专利名称:成像设备的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种成像设备,该设备通过例如电子照相打印方法或静电记录方法,根据原稿的图像数据在图像承载部件上形成静电图像;用包含有色调色剂的、并被充电到预先确定的极性的显影剂显影静电图像,以提供调色剂图像;在记录材料上转印调色剂图像;并定影图像以提供具有光泽的彩色图像。本发明涉及诸如打印机、复印机或传真之类的成像设备。
背景技术:
图1显示了根据电子照相打印方法的彩色成像设备的一个示例。下面将根据图1简要地描述此示例的成像设备。
此示例的彩色电子照相成像设备100具有五个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe),它们在水平方向彼此平行设置。每一个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe)都具有对应的一个鼓形电子照相感光部件(以下简称为“感光鼓”)1(1a、1b、1c、1d,以及1e)作为图像承载部件。
每一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)都由图1中的驱动装置顺时针方向旋转。此外,每一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d,以及1e)在其周边设置有对应的一个充电装置2(2a、2b、2c、2d以及2e),用于均匀地对感光鼓1的表面进行充电,对应的一个曝光装置3(3a、3b、3c、3d以及3e),对应的一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e),以及对应的一个清洁装置5(5a、5b、5c、5d以及5e)。
此外,还提供了充当记录材料输送装置的输送带7,用于向每一个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe)输送记录材料S。输送带7在驱动器辊81与支承辊82和83之间张紧,并在由箭头指示的方向旋转。
在每一个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe)中,任何一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)的表面被对应的一个充电装置2(2a、2b、2c、2d以及2e)均匀地充电,然后,由对应的一个曝光装置3(3a、3b、3c、3d,以及3e)用光图像照射,从而形成静电潜像。
每一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)的静电潜像被对应的一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)显影为可见图像,即,调色剂图像。
即,每一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)由供应装置(未显示)用预定量的青色、品红色、黄色、黑色或透明调色剂填充,作为显影剂。显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)在感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)上显影潜像,以将图像可视化为青色调色剂图像、品红色调色剂图像、黄色调色剂图像、黑色调色剂图像,以及透明调色剂图像。
记录材料S存储在记录材料盒10中,并通过多个输送辊11和对齐辊12从该盒提供到输送带7。记录材料S被输送带7输送,并连续地馈送到与感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)相对的转印部分。调色剂图像被为转印部分作为转印装置而提供的转印叶片6(6a、6b、6c、6d以及6e)转印到材料上。
接下来,其上面转印了调色剂图像的记录材料S与输送带7分离,被分离的记录材料S被输送部分13输送到定影装置9。
对其上面转印了四种有色调色剂图像和透明调色剂图像的记录材料S进行定影处理,以便混合调色剂图像,并将图像定影到记录材料S中。如此,形成全色副本图像,并将其排放到页排放托盘14。
图2显示了用于具有上述结构的成像设备的每一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)的示例。所有显影装置4a、4b、4c、4d以及4e都具有相同的结构。下面将描述显影装置4。
在此示例中,为每一个显影装置4都提供了作为显影剂承载部件的显影套筒40、磁性辊41、调节部件42、显影剂输送螺杆43和44等等。
显影套筒40具有磁性辊41,其中固定和包括了多个磁极(S1、N1、S2、N2以及N3),旋转显影套筒,同时,在其中一个感光鼓1的套筒和外围表面之间保持预先确定的显影间隔。调节部件42具有刚性和磁性,并可以以各种方式排列。例如,该部件可以设置成使得在该部件和显影套筒40之间保持预先确定的间隔,或者其可以在预定的负载下与显影套筒40进行压力接触,其中在该部件和套筒之间不插入显影剂。
可以使用任何一种显影方法。具体地说,优选的方法涉及向显影套筒40施加交流电压,以在显影区域A(在此区域,显影套筒40和感光鼓1彼此相对)形成交流电场;在磁刷与感光鼓1接触的状态下进行显影。
希望显影套筒40和感光鼓1之间的距离(S-D距离)为100到1,000μm,用于防止载体粘附,并用于改善点可再现性。当该距离小于100μm时,显影剂易于被不充分地提供,因此,图像密度降低。当该距离超过1,000μm时,来自显影磁极S1的磁力线扩展。结果,磁刷的密度降低,点可再现性变差,或者,载体上的约束力弱化,如此,容易发生载体粘附。
交流电场的峰-峰电压最好为300到3,000V,交流电场的频率为500到10,000Hz。可以根据过程相应地选择和使用峰-峰电压和频率中的每一个。在此情况下,用于形成交流电场的交流偏压的波形的示例包括三角形波、矩形波、正弦波,以及通过改变占空率而获得的波形。最好通过向显影套筒施加具有不连续的交流偏压的显影偏压(间歇交流叠加电压)来执行显影,以便应对形成调色剂图像的速率中的变化。当施加的电压低于300V时,几乎不能获得足够的图像密度,也会无法顺利地收集非图像部分的雾状调色剂(fog toner)。当电压超过3,000V时,潜像通过磁刷被扰乱,由此图像质量可能会降低。
此外,使用具有顺利地充电的调色剂的双成分显影剂可以降低除雾电压(Vback),如此,可以降低每一个感光鼓1的一次充电(primary charging)。结果,可以延长每一个感光鼓1的寿命。Vback的值最好为200V或更小,更好的是,为150V或更小,虽然优选的范围随着显影系统不同而不同。使用100到400V的显影对比度,以便可以获得足够的图像密度。显影对比度最好尽可能地高,并且最好为300V或更高,以便可以稳定图像的半色调的层次(gradation)。
当频率低于500Hz时,在与每一个感光鼓1接触的调色剂返回时不向显影套筒施加足够的振动,如此,容易发生灰雾(fog),虽然灰雾程度与处理速度相关。当频率超过10,000Hz时,调色剂不能跟随电场,因此,图像质量也容易降低。
在如上所述的这样的常规成像设备中,在所产生的记录图像中的白色部分没有使用调色剂。作为记录材料的纸张的光学特性直接确定了记录图像的诸如颜色和光泽的可视特征。另一方面,其中叠加和记录了大量黑色调色剂或C、M、Y以及K色调色剂(如浓缩褐色调色剂)的部分的大多数可视特征是由调色剂的光学特性确定的。
至于由诸如上文所描述的成像设备输出的记录图像的光泽,在白色和黑色的上文所描述的情况下,黑色一般比白色具有更高的光泽。这是因为,如上所述,调色剂的光泽一般比纸张的光泽更高。
结果,产生了一个问题图像质量被输出图像中像素之间的光泽差显著地损害。
此外,在具有高密度的部分调色剂的高度大约为5到10μm,如此,产生了一个问题调色剂图像的不均匀性特别显著,这导致图像质量降低。
作为考虑了如上所述的调色剂的光泽和不均匀性的成像设备,例如,如JP 07-266614 A所描述,提出了这样的方法由调色剂高度计算部分根据图像数据计算将在记录材料的表面上形成的图像部分处调色剂的高度;由透明调色剂打印量计算部分根据图像部分的调色剂高度与调色剂高度的最大值之间的差来计算要打印在每一个部分上的具有光泽的透明调色剂的量;按消除调色剂图像上的调色剂的不均匀性所需要的量打印透明调色剂以提供记录的物品;给记录的物品提供光泽;以及消除表面不均匀性以提供有光泽的图像。
然而,通过透明调色剂平滑化表面的方法涉及用与有色调色剂的最大调色剂量的量相同的量的透明调色剂来形成图像。
换句话说,必须使用与通过适当地叠加四种颜色(青色、品红色、黄色以及黑色)而产生的最大调色剂量相同的量的透明调色剂来在由透明调色剂形成图像的部分形成图像。
例如,在使用了涉及叠加两种或更多种有色调色剂的图像处理的情况下,当每一种有色调色剂的最大调色剂量为0.5mg/cm2时,为了成像,必须一次使用1.0mg/cm2或更多的透明调色剂。
类似于采用有色调色剂进行成像的成像方法,在一个成像部分通过比有色调色剂的量更大的量的透明调色剂来形成图像时存在困难。
下面将参考图3给出详细描述。
下面将以普通成像中的每一个感光鼓1的电势和显影套筒40的电势作为示例来进行描述。当在环境(23℃,50%Rh)中每单位重量的有色调色剂的电荷量(以下简称为“摩擦电”)大约为-30μC/g时,向每一个充电装置2施加高电压,以便感光鼓1的表面电势被控制为-650V。
