CN101266441B - 一组分显影剂、使用该显影的显影装置以及处理卡盒 - Google Patents

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Abstract

本发明的显影装置，至少包括显影辊，设置用来承载一组分显影剂(即调色剂)，以及显影剂层形成部件，其设置来在显影辊的表面上形成显影剂层。该一组分显影剂至少包括粘结剂树脂，蜡以及着色剂，而且显影装置满足下列关系(1)以及(2)：20＜X＜65-14α (1)；12.7α-25＞Q/M＞13.1α-44.5 (2)；其中X表示一比例(即露出的蜡的比例)，该比例为存在于显影剂表面的蜡占显影剂的蜡的总重量的％比(重量)；α表示在B点(该点为显影剂层形成部件与显影辊的表面的接触的中心)的显影剂层形成部件的第一切线以及显影剂成形成部件的在A点(该点离开显影剂层形成部件的顶端B点0.5mm)显影剂层形成部件的第二切线形成的夹角，其中α为0-π/2弧度；Q/M表示每重量单位的调色剂的带电数量，其单位为μC/g。

Description

一组分显影剂、使用该显影的显影装置以及处理卡盒
发明领域
本发明涉及使用一组分显影剂的显影装置。另外，本发明还涉及使用该一组分显影剂的图像形成方法以及使用该显影装置的处理卡盒。
背景技术
最近，在低端市场上，越来越需要小型低成本的激光打印机。为此，在定影装置(特别是热辊定影装置)中，去除油施加器是必须的。但是，热辊定影部件装置经常发生偏移问题，即纪录材料上的部分调色剂图像被转印到定影装置的定影部件上，该被转印的调色剂图像又被转印到该张记录材料和/或下一张记录材料，从而造成非正常图像。为了防止该偏移问题的发生，一般是使调色剂包括作为脱模剂的蜡。但是，这会使调色剂具有高的黏着性。
另一方面，在一组分显影装置中，一般是显影剂层形成刮板的设置为与显辊相对，以便在显影辊的表面上形成具有规定厚度的显影剂层，同时使显影剂摩擦带电。在这种情况下，当显影剂层形成刮板与显影辊之间形成的角(即角(α)，说明在图2中)太大，这尽管可以抑制通过显影剂层形成刮板以及显影辊之间的夹持部的显影剂的量，但是施加在调色剂上的应力就会增加。在这种情况下，调色剂粒子表面上露出的蜡就会趋向与从调色剂粒子上脱离，释放出的蜡就会粘附在显影剂层形成刮板上。另外，调色剂粒子也会粘附在显影剂层形成刮板的蜡上，造成不能形成具有预先规定的厚度的显影剂层。
与此相反，当角(α)太小，由于调色剂的压力，通过夹持部的调色剂粒子的量就会增加，由此调色剂粒子不能充分带电，造成背景显影问题，即图像的背景被调色剂粒子污染。
为了解决蜡的粘附问题，日本专利申请公开No.2006-243301公开可这样一种技术，即对出现在调色剂粒子表面的蜡以及包括调色剂内部的蜡的量加以规定，并且对显影剂层形成刮板以及显影辊的表面之间的夹持部的压力进行规定。但是，由于没有对显影剂层形成刮板进行控制，该技术不能确定地解决蜡粘附问题。
由于这些原因，就有必要开发一种显影装置，其可以生成高质量的调色剂图像，而且没有蜡粘附问题以及背景显影问题。
发明内容
1.一种显影装置，包括
显影辊，设置用来承载一组分显影剂(即调色剂)，以使静电潜影显影，以及
显影剂层形成部件，设置用来在显影辊的表面上形成显影剂层，
该一组分显影剂包括粘结剂树脂，蜡以及着色剂，而且显影装置满足下列关系(1)以及(2)：
20＜X＜65-14α                 (1)
12.7α-25＞Q/M＞13.1α-44.5    (2)
其中X表示一比例(即露出的蜡的比例)，该比例为存在于显影剂表面的蜡占显影剂的蜡的总重量的％比(重量)；α表示在B点(该点为显影剂层形成部件与显影辊的表面的接触的中心)的显影剂层形成部件的第一切线以及显影剂成形成部件的在A点(该点离开显影剂层形成部件的顶端的B点0.5mm)向着显影剂层形成部件的第二切线形成的夹角，其中α为0-π/2弧度；Q/M表示每重量单位的调色剂的带电数量，其单位为μC/g。
2.根据上述1的显影装置，其中显影剂层形成部件与显影辊的接触部的线压力为20N/m-60N/m.
