晶蠟等支鏈狀烴蠟。蠟也可以是石蠟、沙索蠟等長鏈烴類蠟、二硬脂酮等二烷基酮類蠟、巴西棕櫚蠟、褐煤蠟、山崳酸山崳酸酯、三羥甲基丙烷三山崳酸酯、季戊四醇四山崳酸酯、季戊四醇二山崳雙乙酸鈉、甘油三山崳酸酯、1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯、偏苯三酸三硬脂、馬來酸雙十八酯等酯類蠟、乙二胺二十二烷基酰胺、偏苯三酸三硬脂酰胺等酰胺類蠟等。在上述物質(zhì)中,從抑制光澤不均的觀點(diǎn)考慮,特別優(yōu)選微晶蠟等支鏈狀烴蠟。
優(yōu)選調(diào)色劑所含有的蠟的熔點(diǎn)是70~100℃,更為優(yōu)選是70~85℃。蠟的熔點(diǎn)表示吸熱峰值的峰頂?shù)臏囟?,使用示差掃描熱量?jì)“dsc-7”(珀金埃爾默制)以及熱分析裝置控制器“tac7/dx”(珀金埃爾默制)通過示差掃描熱量分析來進(jìn)行dsc測定。
在測定的一個例子中,具體而言,將試料(蠟)4.5mg封入鋁制盤(kitno.0219-0041),并將其設(shè)置于“dsc-7”的樣本支架,在測定溫度0~200℃、升溫速度10℃/分、降溫速度10℃/分的測定條件下,進(jìn)行加熱-冷卻-加熱的溫度控制。將在該溫度控制中的第二次的加熱時(shí)獲取到的數(shù)據(jù)作為解析的對象。在參考測定中,例如使用空的鋁制盤。
優(yōu)選蠟的含量是相對于粘合樹脂100質(zhì)量份為1~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為5~20質(zhì)量份。由于蠟的含有比例處于上述范圍內(nèi),所以可得到定影分離性。
[7-2]著色劑
在調(diào)色劑粒子含有著色劑的情況下,作為著色劑,能夠使用一般公知的染料以及顏料。
作為用于得到黑色的調(diào)色劑的著色劑,例如可使用爐黑、槽黑等炭黑、包含磁鐵礦、鐵素體等磁性體、染料、非磁性氧化鐵的無機(jī)顏料等公知的各種著色劑。
作為用于得到彩色的調(diào)色劑的著色劑,能夠任意地使用染料、有機(jī)顏料等公知的著色劑,具體而言,作為有機(jī)顏料例如能夠舉出:c.i.顏料紅5、48:1、53:1、57:1、81:4、122、139、144、149、166、177、178、222、238、269;c.i.顏料黃14、17、74、93、94、138、155、180、185;c.i.顏料橙31、43;c.i.顏料藍(lán)15、3、60、76等,作為染料,例如能夠舉出:c.i.溶劑紅1、49、52、58、68、11、122;c.i.溶劑黃19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、162;c.i.溶劑藍(lán)25、36、69、70、93、95等。
上述的用于得到各種顏色的調(diào)色劑的著色劑,對于各種顏色,可以單獨(dú)使用1種,也可以將兩種以上組合來使用。
優(yōu)選著色劑的含有比例是相對于粘合樹脂100質(zhì)量份為1~10質(zhì)量份,更優(yōu)選為2~8質(zhì)量份。
[7-3]電荷控制劑
在調(diào)色劑粒子含有電荷控制劑的情況下,可使用公知的正電荷控制劑或者負(fù)電荷控制劑。
作為正電荷控制劑的具體例,例如可舉出:“nigrosinebaseex”(orientchemicalindustries公司制)等苯胺黑類染料、“季銨鹽p-51”(orientchemicalindustries公司制)、“copychargepxvp435”(hoechstjapan公司制)等季銨鹽、烷氧基化胺、烷基酰胺、鉬酸螯合物顏料、和“plz1001”(四國化成工業(yè)公司制)等咪唑化合物。
作為負(fù)電荷控制劑的具體例,例如可舉出:“bontrons-22”(orientchemicalindustries公司制)、“bontrons-34”(orientchemicalindustries公司制)、“bontrone-81”(orientchemicalindustries公司制)、“bontrone-84”(orientchemicalindustries公司制)、“spironblacktrh”(保土谷化學(xué)工業(yè)公司制)等金屬絡(luò)合物、硫靛類顏料、“copychargenxvp434”(hoechstjapan公司制)等季銨鹽、“bontrone-89”(orientchemicalindustries公司制)等杯芳烴化合物、“l(fā)r147”(japancarlit公司制)等硼化合物、氟化鎂、氟化碳等氟化合物等。作為用作負(fù)電荷控制劑的金屬絡(luò)合物的具體例,除了上述示出的例子以外,還可舉出羥基羧酸金屬絡(luò)合物、二羧酸金屬絡(luò)合物、氨基酸金屬絡(luò)合物、二酮金屬絡(luò)合物、二胺金屬絡(luò)合物、含有偶氮基的苯-苯衍生物骨架金屬體、偶氮基含有苯-萘衍生物骨架金屬絡(luò)合物等。
電荷控制劑的含量優(yōu)選為相對于粘合樹脂100質(zhì)量份為0.01~30質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量份。
[7-4]外添劑
從改進(jìn)流動性、帶電性、清潔性等的觀點(diǎn)考慮,在調(diào)色劑中可以添加外添劑。
外添劑例如為無機(jī)微粒。無機(jī)微粒例如為二氧化硅微粒、氧化鋁微?;蜓趸佄⒘5葻o機(jī)氧化物微粒、硬脂酸鋁微?;蛴仓徜\微粒等無機(jī)硬脂酸化合物微粒、或者鈦酸鍶或鈦酸鋅等無機(jī)鈦酸化合物微粒。
從耐熱保存性和環(huán)境穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選上述的無機(jī)微粒利用硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián)劑、高級脂肪酸或硅油等進(jìn)行表面處理。
