CN1232996A - 用于显影静电图像的墨粉和成像方法 - Google Patents

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Abstract

一种适用于电子照相等方面的墨粉,包括每一颗粒含有粘结剂树脂、着色剂和蜡成分的墨粉颗粒。该墨粉基于圆等效直径的数基分布的数均颗粒尺寸为2—6μm,颗粒尺寸的标准偏差在2.6以下,基于圆度频率分布的平均圆度为0.970—0.995,圆度标准偏差在0.030以下,且残留单体含量至多为500ppm。该墨粉颗粒有这样的微观结构,即当通过透射电子显微镜(TEM)观察时,得到显示出粘结剂树脂的基体和以离散的形式分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的颗粒横截面。

Description

用于显影静电图像的墨粉和成像方法
本发明涉及一种墨粉和一种成像方法,用于采用电子照相、静电记录、磁记录等技术的记录方法中。本发明尤其涉及用于复印机、打印机和传真机中的一种墨粉和一种成像方法,其中预先形成于一静电图像承载部件上的墨粉图像被转印到一转印接收材料上。
迄今,许多静电复印工艺已为公知,其中通常是静电潜像通过各种方式形成于一包含光电导材料的光敏部件上,然后该潜像由墨粉来显影,根据需要将生成的墨粉图像转印到一转印(-接收)材料如纸张上,采用热和/或压力定影来在转印材料上形成定影的墨粉图像以作为最终的图像。
在近些年来,随着对彩色图像和记录的需求的增加,需要包括复印机、打印机和传真机的电子照相设备对各种转印材料或纸张材料显示出满意的性能。然而不同颜色的墨粉可能具有依赖于它们的配方的不同的转印能力,且需要依赖于纸张材料质量的不同的最佳转印条件。例如,存在这样一种倾向,厚的纸张和OHP(高架投影机)胶片需要较高的最佳转印电流值,薄的纸张需要较低的转印电流值。因此,如果一设备主体的转印条件对于厚纸或OHP胶片是最佳的,当采用薄纸时易于产生一种所谓的“重新转印”现象,即一度转印到转印材料上的墨粉图像返回到静电图像承载部件上,或产生一种所谓的“散射”现象,即墨粉在生成的墨粉图像的周围散射。另一方面,如果转印条件对于薄纸是最佳的,当采用厚纸或OHP胶片时,墨粉图像从静电图像承载部件转印到转印材料上的转印效率或速率降低因此会导致在图像的密度或分辨率方面的困难。
顺便提及的是,就打印设备而论,那些采用激光束或LED的设备在当今市场上成为主流,且基于数字技术、能够适应多功能应用的复印设备正在流行,因此需要比以前更高的分辨率。为了这些原因,显影系统也需要适应较高的分辨率。特别是在基于数字技术的打印机和复印机中,更薄的感光层正被频繁采用以便提供静电图像的高分辨率。在具有这样的薄感光层的光敏部件的情况下,产生的静电图像有较低的电势对比度,从而希望用于显影该静电图像的墨粉显示出较高的显影性能。
特别是在单组份显影系统中,其中墨粉以一种所谓的“耳”或链的形式用于显影,在图像的横向上的分辨率容易比纵向上的差。此外,与实心图像相比,线条图像容易在显影时附着大量的墨粉,因此增加墨粉的消耗,导致较差的图像重现性和经济性能。此外,在采用墨粉的显影过程中,易于产生困难,比如尾拖现象即墨粉以耳状形式突出图像部分,或墨粉散射在图像区周围,从而提供了另一个降低分辨率的因素。
作为改进图像重现性的措施,需要施加一层非常薄的墨粉到墨粉携带部件(显影套筒)上,因此减少了墨粉耳状物的出现。然而,当普通墨粉用于该系统时,大的应力作用在墨粉颗粒和墨粉携带部件表面,从而导致如墨粉表面劣化、污染或墨粉粘附于墨粉携带部件的表面的难题,以及在与成像设备相匹配上的困难。
为减轻这些困难一种具有特定的形状因子SF-1和SF-2的墨粉已在日本公开特许公报(JP-A61-279864)中披露,但是关于该墨粉的转印能力没有作特别的考虑。此外,JP-A63-235953已提出了一种采用机械冲击而成为球状的磁性墨粉,藉此转印能力提高到一定程度但是这种提高仍然不够,且显影性能没有达到实现足够高的清晰度的水平。
在另一方面,应高清晰度和高分辨率的需要,JP-A1-112253、JP-A1-191156、JP-A2-214156、JP-A2-284158、JP-A3-181952和JP-A4-162048已经提出了具有特定的颗粒尺寸分布的细颗粒墨粉。这些墨粉仍然存在着由于墨粉的劣化和转印能力引起的图像质量降低,及在低温/低湿度的环境中,由于过多的墨粉电荷而使显影性能降低,导致分辨率明显降低的问题。
JP-A9-160283提出了一种墨粉,该墨粉平均颗粒尺寸(直径)为6-10μm、平均圆度为0.85-0.98且包含最多10wt%的圆度至多为0.85的颗粒,其中提到了在流动性、快速充电性和采用一清理刮板的易清理性方面的改进,然而没有提及关于连续成像性能和伴随着颗粒尺寸的减小的环境稳定性,因此不能达到足够高的分辨率。
此外,JP-A9-197714已经提出了一种用于提高总体性能的显影剂,即,通过控制墨粉颗粒的形状来使得在显影剂颗粒的10%-平均直径B和50%-平均直径A之间的比例B/A为40-80%,平均圆度为0.93-1.0且至多3.0%的颗粒有至多0.85的圆度。该显影剂在提供稳定的图像密度方面显示出一些改进,但是没有提及关于具有50%-平均直径在8μm以下和平均圆度超过0.96的小颗粒尺寸,因此在上述问题中留下了改进的余地。
另一方面,近些年在更多地关注环境保护的情况下,采用电晕放电的传统的初次充电和转印工艺正在逐渐转向采用一个紧靠静电图像承载部件的充电部件的初次充电和转印工艺。
例如,JP-A63-149669和JP-A2-123385已经提出这样一种接触充电系统,该系统包括一个接触初次充电步骤和一个接触转印步骤,其中一导电弹性辊紧靠在一静电图像承载部件上,同时被供给一电压来均一地对该静电图像承载部件充电,然后该静电图像承载部件经过曝光和显影在其上形成一墨粉图像,另一被供给一电压的导电辊压在该静电图像承载部件上而转印材料在此之间通过,藉此在静电图像承载部件上的墨粉图像转印到转印物上且经过一定影步骤来形成一个转印的定影图像。
然而,根据这样的不采用电晕放电的辊子转印模式,其中转印充电部件在转印时通过一转印材料压在光敏部件(静电图像承载部件)上,在转印时光敏部件上的墨粉图像压在转印材料上,从而导致所谓的“中空图像”或“转印丢失”的局部转印缺陷。
此外,由于墨粉在颗粒尺寸上减小,使墨粉颗粒附着在光敏部件上的力(比如图像力和范德华力)与作用在墨粉颗粒上用于转印的库仑力相比占主导地位,从而转印残留墨粉易于增加。
此外,在这样的辊子充电模式中,在充电辊子和光敏部件之间发生的放电的物理和化学作用比在电晕放电模式中强烈,从而由于光敏部件表面的劣化使光敏部件表面易于磨损,因此留有一个关于光敏部件的寿命问题,特别是在有机光敏部件和刮板清理部件的组合中。
因此,这样的采用接触充电模式的成像系统,墨粉和静电图像承载部件都需要显示出优良的可释放性。
墨粉需要具备的上述各种性能通常是相互矛盾的,但是近些年来要求以组合形式得到高度满足。因此,关于显影性能在内的进一步的综合研究正在进行,但是仍然不够。
因此,本发明的主要目的是提供一种能解决上述问题的用于显影静电图像的墨粉。
本发明的一个更具体的目的是提供一种具有优良的定影性和防粘附性能(anti-offset property)的用于显影静电图像的墨粉。
本发明的另一个目的是提供一种用于显影静电图像的墨粉,能在较长的时间稳定地提供高质量的图像而对部件,比如静电图像承载部件和墨粉携带部件及中间转印部件(如果有的话)无不利影响。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述墨粉的成像方法。
根据本发明,提供了一种用于显影静电图像的墨粉,包括:各自至少含有粘结剂树脂、着色剂和蜡的墨粉颗粒;其中
该墨粉的基于圆等效直径的数基分布的数均颗粒尺寸为2-6um,颗粒尺寸标准偏差在2.6以下,基于圆度频率分布的平均圆度为0.970-0.995且圆度的标准偏差在0.030以下,残留的单体含量至多为500ppm;和
墨粉颗粒有这样的微观结构,即当通过透射电子显微镜(TEM)观察时,得到的颗粒横截面显示出粘结剂树脂的基体和以一种离散的形式分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒。
根据本发明的另一方面,提供了一种成像方法,包含:
一给图像承载部件充电的充电步骤,
一在充过电的图像承载部件上形成一静电图像的静电图像形成步骤;
一显影步骤,用显影剂携带部件上携带的墨粉显影该静电图像来在图像承载部件上形成墨粉图像,
一第一转印步骤,将图像承载部件上的墨粉图像转印到中间转印部件上,
一第二转印步骤,将中间转印部件上的墨粉图像转印到记录材料上,和
一热定影记录材料上的墨粉图像的定影步骤。
根据本发明的另一方面,提供了一种成像方法,包含:
一给图像承载部件充电的充电步骤,
一在充过电的图像承载部件上形成一静电图像的静电图像形成步骤;
一显影步骤,用显影剂携带部件上携带的上述墨粉显影该静电图像以在图像承载部件上形成墨粉图像,
一转印步骤,将图像承载部件上的墨粉图像转印到记录材料上,和
一热定影该记录树料上的墨粉图像的定影步骤。
本发明的这些和其它目的、特征和优点,在结合附图对下面的关于本发明优选实施例的描述的理解下,将会更加明显。
图1是适用于本发明的成像方法的实施例的成像设备例子的示意图。
图2是用于本发明的实施例中使用双组分型显影剂的显影装置的放大剖视图。
图3是用于本发明的实施例中使用单组分型显影剂的显影装置的放大剖视图。
图4是其中墨粉的未转印部分被再利用的成像设备的示意图。
图5A和5B是各自显示蜡颗粒在墨粉颗粒中的分散状态的示意图。
图6是关于本发明的墨粉中采用的蜡随温度增加的DSC曲线。
图7是用于评价墨粉的显影性能的离散点阵模式的说明。
图8A和8B分别说明没有和有墨粉散射的汉字的墨粉图像。
图9A和9B分别说明没有和有中空图像部分的汉字的墨粉图像。
图10是本发明的实施例中采用的热压定影装置的主要部件的分解立体图。
图11是包括一薄膜的处于未驱动状态的定影装置的放大剖视图。
根据我们的研究,已经发现墨粉颗粒的颗粒尺寸频率分布和圆度频率分布对墨粉的显影性能和转印性能有很大的影响。
因此,已经发现可以总体上改进转印性能和显影性能,即通过精确控制墨粉颗粒的颗粒尺寸分布和颗粒形状,来使得基于圆等效直径的数基分布的数均颗粒尺寸为2-6μm,颗粒尺寸标准偏差在2.6以下,基于圆度频率分布的平均圆度为0.970-0.995且圆度的标准偏差在0.030以下。
更准确地说,通过减小墨粉尺寸以使得基于墨粉的数基颗粒尺寸频率分布的圆等效数均颗粒尺寸(直径)为2-6μm,使得能提供良好的图像轮廓的重现性,特别是在字符图像和线条图案的显影上。然而当墨粉颗粒的颗粒尺寸减小时,常见的趋势是细颗粒尺寸的墨粉的比例自然增加,从而对墨粉颗粒的均一充电变得困难,导致图像模糊和墨粉附着在静电图像承载部件表面的附着力增加,以至于转印残留墨粉的数量增加。
然而,本发明的墨粉在环境条件变化时具有显影性能和转印性能的良好的稳定性,且也有良好的连续成像性能,因为墨粉有均匀的颗粒尺寸和均匀的形状,颗粒尺寸的标准偏差在2.6以下和圆度的标准偏差在0.030以下。
我们认为该改进可归因于这样一种机理,即本发明的墨粉在显影步骤可以以足够的涂覆速率形成一薄层墨粉层,即使墨粉层厚度调节部件作用的调节力相对于普通程度有所提高,从而在墨粉携带部件上的墨粉可具有增加的摩擦电荷而不损坏墨粉携带部件。
此外,通过控制墨粉的平均圆度在0.970-0.995之间,优选在0.980-0.995之间,小颗粒尺寸的墨粉的转印性能可以显著地提高,而在此之前这是困难的,而且墨粉对于低电位潜像已经能表现出显著提高的显影性能。这对于显影在数字模式中形成的微小的点状潜像尤其有效。
如果平均圆度低于0.970,在如本发明中的小颗粒尺寸的墨粉的情况下,转印性能变差,显影性能降低。如果平均圆度大于0.995,墨粉表面的劣化明显,导致在连续成像性能上的问题。
在此所述的用来限定本发明的墨粉的墨粉的圆等效直径、圆度和它们的分布基于通过采用流动颗粒图像分析仪(“FPIA-1000”,从Toa Iyou Denshi K.K.得到)以下述方式所测量的值。
通过加入0.1-0.5wt%表面活性剂(一种可购买到的优选例子为“Contaminon”,由Wako Junyaku K.K.制造)到去离子水中形成大约10ml的溶液(20℃),去离子水中细小的杂质通过流经过滤器而除去,以便减少具有在测量范围(即,圆等效直径从0.60μm(包括该值)到159.21μm(不包括该值))内的颗粒尺寸的杂质颗粒数目到至多20个,在该溶液中加入约0.02克样品,通过超声波分散器(包括有一5mm-直径的钛合金冲头的振荡器的“UH-50”,由K.K.SMT供应)均匀地分散至少5分钟,同时根据需要冷却该分散介质,从而使温度不会超过40℃。最后得到的样品分散液通过上述的流动颗粒图像分析仪,进行在圆等效直径范围0.60-159.21μm(不包括上限)之间的颗粒的粒度分布和圆度分布的测量。
测量的细节在Toa Iyou Denshi K.K.(1995年6月25日)出版的关于“FPIA-1000”的技术手册和附带的操作手册和JP-A8-136439中得到了描述。下面给出测量的大致过程
样品分散液流经一有一扩散的流动通道的平薄的透明流动池(厚度=约200μm)。一频闪观测器和一CCD摄像机相对于该流动池相对设置,从而形成穿过流动池的厚度的光路。在样品分散液流动的过程中,频闪观测器以每1/30秒的间隔闪光,每次获得流经流动池的颗粒的图像,从而每一颗粒有平行于流动池的一定面积的二维图像。根据每一颗粒的二维图像面积,有着同样面积的圆(等效圆)的直径定为圆等效直径。此外,对于每一个颗粒,确定等效圆的周长并除以由颗粒的二维图像测量得到的周长来确定颗粒的圆度。在0.60μm-400.00μm(30个通道(分度)为一个八度)的范围内对下表1所示的226个通道给出结果(频率%和累积%)(对每一通道,包括下限尺寸值而不包括上限尺寸值),但实际测量的是圆等效直径在0.60μm-159.21μm(不包括上限值)范围内的颗粒。
