CN101473273A - 图像形成装置、图像形成方法和处理盒 - Google Patents

图像形成装置、图像形成方法和处理盒 Download PDF

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Abstract

提供一种图像形成装置,包含:静电潜像承载部件;配置成对静电潜像承载部件表面充电的充电单元;配置成对静电潜像的充电表面曝光以形成静电潜像的曝光单元;配置成用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;配置成将可视图像转印到记录介质上的转印单元;和配置成使转印到记录介质上的转印图像定影的定影单元,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。

Description

图像形成装置、图像形成方法和处理盒
技术领域
本发明涉及如复印机、静电印刷机、打印机、传真机和静电记录机的图像形成装置、图像形成方法和处理盒。
背景技术
目前已经有多种已知方法用于形成电子照相的图像。通常,对静电潜像承载部件(在下文中有时称为“光导体”、“光电导体”或“图像承载部件”)的表面充电,然后将充电的表面曝光以在其上形成静电潜像。接下来,用调色剂使静电潜像显影以在静电潜像承载部件上形成可视图像。将如此形成的可视图像直接或通过中间转印部件转印到记录介质上,并且通过施加热量和/或压力将如此转印的可视图像定影到介质上以获得在记录介质上形成有图像的记录物。然后,转印可视图像后残留在静电潜像承载部件上的调色剂颗粒用使用刮片、刷、辊等的已知方法除去。
作为使用这种电子照相系统的全色图像形成装置,通常已知两种系统。一种系统称为单一系统(或单鼓系统),其中图像形成装置配备有一个静电潜像承载部件,并且还配备有对应于四种颜色如青色、品红色、黄色和黑色的4个显影单元。在这种单一系统中,在静电潜像承载部件或记录介质上形成四种颜色的可视图像。在这种单一系统中,布置在静电潜像承载部件周围的充电单元、曝光单元、转印单元和清洁单元可以集成在一起,并且与下文描述的串联系统比较,该装置可以设计成小型化,成本低。
另一种系统是被称为串联系统(或串联鼓系统)的系统,其中图像形成装置配备有多个静电潜像承载部件(参见专利文献1)。通常,对于一个静电潜像承载部件,逐一布置充电单元、显影单元、转印单元和清洁单元,形成一个图像形成元件,并且图像形成装置配备有多个(通常为四个)图像形成元件。在这种串联系统中,通过一个图像形成元件形成单色可视图像,并且可视图像依次转印到记录介质上,形成全色图像。在这种串联系统中,由于可以通过并行处理形成各种有颜色的可视图像,因此,可以高速形成图像。也就是说,串联系统所需图像形成处理时间为单一系统的约1/4,因此可以应对4倍的高速打印。而且,还可以显著增强图像形成元件中的每个单元的耐久性,包括静电潜像承载部件的耐久性。原因如下。也就是说,在单一系统中,通过一个静电潜像承载部件进行4次充电、曝光、显影和转印步骤以形成一个全色图像,而在串联系统中,每个步骤的操作可以通过一个静电潜像承载部件仅仅进行一次。
然而,串联系统存在如下问题:布置了多个图像形成元件,因此整个图像形成装置的尺寸增加,导致成本高。
上述问题通过减少静电潜像承载部件的直径,使布置在静电潜像承载部件周围的各个单元小型化,并且使一个图像形成元件小型化来解决。结果,不仅仅可以具有图像形成装置小型化的效果,而且具有降低材料成本的效果,因此可以在一定程度上获得整个成本的降低。然而,随着图像形成装置的小型化,出现新的问题:需要赋予图像形成元件所配备的各单元高性能,并且显著增加稳定性。
最近,对图像形成装置如打印机、复印机和传真机的诸如节能和高速的市场要求变得越来越强烈。为了实现良好的性能,重要的是改善图像形成装置中定影单元的热效率。
通常,在图像形成装置中,利用间接转印系统或直接转印系统,通过图像形成方法如电子照相记录、静电记录或磁记录方法,在记录介质如记录纸、打印纸、照片纸或静电记录纸上形成未定影的调色剂图像。作为配置成使未定影的调色剂图像定影的定影单元,例如广泛使用接触式加热系统如加热辊系统、膜加热系统和电磁感应加热系统。
加热辊系统的定影单元具有以下基本结构,包括内部的热源如卤素灯、温度控制到预定温度的定影辊、和具有与定影辊加压接触的加压辊的一对旋转辊。记录介质插入该对旋转辊的接触部分(所谓的辊隙部分)并传输,然后通过来自于定影辊和加压辊的热量和压力使未定影的调色剂图像熔化并且定影。
膜加热系统的定影单元在例如专利文献2和3中提到。这种膜加热系统的定影单元使固定支撑在支撑部件上的加热元件与记录介质通过具有耐热性的定影薄膜紧密接触,并且使定影膜滑动到加热元件,由此当移动加热元件时,通过定影膜将加热元件的热量提供到记录介质。
作为加热元件,例如,可以使用陶瓷加热器,陶瓷加热器包括由具有如耐热性、绝缘性质和良好热导率的氧化铝或氮化铝制成的陶瓷基底和在陶瓷基底上形成的电阻层。在这种定影单元中,可以使用具有低热容量的定影薄膜,并且该定影单元具有比加热辊系统的定影单元更高的传热效率,因此可以缩短预热时间,并且可以实现快速启动和节能。
作为电磁感应加热系统的定影单元,例如提出一种技术:其中通过由交变磁场在磁性金属部件中产生的涡流来产生焦耳热,并且使包括金属部件的加热元件能导致产生电磁感应热(参见专利文献4)。
在这种电磁感应加热系统的定影单元中,由于可视图像在被充分覆盖的状态下随着加热均匀熔化,在加热元件和记录介质之间形成表面上包括橡胶弹性层的膜。当由有机硅橡胶形成橡胶弹性层时,热响应由于低的热导率而恶化,因此从加热元件加热的膜内表面和与调色剂接触的膜外表面之间有温差。当粘附的调色剂量大时,带的表面温度迅速降低,并且不能充分保证定影性能,因此可发生所谓的冷反印。
在电子照相的图像形成装置的定影单元中,要求调色剂对加热部件具有脱模性能(在下文中有时称为“抗反印性能”)。在调色剂表面上存在脱模剂可以改善抗反印性能。当使用预定调色剂以外的调色剂或再使用调色剂时,存在于调色剂表面上的脱模剂的量降低,并且抗反印性能可能劣化。
随着电子照相技术的发展,需要具有优异低温定影性能和存储稳定性(耐粘连性)的调色剂,例如,提出一种包含具有限定物理性能如分子量的线性聚酯树脂的调色剂(参见专利文献5)、一种包含在聚酯中利用松香作为酸性组分的非线性交联型聚酯树脂的调色剂(参见专利文献6)和一种具有利用马来酸改性树脂改善的定影性能的调色剂(参见专利文献7)。
虽然由于当前的图像形成装置变得更快并且更节能,需要具有优异低温定影性能的调色剂,但是在速度增加的同时,还需要既提供低温定影性能又提供抗反印性能(与低温定影性能冲突的性能)的调色剂。为了同时实现这些性能,例如提出一种通过在聚酯中添加松香单体获得的调色剂(参见专利文献6)。而且,提出了一种低分子量树脂与高分子量树脂的共混的方法(参见专利文献8)。
然而,在专利文献8中公开的低分子量树脂与高分子量树脂共混的方法具有如下缺点:在制备树脂过程中的可研磨性和在利用该粘合剂树脂制备研磨调色剂的过程中的可研磨性差,因为存在高分子量组分。另一方面,仅仅使用低分子量树脂的方法具有如下问题:抗反印性能和存储稳定性都差,但是可研磨性太好,以致于在研磨树脂期间,树脂颗粒熔合,到了降低产率的程度。
而且,专利文献6和7中使用的松香对于提高低温定影性能有效,但是具有由于松香种类而可能产生气味的缺点。
现在需要提供一种图像形成装置、图像形成方法和处理盒,它们在低温定影性能和存储稳定性能方面优异并且可以长期形成高质量图像,并且它们使用低温定影性能和存储稳定性优异并且还能减少气味产生的调色剂。
(专利文献1)日本专利申请特许公开(JP-A)No.05-341617
(专利文献2)JP-ANo.63-313182
(专利文献3)JP-A No.01-263679
(专利文献4)JP-A No.08-22206
(专利文献5)JP-A No.2004-245854
(专利文献6)JP-A No.04-70765
(专利文献7)JP-A No.04-307557
(专利文献8)JP-A No.02-82267
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的各种问题,并且实现以下目的。也就是,本发明的目的是提供图像形成装置、图像形成方法和处理盒,它们使用低温定影性能和存储稳定性能优异并且还能减少气味产生的调色剂,能够形成质量极高的图像,该图像定影性能优异并且长时间使用时也不引起色调变化,并且也没有如密度降低或背景污迹的异常情况。
解决上述问题的手段如下:
<1>一种图像形成装置,包含:静电潜像承载部件;配置成对静电潜像承载部件表面充电的充电单元;配置成使该静电潜像的充电表面曝光以在其上形成静电潜像的曝光单元;配置成用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;配置成将可视图像转印到记录介质上的转印单元;和配置成将可视图像定影到记录介质上的定影单元,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。
<2>根据<1>的图像形成装置,其中所述充电单元是配置成对静电潜像承载部件充电而不与静电潜像承载部件有任何接触的充电单元。
<3>根据<1>的图像形成装置,其中所述充电单元是配置成在与静电潜像承载部件接触时对静电潜像承载部件充电的充电单元。
<4>根据<1>到<3>中任何一项的图像形成装置,其中所述显影单元包含显影剂承载部件,该显影剂承载部件包含固定在内部的磁场产生单元,该显影剂承载部件在其表面上承载由磁性载体和调色剂组成的双组分显影剂的同时旋转。
<5>根据<1>到<3>中任何一项的图像形成装置,其中所述显影单元包含显影剂承载部件和层厚度控制部件,所述调色剂供应到所述显影剂承载部件,所述层厚度控制部件在所述显影剂承载部件表面上形成调色剂薄层。
<6>根据<1>到<5>中任何一项的图像形成装置,其中所述转印单元是配置成将静电潜像承载部件上形成的可视图像转印到记录介质上的转印单元。
<7>根据<1>到<6>中任何一项的图像形成装置,包含布置在其中的多个图像形成元件,每个所述图像形成元件至少包含静电潜像承载部件、充电单元、显影单元和转印单元,其中每个转印单元是配置成将在相应的静电潜像承载部件上形成的可视图像转印到记录介质上的转印单元,记录介质的表面配置成穿过每个转印单元面对相应的静电潜像承载部件的转印部分。
<8>根据<1>到<5>中任何一项的图像形成装置,其中所述转印单元包含中间转印部件和二次转印单元,在静电潜像承载部件上形成的可视图像首先被转印到所述中间转印部件上,并且所述二次转印单元配置成将该中间转印部件上形成的可视图像二次转印到记录介质上。
<9>根据<1>到<8>中任何一项的图像形成装置,还包含清洁单元,其中所述清洁单元包含与静电潜像承载部件的表面接触的清洁刮片。
<10>根据<1>到<8>中任何一项的图像形成装置,其中所述显影单元包含与静电潜像承载部件表面接触的显影剂承载部件,使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影,并且回收残留在静电潜像承载部件上的调色剂颗粒。
<11>根据<1>到<10>中任何一项的图像形成装置,其中所述定影单元是包含辊和带中至少一种的定影单元,并且配置成通过从不与调色剂接触的一侧加热来施加热量和压力使转印到记录介质上的可视图像定影。
<12>根据<1>到<10>中任何一项的图像形成装置,其中所述定影单元是包含辊和带中至少一种的定影单元,并且配置成通过从与调色剂接触的一侧加热来施加热量和压力使转印到记录介质上的转印图像定影。
<13>根据<1>到<12>中任何一项的图像形成装置,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香在羧酸组分中的含量为5质量%到85质量%。
<14>根据<1>到<13>中任何一项的图像形成装置,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香通过用(甲基)丙烯酸改性纯化的松香获得。
<15>根据<1>到<14>中任何一项的图像形成装置,其中在聚酯树脂中分子量为500或更低的低分子量组分的含量为12%或更低。
<16>根据<1>到<15>中任何一项的图像形成装置,其中缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物中的至少一种存在的情况下进行的。
<17>一种图像形成方法,包含:
对静电潜像承载部件表面充电;使静电潜像的充电表面曝光以在其上形成静电潜像;用调色剂使该静电潜像显影以形成可视图像;将该可视图像转印到记录介质上;并且将该可视图像定影到记录介质上,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分和包含(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。
<18>根据<17>的图像形成方法,其中充电步骤是使用配置成对静电潜像承载部件充电而不与静电潜像承载部件有任何接触的充电单元进行的。
<19>根据<17>的图像形成方法,其中充电步骤是使用配置成在与静电潜像承载部件接触时对静电潜像承载部件充电的充电单元进行的。
<20>根据<17>到<19>中任何一项的图像形成方法,其中所述显影步骤使用显影单元,所述显影单元包含显影剂承载部件,所述显影剂承载部件包含固定在内部的磁场产生单元,显影剂承载部件在其表面上承载由磁性载体和调色剂组成的双组分显影剂的同时旋转。
<21>根据<17>到<19>中任何一项的图像形成方法,其中所述显影步骤使用显影剂承载部件和层厚度控制部件,所述调色剂供应到所述显影剂承载部件,所述层厚度控制部件在所述显影剂承载部件表面上形成调色剂薄层。
<22>根据<17>到<21>中任何一项的图像形成方法,其中所述转印步骤是配置成将静电潜像承载部件上的可视图像转印到记录介质上的转印步骤。
<23>根据<17>到<22>中任何一项的图像形成方法,包含布置在其中的多个图像形成元件,每个图像形成元件至少包括静电潜像承载部件、充电单元、显影单元和转印单元,
其中每个转印单元是配置成将在相应的静电潜像承载部件上形成的可视图像转印到记录介质上的转印单元,所述记录介质的表面配置成穿过每个转印单元面对相应的静电潜像承载部件的转印部分。
<24>根据<17>到<21>中任何一项的图像形成方法,其中所述转印步骤使用中间转印部件和二次转印单元,在静电潜像承载部件上形成的可视图像首先被转印到中间转印部件上,并且所述二次转印单元配置成将中间转印部件上形成的可视图像二次转印到记录介质上。
<25>根据<17>到<24>中任何一项的图像形成方法,还包含清洁步骤,其中所述清洁步骤包含与静电潜像承载部件的表面接触的清洁刮片。
<26>根据<17>到<24>中任何一项的图像形成方法,其中所述显影步骤使用与静电潜像承载部件表面接触的显影剂承载部件,使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影,并且回收残留在静电潜像承载部件上的调色剂颗粒。
<27>根据<17>到<26>中任何一项的图像形成方法,其中所述定影步骤是包含辊和带中至少一种的定影步骤,并且配置成通过从不与调色剂接触的一侧加热来施加热量和压力使转印到记录介质上的转印图像定影。
<28>根据<17>到<26>中任何一项的图像形成方法,其中所述定影步骤是包含辊和带中至少一种的定影步骤,并且配置成通过从与调色剂接触的表面加热之后施加热量或压力中的一种,使转印到记录介质上的转印图像定影。
<29>根据<17>到<28>中任何一项的图像形成方法,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香在羧酸组分中的含量为5质量%到85质量%。
<30>根据<17>到<29>中任何一项的图像形成方法,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香通过用(甲基)丙烯酸改性纯化的松香获得。
<31>根据<17>到<30>中任何一项的图像形成方法,其中在聚酯树脂中分子量为500或更低的低分子量组分的含量为12%或更低。
<32>根据<17>到<31>中任何一项的图像形成方法,其中缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物中的至少一种存在的情况下进行的。
<33>一种处理盒,包含:静电潜像承载部件;和配置成用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影以在其上形成可视图像的显影单元,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分和包含(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,并且其中所述处理盒可拆卸地连接到图像形成装置。
<34>根据<33>中的处理盒,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香在羧酸组分中的含量为5质量%到85质量%。
<35>根据<33>到<34>中任何一项的处理盒,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香通过用(甲基)丙烯酸改性纯化的松香获得。
<36>根据<33>到<35>中任何一项的处理盒,在聚酯树脂中分子量为500或更低的低分子量组分的含量为12%或更低。
<37>根据<33>到<36>中任何一项的处理盒,其中缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物中的至少一种存在的情况下进行的。
本发明的图像形成装置至少包含:静电潜像承载部件;配置成对静电潜像承载部件表面充电的充电单元;配置成对静电潜像的充电表面曝光以在其上形成静电潜像的曝光单元;配置成用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;配置成将可视图像转印到记录介质上的转印单元;和配置成使转印图像定影到记录介质上的定影单元,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分和包含(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。在本发明的图像形成装置中,充电单元配置成对静电潜像承载部件的表面均匀充电。通过曝光单元,使静电潜像承载部件的表面曝光,形成静电潜像。通过显影单元,用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影,形成可视图像。通过转印单元,使可视图像转印到记录介质上。通过定影单元,使转印到记录介质上的转印图像定影。此时,由于通过醇组分和包含(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂用作调色剂的粘合剂树脂,获得了低温定影性能和存储稳定性能优异并且还能减少气味产生的调色剂,并且通过使用该调色剂,能形成质量极高的图像,该图像定影性能优异并且当长时间使用时色调不变化,并且也没有如密度降低或背景污迹的异常情况。
本发明的图像形成方法至少包含:对静电潜像承载部件表面充电的充电步骤;使静电潜像的充电表面曝光以在其上形成静电潜像的曝光步骤;用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像的显影步骤;将可视图像转印到记录介质上的转印步骤;和使可视图像定影到记录介质上的定影步骤,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分和含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。在本发明的图像形成方法中,在充电步骤中,对静电潜像承载部件表面均匀充电。在曝光步骤中,使静电潜像承载部件的表面曝光,形成静电潜像。在显影步骤中,用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影,形成可视图像。在转印步骤中,使可视图像转印到记录介质上。在定影步骤中,使转印到记录介质上的转印图像定影。此时,由于通过醇组分和含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂用作调色剂的粘合剂树脂,获得了低温定影性能和存储稳定性能优异并且还能减少气味产生的调色剂,并且通过使用该调色剂能形成质量极高的图像,该图像定影性能优异并且当长时间使用时不引起色调变化,并且也没有如密度降低或背景污迹的异常情况。