優(yōu)選構(gòu)成外添劑的無機(jī)微粒的平均一次粒徑為30nm以下。
由無機(jī)微粒構(gòu)成的外添劑具有上述粒徑,從而調(diào)色劑在形成圖像時(shí)不易產(chǎn)生外添劑的脫離。
外添劑的添加量在調(diào)色劑中為0.05~5質(zhì)量%,優(yōu)選為0.1~3質(zhì)量%。
[7-5]顯影劑
在mfp500中使用的調(diào)色劑可以作為磁性或非磁性的單組分顯影劑使用,但也可以通過與載體混合而作為雙組分顯影劑使用。
調(diào)色劑作為雙組分顯影劑使用時(shí),載體的一個例子為由以往公知的材料構(gòu)成的磁性粒子。磁性粒子例如為鐵等強(qiáng)磁性金屬、強(qiáng)磁性金屬與鋁和鉛等的合金、鐵氧體和磁鐵礦等強(qiáng)磁性金屬的化合物,特別優(yōu)選鐵氧體粒子。
載體例如為用樹脂等覆蓋材料覆蓋磁性粒子的表面而成的涂布載體,或者在粘結(jié)劑樹脂中分散有磁性體微粉末而成的粘結(jié)劑型載體。
并沒有對構(gòu)成涂布載體的覆蓋樹脂進(jìn)行特別限定。覆蓋樹脂例如為烯烴類樹脂、苯乙烯類樹脂、苯乙烯-丙烯酸類樹脂、有機(jī)硅類樹脂、酯樹脂和/或氟樹脂。
并沒有對構(gòu)成樹脂分散型載體的樹脂進(jìn)行特別限定。構(gòu)成樹脂分散型載體的樹脂例如為苯乙烯-丙烯酸類樹脂、聚酯樹脂、氟樹脂和/或酚醛樹脂。
在mfp500中,調(diào)色劑作為雙組分顯影劑使用時(shí),該雙組分顯影劑例如可以根據(jù)需要通過向調(diào)色劑和載體進(jìn)一步添加電荷控制劑、密合性提高劑、底涂處理劑、電阻控制劑等來制備。
[7-6]調(diào)色劑粒子的平均粒徑
對于在mfp500中使用的調(diào)色劑粒子的平均粒徑而言,例如優(yōu)選體積基準(zhǔn)的中值粒徑為3~9μm,更優(yōu)選為3~8μm。粒徑例如可以根據(jù)在依據(jù)后述的乳化凝聚法制造調(diào)色劑粒子時(shí)所使用的凝聚劑的濃度、有機(jī)溶劑的添加量、融合時(shí)間和/或聚合物的組成來控制。
由于體積基準(zhǔn)的中值粒徑處于上述范圍內(nèi),所以轉(zhuǎn)印效率升高,由此,在紙張p上形成的圖像中,半色調(diào)的畫質(zhì)提高,進(jìn)一步,細(xì)線和點(diǎn)的畫質(zhì)提高。
調(diào)色劑粒子的體積基準(zhǔn)的中值粒徑例如可以使用將搭載有數(shù)據(jù)處理用軟件“softwarev3.51”的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與“multisizer3”(beckmancoulter公司制)連接后的測定裝置來測定和計(jì)算。
具體而言,將0.02g試樣(調(diào)色劑粒子)添加至20ml表面活性劑溶液(以調(diào)色劑粒子的分散為目的,例如用純水將含有表面活性劑成分的中性洗劑稀釋了10倍而成的表面活性劑溶液)。之后,對添加有表面活性劑溶液的試樣,進(jìn)行1分鐘的超聲波分散,由此,制備調(diào)色劑粒子分散液。例如利用移液管將該調(diào)色劑粒子分散液注入到樣品架內(nèi)的裝有“isotonii”(beckmancoulter公司制)的燒杯,直到測定裝置的顯示濃度為8%。通過調(diào)整到該濃度范圍,能夠得到有再現(xiàn)性的測定值。之后,在測定裝置中,將測定粒子計(jì)數(shù)設(shè)定為25000個,將孔徑設(shè)定為50μm。將作為測定范圍的1~30μm的范圍分割為256份,計(jì)算頻率值,將從體積積分分率較大的一方起50%的粒徑確定為調(diào)色劑粒子的體積基準(zhǔn)的中值粒徑。
[7-7]調(diào)色劑粒子的平均圓度
從提高轉(zhuǎn)印效率的觀點(diǎn)考慮,在mfp500中利用的調(diào)色劑粒子的平均圓度優(yōu)選為0.930~1.000,更優(yōu)選為0.950~0.995。調(diào)色劑粒子的平均圓度例如使用“fpia-2100”(sysmex公司制)來測定。
具體而言,例如,在將試樣(調(diào)色劑粒子)投入到含有表面活性劑的水溶液后,執(zhí)行1分鐘的超聲波分散處理。由此,調(diào)色劑粒子在水溶液中分散。之后,利用“fpia-2100”(sysmex公司制),在測定條件hpf(高倍率拍攝)模式下,以hpf檢測數(shù)為3000~10000個的適當(dāng)濃度進(jìn)行拍攝。由此,根據(jù)下式(t)對各個調(diào)色劑粒子計(jì)算圓度。
圓度=(具有與粒子圖像相同的投影面積的圓的周長)/(粒子投影圖像的周長)…式(t)
平均圓度例如通過用各調(diào)色劑粒子的圓度相加而得到的值除以總調(diào)色劑粒子數(shù)來計(jì)算。
[7-8]調(diào)色劑儲存彈性模量
對于在mfp500中利用的調(diào)色劑而言,在采用壓紋紙作為紙張p時(shí),優(yōu)選溫度60℃時(shí)的儲存彈性模量(g’60)為1×108pa以下。這是為了消除配置于壓紋紙的凹部的調(diào)色劑的強(qiáng)度不足。
調(diào)色劑的粘彈性特性例如使用粘彈性測定裝置(流變儀)“rda-ii型”(rheometricscientific(rheometrics)公司制)來測定。
作為測定夾具,例如可以使用直徑10mm的平行板。
作為測定試樣,例如可以使用在加熱·熔融后成型為直徑約10mm、高度1.5~2.0mm的圓柱狀試樣的調(diào)色劑。
測定頻率例如為6.28弧度/秒。
將測定應(yīng)變的初始值例如設(shè)定為0.1%。測定例如可以在自動測定模式下執(zhí)行。
