图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本说明书记载的实施方式涉及一种关于使用可消色的色调剂进行图像形成的图像形成装置的技术。
背景技术：
在办公室的信息环境中，随着计算机、软件、网络的普及，信息处理的迅速化、共享化成为可能。信息的电子化在信息的保存、累积、检索等方面具有优势，而在信息的显示 (特别是一览性)、传达方面纸介质有优势性。因此，随着信息的数字化的发展，纸的使用量增加。另一方面，以CO2排放为代表的能源消耗的削减在各个领域是当务之急。如能够再利用为了信息的暂时显示、传达而使用的纸介质，将为能源消耗的削减做出很大贡献。作为从输出图像的纸介质消去该图像且能够再利用该纸介质的技术，存在可消色的色调剂。在可消色的色调剂中，通过以规定温度加热，使色调剂中的呈色性化合物与显色剂解离消色，从而消去图像。作为可消色的色调剂，可以举出通过粉碎法制造的色调剂，但由于以固相处理呈色性化合物、显色剂等多种成分，有时不能迅速且充分地进行显色以及消色反应。因此，作为能够更迅速地进行显色以及消色的色调剂，提出了呈色性化合物与显色剂被胶囊化了的可消色的色调剂。

发明内容
本发明一实施方式的图像形成装置包括加热部件，加热使用可消色的色调剂形成在记录介质上的色调剂图像，上述可消色的色调剂包括粘合剂树脂和含有呈色性化合物及显色剂且具有被外壳包覆的胶囊构造的着色剂；加压部件，压接于上述加热部件而形成夹持部，并与上述加热部件相互作用地夹持并输送记录介质；温度控制部，将上述加热部件的温度控制在上述色调剂的浓度维持界限温度以下的温度且色调剂的熔融界限温度以上的温度；以及输送控制部，控制记录介质在上述夹持部的输送速度，使得记录介质通过上述夹持部所需要的时间为100msec以上。


图1是示出本实施方式的图像形成装置的简图。图2是示出本实施方式的图像形成装置涉及的转印部的简图。图3是示出本实施方式的图像形成装置涉及的定影装置的简图。图4是示出本实施方式的图像形成装置中定影处理的功能模块的图。
3
图5是包括输送方向的平面上的夹持部N的简图。图6是示出本实施方式的图像形成装置中的定影处理的处理流程的图。图7是示出图像形成装置中的通过时间与浓度维持界限温度以及熔融界限温度的关系的表。图8是示出本实施方式的图像形成装置涉及的定影装置的简图。图9是示出图像形成装置中的通过时间与浓度维持界限温度以及熔融界限温度的关系的表。图10是示出本实施方式的图像形成装置涉及的定影装置的简图。图11是示出图像形成装置中的通过时间与浓度维持界限温度以及熔融界限温度的关系的表。图12是示出图像形成装置中的通过时间与浓度维持界限温度以及熔融界限温度的关系的曲线图。图13是示出定影控制温度与图像浓度的关系的曲线图。
具体实施例方式图像形成装置的概要首先，用图1对作为本实施方式中的图像形成装置的一个示例的MFP(Multi Function Peripheral，多功能外设)的构成进行说明。图1是图像形成装置的简要外观图。图像形成装置300具有供纸盒320，在供纸盒320容纳多张纸张。供纸盒320可以设置一个，还可以设置多个。供纸盒320容纳的多张纸张通过拾取辊每次一张地被分离，被供给至纸张输送路径。于是，纸张通过纸张输送路径被供给至转印部302。CPU 345进行图像形成装置300中的各种处理。CPU 345通过执行存储器354存储的程序来实现各种功能。存储器354例如由易失性存储装置RAM (Random Access Memory，随机存取存储器)、非易失性存储装置ROM (Read Only Memory，只读存储器)或HDD (Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等构成。此外，图像形成装置300 也可以具有 ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)。并且，不用说CPU 345可以由可以执行同等运算处理的 MPU(Micro Processing Unit，微处理器)代替。并且，对构成存储器354的HDD等同样地可以由例如快闪存储器等存储装置代替。转印部302根据图像数据在纸张上形成色调剂图像。图像数据中包括例如从外部机器(例如个人计算机)向图像形成装置300发送的图像数据或通过图像读取装置303的读取动作生成的图像数据。图像读取装置303通过扫描纸张原稿以及书本原稿的图像，生成图像数据。在图 1中示出了图像读取装置303的一部分。在图像读取装置303的上方配置了对图像读取装置303自动输送原稿用的装置(ADF =Auto Document Feeder) 304o在图像形成装置300的上部设置了对图像形成装置300输入各种信息用的操作面板305。操作面板305可以由例如按键开关或液晶面板构成。具体来讲，在转印部302中，在形成对应于图像数据的静电潜像之后，对感光体的感光面供给色调剂形成色调剂图像。形成于感光体表面的色调剂图像被转印在纸张上。通过使纸张接触感光体的表面，能够将色调剂图像转印在纸张上。另一方面，感光体上的色调剂图像在转印至中间转印带上之后，可以从中间转印带转印至纸张上。被转印在纸张上的色调剂图像通过定影装置26被加热定影在纸张上。色调剂图像被定影的纸张通过纸张输送路径被排出至排纸空间S。在排纸空间S配置有装载纸张用的排纸托盘306。接着，对本实施方式的图像形成装置300具有的转印部302以及定影装置26进行说明。此外，在该说明中，为了容易理解，以在后面叙述的实验例1中使用的定影装置26为例进行说明，但不限定于此，可以是其他形式的定影装置。