3.根据上述1的显影装置1，其中显影剂具有的体积平均粒子直径为6μm-10μm。
4.根据上述1的显影装置1，其中当对显影剂在30℃-200℃进行差示扫描量热法测试时，显影剂的热特性是其最大吸热峰在温度范围65℃-95℃被观察到。
5.根据上述1的显影装置，其中显影剂包括的蜡的数量2.5％-4.0％(重量)(基于显影剂的总重量)。
6.根据上述1的显影装置，其中显影剂进一步包括外部添加剂，其数量为2.5％-5.0％(重量)(基于显影剂的总重量)。
7.根据上述1的显影装置，其中显影剂层形成部件的顶端部分，相对于显影辊的转动方向，位于显影层形成部件基部的上游。
8.根据上述1的显影装置1，进一步包括：
供给辊，其设置用来将显影剂供给到显影辊，其中供给辊与显影辊同方向回转。
9.本发明还提供了一种处理卡盒，其至少包括
图像承载部件，设置来承载静电图像，以及
显影装置，设置来将静电图像进行显影，以在图像承载体部件上形成调色剂图像，该处理卡盒相可以对图像形成装置整体装卸。
10.本发明还提供了一种图像形成方法，其包括：
用显影剂层形成刮板在显影辊上形成一组分显影剂的层；以及
用显影辊上的显影剂层使显影图像承载部件上的静电图像显影，
而且显影装置满足下列关系(1)以及(2)：
20＜X＜65-14α                   (1)
12.7α-25＞Q/M＞13.1α-44.5      (2)
其中X表示一比例(即露出的蜡的比例)，该比例为存在于显影剂表面的蜡占显影剂的蜡的总重量的％比(重量)；α表示在B点(该点为显影剂层形成部件与显影辊的表面的接触中心)的显影剂层形成部件的第一切线以及显影剂成形成部件的在A点(该点离开显影剂层形成部件的顶端的B点0.5mm)的第二切线形成的夹角，其中α为0-π/2弧度；Q/M表示每重量单位的调色剂的带电数量，其单位为μC/g。
附图说明
图1包括本发明的显影装置的处理卡盒的实例的示意图。
图2是说明角(α)的示意图。
具体实施方式
发明的显影装置，至少包括
显影辊，设置用来承载一组分显影剂(即调色剂)，以及
显影剂层形成部件，其设置来在显影辊的表面上形成显影剂层。
该一组分显影剂至少包括粘结剂树脂，蜡以及着色剂，而且显影装置满足下列关系(1)以及(2)：
20＜X＜65-14α               (1)
12.7α-25＞Q/M＞13.1α-44.5 (2)
其中X表示一比例(即露出的蜡的比例)，该比例为存在于显影剂表面的蜡占显影剂的蜡的总重量的％比(重量)；α表示在B点(该点为显影剂层形成部件与显影辊的表面的接触的中心)的显影剂层形成部件的第一切线以及显影剂成形成部件的在A点(该点离开着显影剂层形成部件的顶端的B点0.5mm)的显影剂层形成部件的第二切线形成的夹角，其中α为0-π/2弧度；Q/M表示每重量单位的调色剂的带电数量，其单位为μC/g。
在这种情况下，显影剂层形成部件由金属形成，并且为V-型(即具有基部以及顶端)。
当X(即出现在调色剂的表面的蜡在调色剂的中的蜡的总重中所占有的比例，以下称露出蜡比例)不大于20％时，蜡的量不足，由此蜡趋向于在定影中从调色剂中渗出，造成偏移问题的发生。当露出蜡比例X不小于65-14α时，调色剂趋向于粘附于显影剂层形成部件上，造成蜡的粘附问题。
当带电数量Q/M不小于12.7α-25时，显影辊不能吸引适宜的显影剂的量，由此易于发生背景显影问题。与此相反，当带电数量Q/M不大于13.1α-44.5时，显影辊上的显影剂层被显影辊强烈吸引，由此会趋向于在图像上产生不正常图像(即重影图像)。
显影剂层形成部件以及显影辊之间的夹持不的压力(线性压力)优选20N/m-60N/m。当压力太低时，在显影辊上的显影剂层中的显影剂的数量会过多地增加。在这种情况下，显影剂不能充分地带电，由此就会发生背景显影问题。与此相反，当压力太高，施加在显影剂上的应力就会显著增加，由此蜡粘附问题就易发生。
一组分显的影剂调色剂优选体积平均粒子直径为6μm-10μm。当调色剂的体积平均粒子直径太小时，调色剂粒子的粘着性会急剧增加，由此就易于发生调色剂粘着问题，即调色剂粘着于显影剂层形成部件上。当体积平均粒子直径太大，就难于产生具有好的析像度的图像。
调色剂优选在30-200℃的温度范围内具有这样的差示扫描量热法(DSC)曲线，即最大吸热峰被在65-95℃的温度范围内被观察到。当吸热峰被在温度低于65℃处被观察到时，蜡易于从调色剂中渗出，由此蜡粘附问题。与此相反，当吸热峰在高于95℃处被观察到时，调色剂图像不易于从定影部件上脱下，由此易于发生偏移问题。
调色剂优选包括外部添加剂为2.5-4.0％(重量)(基于调色剂的重量)。当包括在调色剂中的外部添加剂的量太小，调色剂的粘着性增加，由此，调色剂粘附问题易于发生。与此相反，当外部添加剂的量太大，外部添加剂易于从调色剂粒子离开，造成不正常图像的发生。
用于本发明的显影装置的调色剂(即一组分显影剂)一般包括调色剂粒子以及外部添加剂。调色剂粒子一般包括粘结剂树脂，蜡以及着色剂，并可以任选包括其他添加剂例如带电控制剂。调色剂粒子用，例如包括下列步骤的方法来制备：
(1)将着色剂以及蜡(以及任选添加剂)在加热的下分散在作为粘结树脂的热塑树脂(热用来将粘结剂树脂熔解)；
(2)冷却分散的混合物；