本发明的处理盒至少包含:静电潜像承载部件;和配置成用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影以在其上形成可视图像的显影单元,其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分和含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,并且其中所述处理盒可拆卸地连接到图像形成装置。在本发明的处理盒中,由于通过醇组分和含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂用作调色剂的粘合剂树脂,获得了低温定影性能和存储稳定性能优异并且还能减少气味产生的调色剂,并且通过使用该调色剂能形成质量极高的图像,该图像定影性能优异并且当长时间使用时不引起色调变化,并且也没有如密度降低或背景污迹的异常情况。
根据本发明,可以解决现有技术中的问题,并且提供图像形成装置、图像形成方法和处理盒,它们使用低温定影性能和存储稳定性能优异并且还能减少气味产生的调色剂,能够形成质量极高的图像,该图像定影性能优异并且当长时间使用时不引起色调变化,并且也没有如密度降低或背景污迹的异常情况。本发明的目的是提供一种夹具,其中能容易地使标签粘贴到该夹具上,并且该标签可以精确地在限定的位置上粘贴到标签所要粘贴的容器上,并且还增加了标签的粘贴效率,且粘贴之后无需调节。
附图说明
图1是显示本发明的图像形成装置中的充电辊的实例的示意剖视图。
图2是显示本发明的图像形成装置中的接触型充电辊被应用于图像形成装置的实例的示意图。
图3是显示本发明的图像形成装置中的非接触型电晕充电器应用于图像形成装置的实例的示意图。
图4是显示本发明的图像形成装置中的非接触型充电辊的实例的示意图。
图5是显示本发明的图像形成装置中的单组分显影单元的实例的示意图。
图6是显示本发明的图像形成装置中的双组分显影单元的实例的示意图。
图7是显示本发明串联式的图像形成装置中直接转印系统的实例的示意图。
图8是显示本发明串联式图像形成装置中的间接转印系统的实例的示意图。
图9是显示本发明的图像形成装置中的带系统定影单元的实例的示意图。
图10是显示本发明的图像形成装置中的加热辊系统定影单元的实例的示意图。
图11是显示本发明的图像形成装置中电磁感应加热系统的定影单元的实例的示意图。
图12是显示本发明的图像形成装置中电磁感应加热系统的定影单元的实例的示意图。
图13是显示本发明的图像形成装置中的清洁刮片的实例的示意图。
图14是显示本发明的图像形成装置中的无清洁系统型图像形成装置的实例的示意图。
图15是显示本发明的图像形成装置的实例的示意图。
图16是显示本发明的图像形成装置的另一实例的示意图。
图17是显示本发明的串联式图像形成装置的实例的示意图。
图18是显示图17的图像形成装置的图像形成单元的放大视图。
图19是显示本发明的处理盒的实例的示意图。
图20是显示实施例中使用的图像形成装置A的实例的示意图。
图21是显示实施例中使用的图像形成装置B的实例的示意图。
具体实施方式
(图像形成装置和图像形成方法)
本发明的图像形成装置至少包含静电潜像承载部件、充电单元、曝光单元、显影单元、转印单元和定影单元,还包含清洁单元,并且如有必要还包含适当选择的其它单元,例如放电单元、循环单元和控制单元。充电单元和曝光单元的组合有时称为静电潜像形成单元。
本发明的图像形成方法至少包含充电步骤、曝光步骤、显影步骤、转印步骤和定影步骤,还包含清洁单元,并且如有必要还包含适当选择的其它步骤,例如放电步骤、循环步骤和控制步骤。充电步骤和曝光步骤的组合有时称为静电潜像形成步骤。
本发明的图像形成方法可以优选通过本发明的图像形成装置进行。充电步骤可以通过充电单元进行,曝光步骤可以通过曝光单元进行,显影步骤可以通过显影单元进行,转印步骤可以通过转印单元进行,定影步骤可以通过定影单元进行,清洁步骤可以通过清洁单元进行,并且其它步骤可以通过其它单元进行。
<静电潜像承载部件>
静电潜像承载部件的材料、形状、结构和尺寸没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且形状包括例如鼓、板和环形带。结构可以是单层结构或多层结构。尺寸可以根据图像形成装置的尺寸和规格适当地选择。材料的实例包括由无定形有机硅、硒、CdS和ZnO制成的无机光导体;和聚硅烷和酞菁聚甲川制成的有机光导体(OPC)。
无定形有机硅光导体例如通过将基底加热到50℃到400℃的温度并且利用成膜方法如真空沉积法、溅射法、离子镀法、热CVD法、光CVD法或等离子体CVD法在该基底上形成由a-Si制成的感光层而获得。在这些成膜方法中,尤其优选等离子体CVD。具体地说,优选的方法是:通过直流电、高频波或微波辉光放电分解原料气体在基底上形成由a-Si制成的感光层。
有机光导体(OPC)因如下原因而广泛使用:(1)优异的光学性质如光吸收波长范围宽和光吸收量大,(2)优异的电性能如灵敏度高和带电性能稳定,(3)材料选择范围宽,(4)容易生产,(5)成本低,和(6)无毒性。有机光导体的层结构大致分为单层结构和多层结构。
具有单层结构的光导体包含基底和在该基底上形成的单层型感光层,并且还包含保护层、中间层和其它层。
具有多层结构的光导体包含基底和至少包含在基底上依次形成的电荷产生层和电荷传输层的多层型感光层,并且还包含保护层、中间层和其它层。
<充电步骤和充电单元>
充电步骤是使静电潜像承载部件的表面充电的步骤,并且通过曝光单元进行。
充电单元没有具体限制并且可以根据目的适当选择,只要它能通过施加电压对静电潜像承载部件表面均匀充电,并且大致分为:(1)配置成当与静电潜像承载部件接触时进行充电的接触型充电单元,和(2)配置成不与静电潜像承载部件接触而进行充电的非接触型充电单元。
-接触型充电单元-
接触型充电单元(1)的实例包括导电或半导电的充电辊、磁性刷、皮毛刷、膜和橡胶刮片。在这些中,与电晕放电比较,充电辊可以显著减少产生的臭氧的量,并且当反复使用静电潜像承载部件时,稳定性优异,并且能有效防止图像质量劣化。
磁性刷由负载由Zn-Cu铁氧体制成的各种铁氧体颗粒的非磁性导电套筒和包含在该套筒内的磁性辊组成。皮毛刷是通过使用碳、硫化铜、金属或金属氧化物提供导电性的皮毛缠绕或层压在具有导电性的金属或芯金属上而形成的。
在本文中,图1是显示充电辊的实例的剖视图。该充电辊310包含作为圆柱形导电基底的芯金属311、在芯金属311的周围形成的电阻控制层312、和覆盖在电阻控制层312的表面由此防止漏电的保护层313。
电阻控制层312通过在芯金属311的周围表面上使至少含有热塑性树脂和聚合物型离子导电剂的热塑性树脂组合物进行挤出成型或注射成型而形成。
电阻控制层312的体积电阻率值优选为106Ω×cm到109Ω×cm。当体积电阻率值大于109Ω×cm时,光导体鼓不能获得足以获得无不规则图像的电荷电位。另一方面,当体积电阻率值小于106Ω×cm时,整个光导体鼓可能发生漏电。
用于电阻控制层312的热塑性树脂没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或其共聚物(AS、ABS等)。
作为聚合物型离子导电剂,例如,可以使用单质电阻值为约106Ω×cm到1010Ω×cm的离子导电剂,并且容易地降低树脂的电阻。作为例子,举出含有聚醚酯酰胺组分的化合物。为了将电阻控制层312的电阻值调节到上述范围内的数值,离子导电剂的量优选为每100质量份热塑性树脂30质量份到70质量份。
作为聚合物型离子导电剂,还可以使用含有季铵盐基团的聚合物化合物。含有季铵盐基团的聚合物化合物包括例如含有季铵盐基团的聚烯烃。为了将电阻控制层312的电阻值调节到上述范围内的数值,离子导电剂的量优选为每100质量份热塑性树脂10质量份到40质量份。
可以使用双螺杆挤出机或捏合机将聚合物型离子导电剂分散在热塑性树脂中。由于聚合物型离子导电剂以分子水平均匀分散在热塑性树脂组合物中,在电阻控制层312中,没有在导电颜料分散在电阻控制层中的情况中观察到的因导电物质的不良分散导致电阻值变化。并且,聚合物型离子导电剂是聚合物化合物,并且因此均匀地分散并且固定在热塑性树脂组合物中,因此不太可能发生渗出。
形成保护层313,以便将电阻值调节到大于电阻控制层312的数值。结果,避免了光导体鼓缺陷部分的漏电。如果保护层313的电阻值过度增加,则充电效率降低,因此保护层313的电阻值和电阻控制层312的电阻值之差优选为103Ω×cm或更低。
保护层313的材料优选为树脂材料,因为其成膜性能好。例如,从防止调色剂粘附来看,因为它们具有优异的不粘附性,树脂材料优选为氟树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂或聚乙烯醇缩醛树脂。而且,由于树脂材料通常具有电绝缘性能,如果保护层313仅仅由树脂材料形成,则充电辊的性能并不令人满意。因此,通过将各种导电剂分散在树脂材料中,调节保护层313的电阻值。为了改善保护层303和电阻控制层302之间的粘合性,可以将反应性固化剂如异氰酸酯分散在树脂材料中。
充电辊310连接到电源上,并且对其施加预定电压。电压可以仅仅是直流(DC)电压,但是优选为将交流(AC)电压叠加到DC电压上的电压。可以通过施加AC电压使光导体鼓的表面充电更均匀。
在本文中,图2是显示图1所示的接触型充电辊作为充电单元应用于图像形成装置的实例的示意图。在图2中,在作为静电潜像承载部件的光导体鼓321周围,依次布置配置成对光导体鼓表面充电的充电单元310、配置成在要充电的表面上形成静电潜像的曝光单元323、配置成将调色剂粘附在光电导体鼓表面上的静电潜像上以形成可视图像的显影单元324、配置成将光导体鼓上形成的可视图像转印到记录介质326上的转印单元325、配置成将转印图像定影在记录介质上的定影单元327、配置成除去并且回收残留在光导体鼓上的调色剂的清洁单元330、和配置成去除光导体鼓上的剩余电位的放电设备331。
作为充电单元310,布置图1所示的接触型充电辊310,并且通过充电辊310使光导体鼓321表面均匀充电。
-非接触型充电单元-
非接触型充电单元(2)包括例如利用电晕放电的非接触型充电器、针电极设备、固体放电元件;和与静电潜像承载部件保持微间隙布置的导电或半导电充电辊。
电晕放电方法是非接触的充电方法,其将在空气中进行电晕放电产生的正或负离子赋予静电潜像承载部件表面,充电器的实例包括具有能赋予静电潜像承载部件固定电量的电晕充电器和具有能赋予固定电位的栅极网(scorotron)充电器。
电晕充电器由占放电导线周围一半空间的外壳电极和放置在接近中心的放电导线组成。
栅极网充电器与电晕充电器相同,除了它还包含栅电极,并且栅电极布置在离静电潜像承载部件表面1.0mm到2.0mm的位置。
在本文中,图3是显示非接触型电晕充电器作为充电单元应用于图像形成装置的实例的示意图。在图3中,与图2中相同的部件用相同的附图标记表示。
非接触型电晕充电器311作为充电单元,并且通过电晕充电器311对光导体鼓321的表面均匀充电。
对于与静电潜像承载部件保持微间隙布置的充电辊,改进充电辊以便与静电潜像承载部件保持微间隙。微间隙优选为10μm到200μm,并且更优选为10μm到100μm。
在本文中,图4是显示非接触型充电辊的实例的示意图。在图4中,布置充电辊310,同时与光导体鼓321保持微间隙H。微间隙H可以通过在充电辊310两端的非成像区域缠绕具有固定厚度的隔离物部件来设置,由此允许隔离物部件的表面邻接光导体鼓321的表面。在图4中,附图标记304表示电源。
在图4中,为了保持微间隙H,在充电辊310的两端缠绕膜302以形成隔离物部件。该隔离物302与静电潜像承载部件的光导体表面接触以在充电辊和静电潜像承载部件之间的图像区域中获得固定的微间隙H。而且,通过施加偏压,施加AC叠加型电压,通过在充电辊和静电潜像承载部件之间的微间隙H中产生的放电使静电潜像承载部件充电。如图4所示,保持微间隙H的精度通过利用弹簧303挤压充电辊的轴311而改善。
隔离物部件和充电辊可以整体成型。此时,至少间隙部分的表面由绝缘材料制成。因此,消除了间隙部分处的放电,并且放电产物在间隙部分积累,因此可防止调色剂由于放电产物的粘性而粘附到间隙部分上,导致间隙加宽。
作为隔离物部件,可以使用热收缩管。热收缩管包括例如105℃的Sumitube(商品名:F105℃,由Sumitomo Chemical Co.Ltd.制造)。
<曝光步骤和曝光单元>
曝光可以通过例如利用曝光单元使静电潜像承载部件表面成像曝光来进行。
曝光中的光学系统大致分为模拟光学系统和数字光学系统。模拟光学系统是将原稿直接投影到静电潜像承载部件上的光学系统,而数字光学系统是图像信息作为电信号给出并且将图像信息转换成光信号并且将静电潜像承载部件曝光以形成图像的光学系统。
曝光单元没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,只要通过充电单元充电的静电潜像承载部件表面能成像曝光,并且曝光单元包括例如各种公开的设备,如复印光学系统、棒状透镜阵列系统、激光光学系统、液晶开关光学系统和LED光学系统。
在本发明中,背光系统能从静电潜像承载部件背面成像曝光。
<显影步骤和显影单元>
显影步骤是用调色剂或显影剂使静电潜像显影以形成可视图像的步骤。
可视图像例如可以通过用调色剂或显影剂使静电潜像显影形成,并且可以通过显影单元形成。
显影单元没有具体限制,并且可以从已知的显影单元中适当选择,只要能用调色剂或显影剂进行显影,并且优选为含有调色剂或显影剂并且能以与静电潜像承载部件接触或非接触方式将调色剂或显影剂供应给静电潜像的显影单元。
[调色剂]
调色剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,并且优选包含脱模剂、电荷控制剂和外部添加剂,并且如有必要还包含其它组分。
-粘合剂树脂-
粘合剂树脂包含通过醇组分和含有丙烯酸改性松香的羧酸组分优选在醚化催化剂存在的情况下进行缩聚获得的聚酯树脂,并且如有必要还包含其它组分。
在本发明中,利用(甲基)丙烯酸改性松香作为羧酸组分,使得可以在非常低的温度下定影,并且改进存储稳定性。
用马来酸改性的马来酸改性松香,是常用的改性树脂,其具有三个官能团,因此能起交联剂的作用。通过使用含有大量马来酸改性松香的羧酸组分获得的以增强定影性能的聚酯树脂,含有大量低分子量组分和高分子量组分,但是难以同时满足存储稳定性和低温定影性能。然而当马来酸改性松香的量降低时,在所生成的聚酯树脂中导致低温定影性能差。
另一方面,本发明中使用的(甲基)丙烯酸改性松香是具有两个官能团的松香,并且因此能延长作为部分聚酯主链的分子链,由此增加分子量,同时分子量为500或更低的低分子量组分即剩余单体组分或低聚物组分的含量降低。因此,推测发挥了意想不到的效果,使得能同时满足两种相互冲突的性能,即低温定影性能和存储稳定性。
-羧酸组分-
作为羧酸组分,含有(甲基)丙烯酸改性松香。(甲基)丙烯酸改性松香是用(甲基)丙烯酸改性的松香,并且通过例如含有松香酸、新松香酸、巴拉西苷酸(pulstric acid)、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸、和左旋海松酸作为主要成分的松香组分与(甲基)丙烯酸的加成反应而获得。具体地说,它可以通过在加热下松香主要成分中均具有共轭双键的左旋海松酸、松香酸、新松香酸和巴拉西苷酸与(甲基)丙烯酸的Diels-Alder反应获得。
在本文中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。因此,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸或甲基丙烯酸,并且“(甲基)丙烯酸改性松香”是指用丙烯酸改性的松香或用甲基丙烯酸改性的松香。从Diels-Alder反应中的反应活性看,在本发明中(甲基)丙烯酸改性松香优选为具有较小位阻的用丙烯酸改性的丙烯酸改性松香。
从增加聚酯树脂的分子量并且减少低分子量的低聚物组分的角度看,(甲基)丙烯酸对松香的改性程度((甲基)丙烯酸改性程度)优选为5到105,更优选20到105,进一步优选为40到105,并且尤其优选为60到105。
在本文中,(甲基)丙烯酸改性程度可以通过下式(1)计算:
[式1]
(甲基)丙烯酸改性程度=[(X1-Y)/(X2-Y)]×100           式(1)
式(1)中,X1表示需要计算改性程度的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值,X2表示通过1摩尔(甲基)丙烯酸与1摩尔松香1反应获得的(甲基)丙烯酸改性松香的饱和SP值,并且Y表示松香的SP值。
SP值是指通过如下文实施例所述的自动环球式软化点测试器测量的软化点。饱和SP值指当(甲基)丙烯酸与松香反应直到所生成的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值达到饱和值时的SP值。式(1)中的表达式(X1-Y)是指(甲基)丙烯酸改性松香的SP值增加的程度。式(1)表示的(甲基)丙烯酸改性数值程度越大,则改性程度越高。
制备(甲基)丙烯酸改性松香的方法没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且可以,例如,通过将松香与(甲基)丙烯酸混合并且将混合物加热到约180℃到260℃的温度,由此通过Diels-Alder反应向含于松香中的具有共轭双键的酸加入(甲基)丙烯酸而获得。所生成的(甲基)丙烯酸改性松香可以直接使用,也可以在通过如蒸馏的操作进行纯化之后使用。
用于(甲基)丙烯酸改性松香的松香可以是任何已知的松香而没有限制,只要它是含有松香酸、新松香酸、巴拉西苷酸、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸和左旋海松酸作为主要成分的松香,例如从松树获得的天然松香、异构化松香、二聚松香、聚合松香或歧化松香。考虑到颜色,松香优选为天然松香如从制备天然松香纸浆过程中作为副产品获得的妥尔油获得的妥尔松香、从原料松香获得的脂松香、或从松树桩获得的木松香,并且从低温定影性能看,更优选妥尔松香。
(甲基)丙烯酸改性松香通过在加热下的Diels-Alder反应获得,因此含有的作为气味成因的杂质减少了,并且具有较少的气味。从降低气味和提高存储稳定性看,(甲基)丙烯酸改性松香优选通过用(甲基)丙烯酸改性纯化的松香获得,并且更优选通过用(甲基)丙烯酸改性纯化的妥尔松香获得。
纯化松香是通过纯化步骤减少了杂质含量的松香。包含于松香中的杂质通过这种方式纯化松香而除去。杂质的实例主要是2-甲基丙烷、乙醛、3-甲基-2-丁酮、2-甲基丙酸、丁酸、戊酸、正己醛、辛烷、己酸、苯甲醛、2-戊基呋喃、2,6-二甲基环己酮、1-甲基-2-(1-甲基乙基)苯、3,5-二甲基-2-环己烯和4-(1-甲基乙基)苯甲醛。在本发明中,可以使用顶空GC-MS方法检测作为三种杂质的挥发性组分如己酸、戊酸和苯甲醛的峰强度,作为纯化松香的指标。关注挥发性组分而不是杂质的绝对量的原因在于:为了改善气味而在本发明中使用纯化的松香是对含有常规松香的聚酯树脂进行的改进之一。
具体地说,纯化松香是指在下文实施例所述的顶空GC-MS的测量条件下己酸的峰强度是0.8×107或更低、戊酸的峰强度是0.4×107或更低并且苯甲醛的峰强度是0.4×107或更低的松香。考虑到存储稳定性和气味,己酸的峰强度优选为0.6×107或更低,并且更优选为0.5×107或更低。戊酸的峰强度优选为0.3×107或更低,并且更优选为0.2×107或更低。苯甲醛的峰强度优选为0.3×107或更低,并且更优选为0.2×107或更低。