例如，本实施方式的图像形成装置300也可以具有后面叙述的实验例2或者实验例3中使用的定影装置。如图2所示，转印部302的感光鼓11在Φ 60mm的支承部件表面上具有有机感光体(OPC)，例如在箭头S方向以转速100mm/sec被驱动。在感光鼓11的周围随着感光鼓11 的旋转依次配置了使感光鼓11均勻地带-750V的电的带电充电器12、来自于向带电的感光鼓11照射对应于图像信息的激光的激光曝光装置13的激光13a的照射位置13b、显影装置 14、转印充电器16、分离充电器17、具有清洁刮板18a的清洁器18、除电LED 19。作为记录介质的纸张P被供纸辊21从供纸盒320取出，与感光鼓11上的色调剂图像同步通过对位辊22被输送至转印部302的转印充电器16位置处。供纸盒320可以同时提供未使用的纸张以及再利用的纸张(通过消色处理消去形成的图像的记录纸)。显影装置14使用作为体积平均粒径5μπι 12μπι的色调剂与体积平均粒径 30 μ m 80 μ m的磁性载体的混合物的双成份显影剂。在此，本实施方式涉及的色调剂是可以消色的色调剂，包括粘合剂树脂和含有呈色性化合物以及显色剂且具有被外壳包覆的胶囊构造的着色剂。该色调剂在以下被称为胶囊式消色色调剂。在显影装置14的显影辊14a施加约-550V的显影偏压，通过反转显影在感光鼓11 上的静电潜像上形成色调剂图像。在转印部302的上方配置将通过转印部302形成了由胶囊式消色色调剂构成的未定影的色调剂图像的纸张P加热加压定影的定影装置26。如图3所示，定影装置26具有作为定影旋转体的定影辊27以及压接于该定影辊27上的作为加压旋转体的加压辊28。定影辊27 (相当于加热部件)加热纸张P上的色调剂。并且，加压辊28 (相当于加压部件)压接于定影辊27上形成夹持部N(定影位置)，与定影辊27相互作用夹持输送纸张P。并且，定影装置26具有将纸张P引导至定影辊27与加压辊28之间的夹持部N处的入口导向件26a。定影辊27可以构成为例如在铁制的中空圆筒体的表面上涂敷PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene，聚四氟乙烯)。定影辊27采用在内部具有IH线圈(感应加热线圈)30 而从内部直接感应加热定影辊27的结构。图像形成装置300 (更具体地讲例如CPU 345) 根据与定影辊27的表面接触并检测温度的热敏电阻31的输出，为了使定影辊27的温度成为规定温度，实施IH线圈30的电流控制。加压辊28通过在金属轴上形成由发泡硅海绵橡胶等构成的弹性体层、并在表面覆盖PFA(四氟乙烯与全氟烷基乙烯醚的共聚物)管而构成。加压辊28的硬度用ASKER-C 测量大约为55°。加压辊28通过弹性体层形成与定影辊27之间的夹持部N。在定影装置26的纸张P的输送方向下游设置定影之后将纸张P向规定方向排出的排纸辊32。接着，对图像形成处理过程进行说明。从图像形成过程的开始在转印部302中在箭头s方向上旋转的感光鼓11被带电充电器12均勻地带上-750V的电，并被激光曝光装置13照射对应于原稿信息的激光而形成静电潜像。接着，静电潜像被显影装置14使用胶囊式消色色调剂显影，在感光鼓11上形成由胶囊式消色色调剂构成的色调剂图像。另一方面，由例如供纸盒320提供的规定纸张P通过对位辊22与感光鼓11上的色调剂图像同步被送至转印充电器16位置处，并转印感光鼓11上的色调剂图像。接着，纸张P从感光鼓11分离，然后被插入形成于定影装置26的定影辊27以及加压辊28之间的夹持部N。据此，形成于纸张P上的色调剂图像被加热加压定影。此外，定影辊27以及加压辊28成反皇冠形状，插入定影辊27与加压辊28之间的夹持部时，纸张P 两端部可靠地比中央部先被引入。纸张P通过加压辊28的反皇冠形状边从中央向端部方向被牵拉边被加热加压定影，防止皱褶的发生。在定影装置26处定影使用消色色调剂的色调剂图像完成后，纸张P通过排纸辊32被排出至规定方向。并且，在转印完成之后，感光鼓 11通过清洁器18被清除残留色调剂，通过除电LED 19被除去残留电荷，图像形成处理的过程完成。并且本实施方式涉及的色调剂可消色，通过进行消色处理可以消去形成于纸张P 上的图像。这样使用胶囊式消色色调剂形成对应于图像信息的色调剂图像的纸张P在有效地利用结束之后为了再利用消色色调剂图像的颜色(消色处理)。该消色处理例如可以通过在(株)东芝制的专用消色装置「e-blue用消色装置TMD-HE01」内在100°C 110°C加热大约2小时消色色调剂图像的颜色来进行。图像被消去的纸张P可以提供给新的图像形成处理。胶囊式消色色调剂接着，对本实施方式的图像形成装置300涉及的胶囊式消色色调剂进行说明。本实施方式涉及的胶囊式消色色调剂含有粘合剂树脂以及着色剂(也称为色材)。此外，在本说明书中着色剂是指赋予色调剂颜色的一种化合物或者组合物。在本实施方式的胶囊式消色色调剂中使用的粘合剂树脂没有特定的限定，例如可以举出聚酯。其熔点、玻璃转移温度Tg、分子量等不特定限定，本领域技术人员可以进行适当设定。在本实施方式中着色剂含有呈色性化合物与显色剂。具体来讲，可以由电子供给型的呈色性化合物与电子接受型的显色剂构成。电子供给型的呈色性化合物具体来讲可以是隐色染料。隐色染料单独用无色，但通过隐色染料与显色剂结合而显色。例如，作为隐色染料，可以举出二苯甲烷苯酞类、苯基吲哚基苯酞类、吲哚基苯酞类、二苯甲烷氮杂苯酞类、苯基吲哚基氮杂苯酞类、荧烷类、苯乙烯基喹啉(styryl quinoline, ^ -J ^ ^c ^ -J > )类和二氮杂罗丹明内酯类等。