CN1165814C - 用以使静电图像显影的调色剂,及成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对静电图像显影的调色剂。在由GPC测量的分子量分布中,该调色剂的THF可溶物质在从1,000到小于2,000的分子量区内至少有一个峰,在从2,000到300,000的分子量区内至少有一个峰,并具有从90,000到2,000,000的重均分子量。在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T,在从2,000到5,000的分子量区内的分子量积分值L,以及在大于等于300,000的分子量区内的分子量积分值H满足该关系:1≤(L/T)×100≤15,和3≤(H/T)×100≤30。另外还提供了一种使用这种调色剂的成像方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种使静电潜像显影为可见图像的调色剂,和使用该调色剂的成像方法。
背景技术
US 2,297,691中所述的一些电子摄影方法已为人所知。通常,复印或印刷是通过在含光导材料的感光元件上形成静电潜像,然后用调色剂显影该潜像而形成可见的图像(调色剂图像),将该调色剂图像转印到例如纸的转印介质(记录介质)上,最后通过加热和/或加压将该转印的调色剂图像定影在转印介质上而完成的。
已经提出了许多使调色剂图像定影的方法。例如,一种极广泛使用的定影调色剂图像的方法是,将其表面带有未定影调色剂图像的转印介质(如纸)夹持在一个保持确定温度的加热辊和一个与其压接触并且具有一弹性层的压力辊之间并进行传送。但是,在这一方法中,调色剂在压力下以熔融态与加热辊表面接触,因而部分调色剂图像会粘附和转移到定影辊的表面,引起所谓传印现象,传印现象是,已粘附到定影辊表面的调色剂被再一次转印到下一个转印介质上。
尤其是当用全色调色剂成像时,为了通过彩色混合叠加成多层并随后加热熔化的单色调色剂来形成所谓二次色的成色时,需在高温下长时间加热,这就更易产生传印现象。
为了避免调色剂粘附到定影辊表面,目前使用的方法是用对调色剂具有极好的可分离性的材料(例如,硅橡胶或氟树脂)来构成该定影辊表面,为了避免传印和该辊表面的疲劳,对其表面还用具有良好可分离性的液体、如硅油,涂覆一层薄膜。虽然这一方法能有效避免调色剂的传印,但该方法需要输送抗传印液的装置,因此使得定影装置复杂化。所以,依靠输送抗传印液来避免传印不是最可取的方式。应在现有的条件下寻找一种能提供宽的低温定影范围和高抗传印特性的调色剂。
为了改善调色剂的分离性,可在使用中加入一种诸如低分子聚乙烯或低分子聚丙烯的可在加热时易熔化的蜡。使用蜡能有效地避免传印,但也会增加调色剂的凝聚性,并使充电特性不稳定、造成流通性能降低。因而,另外的方法就是千方百计地改善粘结树脂。
例如,在一种已知方法中,使调色剂中粘结树脂的玻璃化转变温度(Tg)和分子量增高,以改善调色剂的熔体粘弹性。但这种改善抗传印特性的方法会使低温定影特性变差,即会使高速复印和节省能量所需的低温定影特性变差。
鉴于此,为了改善调色剂的低温定影特性,需要降低调色剂在熔化时的粘性,并增加与定影基体的接触面积。为此,就需要降低所用粘结树脂的Tg和分子量。
低温定影特性与抗传印特性在某些方面是相互矛盾的,因此很难得到同时满足这两种特性的调色剂。
为了解决这一问题,日本公开专利JP 51-23354提出了一种含有可以通过添加交联剂和分子量调节剂来使乙烯基聚合物交联到适当程度的调色剂。在日本公开专利JP 55-6805中,提出了一种具有作为一个组成单元的α、β不饱和乙烯单体,并具有宽重均分子量分布的调色剂,为的是使重均分子量与数均分子量(Mw/Mn)之比为3.5至4.0。还提出了一种含有由特定Tg、分子量和凝胶含量的乙烯基聚合物的混合型树脂的调色剂。
上述调色剂在最低定影温度(可定影的最低温度)与传印温度(发生传印的温度)之间,具有较宽的定影温度范围。但存在的问题是,当调色剂具有满意的抗传印特性时,很难使它们的定影温度足够低,另外,当把重点放在低温定影温度上时,抗传印特性就会变差。
例如,公开的日本申请JP 56-158340中公开了一种含有由低分子聚合物和高分子聚合物组成的粘结剂树脂的调色剂。实际上,这种粘结剂树脂难以与交联组分混合。因此,为了改善抗传印特性,需使高分子聚合物具有大的分子量或增加该高分子聚合物的比例。这将极大地降低树脂组分的可粉化性,在实用中难以获得满意的效果。
关于由低分子聚合物与交联的聚合物组成的混合物的调色剂,在日本公开的专利申请JP 58-86558中揭示了一种含有作为主要树脂组分的低分子聚合物和不溶性的可注入高分子聚合物的调色剂。鉴于这种组成,调色剂的定影特性和树脂组分的可粉化性均被改善。但是,低分子聚合物的重均分子量/数均分子量(Mw/Mn)的比值小到3.5或更小,而不溶性的可注入高分子聚合物的重量百分比大到40%到90%,因此,很难既满足调色剂的抗传印特性,又满足树脂组分的可粉化性。事实上,除非使用一种具有用于加入抗传印液系统的定影设备,否则,很难制得具有令人满意的定影特性和抗传印性能的调色剂。
况且,在调色剂的制备中,当材料被热揉合时,使用大量的不溶性可注入高分子聚合物,会导致很高的熔体粘度,因此必须在大大高于常温的温度下热揉合该材料,这样会使添加剂发生热分解,从而降低该调色剂的性能。这是上述调色剂存在的问题。
日本公开专利申请JP56-16144中公开了一种含粘结剂树脂组分的调色剂,在用GPC(凝胶透过色谱)测定的该调色剂的分子量分布中,在从103到8×104的分子量和从105到2×106的分子量的每个区域中至少有一个峰值。在这种情况下,粘结剂树脂组分具有优良的可粉化性,且调色剂具有良好的抗传印性和定影特性,该调色剂可有效地防止它的薄膜或熔融物粘结到感光件上,并具有良好的显影特性。但是,还需要进一步改进该调色剂的抗传印性和定影性能。特别是,虽然已较多地改进了定影特性,并保持或改善了其它各种特性,但是这种树脂仍难以适应当前的严格要求。
要实现高性能的调色剂的定影(即,低温定影特性和抗传印性)是很困难的。
作为避免传印现象的方法,日本公开专利申请JP 1-214872,2-204752,2-204723,3-77962,3-284867和4-81863中也公开了包含粘结剂树脂和蜡的调色剂,它具有良好的定影特性和抗传印性能。例如,日本公开专利申请JP 5-6029公开了一种调色剂,在其由GPC测定的分子量分布中,小于等于5000的分子量区小于15%,大于等于5,000,000的分子量区不小于5%,从5000到100,000的分子量区有一个主峰,且该调色剂的重均分子量是5,000,000或更大。在这种情况下,调色剂具有良好的低温定影性能和抗传印性能,可有效地防止调色剂薄膜或熔融物粘附到感光件上,并具有良好的显影性能。
在调色剂制备的分类过程中,利用磨碎工艺可得到上述的防传印特性,即在该工艺中,将含染料或颜料的着色剂与热固性树脂熔融揉合,以使着色剂均匀分散在该树脂中,而后用细研磨机磨碎该得到的产物,并用分级器对得到的磨碎物分级,以使其具有所需的调色剂颗粒粒径。但是,即使通过悬浮聚合处理能更有效地改善抗传印性,在该处理中,将可聚合单体、着色剂和聚合引发剂,另外任选地与交联剂、电荷控制剂和其它添加剂均匀地溶融或弥散在一起,从而制成一个单体组分,该单体组分被分散在含分散稳定剂的连续相,例如、水相之中,借助适当的搅拌器进行聚合反应,以得到所需要的调色剂颗粒粒径。例如,日本公开专利申请JP5-88409公开了一种具有所谓芯/壳结构的调色剂,其中低塑性材料被一种壳树脂涂覆,它是通过将该低塑性材料均匀地溶融或分散在该单体组分中而得到的,给该单体中低软化材料设定的极性小于该主体单体的极性,同时该调色剂中还加入少量具有很强极性的树脂或单体。在这种情况下,调色剂几乎不可能在感光件上成膜,或污染调色剂携带件(显影筒)的表面,它具有良好操作特性和显影特性,可在不损害低温定影性能的情况下得到调色剂。
然而,近年来,复印机和印刷机的制造日益要求小型、轻型和高可靠性,调色剂也要求具有更好的性能。例如,希望制成一种很难粘附到感光件上,或对调色剂携带部件或元件,诸如载体和套筒的表面不产生任何污染,且能在不损害低温定影性能的情况下具有良好操作性和显影性能的调色剂。
在日本公开专利申请JP 59-21845、59-218460、59-219755、60-28665、60-31147、60-45259、60-45260和3-197971中公开了具有良好定影性能的调色剂,其中给定了不溶于例如THF(四氢呋喃)和甲苯等溶剂的调色剂的不溶物质。然而,在这种条件之下,仍要努力改善这些调色剂的低温定影性能和操作性能。
在日本公开专利申请JP 60-31147和3-197971中公开了多种调色剂,其中规定了可溶物质的分子量。然而,在这种条件下,仍要进一步改善调色剂的操作性能。
在日本公开专利申请JP 3-251853中公开了一种经悬浮聚合制成的调色剂,该调色剂在其分子量分布中有多个峰值,最小分子量的峰位于小于等于50,000处,最大分子量的峰位于大于等于200,000处。然而,在这种条件下,仍要进一步改善调色剂的低温定影性能。
在日本公开专利申请JP 3-39971中公开了一种彩色调色剂,在用GPC测定的分子量分布中,峰MP1位于500到2000的分子量范围内,峰MP2位于10,000到100,000的分子量范围内,该调色剂的重均分子量(Mw)从10,000到80,000,数均分子量(Mn)从1,500到8,000,并可得到不小于3的Mw/Mn比。在这种情况下,彩色调色剂具有良好的抗传印性,并且由于可获得良好的色度,从而能形成清晰的彩色图像。但是,必需提供一种几乎不在感光元件上粘附或几乎不污染诸如载体和套筒等的调色剂载带材料或元件表面的调色剂。
在常规的电摄影过程中,在转印步骤后,未被转印到转印介质而留在感光元件表面上的调色剂颗粒,通常经清洁装置的清洁步骤而从该感光元件上除去。刮板,毛刷或辊被用作清洁装置。从设备而言,整个成像设备必须较大,以便安装该清洁装置。这对于缩小设备体积是一个难题。
从生态学的观点考虑,一个无清洁器系统或可不产生废调色剂的调色剂再用系统,在有效使用调色剂方面期待已久。
例如,日本专利公开JP 5-69427公开了一种所谓“显影时清洁”技术(在进行显影的同时进行清洁)或无清洁器系统。在这种方法中,在感光元件的一次旋转中只形成一个图像,因此,转印残余调色剂不会对同一图像产生任何影响。在日本公开的专利申请JP 64-20587、2-259784、4-50886和5-165378公开的方法中,该转印残余调色剂被驱除件分散或驱除,使得它成为非图形,因此,即使对同一图像多次使用同一感光件的表面时,残余调色剂也很难在图像上出现。但是存在图像变坏的问题。日本公开的专利申请JP 5-2287公开了一种结构,其中限定了包围感光件的调色剂电荷量,因而由转印残余调色剂引起的任何正积累或负积累都不会在图像上显现。但该专利未说明控制调色剂电荷量的具体结构。
在日本公开专利申请JP 59-133573、62-203182、63-133179、2-302772、4-155361、5-2289、5-53482和5-61383中公开了与成像曝光有关的无清洁器系统的技术,该技术建议用高强度的光进行曝光,或使用能透射具有曝光波长的光的调色剂。但是仅使曝光强度增高会使潜像自身的点成像模糊,并造成孤立点的可再现性不充分,从而使图像分辨率变坏,特别是在图形像中图像缺乏层次。
对于使用能透射具有曝光波长的光的调色剂的技术,肯定对已变得平滑的无粒-粒边界的已定影调色剂有很大影响,但是,对于屏蔽曝光机构,由于对调色剂颗粒表面上的光散射的影响,比对调色剂自身颜色的影响大,因此,该机构的影响较小。另外,调色剂的着色剂必须在较窄的范围选择,而且当进行全色成像时,至少需要三种具有不同波长的曝光装置。这将不利于显影时清洁的特点之一,即设备的简化。
通过使充电件与感光件接触而进行接触充电,以及通过使转印件与感光件接触使转印介质位于两者之间,而进行的接触转印通常可减少臭氧产生量,并制成符合生态学的最佳系统。该转印件也用作转印介质的传输件,使该系统易于小型化。但是如果在显影区的清洁不充分,则充电件和转印件易被污染,由于感光件的不良充电,会使图像变脏,转印介质背面变脏,或由不良转印产生空白区(线区域的中部不被转印),这都会加速图像污染。这是存在的问题。
另外,在显影时清洁的系统中,基本不设置清洁装置,该系统的设置会使潜像承载件的表面与调色剂和调色剂携带件摩擦。这样长期使用时会引起调色剂污染、调色剂携带件表面的污染和潜像承载件表面的污染或磨损,并产生了一个在已有技术中未很好解决的操作性能变坏问题,人们一直试图找到一种改善操作性能的技术。
特别是需要更好地避免潜像承载件表面,即感光元件表面被调色剂污染。为解决这一问题曾提出给调色剂或感光件赋于可分离性或润滑性。例如,在日本公开专利JP 57-13868,日本公开专利申请JP 54-58245、59-197048、2-3073和3-63660,美国专利US 4,517,272中公开了一种将硅氧烷化合物混合入调色剂的方法。日本公开的专利申请JP 56-99345公开了一种方法,其中以含氟化合物为代表的润滑物质被混合到感光元件的表面层中。
然而,还没有将这些方法应用到所谓无清洁器系统或不具有清洁装置的,在显影时清洁的系统中去的实例。
近年来,各种有机光导材料被用作电子摄影感光元件的光导材料。具体地,以叠层形式形成的带有电荷产生层和电荷传输层的功能分离型的感光元件已付诸实用,这种感光件被安装在诸如复印机、印刷机和传真机的成像设备中。在这种电子摄影系统中,用电晕放电装置作为充电装置。但由于电晕放电会产生大量的臭氧、因此,设备中必须设有过滤器,这必然增大设备尺寸,并增加了操作成本。
为解决这个问题,提出了充电方法,其中诸如辊或刮板的充电件与感光元件表面接触,以在该接触区附近形成一个窄空间,同时可被所谓帕邢定律解释的放电形成,从而能最大限度地避免臭氧的产生。特别是,出于对充电稳定性的考虑,最好使用以充电辊作为充电件的辊充电系统。
在辊充电系统中,通过从充电件向被充电件的放电进行充电,因此,该充电根据所施加的某一阈值之上的电压而产生。例如,当充电辊与带有25μm厚感光层的OPC(有机光导体)感光元件压接时,感光件的表面电位随着施加大于等于大约640KV的电压而开始上升,在阈值以上的电压下,感光件表面的电位以相对于所施加电压的斜率1的条件直线增加。在下文中,这个阈值电压被定义为充电起始电压Vth。就是说,为了得到感光元件的表面电位Vd,必须将高于所需电压的Vd+Vth的DC电压施加到充电辊上。但是,该接触充电件的电阻率依据环境的改变而变化,因此,很难将感光件的电位控制在所需的值。
于是,为了达到更均匀地充电,日本公开专利申请JP 63-149669中记述了一种通过将具有大于等于2xVth的峰-峰电压的AC组分叠加在与所需Vd相应的DC电压上,从而产生一个给该接触充电件施加电压的AC充电方法。这个方法的目的在于基于AC的电位平均化效应,其中,被充电部件的电位被集中在Vd,即AC电位峰值的中间处,该电位很难被外部干扰,例如,环境变化所影响。
但是即使在这种接触充电装置中,其基本充电机理仍是利用从充电件到感光件的放电现象。因此,如前所述,充电所需的电压值必须超过感光件的表面电位。当为了实现均匀充电而进行AC充电时,AC电压的电场会使充电件和感光件产生显著的振动和噪声,放电会明显地损坏感光件的表面。这是存在的另一个问题。
日本已公开专利申请JP 61-57958公开了一种成像方法,其中用导电细颗粒对具有导电保护膜的感光件充电。在JP 61-57958中,感光件具有一个电阻率从107到103Ω·cm的半导体保护膜,使用电阻率为1010Ω·cm或更低的导电细颗粒对感光件充电,由此可在无电荷注入感光层的情况下,经放电对感光件进行均匀一致地充电,并能进行优质的图像复制。根据这个方法,可避免AC充电中的振动和噪声。但由于通过放电给感光件充电,因此该放电引起的感光件表面的损伤仍会产生,同时还需要使用高压电源。因此,一直试图寻找一种直接将电荷注入感光件的充电方式。
Japan Hardcopy’92 Papers第287页的“使用导电辊的接触充电性能”一文中公开了一种方法,其中将电压施加给诸如充电辊、充电刷或充电磁刷的接触充电件,电荷被注入到存在于感光件表面的陷阱能级,以进行接触注入充电。在这个方法中,借助施加了电压的低电阻率充电件,将电荷注入暗区绝缘感光件中,而且该方法的条件是充电件的电阻率应足够低,同时设置的暴露于外的充电件表面的材料(诸如导电填料)应有充分的导电率。
因此,在上述文章中还提出,最好用在高湿环境下具有足够低电阻率的铝箔或离子导电充电件作为充电件。本发明人的研究表明,能使电荷充分注入感光件的充电件的电阻率是小于等于1×103Ω·cm,当高于此电阻率时,施加的电压与充电电位之间开始产生差异,并因此出现充电电位聚集的问题。
但是当实际使用这种低电阻率的充电件时,过量的漏电流会从接触充电件流到产生在感光件表面上的划痕和针孔,从而使它们周围的充电不足,使针孔扩大,并使充电件的充电失效。
为解决这个问题,需使充电件具有大于等于1×104Ω·cm的电阻率。但如前所述,具有这种电阻率的充电件会导致一个矛盾的结果,即感光件的电荷注入性能可能变低,并且不能进行充分的充电。
因此,对于接触型充电装置或使用这种充电装置的成像方法,应寻求解决上述问题的对策,即实现矛盾双方的统一,该矛盾双方是,其一方面是除非使用低电阻率充电件,否则不能得到通过电荷注入的良好充电性能、其另一方面则是要在使用低电阻率的充电件时,防止感光件的针孔泄漏。
在使用接触充电的成像方法中,因充电件污染(废调色剂)引起的不合格充电会产生不合格的图像,并使操作产生问题。因此,在利用将电荷注入感光件进行充电时,为了进行多张印制,还需加压以避免因充电件污染而引起的不合格充电所带来的影响。
在日本公开专利申请JP 4-234063和6-230652中记载了一种将接触充电用于所谓无清洁器或在显影时清洁系统的实例。这些公开文件公开了一种成像方法,其中从感光件上去除转印残余调色剂的清洁工作也在背曝光同步显影系统中同步地进行。
然而,这些公开文件中建议,在成像过程中,充电电位和显影偏压由弱电场形成。在通常被施加在电摄影设备中的较强充电显影偏压电场之下进行成像时,泄漏的产生会使线和点的图像不合格。
还建议了一种方法,使已粘附到充电件的调色剂在非成像期间被转移到感光件,以避免由于该转印剩余调色剂的粘附所造成的有害影响。不过在该建议方法中未涉及被转移到感光件的调色剂在回收率、显影步骤上的改进,以及在该显影步骤中由于调色剂收集对显影所造成的影响。
此外,如果在显影期间对转印残余调色剂的清除不充分,则在显影中后续的调色剂颗粒会叠加在存有该转印残余调色剂的感光件上,这样形成的图像密度会高于其周围的密度,从而产生正重像。如果该转印残余调色剂的量太大,在显影部分它们不能被完全收集,就会在图像上产生正积累。目前,还没找到解决这些问题的根本办法。
当感光件在一页转印介质上重复使用时,也就是当感光件一周的长度小于该转印介质在移动方向上的长度时,由该转印残余调色剂造成的光遮挡会产生问题。由于充电、曝光和显影必须在感光件上存有转印残余调色剂的情况下进行,故感光件表面上带有转印残余调色剂部分的电位不能充分下降,从而使得显影反差不足,这样,在反转显影中,显影图像的密度低于其周围密度而成为负重像。结果使得已完成静电转印的感光件保持着与调色剂电荷极性相反的充电极性,这时,由于感光件因长期使用而造成的电荷注入性能变差,在充电件中不能被控制为正常电荷极性的转印残余调色剂,在成像期间将从该充电件泄漏而遮断曝光光线,这样就使潜像不正常,并得不到所需的电位,从而在图像上引起负积累。对这些问题需找到一个根治的办法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于对静电图像显影的调色剂,它几乎不在感光件上成膜,或造成调色剂携带材料或部件,例如载体和套筒,表面的污染,同时不损坏低温定影性能,并具有良好的抗传印性和操作性。
本发明的另一个目的是提供一种对静电潜像显影的调色剂,它具有不受环境变化,例如温度变化和湿度变化影响的良好的充电稳定性。
本发明的又一个目的是提供一种对静电潜像显影的调色剂,它能形成清晰的彩色OHP(幻灯投影)图像。
本发明的又一个目的是提供一种对静电潜像显影的调色剂,它可不需要任何定影油而形成彩色图像。
本发明的又一个目的是提供一种使用在多页印制中也能保持良好充电性的充电件的成像方法。
本发明的又一个目的是提供一种成像方法,在使用电子摄影感光件和给该感光件注入充电的部件,以及具有通过施加电压而从该注入充电件向感光件充电步骤的成像方法中,该方法能长期保持良好充电性能。
本发明的又一个目的是提供一种成像方法,该方法可同时实现两个矛盾的特性,一方面,通过电荷注入实现良好的充电性,另一方面在低电阻率接触充电件中,可防止不能被避免的感光件表面的针孔泄漏。
本发明的又一个目的是提供一种具有高处理速度、能够进行高速成像的方法。
为了实现上述目的,本发明提供一种对静电图像显影的、含有粘结剂树脂、着色剂和隔离剂的调色剂,其中;
在用凝胶透过色谱(GPC)测定的分子量分布中,所述调色剂的THF(四氢呋喃)可溶物质在1000到小于2000的分子量区中至少有一个峰,在从2000到300,000的分子量区中至少有一个峰,并具有从90,000到2,000,000的重均分子量(Mw),这里在大于等于800的分子量区中的分子量积分值(T),从2,000到5,000的分子量区中的分子量积分值(L)、和在大于等于300,000的分子量区中的分子量积分值(H)满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤15,
3≤(H/T)×100≤30,
所述隔离剂的含有量为基于100重量份的所述粘结剂树脂,3到40重量份的量。
本发明还提供一种成像方法,其步骤包括:
对潜像承载件的表面进行静电充电,以使其上能保持静电潜像;
在被充电的潜像承载件表面上形成静电潜像;
用调色剂对该静电潜像进行显影以形成调色图像;其中所述的调色剂包含粘结剂树脂、着色剂和隔离剂,并且,在用凝胶透过色谱(GPC)测定的分子量分布中,所述调色剂的THF可溶物质在1000到小于2000的分子量区中至少有一个峰,在从2000到300,000的分子量区中至少有一个峰,并且具有从90,000到2,000,000的重均分子量(Mw),这里在大于等于800的分子量区中的分子量积分值(T)、从2,000到5,000的分子量区中的分子量积分值(L)、和在大于等于300,000的分子量区中的分子量积分值(H)满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤15,
