CN1495549A - 调色剂、含其的容器、用其的显影剂、显影法、成像法、装置、处理盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使静电潜像显影的调色剂,其包括:调色剂颗粒基质(粘合剂树脂和着色剂)和外加添加剂。在该调色剂中,大多数调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)是3-7μm,体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的调色剂基质,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。

Description

调色剂、含其的容器、用其的显影剂、 显影法、成像法、装置、处理盒
发明背影
发明领域
本发明涉及用于电摄影,静电记录或静电印刷中的使静电图像显影的调色剂,还涉及包含该调色剂的显影剂,以及使用包含该调色剂的显影剂的成像方法和成像装置。特别是,本发明涉及用于复印机,激光打印机和传真机中(采用直接或间接电摄影显影方法并利用普通纸)的使静电图像显影的调色剂,还涉及包含该调色剂的显影剂,以及使用包含该调色剂的显影剂的成像方法和成像装置。本发明进一步涉及用于彩色复印机,彩色激光打印机和彩色传真机(采用直接或间接电摄影多色成像方法并利用普通纸)的使静电图像显影的调色剂,还涉及包含该调色剂的显影剂,以及使用包含该调色剂的显影剂的显影方法,显影装置(图像显影机)成像方法和成像装置。
相关技术的描述
在显影步骤中,用于电摄影,静电记录,静电打印等的显影剂首先粘附于在其上形成静电潜像负载元件例如光电导体上。在转印步骤中,显影剂从光电导体转印到转印介质例如转印纸上,然后在定影步骤中被固定下来。在该步骤中,使负载图像的转印纸的表面上形成的静电图像显影的显影剂,可以是包括载体和调色剂两种成分的显影剂,或者是无需载体的单一成分的显影剂(磁性调色剂/非磁性调色剂)。
常规地,用作电摄影,静电记录和静电打印的干式调色剂可以通过粘合剂树脂例如苯乙烯树脂或聚酯树脂与着色剂熔融捏合,然后粉碎获得。
(定影中的问题)
当这些干式调色剂被显影并转移到纸等转印介质上以后,通过使用加热辊的热熔融将干式调色剂固定。如果加热辊的温度太高,过量的调色剂被熔化并粘在加热辊上而发生热透印(offset)。相反,如果加热辊的温度太低,调色剂熔化得不合适,因此缺乏定影性。鉴于节省能量并降低装置如复印机等的大小,要求调色剂具有较高的透印温度(抗热透印特性)和较低的定影温度(低温定影特性)。而且,还要求具有耐热储存特性,即在储存和使用设备的温度条件下调色剂不会结块。
在彩色复印机和彩色打印机中,要求图像具有光泽,并具有混色特性,并且调色剂特别需要具有低的熔融粘度。为此,目前采用了一种很敏感熔融的聚酯粘合剂树脂。使用这种调色剂,在本领域彩色设备中很容易发生热透印,因此,加热辊上涂覆了硅油。但是,给加热辊涂覆硅油的方法需要一个油箱和涂覆油的设备,这样使得装置很复杂而且庞大。同时,会损坏加热辊,而且需要定期进行维修。另外,不可避免地造成油粘附在复印纸或OHP(投影仪)的胶片上。特别是在OHP中,由于油粘附而使得色调很差。
(粒径和形状问题)
为了获得高图像质量和高外观质量,一种改进方法是减小颗粒的直径,但是,使用通常的捏合和研碎制备方法,该颗粒形状是不确定的。在装置内部,调色剂与载体在显影部分被搅拌。在单一成分显影剂的情况下,所述调色剂通过与显影辊,调色剂供应辊,调节层厚的刮板和摩擦带电刮板的接触应力被进一步粉碎。由此产生亚微米的颗粒或产生具有嵌入调色剂表面的流化剂的颗粒。因此,图像的质量受到破坏。同时,由于作为粉末调色剂颗粒的形状和较差的流动性(流体状态),需要对该调色剂采取进一步地流动化,则需使调色剂瓶中的调色剂装填量少,因此很难使装置的尺寸减小。
为了形成彩色图像,多色调色剂从光电导体到转印介质或纸上的转印过程也很复杂。由于没有限定粉碎的调色剂的颗粒形状使得转印性能较差,所带来的问题是发生图像脱落,所以需要更多的调色剂覆盖在这种脱落的地方。
因此,目前日益增长的需求是通过进一步提高转印效率而降低调色剂的消耗,最终获得没有图像脱落的高质量的图像,并降低经营费用。如果转印效率很高,就不需要从光电导体或转印介质上除去未转印的调色剂的清洁元件,从而使得装置的尺寸减小,费用降低。另一个优点是没有废弃的调色剂。为此,现在已经研究出多种制备球形调色剂的方法,目的是弥补具有未限定形状的调色剂的缺陷。
为了获得耐热储存特性,低温定影特性和抗热透印特性,(1)利用多官能单体部分交联的聚酯树脂(日本专利申请延迟公开(JP-A)57-109825);(2)一种聚氨酯改性的聚酯树脂(日本专利申请公布(JP-B)07-101318)和其它以粘合剂树脂披露的类似文献。此外,(3)披露了通过对聚酯树脂细颗粒和蜡细颗粒的成粒处理得到调色剂,该调色剂能够降低彩色成像的加热辊上的油涂覆量(JP-A07-56390)。
为了提高小粒径情况下的粉末的流动性和转印特性,现有技术(4)披露了一种聚合的调色剂,其是通过乙烯系单体组合物(含有着色剂,极性树脂和脱模剂,该组合物在悬浮聚合前分散在水中)的悬浮聚合得到的(JP-A09-43909)和(5)一种使用溶剂的包括球形聚酯树脂的调色剂(JP-A09-34167)。
此外,JP-A11-133666披露了(6)一种利用经脲键改性的聚酯树脂的基本上为球形的调色剂。
但是,(1)和(3)中披露的调色剂的粉末流动性和转印特性都不好,并且降低了粒径所以得不到高质量的图像。另外,对于(1)和(2)的调色剂,不可能同时获得耐热储存特性和低温定影特性,也不能得到彩色图像的光泽,所以它们没有应用价值。对于(3)的调色剂,低温定影特性不充分,在无油定影中的热透印特性令人不满意。(4)和(5)的调色剂的粉末流动性和转印特性得到提高,但是,对于(4)的调色剂,其低温定影特性不好,定影时需要大量能量。对于彩色调色剂来说,这些问题尤为明显。对于(5)的调色剂,其低温定影特性很好,但是,抗热透印特性较差,当用作彩色调色剂时,不能在加热辊上分散涂覆油。
调色剂(6)具有粘弹性,其利用经脲键扩链的聚酯树脂可以适当地被调节,其优越处表现在当用作彩色调色剂时,能够同时获得合适的光泽和脱模特性。特别是,脲键组份的正电荷和聚酯树脂弱的负电荷缓和了静电透印作用(其中的定影辊被充电,未定影图像上的调色剂被静电分布,调色剂粘附在定影辊上)。但是,尽管有这些优点,但当实际应用这种调色剂的时候,它们在装置的显影部分还需要与载体混合粉碎变得更细,当用作单一组分显影剂时,通过来自显影辊,调色剂提供辊,层厚调节刮板和摩擦带电刮板的接触压力被粉碎,并产生颗粒。由于上述流化剂嵌入调色剂表面,图像质量变差,由此,调色剂的寿命也缩短了。
(成像方法的问题)
当使用成像方法提高磁刷密度以防止产生不正常图像例如“后端图像遗漏”时,上述图像的恶化随着时间变得特别显著。
一般,在电摄影的成像装置或静电成像装置例如复印机,打印机和传真机,和静电记录成像装置中,首先在潜像负载元件例如光电导体鼓,光电导体带等上形成与图像信息有关的静电潜像,然后经显影装置显影而获得可见的图像。在此显影过程中,考虑到显影特性的稳定性,这些特性涉及转印,半色调再现和温度/湿度,通常利用的是采用两种成分显影剂的磁刷成像方法,所述的显影剂包括调色剂和载体。换句话说,在该显影装置中,所述两种成分的显影剂在显影剂负载元件上形成刷链,在显影区域,显影剂中的调色剂施加于潜像负载元件上的潜像部分。这里,显影区域是指在显影剂负载元件上形成磁刷的区域,该区域与潜像负载元件接触。
显影剂负载元件通常包括一个圆柱形状的套筒(显影套筒),和一个装在该套筒内、产生磁场以在套筒表面上形成磁刷的磁体(磁辊)。在该方法中,载体沿着由磁辊产生的磁力线的方向在套筒上形成磁刷,并且带电的调色剂粘附在该磁刷中的载体上。磁辊包括多个磁极,产生这些磁极的磁体像竿子一样安放。特别是,在套筒表面上的显影区域,有形成磁刷的显影主磁极。可以通过去除至少一个套筒和磁辊而除去在套筒表面上形成磁刷的显影剂。随同由显影主磁极产生的磁力线一起,转移到显影区域的显影剂向上站立形成磁刷,所提供的显影剂沿着磁力线方向像链子一样,与潜像负载元件表面接触,结果磁刷弯曲,提供调色剂的同时,根据接触的显影剂刷和潜像负载元件之间的相关的线速差刷静电潜像。
通常,在两种成分的显影方法中,获得足够图像浓度的显影条件与要得到低反差图像的显影条件是不相容的。为此,很难在改善高浓度部分的同时改善低浓度部分。改善图像浓度的显影条件包括(i)使显影间隙窄化(潜像负载元件与显影套筒之间的距离),(ii)增宽显影的区域。另一方面,获得低反差图像的显影条件包括(i’)增宽显影间隙,和(ii’)使显影区域窄化。换句话说,这两项显影条件是相互矛盾的,且是不相容的。因此,一般认为在整个浓度范围同时满足这两项显影条件是很困难的,因此难以获得高质量的图像。例如,如果想要强化低反差图像,经常发生“后端图像遗漏”,即从实心线穿过部分的背后丢失一些图像,或产生黑实心、半色调剂实心图像。图1A显示的是一个好的实心像的例子,图1B显示的是在后端图像遗漏的例子。同时,在以相同宽度所形成的栅网图像中,一些水平线比垂直线要细,一点的小点像没有被显影。
发生“后端图像遗漏”认为是出于以下的机理。
首先,参照图2,描述的是利用由两种成分的显影剂形成的磁刷的成像方法的机理。图2显示了负-正显影区域的例子,说明的是上述成像方法的一个例子。在图2中,右手边显示的是显影辊(用作显影剂负载元件),左手边显示的是光电导体P(用作静电潜像负载元件)。显影辊包括一个显影套筒(在方向D上移动)和固定在其中的显影磁体。由于显影套筒的运动,包含非磁性调色剂和磁性载体两种成分的显影剂被输送到靠近光电导体附近的部分。当该双组份显影剂到达靠近光电导体P的附近部分时,由于显影磁极的磁力作用,载体向上站立并形成磁刷。在图2中,小圆点代表调色剂,大圆点代表载体。为了简明起见,在靠近光电导体P的部分仅用实线表示一条磁刷。这里,剩余的磁刷用虚线表示,图中省略了调色剂。
在相同的时间,光电导体在C方向旋转,该光电导体表面具有静电潜像。在图2中,在静电潜像中,没有图像的部分被充以负电,以“A”表示。在光电导体正对显影辊的部分,磁刷与光电导体上的潜像接触,调色剂经显影电场作用被施加在潜像上。结果,以“B”表示的显影部分的光电导体下游的潜像的显影部分形成调色剂图像。在下文,磁刷沿光电导体移动方向的表面与光电导体接触的长度被称为显影隙(nip)。应当注意的是,如果仅仅是显影剂负载元件的一个位置接触光电导体的一个位置,就不可能得到足够的图像浓度,所以,光电导体和显影套筒之间一般要求具有速度差,使得显影剂负载元件的一定区域接触光电导体的一个位置。因此,显影套筒移动比光电导体要早。
如图3所示,现在描述引起在后端图像遗漏的机理,参照使用作为实施例图2所述的两种成分显影剂的成像方法。图3A至图3C分别显示的是图2中靠近光电导体和显影套筒部分的放大效果例。在图3A至图3C中,图右手边所示的磁刷尖接触左手边所示的光电导体。图3A至图3C中从图3A开始分别显示磁刷依时间顺序的移动。在图3A至图3C中,相邻于光电导体和显影辊的这些部分属于使无图像部分和黑色实心像之间的边界显影的范畴,即可能呈现出的“在后端图像遗漏”的状况,已被显影的调色剂图像是在光电导体旋转方向的下游形成的。这时,在显影套筒上的其中一条磁刷靠近光电导体。此处,光电导体顺时针旋转,如上所述,显影套筒比光电导体移动得要早,磁刷赶上该移动并通过该光电导体。因此,在图3A至图3C中,所述的光电导体是静止的以简化该模型。在图3A中,靠近光电导体的磁刷穿过无图像部分到达进行显影的位置E,由于负电荷之间的斥力F,调色剂逐渐离开光电导体,向显影套筒方向移动。这种现象在后面被称作“调色剂漂移”。调色剂漂移的结果是,当磁刷到达位置E时,相邻于光电导体的磁刷直接具有了正电荷的载体,如图3B所示。结果,在位置E的潜像上就没有调色剂,该位置E不能被显影。同时,在图3C中,当磁刷到达位置G时,如果调色剂和光电导体之间的作用力弱,曾经作用在光电导体上的调色剂可能由于静电力的原因再次作用于载体。结果,在图像部分和非图像之间的边界,没有产生显影,这就是所谓的“后部的图像遗漏”。
后端图像遗漏的机理描述还参照相邻于显影辊和光电导体所述部分的横截面。但是,在实践中,当磁刷在显影辊的纵向接触光电导体时,其中磁刷的长度是不同的,根据显影辊纵向的位置,磁刷具有不同尺寸。图4显示了这种情形。图4A和图4B分别显示的是在不出现光电导体时磁刷状态的例子。图4A显示的是显影辊纵向上出现的磁刷。图4B显示的是图4A中磁刷沿垂直于纵向的平面H-H’的横截面的例子。换句话说,图4B显示的是与图2相同横截面中的磁刷。为了澄清与其它图的关系,图4A显示的是与光电导体的位置关系。如图4A所示,在纵向磁刷的高度上有很大的分布。这说明磁刷在纵向不规则地接触潜像负载元件。结果,也可以说是这样的一种分布即与纵向调色剂漂移的程度有关,还与在纵向没有固定的“后端图像遗漏”的程度有关,因此,在显影辊的纵向上出现末尾锯齿形图像遗漏现象,如图1A和图1B所示。
由于相似的机理,水平线比垂直线细(水平线细化),独立圆点的形成也不稳定,因此利用由双组分显影剂形成的磁刷而显影的方法难以获得高质量的图像。
为了防止出现不正常图像例如“后端图像遗漏”,获得具有良好水平线和圆点可再现性而没有边缘效应的高质量图像,一种有效的方法是这样安排显影装置:使得在显影套筒上的磁刷在显影过程接触光电导体的显影隙区域很窄。该方法的原则是,如果使显影部分的显影间隙较窄,那么磁刷接触无图像部分的时间就短,可以认为这将会减少调色剂漂移。
图5A至图5C分别显示了以上情况。图5A至图5C还分别显示了当图3A至图3C的显影间隙很窄的时候显影的例子。特别是,在图5中,与图3A至图3C的情况不同,磁刷在较短的时间内接触光电导体,以减少调色剂漂移,在图5B中,由于调色剂漂移减少了,调色剂被供给到位置E,在图5C中,光电导体上的调色剂没有再作用于载体,因为没有直接出现载体。因此,后端图像遗漏的现象能够得到减少。为了使显影隙变窄,通过降低显影磁极半值宽度是有效的。这里,半值宽度是显示在显影磁极的正常方向上的磁力分布曲线的最大正常磁力(峰值)的一半部分的角宽度数值。例如,由N极形成的磁体的最大正常磁力是120mT,上述角宽度数值就是60mT。
但是,已知仅仅通过降低显影磁极的半值宽度并不能完全抑制后端图像遗漏的现象。据推测这是由于显影间隙不可能在纵向的所有位置上都被窄化的缘故。特别是,如图4A和图4B所示,在纵向的磁刷的高度上通常存在一些分布,如果在纵向上存在具有长磁刷的部分,该部分的显影间隙不能被窄化,因此就不可能避免调色剂漂移。为处理该问题,现有技术中已有记载是在合适的位置安置在显影套筒中形成磁极的磁体,使得在显影间隙中的磁通量密度在紧密的方向,或者在显影主磁极的正常方向中的磁通量密度的衰减因子大于特定的数值,后端图像的遗漏现象不严重(例如,参见日本专利申请延迟公开(JP-A)2000-305360)。在这种显影装置(图像显影仪)中,在磁刷接触潜像负载元件的显影间隙区域,磁刷在纵向上形成均匀的密度,因此,纵向上磁刷高度的分布得到防止。
防止在紧密形成磁刷的纵向的磁刷高度上的分布,显示在图6A和图6B中。图6A显示的是紧密形成的磁刷的例子,图6B显示的是具有高度上分布的磁刷的例子。在图6A中,形成的磁刷很紧密,所以纵向磁刷高度上的分布得到降低,结果是,如在图6A中所示,能够得到没有“后端图像遗漏”现象的图像。另一方面,图6B显示的是相关技术中具有在高度上分布的磁刷的例子。如果使用的是图6B所示的磁刷,就会出现如本文所述的“后端图像遗漏”的现象。因此,如果在到达显影间隙时磁刷形成得足够紧密,那么纵向上磁刷的高度上的分布就得到降低,因为磁刷以纵向充分均匀的状态进入所述的显影间隙,所以在纵向的各个位置的调色剂漂移现象得以降低,由此在纵向的各个位置上出现“后端图像遗漏”的现象也得到充分降低。
