專利名稱：顯影裝置和配有其的操作盒的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及將在圖像保持器上的靜電潛像變?yōu)榭梢暤恼{(diào)色劑像的顯影裝置，更特別地涉及降低在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件例如顯影輥和攪拌與傳輸螺桿的軸承部分上生成調(diào)色劑顆粒的沉積物或熔融粘結(jié)體的顯影裝置，和配有該顯影裝置的操作盒(process cartridge)。
電子照相的成像裝置通過充電器使圖像保持器的表面均勻帶電，并使根據(jù)文件或圖像數(shù)據(jù)的曝光單元行進(jìn)，在圖像保持器上形成潛像，從而形成圖像。然后，該成像裝置將僅僅含有調(diào)色劑的單組分顯影劑或者含有調(diào)色劑和載體二者的雙組分顯影劑供料到顯影區(qū)，通過接觸或非接觸的顯影方式，將潛像變?yōu)檎{(diào)色劑像，引起轉(zhuǎn)印單元將調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料如紙片上，并將調(diào)色劑像熱定影到轉(zhuǎn)印單元的轉(zhuǎn)印材料上。
在圖像保持器上使?jié)撓耧@影變?yōu)檎{(diào)色劑像用的顯影裝置配有例如可旋轉(zhuǎn)的由圓柱形構(gòu)件制成的顯影套筒，在該顯影套筒內(nèi)提供的靜止磁鐵，和攪拌雙組分顯影劑并施加足以用于顯影的電荷的攪拌構(gòu)件。顯影裝置引起顯影套筒保留荷電的雙組分顯影劑，所述荷電的雙組分顯影劑被在套筒周圍表面上的磁鐵吸引并將顯影劑從顯影套筒的表面按序供料到顯影區(qū)，同時顯影套筒旋轉(zhuǎn)，使在圖像保持器上的潛像可視。在顯影之后，殘留在顯影套筒上的顯影劑由于機(jī)內(nèi)磁鐵的磁極排列生成的磁場的排斥作用而從顯影套筒上自動除去。
使在顯影裝置內(nèi)的各種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件例如顯影套筒旋轉(zhuǎn)，以攜帶顯影劑并將顯影劑供應(yīng)到顯影套筒上。在顯影裝置內(nèi)的軸承部分旋轉(zhuǎn)地支持這些旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。


圖13示出了在常規(guī)的顯影裝置內(nèi)軸承部分的樣品結(jié)構(gòu)的部分截面視圖。
參考圖13，數(shù)字46是顯影劑容器，其含有顯影劑并支撐(hold)各種旋轉(zhuǎn)構(gòu)件例如顯影套筒。數(shù)字461是固定到顯影劑容器46的側(cè)壁上的軸承部分。數(shù)字432是在殼體內(nèi)其終端配有旋轉(zhuǎn)軸(shaft)部分433的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E可旋轉(zhuǎn)地適配到固定至側(cè)壁上的軸承部分461的孔隙H內(nèi)。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸移動受到軸承部分461的較遠(yuǎn)的端面(它遠(yuǎn)離顯影劑容器46的側(cè)壁)和與軸承部分461的端面相對的大直徑部分F的端面的限制。換句話說，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸移動受到滑動表面的限制，所述滑動表面是軸承部分461的整個端面。
順便說一下，當(dāng)顯影劑進(jìn)入軸承部分，所述軸承部分支撐在顯影裝置內(nèi)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件時，通過在軸承部分內(nèi)的滑動可粉碎(break)顯影劑。在圖13的實例中，滑動表面是軸承部分461的整個端面且可容易地粉碎顯影劑。
為了解決這一問題，已采取了各種措施防止顯影劑進(jìn)入滑動表面。常規(guī)的技術(shù)基本上使用密封構(gòu)件或填充材料，以切斷顯影劑進(jìn)入軸承部分的孔隙間隙內(nèi)(即參見專利文獻(xiàn)1)，使顯影劑不進(jìn)入軸承部分的結(jié)構(gòu)以及與密封構(gòu)件一起(即參見專利文獻(xiàn)2)，和通過利用顯影套筒的磁通量密度分布，防止顯影劑侵入軸承部分內(nèi)的技術(shù)(即參見專利文獻(xiàn)3)。正如剛才所述的，常規(guī)的技術(shù)基于防止顯影劑進(jìn)入軸承部分內(nèi)的概念，從而改進(jìn)顯影裝置。