同时,将-500V的直流分量和1.2kV p-p的交流分量彼此叠加而获得的交流偏压施加到显影套筒40。当每一个感光鼓1向激光曝光时,感光鼓显示出在形成了充当具有最大密度的图像的静电潜像的位置处有-100V的光电势。
因此,当显影具有0.5mg/cm2的最大承载量的有色调色剂时,显影对比度被设置为大约400V。
当在这样的结构中使用透明调色剂的情况下,如果假设透明调色剂的摩擦电为大约-30uC/g,与有色调色剂的摩擦电的情况相同,则显影1.0mg/cm2的透明调色剂所需要的电势差为大约800V。在此情况下,在每一个感光鼓1上必须形成大约900V的潜像电势。给普通感光鼓1提供这样高的电势是不切实际的,因为由于感光鼓的性能而导致充电性能不稳定。
例如,还有下列控制可用根据每一个感光鼓1的电荷量的最大电势的显影对比度为400V,该值被定义为对于透明调色剂设置的值,根据有色调色剂的最大调色剂量,有色调色剂的显影对比度被设置为200V。然而,在此情况下,产生了这样的问题有色调色剂的半色调的层次是不稳定的。
发明内容
根据本发明,在稳定的成像条件下可以获得透明调色剂的最大承载量。
为了实现上述目的,本发明的成像设备包括若干有色调色剂成像装置,每一个装置都形成静电图像,并用有色调色剂显影该静电图像,以形成有色调色剂图像;该有色调色剂成像装置通过彼此不同的有色调色剂形成调色剂图像,透明调色剂成像装置,该装置形成静电图像,并用透明调色剂显影该静电图像,以形成透明调色剂图像;透明调色剂的每单位重量的电荷量小于每一种有色调色剂的每单位重量的电荷量,转印装置,该装置将有色调色剂图像和透明调色剂图像叠加并转印到输送介质。
图1是显示了根据本发明的成像设备的示意结构的视图;图2是显示了显影装置的一个示例的示意结构的视图;图3是说明了显影方法的视图;图4是说明了通过透明调色剂消除对图像的高低差(step)的影响的一个示例的视图;
图5是说明了通过透明调色剂执行的成像控制操作的一个示例的视图;图6是说明了用于测量调色剂的摩擦电的方法以及用于测量摩擦电的设备的示意视图;以及图7是显示了根据本发明的成像设备的另一个示例的示意结构的视图。
具体实施例方式
下面将参考附图比较详细地描述根据本发明的成像设备。
(成像设备的整个结构)此示例中所使用的成像设备与前面参考图1所描述的常规成像设备具有相同结构和功能。因此,引用了前面的描述,并省略重复的详细描述。
换句话说,如图1所示,此示例的成像设备100具有五个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe),它们在水平方向彼此平行设置。每一个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe)都具有对应的一个鼓形电子照相光敏部件,即,感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)作为图像承载部件,这些感光鼓可以旋转。
此外,每一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)都在其周边设置有对应的一个充电装置2(2a、2b、2c、2d以及2e),用于均匀地对感光鼓1的表面进行充电,对应的一个曝光装置3(3a、3b、3c、3d以及3e),对应的一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e),以及对应的一个清洁装置5(5a、5b、5c、5d以及5e)。
在每一个成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe)中,被对应的一个充电装置2(2a、2b、2c、2d以及2e)均匀地充电的任何一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)的表面由对应的一个曝光装置3(3a、3b、3c、3d以及3e)用光图像照射,从而形成静电潜像。成像部分Pa、Pb、Pc以及Pd是有色调色剂成像装置,而成像部分Pe是透明调色剂成像装置。
每一个感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)的静电潜像被对应的一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)显影为可见图像,即,调色剂图像。
每一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)由供应装置(未显示)用预定量的青色、品红色、黄色、黑色或透明调色剂填充,作为显影剂。相应的显影装置4a、4b、4c、4d以及4e在感光鼓1a、1b、1c、1d以及1e上显影潜像,以将图像可视化为青色调色剂图像、品红色调色剂图像、黄色调色剂图像、黑色调色剂图像以及透明调色剂图像。
下面,相应颜色的调色剂被缩写为如下青色调色剂被缩写为C调色剂,品红色调色剂被缩写为M调色剂,黄色调色剂被缩写为Y调色剂,黑色调色剂被缩写为K调色剂,透明调色剂被缩写为T调色剂。
相应的感光鼓1(1a、1b、1c、1d以及1e)上的调色剂图像被转印到由输送带7输送的记录材料S上。此外,其上面转印了相应颜色的调色剂图像的记录材料S,被配备有定影辊91和压力辊92的定影装置9在热和压力下对调色剂图像进行定影。然后,记录材料被作为记录的图像被排放到设备的外面。
成像设备具有其中由青色、品红色、黄色,以及黑色的有色调色剂进行成像的模式,和其中通过在形成了这些有色调色剂图像的图像区域叠加透明调色剂来进行成像的模式。
也可以使用青色、品红色、黄色或黑色调色剂之外的任何有色调色剂。例如,可以采用下列过程使用与那些调色剂中的一种调色剂具有相同色调并具有低密度的调色剂,使用具有高密度的调色剂和具有低密度的调色剂两种调色剂来形成图像,以便改善可再现性。
(形成透明调色剂图像)下面将作为本发明的特征描述形成透明调色剂图像的方法,其中使用透明调色剂来使记录的图像的高度(即,在记录材料S上形成的调色剂的高度)均匀化,以便消除不均匀性。
图4显示了记录材料S的、在其上形成了记录的图像R的部分,即,记录的物品SR。
记录材料S是纸张、OHP膜等等。此外,在此示例中,记录的物品SR是指作为电子照相成像设备100的成像操作的结果的在其上形成了记录的图像R的记录材料S。
如图4所示,根据此示例,基于在其上记录了图像的记录物品SR的记录材料S上的记录图像R的高度(h)的信息,以这样的方式通过透明调色剂T进行附加记录,即,使得图像区域中记录的图像R的高度(h)的最大值(H)和该区域中整个图像的高度彼此相同,从而使得记录的物品SR的表面基本上平滑(使得调色剂图像的高度基本上恒定)。如此,可提供均匀的光泽,并且可进行提供改善的图像质量的图像记录。这里所使用的术语“基本上平滑(基本上恒定)”是指在高度方向,定影之后调色剂图像的变化为3μm或更小的状态。
有关记录的图像(调色剂图像)R的高度的信息例如可以由下列方法来确定涉及根据图像信号从预先存储的表中读取信息的方法,涉及通过使用来自表的基本信息借助计算确定信息的方法,或涉及以接触或非接触方式测量高度的方法。
这里所使用的术语“基本信息”是指计算记录材料S上调色剂图像的高度所需要的信息,诸如相对于记录的层次(静电图像的层次)的调色剂图像的承载量,调色剂图像的流动性,以及记录材料S的结构值。
希望整体的高度基本上与记录的图像R的高度(h1、h2、h3、h4,…)的最大值(H)相同。
借助于通过青色、品红色、黄色以及黑色的适当组合确定颜色再现范围,来确定有色调色剂的最大承载量。一般而言,以这样的方式设计图像,即,使得最大承载量大约为其中单一颜色提供最大密度的调色剂量的两倍。当设计较宽的颜色再现范围时,可以设计最大承载量,使其为调色剂量的最大承载量的大约2.5倍。
因此,为了使整体的高度可与最大值相同,透明调色剂,即,T调色剂必须以大约为每一种有色调色剂(C、M、Y以及K调色剂)的两倍或更高的量打印在所谓的“白色部分”上,在该部分,在图像区域中没有设置有色图像(通过C、M、Y以及K调色剂)。在此情况下,要使用的T调色剂的量和调色剂的打印量在普通图像中急剧地增大。因此,高度不一定必需与最大值相同。T调色剂的量可以减少到使得图像质量不显著地变差的程度。
可以使用基本上与JP 07-266614 A中所描述的方法相同的方法来确定设置透明调色剂(T调色剂)的位置和调色剂量。
下面将参考图5描述确定设置T调色剂的位置和调色剂的量的方法。
对应于图像的每一个像素的RGB信号都按256个灰度级记录在从图像数据读取部分101输入的图像数据102中。每一个像素的RGB信号都被RGB-CMYK转换部分103转换为四种有色调色剂的最小打印单位的打印量。
RGB-CMYK转换部分103例如可以使用涉及使用3×4掩蔽矩阵的方法,或这样的方法通过3×3矩阵将RGB信号转换为CMY信号;通过3×4矩阵进行所谓的喷墨,以产生中国墨汁(Chinese ink)K。此外,在此转换中还可以使用所谓的“伪半色调表示”。R、G和B的每一个像素可以不与C、M、Y和K调色剂的最小打印单位成一一对应的关系。在该情况下,计算用于最小打印单位的C、M、Y和K调色剂中的每一种调色剂的打印量。
在参考图1和2所描述的上述成像设备的CMYK调色剂打印部分104,即,成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd),根据C、M、Y和K调色剂中的每一种调色剂的打印量,通过电子照相打印方法来形成相应的四种颜色的调色剂图像。
调色剂高度计算部分105通过计算用于最小打印单位的C、M、Y和K调色剂中的每一种调色剂的打印量来确定用于最小打印单位的有色调色剂高度。