更具体地，隐色染料有3，3_双(P-二甲基氨基苯基)-6_ 二甲基氨基苯酞、 3-(4-二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3，3-双(1-n-丁基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3，3_双(2-乙氧基-4-二乙基氨基苯基)-4_氮杂苯酞、3-(2_乙氧基-4-二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4-氮杂苯酞、3-[2_乙氧基-4-(N-乙基苯胺基)苯基]-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4-氮杂苯酞、3，6-二苯基氨基荧烷、3，6_ 二甲氧基荧烷、3，6_ 二-η-丁氧基荧烷、2-甲基_6_(Ν_乙基-Ν_ρ-甲苯基氨基)荧烷、2-Ν，N-二苄基氨基-6-二乙基氨基荧烷、3-氯代-6-环己基氨基荧烷、
2-甲基-6-环己基氨基荧烷、2-(2-氯代苯胺基)-6-二 -η- 丁基氨基荧烷、2-(3-三氟代甲基苯胺基)-6-二乙基基氨基荧烷、2-(N-甲基苯胺基)-6-(N-乙基-N-P-甲苯基氨基) 荧烷、1，3- 二甲基-6- 二乙基氨基荧烷、2-氯代-3-甲基-6- 二乙基氨基荧烷、2-苯胺基-3-甲基-6- 二乙基氨基荧烷、2-苯胺基-3-甲基-6- 二 -η- 丁基氨基荧烷、2- 二甲代苯氨基-3-甲基-6- 二乙基氨基荧烷、1，2-苯并-6- 二乙基氨基荧烷、1，2-苯并-6- (N-乙基-N-异丁基氨基)荧烷、1，2_苯并-6-(Ν-乙基-N-异戊基氨基)荧烷、2-(3-甲氧基-4-十二烷氧基苯乙烯基)喹啉、螺[5H-(1)苯并吡喃Q，3-d)嘧啶_5，1' (3' H)异苯并呋喃]-3'-酮，2-( 二乙基氨基)-8-( 二乙基氨基)-4-甲基-、螺[5H-⑴苯并吡喃(2，
3-d)嘧啶-5，1'(3' H)异苯并呋喃]-3'-酮，2-( 二-η-丁基氨基)-8-( 二-η-丁基氨基)-4-甲基-、螺[5Η-⑴苯并吡喃(2，3-d)嘧啶_5，1' (3' H)异苯并呋喃]_3'-酮， 2_( 二-η-丁基氨基)-8-( 二乙基氨基)-4-甲基_、螺[5H-⑴苯并吡喃(2，3_d)嘧啶_5，1' (3' H)异苯并呋喃]-3'-酮，2-( 二-η-丁基氨基)-8-(N-乙基-N-i-戊基氨基)-4-甲基_、螺[5H-⑴苯并吡喃(2，3-d)嘧啶_5，1' (3' H)异苯并呋喃]_3'-酮 2_( 二 -η- 丁基氨基)-8-( 二 -η- 丁基氨基)_4_甲基-、3-Q-甲氧基-4- 二甲基氨基苯基)-3-(1-丁基-2-甲基吲哚-3-基)-4，5，6，7-四氯代苯酞、3-(2-甲氧基_4_ 二甲基氨基苯基)3-(1-丁基-2-甲基吲哚-3-基)-4，5，6，7-四氯代苯酞、3-(2-乙氧基-4- 二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4，5，6，7-四氯代苯酞、3-(2-乙氧基-4-二乙基氨基苯基)-3-(1-戊基-2-甲基吲哚-3-基)-4，5，6，7-四氯代苯酞等。此外，还可以举出吡啶类、喹唑啉类、二喹唑啉类化合物等。它们可以两种以上混合使用。使呈色性化合物呈色的显色剂是向隐色染料提供质子的电子接受型化合物。例如，苯酚类、苯酚金属盐类、羧酸金属盐类、芳香族羧酸以及碳数2 5的脂肪族羧酸、二苯甲酮类、磺酸类、磺酸盐、磷酸类、磷酸金属盐类、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯金属盐类、亚磷酸类、亚磷酸金属盐类、单酚类、多酚类、1，2，3，-三唑及其衍生物等，此外，作为其取代基，可以列举烷基、芳基、酰基、烷氧基羰基、羧基及其酯或者具有酰胺基、卤基等的基团、以及双型、三型苯酚等、酚醛缩合树脂等、以及他们的金属盐。具体地，有苯酚、ο-甲酚、叔丁基儿茶酚、壬酚、η-辛基苯酚、η-十二烷基苯酚、η-十八烷基苯酚、P-氯苯酚、P-溴苯酚、ο-苯基苯酚、对羟基苯甲酸正丁酯 (p-hydroxybenzoate n_butyl)、对轻基苯甲酸正丁酉旨(p_hydroxybenzoate n_octyl)、对羟基苯甲酸苄酯(p-hydroxybenzoate benzyl)、2，3_ 二羟基安息香酸和3，5_ 二羟基安息香酸甲酯等的二羟基安息香酸及其酯、间苯二酚、没食子酸、没食子酸十二烷基酯、没食子酸乙酯、没食子酸丁酯、没食子酸丙酯、2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、4，4-二羟基二苯基砜、 1，1_双(4-羟基苯基)乙烷、2，2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)硫化物、1-苯基-1，1-双(4-羟基苯基)乙烷、1，1-双(4-羟基苯基)-3-甲基丁烷、1，1_双 (4-羟基苯基)-2-甲基丙烷、1，1_双(4-羟基苯基)正己烷、1，1_双(4-羟基苯基)正庚烷、1，1-双(4-羟基苯基)正辛烷、1，1_双(4-羟基苯基)正壬烷、1，1-双(4-羟基苯基)正癸烷、1，1_双(4-羟基苯基)正十二烷、2，2_双(4-羟基苯基)丁烷、2，2_双(4-羟基苯基)乙基丙酸酯、2，2_双(4-羟基苯基)-4_甲基戊烷、2，2_双(4-羟基苯基)六氟丙烷、2， 2-双(4-羟基苯基)正庚烷、2，2-双(4-羟基苯基)正壬烷、2，4-二羟基苯乙酮、2，5-二羟基苯乙酮、2，6_ 二羟基苯乙酮、3，5-二羟基苯乙酮、2，3，4_三基苯乙酮、2，4_ 二羟基二苯甲酮、4，4，- 二羟基二苯甲酮、2，3，4_三基二苯甲酮、2，4，4，-三羟基二苯甲酮、2，2，，4， 4’ -四羟基二苯甲酮、2，3，4，4’ -四羟基二苯甲酮、2，4’ -联苯酚、4，4’ -联苯酚、4_[(4_羟基苯基)甲基]-1，2，3-苯三醇、4-[(3，5_ 二甲基-4-羟基苯基)甲基]-1，2，3-苯三酚、4， 6-双[(3，5-二甲基-4-羟基苯基)甲基]-1，2，3-苯三酚、4，4，-[1，4_亚本基双(1-甲基乙叉)双(苯-1，2，3-三酚)]、4，4，-[1，4-亚苯基双(1-甲基乙叉)双(1，2-苯二酚)]、 4，4，，4”_乙叉三苯酚、4，4，-(1-甲基乙叉)双苯酚以及亚甲基三-ρ-甲酚等。