然而，非常難以完全防止微米級的調(diào)色劑微粒侵入。當(dāng)圖像形成的期限較長時，調(diào)色劑顆粒逐漸沉積在軸承部分上。此外，最近，隨著數(shù)碼電子照相技術(shù)的進(jìn)展，已要求高質(zhì)量的調(diào)色劑像?；谶@一需求，生產(chǎn)以聚合調(diào)色劑為典型的化學(xué)調(diào)色劑的技術(shù)變得引人注意。由于這些技術(shù)，我們可生產(chǎn)直徑數(shù)微米的小的調(diào)色劑顆粒。此外，基于環(huán)境擔(dān)心，要求成像裝置節(jié)能且與此同時要求在低溫下使圖像定影的成像技術(shù)。這種技術(shù)之一提供軟化點顯著低于常規(guī)調(diào)色劑軟化點的調(diào)色劑(例如，參見專利文獻(xiàn)4)。
然而，尚無技術(shù)完全防止調(diào)色劑顆粒進(jìn)入顯影裝置內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承部分內(nèi)。而且，上述直徑數(shù)微米的小的調(diào)色劑顆粒使侵入問題更嚴(yán)重。特別地，用于低溫定影的小直徑調(diào)色劑可容易地侵入到軸承部分內(nèi)且因小的摩擦熱導(dǎo)致容易凝聚和熔融粘結(jié)。
最近需要較小和較快的成像裝置。因此，各部件致密地排列在顯影單元附近。這降低熱輻射的效率和使得侵入和熔融粘結(jié)問題更加嚴(yán)重。此外，為了滿足在辦公室對彩色印片的增加需求，已活躍地開發(fā)了各類彩色成像裝置。然而，彩色成像裝置必須配有多個顯影單元，這使得各元件緊密地繞顯影單元排列。因此，渴望解決在顯影單元中調(diào)色劑凝聚和熔融粘結(jié)的問題。日本未審專利公開H10-198163[專利文獻(xiàn)2]日本未審專利公開2000-88108[專利文獻(xiàn)3]日本未審專利公開H05-297721[專利文獻(xiàn)4]日本未審專利公開2000-214629上述問題因調(diào)色劑顆粒侵入在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸和軸承部分之間的封閉滑動空間內(nèi)和因滑動表面研磨調(diào)色劑顆粒而引起。發(fā)明人推測，由于在軸承部分內(nèi)的滑動空間被調(diào)色劑顆粒致密地填充，因此加速了調(diào)色劑顆粒的凝聚和熔融粘結(jié)，和甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒用于低溫定影時，發(fā)明人也可通過減少將研磨侵入的調(diào)色劑顆粒的滑動表面來解決該問題，在經(jīng)過長期的反復(fù)試驗過程之后，我們實現(xiàn)了本發(fā)明。換句話說，與防止調(diào)色劑顆粒侵入到軸承部分的常規(guī)技術(shù)的概念不同，本發(fā)明使用下述概念通過減少在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸和軸承部分之間的滑動表面，來抑制調(diào)色劑顆粒的凝聚和熔融粘結(jié)，這是因為調(diào)色劑細(xì)顆粒經(jīng)軸承部分之間的間隙侵入滑動表面并在此被研磨。
發(fā)明概述鑒于上述說明，本發(fā)明的目的是提供一種顯影裝置，它可減少產(chǎn)生在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸部分和軸承部分之間的滑動部分內(nèi)調(diào)色劑顆粒的研磨和減少進(jìn)入軸承部分(其中在顯影裝置內(nèi)所述軸承部分支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件)內(nèi)的調(diào)色劑顆粒的凝聚和熔融粘結(jié)。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種顯影裝置，它能防止調(diào)色劑顆粒質(zhì)量劣化，甚至當(dāng)調(diào)色劑是小直徑的調(diào)色劑時，所述小直徑的調(diào)色劑擅長于再現(xiàn)細(xì)線，以滿足最近數(shù)碼成像技術(shù)或低定影溫度的調(diào)色劑以供節(jié)能的需求。
本發(fā)明的一個方面提供一種顯影裝置，它包括儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中軸承構(gòu)件在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的區(qū)域上配有凸起(protrusion)。
本發(fā)明另一方面提供一種顯影裝置，它包括儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在通過軸承構(gòu)件支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的區(qū)域上配有凸起。