调色剂最大高度计算部分106根据用于最小打印单位的有色调色剂高度来确定指定图像区域内的打印的调色剂的最大高度。
根据本发明,为了使记录的图像的高度(即,在记录材料上形成的调色剂图像的高度)均匀化,以消除不均匀性,使用透明调色剂,即T调色剂,来对有色调色剂图像的不均匀部分进行填充。
在此示例中,鉴于上述情况,T调色剂打印量计算部分107确定调色剂最大高度和用于每一个最小打印单位的有色调色剂高度之间的差。该差被定义为以最小打印单位的T调色剂高度。接下来,为最小单位计算用于获得该高度的T调色剂打印量。
T调色剂打印部分108,即,成像设备100的成像部分Pe打印由T调色剂打印量计算部分107计算出的用于最小打印单位的T调色剂打印量。
从记录的物品输出部分109,即,成像设备100,输出作为由控制装置200执行上述过程的结果而打印的记录的物品。记录的物品具有上文所描述的图4所示的剖面形状,并具有良好的图像质量。控制装置200对成像部分Pe的成像操作进行控制。这里所使用的术语“成像操作”是指在成像部分形成或显影静电图像的操作。
(显影剂)接下来,将描述此示例中所使用的显影剂。
在此示例中,显影剂包含如JP 2004-271660 A中所描述的磁性涂层载体(coat carrier)和调色剂。
此示例中所使用的载体粒子的表面涂覆着树脂和/或偶联剂。
此示例的涂层载体是磁化程度较低的载体,在1,000/4πkA/m(79.58kA/m)下具有磁化强度(σ1,000)为25到60Am2/kg,或最好是25到50Am2/kg。
可以通过例如Riken Denshi Co.,Ltd.制造的振动磁场型的磁特性自动记录装置BHV-35测量涂层载体的磁特性。下面将描述当使用该装置时的测量条件。生成1,000/4π(kA/m)的外部磁场。同时,以这样的方式将涂层载体充分地密集地包装在柱形塑料容器中,即,使得载体粒子不移动。在此状态下测量磁矩。测量当放置样品时的实际重量。然后,确定磁化强度(Am2/kg)。
此示例的涂层载体最好具有25到60μm的体积平均粒径,或更好的是具有30到50μm的体积平均粒径。当载体粒子的体积平均粒径小于25μm时,可能不能顺利地防止由于载体粒子的粒度分布中的微粒子侧的粒子而导致的载体粘附到非图像部分。
此外,希望涂层载体的粒度分布是这样的,即,其中每一个粒子的由网孔法(mesh method)测量的粒径为20μm或更小的载体粒子的含量为0.01到3质量%,并且其中每一个粒子的由网孔法测量的粒径为75μm或更高的载体粒子的的含量为0.01到3质量%。当其中每一个粒子的粒径为20μm或更小的载体粒子的含量为小于0.01质量%时,显影剂易于稠密地阻塞,并易于劣化,因此,容易发生调色剂分散到机器内部的情况。当其中每一个粒子的粒径为20μm或更小的载体粒子的含量超过3质量%时,容易发生由于载体粒子细粉而导致的载体粘附。类似地,当其中每一个粒子的粒径为75μm或更高的载体粒子的含量小于0.01质量%时,显影剂由于高密度而易于劣化。当该含量超过3质量%时,不能充分地获得给调色剂提供适当的电荷量所需的表面积,因此,类似地,易于发生调色剂分散到机器内部的情况。
此外,在1,000/4π时,其中每一个粒子的由网孔法测量的粒径为20μm或更小的载体粒子的每一个的磁特性σ1,000,就载体粘附和从显影剂承载部件(即,显影套筒40)有效地除去显影剂而言,最好为30到50Am2/kg。
例如可以根据产生载体粒子的条件、通过任何一种筛子和各种分类设备对载体粒子的分类、以及对分类的产品的混合,来调整涂层载体的体积平均粒径和粒度分布。
涂层载体的体积平均粒径是指基于由激光衍射型粒度分布计(由HORIBA,Ltd.制造)测量的体积的50%平均粒径。
此外,通过网孔法测量的粒径为20μm或更小的细粉的量以及通过网孔法测量的粒径为75μm或更高的粗粉的量,可以通过准备每一种孔径的网眼以及通过使用例如电磁实验摇筛机(由FritschJapan Co.,Ltd.制造的Analysette 3)来进行测量。当使用摇筛机时,根据下列方法执行测量计时器=5分钟,振幅强度=2,要使用的样本的量是500g。
载体磁心(即,磁心)的示例包括从包括诸如铁、镍、铜、锌、钴、锰、铬的磁性金属的组中选择的磁性粒子、稀土(每一种稀土都具有氧化或未氧化的表面),磁性合金、磁性氧化物,以及它们的磁性铁氧体;以及,通过将磁粉末分散到树脂中而获得的磁性材料分散性树脂载体。
磁性材料分散性树脂载体的载体粒子中的金属化合物粒子的含量最好为80到95质量%。
磁性材料分散性树脂载体的粘合剂树脂最好为热固性树脂,更好的是部分地或完全地被三维地交联的树脂,如包含酚醛树脂的热固性树脂。使用此树脂可以强有力地约束分散的金属化合物粒子,因此,可以提高磁性材料分散性树脂载体的强度。此外,甚至在复制许多页的情况下,也几乎不会发生金属化合物粒子脱附的情况,因此,不会发生调色剂扩散到机器内部的情况。结果,可获得其稳定性改善的图像。
此外,此示例的载体的表面在使用之前用涂层树脂和/或偶联剂涂覆。使用热固性树脂作为粘合剂树脂导致形成改善的涂层,该涂层在附着性和均匀性方面极出色。
对产生磁性材料分散性树脂载体的方法没有特别限制。在此示例中,适当地使用基于聚合方法的生产方法,该方法涉及将单体聚合以产生粒子,每一单体都充当溶液(单体、金属化合物粒子以及溶剂均匀地分散或溶解到该溶液中)中的粘合剂树脂,特别地,使用这样的方法,该方法涉及对分散到载体粒子中的金属化合物粒子进行亲脂性处理,以产生磁性材料分散性树脂载体,这种载体具有尖锐的粒度分布,且不包含细粉。
可以使用单体-可聚合单体(可自由基聚合单体)作为将用于磁性材料分散性树脂载体的粘合剂树脂的单体。单体-可聚合单体的示例包括,苯乙烯;苯乙烯衍生物,如邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对乙基苯乙烯,以及对叔丁基苯乙烯;丙烯酸酯类,如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸2-氯乙酯,以及丙烯酸苯基酯;甲基丙烯酸酯类,如甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酯正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯,以及甲基丙烯酸苄酯;丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯;丙烯腈、甲基丙烯腈,以及丙烯酰胺;乙烯基醚,如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、正丁基醚、异丁基醚、β-氯乙基乙烯基醚、苯基乙烯基醚、对甲基苯基醚、对氯苯基醚、对溴苯基醚、对硝基苯基乙烯基醚,以及对甲氧基苯基乙烯基醚;以及二烯化合物,如丁二烯。
可以单独使用每一种单体,或可以使用两种或更多种作为混合物。可以选择提供优选特性的适当的聚合物合成物。
如上所述,磁性材料分散性树脂载体的粘合剂树脂最好三维地交联,并且最好使用形成这样的交联的交联剂。最好使用每个分子具有两个或更多可聚合的双键的交联剂作为该交联剂。
交联剂的示例包括芳族二乙烯基化合物,如二乙烯基苯和二乙烯基萘;二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯、二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酯1,6-已二醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二甲基丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、二甲基丙烯酸甘三油丙烯酰氧基酯、N,N-二乙烯基苯胺(anilene)、二乙烯基醚、二乙烯基硫醚、以及二乙烯基砜。
可以适当地混合并使用那些交联剂中的两种或更多种。可以预先将交联剂与可聚合的混合物相混合,或者也可以根据需要在聚合过程中适当地添加。
要在磁性材料分散性树脂载体中使用的粘合剂树脂的其他单体的示例包括充当环氧树脂的原料的双酚和表氯醇;充当酚醛树脂的原料的酚类和醛类;充当脲醛树脂的原料的脲和醛类;充当蜜胺树脂的原料的蜜胺和醛类。
最优选的粘合剂树脂是酚醛树脂。酚醛树脂的原料的示例包括酚化合物,如苯酚、、3,5-二甲苯酚、对烷基苯酚、间苯二酚(resorcinol),以及对叔丁基苯酚;醛化合物,如福尔马林、仲甲醛,以及糠醛。特别优选苯酚和福尔马林的组合。
当使用这些酚醛树脂和蜜胺树脂中的任何一种时,可以使用碱性催化剂作为固化催化剂。可以使用用于普通的甲阶酚醛树脂生产的各种催化剂中的任何一种作为碱性催化剂。碱性催化剂的具体示例包括胺类,如氨水、乌洛托品、二乙基三胺,以及聚乙烯胺。
要在磁性材料分散性树脂载体中使用的金属化合物粒子的示例包括磁铁矿和铁氧体,其中每一种都显示出磁性,且每一种都可以由公式MO·Fe2O3或MFe2O4来表示。在每一个公式中,M代表三价、二价或单价金属离子。
M的示例包括Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Ba、Pb、Li,等等。
对于每一种金属化合物粒子,可以使用其M是单一元素的化合物,或使用包括多种M的化合物。金属化合物粒子的示例例如包括,诸如磁铁矿的基于铁的氧化物、基于Zn-Fe的铁氧体、基于Mn-Zn-Fe的铁氧体、基于Ni-Zn-Fe的铁氧体、基于Mn-Mg-Fe的铁氧体、基于Ca-Mn-Fe的铁氧体、基于Ca-Mg-Fe的铁氧体、基于Li-Fe的铁氧体,以及基于Cu-Zn-Fe的铁氧体。