而且,考虑到存储稳定性和气味,除了上述三种物质以外,优选降低正己醛和2-戊基呋喃各自的含量。正己醛的峰强度优选为1.7×107或更低,更优选1.6×107或更低,进一步优选为1.5×107或更低。并且,2-戊基呋喃的峰强度优选为1.0×107或更低,更优选0.9×107或更低,并且进一步优选为0.8×107或更低。
纯化松香的方法没有具体限制,并且可以使用已知的方法,并且通过蒸馏、重结晶或萃取进行,且优选为蒸馏。作为蒸馏方法,例如可以使用JP-ANo.07-286139中所述的方法,其实例包括在减压下蒸馏、分子蒸馏和蒸汽蒸馏。优选在减压下蒸馏进行纯化。例如,蒸馏通常在6.67kPa或更低在200℃到300℃的恒温下进行,并且应用薄膜蒸馏或精馏方法,包括常规的简单蒸馏。在常规蒸馏条件下,以注入的松香计,高分子量物质以2质量%到10质量%的比例作为沥青馏分除去,并且同时除去2质量%到10质量%的初始馏分。
在改性之前松香的软化点优选为50℃到100℃,更优选为60℃到90℃,并且进一步优选为65℃到85℃。松香的软化点是指使用后述实施例所示的方法当松香一旦熔化然后在25℃的温度下和50%的相对湿度的环境下静置冷却1小时测量的软化点。
改性前的松香的酸值优选为100mg KOH/g到200mg KOH/g,更优选130mg KOH/g到180mg KOH/g,并且进一步优选为150mg KOH/g到170mgKOH/g。
松香的酸值可以例如根据JIS K0070中所述的方法测量。
考虑到低温定影性能,在羧酸组分中(甲基)丙烯酸改性松香的含量优选为5质量%或更高,更优选为8质量%或更高,并且进一步优选为10质量%或更高。考虑到存储稳定性,(甲基)丙烯酸改性松香的含量优选为85质量%或更低,更优选70质量%或更低,进一步优选为60质量%或更低,并且尤其优选为50质量%或更低。从这些观点看,在羧酸组分中(甲基)丙烯酸改性松香的含量优选为5质量%到85质量%,更优选为5质量%到70质量%,进一步优选为8质量%到60质量%,并且尤其优选为10质量%到50质量%。
对除了(甲基)丙烯酸改性松香以外的包含于羧酸组分中的羧酸化合物没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如脂族二羧酸如草酸、丙二酸、马来酸、(甲基)丙烯酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、正十二烷基丁二酸或正十二烯基丁二酸;芳族二羧酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸或对苯二甲酸;脂环族的二羧酸如环己二羧酸;三羟基或更多羟基的多羟基羧酸如偏苯三酸或均苯四酸;或这些酸的酸酐或烷基(具有1到3个碳原子)酯。如在本发明中使用的,这些酸、这些酸的酸酐、或酸的烷基酯统称为羧酸化合物。
-醇组分-
醇组分没有具体限制,并且可以根据目的从聚酯树脂的缩聚中常用的醇组分中适当选择。考虑到充电性能和耐久性,优选的是:由以下结构式(I)表示的双酚A的环氧烷加合物:
Figure A200780022737D00231
      结构式(1)
其中RO表示环氧烷,R表示具有2到3个碳原子的亚烷基,x和y是表示环氧烷的平均加合摩尔数的正数,x和y之和优选为1到16,更优选为1到8,并且进一步优选为1.5到4。
由结构式(1)表示的双酚A的环氧烷加合物包括例如双酚A的(具有2到3个碳原子)环氧烷(平均加合摩尔数为1到16)加合物,如聚氧化丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷或聚氧乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷。
在醇组分中由结构式(I)表示的双酚A的环氧烷加合物的含量优选为30摩尔%或更高,更优选为50摩尔%或更高,进一步优选为80摩尔%或更高,并且尤其优选为基本上100摩尔%。
其它醇组分包括例如乙二醇、丙二醇、新戊二醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、氢化双酚A、山梨糖醇、或它们的(具有2到4个碳原子)环氧烷(平均加合摩尔数1到16)加合物。
为了减少剩余单体含量并且改善定影性能,聚酯树脂可以含有,作为三羟基或更多羟基的的原料单体,三羟基或更多羟基的多元醇和三羟基或更多羟基的多羟基羧酸化合物中的至少一种,只要不会不利地影响存储稳定性。三羟基或更多羟基的多元醇优选含于醇组分中,并且三羟基或更多羟基的多羟基羧酸化合物优选含于羧酸组分中。同样,三羟基或更多羟基的多元醇优选含于醇组分中,并且三羟基或更多羟基的多羟基羧酸化合物优选含于羧酸组分中。考虑到存储稳定性和降低剩余单体含量,三羟基或更多羟基的多羟基羧酸化合物的量优选每100摩尔醇组分为0.001摩尔到40摩尔,并且更优选为0.1摩尔到25摩尔。在醇组分中三羟基或更多羟基的多元醇的含量优选为0.001摩尔%到40摩尔%,并且更优选为0.1摩尔%到25摩尔%。
三羟基或更多羟基的原料单体中,三羟基或更多羟基的多羟基羧酸化合物优选为例如偏苯三酸或其衍生物,并且三羟基或更多羟基的多元醇包括例如甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇或(具有2到4个碳原子)环氧烷(平均加合摩尔数为1到16)加合物。在这些中,甘油、偏苯三酸或其衍生物尤其优选,因为其形成支化位点或起到交联剂的作用,并且还有效地改善低温定影性能。
-酯化催化剂-
醇组分和羧酸组分的缩聚优选在存在酯化催化剂下进行。酯化催化剂包括钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物,并且这些酯化催化剂可以单独或结合使用。
钛化合物优选为具有Ti-O键的钛化合物,并且更优选为均具有总共1到28个碳原子的具有烷氧基、链烯氧基或酰氧基的化合物。
钛化合物包括例如双三乙醇胺二异丙醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C3H7O)2]、双二乙醇胺二异丙醇钛[Ti(C4H10O2N)2(C3H7O)2]、双三乙醇胺二戊醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C5H11O)2]、双三乙醇胺二乙醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C2H5O)2]、双三乙醇胺二羟基辛醇钛[Ti(C6H14O3N)2(OHC8H16O)2]、双三乙醇胺二硬脂醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C18H37O)2]、三乙醇胺三异丙醇钛[Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3]和三(三乙醇胺)单丙醇钛[Ti(C6H14O3N)3(C3H7O)]。在这些钛化合物中,双三乙醇胺二异丙醇钛、双二乙醇胺二异丙醇钛和双三乙醇胺二戊醇钛是尤其优选的,并且也可以从MATSUMOTO TRADING CO.,LTD.购买。
其它优选的钛化合物的具体实例包括钛酸四正丁酯[Ti(C4H9O)4]、钛酸四丙酯[Ti(C3H7O)4]、钛酸四硬脂酯[Ti(C18H37O)4]、钛酸四肉豆蔻酯[Ti(C14H29O)4]、钛酸四辛酯[Ti(C8H17O)4]、钛酸二辛基二羟辛基酯[Ti(C8H17O)2(OHC8H16O)2]和钛酸二肉豆蔻基二辛基酯[Ti(C14H29O)2(C8H17O)2]。在这些钛化合物中,钛酸四硬脂酯、钛酸四肉豆蔻酯、钛酸四辛酯和钛酸二辛基二羟辛基酯是优选的,并且还可以通过使卤化钛与相应的醇反应获得,并且可以从NISSO Co.,Ltd.购买。
钛化合物的含量以每100质量份的醇组分和羧酸组分的总量计优选为0.01质量份到1.0质量份,并且更优选为0.1质量份到0.7质量份。
不含Sn-C键的锡(II)化合物优选为具有Sn-O键的锡(II)化合物或具有Sn-X(其中X表示卤素原子)键的锡(II)化合物,并且更优选为具有Sn-O键的锡(II)化合物。
具有Sn-O键的锡(II)化合物包括例如:具有2到28个碳原子的羧酸基的羧酸锡(II)盐,如草酸锡(II)、二醋酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二月桂酸锡(II)、二硬脂酸锡(II)或二油酸锡(II);具有2到28个碳原子的烷氧基的二烷氧基锡(II)如二辛氧基锡(II)、二月桂氧基锡(II)、二硬脂氧基锡(II)或二油氧基锡(II);氧化锡(II);和硫酸锡(II)。
具有Sn-X(其中X表示卤素原子)键的化合物包括例如:卤化锡(II)如氯化锡(II)或溴化锡(II)。在这些化合物中,考虑到充电上升效果和催化能力,优选由(R1COO)2Sn(其中R1表示5到19个碳原子的烷基或烯基)表示的脂肪酸锡(II)、由(R2O)2Sn(其中R2表示6到20个碳原子的烷基或烯基)表示的二烷氧基锡(II)和由SnO表示的锡(II)氧化物,更优选由(R1COO)2Sn表示的脂肪酸锡(II)和氧化锡(II),并且进一步优选二辛酸锡(II)、二硬脂酸锡(II)和氧化锡(II)。
没有Sn-C键的锡(II)化合物的含量以每100质量份的醇组分和羧酸组分的总量计优选为0.01质量份到1.0质量份,并且更优选为0.1质量份到0.7质量份。
当钛化合物与没有Sn-C键的锡(II)化合物结合使用时,钛化合物和锡(II)化合物的总量优选以每100质量份的醇组分和羧酸组分的总量计优选为0.01质量份到1.0质量份,并且更优选为0.1质量份到0.7质量份。
醇组分和羧酸组分的缩聚可以例如在酯化催化剂存在的条件下在惰性气氛中在180℃到250℃的温度下进行。
考虑到定影性能、存储稳定性和耐久性,聚酯树脂的软化点优选为90℃到160℃,更优选为95℃到155℃,并且进一步优选为100℃到150℃。
考虑到定影性能、存储稳定性和耐久性,聚酯树脂的玻璃化转变温度优选为45℃到75℃,更优选为50℃到75℃,并且进一步优选为50℃到70℃。
考虑到充电性能和环境稳定性,聚酯树脂的酸值优选为1mg KOH/g到80mg KOH/g,更优选5mg KOH/g到60mg KOH/g,并且进一步优选为5mgKOH/g到50mg KOH/g。
考虑到充电性能和环境稳定性,聚酯树脂的羟基值优选为1mg KOH/g到80mg KOH/g,更优选为8mg KOH/g到50mg KOH/g,并且进一步优选为8mgKOH/g到40mg KOH/g。
在聚酯树脂中,考虑到低温定影性能和存储稳定性,在聚酯树脂中,包含于剩余单体组分和低聚物组分中的分子量为500或更低的低分子量组分的含量优选为12%或更低,更优选为10%或更低,进一步优选为9%或更低,并且尤其优选为8%或更低。可以通过增加(甲基)丙烯酸对松香的改性程度的方法降低低分子量组分的含量。
聚酯树脂可以是改性的聚酯树脂,只要性能基本上没有不利的影响。改性聚酯树脂为例如使用JP-A No.11-133668、JP-A No.10-239903、JP-ANo.08-20636中描述的方法用苯酚、尿烷或环氧树脂接枝或封端的聚酯树脂。
在本发明中,可以通过使用该聚酯树脂作为调色剂的粘合剂树脂获得低温定影性能、存储稳定性和耐久性优异并且在定影时还能减少气味的调色剂。
只要不对本发明的目的和效果产生不利影响,该调色剂可以与已知的粘合剂树脂,例如基于乙烯基的树脂如苯乙烯-丙烯酸类树脂,以及其它树脂如环氧树脂、聚碳酸酯树酯或聚氨酯树脂结合使用。在粘合剂树脂中的聚酯树脂的含量优选为70质量%或更高,更优选80质量%或更高,更优选为90质量%或更高,并且尤其优选为基本上100质量%。
-着色剂-
着色剂没有具体限制,并且可以根据目的从已知的染料和颜料中适当选择,并且包括例如炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化黄、赭石、钛镍黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN、R)、颜料黄、联苯胺黄(G、GR)、永久黄(NCG)、富尔坎坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、铅丹、朱砂铅、镉红、镉汞红、锑朱砂、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红F2K、埃利奥酒红BL、酒红10B、淡BON栗、中BON栗、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛蓝栗、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、芘橙、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛青、深蓝、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌白和锌钡白。这些着色剂可单独使用或结合使用。
着色剂的颜色没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且着色剂包括例如用于黑色的那些和用于彩色的那些。这些着色剂可单独使用或结合使用。
用于黑色的着色剂包括例如炭黑(C.I.颜料黑7)如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽黑;金属如铜、铁(C.I.颜料黑11)和氧化钛;和有机颜料如苯胺黑(C.I.颜料黑1)。
品红色的着色颜料包括例如C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48:1、49、50、51、52、53、53:1、54、55、57、57:1、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、177、179、202、206、207、209和211;C.I.颜料紫19;和C.I.紫1、2、10、13、15、23、29和35。
青色的着色颜料包括例如C.I.颜料蓝2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17、60;C.I.Bat蓝6;C.I.酸性蓝45、其中酞菁骨架被1到5个邻苯二甲酰亚胺甲基取代的铜酞菁颜料、绿7和绿36。
黄色的着色颜料包括例如C.I.颜料黄0-16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.Bat黄-1、3、20、和橙36。
调色剂中着色剂的含量没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选为1质量%到15质量%,并且更优选为3质量%到10质量%。当含量小于1质量%时,调色剂的着色力降低。另一方面,当含量大于15质量%时,在调色剂中产生不良的颜料分散,并且因此降低了着色力,并且可能发生调色剂的电学性能恶化。
着色剂可作为与树脂结合的母料使用。对所述树脂没有具体限制,并且可以根据目的从已知的树脂中适当选择,并且包括例如苯乙烯或取代的苯乙烯的聚合物、基于苯乙烯的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族烃树脂、脂环烃树脂、基于芳烃的石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些树脂可单独使用或结合使用。
苯乙烯或取代的苯乙烯的聚合物包括例如聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚对氯代苯乙烯树脂和聚乙烯基甲苯。基于苯乙烯的共聚物包括例如苯乙烯-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-马来酸共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物。
母料可以通过当施加高剪切力时将母料的树脂和着色剂混合并捏合而制备。在这种情况中,优选添加有机溶剂,以便增强着色剂和树脂之间的相互作用。并且,优选所谓的冲洗法,因为可以直接使用着色剂的湿滤饼,无需干燥。冲洗法是包括将包含着色剂的含水的水性浆料与有机溶剂混合并捏合,使着色剂迁移到树脂侧,由此除去水分和有机溶剂组分的方法。优选高速剪切分散设备如三辊轧机用于上述混合和捏合。
-脱模剂-
脱模剂没有具体限制,并且可以从已知的脱模剂适当选择,并且包括例如蜡如包含羰基的蜡、聚烯烃蜡和长链烃。这些脱模剂可单独使用或结合使用。在这些脱模剂中,优选包含羰基的蜡。
包含羰基的蜡包括例如聚链烷酸酯、聚链烷醇酯、聚链烷酸酰胺、聚烷基酰胺和二烷基酮。聚链烷酸酯包括例如巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯和1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯。聚链烷醇酯包括例如偏苯三酸三硬脂酯和马来酸二硬脂酯。聚链烷酸酰胺包括例如二山萮酸酰胺。聚烷基酰胺包括例如偏苯三酸三硬脂酰胺。二烷基酮包括例如二硬脂基酮。在这些包含羰基的蜡中,尤其优选聚链烷酸酯。
聚烯烃蜡包括例如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
长链烃包括例如石蜡和沙索蜡。
脱模剂的熔点没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选为40℃到160℃,更优选为50℃到120℃,并且尤其优选为60℃到90℃。当熔点低于40℃时,可能对耐热存储稳定性产生不利影响。当熔点高于160℃时,可能在低温定影时发生冷反印。
脱模剂的熔体粘度在比蜡熔点高20℃的温度下测量的数值优选为5cps到1000cps,并且更优选为10cps到100cps。当熔体粘度小于5cps时,脱模性能可能劣化。当熔体粘度大于1,000cps时,有时不能获得改善耐热反印性能和低温定影性能的效果。
调色剂中脱模剂的含量没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选为0质量%到40质量%,并且更优选为3质量%到30质量%。
当含量大于40质量%时,调色剂流动性可能劣化。
-电荷控制剂-
电荷控制剂没有具体限制,并且可以根据目的从已知的电荷控制剂适当选择。当使用有色的材料时,色调可发生变化,并且因此优选无色或接近白色的材料,包括例如基于三苯甲烷的染料、螯合物钼酸盐颜料、基于若丹明的染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、磷的单质或其化合物、钨的单质或其化合物、基于氟的活化剂、水杨酸的金属盐、和水杨酸衍生物的金属盐。这些电荷控制剂可单独使用或结合使用。
电荷控制剂可以是市售的,并且市售电荷控制剂包括例如季铵盐BontronP-51、基于萘酚酸的金属络合物E-82、基于水杨酸的金属络合物E-84和基于苯酚的缩合物E-89(均由Orient Chemical Industries,LTD.制造);季铵盐钼络合物TP-302和TP-415(由Hodogaya Chemical Co.,LTD.制造)、季铵盐CopyCharge PSY VP2038、三苯甲烷衍生物Copy Blue PR、季铵盐Copy ChargeNEG VP2036和Copy Charge NX VP434(均由HEKISUTO Co.制造);LRA-901和硼络合物LR-147(由Japan Carlit Co.,Ltd.制造);基于喹吖啶酮和偶氮的颜料;和具有如磺酸基、羧基或季铵盐的官能团的基于聚合物的化合物。
电荷控制剂可以在与母料熔化捏合之后溶解或分散,或与调色剂的各个组分一起直接溶解或分散在有机溶剂中,或可以在制备调色剂颗粒之后固定到调色剂表面上。
在调色剂中电荷控制剂的含量变化取决于粘合剂树脂的种类、是否存在添加剂和分散方法,并且不是无条件限定的,并且每100质量份粘合剂树脂优选为0.1质量份到10质量份,并且更优选为0.2质量份到5质量份。当含量小于0.1质量份时,有时不能获得电荷控制性。另一方面,含量大于10质量份,调色剂的充电性能变得太大,并且主要电荷控制剂的效果劣化,并且因此对显影辊的静电吸引力增加,导致显影剂的流动性劣化并且降低图像密度。
