CN101692157A - 调色剂、成像装置、成像方法、以及处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调色剂、成像装置、成像方法以及处理盒。该成像装置包括: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,其中该调色剂至少含有粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂含有通过醇组分与含松香化合物的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,并且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
Description
技术领域
本发明涉及用于电子照相装置,如复印机、静电印刷装置、打印机、传真机以及静电记录装置的调色剂,本发明还涉及成像装置、成像方法以及处理盒。
背景技术
通常,已经知晓使用电子照相过程的各种成像方法。一般来说,静电潜像通过以下步骤形成:使静电潜像承载部件(或称作″感光体″、″电子照相感光体″或″图像承载部件″)的表面充电,并且曝光该静电潜像承载部件的带电表面。随后,采用调色剂显影该静电潜像以在静电潜像承载部件上形成可见图像。将可见图像直接转印到记录介质上或经中间转印部件转印到记录介质上,并将该转印的图像加热和/或加压,从而可获得具有在记录介质上形成的图像的记录物。通过已知的方法,例如使用刮刀、刷子、滚筒等去除经过转印可见图像后残留在静电潜像承载部件上的残余调色剂。
一般地,作为采用这种电子照相过程的全色成像装置,已知有两种过程。一种电子照相过程称为单一电子照相过程(或单鼓法),其中将一个静电潜像承载部件安装在成像装置内,并且安装与青色、品红色、黄色以及黑色四种颜色相对应的四个显影单元。在该单一电子照相过程中,在静电潜像承载部件或记录介质上形成四色可见图像。该单一过程使得有可能共用在静电潜像承载部件周围设置的相同单元,如充电单元、曝光单元、转印单元以及清洁单元,且使得比后述的串联过程更紧凑且成本更低的设计。
同时,另一种电子照相过程称为串联过程(或串联鼓法),其中多个静电潜像承载部件安装在成像装置内(参见日本专利申请公开(JP-A)No.5-341617)。通常,为每个静电潜像承载部件设置充电单元、显影单元、转印单元和清洁单元,它们一体地形成一个成像元件,并且装载多个成像元件(通常为四个成像元件)。在该串联过程中,单色可见图像由一个成像元件形成,将四色可见图像依次转印到记录介质上,由此形成全色图像。串联过程允许通过并行处理对每种颜色形成可见图像,因此这样能够实现高速成像。更具体地说,该串联过程仅需要上述单一电子照相过程中形成图像所需时间的约四分之一,且能够达到高至单一电子照相过程四倍的高速打印。进一步地说,该串联过程使得有可能充分提高包括静电潜像承载部件在内的成像元件中每个单元的耐久性。这是因为,在单一电子照相过程中,一个电子照相潜像承载部件要进行四次各充电、曝光、显影和转印步骤以形成一个全色图像。与单一电子照相过程相反,该串联过程在使用一个静电潜像承载部件的情况下仅需要一次操作上述步骤。
然而,该串联过程具有缺点,即,它需要配置多个成像元件,导致整个成像装置的尺寸大和成本高。
为解决该问题,已经采取下面的措施。即,静电潜像承载部件本身制成具有更小直径,且减小在静电潜像承载部件周围布置的每个单元的尺寸,由此使一个成像元件更小。结果,达到的效果是,不仅减小成像装置的尺寸,也降低材料的成本,并且已经实现成本总体降低。然而,随着成像装置改善的紧凑性和小型化,已经出现了新的问题,即,装载在成像元件中的每个单元需要实现高性能和明显改善的稳定性。
进一步地,近来,随着对节能和更高处理速度的成像装置例如打印机、复印机和传真机的需求增加,市场上对于这些装置的节能和高速性能的需求进一步增加。为了获得上述性能,重要的是提高成像装置中定影单元的热效率。
一般地,在成像装置中,根据成像过程,例如电子照相记录、静电记录和磁记录,通过使用间接转印方法或直接转印方法,在例如记录片、打印纸、感光纸和静电记录纸的记录介质上形成未定影的调色剂图像。作为定影该未定影的调色剂图像的定影单元,广泛使用例如热辊法、膜加热法、电磁感应加热法的接触加热法。
该热辊型定影单元在其内部具有热源,例如卤素灯,且具有由定影辊和加压辊构成的一对旋转辊的基本结构,该定影辊的温度调整到预定温度,该加压辊与定影辊压力接触。将记录介质插入到该对旋转辊的接触部分(所谓的辊隙部分)传输,并通过由定影辊和加压辊对未定影的调色剂图像加热和加压熔化未定影的调色剂图像,以将其定影在记录介质上。
日本专利申请公开(JP-A)No.63-313182和1-263679提出膜加热型定影单元。在该膜加热型定影单元中,将记录介质与加热器经由具有耐热性的定影薄膜紧密接触,该加热器通过支承部件固定地支承,该定影膜在移动的同时在加热器上滑动,并且将来自加热器的热量经由定影膜供给至记录介质。
对于加热器,使用在具有耐热性、绝缘性、导热性等物理性质的例如氧化铝和氮化铝的陶瓷基底上具有电阻层的陶瓷加热器。这种定影单元的使用使得有可能使用具有低热容的薄膜作为定影膜并且缩短预热时间,并且能快速启动和节能。
对于电磁感应加热型的定影单元,提出一种技术:其中由于通过AC磁场在磁性金属部件处产生的涡电流而产生焦耳热,从而在包括该金属部件的加热器中感生热(参见日本专利申请公开(JP-A)No.8-22206)。
在这种电磁感应加热型的定影单元中,为了在完全覆盖的状态下均匀加热和熔化可见图像,将具有橡胶制成的弹性层的膜放在加热器和记录介质之间。当该橡胶制成的弹性层由硅橡胶等制成时,由于其低的导热性,热响应降低,导致膜的内表面和与调色剂接触的外表面间的温度明显不同。当存在大量调色剂粘着时,带表面的表面温度迅速降低,不能充分保证赋予定影性能,导致所谓的冷反印(offset)。
进一步地,在定影步骤中,调色剂需要对加热部件具有脱模性能(或称为“抗反印”)。这种抗反印性能够通过使脱模剂存在于调色剂表面来提高,然而,当再使用非特定的调色剂时,不仅调色剂表面上存在的脱模剂的量可降低,而且使得设计成具有两层或多层的芯-壳结构的颗粒可反常地存在于调色剂表面上,由此不利地提高下限定影温度,导致不足的低温定影性能,即,节能定影性能。在需要提供更低温度的定影性能的低温定影系统中,由于反常地存在于调色剂表面上的无机微粒,出现定影缺陷,并且不能保证定影温度宽度。
当需要低温定影性能优异的调色剂时,需要调色剂具有相反的性能,例如抗反印性和存储稳定性(抗粘连性)。作为满足这些要求的调色剂,提出含有用松香作为酸组分的聚酯树脂的调色剂(参见日本专利申请公开(JP-A)No.4-70765和2007-139813)。
同时,据报道关于所谓的由芯材料和壳构成的包囊调色剂,通过用松香,例如天然松香和松香酸衍生物表面处理芯材料中的着色剂来提高调色剂的带电性和显影性(参见日本专利申请公开(JP-A)No.8-54755)。还报道含有着色剂的彩色调色剂在转印性、清洁性和电荷稳定性方面优异,该着色剂已用松香酸表面处理,并且使用该调色剂使得有可能获得良好的全色图像(参见日本专利申请公开(JP-A)No.7-128911)。
在这些技术中,将松香衍生物,例如具有杂环芳环的松香酸添加到着色剂中。确实是通过添加这些松香衍生物提高着色剂的分散性,并且在调色剂的早期使用中有利地表现出转印性和电荷稳定性。然而,这些松香衍生物是低分子量材料且不是化学键合到粘合剂树脂中。因此,含有大量松香衍生物作为低分子量材料的调色剂在双组分显影剂的情况中有可能粘附到载体上,而在单组分显影剂的情况中有可能粘附到充电辊上,并且难以保持在早期使用中获得的转印性和电荷稳定性。进一步地,近年来,随着显影速度提高,需要更高的电荷上升(build up)性能。然而,这些调色剂不具有充分的电荷上升性能。
因此,需要迅速地提供成像装置、成像方法和处理盒,它们在带电性、耐消耗性能(耐载体消耗)和转印性方面优异,且能长期形成高质量图像而不导致其质量的显著下降。
同时,为了提高调色剂的电荷上升性能,最常用的方法是将电荷控制剂添加到调色剂中。通常的电荷控制剂的实例是水杨酸、羟基水杨酸等作为配体的螯合化合物。例如,日本专利申请公开(JP-A)No.62-145255和日本专利申请公告(JP-B)No.55-42752的第6段中提到这些水杨酸衍生物的金属配盐。然而,在这些提议中,对于环境保护是不利的,因为调色剂含有重金属,例如Cr和Co。那么,考虑到环境保护,提出许多水杨酸衍生物,其主要含有Fe作为中心金属且不含有Cr、Co等重金属。例如,公开了采用具有羧基或次硫酸根作为取代基的水杨酸衍生物的金属络合物的效果(参见日本专利申请公开(JP-A)No.1-309072),并公开了组合采用特定的树脂和含水杨酸作为配体的铁络合物的效果(参见日本专利申请公开(JP-A)No.9-325520、7-230188和2001-343787)。
然而,在这些提议中,所述效果仅限于组合使用特定的树脂和水杨酸衍生物的金属络合物时才表现出来。进一步地,为了获得调色剂材料间的充电量均匀性和稳定性,重要的是在调色剂中均匀地且细地分散任何这些水杨酸衍生物的金属络合物。然而,在使用常规的调色剂粘合剂树脂的情况下,难以将这些金属络合物充分细地分散在调色剂中,且已经出现这样的问题:频繁出现异常图像,例如调色剂雾化(fogging)。
因此,需要迅速提供一种调色剂,该调色剂能够长期保持其优异的电荷上升性能、电荷稳定性和转印性,而基本上不引起对载体和充电辊的污染,并且提供采用该调色剂的显影剂和采用该调色剂的成像装置,它们均允许长期形成极高质量的图像而基本上不引起色调的变化,并且基本上不引起异常图像,例如图像密度降低和雾化。
进一步地,在基于接触加热法的定影步骤中,其中采用加热部件,例如加热辊进行定影,调色剂需要对这种加热部件具有脱模性能(下文中可称为″抗反印性″)。可通过将脱模剂添加到调色剂来提高该抗反印性,且调色剂在调色剂内部的存在状态显著地影响脱模性能。期望脱模剂均匀地分散在调色剂中,然而,当过细地分散时,该脱模剂不大可能渗出到调色剂上,因此优选脱模剂具有适当的分散直径。使用脂肪醇的聚酯树脂与通常使用的脱模剂高度相容并且具有差的脱模性能。然而,如果在相同的温度下进行定影,聚酯树脂由于其结构的刚性使得有可能将分子量设定得高。该聚酯树脂比苯乙烯-丙烯酸类树脂具有更优异的耐热存储稳定性。对于苯乙烯-丙烯酸类树脂,当在低温下赋予熔合性时,必须将其分子量设定得低。结果,尽管苯乙烯-丙烯酸类树脂具有便宜、以及与脱模剂的相容性由于它们的设计自由度,例如具有官能团而容易控制的优点,但是这些树脂不利地变碎且耐热存储稳定性降低。
例如,目前已经提出许多将苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂混合使用的方法(例如,参见日本专利申请公开(JP-A)No.2003-255611)。
进一步地,提出采用结晶聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸类树脂的方法(例如,参见日本专利申请公开(JP-A)No.2006-171364)。
然而,在任何这些提议中,依赖于苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂间的相容性,根据调色剂中树脂的分离,趋于发生树脂组分对载体的污染和物理性质的变化。
进一步地,还提出使用苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂间的共聚物,然而,在不损坏低温定影性能的范围内有必要将苯乙烯-丙烯酸类树脂引入到聚酯树脂中,而这是有问题的,因为有时耐热存储稳定性不足,且不能获得足够的低温定影性能。
而且,在期望提高低温定影性能的情况下,还提出组合采用结晶聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸类树脂的实例。然而,由于聚酯树脂的结晶度,该提议具有树脂间分离和颜料分离等问题。
为了提高苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂间的相容性,提出采用聚酯树脂与苯乙烯-丙烯酸类树脂的共聚物或嵌段聚合物的方法(例如,参见日本专利申请公开(JP-A)No.2005-266400)。
进一步地,作为在调色剂造粒时引入苯乙烯-丙烯酸类树脂组分的方法,提出利用化学调色剂制法(参见日本专利申请公开(JP-A)No.2001-265058和日本专利(JP-B)No.3203451)。然而,根据该提议,当在保持聚酯树脂的定影性能的同时,将苯乙烯-丙烯酸类树脂组分引入到聚酯树脂时,引起苯乙烯-丙烯酸类树脂部位的脆性和耐热存储稳定性问题。
而且,提出一种调色剂,其含有采用松香或松香类作为聚酯树脂的酸性组分的非线性交联聚酯树脂(参见日本专利申请公开(JP-A)No.4-70765)。根据该提议,除松香之外,还配合有脂肪醇、芳香醇、具有4-10个碳原子的不饱和二羧酸、对苯二甲酸和其它羧酸,例如偏苯三酸。然而,当加热时出现松香特有气味的问题,且具有低分子量材料的松香组分可能粘附到例如充电辊的部件上。
因此,迄今为止还没有提供如下调色剂和相关技术,该调色剂具有优异的低温定影性能和优异的耐热存储稳定性,且即使在长期使用中也基本上不引起调色剂和脱模剂对载体和其它部件的污染,并且目前的情况是期望进一步改进和开发调色剂。
发明内容
首先,本发明的目的是提供成像装置、成像方法和处理盒,它们的充电性、耐消耗性能(耐载体消耗性)和转印性优异,且能长期形成高质量图像,而不引起其质量的显著降低。
其次,本发明的目的是提供调色剂,该调色剂能长期保持其优异的电荷上升性能、电荷稳定性和转印性,而基本不导致对载体和充电辊的污染,并且提供采用该调色剂的显影剂和采用该调色剂的成像装置,它们均允许长期形成极高质量的图像而基本上不导致色调的变化,且基本上不导致异常图像,例如图像密度降低和雾化。
第三,本发明的目的是提供调色剂,该调色剂具有优异的低温定影性能和优异的耐热存储稳定性,而即使在长期使用中也基本不导致调色剂和脱模剂对载体和其它部件的污染,并提供其中均使用了该调色剂的显影剂、成像装置、成像方法和处理盒。
解决上述问题的途径如下:
<A1>一种成像装置,至少包括:
静电潜像承载部件,
设置为对静电潜像承载部件表面充电的充电单元,
设置为使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像的曝光单元,
设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像的显影单元,
设置为将可见图像转印到记录介质上的转印单元,和
设置为将转印图像定影到记录介质上的定影单元,
其中该调色剂至少含有粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂含有通过醇组分与含松香化合物的羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
<A2>根据<A1>的成像装置,其中该充电单元设置为以非接触方式对静电潜像承载部件的表面充电。
<A3>根据<A1>的成像装置,其中该充电单元设置为以接触方式对静电潜像承载部件的表面充电。
<A4>根据<A1>到<A3>中任一项的成像装置,其中该显影单元具有静止地固定在显影单元内的磁场发生单元;和可旋转的显影剂承载部件,该显影剂承载部件在其表面上承载由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂。
<A5>根据<A1>到<A3>中任一项的成像装置,其中该显影单元具有供应有调色剂的显影剂承载部件;和层厚调节部件,其用于在显影剂承载部件表面上形成调色剂薄层。
<A6>根据<A1>到<A5>中任一项的成像装置,其中该转印单元设置为将在静电潜像承载部件上形成的可见图像转印到记录介质上。
<A7>根据<A1>到<A6>中任一项的成像装置,其中布置多个成像元件,各成像元件均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,且该转印单元设置成将每个静电潜像承载部件上形成的可见图像顺序转印到记录介质上,该记录介质的表面移动以通过面对构成多个成像元件的每个静电潜像承载部件的转印位置。
<A8>根据<A1>到<A5>中任一项的成像装置,其中该转印单元具有中间转印部件和二次转印单元,将静电潜像承载部件上形成的可见图像首先转印到所述中间转印部件,所述二次转印单元设置为将转印到中间转印部件上的可见图像二次转印到记录介质上。
<A9>根据<A1>到<A8>中任一项的成像装置,进一步包括清洁单元,且该清洁单元具有与静电潜像承载部件的表面紧密接触的清洁刮刀。
<A10>根据<A1>到<A8>中任一项的成像装置,其中该显影单元具有与静电潜像承载部件的表面紧密接触的显影剂承载部件,且设置成显影静电潜像承载部件上形成的静电潜像和收集残留在静电潜像承载部件上的残余调色剂。
<A11>根据<A1>到<A10>中任一项的成像装置,其中该定影单元具有辊和带中的至少任一种,且设置为通过从与调色剂接触的表面相反的记录介质的表面加热和加压该记录介质将转印图像定影到记录介质上。
<A12>根据<A1>到<A10>中任一项的成像装置,其中该定影单元具有辊和带中的至少任一种,且设置为通过从与调色剂接触的记录介质的表面加热和加压该记录介质将转印图像定影到记录介质上。
<A13>根据<A1>到<A12>的成像装置,其中聚酯树脂中的醇组分含有二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇。
<A14>根据<A13>的成像装置,其中该脂肪族二醇含有65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
<A15>根据<A1>到<A14>中任一项的成像装置,其中羧酸组分进一步含有芳香族二羧酸化合物。
<A16>一种成像方法,至少包括:
对静电潜像承载部件的表面充电;
使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像;
采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像;
将该可见图像转印到记录介质上;和
将该转印图像定影到记录介质上,
其中该调色剂至少含有粘合剂树脂、着色剂、和电荷控制剂,该粘合剂树脂含有通过缩聚醇组分和羧酸组分获得的聚酯树脂;该电荷控制剂含有芳香族羟基羧酸金属化合物,该芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属,其中羧酸组分含有松香化合物,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,该调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
<A17>根据<A16>的成像方法,其中实施充电步骤以使得以非接触方式对静电潜像承载部件的表面进行充电。
<A18>根据<A16>的成像方法,其中实施充电步骤以使得以接触方式对静电潜像承载部件的表面进行充电。
<A19>根据<A16>到<A18>中任一项的成像方法,其中所述显影步骤采用可旋转的显影剂承载部件实施,该显影剂承载部件在其表面上承载由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂。
<A20>根据<A16>到<A18>中任一项的成像方法,其中该显影步骤采用显影剂承载部件和层厚调节部件实施,所述显影剂承载部件供应有调色剂,所述层厚调节部件在该显影剂承载部件的表面上形成调色剂薄层。
<A21>根据<A16>到<A20>中任一项的成像方法,其中在该转印步骤中,将静电潜像承载部件上形成的可见图像转印到记录介质上。
<A22>根据<A16>到<A21>中任一项的成像方法,其中布置多个成像元件,各成像元件均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,且该转印单元设置为将每个静电潜像承载部件上形成的可见图像顺序转印到记录介质上,该记录介质的表面移动以便通过面对构成多个成像元件的各静电潜像承载部件的转印位置。
<A23>根据<A16>到<A20>中任一项的成像方法,其中该转印步骤采用中间转印部件和二次转印单元实施,将静电潜像承载部件上形成的可见图像首先转印到该中间转印部件,该二次转印单元设置为将转印到中间转印部件上的可见图像二次转印到记录介质上。
<A24>根据<A16>到<A23>中任一项的成像方法,进一步包括转印步骤,其中使用与静电潜像承载部件的表面紧密接触的清洁刮刀。
<A25>根据<A16>到<A23>中任一项的成像方法,其中该显影步骤采用显影剂承载部件实施,该显影剂承载部件与静电潜像承载部件的表面紧密接触且设置为显影在静电潜像承载部件上形成的静电潜像,并收集残留在静电潜像承载部件上的残余调色剂。
<A26>根据<A16>到<A25>中任一项的成像方法,其中通过从与调色剂接触的表面相反的记录介质表面加热和加压该记录介质,将转印图像定影在该记录介质上。
<A27>根据<A16>到<A25>中任一项的成像方法,其中通过从与调色剂接触的记录介质表面加热和加压该记录介质,将转印图像定影在该记录介质上。
<A28>根据<A16>到<A27>中任一项的成像方法,其中聚酯树脂中的醇组分含有二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇。
<A29>根据<A28>的成像方法,其中该脂肪族二醇含有65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
<A30>根据<A16>到<A29>中任一项的成像方法,其中羧酸组分进一步含有芳香族二羧酸化合物。
<A31>一种可拆卸地安装在成像装置主体上的处理盒,该处理盒至少包括:
静电潜像承载部件,和
显影单元,该显影单元设置为采用调色剂显影静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像,其中该调色剂至少含有粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂含有通过醇组分与含松香化合物的羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且该调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
<A32>根据<A31>的处理盒,其中聚酯树脂中的醇组分含有二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇。
<A33>根据<A32>的处理盒,其中该脂肪族二醇含有65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
<A34>根据<A31>到<A33>中任一项的处理盒,其中羧酸组分进一步含有芳香族二羧酸组分。
本发明的成像装置装有静电潜像承载部件;充电单元,其设置为对静电潜像承载部件的表面充电;曝光单元,其设置为使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像;显影单元,其设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像;转印单元,其设置为将可见图像转印到记录介质上;和定影单元,其设置为将转印图像定影在记录介质上,其中该调色剂至少含有粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂含有通过醇组分和含松香化合物的羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更高,调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
在本发明的成像装置中,该充电单元对静电潜像承载部件的表面均匀充电;该曝光单元使静电潜像承载部件的表面曝光以形成静电图像;该显影单元采用调色剂显影在静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像;该转印单元将该可见图像转印到记录介质上,且该定影单元将该转印图像定影到记录介质上。在该阶段中,可长期形成在充电性能和转印性方面优异的高质量图像,而不导致其质量的显著降低,因为对于调色剂而言,使用了如下调色剂,其中粘合剂树脂含有通过醇组分和含松香化合物的羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更高,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
本发明的成像方法至少包括对静电潜像承载部件的表面充电,使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像,采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像,将该可见图像转印到记录介质上,和将该转印图像定影到记录介质上,其中该调色剂至少含有粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂含有醇组分和羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂;其中羧酸组分含有松香化合物,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更高,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
根据本发明的成像方法,在充电步骤中,对静电潜像承载部件的表面均匀充电。在曝光步骤中,使静电潜像承载部件的表面曝光以形成静电潜像。在显影步骤中,采用调色剂显影在静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像。在转印步骤中,将该可见图像转印到记录介质上。在定影步骤中,将该转印图像定影到记录介质上。在该阶段中,能长期形成带电性、耐消耗性能(耐载体消耗)和转印性优异的高质量图像,而不导致其质量的显著降低,因为该调色剂中的粘合剂树脂包含通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分而获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
本发明的处理盒至少包括静电潜像承载部件和设置为采用调色剂使静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影以形成可见图像的显影单元,该处理盒可拆卸地安装在成像装置主体上。该处理盒在带电性、耐消耗性能(载体消耗性能)和转印性上优异,且处理盒的使用使得有可能长期形成高质量图像而不导致其质量的显著降低,因为使用至少包含粘合剂树脂和着色剂的调色剂,其中该粘合剂树脂包含通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更高,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