3≤(H/T)×100≤30,
所述隔离剂的含有量为基于100重量份的所述粘结剂树脂,3到40重量份的量;
通过显影,将形成的调色剂图像转印到记录介质上;
然后将被转印的调色剂图像定影到该记录介质上。
附图说明
图1表示由GPC测定的实施例12中品红调色剂颗粒分子量分布的曲线图(色谱)。
图2是表示充电件制造实施例1至8中磁性颗粒的电阻与施加电压间的关系曲线。
图3是表示感光件制造实施例1的感光件性能的曲线图。
图4是用于测量作为充电件的磁性颗粒的动态电阻的设备的示意图。
图5是用于评价实施例中操作性能的显影装置的示意图。
图6是用于测量调色剂摩擦电量的装置的示意图。
图7是本发明所用成像设备的示意图。
图8是第一成像单元的示意图。
图9是本发明所用成像设备另一实施例的示意图。
图10是使用双组份显影剂的成像设备的示意图。
图11是采用接触单组份显影的显影装置的示意图。
图12是采用非接触单组份显影的显影装置的示意图。
具体实施方式
通常为使调色剂具有定影性,所用的树脂在高于室温的温度,即定影温度下能迅速减小粘性,而在如纸的转印介质上变为液体,并部分地浸入该转印介质中,且能在室温下快速恢复其粘性,从而固定在该转印介质上,另外,颜料可弥散在这种树脂中;如此得到的这种树脂可用作调色剂的主要成份。这种树脂被称为粘结剂树脂。为了使调色剂具有抗传印性,可使用一种低软化物质,该低软化物质在从室温到定影温度的过程中迅速减小粘性,且在定影温度的流动性好于该粘结剂树脂,并可容易地存在于粘结剂树脂与定影辊之间,该低软化物质可被作为调色剂的辅助组份。这种低软化物质称为隔离剂。
本发明人对含有粘结剂树脂和隔离剂的调色剂进行了广泛的研究。结果发现,粘结剂树脂在由GPC测定的分子量分布中,在从2000到300,000的分子量区中最好具有一个主峰。如果该粘结剂树脂在小于2,000的分子量区内有一个主峰,则可能污染调色剂携带材料或元件,如载体和套筒的表面,或在感光件表面产生膜层。如果粘结剂树脂在大于300,000的分子量区内有一个主峰,则调色剂会具有差的低温定影性。
此外,本发明人对作为隔离剂的蜡也作了广泛研究。结果发现,蜡在被GPC测定的分子量分布中,在从1000到小于2000的分子量区中最好有一个主峰。如果蜡在小于1000的分子量区中有一个主峰,则该蜡在室温下会从调色剂渗出,使得该调色剂的操作性和储存稳定性变差。如果蜡在大于等于2,000的分子量区内有一个主峰,则即使在定影温度下,蜡也不能充分液化,从而造成蜡很难以足够的量分布在粘结剂树脂与定影辊之间。
这些粘结剂树脂和蜡在被GPC测定的不同位置具有峰顶。如果形成位于这些峰顶间的凹下部分的组份在被GPC的测定中,以连续的形式大量存在于调色剂中,则在功能上难以将该定影性和隔离性分开。也就是说,归功于粘结剂树脂的定影性方面的功能与归功于蜡的隔离性方面的功能相互抵消而减小了作用,因而使调色剂的定影性和抗传印性均变差。另外,这种调色剂往往会污染感光件和接触充电件、接触转印件和与该感光件接触的调色剂携带材料或元件。
另一方面,如果在通过GPC的测定中,不存在形成这些峰顶间凹下部分的构成组份,则归功于粘结剂树脂的定影性方面的功能与归功于蜡的隔离性方面的功能不会相互抵消。但是,在这种情况下,蜡和粘结剂树脂不能容易地彼此相容,即蜡组份与粘结剂组份会相互分离,因此,调色剂将会具有不好的操作性和储存稳定性。
作为深入研究的结果,本发明人发现当调色剂在从2,000到5,000分子量区内的分子量积分值(L)与在大于等于800分子量区内的分子量积分值(T)的比例,即(L/T)×100是从1到15,且最好是从1到7时,该调色剂能保持好的低温定影特性,并且几乎不对感光件成膜,和几乎不污染诸如载体和套筒的调色剂携带材料或元件的表面。
具体地,对于从2,000到3,000,000分子量区内的粘结树脂组份和从1,000到小于2,000的分子量区内的隔离剂组份,当在相应的分子量区中调色剂具有相应的峰时,在相应的峰处,在分子量分布中呈现尖锐的分布。于是,在进行高速复印或连续送纸时,即使在定影温度下降时的低能量状态下,从2,000到5,000的分子量区内的粘结剂树脂组份的存在量仍是被定影到纸上的调色剂的主要组份。在粘结剂树脂组份的分布相对隔离剂组份的分布保持连续时,如果形成峰顶之间凹部部分的组份的量过大,则相应的有效组份可如上所述地相互抵消。因此,形成峰顶间凹部部分组份的存在量必须具有特定的比例。
如果(L/T)×100的值大于15,则在功能上难以将粘结剂树脂组份和隔离剂组份分开,这样定影功能和隔离功能会相互抵消,从而降低有效性,并难以同时得到高水平的定影特性和抗传印特性。如果(L/T)×100的值小于1,则粘结剂树脂组份和隔离剂组份往往会分离,使得该调色剂充电特性不稳定。
在大于等于300,000的分子量区内的高分子组份会使调色剂耐用,并赋予该调色剂操作特性和储存稳定性,但它的大数量会造成不希望高的定影温度。作为广泛研究的结果,本发明人发现了一种具有在大于等于300,000分子量区内的分子量积分值(H)与在大于等于800分子量区内的分子量积分值(T)的比值(H/T)×100为3到30,最好为5到25的调色剂具有不破坏定影温度特性的优异的操作性。
在大于等于300,000的分子量区内的、通常被归入高分子组份的这种组份,当它大量存在时,不仅对定影性有不利的影响,还可能给调色剂的制造带来不稳定。因此,在GPC色谱图中,当比值较小并在峰处具有长方形的分布时,对位于上述范围附近的高分子组份最好予以考虑。但是该色谱图显示,调色剂的储存稳定性与调色剂颗粒自身的表面强度相矛盾,因此难以有效地实现两种特性。
但是,在本发明中,主要制约调色剂定影特性的分子量分布中该粘结剂树脂组份的低分子量区被发现与上述定影特性的改善相关。因此,对于维持上述储存稳定性和表面强度的高分子量组份保持上述特定量是非常有用的。
如果(H/T)×100的值大于30,则调色剂就具有低定影特性,而且由于调色剂的电荷量变化大,当形成多层的调色剂图像时,在图像输出时易于产生传印。如果(H/T)×100的值小于3,则调色剂在长时间使用后会产生严重的遮挡,或污染充电件。
在本发明中,在大于等于100,000的分子量区内,粘结树脂组份是对抗遮挡性和调色剂的储存稳定性起作用的组份。因此,该调色剂所具有的在大于等于100,000的分子量区的分子量积分值(M)与在大于等于800的分子量区的分子量积分值(T)的比值(M/T)×100是从10到50,最好是从15到40。最理想的是该调色剂能够满足以上特性,并能保持本身的流动性,以达到良好的充电特性。
如果(M/T)×100的上述值大于50,则在制备调色剂时,着色剂和电荷控制剂不能良好地弥散,从而使得它们难以均匀弥散在调色剂颗粒中,因此很难得到要求的电荷量。如果(M/T)×100小于10,则在高温侧易于产生传印。
在本发明中,在从800到3,000的分子量区中,调色剂的Mw/Mn最好不大于3.0。
在本发明中,在调色剂的分子量分布中,从2,000到300,000的分子量区内的峰顶高度(Hb),与从1,000到小于2,000的分子量区内的峰顶高度(Ha)的比值(Hb/Ha)最好是从0.70到1.30,更好地是从0.75到1.25。
这一高度比的关系式表示大量存在的低软化物质隔离剂组份可使调色剂对热定影辊保持很好的隔离特性。在这种情况下,可看到上述粘结剂树脂组份的分子量分布在低分子量侧明显被弯曲,隔离剂组份对粘结剂树脂组份的分子量不起抑制作用,因此,该调色剂对热定影辊显示出良好的隔离性。
如果Hb/Ha的值小于0.70,则在常温条件下,蜡(隔离剂)会流动到调色剂的外侧,使得调色剂就具有不好的操作性和储存稳定性。如果Hb/Ha的值大于1.30,则蜡量不充足,这就使调色剂具有差的抗传印性,且在全色成像时,当由多层构成的未定影调色剂图像被压在热定影辊的某部分时,特别容易发生传印。
在分子量分布中,调色剂具有从2,000到300,000的分子量区内的峰顶与从1,000到小于2,000的分子量区内的峰顶之间存在的分子量最小值处的高度(Hc),与从1,000到小于2,000的分子量区内的峰顶高度(Ha)的比值(Hc/Ha)可从0.01到0.15,最好是从0.01到0.10,更好是从0.01到0.07,最佳值则是从0.02到0.07。
如果Hc/Ha的值小于0.01,则蜡和粘结剂树脂不易相互溶合,可能导致蜡组份和粘结剂组份彼此分离,使得调色剂的操作性和储存稳定性不好。如果Hc/Ha的值大于0.15,则粘结树脂和蜡在功能上难以分离,即,粘结树脂的功能与蜡的功能相互抵消而降低作用,因而使该调色剂的定影性和抗传印性均不好。
在本发明中,在调色剂的THF可溶物质被GPC测定的分子量分布中,该调色剂具有的重均分子量(Mw)从90,000到2,000,000、最好从100,000到1,500,000。
如果调色剂的重均分子量小于90,000,则调色剂具有低的抗遮挡性,并且除此之外会使感光件表面产生薄膜。如果调色剂的重均分子量大于2,000,000,则传印会在高温侧上产生,或着色剂不能很好地弥散,从而降低图像质量,并在制备调色剂时难以得到均匀的调色剂颗粒。
在本发明中,在调色剂的四氢呋喃可溶物质被GPC测定的分子量分布中,调色剂具有的数均分子量(Mn)可从8,200到700,000,最好从8,300到500,000。
如果调色剂的数均分子量(Mn)小于8,200,则调色剂会因缺乏储存稳定性而导致流动性不良。如果调色剂的数均分子量(Mn)大于700,000,则调色剂具有低的制备稳定性,以致难以得到均匀的调色剂颗粒,同时调色剂的摩擦电也会受影响。
对于表示分子量分布宽度的Mw/Mn,调色剂的Mw/Mn值最好是从4到15,而5到13则更好。
如果Mw/Mn的值小于4,则调色剂具有低的抗遮挡性。如果Mw/Mn的值大于15,则粘结剂树脂组份就具有慢的熔融性,因此,特别是在用作彩色调色剂时,为了达到充分形成彩色所需的快速熔融性能就会受到损害,以致于难以达到精确的彩色可复制性,同时,该粘结剂树脂组份具有与其它彩色调色剂低的混合性。
在本发明中,用THF(四氢呋喃)作溶剂的调色剂的甲苯可溶物质被GPC测定的分子量分布在以下条件下被测定。
借助索氏提取器先用甲苯溶剂提取调色剂20小时。然后将得到的提取液放入旋转蒸发器以去除甲苯,之后溶解在THF(四氢呋喃)中。接着,使该混合物穿过一个样品处理过滤器(微孔尺寸:0.3到0.5μm;例如,可使用TOSO有限责任公司生产的MAISHORI DISK H-25-5,或使用German Science Japan有限公司生产的EKIKURO DISK25CR)。得到的溶液用作GPC的样品。作为树脂组份,样品浓度控制为0.5到5mg/ml。
在GPC测量设备中,柱子被稳定在40℃的热室中。为使柱子保持在该温度,作为溶剂的THF以每分钟1ml的流速流动,并以约100μl的THF样品溶液注入到柱子中以进行测量。在样品的分子量测量中,根据用几种单分散聚苯乙烯标准样品制备的校正曲线的对数值与读数(停留时间)之间的关系,计算该样品的分子量分布。作为制备该校正曲线的标准聚苯乙烯样品,适于使用例如TOSO CO.Ltd.或Showa Denko kk.生产的分子量从100到10,000,000的样品,并至少使用大约10个标准聚苯乙烯样品。一个RI(折射率)检测器用作检测器。柱子可由多个市售的聚苯乙烯凝胶柱组成。例如,它们最好由Showa Denko K.K.销售的ShodexGPC KF-801、KF-802、KF-803、KF-804、KF-805、KF-806、KF-807和KF-800P的组合物,或由TOSO Co.Ltd.销售的TskgelG1000H(Hxl)、G2000H(Hxl)、G3000H(Hxl)、G4000H(Hxl)、G5000H(Hxl),G6000H(Hxl),G7000H(Hxl)和TSK保护柱的组合构成。
根据以上述方法得到的GPC分子量分布,计算在大于等于800的分子量区内的分子量积分值(T)、2,000到5,000分子量区内的分子量积分值(L)、大于等于100,000的分子量区内的分子量积分值(M),以及大于等于300,000的分子量区内的分子量积分值(H)。
根据以上述方法得到的GPC分子量分布,以下述方式计算从2,000到300,000的分子量区内的峰顶高度(Hb),与从1000到小于2,000的分子量区内的峰顶高度(Ha)的比值(Hb/Ha),以及从2,000到300,000的分子量区内的峰顶和从1,000到小于2,000的分子量区内的峰顶之间分子量最小值处的高度(Hc),与从1,000到小于2,000的分子量区内的峰顶高度(Ha)的比值(Hc/Ha)。
垂直线在分子量分布的1,000到小于2,000的分子量区内和2,000到300,000的分子量区内,从各个最大值落向底线。从2,000到300,000分子量区内最高峰(峰顶)拉出的垂线长度被作为大于等于2,000分子量区内的峰顶高度(Hb)。从1,000到小于200,000分子量区内最高峰(峰顶)拉出的垂线长度被作为从1,000到小于2,000分子量区内的峰顶高度(Ha)。
垂直线从产生的分子量分布的2,000到300,000分子量区内的峰顶与1,000到小于2,000的分子量区内的峰顶之间的分子量最小值落向底线。从以上区内的最低点(底点)拉出的垂线长度被作为从2,000到300,000分子量区内的峰顶与从1,000到小于2,000分子量区内峰顶之间的分子量最小值的高度(Hc)。
使用Ha、Hb和Hc,计算Hb/Ha和Hc/Ha。
在本发明中,调色剂的树脂组份还可包含甲苯不溶物质(即,凝胶组份)。这主要是为了在定影时改善抗传印性,以便在定影熔融时使调色剂易于变形。
在本发明中,调色剂的树脂组份最好含有基于该树脂组份重量的2到30%(重量)的甲苯不溶物质,3到25%(重量)则更好。如果调色剂的树脂组份含小于2%(重量)的甲苯不溶物质,就会破坏隔离特性,由此在高温定影时,调色剂就会变为液体(流出)。如果调色剂的树脂组份含大于30%(重量)的甲苯不溶物质,则在定影熔融时调色剂不易变形,因此使低温定影性变差。
在本发明中,调色剂树脂组份中甲苯不溶物质的含量以下述方式确定。先从上述GPC测量中用索氏提取器用甲苯溶剂提取该调色剂20小时后得到的提取残留物的重量中减去着色剂和电荷控制剂的重量,得到它们之间的差值。然后,得到的该重量值被在索氏提取前从调色剂重量中减去该着色剂和电荷控制剂的重量所得到的重量除,之后,该商乘以100。
具体地说,本发明中树脂组份的甲苯不溶物质由下述的实验测量确定。
在圆筒滤纸(可从Toyo Roshi K.K.得到的No.86R)上精确地称样品(1g)。将该样品浸没在1升甲苯中,并在沸腾状态提取20小时。提取后得到的滤纸被干燥并称重。依据下列关系式计算甲苯不溶物质的含量。
甲苯不溶物质(凝胶含量)=(W2-W0)/(W1-W0)×100(%)
W0:圆筒滤纸的重量(g)。
W1:被提取层(样品+圆筒滤纸)的重量(g)。
W2:提取和干燥后,圆筒滤纸的重量(g)。
当除该树脂组份以外的组份包含在样品中时,采用分别从重量W1和重量W2减去除该树脂组份以外的组份重量而得到的重量W1’和W2’,计算甲苯不溶物质。
用于显影静电图像的调色剂中的隔离剂低软化物质可包括:诸如石蜡、聚烯烃蜡、微晶蜡和费-托合成过程中得到的蜡的聚乙烯蜡类;酰胺蜡类;高级脂肪酸类;长链醇类;酯蜡类;以及诸如接枝化合物和嵌段化合物的衍生物类。它们最好是那些从已被去除了低分子组份并在DSC吸热曲线中具有清晰的最大吸热峰的物质。
可用的优选蜡是具有15到100个碳原子的直链烷基醇类,直链脂肪酸类,直链酸酰胺类,直链酯类或褐煤型衍生物。最好将诸如液体脂肪酸类的杂质从这些蜡中去除。
可用的更优选的蜡可包括在高压下由烯烃的自由基聚合得到的,或在低压下、在存在齐格勒催化剂或别的催化剂时由烯烃聚合得到的低分子烯烃聚合物;由高分子量烯烃聚合物的热分解得到的烯烃聚合物;当烯烃被聚合时,那些经分离和提纯低分子量烯烃所得到副产物;以及用Arge方法从包含一氧化碳和氢的合成煤气得到的烃聚合物的蒸馏残渣中,或从经氢化蒸馏残渣得到的合成碳氢化合物中,经对特定组份提取分馏而得到的聚亚甲基蜡。可将抗氧化剂加入这些蜡中。
用于本发明的隔离剂在DSC吸热曲线中的40到120℃范围内,最好是在40到90℃范围内,更好的是在45到85℃范围内,应有一个最大吸热峰。如果最大吸热峰在40℃以下,隔离剂就具有弱的自粘结力,因此,高温抗传印性不好,这是不希望的。如果最大吸热峰在120℃以上,调色剂就具有较高的定影温度,隔离剂会在成粒过程中沉积,从而扰乱该悬浮系统,这也是不希望的。
隔离剂可以是一种最大吸热峰半宽度在10℃内、最好是在5℃内的快速溶融的隔离剂。
在本发明中,根据ASTM D3418-8进行隔离剂的DSC测量。具体地说,使用如Perkin Elmer Co.制造的DSC-7,根据铟和锌的熔点校正该装置检测部分的温度,并对一个空容器进行控制,使测量以10℃/分钟的温升率在从30℃到200℃的温度下进行。
作为隔离剂,考虑到OHP页上的透明度,和在定影时的低温定影性及高温抗传印性,酯蜡应主要由含有15到45个碳原子的长链烷醇与具有15到45个碳原子的长链烷基羧酸进行酯化获得的化合物构成。
在本发明中,考虑到调色剂生产时的抗传印性和稳定性,在调色剂的粘结树脂为100重量份的基础上,该隔离剂的含量应是3到40重量份,更好是5到35重量份。
如果隔离剂的含量小于3重量份,则难以得到充分的高温抗传印性,同时当图像在记录介质的两侧定影时,被第一次定影图像的传印(在该表面)会在第二次定影时(在背面)发生。如果其含量大于40重量份,则在生产调色剂中,当用粉化方法制作调色剂颗粒时,调色剂组份会熔粘到调色剂生产设备的内侧,并且当用聚合方法制作调色剂颗粒时,调色剂颗粒会彼此结块。
出于对调色剂工作特性的考虑,隔离剂最好被封装入调色剂颗粒内部。作为封装隔离剂的具体方法,使覆盖在该隔离剂上的水性介质中的材料极性小于主可聚合单体上的水性介质中的材料极性,另外,具有很大极性的树脂或可聚合单体按小量加入,这样就可得到具有芯/壳结构的调色剂颗粒,其中隔离剂的芯表面被壳树脂覆盖。
作为确认调色剂颗粒的芯/壳结构的方法,是将调色剂颗粒充分地弥散在冷固性环氧树脂中,然后在40℃的温度环境中固化两天,用与四氧化三钌,任选地与四氧化三锇混合,给得到的固化产物染色,之后,用带有金刚石切刀的检镜用刀,把样品切成薄片,以便用透射电子显微镜(TEM)观察调色剂颗粒的剖面。在本发明中,为了利用所用隔离剂与构成壳的树脂之间结晶度的差别,在材料之间形成反差,最好用四氧化三钌染色法。
本发明的调色剂最好是通过聚合方式得到的聚合调色剂,其中通过使可聚合的单元成份聚合,制成调色剂颗粒。这是因为聚合调色剂可避免当通过粉化制作调色剂时,在热熔揉合和粉化步骤中引起的高分子量组分的分子链被切断,从而使其粉化所带来的问题,并且具有本发明特征的各个组份的比例易于控制。
当用聚合方式制作调色剂颗粒时,调色剂的颗粒尺寸分布和粒径可被控制,其方法是改变加入到水介质的水微溶无机盐和具有保护胶体作用的分散剂的类型和数量;或通过控制在水介质中进行成粒时所用的机械装置条件,如搅拌条件(诸如,搅拌器的圆周速度,通过次数和搅拌叶片的形状)和反应容器的形状,或控制水介质中固体物质的浓度;这样,颗粒尺寸分布和粒径就能被恰当地控制。
用于本发明的可聚合单体可包括诸如苯乙烯,o-、m-或p-甲基苯乙烯,以及m-或p-乙基苯乙烯的苯乙烯型单体;丙烯酸或甲基丙烯酸的单体;丙烯酸或甲基丙烯酸酯的单体,诸如丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯或甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸十二烷基酯或甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯或甲基丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸二十二烷基酯或甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己基酯或甲基丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸二甲基氨乙基酯或甲基丙烯酸二甲基氨乙基酯,和丙烯酸二乙基氨乙基酯或甲基丙烯酸二乙基氨乙基酯;以及诸如丁二烯,异戊二烯,环己烯,丙烯腈或甲基丙烯腈和丙烯酸酰胺的烯类单体。上述的单体均可选用。
这些可聚合单体均可被单独使用,或一般在如聚合物手册(POLYMER HANDBOOK),第2版,139-192页(John Wiley & Sons,Inc.)中所说的40到80℃的理论玻璃化转变温度(Tg)范围内,以适当混合的单体混合物形式使用。如果理论玻璃化转变温度低于40℃,就会发生调色剂储存稳定性和工作稳定性方面的问题。另一方面,如果该理论玻璃化转变温度大于80℃,则调色剂的定影点会变得较高。尤其是在用彩色调色剂形成全色图像时,在定影时,相应彩色调色剂的彩色混合性会较差,因此使彩色复制性不好,同时,OHP图像的透明度会很低。所以,这样的温度不可取。
当通过聚合作用制取具有芯/壳结构的调色剂颗粒时,尤其优选是加入极性树脂。作为用于本发明的极性树脂,最好选用苯乙烯与丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物,苯乙烯与马来酸的共聚物,聚酯树脂和环氧树脂。极性树脂最好是那些在分子中不含有能与可聚合单体反应的任何不饱和基团的极性树脂。
在本发明中,调色剂颗粒的表面还可设有最外壳树脂层。这种最外壳树脂层具有的玻璃化转变温度最好高于形成壳的壳树脂层的玻璃化转变温度,以便进一步改善抗结块性,最外壳树脂层还应被交联到不会损坏定影性的程度。该最外壳树脂层最好与极性树脂和电荷控制剂混合,以改善充电特性。
对于如何设置最外壳树脂层没有特定的限制。例如,可用以下方法设置该层。
1)一种方法是,在聚合反应的后半程或完成之后,根据需要将通过溶解或分散极性树脂、电荷控制剂、交联剂等而制成的单体成份加入到反应体系中,并使其吸附在聚合颗粒上,而后加入聚合引发剂,以进行聚合。