-外部添加剂-
外部添加剂没有具体限制,并且可以根据目的从已知的外部添加剂适当选择,并且包括例如二氧化硅颗粒、疏水化二氧化硅细颗粒、脂肪酸金属盐(例如硬脂酸锌、硬脂酸铝等);金属氧化物(例如氧化钛、氧化铝、氧化锡、氧化锑等)或其疏水化的物质和含氟聚合物。在这些外部添加剂中,优选疏水化二氧化硅细颗粒、氧化钛颗粒和疏水化氧化钛细颗粒。
二氧化硅细颗粒包括例如HDK H 2000、HDK H 2000/4、HDK H 2050EP、HVK21和HDK H1303(全部由HEKISUTO Co.制造);和R972、R974、RX200、RY200、R202、R805和R812(全部由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)。氧化钛细颗粒包括例如P-25(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造);STT-30和STT-65C-S(全部由Titan Kogyo Kabushiki Kaisha制造);TAF-140(由FUJITITANIUM INDUSTRY CO.,LTD.制造);和MT-150W、MT-500B、MT-600B和MT-150A(全部由TAYCA Corporation制造)。疏水化氧化钛细颗粒包括例如T-805(由Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造);STT-30A和STT-65S-S(全部由TitanKogyo Kabushiki Kaisha制造);TAF-500T和TAF-1500T(全部由FUJITITANIUM INDUSTRY CO.,LTD.制造);MT-100S、MT-100T(全部由TAYCACorporation制造)和IT-S(由Ishihara Sangyo Kaisha,Ltd.制造)。
疏水化二氧化硅细颗粒、疏水化氧化钛细颗粒和疏水化氧化铝细颗粒可以通过用硅烷偶联剂如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或辛基三甲氧基硅烷处理亲水性的细颗粒而获得。
疏水剂包括例如硅烷偶联剂如二烷基-二卤代硅烷、三烷基-卤代硅烷、烷基三卤代硅烷或六烷基二硅氮烷、甲硅烷基化剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸盐的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和有机硅清漆。
并且,通过任选在加热下用硅油处理无机细颗粒获得的硅油处理的无机细颗粒是优选的。
无机细颗粒包括例如二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、血红、三氧化锑、氧化镁、氢氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。在这些无机细颗粒中,尤其优选二氧化硅和二氧化钛。
硅油包括例如二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯代苯基硅油、甲基氢化硅油、烷基改性硅油、氟改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油、环氧-聚醚改性硅油、苯酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰基或甲基丙烯酰基改性硅油和α-甲基苯乙烯改性硅油。
无机细颗粒的初级颗粒的平均粒度优选为1nm到100nm,并且更优选为3nm到70nm。当平均粒度小于1nm时,无机细颗粒嵌入调色剂中,不能有效地发挥作用。另一方面,当平均粒度大于100nm时,静电潜像承载部件表面被均匀刮擦。作为外部添加剂,无机细颗粒和疏水化无机细颗粒可以结合使用。疏水化初级颗粒的平均粒度优选为1nm到100nm,并且更优选为5nm到70nm。优选包含至少两种无机细颗粒,其中疏水化初级颗粒的平均粒度为20nm或更低,并且更优选包含至少一种平均粒度为30nm或更高的无机细颗粒。通过BET法测量的无机细颗粒的比表面积优选为20m2/g到500m2/g。
调色剂中外部添加剂的含量优选为0.1质量%到5质量%,并且更优选为0.3质量%到3质量%。
作为外部添加剂,还可以添加树脂细颗粒。其实例包括通过无皂乳液聚合、悬浮聚合或分散聚合获得的由聚苯乙烯制成的树脂细颗粒;由甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯的共聚物制成的树脂细颗粒;由缩聚树脂如有机硅、苯代三聚氰胺或尼龙制成的树脂细颗粒;和热固性树脂的聚合物细颗粒。通过结合使用这些树脂细颗粒,可以增强调色剂的充电性能,减少反向带电的调色剂,并减少背景污损。调色剂中树脂细颗粒的含量优选为0.01质量%到5质量%,并且更优选为0.1质量%到2质量%。
-其它组分-
其它组分没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如流动性改进剂、清洗性改进剂、磁性材料和金属皂。
流动性改进剂通过表面处理增强疏水性,并且可以防止即使在高湿度下的流动性和充电性能的劣化,并且包括例如硅烷偶联剂、甲硅烷基化剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、基于有机钛酸盐的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和改性硅油。
向调色剂添加清洗性改进剂,以便除去转印之后残留在静电潜像承载部件或中间转印部件上的显影剂,并且所述清洁性改进剂包括例如脂肪酸金属盐如硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸;和通过无皂乳液聚合制造的聚合物细颗粒如聚甲基丙烯酸甲酯细颗粒或聚苯乙烯细颗粒。聚合物细颗粒优选表现出相对窄的粒度分布范围,并且优选具有0.01μm到1μm的体均粒度。
磁性材料没有具体限制,并且可以根据目的从已知的磁性材料中适当选择,并且包括例如铁粉、磁铁矿和铁氧体。在这些磁性材料中,考虑到色调,优选白色的磁性材料。
-制备调色剂的方法-
制备调色剂的方法没有具体限制,并且可以根据目的从常规已知的制备调色剂的方法中适当选择,并且包括例如捏合和研磨法、聚合法、溶解悬浮法和喷雾造粒法。
-捏合和研磨法-
捏合和研磨法是将至少包含粘合剂树脂和着色剂的调色剂材料熔化捏合并且研磨所得捏合的混合物,然后进行研磨以获得调色剂基础颗粒的方法。
在熔化捏合过程中,混合调色剂材料,并且将混合物注入熔化捏合机,然后进行熔化捏合。作为熔化捏合机,可以使用,例如,单螺杆或双螺杆连续型捏合机或使用辊磨的间歇型捏合机。优选使用的有,例如,由KOBESTEEL.,LTD.制造的KTF型双螺杆挤出机、由TOSHIBA MACHINE CO.,LTD.制造的TEM型挤出机、由KCK Co.制造的双螺杆挤出机、由IkegaiTekkosho K.K.制造的PCM型双螺杆挤出机和由Buss Co.制造的共捏合机。这种熔化捏合过程优选在适当条件下进行,从而不会引起粘合剂树脂分子链的断裂。具体地说,参照粘合剂树脂的软化点设置熔化捏合的温度。当熔化捏合温度远高于软化点时,发生严重的断裂。另一方面,当熔化捏合温度太低时,不能进行分散。
在研磨过程中,对捏合过程中获得捏合的混合物进行研磨。在该研磨过程中,优选将捏合混合物粗磨,然后进行精磨。在这种情况中,可以优选使用以下系统,其中通过使捏合的混合物在射流中撞击冲击板来进行研磨的系统,或通过在射流中使颗粒相互撞击来进行研磨的系统,或颗粒在机械旋转的转子和定子之间的狭窄间隙中进行研磨的系统。
在分级过程中,通过研磨获得的研磨产品进行分级,以获得具有预定粒度的颗粒。分级可以通过利用旋风分离器、倾析器或离心机除去细颗粒部分进行。
在研磨和分级完成之后,研磨的产品通过离心力在气流中分级,并且由此可以制备具有预定粒度的调色剂基础颗粒。
接下来,外部添加剂从外部加到调色剂基础颗粒上。通过利用搅拌将调色剂基础颗粒和外部添加剂混合,从而外部添加剂在粉碎的同时涂布到调色剂基础颗粒表面上。这时,考虑到耐久性,重要的是将外部添加剂如无机细颗粒或树脂细颗粒均匀并且牢固地粘附到调色剂基础颗粒上。
-聚合法-
根据利用聚合法制备调色剂的方法,例如,至少包含脲或尿烷键改性的基于聚酯的树脂和着色剂的调色剂材料溶解或分散在有机溶剂中。所得溶液或分散体分散在含水介质中,并且进行加聚反应,然后除去分散溶液的溶剂,之后进行洗涤。
脲或尿烷键改性的基于聚酯的树脂包括例如通过使聚酯末端的羧基或羟基与多羟基异氰酸酯化合物(PIC)反应获得的具有异氰酸酯基的聚酯预聚物。通过该聚酯预聚物和胺的反应使分子链交联和/或括链获得的改性聚酯树脂可以改善热反印性能,同时保持低温定影性能。
多羟基异氰酸酯化合物(PIC)包括例如,脂肪族多羟基异氰酸酯(四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、己酸2,6-二异氰酸基甲酯等);脂环族多异氰酸酯(异氟尔酮二异氰酸酯、环己基甲烷二异氰酸酯等);芳族二异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯等);芳香脂肪族二异氰酸酯(α,α,α’,α’-四甲基苯二甲基二异氰酸酯等);异氰酸酯;和通过将多异氰酸酯用苯酚衍生物、肟或己内酰胺封端获得的那些。这些多羟基异氰酸酯化合物可单独使用或结合使用。
关于多羟基异氰酸酯化合物(PIC)的比率,异氰酸酯基[NCO]对具有羟基的聚酯的羟基[OH]的当量比[NCO]/[OH]优选为5/1到1/1,更优选为4/1到1.2/1,并且进一步优选为2.5/1到1.5/1。
在具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中每一分子包含的异氰酸酯基的数目优选为1,更优选为平均1.5到3,并且进一步优选为平均1.8到2.5。
与聚酯预聚物反应的胺(B)包括例如,二价胺化合物(B1)、三羟基或更多羟基的多羟基胺化合物(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)、和B1到B5的氨基被封端的化合物(B6)。
二价胺化合物(B1)包括例如芳族二胺(苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷等);脂环族二胺(4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、异弗尔酮二胺等);和脂肪族二胺(乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺等)。
三羟基或更多羟基的多羟基胺化合物(B2)包括例如二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。
氨基醇(B3)包括例如乙醇胺和羟乙基苯胺。
氨基硫醇(B4)包括例如氨乙基硫醇、氨丙基硫醇。
氨基酸(B5)包括例如丙氨酸和氨基己酸
B1到B5的氨基被封端的化合物(B6)例如从B1到B5的胺和酮(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)获得的酮亚胺化合物和噁唑烷化合物。在这些胺(B)中,尤其优选B1以及B1与少量B2的混合物。
关于胺(B)的比率,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中的异氰酸酯基[NCO]对胺(B)中的氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx]优选为1/2到2/1,更优选为1.5/1到1/1.5,并且进一步优选为1.2/1到1/1.2。
根据利用上述聚合反应法制备调色剂的方法,可以制备具有小粒度的调色剂,并且可以在环境负荷小、成本低下制成球形。
调色剂的颜色没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且可以是选自黑色调色剂、青色调色剂、品红色调色剂和黄色调色剂中的至少一种。每种颜色可以通过适当选择着色剂来获得,并且优选彩色调色剂。
调色剂的重均粒度没有具体限制,并且可以根据目的适当选择。调色剂的重均粒度可以通过以下方式确定。
[调色剂的重均粒度]
测量设备:Coulter Multisizer II(由BECKMAN COULTER Co.制造)
孔径:100μm
分析软件:Coulter Multisizer Acucomp Version 1.19(由BECKMANCOULTER Co.制造)
电解溶液:Isotone II(由BECKMAN COULTER Co.制造)
分散溶液:5质量%的EMULGEN 109P电解溶液(由Kao Corporation制造,聚氧乙烯月桂基醚,HLB=13.6)
分散条件:向5ml分散溶液1添加10mg样品并且利用超声波分散器分散1分钟,接着,添加25ml电解溶液,再用超声波分散器分散1分钟。
测量条件:在烧杯中添加100ml电解溶液和分散溶液,并且在能在20秒内测定30,000个颗粒的粒度的密度下测量30,000个颗粒,然后由粒度分布确定重均粒度。
[显影剂]
显影剂至少包括调色剂,并且还包括适当选择的其它组分如载体。显影剂可以是单组分显影剂或双组分显影剂。当用于应对改进近来信息处理速率的高速打印机时,考虑到提高寿命,显影剂优选为双组分显影剂。
在使用调色剂的单组分显影剂的情况中,即使在调色剂长期再装填多次之后,调色剂粒度的变化也较少,并且即不会发生显影辊上的调色剂成膜,也不发生熔合到层厚度控制部件(用于减少调色剂层厚度的刮片)。此外,即使在长期使用显影单元(搅拌)之后,也能获得稳定的显影能力和优异的图像。在利用调色剂的双组分显影剂的情况中,即使在长期再装填调色剂之后,显影剂导致的调色剂粒度变化也较少,并且即使当长期搅拌显影单元时也可以获得优异稳定的显影能力。
-载体-
载体没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选为包括树脂层和用树脂层涂布的芯材。
芯材的材料没有具体限制,并且可以从已知的材料适当选择,并且优选为例如50emu/g到90emu/g的基于锰-锶(Mn-Sr)的材料或基于锰-镁(Mn-Mg)的材料。考虑到保证图像密度,优选高度磁化的材料如铁粉(100emu/g或更高)或磁铁矿(75emu/g到120emu/g)。并且,优选弱磁化的材料如基于铜-锌(Cu-Zn)的材料(30emu/g到80emu/g),因为可以减少与其中调色剂为竖起状态(napping state)的静电潜像承载部件的接触,并且有利于形成高质量图像。这些材料可单独使用或结合使用。
芯材的粒度优选为10μm到200μm,并且更优选为40μm到100μm,以平均粒度(体均粒度(D50))计。当平均粒度(体均粒度(D50))小于10μm时,在载体颗粒的分布中,细粉的量增加,并且每一颗粒的磁化强度降低,并且因此可能发生载体飞散。另一方面,当平均粒度大于200μm时,比表面积减少,并且可能发生调色剂飞散。在包括许多实地部分的全色的情况中,实地部分的再现可能劣化。
树脂层的材料没有具体限制,并且可以根据目的从已知的树脂中适当选择,并且包括例如基于氨基的树脂、基于聚乙烯基的树脂、基于聚苯乙烯的树脂、卤代烯烃树脂、基于聚酯的树脂、基于聚碳酸酯的树脂、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、聚偏二氟乙烯和丙烯酰基单体的共聚物、聚偏二氟乙烯和氟乙烯的共聚物、如四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和非氟化单体的三聚物的氟代三聚物(氟化三元(多元)共聚物)和有机硅树脂。这些材料可单独使用或结合使用。在这些材料中,尤其优选有机硅树脂。
有机硅树脂没有具体限制,并且可以根据目的从常规已知的有机硅树脂中适当选择,并且其实例包括例如仅仅具有有机硅氧烷键的直链有机硅树脂;用醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂或聚氨酯树脂改性的有机硅树脂。
使用的有机硅树脂是市售的,并且直链有机硅树脂包括例如由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造的KR271、KR255和KR152;和由Dow Corning ToraySilicone Co.Ltd.制造的SR2400、SR2406和SR2410。
使用的改性有机硅树脂是市售的,并且包括例如由Shin-Etsu ChemicalCo.,Ltd.制造的KR206(用醇酸树脂改性的)、KR5208(用丙烯酰基改性的)、ES1001N(用环氧树脂改性的)和KR305(用尿烷改性的);和由Dow CorningToray Silicon Co.,Ltd.制造的SR2115(环氧改性的)和SR2110(用醇酸树脂改性的)。
有机硅树脂也可以单独使用,或与可交联的组分或电荷量控制组分结合使用。
如有必要,树脂层可以包含导电粉末,并且导电粉末包括例如金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。导电粉末的平均粒度优选为1μm或更低。当平均粒度大于1μm时,可能变得难以控制电阻。
例如可以通过将有机硅树脂溶解在溶剂中制备涂布溶液并且利用已知的涂布方法将涂布溶液均匀涂布在芯材的表面上,接着,进行干燥并且进一步烘焙,形成树脂层。涂布方法包括例如浸渍法、喷涂法和刷涂法。
溶剂没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、溶纤剂和醋酸丁酯。
烘焙方法没有具体限制,并且可以使用利用外部加热系统或内部加热系统的方法,并且包括例如利用固定型电炉、流动型电炉、旋转电炉或燃烧炉的方法,和利用微波的方法。
在载体中树脂层的量优选为0.01质量%到5.0质量%。当该量小于0.01质量%时,可能不能在芯材的表面上形成均匀的树脂层。另一方面,当该量大于5.0质量%时,由于所得树脂层厚度太大,载体发生粒化,并且可能不能获得均匀的载体颗粒。
当显影剂是双组分显影剂时,在双组分显影剂中载体的含量没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选为例如90质量%到98质量%,并且更优选为93质量%到97质量%。
关于在基于双组分的显影剂中调色剂对载体的混合比例,调色剂的量以每100质量份载体计优选为1质量份到10.0质量份。
显影单元可以是利用干式显影系统或湿式显影系统的单元。显影单元可以是单色显影单元或多色显影单元,并且包括例如包含能通过对调色剂或显影剂摩擦搅拌进行充电的搅拌器和可旋转的磁性辊的显影单元。
在显影单元中,例如调色剂和载体在搅拌下混合,并且调色剂在搅拌下混合时通过摩擦而充电,由此在旋转磁性辊的表面上保持竖起状态,形成磁性刷。由于磁性辊布置在静电潜像承载部件附近,构成形成于磁性辊表面上的磁性刷的部分调色剂,通过电吸引力移动到静电潜像承载部件表面。结果,用调色剂使静电潜像显影,在静电潜像承载部件的表面上形成由调色剂制成的可视图像。
包含于显影单元中的显影剂是包含调色剂的显影剂,并且显影剂可以是单组分显影剂或双组分显影剂。
[单组分显影单元]
作为单组分显影单元,优选使用单组分显影装置,该单组分显影装置包含显影剂承载部件和层厚度控制部件,调色剂供应到该显影剂承载部件,该层厚度控制部件在显影剂承载部件表面上形成调色剂薄层。
图5是显示的单组分显影装置的实例的示意图。根据这种单组分显影装置,利用由调色剂组成的单组分显影剂,在作为显影剂承载部件的显影辊402上形成调色剂层,并且当与作为静电潜像承载部件的光导体鼓1接触时,显影辊402上的调色剂层被输送,由此进行接触单组分显影,其中使光导体鼓1上的静电潜像显影。