試樣的伸長校正例如在自動測定模式下進(jìn)行。
[7-9]調(diào)色劑的制造方法
作為調(diào)色劑的制造方法,例如可以采用混煉粉碎法、乳化分散法、懸浮聚合法、分散聚合法、乳化聚合法、乳化聚合凝聚法、微乳液聚合凝聚法、膠囊化法或其它公知的方法。作為調(diào)色劑的制造方法,考慮為了實(shí)現(xiàn)圖像的高畫質(zhì)化而需要得到小粒徑化的調(diào)色劑,并且從制造成本和制造穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選采用乳化聚合凝聚法。乳化聚合凝聚法為如下方法:將由利用乳化聚合法制造的粘合樹脂構(gòu)成的微粒(以下,也稱為“粘合樹脂微?!?的分散液與由著色劑構(gòu)成的微粒(以下,也稱為“著色劑微?!?的分散液混合,取得基于ph調(diào)節(jié)的微粒表面的排斥力與因由電解質(zhì)體構(gòu)成凝聚劑的添加而產(chǎn)生的凝聚力的平衡,并使其緩慢地凝聚,一邊控制平均粒徑和粒度分布一邊進(jìn)行締合,同時(shí)加熱攪拌,從而進(jìn)行微粒間的融合,并進(jìn)行形狀控制,由此制造調(diào)色劑。
在采用乳化聚合凝聚法作為制造調(diào)色劑的方法的情況下,形成粘合樹脂微粒。該粘合樹脂微??梢跃哂杏山M成不同的粘合樹脂構(gòu)成的2層以上的層。在該情況下,可以采用向通過依據(jù)常規(guī)方法的乳化聚合處理(第一段聚合)制備的第一粘合樹脂微粒的分散液中添加聚合引發(fā)劑和聚合性單體,并對該體系進(jìn)行聚合處理(第二段聚合)的方法。
調(diào)色劑可以具有核-殼結(jié)構(gòu)。具有核-殼結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑的制造方法為:首先通過使核用的粘合樹脂微粒與著色劑微粒締合、凝聚、融合來制作核粒子。之后,為了在核粒子的分散液中形成殼層,而將殼用粘合樹脂微粒添加至核粒子。由此,通過殼用粘合樹脂微粒在核粒子表面凝聚、融合,從而形成覆蓋核粒子表面的殼層。
對調(diào)色劑具有核-殼結(jié)構(gòu)時(shí)的調(diào)色劑的制造方法的具體例進(jìn)行說明。調(diào)色劑的制造方法包括以下的(工序1)~(工序8)。
(工序1)著色劑微粒分散液制備工序,制備著色劑分散為微粒狀的著色劑微粒的分散液;
(工序2-1)核用粘合樹脂微粒聚合工序,得到由主要含有蠟和內(nèi)添劑等的核用的粘合樹脂構(gòu)成的核用粘合樹脂微粒,制備該微粒的分散液;
(工序2-2)殼用粘合樹脂微粒聚合工序,得到由殼用的粘合樹脂構(gòu)成的殼用粘合樹脂微粒后,制備該微粒的分散液;
(工序3)凝聚·融合工序,通過使核用粘合樹脂微粒與著色劑微粒在水系介質(zhì)中凝聚、融合,來形成應(yīng)成為核粒子的締合粒子;
(工序4)第一熟化工序,通過利用熱能使締合粒子熟化來控制形狀,由此,得到核粒子;
(工序5)殼層形成工序,向核粒子的分散液中添加應(yīng)形成殼層的殼用粘合樹脂微粒,從而使該殼用粘合樹脂微粒在核粒子的表面凝聚、融合,由此,形成核-殼結(jié)構(gòu)的粒子;
(工序6)第二熟化工序,通過利用熱能使核-殼結(jié)構(gòu)的粒子熟化來控制該粒子的形狀,由此,得到核-殼結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑粒子;
(工序7)過濾·清洗工序,從冷卻后的調(diào)色劑粒子的分散系(水系介質(zhì))中將調(diào)色劑粒子固液分離,并從該調(diào)色劑粒子除去表面活性劑等;
(工序8)干燥工序,對清洗處理后的調(diào)色劑粒子進(jìn)行干燥,
調(diào)色劑的制造方法根據(jù)需要在(工序8)的干燥工序之后包括以下的(工序9)。
(工序9)外添劑處理工序,對干燥處理后的調(diào)色劑粒子添加外添劑。
以下,對各工序的內(nèi)容進(jìn)行說明。
(工序1)著色劑微粒分散液制備工序
在該工序中,進(jìn)行在水系介質(zhì)中添加著色劑并利用分散機(jī)進(jìn)行分散處理,由此制備著色劑分散成微粒狀后的著色劑微粒的分散液的處理。具體而言,著色劑的分散處理在使表面活性劑濃度為臨界膠束濃度(cmc)以上的狀態(tài)的水系介質(zhì)中進(jìn)行。并不對在分散處理中使用的分散機(jī)進(jìn)行特別限定,優(yōu)選為超聲波分散機(jī)、機(jī)械式均化器、高壓乳化器(manton-gaulin)或壓力式均化器等加壓分散機(jī)、砂磨機(jī)、或者gettsuman分散機(jī)或金剛石精磨機(jī)等介質(zhì)型分散機(jī)。
優(yōu)選該著色劑微粒分散液中的著色劑微粒的分散直徑是體積基準(zhǔn)的中值粒徑,為40~200nm。
該著色劑微粒的體積基準(zhǔn)的中值粒徑例如使用“microtracupa-150(honeywell公司制)”來測定。測定條件例如為以下內(nèi)容。
樣品折射率1.59
樣品比重1.05(球狀粒子換算)
溶劑折射率1.33
溶劑粘度0.797(30℃)、1.002(20℃)
在0點(diǎn)調(diào)整測定池中例如投入離子交換水。
(工序2-1)核用粘合樹脂微粒聚合工序
該工序包括進(jìn)行聚合處理并制備由主要含有蠟和內(nèi)添劑等的核用的粘合樹脂構(gòu)成的核用粘合樹脂微粒的分散液的處理。
在該工序的聚合處理的優(yōu)選的一個例子中,在含有臨界膠束濃度(cmc)以下的表面活性劑的水系介質(zhì)中,根據(jù)需要添加主要含有蠟和內(nèi)添劑等的聚合性單體溶液,施加機(jī)械能形成液滴,之后,添加水溶性的聚合引發(fā)劑,由此在該液滴中進(jìn)行聚合反應(yīng)。