2)一种方法是,根据需要把由含极性树脂、电荷控制剂、交联剂等的单体成分制成的乳液状聚合颗粒或无皂聚合颗粒加入到该反应体系中,并使它粘合到聚合颗粒的表面,然后任选地通过加热将它们固定。
3)一种方法是,根据需要把由含极性树脂、电荷控制剂、交联剂等的单体成份制成的乳液状聚合颗粒或无皂聚合颗粒在干燥工序中机械地固定到调色剂颗粒的表面。
作为极性树脂最好选用聚酯树脂。
对于用于本发明的着色剂,下文所示的碳黑、磁性材料、在黑色中用黄色调色的着色剂,品红和青色着色剂被用作黑着色剂。
作为黄着色剂,可采用以缩合偶氮化合物、异吲哚酮化合物,蒽醌化合物、偶氮金属配合物、次甲基化合物和烯丙酰胺化合物为代表的化合物。具体说优先选用C.I.颜料黄12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168和180。
作为品红着色剂,用采用缩合偶氮化合物、二酮焦吡咯化合物、蒽醌化合物、喹吖啶酮化合物、碱性染料色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑化合物、硫靛化合物和化合物。具体地说,优先选用C.I.颜料红2、3、5、6、7、23、48∶2、48∶3、48∶4、57∶1、81∶1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221和254。
作为用于本发明的青着色剂,可采用铜酞菁化合物及其衍生物、蒽醌化合物和碱性染料色淀化合物。具体地说,优先选用C.I.颜料蓝1、7、15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、60,62和66。
这些化合物可单独使用,也可以混合态或固溶液的形式使用。
就彩色调色剂而言,基于色调角、色度、亮度、耐气候性、OHP胶片上的透明性和在调色剂颗粒中的分散性来选择使用于本发明的着色剂。该着色剂的使用量最好是基于100重量份的粘结剂树脂,含1到20重量份。
当用磁性材料作为黑着色剂时,该黑着色剂的使用量最好是基于100重量份的粘结树脂,含40到150重量份,它不同于含其它着色剂的情况。
对于电荷控制剂可使用已有的电荷控制剂。当形成彩色调色剂时,最好使用无色的电荷控制剂,以使调色剂的充电速度加快,并能稳定保持恒定的电荷量。当使用聚合法制取调色剂颗粒时,应选用既没有聚合抑制作用,也没有在水溶液分散介质中起加溶作用的电荷控制剂。
作为特定的化合物,负电荷控制剂可包括,水扬酸、萘甲酸、二羧酸或它们衍生物的金属化合物,在侧链上具有磺酸或羧酸的聚合物型化合物,硼化合物,尿素化合物,硅化合物,以及carixarene,其中任何一种化合物均可使用。正电荷控制剂可包括,季铵盐,在侧链上带有这种季铵盐的聚合物型化合物,胍化合物,和咪唑化合物,其中任一种化合物均可使用。
电荷控制剂的使用量为基于100重量份粘结剂树脂,有0.5到10重量份电荷控制剂。但在本发明中,添加电荷控制剂不是必须的。例如,在进行双组份显影时,可由承载件进行摩擦充电,在进行单组份显影时,可由刮板或套筒进行摩擦充电。以上两种情况中均不需在调色剂颗粒中包含电荷控制剂。
本发明中使用的聚合引发剂可包括诸如2,2’-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二异丁腈、1,1’-偶氮二-(环己烷-1-腈)、2,2’-偶氮二-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈和偶氮二异丁腈的偶氮型聚合引发剂;诸如,苯甲酰基过氧化物、甲基乙基酮过氧化物、二异丙基过氧碳酸盐、氢过氧化枯烯、2,4-二氯苯甲酰过氧化物以及月桂酰过氧化物型聚合引发剂。
通常,聚合引发剂的使用量为可聚合单体重量的0.5到20%的量、最好为0.5到10%的量,其变化依据本发明设置的组份比例。聚合引发剂依据聚合方法可进行小的类型变化,并在参照其10小时半衰期温度的条件下,单独或混合使用。
为了用少量的引发剂在大于等于300,000分子量区内可靠和有效地合成树脂组份,以使用作链转移剂的该引发剂能是较小的量,本发明的调色剂可通过将在2,000到5,000分子量区里具有一个顶峰的聚合物,添加到已确保聚合物具有从2,000到5,000分子量小增长的反应体系中而得到。在进行成粒之前,可将这种聚合物以适当的量添加到该单体组合物中。该调色剂还可通过在大于等于40℃的温度下,最好在50到90℃进行合成而得到,经过一定的时间,在聚合反应的前半程合成高分子产物,之后以适当的温度梯度升温,以便在该聚合反应的后半程合成低分子产物。在两个阶段中,聚合反应时水介质中溶解氧的浓度将被严格控制,以使其成为0.1至0.8mg/升的最佳值。可通过将氮鼓入水介质中来控制溶解氧的浓度。
在本发明中,为了控制调色剂树脂组份的分子量分布,优选是另外加入已知的交联剂、链转移剂和聚合引发剂。
当用悬浮聚合反应制作本发明的调色剂时,任何有机化合物和无机化合物均可用作分散剂。作为无机化合物、该分散剂可包括,磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸锌、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、偏硅酸钙、硫酸钙、硫酸钡、膨润土、二氧化硅氧化铝、磁材料和铁氧体。作为有机化合物该分散剂可包括,聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠盐、和淀粉。
这些稳定剂的使用量最好基于100重量份该聚合单体成份为0.2至10.0重量份的量。
作为这些分散剂可按原样使用市售的产品。为了得到具有细小和均匀颗粒尺寸的被分散颗粒,可在高速搅拌下,在分散介质中形成无机化合物的细颗粒。例如,在磷酸钙的情况下,可高速搅拌混合的硫酸钠水溶液与氯化钙水溶液,从而得到用于悬浮聚合的细颗粒分散剂。
在这些分散剂中,0.001至0.1重量份的表面活性剂可用于混合。具体地说,可使用市售的非离子型、阴离子型或阳离子型表面活性剂。例如,使用的表面活性剂最好是十二烷基苯硫酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钾和油酸钙。
在本发明中,可用以下方法制取聚合调色剂:借助于诸如均化器或超声波分散机的混合机,将一种包含可聚合单体并在其中添加有隔离剂、着色剂、电荷控制剂、聚合引发剂和其它添加剂的单体组合物均匀地溶解或分散然后借助一种诸如均化器的分散机将此单体组合物分散在含分散稳定剂的水介质中,随后成粒。当该单体组合物形成具有所需调色剂颗粒尺寸的小滴时,成粒停止。成粒后,可进行搅拌,以保持颗粒的状态,并借助分散稳定剂的作用防止颗粒沉淀。在大于等于40℃,通常为50到90℃的聚合温度下,进行聚合。在本发明中,为了控制分子量分布,在聚合的后半程,可升高温度,另外为了除去未反应的可聚合单体、副产物等,在反应的后半程或反应完成后,可从反应系统中除去部分水介质。该反应完成后,形成的调色剂颗粒经洗涤、过滤被收集,随后被干燥。在这种悬浮聚合中,通常优选地水以基于100重量份单体成份,以300到3,000重量份的量用作分散介质。
除以上聚合方法外,也可用所谓粉碎法制取本发明的调色剂,其中,借助于诸如压力揉和机或挤压机,或介质分散机的分散机器,将粘结剂树脂、隔离剂、着色剂、电荷控制剂和其它添加剂均匀地分散,之后,用机械粉碎器或用能使材料作为喷流中的撞击目标的冲击粉碎器,将被分散的材料粉碎,以便通过精细粉碎得到具有所需粒径的调色剂颗粒,然后,再对粉碎的产物分级,以使其颗粒尺寸分布准确,从而制成调色剂颗粒。
为产生各种调色剂特性,外部添加剂可从外部加到调色剂中。基于调色剂的操作特性,这种外部添加剂的平均粒径最好不大于调色剂颗粒重均粒径的1/10。这种外部添加剂的平均粒径指的是用电子显微镜观察该调色剂颗粒得到的数均粒径。
对于外部添加剂,例如,可采用下述材料。
它可包括如氧化铝、氧化钛、钛酸锶、氧化铈、氧化镁、氧化铬、氧化锡,以及氧化锌的金属氧化物;如氯化硅等氮化物;如碳化硅的碳化物;如硫酸钙、硫酸钡、以及碳酸钙的金属盐;如硬脂酸锌、硬脂酸钙的脂肪酸金属盐;碳黑;和二氧化硅。
这些外部添加剂均可基于100重量份的调色剂颗粒,其使用量优选为0.01到10重量份的量,最好0.05到5重量份的量。这些外部添加剂可单独使用,也可以两种或多种组合使用。对外部添加剂最好进行疏水处理。
为了能得到更细小的潜像点,以便能可靠地复制更高质量图像,本发明中调色剂颗粒应具有4到10μm的重均粒径(D4),最好具有5到8μm的重均粒径。如果调色剂颗粒的重均粒径(D4)小于4μm,则调色剂的转印效率会降低,使得转印残余调色剂大量保留在感光件表面,这将造成不均匀的图像,或使调色剂熔粘到感光件上。如果调色剂颗粒的重均粒径(D4)大于10μm,则细点再现性会下降,同时由于机器内调色剂的散布,会使调色剂熔粘到各种部件上。
可用TA-II型Coulter计数器或Coultez多级分粒机(由CoulterElectronics,Inc.制造)测定调色剂颗粒的重均粒径。在本发明中,用TA-II型Coulter计数器(由Coulter Electronics,Inc.制造)进行测定。输出数量分布和体积分布的接口(由Nikkaki k.k.制造)与个人计算机PC 9801(由NEC制造)连接。作为电解溶液,可用一级纯度的氯化钠制备1%的氯化钠水溶液。例如,可使用ISOTON R-II(Coulter Scientific JapanCo.有售)。通过向100到150ml的上述水电解溶液加入0.1到5ml的表面活性剂,最好是烷基苯磺酸盐作为分散剂,再加入2到20mg的被测样品进行测定。将其中悬浮有样品的电解溶液在超声分散机中分散1到3分钟。借助用100μm的孔作为其孔的上述TA-II型Coulter计数器,用测定的粒径不小于2μm的调色剂颗粒的体积和数量计算该体积分布和数量分布。然后,根据确定的体积分布,确定本发明的基于体积的重均粒径(D4:每个通道的中间值被用作各通道的代表值)。
如上所述本发明的调色剂可用作单组份显影剂,或该调色剂与载体颗粒混合被用作双组份显影剂。
作为双组份显影剂的载体颗粒,可使用诸如表面氧化或非表面氧化的铁、镍、铜、锌、钴、锰、铬和稀土元素、它们的合金、它们的氧化物、以及铁氧体。对它们生产方法没有特殊限制。
为了控制电荷等目的,最好用含树脂的涂覆材料来涂覆载体颗粒的表面。作为其方法,可使用通常所知的方法,例如,将含树脂的涂覆材料溶解或悬浮在溶剂中,涂覆得到的溶液或悬浮液使其粘附到载体颗粒上。为了使该涂覆层稳定,最好选用将涂覆材料溶解在溶剂中,然后用得到的溶液进行涂覆的方法。
涂覆在载体颗粒表面的涂覆材料可根据调色剂的材料而不同。例如,可选用氨基丙烯酸盐树脂、丙烯酸树脂,或这些树脂与苯乙烯树脂的共聚物。
作为构成负可充电涂覆材料的树脂,可选用硅氧烷树脂、聚酯树脂、氟树脂、聚四氟乙烯、一氯三氟乙烯、和聚偏氟乙烯,它们被定位在摩擦电序中的负侧,但并不限于这些材料。可适当地确定这些化合物的涂覆量(覆盖率),以实现满意的载体充电性能。在一般情况下,它可在0.1到30%重量范围内,最好是在0.3到20%重量的范围内。
用于本发明中载体的材料具有由大于等于98%的Cu-Zn-Fe[组份比:(5至20)∶(5至20)∶(30至80)]构成的铁氧体颗粒的特征,但在不损坏载体特性的前提下没有特殊的限制。该载体也可以是由粘结剂树脂、金属氧化物和磁性金属氧化物构成的树脂载体形式。
该载体的平均粒径可以是35到65μm,最好是40到60μm。在体积分布中,当粒径小于等于26μm的颗粒含量从2到6%,粒径35到43μm的颗粒含量从5到25%,粒径大于等于74μm的颗粒含量不大于2%时,可形成好的图像。
作为在双组份显影剂中的调色剂浓度,以上载体颗粒和调色剂颗粒可以2到9%的重量比,最好以3到8%的重量比混合,在这个比例范围内,可得到好的图像。如果调色剂的浓度小于2%的重量,则因图像密度太低而不能被使用。如果调色剂的浓度大于9%重量,则更易产生灰雾和机内散布,从而缩短显影剂的使用寿命。
载体的平均粒径可用市售的颗粒尺寸干测量系统测定。具体地说,将一个干分散设备RODOS(由Nippon Denshi K.K.制造)装入一个激光衍射颗粒尺寸分布测量装置HEROS(由Nippon Denshi K.K.制造)中。在3.0巴的分散压力条件下,样品被测量三次,将基于体积分布50%粒径的平均值作为平均粒径。
下面结合附图说明使用本发明调色剂的成像方法。
图7表示的是能实施本发明成像方法的成像设备。
成像设备的主体并排设置有一个第一成像单元Pa、一个第二成像单元Pb、一个第三成像单元Pc和一个第四成像单元Pd,带有相应不同彩色的图像经过潜像形成、显影和转印处理而形成在转印介质上。
并排设置在成像设备中的各成像单元均按下文所说的,如图8中所示的第一成像单元Pa的结构构成。
第一成像单元Pa具有一个作为潜像承载件的电子摄影感光鼓1a。感光鼓1a沿箭头a所示方向转动。标号2a代表作为充电装置的主充电部件,所使用的充电辊与感光鼓1a接触。标号17a代表使激光转动扫描的多角镜,该多角镜用作在表面被主充电部件2a均匀充电的感光鼓1a上形成静电潜像的潜像形成装置。标号3a代表容纳彩色调色剂的作为显影装置的显影部件,用于对保持在感光鼓1a上的静电潜影显影形成彩色调色剂图像。标号4a代表作为转印装置的转印板,用于将形成在感光鼓1a表面上的彩色调色剂图像转印到被带状记录介质运载件8输送的用作转印介质的记录介质6的表面。该转印板4a与记录介质运载件8的背面相接触,并能施加一个转印偏压。
标号21a代表作为电荷消除装置的擦除曝光部件,用于除去感光鼓1a表面的静电。
在第一成像单元Pa中,感光鼓1a的感光件被主充电部件2a均匀地充电,然后,潜像形成装置17a在感光鼓上形成静电潜像。显影部件3a用彩色调色剂把该静电潜像显影。在第一转印区(感光鼓与记录介质进入接触的位置),经显影形成的调色剂图像从与输送记录介质6的带状记录介质运载件8的背面接触的转印板4a施加的转印偏压转印到记录介质6的表面。
用与感光件表面接触的清洁板等清洁装置可将位于感光件上的彩色调色剂从感光件表面去除,并在显影时,用显影装置收集该彩色调色剂。而后,其上带有转印残余调色剂的感光件被擦除曝光部件21a除静电,并且重新进行上述成像过程。
在该成像设备中,与第一成像单元Pa的结构相同,但在显影部件中装有不同彩色调色剂的第二成像单元Pb、第三成像单元Pc和第四成像单元Pd,如图7所示并排设置。例如,用于第一成像单元Pa的品红调色剂、用于第二成像单元Pb的青调色剂、用于第三成像单元Pc的黄调色剂和用于第四成像单元Pd的黑调色剂在各相应成像单元的转印区被连续地转印到记录介质上。在这个过程中,各彩色调色剂在记录介质一次移动期间被对准重叠在同一记录介质上。在转印完成后,记录介质6被分离充电部件14从记录介质运载件8的表面分离,然后被例如输送带的输送装置送到定影部件7,在这里最终的全色图像被一次定影形成。
定影部件7具有一个定影辊71和一个与之成对的压力辊72。定影辊71和压力辊72在其内部分别带有加热装置75、76。标号73和74各代表除去定影辊和压力辊上污染物的薄板条;77代表加油装置的涂覆辊,用于把如硅油的分离油78涂覆在定影辊71的表面。
被转印到记录介质6上的未定影的彩色调色剂穿过定影辊71与压力辊72之间的压力接触区,在这里未定影的彩色调色剂图像被加热和压力的作用定影到记录介质6上。
在图7中,该记录介质运载件8是一个环形带状件。该带状件被驱动辊10沿箭头e所示方向移动。标号9代表转印带清洁装置;11代表带随动辊;12代表带电荷消除器。标号13代表一对用于使记录介质运载件8输送保存在记录介质容器60中的记录介质6的阻尼辊。标号17代表多角镜。经这个多角镜,来自光源(未示出)的激光被扫描,这里其光通量被反射镜改变了方向的扫描光经fθ镜头照射在感光鼓的母线上,从而对应图像信号形成潜像。
在本发明中,为了能控制充电时产生的臭氧量,作为给感光件进行主充电的充电装置最好使用例如辊、板或磁刷等的与感光鼓接触的接触充电件。也可使用充电时不与感光鼓接触的,例如电晕充电部件的非接触型充电件。
作为转印装置,可用与记录介质运载件背面相接触,并直接施加转印偏压的接触转印装置,例如转印辊,取代与记录介质运载件背面接触的转印板。
上述接触转印装置也可以被常用的通过从不与记录介质运载件背面接触的电晕充电部件施加转印偏压,而进行转印的非接触转印装置取代。
但考虑到在充电时对产生的臭氧量的控制,最好采用接触充电装置。
在上述成像设备中,所采用的成像方法是不经中间转印件,而直接将形成在潜像承载件上的调色剂图像转印到记录介质上。
下面结合图9所示的成像设备,说明一种先将形成在潜像承载件上的调色剂图像转印到一个中间转印件,再将转印到该中间转印件的调色剂图像转印到记录介质上的成像方法。
在图9所示的设备中,设置在作为潜像承载件的感光鼓141的对面,并与其接触而被转动的充电辊142使感光鼓141表面具有表面电位,曝光装置143使感光鼓141表面上形成静电潜像。显影部件144、145、146和147用品红、青、黄和黑四种彩色调色剂,使该静电潜像显影,从而形成调色剂图像。该调色剂图像的每种色彩均被转印到中间转印件148上,并重复转印多次,以形成多调色剂图像。
可使用的中间转印件148是一个鼓形部件,该鼓形部件支承件的圆周上粘附有一个部件,或可用的中间转印件148是一个包括基底和设置在基底上的如弹性层(例如,丁腈橡胶)的具有导电性部件的部件,在该弹性层中很好地分散着碳黑、氧化锌、氧化锡、碳化硅或氧化钛。也可使用带状中间转印件。
中间转印件148最好具有硬度从10到50度(JIS K6301)的弹性层150,或者,在转印带的情况下,中间转印件148最好由具有弹性层150的支承件155构成,该弹性层155在第二次将调色剂图像转印到记录介质的转印区具有上述硬度。
为把调色剂从感光鼓141转印到转印件148上,从电源149给作为中间转印件148支承体的芯金属155施加一个偏压,以形成转印电流,并转印调色剂图像。可采用从支承件或带的背面电晕放电来充电,或用辊充电。
中间转印件148上的多个调色剂图像被转印装置151一次转印到记录介质S上。作为转印装置,可采用电晕充电部件或使用转印辊或转印带的接触静电转印装置。
带有调色剂图像的记录介质S被送到具有作为定影件,且其内装有加热元件156的定影辊157和与定影辊157相接触的压力辊158的热定影部件处,记录介质S穿过定影辊157和压力辊158间的接触辊隙,从而使该调色剂图像定影到记录介质S上。
下面结合附图具体说明本发明所用显影部件的结构。
在本发明中,接触显影系统和非接触跳跃显影系统均可使用,在前一个系统中,被携带在显影剂携带件上的显影剂,在显影区与感光件表面接触,在后一个系统中,被携带在显影剂携带件上的显影剂在显影区从显影剂携带件飞向感光件表面,该显影剂携带件被设置留有一个间隙,以便使感光件与显影剂层呈非接触状态。
接触显影系统可包括采用含调色剂和载体的双组份显影剂的显影方法,和采用单组份显影剂的显影方法。
作为接触双组份显影方法,可在如图10所示的显影部件120中,采用含调色剂和磁性载体的双组份显影剂进行显影。
显影部件120具有一个用于保存双组份显影剂128的显影剂容器126、一个作为显影剂携带件,用于将存于显影剂容器126中的双组份显影剂128携带于其上,并将该显影剂128输送到显影区的显影筒121,以及一个作为显影剂层厚调节装置,用于调节形成在显影筒121上的调色剂层厚的显影板127。
显影筒121在其非磁性筒基体122内整体地设有磁铁123。
在显影容器126的内部被隔离壁130分隔为显影室(第一室)R1和搅拌室(第二室)R2。在搅拌室R2的上部,调色剂储存室R3形成在隔离壁130的另一侧。显影剂128被保存在显影室R1和搅拌室R2中,补充调色剂(非磁性调色剂)129被保存在调色剂储存室R3中。调色剂储存室R3设有供应口131,以便在补充调色剂129经过该供应口131时,按照与被消耗调色剂对应的量落入搅拌室R2中。
输送螺旋器124设置在显影室R1中。当输送螺旋器124被驱动转动时,保存在显影室R1内的显影剂128沿显影筒121的纵向输送。相似地,输送螺旋器125设置在搅拌室R2中,当输送螺旋器125被转动时,从供应口131落入搅拌室R2内的调色剂沿显影筒121的纵向输送。
显影剂128是包含非磁性调色剂和磁性载体的双组份显影剂。
显影容器126在其接近感光鼓119的部分设有一个开口,显影筒121从该开口向外伸出,在显影筒121与感光鼓119之间形成一个间隙。由非磁性材料构成的显影筒121设有一个用于施加偏压的偏压施加装置132。
设置在显影基体122的内侧,用作磁场产生装置的磁辊,即磁铁123,具有一个显影磁极S1、一个位于其下游的磁极N3,以及用于输送显影剂128的磁极N2、S2和N1。磁铁123设置在筒基体122内部,并使显影磁极S1面对感光鼓119。显影磁极S1在显影筒121与感光鼓119之间限定的显影区附近形成了一个磁场,该磁场在此形成一个磁刷。
设置在显影筒121上方,用以控制显影筒121上显影剂128层厚的显影剂调节板127由例如铝或SUS 316不锈钢的非磁性材料制成。非磁性板127的一端与显影筒121表面间的距离A是300到1000μm,最好是400到900μm。如果这个距离小于300μm,则磁性载体会在它们之间被截留,从而使显影层不均匀,还会使良好显影所需的显影剂不能涂覆在该筒上,从而造成显影图像密度降低,并很不均匀。为防止因显影剂中无效颗粒引起的不均匀涂覆(所谓的板阻塞),该距离最好大于等于400μm。如果该距离大于1000μm或更大,则涂覆在显影筒121上的显影剂量会增加,从而造成对显影剂层厚度过多地调节,并使磁性载体颗粒大量地粘附到感光鼓119上,还使由非磁性板127进行的显影剂循环和显影剂控制失效,从而因调色剂摩擦电不足而产生灰雾。
由双组份显影部件120进行的显影最好在施加一个交变电场,并在形成调色剂磁刷,且磁性载体与潜像承载件(例如,感光鼓)119接触的状态下进行。显影剂运载件(显影筒)121与感光鼓119间的距离B(S-D间的距离)最好从100到1000μm。这对防止载体粘附和改善点复制性是必要的。如果距离B小于100μm(即,间隙较窄),显影剂就不能充足地供应,从而使得图像密度降低。如果距离B大于1000μm,则会使来自磁铁S1的磁力线扩展,从而降低磁刷密度,结果使点复制性变差,或减弱粘合载体的力,并引起载体粘结。