在图5中,外壳401中的调色剂通过作为搅拌单元的搅拌器411的旋转进行搅拌,并且机械供应到作为调色剂供应部件的供应辊412。供应辊412由聚氨酯泡沫体形成,并且具有柔韧性,并且还具有能容易将调色剂保持在直径为50μm到500μm的小洞中的结构。而且,供应辊的JIS-A硬度相当低,为10°到30°,并且该供应辊还可以均匀接触显影辊402。
旋转驱动供应辊412,以在与显影辊402相同的方向上传送,使两个辊相对部分的表面以相反方向传送。而且,线速度比率(供应辊/显影辊)优选为0.5到1.5。而且,供应辊412可在与显影辊402的相反方向上旋转,使两个辊相对部分的表面以相反方向传送。在本实施方式中,供应辊412在与显影辊402的相同方向上旋转,并且线速度比率设置为0.9。供应辊412的导向部件8对显影辊402的咬入量设置为0.5mm到1.5mm。在本实施方式中,当单位有效宽度为240mm(A4的竖直尺寸)时,所需扭矩为14.7N·cm到24.5N·cm。
显影辊402包含导电基底和在该导电基底上形成的由橡胶材料制成的表面层,并且直径为10mm到30mm,以及表面粗糙度Rz通过适当地使表面变粗糙在1μm到4μm的范围内调节。表面粗糙度的值Rz优选为调色剂平均粒度的13%到80%因此,调色剂在不嵌入显影辊402的表面的情况下输送。显影辊402的表面粗糙度Rz优选为调色剂平均粒度的20%到30%,以便不保留带电低的调色剂。
橡胶材料包括例如有机硅橡胶、丁二烯橡胶、NBR橡胶、醇橡胶和EPDM橡胶。显影辊402的表面优选涂有涂布层,以便稳定随时间的质量。涂布层的材料包括例如基于有机硅的材料和基于
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的材料。基于有机硅的材料在调色剂充电性能方面优异,而基于
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的材料在脱模性能方面优异。为了获得导电性,可以包含导电材料如炭黑。涂布层的厚度优选为5μm到50μm。当厚度不在上述范围内时,可能发生缺陷如开裂。
位于供应辊412之上或之中的具有预定极性(在本实施方式中为负极性)的调色剂通过旋转在接触点从各以相反方向旋转的显影辊402之间插入而保留在显影辊402上,或者在通过摩擦带电作用或通过显影辊402的表面粗糙度的输送作用获得带负电之后施加的静电力。然而,显影辊402上的调色剂层不均匀,并且粘附过量的调色剂(1mg/cm2到3mg/cm2)。因此,通过使作为层厚度控制部件的控制刮片413与显影辊402接触,在显影辊402上形成具有均匀厚度的调色剂薄层。控制刮片413的顶端部分面对显影辊402的旋转方向的下游侧,并且控制刮片413的中心部分与辊接触,即所谓的压力接触状态。也可以反向设置,并且实现边缘接触。
控制刮片的材料优选为金属如SUS304,并且厚度为0.1mm到0.15mm。除了金属以外,还可以使用具有厚度为1mm到2mm的橡胶材料如聚氨酯橡胶和硬度比较高的树脂材料如有机硅树脂。由于通过混合炭黑可以降低电阻,除了金属以外,还可以通过连接偏压电源用显影辊402形成电场。
关于作为层厚度控制部件的控制刮片413,夹持器的自由端长度优选为10mm到15mm。当自由端长度大于15mm时,显影单元变得较大,并且不能紧密容纳于图像形成装置中。另一方面,当自由端长度小于10mm时,当控制刮片接触显影辊402的表面时可能发生振动,并且因此导致异常图像如在图像的横向发生台阶状不均匀。
控制刮片413的接触压力优选为0.049N/cm到2.45N/cm。当接触压力大于2.45N/cm时,粘附在显影辊402上的调色剂的量减少,并且调色剂电荷量过度增加,并且因此显影量可能减少,且图像密度可能降低。当接触压力小于0.049N/cm时,不均匀地形成薄层,并且大量调色剂可穿过控制刮片,并且因此图像质量可能急剧劣化。在该实施方式中,使用具有JIS-A硬度为30°的显影辊402,并且0.1mm厚的SUS板用作控制刮片413,并且接触压力设置为60gf/cm。这时,可以获得粘附在显影辊上的调色剂的目标量。
作为层厚度控制部件的控制刮片413相对于显影辊402的切线在其中顶端部分面向显影辊402的下游侧的方向上的接触角优选为10°到45°。夹在控制刮片413和显影辊402之间的形成调色剂薄层所不需要的调色剂从显影辊402上除去,以形成每单位面积为0.4mg/cm2到0.8mg/cm2的目标范围内的均匀厚度的薄层。这时,在本实施例中,调色剂电荷最终在-10μC/g到-30μC/g的范围,并且显影在面对光导体鼓1上的静电潜像的状态下进行。
因此,根据本实施方式的单组分显影装置,与常规的双组分显影单元的情况比较,光导体鼓1的表面和显影辊402的表面之间的距离进一步降低,显影能力增强,并且因此可以用较低的电位进行显影。
[双组分显影单元]
双组分显影单元优选为包含固定在内部的磁场产生单元、并且还包含能在其表面上承载由磁载体和调色剂组成的双组分显影剂的可旋转显影剂承载部件的双组分显影装置。
在本文中,图6显示利用包含调色剂和磁载体的双组分显影剂的双组分显影装置的实例。在图6所示的双组分显影装置中,双组分显影剂通过螺杆441搅拌并且输送,然后供应到作为显影剂承载部件的显影套筒442。供应到显影套筒442的双组分显影剂通过作为层厚度控制部件的调节刮片443控制,并且供应的显影剂的量通过调节刮片443和显影套筒442之间的作为间隙的调节间隙进行控制。当调节间隙太小时,图像密度不足,因为显影剂的量太少。另一方面,当调节间隙太大时,显影剂过度供应,并且因此出现问题,即载体沉积在作为静电潜像承载部件的光导体鼓1上。因此,在显影套筒442中,提供形成磁场的作为磁场产生单元的磁体,使显影剂在周围表面上处于竖起状态。显影剂以链状竖起状态沉积在显影套筒442上,以便沿着以磁体产生的磁力的法线方向上的磁力线,形成磁性刷。
显影套筒442和光导体鼓1以固定间隔(显影间隙)靠近布置,并且在它们两个的相对部分形成显影区域。显影套筒442是由非磁性材料如铝、黄铜、不锈钢或导电树脂制成的圆柱形状,并且通过旋转驱动机构(未显示)来旋转。磁性刷通过显影套筒442的旋转转移到显影区域。从电源(未显示)向显影套筒442施加显影电压以进行显影,并且磁性刷上的调色剂通过显影套筒442和光导体鼓1之间形成的显影电场从载体上分离,并且在光导体鼓1上的静电潜像上显影。可以对显影电压叠加交流电。
显影间隙优选为显影剂的粒度的约5倍到30倍。当显影剂的粒度为50μm时,显影间隙优选设置在0.5mm到1.5mm的范围内。因此,当显影间隙变宽时,可能不能获得所需要的图像密度。
而且,调节间隙优选为与显影间隙相同或大于显影间隙。光导体鼓1的鼓尺寸和鼓线速度以及显影套筒442的套筒直径和套筒线速度通过装置的复印速度和尺寸的限制来决定。套筒线速度对鼓线速度的比率优选调节为1.1或更高,以便获得所需图像密度。还可以在显影之后的位置上布置传感器,并且从光学反射率检测调色剂沉积的量,因此控制工艺条件。
<转印步骤和转印单元>
转印步骤是将可视图像转印到记录介质上的步骤,并且利用转印单元进行。转印单元大致分为,将在静电潜像承载部件上形成的可视图像直接转印到记录介质上的转印单元,和首先将可视图像转印到中间转印部件上然后将可视图像二次转印到记录介质上的二次转印单元。
可视图像可以通过利用转印充电器对静电潜像承载部件充电来转印,并且转印可以通过转印单元进行。在优选的方面,转印单元包含将可视图像转印到中间转印部件上以形成复合转印图像的一次转印单元和将该复合转印图像转印到记录介质上的二次转印单元。
-中间转印部件-
中间转印部件没有具体限制,并且可以根据目的从已知的转印单元中适当选择,并且优选包含例如转印带和转印辊。
中间转印部件的静摩擦系数优选为0.1到0.6,并且更优选为0.3到0.5。中间转印部件的体积电阻率优选为在几个Ω×cm到103Ω×cm的范围内。当中间转印部件的体积电阻率调节到几个Ω×cm和103Ω×cm的范围内时,由于防止了中间转印部件本身的电荷,并通过电荷施加单元施加的电荷不太可能残留在中间转印部件上,可以防止在二次转印时的不均匀转印。而且,在二次转印时可以容易施加转印偏压。
中间转印部件的材料没有具体限制,并且可以根据目的从已知的材料中适当选择,并且优选如下:
(1)具有高杨氏模量(拉伸弹性模量)的材料用作单层带的材料,并且所述材料包括例如PC(聚碳酸酯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PAT(聚对苯二甲酸亚烷基酯)、PC(聚碳酸酯)和PAT(聚对苯二甲酸亚烷基酯)的共混材料、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)和PC的共混材料、ETFE和PAT的共混材料、PC和PAT的共混材料和分散有炭黑的热固性聚酰亚胺。具有高杨氏模量的单层带具有以下优点:它在形成图像时引起对应力的较小的形变,并且在形成图像时不会导致拱偏移(rib shift)。
(2)具有两层或三层结构的带,包含作为基层的具有高杨氏模量的带(1)和在外围形成的表面层或中间层,并且这种具有两层或三层结构的带具有能防止由于单层带的坚硬导致的线条图像的空白的性能。
(3)利用树脂、橡胶或弹性体的具有较低杨氏模量的弹性带,并且这种弹性带具有以下优点:由于其柔软性而很少导致线条图像的空白。而且,由于能通过将弹性带宽度增加到驱动辊和布置辊的宽度并且利用从辊伸出的带边的弹性防止弯曲,因此可以实现低成本而不需要筋板和防止弯曲的设备。
在这些带中,尤其优选弹性带(3)。
弹性带在转印部分依照调色剂层和不光滑的记录介质变形。也就是,弹性带依照局部不规则性变形,并且在不对调色剂层过度增加转印压力情况下获得良好的粘附力,并且不发生字符空白,而且,即使在使用平整性差的记录介质的情况中,也能获得具有优异均匀性的转印图像。
用于弹性带的树脂没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如聚碳酸酯树酯、基于氟的树脂(ETFE、PVDF)、基于苯乙烯的树脂(包含苯乙烯或取代的苯乙烯的均聚物或共聚物)如聚苯乙烯树脂、氯化聚苯乙烯树脂、聚-α-甲基苯乙烯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(例如苯乙烯-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-丙烯酸苯酯共聚物等)、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(例如苯乙烯-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-甲基丙烯酸苯酯共聚物等)、苯乙烯-丙烯酸-α-氯甲酯共聚物、或苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸丁酯树脂、丙烯酸乙酯树脂、丙烯酸丁酯树脂、改性丙烯酸树类脂(例如有机硅改性的丙烯酸类树脂、氯乙烯树脂改性的丙烯酸类树脂、丙烯酰基-尿烷树脂等)、氯乙烯树脂、苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、松香改性的马来酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酯聚氨酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁二烯、聚偏二氯乙烯树脂、离聚物树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚酰胺树脂和改性聚苯醚树脂。这些树脂可单独使用或结合使用。
在弹性带中使用的橡胶没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如天然橡胶、丁基橡胶、基于氟的橡胶、丙烯酰基橡胶、EPDM橡胶、NBR橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯三元共聚物、氯戊二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶、间同立构1,2-聚丁二烯、基于表氯醇的橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、聚硫化物橡胶、聚降冰片烯橡胶和氢化腈橡胶。这些橡胶可单独使用或结合使用。
用于弹性带的弹性体没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如基于聚苯乙烯的热塑性弹性体、基于聚烯烃的热塑性弹性体、基于聚氯乙烯的热塑性弹性体、基于聚氨酯的热塑性弹性体、基于聚酰胺的热塑性弹性体、聚脲热塑性弹性体、基于聚酯的热塑性弹性体和基于氟的热塑性弹性体。这些弹性体可单独使用或结合使用。
用于弹性带中控制电阻值的导电剂没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如炭黑、石墨、金属如铝或镍的粉末;和导电的金属氧化物如氧化锡、氧化钛、氧化锑、氧化铟、钛酸钾、氧化锑-氧化锡复合氧化物(ATO)和氧化铟-氧化锡复合氧化物(ITO)。可以用硫酸钡、硅酸镁或碳酸钙的绝缘细颗粒涂布导电的金属氧化物。
而且,弹性带的表面层优选为这样的表面层,既可以防止静电潜像承载部件被弹性材料污染并且降低带表面的摩擦阻力,由此减少调色剂的粘附,并且增强清洁性能和二次转印性能。表面层优选包含粘合剂树脂如聚氨酯树脂、聚酯树脂或环氧树脂;和能通过降低表面能而增强润滑性能的材料,例如氟树脂、氟化合物、氟化碳、二氧化钛或碳化有机硅的粉末或颗粒。也可以使用基于氟的橡胶材料,其中通过进行热处理形成富含氟的表面层,由此降低表面能。
制造弹性带的方法没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如(1)包括在旋转的圆柱形模具中浇铸材料以形成带的离心成形方法,(2)包括喷雾液体涂布材料以形成膜的喷雾涂布方法,(3)包括将圆柱形模具浸渍在材料的溶液中并且拉出模具的浸渍方法,(4)包括在内模具或外模具中浇铸的浇铸方法,和(5)包括将化合物缠绕在圆柱形模具周围然后固化并且进一步研磨的方法。
而且,防止弹性带伸长的方法没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如(1)包含在芯层中添加能防止伸长的材料的方法,和(2)包含在芯层上形成导致伸长较小的橡胶层的方法。
防止伸长的材料没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如天然纤维如棉和丝纤维;合成纤维如聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酰纤维、聚烯烃纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚偏二氯乙烯纤维、聚氨酯纤维、聚缩醛纤维、聚氟乙烯纤维和苯酚纤维;无机纤维如碳纤维、玻璃纤维和硼纤维;和金属纤维如铁纤维和铜纤维。这些材料在形成编织物或纱线之后使用。
形成芯层的方法没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如(1)包含用圆柱状编织物覆盖金属模具并且在其上形成涂布层的方法,(2)包含将圆柱状编织物浸渍在液体橡胶中以在芯层的一个或两个表面上形成涂布层的方法,和(3)包含以任选的间距在金属模具周围螺旋地缠绕纱线并且在其上形成涂布层的方法。
涂布层的厚度取决于涂布层的硬度而变化。当厚度太大时,在表面上可能发生开裂,因为表面的膨胀和收缩大,太大的厚度(约1毫米或更高)也是不可取的,因为膨胀和收缩增加,并且由此图像的伸长和收缩增加。
转印单元(一次转印单元、二次转印单元)优选至少包含将静电潜像承载部件上形成的可视图像分别加载到记录介质侧的转印设备。可以布置一个或两个转印设备。转印设备的实例包含利用电晕放电的电晕转印设备、转印带、转印辊、压力转印辊和粘性转印设备。
记录介质通常是普通纸,并且没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,只要它能将显影之后未定影的图像转印,并且还可以使用用于OHP片的PET基底。
-串联式图像形成装置的转印单元-
串联式图像形成装置是布置多个均至少包含静电潜像承载部件、充电单元、显影单元和转印单元的图像形成元件的装置。这种串联式图像形成装置配备有用于黄色、品红色、青色和黑色的四个图像形成元件,从而可视图像可以在四个图像形成元件中并行形成,并且叠加在记录介质或中间转印部件上,因此可以高速形成全色图像。
串联式图像形成装置分为:(1)直接转印系统,其中每一静电潜像承载部件1上形成的可视图像通过转印单元2依次转印到其表面穿过转印位置的记录介质S上,所述转印位置与多个图像形成元件中每一个的静电潜像承载部件1相对,如图7所示,和(2)间接转印系统,其中多个图像形成元件中每一个的静电潜像承载部件1上的可视图像通过转印单元(一次转印单元)2被一次性转印到中间转印部件4上,然后中间转印部件4上的图像通过二次转印单元5被一次性转印到记录介质S上,如图8所示。虽然使用了图8所示的结构中的转印带作为二次转印单元,但是也可以使用辊。
当比较(1)的直接转印系统和(2)的间接转印系统时,(1)的直接转印系统必须将送纸装置6布置在串联式图像形成部分T的上游侧的位置,串联式图像形成部分T包含静电潜像承载部件1的布置,并且将作为定影单元的定影设备7布置在下游侧,这使装置在输送记录介质方向上的尺寸变得较大。相反,(2)的间接转印系统具有这样的优点:可以较自由地确定二次转印位置,而且送纸装置6和定影设备7可以布置在串联式图像形成部分T上,使装置尺寸变得较小。
同样在(1)的直接转印系统的情况中,定影设备7布置成接近串联式图像形成部分T,以免使装置在输送记录介质的方向上的尺寸较大。这样使得不能将定影设备7布置成具有足够余裕,以允许记录介质S弯曲。结果,由于进入定影设备7的记录介质S的顶端的冲击(当记录介质比较厚时冲击尤其显著),和/或在穿过定影设备7的记录介质的输送速度和转印带携带的记录介质的输送速度之间的差异,定影设备7可能影响上游进行的图像形成步骤。相反,(2)的间接转印系统允许将定影设备7布置成具有足够余裕,以允许记录介质S弯曲,因此定影设备7几乎不影响图像形成步骤。
由于上述原因,近年来间接转印系统更有前途。在这种彩色图像形成装置中,在首次转印之后留在静电潜像承载部件1上的残留调色剂通过清洁设备8清洁静电潜像承载部件1表面而除去,以便准备下一次图像形成操作。而且,在二次转印之后留在中间转印部件4上的残留调色剂通过中间转印部件清洁设备9清洁中间转印部件4的表面而除去,以便准备下一次图像形成操作。
<定影步骤和定影单元>
定影步骤是将转印到记录介质上的可视图像通过定影单元定影的步骤。
虽然定影单元没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,优选使用具有定影部件和加热定影部件的热源的定影设备。
定影部件没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,只要能接触并且形成辊隙部分,并且可以是环形带和辊的结合,或多个辊的结合。为了降低预热时间并且减少能量消耗,优选使用环形带和辊的结合,或通过感应加热来加热定影部件表面的方法。
定影部件包含例如,可以使用在现有技术中已知的加热和加压单元(加热单元和加压单元的结合)。在使用环形带和辊的结合的情况中,加热和加压单元可以为加热辊、加压辊和环形带的结合。在使用多个辊的结合的情况中,可以使用加热辊和加压辊的结合。
当环形带用作定影部件时,环形带优选以在基材上提供抗反印层的结构由具有低热容量的材料形成。基材可以由镍或聚酰亚胺形成,并且抗反印层可以例如由有机硅橡胶或基于氟的树脂形成。
当辊用作定影部件时,辊的芯金属优选由非弹性材料形成,以防止在高压力下变形。非弹性材料没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并优选包括例如热导率高的材料如铝、铁、不锈钢或黄铜。优选在辊的表面上涂布抗反印层。用于形成抗反印层的材料没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选包括例如RTV有机硅橡胶、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE)。