(3)粉碎冷却的混合物；以及
(4)分级粉碎的混合物，制得调色剂粒子。
以下，对作为一组分显影剂的调色剂的组分进行详细说明。
(粘结剂树脂)
包括在本发明的显影装置的调色剂中的粘结剂树脂没有特别的限定，任何已知的用于传统的全色调色剂中的粘结剂树脂都可以使用。粘结树脂的实例包括聚酯树脂，(甲基)丙烯酸树脂，苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，环氧树脂，环烯树脂(例如TOPAS-COC(Ticona制))等。在这些树脂中，聚酯树脂优选使用，这是由于其具有好的抗在显影装置中施加于调色剂的应力性。
用于调色剂的合适的聚酯树脂包括通过使多羟基醇以及多元羧酸进行聚缩反应而得到的聚酯树脂。用作多羟基醇的二羟基醇的实例包括双酚A的氧化烯的加成物(例如聚氧丙烯(2.2)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷，聚氧丙烯(3.3)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷，聚氧丙烯(6)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷，以及聚氧丙烯(2.0)-2，2-双(4-羟基苯基)丙烷)，乙二醇，二甘醇，三甘醇，1，2-丙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丙二醇，新戊二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，1，4-环己二甲醇，二丙基二醇，多乙基二醇，聚四亚甲基二醇，双酚A，加氢双酚A等。用作多羟基醇的三元-或更多元醇包括山梨醇，1，2，3，6-己四醇，1，4-脱水山梨醇，季戊四醇，二聚季戊四醇，三聚季戊四醇，1，2，4-丙三醇，1，2，5-戊三醇，甘油，2-甲基丙三醇，2-甲基1，2，4-丙三醇，三甲醇乙烷，三甲基醇丙烷，1，3，5-三羟基甲基苯等。
用作多元羧酸的二元羧酸包括马来酸，富马酸，柠康酸，衣康酸，戊烯二酸，邻苯二甲酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，环己二羧酸，琥珀酸，丁二酸，己二酸，葵二酸，壬二酸，丙二酸，n-十二碳烯基琥珀酸，异十二碳烯琥珀酸，n-辛烯基琥珀酸，异辛烯基琥珀酸，n-辛基琥珀酸，异辛基琥珀酸，这些酸的酐以及低级烷基酯等。
用作多元羧酸的三元或更多元羧酸包括1，2，4-苯三羧酸(偏苯三酸)，1，2，5-苯三羧酸，2，5，7-萘三羧酸，1，2，4-萘三羧酸，1，2，4-丙三羧酸，1，2，5-己三羧酸，1，3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷，1，2，4-环己三羧酸，四(亚甲基羧基)甲烷，1，2，7，8-辛四羧酸，1，2，4，5-苯四酸，因保尔(embole)的三聚酸，这些酸的酐或低级烷基酯等。
另外，作为聚酯树脂，可以使用乙烯基-聚酯树脂。该乙烯基聚酯树脂的制备的制备是，将聚酯树脂的单体，乙烯基树脂的一个或多个单体，以及一个或多个既可以与聚酯树脂的单体反应又可以与乙烯基树脂的单体反应的多个单体加以混合，并使它们同时进行聚缩反应(制备聚酯树脂)以及自由基聚合反应(制备乙烯基树脂)。既可以与聚酯树脂的单体反应，又可以乙烯基树脂的单体反应的单体可以用作聚缩反应以及自由基聚合反应的单体，即该单体含有可以进行聚缩反应的羧基以及同时含有进行自由基聚合反应的羟基。这种单体的实例包括富马酸，马来酸，丙烯酸，甲基丙烯酸酸等。
制乙烯基聚酯树脂的聚酯组分的单体包括上述的多羟基醇以及多元聚羧酸。制备乙烯基聚酯树脂的乙烯基树脂组分的单体包括苯乙烯以及其衍生物(例如苯乙烯，o-甲基苯乙烯，m-甲基苯乙烯，p-甲基苯乙烯，α-甲基苯乙烯，p-乙基苯乙烯，2，4-二甲基苯乙烯，p-tert-丁基苯乙烯以及p-氯代苯乙烯)，乙烯基类不饱和单-烯(例如乙烯，丙烯，丁烯以及异丁烯)，甲基丙烯酸的烷基酯(例如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸n-丙基酯，甲基丙烯酸异丙基酯，甲基丙烯酸n-丁基酯，甲基丙烯酸异丁基酯，甲基丙烯酸t-丁基酯，甲基丙烯酸n-戊基酯，甲基丙烯酸异戊基酯，甲基丙烯酸新戊基酯，甲基丙烯酸3-(甲基)丁基酯，甲基丙烯酸庚基酯，甲基丙烯酸辛基酯，甲基丙烯酸壬基酯，甲基丙烯酸葵酯，甲基丙烯酸十一烷基酯，以及甲基丙烯酸十二烷基酯)，丙烯酸的烷基酯(例如丙烯酸甲基酯，丙烯酸n-丙基酯，丙烯酸异丙基酯，丙烯酸n-丁基酯，丙烯酸异丁基酯，丙烯酸t-丁基酯，丙烯酸n-戊基酯，丙烯酸异戊基酯，丙烯酸新戊基酯，丙烯酸3-(甲基)丁基酯，丙烯酸庚基酯，丙烯酸辛酯，丙烯酸壬酯，丙烯酸葵酯，丙烯酸十一烷基酯以及丙烯酸十二烷基酯)，不饱和羧酸(例如丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸以及马来酸)，丙烯腈，马来酸的酯，衣康酸的酯，氯代乙烯，乙酸乙烯基酯，苯甲酸乙烯基酯，乙烯基甲基酮，乙烯基乙基酮，乙烯基庚基酮，乙烯基甲基醚，乙烯基乙基醚，以及乙烯基异丁基醚。