也可以向上述液滴中添加油溶性聚合引發(fā)劑。在這樣的工序中,賦予機(jī)械能來進(jìn)行強(qiáng)制的乳化(液滴的形成)的處理是必需的。
上述的機(jī)械能例如由均質(zhì)混合機(jī)、超聲波、高壓乳化器(manton-gaulin)等賦予強(qiáng)攪拌或超聲波振動能的裝置來賦予。
〔表面活性劑〕
對在用作上述著色劑微粒分散液的水系介質(zhì)中或在用作核用粘合樹脂微粒的聚合介質(zhì)的水系介質(zhì)中使用的表面活性劑進(jìn)行說明。
并沒有對表面活性劑進(jìn)行特別限定,例如為磺酸鹽(十二烷基苯磺酸鈉、芳基烷基聚芳醚砜酸鈉)、硫酸酯鹽(十二烷基硫酸鈉、十四烷基硫酸鈉、十五烷基硫酸鈉、辛基硫酸鈉等)、脂肪酸鹽(油酸鈉、月桂酸鈉、癸酸鈉、癸酸鈉、己酸鈉、硬脂酸鉀、油酸鈣等)等離子性表面活性劑。表面活性劑也可以為聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚環(huán)氧丙烷與聚環(huán)氧乙烷的組合、聚乙二醇與高級脂肪酸的酯、烷基苯酚聚環(huán)氧乙烷、高級脂肪酸與聚乙二醇的酯、高級脂肪酸與聚環(huán)氧丙烷的酯、和/或失水山梨糖醇酯等非離子性表面活性劑。
以下,對在核用粘合樹脂微粒聚合工序中使用的聚合引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行說明。
〔聚合引發(fā)劑〕
水溶性的聚合引發(fā)劑例如為過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽、偶氮雙氨基二丙烷乙酸鹽、偶氮雙氰基戊酸及其鹽、過氧化氫。
油溶性聚合引發(fā)劑例如為2,2’-偶氮雙-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁腈、1,1’-偶氮雙(環(huán)己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮雙-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮雙異丁腈等偶氮類或二偶氮類聚合引發(fā)劑、過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化氫異丙苯、叔丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、二枯基過氧化物、2,4-二氯過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰、2,2-雙-(4,4-叔丁基過氧基環(huán)己基)丙烷、三(叔丁基過氧基)三嗪等過氧化物類聚合引發(fā)劑或側(cè)鏈具有過氧化物的高分子引發(fā)劑。
〔鏈轉(zhuǎn)移劑〕
在本實(shí)施方式中,以對所得到的核用的粘合樹脂的分子量進(jìn)行調(diào)整的目的,可以使用一般使用的鏈轉(zhuǎn)移劑。對于鏈轉(zhuǎn)移劑而言,并沒有特別限定,例如為正辛基硫醇、正癸基硫醇、叔十二烷基硫醇等硫醇、正辛基-3-巰基丙酸酯等巰基丙酸酯、松油醇和α-甲基苯乙烯二聚體。
(工序2-2)殼用粘合樹脂微粒聚合工序
該工序例如包括與上述(2-1)的核用粘合樹脂微粒聚合工序相同的聚合處理和制備由殼用的粘合樹脂構(gòu)成的殼用粘合樹脂微粒的分散液的處理。
(工序3)凝聚·融合工序
該工序包括使核用粘合樹脂微粒與著色劑微粒在水系介質(zhì)中凝聚、融合來形成應(yīng)成為核粒子的締合粒子的處理。該工序中的凝聚、融合的方法例如優(yōu)選使用在(工序1)中得到的著色劑微粒和在(工序2-1)中得到的核用粘合樹脂微粒的鹽析/融合法。
在該工序(工序3)中,可以與核用粘合樹脂微粒和著色劑微粒一起,進(jìn)行蠟微粒和/或電荷控制劑等內(nèi)添劑微粒的凝聚/融合。
所謂的“鹽析/融合”是指:在并行進(jìn)行凝聚和融合,生長到所希望的粒徑后,添加凝聚停止劑使粒子生長停止,進(jìn)一步,根據(jù)需要繼續(xù)進(jìn)行為了控制粒子形狀的加熱。
鹽析/融合法如下:向存在核用粘合樹脂微粒和著色劑微粒的水系介質(zhì)中,作為臨界凝聚濃度以上的凝聚劑添加由堿金屬鹽或堿土金屬鹽和3價(jià)鹽等構(gòu)成的鹽析劑,接著,加熱到核用粘合樹脂微粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上且核用粘合樹脂微粒和著色劑微粒的熔融峰溫度以上的溫度來進(jìn)行鹽析,同時(shí)進(jìn)行凝聚·融合。鹽析劑的堿金屬鹽和堿土金屬鹽的金屬可以為堿金屬(鋰、鉀、鈉等),也可以為堿土金屬(鎂、鈣、鍶、鋇等)。該金屬優(yōu)選為鉀、鈉、鎂、鈣、鋇。
通過鹽析/融合來進(jìn)行(工序3)的凝聚/融合工序時(shí),優(yōu)選添加鹽析劑后的放置時(shí)間盡可能短。其理由尚不明確,但作為理由,例如設(shè)想有:根據(jù)鹽析后的放置時(shí)間,粒子的凝聚狀態(tài)改變,會產(chǎn)生粒徑分布不穩(wěn)定或已融合的調(diào)色劑的表面性改變的問題。作為添加鹽析劑的溫度,需要至少為核用粘合樹脂微粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下。其理由是:若添加鹽析劑的溫度為核用粘合樹脂微粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上,則核用粘合樹脂微粒的鹽析/融合迅速進(jìn)行,另一方面,會產(chǎn)生無法進(jìn)行粒徑的控制,產(chǎn)生大粒徑的粒子的問題。作為該添加溫度的范圍,為粘合樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下即可,一般為5~55℃,優(yōu)選為10~45℃。