在定影步骤中,通过将调色剂形成的图像转印到记录介质并且将其上具有转印图像的记录介质穿过辊隙部分,图像可定影到记录介质上,或者,将图像转印并且定影在记录介质上可以在辊隙部分中同时进行。
定影步骤可以在每次将不同颜色的图像转印到记录介质上时进行,或在将不同颜色的图像叠加之后仅进行一次。
辊隙部分由至少两个彼此接触布置的定影部件构成。
辊隙部分的表面压力没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且表面压力优选为5N/cm2或更高,更优选为7N/cm2到100N/cm2,并且进一步优选为10N/cm2到60N/cm2。当辊隙部分的表面压力太高时,辊可能具有较低的耐久性。当辊隙部分的表面压力低于5N/cm2时,不能获得足够的定影效果。
由调色剂形成的图像定影到记录介质上的温度(即通过加热单元加热的定影部件的表面温度)没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且温度优选为120℃到170℃,并且更优选为120℃到160℃。当定影温度低于120℃时,不能获得足够的定影效果,而当定影温度高于170℃时,从节能角度看不是期望的。
定影单元大致区分为:(1)采用内部加热模式的定影单元,其中定影单元至少具有辊或带,同时,加热不与调色剂接触的表面,并且,加热并加压转印到记录介质上的图像以便定影,和(2)采用外部加热模式的定影单元,其中定影单元至少具有辊或带,同时,加热与调色剂接触的表面,并且,加热并加压转印到记录介质上的图像以便定影。注意,可以使用结合内部加热模式和外部加热模式的定影单元。
采用内部加热模式的定影单元可举例的是定影部件具有结合于其中的加热单元的定影单元。这种加热单元可以是热源如电热器或卤素灯。
采用外部加热模式的定影单元优选为通过加热单元加热至少一个定影部件的至少部分表面的定影单元。加热没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且包括例如电磁感应加热单元。
电磁感应加热单元没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且优选包括例如具有配置成产生磁场的单元和配置成通过电磁感应发热的单元的电磁感应加热单元。
电磁感应加热单元优选具有包含以下的结构:布置在定影部件(例如加热辊)附近的感应线圈、其上设置感应线圈的防护层、和布置在其上设置感应线圈的防护层的表面相对侧的绝缘层。在这种情况中,加热辊优选为由磁性材料或热管构成。
优选将感应线圈布置成至少包围与其上加热辊和定影部件(如加压辊、环形带等)彼此接触的表面相对的加热辊侧上的半圆柱形部分。
-采用内部加热模式的定影单元-
图9显示作为采用内部加热模式的定影单元的实例的带式定影设备。图9所示的带式定影设备510包括加热辊511、定影辊512、定影带513和加压辊514。
定影带513跨越拉伸在旋转布置的加热辊511和定影辊512上,并通过加热辊511加热到预定温度。加热辊511与设置在其中的热源515结合,并且设计成使其温度可以通过安装在加热辊511附近的温度传感器517控制。定影辊512布置在定影带513内,以便当与定影带513的内表面接触时能够旋转。加压辊514可旋转地布置在定影带513外,同时与定影带513的外表面接触,以便挤压定影辊512。定影带513的表面硬度低于加压辊514的表面硬度。在定影辊512和加压辊514之间形成的辊隙部分N中,位于记录介质S的引入端和排出端之间的中间区域定位在定影辊512一侧,而不是引入端和排出端一侧。
在图9所示的带式定影设备510中,首先,其上形成有要定影的调色剂图像T的记录介质S被输送到加热辊511。然后,在记录介质S上形成的调色剂图像T通过内置热源515加热到预定温度的加热辊511和定影带513加热熔化。在这样的条件下,记录介质S插入定影辊512和加压辊514之间形成的辊隙部分N。插入辊隙部分N的记录介质S与定影带513的表面接触,其中定影带513与定影辊512和加压辊514的旋转同步运行,并且该记录介质S当穿过辊隙部分N时被挤加使得调色剂图像T定影在记录介质S上。
然后,其上定影了调色剂图像T的记录介质S在定影辊512和加压辊514之间穿过,从定影带513分离,并且输送到托盘(未显示)。这时,记录介质S向加压辊514排放,并且防止了记录介质S被定影带513缠住。定影带513通过清洁辊516清洁。
图10所示的加热辊型定影设备515具有作为定影部件的加热辊520和布置成与其接触的加压辊530。
加热辊520具有表面覆盖抗反印层522的空心金属圆筒521,其中结合有加热灯523。加压辊530具有表面覆盖抗反印层532的金属圆筒531。加压辊530也可以具有内侧布置加热灯533的空心形状的金属圆筒531。
加热辊520和加压辊530通过弹簧(未显示)推动而彼此接触,同时能旋转并且形成辊隙部分N。加热辊520的抗反印层522的表面硬度比加压辊530的抗反印层532的表面硬度低。在加热辊520和加压辊530之间形成的辊隙部分N中,位于记录介质S的引入端和排出端之间的中间区域定位在加热辊520的一侧,而不是引入端和排出端一侧。
在图10所示的加热辊型定影设备515中,首先,其上形成有要定影的调色剂图像T的记录介质S被输送到在加热辊520和加压辊530之间形成的辊隙部分N。然后,记录介质S上的调色剂T通过内置加热灯523加热到预定温度的加热辊520加热熔化,并且当穿过辊隙部分N时,通过加压辊530施加压力,使调色剂图像T定影在记录介质S上。
然后,其上定影了调色剂图像T的记录介质S在加热辊520和加压辊530之间穿过,并且被输送到托盘(未显示)。这时,记录介质S向加压辊530排放,并且防止了记录介质S被加压辊530缠住。加热辊520通过清洁辊(未显示)清洁。
-采用外部加热模式的定影单元-
图11显示作为采用外部加热模式的定影单元的实例的电磁感应加热型定影设备570。电磁感应加热型定影设备570包括加热辊566、定影辊580、定影带567、加压辊590和电磁感应加热单元560。
定影带567跨越旋转布置的加热辊566和定影辊580拉伸,并且通过加热辊566加热到预定温度。
加热辊566具有由磁性金属如铁、钴、镍或它们的合金制成的中空圆柱形部件,其外径为20mm到40mm,并且壁厚为0.3mm到1.0mm,并且具有低的热容量以便快速加热。
定影辊580具有由不锈钢或其它金属制成的芯金属581,其表面用弹性层582覆盖,弹性层582由具有绝热性能并且处于实心的或发泡的状态的有机硅橡胶形成。定影辊580可旋转地布置在定影带567内,同时与定影带567的内表面接触。定影辊580具有约20mm到40mm的外径,大于加热辊566的外径,以便在加压辊590的压力下,在加压辊590和定影辊580之间形成具有预定宽度的辊隙部分N。弹性层582形成为约4mm到6mm的厚度,并且加热辊566的热容量小于定影辊580的热容量,以便减少加热辊566预热所需的时间。
加压辊590具有由导电率高的金属如铜或铝制成的圆柱形部件组成的芯金属591,其表面通过具有高耐热性能和高调色剂脱模性的弹性层592覆盖。加压辊590可旋转地布置在定影带567之外,同时与定影带567的外表面接触,以便对定影辊580施加压力。芯金属591还可以由SUS代替上述金属形成。
电磁感应加热单元560沿着加热辊566的轴方向布置在加热辊566的附近。电磁感应加热单元560包括作为配置成产生磁场的单元的励磁线圈561和励磁线圈561围绕在其周围的线圈导向板562。线圈导向板562具有布置在加热辊566外周围表面的附近的半圆柱形状,并且励磁线圈561通过将长的导线以加热辊566的轴方向交替缠绕在线圈导向板562周围形成。励磁线圈561连接到具有可变频率振荡电路的驱动电源(未显示)。励磁线圈芯563布置在励磁线圈561外,励磁线圈芯563由铁磁材料如铁氧体形成半圆柱形状,并且固定在励磁线圈561附近的励磁线圈芯支撑部件564上。
在图11所示的电磁感应加热型定影设备570中,当向电磁感应加热单元560的励磁线圈561提供电力时,在电磁感应加热单元560周围产生交变磁场,从而布置在励磁线圈561附近并且被励磁线圈561围绕的加热辊566被其中感应的涡流均匀地并且有效地预热。其上形成有要定影的调色剂图像T的记录介质S被输送到定影辊580和加压辊590之间的辊隙部分N。然后在记录介质S上形成的调色剂图像T被定影带567加热熔化,定影带567在与加热辊566接触的接触区域W1通过由电磁感应加热单元560加热到预定温度的加热辊566来加热。在这样的条件下,记录介质S被插入定影辊580和加压辊590之间形成的辊隙部分N。插入到辊隙部分N的记录介质S与定影带567的表面接触,其中定影带567与定影辊580和加压辊590的旋转同步运行,并且记录介质S当穿过辊隙部分N时被挤压,使调色剂图像T定影在记录介质S上。
然后,其上具有定影的调色剂图像T的记录介质S在定影辊580和加压辊590之间穿过,从定影带567分离,并且被输送到托盘(未显示)。这时,记录介质S向加压辊590排放,并且防止记录介质S被定影带567缠住。定影带567通过清洁辊(未显示)清洁。
基于图12所示的感应加热法的辊型定影设备525是包括作为定影部件的定影辊520、与其接触布置的加压辊530、和从外部加热定影辊520和加压辊的电磁感应热源540的定影单元。
定影辊520具有表面被依次形成的绝热弹性层522、热量产生层523和脱模层524覆盖的芯金属521。加压辊530具有表面被依次形成的绝热弹性层532、热量产生层533和脱模层534覆盖的芯金属531。脱模层524和脱模层534由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)形成。
定影辊520和加压辊530通过弹簧(未显示)推动而彼此接触,同时能旋转并且形成辊隙部分N。
电磁感应热源540布置在定影辊520和加压辊530的附近,并且通过电磁感应加热热量产生层523和热量产生层533。
在图12所示的定影设备中,定影辊520和加压辊530通过电磁感应热源540均匀地并且有效地预热。由于该装置是由多个辊的结合构成的,在辊隙部分N容易实现高的表面压力。
<清洁步骤和清洁单元>
清洁步骤是除去留在静电潜像承载部件上的调色剂的步骤,优选可以通过清洁单元进行。
由于显影单元具有与静电潜像承载部件表面接触的显影剂载体,以便使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影,同时回收静电潜像承载部件上的残留调色剂,因此静电潜像承载部件可以在没有提供清洁单元(无清洁系统)的条件下进行清洁。
清洁单元没有具体限制,并且可以根据目的从已知的清洁器中适当选择,只要它能除去留在静电潜像承载部件的残留调色剂,并且包括例如磁性刷式清洁器、静电刷式清洁器、磁性辊清洁器、清洁刮片、刷式清洁器或网式清洁器。在这些清洁器中,尤其优选使用清洁刮片,它具有高的调色剂除去性能,而且是小型并且便宜的清洁刮片。
清洁刮片的橡胶刮片可以由聚氨酯橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、氯戊二烯橡胶或丁二烯橡胶形成,其中尤其优选聚氨酯橡胶。
图13是清洁刮片613和静电潜像承载部件之间的接触区域615周围部分的放大视图。清洁刮片613具有调色剂阻挡表面617,调色剂阻挡表面617以间隙S从光导体鼓1的表面分开,间隙S从接触区域615向静电潜像承载部件的旋转方向的上游延伸。在本实施方式中,调色剂阻挡表面617从接触区域615向静电潜像承载部件的旋转方向的上游延伸,使间隙S具有锐角。
如图13所示,调色剂阻挡表面617具有摩擦系数比清洁刮片613高的涂布部分618。涂布部分618由摩擦系数比清洁刮片613高的材料(高摩擦材料)形成。高摩擦材料可以是例如DLC(类金刚石的碳),但是高摩擦材料不局限于DLC。涂布部分618设置在调色剂阻挡表面617上不与光导体鼓1的表面接触的区域。
清洁单元在附图中没有显示,包括回收通过清洁刮片刮下来的残留调色剂的调色剂回收叶片,和将通过调色剂回收叶片回收的残留调色剂输送到回收部分的调色剂回收线圈。
-无清洁系统的图像形成装置-
图14是显示显影单元还用作清洁单元的无清洁系统的图像形成装置的实例的示意图。
在图14中,附图标记1表示作为静电潜像承载部件的光导体鼓,620表示作为接触式充电单元的刷式充电设备,603表示作为曝光单元的曝光设备,604表示作为显影单元的处理器,640表示送纸盒、650表示辊型转印单元并且P表示记录介质。
在无清洁系统的图像形成装置中,在转印之后残留在光电导体鼓1表面上的调色剂通过光导体鼓1后续旋转移动到与光导体鼓1接触的接触式充电设备620的位置,并且通过与光导体鼓1接触的刷式充电部件621的磁性刷(未显示)临时回收。一旦回收的调色剂被再次排放到光导体鼓1的表面上,并且最终在处理器604中与显影剂一起通过显影剂载体631回收,而光导体鼓1反复用于图像形成。
显影单元604还用作清洁单元的表述是指在通过显影偏压(在施加到显影剂载体631上的DC电压和光导体鼓1的表面电位之间的差)回收转印之后留在光导体鼓1上的少量调色剂的方法。
在显影单元还用作清洁单元的无清洁系统的图像形成装置中,在转印之后残留的调色剂通过处理器604回收,并且用于后续操作。结果,消除了调色剂浪费,并且使该装置无需维护,并且无需清洁器,由此就空间来说提供了显著的优点,并且实现了显著的图像形成装置尺寸减小。
<其它步骤和其它单元>
放电步骤是通过对静电潜像承载部件施加放电偏压除去静电电荷的步骤,并且可以优选通过放电单元进行。
放电单元没有具体限制,并且可以根据目的从已知的放电设备中适当选择,只要它能对静电潜像承载部件施加放电偏压,并且包括例如放电灯。
循环步骤是使清洁步骤中回收的电子照相调色剂循环到显影单元中的步骤,并且优选可以通过循环单元进行。循环单元没有具体限制,并且包括例如已知的输送单元。
控制步骤是控制上述步骤的步骤,并且优选通过控制单元进行。
控制单元没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,只要它能控制上述单元的操作,并且包括例如,如序列发生器或电脑的设备。
-图像形成装置和图像形成方法-
现在参考图15描述通过本发明的图像形成装置实施图像形成方法的实施方式。图15所示的图像形成装置100包括作为静电潜像承载部件的光导体鼓10、作为充电单元的充电辊20、通过作为曝光单元的曝光设备产生的曝光30、作为显影单元的处理器40、中间转印部件50、作为清洁单元的清洁刮片60和作为放电单元的放电灯70。
中间转印部件50是环形带,该环形带设计成通过拉伸该带的三个辊51以图中箭头所示方向移动。三个辊51中的一部分还用作能对中间转印部件50施加预定偏压(一次转印偏压)的转印偏压辊。中间转印部件清洁刮片90布置在中间转印部件50的附近,并且转印辊80与其相对布置,作为能将用于转印(二次转印)可视图像(调色剂图像)的转印偏压施加到记录介质95的转印单元。布置在中间转印部件50周围的是用于对中间转印部件50上形成的可视图像充电的电晕充电设备58,该电晕充电设备58在中间转印部件50的旋转方向上位于静电潜像承载部件10和中间转印部件50的接触区域和中间转印部件50和记录介质95之间的接触区域之间。
处理器40包括作为显影剂载体的显影带41、布置在显影带41周围的黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红色显影单元45M和青色显影单元45C。黑色显影单元45K包括显影剂容器42K、显影剂供应辊43K和显影辊44K。黄色显影单元45Y包括显影剂容器42Y、显影剂供应辊43Y和显影辊44Y。品红色显影单元45M包括显影剂容器42M、显影剂供应辊43M和显影辊44M。青色显影单元45C包括显影剂容器42C、显影剂供应辊43C和显影辊44C。显影带41是环形带,其在多个带辊上拉伸,以便能够在其上运转,并且其中一部分与静电潜像承载部件10接触。
在图15所示的图像形成装置100中,充电辊20首先对光导体鼓10均匀充电。曝光设备(未显示)对光导体鼓10施加成像曝光30,形成静电潜像。在光导体鼓10上形成的静电潜像通过从处理器40供应的调色剂进行显影,形成可视图像。可视图像通过从辊51施加的电压转印到中间转印部件50上(一次转印),并且进一步转印到记录介质95(二次转印)。结果,在记录介质95上形成转印图像。当静电潜像承载部件10上的电荷一旦通过放电灯70除去时,留在静电潜像承载部件10上的调色剂通过清洁刮片60除去。
现在参考图16描述通过本发明的图像形成装置实施本发明的图像形成方法的另一实施方式。除了不具备作为图15所示图像形成装置100的显影剂载体的显影带41,并且黑色显影单元45K、黄色显影单元45Y、品红色显影单元45M和青色显影单元45C在静电潜像承载部件10周围直接相对布置以外,图16所示的图像形成装置100具有与图15所示的图像形成装置100相似的结构,并且具有相似的操作和效果。在图16中,用相同的附图标记表示与图15所示部件相同的部件。
-串联式图像形成装置和图像形成方法-
现在参考图17描述通过本发明的图像形成装置实施本发明的图像形成方法的另一实施方式。图17所示的串联式图像形成装置是串联式彩色图像形成装置。串联式彩色图像形成装置包括复印设备150、送纸台200、扫描器300和自动文件供应设备(ADF)400。
复印设备150具有布置在其中心的环形带形式的中间转印部件50。中间转印部件50在支撑辊14、15和16上拉伸,以在图17中以顺时针方向移动。从中间转印部件50除去残留调色剂的中间转印部件清洁单元17布置在支撑辊15的附近。提供串联式显影单元120,由彼此相对并且沿着中间转印部件50的方向串联布置的用于黄色、青色、品红色和黑色的四个图像形成单元18构成,中间转印部件50跨越支撑辊14和支撑辊15拉伸。曝光设备21布置在串联式显影单元120的附近。二次转印单元22布置在与串联式显影单元120相对的中间转印部件50一侧。在二次转印单元22中,作为环形带的二次转印带24由一对辊23拉伸,使二次转印带24携带的记录介质和中间转印部件50彼此接触。定影设备25布置在二次转印单元22附近。
翻转设备28布置在二次转印单元22和定影设备25附近,翻转设备28将记录介质翻转以在记录介质双面上形成图像。
现在描述利用串联式显影单元120的全色图像的形成(彩色复印)。首先,原稿放置在自动文件供应设备(ADF)400的文件台130上,或通过打开自动文件供应设备400将其放在扫描仪300的接触玻璃32上,然后将自动文件供应设备400关闭。
当按下启动开关(未显示)时,扫描仪300运转,如果原稿被放置在自动文件供应设备400中,则在原稿被输送到接触玻璃32上之后,第一滑架33和第二滑架34开始运行,或者,如果原稿被放置在接触玻璃32上,第一滑架33和第二滑架34立即开始运行。然后通过第一滑架33施加来自于光源的光,同时原稿表面上的反射光在第二滑架34的镜上反射,并且透过聚焦透镜35由读取传感器36接收,从而读出彩色原稿(彩色图像)以产生黑色、黄色、品红色和青色的图像信息。
黑色、黄色、品红色和青色的各图像信息被送到串联式显影单元120的相应的图像形成单元18(黑色图像形成单元、黄色图像形成单元、品红色图像形成单元和青色图像形成单元),从而在各图像形成单元中形成黑色、黄色、品红色和青色的调色剂图像。如图18所示,串联式显影单元120的图像形成单元18(黑色图像形成单元、黄色图像形成单元、品红色图像形成单元和青色图像形成单元)包括静电潜像承载部件10(黑色静电潜像承载部件10K、黄色静电潜像承载部件10Y、品红色静电潜像承载部件10M和青色静电潜像承载部件10C)、用于对静电潜像承载部件10均匀充电的充电设备160、根据各个颜色的图像信息对各个颜色的静电潜像承载部件进行成像照射(在图18中的L)的曝光设备、利用彩色调色剂(黄色调色剂、品红色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂)使静电潜像显影并且由各颜色调色剂形成调色剂图像的处理器61、用于将调色剂图像转印到中间转印部件50上的转印充电设备62、清洁设备63和放电设备64、以便根据各颜色的图像信息形成单色图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像)。按照在黑色静电潜像承载部件10K上形成的黑色图像,在黄色静电潜像承载部件10Y上形成的黄色图像、在品红色静电潜像承载部件10M上形成的品红色图像,以及在青色静电潜像承载部件10C上形成的青色图像,将黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像依次转印(一次转印)到由支撑辊14、15和16驱动运行的中间转印部件50上。然后在中间转印部件50上叠加黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像,形成合成的彩色图像(转印的彩色图像)。