载体最好包含上文所描述的磁铁矿、铁氧体等的铁磁性金属化合物粒子,以及包括其中每一种金属氧化物粒子的磁性比每一种金属化合物粒子的磁性弱的金属氧化物粒子(下面可以简称为“金属氧化物粒子”),作为金属化合物粒子。每一种金属氧化物粒子的磁性只要必须弱于每一种金属化合物粒子的磁性,并且金属氧化物粒子可以是非磁性的。这样的金属氧化物粒子的示例包括Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、V2O5、CrO、MnO2、α-Fe2O3、CoO、NiO、CuO、ZnO、SrO、Y2O3以及ZrO2。
当如上所述那样混合和使用至少两种金属化合物粒子时,更好的是,使用具有类似的比重和类似的形状的金属化合物粒子,以便改善与粘合剂树脂的附着性,并改善每一种载体粒子的强度。可以优选地使用的这样的组合的示例包括磁铁矿和赤铁矿的组合;磁铁矿和γFe2O3的组合;磁铁矿和SiO2的组合;磁铁矿和Al2O3的组合;以及磁铁矿和TiO2的组合。在这些组合中,可以特别优选地使用磁铁矿和赤铁矿的组合。
当使用如上所述的这样的金属化合物粒子时,金属化合物粒子(每一个都显示出铁磁性)的数均粒径最好为0.02到2μm,虽然优选的范围随着每一种载体粒子的粒径不同而不同。当使用两种或更多种金属化合物粒子时,金属化合物粒子(每一个都显示出铁磁性)的数均粒径为0.02到2μm,金属氧化物粒子的数均粒径为0.05到5μm。
在此情况下,金属氧化物粒子的数均粒径(平均粒径rb)与金属化合物粒子(每一个都显示出铁磁性)的数均粒径(平均粒径ra)的粒径比rb/ra最好在1.0(不包括1.0)到5.0(包括5.0)的范围之内,更好的是在1.2到4.5(两端点值都包括)。当该比率为1.0或更小时,电阻系数低,金属化合物粒子(每一个都显示出铁磁性)易于出现在表面上。结果,每一种载体粒子的电阻率几乎不提高,几乎不会获得载体粘附的预防效果。当该比率超过5时,每一种载体粒子的强度易于降低,容易发生载体粒子的破损,结果,导致调色剂分散到机器内部。
可以通过例如Hitachi,Ltd.制造的透射电子显微镜H-800测量金属化合物粒子的数均粒径。当使用显微镜时所希望的方法涉及通过显微镜以5,000到20,000的放大率准备摄影图像;随机采样300个或更多粒子,每一个粒子都具有0.01μm或更高的粒径;通过例如Nireco Corporation制造的图像处理和分析设备Luzex 3来测量粒子在水平方向中的Feret直径,作为金属化合物粒子的粒径;对测量的粒径进行求平均,以计算出数均粒径。
其中每一个都显示出铁磁性的金属化合物粒子相对于向其中分散了两种或更多种金属化合物粒子的磁性材料分散性树脂中的金属化合物粒子的整体的含量最好在70质量%(不包括该值)到95质量%(包括该值)的范围内。当该含量是70质量%或更小时,磁性材料分散性树脂载体的电阻可以顺利地提高,但是,载体粒子的磁力弱化,因此,可能会发生载体粘附。当该含量超过95质量%时,磁性材料分散性树脂载体的电阻不能比较顺利地增大,并且可能会类似地发生载体粘附,虽然载体粘附的程度随着每一种金属化合物粒子(每一个都显示出铁磁性)的电阻率而变化。
该实施例的此示例的磁性材料分散性树脂载体中的金属化合物粒子最好被进行亲脂性处理,以便锐化磁性载体粒子的粒度分布,并预防金属化合物粒子从载体粒子脱附。特别地,当通过优选情况下使用的聚合方法生产载体粒子时,与溶液(在该溶液中,单体和溶剂被均匀化)中的聚合反应的进程同时地在该溶液中产生不可溶的粒子。此时,预期进行亲脂性处理,以采取其中金属氧化物被均匀地以高密度吸收到粒子中的操作,以及采取其中预防粒子聚结,以便锐化粒度分布的操作。
此外,使用进行了亲脂性处理的金属化合物粒子,就可以不必使用诸如氟化钙之类的悬浮稳定剂。结果,可以防止由于悬浮稳定剂残留在载体粒子的表面上而导致的充电特性的抑制,防止涂覆时涂层树脂的不均匀性,以及防止当载体被涂覆诸如有机硅树脂和偶联剂中的至少一种反应物质时对反应的抑制。
亲脂性处理最好是通过有机化合物进行的,该有机化合物具有从环氧基、氨基、巯基中选择的一个或两个或更多官能团,或通过作为这种有机化合物的混合物的亲脂性处理剂来进行亲脂性处理。特别地,当通过优选情况下使用的该聚合方法产生载体粒子时,通过具有如上所述的基的处理剂来进行的处理在亲油性、疏水性以及亲水性之间取得平衡,这提供了高度持久的载体粒子,每一粒子都具有稳定的电荷提供(charge imparting)性能和高的粒子强度。特别优选地使用环氧基。
按质量计100份的金属化合物粒子最好用按质量计0.1到10份(更好的是,按质量计0.2到6份)的亲脂性处理剂进行处理,以便改善每一种金属化合物粒子的亲油性和疏水性。
具有氨基的亲脂试剂的示例包括γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基-甲氧基-二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、乙二胺、亚乙基三胺(ethylenetriamine)、苯乙烯-(间)二甲基氨乙基丙烯酸酯共聚物、异丙基三(N-氨乙基)钛酸酯,等等。
具有巯基的亲脂试剂的示例包括巯基乙醇、巯基丙酸、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷,等等。
具有环氧基的亲脂试剂的示例包括γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环已基)三甲氧基硅烷、表氯醇、环氧丙烷、苯乙烯-(甲基)环氧丙基丙烯酸酯共聚物,等等。
如上所述,从改善电荷提供特性和改善失效电阻(spentresistance)的观点来看,在使用之前,载体粒子的表面最好涂覆有涂层树脂和/或偶联剂;假设对用来涂覆表面的树脂没有特别限制。
这样的表面处理树脂的示例包括,丙烯酸系树脂,如聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚偏二氟乙烯树脂、氟碳树脂、全氟碳树脂、可溶于溶剂的全氟碳树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯吡咯烷酮、石油树脂、纤维素、纤维素衍生物、酚醛清漆树脂、低分子量聚乙烯、饱和烷基聚酯树脂、芳族聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酮树脂、酚树脂、改性的酚树脂、马来树脂、醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸系树脂、通过马来酸酐、对苯二甲酸与多元醇缩聚获得的不饱和聚酯、脲醛树脂、蜜胺树脂、脲-蜜胺树脂、二甲苯树脂、甲苯树脂、胍胺树脂、蜜胺-胍胺树脂、乙酰胍胺树脂、甘酞树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、氟树脂,等等。
其中,例如从与磁心的附着性和防止失效的观点来看,最好使用有机硅树脂和氟树脂,可以单独使用它们中的每一个;假设,最好与偶联剂一起使用它们中的每一个以便提高涂覆膜的强度,从而充电被控制到优选的情况。
此外,上述偶联剂的一部分最好用作为用树脂喷涂覆之前用于处理磁心表面的所谓的“打底剂”。使用偶联剂作为打底剂稍后会导致形成树脂层,由于共价键,使附着性增强。
如上所述,在该实施例的此示例中,可以使用各种硅烷化合物的任何一种作为偶联剂;假设希望使用氨基矽烷作为具有氨基的硅烷化合物。结果,具有正电荷可充电性的氨基可被引入到载体表面,从而可以为调色剂提供优选的电荷量。此外,氨基的存在可以激活最好用来处理金属化合物的亲脂性处理剂和有机硅树脂。结果,有机硅树脂和载体粒子之间的附着性可以进一步改善,同时,促进了树脂的固化,从而可以形成其强度增强的涂覆。
在该实施例的此示例中使用的非磁性调色剂可以通过粉碎方法来产生。然而,该实施例的此示例中的生产非磁性调色剂的优选方法的示例包括在介质中直接产生调色剂的方法(聚合方法),如悬浮聚合方法、界面聚合方法,以及分散聚合方法。每一种聚合方法都涉及均匀地溶解或分散充当粘合剂树脂成分的可聚合单体和着色剂(以及聚合引发剂、交联剂、电荷控制剂,根据需要的其他添加剂,等等)以制备单体合成物;通过适当的搅拌器将单体合成物分散到包含分散体稳定剂的连续层(如水相)中;以及在搅拌的同时进行聚合反应,以产生具有所希望的粒径的调色剂。
非磁性调色剂最好包含脱模剂。加入适量的蜡作为脱模剂可以防止调色剂熔入到作为图像承载部件的任何一个感光鼓1中,同时实现高分辨率和偏移电阻之间的兼容性。
可以在非磁性调色剂中使用的蜡的示例包括石油型蜡,如石蜡、微晶蜡、以及矿脂,以及它们的衍生物;地蜡及其衍生物;基于Fischer-Tropsch法(费-托法)的烃类石蜡及其衍生物;以聚丙烯和聚乙烯为代表的聚烯烃蜡,以及它们的衍生物;以及诸如巴西棕榈蜡和小烛树蜡之类的天然蜡,以及它们的衍生物。衍生物的示例包括氧化物、与乙烯型单体的嵌段共聚物,以及接枝-变性产品。还可以使用高级脂族醇类、脂族酸类(如硬脂酸和棕榈酸)或这些酸的化合物,氨基酸蜡、酯蜡、酮类、硬化蓖麻油及其衍生物,植物蜡、动物蜡,等等。
非磁性调色剂中的那些蜡中的任何一种相对于按质量计100份的粘合剂树脂,最好在按质量计在0.5到25份的范围内。