解决上述问题的途径如下。
<B1>一种调色剂,至少含有:
粘合剂树脂,其包含醇组分与羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂;
着色剂;和
电荷控制剂,其含有芳香族羟基羧酸金属化合物,该芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属,
其中羧酸组分包含松香化合物,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
<B2>根据<B1>的调色剂,其中所述芳香族羟基羧酸金属化合物由通式(1)表示,
其中R1表示碳原子、次甲基和亚甲基中的任一种,该次甲基和亚甲基可包括选自N、S、O和P的杂原子;Y表示通过饱和键或不饱和键键合的环状结构;R2和R3各自表示氢原子、卤原子、羟基、硝基、亚硝基、磺酰基、氰基、烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、氨基、羧基和羰基中的任一种,当″o″和″p″各自是1或更大的整数时,R2和R3可以彼此相同或不同,且R2和R3可以进一步地由取代基取代;″1″为0或3-12的整数;″m″为1-20的整数;″n″为0-20的整数;″o″为0-4的整数;″p″为0-4的整数;″q″为0-3的整数;″r″为1-20的整数;″s″为0-20的整数;且M为三价或更高价的中心金属。
<B3>根据<B1>到<B2>中任一项的调色剂,其中该中心金属为Fe。
<B4>根据<B1>到<B2>中任一项的调色剂,其中该中心金属为Zr。
<B5>根据<B1>到<B4>中任一项的调色剂,其中该醇组分包含含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇的二元醇。
<B6>根据<B5>的调色剂,其中该脂肪族二醇包含65摩尔%或更多的1,2-丙二醇。
<B7>根据<B1>到<B6>中任一项的调色剂,其中羧酸组分进一步包含芳香族二羧酸化合物。
<B8>根据<B1>到<B7>中任一项的调色剂,其中该调色剂为选自青色调色剂、品红色调色剂、黄色调色剂和黑色调色剂中的至少一种。
<B9>一种含有根据<B1>到<B8>中任一项的调色剂的显影剂。
<B10>一种成像装置,至少包括:
静电潜像承载部件,
充电单元,其设置为对静电潜像承载部件的表面充电,
曝光单元,其设置为使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像,
显影单元,其设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像,
转印单元,其设置为将可见图像转印到记录介质上,和
定影单元,其设置为将该转印图像定影到记录介质上,
其中该调色剂为根据<B1>到<B8>中任一项的调色剂。
<B11>根据<B10>的成像装置,其中该显影单元具有静止地固定在该显影单元内的磁场发生单元;和可旋转的显影剂承载部件,该显影剂承载部件在其表面上承载由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂。
<B12>根据<B10>的成像装置,其中该显影单元具有供应有调色剂的显影剂承载部件,和用于在该显影剂承载部件的表面上形成调色剂薄层的层厚调节部件。
<B13>一种成像方法,至少包括:
对静电潜像承载部件的表面充电,
曝光静电潜像承载部件的充电表面以形成静电潜像,
采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像,
将该可见图像转印到记录介质上,和
将该转印图像定影到记录介质上,
其中该调色剂为根据<B1>到<B8>中任一项的调色剂。
<B14>一种调色剂容器,具有:
容纳根据<B1>到<B8>中任一项的调色剂的容器。
<B15>一种处理盒,至少包括:
静电潜像承载部件,和
显影单元,该显影单元可拆卸地安装到成像装置的主体,且设置为采用根据<B1>到<B8>中任一项的调色剂显影静电潜像以在该静电潜像承载部件上形成可见图像。
本发明的调色剂至少包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂,该电荷控制剂含有芳香族羟基羧酸金属化合物,该芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属,该粘合剂树脂包含通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量松香化合物量为5质量%或更多,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
在本发明的调色剂中,具有三价或更高价的多价中心金属的芳香族羟基羧酸金属化合物完全分散在聚酯树脂中,且还提高电荷上升性能。
该调色剂在带电性和转印性上优异,且使用该调色剂使得有可能长期形成高质量图像,而不导致其质量的显著降低,因为粘合剂树脂包含通过醇组分和含有松香化合物的羧酸组分缩聚获得的聚酯树脂,相对于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香组分的量为5质量%或更多,该调色剂中松香酸的量为1质量%或更少。这些组分协同起作用,由此使得有可能长期保持其优异的电荷上升性能、电荷稳定性和转印性而基本不导致对载体和充电辊的污染。
本发明的显影剂包含本发明的调色剂,因此使用该显影剂有可能长期形成高质量图像而基本不引起色调变化,且基本不引起异常图像,例如图像密度降低和雾化。
本发明的成像装置具备静电潜像承载部件、设置为对静电潜像承载部件的表面充电的充电单元、设置为使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像的曝光单元、设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像的显影单元、设置为将可见图像转印到记录介质上的转印单元,和设置为将该转印图像定影到记录介质上的定影单元,其中该调色剂为本发明的调色剂。
在本发明的成像装置中,该充电单元对静电潜像的表面均匀充电;该曝光单元曝光静电潜像承载部件的表面以形成静电潜像;该显影单元采用调色剂显影在静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像;该转印单元将该可见图像转印到记录介质上;且该定影单元将该转印图像定影到记录介质上。在上述处理步骤中,作为调色剂,使用本发明的调色剂,且因此能够长期形成极高质量的图像而基本不导致色调变化,且没有异常图像,例如图像密度降低和雾化。
解决上述问题的途径如下:
<C1>一种调色剂,至少含有:
含有苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂的粘合剂树脂,
着色剂,和
脱模剂,
其中该聚酯树脂通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
<C2>根据<C1>的调色剂,其中醇组分包含含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇的二元醇。
<C3>根据<C2>的调色剂,其中该脂肪族二醇包含65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
<C4>根据<C1>到<C3>中任一项的调色剂,其中羧酸组分进一步包含芳香族二羧酸。
<C5>根据<C1>到<C4>中任一项的调色剂,其中聚酯树脂通过醇组分和羧酸组分缩聚获得,醇组分包含含有65摩尔%或更多的1,2-丙二醇的二元醇,羧酸包含纯化松香,且该聚酯树脂具有80℃或更高且低于120℃的软化点。
<C6>根据<C1>到<C5>中任一项的调色剂,其中苯乙烯-丙烯酸类树脂包含苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
<C7>根据<C1>到<C5>中任一项的调色剂,其中苯乙烯-丙烯酸类树脂包含苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物。
<C8>根据<C1>到<C7>中任一项的调色剂,其中苯乙烯-丙烯酸类树脂包含交联组分。
<C9>根据<C1>到<C8>中任一项的调色剂,其中聚酯树脂(B)与苯乙烯-丙烯酸类树脂(A)的质量比[(B)/(A)]为5/5-1/9。
<C10>根据<C1>到<C9>中任一项的调色剂,其中该脱模剂包含巴西棕榈蜡和米糠蜡中的至少任一种。
<C11>一种显影剂含有:
根据<C1>到<C10>中任一项的调色剂。
<C12>一种成像装置,至少包括:
静电潜像承载部件,
静电潜像形成单元,其设置为在静电潜像承载部件上形成静电潜像,
显影单元,其设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像,
转印单元,其设置为将可见图像转印到记录介质上,和
定影单元,其设置为将转印图像定影到记录介质上,
其中该调色剂为根据<C1>到<C10>中任一项的调色剂。
<C13>一种成像方法,至少包括:
在静电潜像承载部件上形成静电潜像,
采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像,
将可见图像转印到记录介质上,和
将转印图像定影到记录介质上,
其中该调色剂为根据<C1>到<C10>中任一项的调色剂。
<C14>一种处理盒,至少包括:
静电潜像承载部件,和
显影单元,其设置为采用调色剂显影静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像,
其中该调色剂为根据<C1>到<C10>中任一项的调色剂。
<C15>一种调色剂容器,包括:
容纳调色剂的容器,
其中该调色剂为根据<C1>到<C10>中任一项的调色剂。
本发明的调色剂至少包含粘合剂树脂、着色剂和脱模剂,该粘合剂树脂含有苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂,该聚酯树脂通过醇组分和含有松香化合物的羧酸组分缩聚获得,基于醇组分和羧酸组分的总质量,松香化合物的量为5质量%,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
本发明的调色剂至少包含聚酯树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、着色剂和脱模剂。该聚酯树脂通过醇组分和含有松香化合物的羧酸组分缩聚获得。由于基于醇组分和羧酸组分的总质量松香化合物的量为5质量%或更多,且该调色剂中松香酸的量为1质量%或更少,这使得有可能在极低温度下定影转印的图像,并且该聚酯树脂与通常的聚酯树脂相比包含更多量的酯组分,因此丙烯酸或其酯与脱模剂的混溶性变得有利。结果,脱模剂的分散性变得优异,且树脂的耐久性变得优异而不导致树脂的相分离,且进一步地获得低温定影性能同时提高树脂的耐热存储稳定性。
进一步地,由于该聚酯树脂有可能获得具有低温定影性能的调色剂,同时由于该苯乙烯-丙烯酸类树脂而保持脱模剂相对有利的分散性。换句话说,通过使用相对短链的二醇和具有松香骨架结构的聚酯树脂,有可能增强丙烯酸类组分和脱模剂间的相容性并且防止低温定影性能和由于脱模剂引起的相分离。
本发明的显影剂包含本发明的调色剂和载体。因此,当采用该显影剂通过电子照相形成图像时,即使长期使用也能获得低温定影性能优异且具有低温定影性能和耐热存储稳定性的高质量图像而基本上不导致调色剂和脱模剂对载体和其它部件的污染。
本发明的成像装置至少包括静电潜像承载部件、设置为在静电潜像承载部件上形成静电潜像的静电潜像形成单元、设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像的显影单元、设置为将可见图像转印到记录介质上的转印单元、和设置为将该转印图像定影到记录介质上的定影单元,其中作为调色剂,使用本发明的调色剂。
在本发明的成像装置中,该静电潜像形成单元形成静电潜像;该显影单元采用调色剂显影在静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像;该转印单元将可见图像转印到记录介质上;和该定影单元将转印图像定影到记录介质上。在该处理步骤中,作为调色剂,使用本发明的调色剂,因此即使长期使用也能形成极高质量的图像而基本不导致对载体和其它部件的污染,且基本不导致异常图像,例如图像密度降低和背景污染。
本发明的成像方法至少包括在静电潜像承载部件上形成静电潜像,采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像,将该可见图像转印到记录介质上,和将该转印图像定影到记录介质上,其中作为调色剂,使用本发明的调色剂。
在该成像方法中,通过静电潜像形成步骤使静电潜像形成在静电潜像承载部件上,通过显影步骤采用调色剂使在静电潜像承载部件上形成的静电潜像显影以形成可见图像,通过转印步骤将该可见图像转印到记录介质上,和通过定影步骤将该转印图像定影到记录介质上。在该处理步骤中,作为调色剂,使用本发明的调色剂,且因此即使长期使用也能形成极高质量的图像,而基本不导致调色剂和脱模剂对载体和其它部件的污染,且基本不导致异常图像,例如图像密度降低和背景污染。在该处理步骤中,作为调色剂,使用本发明的调色剂,且因此即使长期使用也能形成极高质量的图像,而基本不导致调色剂和脱模剂对载体和其它部件的污染,且基本不导致异常图像,例如图像密度降低和背景污染。
本发明的处理盒可拆卸地安装到成像装置主体上,且至少具备静电潜像承载部件,和设置为采用调色剂显影在静电潜像承载部件上形成的静电潜像以形成可见图像的显影单元。该处理盒是非常用户友好的,且在其中使用本发明的调色剂,因此能形成极高质量的图像,而基本不导致调色剂和脱模剂对载体和其它部件的污染,且基本不导致异常图像,例如图像密度降低和背景污染。
附图说明
图1是示出本发明成像装置中充电辊的一个实例的示意性截面图。
图2是示例性地示出在本发明成像装置中使用接触型充电辊的情形的示意图。
图3是示例性地示出在本发明成像装置中使用非接触型电晕充电器的情形的示意图。
图4是示出本发明成像装置中非接触型充电辊的一个实例的示意图。
图5是示出本发明成像装置中单组分显影单元的一个实例的示意图。
图6是示出本发明成像装置中双组分显影单元的一个实例的示意图。
图7是示出本发明串联型成像装置中直接转印模式的转印单元的一个实例的示意图。
图8是示出本发明串联型成像装置中间接转印模式的转印单元的一个实例的示意图。
图9是示出本发明成像装置中带型定影单元的一个实例的示意图。
图10是示出本发明成像装置中热辊型定影单元的一个实例的示意图。
图11是示出本发明成像装置中电磁感应加热型定影单元的一个实例的示意图。
图12是示出本发明成像装置中电磁感应加热型定影单元的另一个实例的示意图。
图13是示出本发明成像装置中清洁刮刀的一个实例的示意图。
图14是示出根据本发明的免清洁的成像装置的一个实例的示意图。
图15是示出本发明成像装置的一个实例的示意图。
图16是本发明成像装置的另一个实例的示意图。
图17是本发明串联型成像装置的一个实例的示意图。
图18是图17中所示的各成像元件的放大图。
图19是示出本发明处理盒的一个实例的示意图。
图20是示出后述实施例使用的成像装置(评价装置A)的示意图。
图21是示出后述实施例使用的另一成像装置(评价装置B)的示意图。
具体实施方式
(调色剂)
根据本发明第一实施方案的调色剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂包含通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更高,且该调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
根据本发明第二实施方案的调色剂至少包含粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂,该电荷控制剂含有芳香族羟基羧酸金属化合物,该芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属,该粘合剂树脂包含通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得的聚酯树脂,相对于羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且该调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
根据本发明第三实施方案的调色剂至少包含粘合剂树脂、着色剂和脱模剂,该粘合剂树脂含有苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂,该聚酯树脂通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
<粘合剂树脂>
粘合剂树脂的特征在于通过缩聚醇组分和含有松香化合物的羧酸组分获得的聚酯树脂,并调节调色剂中松香酸的量。
在本发明中,羧酸组分中的松香化合物主要包含松香酸。如果源自松香化合物的松香酸残留在调色剂中,该调色剂容易粘附到载体和充电辊上,且该调色剂有可能发生污染,导致带电量随时间的降低增加。残留在调色剂中的松香酸残留物降低调色剂中电荷控制剂的功能,导致调色剂的电荷上升性能的劣化。
然而,本发明中,将松香骨架引入到聚酯树脂,并且松香骨架的引入提高着色剂和电荷控制剂的分散性,进一步地,残留在调色剂中的松香酸的量降低,且松香酸的残留量的降低防止载体和充电辊受到污染,且进一步防止添加电荷控制剂的功能劣化。认为由于该原因,调色剂能长期保持其优异的电荷上升性能、电荷稳定性和转印性,且该调色剂的使用使得即使在长期使用中也有可能形成高质量图像而基本不导致异常图像,例如色调变化、图像密度降低和雾化。
鉴于上述观点,在本发明的调色剂中,含有的松香酸的量为1.0质量%,优选0.9质量%或更少,更优选0.5质量%或更少,更进一步优选为0.3质量%或更少,且特别期望的是该调色剂基本不含有松香酸。
在本发明中,如上所述,羧酸组分中含有的松香化合物主要含有松香酸。因此,有可能获得调色剂,其中仅通过在显示本发明效果的范围内降低松香化合物的用量而将松香酸的量调节到预定范围内的值。为此,在本发明中,作为降低调色剂中松香酸残留量的方法,示例性的有以下方法:例如,(1)通过使用反应性优异的脂肪族二醇作为醇组分提高松香化合物的反应率的方法;(2)采用改性松香的方法,其中不饱和脂肪酸用不饱和脂肪酸改性,且预先降低松香酸的量;(3)通过控制聚酯生产期间的反应时间、反应温度和降压速度来提高松香化合物的反应率的方法;(4)一种方法,其中在原料单体反应之后,通过蒸汽蒸馏或滴水去除聚酯中含有的低分子量组分;和(5)采用其中两个羟基均为伯羟基的脂肪族二醇作为醇组分的方法;等等。
-醇组分-
如上所述,对于构成聚酯树脂的醇组分,优选使用脂肪族二醇。通过使用反应性优于芳香醇的脂肪族二醇作为醇组分,松香化合物容易结合到该聚酯树脂中,且可降低调色剂中含有的松香酸的量。通过先将松香化合物与脂肪醇一起加入到反应体系中以使其与脂肪醇反应而进一步将松香化合物结合到聚酯树脂中。
该脂肪族二醇没有特别的限制,且可以依据目的用途适当选择。例如,理想的是具有2至6个碳原子的脂肪醇。这些脂肪醇均可以单独使用或组合使用。这些脂肪醇中,更理想的是乙二醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇,且考虑到保持树脂的玻璃化转变温度高和保证调色剂的存储稳定性,尤其理想的是1,2-丙二醇和1,3-丙二醇。具体而言,作为具有3个碳原子和仲羟基的醇的1,2-丙二醇与具有4个或更多碳原子和仲羟基的醇相比,具有更高的防止树脂的玻璃化转变温度降低和调色剂的存储稳定性降低的效果。该脂肪族二醇中含有的1,2-丙二醇的量优选为65摩尔%或更多,更优选70摩尔%或更多,更进一步优选80摩尔%至100摩尔%。
当下面将详细描述的未改性松香用作松香化合物时,考虑到反应性,优选的是醇组分含有其中两个羟基均为伯羟基的脂肪族二醇,例如1,3-丙二醇和1,2-丙二醇。该脂肪族二醇中如1,3-丙二醇的脂肪族二醇的量优选为30摩尔%或更少,且更优选10摩尔%至20摩尔%。
二元醇组分中脂肪族二醇的量优选为65摩尔%或更多,且更优选80摩尔%至100摩尔%。
除脂肪族二醇之外的二元醇组分的实例包括:双酚A的氧化烯加合物的芳香醇,例如聚氧丙烯-2,2-双(4-羟苯基)丙烷和聚氧乙烯-2,2-双(4-羟苯基)丙烷;氢化双酚A和其氧化烯加合物,即,环氧(平均摩尔加成数为1-16)烷烃(具有2-4个碳原子)加合物。
醇组分中二元醇组分的量优选为60摩尔%至100摩尔%,更优选60摩尔%至95摩尔%,且更进一步优选65摩尔%至90摩尔%。
-羧酸组分-
如上所述,羧酸含有松香化合物。
在本发明中,松香是从松脂中获得的天然树脂,且其主要组分为树脂酸,例如松香酸、新松香酸、长叶松酸、海松酸、异海松酸、山达海松酸、脱氢松香酸和左旋海松酸或它们的混合物。
松香化合物的实例还包括如下:天然松香,其大致分为可从妥尔油中获得的妥尔松香,所述妥尔油在制浆过程中作为副产物获得;可从松树的含油树脂中获得的脂松香,和可从松树桩中获得的木松香;以及改性松香,例如异构松香、二聚松香、聚合松香、歧化松香和氢化松香。然而,在本发明中,优选使用通过不饱和脂肪酸改性的改性松香,其中预先降低松香酸的量。
用不饱和脂肪酸改性的改性松香可通过不饱和脂肪酸和松香的加成反应获得。更具体地说,它可在加热处理不饱和脂肪酸和在松香的主要组分间均具有共轭双键的左旋海松酸、松香酸或长叶松酸的情况下通过狄尔斯-阿尔德反应或烯反应获得。
对于改性松香,可使用本领域公知的松香,然而,从其颜色来看,优选天然松香,而从低温定影性能来看,更优选妥尔松香。
用于使松香改性的不饱和脂肪酸的实例包括(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸和衣康酸。
在本发明中,术语“(甲基)丙烯酸类”表示丙烯酸类或甲基丙烯酸类,从而“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸或甲基丙烯酸。作为用(甲基)丙烯酸改性的改性松香,从狄尔斯-阿尔德反应或烯反应中的反应活性来看,使用通过丙烯酸改性的丙烯酸改性的松香,其空间位阻较小。
对制备用不饱和脂肪酸改性的改性松香的方法没有具体限制,且可以根据目的用途适当选择。例如,可通过以下方式由狄尔斯-阿尔德反应或烯反应将不饱和脂肪酸加成到具有共轭双键的酸中获得改性松香:将松香与不饱和脂肪酸混合并在180℃至260℃的温度下加热这些组分。所获得的改性松香可直接使用或可在纯化并进行例如蒸馏的处理之后使用。
基于醇组分和羧酸组分的总质量,松香化合物的量优选为5质量%或更多,更优选5质量%至40质量%,更进一步优选10质量%至40质量%,尤其优选15质量%至40质量%,且最优选25质量%至40质量%。
作为除松香化合物之外的羧酸组分,优选由邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等构成的芳香族二羧酸化合物。基于100摩尔的醇组分,醇组分中含有的芳香族二羧酸化合物的量优选40摩尔至95摩尔,更优选50摩尔至90摩尔,且更进一步优选60摩尔至80摩尔。
注意在本发明中,羧酸、羧酸酐和羧酸的烷基酯共同称为羧酸化合物。
醇组分和羧酸组分的至少任一种可含有原材料,该原材料含有三价或更高价的多价单体。基于100摩尔的二元醇组分,使用的含有三价或更高价的多价单体的原材料的量优选40摩尔或更少,且更优选5摩尔至30摩尔。
在含有三价或更高价的多价单体的原材料中,作为三价或更高价的多价羧酸化合物,优选偏苯三酸或其衍生物;作为三价或更高价的多羟基醇,例举甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨醇或氧化烯(具有2-4个碳原子)加合物(平均添加摩尔数1-16)。其中,根据其提高低温定影性能的效率,优选甘油。
-酯化催化剂-
醇组分和羧酸组分间的缩聚反应优选在酯化催化剂的存在下实施。酯化催化剂的实例包括路易斯酸,例如对甲苯磺酸;钛化合物和不具有Sn-C键的锡(II)化合物。其中,尤其优选钛化合物和不具有Sn-C键的锡(II)化合物。
作为钛化合物,优选具有Ti-O键的钛化合物,且更优选各自的总碳原子数为1-28的烷氧基、烯氧基或酰氧基的钛化合物。
钛化合物的实例包括双三乙醇氨二异丙醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C3H7O)2]、双二乙醇氨二异丙醇钛[Ti(C4H10O2N)2(C3H7O)2]、双三乙醇氨二戊醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C5H11O)2]、双三乙醇氨二乙二醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C2H5O)2]、双三乙醇氨二羟基辛醇钛[Ti(C6H14O3N)2(OHC8H16O)2]、双三乙醇氨二硬脂醇钛[Ti(C6H14O3N)2(C18H37O)2]、三乙醇氨三异丙醇钛[Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3]和三(三乙醇氨)单丙醇钛[Ti(C6H14O3N)3(C3H7O)1]。其中,尤其优选使用双三乙醇氨二异丙醇钛、双二乙醇氨二异丙醇钛和双三乙醇氨二戊醇钛。这些可以作为市售产品从Matsumoto Trading Co.,Ltd.获得。
其它优选的钛化合物的具体实例包括四正丁基钛酸酯[Ti(C4H9O)4]、四丙基钛酸酯[Ti(C3H7O)4]、四硬脂基钛酸酯[Ti(C18H37O)4]、四肉豆蔻基钛酸酯[Ti(C14H29O)4]、四辛基钛酸酯[Ti(C8H17O)4]、二辛基二羟基辛基钛酸酯[Ti(C8H17O)2(OHC8H16O)2]和二肉豆蔻基二辛基钛酸酯[Ti(C14H29O)2(C8H17O)2]。这些物质中,理想的是四硬脂基钛酸酯、四肉豆蔻基钛酸酯、四辛基钛酸酯、和二辛基二羟基辛基钛酸酯。这些可以例如通过卤化钛与对应的醇反应而获得,也可以作为市售产品从NissoCo.,Ltd.获得。
基于醇组分和羧酸组分的总质量为100质量份,存在于醇组分和羧酸组分中的钛化合物的量优选0.01质量份至1.0质量份,更优选0.1质量份至0.7质量份。
作为不具有Sn-C键的锡(II)化合物,理想的是具有Sn-O键的锡(II)化合物和具有Sn-X键(X表示卤原子)的锡(II)化合物。更理想的是具有Sn-O键的锡(II)化合物。