本發(fā)明再一方面提供一種配有顯影裝置的操作盒，所述操作盒包括成像所使用的構(gòu)件，儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中軸承構(gòu)件在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的區(qū)域上具有凸起。
本發(fā)明再一方面提供一種配有顯影裝置的操作盒，所述操作盒包括成像所使用的構(gòu)件，儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在通過軸承構(gòu)件支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的區(qū)域上具有凸起。
附圖簡述圖1是本發(fā)明的一個實施方案的配有顯影裝置的成像裝置的截面視圖，該成像裝置是操作盒的成像部分；圖2是本發(fā)明的一個實施方案的配有顯影裝置的成像裝置的主截面視圖；圖3是沿著圖2的線III-III拍攝的截面視圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的軸承構(gòu)件的第一實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的軸承構(gòu)件的第二實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的軸承構(gòu)件的第三實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第一實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第一實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第一實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的第一實施方案的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實施方案的配有顯影裝置的彩色圖像形成裝置的成像部分的截面視圖；圖12是構(gòu)成本發(fā)明另一實施方案的顯影裝置的四個顯影單元之一的截面視圖；圖13是說明在常規(guī)的顯影裝置內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸和軸承部分的結(jié)構(gòu)和操作的局部視圖。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)說明(本發(fā)明的技術(shù)概念)本發(fā)明涉及顯影裝置，其用于電子照相成像裝置，例如復(fù)印機(jī)和打印機(jī)。
發(fā)明人將注意力集中于調(diào)色劑顆粒在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件例如顯影套筒和攪拌與傳輸螺桿(它們是顯影裝置的元件)的軸承部分內(nèi)的行為。發(fā)明人查明，調(diào)色劑顆粒在軸承部分保持封閉(blind)，被帶入在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸部分和每一軸承部分壁之間形成的滑動空間內(nèi)，被滑動表面研磨并粉碎，和/或凝聚或熔融粘結(jié)。根據(jù)上述情況可判斷，本發(fā)明推斷，發(fā)明人可通過減少在軸承部分上形成的滑動表面來解決這一問題和發(fā)明人實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
(成像裝置的實施方案)參考附圖，以下將描述本發(fā)明的實施例的細(xì)節(jié)，但本發(fā)明的實施方案不打算作為本發(fā)明范圍的定義。
圖1是配有(使用雙組分顯影劑的)顯影裝置的成像裝置的截面視圖，其是本發(fā)明的一個實施方案和操作盒。
數(shù)字1是圓柱形圖像保持器(也稱為光受器鼓)，它通過用分散液體涂布接地的金屬圓柱形基底而產(chǎn)生，其中所述分散液體在聚碳酸酯內(nèi)分散酞菁顏料，形成荷負(fù)電的有機(jī)半導(dǎo)體層作為含電荷攜帶層的光受器層。驅(qū)動該鼓以箭頭方向旋轉(zhuǎn)。
數(shù)字2是電暈充電器，它給予光受器鼓1的表面預(yù)定極性和預(yù)定電勢的電荷。光受器鼓1的表面于是均勻帶電。
數(shù)字3是激光掃描方法的成影像地曝光單元，它利用半導(dǎo)體激光二極管(LD)作為發(fā)光構(gòu)件。成影像地曝光單元3用激光束掃描均勻荷電的鼓表面，形成電子潛像。