在本文中,为形成紧密的磁刷,用于形成磁刷显影的磁极的正常磁通量密度的衰减因子可以增加。显影磁极的正常磁通量密度的衰减因子是由以下式子得到的数值:(X-Y)/X×100%,该数值表示与显影辊表面的正常磁通量密度“X”相比,在距离显影辊表面1mm远的位置,正常的磁通量密度“Y”衰减了多少。例如,当显影辊表面正常的磁通量密度是100mT,在距离该显影辊表面1mm远的正常的磁通量密度是80mT,那么该衰减因子是20%。正常磁通量密度是经过例如高斯(Gauss)计量器(HGM-8300:由ADS制造(Application & Data System,Inc.))和A1轴探针(由ADS制造(Application& Data System,Inc.))测量的。现有技术已经公开的是如果在显影区域形成磁刷的主磁极的正常的磁通量密度的衰减因子是40%或更大,优选50%或更大,那么就会产生较紧密的磁刷,纵向上磁刷高度上的分布得到较多地降低(参见,例如,JP-A2000-305360)。根据本发明的内容,由于上述范围内的衰减因子有效,所以利用能够显示该衰减因子数值的显影装置。
在衰减因子增加的时候磁刷变得紧密的理由可以这样理解,当衰减因子高的时候,磁力随着与显影辊距离的增加而显著降低,因此,是以磁刷顶部的磁力变得很弱地去维持磁刷,所以磁刷顶部的载体被吸附到强磁力的显影辊的表面。提高衰减因子的方法可以是,选择形成显影磁极的磁体材料,或聚集离开显影磁极的磁力线。在这些方法中,能够聚集离开显影磁极的磁力线,例如在形成磁刷的主磁极处形成显影磁极,在显影剂负载元件运动的方向上,在主磁极上游和下游设置辅助磁极,其与主磁极的极性相反。
当在显影剂负载元件中为显影磁极提供一个附加磁极例如输送磁极的时候,聚集离开显影磁极的磁力线的另一种解决方案是,通过使显影磁极的半值宽度变窄,而在输送磁极中聚集大部分离开显影磁极的磁力线。优选该半值宽度是22°或更小,较优选18°或更小。实验已经证明,当磁极的半值宽度变窄的时候,所述的衰减因子增加。
对上面的阐述进行概括,利用两种成分的磁刷显影装置(图像显影器)具有以下功能:(1)在与光电导体接触的纵向上形成均匀的磁刷;(2)设置辅助磁极有助于显影主磁极的磁力;(3)主磁极的正常磁通量密度的衰减因子是40%或更大;(4)主磁极的半值宽度是22°或更小,由此,具有“后端图像遗漏”现象的不正常图像可以被避免,能够获得图像浓度充分的高质量图像。
但是,如果利用上述增加磁刷密度以防止出现具有“后端图像遗漏”图像的成像方法(1)、(2)、(3)和(4),与磁刷密度低的情况相比,显影间隙中的显影剂对光电导体具有较高的接触力(冲击力),高应力很容易出现在显影剂上(和显影剂中所包含的调色剂),所以调色剂随着时间会恶化,损失电荷,倾向于出现调色剂散开或调色剂沉积在图像背景上。因此,与起始图像相比,图像随时间恶化得更明显。特别是,当使用具有宽调色剂电荷分布的调色剂的时候,这将是很严重的问题。因此,在采取增加磁刷密度的成像方法以防止出现具有“后端图像遗漏”现象的图像的时候,避免图像随时间恶化是很重要的。
发明概述
因此,本发明的一个目的是提供一种使静电图像显影的调色剂,其具有优良的粉末流动性、显影特性和转印特性,以及在作为小粒径调色剂使用时,具有优良的热储存特性、低温定影特性和热透印特性,在长期使用的过程中表现出良好和稳定的显影特性,可以形成高质量的图像,特别是,提供了一种在用于彩色复印时使静电图像显影的调色剂,其具有优良的图像光泽和较长的保质期。
本发明的另一个目的是提供一种调色剂容器,其中含有本发明的使静电潜像显影的调色剂,并提供了一种包含使本发明静电潜像显影的调色剂的显影剂。
本发明的另一个目的是提供一种使用本发明显影剂的成像方法,其中,在为得到充分的图像浓度而增加磁刷密度的同时,能够防止出现在低对比度下的不正常图像例如“后端图像遗漏”的现象,考虑到调色剂随时间会变质,而利用本发明的调色剂,能够在很长的时间期间得到具有良好的水平线和圆点再现性的图像而没有边缘效应,本发明还提供了一种包含本发明显影剂的成像装置。
本发明的发明人,基于对解决上述问题的深入研究结果发现,通过确定调色剂特定的粒度分布和特定的圆形度并以特定的配方比例添加外添加剂,就能够达到上述发明目的,由此,完成了本发明。
第一方面,本发明提供一种使静电潜像显影的调色剂,其包括含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质以及外加添加剂。在本发明的使静电潜像显影的调色剂中,大多数调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)是3-7μm,体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,基于100重量份的基质调色剂,调色剂包括0.3-5.0重量份的外添加剂。
另一方面,本发明提供一种包含静电潜像显影用调色剂的容器。
另一方面,本发明提供一种显影剂,其包含本发明的使静电潜像显影的调色剂。
另一方面,本发明提供一种显影方法,该方法包括给静电潜像提供显影剂的步骤,目的是形成可视静电潜像。在本发明的显影方法中,显影剂包括本发明的使静电潜像显影的调色剂。
另一方面,本发明提供一种成像方法,该方法包括根据图像给静电潜像负载元件充电的步骤;为了形成静电潜像而对上述静电潜像负载元件进行光照射的步骤;为了使静电潜像可视化并形成调色剂图像,给上述静电潜像提供显影剂的步骤;以及将上述调色剂图像转印至记录介质上的步骤。在本发明的成像方法中,显影剂包括根据本发明的使静电潜像显影的调色剂。
另一方面,本发明提供一种成像装置,该装置包括静电潜像负载元件,给该静电潜像负载元件充电以形成静电潜像的充电器,用于给上述静电潜像照射光的光照射器,给上述静电潜像提供显影剂以形成调色剂图像的图像显影装置,以及将上述调色剂图像转印到记录介质上的转印器。在本发明的成像装置中,所述显影剂包括本发明的使静电潜像显影的调色剂。
另一方面,本发明提供一种成像处理盒,其包含显影剂;和图像显影装置,其设置有显影剂容器,是为了形成可视静电潜像并形成调色剂图像而给静电潜像提供显影剂;和一种静电潜像的载体,给静电潜像表面均匀充电的充电器,用于清洁静电潜像载体表面的清洁器。在本发明的成像处理盒中,该成像处理盒是以一整体结构形成的,是可以与成像装置连接和分离的,所述的显影剂包括本发明的使静电潜像显影的调色剂。
附图简述
图1A和1B分别为后端图像遗漏的例子的示意图。
图2是显影部分的例子的示意图。
图3A至图3C是后端图像遗漏机理的例子的示意图。
图4A至图4B是纵向上存在磁刷的例子的示意图。
图5A至图5C是当显影间隙窄的时候后端图像遗漏机理的例子的示意图。
图6A是本发明磁刷的例子的示意图,图6B是相关技术中显影间隙中磁刷的例子的示意图。
图7是磁辊差与转矩之间的关系图。
图8是比值(Dv/Vn)与粒径2ìm或更小的调色剂小颗粒的数量之间的关系图。
图9是用于实施例Bs的显影装置例子的横截面示意图。
图10是磁极分布的例子的示意图。
图11是使用本发明显影方法的彩色成像装置例子的横截面示意图。
图12是本发明成像处理盒例子的示意图。
优选实施方案的描述
现在对本发明进行进一步的描述。
按照本发明的静电潜像显影用调色剂包括调色剂颗粒基质和外添加剂,调色剂颗粒基质包括粘合剂树脂和着色剂。在本发明中,“调色剂颗粒基质”一词指的是还没有添加外添加剂的调色剂颗粒。在本发明的静电潜像显影用调色剂中,大多数调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)是3-7μm,体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,基于100重量份的调色剂基质,调色剂基质包括0.3-5.0重量份的外添加剂。在这些结构限定下,包含使静电潜像显影的调色剂的显影剂中没有大的粒径差别,即使该调色剂在长时间后再回收,即使在显影装置(图像显影器)中长时间搅拌,该显影剂仍具有良好而稳定的显影特性。同时,当用作单一成分的显影剂的时候,即使再回收调色剂,它们的粒径也没有大的差别,不会由于调色剂层变薄了而在显影辊上出现调色剂熔化的现象,也不会出现调色剂粘附在刮板或其它部分上;即使该显影剂在显影装置(图像显影器)中长时间使用(搅拌),仍能够获得良好而稳定的显影特性和图像。
如上所述,在本发明的成像方法中(其中磁刷密度增加以防止出现不正常图像,例如后端图像遗漏),与初始图像相比,图像随着时间而恶化成为一个很严重的问题。成像方法将在下面作详细的描述。首先,在显影装置(图像显影器)中,使用增加磁刷密度的方法,进行对比观察,即转矩差在不同时间下对磁刷的影响,并且包括增加磁刷密度的磁辊(即本发明所利用的),和使用不增加磁刷密度的磁辊的显影装置(图像显影器)。图7显示了对比观察转矩差的结果。在图7中,利用包括增加磁刷密度的磁辊的显影装置(图像显影器)的结果以(a)显示,利用包括不增加磁刷密度的磁辊的显影装置(图像显影器)的结果以(b)显示。通过将常规的转矩测量装置连接到磁辊一端的旋转齿轮上进行所述测量。特别是,利用Data Logger NR2000(从KEYENCE公司获得)随时测量转矩。结果表明,在包括磁刷(本发明采用的,参见图中(a))的显影装置(图像显影器)中,与起始状态相比,转矩随时间增加得较快。换句话说,施加于磁刷上的应力较大,由此,和起始状态相比,图像质量会随时间恶化。
已经发现,如果在显影剂中使用的调色剂具有特定的颗粒分布和形状,特别是,如果起始调色剂的比值(Dv/Dn)和平均圆形度在特定的范围中,那么上述随时间恶化的现象就会得到解决。
一般,已知粒径越小,所得到的分辨率和图像质量就越高。但是,对转印特性和清洁特性产生不利的影响。同时,如果体积平均粒径小于本发明所限定的范围,在双成分显影剂中,调色剂在显影装置(图像显影器)中经长时间搅拌后,会熔化在载体表面上,载体的带电特性会受到破坏。当用作单一成分的显影剂的时候,在显影辊上会出现调色剂膜化,以及调色剂在部件例如刮板等元件上也会熔化,使得调色剂层变薄。特别是,如果具有超细颗粒2.0μm或更小,尤其是0.6-2.0μm的调色剂的数量多于15%,这些倾向将特别明显:载体表面上调色剂熔化,显影辊上调色剂成膜,调色剂在部件例如刮板上熔化,使得调色剂层变薄。
另一方面,当粒径大于本发明所限定的范围的时候,则难以得到高分辨率和高质量的图像,当回收显影剂中的调色剂时,其中的粒径有很大的差别。
调色剂在比值(Dv/Dn)为1.01-1.25的条件下,其具有优异的热储存特性、低温定影特性和抗热透印特性。特别是,当该调色剂用于彩色复印时,光泽很好,同时在双成分显影剂中,甚至发现在长期使用后回收调色剂时,在显影剂中调色剂的粒径分布仍然没有什么变化,并且在显影装置(图像显影器)中经过长时间搅拌时,也能够获得良好而稳定的显影特性。如果该比值(Dv/Dn)大于1.25,就很难获得高分辨率和高质量的图像。当显影剂中的该调色剂回收时,其粒径分布会变化很大。另一方面,如果该比值(Dv/Dn)小于1.01,尽管鉴于调色剂循环的稳定性和均匀充电量考虑是有益的,但是有时调色剂充电不够,有时难以清洁处理。因此,该比值(Dv/Dn)优选为1.05或更大些。
在粒径为0.6-2.0μm的颗粒含量和比值(Dv/Dn)之间并不总存在一种相互关联。但是,为了完成本发明的目的,需要将这些特性限定在本发明的范围中(参见下面的表1)。图8显示了在调色剂中该比值(Dv/Dn)和粒径2μm或更小的颗粒的量之间的关系。从图8能够看出,比值(Dv/Dn)和颗粒的数量相互之间完全是调色剂独立的特性。比值(Dv/Dn)在相关技术中被用于表示调色剂的粒径分布。但是,为了完成本发明的目的,颗粒的数量也作为一种重要的特性。
                            表1
比值(Dv/Dn)和粒径为2μm或更小的调色剂的数量对图像质量的影响
                 粒径为2μm或更小的颗粒的含量
   按数计为15%或更少             按数计多于15%
  比值(Dv/Dn)   1.25或更小 良好 在载体或装置的内部件上成膜
  1.25或更大 调色剂沉积在图像背景上较差的图像质量 在载体或装置的内部件上成膜调色剂沉积在图像背景上,图像质量较差
鉴于显影特性和转印特性,调色剂的圆形率优选平均为0.930至0.990。如果平均圆形率小于0.930,调色剂从光电导体转印到转印纸(记录介质)上的效率受到破坏。对于与上述圆形率相差很远的具有不规则形状的调色剂,无法得到充分的转印特性和高图像质量特性,同时又没有调色剂散开的效果。如果该平均圆形率大于0.990,则难以清洁没有被转移到光电导体上的调色剂。对于平均圆形率大于0.990的调色剂,在利用清洁刮板的体系中,对光电导体和转移带的清洁处理得不到充分进行,造成对图像的污染。在图像占据转印纸(记录介质)面积不大的显影和转印的过程中,转印和清洁之后就没有多少残留的调色剂,所以问题不严重。但是,当图像占据转印纸(记录介质)表面很大面积例如是彩色照片图像的时候,由于输送纸等的问题没有被转印的调色剂可能会在转印之后残留在光电导体上。如果残留的调色剂聚集到一起,将会在图像背景上出现调色剂沉积。另外,与光电导体接触并为其充电的充电辊也受到污染。因此,不能得到理想的充电性能。平均圆形率优选为0.930至0.990,更优选为0.960至0.980。圆形率小于0.930的调色剂的数量优选为15%或更少。
在本发明的成像方法中,正如以后所述的,当使用磁刷密度增加的成像方法时,前面提到的比值(Dv/Dn)和平均圆形率对于防止图像随时间恶化以及为准确和精确地形成具有合适浓度的复制图像(高质量图像)都是很重要的。
可以测量作为平均圆形率的形状系数(SF-1),例如通过流动型颗粒图像分析仪APIA-2100(从Toa Medical Electronics获得)。
特别优选的调色剂形状系数(SF-1)是105至140。如果其大于140,调色剂从光电导体转印到转印纸上的效率可能受到破坏,如果该系数小于105,很难清洁没有被转印并残留在光电导体上的调色剂。
本文中,形状系数(SF-1)表示调色剂的圆形程度,并且是通过使用以下等式计算得到的值:
SF-1={(MIXING)2/AREA}×(π/4)×100
其中,“MIXING”表示调色剂的最大绝对长度,“AREA”表示调色剂的投射表面积。
(外加添加剂)
从显影特性和转印特性考虑,重要的是,相对于100重量份的调色剂颗粒基质,在调色剂中所掺和的外加添加剂的比例是0.3至5.0重量份。如果该比例小于0.3重量份,调色剂的流动性不够,并且调色剂从光电导体转移至转印纸(记录介质)上的效率不好。另一方面,如果上述比例大于5.0重量份,该外加添加剂保持自由状态,不会有效地粘附到调色剂表面上,而且会粘附并污染光电导体的表面或磨伤光电导体表面。这样可能导致副作用,例如图像模糊,调色剂沉积在图像的背景上等现象。
外加添加剂优选为无机颗粒,目的是提高流动性和充电特性。
无机颗粒主要的粒径优选为5-2μm,较优选为5-500μm。通过BET方法测量的特定的表面积优选为20-500m2/g。无机颗粒特定的例子是二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、硅砂、粘土、云母、硅灰石(silicic pyroclastic rock)、硅藻土(silious earth)、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、氮化硅等。它们可以优选混合使用。
另外,上述例子还包括聚合物颗粒,例如无皂乳液聚合物或悬浮液聚合物,由分散聚合得到的聚苯乙烯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物等;缩合聚合物例如聚硅氧烷、苯并胍胺、尼龙等;由热固性树脂得到的聚合物颗粒等。
如果对这些流化剂(无机颗粒)进行表面处理来提高疏水性,那么即使在高湿度下也能够防止流动性和充电特性的损失。合适的表面处理剂的例子是硅烷偶联剂、硅烷化剂,具有氟化烷基的硅烷偶联剂,有机钛偶联剂,铝偶联剂,硅油,改性的硅油等。