                             表1
              各个通道(Ch)的圆等效直径(C.E.D.)范围Ch            C.E.D.范围(μm)         Ch                C.E.E.范围(μm)1             0.60-0.61               44                2.06-2.122             0.61-0.63               45                2.12-2.183             0.63-0.65               46                2.18-2.254             0.65-0.67               47                2.25-2.315             0.67-0.69               48                2.31-2.386             0.69-0.71               49                2.38-2.457             0.71-0.73               50                2.45-2.528             0.73-0.75               51                2.52-2.609             0.75-0.77               52                2.60-2.6710            0.77-0.80               53                2.67-2.7511            0.80-0.82               54                2.75-2.8312            0.82-0.84               55                2.83-2.9113            0.84-0.87               56                2.91-3.0014            0.87-0.89               57                3.00-3.0915            0.89-0.92               58                3.09-3.1816            0.92-0.95               59                3.18-3.2717            0.95-0.97               60                3.27-3.3718            0.97-1.00               61                3.37-3.4619            1.00-1.03               62                3.46-3.5720            1.03-1.06               63                3.57-3.6721            1.06-1.09               64                3.67-3.7822            1.09-1.12               65                3.78-3.8923            1.12-1.16               66                3.89-4.0024            1.16-1.19               67                4.00-4.1225            1.19-1.23               68                4.12-4.2426            1.23-1.26               69                4.24-4.3627            1.26-1.30               70                4.36-4.4928            1.30-1.34               71                4.49-4.6229            1.34-1.38               72                4.62-4.7630            1.38-1.42               73                4.76-4.9031            1.42-1.46               74                4.90-5.0432            1.46-1.50               75                5.04-5.1933            1.50-1.55               76                5.19-5.3434            1.55-1.59               77                5.34-5.4935            1.59-1.64               78                5.49-5.6536            1.64-1.69               79                5.65-5.8237            1.69-1.73               80                5.82-5.9938            1.73-1.79               81                5.99-6.1639            1.79-1.84               82                6.16-6.3440            1.84-1.89               83                6.34-6.5341            1.89-1.95               84                6.53-6.7242            1.95-2.00               85                6.72-6.9243            2.00-2.06               86                6.92-7.12表1(续)Ch            C.E.D.范围(μm)               Ch                  C.E.D.范围(μm)87            7.12-7.33                     135                 28.33-29.1688            7.33-7.54                     156                 29.16-30.0189            7.54-7.76                     137                 30.01-30.8990            7.76-7.99                     138                 30.89-31.7991            7.99-8.22                     139                 31.79-32.7292            8.22-8.46                     140                 32.72-33.6793            8.46-8.71                     141                 33.67-34.6594            8.71-8.96                     142                 34.65-35.6795            8.96-9.22                     143                 35.67-36.7196            9.22-9.49                     144                 36.71-37.7897            9.49-9.77                     145                 37.78-38.8898            9.77-10.05                    146                 38.88-40.0299            10.05-10.35                   147                 40.02-41.18100           10.35-10.65                   148                 41.18-42.39101           10.65-10.96                   149                 42.39-43.62102           10.96-11.28                   150                 43.62-44.90103           11.28-11.61                   151                 44.90-46.21104           11.61-11.95                   152                 46.21-47.56105           11.95-12.30                   153                 47.56-48.94106           12.30-12.66                   154                 48.94-50.37107           12.66-13.03                   155                 50.37-51.84198           13.03-13.41                   156                 51.84-53.36109           13.41-13.80                   157                 53.36-54.91110           13.80-14.20                   158                 54.91-56.52111           14.20-14.62                   159                 56.52-58.17112           14.62-15.04                   160                 58.17-59.86113           15.04-15.48                   161                 59.86-61.61114           15.48-15.93                   162                 61.61-63.41115           15.93-16.40                   163                 63.41-65.26116           16.40-16.88                   164                 65.26-67.16117           16.88-17.37                   165                 67.16-69.12118           17.37-17.88                   166                 69.12-71.14119           17.88-18.40                   167                 71.14-73.22120           18.40-18.94                   168                 73.22-75.36121           18.94-19.49                   169                 75.36-77.56122           19.49-20.06                   170                 77.56-79.62123           20.06-20.65                   171                 79.82-82.15124           20.65-21.25                   172                 82.15-84.55125           21.25-21.87                   173                 84.55-87.01126           21.87-22.51                   174                 87.01-89.55127           22.51-23.16                   175                 89.55-92.17128           23.16-23.84                   176                 92.17-94.86129           23.84-24.54                   177                 94.86-97.63130           24.54-25.25                   178                 97.63-100.48131           25.25-25.99                   179                 100.48-103.41132           25.99-26.75                   180                 103.41-106.43133           26.75-27.53                   181                 106.43-109.53134           27.53-28.33                   182                 109.53-112.73表1(续)Ch             C.E.D.