顯影裝置4通過旋轉(zhuǎn)顯影套筒41面向光受器鼓1，使在光受器鼓1上的靜電潛像顯影為可視的調(diào)色劑像。使用雙組分顯影劑結(jié)合圖像曝光和逆顯影以接觸或非接觸方式進(jìn)行顯影。通過噴灑熔融不銹鋼到磁鐵輥的外表面上，并用鋁套筒涂布表面處理的磁鐵輥，生產(chǎn)顯影套筒41。將直流電元件的顯影偏壓(developing bias)施加到顯影套筒41上以供逆顯影。
數(shù)字48是補(bǔ)充新鮮調(diào)色劑到顯影裝置4中的調(diào)色劑料斗。
含有非磁性調(diào)色劑和磁性載體的雙組分顯影劑是聚合調(diào)色劑，其數(shù)均直徑優(yōu)選3-8微米和更優(yōu)選4.5-7微米。通過使用聚合調(diào)色劑，成像裝置可形成密度穩(wěn)定的高分辨率的更少模糊的圖像。
優(yōu)選的載體是由數(shù)均直徑為30-65微米的磁性顆粒制成的鐵氧體磁芯載體。
數(shù)字5是發(fā)光二極管單元LED，它以預(yù)轉(zhuǎn)印曝光光源形式工作，以增加調(diào)色劑像的轉(zhuǎn)印性。LED 5照亮光受器鼓1的表面。
數(shù)字6是電暈充電器的轉(zhuǎn)印電極和主要由線材和后板組成。這一電極通過受控恒定的轉(zhuǎn)印電流將調(diào)色劑像從光受器鼓1轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印紙片上。
數(shù)字7是電暈充電器的分離電極和主要由線材和后板組成。這一電極通過含有AC和DC元件的分離電流促進(jìn)轉(zhuǎn)印紙片從光受器鼓1上分離。
來自于喂紙部分的轉(zhuǎn)印紙張PA通過圖像重合輥21與在光受器鼓1上形成的調(diào)色劑像同步喂入，通過在轉(zhuǎn)印輥隙部分內(nèi)的轉(zhuǎn)印電極6接收調(diào)色劑像，通過轉(zhuǎn)印輥隙部分?jǐn)y帶，通過分離電極7從光受器鼓1的表面上分離，然后通過傳送帶22攜帶到定影單元23上。
定影單元23配有固定(house)加熱器的加熱輥23a和壓力輥23b。在其上具有調(diào)色劑像的轉(zhuǎn)印紙片PA在加熱輥23a和壓力輥23b之間加熱和壓制，以使圖像定影，并通過噴射輥24噴射到外側(cè)的噴射盤(在該圖中未示出)上。
在將調(diào)色劑像轉(zhuǎn)印到紙張P上之后，通過清洗器件8，清洗光受器鼓1的表面，以除去殘留的未轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑。這一實施方案使用聚氨酯橡膠刀片作為清洗單元。清洗刀片與光受器鼓1的表面滑動接觸，以清洗掉殘留的調(diào)色劑。在通過清洗器件8清洗之后，通過預(yù)充電的曝光單元(PCL)9光照光受器鼓1的表面，以降低殘留電勢，然后備用于下一成像循環(huán)。
通過采用傳輸螺桿等的循環(huán)輸送器471將通過清洗器件8除去的調(diào)色劑再收集到顯影裝置4內(nèi)。調(diào)色劑再收集到顯影裝置4內(nèi)與光受器鼓1的旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行。
接下來解釋含有本發(fā)明的顯影裝置4的操作盒PC。
正如在圖1的點劃虛線所包圍的部分所示，這一實施方案的操作盒PC配有顯影裝置4和至少一個成像構(gòu)件(光受器鼓1，充電器2等)，它們組裝在殼體內(nèi)，以便操作盒PC可容易地安裝到成像裝置上并從中卸下。成像構(gòu)件是光受器鼓1、充電器2、成影像地曝光單元3、預(yù)轉(zhuǎn)印曝光光源5和預(yù)充電曝光單元9。
如此構(gòu)造顯影裝置4，以便安裝到操作盒PC和從中卸下。
(顯影裝置的實施方案)接下來解釋(使用雙組分顯影劑的)本發(fā)明的顯影裝置。
圖2示出了本發(fā)明的成像裝置的主截面視圖。
在圖2中，顯影裝置4優(yōu)選是所謂的顯影單元或顯影劑盒，它可容易地安裝到成像裝置上和從中卸下。換句話說，用作顯影單元的顯影裝置4在良好密封的顯影劑容器46內(nèi)含有諸如以下將予以說明的顯影套筒41和旋轉(zhuǎn)漿44之類的元件。顯影劑容器46預(yù)負(fù)載有預(yù)定量的顯影劑TO。此處，顯影劑容器46在功能上充當(dāng)本發(fā)明的顯影劑容器。諸如顯影套筒41和旋轉(zhuǎn)漿44之類的元件在本發(fā)明中相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
顯影裝置4和光受器鼓1一起安裝在鼓狀盒的框架10A上。鼓狀盒安裝在成像裝置的殼體內(nèi)以供成像并從該裝置中卸下以供改變顯影劑。數(shù)字46A是與顯影劑容器46一體化的頂罩。