施加的交变电场可选用峰-峰电压从500到5000V,频率从500到10,000Hz,最好选用频率从500到3000Hz,所用电场均在适当选择下施加。在这种情况下所用的波形可选自三角波、矩形波、正弦波,或具有变化负载比的波形中选取。如果所施加的电压低于500V,则难以得到足够的图像密度,且有时在非图像区不能很好地收集多余的调色剂。如果所加电压高于5,000V,则经过磁刷时潜像会变得无序,从而降低图像质量。
采用具有良好充电的调色剂的双组份显影剂,就可施加低的灰雾消除电压(背景电压),并可在对感光元件进行主充电时采用低压充电,这样就可延长感光元件的寿命。基于显影系统的背景电压以小于等于150V为好,最好是小于等于100V。
所用的反差电压最好从200V到500V,以便得到足够的图像密度。
如果频率低于500Hz,则电荷会注入该载体,加上处理速度的关系,会发生载体粘结或潜像被扰乱,从而降低图像质量。如果频率高于10,000Hz,则调色剂会跟不上电场的变化,从而降低图像质量。
为了进行能得到足够图像密度的显影,获得良好的点复制性,以及避免载体粘结,显影筒121上的磁刷最好以3到8mm的宽度(显影辊隙C)与感光鼓119接触。如果显影辊隙C窄于3mm,就难以得到令人满意的足够的图像密度和点复制性。如果显影辊隙C大于8mm,显影剂就可能塞进该辊隙,从而使机器停止工作,或难以有效地避免载体粘结。作为调整显影辊隙的方法,可通过调整显影调节板127与显影筒121之间的距离A,或调整显影筒121与感光鼓119之间的距离B来适当地调整该辊隙宽度。
在显影时,感光元件上的转印残余调色剂被调色剂和载体形成的磁刷收集。
关于接触单组份显影方法,可在如图11所示的显影部件80中使用非磁性调色剂进行显影。
显影部件80具有一个用于保存含有磁性或非磁性调色剂的单组份显影剂88的显影剂容器81,一个用于在其上携带存于显影剂容器81中的单组份显影剂88,并将它输送到显影区的显影剂携带件82,一个将显影剂送到该显影剂携带件82上的供给辊85,一个作为显影剂层厚调整件,用来调整显影剂携带件上显影剂层厚度的弹性板86,和一个用于搅拌存于显影剂容器81中的显影剂88的搅拌件87。
最好以具有弹性层84的弹性辊作为显影剂携带件82,弹性层84由具有弹性的如硅橡胶的橡胶,或由例如树脂的弹性件构成。
该弹性辊82与用作潜像承载件的感光件(鼓)89的表面压触,并用覆在该弹性辊表面的单组份显影剂88,对形成在感光件上的静电潜像显影,并在转印后收集存于感光件上的不需要的单组份显影剂88。
在本发明中,显影剂携带件与感光件表面确实地接触。这意味着,当单组份显影剂从显影剂携带件上被除去时,显影剂携带件与感光件接触。这里,借助于穿过显影剂横跨感光件和显影剂携带件起作用的电场的辅助作用,可形成无边界效应的图像,同时感光件表面被清洁。用作显影剂携带件的弹性辊表面或该表面附近,必须有一个能产生横跨感光件表面和弹性件表面的电场所需的电位。于是,可使用一个方法,控制弹性辊的弹性橡胶,使得在介质电阻区具有一个电阻,以便在避免它与感光件表面导电时保持该电场,或者在导电辊的表面层上设置一很薄的介电层。也可使用一个导电树脂筒,该导电树脂筒包含一个在其与感光件表面接触的外表面侧上涂覆有绝缘材料的导电辊,或者使用一个在其不与感光件表面接触的内表面侧设置一导电层所需的绝缘筒。
携带单组份显影剂的弹性辊可沿着与感光鼓相同的方向或相反的方向转动。当前者沿着与后者相同的方向转动时,弹性辊以大于感光鼓圆周速度100%的圆周速度转动。如果以等于100%或略小的圆周速度转动,则会产生如线图像清晰度差的图像质量问题。圆周速度越高,输送到显影区的显影剂量就越大,并且显影剂会更频繁地附着和离开静电潜像。因此显影剂在不需要的区域被刮去,并给予需要的区域;这个过程反复进行,从而使得忠实于该静电潜像的图像被形成。优选地,弹性辊可以100%或更大的圆周速度被转动。
只要能弹性地与显影剂携带件82受压接触,显影剂层厚调节件86可不限于弹性板,可用弹性辊代替。
弹性板或弹性辊可由诸如硅橡胶、聚氨酯橡胶和NBR的橡胶弹性材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成树脂弹性材料,或诸如不锈钢或钢的金属弹性材料构成,其中的任一材料均可使用。这些材料的某些组合物也可使用。
在使用弹性板的情况下,弹性板以其上边缘侧基部固定地支承在显影剂容器的侧边,并被设置成其板内面侧(或在反方向时其外面侧),在其低边缘侧在适当的弹性压力下,并在沿着显影筒转动的正向或反向,将该板逆着板的弹性成倾斜的状态接触该筒表面。
供给辊85由如聚氨酯泡沫的泡沫材料构成,并沿着相对该显影剂携带件的正向或反向,以不等于零的相对速度转动,使单组份显影剂能供给显影剂携带件,并在转印后除去残留在显影剂携带件上的显影剂(未参与显影的显影剂)。
当用显影剂携带件携带的单组份显影剂对感光件上的静电潜像显影时,在显影区应横跨显影剂携带件和感光件(鼓)施加DC和/或AC显影偏压,以进行显影。
下面说明非接触跳跃显影系统。
非接触跳跃显影系统可包括用带有磁性调色剂或非磁性调色剂的单组份显影剂的显影方法。
这里将结合图12所示的结构图,说明使用带有非磁性调色剂的单组份非磁性显影剂的显影方法。
显影部件170具有一个用于保存带有非磁性调色剂的单组份非磁性显影剂176的显影剂容器171,一个用于在其上携带保存在显影剂容器171中的单组份非磁性显影剂176,并将它输送到显影区的显影剂携带件172,一个用于将单组份非磁性显影剂供给该显影剂携带件的供给辊173,一个用于调节形成在显影剂携带件上显影剂层厚度的,作为显影剂层厚调节件的弹性板174,和一个用于搅拌保存在显影剂容器171中的单组份非磁性显影剂176的搅拌件175。
标号169代表静电潜像承载件,其上的潜像由电子摄影处理装置或静电记录装置(未示出)形成。标号172代表用作显影剂携带件的显影筒,该显影筒由铝或不锈钢的非磁性筒制成。
可用未加工的铝或不锈钢管制备该显影筒,最好将玻璃珠喷涂在该显影筒上,以使其表面均匀地粗糙化,通过镜面磨削或用树脂涂覆其表面。
单组份非磁性显影剂176保存在显影剂容器171中,并被供给辊173供给到显影剂携带件172上。供给辊173由诸如聚氨酯泡沫的泡沫材料制成,并以不等于零的相对速度在相对显影剂携带件的正向或反向转动,以将显影剂供给到显影剂携带件上,并能在转印后将剩余在显影剂携带件172上的显影剂(未参于显影的显影剂)除去。被供给到显影剂携带件172的单组份非磁性显影剂被用作显影剂层厚调节件的弹性板174,以薄层均匀地涂覆在显影剂携带件172上。
有效的方法是使弹性件在显影剂携带件的母线方向,以0.3到25kg/m,最好从0.5到12kg/m的作为线压力的压力与显影剂携带件接触。如果该接触压力小于0.3kg/m,则难以均匀地涂覆该单组份非磁性显影剂,导致单组份非磁性显影剂的电荷量分布变宽,在线图像周围产生灰雾和黑点。如果该接触压力大于25kg/m,则大的压力施加到单组份非磁性显影剂上,这会引起单组份非磁性显影剂的变质,并使单组份非磁性显影剂结块,因此这种压力不可取,且在这种压力下,为驱动显影剂携带件需要大的扭矩,这样也不可取。也就是说,接触压力从0.3到25kg/m的调整,能有效地分散结块的单组份非磁性显影剂,并能使单组份非磁性显影剂的电荷量立即上升。
作为显影剂层厚调节件,可使用弹性板或弹性辊,并优选使用由摩电系列材料制成的该调节件,以适合于静电充电显影剂所需的极性。
在本发明中,优选使用硅橡胶、聚氨酯橡胶或丁苯橡胶。还可设置有机树脂层,它由诸如聚酰胺、聚酰亚胺、尼龙、密胺、密胺交联尼龙、苯酚树脂、氟树脂、硅树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或苯乙烯树脂的树脂制成。可使用导电橡胶或导电树脂,而诸如金属氧化物、碳黑、无机须晶或无机纤维,以及电荷控制剂也可分散在弹性板的橡胶或树脂中。这样选择是因为可给予该板恰当的导电率和电荷供给性,并且单组份非磁性显影剂能被恰当地充电。
在这种非磁性单组显影方法中,当单组份非磁性显影剂以薄层涂覆在显影筒上时,为了获得足够的图像密度,显影筒上的单组份非磁性显影剂的厚度最好设置成小于该显影筒朝向该潜像承载件的间隙长度β,交变电场施加在这个间隙上。具体地说,图12所示的偏压电源177将交变电场或将由直流电场叠加在交变电场上,形成的显影偏压横跨显影筒172和潜像承载件169而施加。这有助于单组份非磁性显影剂从显影筒移向潜像承载件,以形成具有更好质量的图像。
下面具体说明用于上述成像方法的使用接触充电件对潜像承载件表面进行主充电的充电步骤。
在本发明中,为了用接触充电对该潜像承载件表面进行初始充电,电压被施加到具有电荷注入层的感光件上,具有108到1015Ω·cm体积电阻率的该电荷注入层的表面与接触充电件接触,当一个位于|V-VD|/d与|V|/d之间的较强电场被作为V1(V/cm)时,在从20到V1(V/cm)的施加电场范围内,通过使该接触充电件与导体转动件基体接触,并通过动态电阻测量测出该接触充电件的体积电阻率在104Ω·cm到1010Ω·cm范围内。这里,V是施加到接触充电件的电压,VD是当感光件表面进入该感光件与接触充电件间的辊隙时在该感光件表面上的电位,d是接触充电件的电压施加部分与感光件之间的距离。
这种采用上述接触充电件和感光件的本发明的结构,可使得充电起始电压Vh小,同时使得被充电的感光件的充电电位几乎等于该接触充电件所施加电压的90%或更多。例如,当将绝对值从100到2,000V的DC电压施加到接触充电件时,具有电荷注入层的电子摄影感光件可具有所施加电压的80%或更多,或90%或更多的充电电位。与之相比,采用放电的普通充电方式得到的感光件的充电电位,当所加的电压小于等于640V时,该充电电位几乎等于0V。当施加的电压大于640V时,所得到的充电电位充其量仅是从所施加电压减去640V所得到的值。
因此,在本发明中,为了避免产生针孔泄漏,或防止该接触充电件粘附到感光件上,使用了中等电阻的接触充电件,同时把有助于使电荷注入感光件的电荷注入层作为改善感光件上电荷注入充电效率的结构,设置在该感光件的表面。这种结构是较好的。
电荷注入层可以是一种,由通过将导光和导电颗粒分散在绝缘粘结剂中,而得到的具有中等电阻的材料构成的层,一种由与具有离子导电性的高透光树脂混合或共聚而成的绝缘粘结剂构成的层,或一种由具有中等电阻和光导率的单独树脂构成的层,上述层中的任何一种层均可采用。由上述层构成的电荷注入层可具有108到1015Ω·cm的电阻率。
在上述结构下,既可实现在过去除非该接触充电件具有103Ω·cm或更低的电阻率时才能产生的电荷注入,又能避免在过去除非该接触充电件具有104Ω·cm或更大的电阻率时才能避免的针孔泄漏。
在本发明中,为了同时满足由在过去除非使用具有低电阻率的接触充电件,才能产生的电荷注入带来的好的充电性,以及如果使用低电阻率的接触充电件,则防止感光件上的针孔泄漏就不能实现,另外也为了实现充分的电位会聚,与具有电荷注入层的感光件接触,并通过电荷注入进行充电的该接触充电件在上述20到V1(V/cm)施加电场下,可具有104Ω·cm到1010Ω·cm的体积电阻率。
在23℃/65%RH的环境下测定该体积电阻。
通常,充电件的电阻率随施加到该充电件的电场而变化。具体地,电阻率在施加强电场时下降,而在施加弱电场时升高,这就是电阻率与所施加电场的关系。
在通过向其注入电荷而对感光件充电的情况下,当感光件的待充电表面进入到感光件与接触充电件之间的辊隙(在从接触件观看的上游侧)时,在感光件表面进入该辊隙前其上的充电电场与施加到该接触充电件的电压间的电压差很大,使得该接触充电件具有强的施加电场。但是,一旦该感光件的充电表面穿过该辊隙,电荷被注入该感光件中,并且在辊隙处电荷逐渐消除,这样,感光件上的电位逐渐趋于0V电压,因此施加到接触充电件的电场也相应变小。即由此导致的结果是,在对感光件充电的步骤中,施加在接触充电件上的电场,在该接触充电件辊隙部分的上游侧和下游侧是不同的,施加在接触件上的电场在其上游侧高,而在其下游侧低。
这样,在感光件通过消除电荷,例如预曝光步骤的情况下,在进行充电步骤之前,感光鼓表面在进入感光鼓与接触充电件之间的辊隙时的电位基本上是0V,因此施加到该上游侧的电场基本取决于施加到该接触充电件的电压。但是,在不设置电荷消除步骤的情况下,它取决于充电和转印时施加的电压和极性,即,取决于转印后感光鼓上的电位,和施加到接触充电件上的电压。
更具体地说,在通过注入电荷对感光件充电的情况下,如果在0.3×|V|/d(V/cm)或更低的施加电场范围内,在施加到接触充电件的30%的电压内,该接触充电件的体积电阻是超过1010Ω·cm的值,即使当在施加电场的某点的体积电阻从104Ω·cm到1010Ω·cm,则在感光件与接触充电件之间辊隙下游侧上经电荷注入的充电很差,虽然施加电压的70%能良好地用于充电,但剩余30%的电荷不能被良好地注入。这样,该电荷难以注入感光件,感光件不能充到所需电位,从而造成不合格的充电。这就说明,在施加弱电场时,体积电阻对电荷注入感光件的状态影响很大。
因此,必需使用当|V-VD|/d和|V|/d之间较高的电场强度作为V1(V/cm)时,在从20到V1(V/cm)范围的施加电场中,体积电阻率从104Ω·cm到1010Ω·cm的接触充电件,该体积电阻值是使该接触充电件与一个导体转动件基体接触,通过动态电阻测量而测定的。这样,能在感光件上得到基本等于该施加电压的电位。
另一方面,如果在施加电压处的施加电场中、接触充电件的体积电阻率小于104Ω·cm,就会有过多的漏电流从接触充电件流入产生在感光件表面的划痕或针孔处,造成周围充电不良,针孔扩大和接触充电件的充电不合格。由于感光件表面上的划痕或针孔暴露在该表面上,感光件上的电位为0V,因此,有关该接触充电件的最大施加电场取决于施加到该接触充电件的电压。
也就是说,即使将体积电阻控制在104Ω·cm到1010Ω·cm的范围内,在所施加电场的某点也会出现充电不良和使击穿强度变差。
因此,当电场被作为是V1(V/cm)时,在20到V1(V/cm)的施加电场范围内,该体积电阻率必须在104Ω·cm到1010Ω·cm范围内,所说的电场是在i)基于感光件与接触充电件间辊隙上游侧上感光件电位之间电压差的施加电场,与ii)在设置预曝光步骤,或划痕或针孔存在于感光件表面时,基于施加到该接触充电件的电压的施加电场之间较高的电场。为了得到好的电荷率,接触充电件的电压施加部分与感光件之间的距离(d)应为300μm到800μm。
感光件与接触充电件之间的辊隙宽度越大,感光件与接触充电件之间的接触面积就越大,其接触时间也越长。因此,电荷能很好地注入感光件的表面部分,感光件被很好地充电。但是为了在该辊隙狭窄时,仍能获得充分的电荷注入,在其施加的电场范围内,该接触充电件最好具有R1/R2≤1,000范围内的电阻率,其中基于施加电场的最大和最小电阻率,分别由R1和R2表示。这是因为在感光件于辊隙处被充电的步骤中,电阻的任何突变都会使电荷注入感光件的过程不继续进行,这样待充电表面虽然可通过该辊隙,但不能被充分充电。
在施加到该接触充电件的电压的范围内,在AC充电时,调色剂的电荷不能被很好地调节到调色剂的正常电荷极性,在DC充电时,调色剂的电荷可以被调节到调色剂的正常电荷极性,但调色剂电荷会变得过多,从而可能对显影带来不良影响。另一方面,在本发明中,如上所述,使用感光件和接触充电件的结构可将转印残余调色剂的电荷调节到调色剂的正常电荷极性,并可恰当地控制电荷量。因此它能提供一个很好地收集转印残余调色剂,并反复稳定地进行显影的成像方法。
在本发明中,在接触充电件和感光件之间产生的摩擦电应具有与该感光件的电荷极性相同的极性,根据本发明人的研究结果,在通过与该接触件和感光件之间产生的摩擦电的注入性能相应的电荷注入充电的步骤中,感光件的充电电位被增加。如果接触充电件与感光件之间产生的摩擦电的极性与该感光件的电荷极性相反,则感光件摩擦电部分的电位下降,于是接触充电件与感光件表面之间产生电位差。感光件电位的降低可归因于该摩擦电高达V的10倍。但是这个电场会使接触充电件上的转印残余调色剂不能很好地收集和保持,并在该接触充电件包含磁性颗粒时,该电场可将残余调色剂转移到感光件上,造成诸如正重影和模糊的不良图像。
在本发明中,接触充电件应以相对感光件不同的圆周速度运动。给接触充电件与感光件设定彼此不同的表面运动速度,可使感光件寿命延长,并且在确保长时间充电稳定性的同时,可使该充电辊(接触充电件)的寿命延长,由此可使充电很稳定,并使成像系统本身具有很长的寿命。更具体地说,调色剂具有粘附到接触充电件表面的倾向,而粘附的调色剂会干扰充电。给感光件表面和接触充电表面设定彼此不同的运动速度,接触充电件的表面就以较大的量(表面量),被提供到同样的感光件表面。这样可以有效地抵抗充电干扰。也就是说,当转印残余调色剂到达被充电部分时,以小的力被吸引到感光件的一些调色剂因电场作用而移向接触充电件,使该接触充电件表面电阻产生局部变化,由此截断它的放电路径,使感光件很难具有其电位,从而产生不合格充电。这种问题能被有效地克服。
从显影时清洁的观点来看,当接触充电件表面粘附调色剂的部分被感光件表面物理牵引,且该调色剂由电场的作用而被收集时,期望接触充电件与感光件之间在圆周速度上有差异期望,以便有效地改进效率。这样,转印残余调色剂能以较高的效率进行电荷控制,使其能以改进的效率在显影时被收集。
给感光件表面和接触充电件表面之间在圆周速度上设定的差异,可因相互摩擦使感光件表面或接触充电件表面产生磨损或污染。为了避免这一问题,感光件表面应具有大于等于85度,最好是大于等于90度的对水的接触角。这样的感光件是有效的。
当设定的感光件表面的运动速度与接触充电件表面的运动速度不同时,感光件与辊(接触充电件)间的接触部分具有一个绝对值v/V,其中V代表感光件表面的运动速度,v代表接触充电件表面的运动速度。这可使充电具有稳定的特征,并使转印残余调色剂在显影时被有效的收集。
接触充电件可具有板和刷等形状。为了恰当地设置该圆周速度差,该形状以可转动的辊,带或刷辊为好。
作为辊型的接触充电件,在日本专利申请公开JP 1-211799中公开了其材料。作为其导电基体,可使用如铁、铜和不锈钢的金属、碳分散树脂,以及分散有金属或金属氧化物的树脂。
作为接触充电件可使用由导电基体和设在其上的弹性层、导电层及阻抗层构成的弹性辊。
该弹性层可由诸如氯丁橡胶、异戊二烯橡胶、EPPM橡胶、聚氨酯橡胶、环氧橡胶或丁基橡胶或海绵等橡胶,或诸如丁苯热塑高弹体、聚氨酯热塑高弹体、聚酯热塑高弹体或乙烯乙酸乙烯酯热塑高弹体的热塑高弹体构成。
导电层应具有107Ω·cm或更低、最好是106Ω·cm或更低的体积电阻率。例如,可采用金属淀积薄膜、导电颗粒分散的树脂或导电树脂。作为特定的实例,金属淀积薄膜可包括例如铝、铟、镍、铜和铁的淀积薄膜。作为导电颗粒分散的树脂的实例,可包括那些将分散导电颗粒诸如碳、铝、镍或氧化钛颗粒,分散在诸如氨基甲酸乙酯、聚酯、乙烯基乙酸盐一氯乙烯共聚物或聚甲基丙烯酸甲酯等树脂中制备的导电颗粒分散树脂。导电树脂可包括含季铵盐聚甲基丙烯酸甲酯,聚乙烯苯胺,聚乙烯吡咯,聚二乙炔,和聚乙烯亚胺。
电阻层是例如具有106到1012Ω·cm体积电阻率的一个层,可使用半导体树脂、导电颗粒分散的绝缘树脂。作为半导体树脂可使用诸如乙基纤维素、硝基纤维素、甲氧甲基化尼龙、乙氧甲基化尼龙、共聚物尼龙、聚乙烯吡咯烷酮、和酪蛋白的树脂。作为导电颗粒分散的绝缘树脂,可包括那些将诸如碳、铝、氧化铟或氧化钛等少量的导电颗粒,分散在诸如氨基甲酸乙酯、聚酯、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、或聚甲基丙烯酸甲酯的绝缘树脂中而制备的导电颗粒分散的绝缘树脂。
本发明的优选实施例之一是采用可转动刷辊作为接触充电件。该接触充电件与感光件接触的部分由极细的纤维构成。这样,与该感光件的接触点个数就极大的增加。其优点是可更均匀地给感光件施加电位。
优选的用作形成该刷的纤维聚合体可包括由超细纤维形成的组合纤维构成的聚合体,由用酸、碱或有机溶剂化学处理的纤维构成的聚合体,起毛的缠绕纤维材料和静电植绒材料。
本发明的基本充电机理认为,导体充电层与感光件表面的电荷注入层相接触,以使注入电荷从导体充电层进入电荷注入层。因此,对该接触充电件特性的要求是,给电荷注入层表面提供充分的密度和与该电荷转移相配的适当的电阻。
因此,通过采用超细纤维形成的组合纤维而使纤维密度更高的方法,通过用化学腐蚀处理纤维而使纤维数变得更多的方法、或通过用由起毛的缠绕纤维材料或静电植绒制成的部件,为该电荷注入层表面提供柔软的纤维端的方法,可使与电荷注入层的接触更频繁,并可均匀有效地进行充电。也就是说,该刷被设置得具有更大的纤维密度,具有更多的接触点,并使与电荷注入层接触的纤维端更好地用于本发明。
优选地由超细纤维形成的组合纤维构成的聚合体是那些其中由物理或化学处理产生超细纤维的聚合体。优选的起毛的纤维缠绕材料是由超细纤维形成的组合纤维形成的纤维缠绕材料制成的纤维缠绕材料。超细纤维形成的组合纤维最好是由物理或化学方法产生,并被起毛的。
静电植绒材料优选其构成纤维已由酸、碱或有机溶剂化学处理过的那些。作为静电植绒材料的另一个优选形式,其组成纤维可以是超细纤维形成的组合纤维,其中的超细纤维是通过物理或化学方法产生的。
本发明的一个优选实施方案是将磁性颗粒用于接触充电件中。在更优选的实施方案中,该磁性颗粒是具有被控制在104Ω·cm~109Ω·cm范围的体积电阻率的导电磁颗粒。
该磁性颗粒应具有5~200μm的平均粒径。平均粒径小于5μm的颗粒将使磁刷粘到感光件上。平均粒径大于200μm的那些颗粒会使该磁刷的耳状物不能致密地竖立在该辊上,从而使电荷注入该感光件的性能变差。该磁颗粒的优选平均粒径应为10到100μm。当使用具有这个范围粒径的磁颗粒时,感光件上的转印剩余调色剂能被更有效地刮除,并能被更有效地依靠静电作用混入该磁刷,并被暂时保持在该磁刷中,以便更可靠地控制调色剂的充电。该磁性颗粒更优选的平均粒径是10到50μm。
使用光学显微镜或扫描式电子显微镜,以至少100个随机的颗粒为试样,基于它们水平方向的最大弦长计算体颗粒分布,就可测定整体的平均粒径,将它们50%的平均粒径用作平均粒径。另外,使用激光衍射颗粒尺寸分布测量装置HER OS(由Nippon Denshi K.K.制造),从0.05μm到200μm的颗粒可被32一对数地除,以便测量粒径,将它们50%的平均粒径用作平均粒径。