在核用粘合樹脂微粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下加入鹽析劑,之后盡可能迅速地升溫,加熱到核用粘合樹脂微粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上且核用粘合樹脂微粒和著色劑微粒的熔融峰溫度(℃)以上的溫度。作為該升溫的時(shí)間,優(yōu)選小于1小時(shí)。此外,雖然需要迅速進(jìn)行升溫,但升溫速度優(yōu)選為0.25℃/分鐘以上。作為上限,并沒有特別明確,但若瞬間升高溫度,則鹽析急劇進(jìn)行,因此存在難以控制粒徑的問題,所以優(yōu)選為5℃/分鐘以下。通過以上的鹽析/融合法,能夠得到核用粘合樹脂微粒以及任意的微粒鹽析/融合而成的締合粒子(核粒子)的分散液。
所謂的“水系介質(zhì)”是指由50~100質(zhì)量%的水和0~50質(zhì)量%的水溶性的有機(jī)溶劑構(gòu)成的介質(zhì)。水溶性的有機(jī)溶劑例如為甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、甲乙酮、四氫呋喃。其中,優(yōu)選不溶解所生成的樹脂的醇類有機(jī)溶劑。
(工序4)第一熟化工序
在該工序中,進(jìn)行利用熱能使締合粒子熟化的處理。通過控制(工序3)凝聚·融合工序的加熱溫度以及(工序4)的第一熟化工序的加熱溫度和時(shí)間,粒徑恒定且分布較窄地形成的核粒子表面具有平滑且均勻的形狀。具體而言,在(工序3)的凝聚·融合工序中,降低加熱溫度,來抑制核用粘合樹脂微粒彼此的融合的進(jìn)行并促進(jìn)均勻化,在第一熟化工序中降低加熱溫度且延長時(shí)間,由此控制為核粒子的表面變?yōu)榫鶆虻男螤睢?/p>
(工序5)殼層形成工序
在該工序中,進(jìn)行如下殼化處理:向核粒子的分散液中添加殼用粘合樹脂微粒的分散液并使殼用粘合樹脂微粒在核粒子的表面凝聚、融合,使殼用粘合樹脂微粒覆蓋在核粒子的表面而形成核-殼結(jié)構(gòu)的粒子。
該工序是為了賦予低溫定影性和耐熱保存性這兩種性能而優(yōu)選的制造條件。在形成彩色圖像時(shí),為了對二次色得到高的顏色再現(xiàn)性,優(yōu)選進(jìn)行該殼層形成。
具體而言,在使核粒子的分散液維持了(工序3)凝聚·融合工序和(工序4)第一熟化工序的加熱溫度的狀態(tài)下添加殼用粘合樹脂微粒的分散液,繼續(xù)加熱攪拌并用幾小時(shí)緩慢地使殼用粘合樹脂微粒覆蓋于核粒子表面而形成核-殼結(jié)構(gòu)的粒子。加熱攪拌時(shí)間優(yōu)選為1~7個小時(shí),特別優(yōu)選為3~5個小時(shí)。
(工序6)第二熟化工序
在該工序中,在通過(工序5)的殼層形成工序而核-殼結(jié)構(gòu)的粒子達(dá)到規(guī)定的粒徑的階段,添加氯化鈉等停止劑使粒子生長停止,之后為了使附著于核粒子的殼用粘合樹脂微粒融合而繼續(xù)加熱攪拌幾小時(shí)。使覆蓋核粒子的表面的由殼用粘合樹脂微粒形成的層的厚度為100~300nm。這樣,在核粒子的表面固定殼用粘合樹脂微粒而形成殼層,形成圓角且形狀一致的核-殼結(jié)構(gòu)的調(diào)色劑粒子。
(工序7)過濾、清洗工序
在該工序中,首先,進(jìn)行將調(diào)色劑粒子的分散液冷卻的處理。作為冷卻處理?xiàng)l件,優(yōu)選以1~20℃/min的冷卻速度進(jìn)行冷卻。對于冷卻處理方法并沒有特別限定,能夠例示從反應(yīng)容器的外部導(dǎo)入制冷劑進(jìn)行冷卻的方法或?qū)⒗渌苯油度氲椒磻?yīng)體系中進(jìn)行冷卻的方法。
之后,從冷卻至規(guī)定溫度的調(diào)色劑粒子的分散液對調(diào)色劑粒子進(jìn)行固液分離,之后,進(jìn)行從經(jīng)固液分離后的調(diào)色劑餅(使處于潮濕狀態(tài)的調(diào)色劑粒子凝聚為餅狀的集合物)中除去表面活性劑或鹽析劑等附著物的清洗處理。這里,作為過濾處理方法,有離心分離法、使用布氏漏斗等進(jìn)行的減壓過濾法、使用壓濾機(jī)等進(jìn)行的過濾法等,但不特定限定于此。
(工序8)干燥工序
在該工序中,進(jìn)行將清洗處理后的調(diào)色劑餅干燥的處理。作為在該工序中使用的干燥機(jī),可以舉出噴霧干燥機(jī)、真空冷凍干燥機(jī)、減壓干燥機(jī)等,優(yōu)選使用靜置棚干燥機(jī)、移動式棚干燥機(jī)、流動層干燥機(jī)、旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)、攪拌式干燥機(jī)等。干燥處理后的調(diào)色劑粒子的水分優(yōu)選為5質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2質(zhì)量%以下。
也可以在經(jīng)干燥處理后的調(diào)色劑粒子彼此以較弱粒子間引力凝聚的情況下,對該凝聚體進(jìn)行粉碎處理。這里,作為粉碎處理裝置,可以使用噴射式粉碎機(jī)、亨舍爾混合機(jī)、咖啡研磨機(jī)、食品料理機(jī)等機(jī)械式的粉碎裝置。
(工序9)外添處理工序
在該工序中,進(jìn)行對由(工序8)的干燥工序干燥處理后的調(diào)色劑粒子添加外添劑的處理。外添劑例如通過使用亨舍爾混合機(jī)、咖啡研磨機(jī)等機(jī)械式的混合裝置來進(jìn)行添加。
[7-10]調(diào)色劑的制造的具體例
<樹脂分散液的制造例(1)>