顯影裝置4含有顯影套筒41(它是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之一)并配有靜止磁鐵42以供顯影。排列顯影套筒41以按箭頭方向旋轉(zhuǎn)。在顯影劑中，通過顆粒的相互摩擦產(chǎn)生的電荷，用調(diào)色劑顆粒涂布載體。因此，顯影劑通過靜止磁鐵42的磁力被吸引到顯影套筒41的表面上。通過層厚調(diào)節(jié)器45調(diào)節(jié)在顯影套筒41表面上的顯影劑層的厚度。在顯影套筒41表面上的顯影劑被攜帶到與光受器鼓1相對的顯影區(qū)上以供顯影。
顯影劑容器46含有一對攪拌和傳輸螺桿43A和43B和旋轉(zhuǎn)漿44，在本發(fā)明中，它們相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件并傳輸顯影劑朝向容器內(nèi)的顯影套筒41同時攪拌顯影劑。每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B是棒狀螺桿構(gòu)件。螺桿43A和43B之一將顯影劑從紙張的近側(cè)傳輸?shù)郊垙埖倪h(yuǎn)側(cè)，和另一螺桿將顯影劑從紙張的遠(yuǎn)側(cè)傳輸?shù)郊垙埖慕鼈?cè)。對于每次成像來說，從調(diào)色劑盒48中供應(yīng)新的調(diào)色劑到顯影裝置4中，所供應(yīng)的調(diào)色劑落在通過攪拌和傳輸螺桿43A和43B循環(huán)的顯影劑上，與其混合并攪拌，并朝旋轉(zhuǎn)漿44輸送。被混合并攪拌的調(diào)色劑和顯影劑進(jìn)一步通過輪碾狀旋轉(zhuǎn)漿44一起攪拌，并被輸送到顯影套筒41上。
圖3是沿著圖2的線III-III拍攝的截面視圖。
顯影劑容器46含有顯影套筒41，一對攪拌和傳輸螺桿43A和43B和旋轉(zhuǎn)漿44。每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B由刀片部分431和螺桿旋轉(zhuǎn)軸432組成并與旋轉(zhuǎn)軸部分433聯(lián)成一體。顯影劑容器46含有軸承部分461，它相當(dāng)于本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件支持器，以支撐可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸部分433。類似地，旋轉(zhuǎn)漿44含有其終端分別與旋轉(zhuǎn)軸部分443聯(lián)成一體的漿式旋轉(zhuǎn)軸422。在顯影劑容器46的內(nèi)壁上提供的在本發(fā)明中相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件支持器的軸承部分462可旋轉(zhuǎn)地支持旋轉(zhuǎn)軸部分443。
圖4-圖6分別示出了用于說明在本發(fā)明的顯影裝置內(nèi)的軸承部分的結(jié)構(gòu)和操作的局部截面視圖。優(yōu)選構(gòu)成所述圖中所示的凸起，以便即使從例如圖4-10的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸的第一方向或者從與第一方向垂直的第二方向上觀察軸承部分和該部分，在旋轉(zhuǎn)軸部分和軸承部分之一上提供的每一凸起在旋轉(zhuǎn)過程中交替地與在其它部分的四周表面上的某個點反復(fù)接觸和不接觸。通過具有多個凸起和這一結(jié)構(gòu)，可在沒有不必要地使旋轉(zhuǎn)軸部分振動結(jié)果將調(diào)色劑顆?；蜉d體顆粒粘附在軸承部分上的情況下，穩(wěn)定地支持旋轉(zhuǎn)軸部分。此外，借助這一結(jié)構(gòu)可減慢凸起的磨損。
在圖4中，每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B的螺桿旋轉(zhuǎn)軸432被適配到旋轉(zhuǎn)軸部分433內(nèi)并在殼體內(nèi)一體化。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E被適配到固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461的孔隙H2內(nèi)，以便自由旋轉(zhuǎn)。固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461具有在部分461內(nèi)部的內(nèi)壁H1。軸承部分461的內(nèi)壁H1具有多個Lmm長的凸起P，每個凸起自內(nèi)壁H1朝向軸承部分461的中心突出。每一凸起的較遠(yuǎn)的終端逐漸變細(xì)，形成錐形端，和每一凸起的尖端變圓具有小的半徑R。