用在聚合乙烯基单体的聚合引发剂的例子包括偶氮-型或重偶氮-型引发剂(例如2，2’-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)，2，2’-偶氮双异丁腈，1，1’-偶氮双(环己-1-丙烯腈)，以及2，2’-偶氮双-4-甲氧-2，4-二甲基戊腈)，以及过氧化物-型引发剂(例如苯甲酰过氧化物，二枯基过氧化物，甲基乙基酮过氧化物，过氧碳酸异丙基酯以及月桂酰过氧化物。
上述聚酯树脂优选用作本发明的调色剂的粘结剂树脂。为了将本发明的调色剂用于无油定影方法，调色剂优选具有好的脱模性以及抗偏移性的平衡。为了赋与调色剂好的脱模性以及抗偏移性的平衡，优选将第一粘结剂树脂以及第二粘结剂树脂的组合用作粘结剂树脂。用作第一粘结剂树脂的合适的树脂包括聚酯树脂，该第一树脂的制备是使多羟基醇以及多元羧酸进行聚缩反应，并且优选该聚酯树脂通过使双酚A(作为多羟基醇)的烷氧化烯烃的加成物与对苯二酸或富马酸(作为多元羧酸)进行聚缩反应而制得。用作第二粘结剂树脂的合适的树脂包括乙烯基-聚酯树脂。该乙烯基-聚酯树脂优选用下列方法来制成，即聚酯树脂组分使用双酚A的氧化链烯烃加成物，对苯二酸，偏苯三酸以及琥珀酸作为单体而形成；乙烯基树脂组分通过将苯乙烯以及丙烯酸丁基酯作为单体而形成；富马酸用作在聚缩反应以及自由基聚合反应两者中进行反应的单体。
在合成第一粘结剂树脂时，优选将烃蜡内添加到树脂中。烃蜡对第一粘结剂树脂的内添加可以通过使作为第一粘结剂树脂的组分的单体与烃蜡的混合物进行聚合来进行，特别是，通过使酸单体，醇单体以及烃蜡的混合物进行聚缩反应来进行。当第一粘结剂树脂为乙烯基-聚酯树脂使，内添加优选用下列方法来进行：
(1)将构成聚酯树脂组分的单体以及烃蜡的混合物进行加热，同时进行搅拌，从而进行聚缩反应；
(2)将一个或多个构成乙烯基树脂组分的单体滴入混合物从而进行自由基聚合反应。
第一粘结剂树脂(b1)(包括蜡)与第二粘结剂树脂(b2)的重量比例(b1/b2)优选20/80-45/55，更优选30/70-40/60。当第一粘结剂树脂的量太低，调色剂的脱模性以及抗偏移性变差。与此相反，当第一粘结树脂的数量太大，图像的光泽度以及高温保存性变差。
本发明的调色剂的粘结剂树脂，优选包括第一粘结剂树脂(包括蜡)以及第二粘结剂树脂，优选具有软化点为100-125℃，以及更优选软化点为105-125℃。
第一结剂树脂(包括蜡)优选具有酸值为5-50mgKOH/g，更优选酸值为10-40mgKOH/g。第二粘结剂树脂优选具有酸值0-10mgKOH/g，以及更优选1-5mgKOH/g。特别是，当使用具有这一酸值的聚酯树脂时，着色剂可以良好地分散在调色剂粒子中，并且得到的调色剂具有足够的带电量。第一粘结剂树脂优选包括不熔于四氢呋喃(THF)的组分，以便使调色剂具有好的抗偏移性。第一粘结剂树脂(包括蜡)优选包括THF-不溶组分的量为0.1-15％(重量)，优选0.2-10％(重量)，更优选0.3-5％(重量)。
(蜡)
一般说来，具有低极性的蜡具有好的从定影部件上的脱模性(例如定影辊)。由此，具有低的极性的烃蜡优选用于本发明的调色剂。烃蜡是指由碳原子以及氢原子组成的蜡，其包括例如酯基，醇基以及酰胺基的基团。烃蜡的例子包括聚烯蜡(例如聚乙烯，聚丙烯，以及乙烯-丙烯的共聚物)，石油蜡(例如石蜡以及微晶蜡)，合成蜡(例如FISCHER TROPSCH蜡)等。在这些烃蜡中，聚乙烯蜡，石蜡以及FISCHER TROPSCH蜡被优选使用，聚乙烯蜡以及石蜡被更优选使用。
用于本发明的调色剂的蜡优选具有熔点为70-90℃，该温度被定义为在的差示扫描量热法(DSC)中的升温处理中的被观察到吸热峰的温度。当该熔点太高，蜡在定影中不能被充分地熔解，由此调色剂的脱模性变差。当熔点太低，会发生保存问题，即调色剂粒子在高温高湿下会发生结块。熔点优选70-85℃，更优选70-80℃，由此得到的调色剂图像即使在低温度条件下也可以良好地定影。
在差示扫描量热法(DSC)中观察到蜡的吸热峰的半宽优选不大于7℃。当蜡的吸热峰太宽时，调色剂的高温保存性变差，这是由于这时的蜡在会在相对较低的温度下熔解。
调色剂优选包括蜡的数量为2.5-4.0％(重量)(基于调色剂的总重量)。
着色剂
已知的通常用于调色剂的颜料以及染料可以用作本发明的显影装置的调色剂的着色剂，这种颜料以及染料包括碳黑，苯胺蓝，铜-油蓝，铬黄，群青蓝，DUPONT油红，喹啉黄，二氯甲基蓝，铜酞菁，Malachite氯草酸盐，灯黑，Rose Bengale，C.I.颜料红48:1，C.I.颜料红122，C.I.颜料红57:1，C.I.颜料红184，C.I.颜料黄97，C.I.颜料黄12，C.I.颜料黄17，C.I.颜料黄74，C.I.溶剂(溶剂)黄162，C.I.颜料黄180，C.I.颜料黄185，C.I.颜料蓝15:1，C.I.颜料蓝15:3等。
调色剂中的着色剂的数量优选2-15份(重量)(基于100份(重量)粘结树脂树脂的总重量)。着色剂优选以母料的形式使用，该母料的制备是将颜料分散到第一粘结剂树脂以及第二粘结剂树脂的混合物中。在母料的着色剂的数量优选20-40％(重量)(基于母料的总重量)。加入的母料的数量优选被控制，由此可以使调色剂中的着色剂的数量落在上述范围内。