范围(μm)183            112.73-116.02184            116.02-119.41185            119.41-122.89186            122.89-126.48187            126.48-130.17188            130.17-133.97189            133.97-137.88190            137.88-141.90191            141.90-146.05192            146.05-150.31193            150.31-154.70194            154.70-159.21195            159.21-163.86196            163.86-168.64197            168.64-173.56198            173.56-178.63199            178.63-183.84200            183.84-189.21201            189.21-194.73202            194.73-200.41203            200.41-206.26204            206.26-212.28205            212.28-218.48206            218.48-224.86207            224.86-231.42208            231.42-238.17209            238.17-245.12210            245.12-252.28211            252.28-259.64212            259.64-267.22213            267.22-275.02214            275.02-283.05215            283.05-291.31216            291.31-299.81217            299.81-308.56218            308.56-317.56219            317.56-326.83220            326.83-336.37221            336.37-346.19222            346.19-356.29223            356.29-366.69224            366.69-377.40225            377.40-388.41226            388.41-400.00
此处描述的墨粉颗粒的圆度是颗粒的球度的度量,对于完美的球形墨粉颗粒值为1.000,当表面形状复杂时则值较小。
墨粉样品的圆等效数均颗粒尺寸d1和颗粒尺寸的标准偏差SDd,可以根据下面的公式从测量的包括对于每一通道i(i=1到n)的圆等效直径di的中心值和对于通道i的测定频率fi的数基颗粒尺寸分布测量值计算出来: d 1 = Σ i = 1 n ( f i × d i ) / Σ i = 1 n ( f i ) SD d = { Σ i = 1 n ( d - 1 - d i ) 2 / Σ i = 1 n - 1 ( f i ) } 1 / 2
此外,基于多个(i=1到n)被测墨粉颗粒的每一个的测量圆度值(Ci),墨粉样品的平均圆度 C和圆度标准偏差SDc可以根据下面的公式计算出来: C - = Σ i = 1 m C i / m SD c = { Σ i = 1 m ( C - - C i ) 2 / m } 1 / 2
此外,本发明的墨粉要有减少的残留单体含量,至多为500ppm,优选至多150ppm,更优选至多50ppm。如果墨粉中的残留单体含量超过500ppm,该墨粉在充电性和抗结块性能上有问题。
当通过下述的方式直接聚合来制造粘结剂树脂或制造墨粉颗粒时,残留的单体可作为墨粉中没有反应的单体部分保留。
可以采用公知的技术来减少本发明墨粉中的残留单体含量。例如,在生产粘结剂树脂或直接生产墨粉的聚合过程中,残留单体含量可以通过适当地控制引发剂加入的方式或反应温度,或通过在聚合过程后的蒸馏作用来抑制。此外,在通过粉碎工艺生产墨粉的情况下,在捏合器等中加热下熔融捏和原材料的过程中,通过施加减小的压力能够相对有效地减少残留单体含量。在墨粉生产的聚合工艺之后进行喷雾干燥也是有效的。特别是在通过悬浮聚合生产墨粉的情况下,单体的减少也可在墨粉颗粒的加热干燥过程中实现,比如,通过在锥形掺混型干燥器中在减小的压力下加热时搅拌而实现。在干燥墨粉颗粒的通常步骤中,仅仅从墨粉中除去湿气,但是如果适当控制搅拌条件和加工时间,不仅可除去残留单体,而且同时可使墨粉颗粒球化从而提供较好的墨粉形状。例如,在同时减少残留单体含量到500ppm或更低时,所期望的墨粉形状的制备可以通过在至多为13.3kPa(100托)的减压下,在从35℃到粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)的温度范围内,加热墨粉颗粒4个或更多小时来进行。在这样的处理条件下,通常的墨粉产生难于除去残留单体的问题或导致墨粉颗粒的结块或聚结的问题但是本发明的墨粉使得残留的墨粉从墨粉颗粒内部移去比较容易,并使墨粉颗粒的粗化或在上述墨粉颗粒的球化处理过程中蜡的不利作用减少到最小,这是由于如下所述的蜡的分散状态和热性质所造成的。
墨粉中残留单体的定量测量通过采用公知的方法可以实现,比如(1)通过利用热天平等测量在加热时的重量损失的热失重(TG)法,或(2)气相色谱分析法。当然,采用气相色谱分析法非常有效。
在根据TG法进行定量分析时,在样品墨粉中的残留单体含量被测量为通过加热样品墨粉到200℃导致的重量损失。TG法的具体例子如下所示。
<根据TG法的测量>
设备:“TGA-7”或“PE7700”(由Perkin-Elmer公司供应)
升温速率:10℃/min
测量环境:N2
在另一方面,根据GC法的墨粉中残留单体含量的测定可例如通过下述方式来进行。
<根据GC法的测量>
设备:“GC-14A”(由Shimadzu Seisakusho K.K.供应)
柱:熔凝硅石毛细管柱(由J&W SCIENTIFIC Co.制造尺寸:30m×0.249mm,液相:DBWAX,厚度:0.25μm)
样品:通过将100ml丙酮加入到作为内标的2.55mgDMF中来配制包含一内标的溶剂。然后,400mg样品墨粉分散到该溶剂中来配制10ml样品液,此后该液体经过超声振动30分钟,随后静置1小时,通过0.5μm的过滤器过滤,得到样品液。然后,注射4μl样品液进行GC测量。
探测器:FID(分流比=1∶20)
载气:N2
烘箱温度:在70℃保持2分钟,然后以5℃/分钟的速率加热到220℃。
注射口温度:200℃
探测器温度:200℃
校准曲线的制备:通过加入不同数量的目标单体到一包含同制备样品液使用的相同的内标的溶剂中而制备标准样品,然后经过同样的GC测量。对于每一种标准样品,重量比(基于加入量而已知)和面积比(在气相色谱图上测定)在目标单体和内标(DMF)之间被确定。对于一些标准值使重量比相对面积比来作图以绘制校准曲线。
当通过透射电子显微镜(TEM)来观测墨粉颗粒的横截面时,本发明的墨粉中的蜡(组分)以离散颗粒或小岛的形式分散或包封在粘结剂树脂的基体中,更可取的是以球形或纺锤形,且不被粘结剂树脂基体溶解。
本发明的墨粉中蜡的分散状态优选可进行如下限定。那就是,重均圆等效直径根据上述的流动颗粒图像分析仪(FPIA)的测量而确定并由D4(μm)来表示。然后,嵌入到环氧树脂中的切片的墨粉颗粒通TEM照相来得到如图5A和5B所示的照片,从照片上选取10个墨粉颗粒横截面样本,每一样本的长轴直径R落在D4×0.9到D4×1.1的范围之内。对于每一具有长轴直径R的墨粉颗粒横截面来说,在包封于其中的许多蜡颗粒(如果有的话)中,选择性确定具有最大的长轴直径r的蜡颗粒。对于这10个墨粉颗粒横截面图,得到平均比值r/R,且如果该平均值在0.05-0.95(即0.05≤(r/R)av.≤0.95)之间,离散地或不溶解地分散或包封在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的存在得到了证实。这种状态也可认为是以球形或纺锤形小岛的形式分散。
通过建立如上所述的蜡的分散或包封状态,可以有效地防止墨粉劣化和墨粉污染成像设备。尤其是,在0.25≤(r/R)av.≤0.90的情况下,可以在较长时间内保持良好的充电性和提供有着优良点再现性的墨粉图像。此外,由于蜡在加热时的有效作用,可以获得满意的低温显影性能和防粘附性能。
用于限定本发明的墨粉的墨粉颗粒的横截面可通过TEM以下述方式观测到。样品墨粉颗粒充分地分散到冷固性环氧树脂中,然后该树脂在40℃硬化2天。然后该硬化产物用四氧化三钌染色,用具有金刚石切削刃的切片机切成薄片。得到的薄片样本的数目足够提供所需要的墨粉颗粒横截面数目,通过透射电子显微镜(TEM)在放大倍数为例如104-105的情况下观测样本并照相。为了通过利用它们之间结晶度的某些差异而在蜡和粘结剂树脂之间提供一个对比,优选使用四氧化三钌的染色工艺,从而证实所期望的蜡的分散或包封状态。通过后面所述的实施例得到的有代表性的蜡的分散状态如图5A和5B所示,其中观测到蜡颗粒52在树脂外壳或粘结剂树脂基体51内所期望的分散或包封状态。
在本发明中使用的蜡(组分)优选显示这样的热性能,即提供通过差示扫描量热仪得到的DSC曲线,在温度增加过程中在50-100℃范围内显示最大的热吸收峰值,及在包括最大热吸收峰值的热吸收峰值上升时的起始温度至少为40℃,且在最大热吸收峰值和起始温度之间的温度差值为7-50℃。
通过采用基于温度增加的DSC曲线显示上述热性能的蜡,可以提高其它添加剂的可分散性和容易地控制蜡本身的上述分散状态。
结果,所得墨粉当然能显示出良好的定影能力,且由于蜡而改进了释放作用,因此确保了足够的可定影温度范围,同时排除了伴随着蜡的采用对显影性能、抗结块性和成像设备的不良影响。特别地由于墨粉的比表面积随着墨粉颗粒形状接近球形而降低,对蜡分散状态的控制变得非常有效。
蜡或墨粉的DSC测量优选通过采用高精度的内热输入补偿型扫描量热仪进行,从而可观测到热输入蜡和从蜡放出及其行为。例如,可采用由Perkin-ElmerCorp.供应的“DSC-7”。
测量可根据ASTM D3418-82来进行。在得到蜡独自的DSC曲线的情况时,样品首先经受一个温度升高-降低的循环以消除它的热历史,然后进行升温速率为10℃/分钟的升温DSC测量。在得到蜡包含在墨粉中的状态时的DSC曲线情况下,样品墨粉可经受DSC测量而不需实施一个热历史的消除处理。
一些表征本发明采用的蜡的特性的温度值结合图6说明如下,其中图6所示为DSC曲线的实例。
(最大热吸收峰值温度)
在一条升温的DSC曲线上,如图6所示,在50-100℃的温度范围内找出最大热吸收峰值的峰预温度(相当于图6中的MP)。
(热吸收峰起始温度)
在一条升温的DSC曲线上,找出在该DSC曲线的微分第一次呈现极大值的那一点的切线和基线的交叉点的温度(相当于图6中的SP)。
本发明中采用的蜡(组分)的例子可包括石油生成的蜡,比如石蜡、微晶蜡和矿脂(petrolactam)及其衍生物;褐煤蜡及其衍生物,通过费托合成法(Fischer-Tropsch process)得到的烃类蜡及其衍生物,由聚乙烯及其衍生物所代表的聚烯烃蜡,巴西棕榈蜡,小烛树蜡,天然蜡,及其这些蜡的衍生物,其中衍生物可包括氧化物、与乙烯基单体的嵌段共聚物,及其接枝产物。其他例子可包括:醇类,比如高级脂肪醇,脂肪酸,比如硬脂酸和软脂酸,及其化合物;酰胺类,酯类,酮类,硬化蓖麻油及其衍生物,植物蜡,动物蜡。这些蜡或蜡组分可单独使用或配合使用。
在这些之中,为了提供进一步提高的显影性能和转印性能,优选采用聚烯烃、通过费托合成过程得到的烃蜡、石油蜡、高级醇或高级酯。
蜡(组分)可包含一定量的不对墨粉的充电性产生不良影响的抗氧化剂。
以每100重量份粘结剂树脂计,蜡(组分)优选以1-30重量份,更好是4-20重量份的量来使用。