具有Sn-O键的锡(II)化合物的实例包括具有碳原子数为2-28的羧酸基团的羧酸锡(II),例如草酸锡(II)、二醋酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二月桂酸锡(II)、二硬脂酸锡(II)、和二油酸锡(II);具有碳原子数为2-28的烷氧基的二烷氧基锡(II),例如二辛氧基锡(II)、二月桂氧基锡(II)、二硬脂氧基锡(II)、和二油氧基锡(II);氧化锡(II);以及硫化锡(II)。
作为具有Sn-X键(X表示卤原子)的锡(II)化合物,例如,例举卤化锡(II),如氯化锡(II)、溴化锡(II)。其中,从电荷上升性能和催化能力的效果考虑,理想的是(R1COO)2Sn(R1表示具有5-19个碳原子的烷基或具有5-19个碳原子的烯基)表示的脂肪酸锡(II)、(R2O)2Sn(R2表示具有6-20个碳原子的烷基或具有6-20个碳原子的烯基)表示的二烷氧基锡(II)、和SnO表示的氧化锡(II)。更理想的是(R1COO)2Sn表示的脂肪酸锡(II)和氧化锡(II)。更进一步理想的是二辛酸锡(II)、二硬脂酸锡(II)和氧化锡(II)。
基于醇组分和羧酸组分的总质量为100质量份,存在于醇组分和羧酸组分中的不具有Sn-C键的锡(II)化合物的量优选0.01质量份至1.0质量份,更优选0.1质量份至0.5质量份。
当钛化合物和不具有Sn-C键的锡(II)化合物组合使用时,基于醇组分和羧酸组分的总质量为100质量份,存在于醇组分和羧酸组分中的钛化合物和锡(II)化合物的总量优选0.01质量份至1.0质量份,更优选0.1质量份至0.5质量份。
醇组分和羧酸组分间的缩聚可以,例如,在酯化催化剂的存在下,在惰性气氛中于180℃至250℃的温度下进行。
作为通过降低未反应松香的量来降低松香酸的量的方法,可采用蒸汽蒸馏处理。
在蒸汽蒸馏处理时与树脂混合的水可以是液态或气态(水蒸气),且从控制对树脂的物理性质的影响来看,对于每100质量份所获得的树脂,混合的水的量优选0.1质量份至50质量份,更优选0.5质量份至40质量份,且更进一步优选1质量份至30质量份。
从水的蒸馏效率和反应混合物的粘度来看优选在100℃至300℃的温度范围条件下将树脂与水混合,更优选130℃至250℃范围,尤其优选150℃至240℃范围。
在树脂和水的混合中,基于100质量份获得的树脂,水的添加速度优选0.002质量份/分钟至0.5质量份/分钟,更优选0.008质量份/分钟至0.3质量份/分钟,且更进一步优选0.008质量份/分钟至0.2质量份/分钟。
不具体限制树脂和水的混合时机,且可以在任何时候实施混合,只要混合在从松香添加完成时到反应树脂从反应容器取出的时间点期间进行,该反应容器包括已进行整个缩聚反应的反应混合物。然而,优选在缩聚反应期间,且更优选在直到刚取出反应树脂之前,树脂均为与水混合的状态。
不具体限制树脂和水混合的方法,且可以根据目的用途适当地选择。优选在100℃至260℃下将水蒸气吹进树脂中的方法,且尤其优选水蒸气的温度为120℃至180℃。当采用吹入空气或氮气的起泡方法且树脂具有高粘度时,每个产生的气泡膨胀,且在气泡和树脂间不存在相互作用。因此,采用该方法,不可能获得足够的效果。相反,通过将水蒸气吹入树脂中,水作为细的水蒸气气泡均匀地分散在树脂的宽阔面积上,因此设想使用吹入法使得有可能将未反应的松香与松香化合物分离。
从降低调色剂对载体和充电辊的粘附量等来看,该聚酯树脂的软化点优选80℃或更高,且低于160℃,更优选90℃至150℃,且更进一步优选95℃至150℃。通过控制例如聚合所消耗的时间容易调节软化点。
从调色剂的定影性、储存稳定性和耐久性来看,聚酯树脂的玻璃化转变温度优选45℃至75℃,且更优选50℃至65℃。从调色剂的带电性和环境稳定性来看,聚酯树脂的酸值优选1mgKOH/g至90mgKOH/g,且更优选10mgKOH/g至50mgKOH/g。
注意在本发明中,聚酯树脂可以为改性至基本上不损坏其物理性质的程度的聚酯树脂。改性的聚酯树脂的实例包括通过日本专利申请公开(JP-A)No.11-133668、10-239903、8-20636等中记载的任何方法采用酚、氨基甲酸酯、环氧树脂等进行接枝或嵌段的聚酯树脂;具有两种或更多种含聚酯单元的树脂单元的复合树脂。
在粘合剂树脂中,通过采用预定量的松香化合物获得的聚酯树脂的量优选70质量%或更多,更优选80质量%或更多,更进一步优选90质量%或更多,且尤其优选基本上为100质量%。
根据第三实施方案的调色剂除了聚酯树脂之外,还含有以下苯乙烯-丙烯酸类树脂作为粘合剂树脂。
-苯乙烯-丙烯酸类树脂-
不具体限制苯乙烯-丙烯酸类树脂,且可使用本领域通常公知的那些。其实例包括苯乙烯-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-丙烯酸丙酯共聚物、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或它们的混合物、其相互间的共聚物以及其衍生物。其中,从定影性能和耐热存储稳定性来看,尤其优选苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物和苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
苯乙烯-丙烯酸类树脂优选包含交联组分。利用此,调色剂在加热和熔化时有可能显示适当的弹性,同时在低温定影性能方面受益于该聚酯树脂并且获得优异的耐热反印性效果而不损坏耐热存储稳定性。对于将交联组分引入到苯乙烯-丙烯酸类树脂中,例如,容易的是使可自由基聚合的乙烯多官能单体共聚。可自由基聚合的乙烯多官能单体的实例包括二乙烯基苯、二丙烯酸己二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸新戊二醇酯和丙烯酸新戊二醇酯。除了可自由基聚合的乙烯多官能单体之外,还可使用在侧基中具有反应基的单体,例如甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯醛等。其中,尤其优选二乙烯基苯和二丙烯酸己二醇酯。
聚酯树脂(B)与苯乙烯-丙烯酸类树脂(A)的质量比[(B)/(A)]优选5/5-1/9且更优选3/7-1/9。在该质量比范围内,调色剂可显示有利的低温定影性能和优异的耐热存储稳定性。
注意作为粘合剂树脂,可在不损坏本发明效果的范围内组合使用其它树脂,例如,环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂等。
<电荷控制剂>
在根据第二实施方案的调色剂中,电荷控制剂含有芳香族羟基羧酸金属化合物,该芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属。
该中心金属为三价或更高价的多价金属的芳香族羟基羧酸金属化合物可优异地分散在本发明的粘合剂树脂中且在电荷上升性能上优异。当在制备调色剂中使用该金属化合物时,未细分散的电荷控制剂将不会暴露在调色剂颗粒的表面上,使调色剂颗粒间带电量的变化较小,且该调色剂可获得带电量的尖锐分布并且具有较少的电荷量低的组成部分。进一步地,由于调色剂中存在的松香酸,调色剂不会受到充电抑制,因此该调色剂还在电荷稳定性上优异。因此,当使用该调色剂时认为,能获得高质量图像而基本不导致异常图像例如图像转印速度的降低、图像密度的降低和雾化。
作为具有三价或更高价的多价中心金属的芳香族羟基羧酸金属化合物,优选例如以下通式(1)表示的化合物。
在通式(1)中,R1表示碳原子、次甲基和亚甲基中的任何一种,次甲基和亚甲基各自可含有选自N、S、O和P的杂原子;Y表示通过饱和键和不饱和键键合的环状结构;R2和R3各自表示氢原子、卤原子、羟基、硝基、亚硝基、磺酰基、氰基、烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、氨基、羧基和羰基,当“o”和“p”各自为1或更大的整数时,R2和R3可以彼此相同或不同且可以进一步地由取代基取代;“l”为0或3-12的整数;“m”为1-20的整数;“n”为0-20的整数;“o”为0-4的整数;“p”为0-4的整数;“q”为0-3的整数;“r”为1-20的整数;且“s”为0-20的整数;并且M为三价或更高价的多价中心金属。
作为R2和R3中含有的烷基,优选具有1-18个碳原子的烷基。该烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、乙烯基、苯甲基、苯乙基、苯乙烯基、环戊基、环己基、环庚基和环己烯基。
芳基的实例包括苯基、甲苯基、二甲苯基、苯乙烯基、萘基、蒽基和联苯基。
烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丁氧基、丙氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、叔辛氧基、2-乙基己氧基、癸氧基、十二烷氧基和十八烷氧基。
芳氧基的实例包括苯氧基、萘氧基和蒽氧基。
芳烷基的实例包括苯甲基、苯乙基和苯丙基。
烯基的实例包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基、环己烯基和辛烯基。
进一步取代由R2或R3表示的取代基的取代基的实例包括卤原子;烷基,例如硝基、氰基、甲基和乙基;甲氧基和乙氧基;芳氧基,例如苯氧基;芳基,例如苯基和萘基;以及芳烷基。
由Y表示的环状结构的实例包括脂族环、芳环和杂环。
作为中心金属M,可使用所有的三价或更高价的多价金属,然而,其优选实例包括Fe、Ni、Al、Ti和Zr。其中,Fe和Zr由于它的电荷上升性能优异而是尤其优选的。考虑到安全性,优选使用Fe。按照该化合物的颜色为白色且适合彩色调色剂来看,优选Zr。
当芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属时,金属化合物能优异地分散在含有1,2-丙二醇作为醇组分的聚酯树脂中,并且调色剂将具有优异的电荷上升性能。相反,当中心金属是二价时,尽管调色剂将具有优异的电荷上升性能,但是金属化合物不能良好地分散在含有1,2-丙二醇作为醇组分的聚酯树脂中,导致不能获得防止由调色剂随时间恶化所引起的电荷量减少的效果。因此,对于具有三价或更高价的多价中心金属的芳香族羟基羧酸金属化合物,优选使用由通式(1)表示的化合物。
在具有三价或更高价的中心金属的芳香族羟基羧酸金属化合物中的芳香族羟基羧酸部位可以由以下通式(2)表示。
在通式(2)中,R5、R6、R7和R8各自优选氢原子、具有1-18个碳原子的直链烷基、具有1-18个碳原子的支链烷基或芳基;R5、R6、R7和R8可以彼此相同或不同;进一步地,各组合R5和R6、R6和R7、以及R7和R8可以键合以形成可具有取代基的芳环或可具有取代基的脂族环。
作为烷基和芳基,例举与在通式(1)中上述相同的那些。
下面说明由通式(2)所表示的芳香族羟基羧酸部位的具体实例,然而,芳香族羟基羧酸部位不限于此。
在上述结构式中,t-Bu表示叔丁基。
下面说明由通式(1)所表示的芳香族羟基羧酸金属化合物的具体实例,芳香族羟基羧酸金属化合物不限于此。这些化合物的每一个均可单独使用或组合使用。
其中t-Bu表示叔丁基。
其中t-Bu表示叔丁基。
其中t-Bu表示叔丁基。
不能明确确定调色剂中含有的具有三价或更高价的多价中心金属的芳香族羟基羧酸金属化合物的量,因为它由所采用的调色剂生产方法确定,包括采用的树脂的结构和分散方法。然而,基于100质量份粘合剂树脂,含有的金属化合物的量优选0.1质量份至10质量份,更优选0.5质量份至5质量份,且更进一步优选0.5质量份至2质量份。当该金属化合物的量低于0.1质量份时,不能容易地获得电荷上升性能和电荷随时间稳定的效果。当超过10质量份时,会导致过大的带电量和/或低温定影性能的劣化。
在根据第一和第三实施方案的调色剂中,可根据需要在不损害本发明效果的范围内组合使用通常已知的电荷控制剂。不具体限制该电荷控制剂,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括三苯基甲烷染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷单质或其化合物、钨单质或其化合物、基于氟的活化剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物金属盐。这些中的每一种可单独使用或组合使用。该电荷控制剂可以与母料一起熔合和捏合然后溶解或分散在调色剂组合物中,或者可与调色剂的必要组分一起直接添加到有机溶剂中以溶解或分散在其中。或者,可在生成调色剂颗粒之后,将电荷控制剂固定在调色剂的表面上。
在本发明中,可使用用于控制调色剂的带电量的电荷控制剂。不具体限制电荷控制剂且可以根据目的用途从本领域已知的那些中适当地选择。然而,当使用有色材料时,有时该调色剂的色调变化,因此优选使用无色的材料或颜色接近白色的材料。例如,三苯基甲烷染料、钼酸螯合物颜料、若丹明染料、基于烷氧基的胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷单质或其化合物、钨单质或其化合物、基于氟的活化剂、水杨酸金属盐和水杨酸衍生物金属盐。
对于电荷控制剂,可以使用市售产品。其市售产品的实例包括季铵盐构成的BONTRON P-51、萘酚酸金属络合物构成的E-82、水杨酸金属络合物构成的E-84和苯酚缩合物构成的E-89(均由Orient ChemicalIndustries,Ltd.制造);各自均由季铵盐的钼络合物构成的TP-302和TP-415(均由Hodogaya Chemical Co.制造);季铵盐构成的COPY CHARGEPSY VP2038、三苯甲烷衍生物构成的COPY BLUE PR、各自均由季铵盐构成的COPY CHARGE NEG VP2036和COPY CHARGE NX VP434(均由Hochst Corporation制造);LRA-901和LR-147(硼络合物)(均由Japan CarlitCo.,Ltd.制造);喹吖啶酮、偶氮颜料;以及基于具有官能团,如磺酸基、羧基、和季铵盐的化合物的聚合物。
调色剂中含有的电荷控制剂的量不能明确确定,因为它根据所使用的粘合剂树脂的类型、是否存在添加剂、分散方法等而不同。然而,基于100质量份的粘合剂树脂,优选0.1质量份至10质量份,且更优选0.2质量份至5质量份。当电荷控制剂的量低于0.1质量份时,有时不能获得电荷控制性,且当其超过10质量份时,电荷控制剂的添加效果可能降低,因为该调色剂具有过多的电荷量从而增大调色剂相对于显影辊的静电引力,导致显影剂的流动性恶化和图像密度降低。
-着色剂-
着色剂没有具体限制,且可从本领域公知的染料和颜料中适当地选择。其实例包括炭黑、苯胺黑染料、铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄赭石、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、硫化坚牢黄(5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚啉酮黄、铁丹、红铅、红丹、镉红、镉汞红、锑红、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、亮胭脂红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、硫化坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮胭脂红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺栗色、永久枣红F2K、太阳枣红BL、枣红10B、BON浅栗色、BON中栗色、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗色、油红、喹吖啶酮红、吡唑酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、二萘嵌苯橙、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和BC)、靛蓝、群青、铁蓝、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、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌花和锌钡白。这些中的每一种可以单独使用或组合使用。
着色剂的颜色没有具体限制且可根据目的用途适当选择。例如,例举黑色调色剂的着色剂和彩色调色剂的着色剂。这些可以单独使用或组合使用。
黑色调色剂的着色剂的实例包括炭黑(C.I.颜料黑7)例如炉黑、灯黑、乙炔黑和槽黑;基于铜或基于铁的染料(C.I.颜料黑11)和氧化钛;以及有机颜料,例如苯胺黑(C.I.颜料黑1)。
对于品红色调色剂的着色颜料,例如,例举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、211;C.I.颜料紫19;C.I.Bat红1、2、10、13、15、23、29和35。
对于青色调色剂的着色颜料,例如,例举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或在酞菁骨架中具有1-5个取代的酞酰亚胺甲基基团的铜酞菁颜料,绿7和绿36。
对于黄色调色剂的着色颜料,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。
不具体限制调色剂中含有的着色剂的量且可以根据目的用途适当地选择,然而,优选1质量%至15质量%,且更优选3质量%至10质量%。当着色剂的量低于1质量%时,观察到调色剂的着色力下降,当其大于15质量%时,引起颜料在调色剂中的缺陷分散,导致着色力下降和电性能下降。
着色剂可与树脂组合以用作母料。该树脂不具体限制且可以根据目的用途从公知的树脂中适当地选择;其实例包括聚酯、苯乙烯或取代苯乙烯的聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪烃树脂、脂环烃树脂、芳香族石油树脂、氯化石蜡和石蜡。这些可以单独使用或组合使用。
苯乙烯或取代苯乙烯的聚合物的实例包括聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯。苯乙烯共聚物的实例包括苯乙烯-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-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、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-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、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。
母料可以通过在高剪切力下将树脂和着色剂混合或捏合而获得。为了提高着色剂与树脂之间的相互作用,可优选将有机溶剂添加到着色剂和树脂中。此外,优选其中直接应用着色剂的湿饼的“冲洗方法(flushingprocess)”,因为不需要干燥。在该冲洗方法中,将含有着色剂和水的基于水的膏料与树脂和有机溶剂混合并捏合,从而将着色剂移向树脂,并除去水和有机溶剂。优选采用高剪切分散设备,例如三辊磨将该材料混合或捏合。
-脱模剂-
不具体限制脱模剂且可以根据目的用途从本领域公知的那些中适当地选择。其实例包括含有羰基的蜡、聚烯烃蜡和由长链烃构成的蜡。这些中的每一种均可单独使用或组合使用。其中,优选含有羰基的蜡。
含有羰基的蜡的实例包括多链烷酸酯、多烷醇酯、多链烷酸酰胺和二烷基酮。多链烷酸酯的实例包括巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三山萮酸三羟甲基丙烷、四山萮酸季戊四醇酯、二乙酸山萮酸季戊四醇酯、三山萮酸甘油酯和二硬脂酸1,18-十八烷二醇酯。多烷醇酯的实例包括偏苯三酸三硬脂酯和马来酸二硬脂酯。多链烷酸酰胺的实例包括二山萮酰胺。多烷基酰胺的实例包括偏苯三酸三硬脂酰胺。二烷基酮的实例包括二硬脂基酮。这些含有羰基的蜡中,特别优选多链烷酸酯。
聚烯烃蜡的实例包括聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
长链烃蜡的实例包括石蜡和沙索蜡。
不具体限制脱模剂的熔点,且可以根据目的用途适当地选择,然而,优选为40℃至160℃,更优选50℃至120℃,且尤其优选60℃至90℃。当熔点低于40℃时,可能不利地影响耐热存储稳定性,且高于160℃时,在低温下定影时可能出现冷反印。
可通过下面的方法确定脱模剂的熔点。首先,用差示扫描量热计(DSC210,由Seiko Electronics Industries Co.,Ltd.制造)将脱模剂样品的温度升高到200℃,再以10℃/min的降温速率冷却到0℃。然后将冷却的样品以10℃/min的升温速率升温,并将熔融热的最大峰温度确定为样品的熔点。
作为比蜡的熔点高20℃下的测量值的脱模剂的熔体粘度优选为5cps至1,000cps,且更优选10cps至100cps。当熔体粘度低于5cps时,调色剂的脱模性能有时降低,而当高于1,000cps时,有时不能获得热反印性能和低温定影性能的效果。
不具体限制调色剂中含有的脱模剂的量,且可根据目的用途适当地选择,然而,优选40质量%或更少,且更优选3质量%至30质量%。
当脱模剂的量大于40质量%时,有时调色剂的流动性可能降低。
-外部添加剂-
不具体限制外部添加剂,且可以根据目的用途从本领域公知的那些中适当地选择。其实例包括二氧化硅细颗粒、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(二氧化钛、氧化铝、氧化锡、氧化锑等)或它们的疏水化产物;以及含氟聚合物。其中,疏水化二氧化硅细颗粒、二氧化钛颗粒和疏水化二氧化钛细颗粒是优选的。
二氧化硅细颗粒的市售产品的实例包括HDK H 2000、HDK H 2000/4、HDK H 2050EP、HVK 21、HDK H1303(均由HochstCorporation制造);以及R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、和R812(均由Nippon AEROSIL Co.,LTD.制造)。二氧化钛细颗粒的市售产品的实例包括P-25(由Nippon AEROSIL Co.,LTD.制造);STT-30和STT-65C-S(均由Titanium Industry Co.,Ltd.制造),TAF-140(由FujiTitanium Industry Co.,Ltd.制造);以及MT-150W、MT-500B、MT-600B和MT-150A(均由TAYCA CORPORATION制造)。疏水化钛细颗粒的市售产品的实例包括T-805(Nippon AEROSIL Co.,LTD.制造);STT-30A、STT-65S-S和STT-65S-S(均由Titanium Industry Co.,Ltd.制造);TAF-550T和TAF-1500T(均由Fuji Titanium Industry Co.,Ltd.制造);MT-100S和MT-100T(均由TAYCA CORPORATION制造);以及IT-S(ISHIHARAINDUSTRY CO.,LTD.制造)。
疏水化二氧化硅细颗粒、疏水化二氧化钛细颗粒和疏水化氧化铝细颗粒可通过用硅烷偶联剂,例如甲基三甲氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷对亲水性细颗粒进行表面处理而获得。
疏水化试剂的实例包括硅烷偶联剂,例如二烷基二卤代硅烷、三烷基卤代硅烷、烷基三卤代硅烷和六烷基二硅氮烷;甲硅烷基化试剂;具有氟代烷基的硅烷偶联剂;基于有机钛酸盐的偶联剂、基于铝的偶联剂、硅油和硅树脂清漆。
进一步地,还优选使用硅油处理的无机细颗粒,其通过在加热下用硅油表面处理无机细颗粒而获得。
无机细颗粒的实例包括二氧化硅、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、铁丹、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅和氮化硅。其中,尤其优选二氧化硅和二氧化钛。
硅油的实例包括二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油、甲基氢硅油、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、酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酰或甲基丙烯酰改性硅油以及α-甲基-苯乙烯改性硅油。
无机细颗粒的平均初级粒径优选为1nm至100nm,且更优选3nm至70nm。当平均粒径小于1nm时,无机细颗粒嵌入到调色剂颗粒中而几乎不发挥其功能,且当它大于100nm时,该颗粒可能会不均匀地损害所使用的静电潜像承载部件的表面。作为外部添加剂,可一起使用无机细颗粒和疏水化无机细颗粒,然而,已疏水化的初级颗粒的平均粒径优选1nm至100nm,且更优选5nm至70nm。更优选无机细颗粒含有至少两种具有20nm或更小的平均初级粒径的疏水化无机细颗粒且含有至少一种具有同样的平均初级粒径的无机细颗粒。进一步地,无机细颗粒优选具有通过BET法测量的20m2/g至500m2/g的比表面积。
调色剂中添加的外部添加剂的量优选0.1质量%至5质量%,且更优选0.3质量%至3质量%。
作为外部添加剂,还可以添加树脂细颗粒。树脂细颗粒的实例包括通过无皂的乳化聚合、悬浮聚合或分散聚合获得的聚苯乙烯;甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯的共聚物;有机硅、苯并胍胺、尼龙等的缩聚产物;以及由热固性树脂组成的聚合物颗粒。组合使用这种树脂细颗粒使得有可能增强调色剂的带电性能,减少反向充电的调色剂颗粒的量并减少背景污染的发生。调色剂中添加的树脂细颗粒的量优选为0.01质量%至5质量%,且更优选0.1质量%至2质量%。
-其它组分-
不具体限制其它组分,且可以根据目的用途适当地选择。例如,例举流动性改进剂、清洁性改进剂、磁性材料和金属皂。
流动性改进剂是为了对调色剂进行表面处理以提高疏水性而添加的,并且其能防止调色剂在高湿度环境下存储时流动性和带电性能降低。流动性改进剂的实例包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化试剂、含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。
向调色剂中添加清洁性改进剂以除去残留在静电潜像承载部件和中间转印部件上的未转印的显影剂。清洁性改进剂的实例包括脂肪酸金属盐,如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸;以及由无皂乳化聚合生成的聚合物细颗粒,例如聚甲基丙烯酸甲酯细颗粒和聚苯乙烯细颗粒。作为聚合物细颗粒,优选具有较窄的粒度分布和0.01μm至1μm的体均粒径的聚合物细颗粒。