使用具有这种粒径的磁性颗粒,可大大增加与感光件接触的点数,并可更均匀地对该感光件充电。此外,直接与感光件接触的磁性颗粒随着磁刷的转动而一个接一个地被代替,这样带来的好处是,可大大减小因磁颗粒表面的污染而造成的电荷注入性能的下降。
可设置一个使磁性颗粒与感光件之间的间隙处于0.2到2mm范围的保持件。如果该间隙小于0.2mm,磁性颗粒就不能容易地通过该间隙,这样的话,磁性颗粒不能在该保持件之上被均匀地传送,从而造成充电失败,或使得磁性颗粒过多地滞留在该辊隙,并使它们粘附到感光件上。大于2mm的间隙也不可取,因为这难以在感光件和磁颗粒之间形成宽的辊隙。该间隙的设置以0.2到1mm为好,最好是0.3到0.7mm。
在本发明中,优选的接触充电件应具有用以保持磁性颗粒的磁铁,且该充电件是这样设置的,即,该磁铁产生磁场的磁通密度B(T:泰斯拉)和该磁通密度B内磁颗粒的最大磁化强度σB(Am2/kg)所具有的值可满足下式:
B·σB≥4
如果上式不被满足,作用在磁性颗粒上的磁力就会小得使该接触充电件不具有保持磁性颗粒的足够的力,磁性颗粒就会转移到感光件上而损失掉。
作为本发明的磁性颗粒,为了借助磁力使耳状物立起,以便使得到的磁刷与感光件接触,进行充电,故该材料可包括含有呈现铁磁性的元素例如钴、镍的合金或化合物,以及由氧化或还原调整了电阻率的铁氧体,例如由铁氧体组合调整的,和被氢还原处理的Zn-Cu铁氧体。为了将铁氧体的电阻率设置在前文所述的施加电场中的所述范围之内,也可通过调整金属的组合物而获得该电阻率。增加金属中除二价离子外的成分,通常会使电阻率下降,并会导致电阻率急剧下降。
用于本发明磁性颗粒的摩擦电应具有不与感光件的充电极性相反的极性。如前所述,在摩擦电的部分,感光件的电位下降,这种下降引起的力使磁颗粒的运动导向该感光件,给在接触充电件上保持该磁颗粒造成较困难的条件。通过在磁颗粒表面涂覆而设置表面层,能方便地控制磁性颗粒摩擦电的极性。
这种用于本发明的具有表面层的磁性颗粒具有这样的形式,即该磁性颗粒的表面涂覆有淀积的膜、导电树脂膜、或导电的颜料分散树脂膜。每个表面层不必完全覆盖每个磁颗粒,只要能达到本发明的效果,可以部分地不覆盖该磁性颗粒。也就是说,该表面层可被不连续地形成。
从生产率、成本方面考虑,该磁性颗粒优选地由导电的颜料分散树脂膜涂覆。从控制与电阻率相关的电场考虑,该磁性颗粒优选地由包含其中分散有电子导电的导电颜料的高电阻率粘结剂树脂的树脂膜涂覆。
当然,被这样涂覆的磁颗粒必须具有上文所述范围内的电阻率。另外,从增加在强电场侧上电阻率迅速下降的允许范围,和增加基于感光件上的划痕尺寸和深度而产生的泄漏图像的允许范围考虑,基料磁性颗粒应具有以上范围内的电阻率。
作为用于涂覆磁性颗粒的粘结剂树脂,可包括诸如苯乙烯和氯苯乙烯的苯乙烯类;诸如乙烯,丙烯、丁烯和异丁烯的单烯烃类;诸如乙烯基乙酸酯、乙烯基丙酸酯,乙烯基苯甲酸酯和乙烯基乳酸酯的乙烯基酯类;诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯,丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十二烷基酯的α-亚甲基脂族一元羧酸酯类;诸如甲基·乙烯基醚、乙基·乙烯基醚、丁基·乙烯基醚的乙烯基醚类;诸如甲基·乙烯基酮、己基·乙烯基酮、异丙基·乙烯基酮的乙烯基酮类;以及它们的均聚物或共聚物。特别是作为典型的粘结剂树脂,考虑到导电细颗粒的可分散性、形成如涂覆层特性的薄膜、生产率等方面,该树脂可包括聚苯乙烯,苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯和聚丙烯。它可进一步包括聚碳酸酯、苯酚树脂类、聚酯类、聚氨基甲酸乙酯类、环氧树脂类、聚烯烃类,氟树脂类、硅树脂类和聚酰胺类。尤其是从防止调色剂污染考虑,它最好包含具有小的临界面张力的树脂,例如聚烯烃树脂类、氟树脂类和硅树脂类。
另外,为了保持用于避免强电场的侧端电阻率的迅速下降,和因感光件上的划痕引起的漏图像的宽容限度,涂覆在磁性颗粒上的树脂优选是具有高压电阻的氟树脂或硅树脂。
该氟树脂可包括,例如将氟乙烯、偏二氟乙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、二氯二氟乙烯、四氟乙烯或六氟丙烯与其它单体共聚合得到的溶剂可溶性共聚物。
该硅树脂可包括,例如Shin-Etsu Silicone Co.,Ltd.有售的KR271、KR282、KR311、KR255和KR155(直接硅清漆)、KR211、KR212、KR216、KR213、KR217和KR9218(改性硅清漆)、SA-4、KR206和KR5206(硅醇酸清漆)、ES1001、ES1001N、ES1002T和ES1004(硅环氧清漆)、KR9706(硅丙烯酸清漆)、和KR5203及KR5221(硅聚酯清漆);和Toray Silicone Co.,Ltd、有售的SR2100、SR2101、SR2107、SR2110、SR2108、SR2109、SR2400、SR2410、SR2411、SH805、SH806A和SH8401。
磁性颗粒的动态电阻用图4所示的装置测量。更具体地说,围绕磁性颗粒保持件,内装磁铁的筒91在其与导电基体铝鼓92之间设置一个0.5mm的间隙94,磁性颗粒97在它们与铝鼓之间形成一个5mm的辊隙93。该筒(用作接触充电件)和该铝鼓(用作感光件)以实际成像的速度和旋转方向被转动,DC电压施加到该接触充电件,在此测量流经该系统的电流,以确定其电阻,并从间隙94、辊隙93和磁颗粒与铝鼓周边接触的宽度计算动态电阻。
在本发明中,感光件的电荷注入层可由金属淀积膜的无机层,或由其中分散导电细颗粒的粘结树脂形成的导电粉末分散树脂层构成。该淀积膜由真空淀积形成,该导电粉末分散树脂层借助诸如浸渍涂覆、喷射涂覆、辊涂覆或射束涂覆等适当的涂覆处理,涂覆导电粉末分散树脂溶液而形成。该电荷注入层也可由绝缘粘结剂与具有好的光传输性的离子导电树脂的混合物或共聚物构成,或由介质电阻、光导树脂单独构成。在树脂层中分散导电细颗粒的情况下,以粘结剂树脂为100重量份,优选导电细颗粒以2到250重量份的量添加,最好以2到190重量份添加。如果小于2重量份,则难以得到所需的体积电阻率。如果大于250重量份,则电荷注入层的强度变低,以致该层刮落,并缩短感光件的寿命。另外,该层的电阻也变低,以致因潜像电位流动,引起缺陷图像产生。
电荷注入层的粘结剂可与其下层的粘结剂相同。不过在这种情况下,当用涂覆法形成该电荷注入层时,该电荷传输层的涂覆面可能变得紊乱,因此应慎重地选择该涂覆处理。
在本发明中,电荷注入层中优选含有某些润滑颗粒。其原因是可减小在充电时感光件与充电件之间的摩擦,并且可以减轻充电件在充电时的负荷,从而增加该充电辊隙,改善充电效果。作为润滑颗粒,优选使用具有低临界表面张力的氟树脂类、硅树脂类或聚烯烃树脂类。最好使用四氟乙烯(PTFE)。在这种情况下,基于100重量份粘结剂树脂,润滑剂颗粒的优选添加量是2到50重量份,最好是5到40重量份。如果小于2重量份,则润滑剂颗粒不是一个充分的量,故充电效果不能充分地改善,如果大于50重量份,则会极大的降低图像分辨率和感光件的灵敏度。
本发明的电荷注入层的优选层厚是从0.1到10μmm,最好是从1到7μmm。
在本发明的技术方案中,具有介质电阻的接触充电件被用于给具有介质电阻表面电阻的感光件的表面部分注入电荷。优选的是,该电荷不被注入感光件表面材料具有的陷阱能级,但电荷被提供给由其中分散有导电细颗粒的光传输绝缘粘结剂形成的电荷注入层的导电细颗粒。
具体地说,本发明基于的原理是,采用接触充电件,电荷被提供给用电荷传输层作介质,用铝基体与电荷注入层中的导电细颗粒作两个电极的微小电容器。在这种情况下,彼此电独立的导电细颗粒形成一种微小的浮动电极。这样,从宏观上看,被观察的感光件表面好像被充电到一均匀电位,但实际的情况是,无数微小的导电细颗粒覆盖该感光件表面。因此,由于单独的导电细颗粒彼此电独立,即使用激光进行图像曝光时,静电潜像也能被保持。
因此,导电细颗粒能以小的量,取代在常规感光件表面存在的陷阱能级,因此,可改善电荷注入效果和电荷保持性。
其中,电荷注入层的体积电阻率用以下方式测定:在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上形成一个电荷注入层,该层表面上真空淀积一个导电膜。在100V的施加电压下,23℃/65%RH环境中,用体积电阻率测量设备(由Hullet Packard Co.制造的4140B PAMATER)测量其电阻率。
如上所述,本发明的用于显影静电潜像的调色剂几乎不在感光件上成膜,或污染诸如载体或筒的调色剂携带材料或携带件的表面,不损坏低温定影操作中的优良特性和抗传印性,并具有良好的多页操作性。
在实施例和比较实施例中,除非另有说明,材料的“份”单位是基于重量计的。
实施例1
给700份去离子水添加450份0.1M-Na3PO4水溶液。将该混合物加热到50℃,并以10,000rpm的转速用TK均匀混合器(由Tokushu KikaKogyo K.K.制造)搅拌。此外,逐渐地添加70份1.0M-CaCl2水溶液,以得到含磷酸钙的水介质。
(单体) 苯乙烯 170份
丙烯酸正丁酯 30份
(着色剂) C.I.颜料蓝15∶3 10份
(电荷控制剂) 二烷基水杨酸金属化合物 2份
(极性树脂) 饱和聚酯 20份
(酸值:10;峰值分子量:15,000)
(隔离剂) 硬脂酸二十二烷基酯 30份
(DSC最大吸收峰:68℃)
(交联剂) 二乙烯基苯 0.2份
(低分子量材料)
低分子量聚苯乙烯 6份
(重均分子量(Mw):2,800,
分子量分布(Mw/Mn):5.2)
上述组合物被加热到50℃、并用TK均匀混合器(由Tokushu kikaKogyo K.K.制造),以9,000rpm的转速搅拌,以形成均匀的分散体。在其中,溶解一份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、聚合引发剂以制备可聚合的单体组合物。
将该可聚合的单体组合物添加到上述的水介质。用TK均匀混合器,在55℃的氮气气氛中,以9500rpm的转速搅拌该混合物,形成可聚合单体组合物的颗粒分散体。
在55℃,用浆式搅拌器搅拌该分散体一小时,在一小时内加热到60℃,使其反应4小时,以40℃/小时的速率加热至80℃,再反应4小时。在聚合反应期间,每一小时将氮气通入该水介质,以将溶解氧的浓度调整在0.5到1.0mg/L范围内。
在聚合反应后,在减压条件下,使剩余的单体蒸馏掉。冷却后,加入盐酸以溶解磷酸钙。该聚合产物被过滤收集、水洗、干燥,以得到具有7.0μm重均粒径的青色颗粒(青调色剂)。
给100份得到青调色剂从外部添加具有200m2/g的BET比表面积的疏水二氧化硅,以得到青调色剂A。用5份这种青调色剂A与95份涂覆丙烯酸盐的铁氧体载体混合以得到双组份显影剂。用下文所示的评价器A对这个双组份显影剂的图像定影、操作性能或耐久性进行评价。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
实施例2
用下文所示的评价器B评价实施例1中制备的青色调色剂A的操作性能。该结果示于表1和表2中。
比较实施例1
除了聚合引发剂,2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)的量改为3份以外,用与实施例1相同的方式制备青调色剂B和双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例2
用下文所示的评价器B评价在比较实施例1中制备的青调色剂B的操作性能。该结果示于表1和表2中。
比较实施例3
除了聚合引发剂,2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)的量改为5份,以及不添加作为低分子材料的低分子聚苯乙烯之外,用与实施例1相同的方式制备青调色剂C和双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例4
用下文所示的评价器B评价在比较实施例3中制备的青调色剂的操作性能。该结果示于表1和表2中。
比较实施例5
除了不添加作为低分子材料的低分子聚苯乙烯之外,用与实施例1相同的方式制备青调色剂D和双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例6
用下文所示的评价器B评价在比较实施例5中制备的青调色剂D的操作性能。该结果示于表1和表2中。
比较实施例7
除了以15份的量添加作为低分子材料的低分子聚苯乙烯以外,用与实施例1相同的方式制备青调色剂E和双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例8
用下文所示的评价器B评价在实施例7中制备的青调色剂E。该结果示于表1和表2中。
比较实施例9
除了聚合引发剂,2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)的量改为3重量份、以及不添加作为低分子材料的低分子聚苯乙烯之外,用与实施例1相同的方式制备可聚合单体组合物。在可聚合单体组合物的分散形成期间,温度改变到60℃。除了在一个小时中将温度升至80℃,使反应进行10小时,以及不向水介质中注入氮气之外,以与实施例1相同的方式用浆式搅拌器搅拌而进行该聚合反应,从而得到青调色剂F和双组份显影剂。在该聚合反应中,水介质中的溶解氧浓度是1.5mg/L。用评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例10
用下文所示的评价器B评价比较实施例9中制备的青调色剂F。该结果示于表1和表2中。
比较实施例11
(单体) 苯乙烯 170份
丙烯酸2-乙基己基酯 30份
(着色剂) C.I.颜料蓝15∶3 10份
(电荷控制剂) 二烷基水杨酸金属化合物 2份
(隔离剂) 石蜡 30份
(DSC最大吸收峰:70℃)
(聚合引发剂)
2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈) 10份
2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯 1份
将上述组合物加热到60℃,并用TK均匀混合器由Tokushu KiKaKogyo K.K.制造),以9000rpm的转速搅拌,以便溶解和均匀分散,从而形成可聚合的单体组合物。
除了该可聚合的单体组合物由上述组合物代替;在颗粒分散形成期间,该水介质的温度改变为60℃;颗粒分散形成进行一小时;该反应允许用浆式搅拌器在60℃下搅拌处理7小时;该分散液在0.5小时内被加热到80℃,并再继续反应4小时;以及在聚合期间不向水介质注入氮气之外,以与实施例1相同的方式制备青调色剂G和双组份显影剂。在该聚合反应中,水介质中溶解的氧浓度是5mg/L。用评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例12
用下文所示的评价器B评价在比较实施例11中制备的青调色剂G。
该结果示于表1和表2中。
实施例3
在800份去离子水中添加500份含水0.1M-Na3PO4溶液。将该混合物加热到50℃,并以10,000rpm转速用TK均匀混合器(由Tokushu kikaKogyo K.K.制造)搅拌。此外,逐渐添加70重量份的1.0M-CaCl2水溶液,以得到含磷酸钙的水介质。
(单体) 苯乙烯 185份
丙烯酸正丁酯 15份
(着色剂) C.I.颜料黄17 15份
(电荷控制剂) 二烷基水杨酸金属化合物 2份
(极性树脂) 饱和聚酯 15份
(酸值:15;峰值分子量:20,000)
(隔离剂) 酯蜡 30份
(DSC最大吸收峰:70℃)
(交联剂) 二乙烯基苯 0.5份
(低分子量材料)
低分子量聚苯乙烯 6份
(重均分子量(Mw):3,500,
分子量分布(Mw/Mn):4.5)
将上述组合物加热到50℃,并用TK均匀器(由Tokushu KiKa KogyoK.K.制造),以9,000rpm的转速搅拌,以便溶解和均匀分散。在其中溶解一份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),聚合引发剂,以制备可聚合单体组合物。
将该可聚合单体组合物添加到上述水介质中。用TK均匀搅拌器,在55℃的氮气气氛中,9500rpm的转速搅拌该混合物,形成该可聚合单体组合物的颗粒分散体。
在55℃的温度下,用浆式搅拌器搅拌,使该分散体反应一小时,在一小时内加热到60℃,使其反应4小时,以40℃/小时的速率加热到80℃,并再反应4小时。在聚合反应期间,每一小时将氮气通入该水介质,以将溶解氧的浓度调整到0.5到10mg/L范围内。
在聚合反应之后,在减压条件下,蒸馏掉剩余单体。冷却后,加入盐酸以溶解磷酸钙。过滤收集、水洗、干燥聚合产物,以得到具有7.2μm重均粒径的黄色颗粒(黄调色剂)。
给100份该黄色调色剂颗粒从外部添加具有200m2/g的BET比表面积的疏水二氧化硅,以得到黄调色剂H。将5份这种黄调色剂与95份涂覆丙烯酸盐铁氧体载体混合,以得到双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价这个双组份显影剂的定影和操作性能。该调色剂的物理性能和该评价结果示于表1和表2中。
实施例4
用下文所示的评价器B评价在实施例3中制成的黄调色剂H。该结果示于表1和表2中。
比较实施例13
除了作为隔离剂的酯蜡的量改为90重量份以外,用与实施例3中相同的方式制备黄调色剂I和双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和该评价结果示于表1和表2中。
比较实施例14
用下文所示的评价器B评价在比较实施例13中制备的黄调色剂I的操作性能。其结果示于表1和表2中。
比较实施例15
除了不添加作为隔离剂的酯蜡以外,用与实施例3相同的方式制备黄调色剂J和双组份显影剂。用下文所示的评价器A评价定影和操作性能。该调色剂的物理性能和评价结果示于表1和表2中。
比较实施例16
用下文所示的评价器B评价比较实施例15中制备的黄调色剂J的操作性能。该结果示于表1和表2中。
实施例5
给700份去离子水添加450份0.1M-Na3PO4水溶液。将该混合物加热到50℃,并用TK均匀混合器(由Tokushu KiKa Kogyo K.K.制造),以10,000rpm的转速搅拌。此外,逐渐地加入70重量份的1.0M-CaCl2水溶液,以得到含磷酸钙的水介质。
(单体) 苯乙烯 170份
丙烯酸正丁酯 30份
(着色剂) C.I.颜料蓝15∶3 10份
(电荷控制剂) 二烷基水杨酸金属化合物 2份
(极性树脂) 饱和聚酯 20份
(酸值:10;峰值分子量:15,000)
(隔离剂) 硬脂酸二十二烷基酯 30份
(DSC最大吸收峰:68℃)
(交联剂) 二乙烯基苯 0.2份
(低分子量材料)
低分子量聚苯乙烯 6份
(重均分子量(Mw):2,800,
分子量分布(Mw/Mn):5.2)
将上述组合物加热到50℃,用TK均匀混合器(由Tokushu KiKaKogyo K.K.制造),以9,000rpm的转速搅拌,以便溶解和均匀分散。在其中溶解4份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),聚合引发剂,以制备可聚合单体组合物。
将该可聚合单体组合物添加到上述水介质中。用TK均匀混合器,在55℃的氮气气氛中,以9500rpm的转速搅拌该混合物,以形成可聚合单体组合物的颗粒分散体。
在55℃的温度下,用浆式搅拌器搅拌该分散体一小时,在1小时内加热到60℃,使其反应4小时,以5℃/小时的速率加热到80℃,并再反应4小时。在聚合反应期间,每1小时将氮气通入该水介质,以将溶解氧的浓度调整到0.5至1.0mg/L。
在该聚合反应后,在减压条件下,使剩余单体蒸馏掉。冷却后,加入盐酸以溶解磷酸钙。过滤收集,水洗,干燥该聚合产物,以得到具有7.0μm重均粒径的青色颗粒(青调色剂)。
给100份得到的青色调色剂颗粒从外部添加具有200m2/gBET比表面积的疏水二氧化硅,以得到青调色剂K。使用5份这种青调色剂K与95份涂覆丙烯酸的铁氧体载体混合,以得到双组份显影剂。用下文所示的评价器A对这个双组份显影剂的定影和操作性能进行评价。该物理性能和评价结果示于表1和表2中。
实施例6
在一个四颈烧瓶中,放置180份氮气鼓泡处理过的水和20份0.2wt%的聚乙烯醇水溶液。在搅拌下混入77份苯乙烯,23份丙烯酸正丁酯,3份过氧化苯甲酰,和0.01份的二乙烯基苯,以形成液态悬浮物。用氮气清洁该烧瓶后,将该液态悬浮物加热至80℃,并在这个温度下进行10小时聚合反应。
将形成的聚合物用水冲洗,并在65℃下真空干燥,以得到树脂。用固定容器型干燥混合器混合88份上述树脂、2份含金属偶氮染料、5份碳黑、8份石蜡、和2份低分子聚苯乙烯(重均分子量(Mw):2,800,分子量分布(Mw/Mn):5.2)。借助一个泵产生的真空,从挤压孔由双螺旋挤压机熔混该干混的混合物。
用锤磨机粉碎该熔混物质,以得到尺寸不足1mm筛目的粉碎的调色剂组合物。该粉碎的调色剂组合物被机械粉碎机分解成20到30μm尺寸的体均颗粒,并经涡旋运动中的碰撞由喷磨机进一步粉碎。该粉碎的调色剂成分经表面改性机的热剪切和机械剪切而被改性,并由多级分类器分类,得到具有重均粒径为6.9μm的黑调色剂颗粒。
给98.6份这种黑调色剂颗粒添加1.4份的胶态硅胶,以得到粉碎的黑调色剂L。将5份这种黑调色剂与95份涂覆丙烯酸盐的铁氧体载体混合,得到双组份显影剂。用评价器A评价该双组份显影剂的定影和操作性能。该调色剂的性能和该评价结果示于表1和表2中。
实施例7
在一个四颈烧瓶中,放置180份氮气鼓泡处理过的水和20份0.2wt%的聚乙烯醇水溶液。在搅拌下混入77份苯乙烯,23份丙烯酸正丁酯、1.5份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),和0.01份的二乙烯基苯,以形成液态悬浮物。用氮气清洁该烧瓶后,将该液态悬浮物加热到70℃,并在这个温度下进行10小时聚合反应。
将形成的聚合物用水冲洗,并在65℃下真空干燥,得到树脂。用固定容器型干燥混合器混合88份上述树脂、2份水杨酸化合物、5份喹吖啶酮、9份石蜡,和1份低分子聚苯乙烯(重均分子量(Mw):3,500,分子量分布(Mw/Mn):4.5)。借助泵产生的真空从挤压孔由双螺旋挤压机熔混该干混的混合物。