本发明中采用的粘结剂树脂的例子可包括:通常采用的苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物,聚酯树脂,环氧树脂和苯乙烯-丁二烯共聚物。在直接经过聚合生产墨粉的工艺中,采用这些粘结剂树脂的单体。其例子包括苯乙烯单体,比如苯乙烯,o-,m-或p-甲基苯乙烯,及m-或p-乙基苯乙烯;(甲基)丙烯酸酯单体,比如(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯,(甲基)丙烯酸丙酯,(甲基)丙烯酸丁酯,(甲基)丙烯酸辛酯,(甲基)丙烯酸十二烷基酯,(甲基)丙烯酸十八烷基酯,(甲基)丙烯酸二十二烷基酯,(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯,(甲基)丙烯酸甲氨基乙酯,及(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯;丁二烯,异戊二烯,环己烯,(甲基)丙烯腈及丙烯酰胺。这些单体可单独使用或混合使用,从而可提供一种在《聚合物手册》,第二版,Ⅲ,139-192页(JohnWilery&Sons)中所述的理论玻璃化转变温度(Tg)为40-75℃的聚合物。如果理论玻璃化转变温度低于40℃,生成的墨粉易于在贮存稳定性和连续成像稳定性方面产生问题在另一方面,超过75℃,墨粉的可定影温度增加。这对于形成全色图像的彩色墨粉来说是特别不希望的,因为各种彩色墨粉的混色性降低而导致较差的彩色再现性和OHP图像的透明度降低。
粘结剂树脂的分子量(分布)可通过凝胶渗透色谱法(GPC)来测量。在对如本发明中的内部包含有蜡的墨粉的特定GPC测量中,样本墨粉用甲苯溶剂通过索氏提取器提取20小时,然后甲苯从该提取溶液中通过旋转蒸发器蒸发掉来回收提取物,随后该提取物用一种能溶解蜡(组分)但不溶解粘结剂树脂的有机溶剂(例如氯仿)进行充分的冲洗。然后,该剩余的固体粘结剂树脂溶解到四氢呋喃(THF)中,生成的溶液经过一孔径大小(直径)为0.2μm的抗溶剂膜滤器过滤来制备样品溶液,然后该溶液经受通过采用例如一GPC装置(例如,“GPC-150C”,由WatersCo.供应)的GPC测量。制备该样品溶液以使得粘结剂树脂的浓度为0.05-0.6%重量。该样品溶液以50-200μl的量注入。柱可包含一系列如由Showa Denko K.K.供应的A-801、802、803、804、805、806和807,且用于提供分子量分布的校准曲线可通过采用标准的聚苯乙烯来制备。本发明中采用的粘结剂树脂优选具有5×103-106的主峰分子量(Mp)和在重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之间的比率(Mw/Mn)为2-100。
在本发明中,上述的主要为乙烯基类型的粘结剂树脂可与极性树脂配合使用,后者如聚酯或聚碳酸酯。特别优选采用聚碳酸酯树脂,它有一用下式(Ⅰ)表示的重复单元,从而提供有改进的充电性能、抑制住图像模糊和散射的倾向性的墨粉,以及能够提供有优良的点再现性的均高质量图像此外,该墨粉有适当水平的机械强度,藉此改进了与成像设备的匹配且在如上所述的干燥步骤或球化步骤过程中墨粉劣化减到最少:
Figure A9910753300221
       …(Ⅰ)其中R表示一有机基团。式(Ⅰ)重复单元可包括通过二元酚和碳酸酯前体在溶液中或熔融状态下的反应而生成的那些不同的形式。其特定的例子可用下式(Ⅱ)来表示
Figure A9910753300222
…(Ⅱ)其中R2是氢原子、脂族烃基团或芳香烃基团;m是0-4,附带条件是在m≥2时大量基团R2可以是相同或不同的;Z表示一单键,一来源于一芳环的取代基的键,或一用-S-、-SO-、-SO2-、-O-或-CO-表示的键。
这样的聚碳酸酯树脂可通过不同的反应而制造,但是通常可容易地通过用下式(Ⅲ)-(Ⅴ)中的任何一个所表示的二元酚与碳酸酯前体,比如碳酰氯或碳酸酯化合物的反应而制得。
Figure A9910753300231
…(Ⅲ)
Figure A9910753300232
…(Ⅳ)
Figure A9910753300233
…(Ⅴ)其中R2、m和Z与式(Ⅱ)中的相同。更准确地说,二元酚与碳酸酯前体如碳酰氯是在溶剂比如二氯甲烷中在一种已知的酸性中和剂或分子量调节剂存在下相互反应的,或二元酚和碳酸酯前体比如碳酸二苯酯进行酯交换反应。
用上式(Ⅲ)-(Ⅴ)表示的二元酚类可为不同的形式,其例子可包括:二羟基二芳基烷烃,2,2-双(4-羟苯基)丙烷(通常叫作“双酚A”)是有代表性的一种,还有双(4-羟苯基)甲烷,双(4-羟苯基)苯基甲烷,双(4-羟苯基)萘基甲烷,双(4-羟苯基)-(4-异丙苯基)甲烷,双(3,5-二甲基-4-羟苯基)甲烷,1,1-双(4-羟苯基)乙烷,1-萘基-1,1-双(4-羟苯基)乙烷,1-苯基-1,1-双(4-羟苯基)乙烷,1,2-双(4-羟苯基)乙烷,2-甲基-1,1-双(4-羟苯基)丙烷,2,2-双(3,5-二甲基-5-羟苯基)丙烷,1-乙基-1,1-双(4-羟苯基)丙烷,2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷,1,1-双(4-羟苯基)丁烷2,2-双(4-羟苯基)丁烷1,4-双(4-羟苯基)丁烷,2,2-双(4-羟苯基)戊烷,4-甲基-2,2-双(4-羟苯基)戊烷,1,1-双(4-羟苯基)环己烷,2,2-双(4-羟苯基)己烷,4,4-双(4-羟苯基)庚烷,2,2-双(4-羟苯基)壬烷,1-10-双(4-羟苯基)癸烷及1,1-双(4-羟苯基)环癸烷;二羟基芳基砜类,比如双(4-羟苯基)砜,及双(3,5-二甲基-4-羟苯基)砜;二羟基芳基醚,比如双(4-羟苯基)醚,及双(3,5-二甲基-4-羧苯基)醚;二羟基芳基酮类,比如4,4’-二羟基二苯酮,及3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二羟基二苯酮;二羟基芳基硫醚类,比如双(4-羟苯基)硫醚,双(3-甲基-4-羟苯基)硫醚,及双(4-羟苯基)硫醚;二羟基芳基亚砜,比如双(4-羟苯基)亚砜;二羟基联苯类,比如4,4’-二羟基联苯;苯二酚类,比如对苯二酚、间苯二酚、及甲基对苯二酚;二羟基萘类,比如1,5-二羟基萘和2,6-二羟基萘。这些二元酚可单独使用也可结合使用。
此外,碳酸酯化合物的例子可包括:碳酸二芳酯类,比如碳酸二苯酯;及碳酸二烷基酯类,比如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯。
本发明中采用的聚碳酸酯树脂可以是通过采用单种的二元酚类得到的均聚物,或者是通过采用两种或多种这样的二元酚类得到的共聚物,或者是上述均聚物和/或共聚物的混合物。也可采用一种热塑性无规支化聚碳酸酯树脂,该树脂通过一具有三个或更多官能团的多官能芳香族化合物与上述的二元酚和/或碳酸酯前体反应而得到。
此外,为了控制聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度和粘弹性,采用一种改性的聚碳酸酯树脂也是合适的,该树脂是一种通过用具有两个或多个羟基的多元醇代替构成聚碳酸酯的二元酚的一部分而得到的形式,该多元醇如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,新戊二醇,1,4-双(羟甲基)环己烷,1,4-双(2-羟乙基)苯,1,4-环己烷二甲醇,聚乙二醇,丙二醇,氢化的双酚A或它们的衍生物,双酚A氧化乙烯加合物,双酚A氧化丙烯加合物,甘油,三羟甲基丙烷,或季戊四醇。这样的改性的聚碳酸酯树脂可通过上述方法简单地置换二元酚的一部分来制得。作为其它工艺的例子,二元酚和脂肪族的或芳香族的双氯甲酸酯可以在二氯甲烷溶剂中在催化剂吡啶存在的情况下互相反应。当然,也可采用其它的生成工艺。
作为聚碳酸酯树脂,也可采用上述的聚碳酸酯和其它聚合物的嵌段共聚物,后者如聚苯乙烯,苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物,聚酯,聚氨酯,环氧树脂,聚烯烃,聚酰胺,聚砜,聚氰基芳基醚或聚亚芳基硫或通过接枝聚合一单体比如(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸、马来酸或苯乙烯单体而得到的接枝改性的共聚物。
本发明中采用的聚碳酸酯树脂基本上可有任意的分子量,但是更合适的是有在103-5×105范围内的峰值分子量(Mp),更好的是2×103-105。如果峰值分子量低于1000,对生成的墨粉的充电性能在某些情况下可能有不良的影响。超过5×105,熔融粘度过大,对墨粉的定影能力在某些情况下有不良的影响。在制造本发明中采用的聚碳酸酯树脂时,可根据需要采用适当的添加剂比如分子量调节剂、用于改进粘弹性的支化剂或反应促进催化剂。
聚碳酸酯树脂基本上可以以任意的量使用,但是以每100重量份除聚碳酸酯树脂以外的全部粘结剂树脂计,其通常用量为0.1-50重量份,更好的是0.5-30重量份。在0.1重量份以下时,加入的效果不能充分地显示出来。超过50重量份时,在充电能力、定影能力和与成像设备的配合上可能产生一些问题
本发明中可用的着色剂可包括黄色着色剂、品红着色剂、青色着色剂,它们可以从下述的着色剂组中选取也包括一黑色着色剂,该着色剂可包含炭黑、磁性材料,或通过如下所示黄色/品红/青色着色剂混色而显示出黑色的着色剂。
黄色着色剂的例子可包括:缩合偶氮化合物、异二氢氮茚酮(isoindolinone)化合物,蒽醌化合物,偶氮金属配合物,次甲基(methin)化合物和丙烯酰胺化合物。其特别优选的例子可包括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。
品红着色剂的例子可包括:缩合偶氮化合物、二酮基吡咯(diketopyrrolepyrrole)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,硫靛蓝化合物和苝化合物。其特别优选的例子可包括C.I.颜料红2,3,5,6,7,23,48:2,48:3,48:4,57:1,81:1,144,146,166,169,177,184,185,202,206,220,221和254。
青色着色剂的例子可包括: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。其特别优选的例子可包括C.I.颜料蓝1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62和66。
这些着色剂可单独使用,可以两种或更多种的混合物或以固溶体的状态使用。考虑到色调、色饱和度、色值、耐候性能、OHP透明度及在墨粉颗粒中的可分散性可适当选取上述着色剂。按每100重量份的粘结剂树脂计,上述着色剂优选以1-20重量份的比例使用。含有磁性材料的黑色着色剂不同于其它的着色剂,以每100重量份的粘结剂树脂计,优选以40-150重量份的比例使用。
本发明的墨粉可包含一电荷控制剂。该电荷控制剂可以是已知的一种,但优选是一种具有较高的充电速度和能稳定地保持规定的电荷数量的控制剂。在采用直接聚合来生成本发明的墨粉颗粒的情况下,该电荷控制剂优选是一种没有聚合抑制性能且不含有可溶解在含水介质中的组份的控制剂。
本发明中采用的电荷控制剂可以是负电型或正电型。负电荷控制剂的特定例子可包括:含金属酸基化合物,包含的酸比如水杨酸、烷基水杨酸、二烷基水杨酸、萘甲酸、二羧酸及这些酸的衍生物;具有一包含磺酸或羧酸的侧链的聚合物;硼化合物;尿素化合物;硅化合物;及calixarene。正电荷控制剂的特定例子可包括:季铵盐;具有一包含季铵盐的侧链的聚合物;胍化物;及咪唑化合物。
按每100重量份的粘结剂树脂计,本发明中采用的电荷控制剂优选以0.5-10重量份的比例使用。然而,该电荷控制剂不是本发明应用的墨粉颗粒的主要组份。在某些情况下该电荷控制剂可作为一种可选择加入的添加剂。在采用双组份显影法的情况下,可以利用一载体的摩擦电荷。在采用非磁性单组份刮板涂敷显影法的情况下,可通过正确地利用与刮板部件或套筒部件的摩擦的摩擦电荷而省却电荷控制剂。
为了改进显影性能、转印性能、稳定的充电能力、流动性和连续成像性能,优选在本发明的墨粉中外部添加无机细粉。已知的无机细粉可用于该目的,但是优选从二氧化硅、氧化铝、二氧化钛及它们的复合氧化物中选取一种。进一步优选采用二氧化硅。用于该目的的二氧化硅可包括通过硅的卤化物或醇盐的汽相氧化而制得的干法二氧化硅或煅制二氧化硅,以及从硅的醇盐、水玻璃等制得的湿法二氧化硅。然而,优选采用在颗粒的表面或内部有着较少的硅烷醇基团且有较少的制备残留物比如Na2O、SO3 -2等的干法二氧化硅在干法二氧化硅的制造过程中,也可采用其它的金属卤化物,比如氯化铝或氯化钛,与卤化硅一起来得到二氧化硅和其它金属氧化物的复合氧化物的细粉,它也可用作一种二氧化硅,作为本发明的优选的无机细粉。
这样的无机细粉当具有一比表面积时可显示出良好的性能,该比表面积通过依据BET法的氮吸附来测量,例如根据BET多点法,通过采用一用于在样品表面吸附氮气的比表面测量仪(例如,“Autosorb 1”,由Yuasa Ionix K.K.供应)。以每100重量份墨粉计,无机细粉的加入量可以是0.1-8重量份,更好的是0.5-5重量份,进一步更好的是1.0-5重量份,进一步更好的是1.0-3.0重量份。
为了控制疏水性、充电性等目的,如果需要,该无机细粉优选用一种或多种处理剂在一起处理,该处理剂为比如硅油或硅氧烷清漆,各种改性硅油,硅烷耦合剂,有一官能团的二氧化硅耦合剂,其它的有机硅化合物,及有机钛化合物。为了得到墨粉的高充电能力和达到较低的消耗和高转印能力,进一步优选该无机细粉至少用硅油处理。
在不至于显示出明显负作用的范围内,墨粉还可包括其它的添加物,其例子可包括润滑粉,比如聚四氟乙烯、硬脂酸锌和聚偏氟乙烯粉末;研磨剂,比如二氧化铈、金刚砂和钛酸锶粉末;流动性赋予剂,比如二氧化钛和氧化铝粉末;抗结块剂,及导电性赋予剂,比如炭黑、氧化锌和氧化锡粉末。也可加入少量的具有与墨粉颗粒相反的摩擦充电性能的有机和/或无机的细小颗粒。