本发明利用的外加添加剂优选的是二氧化硅、二氧化钛或氧化铝。上述例子中,特别优选疏水的二氧化硅。
[改性的聚酯树脂(i)]
按照本发明的改性聚酯树脂(i)的结构中酸和醇单体单元中的官能团以及聚酯树脂中除酯键以外的结合基,或其中的不同结构的树脂组份,都以共价键或离子键的形式结合。
例如,聚酯末端可以通过除酯键外的一部分的反应而得到。特别是,一种与酸基和羟基反应的官能团例如异氰酸酯,被引入末端,并与活性氢化合物反应使末端改性,或使其进行扩链反应。
如果所述的化合物含有多个活化氢基团,那么该聚酯末端可以键连在一起(例如,脲改性的聚酯,脲烷改性的聚酯等)。
反应基团例如双键可以被引入聚酯主链中,引发游离基聚合将碳-碳键接枝组份引入侧链或交联双键(苯乙烯改性的聚酯、丙烯酸基改性的聚酯等)。
另外,聚酯主链中具有不同组成的树脂组份可以进行共聚合或与末端羧基或羟基反应。例如,它可以与有机硅树脂共聚合,其中末端被羧基、羟基、环氧基或巯基改性(硅氧烷改性的聚酯等)。
下面将描述特定的实施例。
[合成聚苯乙烯改性的聚酯树脂(i)的实施例]
例如,724重量份的双酚A环氧乙烷两摩尔加合物,200重量份的间苯二甲酸,70重量份的富马酸,2重量份的二丁基氧化锡,引入设有冷凝器、搅拌器和氮气进入管的反应容器中。该反应在大气压230℃下反应8小时。该反应进一步在10mmHg至15mmHg的减压下进行5小时,然后将反应混合物冷却至160℃。随后,添加32重量份的邻苯二甲酸酐,反应2小时。接下来,反应混合物被冷却至80℃,并加入200重量份苯乙烯、1重量份过氧化苯甲酰、和0.5重量份二甲基替苯胺在乙酸乙酯中,该反应再进行2小时。然后,经蒸馏去除乙酸乙酯,得到聚苯乙烯接枝改性的聚酯树脂(i),其重均分子量为92000。
[脲改性的聚酯树脂(i)]
脲改性的聚酯树脂(i)的例子是聚酯预聚物(A)(含有异氰酸基)和胺(B)等的反应产物。含有异氰酸基的聚酯预聚物(A)是通过使多元醇(1)和多元羧酸(2)的缩聚聚合物的聚酯与含有活性氢基的化合物,再与多异氰酸酯(3)反应得到的。上述聚酯中活性氢基的例子是羟基(醇式羟基和酚式羟基)、氨基、羧基、巯基等。其中,醇式羟基是优选的。
多元醇(1)的例子是二元醇(1-1),具有化合价为3或更高的多元醇(1-2),等。优选单独使用(1-1),或使用(1-1)与少量(1-2)的混合物。
二元醇(1-1)的例子是亚烷基二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等);亚烷基醚化二醇(二甘醇、三甘醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等);脂环烃二元醇(1,4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等);双酚类(双酚A、双酚F、双酚S等);烯化氧(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等);上述脂环族二元醇的加合物;上述双酚的烯化氧(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)的加合物,等等。其中,优选具有2~12个碳原子的亚烷基二醇和双酚的烯化氧加合物,特别优选的是双酚的烯化氧的加合物或与具有2至12个碳原子的亚烷基二醇并用。
具有3个或更多化合价的多元醇(1-2)的例子是具有3至8或更多化合价的多价的脂肪族醇(甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇等);具有3个或更多化合价的苯酚(三酚PA、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等);这些具有3个或更多化合价的多元酚的烯化氧加合物,等。
多羧酸(2)可以是二元羧酸(2-1)或化合价是3个或更多的多元羧酸(2-2)。优选单独使用(2-1),或(2-1)与少量(2-2)混合使用。
二元羧酸(2-1)的例子是亚烷基二元羧酸(琥珀酸、己二酸、癸二酸等);亚烯基二元羧酸(马来酸、富马酸等);和芳香族二元羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等)。其中,优选具有4至20个碳原子的亚烷基羧酸和具有8至20个碳原子的芳香族二元羧酸。
化合价是3个或更多的多元羧酸(2-2)的例子是具有9至20个碳原子的芳香族多元羧酸(1,2,4-苯三酸、均苯四酸等);等等。
使用上述酸酐或低级烷基酯(甲基酯、乙基酯、异丙基酯)作为多元羧酸(2)可以与多元醇(1)反应。
以羟基[OH]与羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH]计算,多元醇(1)与多元羧酸(2)的比例通常是2/1至1/1,优选是1.5/1至1/1,较优选1.3/1至1.02/1。
多异氰酸酯(3)的例子是脂族多异氰酸酯(四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸甲基己酸酯等);脂环烃多异氰酸酯(异佛尔酮(isohorone)二异氰酸酯、环己基甲烷二异氰酸酯等);芳香族二异氰酸酯(甲代亚苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等);芳香脂族二异氰酸酯(α,α,α’,α’-四甲基苯二甲基二异氰酸酯等);异氰尿酸酯;与苯酚衍生物、肟、己内酰胺等封端的多异氰酸酯;上述两种或多种化合物混合使用。
以异氰酸酯基团[NCO]和含有羟基的聚酯的羟基基团[OH]的当量比[NCO]/[OH]计算,多异氰酸酯(3)的比例通常是5/1至1/1,优选4/1至1.2/1,较优选2.5/1至1.5/1。如果[NCO]/[OH]比例大于5,低温定影特性不好。如果[NCO]的摩尔比小于1,改性聚酯的脲含量减少,抗热透印特性不好。
在具有异氰酸酯末端基的预聚物(A)中,多异氰酸酯(3)组份的含量是0.5-40wt%,优选1-30wt%,较优选2-20wt%。如果小于0.5wt%,抗热透印特性不好。因此,对于要同时获得抗热透印特性和低温定影特性是不利的。如果大于40wt%,那么低温定影特性就不好。
具有异氰酸基团的每分子预聚物(A)中的异氰酸基团的数量通常是1或更大,优选平均1.5至3,较优选平均1.8至2.5。如果每分子的异氰酸基团小于1,该改性聚酯树脂(i)的分子量低,那么抗热透印特性就不好。
胺(B)可以是二胺(B1),具有3个或更多个化合价的多元胺(B2),氨基醇(B3),氨基硫醇(B4),氨基酸(B5),其中(B1)至(B5)的氨基被封端的化合物(B6)等。
二胺(B1)的例子是芳香二胺(苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷等);脂环烃二胺(4,  4’-二氨基-3,  3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、异佛尔酮(isoholon)二胺,等);脂族二胺(乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺等)。
具有3个或更多化合价的多元胺(B2)的例子是二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等。
氨基醇(B3)的例子是乙醇胺、羟乙基苯胺等。
氨基硫醇(B4)的例子是氨基乙基硫醇、氨基丙基硫醇等。
氨基酸(B5)的例子是氨基丙酸、氨基己酸等。
其中(B1)至(B5)的氨基被封端的化合物的例子是由胺(B1)至(B5)和酮(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)获得的酮亚胺化合物,噁唑啉化合物,等等。在这些胺(B)中,优选(B1)以及(B1)与少量(B2)的混合物。
如果需要的话,使用一种扩链停止剂,可以调节改性聚酯树脂(i)的分子量。
所述扩链停止剂的例子是一元胺(二乙基胺、二丁基胺、丁基胺、月桂胺等),以及其中被封端的化合物(酮亚胺化合物)等等。
以在含异氰酸基团的预聚物(A)中的异氰酸基团[NCO]和胺(B)中的氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]计算,胺(B)的比例通常是1/2至2/1,优选1.5/1至1/1.5,较优选1.2/1至1/1.2。如果[NCO]/[NHx]比例大于2,或小于1/2,该脲改性的聚酯树脂(i)的分子量就低,那么抗热透印特性不好。在本发明中,改性的聚酯树脂(i)可以同时含有脲烷键以及脲键。脲键的含量与脲烷键的含量的摩尔比通常是100/0至10/90,优选80/20至20/80,较优选60/40至30/70。如果脲键的摩尔比小于10%,那么抗热透印特性就不好。
本发明的改性聚酯树脂(i)可以通过一步法或预聚合法制备。
改性聚酯树脂(i)的重均分子量通常是10000或更大,优选是20000至10000000,较优选30000至1000000。如果小于10000,抗热透印特性不好。如后面所述,当与未改性的聚酯树脂(ii)一起使用时,改性聚酯树脂(i)的数均分子量没有特别限定,可以是在上述容易得到的重均分子量下的数均分子量。当该改性的聚酯树脂(i)单独使用时,数均分子量通常是20000或更小,优选是1000至10000,较优选2000至8000。
如果数均分子量大于20000,在用于彩色成像装置时的低温定影特性和光泽都不好。
[未改性的聚酯树脂(ii)]
在本发明中,上述改性聚酯树脂(i)不仅仅可以单独使用,而且未改性的聚酯树脂(ii)也可以与改性的聚酯树脂(i)一起作为使静电潜像显影的调色剂的树脂使用。通过与未改性的聚酯数值(ii)一起使用,在用于彩色成像装置时的低温定影特性和光泽都得到提高,因此比单独使用改性的聚酯树脂(i)更优选。未改性的聚酯树脂(ii)可以是多元醇(1)和多元羧酸(2)的缩聚产物。未改性的聚酯树脂(ii)的优选例子是类似于上述聚酯成分(i)的化合物。
鉴于低温定影特性和抗热透印特性,还优选至少一部分改性的聚酯树脂(i)和未改性的聚酯树脂(ii)是相容的。因此,优选改性聚酯树脂(i)的聚酯组份和未改性的聚酯树脂(ii)的聚酯组份有类似的组成。
改性的聚酯树脂(i)和未改性的聚酯树脂(ii)的重量比通常是5/95至80/20,优选是5/95至30/70,较优选是5/95至25/75,更优选是7/93至20/80。如果改性的聚酯树脂(i)的重量比小于5%,抗热透印特性不好,不利于获得耐热储存特性和低温定影特性。
未改性的聚酯树脂(ii)的峰值分子量通常是1000至20000,优选1500-10000,较优选2000-8000。如果小于1000,耐热储存特性不好。如果大于10000,低温定影特性不好。
未改性的聚酯树脂(ii)的羟基值优选是5或更多,较优选是10-120,更优选是20-80。如果小于5,不利于同时获得耐热储存特性和低温定影特性。
未改性的聚酯树脂(ii)的酸值优选是10-30。通过限定酸值,很容易获得静电负电荷,以及优异的定影特性。如果酸值大于30,特别是在高温和高湿度条件下,调色剂的充电量可能下降,可能会出现对图像的污染。
在本发明中,未改性的聚酯树脂(ii)的玻璃化转变温度(Tg)通常是35-55℃,优选是40-55℃。如果玻璃化转变温度(Tg)小于35℃,调色剂的耐热储存特性不好。如果大于55℃,调色剂的低温定影特性不充分。在干式调色剂例如本发明的使静电潜像显影的调色剂中,由于存在改性的聚酯树脂(i),与现有技术中已知的聚酯调色剂相比,即使玻璃化转变温度低,其耐热储存特性也较好。
在本发明中,频率为20Hz下,调色剂的粘合剂树脂的储存模量是10000达因/厘米2时的温度(TG’)通常是100℃或更高,优选为110-200℃。如果小于100℃,抗热透印特性不好。频率为20Hz下,调色剂的粘合剂树脂的粘度为1000泊时,温度(Tη)通常是180℃或更小,优选为90-160℃。如果高于180℃,低温定影特性不好。尤其是,出于同时获得低温定影特性和抗热透印特性的考虑,TG’优选高于Tη。
换言之,TG’和Tη的差值(TG’-Tη)优选是0℃或更大,较优选是10℃或更大,更优选是20℃或更大。对上限没有特别的限定。但考虑到要同时获得耐热储存特性和低温定影特性,Tη和Tg的差值优选是0℃-100℃,较优选是10℃-90℃,更优选是20℃-80℃。
(着色剂)
本发明调色剂中的着色剂可以是现有技术中已知的染料或颜料。着色剂的例子是炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉撒黄(10G,5G,G)、镉黄、氧化铁黄、赭色、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油溶黄、汉撒黄(GR,A,RN,R)、颜料黄L、联苯胺黄(G,GR)、永久黄(NCG)、巴尔干坚牢黄(5G,R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异吲哚啉酮黄、氧化铁红、铅丹、铅朱红、镉红、镉汞红、锑朱、永久红4R(Permaent-Red 4R)、对位红(Para Red)、颜料红(Fire Red)、对-氯-邻-硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红(risol fastscarlet)、亮坚牢猩红、亮胭脂红BS、永久红(F2R,F4R,FRL,FRLL,F4RH)、坚牢猩红VD、硫化坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔宝红GX、永久红F5R、亮胭脂红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺紫红、永久枣红F2K、日光枣红BL、bold 10B、BON浅性紫红(Maroon Light)、BON紫红中等(Maroon Medium)、曙红淀、硷性蕊香红淀B、硷性蕊香红淀Y、茜素淀、硫靛红B、硫靛紫红、油溶红、喹丫啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、Perynone橙、油溶橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝淀、孔雀蓝淀、维多利亚蓝淀、非金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS,BC)、靛蓝、群青蓝、柏林蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铅铬绿、锌绿、氧化铬、铬绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸绿淀、孔雀绿淀、酞菁绿、蒽醌绿、二氧化钛、锌白、锌钡白和它们的混合物,等等。相对于调色剂,着色剂的含量通常是1-15wt%,优选是3-10wt%。
用于本发明的着色剂也可以用作与树脂混合的母炼胶。
为了制备上述母炼胶,或作为与母炼胶捏合的粘合剂树脂,除了上述改性或未改性的聚酯树脂,还包括苯乙烯的聚合物及其衍生物,例如聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯、聚乙烯基甲苯等;苯乙烯共聚物例如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸α-氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯共聚物例如苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酯共聚物等;聚甲基丙烯酸甲酯,聚甲基丙烯酸丁酯,聚氯乙烯,聚醋酸乙烯酯,聚乙烯,聚丙烯,聚酯,环氧树脂,环氧多元醇树脂,聚氨酯,聚酰胺,聚乙烯基缩丁醛,聚丙烯酸树脂,松香,改性的松香,萜烯树脂,脂族或脂环烃类的树脂,芳香石油树脂,氯化石蜡和石蜡。它们可以单独使用或两种或多种混合使用。