凸起P的尖端布置在相同的圓柱形表面S上，所述圓柱形表面S形成其直徑等于軸承部分461的內(nèi)徑的孔隙H2。也就是說，在平行于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸的表面上軸承部分具有多個凸起。換句話說，通過多個凸起P的小的圓形尖端形成的孔隙H2可旋轉(zhuǎn)地支持旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E。這意味著非常小的面積支持旋轉(zhuǎn)軸部分433且旋轉(zhuǎn)軸部分433在較小摩擦的情況下旋轉(zhuǎn)。因此，在旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E和軸承部分461孔隙H2之間形成的滑動表面不那么可能研磨捕獲在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的空間內(nèi)的調(diào)色劑顆粒。
參考圖5，以下將說明軸承構(gòu)件的另一實施方案。在圖5中，每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B的螺桿旋轉(zhuǎn)軸432適配到旋轉(zhuǎn)軸部分433內(nèi)并在殼體內(nèi)聯(lián)成一體。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E被適配到固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461的孔隙H內(nèi)，以便自由旋轉(zhuǎn)。軸承部分461的端面之一固定到顯影劑容器46的內(nèi)壁上，和另一端面A具有4個凸起Q(各自為Lmm長)，其中每一凸起沿著孔隙H的中心軸延伸。每一凸起Q的尖端逐漸變細(xì)為錐形，和尖端頂部變圓(成預(yù)定半徑R)。凸起Q的尖端位于與孔隙H的中心軸垂直的平面上并與旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B(其面向軸承部分461)接觸。這一裝置限制每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動。當(dāng)一對攪拌和傳輸螺桿43A和43B旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F在凸起Q的尖端上滑動。換句話說，限制螺桿軸向移動的僅僅在滑動表面上的4個凸起Q的尖端與旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B接觸。
在使用這些凸起Q的情況下，滑動表面積顯著下降，且認(rèn)為甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒被捕獲在其間的空間內(nèi)時，調(diào)色劑顆粒永不會被在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的滑動表面粉碎。
參考圖6，以下將說明軸承構(gòu)件的另一實施方案。在圖6中，每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B的螺桿旋轉(zhuǎn)軸432適配到旋轉(zhuǎn)軸部分433內(nèi)并在殼體內(nèi)聯(lián)成一體。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E被適配到固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461的孔隙H2內(nèi)，以便自由旋轉(zhuǎn)。軸承部分461的端面之一固定到顯影劑容器46的內(nèi)壁上。軸承部分461的內(nèi)壁H1具有多個長L1mm的凸起R1，其中每一凸起自內(nèi)壁H1朝軸承部分461的中心突出，每一凸起R1的較遠(yuǎn)的終端逐漸變細(xì)形成為錐形端，和每一凸起的尖端變圓，具有小的半徑R。凸起P的尖端布置在相同的圓柱形表面S上，所述圓柱形表面S形成其直徑等于軸承部分461的內(nèi)徑的孔隙H2。也就是說，軸承部分在平行于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸的表面上具有多個凸起。換句話說，旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E適配到通過由多個凸起P的具有小的半徑R的小的圓形尖端形成的孔隙H2中并由其旋轉(zhuǎn)地支持。這意味著非常小的接觸面積支持旋轉(zhuǎn)軸部分433且旋轉(zhuǎn)軸部分433自由旋轉(zhuǎn)。因此，在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的空間內(nèi)捕獲的調(diào)色劑顆粒不那么可能被在旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E和軸承部分461的孔隙H2之間形成的滑動表面粉碎。