作为制造本发明的墨粉的工艺,可以采用一粉碎工艺,其中粘结剂树脂、着色剂、蜡(组份)和其它可选择的添加物比如电荷控制剂和其它内部添加物,通过一个压力捏合机、挤压机或介质分散器而均匀地捏合和分散,捏合的产物被机械粉碎或在射流中撞击目标而粉碎成所期望的墨粉颗粒尺寸水平,随后可选择地进行光滑和球化这些粉碎的颗粒的步骤,然后通过分级形成更窄的粒度分布,得到墨粉颗粒此外,也可采用用于得到球形的墨粉颗粒的以下工艺,通过采用JP-B56-13945等所公开的圆盘或多流路喷嘴喷射熔融的混合物到空气中;根据JP-B36-10231、JP-A59-53856、及JP-A59-61842中所公开的悬浮聚合法用于直接生产墨粉颗粒的工艺;用于在水性有机溶剂中直接生产墨粉颗粒的分散聚合工艺,其中在该溶剂中单体溶解,而生成的聚合物不溶解;及用于按照以无皂聚合法为代表的乳液聚合法生产墨粉颗粒的工艺,其中墨粉颗粒在水溶性聚合引发剂的存在下通过聚合而直接形成。
按照墨粉生产的粉碎工艺,获得具有前述的圆度的墨粉颗粒是困难的。按照熔融喷射工艺,生成的墨粉颗粒易于具有很宽的粒度分布,即使它们有一定级别上的圆度,并且提供有充分受控的表面状态的墨粉颗粒是困难的。在另一方面,该分散聚合工艺提供的墨粉颗粒具有非常尖的粒度分布,但是在可用材料的选取上仅允许一个窄的范围,且有机溶剂的使用需要复杂的生产设备,且伴随着废弃溶剂的处置和溶剂的易燃性的麻烦操作。以无皂聚合法为代表的乳液聚合工艺在提供具有相对窄的粒度分布的墨粉颗粒是有效的,但是使用的乳化剂和聚合引发剂端基易于出现在墨粉颗粒的表面上,从而导致较差的环境特性。
在本发明中,提供具有可控制的圆度频率分布的墨粉颗粒是重要的,且为了这个目的,优选采用乳液聚合工艺或悬浮聚合工艺,在正常的或增加的压力下,能相对容易地提供数均圆等效直径为2-6μm的细小墨粉颗粒。也可将预先获得的聚合产物颗粒利用介质或通过直接撞击到碰撞板上进行形状调整处理,或使聚合产物颗粒通过冷冻、盐析或与在水性介质中在受控pH下具有相反极性的表面电荷的颗粒凝结而进行凝聚。也可采用种子聚合工艺,其中单体被进一步吸附到先前得到的聚合产物颗粒上并通过采用聚合引发剂而聚合。
在通过直接聚合工艺制造墨粉颗粒的情况下,其中可聚合的单体成分的微滴在水性介质中聚合以下述方法可控制生成的墨粉颗粒的圆度分布和颗粒尺寸分布,即通过改变几乎不溶于水的无机盐或作为保护胶体的分散剂的种类和数量;通过控制机械工艺条件,包括搅拌条件比如转子圆周速度、通道的数目和搅拌浆叶的形状,及容器形状;和/或通过控制该水性分散介质中的固体物质的重量百分比。此外,如前所述,通过调整搅拌条件和干燥墨粉颗粒的锥形干燥机的工艺时间,也可获得规定的墨粉颗粒。
在通过直接聚合生产墨粉的过程中,聚合引发剂的例子可包括:偶氮或重氮型聚合引发剂,比如2,2’-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈),2,2’-偶氮二异丁腈,1,1’-偶氮双-(环己烷-2-腈),2,2’-偶氮双-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈,偶氮二异丁腈;及过氧化物型聚合引发剂,比如过氧化苯甲酰、丁酮过氧化物,二异丙基过碳酸酯,氢过氧化枯烯,过氧化2,4-二氯苯甲酰,及过氧化月桂酰。聚合引发剂的加入量依赖于要得到的聚合程度而变化。聚合引发剂通常可在可聚合单体的重量基础上在约0.5-20wt%的范围内使用。聚合引发剂有时依赖于采用的聚合工艺而变化,且同时参考它们的10小时半衰期温度可单独使用或混合使用。
为了控制合成的粘结剂树脂的分子量,也可加入一种交联剂、链转移剂、聚合抑制剂等。
在通过采用分散稳定剂的悬浮聚合而制造墨粉颗粒时,在水性分散介质中优选采用无机或/和有机分散稳定剂。无机分散稳定剂的例子可包括磷酸三钙,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,硅酸钙,硫酸钙,硫酸钡,膨润土,二氧化硅和氧化铝。有机分散稳定剂的例子可包括: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,聚丙烯酸及其盐和淀粉。这些分散稳定剂优选在水性分散介质中以每100重量份的可聚合的单体混合物计0.2-20重量份的量使用。
在采用无机分散稳定剂的情况下,可直接使用一种市场上可得到的产品,但是也可在分散介质中就地形成稳定剂从而得到其细小的颗粒。例如,在磷酸三钙的情况下,在强烈的搅拌下混合磷酸钠水溶液和氯化钙水溶液来在水性介质中制得适合于悬浮聚合的磷酸三钙颗粒。
为了实现分散稳定剂的良好分散,与0.001-0.1wt%的表面活性剂配合使用也是有效的,藉此促进该稳定剂的上述功能。这些表面活性剂的例子可包括:十二烷基苯磺酸钠,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,及油酸钙。
本发明的墨粉颗粒可以以下述的方式通过直接聚合来制造。将着色剂、蜡(组份)及可选择的电荷控制剂、聚合引发剂及另一可选择添加物加入到乙烯基单体中,并且被均匀地溶解或分散来形成可聚合的单体组合物,然后该组合物在包含分散稳定剂的分散介质中通过搅拌器、均匀混合器或均化器而被分散形成颗粒,优选在这样的条件下进行,即通过控制搅拌速度和/或搅拌时间,可聚合单体组合物的微滴可具有墨粉颗粒的所期望的尺寸。此后,可继续以能保持住形成的该可聚合单体组合物的颗粒且防止颗粒沉积的程度搅拌。聚合可在至少40℃的温度进行,通常50-90℃。在聚合的较后阶段温度可升高。为了除去可聚合单体的仍未聚合部分和在墨粉的定影步骤中可导致气味的副产品,在聚合的较后阶段或聚合之后,也可使该水性体系的一部分经过蒸馏。在反应之后,生成的墨粉颗粒被冲洗、滤出、及干燥。在悬浮聚合时,通常优选每100重量份的单体组合物使用300-3000重量份的水作为分散介质。
现在将参照附图描述一种采用本发明的墨粉的成像方法。
参照图1,成像设备主要包括一作为(静电)图像承载部件的光敏部件1,一作为充电装置的充电辊2,一包含四个显影单元4-1,4-2,4-3,4-4的显影装置4,一中间转印部件5,一作为转印装置的转印辊7,及一作为定影装置的定影装置H。
包含青色墨粉颗粒、品红墨粉颗粒、黄色墨粉颗粒,及黑色墨粉颗粒的四种显影剂加入到显影单元4-1到4-4中。静电图像在光敏部件1上形成,通过一种显影方法比如磁刷显影系统或非磁性单组份显影系统用四种颜色的墨粉颗粒显影,藉此相应的墨粉图像在光敏部件1上形成。
本发明的非磁性墨粉可与磁性载体相混合,且可通过采用如图2所示的显影装置而用于显影。优选在磁刷在交变电场的作用下与潜像承载部件,比如感光鼓13接触的状况下实现显影。为了防止墨粉的附着和提高点再观性,封装有一磁性辊14的显影剂携带部件(显影套筒)11优选设置得与感光鼓13的间隙B为100-1000μm。如果该间隙比100μm更窄,那么显影剂容易供应不充分而导致较低的图像密度。超过1000μm,由显影磁极S1发出的磁力线扩展而使得磁刷的密度较低,从而易于导致较差的点再现性和较弱的导致载体附着的载体约束力。
该交变电场优选具有峰-峰值电压为500-5000伏特,频率为500-10000Hz,优选500-3000Hz,可依据工艺适当选取。其波形可适当选取,比如三角波、矩形波、正弦波或通过调整负载比而得到的波形。如果施加的电压低于500伏特,得到足够的图像密度是困难的,且在非图像区的雾样墨粉在某些情况下不能满意地回收。在5000伏特以上时,在某些情况下潜像可被磁刷干扰而导致较差的图像质量。
通过采用一种包含一种良好充电墨粉的双组份型显影剂,可以在光敏部件上采用更低的除雾电压(Vback)和更低的基本充电电压,从而提高光敏部件的寿命。Vback优选至多是150伏特,更好的是至多100伏特。
优选采用200-500伏特的对照电势,从而提供足够的图像密度。
频率可影响工艺,且在500Hz以下的频率可导致电荷注入载体,从而在某些情况下由于载体附着和潜像干扰而导致较低的图像质量。在10000Hz以上时,对于墨粉来说跟随电场是困难的,从而易于导致图像质量下降。
在本发明的显影方法中,为了实现能提供足够的图像密度和优良的点再现性而不引起载体附着的显影,优选设定显影套筒11上的磁刷与感光鼓13的接触宽度(显影压区(developing nip))C为3-8mm。如果该显影压区C窄于3mm,确保足够的图像密度和良好的点再现性是困难的。如果宽于8mm,显影剂易于阻塞而阻止设备的运转,且充分地防止载体附着是困难的。该显影压区C可通过改变在显影剂调整部件18和显影套筒11之间的距离A,和/或改变在显影套筒11和感光鼓13之间的缝隙B而适当调整。
中间色调再现性对全色图像很重要,全色图像的形成可通过使用用于品红、青色和黄色的至少3个显影装置,采用本发明的墨粉且优选配合采用用于显影数字潜像的显影系统来进行,藉此对忠实于点式潜像的显影成为可能,同时避免了磁刷的不良影响和潜像的被扰,在随后的转印步骤中,在实现较高转印比上使用本发明墨粉也是有效的。结果,在中间色调部分和实心像部分都能获得高的图像质量。
除了在成像的开始阶段有高的图像质量外,在许多片材上连续成像时采用本发明的墨粉也能有效地避免图像质量的降低。
本发明的墨粉也可作为单组份显影法的墨粉。图3显示了这样的显影装置的一个例子。
参照图3,通过电子照相或静电记录在静电图像承载部件25上形成的静电图像可用盛装在墨粉容器21内且施加到一包含铝或不锈钢的非磁性显影套筒(墨粉携带部件)24上的墨粉T来显影。
几乎显影套筒的右半周总是与存储在墨粉容器21中的墨粉T接触,且靠近显影套筒24的墨粉在显影套筒内的磁场产生装置产生的磁场力和/或静电力的作用下附着在显影套筒24是并被运送。
墨粉携带部件24具有1.5μm或更小的表面粗糙度Ra,更好的是1.0μm或更小,进一步更好的是0.5μm或更小。
通过设定表面粗糙度Ra至多为1.5μm,墨粉携带部件的墨粉颗粒输送力被抑制,使得在墨粉携带部件上形成薄墨粉层且增加了墨粉携带部件和墨粉之间容纳物的数目,从而提高了墨粉的充电能力。
在墨粉携带部件的表面粗糙度Ra超过1.5μm的情况下,在墨粉携带部件上形成墨粉薄层和提高墨粉的充电能力是困难的,从而图像质量的提高变得难以实现。
墨粉携带部件的表面粗糙度Ra指的是根据JIS B0601采用表面粗糙度测定器(“Surfcoder SE-30H”,由K.K.Kosaka Kenkyusho供应)测量的中心线平均粗糙度。特别说明的是,表面粗糙度Ra可这样确定,沿中心线(在x轴上)取一2.5mm的测量长度a并在y轴方向取一粗糙废来通过函数y=f(x)表示粗糙度曲线,从而从下面的公式计算表面粗糙度Ra(μm): R a = ( 1 / a ) &Integral; 0 a | f ( x ) | dx
墨粉携带部件优选包含一不锈钢、铝等的圆筒或带,其中表面涂覆有金属、树脂,或含有树脂、金属、炭黑或电荷控制剂的细颗粒的树脂。
如果墨粉携带部件的表面移动速度设定为静电图像承载部件的表面移动速度的1.05-3.0倍,那么墨粉携带部件上的墨粉层受到适当的搅拌作用,从而实现静电图像更好的可靠再现。
如果墨粉携带部件的表面速度低于静电图像承载部件的表面速度的1.05倍,这样的墨粉层搅拌作用不够,从而希望得到良好的成像是困难的。此外,在需要大量的墨粉分布在较宽的区域来形成实心图像的情况下,静电图像的墨粉供应很容易不够而导致较低的图像密度。在另一方面,超过3.0时,墨粉容易充电过度,产生问题,比如墨粉劣化或粘附在墨粉携带部件(显影套筒)上。
存储在料斗(墨粉容器)21中的墨粉T通过供给部件22供给显影套筒24。该供给部件优选是包含多孔弹性材料或泡沫材料如软聚氨酯泡沫的供给辊的形式。该供给辊22相对于显影套筒沿向前或相反的方向以非零的相对速度旋转,藉此,墨粉(不用于显影的一部分墨粉)从显影套筒上剥离的同时墨粉供给显影套筒。鉴于墨粉供给和墨粉剥离之间的平衡,供给辊22优选是以2.0-10.0mm的宽度靠在显影套筒上,更好的是4.0-6.0mm。在另一方面,大的应力易于施加到墨粉上,这促使墨粉的劣化或结块或墨粉熔融粘附在显影套筒和供给辊上,但是,本发明的墨粉在流动性、释放性和耐久性上是优良的,从而该墨粉适用于采用这样的供给辊的显影方法中。该供给部件也可包含树脂状纤维例如尼龙或人造丝的刷子部件。对于墨粉施加时不能采用磁性约束力,但是可应用于采用磁性单组份法的单组份显影法的非磁性单组份墨粉来说,采用这样的供给部件是非常有效的。
供给到显影套筒的墨粉通过调整部件可以以一薄层均匀地施加。该薄墨粉层调整部件可包含一刮板,比如一金属刮板或一磁性刮板,该刮板与显影套筒保持一定的间隙,或者作为选择可包含一刚性辊或一金属、树脂或陶瓷材料的套筒,其中可选择性地包括一磁场产生装置。
作为选择,这样的薄墨粉层调整部件也可由一弹性部件,比如一弹性刮板或弹性辊构成,用于在压力下施加墨粉。例如,图3显示了一种弹性刮板23,它的上端根部固定在显影剂容器21上,且它下部的自由长度部分以适当的压力压在显影套筒上,以使其在反方向上延伸(如图所示或沿向前的方向)。通过采用这样的施加装置,形成一个对环境变化稳定的紧密墨粉层是可能的。虽然其机理还没有充分阐明,但是可设想由于该弹性部件与显影套筒表面的强制摩擦起电,允许稳态的充电,而与伴随着环境变化的墨粉性能的改变无关。
在另一方面,这样的弹性刮板的使用易于导致过度的充电和墨粉熔融粘附在显影套筒或弹性刮板上,但是本发明的墨粉适于使用,因为具有优良的可释放性和稳定的摩擦充电能力。
该弹性材料优选包含一种在摩擦充电系列中具有适当的充电能力的材料,从而给墨粉充电到适当的极性,例如可包含:弹性体,比如硅橡胶,聚氨酯橡胶或NBR;弹性合成树脂,比如聚对苯二甲酸乙二醇酯;弹性金属,比如不锈钢、钢和磷青铜;或它们的复合材料。
为提供一耐久的弹性部件,优选采用一弹性金属和树脂或橡胶的层压制品或涂层部件。
此外,该弹性材料可包含加入其中的一种有机材料或无机材料,例如,通过熔融混合或分散加入例如,通过加入金属氧化物、金属粉末、陶瓷、碳的同素异形体,金属须、无机纤维、染料、颜料或表面活性剂,墨粉的充电能力可被控制。特别是在采用由橡胶或树脂制成的弹性部件时,优选加入金属氧化物的细粉,比如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锡、氧化锆或氧化锌;炭黑;或墨粉中通常使用的电荷控制剂。