將85質(zhì)量份的對苯二甲酸、6質(zhì)量份的偏苯三酸、250質(zhì)量份的雙酚a環(huán)氧丙烷附加物裝入至具備攪拌機(jī)、溫度計(jì)、冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管的反應(yīng)容器中,用干燥氮?dú)鈱Ψ磻?yīng)容器中進(jìn)行置換后,添加0.1質(zhì)量份的四丁氧基鈦,在氮?dú)鈿饬飨略诩s180℃下進(jìn)行8小時(shí)攪拌反應(yīng)。進(jìn)一步,添加0.2質(zhì)量份的四丁氧基鈦,將溫度上升到約220℃進(jìn)行6小時(shí)攪拌反應(yīng)后,在減壓至10mmhg的反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),由此得到聚酯樹脂〔a1〕。聚酯樹脂〔a1〕的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)為59℃,重均分子量(mw)為9000。
將200質(zhì)量份的非晶性聚酯樹脂〔a1〕溶解于200質(zhì)量份的乙酸乙酯,一邊攪拌該溶液,一邊緩慢滴加使月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉以濃度成為1質(zhì)量%的方式溶解于800質(zhì)量份的離子交換水而得的水溶液。將該溶液在減壓下除去乙酸乙酯后,用氨氣將ph調(diào)節(jié)為8.5。之后,將固體成分濃度調(diào)整為20質(zhì)量%。由此,制備在水系介質(zhì)中分散有聚酯樹脂〔a1〕的微粒的非晶性聚酯樹脂〔a1〕的微粒的分散液。
<樹脂分散液的制造例(2)>
將315質(zhì)量份的十二烷二酸、220質(zhì)量份的1,6-己二醇裝入到具備攪拌機(jī)、溫度計(jì)、冷卻管、氮?dú)鈱?dǎo)入管的反應(yīng)容器中,用干燥氮?dú)鈱Ψ磻?yīng)容器中進(jìn)行置換后,添加0.1質(zhì)量份的四丁氧基鈦,在氮?dú)鈿饬飨略诩s180℃下進(jìn)行8小時(shí)攪拌反應(yīng)。進(jìn)一步,添加0.2質(zhì)量份的四丁氧基鈦,將溫度上升到約220℃進(jìn)行6小時(shí)攪拌反應(yīng)后,在減壓至10mmhg的反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),由此得到聚酯樹脂〔b1〕。聚酯樹脂〔b1〕的熔點(diǎn)(tm)為72℃,重均分子量(mw)為14000。
<蠟分散液的調(diào)整例>
將200質(zhì)量份的費(fèi)托蠟“fnp-0090”(日本精蠟公司制,熔點(diǎn)89℃)加溫到95℃使其熔融。進(jìn)一步,將其投入到烷基二苯基醚二磺酸鈉以達(dá)到3質(zhì)量%的濃度的方式溶解于800質(zhì)量份的離子交換水而得的表面活性劑水溶液中后,使用超聲波均化器進(jìn)行分散處理。固體成分濃度調(diào)整至20質(zhì)量%。由此,制備水系介質(zhì)中分散有蠟的微粒的蠟分散液。
<調(diào)色劑(1)的制造例>
后述的調(diào)色劑(1)如下進(jìn)行制造。
即,將300質(zhì)量份的聚酯樹脂〔a1〕分散液、100質(zhì)量份的聚酯樹脂〔b1〕分散液、77.3質(zhì)量份的蠟分散液、41.3質(zhì)量份的著色劑分散液、225質(zhì)量份的離子交換水和2.5質(zhì)量份的月桂醇聚氧乙烯醚硫酸鈉投入到具備攪拌機(jī)、冷卻管、溫度計(jì)的反應(yīng)容器中,一邊攪拌一邊加入0.1n的鹽酸將ph調(diào)節(jié)為2.5。
接下來,在用10分鐘滴加0.3質(zhì)量份的聚氯化鋁水溶液(以alcl3換算為10%水溶液)后,一邊攪拌一邊將內(nèi)溫升溫到60℃。進(jìn)一步,緩慢地升溫到75℃,將內(nèi)溫維持在75℃,利用庫爾特計(jì)數(shù)器進(jìn)行測定,在平均粒徑達(dá)到6μm級時(shí)加入2質(zhì)量份的3-羥基-2,2’-亞氨基二琥珀酸四鈉水溶液(40%水溶液),停止粒徑生長,將內(nèi)溫升溫到85℃,使用“fpia-2000”在形狀系數(shù)變?yōu)?.96的時(shí)刻,以10℃/min的速度冷卻至室溫。將該反應(yīng)液反復(fù)過濾、清洗后,進(jìn)行干燥,由此得到調(diào)色劑粒子〔1〕。
對得到的調(diào)色劑粒子〔1〕添加1質(zhì)量%的疏水性二氧化硅(數(shù)均一次粒徑=12nm,疏水化度=68)和1質(zhì)量%的疏水性氧化鈦(數(shù)均一次粒徑=20nm,疏水化度=63),利用“亨舍爾混合機(jī)”(三井三池化工機(jī)公司制)進(jìn)行混合,之后,使用孔徑45μm的篩除去粗大粒子,由此得到調(diào)色劑(1)。
調(diào)色劑(1)的體積基準(zhǔn)的中值粒徑為6.10μm,平均圓度為0.965,溫度60℃時(shí)的儲存彈性模量g’(60)為5×107pa。
<調(diào)色劑(2)的制造例>
后述的調(diào)色劑(2)以如下的方式進(jìn)行制造。
即,將調(diào)色劑(1)的聚酯樹脂〔a1〕分散液的質(zhì)量份和聚酯樹脂〔b1〕分散液的質(zhì)量份變更為“聚酯樹脂〔a1〕分散液380質(zhì)量份”“聚酯樹脂〔b1〕分散液20質(zhì)量份”,除此以外,調(diào)色劑(2)利用與調(diào)色劑(1)相同的方法來制造。
調(diào)色劑(2)在溫度60℃時(shí)的存儲彈性模量g′(60)為1.2×107pa。
[8]實(shí)施例
[8-1]各種條件下的圖像的形成