不具体限制磁性材料且可根据目的用途从本领域公知的那些中适当地选择。其实例包括铁粉、磁铁矿和铁氧体。其中,从色调来看优选颜色为白色的那些。
<调色剂的制造方法>
不具体限制调色剂的制造方法,且可根据目的用途从公知的调色剂制造方法中适当地选择。例如,例举捏合粉碎法、聚合法、溶解悬浮法和喷雾造粒法。这些方法中,从芳香族羟基羧酸金属化合物和着色剂的分散性以及调色剂的产率来看,尤其优选捏合粉碎法。
-捏合粉碎法-
在捏合粉碎法中,将至少包含例如粘合剂树脂、着色剂和电荷控制剂的调色剂材料熔融捏合以获得捏合的混合物,并将该捏合的混合物粉碎成颗粒,然后对该颗粒进行分级,从而生成调色剂的调色剂基础颗粒。在熔融捏合中,混合调色剂材料并将混合物置于熔融捏合机中并熔合和捏合该混合物。对于熔融捏合机,可使用单螺杆或双螺杆连续捏合机以及采用辊磨的间歇式捏合机。对于捏合调色剂材料的具体单元,优选使用由KOBE STEEL,LTD.制造的KTK型双螺杆挤出机;由TOSHIBAMACHINE CO.,LTD.制造的TEM型双螺杆挤出机;由KCK Co.,Ltd.制造的双螺杆挤出机;由Ikegai Corp.制造的PCM型双螺杆挤出机;由BussCo.制造的共捏合机。优选在不切断粘合剂树脂分子链的适当条件下进行熔融捏合。具体地,根据粘合剂树脂的软化点来设定熔融捏合温度。如果熔融捏合温度过度地高于粘合剂树脂的软化点,粘合树脂的分子链被严重切断,当其过度地低于粘合剂树脂的软化点时,调色剂材料可能不渐进地分散。
在粉碎中,将捏合处理中所获得的捏合混合物粉碎。优选首先将捏合混合物粗压碎,然后细粉碎。在这种情况中,优选将混合物通过在喷射流中向碰撞板碰撞而粉碎,并且在机械旋转的转子和定子间的窄间隙中粉碎。
在分级中,将粉碎中获得的粉碎产物分级以获得具有预定粒度的颗粒。例如,分级通过使用旋风分离器、滗析器、或离心分离器除去细颗粒来进行。
完成粉碎和分级之后,使用离心力将粉碎的产物在空气流分级器中分级,从而可生成具有预定粒度的调色剂基础颗粒。
随后,将外部添加剂添加到调色剂基础颗粒。通过在混合器中混合并搅拌调色剂基础颗粒和外部添加剂,在将外部添加剂溶解和压碎的同时,用外部添加剂涂覆调色剂基础颗粒的表面。在这种情况中,从调色剂的耐久性来看,重要的是使外部添加剂,例如无机细颗粒和树脂细颗粒均匀且坚固地粘附到调色剂基础颗粒上。
不具体限制调色剂的颜色,且可以根据目的用途适当地选择,然而,优选由黑色调色剂、青色调色剂、品红色调色剂和黄色调色剂构成的全色调色剂。调色剂的颜色可以是从这些颜色中选择的至少一种。
不具体限制调色剂的重均粒径,且可根据目的用途适当地调整。然而,为了获得粒性(granularity)、图像清晰度和细线再现性优异的高质量图像,重均粒径优选在3μm至10μm,且更优选4μm至7μm。当重均粒径小于3μm时,虽然形成的图像具有优异的图像清晰度和细线再现性,但是调色剂的流动性和转印性有时劣化。
可例如根据以下方式测量调色剂的重均粒径。
·测量设备:COULTER MULTISIZER III(由Beckman Coulter Co.制造)
·孔径:100μm
·分析软件:BECKMAN COULTER MULTISIZER 3Ver.3.51(由Beckman Coulter Co.制造)
·电解质:ISOTON III(由Beckman Coulter Co.制造)
·分散液:10质量%表面活性剂(烷基苯磺酸盐,由Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.制造的NEOGEN SC-A)
·分散条件:将10mg测量样品加入到5mL分散液中,并将分散液在超声分散设备中分散1分钟。然后,往分散液中加入25mL电解质,且在超声分散设备中再分散1分钟。
·测量条件:将100mL电解质和分散液加到烧杯中,在20秒内能测量30000个颗粒的粒径的浓度下测量30000个颗粒。基于所得的粒度分布,确定测量样品的重均粒径。
(显影剂)
本发明的显影剂含有至少调色剂且含有适当选择的其它组分,例如载体。显影剂可以是单组分显影剂或双组分显影剂。当用于响应近年来提高的信息处理速度的高速打印机时,从改善寿命周期来看,优选双组分显影剂。
在使用调色剂的单组分显影剂的情形中,即使在调色剂流入和流出时,调色剂的粒径变化也较小,并且很少发生调色剂对作为显影剂承载部件的显影辊的成膜以及调色剂对例如使调色剂具有薄层的刮刀的部件的熔合,并且即使在图像显影单元中长期使用(搅动)时,仍有可能获得优异且稳定的显影性能和图像。
-载体-
不具体限制载体,且可以根据目的用途适当地选择,然而,载体优选具有芯材料和包覆该芯材料的树脂层。
不具体限制芯材料,且可以从本领域中公知的那些中适当地选择。例如,优选50emu/g至90emu/g的锰-锶(Mn-Sr)材料或锰-镁(Mn-Mg)材料。从确保图像密度来看,优选高磁化材料,例如铁粉(100emu/g或更高)和磁铁矿(75emu/g至120emu/g)。从削弱对其表面上竖立有调色剂的静电潜像承载部件的贴合的能力和有利于获得高质量图像来看,优选弱磁化材料例如铜-锌(Cu-Zn)材料(30emu/g至80emu/g)。这些材料中的每一种可以单独使用或组合使用。
芯材料的粒径基于平均粒径(体均粒径(D50))优选为10μm至200μm,且更优选40μm至100μm。当平均粒径(体均粒径(D50))小于10μm时,由于载体颗粒分布中细颗粒量增加且每个颗粒的磁化强度降低,有时可引起载体飞散。当其大于200μm时,有时可发生调色剂飞散,且在具有大面积实地部分的全色图像的情形中,尤其是实地部分的再现性有时会降低。
不具体限制树脂层的材料,且可从本领域中公知的树脂中适当地选择。其优选实例包括氨基树脂,聚乙烯基树脂,聚苯乙烯树脂,卤代烯烃树脂,聚酯树脂,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,偏二氟乙烯与丙烯酰单体的共聚物,偏二氟乙烯与氟乙烯的共聚物,含氟三元共聚物(三或多氟化物共聚物),例如四氟乙烯、偏二氟乙烯和非氟化物单体的三元共聚物,以及有机硅树脂。这些中的每一种均可单独使用或组合使用。其中,尤其优选有机硅树脂。
不具体限制有机硅树脂,且可根据目的用途从通常已知的有机硅树脂中适当地选择。其实例包括仅由有机硅氧烷键构成的直链有机硅树脂;以及用醇酸树脂、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。
对于有机硅树脂,可使用市售产品。直链有机硅树脂的实例包括Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KR271、KR255和KR152;以及DOWCORNING TORAY SILICONE CO.,LTD.制造的SR2400、SR2406和SR2410。
对于改性的有机硅树脂,可使用市售产品。改性的有机硅树脂的实例包括由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KR206(醇酸改性的)、KR5208(丙烯酰改性的)、ES1001N(环氧改性的)和KR305(聚氨酯改性的);以及由DOW CORNING TORAY SILICONE CO.,LTD.制造的SR2115(环氧改性的)和SR2110(醇酸改性的)。
这些有机硅树脂中的每一种可单独使用,并且还可以将能发生交联反应的组分、电荷量控制组分等与其组合使用。
在树脂层中,根据需要可添加导电粉末。导电粉末的实例包括金属粉末、炭黑、氧化钛、氧化锡和氧化锌。这些导电粉末的平均粒径优选1μm或更小。当平均粒径大于1μm时,可能变得难以控制电阻。
树脂层可通过以下方法形成。首先,用将有机硅树脂等溶解在溶剂中制备的涂覆溶液通过已知的涂覆法均匀地涂覆芯材料的表面,然后干燥并烘干。涂覆法的实例包括浸涂法、喷涂法和刷涂法。
不具体限制该溶剂,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、溶纤剂和醋酸丁酯。
不具体限制烘干的方法。其可以是外部加热法或内部加热法。例如,可使用固定式电炉、流动式电炉、旋转式电炉等。或者,可使用微波。
载体中树脂层的量优选为0.01质量%至5.0质量%。当该量小于0.01质量%时,有时不能在芯材料的表面上均匀地形成树脂层。当该量大于5.0质量%时,树脂层形成得过厚导致载体颗粒间的粒化,并且有时不能获得尺寸均匀的载体颗粒。
当显影剂为双组分显影剂时,不具体限制双组分显影剂中载体的量,且可根据目的用途适当地选择。例如,优选90质量%至98质量%,且更优选93质量%至97质量%。
相对于载体而言,双组分显影剂中调色剂的混合比优选为1质量份至10.0质量份,基于100质量份的载体计。
(成像装置和成像方法)
本发明的成像装置至少包括充电单元、曝光单元、显影单元、转印单元和定影单元,可包括清洁单元,并且可根据需要进一步包括适当选择的其它单元,例如电荷消除单元、回收单元和控制单元。注意充电单元和曝光单元的组合有时称为静电潜像形成单元。
本发明的成像方法至少包括充电步骤、曝光步骤、显影步骤、转印步骤和定影步骤,可包括清洁步骤,并且根据需要可进一步包括适当选择的其它步骤,例如电荷消除步骤、回收步骤和控制步骤。注意充电步骤和曝光步骤的组合有时称为静电潜像形成步骤。
本发明的成像方法可合适地使用本发明的成像装置实施;充电步骤可使用充电单元实施;曝光步骤可使用曝光单元实施;转印步骤可使用转印单元实施;定影步骤可使用定影单元实施;清洁步骤可使用清洁单元实施;并且其它步骤可使用其它单元实施。
<静电潜像承载部件>
不具体限制静电潜像承载部件的材料、形状、结构、尺寸等,且可以根据目的用途适当地选择。对于形状,例举鼓形、片形和环带形。静电潜像承载部件的结构可以为单层结构或叠层结构。静电潜像承载部件的尺寸可根据所采用的成像装置的尺寸和规格进行适当地选择。对于静电潜像承载部件的材料,例如,无机感光体,如非晶硅、硒、CdS和ZnO;以及有机感光体(OPC),如聚硅烷和酞菁甲川。
非晶硅感光体在加热到50℃至400℃的支持体上通过层形成方法而设置有a-Si构成的感光层,所述层形成方法例如真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、热CVD法、光学CVD法、以及等离子体CVD法。这些层形成方法中,尤其优选等离子体CVD法。具体地,优选以下方法,其中通过高频波或微波辉光放电分解原料气体,并使用该分解的气体在支持体上形成由a-Si构成的感光层。
有机感光体(OPC)由于以下原因而被广泛使用:(1)光学性能例如其宽的光吸收波长范围和其大的光吸收量;(2)电性能,例如高灵敏度和稳定的带电性能;(3)材料的选择广;(4)易于制造;(5)低成本;和(6)无毒性。这种有机感光体的层结构大致地分为单层结构和叠层结构。
单层感光体具有支持体和在该支持体上的单层感光层,且进一步地具有保护层、中间层和其它层。
叠层结构的感光体具有支持体和在该支持体上的叠层感光层,该感光层依次至少具有电荷产生层和电荷传输层,且进一步具有保护层、中间层和根据需要的其它层。
<充电步骤和充电单元>
充电步骤是对静电潜像承载部件的表面充电的步骤,并且其使用充电单元实施。
不具体限制充电单元,只要其能将电压施加到静电潜像承载部件的表面而使该表面充电,且其可根据目的用途适当地选择。充电单元大致分为以下两种类型:(1)各自设置成以接触的方式对静电潜像承载部件的表面充电的接触型充电单元;和(2)各自设置成以非接触的方式对静电潜像承载部件的表面充电的非接触型充电单元。
-接触型充电单元-
对于接触型充电单元(1),例如,导电的或半导电的充电辊、磁刷、毛刷、膜和橡胶刮刀。其中,充电辊与电晕放电型设备相比较能显著减少臭氧生成量,且反复地使用静电潜像承载部件时稳定性优异,并能有效防止图像恶化。
磁刷由承载各种铁氧体颗粒,例如Zn-Cu铁氧体颗粒的非磁性导电套筒和装入到该非磁性导电套筒内的磁性辊构成。当毛刷用作充电单元时,毛刷的材料例如是用例如碳、硫化铜、金属或金属氧化物进行处理而变成导电的毛,并且将该毛缠绕或装到通过处理而变得导电的金属或其它金属芯棒上。
图1是示意性示出充电辊的一个实例的截面图。充电辊310具有作为导电支持体的形成为圆柱形的金属芯棒312,在该金属芯棒312的外圆周表面上形成的电阻控制层313和覆盖电阻控制层313表面以防止漏电的保护层314。
该电阻控制层313通过在金属芯棒312的圆周表面上挤出成型或注射成型至少包含热塑性树脂和聚合物离子导电剂的热塑性树脂组合物而形成。
该电阻控制层313的体积电阻率的值优选106Ω·cm至109Ω·cm。当体积电阻率值大于109Ω·cm时,充电量不足,并且感光鼓可能难以具有足够的电荷电位以获得没有色调和颜色不均匀性的图像。当体积电阻率的值小于106Ω·cm时,可能会引起整个感光鼓漏电。
不具体限制用于电阻控制层313的热塑性树脂,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或聚苯乙烯的共聚物(AS、ABS等)。
对于聚合物离子导电剂,使用的是作为单物质时具有大约106Ω·cm至1010Ω·cm的电阻值并能容易地降低树脂电阻的聚合物离子导电剂。作为聚合物离子导电剂的实例,例举的有包含聚醚酯酰胺组分的化合物。为将电阻控制层313的电阻值调节到上述范围内,共混到100质量份的热塑性树脂中的聚合物离子导电剂的量优选为30质量份至70质量份。
进一步地,也可使用含季铵盐基团的聚合物化合物作为聚合物离子导电剂。对于含季铵盐基团的聚合物化合物,例如,例举含季铵盐基团的聚烯烃。为了将电阻控制层313的电阻值调节到上述范围内,共混到100质量份的热塑性树脂中的含季铵盐基团的聚合物化合物的量优选为10质量份至40质量份。
可使用双轴捏合机、捏合机等将聚合物离子导电剂分散在热塑性树脂中。由于聚合物离子导电剂以分子水平均匀地分散在热塑性树脂组合物中,因此,电阻控制层313没有与导电材料的分散缺陷有关的电阻值变化,而这通常会在分散有导电颜料的电阻控制层中观察到。进一步地,由于聚合物离子导电剂是聚合物化合物,因此,其均匀地分散和固定在热塑性树脂组合物中,而几乎不引起渗出。
保护层314形成为具有比电阻控制层313大的电阻值。从而可避免感光鼓缺陷部分漏电。然而,当保护层314具有过高的电阻值时,带电效率降低。因此保护层314和电阻控制层313之间的电阻值之差优选为103Ω·cm或更小。
对用于保护层314的材料,考虑到其优异的成膜性,树脂材料是优选的。对树脂材料而言,例如,氟树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、和聚乙烯醇缩醛树脂是优选的,因为它们的无粘附性优异并可防止调色剂粘附。进一步地,这些树脂材料通常具有电绝缘性,因此当单独使用树脂材料形成保护层314时,充电辊将具有不足的性能。为了避免该问题,将各种导电剂分散在树脂材料中,从而控制保护层314的电阻值。另外,为改善保护层314和电阻控制层313之间的粘附性,可将反应性固化剂例如异氰酸酯分散在树脂材料中。
充电辊310与电源连接,并且将预定的电压施加到该充电辊310。电压可以仅仅是直流(DC)电压,但是该电压优选包括叠加在直流(DC)电压之上的交流(AC)电压。通过对充电辊310施加AC电压,可均匀地对感光鼓的表面充电。
图2是示出其中将如图1所示的接触型充电辊310用作本发明成像装置中的充电单元的一个实例的示意图。在图2中,在作为静电潜像承载部件的感光鼓321的圆周周围,按以下顺序设置:对感光鼓321表面充电的充电单元310、在充电处理表面形成静电潜像的曝光单元323、通过使调色剂粘附在感光鼓表面上形成的静电潜像上而形成可见图像的显影单元324、将在感光鼓321的表面上形成的可见图像转印到记录介质326上的转印单元325、使转印图像定影在记录介质326上的定影单元327、除去并收集残留在感光鼓321上的残余调色剂的清洁单元330、以及消除感光鼓321上的残余电位的电荷消除设备331。对于充电单元,提供如图1所示的接触型充电辊310,通过充电辊310对感光鼓321的表面均匀充电。
-非接触型充电单元-
对于非接触型充电单元(2),例如,例举利用电晕放电的非接触型充电器、针电极设备、和固体放电设备;与静电潜像承载部件间设有微小间隙的导电或半导电充电辊。
电晕放电法是将在空气中通过电晕放电产生的正或负离子给予到静电潜像承载部件表面的非接触型充电方法,并且有如下类型的电晕放电设备:具有能够向静电潜像承载部件给予固定电荷量的性能的电晕管充电器,以及具有能够向静电潜像承载部件给予固定电位的性能的栅极网(scorotron)充电器。电晕管充电器由占据放电导线周围一半空间的保护电极和位于其中心附近的放电导线构成。
栅极网充电器具有与电晕管充电器类似的结构,不同之处在于它还具有栅极,并且该栅极布置在距静电潜像承载部件表面1.0mm至2.0mm的位置。
图3是示出其中将非接触型电晕充电器用作本发明成像装置中的非接触型电晕充电器的一个实例的示意图。在图3中,与图2中相同的部分用相同的附图标记表示。
作为充电单元,提供了非接触型电晕充电器311,并且通过该电晕充电器311对感光鼓321的表面均匀地充电。
对于相对于静电潜像承载部件保持微小间隙而设置的充电辊,对所述充电辊进行改进从而使其相对于静电潜像承载部件保持微小间隙。微小间隙优选为10μm至200μm,且更优选10μm至100μm。
图4是示出非接触型充电辊的一个实例的示意图。在图4中,提供充电辊310,其相对于感光鼓321保持微小间隙H。所述微小间隙H可通过在充电辊310两端的非成像区域缠绕具有固定厚度的间隔部件来设置,由此使得间隔部件的表面与感光鼓321的表面相接触。在图4中,附图标记304表示电源。
在图4中,为保持微小间隙H,将膜302缠绕在充电辊310的两端以形成间隔部件。使该间隔物302与静电潜像承载部件的感光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小间隙H。而且,作为所施加的偏压,使用AC叠加型电压,而且通过在充电辊和静电潜像承载部件间的微小间隙H中产生的放电对静电潜像承载部件充电。如图4所示,通过使用弹簧303挤压充电辊310的轴311来提高对微小间隙H的精确性的保持。
间隔部件与充电辊可整体地形成为一个单元。此时,至少间隙部分的表面由绝缘材料制成。因此,消除了在间隙部分的放电并且放电产物聚集在该间隙部分,并因此有可能防止调色剂由于放电产物的粘性而粘附在间隙部分上,产生变宽的间隙。
作为间隔部件,可使用热收缩管。对于热收缩管,例如,例举用于105℃的SUMITUBE(商品名:F105,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd制造)。
<曝光步骤和曝光单元>
曝光步骤是使静电潜像承载部件的充电表面曝光的步骤并且使用曝光单元实施。
曝光可例如通过使用曝光单元使静电潜像承载部件的表面以成像方式(imagewise)曝光来进行。
用于曝光的光学系统可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始图像直接投影在感光体表面上的系统,而数字光学系统是其中将图像信息作为电信号输入,然后将电信号转变为光信号,并使感光体曝光从而形成图像的系统。
不具体限制曝光单元且可以根据目的用途适当地选择,只要它能够使已由充电单元充电的感光体的表面以成像方式曝光。曝光单元的实例包括各种曝光系统例如光学再现系统、棒-透镜-眼睛(rod-lens-eye)系统、光学激光系统、光学液晶光栅系统和LED光学系统。
在本发明中,可使用背光系统来曝光,其中静电潜像承载部件从其背面以成像方式进行曝光。
<显影步骤和显影单元>
显影步骤是用本发明的调色剂或显影剂使静电潜像显影以形成可见图像的步骤。
可见图像例如可以通过显影单元利用调色剂或显影剂显影静电潜像而形成。
不具体限制显影单元,且可以从常规显影设备中适当地选择,只要它能够使用例如调色剂或显影剂显影静电潜像。例如,优选例举的显影系统至少具有能够容纳调色剂或显影剂并将调色剂或显影剂供应至静电潜像的显影单元。
对于调色剂,可使用根据第一实施方案至第三实施方案的任何上述调色剂。
显影单元可采用干式显影过程或可采用湿式显影过程。进一步地,该显影单元可以是单色显影单元或可以是多色显影单元。优选地,例举具有搅拌器和可旋转的磁性辊的显影单元,该搅拌器可以摩擦搅拌调色剂或显影剂以使其带电。
在该显影单元中,例如,将调色剂和载体混合并搅拌,其导致使调色剂带电的摩擦并且将该带电的调色剂保持在竖立地保持在转动的磁性辊表面上的状态以在其上形成磁刷。磁性辊设置在静电潜像承载部件附近,因此,构成在磁性辊表面上形成的磁刷的部分调色剂通过电吸引转移到静电潜像承载部件的表面。因此,使用调色剂使静电潜像显影,并且然后在静电潜像承载部件的表面上形成由该调色剂形成的可见图像。
容纳在显影单元中的显影剂包含本发明的调色剂,并且它可以是单组分显影剂或可以是双组分显影剂。
[单组分显影单元]
作为单组分显影单元,例如,优选使用这样的单组分显影设备,其具有显影剂承载部件和层厚度控制部件,该层厚度控制部件在显影剂承载部件的表面上形成调色剂薄层。
图5是示出单组分显影单元的一个实例的示意图。该单组分显影单元配置为使用由调色剂组成的单组分显影剂显影在感光鼓1表面上形成的静电潜像,并将调色剂层传送到显影辊402的表面上以与作为静电潜像承载部件的感光鼓1接触,从而在显影辊402的表面上形成调色剂层,这称为接触单组分显影过程。
在图5中,容纳在壳体401中的调色剂通过作为搅拌单元的搅拌器411的旋转而搅拌以机械供应到作为调色剂供应部件的供应辊412。供应辊412由发泡聚氨酯等形成,其具有柔性并构造成容易将调色剂保持在直径为50μm至500μm的小室内。供应辊的JIS-A硬度较低,为10°至30°,因此供应辊可以均匀地紧靠显影辊402的表面。
供应辊412以与显影辊402旋转方向相同的方向驱动旋转,即,使得在与显影辊402相对的区域,供应辊412的表面以与显影辊402的旋转方向相反的方向移动。两个辊之间的线速度比(供应辊/显影辊)优选0.5至1.5。供应辊412可以与显影辊402的旋转方向相反的方向驱动旋转,即,使得在与显影辊402相对的区域,供应辊412的表面以和显影辊402的旋转方向相同的方向移动。在该实施方案中,将供应辊412以与显影辊402的旋转方向相同的方向驱动旋转,并将线速度比设定为0.9。供应辊412对显影辊402的咬入量(penetration amount)设定为0.5mm至1.5mm。在该实施方案中,当单位有效宽度为240mm(A4尺寸,垂直宽度)时,所需扭矩为14.7N·cm至24.5N·cm。
显影辊402在导电基材上具有由橡胶材料构成的表面层并具有10mm至30mm的直径,其表面以粗糙的方式形成以具有1μm至4μm的表面粗糙度Rz。表面粗糙度Rz对调色剂的平均粒径优选为13%至80%。由此,调色剂可以传送而不会埋入显影辊402的表面。尤其是,显影辊402的表面粗糙度Rz优选在调色剂平均粒径的20%至30%的范围内。
橡胶材料的实例包括硅橡胶、丁二烯橡胶、NBR橡胶、醇橡胶(hydrinrubber)和EPDM橡胶。优选的是用涂层涂覆显影辊402的表面以以特别稳定经时稳定性。对于用于涂层的材料,例举有机硅材料和TEFLON(注册)材料。有机硅材料具有优异的调色剂充电性能,并且TEFLON(注册)材料具有优异的脱模性能。为获得导电性,导电材料例如炭黑可以以适当的量包含在所述涂层中。涂层的厚度优选为5μm至50μm。当厚度超出该范围时,有导致涂层易裂问题的倾向。
存在于供应辊412之上或内部的具有预定极性的调色剂(在该实施方案中,调色剂具有负极性)捕捉在供应辊412和以与供给辊412旋转方向相反的方向旋转的显影辊402之间的接触点处,以通过摩擦带电效应获得负电荷,该调色剂由此通过所产生的静电力和通过由于显影辊表面粗糙度所引起的传送效果而保持在显影辊402上。然而,此时在显影辊402的表面上形成的调色剂层厚度不均匀,并且在其上粘附了过多的量(1mg/cm2至3mg/cm2)。然后,通过使作为层厚度控制部件的控制刮刀413紧靠显影辊402的表面,在显影辊402的表面上形成具有均匀厚度的调色剂薄层。使控制刮刀413的顶端面对显影辊402旋转方向的下游,并使控制刮刀413的中心部分紧靠显影辊402的表面,这就是所谓的“腹部接触(belly contact)”。然而,控制刮刀413可以以相反的方向设置,并且还可以采用边紧靠。
用于控制刮刀413的材料优选为金属,例如SUS304,并且其厚度为0.1mm至0.15mm。除金属之外,还可使用橡胶材料,例如厚度为1mm至2mm的聚氨酯,和硬度较高的树脂材料,例如有机硅树脂。由于控制刮刀413可以通过混合炭黑等而不使用金属制造成具有低电阻,因此将偏压电源连接到控制刮刀413,从而可以在控制刮刀413和显影辊402之间形成电场。
作为层厚度控制部件的控制刮刀413距离固定器的自由端长度优选为10mm至15mm。当自由端长度大于15mm时,显影辊尺寸变大,并且显影辊不能容纳在小型成像装置中,当其短于10mm时,控制刮刀413与显影辊402的表面接触时易于引起振动,并且容易在图像上出现异常图像,例如图像在横向上逐渐不均匀。
控制刮刀413的紧靠压力优选在0.049N/cm至2.45N/cm的范围。当紧靠压力大于2.45N/cm时,调色剂在显影辊402表面上的粘附量减少,并且调色剂的带电量过度增加。因此,图像密度由于调色剂的显影量下降而降低。当紧靠压力小于0.049N/cm时,调色剂的聚集体会通过控制刮刀而没有均匀地形成薄层,并且图像质量会显著下降。在该实施方案中,对于显影辊402,使用JIS-A硬度为30°的显影辊,对于控制刮刀413,使用0.1mm厚的SUS板,并且将它们之间的紧靠压力设为60gf/cm。通过这样的设定,可在显影辊上获得目标粘附量的调色剂。
用作层厚度控制部件的控制刮刀413与显影辊402在顶端面对着显影辊402下游的方向上的切线的接触角优选为10-45°。在控制刮刀413和显影辊402之间插入的形成调色剂薄层的非必要部分与显影辊402分开,并且形成目标0.4mg/cm2至0.8mg/cm2的均匀厚度的薄层。在这一阶段中,该调色剂电荷最终为-10μC/g至-30μC/g,然后将该调色剂用于使感光鼓1上的静电潜像显影。
根据本实施方案中的单组分显影设备,感光鼓1表面和显影辊402表面之间的距离窄于常规的双组分显影单元中的距离,从而提高了显影能力,并且使得有可能用较低的电压进行显影。
[双组分显影单元]
双组分显影单元优选具有固定在其中的磁场发生单元和在其表面上承载由磁性载体和调色剂构成的双组分显影剂的可旋转的显影剂承载部件。
图6是示出使用由调色剂和磁性载体构成的双组分显影剂的双组分显影单元的一个实例的示意图。在图6的这种双组分显影单元中,显影剂通过螺杆441搅拌和输送,并送到显影套筒442。送到显影套筒442的双组分显影剂由作为层厚度控制部件的刮刀443调节,并且显影剂的供应量由作为刮刀443和显影套筒442之间的间隔的刮刀间隙控制。当刮刀间隙过小时,显影剂的量不足,导致图像密度不足,而当刮刀间隙过大时,显影剂过量供应,导致载体附着在感光鼓1上的问题。因此,显影套筒442内安装有形成磁场的磁体,以使显影剂竖立保持在外周表面上,并且该显影剂沿着磁场线以链的形式竖立保持在显影套筒442上,形成磁刷,所述磁场线由磁体在法线方向上发出。