此外,通过对刮板调节部件,或供给辊或刷子部件施加一DC和/或AC电场,可以对墨粉层施加离解作用,特别是增强了在调节位置及在供给位置的墨粉供给/剥离位置的均匀薄层的施加性能和均匀的充电性能,从而提高了图像密度和更好的图像质量。
该弹性部件以至少0.1kg/m,优选0.3-25kg/m,更好的是0.5-12kg/m的接触压力紧靠在墨粉携带部件上,该压力是墨粉携带部件的母线方向的线性压力。结果,可以有效地分散墨粉以实现墨粉的快速充电。如果该接触压力低于0.1kg/m,均匀的墨粉施加变得困难,导致很宽的墨粉电荷分布,而使得图像模糊和散射。在25kg/m以上时,过高的压力施加到墨粉上而导致墨粉劣化或墨粉结块,并需要大的转矩来驱动墨粉携带部件。
在设置静电图像承载部件25和墨粉携带部件24时优选有50-500μm的间隙a,且刮板与墨粉携带部件保持有50-400μm的间隙。
墨粉层厚度通常最优选设定为小于静电图像承载部件和墨粉携带部件之间的间隙,但是该墨粉层厚度可这样设定,使形成墨粉层的墨粉耳状物部分接触静电图像承载部件。
此外,通过由一偏压电源26在静电图像承载部件和墨粉携带部件之间形成交变电场,可促进从墨粉携带部件到静电图像承载部件的墨粉移动,从而提供更高质量的图像该交变电场可包含一至少为100伏特的峰峰值电压Vpp,更适宜的是200-3000伏特,更好的是300-2000伏特,及一500-5000Hz的频率f,更适宜的是1000-3000Hz,更好的是1500-3000Hz。该交变电场可包含一矩形波、正弦波、锯齿波或三角波的波形。此外也可应用非对称的交流偏压电场,其正波部分和负波部分具有不同的电压和持续时间。也优选叠加一个直流偏压分量。
再次参照图1,该静电图像承载部件1可包含一感光鼓(或感光带),该感光鼓包含一层光电导绝缘材料比如a-Se、CdS、ZnO2、OPC(有机光电导体)、及a-Si(非晶硅)。该静电图像承载部件1优选包含一a-Si光敏层或OPC光敏层。
该有机光敏层可由一包含电荷产生物质和电荷传送物质的单层组成,或是含有一电荷产生层和电荷传送层的功能分离型光敏层。该功能分离型光敏层优选包含依次布置的一导电支撑物、一电荷产生层和一电荷传送层。该有机光敏层优选包含一粘结剂树脂,比如聚碳酸酯树脂,聚酯树脂或丙烯酸树脂,因为这样的粘结剂树脂在提高转印能力和清理特性上是有效的,且不易于导致墨粉粘附到感光部件上或外部添加剂的成膜。
充电步骤可通过采用不与光敏部件1接触的电晕充电器来进行,或通过采用一接触充电器,比如一充电辊来进行。如图1所示的接触充电系统优选用在考虑到均匀充电效力、简单性和较低的臭氧产生特性的情况下。
该充电辊2包含一芯金属2b和一围绕在该芯金属2b周围的导电弹性层2a。该充电辊2以给定的压力压在光敏部件1上,且与光敏部件1的旋转相配合转动。
采用该充电辊的充电步骤优选在这样的工艺条件下进行,在采用交流电压和直流电压叠加的情况下包括一5-500g/cm的辊子施加的压力,一0.5-5kVpp的交流电压,一50-5KHz的交流频率和一±0.2-±1.5kV的直流电压;及在采用直流电压的情况下包括一5-500g/cm的辊子施加的压力和±0.2-±1.5kV的直流电压。
其它的充电装置可包括那些采用一充电刀片或一导电刷的结构。这些接触充电装置在省去高电压或降低臭氧的产生方面是有效的。每一用作接触充电装置的充电辊和充电刀片都优选包含一导电橡胶,且可选择地在其表面包含一释放膜。该释放膜可包含例如尼龙基树脂、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚偏氯乙烯(PVDC)。
在静电图像承载部件1上形成的墨粉图像被转印到一中间转印部件5上,该部件上施加有一电压(例如,±0.1-±5kV)。然后静电图像承载部件的表面可通过包括一清理刮板8的清理装置9来清理。
中间转印部件5包含一管状导电芯金属5b和一围绕在芯金属5b周围的中等电阻的弹性层5a(例如,一弹性辊)。该芯金属5b可包含一涂覆有导电镀层的塑料管。该中等电阻弹性层5a可以是一固体层或一泡沫材料层,其中有一导电性赋予物质,比如炭黑、氧化锌、氧化锡或金刚砂被混合和分散在一弹性材料中,比如硅橡胶、聚四氟乙烯橡胶、氯丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶或三元乙丙橡胶(EPDM),从而控制电阻或体积电阻率在105-1011ohm.cm的中等电阻水平,尤其是107-1010ohm.cm。该中间转印部件5位于静电图像承载部件1的下面,从而它有一个与静电图像承载部件1的轴线平行的轴线(或轴)且与静电图像承载部件1接触。该中间转印部件5以与静电图像承载部件1相同的圆周速度沿箭头所示的方向(反时针方向)转动。
在经过转印压紧区域(transfer nip region)的时候,通过向在中间转印部件5和静电图像承载部件1之间的转印压紧区域施加一转印偏压而形成的弹性场,各种颜色的墨粉图像依次中间转印到中间转印部件5的圆周表面上。
在各个墨粉图像的中间转印之后,中间转印部件5的表面根据需要通过能安装到成像设备或同成像设备脱离的清理装置进行清理。在墨粉图像位于中间转印部件5上的时候,该清理装置从中间转印部件5的表面脱离或释放,以免干扰墨粉图像。
转印装置(例如,一转印辊)7设置在中间转印部件5的下方,从而使它有一个与中间转印部件5的轴线平行的轴线(或轴)且与中间转印部件5接触。该转印装置(辊)7以与中间转印部件5相同的圆周速度沿箭头所示的方向(顺时针方向)转动。转印辊7可设置得与中间转印部件5直接接触或经过一条带等与中间转印部件5接触。转印辊7可包含一导电弹性层7a,其设置在芯金属7b的圆周表面。
中间转印部件5和转印辊7可包含通常采用的公知材料。通过设定中间转印部件5的弹性层5a的体积电阻率高于转印辊的弹性层7b,可以减小施于转印辊7上的电压结果,一个良好的墨粉图像形成在转印接收材料上,且防止了该转印接收材料绕在该中间转印部件5上。中间转印部件5的弹性层5a优选具有至少是转印辊7的弹性层7b的十倍的体积电阻率。
转印辊7可包含一芯金属7b和一导电弹性层7a,该弹性层7a包含一体积电阻率为106-1010ohm.cm的弹性材料,比如含有分散在其中的导电物质如炭的聚氨酯或三元乙丙橡胶(EPDM)。一确定的偏压(例如,优选±0.2-±10kV)通过稳压电源施于芯金属7b上。
本发明的墨粉在转印步骤中显示出很高的转印效率,几乎不留下转印残留墨粉,也显示出优良的清理能力,从而不会导致静电图像承载部件上的成膜现象。此外,即使在大量的纸张上进行连续的成像测试。本发明的墨粉几乎不在墨粉颗粒表面嵌入外部添加物,所以它可长时期提供良好的图像质量。特别是,本发明的墨粉可适用于配有一再利用结构的成像设备,其中在静电图像承载部件和中间转印部件上的转印残留墨粉被回收重新用于成像。
然后携带有转印的墨粉图像的转印接收材料6被传输到热压定影装置,该装置包括一热辊定影装置,热辊定影装置主要包含有一封装有一热产生部件比如一卤素加热器的加热辊及一包含一压在加热辊上的弹性材料的压紧辊,及一通过加热经一薄膜来定影的热定影装置(如图10和11所示,其中附图标记31指的是一包含温度检测元件的加热部件;32指的是一处于无张力状态的定影薄膜;33指的是一压紧辊)。由于本发明的墨粉有优良的定影能力和防粘附特性,该墨粉适于与这样的热压定影装置配合使用。
在下文,将在实施例和对比例的基础上详细描述本发明。
在下面的实施例和对比例中,蜡<A>到<D>和<a>分别通过费托法合成的聚烯烃分馏而得。那些蜡的DSC测量数据和分子量数据总结于下表2。
表2
蜡的DSC数据和分子量
DSC数据 重均分子量(Mw)
热吸收峰值 MP-SP(℃)
最大峰值温度MP(℃) 起始温度SP(℃)
<A> 76 51 25 1050
<B> 64 55 9 890
<C> 97 64 33 1590
<D> 52 42 10 670
<a> 107 54 53 2260
[墨粉生产实施例和对比生产例]
墨粉生产实施例1
在一配有高速搅拌器(“TK Homomixer”,由Tokushu Kika Kogyo供应)的2升四颈可分离烧瓶中,加入650重量份的去离子水和500重量份0.1摩尔/升的Na3PO4水溶液在加温70℃条件下以12000rpm搅拌。在该系统中,逐渐加入70重量份的0.1摩尔/升的CaCl2水溶液,制备包含有细分散的几乎不溶于水的分散稳定剂Ca3(PO4)2的水性分散介质。
在另一方面,作为被分散的材料,可聚合单体组合物以下述方式来制备。即,使下述成份:
苯乙烯                            77重量份
丙烯酸2-乙基己基酯                23重量份
二乙烯基苯                        0.2重量份
炭黑                              8重量份
1,1-双(4-羟苯基)环己烷聚碳酸酯    6重量份
(分子量峰值(Mp)=6500,Mw=7500,Mn=2800)
负电荷控制剂                          2重量份
(偶氮染料铁化合物)
表2中的蜡<A>                          10重量份通过一磨碎机(由Mitsui Kinzoku Kako K.K.供应)经受3小时的分散。然后,5重量份的2,2’-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈)加入进来制备可聚合的单体组合物。
然后这样形成的可聚合单体组合物加入到上述制备的水性分散介质中,该系统通过一高速搅拌器在70℃下在氮气氛围中经受15分钟的12000rpm高速搅拌,形成可聚合单体组合物的分散微滴。此后,该高速搅拌器被螺旋搅拌叶片代替,该系统在70℃下以50rpm保持搅拌10小时,以完成聚合。
聚合之后,残留的单体在47kPa(350托)的减压下在80℃蒸馏掉,随后,冷却该悬浮液和加入稀盐酸来除去分散稳定剂。生成的聚合颗粒用水冲洗多次,然后充填进一配备有螺旋带搅拌叶片的锥形混合型干燥器(由OhkawaraSeisakusho K.K.供应)中,其中该聚合颗粒在螺旋带搅拌器的搅拌下且在45℃和1.3kPa(10托)的减压下加热经受6小时的球化和干燥,获得聚合颗粒(A),该颗粒具有3.7μm的数均圆等效直径(d1或dlav),1.5的圆等效直径的标准偏差(SDd),0.990的平均圆度(C或φav.),0.1的圆度的标准偏差(SDc或SDφ),及包括峰值分于量(Mp)为1.3×104和Mw/Mn的比例为12的GPC数据。
100重量份这样处理过的聚合颗粒(A)和2重量份的疏水油处理过的二氧化硅细粉(BET比表面积(SBET)=200m2/g)通过Henschel混合器干混,获得本发明的墨粉(A),作为再次进行FPIA测量的结果,该墨粉具有同聚合颗粒(A)一样的dlav、SDd、φav.和SDφ值。墨粉(A)中的残留单体含量(Mres)为29ppm,且具有如图5A所示意的显示球形蜡颗粒以小岛状或离散状分散的TEM照片。
5重量份的墨粉(A)与95重量份的树脂涂敷的磁性铁氧体载体(平均颗粒尺寸(Dav)=40μm)相混合,制备用于磁刷显影的双组份型显影剂(A)。
墨粉生产实施例2-6
改变表3所示的蜡的种类和数量及极性树脂的种类和数量,改变残留单体蒸馏的条件(温度,减压大小和处理时间),改变通过锥形混合型干燥器处理的条件(温度、搅拌条件和处理时间),从而控制生成的墨粉颗粒(聚合颗粒)的颗粒尺寸分布、圆度和残留单体含量,除上述条件之外,聚合颗粒(B)-(F)以与墨粉生产实施例1中同样的方式制备。本发明的墨粉(B)-(F)和显影剂(B)-(F)以实施例1同样的方式分别由这样制备的聚合颗粒(B)-(F)制备出来。
顺便提及的是在墨粉(B)-(D)的制造中采用的极性树脂与实施例1中制造墨粉(A)使用的种类相同,墨粉(F)的制造中采用的极性树脂是聚酯树脂(Mp=5000,Mw=6000,Mn=1700),其通过在丙氧化双酚A和对苯二酸之间的缩聚作用形成。
墨粉生产对比例1
除去用蜡(D)和一饱和聚酯树脂(Mp=7000,通过在丙氧化双酚A和对苯二酸之间的缩聚作用形成)分别代替蜡<A>和聚碳酸酯树脂,并通过在干燥器中在40℃和2.6kPa(20托)下进行球化和干燥处理之外,对比的聚合颗粒(a)以与墨粉生产实施例1同样的方式制备。对比墨粉(a)及对比显影剂(a)都以与墨粉生产实施例1中相同的方式由对比的聚合颗粒(a)制备。
墨粉生产对比例2
苯乙烯-丙烯酸2-乙基己基酯-二乙烯基苯共聚物   100重量份
(Mp=1.3×104,Mw/Mn=2.2,Tg=50℃)
饱和聚酯树脂                                 6重量份
(与墨粉生产对比例1中的相同)
炭黑(与墨粉生产实施例1中的相同)              8重量份
负电荷控制剂(与墨粉生产实施例1中的相同)      2重量份
蜡<a>(如表2中所示)                           10重量份
上述成分通过一双螺杆挤压机熔融捏合,该捏合产物在冷却之后通过一锤磨机进行粗粉碎,通过一喷射碾磨机进行细粉碎。该生成的粉碎物喷射入热空气中来通过加热实现球化。这样球化的粉碎物被分级来得到分级的粉末(b),该粉末用于代替聚合颗粒(A)来制备对比墨粉(b)和对比显影剂(b),其它方面与墨粉生产实施例1中的方式相同。
对比墨粉(b)显示出残留单体含量(Mres)达188ppm,且在每一墨粉颗粒中,蜡以细分散状态存在。
墨粉生产对比例3
除去用蜡(D)和一饱和聚酯树脂(MP=6600,Tg=60℃)分别代替蜡<A>和聚碳酸酯树脂,并通过在干燥器中在50℃和1.3kPa(10托)下进行球化和干燥处理3.5小时之外,对比的聚合颗粒(c)以与墨粉生产实施例1同样的方式制备。对比墨粉(c)及对比显影剂(c)都以与墨粉生产实施例1中相同的方式由对比的聚合颗粒(c)制备。