圖8是表示在mfp500中在各種條件下的圖像形成的結(jié)果的圖。圖8示出了實(shí)施例1~實(shí)施例12。在圖8所示的圖像形成中,被變更的條件是:紙張種類(紙張p的種類)、轉(zhuǎn)矩t1:t2(定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的比)、t2相對比(加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2相對于實(shí)施例1的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的比)、帶硬度(定影帶605的硬度)、調(diào)色劑/g′60(調(diào)色劑的種類/溫度60℃時(shí)的存儲彈性模量)以及nip長度(夾持部的長度)。
紙張種類包括“ok表面涂布紙”和“皮紋紙66/151g”?!皁k表面涂布紙”是平滑紙的一個例子,表示ok表面涂布紙(王子制紙(株)制造,85g/m2,別克平滑度1600sec)?!捌ぜy紙66/151g”是壓紋紙的一個例子,表示皮紋紙66(鴕鳥金剛石(ostrichdia)株式會社制造,151g/m2,別克平滑度2sec)。
作為轉(zhuǎn)矩t1:t2,例如,在實(shí)施例1中,示出了定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的比是“5:95”。
作為t2相對比,例如,在實(shí)施例2中,示出了值“0.79”。這表示實(shí)施例2的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值是實(shí)施例1的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的值的0.79倍。
在帶硬度的欄中示出了定影帶605的硬度相互不同的5種帶(帶1~5)。各帶的結(jié)構(gòu)如下所示?!皃i”表示聚酰亞胺。在各帶中,在聚酰亞胺基體上形成有硅橡膠層,其表面涂覆有pfa。
帶1:基體材料pi、橡膠層220μm、橡膠硬度20°、pfa層30μm、md-1硬度85°(typec)
帶2:基體材料pi、橡膠層300μm、橡膠硬度20°、pfa層30μm、md-1硬度80°(typec)
帶3:基體材料pi、橡膠層150μm、橡膠硬度36°、pfa層30μm、md-1硬度95°(typec)
帶4:基體材料pi、橡膠層120μm、橡膠硬度36°、pfa層30μm、md-1硬度96°(typec)
帶5:基體材料pi、橡膠層300μm、橡膠硬度11°、pfa層30μm、md-1硬度79°(typec)
在調(diào)色劑/g′60的欄示出了溫度60℃時(shí)存儲彈性模量相互不同的兩種調(diào)色劑。調(diào)色劑(1)和調(diào)色劑(2)的各自的溫度60℃時(shí)的存儲彈性模量是5×107pa和1.2×108pa。
在圖8中,示出了兩種nip長度。更具體而言,nip長度在實(shí)施例1~實(shí)施例11中是“18mm”,在實(shí)施例12中是“24mm”。
帶周長是120mm。
在圖8的例子中,定影輥602的橡膠厚度是20mm,橡膠硬度是10度,直徑是60mm。加壓輥609的橡膠厚度是5mm,橡膠硬度是10度,直徑是60mm。兩輥的橡膠是硅橡膠,兩輥的表面涂覆有pfa樹脂。
加熱器63的設(shè)定溫度是180℃,夾持部的負(fù)荷是2000n,走紙速度是300mm/sec。
調(diào)色劑附著量是8g/m2。
在圖8中,示出了“圖像錯亂”“分離”“定影強(qiáng)度”這3種判定方法。
“圖像錯亂”是通過在利用掃描儀獲取定影后的圖像,將其結(jié)果設(shè)為灰度等級后,進(jìn)行二值化來計(jì)算白黑比率而得到的判定結(jié)果。白黑比率(bw比率)是99.9%以上用“a”來表示,(小于99.9%)99.5%以上用“b”來表示,(小于99.5%)99%以上用“c”來表示。
“分離”表示使在紙張p的前端5mm設(shè)置白部且在5mm以后附著有調(diào)色劑的圖像走紙到定影部60時(shí)的判定結(jié)果。紙張p從定影部60分離并被排出時(shí)的結(jié)果用“b”來表示。未能與定影部60分離并纏繞于定影輥602等時(shí)的結(jié)果用“c”來表示。
“定影強(qiáng)度”表示使定影后的圖像附著于高級紙,并在該高級紙上搭載100g/cm2的重量且摩擦10次時(shí)的判定結(jié)果。作為紙張p使用高級紙。判定結(jié)果基于摩擦?xí)r的高級紙的污染而導(dǎo)出。高級紙未污染時(shí)的結(jié)果用“b”表示,高級紙稍微污染時(shí)的結(jié)果用“c”來表示。
[8-2]針對所形成的圖像的判定結(jié)果的考察
(關(guān)于轉(zhuǎn)矩t1:t2)
如圖8所示,在實(shí)施例1~12的任意一個實(shí)施例中,加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2是定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1以上(參照轉(zhuǎn)矩t1:t2的欄)。
在實(shí)施例3和實(shí)施例4中,均相對于實(shí)施例1變更了紙張種類。在實(shí)施例3中,相對于實(shí)施例1,紙張的平滑度降低,但定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的差與實(shí)施例1相同。
在實(shí)施例4中,相對于實(shí)施例1,紙張的平滑度降低,并且定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的差減小。與實(shí)施例3相比,在實(shí)施例4中,“圖像錯亂”的結(jié)果優(yōu)異。
由此,可以說在紙張的平滑度降低了的情況下,優(yōu)選減小定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的差。