它们可以两种以上混合使用。着色剂通过隐色染料等呈色性化合物与苯酚类化合物显色剂结合而显色。于是， 如果呈色性化合物与显色剂解离、或者呈色性化合物被分解则消色。在本实施方式中，着色剂被胶囊化，具有由囊材(胶囊化剂)构成的外壳。作为囊材可以使用聚氨酯树脂等。通过着色剂被胶囊化，防止因色调剂的粘合剂树脂尤其是酸价的影响而使·· 消·色的色调剂再显色。并且，在该被胶囊化了的着色剂中，隐色染料与显色剂也可以存在于熔点与凝固点的温度差大的树脂(温度控制剂)中。此时，加温到达温度控制剂的熔点时，隐色染料与显色剂的结合被切断消色。然后，即使冷却，由于温度控制剂的凝固点在常温以下，所以消色状态也得以维持。并且，本实施方式的色调剂也可以根据需要含有或者在外面保持其他的成分。作为其他的成分，可以举出脱模剂、带电控制剂、凝集剂、中和剂、外添剂等。脱模剂与着色剂一起混合在粘合剂树脂中。作为脱模剂，例如可以举出低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚烯烃蜡、石蜡、费-托蜡等脂肪族烃类蜡及它们的改性物、小烛树蜡、卡那巴蜡、木蜡、荷荷巴蜡、米糠蜡等植物类蜡、蜂蜡、羊毛脂、鲸蜡等动物类蜡、褐煤蜡、地蜡、纯地蜡等矿物类蜡、亚油酸酰胺、油酸酰胺、月桂酸酰胺等脂肪酸酰胺、聚硅氧烷蜡等。在本实施方式中，脱模剂特别优选为具有由醇成分与羧酸成分构成的成分的酯键的物质。作为醇成分可举出高级醇，作为羧酸成分可举出具有直链烷基的饱和脂肪酸、或单烯酸( 7工 >酸)、多烯酸等不饱和脂肪酸、或羟基脂肪酸等。并且，作为不饱和多元羧酸，可举出马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸等。并且也可以是它们的酸酐。在羧酸成分之中，特别优选上述之中具有不饱和多价羧酸成分及其酸酐的物质。脱模剂的软化点从低温定影性的观点出发为60 V 120 V，更优选为70 V 110°C。本实施方式的胶囊式消色色调剂中，为了控制摩擦带电电荷量，可以混入带电控制剂等。作为带电控制剂可以使用含金属偶氮化合物，金属元素优选为铁、钴、铬的络合物、 络合物盐或者其混合物。并且，还可以使用含金属水杨酸衍生物化合物，金属元素优选为锆、锌、铬、硼的络合物、络合物盐或者其混合物。在本实施方式中，为了对色调剂粒子调整流动性或带电性，例如对色调剂粒子也可以外添混合以质量计0.01% 20%的无机微粒。作为这样的无机微粒，可以单独使用或者两种以上混合使用硅石、二氧化钛、氧化铝、钛酸锶、氧化锡等。从提高环境稳定性的观点出发，优选使用通过疏水剂进行了表面处理的无机微粒。并且，为了提高清洁性，除了这样的无机氧化物以外，还可以添加ι μ m以下的树脂微粒。并且在本实施方式中，也可以将色调剂使用囊材(例如树脂)进行胶囊化。作为被用作囊材的树脂，除了所述的聚酯树脂以外，优选芳香族乙烯成分与(甲基)丙烯酸酯成分共聚的树脂。作为芳香族乙烯成分，可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、ο-甲基苯乙烯、 P-氯苯乙烯等。并且，也可以使用P-苯乙烯磺酸钠等磺酸类芳香族乙烯成分。作为丙烯酸酯成分，可以举出丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、2-乙基己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。其中，一般使用丙烯酸丁酯。作为聚合方法一般采用乳化聚合法，可以通过在含有乳化剂的水相中将各成分的单体进行自由基聚合来得到。除此以外，在色调剂的制造过程中也可以使用表面活性剂、中和剂、凝集剂等。作为表面活性剂，可举出例如硫酸酯盐类、磺酸盐类、磷酸酯类、肥皂类等阴离子性表面活性剂、胺盐型、季铵盐型等阳离子性表面活性剂、聚乙二醇类、烷基苯酚环氧乙烷加成物类、以及多价醇等非离子性表面活性剂等。作为凝集剂，例如可举出氯化钠、氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、硫酸镁、氯化铝、硫酸铝、硫酸钾铝等金属盐、以及聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合物、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烯酸钠共聚物等高分子凝集剂、聚胺、聚二烯丙基铵卤化物、黑色素甲醛缩合物(Melanin Formaldehyde)、二聚氨基氰等凝集剂、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2- 丁氧基乙醇等醇类、乙腈、1，4_ 二氧杂环己烷等有机溶剂、盐酸、硝酸等无机酸、蚁酸、醋酸等有机酸。作为中和剂可以使用无机碱类或胺化合物。