对比墨粉(c)显示出包括Mp=1.4×104和Mw/Mn=14的GPC数据、残留单体含量为485ppm,且在墨粉颗粒中蜡以细分散状态存在。
上述制备的墨粉(A)-(F)和对比墨粉(a)-(c)的各种特性(包括数均圆等效直径( d1)、圆等效直径的标准偏差(SDd)、平均圆度(φav.)、圆度的标准偏差SDφ、残留单体含量(Mres.)和以蜡颗粒直径(r)和墨粉颗粒直径(R)的比值r/R表示的蜡分散状态)以前述的方式进行测量并包含在下表3中。
表3
墨粉 极性树脂 C.E.D *1 圆度 残留单体(ppm) 蜡的分数(r/R) 抗结块
种类 数量(重量份) 种类*2 数量(重量份) 峰值分子量(Mp) d1 SDd φav. SDφ
(A)(B)(C)(D)(E )(F ) <A><B><B><C><D><B> 1018525315 PCPCPCPCPCPES 62511470.110 6500220013000400046×1045000 3.73.95.84.62.23.5 1.51.61.91.71.32.3 0.9900.9810.9930.9720.9880.971 0.0160.0210.0130.0280.0190.029 294519143614248.3 0.520.670.310.930.120.15 AAABBC
对比(a)(b)(c) <D><a><D> 101022 PESPESPES 666 700070006600 5.15.83.8 2.73.62.0 0.9620.9970.980 0.0320.0110.039 725188485 0.150.010.17 CDC
*1:C.E.D=圆等效直径。
*2:PC=聚碳酸酯,PES=聚酯。
实施例1-5和对比例1-2
在上述生产例中制备的每一显影剂(A)-(E)和每一对比显影剂(a)和(b)充填到一图1所示的全色成像设备的黑色显影单元4-4(具有一如图2所示的详细结构)中,经受一次黑色单色模式成像测试。首先,概述解释该成像设备。
参照图1,一包含一支撑件1a和一安装于其上的包含一有机感光半导体的感光层1b的光敏部件1沿箭头所示的方向旋转,并通过一充电辊2(包含一导电弹性层2a和一芯金属2b)充电,从而具有大约-600V的表面电势。通过将光敏部件1曝光于光图像而在该光敏部件1上形成一具有亮区(曝光)电势为-100V、暗区电势为-600V的静电图像,该曝光采用一图像曝光装置根据一多面镜的数字图像信息实现开(ON)和关(OFF)。该静电图像用显影单元4-4中所盛的黑色墨粉颗粒根据反转显影模式显影,在该光敏部件1上形成黑色墨粉图像。这样形成的黑色墨粉图像被转印到一中间转印部件5(包含一弹性层5a和一作为支撑件的芯金属5b),在其上形成一黑色图像。在转印之后光敏部件1上的残留墨粉颗粒通过一清理部件8而回收,盛装在一残留墨粉容器9里。
该中间转印部件5是通过将作为弹性层5a的一层涂敷液涂敷到管状芯金属5b上而制成,其中该液体包含在丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)中充分分散的炭黑(作为导电性赋予材料)。该中间转印部件105的弹性层5a具有通过JIS K-6301测量为30度的硬度和109ohm.cm的体积电阻率(Rv)。从光敏部件1到中间转印部件5的转印通过从一电源给芯金属5b施加+500V的电压来提供一必须的大约4μA的转印电流来进行。
转印辊7的直径为18mm,通过将作为弹性层7a的一层涂敷液涂敷到直径为9mm的芯金属7b上而制成,其中该液体包含在发泡三元乙丙橡胶(EPDM)中充分分散的碳(作为导电性赋予材料)。该转印辊7的弹性层7a具有通过JIS K-6301测量为33度的硬度和106ohm.cm的体积电阻率。从中间转印部件5到转印接收材料6的转印通过给转印辊7施加一电压来提供一15μA的转印电流来进行。
热定影装置H是一不具有涂油系统的热辊型定影装置。上辊和下辊的表面都涂有含氟树脂,直径均为55mm。定影温度为155℃,辊隙宽度设为8mm。
在上述设定的条件下,充填到图2中的显影装置中的每一种上述制备的显影剂(A)-(E)和对比显影剂(a)-(b)在正常温度/正常湿度(N.T./N.H.=25℃/60%RH)或低温/低湿度(L.T./L.H.=15℃/10%RH)的环境中,通过3000页的单色模式连续打印测试(即,通过显影装置不停顿的墨粉消耗促进模式)在每分钟25页A4纸的打印输出速度下进行评价,同时根据需要补充相应的黑色墨粉,藉此评价打印输出的图像质量。
还就与采用的成像设备的匹配方面评价每一种显影剂。
清理回收残留墨粉,通过一再利用结构将其传送到显影装置且被再次利用。
评价结果包含在下表4中。评价标准包含在说明书的最后描述中。
表4:打印输出图像和与成像设备的匹配的评价
实施例与对比例 显影剂 打印输出图像 与如下部件的匹配
25℃/60%RH 15℃/10%RH *4鼓 *5I.T.M *6定影装置
*1I.D. *2D.U. 灰雾度 *1I.D. *3点 灰雾度 在如下纸上的散射
75g/m2 105g/m2 135g/m2
实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5 (A)(B)(C)(D)(E) AAAAB AABBB AABAB AAAAB AABBA AABAC AAAAA AAABA AABCB AABBC AACAB AACBB
对比例1对比例2 对比(a)对比(b) CC CD CD CC DD CD CD CD CD CC CD DD
*1:图像密度
*2:密度均匀性
*3:点再现性
*4:感光鼓
*5:中间转印部件
*6:定影装置
实施例6和7及对比例3
在实施例1中使用的如图2所示成像设备的显影装置用图3所示的一种来代替,每一墨粉(B)、墨粉(F)和对比墨粉(a)受到成像测试,该测试按照间歇模式以每分钟24页A4纵向纸的速度进行,其中在连续成像循环之间暂停10秒,以便促进由伴随显影装置的重启动的准备步骤而引起的墨粉劣化,同时设定墨粉携带部件的圆周运动速度是静电图像承载部件的2.8倍,且根据需要持续地补偿墨粉。评价与实施例1等中类似地进行。
所采用的墨粉携带部件的表面粗糙度Ra为1.5,墨粉调节刀片是通过在磷青铜基板上涂敷一聚氨酯橡胶板,并进一步涂敷一层用来提供一接触表面的尼龙而获得。定影装置H用图10和11中所示的一种代替,图10和11包括一通过一耐热膜加热墨粉图像的加热部件。该加热部件31设定为具有130℃的表面温度,该温度通过它的温度检测元件测量,该加热部件31以8kg的总压力紧靠在海绵压紧辊33上,从而在海绵压紧辊33和定影膜32之间提供6mm的辊隙。定影膜32包含一60μm厚的涂敷有一低电阻率释放层的耐热聚酰亚胺膜,且在它的接触转印纸的表面上有导电物质,其中该低电阻率释放层包含聚四氟乙烯(高分子量型)。
评价结果如表5所示。
表5:打印输出图像和与成像设备的匹配的评价
实施例与对比例 显影剂 打印输出图像 与如下装置的匹配
25℃/60%RH 15℃/10%RH *7套筒 *6定影装置
*1I.D. *2D.U. 灰雾度 *1I.D. *3点 灰雾度 在如下纸上的中空图像
128g/m2 135g/m2
实施例6实施例7 (B)(F) AB AB AB AB AC AB AB AB AB BB
对比例3 对比(a) C C C C D D D D C D
*1:图像密度
*2:密度均匀性
*3:点再现性
*6:定影装置
*7:显影套筒
实施例8和对比例4和5
一种市场上可得到的激光打印机(“LBP-EX”,由Canon K.K.供应)在通过附加一再利用结构而改型后用来进行测试。特别说明的是,该打印机装有一如图4所示的系统,其中在感光鼓40上的残留(未转印)墨粉被一紧靠在感光鼓上的清理器41的弹性刮板42刮下来,并送到清理器41的内部,且经过清理器螺杆43、配有一输送螺杆的供给管44和一料斗45进一步再循环到显影装置46,用于再循环墨粉的再利用。对于图像的形成,该感光鼓40通过一初次充电辊47首先充电,该充电辊包含一其中分散有导电碳的橡胶辊,该辊涂敷有尼龙树脂,直径为12mm,且以50g/cm的压力紧靠在感光鼓40上。此外该感光鼓40以600dpi经受激光束曝光,形成一具有暗区电势VD=-700V、亮区电势VL=-200V的静电图像。该静电图像用显影套筒48形式的墨粉携带部件所携带的墨粉进行显影,其中该显影套筒用分散有炭黑的树脂层涂覆,且表面粗糙度Ra=1.1。该显影套筒48配置有一作为墨粉调节部件的聚氨酯橡胶刮板,且以感光鼓40的圆周速度的1.1倍的圆周速度旋转。该套筒48与感光鼓40间隔一个270μm的间隙,在间隙两端施加一交流叠加直流的电压作为显影偏压。热定影装置H在150℃的设定温度工作。
在上述条件下,每一墨粉(A)、对比墨粉(b)和(c)经过一3000页的成像测试,同时根据需要补充墨粉,测试按照间歇模式,其中在连续成像循环之间暂停10秒,以便促进由伴随显影装置的重启动的准备步骤而引起的墨粉劣化,该测试以每分钟24页A4纵向纸的速度,且在正常温度/正常湿度(25℃/60%RH)和高温/高湿度(30℃/80%RH)的环境下进行。每一墨粉相对于表6所示的项目进行评价,评价结果总结在表6中。
表6:打印输出图像和与成像设备的匹配的评价
实施例与对比例 显影剂 打印输出图像 与如下装置的匹配
25℃/60%RH 30℃/80%RH *4鼓 *7套筒
*1I.D. *2D.U 灰雾度 *1I.D. *3点 灰雾 在如下纸上的散射
75g/m2 105g/m2 135g/m2
实施例8 (A) A A A A A A A A A A A
对比例4对比例5 对比(h)对比(c) CC DC CC CC DC DD CC DC DD DC DD
*1:图像密度
*2:密度均匀性
*3:点再现性
*4:感光鼓
*7:显影套筒
实施例9
除了如图4所示的墨粉再利用结构被去掉打印输出速度变为每分钟16页A4纸,且该打印输出测试以连续模式(即,显影装置没有暂停的墨粉消耗促进模式)来进行,同时根据需要补充墨粉之外,墨粉(A)经受与实施例8同样的打印输出测试
按照下文所述的方式,就打印输出图像的项目及与成像设备的匹配评价墨粉(A),藉此墨粉(A)显示出在所评价的项目上具有良好性能。
对于表3-6所示的评价项目,评价的方法和评价的标准在下面概括描述。
[墨粉的抗结块性能]
10g样品墨粉放入一50ml的塑料杯中,在50℃的热风干燥器中放置1周。然后,根据下面的标准,轻轻转动塑料杯,通过眼睛观察来评价墨粉的流动性。
A:流动性没有削弱。
B:流动性已经被削弱但在连续转动杯子的时候逐渐恢复。
C:观测到结块但是可用针刺来破碎。
D:出现了严重的结块,已达到不能通过针刺来粉碎的程度。
[打印输出图像评价]
<1>I.D.(图像密度)
基于通过Macbeth反射影像密度计测定相对于具有初始密度为0.00的白色背景部分的输出图像,打印输出在给定数目的普通复印纸(75g/m2)上后的相对图像密度,根据下述标准来进行评价。
A:≥1.40
B:≥1.35且<1.40
C:≥1.00且<1.35
D:<1.00
<2>图像密度均匀性
一黑色实心图像连续打印在两张纸上,在第二张上出现的密度差别通过Macbeth反射影像密度计来测量。
A:<0.05
B:≥0.05且<0.10
C:≥0.10且<0.30
D:≥0.30
<3>点再现性
如图7所示的小直径离散点(直径为50μm)的图案被打印,点的再现性通过计算缺少点的数目来评价,其中由于潜像电场易于形成封闭电场(closedelectrical field),点的再现相当困难
A:≤2个缺少点/100个点
B:3-5个缺少点/100个点
C:6-10个缺少点/100个点
D:≥11个缺少点/100个点
<4>灰雾度
图像灰雾度基于灰雾密度(%)来评价,该灰雾密度基于在打印输出的图像的白色背景部分和在打印前的转印纸本身之间的白度(反射度)差别,且白度是基于通过采用反射影像密度计(“REFLECTOMETER”,由Tokyo Denshoku K.K.供应)测量的值。
A:<1.5%
B:≥1.5%且<2.5%
C:≥2.5%且<4.0%
D:≥4%
<5>散射(在图像周围的墨粉散射)
一如图8A所示的汉字图像(实际字体大小=6磅)打印在普通纸(75g/m2)上和厚纸(105g/m2和135g/m2)上,在该字符图像周围的墨粉散射的状态(如图8B所示)通过一放大倍数为30的放大镜来观察。
A:基本上没有散射。
B:观察到轻微的散射。
C:观察到一些散射。
D:观察到显著的散射。
<6>中空图像(脱落)
一如图9A所示的汉字图像(实际字体大小=10磅)打印在厚纸(128g/m2和135g/m2)上,中空图像脱落(如图9B所示)的出现状态通过一放大倍数为30的放大镜来观察。
A:基本上没有脱落。
B:观察到轻微的脱落。
C:观察到一些脱落。
D:观察到显著的脱落。
[与成像设备的匹配的评价]
<1>与显影套筒的匹配
在打印输出测试之后,在显影套筒表面粘附的残留墨粉的出现状态及其在打印输出图像上的影响用眼睛来评价。
A:没观察到。
B:几乎观察不到。
C:观察到粘附但对图像几乎没有影响。
D:许多粘附,导致图像不规则。
<2>与感光鼓的匹配
在打印输出测试之后,在感光鼓表面上的损害、在鼓表面粘附的残留墨粉的出现状态及其在打印输出图像上的影响用眼睛来评价。
A:没观察到。
B:观察到轻微的损害但对图像没有影响。
C:观察到墨粉粘附和损害但对图像几乎没有影响。
D:许多粘附,导致纵向条痕的图像缺陷。
<3>与中间转印部件的匹配
在打印输出测试之后,在中间转印部件表面上的损害和粘附的残留墨粉的状态,及其在打印输出图像上的影响用眼睛来评价。
A:没观察到。
B:观察到表面残留墨粉但对图像没有影响。
C:观察到墨粉粘附和损害但对图像几乎没有影响。
D:许多粘附,导致图像不规则。
<4>与定影装置的匹配
在打印输出测试之后,对定影膜的损害和粘附的残留墨粉的状态,及其在打印输出图像上的影响用眼睛来评价。