通过将用于母炼胶的树脂与着色剂在高剪切力和捏合的条件下混合可以得到母炼胶。为了增强着色剂和树脂之间的相互作用,可以使用有机溶剂。而且,可以采用涌料(flushing)方法,在该方法中含有水的着色剂的水性糊膏与树脂和一种有机溶剂混合并揉捏到一起,使得着色剂接触树脂,然后去除水和有机溶剂成分。该方法是优选的,因为着色剂湿饼可以直接使用。因此,不需要干燥。对于混合和揉捏来说,可以使用高剪切分散设备例如三辊磨等类似的设备。
(脱模剂)
本发明的调色剂还可以与粘合剂树脂和调色剂的着色剂一起,含有蜡。根据本发明的发明人所进行的研究结果发现,调色剂中蜡的状态在定影期间对调色剂的脱模特性具有重要的影响,还发现如果调色剂中分散蜡,使得大量的蜡存在于靠近表面的调色剂中,那么就能够获得良好的定影脱模特性。特别是,蜡以较长的直径计算被分散至1μm或更小。但是,如果大量的脱模剂存在于调色剂的表面,由于在显影装置(图像显影器)中长时间的搅拌作用,蜡会从调色剂表面分离,吸附于载体表面,粘到显影装置(图像显影器)中的元件表面,从而降低了显影剂的电荷量,这是所不希望的。从利用传送电子显微镜得到的放大的照片可以确定脱模剂的分散。
蜡可以是现有技术中已知的任何品种。蜡的例子是聚烯烃蜡(聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等);长链烃(石蜡、Sasol蜡等);含羰基的蜡,等等。其中,含羰基的蜡是优选的。含羰基的蜡的例子是聚链烷酸酯(巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山俞酸酯、季戊四醇四山俞酸酯、季戊四醇二山俞酸二乙酸酯、甘油三山俞酸酯、1,18-十八烷二醇硬脂酸酯等);聚链烯醇酯(1,2,4-苯三酸三硬脂酰基酯、马来酸二硬脂酰基酯等);聚链烷酸酰胺(1,2-乙二胺二山俞酰胺等);多烷基酰胺(1,2,4-苯三酸三硬脂酰基酰胺等);二烷基酮(二硬脂酰基酮等),等等。在这些含有羰基的蜡中,优选聚链烷酸酯。
用于本发明的蜡的熔点通常是40-160℃,优选50-120℃,较优选60-90℃。如果蜡的熔点低于40℃,将对耐热储存特性产生不利的影响。
如果蜡的熔点超过160℃,则在图像定影过程中在低温下会发生冷透印。进而,蜡的熔体粘度优选为5-1000cps,更优选10-100cps,该值是在比熔点高20℃的温度下测量的值。如果蜡的熔体粘度高于1000cps,则抗热透印性质和低温图像定影性质不会有太大的改善。
调色剂中的蜡的含量通常为0-40wt%,优选3-30wt%。
(电荷控制物质)
如果需要,本发明的调色剂可进一步包含一种电荷控制物质。如果电荷控制物质被吸引至调色剂表面,有可能使调色剂具有高荷电量。具体说来,通过在调色剂表面包埋电荷控制物质,可稳定其在调色剂表面上的数量和状态,并可稳定电荷量。在具有本发明的组成的调色剂中,荷电量稳定性得到增强。
可采用在现有技术中公知的任何电荷控制物质。电荷控制物质的实例为苯胺黑(negrosine)染料,三苯基甲烷染料,含铬的复合染料,钼酸蝥合物染料,蓝光硷性蕊香红染料,烷氧基胺,季铵盐(包括氟代季铵盐),烷基酰胺,磷或其化合物,钨或其化合物,氟活化剂,水杨酸金属配合物,水杨酸衍生物的金属盐等。
具体的实例为:Bontron 03作为苯胺黑染料;Bontron P-51作为季铵盐,Bontron S-34作为合金金属偶氮染料,羟萘甲酸金属配合物E-82,水杨酸金属配合物E-84,酚缩合物E-89(购自Orent Chemical Industries),季铵盐钼配合物TP-302,管TP-415(购自Hodogaya Chemical Industries),季铵盐CopyCharge PSY VP 2038,三苯基甲烷衍生物Copy Blue PR,季铵盐Copy ChargeNEG VP 2036,Copy Charge NX VP 434(购自Hoechst),LRA-901,LR-147作为硼配合物(购自Japan Carlit Co.,Ltd.),铜酞菁染料,苝(perylene),喹吖啶酮,偶氮颜料和其它含官能团如磺酸基团,羧酸基团,季铵盐等的聚合物化合物。
在本发明中电荷控制物质的用量取决于粘合剂树脂的类型,是否存在必要时可采用的添加剂,以及包括分散方法在内的生产调色剂的方法。虽然对其并没有通用的限制,但电荷控制物质的量可为0.1-10重量份,以100重量份粘合剂树脂计。优选电荷控制物质的量可为0.2-5重量份。如果该值超过10重量份,则调色剂的电荷量就过大,主要的电荷控制物质的作用会减少,则显影辊的静电吸引会增大,从而导致显影剂流动性变差以及图像浓度降低。
这些电荷控制物质和脱模剂可与树脂熔体捏合在一起,当然可在有机溶剂中溶解或分散后加入。
为除去在转印或初级转印至记录介质(转印纸)后于光电导体上残留的显影剂,也可加入一种清洁改善剂。清洁改善剂可以是脂肪酸金属盐如硬脂酸锌,硬脂酸钙,硬脂酸等;或由不含皂的乳液聚合过程生产的聚合物颗粒,如聚甲基丙烯酸甲酯颗粒,聚苯乙烯颗粒等。聚合物颗粒优选具有相对窄的粒径分布,体积平均粒径为0.01-1μm。
(用于制备的方法)
以下描述本发明调色剂的典型生产方法。
调色剂的粘合剂树脂可由下述方法制备。
将多元醇(1)与多元羧酸(2)在现有技术中公知的酯化催化剂存在下加热至150-280℃,所述催化剂例如为钛酸四丁氧基酯,二丁基氧化锡等。随后,必要时,将反应中生成的水减压蒸除,从而获得包含羟基基团的聚酯。然后,将多异氰酸酯(3)与含羟基基团的聚酯在40-140℃下反应,获得包含异氰酸酯基团的预聚物(A)。再使胺(B)与预聚物(A)在0-140℃下反应以获得改性聚酯树脂(i)。当多异氰酸酯(3)反应时,含异氰酸酯基团的预聚物(A)与胺(B)反应时,需要时也可使用溶剂。可采用的溶剂的实例是对异氰酸酯(3)惰性的化合物。其实例包括芳族溶剂(甲苯,二甲苯等);酮(丙酮,甲乙酮,甲基异丁基酮等);酯(乙酸乙酯等);酰胺(二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺等),醚(四氢呋喃等)等。
当未用脲键改性的未改性的聚酯树脂(ii)用于生产调色剂时,未改性的聚酯树脂(ii)采用与含羟基基团的聚酯所采用的方法相同的方法生产,然后在完成为生产上述改性聚酯树脂(i)的反应后溶解于溶剂中。
具体而言,本发明的调色剂通过下述方法生产。但也并不仅限于下述方法。
(熔体捏合和粉碎)
采用机械将包含含有改性聚酯(i)的粘合剂树脂的调色剂组合物,电荷控制物质和颜料加以混合。在该混合步骤中,对混合无特殊限制,可在常规条件下采用具有旋转叶片的普通混合机进行。
在混合步骤完成后,将混合物引入捏合机中,然后进行熔体捏合。熔体捏合机可为单轴或双轴连续式捏合机,或者是采用辊磨的间歇式捏合机。
重要的一点是,熔体捏合是在不会引起粘合剂树脂分子链断裂的稳定的条件下进行。具体而言,熔体捏合温度应根据调色剂的粘合剂树脂的软化点进行选择。如果在比软化点低很多的温度下进行,则分子断裂严重。如果温度太高,则不能进行分散。
当上述熔体捏合步骤完成后,将捏合产物粉碎。在该粉碎步骤中,优选首先将产物进行粗粉碎,然后再进行细粉碎。常规采用的粉碎方法是在喷射气流中对冲击板进行冲击,在旋转转子与定子间的狭窄间隙中进行机械粉碎。
在该粉碎步骤完成后,将粉碎后的产物在气流中通过离心力等进行分类。从而生产出具有预定粒径的调色剂,如平均粒径为5-20μm。
同样,在制备调色剂时,为了提高调色剂的流动性能,贮藏性能,显影性能和转印性能,可在所生产的调色剂中加入无机颗粒,如上述疏水二氧化硅颗粒。可在普通粉末混合机中对外加添加剂进行混合。优选进一步提供一个夹套等,从而可调节普通粉末混合机的内部温度。为改变给予外加添加剂的负电荷,外加添加剂可在中途加入,或者在生产过程中逐渐加入。当然也可改变旋转速度,辊移动速度,时间,温度等。首先给出强的负电荷,随之是相对较弱的负电荷。首先给出相对较弱的负电荷,随之是强负电荷。
可采用的混合装置的实例为V形混合机,摇动混合机,快速(redige)混合机,诺塔混合机,亨舍尔(Henschel)混合机等。
为使所获得的调色剂为球形,可将经过熔体捏合和粉碎的含粘合剂树脂和着色剂的调色剂材料通过机械装置制成球形,如采用混合器或机械熔化,或者采用喷雾干燥方法,在该方法中,将调色剂材料溶解并分散于一种溶剂中,在其中,调色剂的粘合树脂是可溶解的,然后采用喷雾干燥设备将溶剂除去。或者,通过在含水介质中加热使成为球形,但对这些方法没有限制。
(在含水介质中生产调色剂的方法)
用于本发明中的含水介质可单独采用水,或者可与水掺混的溶剂一起使用。这种可掺混的溶剂的实例为醇(甲醇,异丙醇,乙二醇等),二甲基甲酰胺,四氢呋喃,纤维素(cellusolve)(甲基纤维素等),低级酮(丙酮,甲乙酮等)。
使包含具有异氰酸酯基团的预聚物(A)与胺(B)的分散体在含水介质中反应可形成调色剂颗粒,或者可采用先前生产的改性的聚酯树脂(i)。用于稳定地在含水介质中形成包含改性聚酯树脂(i)或预聚物(A)的分散体的方法之一是将含改性聚酯树脂(i)或预聚物(A)的调色剂初始材料加至含水介质中,通过剪切力对其进行分散。当在含水介质中形成分散体时,可加入预聚物(A)和其它调色剂组分(以下,称之为调色剂初始材料),如着色剂,着色剂母炼胶,脱模剂,电荷控制物质,未改性聚酯树脂(ii)等。优选首先将调色剂初始材料混合在一起,然后将该混合物分散于含水介质中。进而,按照本发明,并非绝对必要地,当在含水介质中形成颗粒时,加入其它调色剂初始材料,如着色剂,脱模剂,电荷控制物质等,在颗粒形成之后将它们加入。例如,在形成不包含着色剂的颗粒后,可通过现有技术中公知的染色方法加入着色剂。
对于可采用现有技术中公知任一种分散设备的分散方法并无特殊限制,如低速剪切,高速剪切,摩擦,高压喷射,超声等。为获得直径为2-20μm的分散体颗粒,优选采用高速剪切。当采用高速剪切分散设备时,对旋转速度无特殊限制,其通常为1000-30000rpm,优选5000-20000rpm。对分散时间并无特殊限制,但在间歇方法中,通常为0.1-5分钟。分散过程中的温度通常为0-150℃(压力下),优选40-98℃。如果采用较高的温度,则含改性聚酯树脂(i)或预聚物(A)的分散体的粘度会变小,分散比较容易,这是比较理想的。
以100重量份含聚酯树脂(i)或预聚物(A)的调色剂组合物计,水性介质的量通常为50-2000重量份,优选100-1000重量份。如果该值低于50,则调色剂组合物的分散状态较差,并且不能获得具有预定粒径的颗粒。如果该值越过20000,则是不经济的。如果需要时,也可加入分散剂。使用分散剂可使颗粒分布比较陡,并可稳定分散体,从而是比较理想的。
可用于乳化和分散油相的分散剂的实例(其中,调色剂组合物分散于含水液体中)为阴离子表面活性剂,如烷基苯磺酸盐,α-烯烃磺酸盐,磷酸酯等;胺盐,如烷基胺盐,氨基醇脂肪酸衍生物,多胺脂肪酸衍生物,咪唑啉等;季铵盐阳离子表面活性剂,如烷基三甲基铵盐,二烷基二甲基铵盐,烷基二甲基苄基铵盐,吡啶鎓盐,烷基异喹啉鎓盐,苄索氯铵等;非离子表面活性剂,如脂肪酸酰胺衍生物,多元醇衍生物等;两性表面活性剂如苯胺,十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸,二(辛基氨基乙基)甘氨酸,N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱等;等等。
通过采用具有氟代烷基基团的表面活性剂,只需极少量的表面活性剂即可取得效果。可方便地采用的具有氟代烷基基团的阴离子表面活性剂的实例为具有2-10个碳原子的氟代烷基羧酸和其金属盐,全氟辛酸二钠磺酰基谷氨酸盐,3-[ω-氟烷酰基(C6-C11)氧基]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠,3-[ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙基氨基]-1-丙磺酸钠,氟代烷基(C11-C20)羧酸和其金属盐,全氟烷基羧酸(C7-C13)和其金属盐,全氟烷基(C4-C12)磺酸酯和其金属盐,全氟辛磺酸二乙醇酰胺,N-丙基-N-(2-羟基乙基)全氟辛烷磺酰胺,全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐,全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基甘氨酸盐,单全氟烷基(C6-C16)-乙基磷酸酯等。
可商购产品的实例为Surflon S-111,Surflon S-112,Surflon S-113(商购自Asahi Glass Co.,Ltd.),Fluoride FC-93,Fluoride FC-95,FluorideFC-98,Fluoride FC-129(商购自Sumitomo 3M,Co.,Ltd.),Unidyne DS-101,DS-102(商购自Daikin Industries,Ltd.),Megafac F-110,Megafac F-120,Megafac F-113,Megafac F-191,Megafac F-812,Megafac F-833(商购自Dairuppon Ink and Chemicals Incorporated),Ektop EF-102,EF-103,EF-104,EF-105,EF-112,EF-123A,EF-123B,EF-306A,EF-501,EF-201,EF-204(商购自Tohkem Products Corporation),FTERGENT F-100,FTERGENT F-150(商购自NEOS)等。
阳离子表面活性剂的实例为具有氟代烷基的伯胺,仲胺或叔胺,脂肪酸的季铵盐,如全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐等;苯甲烃铵盐,苄索氯铵,氯化吡啶鎓和咪唑啉鎓盐,商购产品的实例为Surflon S-121(商购自Asahi Glass Co.,Ltd.),Fluoride FC-135(商购自Sumitomo 3M),UnidyneDS-202(商购自Daikin Industries,Ltd.),Megafac F-150,Megafac F-824(商购自  Dainippon Ink and Chemicals Incorporated),Ektop EF-132(商购自Tohkem Products Corporation),FTERGENT F-300(商购自NEOS)等。
也可采用难溶解于水中的无机化合物分散剂,如磷酸三钙,碳酸钙,二氧化钛,胶态二氧化硅,羟基磷灰石等。
分散体液滴也可通过聚合物保护胶体而稳定化。实例为酸,如丙烯酸,甲基丙烯酸,α-氰基丙烯酸,α-氰基甲基丙烯酸,衣康酸,柠康酸,富马酸,马来酸,马来酸酐等;含羟基的(甲基)丙烯酸单体,如β-羟基乙基丙烯酸,β-羟基乙基甲基丙烯酸,β-羟基丙基丙烯酸,β-羟基丙基甲基丙烯酸,γ-羟基丙基丙烯酸,γ-羟基丙基甲基丙烯酸,3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸,二甘醇单丙烯酸酯,二甘醇单甲基丙烯酸酯,甘油单丙烯酸酯,甘油单甲基丙烯酸酯,N-羟甲基丙烯酰胺,N-羟甲基甲基丙烯酰胺等;乙烯基醇或乙烯基醇的醚,如乙烯基甲基醚,乙烯基乙基醚和乙烯基丙基醚,含羧酸基团的化合物与乙烯基醇的酯,如乙酸乙烯酯,丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,二丙酮丙烯酰胺,和其羟甲基化合物等;酰氯,如丙烯酸酰氯和甲基丙烯酸酰氯,含氮原子或其杂环的均聚物和共聚物,如乙烯基吡啶,乙烯基吡咯烷酮,乙烯基咪唑,乙烯亚胺等;聚氧乙烯化合物,如聚氧乙烯,聚氧丙烯,聚氧乙烯烷基胺,聚氧乙烯丙基胺,聚氧乙烯烷基酰胺,聚氧丙烯烷基酰胺,聚氧乙烯壬基苯基醚,聚氧乙烯月桂基苯基醚,聚氧乙烯硬脂基苯基醚,聚氧乙烯壬基苯基酯等;纤维素,如甲基纤维素,羟基乙基纤维素,羟基丙基纤维素等,等等。