作为无机碱类可举出氢氧化钠、氢氧化钾等。作为胺化合物例如可举出二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、异丙胺、 二丙胺、丁胺、异丁胺、叔丁胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、异丙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、N- 丁基二乙醇胺、N, N- 二甲基-1，3- 二氨基丙胺、N，N- 二乙基-1，3-二氨基丙胺等。此外，本实施方式涉及的胶囊式消色色调剂中，本领域技术人员可以适当设定各成分的含量比例。接着，对本实施方式涉及的胶囊式消色色调剂制造方法进行说明。本实施方式的色调剂制造方法没有特别限定。例如，可以通过使胶囊化的着色剂与粘合剂树脂的粒子凝集以及粘合而制造。胶囊化的着色剂的形成方法可以举出界面聚合法、凝聚法、原位聚合法、液中干燥法、液中固化涂膜法等。并且，对制备含有粘合剂树脂的粒子的方法没有特别限定。例如，可以使用熔融混炼法或乳化聚合法制备。含有所制备的粘合剂树脂的微粒的大小没有特别的限定。具体地， 例如使用高压均化器对含有粘合剂树脂的组合物进行处理，得到含有粘合剂树脂的粒子的分散液。
对脱模剂的分散液，也可以采用与含有粘合剂树脂的粒子的分散液的情况同样的方法来获得。接着，使按照以上方法制备的胶囊化的着色剂和含有粘合剂树脂的粒子凝集。具体地，向将着色剂和含有粘合剂树脂的粒子分散于分散介质例如水等水系分散介质中的分散液中添加凝集剂，然后加热使其凝集。凝集剂的种类、添加量、加热温度本领域技术人员可以进行适当设定。接着，通过加热提高粘合剂树脂的流动性，使凝集的着色剂和含有粘合剂树脂的粒子粘合。该粘合处理中的加热温度本领域技术人员也可以进行适当设定。然后，洗净、干燥通过粘合处理而获得的粒子，生成胶囊式消色色调剂。根据需要， 向生成的胶囊式消色色调剂中添加硅石、氧化钛等添加剂。在本实施方式中进行洗净用的装置没有特别的限定，可以适当使用例如离心分离装置或压滤机等。例如，该洗净处理使用例如水、离子交换水、精制水、调节为酸性的水或调节为碱性的水等作为洗净液，反复洗净滤过，得到含水滤饼。含水滤饼通过气流干燥机、振动干燥机、烤箱等任意干燥方法干燥直至含水量为以质量计1 %左右。干燥体采用任意方法粉碎。 温度控制部以及输送控制部接着，对本实施方式的图像形成装置300的定影处理涉及的功能模块进行说明。 如图4所示，本实施方式的图像形成装置300具有温度控制部400和输送控制部420。各功能模块可以通过例如CPU 345执行在存储器354读取的程序得以实现。温度控制部400基于图像形成装置300取得图像形成处理执行要求，使用关于从热敏电阻31输出的定影辊27的温度的信息，控制定影辊27的温度。具体地，温度控制部 400执行向IH线圈30提供的电流的控制。本实施方式中，温度控制部400控制定影辊27 的温度为色调剂的浓度维持界限温度以下的温度且色调剂熔融界限温度以上的温度。在优选的方式中，温度控制部400控制定影辊27的温度为100°C以下更优选为90°C以下。此外，在本说明书中，色调剂的浓度维持界限温度是指图像浓度没有因为定影处理中的加热而下降的界限(最高)的加热部件的温度。该加热部件的温度在本说明书中称为定影控制温度。在定影控制温度被设定为比浓度维持界限温度更高的温度的时候，结果为经过定影处理发生着色剂的消色，比在浓度维持界限温度以下的温度进行定影处理的时候图像浓度降低。并且，在本说明书中，色调剂的熔融界限温度是指在记录介质上的色调剂的可以均勻熔解的界限(最低)的加热部件的温度。在定影控制温度被设定为比该色调剂的熔融界限温度更低的温度的时候，结果为记录介质上的色调剂的熔融为不均勻，在定影处理之后发生色调剂从记录介质的脱落等，发生定影不良。此外，作为具体的定影控制温度，可以举出后面叙述的H/R温度(定影辊27的温度)或带温度(定影带的温度)。因此，在以下，将与H/R温度的浓度维持界限温度相当的温度标记为浓度维持界限H/R温度，并且将与带温度的浓度维持界限温度相当的温度标记为浓度维持界限带温度。同样地，将与H/R温度的熔融界限温度相当的温度标记为熔融界限H/R温度，并且将与带温度的熔融界限温度相当的温度标记为熔融界限带温度。输送控制部420基于图像形成装置300取得图像形成处理执行要求，控制无图示的驱动电机，使定影辊27以及加压辊28旋转。在此，在本实施方式中，将纸张P在夹持部N 中的输送速度控制为纸张P通过夹持部N所需要的时间为100msec以上。更优选为200msec 以上。在纸张P通过夹持部N所需要的时间不足100msec的时候，结果为发生定影不良或图像浓度降低的可能性大。并且，虽没有特别的限定，但从防止装置庞大化的观点出发，纸张P通过夹持部N所需要的时间优选为500msec以下。更优选为300msec以下。此外，在本说明书中，记录介质通过夹持部所需要的时间(以下简单地称为通过时间)是指记录介质的一部分(例如在输送方向上的前侧端部)在夹持部N中心附近(与输送方向正交的方向上的中央部附近)从到达夹持部开始至被排出为止之间的时间。本实施方式中，该通过时间可以根据夹持部宽度与输送速度计算出来。并且，在本说明书中，夹持部宽度是指夹持部N在传感器附近的在输送方向上的长度。为了易于理解，在图5中示出了在包括输送方向的平面上的夹持部N的简图。在图 5中，C表示输送方向，L表示夹持部宽度。夹持部宽度的数值可以在定影辊的表面温度大约180°C的状态下通过在夹持部夹持厚度100 μ m的PET片材，放置30秒之后取出PET片材，测定白浊的部分的宽度而获得。