用锤磨机粉碎该熔混物质,得到尺寸不足1mm筛目的粉碎的调色剂组合物。该粉碎的调色剂组合物被机械粉碎机分解成20到30μm尺寸的体均颗粒,并经涡旋运动中的碰撞,由喷磨机进一步粉碎。该粉碎的调色剂组合物经表面改性机的热剪切和机械剪切而被改性,并经多级分级器分级得到具有重均粒径7.5μm的颗粒品红调色剂。
给98.6份这种颗粒品红调色剂添加1.4份胶态二氧化硅,以得到粉碎的品红调色剂M。将5份这种品红调色剂与95份涂覆丙烯酸盐的铁氧体载体混合,以得到双组份显影剂。用评价器A评价该双组份显影剂的定影和操作性能。该调色剂的性能和该评价结果示于表1和表2中。
(评价方法)
评价器A
一个市售的全彩色复印机CLC-500(由Canon K.K.制造)被改制成具有一个适于采用非磁性单组份显影剂及其相应周边处理的显影装置。
用这个改制的机器在记录介质上形成未定影图像。记录介质上的未定影图像被市售改制的NP-6650(由Canon K.K.制造)的定影装置以150mm/秒的定影速度定影,其定影温度能以5℃的间隔从120℃变到220℃。该记录介质是市售的复印纸,Canon新干纸(纸张定量:54g/m2,由Canon Sales Co.,Ltd.提供)。
评价器B
用图5所示的、改制的市售复印机NP-6030(由Canon K.K.制造),在记录介质上形成未定影图像,以便用非磁性单组份显影剂显影。用经改制的市售NP-6650(由Canon K.K.制造)的定影装置,以150mm/秒的定影速度将该记录介质上未定影图像定影,该定影温度可以5℃的变量从120℃变到220℃。记录介质是市售的复印纸,Canon新干纸(纸张定量:54g/m2,由Canon Sales Co.,Ltd.提供)。在图5中,标号52是作为潜像承载件的感光鼓。电晕充电器55在感光鼓52的表面实施初始充电。曝光光56在被初始充电的感光鼓52表面上形成静电潜像。显影装置51用包含调色剂的非磁性单组份显影剂,对形成在感光鼓52上的静电潜像显影。该调色剂图像被转印到作为转印介质的记录介质54上。电晕转印装置53将调色剂图像从感光件52转印到记录介质54上。显影装置51具有图12所示的结构。在下述条件下进行显影。
显影条件
显影筒:用#600玻璃珠对不锈钢筒进行喷砂处理
显影筒与感光鼓之间的间隙β:500μm
弹性刮板:该表面具有尼龙树脂层的聚氨基甲酸乙酯的橡胶刮板
显影筒上的显影剂层厚:70μm
显影偏压:峰电压2KV的AC电场
处理速度:150m/秒
用上述评价器A和B评价以下的评价项目。
(评价项目)
灰雾
用反射式密度计(由Tokyo Denshoku Co.,Ltd.制造的反射计OdelTC-6DS)测量灰雾。灰雾度由Ds-Dr表示:即Ds(印制后,白色区中的反射密度最低值)与Dr(印制前,反射密度平均值)之间的差值。在灰雾量不大于2%时,图像是实用中基本无灰雾的满意的图像,当灰雾量大于等于5%时,图像是具有明显灰雾的模糊图像。
下面分别列出评价器A和评价器B的评价标准。
(评价器A的评价标准)
a:在第20,000张印制页,灰雾小于2%
b:在第20,000张印制页,灰雾大于等于2%
c:在第15,000张印制页,灰雾大于等于2%
d:在第10,000张印制页,灰雾大于等于2%
e:在第5,000张印制页,灰雾大于等于2%
(评价器B的评价标准)
a:在第3,000张印制页,灰雾小于2%
b:在第3,000张印制页,灰雾大于等于2%
c:在第1,000张印制页,灰雾大于等于2%
d:在第500张印制页,灰雾大于等于2%
e:在第100张印制页,灰雾大于等于2%
调色剂熔化
调色剂熔化可使该载体、筒、和感光件上产生可见的沾污或污染。产生的调色剂熔化依据下述标准评价。
(评价器A的评价标准)
a:在第20,000张印制页,无调色剂熔化
b:在第20,000张印制页,调色剂熔化发生
c:在第15,000张印制页,调色剂熔化发生
d:在第10,000张印制页,调色剂熔化发生
e:在第5,000张印制页,调色剂熔化发生
(评价器B的评价标准)
a:在第3,000张印制页,无调色剂熔化
b:在第3,000张印制页,调色剂熔化发生
c:在第1,000张印制页,调色剂熔化发生
d:在第500张印制页,调色剂熔化发生
e:在第100张印制页,调色剂熔化发生
调色剂充电
充电量或调色剂充电量按下述方式测量。
在用评价器A的测试中,在操作或耐久试验的开始和结束时,从改制的CLC-500机器中取出含载体的调色剂。根据以下方法和以下的计算方法,用下述测量设备测定该调色剂的充电量。
在用评价器B的测试中,该调色剂和载体在正常温度和湿度下保持一昼夜。根据下述方法和下述的计算方法,用下述的测量设备测定该调色剂的充电量。
图6表示测量该调色剂摩擦电荷量的设备。被测摩擦充电的调色剂以1∶19的混合比与载体混合。这个混合物被放入50到100ml的聚乙烯瓶中,并用手摇动该瓶5到10分钟。将0.5到1.5g的混合物(显影剂)转移到底部具有500筛目网203的金属测量容器202中,用金属盖板204关闭该测量容器。称量该测量容器202的总重量W1(g)。然后,从抽吸孔207用抽吸器201(至少其某部分与绝缘材料制成的该测量容器接触)抽吸该测量容器,用空气调节阀206控制气体流速,以使压力表205的读出压力为250mmAq。在这种状态下,继续充分抽吸2分钟,以便抽吸掉调色剂。在该状态下电位计209的读数以V(伏特)表示。标号208表示电容为C(μF)的电容器。在抽吸后,称量该测量容器的总重量W2(g)。该调色剂的摩擦电荷量(mc/kg)按下式计算:
调色剂的摩擦电荷(mc/kg)
=(C×V)/(W1-W2)
图像密度
用MacBeth密度计(由MacBeth Co.制造),测量5mm正方形和500mm圆形的印制实像的图像密度。
定影开始温度
定影温度从120℃以5℃的变量变化而进行定影。在100g负载的条件下,用Silbon纸对得到的定影图像反复摩擦十次。因图像剥离引起的反射密度下降率(%)变为小于等于10%时的温度被作为定影开始温度。
传印温度
定影温度从120℃起以10℃的变量逐渐改变。5cm×5cm的实像(调色剂量:0.5~0.6mg/cm2)形成在复印纸顶端部的中间。这页纸穿过定影装置。当该实像的调色剂被剥离,并被再转印到沿输送方向该纸页的后端部时,此时的温度被定义为传印温度。
实施例8
除了用C.I.颜料黄17代替实施例1的C.I.颜料蓝15∶3作为着色剂以外,用与实施例1相同的方式制备黄调色剂N和双组份显影剂。
除了用喹吖啶酮颜料代替实施例1的C.I.颜料蓝15∶3作为着色剂外,用与实施例1相同的方式制备品红调色剂O和双组份显影剂。
除了用碳黑代替实施例1的C.I.颜料蓝15∶3作为着色剂外,用与实施例1相同的方式制备黑调色剂P和双组份显影剂。
评价器A用包括以上制备的黄调色剂N、品红调色剂O和黑调色剂P,以及实施例1中制备的青调色剂A的双组份显影剂等四种双组份显影剂形成全色图像。以满意的色调和层次定影形成的图像,并且不弄脏或污染充电件。
实施例9
借助于图9所示的成像设备,使用实施例8的青调色剂A、黄调色剂N、品红调色剂O和黑调色剂P等四种彩色调色剂,形成一个全色图像。作为充电件用的充电辊由一个直径16mm的导电筒和形成在该筒上的以聚氨基甲酸乙酯为基料的弹性层构成。感光件表面在下述充电条件下被初始充电。
充电条件
充电偏压:用1900μA的AC电流进行恒流控制
充电辊相对感光件的转动方向和圆周速度差:被感光鼓驱动(无圆周速度差)
感光件的表面电位:-500V
激光束的照射将数字静电潜像形成在被初始充电的感光件表面上。
借助于图12所示的使用非磁性单组份显影剂的非接触显影式显影装置,在下述显影条件下,用反转显影剂在感光件上进行数字调色剂成像。依黄、品红、青和黑的彩色顺序进行四次显影。
显影条件
显影筒:用#600玻璃珠对不锈钢筒进行喷砂处理
显影筒与感光鼓间的间隙β:500μm
弹性刮板:该表面具有尼龙树脂层的聚氨基甲酸乙酯的橡胶刮板
显影筒上的显影剂层厚:70μm
显影偏压:峰电压2KV的AC电场
处理速度:150m/秒
在以下的转印条件下,显影在感光件上的调色剂图像,按照黄调色剂图像、品红调色剂图像、青调色剂图像、和黑调色剂图像的顺序被转印到中间转印件上四次(第一转印步骤),并用一个转印件在一次操作中将由四色调色剂组成的全色图像转印到记录介质上(第二转印步骤)。
该中间转印件是一个中间转印鼓,该中间转印鼓由直径186mm的导电鼓和形成在该鼓表面上的弹性层构成。
在第一转印步骤中,将100~200V的转印偏压加到该中间转印鼓上。在第二转印步骤中,该转印件是一个直径16mm的导电橡胶辊。
在第二转印步骤中的转印条件
转印偏压:1KV的DC电压
转印辊对中间转印介质的接触压力:1kgf
由转印在该记录介质上的四色调色剂形成的全色图像被热辊式定影装置加热定影,该定影装置具有能以5℃变量改变定影温度的加热辊,和以弹性层与该加热辊压接触的压力辊。
因此,在宽的定影温度范围内,能够得到具有高抗传印性的良好的全色图像。
(充电件制造实施例1)
提供Zn-Cu铁氧体作为磁性颗粒,该磁性颗粒具有25μm的平均粒径,并具有(Fe2O3)2.3(CuO)1(ZnO)1成分。施加电场与电阻率的关系如图2中字符A所示。该磁性颗粒的体积电阻率由采用铝鼓的电阻测试仪测定。此时,该20-V1(V/cm)是107~108Ω·cm,R1/R2是10。
(充电件制造实施例2)
将由其中分散1%碳黑的硅氧烷树脂构成的导电树脂涂覆在充电件制造实施例1中所提供的磁性颗粒的表面。用与上述相同的方式测量该电阻率。施加电场与电阻率的关系由图2中的字符B表示。该20-V1(V/cm)是107至109Ω·cm,R1/R2是100。
(充电件制造实施例3)
对充电件制造实施例1中提供的Zn-Cu铁氧体进行氧化处理,制成磁性颗粒。用与以上相同的方式测量电阻率。施加电场与电阻率的关系由图2所示的字符C表示。此时,该20-V1(V/cm)是109至1011Ωcm,R1/R2是1000。
(充电件制造实施例4)
对充电件制造实施例1中提供的Zn-Cu铁氧体进行氧化处理,并用其中分散3%碳黑的硅氧烷树脂构成的导电树脂涂覆其表面制成磁性颗粒。用与以上相同的方式测量电阻率。施加电场与电阻率的关系由图2所示的字符D表示。此时20-V1(V/cm)是106至109Ω·cm,R1/R2是1000。
(充电件制造实施例5)
提供Mn-Zn铁氧体作为磁性颗粒,该磁性颗粒具有45μm的平均粒径,并具有(Fe2O3)2.4(MnO)1(ZnO)1.1组成。该磁性颗粒表面用硅氧烷树脂涂覆。用与以上相同的方式测量电阻率。施加电场与电阻率的关系由图2中的字符E表示。该20-V1(V/cm)是102至106Ω·cm,R1/R2是1000。
(充电件制造实施例6)
提供Mn-Zn铁氧体作为磁性颗粒,该磁性颗粒具有45μm的平均粒径,并具有(Fe2O3)2.4(MnO)1(ZnO)1.1组成。用与以上相同的方式测量电阻率。施加电场与电阻率的关系由图2中的字符F表示。该20-V1(V/cm)是102至105Ωcm,R1/R2是100。
(充电件制造实施例7)
从由聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙6构成的桔状裂散纤维(纤丝数8,平均纤维直径1μm)和尼龙6纤维(单丝,20μm)制备平织片。用高压水喷射,将该裂散纤维打开,并用砂纸进行起毛处理。
将起毛后的纤维片在15wt%氯化铁水溶液中浸渍1小时。然后,将该片置于充满吡咯单体蒸气的封闭容器中,使其聚合处理3小时,以在该纤维表面形成聚吡咯。该反应后,用纯水和乙醇充分洗涤该片,并在100℃进行干燥。用硬刷子刷擦被干燥纤维片的起毛部分,以形成均匀的毛发。
该起毛的纤维片被加工成宽1cm的矩形片,并被绕在形成在直径6mm的不锈钢芯金属上的导电聚氨酯海绵辊(外径12mm)上。
(感光件制造实施例1)
通过在直径30mm铝筒上形成下述的五个功能层,制成采用充负电的有机光导基体的感光件(下文称作“OPC感光件”)。
第一层是由树脂和分散于其中的导电颗粒材料构成的20μm厚的导电层。这个层用于盖住铝筒的缺陷,并避免由激光曝光反射引起的条纹。
第二层是由6-66-610-12尼龙和甲氧甲基化尼龙构成的具有中等电阻率106Ωcm、厚1μm的正电荷注入阻挡层(底层)。该层用于防止正电荷从该铝支承件注入而消除位于感光件表面上的负电荷。
第三层是由树脂和分散其中的双偶氮颜料构成的厚大约0.3μm的电荷产生层。该层根据激光曝光产生正~负电荷对。
第四层是由树脂和分散其中的腙构成的厚25μm的电荷转移层。该层是P型半导体,只将电荷产生层中产生的正电荷转移到感光件表面。在第四层中,感光件表面上的负电荷不能移动。
第五层是电荷注入层,该层是本发明的特征。该层由照排丙烯酸树脂、超细颗粒的SnO2和粒径为0.25μm的粒状四氟乙烯树脂构成。该粒状四氟乙烯树脂用于增加接触充电件与感光件的接触时间,以进行均匀充电。具体地,将167份经搀锑而降低了电阻的0.3μm粒径的颗粒SnO2、20份粒状四氟乙烯树脂、和1.2份分散剂添加到100份树脂中。以2.5μm的厚度喷涂上述配方的涂覆液,形成该电荷注入层。
制成的感光件的表面层具有5×1012Ωcm的体积电阻率,它低于单一电荷转移层的1×1015Ωcm的体积电阻率。该感光件表面显示93°的水接触角。这个感光件被称为“感光件1”。
借助接触角测量仪,CA-DS(由Kyowa Kaimen Kagaku K.K制造),用纯水测量该接触角。
(感光件制造实施例2)
按照与感光件制造实施例1中的相同方式来形成该感光件的第一层和底层。所形成的电荷产生层主要由含钛氧基酞菁颜料的树脂构成,该钛氧基酞菁颜料在分散其中的长波区内有一个吸收带(层厚:0.7μm)。电荷转移层由以10∶10的重量比溶解在聚碳酸酯树脂中的孔载三苯胺化合物形成(层厚:18μm)。然后在其上按以下所述形成一个电荷注入层。以5∶10的重量比溶解相同的材料。将120分被处理为较低电阻率的颗粒SnO2(粒径:0.03μm)添加到100份该树脂中。再以总固体物质重量30%的量添加粉状聚四氟乙烯(粒径0.1μm)。均匀分散得到的混合物,并被施加到该电荷转移层上,以形成电荷注入层(层厚:3μm)。该感光件表面的电阻率是2×1013Ωcm。该表面对水的接触角是101°。这个感光件被称为“感光件2”。
(感光件制造实施例3)
除了不在电荷注入层(感光件表层)中添加粉状聚四氟乙烯外,用与感光件制造实施例2中相同的方式制备感光件3。该感光件表面对水的接触角是78°。
感光件的特性
在实用设备的工艺条件下,测量该感光件的特性。在测量中,表面电位计的探头直接置于曝光位置后面。未曝光时,感光件的电位表示为Vd。随着曝光强度逐渐变化,记录感光件的表面电位。感光件电位降至暗区电位(Vd)一半,即Vd/2的曝光强度被称为半衰期曝光强度。以半衰期曝光强度30倍的光量进行曝光的电位,被限定为剩余电位,Vr。
用作为电摄影设备的激光打印机LBP-860(由Canon K.K.制造)评价在感光件制造实施例中制成的感光件的特性。在评价中,处理速度是47mm/秒。形成的潜像是由300dpi续-断形成的数字潜像。在实施例中,用于感光件的充电件被磁刷辊充电件取代,并被施加DC电压。
通过改变激光束的光量,并监视该电位,测量感光件的性能。该激光束可在用于整个曝光表面的第二扫描方向连续扫描。
在感光件制造实施例1的该感光件的测量中,暗区电位是-700V,光量以暗区电位的一半下降,感光件半衰期光量是0.38cJ/m2,剩余电位Vr是-55V,连接Vd和(Vd+Vr)/2的直线斜率是920Vm2/cJ,该1/20斜率是45m2/cJ。感光特性曲线与1/20斜率的接触点是1.55cJ/m2,它是5倍的半衰期光量,1.90cJ/m2。图3示出了该感光件特性的曲线图。对实施例2和3生产的感光件进行了相同的测量。表3示出了该测量结果。
实施例10
苯乙烯 170份
丙烯酸正丁酯 30份
碳黑 10份
二烷基水杨酸铝化合物 3份
饱和聚酯 10份
(酸值:10,峰值分量:9,100)
酯蜡 40份
(Mw:450,Mn:400,Mw/Mn:1.13,
DSC最大吸热峰:68℃,粘度:6.1mPa·s,
维克斯硬度:1.2,SP值:8.3)
二乙烯基苯 0.5份
将上述组分加热到55℃,并由TK均匀混合器(由Tokushu KiKaKogyo K.K.制造),以10,000rpm转速均匀地溶解、分散。在其中溶解4份2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),聚合引发剂,以制备可聚合单体组合物。
另外,给710份去离子水添加450份的0.1M-Na3PO4水溶液。将该混合物加热到60℃,并用TK均匀混合器(由Tokushu KiKa Kogyo K.K.制造),以1,300rpm的转速搅拌。逐渐添加68份的1.0M-CaCl2水溶液,以得到含Ca3(PO4)2的水介质。
将上述可聚合单体成分加到该水介质中。再加入2份聚乙烯。将混合物在氮气气氛中和55℃下用TK均匀混合器,以10,000rpm的转速搅拌20分钟,以形成该可聚合单体组合物的颗粒分散体。
在55℃的温度下,用浆式搅拌器搅拌该分散体1小时,以进行反应处理,在1小时内加热到60℃,使反应进行4小时,接着以40℃/小时的速度加热到80℃,进行4小时聚合反应。在该聚合反应过程中,每一小时用氮气向该水介质中鼓泡,以将溶解氧浓度调节在0.5到1.0mg/L之内。
该聚合反应后,冷却反应混合物。添加盐酸以溶解磷酸钙。过滤收集、水洗、干燥该聚合产物,以得到重均粒径6.8μm的黑色聚合颗粒(黑调色剂)。
给100份该黑调色剂添加1.0份用硅油疏水性处理后的细粉状二氧化硅和1.0份疏水氧化钛细颗粒。用Henschel混合器混合该混合物,以得到黑调色剂AA。
黑调色剂AA与铁氧体载体,(平均粒径:50μm)以7∶100的混合比混合,得到双组份显影剂AA。
表4显示该黑调色剂AA的特性。
数字复印机GP55(由Canon K.K.制造)被用作该电子摄影设备。改进该复印机,以便以1.5倍高的处理速度运行,并以300dpi断续地形成数字潜像。
在充电件制造实施例1中制备的磁性颗粒被用作该接触充电工具。借助其内部具有磁辊的导电筒,使该磁性颗粒立起形成磁刷。该筒由非磁性铝筒制成,其表面经喷砂处理。这个导电筒设置得使该筒表面与该感光件之间保持500μm的间隙。借助该磁辊的磁约束力,使该磁性颗粒在导电筒上竖起,形成一个在感光件表面上具有5mm宽辊隙的磁刷。转动该筒,以便沿与该感光件转动相反的方向,以相对该感光件表面和该磁刷间的均匀接触200%的速度滑动。
这里,该圆周速度差由以下等式限定:
(圆周速度差)=(|V-v|/|V|)×100
式中,V是该感光件在充电件与感光件之间接触部分的圆周速度,v是该充电件的圆周速度。
该磁辊的磁通密度(B)是0.09T。显示最大磁通密度的磁极被固定到与该感光件相对的位置。充电件制造实施例1中磁性颗粒的磁化强度(σB)在0.09T是58(Am2/kg),B·σB是5.22。
在该磁刷被固定的情况下,由于磁刷自身缺乏恢复力,当它被感光件的振动或偏心而移动时,磁刷不能保持辊隙,并导致充电失败。因此,应不断地使新的磁刷面进入接触。为此,在这个实施例中,充电是由沿相反方向,以2倍速度转动的充电装置进行的。另外,处理盒的显影部分按以下所述方式改进。作为调色剂供给器的不锈钢筒被一个由泡沫聚氨基甲酸乙酯构成的、具有中等电阻、用作与感光件接触的调色剂运载器的橡胶辊(直径16mm)代替。该调色剂运载器沿着与该感光件接触部分的相同方向,以相对该感光件180%的圆周速度转动。
为给该调色剂运载器提供调色剂,设置一个供料辊,并使其在显影部分与调色剂运载件接触。设置一个涂覆有树脂的不锈钢刮板,以控制该调色剂运载器上的调色剂涂层。电压的DC成分(-300V)只在显影期间施加。
用改进的GP55复印机,用双组份显影剂连续试印50,000页。由此评价图像质量、工作特性或耐久性,以及该充电件的污染。
图像质量
连续复印50,000页之后(图像印制区比例是5.24%),用目视检测层次的可再现性。根据以下评价标准评价图像质量。
(评价标准)
A:优秀
B:很好
C:好
D:稍差
E:差
工作特性或耐久性
通过连续供给50,000页纸,用上述改进的GP55复印机进行复印(图像复印具有5mm直径的实印部分,并具有5.24%的印制区比例)。按以下评价标准评价图像密度的改变。借助MacBeth密度计(由MacBeth Co.制造)对5mm直径的实印部分进行图像密度测量。
(评价标准)
A:1.50<(图像密度)
B:1.20<(图像密度)≤1.50
C:1.10<(图像密度)≤1.20
D:1.00<(图像密度)≤1.10
E:(图像密度)≤1.00
充电件的沾污或污染
通过连续供给50,000页纸,用上述改进的GP55复印机,进行复印(图像复印具有5.24%印制区比例)。目视检测该充电件表面,并按照以下标准评价该污染。
(评价标准)
A:无污染
B:约30%的表面被污染
C:约50%的表面被污染
D:约70%的表面被污染
E:整个表面被污染
用上述改进的复印机形成未定影图像。该未定影图像由分离的定影装置定影在记录介质上。通过测量定影开始温度和传印温度评价定影性能。
形成在记录介质上的未定影图像由市售的NP-6650(由Canon K.K.制造)的定影装置,以150mm/秒的定影速度定影,该复印机被改制成能使其定影温度以5℃的变量,从120℃变化到220℃。该记录介质是市售的复印纸,Canon新干纸(纸张单位重量:54g/m2,由Canon SalesCo.Ltd提供)。
对以下项目进行评价。
定影开始温度
以5℃的变量,从120℃变化定影温度,进行定影。用Silbon纸,以约100g的载荷反复摩擦得到的定影图像十次。因图像剥落造成的反射密度的下降比例变为小于等于10%时的温度,被作为定影开始温度。
传印温度
定影温度以10℃的变量,从120℃逐渐改变。5cm×5cm的实像(调色剂量:0.5~0.6mg/cm2)形成在复印纸顶端部中央。使这页纸通过定影装置。当该实像的调色剂剥离,并再转印到在通过方向上该纸页的后端部时,此时的温度被定义为该传印温度。
另外,评价黑调色剂A的可储存性。
可储存性
将5克黑调色剂A放入一个柱形聚乙烯杯中,并在30℃和80%RH湿度的环境条件下保存一星期。将该聚乙烯杯倾斜45°角,并绕该瓶圆柱轴转动360°。目视检测该调色剂状态,并按以下标准进行评价。