如果诸如溶解于酸或碱中的磷酸钙之类的物质用作分散稳定剂,则将磷酸钙或其它物质用酸如盐酸等溶解,然后通过用水漂洗而从颗粒中除去磷酸钙。也可通过酶分解法除去。
如果采用分散剂,则分散剂会留在调色剂表面上。考虑到带电的调色剂,优选至少进行扩链和交联反应之一,并进行洗涤而将其除去。
为了减少调色剂组合物的粘度,可采用溶剂。改性的聚酯树脂(i)或预聚物(A)溶解于溶剂中。考虑到粒径分布狭窄的要求,优选采用溶剂。考虑到易于将其除去,溶剂优选为挥发性的,其沸点应低于100℃。溶剂的实例包括甲苯,二甲苯,苯,四氯化碳,二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,1,1,2-三氯乙烷,三氯乙烯,氯仿,单氯苯,偏二氯乙烯,乙酸甲酯,乙酸乙酯,甲乙酮,甲基异丁基酮等。这些溶剂可以单独使用或以两种或多种组合使用。特别是,优选采用芳族溶剂,如甲苯,二甲苯等和卤代烃,如二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,氯仿,四氯化碳等。
溶剂的用量通常为0-300重量份,优选0-100重量份,更优选25-70重量份,以100重量份预聚物(A)计。如果采用溶剂,至少进行扩链和交联反应之一,然后,在常压或减压下进行加热而将溶剂除去。
至少扩链反应和交联反应之一的反应时间根据在预聚物(A)和胺(B)中的异氰酸酯基团组合的反应性进行选择,通常为10分钟至40小时,优选2-24小时。反应温度通常为0-150℃,优选40-98℃。如果需要,也可使用现有技术中公知的催化剂。其具体实例为月桂酸二丁基锡,月桂基二辛基锡等。
为了从获得的乳化分散剂中除去有机溶剂,将整个体系的温度逐渐升高,通过蒸发而将液滴中的有机溶剂完全除去。或者,将乳化分散剂喷射入干气氛中以完全除去液滴中的水不溶性有机溶剂,形成调色剂,同时通过蒸发将含水分散剂除去。所述乳化分散剂喷射进入的干燥气氛通常为加热气体,如空气,氮气,二氧化碳或燃烧气体,将气体流加热至高于所用最高沸点溶剂的沸点之上的温度。
在短时间内,采用喷雾干燥器,带式干燥器,回转窑等获得所需的产品质量。
如果在乳化分散过程中的粒径分布变大,并且在保持该粒径分布的同时进行洗涤或干燥,则通过分级而将粒径分布调节至所需的范围。
分级过程中采用旋流分离器,滗析器,离心分离器等从液体中除去颗粒。当然,分级可在获得干粉后进行。考虑到效率,优选在液体中进行分级。不需要的调色剂或粗糙的调色剂可循环至熔体捏合步骤形成所需的调色剂。在此情形下,那些不粗糙的调色剂可为湿状态。
优选从获得的分散体中尽可能多地除去分散剂,并且,优选在所述的分级的同时进行。
在干燥后获得的调色剂粉末可与其它颗粒,如脱模剂,电荷控制物质,流化剂,着色剂细颗粒等混合,并通过向混合粉末给予机械震动而固定于表面上,并熔化,从而防止其它颗粒从获得的颗粒混合物的表面上分离。
进行该过程并给予混合物冲击的具体方法包括:施以高速旋转叶片,或者向混合物中引入高速气体流,并加速,从而使颗粒相互间碰撞,或者制备复合颗粒以冲击适宜的冲击板。用于该用途的装置可为angmill(商购自Honkawa Micron)或i-mill(商购自Japan Pneumatic),对其进行改造以减少粉碎时的气压,还可是混合系统(商购自Mara Machine Laboratories),氪系统(商购自Kawasaki Heavy Industries),自动研钵等。
(显影剂)
如果本发明的调色剂用于双组分显影剂中,则其可与磁性载体组合使用,载体与调色剂在显影剂中的掺混比优选为1-10重量份调色剂,以100重量份的载体计。
磁性载体可为任一种现有技术中公知的载体。磁性载体的实例包括铁粉,铁氧体粉,磁铁矿粉,磁性树脂载体等,每一种的粒径大约为20-200μm。
载体可用涂层材料如树脂涂敷。这种涂层材料的实例为氨基树脂,如脲—甲醛树脂,蜜胺树脂,苯并胍胺树脂,脲树脂,聚酰胺树脂,环氧树脂等。其它实例为聚乙烯树脂和聚偏二卤乙烯树脂,如丙烯酸树脂,聚甲基丙烯酸甲酯树脂,聚丙烯腈树脂,聚醋酸乙烯酯树脂,聚乙烯醇树脂,聚乙烯基丁醛树脂,聚苯乙烯树脂,如苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂,卤代烯烃树脂,如聚氯乙烯,聚酯树脂,如聚对苯二酸乙二醇酯树脂和聚对苯二酸丁二醇酯树脂,聚碳酸酯树脂,聚乙烯树脂,聚氟乙烯树脂,聚偏二氟乙烯树脂,聚三氟乙烯树脂,聚六氟丙烯树脂,偏氟乙烯与丙烯酸单体的共聚物,偏氟乙烯与氟乙烯的共聚物,氟代三元共聚物,如四氟乙烯,偏氟乙烯和非氟化单体的三元共聚物,硅树脂等。
如果需要的话,在涂层材料中也可包含导电粉末等。导电粉末的实例为金属粉末,炭黑,二氧化钛,氧化锡,氧化锌等。这些导电粉末优选平均粒径为1μm或更小。如果平均粒径超过μm,则很难对电阻进行控制。
本发明的调色剂也可用作不采用载体的单组分磁性调色剂。本发明的调色剂也可用作非磁性调色剂。
(成像方法和显影装置(图像显影器))
对于本发明的成像方法并不特殊限制,只要其采用上述显影剂。具体说来,如果本发明的显影剂用于备有磁辊的显影装置(图像显影器),其中,下述装置用于增加磁刷密度,则在采用磁刷密度增加的成像方法中涉及的大多数问题可得到解决,并可获得随时间改变质量也稳定的高质量图像。
如前所述,在磁刷密度增加以防止异常图像如在后端图像遗漏的成像方法中,与初始图像相比,随时间变化而造成的图像变劣特别明显。首先,对于使用增加备有本发明所述磁辊的磁刷密度的成像方法的显影装置(图像显影器)和采用不增加磁刷密度的磁辊的显影装置(图像显影器),比较对作用于磁刷上的转矩差随时间的变化。图7示出了该转矩差的测量结果。为进行该测量,将普通的转矩测量装置与磁辊一端的旋转齿轮部分连接,采用DataLogger NR 2000(购自KEYENCE CORPORATION)测量随时间变化的转矩值。从而发现,当显影装置(图像显影器)备有本发明的磁辊时,与初期相比,随时间变化转矩值的作用增加很多,即,在磁刷上给予的应力增加,从而,与初期相比,图像质量随时间变化而变差。
为解决图像质量随时间变化而变差的问题,很重要的一点是用于显影剂的调色剂要具有特定的调色剂粒径分布和形状。已发现,通过采用本发明的调色剂可解决所述问题,换句话说,通过在原始调色剂中将调色剂的比值(Dv/Dn)和平均圆形度设置在本发明限定的范围内即可。
以下,参考图9来描述按照本发明的优选成像方法中使用的显影装置(图像显影器)的结构。
用作显影剂负载元件的显影辊41设置在靠近用作静电潜像负载元件的光导鼓1处。在显影辊41与光导鼓1相邻的部分设置显影区。上述显影辊41设有包含形成圆柱体形状的非磁体如铝,黄铜,不锈钢或导电树脂的显影套筒43,其通过旋转驱动机构(未示出)进行顺时针旋转。
设置能够产生磁场并使显影剂向上立起从而在显影套筒43上形成磁刷的磁辊44,从而将其固定于显影套筒43的内部。然后,形成显影剂的载体在显影套筒43上沿着由磁辊体44形成的磁力线形成链型磁刷,带电荷的调色剂附着于该链型载体上,从而形成磁刷。形成的磁刷以与显影套筒43相同的方向上与显影套筒43一起传送,即以顺时针方面。控制显影剂链的磁刷高度,即控制显影剂量的刮片45在显影剂传送方向,即顺时针方向上安装于显影区的上游。在显影辊41的附近安装螺旋桨47,其将显影剂套筒46中的显影剂吸引进入显影剂辊41中。
磁辊体44设有多个磁极。具体说,如图10所示,这些磁极包含显影主磁极P1b,其将显影剂形成显影区中的磁刷,辅磁极P1a和P1c,它们与显影主磁力具有不同的极性,磁极P4,用于将显影剂吸引至显影套筒43上,磁极P5和P6,将被吸引至显影套筒43上的显影剂传送至显影区,磁极P2和P3,传送显影后在显影区的显影剂。这些磁极P1b,P1a,P1c,P4,P5,P6,P2和P3设置在显影套筒43的径向上。磁辊41包含八极磁体,但为改善吸引性和黑色实心成像跟踪性,磁极的数量可进一步在磁极P3和刮片45间增加至10或12。
在本发明的这一方面,如图10所示,上述显影主磁极P1s的上述设定可包含具有与P1a,P1b,P1c很小横向截面的磁体。当横截面小时,磁力通常会变弱。如果显影辊表面的磁力变得太小,则保持载体的力不再足以较长时间使载体可设置于光电导体(静电潜像负载元件)上。与此相反,这些磁体可由强磁性的稀土金属合金生产。铁钕硼合金磁体(FeNdB键),其为这些稀土金属合金磁体的典型实例,其强度以最大能量集成计为358kJ/m3,铁钕硼金属合金键磁体,其强度以最大能量集成计为80kJ/m3。因此,有可能保持比通常采用的最大能量集成大约分别为36kJ/m3或20kJ/m3的铁氧体磁体或铁氧体键磁体更高的磁力。因此,现在有可能保持显影辊上的磁力,即使采用具有较小横截面的磁体。除此之外,钐键金属合金磁体也可用于保持磁力。
由于上述磁体的结构,主磁极P1b的半值宽度降低,从而可使显影间隙变窄。在此情形下,随着接触光电导电(静电潜像负载元件)的磁刷的间隙变窄,调色剂的漂移不会很容易地在磁刷顶部发生,并且,可减少“后端的图像遗漏”。同样,由于辅磁极P1a,P1c,使主磁极P1b的磁力线变得更密,随着在显影间隙的正常方向上磁力密度衰减因子增加,在显影间隙处形成高密度磁刷。因此,磁刷在显影间隙的纵向上不会分散但会变得非常均匀,从而减少了在纵向上整个区域中的“后端的图像遗漏”。
具体而言,如果光电导体鼓1的鼓直径为60mm,则显影套筒43的套筒直径为20mm,在主磁极P1b的两侧上的辅磁极P1a,P1c的角度小于30°,特别是小于25°,如图10所示,则主磁极P1b的半值宽度小于22°,特别是小于16°。同样,由Gauss Meter(HGM-8300:商购自ADS)和A1轴探针(商购自ADS)测得的主磁极的显影套筒表面上的磁通量密度为117mT,在距显影套筒表面1mm位置处的磁通量密度为54.4mT,意味着衰减率为53.5%。
在图9和图10中,采用辅助磁极描述了一个例子。如果不采用辅助磁极而单独使用主磁极P1b,按照本发明的发明人获得的实验结果可知,随着进入传送磁极P2-P6的磁力线增加,如果在显影间隙部分正常方向中磁通量密度的衰减率为40%或更大,则浓密地形成磁刷,且在后端的图像遗漏可充分减少。同样,按照本发明的发明人获得的实验结果可知,考虑到主磁极的半值宽度,如果该主磁极的半值宽度低于22°,则浓密地形成磁刷,且在后端的图像遗漏可充分减少。
以下,测量FeNdB键磁辊(直径20mm)的磁通量密度。与具有弱磁性的铁氧体等普通磁辊的比较结果示于表2(a)和(b)中。采用上述TS-10A探针(商购自ADS)和Gauss Meter(HGM-8900:商购自ADS)测量这些磁辊。在正常方向和切线方向上测量磁通量密度的Hall探针位置为距套筒表面0.5mm。在表2的磁辊中,P3的主要功能是将显影剂返回单元内。当磁通量密度极小时,其不被显示。
[表2]
(a)FeNdB键磁辊
    P1a     P1b   P1c     P2     P4     P5     P6
磁通量密度(mT)     87     69.8   77.7     54     30     72.8     62.2
半值中心角     337.7     0   22.6     59.1     147.8     203     287.6
半值宽度     17.8     13.4   17.1     29.7     84.9     42.2     46.6
磁极     S     N   S     N     N     S     N
(b)现有技术的磁辊
    P1a   P2   P4   P5   P6
磁通量密度(mT)     89.2   57.5   21.1   63.5   71.9
半值中心角     0   65.8   157.8   211.4   295.5
半值宽度     47.6   37.2   29.3   38   49.7
磁极     S   N   N   S   N
如果具有表2(a)所示结构的磁辊实际用于成像设备的显影装置(图像显影器)元件,则可抑制后端图像遗漏和图像的锯齿形。换句话说,通过使主磁极的半值宽度变窄,可控制短磁刷是否出现,从而使显影间隙变窄,向在磁刷端处调色剂的基础漂移会减小至非常低的数量,磁刷的外观和消失在套筒的纵向上是均匀的,从而在图像后端的锯齿形和白色漏空现象均不易发生。
图11显示了彩色成像设备的实例,其也是本发明的成像设备的实例。围绕着作为负载潜像元件的光电导体鼓1设置:充电装置(充电器)2,其通过充电辊等向光电导体鼓1(静电潜像负载元件)充电,曝光装置(光辐照器)3,其通过激光束等在光电导体鼓1(静电潜像负载元件)的均匀充电表面上形成潜像;显影装置(图像显影器)4,其通过给光电导体鼓1(静电潜像负载元件)上设置的潜像施加充电的调色剂而形成调色剂图像;转印装置(转印器)5,其通过转印带或转印辊,充电器等将于光电导体鼓1上形成的调色剂图像转印至记录纸(记录介质)6上;清洁装置(清洁器)7,其在转印后将残留在光电导体鼓1上的调色剂除去;放电装置8,其将光电导体鼓1上的剩余的电荷放电。显影装置(图像显影器)具有转换器结构,包括Bk图像显影器,C图像显影器,M图像显影器和Y图像显影器。在该结构中,其表面被充电装置2的充电辊均匀充电的光电导体鼓1经曝光装置3形成静电潜像,并通过显影装置(图像显影器)4形成调色剂图像。通过转印装置5,将该调色剂图像由光电导体鼓1的表面转印至记录纸(记录介质),记录纸由纸进料托盘(未示出)传送。随后,在记录纸上的调色剂图像通过定影装置定影于记录纸上。同时,剩余在光电导体鼓上未转印的调色剂经清洁装置7回收。剩余调色剂已回收后的光电导体鼓经放电灯(放电装置)8初始化,并准备进行下一次成像过程。
具有上述结构的成像设备采用了本发明的成像方法,从而可在长时间保持高成像质量和优异的细线,并且,不会再现异常的图像,如后端的图像遗漏。进而,还可防止由于伴随调色剂变质而引起的调色剂散射而在设备内部和外部造成的污染。在彩色成像方法中,可在长时间保持高成像质量和优异地再现细线和点,并且,不会再现异常的图像,如后端的图像遗漏,并且,还可防止由于调色剂随时间变化变质伴随彩色混合而引起的图像质量变差。
(成像处理盒)
本发明的成像处理盒包含本发明的显影剂,具有显影剂容器构成的图像显影器,并供应本发明的显影剂至静电潜像,从而形成可视静电潜像并形成调色剂图像,以及静电潜像载体之一,装配以向静电潜像表面均匀充电的充电器,以及装配以清洁静电潜像负载元件的表面的清洁器。成像处理盒是在单件构造中形成的,并可与成像设备连接且分离。在本发明的成像处理盒中的图像显影器包含本发明的显影剂。该显影剂包含用于对本发明的静电潜像进行显影的调色剂。
当将本发明的成像处理盒加至成像设备中时,其显示出令人满意的充电性。本发明的成像处理盒也能够形成图像,在其上,调色剂几乎不会被弱化或反充电,调色剂不会散射,甚至在高温和高湿度下印刷上万张后也是如此。
图12是显示成像加工单元(处理盒)的实例的示意图。成像处理单元106包括用作静电潜像负载元件的光电导体鼓101,用作充电装置的充电辊103,用作清洁装置的清洁装置105,用作图像显影器的图像显影器102。成像处理单元106的这些组分构成了与印刷主体可连接且可分离形式的内部结构。图像显影器102包括显影套筒104。
参考下述实施例进一步详细地说明本发明。应当理解,本发明不受这些实施例的限制。在实施例中,份数均指“重量份”。
实施例A-1
(合成粘合剂树脂)