A:没观察到。
B:观察到轻微的墨粉粘附但对图像没有影响。
C:观察到墨粉粘附和损害但对图像几乎没有影响。
D:许多墨粉粘附,导致图像缺陷。

Claims (51)

1.一种用于显影静电图像的墨粉,包含:墨粉颗粒,每一颗粒至少含有粘结剂树脂、着色剂和蜡;其中
该墨粉基于圆等效直径的数基分布的数均颗粒尺寸为2-6μm,颗粒尺寸的标准偏差在2.6以下,基于圆度频率分布的平均圆度为0.970-0.995,圆度标准偏差在0.030以下,且残留单体含量至多为500ppm;和
墨粉颗粒有这样的微观结构,即当通过透射电子显微镜(TEM)观察时,得到显示出粘结剂树脂的基体和以一种离散的形式分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的颗粒横截面。
2.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于该墨粉基于圆度频率分布的平均圆度为0.980-0.995。
3.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于该墨粉的残留单体含量至多为200ppm。
4.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于该墨粉的残留单体含量至多为50ppm。
5.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,含有蜡1-30重量份。
6.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,含有蜡4-20重量份。
7.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于该墨粉还包含聚碳酸酯树脂。
8.根据权利要求7所述的墨粉,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,含有聚碳酸酯树脂0.1-50重量份。
9.根据权利要求7所述的墨粉,其特征在于该聚碳酸酯树脂具有通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量为103-5×105的峰值分子量。
10.根据权利要求1所述的墨粉,其特征在于墨粉颗粒具有这样的微观结构,即能提供10个任意选取的墨粉颗粒横截面,相对于通过流动颗粒图像分析仪所测量的重均圆等效直径D4,每一横截面的长轴直径R在0.9×D4≤R≤1.1×D4的范围之内,且这10个任意选取的墨粉颗粒横截面提供了10个值,每一r和R给出的平均值(r/R)av.满足0.05≤(r/R)av.≤0.95,其中r表示在每一墨粉颗粒的横截面内,以球形或纺锤形离散地分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的最大长轴直径。
11.根据权利要求10所述的墨粉,其特征在于该(r/R)av.在0.25≤(r/R)av.≤0.95范围内。
12.一种成像方洗包含:
一给图像承载部件充电的充电步骤,
一在充电后的图像承载部件上形成静电图像的静电图像形成步骤,
一显影步骤,用显影剂携带部件上携带的墨粉显影静电图像,在图像承载部件上形成墨粉图像
一第一转印步骤,将图像承载部件上的墨粉图像转印到中间转印部件上,
一第二转印步骤,将中间转印部件上的墨粉图像转印到记录材料上,和
一定影步骤,热定影记录材料上的墨粉图像;其中
墨粉包含每一颗粒至少含有粘结剂树脂、着色剂和蜡的墨粉颗粒;
该墨粉基于圆等效直径的数基分布的数均颗粒尺寸为2-6μm,颗粒尺寸的标准偏差在2.6以下,基于圆度频率分布的平均圆度为0.970-0.995,圆度标准偏差在0.030以下,且残留单体含量至多为500ppm;和
墨粉颗粒有这样的微观结构,即当通过透射电子显微镜(TEM)观察时,得到显示出粘结剂树脂的基体和以一种离散的形式分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的颗粒横截面。
13.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于该墨粉基于圆度频率分布的平均圆度为0.980-0.995。
14.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于该墨粉的残留单体含量至多为200ppm。
15.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于该墨粉的残留单体含量至多为50ppm。
16.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,在墨粉中含有蜡1-30重量份。
17.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,在墨粉中含有蜡4-20重量份。
18.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于该墨粉还包含聚碳酸酯树脂。
19.根据权利要求18所述的成像方法,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,含有聚碳酸酯树脂0.1-50重量份。
20.根据权利要求18所述的成像方法,其特征在于该聚碳酸酯树脂具有通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量为103-5×105的峰值分子量。
21.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于墨粉颗粒具有这样的微观结构,即能提供10个任意选取的墨粉颗粒横截面,相对于通过流动颗粒图像分析仪所测量的重均圆等效直径D4,每一横截面的长轴直径R在0.9×D4≤R≤1.1×D4的范围之内,且这10个任意选取的墨粉颗粒横截面提供了10个值,每一r和R给出的平均值(r/R)av.满足0.05≤(r/R)av.≤0.95,其中r表示在每一墨粉颗粒的横截面内,以球形或纺锤形离散地分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的最大长轴直径。
22.根据权利要求21所述的成像方法,其特征在于该(r/R)av.在0.25≤(r/R)av.≤0.95范围内。
23.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于墨粉携带部件的表面粗糙度Ra至多为1.5μm,且以图像承载部件在显影区的表面速度的1.05-3倍的表面速度运动。
24.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于一磁性金属刮板相对墨粉携带部件安装且与墨粉携带部件有一间隙。
25.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于一弹性刮板相对墨粉携带部件安装且紧靠在墨粉携带部件上。
26.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于显影是在相互之间有一间隔的显影剂携带部件和图像承载部件之间施加一交变电场的同时进行的。
27.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于图像承载部件通过一充电部件来充电,该充电部件由外部电源供给电压并接触图像承载部件。
28.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于图像承载部件上的墨粉图像通过经由记录材料而紧靠在图像承载部件上的转印部件的作用,转印到记录材料上。
29.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于墨粉图像的热定影是通过一热定影设备进行的,该设备上没有提供粘附防止液或一用于热定影设备的清洁器。
30.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于墨粉图像的热定影是通过一热定影设备进行的,该设备包括一固定安装的加热部件,及一用来将携带有墨粉图像的记录材料经由一薄膜而压靠在加热部件上的压紧部件。
31.根据权利要求12所述的成像方法,其特征在于由配有一再利用机构的成像设备来进行,其中再利用机构用来回收残留在图像承载部件上的转印残留墨粉,并在显影步骤中重新利用回收的墨粉。
32.一种成像方法,包含:
一给图像承载部件充电的充电步骤,
一在充电后的图像承载部件上形成静电图像的静电图像形成步骤,
一显影步骤,用显影剂携带部件上携带的墨粉显影静电图像,在图像承载部件上形成墨粉图像,
一转印步骤,将图像承载部件上的墨粉图像转印到记录材料上,和
一定影步骤,热定影记录材料上的墨粉图像;其中
墨粉包含每一颗粒至少含有粘结剂树脂、着色剂和蜡的墨粉颗粒;
该墨粉基于圆等效直径的数基分布的数均颗粒尺寸为2-6μm,颗粒尺寸的标准偏差在2.6以下,基于圆度频率分布的平均圆度为0.970-0.995,圆度标准偏差在0.030以下,且残留单体含量至多为500ppm;和
墨粉颗粒有这样的微观结构,即当通过透射电子显微镜(TEM)观察时,得到显示出粘结剂树脂的基体和以一种离散的形式分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的颗粒横截面。
33.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于该墨粉基于圆度频率分布的平均圆度为0.980-0.995。
34.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于该墨粉的残留单体含量至多为200ppm。
35.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于该墨粉的残留单体含量至多为50ppm。
36.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,在墨粉中含有蜡1-30重量份。
37.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,在墨粉中含有蜡4-20重量份。
38.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于该墨粉还包含聚碳酸酯树脂。
39.根据权利要求38所述的成像方法,其特征在于以100重量份的粘结剂树脂计,含有聚碳酸酯树脂0.1-50重量份。
40.根据权利要求38所述的成像方法,其特征在于该聚碳酸酯树脂具有通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量为103-5×105的峰值分子量。
41.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于墨粉颗粒具有这样的微观结构,即能提供10个任意选取的墨粉颗粒横截面,相对于通过流动颗粒图像分析仪所测量的重均圆等效直径D4,每一横截面的长轴直径R在0.9×D4≤R≤1.1×D4的范围之内,且这10个任意选取的墨粉颗粒横截面提供了10个值,每一r和R给出的平均值(r/R)av.满足0.05≤(r/R)av.≤0.95,其中r表示在每一墨粉颗粒的横截面内,以球形或纺锤形离散地分散在粘结剂树脂基体中的蜡颗粒的最大长轴直径。
42.根据权利要求41所述的成像方法,其特征在于该(r/R)av.在0.25≤(r/R)av.≤0.95范围内。
43.根据权利要球32所述的成像方法,其特征在于墨粉携带部件的表面粗糙度Ra至多为1.5μm,且以图像承载部件在显影区的表面速度的1.05-3倍的表面速度运动。
44.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于一磁性金属刮板相对墨粉携带部件安装且与墨粉携带部件有一间隙。
45.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于一弹性刮板相对墨粉携带部件安装且紧靠在墨粉携带部件上。
46.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于显影是在相互之间有一间隔的显影剂携带部件和图像承载部件之间施加一交变电场的同时进行的。
47.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于图像承载部件通过一充电部件来充电,该充电部件由外部电源供给电压并接触图像承载部件。
48.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于图像承载部件上的墨粉图像通过经由记录材料而紧靠在图像承载部件上的转印部件的作用,转印到记录材料上。
49.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于墨粉图像的热定影是通过一热定影设备进行的,该设备上没有提供粘附防止液或一用于热定影设备的清洁器。
50.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于墨粉图像的热定影是通过一热定影设备进行的,该设备包括一固定安装的加热部件,及一用来将携带有墨粉图像的记录材料经由一薄膜而压靠在加热部件上的压紧部件。
51.根据权利要求32所述的成像方法,其特征在于由配有一再利用机构的成像设备来进行,其中再利用机构用来回收残留在图像承载部件上的转印残留墨粉,并在显影步骤中重新利用回收的墨粉。
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