在通过研磨法产生的该实施例的此示例中所涉及的非磁性调色剂粒子的情况下,粘合剂树脂的示例包括苯乙烯以及诸如聚苯乙烯和聚乙烯甲苯的其替代物的单组分聚合物;苯乙烯型共聚物,如苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸二甲氨乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸二甲氨乙酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙氧基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-戊二烯共聚物、苯乙烯马来酸酯共聚物,以及苯乙烯-酯马来酸酯共聚物;聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛、有机硅树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂,以及聚丙烯酰树脂。可以单独使用这些,也可以彼此混合地使用。具体来说,就显影特征和定影特征而言,优选苯乙烯型共聚物和聚酯树脂。
当通过聚合方法产生根据该实施例的此示例的非磁性调色剂时,构成了粘合剂树脂成分的可聚合单体包括下列单体。
这里可以使用的单体的示例包括苯乙烯型单体,如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯,以及对乙基苯乙烯;丙烯酸酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸2-氯乙酯、以及丙烯酸苯基酯;甲基丙烯酸酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸二甲基氨乙酯,以及甲基丙烯酸二乙基氨乙酯;其他丙烯腈、甲基丙烯腈,以及丙烯酰胺。可以单独使用这些单体,也可以彼此混合地使用。在这些单体中,就显影特征和定影特征而言,单独使用苯乙烯或苯乙烯衍生物,或者与其他单体混合地使用苯乙烯或苯乙烯衍生物是优选的。
在该实施例的此示例中,优选情况下,非磁性调色剂包含聚酯树脂。
根据本发明的发明人进行的调查,添加聚酯树脂可以提高调色剂的表面的强度。当诸如无机微粒的添加剂从外部添加并与有色调色剂粒子组合使用时,防止由于长时间而导致的无机微粒嵌入到调色剂粒子中的调色剂粒子表面中的效果变大,从而使充电稳定。结果,可以防止由于长时间而导致的调色剂扩散到机器内部的情况。
聚酯树脂最好具有6,000到100,000的重均分子量(Mw)。当Mw小于6,000时,防止外来添加剂嵌入到调色剂粒子中的效果小,因此,观察不到防止由于持续时间而导致的电荷量降低的效果。另一方面,当Mw超过100,000时,缩合树脂分散到调色剂粒子的情况变差,结果,最后获得的调色剂的粒度分布变宽。
在聚合方法和粉碎方法中的每一种方法中,粘合剂树脂的玻璃态转化温度(Tg)最好在40到70℃的范围之内,或者更好的是在45到65℃范围之内。可以单独使用具有上述范围内的玻璃态转化温度的单体。或者,一般而言,适当地混合单体,并以这样的方式使用,即,使得出版物Polymer Handbook(第二版III,p 139-192,JohnWiley & Sons出版)中所描述的理论玻璃态转化温度(Tg)显示出为40到70℃。
该实施例的此示例中的有色非磁性调色剂,即,C、M和Y调色剂都包含着色剂,以便给每一种调色剂赋予着色能力。最好在该实施例的此示例中使用的有机颜料或染料的示例包括下列颜料和染料。
作为这里可以使用的基于青色的着色的有机颜料或有机染料的示例包括铜酞菁化合物及其衍生物,蒽醌化合物、以及碱性染料的色淀化合物(lake compound)。具体来说,可以包括C.I.颜料蓝色1、C.I.颜料蓝色7、C.I.颜料蓝色15、C.I.颜料蓝色15:1、C.I.颜料蓝色15:2、C.I.颜料蓝色15:3、C.I.颜料蓝色15:4、C.I.颜料蓝色60、C.I.颜料蓝色62,以及C.I.颜料蓝色66。
作为这里可以使用的基于品红色的着色的有机颜料或有机染料的示例包括偶氮缩合物、二酮基吡咯并吡咯化合物、蒽醌化合物、喹吖二酮化合物、碱性染料的色淀化合物、萘酚化合物、苯并咪唑酮化合物、硫化靛化合物以及二萘嵌苯化合物。具体来说,可以包括C.I.颜料红色2、C.I.颜料红色3、C.I.颜料红色5、C.I.颜料红色6、C.I.颜料红色7、C.I.颜料紫罗兰19、C.I.颜料红色23、C.I.颜料红色48:2、C.I.颜料红色48:3,C.I.颜料红色48:4、C.I.颜料红色57:1、C.I.颜料红色81:1、C.I.颜料红色122、C.I.颜料红色144、C.I.颜料红色146、C.I.颜料红色166、C.I.颜料红色169、C.I.颜料红色177、C.I.颜料红色184、C.I.颜料红色185、C.I.颜料红色202、C.I.颜料红色206、C.I.颜料红色220、C.I.颜料红色221,以及C.I.颜料红色254。
作为这里可以使用的基于黄色的着色的有机颜料或有机染料的示例,由偶氮缩合物、铁黄(isoindolinone)化合物、蒽醌化合物、蓝片(azometal)络合物、次甲基化合物,以及丙烯酰胺化合物代表。具体来说,可以包括C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄色13、C.I.颜料黄色14、C.I.颜料黄色15、C.I.颜料黄色17、C.I.颜料黄色62、C.I.颜料黄色74、C.I.颜料黄色83、C.I.颜料黄色93、以及C.I.颜料黄色94、C.I.颜料黄色95、C.I.颜料黄色97、C.I.颜料黄色109、C.I.颜料黄色110、C.I.颜料黄色111、C.I.颜料黄色120、C.I.颜料黄127、C.I.颜料黄128、C.I.颜料黄129、C.I.颜料黄色147、C.I.颜料黄色151、C.I.颜料黄色154、C.I.颜料黄色168、C.I.颜料黄色174、C.I.颜料黄色175、C.I.颜料黄色176、C.I.颜料黄色180、C.I.颜料黄色181、C.I.颜料黄色191,以及C.I.颜料黄色194。
可以单独使用每一种着色剂,或可以使用两种或更多种作为混合物。此外,可以在固态溶液状态下使用每一种着色剂。就色彩角、色度、亮度、耐光性、OHP透明度,以及到调色剂中的分散性而言,选择在此示例中的有色调色剂中使用的着色剂。
要添加的每一种着色剂的量相对于按质量计100份的粘合剂树脂为按质量计1到20份。
此示例中的非磁性调色剂可以与用于稳定充电特性的电荷控制剂混合。
可以使用已知的电荷控制剂,特别优选的是具有高充电速度以及稳定地维持恒定电荷量的能力的电荷控制剂。此外,当通过聚合方法产生有色调色剂时,特别优选的是具有低聚合禁止特性和基本不包含可溶于水性分散介质的物质的电荷控制剂。可以阴性地充电的电荷控制剂的具体示例包括诸如水杨酸、烷基水杨酸、二烃基水杨酸、萘甲酸,以及二羧酸之类的芳族羧酸的金属化合物;偶氮染料或偶氮颜料的金属盐或金属配合物;聚合物、硼化合物、脲化合物、硅化合物,以及杯芳烃,都在其侧链具有磺基或羧基。可以阳性地充电的电荷控制剂的具体示例包括季铵盐;以及聚合物、胍化合物、尼格型化合物,以及咪唑化合物,都在其侧链具有季铵盐。
最好按相对于按质量计100份的树脂为按质量计0.5到10份的量来使用电荷控制剂。
在通过聚合方法产生示例中的非磁性调色剂粒子的情况下,在非磁性调色剂粒子的产生中优选地使用的聚合引发剂是在聚合反应中,该聚合引发剂的半衰期是0.5到30小时,并且以相对于按质量计100份的聚合单体为按质量计0.5到20份的比率来使用聚合引发剂。这样的聚合引发剂可以提供所希望的强度和合适的可溶性特征。这里可以使用的聚合引发剂的示例包括偶氮型或重氮型聚合引发剂,如2,2′-偶氮-(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双异丁腈、1,1′-偶氮(环己烷-1-腈)、2,2′-偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈,以及偶氮双异丁腈;过氧化物型聚合引发剂,如过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、二异丙基过碳酸酯、氢过氧化枯烯、过氧化2,4-二氯苯甲酰、过氧化月桂酰,以及叔丁基过氧-2-乙基己酸酯。
当通过聚合方法产生该示例中的非磁性调色剂粒子时,可以添加交联剂。要添加的交联剂的量最好是可聚合单体合成物的0.001到15质量%。
基本上,这里使用了具有两种或更多可聚合的双键的交联剂。可以使用的交联剂的示例包括芳族二乙烯基化合物,如二乙烯基苯和二乙烯基萘;具有两个双键的羧酸酯,如二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯,以及甲基丙烯酸1,3-丁二醇酸;二乙烯基化合物,如二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫醚,以及二乙烯基砜;以及具有三个或更多乙烯基基团的化合物。可以单独使用这些物质,也可以彼此混合地使用。
当通过聚合方法产生该示例中的非磁性调色剂粒子时,一般而言,上述有色调色剂合成物,即可聚合单体,被适当地添加调色剂所需的各成份,如着色剂、脱模剂、增塑剂、电荷控制剂,以及交联剂,及其他添加剂。通过诸如均质器、球磨机、胶体磨或超声波分散设备之类的分散设备来均匀地溶解或分散混合物,以制备可聚合单体系统。系统被悬浮到包含分散稳定剂的水性介质中。此时,建议使用诸如高速搅拌器或超声波分散设备的高速分散设备,以在一次行程(stroke)中提供所希望的调色剂粒子大小,因为所得的调色剂粒子的粒度分布变尖锐。聚合引发剂可以与添加其他添加剂同时地向可聚合单体中添加,或在悬浮到水性介质中之前立即被混合。此外,紧随在成粒之后,在聚合反应的启动之前,可以添加溶解到可聚合单体或溶剂中的聚合引发剂。
在成粒之后,只用普通搅拌器将搅拌执行到这种程度,即,使得维持粒子状态,并且可防止粒子的浮动和沉淀。