在送纸台200中,选择性地驱动一个送纸辊142旋转,以便从纸库143中设置的多级的送纸盒之一供应记录介质,同时将通过分离辊145逐一分离的记录介质送入送纸通道146,记录介质通过输送辊147导入复印设备150中的送纸通道148并且与阻挡辊49接触以停止。或者,置于手动送纸托盘54上的记录介质通过旋转送纸辊142进行供应,并且进入手动送纸通道53,同时通过分离辊52逐一分离,并且与阻挡辊49接触以停止。虽然阻挡辊49通常以接地方式使用,但是也可以以施加偏压的方式使用,以便除去记录介质产生的纸末。驱动阻挡辊49以与中间转印部件50上的合成的转印彩色图像同步旋转,使记录介质供应到中间转印部件50和二次转印单元22之间。然后,合成的彩色图像(转印彩色图像)通过二次转印单元22转印到记录介质上(二次转印),在记录介质上形成彩色图像。转印图像之后中间转印部件50上的残留调色剂通过中间转印部件清洁设备17清洁。
其上具有转印且形成的彩色图像的记录介质通过二次转印单元22输送到定影设备25,从而使合成的彩色图像(转印彩色图像)通过定影设备25中的热量和压力定影到记录介质上。然后,通过选择爪55选择通道,使得记录介质通过排放辊56排放,并且堆叠在排纸盘57上。或者,使记录介质在通过排放辊56排放并且堆叠在排纸盘57之前,通过选择爪55选择通道,通过翻转设备28翻转并且再次导向到转印位置,在该位置上再在记录介质背面形成图像。
<调色剂容器>
调色剂容器中包含调色剂或显影剂。
容器没有具体限制,并且可以从已知的容器中适当选择,并且优选包括例如包含调色剂容器主体和盖子的容器。
调色剂容器主体的尺寸、形状、结构和材料没有具体限制,并且可以根据目的适当选择,并且例如形状优选为圆柱形状,并且尤其优选内部周围形成螺旋形不规则的形状,并且作为内容物的调色剂能迁移到排放口侧并且部分或全部螺旋部分具有波纹管功能。
调色剂容器主体的材料没有具体限制,并且优选为尺寸精度优异的材料,并且优选包括例如树脂。例如,尤其优选聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸、聚碳酸酯树酯、ABS树脂和聚缩醛树脂。
调色剂容器容易存储和运输,并且在处理性能方面优异,并且还优选用于通过可拆卸地连接到本发明的处理盒或图像形成装置而再填充调色剂。
(处理盒)
本发明的处理盒至少包含:静电潜像承载部件;和配置成用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影以在其上形成可视图像的显影单元,该处理盒可以从图像形成装置主体上拆卸,并且进一步包含适当选择的任意其它单元,如充电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和放电单元。
调色剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,并且粘合剂树脂还包含通过醇组分和包含(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。
作为聚酯树脂,可以使用与上述图像形成装置和图像形成方法中所述的聚酯树脂相同的聚酯树脂。
显影单元至少包含含有调色剂或显影剂的显影剂容器和承载并且输送包含于显影剂容器中的调色剂或显影剂的显影剂承载部件,并且还可包含用于控制承载在显影剂承载部件上的调色剂层厚度的层厚度控制部件。
具体地说,优选使用在上述图像形成装置和图像形成方法中所述的单组分显影单元或双组分显影单元。
作为充电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和放电单元,可以适当选择并且使用与上述图像形成装置中相同的那些单元。
可以将处理盒可拆卸地提供于各种电子照相图像形成装置、传真机和打印机,并且尤其优选可拆卸地提供于本发明的图像形成装置。
如图19所示,在本文中,处理盒结合例如静电潜像承载部件101,并且包含充电单元102、显影单元104、转印单元108和清洁单元107,并且还任选包含其它单元。在图19中,附图标记103表示通过曝光单元的曝光,并且105表示记录介质。
接下来,解释通过图19所示处理盒的图像形成过程。当静电潜像承载部件101沿着箭头方向旋转时,在通过充电单元102进行充电和通过曝光单元(未显示)进行曝光103时在表面上形成相应于曝光图像的静电潜像。如此形成的静电潜像通过显影单元104显影,并且所得可视图像通过转印单元108转印到记录介质105上,然后印出。图像转印之后,静电潜像承载部件表面通过清洁单元107清洁,并且通过放电单元(未显示)进行放电,然后再次重复进行上述操作。
实施例
现在描述本发明的实施例,但是,本发明不局限于这些实施例的范围。注意:在实施例中,除非另有说明,“份”是指“质量份”。
在以下实施例和对比例中,“聚酯树脂的软化点”、“聚酯树脂的玻璃化温度(Tg)”、“松香的软化点”、“聚酯树脂和松香的酸值”、“聚酯树脂的羟基值”、“分子量为500或更低的低分子量组分的含量”、“松香的SP值”和“(甲基)丙烯酸改性松香的程度”通过以下方法测量。
<聚酯树脂软化点的测量>
利用流动测试仪(由Shimadzu Corporation制造CFT-500D),在以6℃/min的升温速率进行加热时,通过直径为1mm且长度为1mm的喷嘴,用活塞施加1.96MPa的载荷挤出1克作为样品的各基于聚酯的粘合剂树脂。流动测试仪中活塞的下降量对温度进行作图,并且一半量的样品流出时的温度作为软化点。
<聚酯树脂的玻璃化温度(Tg)的测量>
利用差示扫描量热计(由Seiko Electronic Industry Co.,Ltd.制造,DSC210),在铝锅中称量0.01g到0.02g各作为样品的基于聚酯的粘合剂树脂。在加热到200℃之后,以10℃/min的降温速率从相同的温度冷却到0℃的样品以10℃/min的升温速率加热,然后,在低于最大吸热峰值温度的温度处基线的延长线和表示从峰的上升斜率到峰顶的最大斜率的切线的交点处的温度作为玻璃化温度。
<软化点的测量>
(1)样品制备
在加热板上,在170℃下将10g松香熔化2小时。在开放状态中,松香在25℃和50%的相对湿度的环境温度下冷却,自然冷却1小时,然后,通过咖啡研磨机(National MK-61M)研磨10秒,获得样品。
(2)测量
利用流动测试仪(由Shimadzu Corporation制造CFT-500D),以6℃/min的升温速率进行加热时,通过直径为1mm且长度为1mm的喷嘴,用活塞施加1.96MPa的载荷挤出1克作为样品的各基于聚酯的粘合剂树脂。流动测试仪中活塞的下降量对温度进行作图,并且一半量的样品流出时的温度作为软化点。
<聚酯树脂和松香的酸值>
根据JIS K0070中限定的方法,测量酸值。在仅仅测量溶剂的情况中,JISK0070中限定的乙醇和醚的混合溶剂被丙酮和甲苯的混合溶剂(丙酮:甲苯=1:1(体积比))代替。
<聚酯树脂的羟基值>
根据JIS K0070中限定的方法测量羟基值。
<分子量为500或更低的低分子量组分的含量>
分子量分布通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量。首先,向30mg各基于聚酯的粘合剂树脂中添加10ml四氢呋喃,并且在使用球磨机混合1小时之后,通过孔径尺寸为2μm的氟树脂过滤器“FP-200”(由Sumitomo Electric Industries,Ltd.制造)过滤除去不溶组分,制备样品溶液。
使作为洗脱液的四氢呋喃以每分钟1ml的流速流动,并且稳定40℃恒温浴中的柱,在注射100μL样品溶液之后,进行测量。“GMHLX+G3000HXL”(由TOSOH CORPORATION制造)用作分析柱,并且利用几种单分散聚苯乙烯(由TOSOH CORPORATION制造的2.63×103、2.06×104、1.02×105,和由GLSciences Inc.制造的2.10×103、7.00×103、5.04×104)作为标准样品绘制分子量的校准曲线。
接下来,分子量为500或更低的低分子量组分的含量(%)作为在通过RI(折射率)检测器获得图表面积中相应区域的面积比例计算。
<松香SP值的测量>
将2.1g各熔化状态的样品倒入预定环中,并且冷却到室温,然后根据JISB7410在以下条件下测量SP值。
测量设备:自动环球式软化点测试器(ASP-MGK2,由MEITECHCompany,Ltd.制造)
升温速率:                    5℃/分钟
加热起始温度:                40℃
测试溶剂:                    甘油
<(甲基)丙烯酸改性松香程度的测量>
(甲基)丙烯酸改性松香程度通过以下式(1)计算:
[式2]
(甲基)丙烯酸改性程度=[(X1-Y)/(X2-Y)]×100        式(1)
其中X1表示待计算改性程度的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值,X2表示通过1摩尔(甲基)丙烯酸与1摩尔松香1反应获得的(甲基)丙烯酸改性松香的饱和SP值,并且Y表示松香的SP值。
饱和SP值指当(甲基)丙烯酸与松香反应直到所生成的(甲基)丙烯酸改性松香的SP值达到饱和值时的SP值。如果酸值是x(mg KOH/g),则认为:1g松香与x mg(x×10-3g)氢氧化钾(分子量:56.1)反应,并且因此1摩尔松香的分子量可以通过下式计算:分子量=(56,100/x)
(合成实施例1)
-松香的纯化-
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的2,000ml的容量蒸馏烧瓶中添加1,000g妥尔松香,接着,在1kPa的减压下蒸馏,收集195℃到250℃的馏出物作为馏分。在下文中,进行纯化的妥尔松香称为未纯化的松香,而作为馏分收集的松香称为纯化的松香。
在咖啡研磨机(National MK-61M)中将20g各松香研磨5秒,并且用具有筛孔尺寸为1mm的筛过筛,然后在顶空用管形瓶(20ml)中称量0.5g松香粉末。采样顶空气体,用顶空GC-MS方法,用以下方式分析未纯化松香中和纯化松香中的杂质。结果示于表1。
<顶空GC-MS方法的测量条件>
A.顶空取样器(由Agilent Co.制造,HP7694)
样品温度:                  200℃
循环温度:                  200℃
输送管路温度:              200℃
样品热平衡时间:            30分钟
管形瓶加压气体:            氦(He)
管形瓶加压时间:            0.3分钟
循环填充时间:              0.03分钟
循环平衡时间:              0.3分钟
注入时间:                  1分钟
B.GC(气相色谱)(由Agilent Co.制造,HP6890)
分析柱:                    DB-1(60m-320μm-5μm)
载体:                        氦(He)
流动条件:                    1ml/min
注入口温度:                  210℃
柱头压力:                    34.2kPa
注入方式:                    分流
分流比:                      10:1
烘箱温度条件:                45℃(3分钟)-10℃/分钟-280℃(15分钟)
C.MS(质谱)(由Agilent Co.制造,HP5973)
电离法:                      EI(电子碰撞)方法
界面温度:                    280℃
离子源温度:                  230℃
四极温度:                    150℃
检测方式:                    扫描29m/s到350m/s
表1
Figure A200780022737D00611
<利用未纯化松香测量丙烯酸改性松香的SP值>
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的1,000ml的容量烧瓶中添加332g(1摩尔)未纯化的松香(SP值:77.0℃)和72g(1摩尔)丙烯酸。从160℃到230℃加热8小时后,证实在230℃下SP值没有增加,并且在5.3kPa的减压下蒸馏出未反应的丙烯酸和低沸点物质,获得丙烯酸改性松香。所得丙烯酸改性松香的SP值,即,利用未纯化松香的丙烯酸改性松香的饱和SP值为110.1℃。
<利用纯化松香测量丙烯酸改性松香的SP值>
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的1,000ml的容量烧瓶中添加338g(1摩尔)纯化松香(SP值:76.8℃)和72g(1摩尔)丙烯酸。从160℃到230℃加热8小时后,证实在230℃下SP值没有增加,并且在5.3kPa的减压下蒸馏出未反应的丙烯酸和低沸点物质,获得丙烯酸改性松香。所得丙烯酸改性松香的SP值,即,利用未纯化松香的丙烯酸改性松香的饱和SP值为110.4℃。
(合成实施例2)
-丙烯酸改性松香A的合成-
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的10L的容量烧瓶中添加6,084
g(18摩尔)纯化松香(SP值:76.8℃)和907.9g(12.6摩尔)丙烯酸。在从160℃到220℃加热8小时之后,在220℃下反应2小时,并且在5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得丙烯酸改性松香A。所得丙烯酸改性松香A的SP值是110.4℃,并且丙烯酸改性程度为100。
(合成实施例3)
-丙烯酸改性松香B的合成-
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的10L的容量烧瓶中添加6,084g(18摩尔)纯化松香(SP值:76.8℃)和648.5g(9.0摩尔)丙烯酸。在从160℃到220℃加热8小时之后,在220℃下反应2小时,并且在5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得丙烯酸改性松香B。所得丙烯酸改性松香B的SP值是99.1℃,并且丙烯酸改性程度为66.4。
(合成实施例4)
-丙烯酸改性松香C的合成-
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的10L的容量烧瓶中添加6,084
g(18摩尔)纯化松香(SP值:76.8℃)和259.4g(3.6摩尔)丙烯酸。在从160℃到220℃加热8小时之后,在220℃下反应2小时,并且在5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得丙烯酸改性松香C。所得丙烯酸改性松香C的SP值是91.9℃,并且丙烯酸改性程度为44.9。
(合成实施例5)
-丙烯酸改性松香D的合成-
在装备有蒸馏管、回流冷凝器和接收器的10L的容量烧瓶中添加5,976g(18摩尔)未纯化的松香(SP值:77.0℃)和907.6g(12摩尔)丙烯酸。在从160℃到220℃加热8小时之后,在250℃下反应2小时,并且在5.3kPa的减压下进行蒸馏,获得丙烯酸改性松香D。所得丙烯酸改性松香D的SP值是110.1℃,并且丙烯酸改性程度为100。
(合成实施例6到10和12到14)
-基于聚酯的粘合剂树脂1到5和7到9的合成-
将表2所示的醇组分、除了偏苯三酸酐以外的羧酸组分和酯化催化剂注入装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升的四颈容量烧瓶,并且在230℃下在氮气氛下进行缩聚反应10小时,然后在8kPa下、在230℃下进行反应1小时。在冷却到220℃之后,注入表2所示的偏苯三酸酐,并且在常压(101.3kPa)下进行反应1小时,然后在20kPa下在220℃下进行反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成了基于聚酯的粘合剂树脂1到5和7到9。
(合成实施例11)
-基于聚酯的粘合剂树脂6的合成-
将表2所示的醇组分、除了偏苯三酸酐以外的羧酸组分和酯化催化剂注入装备有氮气引入管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升的四颈容量烧瓶,并且在230℃下在氮气氛下进行缩聚反应10小时,然后在8kPa下、在230℃下进行反应1小时。在冷却到180℃之后,注入表2所示的富马酸,并且在5小时内将温度升高到210℃,然后在210℃下在10kPa下进行反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成了基于聚酯的粘合剂树脂6。
表2-1
Figure A200780022737D00641
*未纯化的松香:未改性的松香
*BPA-PO:聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷
*BPA-EO:聚氧乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷
(制备实施例1)
-母料1的制备-
具有以下组成的颜料、基于聚酯的粘合剂树脂1和纯水以1:1:0.5的比例(质量比)混合,然后用双轧辊捏合。捏合在70℃下进行,并且通过将轧辊温度提高到120℃蒸发水,获得包含青色调色剂母料1(TB-C1)、品红色调色剂母料1(TB-M1)、黄色调色剂母料1(TB-Y1)和黑色调色剂母料1(TB-K1)的母料1
[青色调色剂母料1(TB-C1)的配方]
基于聚酯的粘合剂树脂                          1100份
青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)                      100份
纯水                                          50份
[品红色调色剂母料1(TB-M1)的配方]
基于聚酯的粘合剂树脂1                         100份
品红色颜料(C.I.颜料红122)                     100份
纯水                                          50份
[黄色调色剂母料1(TB-Y1)的配方]
基于聚酯的粘合剂树脂1                         100份
黄色颜料(C.I.颜料黄180)                       100份
纯水                                          50份
[黑色调色剂母料1(TB-K1)的配方]
基于聚酯的粘合剂树脂1                         100份
炭黑颜料(炭黑)                                100份
纯水                                          50份