(带电控制剂)
用于传统的调色剂中的已知的带电控制剂都可以使用在本发明的调色剂中。
带电控制剂的例子包括Nigrosine染料，三苯基甲烷染料，含铬金属配合物染料，钼酸螯合颜料，Rhodamine染料，烷氧胺，季铵盐，氟改性的季铵盐，烷基酰胺，磷以及其化合物，钨以及其化合物，含氟活性剂，水杨酸的金属盐，水杨酸的金属盐的衍生物等。这些材料可以单独使用也可以混合起来使用。
市场上的带电控制剂的例子包括BONTRON 03(Nigrosine染料)，BONTRON P-51(季铵盐)，BONTRON S-34(含金属偶氮染料)，BONTRON E-82(氧萘甲酸的金属配合物)，BONTRON E-84(水杨酸的金属配合物)，以及BONTRON E-89(酚缩合产物)(以上为Or即nt Chemical Industr即s Co.，Ltd.制)；TP-302以及TP-415(季铵盐的钼配合物)(Hodogaya Chemical Co.，Ltd.制)；COPY CHARGE PSY VP2038(季铵盐)，COPY蓝(三苯基甲烷衍生物)，COPY CHARGE NEG VP2036以及COPY CHARGE NX VP434(季铵盐)(Hoechst AG制)；LRA-901，以及LR-147(硼配合物)(Japan Carlit Co.，Ltd.制)；铜酞菁，perylene，喹丫酮(quinacridone)，偶氮颜料，具有例如磺酸基、羧基、季铵基等官能基的聚合物等。
在这些材料中，可以赋与调色剂负电荷的材料被优选使用。
调色剂中的带电控制剂的数量取决于例如粘结剂树脂的选择，添加剂的存在与否以及分散方法等。一般说来，带电控制剂的数量优选基于100份(重量)的调色剂中粘结剂树脂为0.1-10份(重量)，更优选0.2-5份(重量)。当该数量太高，调色剂会具有过量的电荷，由此显影辊以及调色剂间的静电吸引力会急剧升高，造成流动性以及图像密度变差。
(外部添加剂)
用于本发明的显影装置的调色剂优选包括外部添加剂的无机粒子材料以改善流动性以及显影性。该无机材料的例子包括二氧化硅，氧化锌，氧化锡，硅砂，氧化钛，粘土，云母，硅灰石，硅藻土，氧化铬，氧化铈，红氧化铁，氧化锑，氧化镁，氧化锆，氧化钯，碳酸钯，碳酸钙，碳化硅，氮化硅等。
(调色剂的制备方法)
本发明的调色剂一般用下列方法制备，但是并不限于此。
(1)第一粘结剂(包括烃蜡)，第二粘结剂以及着色剂被混合以及加热下捏合；
(2)在捏合的混合物冷却后，混合物被粉碎的以及得到的粉末被分级，制备有色粒状材料(即调色剂粒子)；以及
(3)外部添加剂被混合到调色剂粒子中，制成用于本发明的调色剂。以下，参照附图对本发明的显影装置以及处理卡盒进行说明。
图1是说明本发明的显影装置以及处理卡盒的截面示意图。
显影装置包括含有作为一组分显影剂的上述调色剂的显影剂存储空间101显影剂供给空间102，该102处在低于显影剂存储空间101处，并供给显影剂。在显影剂供给空间102的下面，为显影辊103，显影剂层形成部件104以及显影剂供给辊105。该104与显影辊103的表面相接触。显影辊103被设置与感光体鼓2接触，以及该感光鼓被一高压电源(图中未表示)施加一预定的显影偏压。
在显影剂存储空间101，有显影剂搅拌器106，该106逆时针回转。显影剂搅拌器106具有转动板，其沿搅拌器的纵向(即轴向)延伸，其结构是顶端具有大的面积(显影剂存储空间101的开口107附近的顶端除外)，以便在显影剂存储空间101中对显影剂进行充分的搅拌。即，板的接近与开口107的顶端具有更小的面积，由此可以避免从开口107供给过多的显影剂。
接近开口107的显影剂被显影剂搅拌器106的板搅拌，由此就难以形成结块的粒子。显影剂由于其自身的重量从开口107落到显影剂供给空间102。显影剂供给辊表面105是由具有小空间的泡沫材料制成的。由此显影剂供给辊105可以良好地承载显影剂，另外可以降低施加到显影剂供给辊105上的显影剂的压力，由此防止显影剂的退化。
使用于显影剂供给辊105表面的泡沫材料优选具有电阻为103-1014Ω。偏压施加在显影剂供给辊105上。特别是，通过施加偏压于显影剂供给辊105，显影剂供给辊105上的显影剂(其在显影剂供给辊105以及显影辊103的夹持部被带上规定的电荷)被送往显影辊103。施加到显影剂供给辊105上的偏压的极性没有特别的规定，该极性可以显影剂的带电极性相同或相反。另外，也可以不对显影剂供给辊105施加偏压。
显影剂供给辊105可以与显影辊103类似，进行逆时针回转，以及将调色剂供给到显影辊103的表面。显影辊103具有弹性橡胶层，以及位于弹性橡胶层上的最外层，该最外层由易于带电的材料构成，由此就可以带上与带电显影剂的极性相反的电荷。弹性橡胶层优选具有JIS-A硬度不大于50度，由此显影辊103可以均衡地接触感光体鼓2。另外，弹性橡胶层优选具有电阻103-1010Ω，由此显影偏压可以效率良好地施加在其上。
显影辊103地表面优选具有粗糙度Ra(Arithmetical Mean Deviationof the Profile)为0.2-2.0μm，由此适宜量的显影剂就可以被承载在显影辊103的表面上。