将724份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物,276份的间苯二甲酸和2份的二丁基氧化锡加入一个反应容器中,反应容器备有冷凝器,搅拌器和氮气入口管,将上述物质在230℃及常压下反应8小时,再在10-15mmHg的减压下反应5小时,冷却至160℃,然后加入32份邻苯二甲酸酐,继续反应2小时。接下来,将反应混合物冷却至80℃,加入188份乙酸乙酯中的异佛尔酮二异氰酸酯,反应2小时以获得包含异氰酸酯的预聚物(1)。然后,使267份的聚合物(1)与14份的异佛尔酮二胺在50℃下反应2小时,获得重均分子量为64000的脲改性聚酯树脂(1)。以与上述相同的方式,使724份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物与276份间苯二甲酸在230℃下进行缩聚8小时,然后在10-15mmHg的减压下反应5小时,获得峰值分子量为5000的未改性聚酯树脂(a)。将200份的脲改性聚酯树脂(1)和800份的未改性聚酯树脂(a)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(1)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(1)。Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
将240份上述粘合剂树脂(1)的乙酸乙酯/MEK溶液,20份的季戊四醇四山俞酸酯(熔点:81℃,熔体粘度:25cps)和10份的炭黑加入烧杯中,在12000rpm及60℃下由TK均混机搅拌以均匀溶解和分散各成分。将706份的离子交换水,294份10%的羟基磷灰石悬浮液(Japan ChemicalIndustries,Supertite 10)和0.2份的十二烷基苯磺酸钠加入烧杯中,均匀溶解。然后,将温度升至60℃,将上述调色剂材料溶液加入,同时在12000rpm下于TK均混器中搅拌10分钟。接下来,将该混合后的溶液转移至备有搅拌棒和温度计的烧瓶中,将温度升至98℃以除去部分溶剂,然后,将温度降回至室温,将混合物在相同的均混器中在12000rpm下搅拌以将调色剂由球形改变成另外的形状,完全除去溶剂。随后,将产品漂洗并干燥,通过气动进行分级,获得调色剂颗粒基质。体积平均粒径(Dv)为6.75μm,数均粒径(Dn)为5.57μm,比例(Dv/Dn)为1.21。然后,将0.5份的疏水性二氧化硅加至100份调色剂中,并在亨舍尔混合器中混合,获得本发明的调色剂(1)。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
实施例A-2
(合成粘合剂树脂)
以与实施例A-1相同的方式,使334份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物,274份间苯二甲酸和20份无水1,2,4-苯三酸进行缩聚,并与154份的异佛尔酮二异氰酸酯反应,得到预聚物(2)。然后,以与实施例A-1相同的方式使213份的预聚物(2),9.5份异佛尔酮二胺和0.5份二丁基胺反应,获得脲改性的聚酯树脂(2),其重均分子量为79000。将200份的脲改性聚酯树脂(2)和800份的未改性聚酯树脂(a)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(2)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(2)。峰值分子量为5000,Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
重复实施例A-1相同的过程,只是粘合剂树脂(1)被粘合剂树脂(2)代替,溶解温度和分散温度变成50℃,得到本发明的调色剂颗粒基质(2)。然后,加入1.0份水杨酸衍生物的锌盐作为电荷控制物质,在加热气氛下搅拌使电荷控制物质存在于调色剂的表面上。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为5.5μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为4.88μm,比例(Dv/Dn)为1.14。然后,将1.0份的疏水性二氧化硅和0.5份疏水性二氧化钛与100份调色剂在亨舍尔混合器中混合,获得本发明的调色剂(2)。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
实施例A-3
(合成粘合剂树脂)
将30份的脲改性聚酯树脂(1)和970份的未改性聚酯树脂(a)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(3)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(3)。峰值分子量为5000,Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
以与实施例A-2相同的方式获得本发明的调色剂(3),只是粘合剂树脂(2)被粘合剂树脂(3)代替,着色剂变成8份的炭黑。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为6.82μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为6.11μm,比例(Dv/Dn)为1.12。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
实施例A-4
(合成粘合剂树脂)
将500份的脲改性聚酯树脂(1)和500份的未改性聚酯树脂(a)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(4)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(4)。峰值分子量为5000,Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
以与实施例A-1相同的方式获得本发明的调色剂(4),只是粘合剂树脂(1)被粘合剂树脂(4)代替,8份炭黑用作调色剂的材料。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为4.89μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为4.45μm,比例(Dv/Dn)为1.10。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
实施例A-5
(合成粘合剂树脂)
将750份的脲改性聚酯树脂(1)和250份的未改性聚酯树脂(a)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(5)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(5)。峰值分子量为5000,Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
以与实施例A-1相同的方式获得本发明的调色剂(5),只是粘合剂树脂(1)被粘合剂树脂(5)代替。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为5.95μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为5.21μm,比例(Dv/Dn)为1.14。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
实施例A-6
(合成粘合剂树脂)
将850份的脲改性聚酯树脂(1)和150份的未改性聚酯树脂(a)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(6)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(6)。峰值分子量为5000,Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
以与实施例A-1相同的方式获得本发明的调色剂(6),只是粘合剂树脂(1)被粘合剂树脂(6)代替。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为3.90μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为3.38μm,比例(Dv/Dn)为1.15。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
实施例A-7
(合成粘合剂树脂)
将724份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物和276份对苯二甲酸在大气压及230℃下进行缩聚2小时,在10-15mmHg减压下反应5小时,获得未改性的聚酯树脂(b),其峰值分子量为800。将200份的脲改性聚酯树脂(1)和800份的未改性聚酯树脂(b)溶解于2000份乙酸乙酯/MEK(1/1)混合溶剂中,搅拌,获得粘合剂树脂(7)的乙酸乙酯/MEK溶液。在部分减压下对其进行干燥,分离出粘合剂树脂(7)。Tg值为45℃。
(制备调色剂)
以与实施例A-1相同的方式获得本发明的调色剂(7),只是粘合剂树脂(1)被粘合剂树脂(7)代替。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为5.22μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为4.50μm,比例(Dv/Dn)为1.16。其它详细的条件和实验结果如表3所示。
比较例A-1
(合成粘合剂树脂)
将354份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物和166份的间苯二甲酸采用2份二丁基氧化锡作为催化剂进行缩聚,获得比较用的粘合剂树脂(1),其峰值分子量为4000。比较粘合剂树脂(1)的Tg值为57℃。
将100份上述比较粘合剂树脂(1),200份的乙酸乙酯溶液和10份的炭黑加入烧杯中,在12000rpm及50℃下由TK均混机搅拌以均匀溶解和分散各成分。然后,以与实施例A-1相同的方式将各成分转变成调色剂,获得体积平均粒径6μm的比较用调色剂(1),调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为7.51μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为6.05μm,比例(Dv/Dn)为1.24。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
比较例A-2
(合成粘合剂树脂)
将343份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物,166份的间苯二甲酸和2份的二丁基氧化锡加入一个反应容器中,反应容器备有冷凝器,搅拌器和氮气入口管,将上述物质在230℃及常压下反应8小时,再在10-15mmHg的减压下反应5小时,冷却至80℃,然后将14份甲苯二异氰酸酯加至甲苯中,在110℃下反应5小时,将溶剂除去获得脲烷改性的聚酯树脂,其重均分子量为98000。将363份双酚A环氧乙烷二摩尔加合物和166份间苯二甲酸如实施例A-1进行缩聚,获得未改性的聚酯树脂,其峰值分子量为3800,酸值为7。将350份上述脲烷改性的聚酯树脂和650份的未改性的聚酯树脂溶解于甲苯中,搅拌后,除去溶剂,获得比较粘合剂树脂(2)。比较粘合剂树脂(2)的Tg值为58℃。
(制备调色剂)
将100份比较粘合剂树脂(2)与8份炭黑通过下述方法转化成调色剂。首先,采用亨舍尔混合机进行预混后,将混合物在连续捏合机中捏合。然后,在喷射式破碎机中进行粉碎,在空气流分级机中对产物进行分级,获得调色剂。接下来,使1.0份的疏水性二氧化硅和0.5份疏水性二氧化钛与100份调色剂用亨舍尔混合机进行混合,获得比较调色剂(2)。调色剂颗粒基质的平均粒径体积(Dv)为6.50μm,数均粒径(Dn)为5.50μm,比例(Dv/Dn)为1.18。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
比较例A-3
(合成粘合剂树脂)
将354份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物和166份的间苯二甲酸采用2份二丁基氧化锡作为催化剂进行缩聚,获得比较用的粘合剂树脂(3),其峰值分子量为12000。Tg值为62℃,酸值为10。
(制备调色剂)
将100份上述比较粘合剂树脂(3),200份的乙酸乙酯和4份的铜酞氰蓝加入烧杯中,在12000rpm及50℃下由TK均混机搅拌以均匀溶解和分散各成分,获得比较用调色剂原料溶液。然后,将其以与实施例A-5相同的方式转化成调色剂,获得比较调色剂(3)。调色剂颗粒基质的体积平均粒径(Dv)为6.12μm,调色剂颗粒基质的数均粒径(Dn)为4.64μm,比例(Dv/Dn)为1.32。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
比较例A-4
(制备调色剂)
在与实施例A-1相同的条件下制备比较调色剂(4),只是制备过程中改变在实施例A-1中制备的调色剂颗粒基质的形式,在除去部分溶剂和回到室温后,将调色剂制剂由球形改变,并采用相同的均混器在18000rpm下搅拌。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
比较例A-5
(制备调色剂)
在与实施例A-1完全相同的条件下制备调色剂,只是将0.2份的疏水性二氧化硅与100份实施例A-1制备的调色剂颗粒基质用亨舍尔混合机混合,获得比较调色剂(5)。其它详细的条件和实验结果如表3和表4所示。
[性质测量]
<粒径(体积平均粒径(Dv),数均粒径(Dn))>
采用Coulter Electronics Coulter Counter Model TA-II测量粒径(体积平均粒径,数均粒径)。
采用上述测量装置,使接口(Nikka Machines)和PC 9801个人计算机(商购自NEC)与数字分布和体积分布输出连接,采用纯氯化钠制备1%的氯化钠水溶液。
测量是这样进行的:将表面活性剂,优选0.1-5ml的烷基苯磺酸盐分散于作为分散剂的100-150ml上述电解质溶液中,加入2-20mg的测量样品,在超声分散仪中分散处理大约1-3分钟。
将100-200ml的电解质溶液加至另一个烧杯中,将上述样品分散液加至预定浓度得到悬浮液。
采用该悬浮液测量在2-40μm范围内的颗粒粒径分布,测量采用100μm的孔径作为上述Coulter Counter TA-II的孔径,计算在2-40μm范围内的颗粒的体积分布和数量分布,获得基于由体积分布计算的重量的重均粒径(D4:对每一通道取平均值,作为该通道的代表值)。
<测量圆形度>
采用光学检测带方法,其中,使含颗粒的悬浮液(采用与进行上述粒径测量制备的相同的悬浮液)通过板上的照相检测带,采用CCD照相机对颗粒图像进行光学检测/分析。
通过流动型颗粒图像分析仪FPIA-1000(Toa Medical Electronics)测量该值作为平均圆形度。具体地说,这样进行测量:将作为分散剂的0.1-0.5ml的烷基苯磺酸盐表面活性剂加至100-150ml的水(已将容器中的固体杂质预先除去)中,然后加入大约0.1-0.5g的测量样品。将样品分散于其中的悬浮液用超声分散仪进行分散处理大约1-3分钟,采用和上述设备在分散体浓度3000-10000数/μl下测量调色剂形状。
<直径为0.6-2.0μm的颗粒的含量>
采用如上用于粒径测量制备的相同的悬浮液,在与用于圆形度中使用的相同的条件下测量调色剂分布,采用相同的流动型颗粒图像分析仪FPIA-1000(Toa Medical Electronics),计算直径为0.6-2.0μm的颗粒的颗粒比例。