显影套筒442和感光鼓1设置成彼此相邻,它们之间具有确定的间隔(显影间隙),并且在显影套筒442和感光鼓1彼此相对处形成显影区域。显影套筒442由非磁性物质,例如铝、黄铜、不锈钢和导电树脂制成为圆柱形状,并且它通过旋转驱动机构(未示出)旋转。磁刷通过显影套筒442的旋转而传送到显影区域。通过显影电源(未示出)向显影套筒442施加显影电压,磁刷上的调色剂通过在显影套筒442和感光鼓1之间形成的显影电场而从载体上分离,并在感光鼓1上的静电潜像上显影。还有可能将显影电压与交流电叠加。
显影间隙可以设定为显影剂粒径的大约5倍至30倍,当显影剂的粒径为50μm时,显影间隙可以设置为0.5mm至1.5mm。当显影间隙比以上宽时,难以获得期望的图像密度。
还优选刮刀间隙大致等于或者稍微大于显影间隙。依据复印速度或装置的尺寸等确定感光鼓1的鼓直径或鼓线速度以及显影套筒442的套筒直径或套筒线速度。套筒线速度与鼓线速度的比例优选为1.1或更大以获得需要的图像密度。还有可能的是在显影后的位置处安装传感器并通过由光学反射率检测调色剂的附着量来控制处理条件。
<转印步骤和转印单元>
转印步骤是将可见图像转印到记录介质上的步骤且通过转印单元进行。转印单元大致分为其中将静电潜像承载部件上的可见图像直接转印到记录介质上的转印单元,以及其中将可见图像一次转印到中间转印部件,然后再将该可见图像二次转印到记录介质上的二次转印单元。
可见图像的转印可例如通过使用转印充电器对感光体充电来进行,这可通过转印单元实施。在优选的方面,转印单元具有将可见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-
不具体限制中间转印部件,且可以根据目的用途从常规转印部件中适当地选择。其优选实例包括转印带和转印辊。
中间转印部件的静摩擦系数优选为0.1至0.6,且更优选0.3至0.5。中间转印部件的体积电阻优选大于几Ω·cm且小于103Ω·cm。在几Ω·cm至103Ω·cm范围内的体积电阻可防止中间转印部件自身带电,且来自充电单元的电荷不可能残留在中间转印部件上,因此,可防止二次转印时的转印不均匀性并且在二次转印时施加转印偏压变得相对容易。
不具体限制用于中间转印部件的材料,且可以根据目的用途从常规的材料中适当地选择。材料的实例如下:(1)用作单层带的具有高杨氏模量(拉伸弹性)的材料,例如聚碳酸酯(PC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚对苯二甲酸亚烷基酯(PAT)、PC/PAT共混材料、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)和PC的共混材料,ETFE和PAT的共混材料,PC和PAT的共混材料、以及炭黑分散体的热固性聚酰亚胺。这些具有高杨氏模量的单层带在成像期间对应力的变形小,并且特别有利的是在形成彩色图像期间不太可能发生对准错误;(2)使用具有高杨氏模量的带作为基层的双层或三层带,其中在基层的外周面周围添加表层和可选的中间层。双层或三层带能够防止由单层带的硬度而引起的行式图像的缺失;以及(3)掺入橡胶或弹性体的具有较低杨氏模量的弹性带。由于其柔软性,这种带有利的是在行式图像中几乎不存在中心部分不清楚的印刷缺陷。另外,通过使带的宽度大于驱动辊或者张力辊的宽度,从而利用超出所述辊的边缘部分的弹性,可以防止带弯曲。由于不需要防止弯曲的加强筋或单元,因此其还是成本有效的。在这些中,特别优选弹性带(3)。
弹性带相应于调色剂层和具有低平整度的记录介质的表面粗糙度而在转印部分发生变形。换句话说,由于弹性带依照局部粗糙度而变形,且可获得适当的粘附性而无需过度提高对调色剂层的转印压力,因此即使在低平整度的记录介质上,也可获得均匀性优异而无字符空缺的转印图像。
不具体限制用于弹性带的树脂,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括聚碳酸酯树脂、氟树脂(例如ETFE和PVDF);聚苯乙烯树脂、氯代聚苯乙烯树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂;苯乙烯树脂(含有苯乙烯或苯乙烯取代基的均聚物或共聚物)例如,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-丙烯酸辛酯共聚物和苯乙烯-丙烯酸苯酯共聚物)、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和苯乙烯-甲基丙烯酸苯酯共聚物);苯乙烯-丙烯酸-α-氯甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯树脂,和甲基丙烯酸丁酯树脂;丙烯酸乙酯树脂、丙烯酸丁酯树脂、改性的丙烯酸类树脂(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和丙烯酸类聚氨酯树脂);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、酚树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚酯型聚氨酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚丁二烯树脂、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、聚酰胺树脂和改性的聚苯醚树脂。这些树脂可以单独使用或者两种或多种组合使用。
不具体限制用于弹性带的橡胶,且可以根据目的用途适当地选择。其实例包括天然橡胶、丁基橡胶、基于氟的橡胶、丙烯酰橡胶、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、乙丙橡胶、乙烯-丙烯三元共聚物、氯丁二烯橡胶、氯代磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶、间规1,2-聚丁二烯、基于表氯醇的橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫醚橡胶、聚降冰片烯橡胶和氢化腈橡胶。这些橡胶可以单独使用或者两种或多种组合使用。
不具体限制用于弹性带的弹性体,且可以根据目的用途适当地选择。其实例包括聚苯乙烯热塑性弹性体、聚烯烃热塑性弹性体、聚氯乙烯热塑性弹性体、聚氨酯热塑性弹性体、聚酰胺热塑性弹性体、聚脲热塑性弹性体、聚酯热塑性弹性体和氟碳热塑性弹性体。这些弹性体可以单独使用或者两种或多种组合使用。
不具体限制用于弹性带的调节电阻用的导电剂,且可以根据目的用途适当地选择。其实例包括炭黑、石墨、例如铝和镍的金属粉末;导电金属氧化物,例如氧化锡、氧化钛、氧化锑、氧化铟、钛酸钾、氧化锑锡(ATO)和氧化铟锡(ITO)。导电金属氧化物可涂覆有绝缘细颗粒例如硫酸钡、硅酸镁和碳酸钙。
用于表层的材料需要防止感光体由于弹性材料而污染,并降低转印带的表面摩擦阻力,从而减少调色剂的粘附同时改进清洁能力和二次转印性能。优选的是表层包含粘合剂树脂例如聚氨酯树脂、聚酯树脂和环氧树脂以及降低表面能并增加润滑的材料,例如,粉末或颗粒如氟树脂、氟化合物、氟化碳、二氧化钛和碳化硅。此外,可使用热处理过的材料例如氟橡胶,使得在表面上形成富含氟的层并降低表面能。
不具体限制弹性带的生产方法,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括(1)离心成型,其中将材料倒入旋转的圆柱形模具中以形成带,(2)喷涂法,其中喷雾液体涂覆溶液以形成膜;(3)浸涂法,其中将圆柱形模具浸入材料溶液中,然后取出;(4)注模法,其中将材料注入内模和外模中;(5)将化合物涂布在圆柱形模具上并使该化合物硫化和碾磨的方法。
不具体限制防止弹性带拉伸的方法,且可以根据目的用途适当地选择。其实例包括(1)向芯层添加防止拉伸的材料的方法,和(2)在较不能拉伸的芯层上形成橡胶层的方法。
不具体限制防止拉伸的材料,且可根据目的用途适当地选择。可以优选使用,例如,天然纤维如棉和丝;合成纤维如聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸类纤维、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;金属纤维,如铁纤维和铜纤维;以及织物或细丝形式的材料。
不具体限制形成芯层的方法,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括(1)将织成圆柱形状的织物置于模具等上,并在其上形成涂层的方法,(2)将织成圆柱形状的织物浸入液体橡胶等中以在芯层的一面或者两面上形成涂层的方法,和(3)将丝线以任意螺距螺旋缠绕在模具等周围,然后在其上形成涂层的方法。
当涂层变厚时,表面的拉伸和收缩变得更明显且表层容易破裂,导致图像明显拉伸和收缩,因此,过厚如超过1mm是不期望的。
转印单元,即,一次转印单元和二次转印单元优选至少具有转印体,该转印体设置为充电以便将静电潜像承载部件上形成的可见图像分离并将该可见图像转印到记录介质上。可使用一个或两个转印体。转印体的实例包括利用电晕放电的电晕转印体、转印带、转印辊、压力转印辊和粘附转印体。
典型的记录介质为普通纸,对其无具体限制且可适当地选择,只要能够在显影后接收转印的、未定影的图像;也可以使用OHP用PET基材。
-用于串联型成像装置的转印单元-
串联型成像装置至少具有布置为多个的成像元件,包括静电潜像承载部件、充电单元、显影单元和转印单元。串联型成像装置可以较高速度形成全色图像因为它具有黄色、品红色、青色和黑色四个成像元件,使用四个成像元件并行生成各可见图像,并彼此叠加在记录介质或中间转印部件上。
有两种串联型成像装置:(1)直接转印型和(2)间接转印型:在如图7所示的(1)直接转印型中,将在各感光体1上形成的可见图像用转印单元2顺序地转印到记录介质S上,记录介质S的表面传送以通过面对构成多个成像元件的各感光体1的转印位置;在如图8所示的(2)间接转印型中,通过一次转印单元2暂时地将多个成像元件的各感光体1上的可见图像顺序地转印到中间转印部件4的表面上,然后通过二次转印单元5将在中间转印部件4上的全部图像一起同时转印到记录介质S上。注意在图8中,将转印传送带用作二次转印单元,但其也可以为辊形。
直接转印型(1)与间接转印型(2)相比,具有在记录介质的传送方向上尺寸增大的缺点,因为供纸单元6必须置于其中排列有感光体1的串联型成像部分T的上侧,而定影单元7必须置于该装置的下侧。相反,间接转印型(2)的优势在于,二次转印位置可较自由地设置,并且供纸单元6和定影单元7可与串联型成像部分T放置在一起,使得可缩小尺寸。
在直接转印型(1)中,为避免在记录介质的传送方向上尺寸增大,必需将定影单元7靠近串联型成像部分T放置。然而,不可能以给予记录介质S足够弯曲空间的方式来放置定影单元7,并且定影单元7可能易于影响上侧的成像,这是由于记录介质S的前端接近定影单元7时所产生的冲击(这在使用厚的纸张时变得明显),或者由于记录介质通过定影单元7时的传送速度与记录介质通过转印传送带传送时的传送速度之间的差。相反,间接转印型允许定影单元7以给予记录介质S足够弯曲空间的方式来放置,并且定影单元7几乎不影响成像。
由于上述原因,近来间接转印型串联成像装置尤其令人感兴趣。在这种彩色成像装置中,如图8所示,在一次转印之后,使用感光体清洁单元8除去残留在感光体1上的残余调色剂,从而清洁感光体1的表面,为下一次成像做准备。还可以在二次转印之后,使用中间转印部件清洁单元9除去残留在中间转印部件4上的残余调色剂,从而清洁中间转印部件4的表面,为下一次成像做准备。
<定影步骤和定影单元>
定影步骤是使用定影单元将转印的可见图像定影在记录介质上的步骤。
不具体限制定影单元,且可以根据目的用途适当地选择,然而,优选使用具有定影部件和用于对该定影部件进行加热的热源的定影设备。
不具体限制定影部件,且可根据目的用途适当地选择,只要它们可互相接触以形成辊隙。
该定影部件的实例包括环形带和辊的组合以及辊和辊的组合。从缩短预热时间和节能来看,优选使用环形带和辊的组合,或其中从定影部件的表面加热转印图像的感应加热。
定影部件例举有常规加热加压单元,即加热单元和加压单元的组合。对于加热加压单元,在环形带和辊的组合的情况下,例举的是加热辊、加压辊和环形带的组合;在辊和辊的组合的情况下,例举的是加热辊和加压辊的组合。
当定影部件是环形带时,优选地,环形带由具有低热容的材料制成,并包括例如其中在基底上设置有防反印层的环形带。形成基底的材料包括例如镍和聚酰亚胺。形成防反印层的材料包括例如硅橡胶和基于氟的树脂。
当定影部件是辊时,优选地,该辊的金属芯棒由非弹性部件制成以防止高压引起的变形或偏转。这些非弹性部件不受特别的限制并可根据目的适当选择。例如,非弹性部件优选包括高导热性材料如铝、铁、不锈钢和黄铜。而且,辊优选在其表面覆盖有防反印层。构成这种防反印层的材料不受特别限制,可根据目的适当选择,并优选包括例如RTV硅橡胶、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)和聚四氟乙烯(PTFE)。
在定影步骤中,将调色剂图像转印到记录介质上,可以使具有图像的记录介质通过辊隙,从而将图像定影到记录介质上,或者可以将图像转印并同时在辊隙定影。
此外,定影步骤可以在每次转印至记录介质时针对各颜色的调色剂进行,或可在其中全部颜色的调色剂叠加的状态下针对各颜色的调色剂图像一起进行。
辊隙是通过将至少两个定影部件互相接触而形成的。
辊隙的压力不受特别限制,可根据目的适当地选择;优选地,该压力为5N/cm2或更大,更优选7N/cm2至100N/cm2,且更进一步优选10N/cm2至60N/cm2。当辊隙的压力过高时,辊的耐久性会劣化。相反,当辊隙的压力小于5N/cm2时,可导致抗反印性不足。
调色剂的定影温度,即,用加热单元加热的定影部件的表面温度可根据目的适当地选择;优选地,该温度为120℃至170℃,且更优选120℃至160℃。当定影温度低于120℃时,可导致定影性能不足,当高于170℃时,不利于节能。
定影单元大致分为(1)内部加热模式,即,定影单元具有辊和带中的至少一种,将加热能量供应到不与调色剂接触的表面,并且将转印到记录介质上的图像加热和加压由此定影图像,和(2)外部加热模式,即定影单元具有辊和带中的至少一种,将加热能量供应到与调色剂接触的表面,并将转印到记录介质上的图像加热和加压,由此定影图像。也可使用它们的组合。
对于采用内部加热模式的定影单元(1),例如,定影部件自身内部可以配备加热单元。这种加热单元的实例是加热器和卤素灯。
-采用外部加热模式的定影单元-
对于采用外部加热模式的定影单元(2),例如,优选的方面是,定影部件的一个或多个表面的至少部分通过加热单元加热。不具体限制这种加热单元,且可根据目的用途适当地选择。其实例包括电磁感应加热单元。
不具体限制该电磁感应加热单元,且可以根据目的用途适当地选择。然而,该电磁感应加热单元优选具有磁场发生单元和通过电磁感应产生热的发热单元。
该电磁感应加热单元可优选由下列构成:可接近定影部件(例如加热辊)放置的感应线圈,其上形成感应线圈的屏蔽层,以及在与其上形成感应线圈的屏蔽层的表面相对的表面上形成的绝缘层。加热辊优选是磁材料或热管。
优选的是,感应线圈放置成围绕加热辊的半圆柱体,该半圆柱体位于其中加热辊和定影部件彼此接触的位置的相对侧。
-采用内部加热模式的定影单元-
图9示例性地示出采用内部加热模式的带型定影单元。如图9所示的带型定影单元510配备有加热辊511、定影辊512、定影带513和加压辊514。
该定影带513跨在可转动地位于其内部的加热辊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在其内部引入有热源515并配置成能够通过安装在附近的温度传感器517控制温度。定影辊512可转动地位于定影带513内部,同时与定影带513的内表面接触。加压辊514可转动地位于定影带513的外部,同时与定影带513的外表面接触,以与定影辊512压接。定影带513的表面硬度比加压辊514的表面硬度低,并且在定影辊512和加压辊514之间形成的辊隙N处,记录介质S导入端和排出端之间的中间区域位于比记录介质S的导入端和排出端更接近定影辊512。
在图9所示的带型定影单元510中,首先,将其上形成有待定影的调色剂图像T的记录介质S传送到加热辊511,记录介质S上形成的调色剂图像T通过加热辊511和定影带513加热到熔融态,加热辊511和定影带513已经通过加热辊511中所引入的活化热源515的作用加热到预定温度,保持这种状态,将记录介质S插入定影辊512和加压辊514之间形成的辊隙N中,然后使记录介质S与定影带513的表面接触,所述定影带513随着定影辊512和加压辊514的转动而同步转动并在通过辊隙N时压接,从而将调色剂图像T定影在记录介质S上。
然后,使其上定影有调色剂图像的记录介质S通过定影辊512和加压辊514之间,并与定影带513分离,从而传送到托盘(未示出)。此时,使记录介质S朝加压辊514的一侧排出,从而防止记录介质缠绕在定影带513周围,该定影带513通过清洁辊516清洁。
图10所示的热辊型定影设备515具有作为上述定影部件的加热辊520和放置成与加热辊520接触的加压辊530。
加热辊520形成为空心金属圆柱体521,其表面涂覆有防反印层522,且其内部设有加热灯523。加压辊530形成为金属圆柱体531,其表面涂覆有防反印层532。在加压辊530中,金属圆柱体531可形成为空心形状,且加热灯533可设置在其内部。
加热辊520和加压辊530通过弹簧(未示出)施加偏压,使得以相互接触的状态可旋转地设置,从而形成辊隙N。加热辊520中防反印层522的表面硬度低于加压辊530中防反印层532的表面硬度,并且在加热辊520和加压辊530之间形成的辊隙N处,记录介质S的导入端和排出端之间的中间区域位于比记录介质S的导入端和排出端更接近加热辊520。
在图10所示的热辊型定影设备515中,首先,将其上形成有待定影的调色剂图像T的记录介质S传送到加热辊520和加压辊530之间形成的辊隙N处,将在记录介质S上形成的调色剂图像T通过加热辊520加热到熔融态,加热辊520已经通过该加热辊520中所引入的活化加热灯523的作用加热至预定温度,并且同时,记录介质S通过加压辊530的压力而压接,从而使调色剂图像T定影在记录介质S上。
然后,使其上定影有调色剂图像的记录介质S通过定影辊520和加压辊530之间,并传送到托盘(未示出)。此时,记录介质S朝加压辊530的一侧排出,从而防止记录介质S缠绕在加热辊520周围,通过清洁辊(未示出)清洁加热辊520。
-采用外部加热模式的定影单元-
图11示出电磁感应加热型定影设备570作为采用外部加热模式的定影单元的实例。该电磁感应加热型定影设备570具备加热辊566、定影辊580、定影带567、加压辊590和电磁感应加热单元560。
该定影带567跨在可转动地位于其内部的加热辊566和定影辊580上并通过加热辊566加热至预定温度。
加热辊566具有空心圆柱形磁性金属部件,其由,例如铁、钴、镍或它们的合金构成,其形成为,例如,具有20mm至40mm的外径和0.3mm至1.0mm的壁厚,并且构造成具有低热容以便允许快速升温。
定影辊580具有由金属例如不锈钢构成的金属芯棒581,其表面涂覆有由具有耐热性的硅橡胶形成为实心或发泡状态而制备的弹性层582,并且其可旋转地位于定影带567的内部,同时与定影带567的内表面接触。定影辊580设计成具有约20mm至40mm的外径,这大于加热辊566的外径,以便通过从加压辊590向外加压,在加压辊590和定影辊580之间形成具有预定宽度的辊隙N。弹性层582具有约4mm至6mm的壁厚,使得加热辊566的热容比定影辊580的热容小,从而缩短了加热辊566的预热时间。
加压辊590具有由高导热性的金属圆筒部件,例如铜和铝构成的金属芯棒591,其表面涂覆有具有高耐热性和高调色剂脱模性能的弹性层592,其可转动地位于定影带567的外部,使得定影辊580和定影带567的外表面压接。对于金属芯棒591,除上述金属外还可使用SUS。
在加热辊566附近且在加热辊566的轴向方向上设置电磁感应加热单元560。电磁感应加热单元560具有充当磁场发生单元的励磁线圈561和周围缠绕有该励磁线圈561的线圈导向板562。线圈导向板562形成为半圆柱体形并且位于加热辊566的外表面附近,励磁线圈561通过在加热辊566的轴向方向上将长的励磁线圈线交替缠绕在线圈导向板562周围而形成。励磁线圈561和其中振荡电路的频率可变的驱动电源(未示出)连接。在励磁线圈561的径向向外处、励磁线圈561附近设置由铁磁性材料例如铁氧体构成的半圆柱形励磁线圈芯563,并且该励磁线圈芯563固定到励磁线圈芯支承部件564。
在图11所示的电磁感应加热型图像定影设备570中,一旦使电磁感应加热单元560的励磁线圈561通电,就会在电磁感应加热单元560周围形成交变磁场,从而由过电流的激励作用均匀且有效地预热到达励磁线圈561附近或被励磁线圈561包围的加热辊566。将具有待定影的调色剂图像T的记录介质S传送到定影辊580和加压辊590之间形成的辊隙N。加热辊566通过电磁感应加热单元560加热到预定温度。定影带567通过加热辊566在与加热辊566接触的区域W1加热。记录介质S上的调色剂图像T通过定影带567加热至熔融状态。在这种情况下,将记录介质S插入定影辊580和加压辊590之间形成的辊隙N。然后记录介质S与定影带567的表面接触,定影带567与定影辊580和加压辊590的转动同步转动,从而将调色剂图像T定影到记录介质S上。
接着,使其上定影有调色剂图像T的记录介质S通过定影辊580和加压辊590之间,与定影带567分离,并传送到托盘(未示出)。在该过程中,使记录介质S朝加压辊590的一侧排出以防止记录介质S缠绕在定影带567周围,定影带567通过清洁辊(未示出)进行清洁。
图12所示的电磁型辊定影设备525是配备有充当定影部件的定影辊520,位于与定影辊520接触的加压辊530和外部加热定影辊520和加压辊530的电磁感应热源540的定影单元。
定影辊520具有金属芯棒521,其表面涂覆有顺序形成的绝热弹性层522、发热层523和脱模层524。加压辊530具有金属芯棒531,其表面涂覆有顺序形成的绝热弹性层532、发热层533和脱模层534。脱模层524和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(未示出)施加偏压,使得以彼此接触的状态可旋转的设置,由此形成辊隙N。
电磁感应热源540分别布置在定影辊520和加压辊530附近,以通过电磁感应加热发热层523和533。
在图12所示的定影单元中,定影辊520和加压辊530通过电磁感应热源540均匀且有效地预热。由于辊的组合,在辊隙N可容易地实现二维高压。
<清洁步骤和清洁单元>
清洁步骤是除去残留在静电潜像承载部件上的残余调色剂的步骤,并优选通过清洁单元进行。
在显影单元具有与感光体的表面相接触的显影剂承载部件,并且使感光体上形成的静电潜像显影且收集残留在感光体上的残余调色剂的情况中,清洁可以免清洁的方式不使用清洁单元而进行。
不特别限制清洁单元并且可以从常规的清洁器中适当选择,只要能够除去残留在静电潜像承载部件上的残余调色剂。其实例包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁性辊清洁器、刮刀清洁器、刷清洁器和网清洁器。这些中,考虑到更高的调色剂去除能力、小型尺寸和更低的成本,特别优选清洁刮刀。
用于清洁橡胶刮刀的橡胶材料可以是聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟化橡胶、氯丁二烯橡胶和丁二烯橡胶。其中,特别优选聚氨酯橡胶。
图13是说明清洁刮刀613和感光体之间的接触部分615周围邻近处的放大图。清洁刮刀613具有调色剂粘连表面617,该调色剂粘连表面617与感光鼓1的表面形成间隙S,该间隙S从接触部分615朝静电潜像承载部件的旋转方向的上游变宽。在该实施方案中,调色剂粘连表面617从接触部分615朝感光鼓1旋转方向的上游延伸,使得在间隙S中形成锐角。
如图13所示,在调色剂粘连表面617上设置涂层部分618,作为具有比清洁刮刀613更高的摩擦系数的更高摩擦部分。涂层部分618由摩擦系数比清洁刮刀613更高的材料形成。这种高摩擦材料例举类金刚石碳(DLC),但不限于此。在调色剂粘连表面617上设置涂层部分618,使其不与感光鼓1的表面接触。
注意省略了清洁单元的图,然而其设有收集被清洁刮刀刮擦的残余调色剂的调色剂收集刮刀和传送由调色剂收集刮刀收集的残余调色剂的调色剂收集旋管。
-免清洁的成像装置-
图14是示意性地示出免清洁的成像装置的示意图,其中显影单元还充当清洁单元。
在图14中,免清洁的成像装置配备有作为静电潜像承载部件的感光鼓1、作为接触充电单元的刷充电器620、作为曝光单元的曝光设备603、作为显影设备的显影设备604、供纸盒640和辊转印单元650。在该图中,P表示记录介质。
在这种免清洁的成像装置中,残留在感光鼓1表面上的未转印的调色剂通过感光鼓1的连续转动移动到接触充电器620与感光鼓1接触的位置,并且暂时收集到与感光鼓1接触的刷充电部件621的磁性刷部分(未示出),使收集的调色剂再次排出到感光鼓1的表面,并最后通过显影剂承载部件631和显影剂一起收集到显影设备604内,以再次用在感光鼓1的表面上进行下次成像。
表述“显影单元604还充当清洁单元”表示这样一种方法,其中已经历过转印步骤后残留在感光鼓1上的少量残余调色剂通过显影偏压(施加到显影剂承载部件631的直流电压和感光鼓1的表面电位之间的电势差)收集。
在这种显影单元还充当清洁单元的成像装置中,残余调色剂收集到显影单元604并再次用于随后的成像过程中,因此,可以达到如消除调色剂浪费,免维护和无清洁器系统这样的效果,因此导致更高的空间效率和显著的成像装置小型化。
<其它步骤和其它元件>
电荷消除步骤是对静电潜像承载部件施加放电偏压以使其放电的步骤,并且可以优选通过电荷消除单元进行。
不具体限制电荷消除单元,并且可以从常规的电荷消除设备中适当选择,只要能够对静电潜像承载部件施加放电偏压。其优选的实例是放电灯。
回收步骤是将清洁步骤中除去的电子照相调色剂回收至显影单元的步骤,并可以优选通过回收单元进行。不具体限制回收单元,其实例是常规的传送单元。
控制步骤是控制上述各步骤的步骤,并可以优选通过控制单元进行。
不具体限制控制单元,并且可以根据目的用途适当地选择,只要能够控制各单元的运行。其实例包括例如程序器和计算机的设备。
-成像装置和成像方法-
下文中,将参考图15说明使用成像装置的本发明的成像方法的一个实施方案。图15所示的成像装置100设有作为静电潜像承载部件的感光鼓10、作为充电单元的充电辊20、作为曝光单元的曝光设备30、作为显影单元的显影设备40、中间转印部件50、作为清洁单元的清洁刮刀60和作为电荷消除单元的电荷消除灯70。