显影辊103进行逆时针回转，以便其上的显影剂送往显影剂层形成部件104以及显影辊103以及感光体鼓2之间的夹持部。
显影剂层形成部件104为板簧，其由例如SUS304CSP，SUS301CSP，以及磷青铜的金属构成。如在图2表示的那样，靠近显影剂层形成部件104顶端部的部分与显影辊103的表面相接触，其中施加在部件104上的线(linear)压力为10-100N/m。通过显影剂层形成部件104以及显影辊103间的夹持部的显影剂的粒子形成薄的显影剂层，同时与显影剂层形成部件104进行摩擦而带电。另外，可以将与显影剂的带电极性相同的偏压可以施加在显影剂层形成部件104以加速显影剂的摩擦带电。
感光体鼓2为顺时针方向旋转。由此，感光鼓2以及显影辊103在它们之间的夹持部以相同的方向移动。在显影辊103的表面形成的薄显影剂层由于显影辊103的转动而被送往夹持部。显影辊103的表面的显影剂的粒子通过由静电静电潜像以及施加在显影辊103之上的显影偏压形成的电场，被送往感光体2的表面的静电潜影，从而在感光体2的表面形成调色剂图像。剩余在显影辊103的表面显影剂粒子没有用于静电潜影，而被送返显影剂供给空间102。密封件108被沿显影辊103的表面配置，由此防止显影剂供给空间102中的显影剂从显影装置泄漏。
在图1中，带电部件对感光体2进行充电。然后带电感光体2被曝光，曝光的为从曝光装置(图中为表示)发出的带有图像信息的图像光。静电潜图像被显影辊103上的显影剂(即，调色剂)显影，在感光体2上形成调色剂图像。调色剂图像被转印到记录材料7上。感光体2的表面被清洁器5清洁，清洁其例如式of a刷子以及刮板的组合。
图2表示了显影剂层形成部件104，其与显影棍103的表面接触。显影剂层形成部件104与显影辊103接触。点B表示显影剂层形成部件104与显影辊103接触的区域的中心。接触区有时被说成夹持部。点A为显影剂层形成部件104的的顶端104T的点，以及该点离开点B0.5mm。线LB为显影剂层形成部件104在点B的切线。线LA显影剂层形成部件104在点A的切线。角α是由线LB以及线LA形成的角。104E表示显影剂层形成部件104的基部。显影剂层形成部件的顶端104T优选位于相对于显影辊103的转动方向的103的基部104E的上游。
以上对本发明进行了一般的上述的说明。本发明可以通过以下的实施离进行进一步的说明。但是本发明并不受实施的限制。在实施例中，份是指重量份，除非另有说明。
实施例
实施例1-3以及比较实施例1-10的调色剂的制备
第一粘结剂树脂的制备
将下列组分置于滴液漏斗中：
(乙烯基单体)
苯乙烯                      600g
丁基丙烯酸                  110g
丙烯酸                      30g
二枯基过氧化物(聚合引发剂)  30g
下列组分被置于四口5-升烧瓶中，该烧瓶装有温度计，不锈钢搅拌器，冷凝器，以及氮气导入管。
用于聚酯树脂的单体
聚氧丙烯(2.2)-2，2-双(4-
羟基苯基)丙烷                     1230g
聚氧乙烯(2.2)-2，2-双(4-
羟基1苯基)丙烷                    290g
异十二碳烯基琥珀酐                250g
对苯二酸                          310g
1，2，4-苯三羧酸酐                180g
氧化二丁基锡(酯化催化剂)          7g
石蜡                              120g
(熔点：73.3℃，在DSC曲线中的吸热峰的半宽：4℃，单体对蜡的重量比例：100∶4)
将在四-口烧瓶中的组分加热至160℃(用加热套)，并同时在氮气氛下用搅拌器进行搅拌。另外，将滴液漏斗中的组分用1小时滴入烧瓶。在2小时内将混合物将在160℃加热2小时以完成加聚反应，反应产物被加热至230℃以进行聚缩反应。反应产物的聚合度定压细管流量计来测量反应产物的软化点来跟踪。当反应产物具有希望的软化点时，停止聚缩反应。由此树脂H1(软化点：130℃)被制备。
第二粘结剂树脂的制备
下列组分被置于四口5-升烧瓶中，烧瓶具有温度计，不锈钢搅拌器，冷凝器，以及氮气导入管。
用于制备聚酯树脂的单体
聚氧化丙烯基(2.2)-2，2-双(4-
羟基苯基)丙烷                 2210g
对苯二酸                      850g
1，2，4-苯三羧酸酐            120g
氧化二丁基锡(酯化反应催化)    0.5g
将在四-口烧瓶中的组分加热至230℃(用加热套)，并同时在氮气氛下用搅拌器进行搅拌。进行聚缩反应。反应产物的聚合度定压细管流量计来测量反应产物的软化点来跟踪。当反应产物具有希望的软化点时，停止聚缩反应。由此树脂L1(软化点：115℃)被制备。
调色剂粒子的制备
下列组分被用HENSCHEL MIXER混合器混合
第一粘结剂树脂(H1)    70份
第二粘结剂树脂(L1)    30份
C.I.颜料红57-1        4份
(其以母炼胶的形式加入)
然后，混合物被用臼时捏合机进行熔融捏合的。在该熔融以及捏合处理中，温度以及压力被改变，以改变蜡在捏合混合物中的分布，即，改变处于得到的调色剂粒子表面的数量(即露出的蜡的数量)。