图像形成处理中的处理流程在图6中示出了本实施方式中的图像形成处理期间定影处理的处理流程的一个示例。在ActlOl中，温度控制部400根据关于从热敏电阻31输出的定影辊27的温度的信息，控制定影辊27的温度为色调剂的浓度维持界限温度以下的温度且在色调剂的熔融界限温度以上的温度。在Act 102中，输送控制部420使定影辊27以及加压辊28以纸张P通过夹持部N 所需要的时间为100msec以上的输送速度旋转。在Actl03中，通过使纸张P通过定影装置26的夹持部N，进行定影处理。此外，由温度控制部400进行的温度控制以及由输送控制部420进行的输送速度的控制不限定于该处理流程，先进行哪一个都可以。通过时间的设定对输送控制部420将纸张P在夹持部N中的输送速度控制为纸张P通过夹持部N 所需要的时间为100msec以上的理由进行说明。呈色性化合物与显色剂被胶囊化的胶囊式消色色调剂可以迅速地进行消色处理。 另一方面，在现有的定影控制温度(例如180°C )进行定影处理时，如果其温度是比维持图像的浓度的界限温度还高的温度，发生着色剂的消色，其结果使用该色调剂的图像的图像浓度降低，有时候图像没有形成于纸张P上。本发明人们进行锐意研究的结果，在设定定影控制温度为色调剂的浓度维持界限温度以下的温度且色调剂的熔融界限温度以上的温度的同时，通过将纸张P通过夹持部N 的时间设定为100msec以上，发现在定影处理中既防止图像的消去又可以将色调剂图像定影在纸张P上，完成了本发明。在以下示出的实验例1 3中，在4. 5mm以上14. 5mm以下的范围内改变夹持部宽度。并且，在120N以上606N以下的范围内改变负载。在实验例1 3中，使用Mondi公司的90g/m2纸张作为记录纸。
并且，关于在各实验中形成的满版图像的图像浓度，使用反射浓度计 MacbethRD19I 进行测定。并且，关于色调剂的脱落是否发生，根据用棉花轻轻地摩擦形成的满版图像的部分时图像是否发生的脱落来进行判断。并且，形成的满版图像的消色处理通过在(株)东芝制的专用消色装置「e-blue 用消色装置TMD-HE01」内在100°C加热大约2小时来进行。(实验例1)在实验例1中，使用具备图3所示的定影装置的图像形成装置。对转印部302以及定影装置26的构成以及图像形成处理的说明因为重复而省略。此外，在实验例1中，夹持部宽度的值为4. 5mm(此外，两端部的长度为5mm)。并且，色调剂使用按照如下方法制造的色调剂。含有粘合剂树脂的微粒化液的制备作为粘合剂树脂，使用玻璃转移温度Tg为 50°C、软化点100°C的Pes (Polyester，聚酯)类树脂。用该Pes类树脂30质量份、阴离子型乳化剂(花王制Neo Pelex G15)3质量份、中和剂(二甲氨基乙醇)0. 6质量份使用高压均质器制成含有粘合剂树脂的粒子的分散液(微粒化液)。脱模剂微粒化液的制备使用米糠蜡30质量份采用与粘合剂树脂同样的方法制备微粒化液。着色剂的制备加温熔解由3- (2-乙氧基-4- 二乙基氨基苯基)-3- (1-乙基_2_甲基吲哚-3-基)-4-氮杂苯酞1质量份作为隐色染料、2，2_双(4-羟基苯基)六氟丙烷5 质量份作为显色剂、庚二酸与2-(4-苄氧基苯基)乙醇的二酯化合物50质量份作为消色剂(温度控制剂)组成的成分，然后将混合该加温熔解后的成分、作为胶囊化剂的芳香族多价异氰酸酯预聚物20质量份和醋酸乙酯40质量份而得的溶液投入到8%聚乙烯醇水溶液 250质量份中，乳化分散。然后，在70°C连续搅拌大约1小时之后，添加水溶性脂肪族变性胺2质量份作为反应剂，再将液温保持在90°C连续搅拌大约3小时得到无色的胶囊粒子。 此外，将该胶囊粒子分散体放入冷藏库(_30°C )使之显色，得到青色的着色剂。使用岛沣制作所制的SALD7000测定该显色粒子Cl，其体积平均粒径为2 μ m。凝集、粘合工序使用硫酸铝(Al2 (SO4)3) 5%水溶液100质量份，使胶囊化的着色剂10质量份、含粘合剂树脂的微粒化液283质量份、脱模剂微粒化液17质量份在45°C凝集。之后使温度上升(升温速度rC/min)至65°C而粘合，再通过洗净、干燥得到胶囊式消色色调剂。该胶囊式消色色调剂中的着色剂的量为以质量计10%。该色调剂的完全消色温度为95°C，消色开始温度为85°C，并且，完全显色温度为-5 0C ο此外，关于含有温度控制剂的消色色调剂，一般地显示出如专利第3984509号在图1所公开的温度特性。在具有这样的特性的消色色调剂中，所谓完全消色温度是呈现完全消色状态(呈色性化合物以及显色剂没有结合，没有发生基于该结合的显色的状态)的图像浓度时的温度。并且，所谓消色开始温度是呈现开始消色的温度下的图像浓度时的温度，本说明书中与浓度维持界限温度同义。
并且，所谓完全显色温度是呈现成为完全显色状态(其组成的色调剂中成为最高图像浓度的状态)的图像浓度时的温度。在实验例1的图像形成装置中，将定影装置中的输送速度设定在100、75、30或者 15mm/sec，边使记录纸通过夹持部N (夹持部宽度4. 5mm)的时间如图7所示那样地改变，边形成满版图像。并且，此时的熔融界限温度(熔融界限H/R温度)以及浓度维持界限温度 (浓度维持界限H/R温度)也同时在图7示出。(实验例2)在实验例2中，使用具有与实验例1不同构造的定影装置26的图像形成装置。此外，对于与实验例1共同的构成以及处理省略说明。如图8所示，实验例2涉及的定影装置26构成为将作为旋转体带的环状的定影带 106张挂在内置有灯103与104的加热辊105与海绵辊102上进行旋转，并具有压接于被卷在海绵辊102上的部位的压力辊110。