中间转印部件50是环形带,并设计成跨在置于其内部的三个辊子51上,并能够依靠这三个辊子51在图中箭头所示的方向上旋转。该三个辊子51中的一个或多个还起着能够对中间转印部件50施加特定的转印偏压或者一次转印偏压的转印偏压辊的作用。清洁刮刀90与中间转印部件50相邻设置。设置有充当转印单元的转印辊80,其能够在面对中间转印部件50的位置处施加转印偏压,以将可见图像(调色剂图像)二次转印到记录介质95上。此外,在中间转印部件50的外周设置有用于将电荷施加到转印至中间转印介质50上的调色剂图像的电晕充电器58。电晕充电器58位于中间转印部件50旋转方向上、感光体10和中间转印介质50的接触区域与中间转印部件50和记录介质95的接触区域之间。
显影设备40由作为显影剂承载部件的显影带41、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组成,所述显影单元置于显影带41周围。黑色显影单元45K具备显影剂容器42K、显影剂供应辊43K和显影辊44K。黄色显影单元45Y配备显影剂容器42Y、显影剂供应辊43Y和显影辊44Y。品红色显影单元45M配备显影剂容器42M、显影剂供应辊43M和显影辊44M。青色显影单元45C配备显影剂容器42C、显影剂供应辊43C和显影辊44C。显影带41是环形带,其跨在多个带辊上以便能旋转。该显影带41的一部分与感光体10相接触。
在图15所示的成像装置100中,感光鼓10通过充电辊20均匀地充电。感光鼓10通过曝光设备(未示出)以成像方式曝露于光30以形成静电潜像。对感光鼓10上形成的静电潜像提供来自显影设备40的调色剂以形成可见图像。通过由辊51施加的偏压电压将可见图像一次转印到中间转印部件50上(一次转印),并进一步转印到记录介质95上(二次转印)。以这种方式在记录介质95上形成转印图像。随后,通过清洁刮刀60除去残留在感光鼓10上的残余调色剂,并通过电荷消除灯70暂时消除残留在感光鼓10上的电荷。
接着,将参考图16说明使用成像装置的本发明成像方法的另一实施方案。图16所示的成像装置100具有与图15所示的成像装置100相同的构造和工作实施情况,不同之处在于该成像装置100未配备充当显影剂承载部件的显影带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布置在感光鼓10的外周周围。图16中的与图15中相同的元件以与图15中相同的附图标记表示。
-串联型成像装置和成像方法-
参考图17说明使用成像装置的本发明成像方法的又一实施方案。图17所示的成像装置100是串联型彩色成像装置。串联型成像装置100配备有复印机主体150、供纸台200、扫描仪300和自动供稿器(ADF)400。
该复印机主体150在其中心具有环形带中间转印部件50。该中间转印部件50跨在支承辊14、15和16上,以便能在图17中的顺时针方向上转动。在支承辊15附近设置有用于去除残留在中间转印部件上的残余调色剂的中间转印部件清洁单元17。在跨在支承辊14、15的中间转印部件50的表面上,布置有黄色、青色、品红色和黑色的四色成像单元18,构成串联型显影单元120。曝光设备21布置在串联型显影单元120附近。二次转印单元22布置在中间转印部件50与串联显影单元120相对的一侧。二次转印单元22配备有充当二次转印带24的环形带,它跨在一对辊子23之上。使二次转印带24上传输的记录介质与中间转印部件50接触。图像定影设备25布置在二次转印单元22的附近。
在二次转印单元22和图像定影设备25的附近,放置有纸张换向器28。纸张换向器28使转印纸张翻转从而在记录介质纸张的两面上都形成图像。
接下来,将描述采用串联型显影单元120的全色成像(彩色复印)。首先,将源文件放在自动供稿器400的文件台130上。或者,将自动供稿器400打开,将源文件放在扫描仪300的接触玻璃32上,并关闭自动供稿器400。
当按下启动开关(未示出)时,置于自动供稿器400上的源文件被转移到接触玻璃32上,然后驱动扫描仪以运行第一和第二滑架33和34。在源文件开始放置在接触玻璃32上的情况中,在按下启动开关之后扫描仪300立即驱动。通过第一滑架33将来自光源的光施加到稿件上,并且从稿件反射的光通过第二滑架34的镜子再次反射。反射光通过成像透镜35,且读取传感器36接收该光。通过这种方式,扫描彩色稿件(彩色图像),产生黑色、黄色、品红色和青色4种颜色的信息。
将各黑色、黄色、品红色和青色的颜色信息传送至串联型显影单元120的成像单元18(黑色成像单元、黄色成像单元、品红色成像单元或者青色成像单元),从而在成像单元18中形成各种颜色的调色剂图像。如图18所示,串联型显影单元120中的各成像单元18(黑色成像单元、黄色成像单元、品红色成像单元和青色成像单元)均配备有: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或青色静电潜像承载部件10C);用于对各静电潜像承载部件10的表面均匀充电的充电器160;曝光设备,其基于对应的各颜色图像信息,使各静电潜像承载部件10的表面以成像方式曝露于光(图18中由“L”表示),以在各静电潜像承载部件10上形成与各颜色图像相对应的静电潜像;显影设备61,其使用对应颜色的调色剂(黑色调色剂、黄色调色剂、品红色调色剂或青色调色剂)使静电潜像显影以形成各种颜色的调色剂图像;用于将各颜色的调色剂图像转印至中间转印部件50的转印充电器62;清洁设备63;和电荷消除设备64。因此,基于各颜色的图像信息可形成不同颜色的图像(黑色图像、黄色图像、品红色图像和青色图像)。将这样形成的每种颜色的图像,即在黑色静电潜像承载部件10K上形成的黑色调色剂图像、在黄色静电潜像承载部件10Y上形成的黄色调色剂图像、在品红色静电潜像承载部件10M上形成的品红色调色剂图像以及在青色静电潜像承载部件10C上形成的青色调色剂图像顺序转印(一次转印)到通过支承辊14、15和16的转动而转动的中间转印部件50上。使这些黑色、黄色、品红色和青色的调色剂图像在中间转印部件50上叠加,从而形成复合彩色图像(彩色转印图像)。
同时,供纸台200的一个供纸辊142选择性旋转,从而将记录介质的各纸张从纸库143内的多个供纸盒144的一个中排出,并通过分离辊145逐一分离。随后,将纸张送至进纸通道146内,由输送辊147输送到复印机主体150内的进纸通道148,并碰到阻挡辊49而停止。或者,转动供纸辊142中的一个以排出放置在手动供纸盘54上的记录介质。然后,将该纸张通过分离辊145逐一分离,并将纸张送至手动进纸通道53,相似的,其碰到阻挡辊49而停止。通常将阻挡辊49接地,但是它也可在施加偏压的情况下使用以除去记录介质上的纸屑。该阻挡辊49与中间转印部件50上的复合彩色图像的移动同步旋转,以将记录介质的纸张输送到中间转印部件50和二次转印单元22之间,且将复合彩色图像通过二次转印单元22转印至纸张上(二次转印)。从而在纸张上形成彩色图像。在图像转印后,中间转印部件清洁设备17除去残留在中间转印部件50上的残余调色剂。
其上形成有转印彩色图像的记录介质的纸张通过二次转印单元22送至图像定影设备25内,在图像定影设备25中通过加热和加压使复合彩色图像(彩色转印图像)定影在纸张(记录介质)上。然后,通过换向闸刀55改变纸张的方向,并通过排出辊56排出,堆叠在出纸盘57上。或者,通过换向闸刀55改变纸张的方向,通过纸张转向器28翻转,并转回到图像转印部分以在其另一面上记录另一图像。该两面都承载有图像的纸张然后通过排出辊56排出,并堆叠在出纸盘57上。
<调色剂容器>
根据本发明的调色剂容器在其容器内容纳本发明的调色剂或显影剂。
所述容器不受具体限制,并且可从常规容器中适当选择。其优选实例是具有调色剂容器主体和盖子的容器。
不具体限制调色剂容器主体的尺寸、形状、结构、材料等,可根据目的用途适当地选择。例如,所述形状优选是圆柱形。尤其优选的是在其内表面上形成旋脊,由此当旋转时其内容物或调色剂向排出口移动,且螺旋部分的一部分或整个用作波纹管。
不具体限制调色剂容器主体的材料,且优选提供尺寸精度的材料。例如,优选例举树脂。其中,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、聚碳酸酯树脂、ABS树脂、聚缩醛树脂。
该调色剂容器易于储存并运输,且是方便取用的,其通过可拆卸地安装在本发明的处理盒和成像装置而用于其中来供应调色剂。
(处理盒)
本发明的处理盒至少具有在其表面上承载静电潜像的静电潜像承载部件,和设置成采用调色剂显影在静电潜像承载部件的表面上承载的静电潜像以形成可见图像的显影单元,且进一步具有根据需要适当选择的其它单元,例如充电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和电荷消除单元。
该调色剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,并且该粘合剂树脂包含聚酯树脂(A)和软化点高于聚酯树脂(A)10℃的聚酯树脂(B)。该聚酯树脂(A)和(B)中的至少任一种是衍生自富马酸/马来酸改性松香的树脂,其具有通过醇组分和羧酸组分的缩聚获得的聚酯单元,所述羧酸组分含有富马酸改性的松香和马来酸改性的松香中的至少任一种。
对于该聚酯树脂(A)和(B),可使用与上述成像装置和成像方法部分中描述的那些相似的聚酯树脂。
该显影单元至少具有容纳调色剂或显影剂的显影剂容器,和承载并输送在显影剂容器中容纳的调色剂或显影剂的显影剂承载部件,并且还可具有用于控制在显影剂承载部件上承载的调色剂层厚度的层厚度控制部件。具体而言,可优选使用在上述成像装置和成像方法部分中描述过的单组分显影单元和双组分显影单元中的任一种。
充电单元、曝光单元、转印单元、清洁单元和电荷消除单元可以从与上述成像装置部分中说明过的各个单元类似的那些中适当选择。
处理盒可拆卸地设置在各种电子照相成像装置、传真机和打印机中,并且特别优选的是可拆卸地安装至本发明的成像装置中。
如图19所示,处理盒包括,例如,静电潜像承载部件101、充电单元102、显影单元104、转印单元108和清洁单元107,并进一步根据需要具有其它单元。在图19中,附图标记103代表来自曝光单元的光照射,且附图标记105代表记录介质。
将说明使用如图19所示的处理盒的成像过程。通过使用充电单元102进行充电并使用来自曝光单元(未示出)的光103进行曝光,在静电潜像承载部件101的表面上形成与曝光图像相对应的静电潜像,静电潜像承载部件101以箭头所示方向转动。通过显影单元104使静电潜像显影,然后将获得的调色剂图像通过转印单元108转印到记录介质105,然后打印出来。图像转印后通过清洁单元107清洁感光体的表面,并进一步通过放电单元(未示出)放电,再次重复上述操作。
在根据本发明的成像装置、成像方法和处理盒中使用调色剂,该调色剂包含具有聚酯树脂的粘合剂树脂,该聚酯树脂通过醇组分和羧酸组分缩聚获得,该羧酸组分包含选自富马酸改性的松香、马来酸改性的松香和衣康酸改性的松香的松香化合物中的至少一种,其中基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分的量为5质量%或更多,且该调色剂中松香酸的量为1质量%或更少。这样,该成像装置、成像方法和处理盒在带电性、耐消耗性能(耐载体消耗性)、和转印性上优异,并且能长期形成高质量图像而不导致其质量的实质劣化。
实施例
下文中,将参考具体实施例详细描述本发明,然而,本发明不限于所公开的实施例。相反,本发明意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同设计。
在随后的合成实施例、制备实施例、实施例和比较例中,根据以下方法测量聚酯树脂和松香化合物的物理性质的值和调色剂的重均粒径。
<树脂软化点>
(1)样品制备
在170℃下将10克树脂在加热板上熔化2小时。随后,使树脂样品在25℃的温度和50%的相对湿度下以向大气敞开的状态自然冷却1小时。然后由咖啡磨(National MK-61M)将所得的树脂样品粉碎10秒。
(2)测量
使用流动测试仪(CFT-500D,由Shimadzu Corporation制),将1克树脂样品以6℃/min的升温速率加热的同时,通过活塞向该树脂样品施加1.96MPa的载荷以将树脂样品从直径1mm且长度为1mm的喷嘴中挤出。以活塞下降量对温度作图,一半量的树脂样品流出时的温度确定为样品的软化点。
<树脂的玻璃化转变温度(Tg)的测量>
使用差示扫描量热计(DSC210,由Seiko Electronics Industries Co.,Ltd.制)向铝盘中称重0.01g至0.02g的样品,使样品升温到200℃,随后以10℃/min的降温速率从200℃冷却到0℃,再以0℃/min的升温速率升温。表示温度等于或低于最大吸热峰温度的基线的延长线与表示从开始升温到峰顶的最大温度梯度的切线之间的交点处的温度确定为样品的玻璃化转变温度。
<树脂的酸值>
基于JIS K0070测量树脂的酸值。注意仅将测量用溶剂由JIS K0070中规定的乙醇和醚的混合溶剂变为丙酮和甲苯的混合溶剂(丙酮∶甲苯=1∶1(体积比))。
<调色剂的重均粒径>
·测量设备:COULTER MULTISIZER III(由Beckman Coulter Co.制)
·孔径:100μm
·分析软件:BECKMAN COULTER MULTISIZER 3Ver.3.51(由Beckman Coulter Co.制)
·电解质:ISOTON III(由Beckman Coulter Co.制)
·分散液:10质量%表面活性剂(烷基苯磺酸盐,由Dai-ichi KogyoSeiyaku Co.,Ltd.生产的NEOGEN SC-A)
·分散条件:将10mg测量样品加入到5mL分散液中,且在超声分散设备中分散1分钟。然后,向分散液中加入25mL电解质,并在超声分散设备中再分散1分钟。
·测量条件:将100mL电解质和分散液加入烧杯中,在20秒内能测量30,000个颗粒的粒径的浓度下测量30,000个颗粒。基于得到的粒度分布,确定测量样品的重均粒径。
<调色剂中含有的松香或松香酸的量>
将样品溶解在丙酮中,获得0.3质量%的溶液,并用重氮甲烷进行甲酯化。随后,在下述测量条件下由GC气相色谱(HP6890,由Agilent制)分析样品。
-GC测量条件-
·分析柱:HP-5(30m-250μm-0.25μm)
·载体:氦(He)
·流速条件:1mL/min
·柱入口温度:250℃
·向柱头施加的压力:126.8kPa
·注入模式:分流
·炉温条件:将温度在180℃保持5分钟,随后以2℃/min的升温速率升高到200℃,再在200℃下保持5分钟。
(合成实施例A1)
-合成丙烯酸改性的松香-
将5,630g未纯化妥尔松香和610g丙烯酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃下反应3小时,然后在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用丙烯酸改性的松香(丙烯酸改性的松香)。
在制备这样获得的丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化妥尔松香中含有的松香酸的量为35.9质量%,且丙烯酸改性松香中含有的松香酸的量为14.2质量%。
(合成实施例A2)
-合成衣康酸改性的松香-
将5,630g丙烯酸改性松香制备中使用的未纯化妥尔松香和1,130g衣康酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃下反应3小时,然后在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用衣康酸改性的松香(衣康酸改性的松香)。
这样获得的衣康酸改性的松香中含有的松香酸的量为4.1质量%。
(合成实施例A3)
-合成富马酸改性的松香-
将5,630g丙烯酸改性松香制备中使用的未纯化妥尔松香和950g富马酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃下反应3小时,然后在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用富马酸改性的松香(富马酸改性的松香)。这样获得的富马酸改性的松香中含有的松香酸的量为2.6质量%。
(合成实施例A4)
-合成树脂1至3和树脂10至12-
将下表A1-1和A1-2中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分以及各酯化催化剂均添加到配备有氮气入口管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃下进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下于235℃反应1小时。将混合物冷却到210℃,将表A1-1和A1-2所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。使混合物在常压(101.3kPa)下于210℃反应1小时,进一步地在10kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂1至3和树脂10至12)。
(合成实施例A5)
-合成树脂4至6-
将下表A1-1中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、精馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃下进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下于235℃反应2小时。将混合物冷却到210℃,将表A1-1所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。使混合物在常压(101.3kPa)下于210℃反应2小时,进一步地在10kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂4至6)。
(合成实施例A6)
-合成树脂7至9-
将下表A1-2中所示的各醇组分、除了改性松香之外的各单独的羧酸组分以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于230℃进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下于230℃反应1小时。将混合物冷却到180℃,将表A1-2所示的各改性的松香注入到烧瓶中。使混合物在常压(101.3kPa)下升温3小时直至其达到210℃,进一步地在20kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂7至9)。
[表A1-1]
(*1):表示醇组分和羧酸组分的总质量中含有的松香化合物的量。
[表A1-2]
(*1):表示醇组分和羧酸组分的总质量中含有的松香化合物的量。
(母料A1的制备实施例)
-制备母料-
将具有以下组成的颜料、树脂1和纯水以1∶1∶0.5(质量比)的比例混合,并采用双辊捏合。在70℃下进行捏合,然后将双辊的温度升高到120℃以蒸发捏合的混合物中的水,由此制备由青色母料1(TB-C1)、品红色母料1(TB-M1)、黄色母料1(TB-Y1)、和黑色母料1(TB-K1)组成的母料1。
[青色调色剂母料1的配方:(TB-C1)]
·树脂1 100质量份
·青色颜料(C.I.颜料蓝15:3) 100质量份
·纯水 50质量份
[品红色调色剂母料1的配方:(TB-M1)]
·树脂1 100质量份
·品红色颜料(C.I.颜料红122) 100质量份
·纯水 50质量份
[黄色调色剂母料1的配方:(TB-Y1)]
·树脂1 100质量份
·黄色颜料(C.I.颜料黄180) 100质量份
·纯水 50质量份
[黑色调色剂母料1的配方:(TB-K1)]
·树脂1 100质量份
·黑色颜料(炭黑) 100质量份
·纯水 50质量份
(母料A2的制备实施例)
-制备母料2至12-
制备由各青色母料2至12(TB-C2至TB-C12)、各品红色母料2至12(TB-M2至TB-M12)、各黄色母料2至12(TB-Y2至TB-Y12)和各黑色母料2至12构成的各母料2至12。
(调色剂A1的制备实施例)
如下述制备青色调色剂1、品红色调色剂1、黄色调色剂1和黑色调色剂1构成的调色剂A1。
-制备青色调色剂1-
将具有以下青色调色剂配方1的青色调色剂组合物用HENSHEL混合器(FM10B,由Mitsui Miike Kakoki K.K.制)预先混合,然后用双轴捏合机(PCM-30,由IKEGAI LTD.制)捏合。接着,用超声喷气粉碎机LABO-JET(Nippon Pneumatic Manufacturing Co.,Ltd.制)将捏合的中间制品细粉碎,随后用气流分级器(MDS-I,Nippon Pneumatic Manufacturing Co.,Ltd.制)分级从而制备重均粒径为7μm的调色剂基础颗粒。
接着,基于100质量份调色剂基础颗粒,采用样品磨混合1.0质量份的胶体二氧化硅(H-2000,Clariant Japan K.K.制),由此制备青色调色剂1。
[青色调色剂配方1]
·树脂1 92质量份
·青色母料1(TB-C1) 16质量份
·电荷控制剂(E-84,Orient Chemical Industries,Ltd.制) 1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质均分子量=1,600) 5质量份
-制备品红色调色剂1-
以与青色调色剂1的制备方法相似的方式制备品红色调色剂1,除了将具有以下品红色调色剂配方1的组合物代替所使用的具有青色调色剂配方1的组合物使用。
[品红色调色剂配方1]
·粘合剂树脂1 92质量份
·品红色母料1(TB-M1) 16质量份
·电荷控制剂(E-84,Orient Chemical Industries,Ltd.制) 1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质均分子量=1,600) 5质量份
-制备黄色调色剂1-
以与青色调色剂1的制备方法相似的方式制备黄色调色剂1,除了将具有以下黄色调色剂配方1的组合物代替所使用的具有青色调色剂配方1的组合物使用。
[黄色调色剂配方1]
·粘合剂树脂1 92质量份
·黄色母料1(TB-Y1) 16质量份
·电荷控制剂(E-84,Orient Chemical Industries,Ltd.制) 1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质均分子量=1,600) 5质量份
-制备黑色调色剂1-
以与青色调色剂1的制备方法相似的方式制备黑色调色剂1,除了将具有以下黑色调色剂配方1的组合物代替所使用的具有青色调色剂配方1的组合物使用。
[黑色调色剂配方1]
·粘合剂树脂1 92质量份
·黑色母料1(TB-K1)1 6质量份
·电荷控制剂(E-84,Orient Chemical Industries,Ltd.制) 1质量份
·酯蜡(酸值=5mgKOH/g,质均分子量=1,600) 5质量份
(调色剂A2至A12的制备实施例)
-制备调色剂A2至A12-
以与调色剂A1的制备实施例相似的方式制备由制备实施例A2至12中制得的各青色调色剂2至12、各黄色调色剂2至12、各品红色调色剂2至12和各黑色调色剂2至12构成的各调色剂A2至A12,除了各树脂2至12代替所使用的树脂1使用。
[表A2-1]
*括号中的数值是以单位″质量份″表示的值。
[表A2-2]
*括号中的数值是以单元″质量份″表示的值。
(实施例A1至A6,A13至A14以及比较例A1至A3和A7)
如图20所示的成像装置A装载各制备的调色剂A1至A12,然后进行成像。随后,如下评价调色剂的各种性能。表3示出评价结果。
<成像装置A>
如图20所示的成像装置A是直接转印型串联成像装置,其采用接触充电系统、单组分显影系统、直接转印系统、免清洁模式和内部加热型的带定影系统。
在图20所示的成像装置A中,如图1所示的接触充电型的充电辊用作充电单元310;图5所示的单组分显影设备用作显影单元324,其采用能收集残余调色剂的免清洁模式;并且图9所示的带型定影设备作为定影单元327,其采用卤素灯作为加热辊的热源。注意在图20中,附图标记330表示传送带。
图20中的成像装置A中的成像元件341由感光鼓321构成,且在感光鼓321外围周围设有充电单元310、曝光单元323、显影单元324和转印单元325。成像元件341中的感光鼓321的表面在旋转的同时通过充电单元310进行充电过程且通过曝光单元323进行曝光过程,且在其表面上使对应于曝光图像的静电潜像显影。通过显影单元324用黄色调色剂显影该静电潜像,由此在感光鼓321的表面上形成黄色调色剂的可见图像。通过转印单元325将该可见图像转印到记录介质326上。然后,由显影单元324将残留在感光鼓321的表面上的调色剂收集。与上述操作相似,在记录介质326上,由各成像元件324、343和344叠加品红色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的可见图像,且将在记录介质上形成的彩色图像定影到定影单元327上。
(实施例A7至A12,A15至A16,以及比较例A4至A6和A8)
-制备载体-
使用搅拌器将含有以下组分的涂覆材料分散10分钟以制备涂覆溶液,将该涂覆溶液和5,000质量份芯材料(Cu-Zn铁氧体颗粒,质均粒径=35μm)注入到涂覆设备中并且在形成旋流的同时进行涂覆,该涂覆设备在它的流化床内具有旋转底盘和搅拌叶片。然后,将涂覆溶液涂布到芯材料上以获得涂布的中间制品,且将涂布的中间制品在电炉内于250℃下烘干2小时,由此制备载体。
[涂覆材料的组成]
·甲苯 450质量份
·有机硅树脂(SR2400,DOW CORNING TORAY SILICONE CO.,LTD.制,不挥发组分的量为50质量%) 450质量份
氨基硅烷(SH6020,DOW CORNING TORAY SILICONE CO.,LTD.制) 10质量份
·炭黑 10质量份
-制备双组分显影剂-
通过通常的方法制备双组分显影剂,其由5质量%的各制备的调色剂A1-A12和95质量%的所制备的载体构成。
-图像的形成和评价-
图21中所示的成像装置B用各制备的双组分显影剂填充。此后,实施成像。与上述实施例1中的评价相似,评价打印图像的载体消耗、带电性和图像质量。表3示出评价结果。
<成像装置B>
图21所示的成像装置B是间接转印型串联成像装置,其采用非接触充电系统、双组分显影系统、二次转印系统、刮刀清洁系统和基于外部加热模式的辊定影系统。
在图21的成像装置B中,如图3所示的非接触型电晕充电器用作充电单元311;图6所示的双组分显影设备用作显影单元324;图13所示的清洁刮刀用作清洁单元330;且采用如图12所示的基于电磁感应加热模式的辊型定影设备作为定影单元327。