捏合混合物然后用冷却压延辊压至具有厚度为2mm，然后用冷却带冷却。冷却的混合物螺旋桨磨(feather mill)压出，粒子被用机械粉碎机KTM粉碎(Kawasaki Heavy Industries，Ltd.)，由此得到具有平均粒子直径为10-12μm的粒子，然后喷射粉碎机IDS(from nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.)进行粉碎，同时进行粗粒子分级。粉碎的混合物然后被进行细粒子分级，该分级是使用螺旋分级器TURBOPLEX 100ATP(Hosokawa Micron Corp.)，由此制备着色粒状材料(即调色剂粒子)。
100份的如此制备的着色粒状材料被与期望量的粒状二氧化硅(CABOSIL TS530，Cabot Corp.)混合，在这种情况下，HENSCHEL MIXER混合机(Mitsui Miike Machinery Co.，Ltd.)被使用来进行混合。由此，实施例1-3以及比较实施例1-10品红调色剂被制备。
每一个制备的品红调色剂的评价如下。
1.露出的蜡的数量
首先，将0.5mg的着色粒状材料(即调色剂粒子)进行称重(以下称调色剂I)。另一方面，1.0g的着色粒状材料与7ml的n-己烷混合，以及混合物被搅拌1分钟(使用辊磨，回转速度：120rpm。混合物然后进行吸入过滤，以及着色粒状材料用n-己烷进行处理，以及在真空干燥，除去溶剂以及水分。接着，称量0.5mg的处理的着色粒状材料(以下称调色剂II)。
调色剂I以及II被进行差示扫描量热法(DSC)分析(使用仪器DSC6200，Seiko Instruments Inc)。在DSC分析中，调色剂I以及II的每一个都加热200℃，然后冷却到0℃。进一步，每一个调色剂都加热到200℃(升温速度：10℃/分)，得到调色剂的DSC曲线。调色剂I以及II中的蜡的数量通过测量各DSC曲线的吸热峰(具体为蜡)的面积来决定。特别是，露出的蜡的比例(X)由下列方程来决定。
X(％)＝100-100×(ATII)/(ATI)
其中ATI表示调色剂I的吸热峰的面积，以及ATII表示调色剂II的吸热峰的面积。
2.粒子直径分布以及平均粒子直径
调色剂的粒子直径分布，体积平均粒子直径(Dv)以及数均粒子直径(Dp)使用仪器例如COULTER COUNTER TA-II或COULTER MULTISIZER II(Beckman Coulter Inc.)来进行决定。
测量方法如下：
(1)0.1-5ml的表面活性剂(作为分散剂)(优选烷基苯磺酸盐的水溶液)加入到100-150ml的电解液例如1％的一级NaCl或ISOTON-II(BeckmanCoulter，Inc.)水溶液；
(2)2-20mg要测定的试样(即调色剂)加入到混合物中；
(3)混合物被进行超声分散处理大约1-3分钟；以及
(4)调色剂的体积平均粒子直径分布以及数均粒子直径分布使用上述仪器进行决定(口径100μm)。
调色剂的重量平均粒子直径以及数均粒子直径可以体积以及数均粒子直径分布来得到。
在这种情况下，粒子直径区段分为下列13区段：
2.00μm≤C1＜2.52μm；2.52μm≤C2＜3.17μm；
3.17μm≤C3＜4.00μm；4.00μm≤C4＜5.04μm；
5.04μm≤C5＜6.35μm；6.35μm≤C6＜8.00μm；
8.00μm≤C7＜10.08μm；10.08μm≤C8＜12.70μm；
12.70μm≤C9＜16.00μm；16.00μm≤C10＜20.20μm；
20.20μm≤C11＜25.40μm；25.40μm≤C12＜32.00μm；以及
32.00μm≤C13＜40.30μm.
由此，具有粒子直径不小于2.00μm以及小于40.30μm粒子被作为对象。
3.带电荷数量
每一调色剂以及载体被混合(重量比例为5∶95)，制备二组分显影剂。每一显影剂在预定温度下静置一小时。然后显影剂在该温度下被搅拌10分钟。显影剂然后设定在测量仪(具有500-目筛)，以及显影剂被进行吹出处理30秒，来决定粉末(调色剂)带电数量Q/M(μC/g)。
4.图像质量
每一调色剂被设定在彩色激光打印机(IPSIO CX2500 from Ricoh Co.，Ltd.)以及进行打印实验。其中生成原始文档图像的复制件。在打印实验后，图像质量被检测如下：
(1)调色剂粘附(调色剂粘附在显影剂层形成部件上，发生线条图像)
打印实验后，生成密实图像。密实图像用目视观察，是否具有纵的白色线条。图像从白色线条的程度如下分级：
○：图像没有白色线条。
×：图像具有一条或多条白色线条，以及图像不可。
(2)背景显影
在打印实验后，生成白色密实图像。白色密实图像用目视观察来决定图像背景白色度，即，观测图像是否被调色剂粒子污损。从背景显影的观点，图像被分级如下：
○：背景没有被调色剂粒子，图像没有问题。
×：图像的背景被调色剂粒子污损，以及图像不可。
(3)重影图像
打印实验后，生成原始文档图像的复制件，用于评价是否有重影图像生成。图像被目视观察是否具有重影图像。图像从重影图像的观点分级如下。
○：图像没有重影图像.