据此，通过定影带106与压力辊110形成夹持部N。 在实验例2涉及的定影装置的情况下，夹持部N中的夹持部宽度为8. 75mm(此外，在两端部为 9. 2mm) 0将形成色调剂图像的记录纸张插入定影装置26的定影带106以及压力辊110之间，将色调剂图像加热加压定影。在定影装置26中完成使用胶囊式消色色调剂的色调剂图像的定影之后，记录纸张P通过没有图示的排纸辊被排出至规定方向。在该图像形成装置中，将定影装置中的输送速度设定为100、75、30或者15mm/ sec，使通过时间如图9所示那样地改变。并且，对应于各通过时间的熔融界限温度(熔融界限带温度)以及浓度维持界限温度(浓度维持界限带温度)也同时在图9示出。(实验例3)在实验例3中，使用具有与实验例1以及2不同构造的定影装置26的图像形成装置。此外，对与实验例1以及2共同的构成以及处理省略说明。如图10所示，实验例3涉及的定影装置26构成为将作为旋转体带的环状的定影带205张挂在卫星辊203与小室辊(minicell roller) 202上进行旋转，并具有压接于被卷在小辊壳202上的部位的压力辊204。据此，通过定影带205与压力辊204形成夹持部N。 控制定影带205被IH线圈201电磁感应加热至规定的温度。还控制压力辊204被内置的压力辊灯206加热至规定的温度。在本实验例的情况下，夹持部N的夹持部宽度为14. 5mm(此外，在两端部为15. 5mm)。形成了色调剂图像的纸张P被插入定影装置200的定影带205以及压力辊204之间，将色调剂图像加热加压定影。在定影装置200中，在完成使用胶囊式消色色调剂的色调剂图像的定影之后，纸张P通过没有图示的排纸辊被排出至规定的方向。在该图像形成装置中，将定影装置中的输送速度设定为100或者75mm/SeC，使通过时间如图11所示那样地改变。并且，对应于各通过时间的熔融界限温度(熔融界限带温度)以及浓度维持界限温度(浓度维持界限带温度)同时在图11示出。根据实验例1 3，在图12示出了通过夹持部N的时间与色调剂的熔融界限温度 (°C )以及浓度维持界限温度(°C )的关系。如从图12能够理解的那样，可以看出熔融界限温度依赖于夹持部宽度与纸张输送速度即依赖于夹持部通过时间地变化。于是可以看出在夹持部通过时间100msec以上，可以既维持胶囊式消色色调剂的显色又定影。在此，如果夹持部通过时间设为200msec 以上，能够使浓度维持界限温度与熔融界限温度的差更大，能够更可靠地得到良好的图像 (详细情况后面叙述)，因此是优选的。另一方面，在不足100msec的情况下，定影与图像浓度的维持不能并存。并且，将色调剂的组成如以下那样地变更，同样地考察夹持部通过时间与熔融界限温度以及浓度维持界限温度的关系。将由作为隐色染料的2质量份3-(4-二乙氨基-2-己氧基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4-氮杂苯酞、作为显色剂的4质量份1，1-双G ‘-羟基苯基)六氟丙烷和4质量份的1，1_双-羟基苯基)正癸烷、作为消色剂的50质量份辛酸-4-苄氧基苯基乙酯构成的成分均勻加热熔解，并将混合该加热熔解后的成分、作为胶囊化剂的芳香族多价异氰酸酯预聚物30质量份和乙酸乙酯40质量份而得的溶液在300质量份8% 聚乙烯醇水溶液中乳化分散，在90°C持续搅拌约1小时之后，添加作为反应剂的2. 5质量份水溶性脂肪族变性胺，进一步持续搅拌5小时，获得了无色的胶囊粒子。然后，将该胶囊粒子分散体放入冷藏库(_30°C)内使其显色，获得了青色的显色粒子C2分散体。使用岛沣制作所制造的SALD7000测定该显色粒子C2，该体积平均粒径为3. 3 μ m。除了作为粘合剂树脂使用Tg为45°C、软化点为73°C的聚酯树脂外，与(实验例1) 同样地制造色调剂。该色调剂的完全消色温度Th为75°C，完全显色温度Tc为-15°C。对于该色调剂，考察夹持部通过时间与熔融界限温度以及浓度维持界限温度的关系时，显示与图12同样的趋势，在100msec以上时，在显色状态下的定影成为可能。在 200msec以上时，熔融界限温度与浓度维持界限温度之间有5°C以上的差。在设定为70°C的实施例1中使用的定影装置(输送速度15mm/SeC)中定影该色调剂时，在维持充分的浓度的状态下定影成为可能。作为通过设定为夹持部通过时间100msec以上既维持胶囊式消色色调剂的显色又可以定影的理由，可以认为夹持部通过时间长的降低了纸张上的色调剂层的上下方向的温度差的缘故。如果定影控制温度为90°C时通过时间短(例如通过时间不足100msec时)，则色调剂层的定影辊或定影带面侧的部分超过着色剂的消色开始温度85°C，开始消色。对此，因为色调剂层下层的纸张面侧的部分温度低，色调剂没有融化，产生定影不良的不良情况。另一方面，在通过时间长的情况下，例如通过时间为^ansec时，如果在例如 80°C 85°C的定影控制温度下，则色调剂层的定影辊或定影带面侧的部分在着色剂的消色开始温度85°C以下，没有消色。即，因为色调剂层下层的纸张面侧的部分的温度高，色调剂融化，不发生定影不良，能够维持显色。色调剂中的着色剂的含量接着，对本实施方式涉及的色调剂中的着色剂的含有比例进行说明。本实施方式涉及的胶囊式消色色调剂中，其色调剂中的着色剂的含量优选为以质量计10%以上30% 以下。上述的实验例1 3是将着色剂的含量以质量计设成10%来进行的。在实验例1中的图像浓度(夹持部通过时间300msec)为0.3。并且，除了变更着色剂的含量为以质量计 30%以外，在与实验例1同样的条件下形成图像。此时，图像浓度为0.5。另一方面，除了变更着色剂的含量为以质量计8%以外，在与实验例1同样条件下形成图像。