图21所示的成像装置B中的成像元件351由感光鼓321构成,并且在该感光鼓321外围周围设有充电单元311、曝光单元323、显影单元324、一次转印单元325和清洁单元330。该成像元件351中的感光鼓321的表面在旋转的同时通过充电单元310进行充电过程,并通过曝光单元323进行曝光过程,且在其表面上显影对应于曝光图像的静电潜像。通过显影单元324用黄色调色剂显影静电潜像,由此在感光鼓321的表面上形成黄色调色剂的可见图像。通过一次转印单元325将该可见图像转印到中间转印带355上。然后,通过清洁单元330收集残留在感光鼓321的表面上的黄色调色剂。与上述操作相似,通过各成像元件352、353和354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见图像,并且通过转印设备356将中间转印带355上的彩色图像转印到记录介质326上,且通过中间转印带清洁单元358除去残留在中间转印带355表面上的调色剂。通过定影单元327将记录介质326上形成的彩色图像定影。
<带电量分布>
在输出50,000张的耐久性测试中,确定采用各调色剂的打印图像的带电量。在35℃温度和95%相对湿度的环境下,由给定的成像装置采用各调色剂连续在50,000张纸上打印图像面积比为7%的图表。对于在该装置中从显影单元的套筒收集的显影剂,通过带电量分布测量设备(Hosokawa Micron Co.,Ltd.制的E-SPART ANALYZER)测量Q/d分布(fC/μm)。基于Q/d分布的测量值,计算半宽度。作为E-SPART ANALYZER的测量条件,将氮气的流速设为0.3NL/min,且将气压设为0.3个大气压。对于带电量分布的指标,由出现频率最大的值(mode value)(峰值)[q/d]和出现频率最大的水平(出现频率最大的值)的半高度位置处的分布的宽度(半宽度)来表示带电量分布,并且基于以下标准进行评价。
[评价标准]
A:出现频率最大的值为0.25fC/μm或更高,且半宽度小于0.2。
B:出现频率最大的值为0.15fC/μm或更高且小于0.25fC/μm,或者半宽度为0.2或更高且小于0.3。
C:出现频率最大的值小于0.15fC/μm,或者半宽度为0.3或更高。
<耐载体消耗性>
使用各调色剂在50,000张的输出耐久性测试中测量耐载体消耗性。在通过给定的成像装置用各调色剂连续在50,000张纸上打印图像面积比为7%的图表之后,从成像装置中取样成像所使用的显影剂。将适量显影剂放入到设有筛孔为32μm的筛网的量规中,随后通过吹气处理以便将调色剂从载体上分离。将1.0g获得的载体注入到50mL玻璃瓶中,并且将10mL氯仿加入该玻璃瓶中。用手将该玻璃瓶摇动50次然后静置10分钟。此后,将上层氯仿溶液注入到玻璃比色槽中,并采用浊度计测量氯仿溶液的透射率,并且基于以下标准评价耐载体消耗性。
[评价标准]
A:透射率为95%或更高。
B:透射率为90%至94%。
C:透射率为80%至89%。
D:透射率为79%或更低。
<图像质量>
为评价输出图像的图像质量,采用给定的成像装置输出50,000张图像,并评价输出图像的色调(色度)变化、背景污染、图像密度和有无空白。目视评价有无异常图像和图像质量,且将结果分为以下四个等级。
[评价标准]
A:完全没有观察到异常图像,且输出图像的质量优异。
B:在与使用的原始图像比较时,辨认出色调和图像密度的略微差异以及背景污染的发生,然而,输出图像质量优异,且在实际使用中无任何问题。
C:稍微观察到色调(色度)和图像密度的差异以及背景污染的发生。
D:清楚地观察到色调(色度)和图像密度的差异以及背景污染的发生,引起问题。
<综合评价>
A:优异
B:实际不可用
[表A3-1]
调色剂编号(显影剂编号) | 成像装置编号 | 耐载体消耗性 | 带电性 | 图像质量 | 综合评价 | |
实施例A1 | 调色剂A1 | A | - | B | A | A |
实施例A2 | 调色剂A2 | A | - | B | A | A |
实施例A3 | 调色剂A3 | A | - | B | B | A |
实施例A4 | 调色剂A4 | A | - | C | A | A |
实施例A5 | 调色剂A5 | A | - | B | B | A |
实施例A6 | 调色剂A6 | A | - | C | A | A |
实施例A7 | 显影剂A1 | B | A | B | A | A |
实施例A8 | 显影剂A2 | B | A | B | A | A |
实施例A9 | 显影剂A3 | B | B | B | B | A |
调色剂编号(显影剂编号) | 成像装置编号 | 耐载体消耗性 | 带电性 | 图像质量 | 综合评价 | |
实施例A10 | 显影剂A4 | B | A | B | A | A |
实施例A11 | 显影剂A5 | B | B | B | B | A |
实施例A12 | 显影剂A6 | B | B | B | B | A |
实施例A13 | 调色剂A10 | A | - | B | B | A |
实施例A14 | 调色剂A11 | A | - | C | A | A |
实施例A15 | 显影剂A10 | B | B | B | B | A |
实施例A16 | 显影剂A11 | B | B | B | A | A |
[表A3-2]
调色剂编号(显影剂编号) | 成像装置编号 | 耐载体消耗性 | 带电性 | 图像质量 | 综合评价 | |
比较例A1 | 调色剂A7 | A | - | C | C | B |
比较例A2 | 调色剂A8 | A | - | D | B | B |
比较例A3 | 调色剂A9 | A | - | D | D | B |
比较例A4 | 显影剂A7 | B | D | C | C | B |
比较例A5 | 显影剂A8 | B | C | C | D | B |
比较例A6 | 显影剂A9 | B | D | D | D | B |
比较例A7 | 调色剂A12 | A | - | D | D | B |
比较例A8 | 显影剂A12 | B | D | D | D | B |
表3的评价结果显示当使用其中控制松香酸量的调色剂或显影剂时,未发生载体消耗,且未观察到带电量降低,并且即使在长时间的成像过程之后,使用该调色剂或显影剂也使得有可能获得质量优异的图像而不导致异常图像例如转印缺陷(实施例A1-A16)。相反,当使用其中未控制松香酸量的调色剂且大量载体残留在该调色剂内时,该调色剂的耐载体消耗性和带电性随着时间劣化,在长时间成像中不可能获得质量优异的图像(比较例A1-A6)。在采用少量松香化合物的情况下,着色剂的分散性差,即使在成像的初始阶段图像质量也远非优异,且耐载体消耗性随着时间的恶化由于采用低玻璃化转变温度的树脂而是显著的,导致长时间成像的困难(比较例A7和A8)。
(合成实施例B1)
-合成丙烯酸改性的松香-
将5,312g(16摩尔)未纯化妥尔松香和573.6g(8摩尔)丙烯酸添加到配有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃下反应3小时,然后进一步在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用丙烯酸改性的松香(丙烯酸改性松香)。
在这样获得的丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化妥尔松香中含有的松香酸的量为34.9质量%,且丙烯酸改性松香中含有的松香酸的量为12.5质量%。
(合成实施例B2)
-合成衣康酸改性的松香-
将5,312g(16摩尔)丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化妥尔松香和104.8g(8摩尔)衣康酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃下反应3小时,然后进一步在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用衣康酸改性的松香(衣康酸改性的松香)。
这样获得的衣康酸改性的松香中含有的松香酸的量为3.6质量%。
(合成实施例B3)
-合成富马酸改性的松香-
将5,312g(16摩尔)丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化妥尔松香和928g(8摩尔)富马酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃反应3小时,然后进一步在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用富马酸改性的松香(富马酸改性的松香)。
这样获得的富马酸改性的松香中含有的松香酸的量为2.8质量%。
(合成实施例B4)
-合成树脂A到C-
将下表B1-1中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下于235℃反应1小时。将混合物冷却到210℃,将表B1-1所示的各偏苯三酸酐注入烧瓶中。在常压(101.3kPa)下将混合物在210℃反应1小时,再在10kPa的压力下在210℃下反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂A至C)。
(合成实施例B5)
-合成树脂D至F和树脂J至L-
将下表B1-1和B1-2中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分(对于未纯化的妥尔松香,使用丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化的妥尔松香)以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、分馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃进行缩聚反应10小时,然后在8.0kPa的压力下在235℃下反应2小时。将混合物冷却到210℃,将表B1-1和B1-2所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。在常压(101.3kPa)下使混合物在210℃反应2小时,并再在20kPa的压力下在210℃下反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂D至F和树脂J至L)。
(合成实施例B6)
-合成树脂G和H-
将下表B1-2中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分(对于未纯化的妥尔松香,使用丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化的妥尔松香)以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、分馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃进行缩聚反应10小时,然后在8.0kPa的压力下在235℃下反应2小时。将混合物冷却到210℃,并将表B1-2所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。在常压(101.3kPa)下将混合物在210℃反应2小时,并在以5g/min的滴入速度滴入水蒸汽(140℃)的同时在20kPa的压力下在210℃下进一步反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂G和H)。注意基于获得的聚酯树脂为100质量份,水的添加速度(5g/min)对应于0.11质量份/min,且滴加水的总量为896g,即相对于使用的100质量份粘合剂树脂为20质量份。
(合成实施例B7)
-合成树脂I-
将下表B1-2中所示的各醇组分、除了未纯化妥尔松香之外的各单独的羧酸组分(对于未纯化的妥尔松香,使用丙烯酸改性松香的制备中使用的未纯化的妥尔松香)以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、分馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于230℃进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下在230℃下反应1小时。将混合物冷却到180℃,并将表B1-2所示的未纯化的妥尔松香注入烧瓶中。将混合物的温度在3小时内升到210℃,并且在常压(101.3kPa)下使混合物反应10小时,进一步在20kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成聚酯树脂(树脂I)。
[表B1-1]
(*1):括号中的数值表示使用的酯化催化剂与总质量100质量份的醇组分和羧酸组分的质量比。
(*2):表示醇组分和羧酸组分的总质量中含有的松香化合物的量。
[表B1-2]
*BPA-PO:聚氧丙烯(2,2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷
(*1):括号中的数值表示使用的酯化催化剂与总质量100质量份的醇组分和羧酸组分的质量比。
(*2):表示醇组分和羧酸组分的总质量中含有的松香化合物的量。
(合成实施例B8)
-合成树脂M-
将748g对苯二甲酸、144g偏苯三酸酐、1,808g双酚A(2,2)环氧丙烷、712g双酚A(2,2)环氧乙烷和17g作为酯化催化剂的氧化二丁基锡添加到配备有氮气入口管、脱水管、搅拌器、滴液漏斗和热电偶的5L四颈烧瓶中,将混合物在氮气气氛中于10kPa的压力下在210℃反应,直到混合物的温度达到期望的软化点,由此合成聚酯树脂(树脂M)。
树脂M具有145.0℃的软化点、63.1℃的玻璃化转变温度和12.2mgKOH/g的酸值。
(电荷控制剂B1的制备实施例)
将三摩尔的3,5-二叔丁基水杨酸和苛性钠溶解在水中,且在60℃下搅拌溶液的同时,将含有1.5摩尔氯化亚铁(FeCl2)的水溶液滴加入该溶液中由此产生晶体。将该晶体过滤、清洗、干燥然后粉碎以产生芳香族羟基羧酸金属化合物1(CCA1),其为浅黑色的粉末。芳香族羟基羧酸金属化合物1的结构式描述如下。
芳香族羟基羧酸金属化合物1的结构式
在该结构式中,术语″t-Bu″表示叔丁基。
(电荷控制剂B2的制备实施例)
将四摩尔的3,5-二叔丁基水杨酸和苛性钠溶解在水中,且在50℃下搅拌溶液的同时,将含有1摩尔氯化锆(ZrCl2)的水溶液滴加入该溶液中由此产生晶体。将该晶体过滤、清洗、干燥然后粉碎以产生芳香族羟基羧酸金属化合物2(CCA2),其为白色的粉末。芳香族羟基羧酸金属化合物2的结构式描述如下。
在该结构式中,术语″t-Bu″表示叔丁基。
(电荷控制剂B3的制备实施例)
将五摩尔的3,5-二叔丁基水杨酸和苛性钠溶解在水中,且在50℃下搅拌该溶液的同时,将含有4摩尔氯化氧锆(ZrOCl2·8H2O)的水溶液滴加入该溶液中由此产生晶体。将该晶体过滤、清洗、干燥然后粉碎以产生芳香族羟基羧酸金属化合物3(CCA3),其为白色的粉末。芳香族羟基羧酸金属化合物3的结构式描述如下。
芳香族羟基羧酸金属化合物3的结构式
在该结构式中,术语″t-Bu″表示叔丁基。
(母料B1的制备实施例)
将具有以下配方的颜料、树脂A和纯水以1∶1∶0.5的混合比(质量比)混合,并采用双辊捏合该混合物。捏合在70℃下进行,然后将双辊的温度升高到120℃以蒸发捏合混合物中的水,由此制备黑色母料A(MK-A)。
[黑色母料A(MK-A)的配方]
·树脂A 100质量份
·黑色颜料(炭黑) 100质量份
·纯水 50质量份
(母料B2的制备实施例)
以与母料B1的制备实施例相似的方式制备各黑色母料B至L(MK-B至MK-L),除了树脂A用各树脂B至L(MK-B至MK-L)代替。
(母料B3的制备实施例)
以与母料B1的制备实施例相似的方式制备各青色母料G(MC-G)、品红色母料G(MM-G)和黄色母料G(MY-G),除了将母料配方变为各以下配方。
[青色调色剂母料G(MC-G)的配方]
·树脂G 100质量份
·青色颜料(C.I.颜料蓝15:3) 100质量份
·纯水 50质量份
[品红色调色剂母料G(MM-G)的配方]
·树脂G 100质量份
·品红色颜料(C.I.颜料红122) 100质量份
·纯水 50质量份
[黄色调色剂母料G(MY-G)的配方]
·树脂G 100质量份
·黄色颜料(C.I.颜料黄180) 100质量份
·纯水 50质量份
(载体的制备实施例)
根据以下方式制备用于双组分显影剂的载体。
使用搅拌器将含有以下组分的涂覆材料分散10分钟以制备涂覆溶液,将该涂覆溶液和5,000质量份芯材料(Mn铁氧体颗粒,质均粒径=35μm)注入到涂覆设备中并在形成旋流的同时进行涂布,该涂覆设备在它的流化床内装有旋转底盘和搅拌叶片。然后,将涂覆溶液涂布到芯材料上以获得涂布的中间制品,且将该涂布的中间制品在电炉内于250℃下烘干2小时,由此制备载体A。
[涂覆材料的组成]
·甲苯 450质量份
·有机硅树脂(SR2400,DOW CORNING TORAY SILICONE CO.,LTD.制,不挥发组分的量:50质量%) 450质量份
·氨基硅烷(SH6020,DOW CORNING TORAY SILICONE CO.,LTD.制) 10质量份
·炭黑 10质量份
(调色剂B1的制备实施例)
将以下表B2中所示的调色剂B1材料的粘合剂树脂、电荷控制剂、蜡和母料各自以表B2所示的配方量采用HENSHEL混合器(FM10B,Mitsui Miike Kakoki K.K.制)预先混合,然后用双轴捏合机(PCM-30,IKEGAI LTD.制)在100℃至130℃的温度下熔融捏合。使捏合的中间制品冷却至室温,然后用锤磨机粗粉碎以获得200μm至300μm的粒径。接着,将该中间制品用超声喷气粉碎机LABO-JET(Nippon PneumaticManufacturing Co.,Ltd.制)细粉碎,同时适当地调节粉碎气压以便获得6.2μm±0.3μm的重均粒径,然后通过气流分级器(MDS-I,NipponPneumatic Manufacturing Co.,Ltd.制)分级,同时适当地调节气窗开口,以便具有7.0μm±0.2μm的重均粒径和4μm或更小的粒径的细颗粒的量为10数量%或更少,由此制备调色剂基础颗粒。接着,基于100质量份调色剂基础颗粒,采用HENSHEL混合器在搅拌时混合1.0质量份的添加剂(HDK-2000,由Clariant Japan K.K.制),由此制备调色剂B1。
注意表B2中所述的″CCA4″为电荷控制剂(BONTRON E-84,OrientChemical Industries,Ltd.制),其是中心金属为二价金属的芳香族羟基羧酸金属化合物;″CCA5″为电荷控制剂(BONTRON S-34,Orient ChemicalIndustries,Ltd.制),其是中心金属为三价金属的芳香族羟基重氮金属化合物;且″蜡″是熔点为81℃的巴西棕榈蜡(TOAGOSEI CO.,LTD.制)。
(调色剂B2-B20的制备实施例)
以与调色剂B1的制备实施例相似的方式制备各调色剂B2至B20,除了材料及配方量的组合变为表2所示。
此后,评价获得的调色剂B1至B20的电荷上升性能和电荷稳定性。表B2示出评价结果。
<电荷上升性能>
将0.6g各制备的调色剂和9.4g制备的载体A添加到20mL聚乙烯容器中,采用管状混合器(Willy A.Bachofen(WAB)制造的T2F型)以100rpm的搅拌速度搅拌该调色剂和载体15秒,由此制备双组分显影剂。通过Q/M仪(EPPING GmbH)测量获得的双组分显影剂的带电量(μC/g)。对于Q/M仪的条件,采用尺寸为400目的筛子(不锈钢),将软吹压(soft blowpressure)设为1,050V,且吸入时间设为90秒。基于以下等式1确定显影剂的带电量。在上述条件下,带电量越高,电荷上升性能变得越优异。带电量(μC/g)=90秒后测量的总电量(μC)/调色剂的吸入量(g)[等式1]
[评价标准]
A:带电量为33μC/g或更多。
B:带电量为25μC/g或更多且低于33μC/g。
C:带电量为20μC/g或更多且低于25μC/g。
D:带电量为15μC/g或更多且低于20μC/g。
E:带电量低于15μC/g。
<电荷稳定性>
将0.6g各制备的调色剂和9.4g制备的载体A添加到20mL聚乙烯容器中,采用管状混合器(由Willy A.Bachofen(WAB)制的T2F型)以100rpm的搅拌速度搅拌该调色剂和载体120分钟,由此制备双组分显影剂。通过Q/M仪(EPPING GmbH)测量获得的双组分显影剂的带电量(μC/g)。对于Q/M仪的条件,采用尺寸为400目的筛子(不锈钢),将软吹压设为1,050V,且吸入时间设为90秒。基于上述等式1确定显影剂的带电量。进一步地,以与上述方法相似的方式测量显影剂的带电量,除了将调色剂和载体采用管状混合器以100rpm的搅拌速度搅拌10分钟。该带电量定义为Q10。作为劣化时测量的调色剂的带电量的指标,基于以下等式2确定调色剂劣化时的电荷下降率。即使当调色剂通过机械压力劣化时,电荷下降率越低,获得的电荷稳定性越高。
电荷下降率(%)=(Q120(μC/g)/Q10(μC/g))×100
[评价标准]
A:电荷下降率低于10%。
B:电荷下降率为10%或更多且低于20%。
C:电荷下降率为20%或更多且低于35%。
D:电荷下降率为35%或更多且低于55%。
E:电荷下降率为55%或更多。
[表B2]
*表B2中,括号中的值表示配方量(质量份)。
(实施例B1至B15和比较例B1至B5)
根据以下方式采用表3中所示的各调色剂制备双组分显影剂。随后,将后述的成像装置(评价装置A)用各双组分显影剂填充,然后进行成像。各种物理性能评价如下。表B3示出评价结果。
-制备双组分显影剂-
基于100质量份的制备的载体A(平均粒径为35μm的铁氧体载体,其涂覆有平均厚度为0.5μm的有机硅树脂),使用7质量份的各调色剂,且采用管状混合器(Willy A.Bachofen(WAB)制)以48rpm将载体A和调色剂均匀混合3分钟,以使调色剂带电,在所述管状混合器中容器本身翻滚以搅拌其中的内容物。
-评价装置A-
对于成像装置A,使用数字复合装置IMAGIO MP 7500(Ricoh CompanyLtd.制;复印速度75张/A4尺寸横宽),其为采用接触充电系统、单组分显影系统、刮刀清洁系统和内部加热型辊定影系统的成像装置。
<初始转印率>
将实地图像(30mm×80mm)以0.80mg/cm2±0.1mg/cm2的调色剂粘附量(转印前各调色剂的量)转印到纸张(由Ricoh Company Ltd.制的Type 6200纸)上,然后在转印过程之后立即停止装置的运行,并将残留在感光体表面上的未转印的调色剂转移到重量已预先称量的胶带上,由此测量未转印调色剂的量。基于下面的等式3计算转印率,并将计算的值确定为初始转印率。
转印率(%)=((转印前调色剂的量-未转印调色剂的量)/(转印前调色剂的量))×100 等式3
[评价标准]
A:转印率为95%或更多。
B:转印率为88%或更多且低于95%。
C:转印率为80%或更多且低于88%。
D:转印率为65%或更多且低于80%。
E:转印率低于65%。
<经时转印率>
在采用评价装置A连续输出50,000张图像面积比为20%的图表之后,与初始转印率中采用的相似的方式测量各调色剂的转印率,且将测量的转印率确定为经时转印率。
[评价标准]
A:转印率为90%或更多。
B:转印率为85%或更多且低于90%。
C:转印率为78%或更多且低于85%。
D:转印率为60%或更多且低于78%。
E:转印率为低于60%。
<字符中的内部空白>
在采用评价装置A连续输出50,000张图像面积比为20%的图表之后,将具有字符部分的图像输出到由Ricoh Company Ltd.制的DX型OHP片上。然后,将输出图像与评级样品就未转印调色剂引起具有中空缺陷(内部空白)的字符的行式图像的频率进行比较和评价。
[评价标准]
A:在字符中没有观察到内部空白。
B:在字符中略微观察到内部空白。
C:如同在常规的电子照相打印的电子照相图像中一样频繁地出现内部空白。
D:在大部分字符中观察到内部空白。
E:在字符的相当大部分中频繁观察到内部空白。
<图像密度下降率>
采用评价装置A在Type 6200Paper纸张上输出实地图像,且通过图像密度计X-RITE 938(X-Rite Inc.制)测量输出图像的初始图像密度。随后,在连续输出50,000张图像面积比为20%的图表之后,输出实地图像且使用与上述相似的方法测量图像密度,并测量经时图像密度。基于以下等式4计算下降率,且将该值确定为图像密度下降率。
图像密度下降率(%)=((初始图像密度-经时图像密度)/(初始图像密度))×100
等式4
[评价标准]
A:图像密度下降率低于5%。
B:图像密度下降率为5%或更多且低于10%。
C:图像密度下降率为10%或更多且低于15%。
D:图像密度下降率为15%或更多且低于25%。
E:图像密度下降率为25%或更多。
<雾化>
在10℃和15%相对湿度的环境下采用评价装置A在连续输出10,000张图像面积比为5%的图表之后,在Ricoh Company Ltd.制的Type 6000Paper纸张上输出感光体图像表面处具有600dpi的细线图像,且通过色度计X-RITE 938(X-Rite Inc.制)测量非图像部分的图像密度。
[评价标准]
A:图像密度低于0.003。
B:图像密度为0.003至0.01。
C:图像密度为0.011至0.015。
D:图像密度为0.015至0.030。
E:图像密度为0.031或更多。
<载体的污染>
对采用评价装置A连续输出100张图像面积比为20%的图表之后的显影剂和采用评价装置A连续输出70,000张图表之后的显影剂进行取样。将适量的各显影剂注入到具有筛孔为32μm的筛子的量规中,然后吹气处理以便将调色剂与载体分离。将1.0g从在成像的初始阶段取样的显影剂中获得的载体注入到50mL玻璃瓶中,并且将10mL氯仿加入该玻璃瓶中。将该玻璃瓶手动摇晃50次然后静置10分钟。此后,将上层氯仿溶液注入到玻璃比色槽中,且采用浊度计测量氯仿溶液的透射率。
随后,还使用从在后期阶段取样的显影剂中获得的载体,且以与初始成像阶段中取样的显影剂相似的方式进行处理以获得上层氯仿溶液。将上层氯仿溶液注入到玻璃比色槽中,且采用浊度计测量氯仿溶液的透射率,并采用该透射率作为由载体导致的污染的指标。透射率越高,载体污染变得越少。
[评价标准]
A:透射率为95%或更高。
B:透射率为90%或更高且低于95%。
C:透射率为80%或更高且低于90%。
D:透射率为70%或更高且低于80%。
E:透射率为低于70%。
(实施例B16和比较例B6至B7)
将后述成像装置B(评价装置B)代替评价装置A使用,并填充表B3所示的各调色剂,且使用与实施例B1中相似的方式对各调色剂进行除载体污染之外的各种性能的评价。除了这些评价外,还额外地进行充电辊污染的评价。表B3示出评价结果。
<评价装置B>
对于成像装置B,使用数字复合装置IMAGIO NEO C 200(RicohCompany Ltd.制;复印速度20张/A4尺寸横宽),其为采用接触充电系统、单组分显影系统、中间转印系统、刮刀清洁系统和内部加热型带定影系统的成像装置。