×：图像具有重影图像，图像不可。
5.定影部件的特性(分离特性)
首先，将5份(重量)的各调色剂与95份(重量)载体(用硅氧烷树脂进行涂布)混合，制备二-组分显影剂。
将各显影剂设定在图像形成装置(IPSIO CX7500 from Ricoh Co.，Ltd.)中，形成被定影的密实调色剂图像，其中长度为3mm的白色区域在密实图像的端部形成，以及图像具有重量为1.1±0.1mg/cm2，在每一纸张的尺寸为A3(记录纸TYPE 6200，Ricoh Co.，Ltd.)。在这种情况下，记录纸的送入要使纸的纵方向与纸的导入方向平行，以及纸制造方向与纸的导入导入方向垂直。
承载未被定影调色剂图像的6张纸被一张一张地通过图像形成装置(IPSIO CX2500，Ricoh Co.，Ltd.)的定影-带型定影装置，同时将热辊的温度以10℃的间隔从140变到190℃，由此得知图像被定影而不产生卡纸问题的纸的张数。在这种情况下，定影速度(即，定影带的速度)为125mm/sec。调色剂的定影特性被分级如下：
○：图像被定影而不产生卡纸问题的张数不小于4。
×：图像被定影而不产生卡纸问题的张数小于4。
调色剂的性质，图像形成条件以及图像质量被表示在表1以及2中。
表1
  露出的蜡比例(％)   带电数量Q/M(-μC/g)   体积平均粒子直径(Dv)(μm)   蜡的数量(％)
 实施例1   53.1   38.2   7.8   3.5
 实施例2   49.7   27.8   8.1   3.5
 实施例3   40.6   20.2   7.9   3.5
 比较例1   17.4   35.6   8.5   3.5
 比较例2   63.2   33.4   8.1   3.5
 比较例3   52.2   15.9   8.2   3.5
 比较例4   50.6   48.3   8.0   3.5
  露出的蜡比例(％)   带电数量Q/M(-μC/g)   体积平均粒子直径(Dv)(μm)   蜡的数量(％)
 比较例5   58.7   30.2   5.4   3.5
 比较例6   45.5   29.4   10.3   3.5
 比较例7   43.7   25.0   7.9   2.3
 比较例8   45.6   28.1   8.4   4.5
 比较例9   53.1   38.2   7.8   3.5
  比较例10   53.1   38.2   7.8   3.5
表2
Figure S2008100830115D00161
TA：调色剂粘附
BD：背景显影
GI：重影图像
从表1以及2可以看出，使用本发明的显影装置以及图像形成方法，可以生成高质量图像，而不产生调色剂粘附问题以及定影部件问题。

Claims (10)

1.一种显影装置，包括
显影辊，设置用来承载一组分显影剂，即调色剂，以使静电潜影显影，以及
显影剂层形成部件，设置用来在显影辊的表面上形成显影剂层，
该一组分显影剂包括粘结剂树脂，蜡以及着色剂，而且显影装置满足下列关系(1)以及(2)：
20＜X＜65-14α             (1)
12.7α-25＞Q/M＞13.1α-44.5(2)
其中X表示一比例，即露出的蜡的比例，该比例为存在于显影剂表面的蜡占显影剂的蜡的总重量的重量百分比；α表示在B点的显影剂层形成部件的第一切线以及显影剂层形成部件的在A点的第二切线形成的夹角，其中所述B点为显影剂层形成部件与显影辊的表面的接触中心，所述A点为离开显影剂层形成部件的顶端的B点0.5mm的点，α为0-π/2弧度；Q/M表示每重量单位的调色剂的带电数量，其单位为μC/g。
2.根据权利要求1的显影装置，其中显影剂层形成部件与显影辊的接触部的线压力为20N/m-60N/m。
3.根据权利要求1的显影装置，其中显影剂具有的体积平均粒子直径为6μm-10μm。
4.根据权利要求1的显影装置，其中当对显影剂在30℃-200℃进行差示扫描量热法测试时，显影剂的热特性是其最大吸热峰在温度范围65℃-95℃被观察到。
5.根据权利要求1的显影装置，其中显影剂包括的蜡的数量2.5％-4.0％，其为基于显影剂的总重量的重量百分比。
6.根据权利要求1的显影装置，其中显影剂进一步包括外部添加剂，其数量为2.5％-5.0％，其为基于显影剂的总重量的重量百分比。
7.根据权利要求1的显影装置，其中显影剂层形成部件的顶端部分，相对于显影辊的转动方向，位于显影层形成部件基部的上游。
8.根据权利要求1的显影装置，进一步包括：
供给辊，其设置用来将显影剂供给到显影辊，其中供给辊与显影辊同方向回转。
9.一种处理卡盒，其至少包括图像承载部件，设置来承载静电图像，以及
如权利要求1所述的显影装置，设置来将静电图像进行显影，以在图像承载体部件上形成调色剂图像，该处理卡盒可以相对图像形成装置整体装卸。
10.一种图像形成方法，其包括：
用显影剂层形成刮板在显影辊上形成一组分显影剂的层；以及
用显影辊上的显影剂层使图像承载部件上的静电图像显影，而且满足下列关系(1)以及(2)：
20＜X＜65-14α             (1)
12.7α-25＞Q/M＞13.1α-44.5(2)
其中X表示一比例，即露出的蜡的比例，该比例为存在于显影剂表面的蜡占显影剂的蜡的总重量的重量百分比；α表示在B点的显影剂层形成部件的第一切线以及显影剂层形成部件的在A点的第二切线形成的夹角，其中，所述B点为显影剂层形成部件与显影辊的表面的接触中心，所述A点为离开显影剂层形成部件的顶端的B点0.5mm的点，α为0-π/2弧度；Q/M表示每重量单位的调色剂的带电数量，其单位为μC/g。
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