(评价标准)
A:调色剂立刻变松
B:70%的调色剂变松
C:50%的调色剂变松
D:30%的调色剂变松
E:调色剂根本不变松
表6展示了评价结果。
实施例11
苯乙烯 170份
丙烯酸2-乙基己基酯 30份
铜酞菁颜料 15份
二叔丁基水杨酸铬化合物 3份
饱和的聚酯 10份
(酸值:10,峰值分子量:9,100)
酯蜡 30份
(Mw:500,Mn:400,Mw/Mn:1.25,
DSC最大吸热峰:70℃,粘度:6.5mPa·s,
维氏硬度:1.1,SP值:8.6)
二乙烯基苯 0.2份
除了使用上述配方外,其余使用与实施例10相同的方式,制备重均粒径6.3μm的青色聚合颗粒(青调色剂)。
以与实施例10相同的方式,将该青调色剂与用硅油疏水处理的细粉状二氧化硅混合,得到青调色剂BB。表3示出青调色剂BB的性能。以与实施例10相同的方式,将青调色剂BB与铁氧体载体混合,制备双组份显影剂BB。
除了用双组份显影剂BB取代双组份显影剂AA之外,以与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂BB。表6示出了该评价结果。
比较实施例17
苯乙烯 170份
丙烯酸2-乙基己基酯 30份
碳黑颜料 15份
单偶氮型铁配合物 3份
饱和聚酯 10份
(酸值:10,峰分子量:9,100)
石蜡 30份
(Mw:570,Mn:380,Mw/Mn:1.50,
DSC最大吸热峰:69℃,粘度:6.8mPa·S,
维氏硬度:0.7,SP值:8.3)
二乙烯基苯 0.28份
采用上述配方,用与实施例10相同方式,制备可聚合单体组合物。将该可聚合单体组合物导入用与实施例10相同方式制备的水介质。除不添加聚乙烯外,通过与实施例10中相同的步骤,得到重均粒径7.4μm的黑色聚合颗粒(黑调色剂)。
用与实施例10相同的方式,将该黑调色剂与经硅油疏水处理的细粉状二氧化硅混合,得到黑调色剂CC。表3示出了黑调色剂CC的性能。用与实施例10相同的方式,将黑调色剂CC与铁氧体载体混合,制备双组份显影剂CC。
除了用双组分显影剂CC取代双组份显影剂AA外,用与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂CC。表6示出该评价结果。
比较实施例18
苯乙烯 170份
丙烯酸2-乙基己基酯 30份
喹吖酮颜料 15份
二叔丁基水杨酸铬化合物 3份
饱和的聚酯 10份
(酸值:10,峰值分子量:9,100)
巴西棕榈蜡 30份
(Mw:900,Mn:530,Mw/Mn:1.70,
DSC最大吸热峰:65℃,粘度:6.3mPa·s,
维氏硬度:6.8,SP值:8.7)
二乙烯基苯 0.20份
除使用上述配方外,用与实施例10相同的方式,制备重均粒径为6.6μm的品红色聚合颗粒(品红调色剂)。
将该品红调色剂与用实施例10中的相同方式,与用硅油疏水处理的细粉状二氧化硅相混合,以得到品红调色剂DD。表3示出了该品红调色剂DD的性能。用与实施例10相同的方式,将品红调色剂DD与铁氧体载体混合,制备双组份显影剂DD。
除用双组份显影剂DD取代双组份显影剂AA外,用与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂DD。表6示出了该评价结果。
比较实施例19
除了聚合引发剂,2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)的量被改为3份外,用与实施例10相同的方式制备可聚合单体组合物。在不添加聚乙烯的情况下,随着水介质的温度变化到60℃,使该可聚合单体组合物分散。在组合物分散后,除了温度在1小时内上升到80℃,反应进行10小时、以及不向该水介质用氮气鼓泡以外,用与实施例10中相同的方式,用浆式搅拌器搅拌,以进行聚合,从而得到黑色聚合颗粒(黑调色剂)。
将该黑调色剂与由硅油疏水处理的细粉状二氧化硅混合,得到黑调色剂EE。表3示出了黑调色剂EE的性能。用与实施例10相同的方式,将黑调色剂EE与铁氧体载体混合,制备双组份显影剂EE。
除了用双组份显影剂EE取代双组份显影剂AA外,用与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂EE。表6示出该评价结果。
比较实施例20
(单体) 苯乙烯 170份
丙烯酸2-乙基己基酯 30份
(着色剂) 碳黑 10份
(电荷控制剂) 二叔丁基水杨酸铝化合物 3份
(隔离剂) 石蜡 30份
(DSC最大吸收峰:70℃)
(聚合引发剂)
2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈) 10份
2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯 1份
将上述组合物加热到60℃,并用TK均匀混合器(由Tokushu KiKaKogyo K.K.制造),以9,000rpm的转速搅拌,以便溶解和分散,从而形成可聚合单体组合物。
除了使用上述可聚合单体组合物;在颗粒分散形成期间,水介质温度变化到60℃;在颗粒分散步骤中不添加聚乙烯;组合物颗粒的分散进行一小时;在60℃用浆式搅拌器搅拌进行该反应7小时;在0.5小时内加热到80℃,并反应4小时;以及在聚合期间不用氮气向该水介质鼓泡之外,用与实施例10相同的方式制备黑色聚合颗粒(黑色调色剂)。
将得到的黑调色剂与用实施例10的相同方式由硅油疏水处理的细粉状二氧化硅相混合,以得到黑调色剂FF。表3示出了黑调色剂FF的性能。用与实施例10相同的方式将黑调色剂FF与铁氧体载体混合,以制备双组份显影剂FF。
除了用双组份显影剂FF取代双组份显影剂AA以外,用与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂FF。表6示出该评价结果。
实施例12
苯乙烯 170份
丙烯酸正丁酯 30份
喹吖酮颜料 15份
二叔丁基水杨酸铬化合物 3份
饱和的聚酯 10份
(酸值:10,峰值分子量:9,100)
二酯蜡 30份
(Mw:480,Mn:410,Mw/Mn:1.17,
熔点:73℃,粘度:10.5mPa·s,
维氏硬度:1.0,SP值:9.1)
二乙烯基苯 0.18份
除了不加入聚乙烯,并将在80℃下聚合周期从4小时变为6小时以外,用与实施例10中相同的方式,通过按上述配方制备可聚合单体组合物,并将该单体组合物加到在实施例10中制备的水介质中,制备重均粒径6.9μm的品红色聚合颗粒(品红调色剂)。
将该品红调色剂与用实施例10的相同方式由硅油疏水处理的细粉状二氧化硅相混合,得到品红调色剂GG。表3示出品红调色剂的性能。用与实施例10的相同方式,将品红调色剂与铁氧体载体混合,制备双组份显影剂GG。
除了用双组份显影剂GG取代双组份显影剂AA外,用与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂GG。表6示出该评价结果。
实施例13
苯乙烯 170份
丙烯酸2-乙基己基酯 30份
铜钛青颜料 15份
二叔丁基水杨酸铝化合物 3份
饱和的聚酯 10份
(酸值:10,峰值分子量:9,100)
酯蜡 30份
(Mw:450,Mn:400,Mw/Mn:1.25,
熔点:70℃,粘度:6.5mPa·s,
维氏硬度:1.1,SP值:8.6)
二乙烯基苯 0.20份
除采用上述配方外,用与实施例10相同的方式,制备重均粒径6.8μm的青色聚合颗粒(青调色剂)。
将得到的青调色剂与用实施例10相同方式由硅油疏水处理的细粉状二氧化硅相混合,得到青调色剂HH。表3示出了青调色剂HH的性能。用与实施例10相同的方式,将青调色剂HH与铁氧体载体相混合,得到双组份显影剂HH。
除用双组份显影剂HH取代双组份显影剂AA外,用与实施例10相同的方式,评价得到的双组份显影剂HH。表6示出了该评价结果。
实施例14
除了用如表5中所示的,在充电件制造实施例3中制取的磁性颗粒材料或颗粒,取代用作实施例10中的充电件的磁性颗粒材料,以及用在感光件制造实施例3中制备的感光件3取代表5中所示的感光件1之外,用实施例10中的改进复印机进行评价。该评价结果示于表6。
比较实施例21和22
除了用如表5中所示的,在充电件制造实施例2或4中制备的磁性颗粒材料取代实施例10中,用作充电件的磁性颗粒材料,以及比较实施例17、18中所用的双组份显影剂CC、DD外,用实施例10中的改进复印机进行评价。使用了表6示出的评价结果。
实施例15
除了用如表5中所示的、在充电件制造实施例2中制备的磁性颗粒材料,取代实施例10中用作充电件的磁颗粒材料,以及使用实施例11中所用的双组份显影剂BB外,用实施例10中的改进复印机以与实施例10相同的方式进行评价。该评价结果示于表6中。
实施例16和17
除了用在充电件制造实施例5和6任一个中制备的磁性颗粒材料,取代实施例10中用作充电件的的磁颗粒材料以外,以与实施例10相同的方式,进行评价。该评价结果示于表6中。
实施例18
除了按下述方式改进该复印机外,用与实施例10相同的方式,评价在实施例10中制成的双组份显影剂AA。
用在充电件制造实施例7中制备的毛刷辊,代替实施例10中所用的充电件。该毛刷的设置使得在成像时,在该刷与感光件之间形成一个约5mm宽的充电辊隙。转动该毛刷辊,使得该表面的滑动,在与感光件转动方向相反的方向上,以250%的速度与该感光件和该毛刷之间保持均匀的接触。用感光件制造实施例2中制成的感光件2取代该感光件。
表6示出了该评价结果。
实施例19
除了用C.I.颜料黄17作为着色剂来代替实施例10中的碳黑外,用与实施例10相同的方式,制备黄调色剂II和双组份显影剂。
除了用喹吖酮颜料作着色剂来代替实施例10中的碳黑外,用与实施例10相同的方式,制备品红调色剂JJ和双组份显影剂。
除了用C.I.颜料蓝15∶3作着色剂来代替实施例10中的碳黑外,用与实施例10相同的方式,制备青调色剂KK和双组份显影剂。
借助图7所示的全色成像设备,用包括在以上实施例中制备的含黄调色剂II的双组份显影剂、含品红调色剂JJ的双组份显影剂、含青调色剂KK的双组份显影剂,以及在实施例10中制备的含黑调色剂AA的双组份显影剂等四种双组份显影剂,形成一个全色图像。
对于图7所示的成像设备,将含黄调色剂II的双组份显影剂用于第一成像单元Pa,含品红调色剂JJ的双组份显影剂用于第二成像单元Pb,含青调色剂KK的双组份显影剂用于第三成像单元Pc;以及含黑调色剂AA的双组份显影剂用于第四成像单元Pd。
在成像单元Pa、Pb、Pc和Pd中,在充电件制造实施例1中使用的磁性颗粒被用作充电件。借助于导电筒内的磁辊,使该磁性颗粒竖立起,成为磁刷。该筒由非磁性铝筒构成,其表面经过喷砂处理。这个导电筒被设成在该筒表面与该感光件之间保持约500μm的间隙。借助磁辊的磁约束力,磁性颗粒在该导电筒上竖起,使磁性颗粒在感光件表面形成为一个具有约5mm宽充电辊隙的磁刷。转动该筒,以沿着与该感光件转动相反的方向,以相对该感光件表面与该磁刷之间的均匀接触200%的速度滑动。
这里,该圆周速度差由以下等式限定:
(圆周速度差)=(|V-v|/|V|)×100
式中,V是该感光件在充电件与感光件之间接触部分的圆周速度,v是该充电件的圆周速度。
该磁辊的磁通密度(B)是0.09T。显示最大磁通密度的磁极被固定到与感光件相对的位置。充电件制造实施例1的磁性颗粒的磁化强度(σB)在0.09T时约为58(Am2/kg),B·σB是5.22。
在该磁刷被固定的情况下,由于磁刷自身缺乏恢复力,当因感光件的振动或偏心使它移动时,该磁刷的辊隙不能稳定,这会造成充电失败。因此,应不断地使新的磁刷表面进入接触。这样,在这个实施例中,进行充电的充电件应设置为以2倍的速度,沿相反方向转动。
将感光件制造实施例1中制备的感光件用作该感光件,给该导电筒施加峰电压2kv的AC成分的充电偏压,在该感光件表面进行500V的初始充电。
感光件被初始充电的表面被激光曝光,并由350V的剩余电位形成数字静电潜像。
在这个实施例中,使用如图10所示的双组份显影剂的采用干式双组份接触显影系统的显影装置,在下述条件下进行该感光件上的数字静电潜像的反转显影,形成一个调色剂图像。
显影条件
显影筒:用#600玻璃珠喷砂处理的SUS筒
显影筒与感光鼓间的间隙β:550μm
弹性刮板:表面上具有尼龙树脂层的聚氨基甲酸乙酯橡胶刮板
显影筒上的显影剂层厚:70μm
显影偏压:峰电压2KV的AC电场
处理速度:180m/秒
感光件上被显影的调色剂图像被依次静电转印到记录介质上。于是,具有四色调色剂的全色图像被静电转印到记录介质上。
转印条件
转印偏压:从第一成像单元到第四成像单元,转印偏压逐渐升高,且施加0.8~1.2KV的DC电压。
由转印到记录介质上的四色调色剂形成的全色图像,由下述定影装置加热而定影。定影由一个热辊定影装置进行,该定影装置具有一个作为设置所需温度的加热辊,和一个以弹性层与该加热辊压接触的压力辊。这样,可得到良好的调色剂性能,例如良好的抗传印性、和宽的定影温度范围。另外,由形成的多层调色剂显示的彩色具有满意的混色性和良好的色度,从而实现了改进质量的全色成像。
如上所述,根据本发明的用于显影静电图像的调色剂,在不损坏低温定温性和抗传印性的情况下,几乎不在感光件上成膜,或污染诸如载体和筒的该调色剂携带件的表面,并在很多页上呈现出很好的运行特性。
表1:调色剂性能
实施例12比较实施例123456789101112实施例34比较实施例13141516实施例567 | 调色剂 | 由GPC得出的分子量分布 | ||||||||||
类型 | 方法 | LMW峰 | HMW峰 | (L/T)×100 | (M/T)×100 | (H/T)×100 | Hb/Ha | Hc/Ha | Mw/Mn ofMW 800-3000 | 全聚合物 | ||
Mw | Mn | |||||||||||
AABBCCDDEEFFGGHHIIJJKLM | PolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPulvznPulvzn | 1,3001,3001,2001,2001,2001,2001,1001,1001,1001,1001,2501,2501,0001,0001,3001,3001,3001,3001,3001,3001,2001,9002,300 | 32,00032,00025,00025,00022,00022,00032,00032,00032,00032,00028,00028,00019,00019,00037,00037,00037,00037,00037,00037,00036,00017,00019,000 | 4417171919001919009922171711111267 | 212119192626282820208877222230302121192126 | 77663377771111202014142929212624 | 1.211.211.201.201.181.181.211.211.211.211.261.262.642.640.800.800.500.5011.211.21.051.231.20 | 0.070.070.170.170.160.16000.130.13000.230.230.030.030.090.091.201.200.080.090.08 | 1.231.231.251.251.2712.7--1.351.35--1.341.341.501.501.521.528.308.301.542.103.10 | 160,000160,000170,000170,000192,000192,000179,000179,00098,00098,00071,00071,00070,00070,000112,000112,000100,000100,000148,000148,000143,000111,000105,000 | 10,00010,00022,00022,00022,00022,00010,40010,4009,7009,70017,80017,8006,5006,50019,40019,4009,5009,50011,60011,60010,4009,80010,200 |
(注)方法:调色剂制造方法,polymn:聚合,pulvzn:粉碎,(继续)LMW峰:在低分子区中的峰位,HMW峰:在高分子区中的峰位置
表1:(续)
实施例12比较实施例123456789101112实施例34比较实施例13141516实施例567 | 调色剂类型 | 不溶甲苯物质含量(重量份) | 隔离剂含量(重量份) | DSC吸热峰 | 芯/壳结构 | 重均粒径(μm) |
AABBCCDDEEFFGGHHIIJJKLM | 33.433.441.241.238.138.131.131.140.340.336.236.20037.737.738.438.440.440.432.434.539.9 | 15151515151515151515151515153030909000151010 | 6868686868686868686868687070707070707070686969 | 观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到无无观察到观察到观察到无无 | 7.07.06.86.86.86.87.37.37.47.47.17.16.66.67.27.27.77.76.96.97.06.97.5 |
表2:评价结果
调色剂 | 定影 耐用性 | |||||||
定影开始温度 | 传印温度 | 评价器 | 灰雾 | 调色剂熔化 | 初始状态调色剂充电 图像密度 | 最终状态调色剂充电 图像密度 | ||
实施例12比较实施例123456789101112实施例34比较实施例13141516实施例567 | AABBCCDDEEFFGGHHIIJJKLM | 140℃140℃145℃145℃135℃135℃135℃135℃135℃135℃135℃135℃140℃140℃135℃135℃135℃135℃160℃160℃140℃140℃140℃ | >220℃>220℃220℃220℃220℃220℃180℃180℃>220℃>220℃210℃210℃220℃220℃>220℃>220℃>220℃>220℃185℃185℃220℃210℃210℃ | ABABABABABABABABABABAAA | aabbbbccbbbcccaaceccaab | aaccbcccdcbbbbaaeeecbaa | -32 1.51-29 1.49-30 1.46-28 1.45-26 1.48-27 1.42-33 1.50-30 1.45-26 1.45-26 1.44-25 1.47-23 1.45-26 1.51-26 1.51-34 1.53-30 1.49-30 1.47-26 1.41-26 1.53-26 1.49-35 1.53-32 1.49-31 1.50 | -32 1.51-29 1.46-29 1.41-24 1.37-22 1.45-25 1.39-27 1.39-23 1.33-22 1.41-22 1.41-21 1.45-20 1.44-24 1.46-23 1.48-34 1.53-30 1.48-24 1.41-21 1.33-23 1.29-21 1.20-33 1.49-28 1.45-28 1.46 |
表3
感光件号 | |||
感光件1 | 感光件2 | 感光件3 | |
暗区电位(Vd)剩余电位(Vr)(Vd+Vr)/2Vd和(Vd+Vr)/2的斜率1/20斜率关于1/20的接触点(半衰期光量)×5对水的接触角表面体积电阻率 | -700V-55V-378V920Vm2/cJ45Vm2/cJ1.55cJ/m21.90cJ/m293°5×1012Ωcm | -700V-60V-380V2900Vm2/cJ150Vm2/cJ0.43cJ/m20.60cJ/m2101°2×1013Ωcm | -700V-50V-375V3200Vm2/cJ150Vm2/cJ0.43cJ/m20.60cJ/m278°1×1013Ωcm |
表4:调色剂性能
调色剂 | 由GPC得出的分子量分布 | ||||||||||
种类 | 方法 | LMW峰 | HMW峰 | (L/T)×100 | (M/T)×100 | (H/T)×100 | Hb/Ha | Hc/Ha | Mw/Mn ofMW 800-3000 | 全聚合物 | |
Mw | Mn | ||||||||||
AABBCCDDEEFFGGHH | PolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymnPolymn | 1,2001,1001,2501,3001,2001,0001,0001,000 | 31,00025,00028,00034,00026,00019,00032,00032,000 | 3626368942 | 343321242893026 | 181222262871621 | 1.151.081.191.530.190.011.210.89 | 0.030.070.310.251.202.640.050.05 | 1.231.251.181.211.181.341.441.39 | 160,000170,000145,000165,000112,00070,000100,400180,000 | 10,00022,00010,60098,000194,00065,00070,00010,500 |
表4:(续)
调色剂类型 | 甲苯不溶物质含量(重量份) | 隔离剂含量(重量份) | DSC吸热峰 | 芯/壳结构 | 重均粒径(μm) |
AABBCCDDEEFFGGHH | 33.434.231.136.232.319.921.320.1 | 1515151515151515 | 6870696568707370 | 观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到观察到 | 6.86.37.46.66.76.66.96.8 |
(注)处理:调色剂制造处理,polymn:聚合,pulvzn:粉碎,LMW峰:在低分子区中的峰位置,HMW峰:在高分子区中的峰位置
表5