<充电辊的污染>
在采用评价装置B以单色模式连续输出50,000张图像面积比为20%的图表之后,基于评级样品来评价调色剂在显影设备中的充电辊表面上的污染状态。根据是否存在异常输出图像,将结果分为以下5个等级。
[评价标准]
A:完全没有观察到异常图像,且在充电辊上没有发现调色剂污染。
B:完全没有观察到异常图像,但充电辊表面轻微地涂覆有调色剂。
C:观察到非常轻微的异常图像的发生,且充电辊上的调色剂污染清楚明显。
D:清楚地观察到异常图像的发生,且充电辊上的调色剂污染明显,导致有问题的水平。
E:清楚地观察到异常图像的发生,充电辊上的调色剂污染明显,且不能获得正常图像。
[表B3]
(合成实施例C1)
-松香的纯化-
将1,000g妥尔松香添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的2,000mL蒸馏烧瓶中,在1kPa减压下对松香进行蒸馏,且对195℃至250℃获得的馏出物进行取样作为主要馏分。下文中,在纯化过程中使用的妥尔松香称为″未纯化松香″,且作为主要馏分取样的松香称为″纯化松香A″。
通过咖啡磨(National MK-61M)将20克各松香粉碎5秒,然后通过1mm孔的筛子过筛,且在顶空小瓶(20mL)中称量0.5g的筛过的粉末以便对顶空气体进行取样。采用该顶空气体,在以下条件下通过顶空GC-MS法分析未纯化松香中的杂质和纯化松香A中的杂质。表C1示出分析结果。
<顶空GC-MS法的测量条件>
A.顶空取样器(HP7694,由Agilent Technologies制)
·样品温度:200℃
·循环温度:200℃
·传输线温度:200℃
·加热样品的平衡时间:30分钟
·用于加压小瓶的气体:氦(He)
·加压小瓶消耗的时间:0.3分钟
·循环负载消耗的时间:0.03分钟
·循环平衡消耗的时间:0.3分钟
·注入时间:1分钟
B.GC(气相色谱)(HP6890,Agilent Technologies制)
·用于分析的柱:DB-1(60mm-320μm-5μm)
·载体:氦(He)
·流动速率:1mL/min
·入口温度:210℃
·施加到柱头的压力:34.2kPa
·注入模式:分流
·分流比:10∶1
·炉的温度条件:45℃(3min)-10℃/min-280℃(15min)
C.MS(质谱)(质谱仪,HP5973,Agilent Technologies制)
·离子化方法:EI(电子轰击)方法
·界面温度:280℃
·离子源温度:230℃
·四极温度:150℃
·检测模式:扫描29m/s至350m/s
[表C1]
(合成实施例C2)
-合成丙烯酸改性的松香-
将5,312g(16摩尔)未纯化妥尔松香和573.6g(8摩尔)丙烯酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃反应3小时,然后在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用丙烯酸改性的松香(丙烯酸改性的松香)。
在这样获得的丙烯酸改性的松香的制备中使用的未纯化妥尔松香中含有的松香酸的量为34.9质量%,且丙烯酸改性的松香中含有的松香酸的量为12.5质量%。
(合成实施例C3)
-合成衣康酸改性的松香-
将5,312g(16摩尔)丙烯酸改性的松香制备中使用的未纯化妥尔松香和1,040.8g(8摩尔)衣康酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃反应3小时,然后在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用衣康酸改性的松香(衣康酸改性的松香)。
这样获得的衣康酸改性的松香中含有的松香酸的量为3.6质量%。
(合成实施例C4)
-合成富马酸改性的松香-
将5,312g(16摩尔)丙烯酸改性的松香制备中使用的未纯化妥尔松香和928g(8摩尔)富马酸添加到配备有分馏柱、回流冷凝器和接收器的10L烧瓶中,将混合物在2小时内加热至160℃至210℃的温度,使混合物在210℃反应3小时,然后在4kPa的减压下于210℃蒸馏,由此合成用富马酸改性的松香(富马酸改性的松香)。这样获得的衣康酸改性的松香中含有的松香酸的量为2.8质量%。
(合成实施例C5)
-合成树脂A至C-
将下表C2-1中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下在235℃反应1小时。将混合物冷却到210℃,将表C2-1所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。在常压(101.3kPa)下使混合物在210℃反应1小时,并进一步地在10kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂A至C)。
(合成实施例C6)
-合成树脂D至I-
将下表C2-1和C2-2中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的各单独的羧酸组分(对于未纯化的妥尔松香,使用丙烯酸改性松香的制备中所使用的未纯化的妥尔松香)以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、分馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃进行缩聚反应10小时,然后在8.0kPa的压力下在235℃反应2小时。将混合物冷却到210℃,将表C2-1和C2-2所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。使混合物在常压(101.3kPa)下于210℃反应2小时,进一步地在20kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂D至I)。
(合成实施例C7)
-合成树脂J和K-
将下表C2-2中所示的各醇组分、除了偏苯三酸酐之外的羧酸组分(对于未纯化的妥尔松香,使用丙烯酸改性松香的制备中所使用的未纯化的妥尔松香)以及各酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、分馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于235℃进行缩聚反应10小时,然后在8.0kPa的压力下于235℃反应2小时。将混合物冷却到210℃,将表C2-2所示的各偏苯三酸酐注入到烧瓶中。使混合物在常压(101.3kPa)下于210℃反应2小时,进一步地在以5g/min的滴入速度滴入水蒸汽(140℃)的同时在20kPa的压力下于210℃反应(水蒸汽蒸馏),直到温度达到期望的软化点,由此合成各聚酯树脂(树脂J和K)。注意对于每100质量份获得的聚酯树脂,水的添加速度(5g/min)对应于0.11质量份/min,且滴加水的总量为896g,即每100质量份所使用的粘合剂树脂为20质量份。
(合成实施例C8)
-合成树脂L-
将下表C2-2中所示的醇组分、除了未纯化妥尔松香之外的羧酸组分(对于未纯化的妥尔松香,使用丙烯酸改性松香的制备中所使用的未纯化的妥尔松香)以及酯化催化剂添加到配备有氮气入口管、脱水管、分馏柱、搅拌器和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中于230℃进行缩聚反应15小时,然后在8.0kPa的压力下于230℃反应1小时。将混合物冷却到180℃,将表C2-2所示的未纯化妥尔松香注入到烧瓶中。将混合物的温度在3小时内升至210℃,在常压(101.3kPa)下反应10小时,并进一步地在20kPa的压力下于210℃反应,直到温度达到期望的软化点,由此合成聚酯树脂(树脂L)。
[表C2-1]
(*1):括号中的数值表示使用的酯化催化剂与总质量100质量份的醇组分和羧酸组分的质量比。
(*2):表示醇组分和羧酸组分的总质量中含有的松香化合物的量。
[表C2-2]
(*1):括号中的数值表示使用的酯化催化剂与总质量100质量份的醇组分和羧酸组分的质量比。
(*2):表示醇组分和羧酸组分的总质量中含有的松香化合物的量。
(合成实施例C9)
-合成树脂M-
将748g对苯二甲酸、144g偏苯三酸酐、1,808g双酚A(2,2)环氧丙烷、712g双酚A(2,2)环氧乙烷和17g作为酯化催化剂的氧化二丁基锡添加到配备有氮气入口管、脱水管、搅拌器、滴液漏斗和热电偶的5L四颈烧瓶中,使混合物在氮气气氛中和10kPa的压力下于210℃反应,直到混合物的温度达到期望的软化点,由此合成聚酯树脂(树脂M)。
树脂M具有145.0℃的软化点、63.1℃的玻璃化转变温度和12.2mgKOH/g的酸值。
(调色剂C1的制备实施例)
用HENSHEL混合器(FM10B,Mitsui Miike Kakoki K.K.制)将以下表3所示的具有以下调色剂C1配方的调色剂组合物预先混合,然后用双轴捏合机(PCM-30,IKEGAI LTD.制)在100℃至130℃熔融捏合。随后,使捏合的中间制品冷却至室温,然后用锤磨机粗破碎以获得200μm至400μm的粒径。接着,用超声喷气粉碎机LABO-JET(Nippon Pneumatic Manufacturing Co.,Ltd.制)将中间制品细粉碎,随后用气流分级器(MDS-I,Nippon PneumaticManufacturing Co.,Ltd.制)分级,从而制得调色剂基础颗粒。
接着,基于100质量份调色剂基础颗粒,采用HENSHEL混合器搅拌混合1.0质量份添加剂(HDK-2000,Clariant Japan K.K.制),由此制备调色剂C1。
(调色剂C2至C16的制备实施例)
以与上述调色剂C1的制备实施例相似的方式制备各调色剂C2至C16,除了将材料和配方量的组合变为下表C3所示的那些。
任何这样获得的调色剂C1至C16均具有6.5μm±0.5μm的重均粒径D4,包含20数量%或更少的尺寸为5μm或更小的颗粒以及在1.3至1.6范围内的粒度分布(D4/Dn)。
[表C3]
*SA-1:苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(玻璃化转变温度(Tg)=61℃,软化点=115℃,HHF不溶组分=0%)
*SA-2:苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(玻璃化转变温度(Tg)=62℃,软化点=122℃,HHF不溶组分=0%)
*SA-3:苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(玻璃化转变温度(Tg)=61℃,软化点=118℃,HHF不溶组分=28%(交联组分)
*术语″份″表示″质量份″
*电荷控制剂:CCA1
芳香族羟基羧酸化合物
其中t-Bu表示叔丁基。
-制备载体-
在室温下混合:作为芯材料的5,000质量份Mn铁氧体颗粒(重均粒径=35μm);和作为涂覆材料的四丁氧基-甲基化苯并胍胺的甲苯,即,相当于5质量份固体的丁醇混合的溶液(固体含量浓度为70质量%)、相当于5质量份固体的丙烯酸类树脂溶液(固体含量浓度为50质量%);以及作为具有硅烷醇基的甲基有机硅树脂的、相当于15质量份固体的甲基苯基有机硅树脂溶液(固体含量浓度为23质量%)。
然后,向制备的溶液的固体成分中,添加5质量份炭黑(MITSUBISHI炭黑#44,Mitsubishi Chemical Corporation制),且用80质量份甲苯稀释该混合物液体,并在均化器中搅拌该液体以分散组分,由此制备涂覆溶液。进一步地,向该分散液中添加10质量份氨基硅烷(SH6020,DOW CORNING TORAYSILICONE CO.,LTD.制),并分散10分钟以制备涂覆溶液。将该芯材料和该涂覆溶液注入到涂布设备中,并且在形成旋流的同时进行涂布,以用涂覆溶液涂布芯材料,所述涂布设备在其流化床内具有旋转底盘和搅拌叶片。将得到的涂布产品在电炉内于250℃下烘干2小时,由此制备载体A。
-制备双组分显影剂-
基于100质量份制备的载体A,使用7质量份所制备的各调色剂,且采用管状混合器(Willy A.Bachofen(WAB)制)将载体A和调色剂均匀混合,其中容器本身翻滚,从而以48rpm搅拌其中的内容物3分钟,以便使调色剂带电。在该实施方案中,将200g的载体A和14g各调色剂注入到具有500ml内部容积的软膏瓶中并混合,由此制备双组分显影剂。
(实施例C1至C14和比较例C1至C2)
将含有实施例C1至C14和比较例C1至C2中制备的各调色剂的双组分显影剂装入成像装置(IMAGIO NEO C285,Ricoh Company Ltd.制)的黑色(Bk)单元,然后进行成像。如下评价双组分显影剂的各种性能。注意所有评价均基于黑色(Bk)图像进行。表C4-1和C4-2示出评价结果。
<低温定影性能>
在重纸转印纸张(打印纸<135>,NBS Ricoh Co.,Ltd.制)上以0.85mg/cm2±0.1mg/cm2的调色剂粘附量形成实地图像,且通过改变定影带的温度来定影调色剂图像。采用图像分析测试仪(AD-401,Ueshima Seisakusho Co.,Ltd.制)通过红宝石针头(尖端半径:260μm至320μm,尖端角度:60度)在50g的负荷下描绘定影图像的表面,用纤维(HONEYCOT#440,Hanylon Co.,Ltd.制)强烈摩擦图像表面5次,且将其中几乎未发生图像剥落磨损的定影带的温度确定为下限定影温度。注意实地图像形成在转印纸张上供纸方向上距离该转印纸张的边缘3.0cm位置处。
[评价标准]
对于各调色剂的低温定影性能,结果按下述分级:
A:下限定影温度为125℃或更低。
B:下限定影温度为126℃至135℃。
C:下限定影温度为136℃至145℃。
D:下限定影温度为146℃至155℃。
E:下限定影温度为156℃或更高。
<耐热反印性>
在普通纸转印纸张(Type 6200,Ricoh Company Ltd.制)上以0.85mg/cm2±0.1mg/cm2的调色剂粘附量形成实地图像,且改变定影带的温度进行定影测试。目视观察有无热反印,并将没有发生热反印的上限温度确定为上限定影温度。注意实地图像形成在转印纸张上供纸方向上距离该转印纸张的边缘3.0cm位置处。
[评价标准]
对于各调色剂的耐热反印性,将结果按以下分级:
A:上限定影温度为230℃或更高。
B:上限定影温度为210℃或更高且低于230℃。
C:上限定影温度为190℃或更高且低于210℃。
D:上限定影温度为180℃或更高且低于190℃。
E:上限定影温度为180℃或更低。
<初始图像质量>
输出用于评价的图表,并评价输出图像的背景污染、图像密度和有无空白。目视评价有无异常图像和图像质量,并将结果分为以下四个等级。
[评价标准]
A:未观察到异常图像,且输出图像质量优异。
B:与使用的初始图像相比,辨认出色调和图像密度的轻微差异以及背景污染的发生,但输出图像质量优异,且在实际使用中无任何问题。
C:略微观察到图像密度的差异等。
D:清楚地观察到图像密度的差异。
E:图像密度的差异明显,且不能获得正常的图像。
<经时稳定性>
在采用成像装置连续输出50,000张图像面积比为15%的字符图表之后,以与初始图像质量的评价相似地评价输出图像。将输出图像与初始阶段获得的图像相比,并基于以下标准评价结果。
[评价标准]
A:完全未观察到异常图像,且输出图像的质量优异。
B:与使用的初始图像相比,辨认出色调和图像密度的轻微差异,但结果处于无问题的水平。
C:与初始图像相比,稍微观察到色调(色度)和图像密度的差异。
D:与初始图像相比,清楚地观察到色调(色度)和图像密度的差异,引起问题。
E:与初始图像相比,色调(色度)和图像密度的差异明显,且不能获得正常的图像。
<载体污染>
载体耐污染性(称为耐载体消耗性)是表示由调色剂引起的载体表面污染的性能。调色剂的机械强度越高,载体的污染变得越小。根据以下方式评价各调色剂的载体耐污染性。具体地,采用成像装置在30,000张纸上输出图像面积比为50%的图表,并从成像装置中取样经过连续输出100张的各显影剂和经过连续输出30,000张的显影剂。将适量的显影剂注入到具有筛孔为32μm的筛子的量规中,随后通过吹气处理以便将调色剂与载体分离。将1.0g获得的载体注入到50mL玻璃瓶中并向该玻璃瓶添加10mL氯仿。手动摇晃玻璃瓶50次然后静置10分钟。此后,将上层氯仿溶液注入到玻璃比色槽中,且采用浊度计测量氯仿溶液的透射率,基于以下标准评价载体耐污染性。
[评价标准]
在载体耐污染性的优良评级中,结果分级如下。
A:透射率为95%或更高。
B:透射率为90%至94%。
C:透射率为80%至89%。
D:透射率为70%至79%。
E:透射率为69%或更低。
<感光体成膜>
在连续输出100张图像面积比为50%的图表之后和在连续输出50,000张该图表之后,目视观察感光体表面上的调色剂成膜状态。根据有无异常图像,将结果分为以下五个等级。
[评价标准]
A:完全未观察到异常图像,且在感光体表面上未观察到调色剂成膜。
B:完全未观察到异常图像,但在感光体表面上观察到轻微的调色剂成膜。
C:观察到非常轻微的异常图像的发生,且感光体上的调色剂成膜非常清楚。
D:清楚地观察到异常图像的发生,且感光体上的调色剂成膜明显,导致有问题的水平。
E:清楚地观察到异常图像的发生,且感光体上的调色剂成膜明显,且不能获得正常的图像。
<耐热存储稳定性>
将4g各调色剂注入到30mL玻璃瓶中,轻敲玻璃瓶150次且在45℃温度和60%相对湿度的环境下存储24小时。将玻璃瓶在室温下放置2小时,且将调色剂取样到白纸上,目视观察和确认调色剂中有无聚集体。将结果分为以下四个等级。
[评价标准]
A:完全未观察到调色剂聚集体。
B:观察到少量聚集体,但处于轻微状态,该聚集体稍微振动即分开。
C:观察到聚集体,但它们用镊子接触时即分开。
D:清楚地观察到聚集体,而其一部分引起调色剂粘连,且即使用镊子接触时它们也不分开。
<气味>
基于以下标准评价定影过程中产生的气味。
[评价标准]
A:没有发现令人讨厌的气味。
B:发现令人讨厌的气味。
[表C4-1]
调色剂 | 低温定影性能 | 耐热反印性 | 初始图像质量 | 经时稳定性 | 载体污染 | |
实施例C1 | 调色剂C1 | A | B | A | B | B |
实施例C2 | 调色剂C2 | B | A | A | B | B |
实施例C3 | 调色剂C3 | B | A | A | A | B |
实施例C4 | 调色剂C4 | B | A | A | B | C |
实施例C5 | 调色剂C5 | A | B | B | B | C |
实施例C6 | 调色剂C6 | A | B | B | B | C |
实施例C7 | 调色剂C7 | A | C | B | C | C |
实施例C8 | 调色剂C8 | B | B | B | B | C |
实施例C9 | 调色剂C9 | C | A | B | B | B |
实施例C10 | 调色剂C10 | A | B | B | B | B |
实施例C11 | 调色剂C11 | A | B | A | A | A |
实施例C12 | 调色剂C12 | C | A | B | B | B |
实施例C13 | 调色剂C13 | A | B | B | B | B |
实施例C14 | 调色剂C14 | A | B | A | A | B |
比较例C1 | 调色剂C15 | C | D | D | C | D |
比较例C2 | 调色剂C16 | B | C | C | D | D |
[表C4-2]
调色剂 | 感光体成膜 | 耐热存储稳定性 | 气味 | 调色剂中含有的松香酸的量(质量%) | |
实施例C1 | 调色剂C1 | B | B | A | 0.14 |
调色剂 | 感光体成膜 | 耐热存储稳定性 | 气味 | 调色剂中含有的松香酸的量(质量%) | |
实施例C2 | 调色剂C2 | B | B | A | 0.14 |
实施例C3 | 调色剂C3 | B | B | A | 0.21 |
实施例C4 | 调色剂C4 | C | B | A | 0.63 |
实施例C5 | 调色剂C5 | C | B | A | 0.63 |
实施例C6 | 调色剂C6 | C | C | A | 0.35 |
实施例C7 | 调色剂C7 | C | C | A | 0.35 |
实施例C8 | 调色剂C8 | C | A | A | 0.35 |
实施例C9 | 调色剂C9 | B | B | A | 0.091 |
实施例C10 | 调色剂C10 | B | B | A | 0.049 |
实施例C11 | 调色剂C11 | B | A | A | 0.07 |
实施例C12 | 调色剂C12 | B | A | A | 0.06 |
实施例C13 | 调色剂C13 | B | A | A | 0.075 |
实施例C14 | 调色剂C14 | B | C | A | 0.07 |
比较例C1 | 调色剂C15 | D | D | A | 0.021 |
比较例C2 | 调色剂C16 | D | D | B | 5.04 |
由于本发明的成像装置、成像方法和处理盒使得有可能长期形成极高质量的图像,而基本不导致色调的变化且基本不导致异常图像,例如图像密度降低和背景污染,因此它们能用于多种应用,例如,用于激光打印机、直接数字制版机、采用直接或间接电子照相多色图像显影系统的全色复印机、全色激光打印机和全色普通纸传真机。
由于本发明的调色剂能长期保持优异的电荷上升性能、电荷稳定性和转印性,而基本不导致载体污染和充电辊污染,因此它适用于显影剂、电子照相成像装置和基于电子照相的成像方法。
本发明的成像装置能长期形成极高质量的图像,而基本不导致色调变化且基本不导致异常图像,例如图像密度降低和雾化,因此它能用于多种应用,例如,激光打印机、直接数字制版机、采用直接或间接电子照相多色图像显影系统的全色复印机、全色激光打印机和全色普通纸传真机。
由于本发明的调色剂低温定影性能优异,几乎不在载体表面和其它部件上引起调色剂和脱模剂的污染,并且兼具优异的低温定影性能和优异的耐热存储稳定性,因此它能适用于显影通过电子照相、静电记录方法、静电印刷方法等形成的潜像。
由于本发明的成像装置、成像方法和处理盒使用本发明的调色剂并能形成极高质量的图像,因此它们能用于多种应用,例如,激光打印机、直接数字制版机、采用直接或间接电子照相多色图像显影系统的全色复印机、全色激光打印机和全色普通纸传真机。
Claims (15)
1.一种成像装置,其包括:
静电潜像承载部件,
设置为对静电潜像承载部件的表面充电的充电单元,
设置为使静电潜像承载部件的充电表面曝光以形成静电潜像的曝光单元,
设置为采用调色剂显影静电潜像以形成可见图像的显影单元,
设置为将可见图像转印到记录介质上的转印单元,和
设置为将转印的图像定影到记录介质上的定影单元,
其中该调色剂至少包含粘合剂树脂和着色剂,该粘合剂树脂包含通过醇组分与含松香化合物的羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,并且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
2.根据权利要求1的成像装置,其中聚酯树脂中的醇组分包含二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇。
3.根据权利要求1的成像装置,其中该脂肪族二醇包含65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
4.根据权利要求1的成像装置,其中该羧酸组分进一步包含芳香族二羧酸化合物。
5.一种调色剂,其包含:
粘合剂树脂,该粘合剂树脂包含通过醇组分和羧酸组分的缩聚获得的聚酯树脂,
着色剂,和
电荷控制剂,该电荷控制剂含有芳香族羟基羧酸金属化合物,该芳香族羟基羧酸金属化合物具有三价或更高价的多价中心金属,
其中所述羧酸组分包含松香化合物,基于醇组分和羧酸组分的总质量,该羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,该调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
6.根据权利要求5的调色剂,其中所述芳香族羟基羧酸金属化合物由通式(1)表示,
通式(1)
其中R1表示碳原子、次甲基和亚甲基中的任一种,该次甲基和亚甲基可包括选自N、S、O和P的杂原子;Y表示通过饱和键或不饱和键键合的环状结构;R2和R3各自表示氢原子、卤原子、羟基、硝基、亚硝基、磺酰基、氰基、烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、氨基、羧基和羰基中的任一种,当″o″和″p″各自是1或更大的整数时,R2和R3可彼此相同或不同,且R2和R3可进一步被取代基取代;″l″为0或3-12的整数;″m″为1-20的整数;″n″为0-20的整数;″o″为0-4的整数;″p″为0-4的整数;″q″为0-3的整数;″r″为1-20的整数;″s″为0-20的整数;且M为三价或更高价的中心金属。
7.根据权利要求5的调色剂,其中该醇组分包含二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更高的脂肪族二醇。
8.根据权利要求5的调色剂,其中该脂肪族二醇包含65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
9.根据权利要求5的调色剂,其中该羧酸组分进一步包含芳香族二羧酸化合物。
10.一种调色剂,其包含:
含有苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯树脂的粘合剂树脂,
着色剂,和
脱模剂,
其中该聚酯树脂通过醇组分和羧酸组分的缩聚获得,该羧酸组分包含松香化合物,基于醇组分和羧酸组分的总质量,羧酸组分中含有的松香化合物的量为5质量%或更多,并且调色剂中含有的松香酸的量为1质量%或更少。
11.根据权利要求10的调色剂,其中所述醇组分包含二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更多的脂肪族二醇。
12.根据权利要求10的调色剂,其中所述脂肪族二醇包含65摩尔%或更高浓度的1,2-丙二醇。
13.根据权利要求10的调色剂,其中所述羧酸组分进一步包含芳香族二羧酸。
14.根据权利要求10的调色剂,其中所述聚酯树脂通过醇组分和羧酸组分的缩聚获得,该醇组分包含二元醇,该二元醇含有65摩尔%或更多的1,2-丙二醇,该羧酸组分包含纯化松香,且该聚酯树脂具有80℃或更高且低于120℃的软化点。
15.根据权利要求10的调色剂,其中该苯乙烯-丙烯酸类树脂包含苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中的任一种。
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