当通过聚合方法产生该示例中的非磁性调色剂时,可以使用已知的表面活性剂或已知的有机或无机分散剂作为分散稳定剂。在这些材料中,优选使用无机分散剂。下面将描述这样做的理由。无机分散剂几乎不会产生有害的超细粉末。甚至在反应温度改变的情况下,无机分散剂的稳定性也几乎不会衰退,因为分散剂由于位阻特性而具有分散稳定性。可以轻松地洗涤无机分散剂,对调色剂的负面影响很小。这样的无机分散剂的示例包括诸如磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝,以及磷酸锌的多价金属磷酸盐;诸如碳酸钙和碳酸镁的碳酸盐;诸如偏硅酸钙、硫酸钙,以及硫酸钡的无机盐;以及诸如氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硅石、膨润土,以及矾土的无机氧化物。
希望以相对于按质量计100份的可聚合单体为按质量为0.2到20份的量单独使用这些无机分散剂中的每一个。然而,单独使用这些无机分散剂中的每一个都不能足以减小调色剂的粒径,虽然这种使用几乎不会生成超细的粒子。相应地,可以与按质量计0.001到0.1份的表面活性剂组合地使用无机分散剂。表面活性剂的示例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、辛酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钠,以及硬脂酸钾。
可以照原样使用每一种无机分散剂。可以在水性介质中产生无机分散剂的粒子,以便获得其中每一个粒子都具有缩小的粒径的粒子。例如,在磷酸钙的情况下,在高速搅拌下,混合磷酸钠的水溶液和氯化钙的水溶液,从而可以产生不溶于水的磷酸钙。结果,可以进行分散时,其中均匀性改善,精细度也改善。此时,作为副产品,同时产生溶于水的氯化钠盐。水溶盐在水性介质中的存在更方便,因为这种存在抑止可聚合单体溶解于水中,因此,几乎不会产生由于乳液聚合导致的超细的调色剂。希望交换水性介质,或者,希望通过离子交换树脂去盐,因为在去除聚合反应的末期剩余的可聚合单体时盐变为障碍物。在完成聚合之后,把通过无机分散剂溶解到酸或碱中,可以几乎完全将其去除。
在聚合步骤中,最好在40℃或更高的聚合温度下,或者一般而言在50到90℃下进行聚合。在聚合反应的末期,反应温度可以提高到90到150℃,以便消耗剩余的可聚合单体。
在完成聚合之后,通过已知方法过滤、洗涤并烘干聚合的调色剂粒子,将诸如无机微粒的外来添加剂与粒子混合,以使外来添加剂粘附到每一粒子的表面上。结果,可以获得调色剂。在另一种所希望的模式下,将分类步骤加入到生产步骤中,以便过滤掉粗粉和细粉。
当通过粉碎方法产生非磁性调色剂粒子时,可利用已知方法。该方法的一个示例涉及通过诸如Henschel Mixer或球磨机的混合器,充分混合有色调色剂粒子所需要的各成份,诸如粘合剂树脂、脱模剂、电荷控制剂,以及着色剂,其他添加剂,等等;通过诸如加热辊、捏和机或挤压机的加热捏和机来熔化和捏和混合物,以使各树脂彼此兼容;冷却和固化所得物;粉碎所得物;分类所得物;根据需要对所得物进行表面处理,以产生调色剂粒子。可以在表面处理之前进行分类,或反之亦然。就生产效率而言,在分类步骤中最好使用多部分分类器。
可通过涉及使用诸如机械冲击型粉碎机或喷射型粉碎机的已知粉碎机的方法来进行粉碎步骤。为了获取具有特定圆度的有色调色剂,最好在另外加热的情况下进行粉碎,或进行辅助的处理,以施加机械冲击。也可以执行涉及将已经精细粉碎(并根据要求分类)的有色调色剂粒子分散到热水中的水浴方法,以及执行涉及通过热气流等等传递粒子的方法。
用于施加机械冲击力的装置的示例包括用于借助于压缩力、摩擦力等等,通过以高速度旋转的叶片,诸如HOSOKAWAMICRONCORPORATION制造的Mechanofusion System和NARAMACHINERY CO.,LTD.制造的Hybridization System,向壳体内部按压调色剂粒子来向非磁性调色剂粒子施加机械冲击力的装置。
此外,在此示例中使用的非磁性调色剂粒子还可以通过产生调色剂粒子的任何一种方法来产生,诸如如下方法JP 56-13945 B等等中所描述的、涉及通过使用盘或多流体喷头来使熔融混合物在空气中雾化以产生球状调色剂粒子的方法;以及悬浮聚合方法之外的聚合方法,包括(1)涉及通过使用水性有机溶剂(单体可溶解于其中,而待获取的聚合物不可溶解于其中)直接产生调色剂粒子的分散聚合方法,以及(2)乳液聚合方法,其代表性方法有在存在具有溶于水的极性的聚合引发剂的情况下直接执行聚合,以产生调色剂粒子的无皂聚合方法。
在此示例中,非磁性调色剂包含无机微粒,每一微粒都充当外来添加剂,无机微粒的主要平均粒径最好是4到80nm。
最好对无机微粒进行憎水处理,以便甚至在高湿度环境下也可以将每一个调色剂粒子的电荷量维持在高水平,并可以防止调色剂扩散。
例如,一种方法涉及通过使用硅烷偶联剂等作为第一级反应来执行硅烷化反应;通过化学键消除硅烷醇基,或者,另一种方法涉及通过使用硅油在表面上形成憎水薄膜,这些方法中之一可适用于对无机微粒进行憎水处理。
在此示例中,根据下列过程,无机微粒的平均主要粒径被确定为数均粒径。通过扫描电子显微镜对非磁性调色剂进行放大照相。用每一个无机微粒中的元素映射非磁性调色剂的照片。并且照片对照分析装置,诸如连接到扫描电子显微镜的XMA,测量粘附到非磁性调色剂的表面或从非磁性调色剂的表面释放的无机微粒的100个或更多主要粒子中的每一个粒子的粒径。
可以使用硅石、矾土、二氧化钛等等微粒作为此示例中的无机微粒。
例如,简称为干法硅石的所谓的“干燥硅石”或通过卤化硅的汽相氧化产生的气相二氧化硅,以及从水玻璃等产生的所谓的“湿的硅石”,都可用作为硅石微粒。在这些微粒中,在表面上具有少量硅烷醇,并在内部生成少量生产废渣(诸如Na2O或SO32-)的干燥硅石是优选的。在干燥硅石的生产步骤中,例如,可以组合地使用诸如氯化铝或氯化钛的金属卤化物,以及卤化硅,以产生硅石及其他金属氧化物的复合细粉,该复合细粉也包括在干燥硅石的范围中。
要添加的无机微粒的量最好是相对于按质量计100份的非磁性调色剂粒子为按质量计0.1到3.0份。该量按质量计小于0.1份时,添加的效果不足。当该量按质量计超过3.0份时,无机微粒的释放变得显著,调色剂的电荷量分布扩大,从而可能会发生调色剂扩散到机器内部的情况。
在此示例中使用的非磁性调色剂中可以按以下程度使用少量的其他添加剂,即,使得不会对调色剂产生实质的负面影响。其他添加剂的示例包括润滑剂粉末,如聚乙烯氟化物粉末、硬脂酸锌粉末,以及聚偏二氟乙烯粉末;研磨剂,如二氧化铈粉末、金刚砂粉末,以及钛酸锶粉末;无机或有机微粒,每一微粒都几乎具有球形,以及并且中到大的粒径(主要粒径超过30nm),诸如球状硅石微粒和球状树脂粒,例如用于改善清洁特性;其他极性彼此相对的有机和无机粒子,每一个粒子都充当可显影性改进剂。在使用之前,可以对每一种添加剂的表面进行憎水处理。
此示例中显影剂中的非磁性调色剂粒子与载体粒子的T/C比率一般被设置为3.0到12.0质量%,或最好为5.0到9.0质量%,以便可以获得良好的结果。当调色剂浓度小于3.0质量%时,图像密度太低,难以投入实际应用,并且载体的劣化加快,结果,显影剂的使用寿命缩短。当调色剂浓度超过12.0质量%时,灰雾或扩散到机器中的频率提高,因此,显影剂的使用寿命也会缩短。
(测量调色剂的摩擦电的方法)下面,将参考附图描述测量双成分显影剂中的调色剂的摩擦电(每单位重量的电荷量)的方法。
图6是用于测量调色剂的每单位重量的电荷量(下面简称为“摩擦电”)的设备的说明性视图。
首先,将要测量其摩擦电的双成分显影剂放置在体积为50到100ml的聚乙烯瓶子中,并用手摇动大约10到40秒。然后,在底部具有500-目的筛113的金属测量容器112中装满大约0.5到1.5g的显影剂,并用金属盖子114盖住该容器。
此时对测量容器112的整体质量进行测量,并用W1表示(kg)该质量。接下来,由吸入设备111(其与测量容器112接触的至少一部分是绝缘体)从吸入孔117吸入树脂,通过调整气流控制阀116,由真空计115指示的压力被设置为250mmAq。在此状态下充分地执行吸入操作,或者持续执行2分钟,以便吸入和去除树脂。此时电位计119指示的电势由V(伏特)表示。这里,电容器118的电容量为C(F)。此外,测量吸入之后测量容器112的整体质量,并用W2表示(kg)该质量。可以根据下列表达式来计算调色剂的摩擦电。
调色剂的每单位质量的电荷量(C/kg)=(C×V×10-3)/(W1-W2)(产生载体)载体产生示例1石碳酸 按质量计3.6份福尔马林溶液(包含大约40%的甲醛,大约10%的甲醇,其余是水)按质量计5.4份用1.0质量%的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(具有0.23μm的平均粒径和4×105Ω·cm的电阻率)进行了亲脂性处理的磁铁矿微粒 按质量计62.0份用1.0质量%的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(具有0.57μm的平均粒径和2.2×109Ω·cm的电阻率)进行了亲脂性处理的α-Fe2O3微粒 按质量计26.0份以作为碱性催化剂的氨水以及水注入烧瓶中的浆液。在40分钟内将混合物的温度提高到85℃,并保持在该温度,同时搅拌并混合该混合物,然后反应3小时。产生并固化酚醛树脂。然后,冷却所得物,在添加水之后去除上层清液。用水冲洗沉淀物,并在降低的压力下将其烘干。如此,获得了包含磁铁矿微粒的球状磁载体磁心粒子,它们各自都使用酚醛树脂作为粘合剂树脂。