实施例1011比较实施例17181920实施例121314比较实施例2122实施例15161718 | 接触充电件号 | 感光件号 | B·σB | 双组份显影剂 |
111111113242567 | 111111113111112 | 5.225.225.225.225.225.225.225.224.775.315.405.314.685.045.22 | AABBCCDDEEFFGGHHAACCDDBBAAAAAA |
表6:图像评价结果
实施例1011比较实施例17181920实施例121314比较实施例2122实施例15161718 | 定影性 | 图像质量 | 耐久性 | 部件的污染 | 可储存性 | 灰雾(%) | |
定影开始温度 | 传印温度 | ||||||
135℃135℃140℃135℃140℃140℃135℃135℃135℃160℃160℃135℃135℃135℃140℃ | 220℃220℃210℃200℃220℃220℃>220℃>220℃220℃190℃185℃220℃210℃220℃220℃ | BBCCBCBBBEEBBBA | BBCDBBBCBBCBBAA | BBDECCABBCCACBB | BBCCCBBBCDEBBBB | 0.2-0.70.4-0.80.6-1.11.8-2.01.3-1.61.0-1.20.4-0.80.5-1.00.8-1.11.6-2.31.5-1.80.7-1.20.5-1.00.8-0.90.6-0.8 |
Claims (70)
1、一种使静电图像显影的调色剂,包括粘结剂树脂、着色剂和隔离剂,其中:
所述调色剂的四氢呋喃可溶物质在由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内至少有一个峰,在从2,000到300,000的分子量区内至少有一个峰,并具有从90,000到2,000,000的重均分子量Mw,这里,在大于等于800分子量区内的分子量积分值T、从2,000到5,000分子量区内的分子量积分值L,以及在大于等于300,000分子量区内的分子量积分值H满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤15,
3≤(H/T)×100≤30,
所述隔离剂的含有量为基于100重量份的所述粘结剂树脂,3到40重量份的量。
2、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质在由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T,在从2,000到5,000的分子量区内的分子量积分值L,以及在大于等于300,000的分子量区内的分子量积分值H满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤7,
3≤(H/T)×100≤30。
3、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800分子量区内的分子量积分值T、在从2,000到5,000的分子量区内的分子量积分值L,以及在大于等于300,000分子量区内的分子量积分值H满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤7,
5≤(H/T)×100≤25。
4、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T和在大于等于100,000分子量区内的分子量积分值M满足以下关系:
10≤(M/T)×100≤50。
5、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T和在大于等于100,000的分子量区内的分子量积分值M满足以下关系:
15≤(M/T)×100≤40。
6、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha,和在从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰的高度Hb满足以下关系:
0.70≤Hb/Ha≤1.30。
7、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha,与在从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰的高度Hb满足以下关系:
0.75≤Hb/Ha≤1.25。
8、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰,与在从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰之间存在的分子量最小值处的高度Hc,与在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha满足以下关系:
0.01≤Hc/Ha≤0.15。
9、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰与在从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰之间存在的分子量最小值处的高度Hc,与在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha满足以下关系:
0.01≤Hc/Ha≤0.10。
10、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,所述四氢呋喃可溶物质具有从100,000到1,500,000范围内的重均分子量Mw。
11、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,所述四氢呋喃可溶物质具有从8,200到700,000范围内的数均分子量Mn。
12、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过法测量的分子量分布中,所述的四氢呋喃可溶物质具有从4到15的重均分子量/数均分子量Mw/Mn。
13、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过法测量的分子量分布中,所述四氢呋喃可溶物质在从800到3,000的分子量区内的重均分子量/数均分子量Mw/Mn不大于3.0。
14、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂的树脂组分的甲苯不溶物质的量为该树脂组分重量的2重量%和30重量%。
15、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂的树脂组分的甲苯不溶物质的量为该树脂组分重量的3重量%和25重量%。
16、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的隔离剂包含一种选自由聚亚甲基蜡、酰胺蜡、高级脂肪酸、长链醇、酯蜡、任何这些成分的接枝化合物,以及任何这些成分的嵌段化合物构成的组中的物质。
17、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的隔离剂包括酯蜡。
18、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的隔离剂包括一种具有由差示扫描热量法在从40℃到120℃范围内测量的最大吸热峰的蜡。
19、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的隔离剂包括一种具有由差示扫描热量法在从40℃到90℃范围内测量的最大吸收峰的蜡。
20、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的调色剂具有带芯/壳结构的调色剂颗粒,其中所述隔离剂的芯表面被壳树脂构成的壳覆盖。
21、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂含有在液体介质中有聚合引发剂的情况下,通过将至少含可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂和隔离剂聚合而得到的调色剂颗粒。
22、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂具有在液体介质中存在聚合引发剂的情况下将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂、隔离剂和一种极性树脂聚合而得到的调色剂颗粒。
23、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂具有在水介质中存在聚合引发剂的情况下,将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂和隔离剂聚合而得到的调色剂颗粒。
24、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂具有在水介质中存在聚合引发剂的情况下,将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂、隔离剂和一种极性树脂聚合而得到的调色剂颗粒;
所述的调色剂颗粒具有芯/壳结构,其中,该隔离剂的芯表面被壳树脂形成的壳覆盖。
25、如权利要求24所述的调色剂,其特征在于,所述的极性树脂包括聚酯树脂。
26、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的调色剂具有从4μm到10μm的重均粒径。
27、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的调色剂具有从5μm到8μm的重均粒径。
28、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的调色剂被用作单组份显影剂。
29、如权利要求1所述的调色剂,其特征在于,所述的调色剂与载体颗粒混合,并被用作双组份显影剂。
30、一种成像方法,其步骤是:
对用于在其上保持一个静电潜像的潜像承载件的表面进行静电充电;
在被充电的该潜像承载件的表面上形成静电潜像;
用调色剂显影该静电潜像,以形成调色剂图像,其中:
所述的调色剂包含粘结剂树脂、着色剂和隔离剂,该调色剂的四氢呋喃可溶物质在由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内至少有一个峰,在从2,000到300,000的分子量区内至少有一个峰,并有一个从90,000到2,000,000的重均分子量Mw,这里在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T、在从2,000到5,000的分子量区内的分子量积分值L、和在大于等于300,000的分子量区内的分子量积分值H满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤15
3≤(H/T)×100≤30,
所述隔离剂的含有量为基于100重量份的所述粘结剂树脂,3到40重量份的量;
将显影形成的调色剂图像转印到记录介质上;
将转印的调色剂图像定影到该记录介质上。
31、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T、在从2,000到5,000的分子量区内的分子量积分值L,和在大于等于300,000的分子量区内的分子量积分值H满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤7
3≤(H/T)×100≤30。
32、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T、在从2,000到5,000的分子量区内的分子量积分值L,和在大于等于300,000的分子量区内的分子量积分值H满足以下关系:
1≤(L/T)×100≤7
5≤(H/T)×100≤25。
33、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T,和在大于等于100,000的分子量区内的分子量积分值M满足以下关系:
10≤(M/T)×100≤50。
34、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在大于等于800的分子量区内的分子量积分值T,和在大于等于100,000的分子量区内的分子量积分值M满足以下关系:
15≤(M/T)×100≤40。
35、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha,和从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰的高度Hb满足以下关系:
0.70≤Hb/Ha≤1.30。
36、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha,和从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰的高度Hb满足以下关系:
0.75≤Hb/Ha≤1.25。
37、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰与从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰之间存在的分子量最小值处的高度Hc,和从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha满足以下关系:
0.01≤Hc/Ha≤0.15。
38、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在所述调色剂的四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰与从2,000到300,000的分子量区内的所述尖峰之间存在的分子量最小值处的高度Hc,和从1,000到小于2,000的分子量区内的所述尖峰的高度Ha满足以下关系:
0.01≤Hc/Ha≤0.10。
39、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,所述的四氢呋喃可溶物质具有从100,000到1,500,000范围内的重均分子量Mw。
40、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,所述的四氢呋喃可溶物质具有从8,200到700,000范围内的数均分子量Mn。
41、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,所述的四氢呋喃可溶物质具有从4到15的重均分子量/数均分子量Mw/Mn。
42、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在四氢呋喃可溶物质由凝胶透过色谱法测量的分子量分布中,在从800到3,000的分子量区内,所述的四氢呋喃可溶物质具有不大于3.0的重均分子量/数均分子量Mw/Mn。
43、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂的树脂组分的甲苯可溶物质的量为该树脂组分重量的2重量%和30重量%。
44、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂的该树脂组分的甲苯可溶物质的量为该树脂组分重量的3重量%和25重量%。
45、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的隔离剂包括一种选自由聚亚甲基蜡、酰胺蜡、高级脂肪酸、长链醇、酯蜡、任何这些成分的接枝化合物、以及任何这些成分的嵌段化合物构成的组中的物质。
46、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的隔离剂包括酯蜡。
47、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的隔离剂包括一种具有由差示扫描热量法在从40℃到120℃范围内测量的最大吸热峰的蜡。
48、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的隔离剂包括一种具有由差示扫描热量法在从40℃到90℃范围内测量的最大吸收峰的蜡。
49、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂具有带芯/壳结构的调色剂颗粒,其中所述隔离剂的芯表面被壳树脂构成的壳覆盖。
50、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂具有在液体介质中存在聚合引发剂的情况下将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂和隔离剂聚合而得到的调色剂颗粒。
51、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂具有在液体介质中存在聚合引发剂的情况下将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂、隔离剂和一个极性树脂聚合而得到的调色剂颗粒。
52、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述调色剂具有在水介质中存在聚合引发剂的情况下将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂和隔离剂聚合而得到的调色剂颗粒。
53、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂具有在水介质中存在聚合引发剂的情况下将至少含有可聚合单体的可聚合单体成分、着色剂、隔离剂和一个极性树脂聚合而得到的调色剂颗粒;
所述调色剂颗粒具有芯/壳结构,其中,该隔离剂的芯表面被壳树脂形成的壳覆盖。
54、如权利要求53所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂树脂包括聚酯树脂。
55、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂具有从4μm到10μm的重均粒径。
56、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂具有从5μm到8μm的重均粒径。
57、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂被用作单组份显影剂。
58、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的调色剂与载体颗粒混合,并被用作双组份显影剂。
59、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,在接触充电件与所述潜像承载件的表面接触的状态下,所述潜像承载件的该表面通过施加一个充电偏压而充电。
60、如权利要求30所述的成像方法,其特征在于,所述的潜像承载件是一个感光件;所述感光件的表面具有从108Ω·cm到1015Ω·cm的体电阻率,所述感光件的该表面与水的接触角大于等于85度。
61、如权利要求59所述的成像方法,其特征在于,所述的感光件的表面具有从108Ω·cm到1015Ω·cm的体电阻率;所述感光件的该表面与水的接触角大于等于85度;以及,当|V-VD|/d和|V|/d之间的较强电场作为V1时,在从20到V1的施加电场范围内,所述接触充电件在其电压施加部分和其与所述感光件接触的部分,具有通过将该接触充电件与一个导体转动件基体接触而进行的动态电阻测量测得的从104Ω·cm到1010Ω·cm范围内的体电阻率,这里的V是施加到该接触充电件的电压,VD是该感光件表面进入到该感光件和该接触充电件间的辊隙时,该感光件的表面上的电位,d是该接触充电件的电压施加部分与感光件之间的距离,其中电场以V/cm为单位。
62、如权利要求61所述的成像方法,其特征在于,当把|V-VD|/d和|V|/d之间较强的电场作为V1时,在从20到V1的施加电场范围内,所述接触充电件的体电阻率取决于所施加的电场并满足R1/R2≤1000的条件,这里R1代表其最大电阻率,R2代表其最小电阻率。
63、如权利要求59所述的成像方法,其特征在于,所述的接触充电件是磁性颗粒。
64、如权利要求63所述的成像方法,其特征在于,所述的磁性颗粒具有从104Ω·cm到109Ω·cm的体电阻率。
65、如权利要求64所述的成像方法,其特征在于,所述的磁性颗粒具有从5μm到200μm的平均粒径。
66、如权利要求63所述的成像方法,其特征在于,所述的接触充电件具有一个用于保持所述磁性颗粒的磁铁,且该接触充电件被设置成这样,即由该磁铁产生的磁场的磁通密度B,以及在该磁通密度B内的该磁性颗粒的最大磁化强度σB满足以下关系:
B·σB≥4,
其中磁通密度以T,即泰斯拉为单位,磁化强度以Am2/kg为单位。
67、如权利要求63所述的成像方法,其特征在于,所述的磁性颗粒具有含导电树脂或含导电颗粒和粘结树脂的表面层。
68、如权利要求60所述的成像方法,其特征在于,所述的感光件通过在其表面上形成一个含润滑粉的树脂层,而被制成与水的接触角大于等于85度。
69、如权利要求68所述的成像方法,其特征在于,所述的树脂层含有用作所述润滑粉的氟树脂、硅树脂或聚烯烃树脂。
70、如权利要求60所述的成像方法,其特征在于,所述的感光件具有一个用酞菁颜料形成的有机光电导体感光层。
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