此时，图像浓度为0.25，图像的模糊是用目检进行确认的。并且，除了变更着色剂的含量为以质量计33%以外，在与实验例1同样的条件下形成图像。此时，图像浓度为 0. 55，进行消色处理之后，确认到胶囊剂的颜色。定影控制温度的设定范围在本实施方式中，根据上述方法，温度控制部400控制加热部件的温度(定影控制温度)为着色剂的浓度维持界限温度以下的温度且色调剂的熔融界限温度以上的温度。为了使关于定影控制温度与浓度维持界限温度、熔融界限温度以及消色温度的关系的理解更加容易，作为一个示例示出图13。此外，在本说明书中，所谓消色温度是指比浓度维持界限温度还高的温度，是图像浓度的降低停止且通过测定得到的图像浓度达到一定的界限(最低)的定影控制温度。在设定该消色温度以上的温度作为定影控制温度时，测定的图像浓度成最低。图13示出了在实验例2中夹持部通过时间为^ansec时的定影控制温度与图像浓度的关系的曲线图。根据图13判断在80°C以及85°C既维持胶囊式消色色调剂的显色又没有发生色调剂脱落可以进行定影。此时，色调剂层的表面温度在85°C以下。如果定影控制温度超过 85°C，因为从色调剂层的上层产生超过着色剂的浓度维持界限温度85°C的部分，图像浓度开始降低。并且可以看出在设定定影控制温度为95°C时，就连色调剂的最下层也超过着色剂的消色温度88°C，完全消色。另一方面，在定影控制温度75°C下色调剂没有充分熔融，发生了定影不良。提高色调剂的消色开始温度在物性上是有界限的。因而，消色色调剂的情况中优选控制定影控制温度为100°C以下。更优选为90°C 以下。此时，为了在维持显色性的同时不发生低温偏移(offset)，优选输送速度设定为即使定影带或定影辊的温度变化也允许其变化的速度。即，优选设定输送速度为在浓度维持界限温度与熔融界限温度之间存在能够允许该变化的温度差的速度。在本实施方式中，通过将输送速度设定为作为更优选的状态的200msec以上，能够使浓度维持界限温度与熔融界限温度的差(本说明书中记述的实验中示出的例子中为 5°C以上)更大。其结果是即使定影带或定影辊的温度变化，也能够既维持图像浓度又更可靠地形成没有发生图像不良的图像。如以上所详述的那样，根据该说明书所记载的技术，在定影处理中既能防止消除图像又能够将色调剂图像定影于记录介质上。虽然上述描述了本发明的某些实施方式，但是，这些实施方式仅是对本发明进行示例性说明，而不是旨在限制本发明的范围。实际上，本说明书中所描述的各种新颖的方法和系统可以通过其他各种形式体现。并且，在不脱离本发明的精神的前提下，可以对本说明书中所描述的方法和系统的形式作各种省略、替换和改变。实际上，所附的权利要求及其等同物应该涵盖这些落入本发明的范围和精神的形式或修改。
权利要求
1.一种图像形成装置，包括加热部件，加热使用可消色的色调剂形成在记录介质上的色调剂图像，所述可消色的色调剂包括粘合剂树脂和含有呈色性化合物及显色剂且具有被外壳包覆的胶囊构造的着色剂；加压部件，压接于所述加热部件而形成夹持部，并与所述加热部件相互作用地夹持并输送记录介质；温度控制部，将所述加热部件的温度控制在所述色调剂的浓度维持界限温度以下的温度且色调剂的熔融界限温度以上的温度；以及输送控制部，控制记录介质在所述夹持部的输送速度，使得记录介质通过所述夹持部所需要的时间为100msec以上。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，与记录介质的输送方向正交的方向上的所述夹持部的中央附近在所述输送方向上的长度为4. 5謹以上14. 5謹以下。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述可消色的色调剂按以质量计10%以上30%以下的比例含有所述着色剂。
4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述输送控制部将记录介质在所述夹持部的输送速度控制为记录介质通过所述夹持部所需要的时间为200msec以上。
5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中，所述输送控制部将记录介质在所述夹持部的输送速度控制为记录介质通过所述夹持部所需要的时间为200msec以上300msec以下。
6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述温度控制部将所述加热部件的温度控制在100°c以下。
7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述温度控制部将所述加热部件的温度控制在90°C以下。
全文摘要
一种图像形成装置，包括加热部件，加热使用可消色的色调剂形成在记录介质上的色调剂图像，上述可消色的色调剂包括粘合剂树脂和含有呈色性化合物及显色剂且具有被外壳包覆的胶囊构造的着色剂；加压部件，压接于上述加热部件而形成夹持部，并与上述加热部件相互作用地夹持并输送记录介质；温度控制部，将上述加热部件的温度控制在上述色调剂的浓度维持界限温度以下的温度且色调剂的熔融界限温度以上的温度；以及输送控制部，控制记录介质在上述夹持部的输送速度，使得记录介质通过上述夹持部所需要的时间为100msec以上。
文档编号G03G15/00GK102236283SQ20111010599
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月26日 优先权日2010年4月27日
发明者今宫弘二 申请人:东芝泰格有限公司