所得载体磁心粒子的每一个的表面都用0.3质量%的γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(用甲苯溶剂作为打底剂进行了稀释)进行处理。随后,粒子用0.65质量%的直链(straight)有机硅树脂(其所有取代基是甲基)和0.02质量%的γ-氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物(以甲苯作为溶剂)涂覆。这里,涂层剂是直链的有机硅树脂,偶联剂是γ-氨基丙基三甲氧基硅烷。此外,磁性涂层载体在140℃下烘焙,通过100目的筛过滤掉聚结的粗粒子。接下来,通过使用多部分空气分类器去除细粉和粗粉,以便调整粒度分布。如此,获得涂层载体No.1。通过改变筛子的网眼的大小,可以改变载体的粒径。
载体产生示例2以与载体产生示例1相同的方式产生涂层载体No.2,但是去除了涂层的打底剂,涂层剂的量改变为0.4%,并且偶联剂的量改变为0.01%。表1显示了所获得的涂层载体No.1和涂层载体No.2的产生方法。
表1
(非磁性调色剂的产生)非磁性调色剂产生示例1(A)有色调色剂(C、Y、M以及K调色剂)按质量计250份的0.1M的Na3PO4水溶液被装入按质量计405份的离子交换的水中,混合物的温度增大到60℃。然后,将按质量计40.0份的1.07M的CaCl2水溶液逐渐地添加到所得物中,从而获得包含磷酸钙盐的水性介质。
同时,通过磨碎机(MITSUI MIIKE MACHINERY CO.,LTD.制造)均匀地分散和混合下列配方。
苯乙烯按质量计80份丙烯酸正丁酯 按质量计20份二乙烯基苯按质量计0.2份饱和聚酯树脂(Mw=41,000)按质量计4.0份可以阴性地充电的电荷控制剂(二特丁基水杨酸的铝化合物)按质量计1份C.I.颜料蓝色15:3 按质量计6.0份单体合成物的温度提高到60℃,主要包含山萮酸山萮酯的按质量计12份的酯蜡(在DSC中加热测量时,在72℃时具有最高吸热峰)被添加到该合成物中,与之进行混合,并溶解到该合成物中。将按质量计3份的2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)[在60℃时t1/2=140]作为聚合引发剂溶解到所得物中。
将上述可聚合单体系统装入水性介质中,在N2大气,60.5℃下,用TK均质机(由Tokushu Kika Kogyo制造)以10,000rpm搅拌整体15分钟,之后进行成粒。然后,在60.5℃下,对所得物进行反应6小时,同时,用桨状搅拌叶片搅拌所得物。然后,再继续搅拌4小时,其中使液体温度保持在80℃。在完成反应之后,在80℃下蒸馏3小时。然后,悬浮液被冷却,然后被添加盐酸,以便溶解磷酸钙盐。对所得物进行过滤,并用水洗涤。如此,获得了湿的有色粒子。
接下来,在40℃下,将粒子干燥12小时,从而获得有色粒子(调色剂粒子)。
用硅油处理的、其中每一粒子都具有130m2/g的BET值以及12nm的主要粒径的按质量计分100份的调色剂粒子和按质量计1.2份的憎水硅石微粒,被用Henschel混合器(MITSUI MIIKEMACHINERY CO.,LTD.制造)混合,从而获得非磁性调色剂(青色调色剂)1。
以与青色调色剂的产生示例同样的方式产生非磁性调色剂(品红调色剂)1,但是使用按质量计8.0份的C.I.颜料红色122,以代替按质量计6.0份的C.I.颜料蓝色15:3。
类似地,以与青色调色剂的产生示例同样的方式产生非磁性调色剂(黄色调色剂)1,但是使用按质量计8.0份的C.I.颜料黄17,以代替按质量计6.0份的C.I.颜料蓝色15:3。
类似地,以与青色调色剂的产生示例同样的方式产生非磁性调色剂(黑色调色剂)1,但是使用按质量计5份的炭黑,以代替按质量计6.0份的C.I.颜料蓝色15:3。
(B)透明调色剂(T调色剂)以与青色调色剂的产生示例同样的方式产生非磁性调色剂(透明调色剂)1,但是没有使用诸如C.I.颜料蓝色的着色剂。
按质量计250份的0.1M的Na3PO4水溶液被装入按质量计405份的离子交换水中,混合物的温度增加到60℃。然后,将按质量计40.0份的1.07M的CaCl2水溶液逐渐地添加到所得物中,从而可以获得包含磷酸钙盐的水性介质。
同时,通过磨碎机(MITSUI MIIKE MACHINERY CO.,LTD.制造)均匀地分散和混合下列配方。
苯乙烯 按质量计80份丙烯酸正丁酯 按质量计20份二乙烯基苯 按质量0.2份饱和聚酯树脂(Mw=41,000)按质量计4.0份可以阴性地充电的电荷控制剂(二叔丁基水杨酸的铝化合物)按质量计1份单体合成物的温度提高到60℃,主要包含山萮酸山萮酯的按质量计12份的酯蜡(在DSC中加热测量时,在72℃时具有最高吸热峰)被添加到该合成物中,与之进行混合,并溶解到该合成物中。将按质量计3份的2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)[在60时t1/2=140]作为聚合引发剂被溶解到所得物中。
将上述可聚合单体系统装入水性介质中,在N2大气,60.5℃下,用TK均质机(由Tokushu Kikthe Kogyo制造)以10,000rpm搅拌整体15分钟,之后,进行成粒。然后,在60.5℃下,对合成物进行反应6小时,同时,用桨状搅拌叶片搅拌所得物。然后,再继续搅拌4小时,其中使液体温度保持在80℃。在完成反应之后,在80℃下蒸馏3小时。此后,冷却悬浮液,然后添加盐酸,以便溶解磷酸钙盐。对所得物进行过滤,并用水洗涤。如此,获得了湿的有色粒子。
接下来,在40℃下,将粒子干燥12小时,从而获得透明粒子(透明调色剂粒子)。
用硅油处理的、其中每一粒子都具有130m2/g的BET值以及12nm的主要粒径的按质量计100份的调色剂粒子和按质量计1.2份的憎水硅石微粒,被用Henschel混合器(MITSUI MIIKEMACHINERY CO.,LTD.制造)混合,从而获得非磁性调色剂(青色调色剂)1。
非磁性调色剂产生示例2以与非磁性调色剂产生示例1中相同的方式产生非磁性调色剂2,即,有色调色剂(C、M、Y和K调色剂)和透明调色剂(T调色剂),但是非磁性调色剂产生示例1的调色剂的添加剂被改变。
换句话说,在非磁性调色剂产生示例2中,用六甲基二硅氮烷处理然后用硅油处理的、其中每一粒子都具有130m2/g的BET值以及12nm的主要粒径的按质量计100的份调色剂粒子和按质量计0.6份的憎水硅石微粒,被用Henschel混合器(MITSUI MIIKEMACHINERY CO.,LTD.制造)混合,并被用作调色剂的外来添加剂,从而获得非磁性调色剂(有色和透明调色剂)2。
(双组件显影设备)在此示例中,使用了具有上文参考图2所描述的结构的显影设备。
在此示例中,铝涂层套筒被用作显影套筒40,该套筒是显影剂承载部件,显影套筒40和每一个感光鼓1之间的距离被设置为450μm。要向显影套筒40施加的供显影使用的直流偏压是-500V,交流偏压被设置为1,200Vpp的峰-峰电压,频率为2,000Hz。
此外,对于每一个充电装置2,使用了无接触型的电晕充电方法,以这样的方式进行控制,即,使得每一个感光鼓的表面将被充电到-650V。
每一个感光鼓在通过光图像的照射将形成具有最大图像密度的静电潜像的位置都适于具有-100V的光电势。即,显影对比度被设置为400V。
示例1在此示例中,以这样的方式设计图像,即,使得在通过有色调色剂(即,C、M、Y以及K调色剂)的叠加形成图像时的最大承载量将对应于两种颜色,即,最大承载量将是1.0mg/cm2。此时,单一有色调色剂的最大调色剂承载量是0.5mg/cm2。非磁性调色剂No.1被用作有色调色剂,非磁性调色剂No.2被用作透明调色剂(T调色剂)。即,用按质量计1.2份的硅石作为外来添加剂添加到每一种有色调色剂中,用按质量计0.6份的硅石作为外来添加剂添加到透明调色剂中。有色和透明调色剂在外来添加剂相对于调色剂的重量比率方面彼此不同。换句话说,通过减少将被添加到透明调色剂的外来添加剂的量来降低电荷量。由V形混合器混合按质量计为8份的每一种调色剂,以及按质量计92份的涂层载体No.1,该混合物被定义为用于开始的显影剂A。
所得到的显影剂被装入到对应于具有图1所示的五个站的成像设备100的调色剂颜色的成像部分的每一个显影装置4(4a、4b、4c、4d以及4e)。
此时,每一种有色调色剂的摩擦电都为-32μC/g,而透明调色剂的摩擦电为-16μC/g。即,每一种有色调色剂的每单位重量的电荷量的绝对值是32μC/g,透明调色剂的每单位重量的电荷量的绝对值是16μC/g。透明调色剂的绝对值小于每一种有色调色剂的绝对值。
利用这样的结构进行成像。结果,显影对比度几乎为400V,并且可实现每一种有色调色剂的0.5mg/cm2的显影,以及透明调色剂的1.0mg/cm2的显影,其中每一个值都是感光鼓上的最大调色剂量。
根据此示例,利用上述结构,使透明调色剂的摩擦电与每一种有色调色剂的摩擦电相比充分小,从而,可以按基本上等于每一种有色调色剂的显影对比度的对比度来显影透明调色剂的所需的调色剂量。此外,可以获得显影透明调色剂所需要的电势,并且可以通过用于消除图像的不均匀性所需要的调色剂量来形成图像。
换句话说,如上所述,透明调色剂的摩擦电被降低到比每一种有色调色剂的摩擦电低,并且透明调色剂被添加到对应于图像的部分。结果,成像设备能够防止调色剂的不均匀性和光泽不均匀;实现通过按等于每一种有色调色剂的最大承载量的量的透明调色剂进行成像,其中对于有色和透明调色剂中的每一种调色剂,成像方法几乎没有变化。
示例2在此示例中,非磁性调色剂No.1被用作有色调色剂(即,C、M、Y以及K调色剂)和透明调色剂(T调色剂)。称量并使用按质量计8份的每一种有色调色剂以及按质量计92份的涂层载体No.1。称量按质量计8份的透明调色剂以及按质量计92份的涂层载体No.2。每一种组合都通过V形混合器混合,混合物被定义为用于开始的显影剂B。然后,每一种显影剂B都被装入对应于成像设备的调色剂颜色的站中。