<SF-1>
由Hitachi Laboratories FE-SEM(S-800)放大1000倍的2μm或更大的调色剂的图像在100帧下取样,将该图像的信息经接口输入至例如ThermoNicolet Inc.图像分析仪(Luzex III),由其进行分析。
[测试方法]
<图像浓度>
图像部分的浓度由X-RiTe 938测量。
<在图像背景上调色剂的沉积>
背景部分的浓度由X-RiTe 938测量。
<成膜>
目视观察在显影辊表面上调色剂是否存在成膜。
○:未成膜,×:成膜
<较低定影温度极限>
Ricoh Company Ltd.的6200型纸放置于Copier IPSIO 420(Ricoh CompanyLtd.生产)上,该装置具有改进的定影部件,采用聚四氟乙烯(Teflon)辊作为定影辊,进行转印测试。在擦去垫上的定影图像后剩余70%或更多的图像浓度的定影辊温度被取作较低定影温度极限。
<热透印温度(HOT)>
以与上述较低定影温度极限相同的方式评价定影,目视评价定影图像上热透印是否存在。出现热透印的定影辊温度被取作热透印温度。
[表3]调色剂性质
调色剂号                        粒度分布       调色剂形状                                         调色剂组成
   体积平均粒径Dv(μm)    数均粒径Dn(μm)    比值Dv/Dn  0.6-0.2μm的颗粒(按数计%) 平均圆形度 SF-1 外加添加剂1 外加添加剂2
组成  第一级粒径(nm)   加入量(重量份) 组成   第一级粒径(nm)   加入量(重量份)
实施例A-1 调色剂1     6.75     5.57     1.21     5.3   0.948     142 疏水性二氧化硅     10     0.5     -     -     -
实施例A-2 调色剂2     5.54     4.88     1.14     7.2   0.980     115 疏水性二氧化硅     10     1.0     二氧化钛     10     0.5
实施例A-3 调色剂3     6.82     6.11     1.12     4.9   0.966     133 疏水性二氧化硅     10     1.5     二氧化钛     10     0.5
实施例A-4 调色剂4     4.89     4.45     1.10     10.2   0.976     125 疏水性二氧化硅     30     2.0     -     -     -
实施例A-5 调色剂5     5.95     5.21     1.14     11.3   0.950     138 疏水性二氧化硅     30     2.5     二氧化钛     10     0.5
实施例A-6 调色剂6     3.90     3.38     1.15     14.5   0.987     108 疏水性二氧化硅     120     5.0     疏水性二氧化硅     0.5
实施例A-7 调色剂7     5.22     4.50     1.16     5.9   0.974     120 二氧化钛     10     1.0     -     -     -
比较例A-1 比较调色剂1     7.51     6.05     1.24     8.0   0.955     144 疏水性二氧化硅     10     0.5     -     -     -
比较例A-2 比较调色剂2     6.50     5.50     1.18     7.7   0.934     143 疏水性二氧化硅     10     1.0     二氧化钛     10     0.5
比较例A-3 比较调色剂3     5.12     4.64     1.32     10.3   0.960     128 疏水性二氧化硅     10     1.0     二氧化钛     10     0.5
比较例A-4 比较调色剂4     5.66     4.67     1.21     20.1   0.940     155 疏水性二氧化硅     10     0.5     -     -     -
比较例A-5 比较调色剂5     6.75     5.57     1.21     5.3   0.948     142 疏水性二氧化硅     10     0.2     -     -     -
[表4]实验结果
   调色剂号          图像密度          背景沉积      成膜    定影温度的下限(℃)    热透印温度℃    总体评价
   开始  100,000页后    开始  100,000页后  100,000页后
  实施例A-1 调色剂1     1.43     1.36     0.02     0.04     ○     145   240或更大     ○
  实施例A-2 调色剂2     1.39     1.38     0.01     0.00     ○     130   240或更大     ○
  实施例A-3 调色剂3     1.47     1.41     0.00     0.01     ○     150   240或更大     ○
  实施例A-4 调色剂4     1.45     1.43     0.01     0.01     ○     135   240或更大     ○
  实施例A-5 调色剂5     1.46     1.45     0.00     0.01     ○     150   240或更大     ○
  实施例A-6 调色剂6     1.48     1.46     0.01     0.00     ○     130   240或更大     ○
  实施例A-7 调色剂7     1.46     1.45     0.00     0.00     ○     125   240或更大     ○
  比较例A-1 比较调色剂1     1.44     1.40     0.04     0.58     ○     195   200     ×
  比较例A-2 比较调色剂2     1.35     1.31     0.02     0.15     ×     165   240或更大     ×
  比较例A-3 比较调色剂3     1.40     1.05     0.02     0.47     ×     120   210     ×
  比较例A-4 比较调色剂4     1.30     1.01     0.03     0.56     ×     145   240或更大     ×
  比较例A-5 比较调色剂5     1.33     1.25     0.03     0.25     ×     145   240或更大     ×
按照本发明的静电潜像进行显影的调色剂包含特定量的0.3-5.0重量份的外加添加剂与100重量份的调色剂颗粒基质混合,所述调色剂颗粒基质具有特定的粒度,粒度分布和形状以及体积平均粒径(Dv)为3-7μm,体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(/Dv/Dn)为1.01-1.25,粒径范围在0.6-2.0μm的颗粒含量为15%或更少,平均圆形度为0.930-0.990,从而其具有优异的显影稳定性,抗成膜性和低温定影性,以及优异的无热透印性,优异的电荷稳定性及长寿命。
本发明也提供了包含调色剂的一种容器,含调色剂的显影剂,采用该显影剂的成像方法,成像设备,以及成像处理盒。
以下描述本发明的优选成像方法的实例。
实施例B-1至B-16和比较例B-1至B-6
[成像设备]
在该实施例中,采用具有图9结构的显影装置(图像显影器),如上所述,主磁极的半值宽度为16°,磁通量密度衰减率为53.5%。考虑到其它具体的条件,光电导体鼓1的鼓直径为60mm,鼓线速度为240mm/秒,显影套筒43的套筒直径为20mm,套筒线速度设置为600mm/秒。因此,套筒线速度与鼓线速度的比值为2.5。同样,光电导体鼓1与显影套筒43间的距离即显影间隙为0.4mm。控制显影套筒上显影剂量的刮片设置为0.4mm,以控制显影剂含量。在显影套筒中的磁辊为如表2所述的FeNdB键辊。
[显影剂]
以下,描述在本发明中采用的调色剂,载体和含这些成分的双组分显影剂。在实施例Bs中采用的调色剂是通过如上所述的聚合方法生产的,调色剂的具体生产过程如下。
-合成有机树脂颗粒分散体-
将683份的水,11份甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐(ELEMINOL RS-30,Sanyo Chemical Industries,Ltd.),83份的苯乙烯,83份的甲基丙烯酸,110份的丙烯酸丁酯和1份的过硫酸铵加至设有搅拌器和温度计的反应容器中,在400rpm/分钟下搅拌15分钟得到一种白色乳液。将其加热,使体系温度升至75℃,反应进行5小时。然后,加入30份1%的过硫酸铵的水溶液,将反应混合物熟化并在75℃下5小时,获得乙烯基树脂的水性分散体(苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧乙烷加合物的硫酸酯的钠盐的共聚物),即“颗粒乳液1”。由LA-920测量的颗粒乳液1的体积平均粒径为105nm。在“颗粒乳液1”部分干燥和分离树脂后,树脂的Tg值为59℃,体积平均分子量为150000。
-制备水性相-
将990份的水,83份的“颗粒乳液1”,37份的48.5%十二烷基二苯基醚二磺酸钠(ELEMINOL MON-7:Sanyo Chemical Industries,Ltd.)和90份的乙酸乙酯混合,并一起搅拌得到一种乳状液体。将其称作“水相1”。
-合成低分子量聚酯-
将229份双酚A环氧乙烷二摩尔加合物,529份双酚A环氧丙烷三摩尔加合物,208份对苯二甲酸,46份己二酸和2份二丁基氧化锡放置于备有冷凝器,搅拌器和氮气入口管的反应容器中,反应在常压及230℃下反应8小时,再在10-15mmHg的减压下反应5小时,然后向反应容器中加入44份无水1,2,4-苯三酸,在常压及180℃下进行2小时获得“低分子量聚酯1”。该“低分子量聚酯1”的数均分子量为2500,重均分子量为6700,Tg为43℃,酸值为25。
-合成聚酯预聚物(中间体聚酯)-
将682份的双酚A环氧乙烷二摩尔加合物,81份双酚A环氧丙烷二摩尔加合物,283份对苯二甲酸,22份无水1,2,4-苯三酸和2份二丁基氧化锡放置于备有冷凝器,搅拌器和氮气入口管的反应容器中,反应在常压及230℃下进行8小时,然后在10-15mmHg的减压下反应5小时,获得“中间体聚酯1”。该“中间体聚酯1”的数均分子量为2100,重均分子量为9500,Tg为55℃,酸值为0.5,羟基值为51。
然后,将410份“中间体聚酯1”,89份异佛尔酮二异氰酸酯和500份乙酸乙酯放置于备有冷凝器,搅拌器和氮气入口管的反应容器中,反应在100℃下进行5小时,获得“预聚物1”。“预聚物1”的游离异氰酸酯wt%为1.53%。
-合成酮亚胺-
将170份的异佛尔酮二胺和75份甲乙酮加至备有搅拌器和温度计的反应容器中,将反应在50℃下进行5小时,获得“酮亚胺化合物1”。“酮亚胺化合物1”的胺值为418。
-合成母炼胶-
将1200份水,540份炭黑(Printex 35,Degussa AG)[DBP油吸收量=42ml/100mg,pH=9.5]和1200份聚酯树脂加入亨舍尔(Henschel)混合机(Mitsui Mining)中并进行混合,然后采用两个辊将混合物在150℃下捏合30分钟,将挤出物冷却并用粉碎机破碎,获得“母炼胶1”。
-生产油相-
将378份“低分子量聚酯1”,110份巴西棕榈蜡,22份CCA(水杨酸金属配合物E-84:Orient Chemical Industries)和947份乙酸乙酯加至备有搅拌器和温度计的反应容器中,搅拌下将温度升至80℃,并在80℃下保持5小时,在1小时内冷却至30℃。然后,将500份的“合成母炼胶1”和500份的乙酸乙酯加入容器中,混合1小时,得到“初始料液1”。
将1324份的“初始料液1”转移至一个容器中,并采用砂磨机(超砂磨机,Imax)在液体进料速度1kg/小时,盘周速为6m/秒,0.5mm氧化锆珠填充至80%(按体积%计)和3途径的条件下分散炭黑和蜡。然后,加入1324份65%“低分子量聚酯1”的乙酸乙酯溶液,在上述条件下通过砂磨机在途径1中分散,获得“颜料/WAX分散体1”。“颜料/WAX分散体1”的固体浓度(130℃,30分钟)为50%。
-乳化和脱除溶剂-
将749份“颜料/WAX分散体1”、115份“预聚物1”和2.9份“酮亚胺化合物1”放置在容器中,并通过TK均混器(Special Machinery)在5000rpm下混合1分钟,然后,加入1200份“水相1”至容器中,在TK均混器中在转速13000rpm下混合20分钟,得到“乳化浆液1”。
“将乳化浆液1”放置在备有搅拌器和温度计的容器中,然后在30℃下经8小时除去溶剂,并将产物在45℃下熟化4小时,获得“分散体浆液1”。在实施例B-1中,“分散体浆液1”的体积平均粒径为5.99μm,数均粒径为5.70μm(采用Multisizer II测量)。
-漂洗和干燥-
在减压下过滤100份的“分散体浆液1”
(1)100份离子交换水加至滤饼中,在TK均混器(转速12000rpm,10分钟)中混合,过滤。
(2)将100份10%的氢氧化钠加至(1)的滤饼中,在TK均混器(转速12000rpm,30分钟)中混合,并在减压下过滤。
(3)将100份10%盐酸加至(2)的滤饼中,在TK均混器(转速12000rpm,10分钟)中混合,过滤。
(4)将300份的离子交换水加至滤饼(3)中,在TK均混器(转速12000rpm,10分钟)中混合,过滤两次,获得“滤饼1”。
“滤饼1”在循环式空气干燥机中在45℃下干燥48小时,通过75μm目的筛子进行筛分,获得“调色剂1”。调色剂的平均粒径为10μm或更小,但是,如果粒径太小的话,则难以控制调色剂的散射,从而在本发明中,为满足高质量图像的需求,采用平均粒径为4.0-8.0μm的调色剂。
在如上所述获得的调色剂中,Dv,Dn和平均圆形度是变化的,并进行成像实验。通过调节有机颗粒物分散体的分散体数量,而改变Dv和Dn值。参看以下描述的表5,在实施例B-1至B-8中,比值(Dv/Dn)为10.5-1.25,而在比较例B-1至B-3中,调色剂不能满足本发明的特定范围。同样,可也通过调节TK均混器的转速及制备乳化浆液时的溶剂除去条件来改变平均圆形度。参看以下描述的表6,在实施例B9-16中,平均圆形度为0.951-0.990,而在比较例B-4至B-6中,调色剂不能满足本发明的特定范围。
所涉及的用于实施例Bs中的载体,是将包含200份有机硅树脂溶液(商购自Shin-Etsu Chemicals)和3份炭黑(商购自Cabot Corporation)的涂敷液溶在甲苯中的溶液采用流动层喷雾法对铁氧体芯材进行涂敷,并涂敷至铁氧体磁蕊材表面上,在电炉中于300℃下煅烧2小时所获得的有机硅树脂涂敷的载体。所涉及的载体粒径,其平均粒径优选为30-60μm,调色剂的粒径分布相对较窄,在本发明中,采用粒径为40μm的载体。
将上述调色剂与载体混合在一起获得用于成像的显影剂。在该过程中,调节调色剂的浓度。通过Coulter Counter TAII(Coulter Electronics)测量调色剂和载体的粒径分布。采用在常温和常湿度下的放气计测量调色剂的重量比和电荷量。