(關(guān)于帶硬度)
在實(shí)施例6、實(shí)施例9以及實(shí)施例10中,“帶硬度”以外的條件共同。在實(shí)施例6中,“帶硬度”處于80°以上95°以下的范圍內(nèi),相對于此,在實(shí)施例9和實(shí)施例10中,“帶硬度”處于80°以上95°以下的范圍之外。
在針對實(shí)施例6的判定結(jié)果中,“圖像錯亂”是“a”,“分離”以及“定影強(qiáng)度”是“b”。另一方面,在針對實(shí)施例9以及實(shí)施例10的判定結(jié)果中,至少1種項(xiàng)目的結(jié)果劣于針對實(shí)施例6的判定結(jié)果。更具體而言,實(shí)施例9的“圖像錯亂”是“b”。實(shí)施例10的“定影強(qiáng)度”是“c”。
由此,可以說圖8的結(jié)果支持優(yōu)選“帶硬度”處于80°以上95°以下的范圍內(nèi)。
(關(guān)于t2相對比)
在實(shí)施例3~實(shí)施例5中,“轉(zhuǎn)矩t1:t2”以及“t2相對比”以外的條件共同。在實(shí)施例5中,“t2相對比”是0.9以下,相對于此,在實(shí)施例3、4中,“t2相對比”超過0.9。
在針對實(shí)施例5的判定結(jié)果中,“圖像錯亂”是“a”,“分離”以及“定影強(qiáng)度”是“b”。另一方面,在針對實(shí)施例3以及實(shí)施例4的判定結(jié)果中,至少1種項(xiàng)目的結(jié)果劣于針對實(shí)施例5的判定結(jié)果。更具體而言,在實(shí)施例3的結(jié)果中,“圖像錯亂”是“c”。在實(shí)施例4的結(jié)果中,“圖像錯亂”是“b”。
實(shí)施例3~實(shí)施例5的紙張種類(皮紋紙66)與實(shí)施例1的紙張種類(ok表面涂布紙)不同。更具體而言,實(shí)施例3~實(shí)施例5的紙張的平滑度(皮紋紙66:別克平滑度2sec)低于實(shí)施例1的紙張的平滑度(ok表面涂布紙:別克平滑度1600sec)?!皌2相對比”是各實(shí)施例的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2與實(shí)施例1的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的比。
根據(jù)上述,圖8的結(jié)果支持優(yōu)選紙張的平滑度小于預(yù)先決定的值時(shí)的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2與紙張的平滑度是預(yù)先決定的值以上時(shí)的加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2的比是0.9以上。
進(jìn)一步,如參照圖4的式(2)說明的那樣,在加壓輥906中,對紙張p的加壓輥906側(cè)的面施加的切向力f2與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2成比例。因此,可以說圖8的結(jié)果支持優(yōu)選紙張的平滑度小于預(yù)先決定的值時(shí)的加壓輥側(cè)的切向力f2與紙張的平滑度是預(yù)先決定的值以上時(shí)的加壓側(cè)輥側(cè)的切向力f2的比是0.9以上。
(關(guān)于nip長度)
在實(shí)施例6和實(shí)施例12中,紙張種類、nip長度、轉(zhuǎn)矩t1:t2以及t2相對比這4個條件以外的條件一致。在實(shí)施例6中,轉(zhuǎn)矩t1:t2是25:75,nip長度是18mm。在實(shí)施例12中,轉(zhuǎn)矩t1:t2是49:51,nip長度是24mm,并且作為紙張p,使用皮紋紙66/203g(鴕鳥金剛石(ostrichdia)株式會社制,151g/m2,別克平滑度2sec)。
在實(shí)施例12中,與實(shí)施例6相比較時(shí),nip長度變長,另一方面,加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2與定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1的差減小。通過滿足這樣的條件,實(shí)施例6和實(shí)施例12均示出良好的判定結(jié)果。即,在實(shí)施例6和實(shí)施例12的任意一個判定結(jié)果中,“圖像錯亂”是“a”,“分離”以及“定影強(qiáng)度”是“b”。
由此,圖8的結(jié)果支持優(yōu)選夾持部的長度越長,加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2與定影側(cè)轉(zhuǎn)矩t1的差越小。
進(jìn)一步,如參照圖4的式(1)以及式(2)說明的那樣,在紙張p中,切向力f1與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t1成比例,切向力f2與加壓側(cè)轉(zhuǎn)矩t2成比例。因此,圖8的結(jié)果支持優(yōu)選夾持部的長度越長,加壓輥609側(cè)的切向力f2與定影輥602側(cè)的切向力f1的差越小。
對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明,但應(yīng)考慮到本次公開的實(shí)施方式在全部的點(diǎn)是例示并不是限制性的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書來表示,旨在包括與權(quán)利要求書等同的意思以及范圍內(nèi)的全部的變更。