在示例1中,以这样的方式设计图像,即,使得在有色调色剂叠加时的最大承载量将对应于两种颜色,即,最大承载量将是1.0mg/cm2。在示例2中,以这样的方式设计图像,即,使得在有色调色剂叠加时的最大承载量将对应于2.4种颜色,即,最大承载量将是1.2mg/cm2。因此,根据该变化,每一种有色调色剂的摩擦电是-32μC/g,而透明调色剂的摩擦电是通过将(-32μC/g)除以2.4所获得的值(即,-13μC/g)。为此,其中每一个微粒都充当将被添加到非磁性调色剂No.1的外来添加剂的憎水硅石微粒的量被调整为低于示例1中的情况中的量。
此外,可以按如下所述的方法确定此示例中的透明调色剂的摩擦电的适当值。即,通过将每一种有色调色剂的摩擦电(例如,32μC/g)乘以单一有色调色剂的最大承载量(例如,0.5mg/cm2)与叠加有色调色剂图像时的最大承载量(例如,1.2mg/cm2)之间的比率(0.5/1.2=0.42),可以确定该值(32×0.42=13μC/g)。
通过调色剂与涂层载体No.1一起形成图像。结果,显影对比度几乎为400V,可以实现每一种有色调色剂的0.5mg/cm2的显影,以及透明调色剂的1.2mg/cm2的显影,其中每一个值都是感光鼓上的最大调色剂量。
可以根据要添加的外来添加剂的量来调整非磁性调色剂的摩擦电,也可以通过将调色剂的材料从憎水硅石微粒改为任何一种另外的材料来调整。这是因为不同的材料在摩擦起电特性方面是彼此不同的。可以适当地选择和使用上述示例中的外来添加剂中的任何一种。这里所使用的术语“摩擦起电特性”是指在同类材料之间摩擦时的充电极性和充电量。
在此示例中,通过调整例如外来添加剂的类型或量,与每一种都具有最大承载量的有色调色剂的颜色数量成比例地降低透明调色剂的摩擦电。如此,通过透明调色剂以等于每一种有色调色剂的最大承载量的量形成图像,透明调色剂被添加到对应于图像的部分,防止了调色剂的不均匀性和光泽不均匀,其中对于有色和透明调色剂中的每一种调色剂,成像方法几乎没有变化。
示例3在此示例中,与示例1的情况相同,以这样的方式设计图像,即,使得在有色调色剂叠加时的最大承载量将是1.0mg/cm2。
非磁性调色剂No.1被用作有色调色剂(C、M、Y以及K调色剂)和透明调色剂(T调色剂)。通过用筛网来筛涂层载体No.2以具有25μm的平均粒径,获得每一种有色调色剂中要使用的载体。通过将涂层载体No.2的平均粒径改变为35μm,获得透明调色剂中要使用的载体。称量按质量计8份的每一种调色剂以及按质量计92份的对应的涂层载体,并用V形混合器将它们混合,混合物被定义为用于开始的显影剂C。该显影剂被装入对应于成像设备的调色剂颜色的站中。
此时,每一种有色调色剂的摩擦电都为-34μC/g,而透明调色剂的摩擦电为-15μC/g。
利用这样的结构进行成像。结果,显影对比度几乎为400V,获得每一种有色调色剂的0.5mg/cm2的显影,以及透明调色剂的1.0mg/cm2的显影,其中每一个值都是感光鼓上的最大调色剂量。
随着载体的平均粒径减小,对于相同的重量,粒子的数量增加,表面面积也增大。相应地,预期调色剂的充电能力提高,且预期调色剂的摩擦电也提高。
载体的除了其粒径之外的另一个方面也影响调色剂的摩擦电。
如上述表1所示,通过改变打底剂、涂层试剂以及偶联剂中的每一种的量,可以调整载体,以使其适合于所希望的调色剂摩擦电。
例如,可以使用上文所描述的各种表面经过处理的树脂中的任何一种树脂,作为打底剂、涂层试剂,以及偶联剂中的每一种。希望调整材料的类型和添加量,以便获得所希望的摩擦起电特性,因为取决于所选择的材料的充电顺序,可以获得不同的摩擦起电特性。
如上所述,在此示例中,通过改变载体的粒径,透明调色剂的摩擦电被降低到比每一种有色调色剂的摩擦电低。如此,通过透明调色剂等于每一种有色调色剂的最大承载量的量形成图像,透明调色剂被添加到对应于图像的部分,并防止了调色剂的不均匀性和光泽不均匀,其中对于有色和透明调色剂中的每一种调色剂,成像方法几乎没有变化。
示例4图7显示了作为本发明的另一个示例的根据中间转印方法的有色成像设备的示意结构。
在此示例中,除了下列一点以外,成像设备100与根据在示例1到3中的每一个示例中所描述的联线方法的全色(四色)电子照相成像设备具有相同结构。在示例1到3中的每一个示例中的成像设备100中,在感光鼓1的表面上形成的调色剂图像被直接而连续地转印到记录材料S上,该记录材料与由输送带7输送到相应的成像部分P(Pa、Pb、Pc、Pd以及Pe)以记录彩色图像。然而,在此示例中,提供了皮带状的中间转印体7T以代替输送带7。
因此,相同附图标记被给予与示例1到3中的每一个示例的成像设备具有相同结构和功能的部件,引用了示例1到3中的每一个示例的描述,并省略了重复描述。
如上所述,与示例1到3不同,在此示例中,首先,在相应的感光鼓1的表面上形成的调色剂图像被连续地转印到中间输送带7上以形成彩色图像。接下来,通过向作为二次转印装置的转印辊60施加电压,中间输送带7上的彩色图像被转印到从记录材料盒10分离并馈送的记录材料S上。
接下来,记录材料S被输送到定影装置9,并向记录材料S加热加压,从而定影转印的调色剂图像。然后,记录材料S被排放到排放部分14。
甚至在根据此示例的中间转印方法的彩色成像设备中,以与示例1的相同方式,使透明调色剂的摩擦电与每一种有色调色剂的摩擦电相比充分小。结果,可以按基本上等于每一种有色调色剂的显影对比度的对比度来显影透明调色剂的所必需的调色剂量。此外,可以获得显影透明调色剂所需要的电势,并且可以通过消除图像的不均匀性所需要的调色剂量来形成图像。
此外,以与示例2相同的方式,通过调整例如外来添加剂的类型或量,与其中每一有色调色剂都具有最大承载量的有色调色剂的颜色数量成比例地降低透明调色剂的摩擦电。如此,通过透明调色剂以等于每一种有色调色剂的最大承载量的量形成图像,透明调色剂被添加到对应于图像的部分,并可以防止调色剂的不均匀性和光泽不均匀,其中对于有色和透明调色剂中的每一种调色剂,成像方法几乎没有变化。
此外,以与示例3相同的方式,通过改变载体的磁心的粒径;磁心的涂层的材料(即,涂层树脂和/或偶联剂);或材料的添加量,使透明调色剂的摩擦电降低到比每一种有色调色剂的摩擦电低。如此,通过透明调色剂以等于每一种有色调色剂的最大承载量的量形成图像,透明调色剂被添加到对应于图像的部分,并可以防止调色剂的不均匀性和光泽不均匀,其中对于有色和透明调色剂中的每一种调色剂,成像方法几乎没有变化。
权利要求
1.一种成像设备,包括若干有色调色剂成像装置,每一个装置都形成静电图像,并用有色调色剂显影该静电图像以形成有色调色剂图像,该有色调色剂成像装置用于通过彼此不同的有色调色剂形成调色剂图像;透明调色剂成像装置,该装置形成静电图像,并用透明调色剂显该影静电图像以形成透明调色剂图像,该透明调色剂的每单位重量的电荷量小于每一种有色调色剂的每单位重量的电荷量;转印装置,该装置将有色调色剂图像和透明调色剂图像叠加并转印到转印介质上。
2.根据权利要求1所述的成像设备,其中,当彼此不同的有色调色剂叠加在转印介质上时单位面积的最大调色剂承载量是一种有色调色剂单位面积的最大调色剂承载量的2到2.5倍。
3.根据权利要求1所述的成像设备,其中,所述彼此不同的有色调色剂在颜色方面彼此不同。
4.根据权利要求1所述的成像设备,其中,从外部添加到每一种有色调色剂中的外来添加剂和从外部添加到透明调色剂中的外来添加剂在摩擦起电特性方面彼此不同。
5.根据权利要求1所述的成像设备,其中,从外部添加到每一种有色调色剂中的外来添加剂和从外部添加到透明调色剂中的外来添加剂在相对于调色剂的重量比方面彼此不同。
6.根据权利要求1所述的成像设备,其中有色调色剂和透明调色剂中的每一种调色剂都包括非磁性调色剂,并与用作双成分显影剂的磁载体相混合;以及与每一种有色调色剂混合的磁性载体以及与透明调色剂混合的磁性载体在摩擦起电特性方面彼此不同。
7.根据权利要求6所述的成像设备,其中通过在磁芯的表面上形成涂覆层而获得每一种磁性载体;以及与每一种有色调色剂混合的磁性载体的磁芯和与透明调色剂混合的磁性载体的磁芯在粒径方面彼此不同。
8.根据权利要求6所述的成像设备,其中通过在磁芯的表面上形成涂覆层而获得每一种磁性载体;以及与每一种有色调色剂混合的磁性载体的涂覆层和与透明调色剂混合的磁性载体的涂覆层在摩擦起电特性方面彼此不同。
9.根据权利要求1所述的成像设备,还包括定影装置,该装置将叠加的调色剂图像定影到转印介质上;以及控制装置,该装置以如下的方式来对透明调色剂成像装置执行的成像操作进行控制,即,使得被定影装置定影的叠加的调色剂图像的高度基本上是恒定的。
全文摘要
一种成像设备,包括若干有色调色剂成像装置,每一个装置都用有色调色剂显影静电图像,以形成有色调色剂图像;透明调色剂成像装置,该装置用透明调色剂显影静电图像,以形成透明调色剂图像;转印装置,该装置将有色调色剂图像和透明调色剂图像叠加并转印到转印介质上;以及定影装置,该装置将叠加的调色剂图像定影在转印介质上。以这样的方式来对透明调色剂成像装置执行的成像操作进行控制,即,使得被定影装置定影的叠加的调色剂图像的高度基本上是恒定的值。透明调色剂的每一单位重量的电荷量的绝对值小于每一种有色调色剂的每一单位重量的电荷量的绝对值。
文档编号G03G15/00GK1873553SQ20061009230
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月1日 优先权日2005年6月1日
发明者小俣晴彦 申请人:佳能株式会社