(制备实施例2到9)
-母料2到9的制备-
除了用基于聚酯的粘合剂树脂2到9代替制备实施例1中的基于聚酯的粘合剂树脂1以外,用与制备实施例1中相同的方法制备表3所示的包含青色调色剂母料2到9(TB-C2到TB-C9)、黄色调色剂母料2到9(TB-Y2到TB-Y9)、品红色调色剂母料2到9(TB-M2到TB-M9)和黑色调色剂母料2到9(TB-K2到TB-K9)的母料2到9。
表3
Figure A200780022737D00661
(制备实施例10)
<调色剂1的制备>
用以下方法制备包含青色调色剂1、品红色调色剂1、黄色调色剂1和黑色调色剂1的调色剂1
-青色调色剂1的制备-
根据以下青色调色剂配方1,利用Henschel混合器(由MITSUI MIIKEMACHINERY CO.,LTD.制造,FM10B)将组分预混,并且利用双螺杆挤出机(由Ikegai Corporation制造,PCM-30)进行捏合。然后,利用超音速射流研磨机(Rabojet,由Nippon Pneumatic Mfg.Co.Ltd.制造)对捏合的混合物进行精磨,并且利用空气分级器(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.制造,MDS-I)进行分级,获得重均粒度为7μm的调色剂基础颗粒。
然后,利用样品研磨机将100质量份调色剂基础颗粒和1.0质量份胶体二氧化硅(H-2000,由Clariant Co.,Ltd.制造)混合,获得青色调色剂1。
[青色调色剂配方1]
基于聚酯的粘合剂树脂                                     1100份
青色调色剂母料1(TB-C1)                                   20份
电荷控制剂(由Orient Chemical Industries,LTD.制造,E-84) 1份
酯蜡(酸值=5mg KOH/g,重均分子量=1,600)                 5份
-品红色调色剂1的制备-
除了用以下品红色调色剂配方1代替青色调色剂1制备方法中的青色调色剂配方1以外,用与青色调色剂1制备方法中相同的方法制备品红色调色剂1。
[品红色调色剂配方1]
基于聚酯的粘合剂树脂                                     1100份
品红色调色剂母料1(TB-M1)                                 18份
电荷控制剂(由Orient Chemical Industries,LTD.制造,E-84) 1份
酯蜡(酸值=5mg KOH/g,重均分子量=1,600)                 5份
-黄色调色剂1的制备-
除了用以下黄色调色剂配方1代替青色调色剂1制备方法中的青色调色剂配方1以外,用与青色调色剂1制备方法中相同的方法制备黄色调色剂1。
[黄色调色剂配方1]
基于聚酯的粘合剂树脂                                      1100份
黄色调色剂母料1(TB-Y1)                                    20份
电荷控制剂(由Orient Chemical Industries,LTD.制造,E-84)  1份
酯蜡(酸值=5gm KOH/g,重均分子量=1,600)                  5份
-黑色调色剂1的制备-
除了用以下黑色调色剂配方1代替青色调色剂1制备方法中的青色调色剂配方1以外,用与青色调色剂1制备方法中相同的方法制备黑色调色剂1。
[黑色调色剂配方1]
基于聚酯的粘合剂树脂                                     1100份
黑色调色剂母料1(TB-K1)                                   16份
电荷控制剂(由Orient Chemical Industries,LTD.制造,E-84)  1份
酯蜡(酸值=5mg KOH/g,重均分子量=1,600)                  5份
(制备实施例11到18)
-调色剂2到9的制备-
除了用基于聚酯的粘合剂树脂2到9代替制备实施例10中的基于聚酯的粘合剂树脂1并且用母料2到9代替制备实施例10中的母料1以外,用与制备实施例10相同的方法,制备表4所示的包含青色调色剂2到9、黄色调色剂2到9、品红色调色剂2到9和黑色调色剂2到9的调色剂2到9。
表4
Figure A200780022737D00691
-调色剂性能的评估-
用以下方式评估调色剂1到9的存储稳定性和气味。结果示于表5中。
<调色剂存储稳定性的评估方法>
通过在直径为5cm和高度为2cm的开放式圆柱形容器中放置4g各调色剂来制备两个样品。使一个样品静置在40℃的温度和60%的相对湿度的环境下72小时,而使另一个样品在55℃的温度和60%的相对湿度的环境下静置72小时。静置之后,轻微摇动包含调色剂的容器,并且目视观察调色剂是否发生聚集。然后,根据以下评估标准评估存储稳定性。
[评估标准]
A:在40℃和55℃均没有发现调色剂颗粒聚集。
B:在40℃没有发现调色剂颗粒聚集;但是在55℃下有一些调色剂颗粒聚集。
C:在40℃发现一些调色剂颗粒聚集,在55℃下发现调色剂明显聚集。
D:在40℃和55℃均发现调色剂明显聚集。
<评估调色剂气味的方法>
将20g各种调色剂放入铝杯中,并且将铝杯放置在加热到150℃的加热板上30分钟,然后根据以下评估标准评估由调色剂产生的气味。
[评估标准]
A:没有气味
B:几乎没有气味
C:微弱的气味,没有实际问题
D:强烈的气味
(实施例1到8和对比例1)
-图像的形成和评估-
将如此制备的调色剂1到9装入图20所示的图像形成装置A中,并且形成图像,然后评估各种性能。结果示于表5中。
<图像形成装置A>
图20所示的图像形成装置A是直接转印系统的串联式图像形成装置,使用接触充电系统、单组分显影系统、直接转印系统、无清洁器的系统和内部加热带式定影系统。
在图20所示的图像形成装置A中,如图1所示的接触型充电辊用作充电单元310。如图5所示的单组分显影装置用作显影单元324,并且这种处理器使用能回收残留调色剂的无清洁器的系统。如图9所示的带式定影设备用作定影单元327,并且该定影设备使用卤素灯作为加热辊的热源。在图20中,附图标记330表示输送带。
关于在图20中所示的图像形成装置A中的图像形成元件341,在光导体鼓321周围设置充电单元310、曝光单元323、显影单元324和转印单元325。当图像形成元件341中的光导体鼓321旋转时,通过充电单元310进行充电和通过曝光单元323进行曝光,在光导体鼓的表面上形成相应于曝光图像的静电潜像。通过显影单元324用黄色调色剂使该静电潜像显影,通过黄色调色剂在光导体鼓321上形成可视图像。通过转印单元325将该可视图像转印到记录介质326上,然后留在光导体鼓321上的调色剂通过显影单元324回收。类似地,品红色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的可视图像通过各图像形成元件342、343和344叠加在记录介质326上,并且在记录介质326上形成的彩色图像通过定影单元327定影。
<定影温度的下限>
利用图像形成装置A,进行调节,以便通过显影1.0±0.05mg/cm2的调色剂在厚的转印纸(由NBS Ricoh,Co.,Ltd.制造的复印纸<135>)上形成实地图像,并且改变定影单元的温度,然后测量定影温度的下限。定影温度下限是指在用垫子摩擦所得定影图像之后能确保70%或更高的图像密度的定影单元的温度。
[评估标准]
A:下限低于135℃。
B:下限为135℃或更高,并且低于145℃。
C:下限为145℃或更高,并且低于155℃。
D:下限为高于155℃。
<图像质量>
关于图像质量,评估是否存在由输出图像导致的色调(色相)变化、背景污迹、图像密度、改变和模糊。根据以下三个等级的标准目视检查是否存在异常图像,以进行图像质量评价。
[评估标准]
A:没有观察到图像异常;良好。
B:观察到色相、图像密度的非常轻微的差异和背景污迹,但是在正常温度温和湿度的环境下符合实际要求。
D:清楚地观察到色调和图像密度的明显变化和背景污迹,不符合实际要求。
<随时间的稳定性>
在使用上述图像形成装置A进行试验过程中,在输出50,000张图像面积为35%的图像表格之后,在6000张由Ricoh Company,Ltd.制造的纸上输出实地图像。在开始运行之后输出几张图像表格时和试验完成时观察图像质量,并且根据以下三个等级的标准评估图像质量的变化。
[评估标准]
A:当用运行开始时观察到的图像质量和运行完成时观察到的图像质量进行比较时,观察到很少改变,并且保持了良好的图像质量。
C:当用运行开始时观察到的图像质量和运行完成时观察到的图像质量进行比较时,观察到变化,但差异在可接受的水平内。
D:当用运行开始时观察到的图像质量和运行完成时观察到的图像质量进行比较时,观察到大的变化,并且差异不在可接受的水平内。
<总体等级>
各种调色剂性能的结果总体根据以下标准评估。
B:良好
C:符合实际要求的水平
D:不符合实际要求的水平
表5
 
调色剂号 存储稳定性   气味 图像形成装置号   定影温度下限 图像质量 随时间的稳定性   总体评价
实施例1 调色剂1 A A A A A A B
实施例2 调色剂2 B A A A A A B
实施例3 调色剂3 B A A B A A B
实施例4 调色剂4 A A A A B B B
实施例5 调色剂5 B A A A A A B
实施例6 调色剂6 B A A A A A B
实施例7 调色剂7 B A A A A A B
实施例8 调色剂8 C C A A A A C
对比例1 调色剂9 D D A B B C D
(实施例9到16和对比例2)
-载体的制备-
根据以下涂布材料配方,通过搅拌器将组分分散10分钟,制备涂布溶液,并且将该涂布溶液和5,000质量份的芯材(Cu-Zn铁氧体颗粒,重均粒度=35μm)装入用于涂布的涂布设备中,同时形成旋流,该涂布设备包含流化床和布置在流化床中的旋转底板盘和搅拌叶片盘,然后将涂布溶液涂布在芯材上。将所得的涂布芯材放入电炉中在250℃下烘焙2小时,制备载体。
[涂布材料的组成]
甲苯                                                      450份
有机硅树脂(SR2400,由Dow Corning Toray Silicon Co.,Ltd.制造,不挥发性组分:50质量%)                                         450份
氨基硅烷(SH6020,由Dow Corning Toray Silicon Co.Ltd.制造)  10份
炭黑                                                      10份
-双组分显影剂的制备-
5质量%的如此获得的各调色剂1到9和95质量%的如此获得的载体用管状混合器(由Willy Bachofen AG Maschinenfabrik制造,T2F)混合5分钟,制备双组分显影剂1到9。
-图像的形成和评估-
将如此制备的双组分显影剂1到9装入图21所示的图像形成装置B中,并且形成图像,然后评估随时间的稳定性。用与实施例1到8和对比例1中相同的方法评估定影温度的下限和图像质量,并且进行总体评估。结果示于表6中。
<图像形成装置B>
图21所示的图像形成装置B是间接转印系统的串联式图像形成装置,使用非接触充电系统、双组分显影系统、二次转印系统、无刮片清洁器的系统和外部加热辊定影系统。
在图21所示的图像形成装置B中,如图3所示的非接触型电晕充电器用作充电单元311。如图6所示的双组分显影装置用作显影单元324。如图10所示的清洁刮片用作清洁单元330。如图12所示的电磁感应加热系统的辊式定影设备用作定影单元327。
关于在图21所示的图像形成装置B中的图像形成元件351,在光导体鼓321周围设置充电单元311、曝光单元323、显影单元324、一次转印单元325和清洁单元330。当图像形成元件351中的光导体鼓321旋转时,通过充电单元310进行充电和通过曝光单元323进行曝光,在光导体鼓表面上形成相应于曝光图像的静电潜像。通过显影单元324用黄色调色剂使该静电潜像显影,通过黄色调色剂在光导体鼓321上形成可视图像。通过一次转印装置325将该可视图像转印到中间转印带355上,然后留在光导体鼓321上的黄色调色剂通过清洁单元330除去。类似地,通过各个图像形成元件342、343和344,在中间转印带355上形成品红色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的可视图像。在中间转印带355上的彩色图像通过转印设备356转印到记录介质326上,并且留在中间转印带355上的调色剂通过中间转印带清洁单元358除去。在记录介质326上形成的彩色图像通过定影单元327定影。
<随时间的稳定性>
在使用上述图像形成装置B运行过程中,在输出100,000张图像面积为35%的图像表格之后,在6,000张由Ricoh Company,Ltd.制造的纸上输出实地图像。图像质量用与实施例1到8和对比例1中运行开始之后输出几张图像表格时和试验完成时观察图像质量相同的方法进行评估。
[评估标准]
A:当用运行开始时观察到的图像质量和运行完成时观察到的图像质量进行比较时,观察到很少改变,并且保持了良好的图像质量。
C:当用运行开始时观察到的图像质量和运行完成时观察到的图像质量进行比较时,观察到变化,但差异在可接受的水平内。
D:当用运行开始时观察到的图像质量和运行完成时观察到的图像质量进行比较时,观察到大的变化,并且差异不在可接受的水平内。
表6
 
双组分显影剂号 图像形成装置号           定影温度下限     图像质量 随时间的稳定性   总体等级
实施例9 双组分显影剂1 B A A A B
实施例10 双组分显影剂2 B A A A B
实施例11 双组分显影剂3 B A A A B
实施例12 双组分显影剂4 B B B B B
实施例13 双组分显影剂5 B A A A B
实施例14 双组分显影剂6 B A A A B
实施例15 双组分显影剂7 B A A A B
实施例16 双组分显影剂8 B A A A C
对比例2 双组分显影剂9 B B B C D
从表5和表6所示结果可以认识到:与没有使用丙烯酸改性松香的对比例1和2相反,在使用调色剂或双组分显影剂的实施例1到16中,其中调色剂粘合剂树脂包含通过醇组分和包含丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,可以形成质量极高的图像,该图像在定影性能方面优异,并且当长时间使用时色调也没有变化,并且没有如密度降低或背景污迹的异常情况。
因为实施例8和实施例16中包含通过用丙烯酸改性未纯化松香获得的丙烯酸改性松香,图像质量和随时间的稳定性比实施例1到3和实施例9到11中的略差。
工业实用性
本发明的图像形成装置、图像形成方法和处理盒能形成质量极高的图像,该图像在定影性能方面优异并且当长时间使用时不引起色调变化,并且也没有如密度降低或背景污迹的异常情况,因为使用了具有优异的低温定影性能和存储稳定性性能并且还能减少气味产生的调色剂,因此它们可以广泛用于利用直接或间接电子照相多色图像显影系统的激光打印机、直接数字制版机、全色激光复印机、全色激光打印机、和全色普通纸传真机。

Claims (18)

1.一种图像形成装置,包含:
静电潜像承载部件;
配置成对静电潜像承载部件表面充电的充电单元;
配置成对静电潜像的充电表面曝光以在其上形成静电潜像的曝光单元;
配置成用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像的显影单元;
配置成将可视图像转印到记录介质上的转印单元;和
配置成使可视图像定影到记录介质上的定影单元,
其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。
2.根据权利要求1的图像形成装置,其中所述充电单元是配置成对静电潜像承载部件充电但是不与静电潜像承载部件接触的充电单元。
3.根据权利要求1的图像形成装置,其中所述充电单元是配置成在与静电潜像承载部件接触时对静电潜像承载部件充电的充电单元。
4.根据权利要求1到3中任何一项的图像形成装置,其中所述显影单元包含显影剂承载部件,所述显影剂承载部件包含固定在内部的磁场产生单元,所述显影剂承载部件在其表面上承载由磁性载体和调色剂组成的双组分显影剂的同时旋转。
5.根据权利要求1到3中任何一项的图像形成装置,其中所述显影单元包含显影剂承载部件和层厚度控制部件,调色剂供应到所述显影剂承载部件,所述层厚度控制部件在显影剂承载部件表面上形成调色剂薄层。
6.根据权利要求1到5中任何一项的图像形成装置,其中所述转印单元是配置成将静电潜像承载部件上形成的可视图像转印到记录介质上的转印单元。
7.根据权利要求1到6中任何一项的图像形成装置,包含布置在其中的多个图像形成元件,每个图像形成元件至少包含静电潜像承载部件、充电单元、显影单元和转印单元,
其中每个转印单元是配置成将在相应的静电潜像承载部件上形成的可视图像转印到记录介质上的转印单元,记录介质的表面配置成穿过每个转印单元面对相应的静电潜像承载部件的转印部分。
8.根据权利要求1到5中任何一项的图像形成装置,其中所述转印单元包含中间转印部件和二次转印单元,在静电潜像承载部件上形成的可视图像首先被转印到所述中间转印部件上,并且所述二次转印单元配置成将所述中间转印部件上形成的可视图像二次转印到记录介质上。
9.根据权利要求1到8中任何一项的图像形成装置,还包含清洁单元,
其中清洁单元包含与静电潜像承载部件的表面接触的清洁刮片。
10.根据权利要求1到8中任何一项的图像形成装置,其中所述显影单元包含与静电潜像承载部件表面接触的显影剂承载部件,所述显影单元使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影,并且回收留在静电潜像承载部件上的调色剂颗粒。
11.根据权利要求1到10中任何一项的图像形成装置,其中所述定影单元是包含辊和带中至少一种的定影单元,并且配置成通过从不与调色剂接触的一侧加热来施加热量和压力使转印到记录介质上的可视图像定影。
12.根据权利要求1到10中任何一项的图像形成装置,其中所述定影单元是包含辊和带中至少一种的定影单元,并且配置成通过从与调色剂接触的一侧加热施加热量和压力,使转印到记录介质上的转印图像定影。
13.根据权利要求1到12中任何一项的图像形成装置,其中在所述羧酸组分中(甲基)丙烯酸改性松香的含量为5质量%到85质量%。
14.根据权利要求1到13中任何一项的图像形成装置,其中所述(甲基)丙烯酸改性松香是通过用(甲基)丙烯酸对纯化的松香进行改性获得的。
15.根据权利要求1到14中任何一项的图像形成装置,其中在所述聚酯树脂中分子量为500或更低的低分子量组分的含量为12%或更低。
16.根据权利要求1到15中任何一项的图像形成装置,其中所述缩聚是在钛化合物和没有Sn-C键的锡(II)化合物中至少一种存在的情况下进行的。
17.一种图像形成方法,包含:
对静电潜像承载部件表面充电;
使静电潜像的充电表面曝光以在其上形成静电潜像;
用调色剂使静电潜像显影以形成可视图像;
使可视图像转印到记录介质上;并且
使可视图像定影到记录介质上,
其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂。
18.一种处理盒,包含:
静电潜像承载部件;和
配置成用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影以在其上形成可视图像的显影单元,
其中所述调色剂包含粘合剂树脂和着色剂,并且所述粘合剂树脂包含通过醇组分与含有(甲基)丙烯酸改性松香的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,并且
其中所述处理盒可拆卸地连接到图像形成装置。
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