[实验和评价方法]
针对(1)图像质量(图像密度,高图像质量判断)和(2)异常图像(后端图像遗漏,由于清洁较差调色剂沉积于图像背景上)来评价图像。在备有本发明显影装置(图像显影器)的常规Ricoh Company,Ltd的复印机上设置早前所述的干燥的双组分显影剂,并进行复印。复印条件是,使A4纸6%图表图像连续通过复印机,首先,(A)100张(指示初始时期),然后(B)5000张(指示随时间的变化)。在(A)和(B)后,每10张用各种图像图案复印得到的复印件取作样品。实验图像为(1)用于评价图像质量的实心图像和实心交互(cross)图像,(2)用于评价异常图像(在后端图像遗漏)的网格图案。基于此,(1)对(2)的实验标准定义为三种程度,即○,△和×。○是指满意,无(1)图像质量和(2)异常图像的问题;△是指对(1)图像质量和(2)异常图像的问题不满意,但不是太多而引起问题;而×是指对(1)图像质量和(2)异常图像的问题不满意到引起问题的程度。在该实验中,○和△确定为“可接受”,而×确定为“不可接受”。
以下述方式进行实验:
(1)粒径
采用具有100μm孔径的Coulter Electronics粒径仪“Coulter Counter TAII”测量粒度。通过上述粒径仪测得体积平均粒径Dv和数均粒径Dn。
(2)平均圆形度
通过流量计颗粒图像分析仪FPIA-2100(Toa Medical Electronics)对平均圆形度进行测量。具体说来,这样进行测量:将作为分散剂的0.1-0.5ml的烷基苯磺酸盐表面活性剂加至100-150ml水中,所说的水是在预先除去固体杂质的容器中,然后加入大约0.1-0.5g的测量样品。将样品分散于其中的悬浮液经超声分散仪进行分散处理大约1-3分钟,在3000-10000数/μl的分散浓度下,通过上述设备测量调色剂的形状。
(3)图像质量
评价图像浓度和高图像质量。对图像质量来说,填充图像的图像密度由X-Rite(X-Rite)测量。在每种颜色的五个点上进行测量,计算每种颜色的平均值。对高图像质量,目视评价通过设备的“细水平线”显影的稳定程度和对于在纸上填充交叉图像的网点再现性。
(4)异常图像(在后端的图像遗漏,背景沉积)
对通过设备的纸上的网格图像,目视确定由于在图像背景上调色剂沉积在后端的图像遗漏和图像变差程度。
采用表5和表6所示的实际实验结果说明本发明的效果。首先,表5显示出初始调色剂的比值(Dv/Dn),图像浓度和异常图像间的关系。应当指出,关于(A),初期评价,图像质量和异常图像处于满意的水平,因为它们并不直接显示本发明解决获得的图像随时间变化而变差的效果,仅仅是(B),显示出随时间变化(通过5000张纸)实验结果的评价。由表5所示的结果,当比值(Dv/Dn)为1.05-1.25时,图像质量和异常图像的抑制均是可以接受的(○,△)。
[表5]
  比值(Dv/Dn)  平均圆形度   图像质量   异常图像
比较例B-1     1.04     0.991     ○     ×
实施例B-1     1.05     0.976     ○     △
实施例B-2     1.07     0.982     ○     ○
实施例B-3     1.09     0.986     ○     ○
实施例B-4     1.14     0.973     ○     ○
实施例B-5     1.19     0.968     ○     ○
实施例B-6     1.21     0.959     ○     ○
实施例B-7     1.24     0.950     ○     ○
实施例B-8     1.25     0.956     △     ○
比较例B-2     1.26     0.948     ×     △
比较例B-3     1.29     0.936     ×     △
表6显示了初始调色剂的平均圆形度,图像浓度和异常图像之间的关系。同样,仅仅显示了随时间变化(B)实验(在通过5000张纸后)。由表6所示的结果看,当平均圆形度为0.930-0.990时,图像质量和对异常图像的抑制均是可以接受的(○,△)。
[表6]
  比值(Dv/Dn)  平均圆形度   图像质量   异常图像
比较例B-4     1.17     0.929     ×     ×
实施例B-9     1.23     0.931     △     △
实施例B-10     1.18     0.954     ○     △
实施例B-11     1.21     0.959     ○     ○
实施例B-12     1.19     0.968     ○     ○
实施例B-13     1.14     0.973     ○     ○
实施例B-14     1.09     0.986     ○     ○
实施例B-15     1.06     0.989     ○     △
实施例B-16     1.11     0.990     ○     △
比较例B-5     1.08     0.994     ○     ×
比较例B-6     1.13     0.995     ○     ×
由表5和表6可以看出,为了获得高图像质量和优异的细线和网点再现性,且即使随时间变化,也无后端的图像遗漏和调色剂在图像背景上的沉积,需要同时满足的条件是比值(Dv/Dn)为1.05-1.25,平均圆形度为0.930-0.990。
按照本发明的上述优选方面的成像方法中,通过用显影装置(图像显影器)显影,其中,显影器连接至显影套筒上,于显影套筒上形成磁刷,显影器与潜像接触或与潜像负载元件接触使潜像可目视,在与潜像负载元件接触的显影套筒的纵向上磁刷形成均匀的刷。因此,即使随时间变化对显影器施加了高压力,仍可长期保持均匀且窄的粒径分布,结果,稳定了充电性质,可长期连续获得高图像质量,优异的细线和网点再现性,且无任何异常图像,如无后端的图像遗漏。
进而,在采用该成像方法的成像设备和彩色成像设备中,可获得相同的结果,从而可防止由于随时间变化调色剂变差,调色剂在设备内部和外部造成的污染,并可防止由于颜色混合而造成的图像质量变差。

Claims (26)

1.一种使静电潜像显影的调色剂,其包括:
含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;
外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),且体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的基质调色剂,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
2.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中调色剂在下面等式中的形状系数(SF-1)是105至140,
SF-1={(MIXING)2/AREA}×(π/4)×100
其中,“MIXING”表示调色剂的最大绝对长度,“AREA”表示调色剂的投射表面积。
3.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中改性聚酯树脂至少具有一个脲基团。
4.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中外加添加剂包括疏水性二氧化硅。
5.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中外加添加剂至少包括两种无机细颗粒。
6.根据权利要求5的使静电潜像显影的调色剂,其中两种无机细颗粒中的每一种是二氧化硅和二氧化钛。
7.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中调色剂的是通过将至少一种调色剂组合物溶解并分散于一种有机溶剂中,进一步将该调色剂组合物溶解在水性介质中获得的,并且改性的聚酯树脂是在水性介质中由预聚物产生的。
8.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中粘合剂树脂还包括未改性的聚酯树脂,且改性的聚酯树脂与未改性的聚酯树脂的重量比(改性聚酯树脂/未改性的聚酯树脂)是5/95至80/20。
9.根据权利要求8的使静电潜像显影的调色剂,其中未改性的聚酯树脂的峰值分子量是1000-20000。
10.根据权利要求8的使静电潜像显影的调色剂,其中未改性的聚酯树脂的酸值是10mgKOH至30mgKOH。
11.根据权利要求8的使静电潜像显影的调色剂,其中未改性的聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)是35-55℃。
12.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中调色剂颗粒基质还包括蜡,该蜡分散于调色剂颗粒基质中,大多数蜡存在于靠近调色剂颗粒基质的表面而不是调色剂颗粒基质的中心。
13.根据权利要求1的使静电潜像显影的调色剂,其中在调色剂颗粒基质表面上嵌入一种电荷控制物质。
14.一种容器,其包括:
使静电潜像显影的调色剂,其中该调色剂包括:含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;以及外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),且体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的基质调色剂,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
15.一种显影剂,其包括:
使静电潜像显影的调色剂,其中该调色剂包括:含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;以及外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),且体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的调色剂颗粒基质,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
16.根据权利要求15的显影剂,还包括一种载体。
17.一种显影方法,该方法包括将显影剂提供到静电潜像上,并形成可视静电潜像的步骤;
其中显影剂包括使静电潜像显影的调色剂,且该调色剂包括:
含有粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;
以及外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0m的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,且基于100重量份的基质调色剂,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
18.根据权利要求17的显影方法,其中的步骤是通过:向显影剂负载元件上提供显影剂,该显影剂包括载体和使静电潜像显影的调色剂,以形成磁刷,和使在显影剂负载元件上由至少一个主磁极的磁力形成的包含了上述显影剂的磁刷靠近并接触到静电潜像上实现的,
该显影方法还包括将显影剂中的调色剂置于静电潜像上的步骤,以形成可视静电潜像,以及
该主磁极的磁通量密度的衰减因子是40%或更大。
19.根据权利要求18的显影方法,其中主磁极形成的半值宽度为220或更小。
20.根据权利要求18的显影方法,其中显影剂负载元件还包括一个吸引显影剂的磁极,一个输送该显影剂的磁极和一个辅助形成主磁极的磁极。
21.一种成像方法,该方法包括以下步骤:
根据图像给静电潜像负载元件充电;
为了形成静电潜像而对上述静电潜像负载元件进行光照射;
为了形成可视静电潜像并形成调色剂图像,给上述静电潜像提供显影剂;以及
将上述调色剂图像转印至记录介质上;
其中显影剂包括使静电潜像显影的调色剂,且该调色剂包括:
含粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;和
外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),且体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0ìm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,该粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的调色剂颗粒基质,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
22.根据权利要求21的成像方法,其中供应显影剂的步骤是通过:向显影剂负载元件上提供显影剂,该显影剂包括载体和使静电潜像显影的调色剂,和使在显影剂负载元件上由至少一个主磁极的磁力形成的包含了上述显影剂的磁刷靠近并接触到静电潜像上,以及通过将显影剂中的调色剂置于静电潜像上实现的,以形成可视静电潜像,且该主磁极的磁通量密度的衰减因子是40%或更大。
23.一种成像装置,其包括:
静电潜像负载元件;
为静电潜像负载元件充电而设置的充电器,以形成静电潜像;
为给予静电潜像光照射而设置的光照射器;
为给静电潜像提供显影剂而设置的图像显影器,以形成调色剂图像;
将调色剂图像转印至记录介质上设置的转印器;
其中显影剂包括使静电潜像显影的调色剂,而该调色剂包括:
含粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;和
外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,该粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的调色剂颗粒基质,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
24.根据权利要求23的成像装置,其中图像显影器包括显影剂负载元件,其面对静电潜像负载元件,显影剂负载元件至少具有一个主磁极,该主磁极的磁通量密度的衰减因子为40%或更大。
25.一种成像处理盒,其包括:
一种显影剂;
为显影剂容器设置的并给静电潜像提供显影剂而设置的图像显影器,以使该静电潜像可视化并形成调色剂图像;以及
下面的装置之一:
一种静电潜像载体;
给静电潜像均匀充电而设置的充电器;和
为清洁静电潜像载体的表面而设置的清洁器;
其中该成像处理盒被形成为一体结构,并可以与成像装置连接并从其上拆除,该显影剂包括使静电潜像显影的调色剂,而该调色剂包括:
含粘合剂树脂和着色剂的调色剂颗粒基质;和
外加添加剂;
其中大多数调色剂颗粒基质具有3-7μm的体积平均粒径(Dv),体积平均粒径(Dv)与数均粒径(Dn)的比值(Dv/Dn)是1.01-1.25,大多数调色剂颗粒基质包括按数量计为15%或更少的粒径为0.6-2.0μm的调色剂颗粒基质,大多数调色剂颗粒基质的平均圆形度为0.930-0.990,而粘合剂树脂包括改性的聚酯树脂,和基于100重量份的调色剂颗粒基质,调色剂包括0.3-5.0重量份的外加添加剂。
26.根据权利要求25的成像处理盒,其中图像显影器包括显影剂负载元件,其面对静电潜像负载元件,显影剂负载元件至少具有一个主磁极,且该主磁极的磁通量密度的衰减因子为40%或更大。
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