軸承部分461的另一端面A具有4個凸起R2(各自長L2mm)，其中每一凸起沿著孔隙H的中心軸延伸。每一凸起R2的尖端逐漸變細(xì)為錐形，和尖端頂部變圓(成預(yù)定半徑R)。凸起R2的尖端位于與孔隙H2的中心軸垂直的平面上并與旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B(其面向軸承部分461)接觸。這一裝置限制每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動，當(dāng)一對攪拌和傳輸螺桿43A和43B旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F在凸起R2的尖端上滑動。換句話說，限制螺桿軸向移動的僅僅在滑動表面上的4個凸起R2的尖端與旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B接觸。在使用這些凸起R2的情況下，滑動表面積顯著下降，且認(rèn)為甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒被捕獲在其間的空間內(nèi)時，調(diào)色劑顆粒永不會被在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的滑動表面粉碎。
圖7-圖10分別示出了局部截面視圖，以說明在本發(fā)明的顯影裝置內(nèi)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸和軸承部分的結(jié)構(gòu)和操作。
在圖7中，每一攪拌和傳輸螺桿43A和43B的螺桿旋轉(zhuǎn)軸432適配到旋轉(zhuǎn)軸部分433內(nèi)并在殼體內(nèi)聯(lián)成一體。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E具有從表面徑向向外突出的多個Lmm長的凸起T。每一凸起的較遠(yuǎn)的終端逐漸變細(xì)形成為錐形端，和每一凸起的尖端變圓，具有小的半徑R。凸起P的尖端布置在相同的圓柱形表面上。也就是說，在與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸平行的表面上旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有多個凸起。通過多個凸起的尖端形成的這一圓柱形表面認(rèn)為是攪拌和傳輸螺桿43A和43B的旋轉(zhuǎn)軸。將具有多個凸起的這一圓柱形旋轉(zhuǎn)軸插入到固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461的孔隙H內(nèi)，并保持，以便自由地旋轉(zhuǎn)攪拌和傳輸螺桿43A和43B的旋轉(zhuǎn)軸。換句話說，由于適配到軸承部分461的孔隙H內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸具有通過多個凸起T的尖端形成的圓柱形，因此，與螺桿旋轉(zhuǎn)軸的凸起的尖端接觸的軸承部分461的孔隙H內(nèi)的滑動面積極小。因此，認(rèn)為甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒被捕獲在其間的空間內(nèi)時，調(diào)色劑顆粒永不會被在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的滑動表面粉碎。
接下來參考圖8說明旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的另一實施方案。在圖8中，在殼體內(nèi)用旋轉(zhuǎn)軸部分433包覆成對的螺桿旋轉(zhuǎn)軸432(它是攪拌和傳輸螺桿43A和43B中的一個)的頂端。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E適配到固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461的孔隙H內(nèi)，以便自由旋轉(zhuǎn)。固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461在該部分461內(nèi)具有內(nèi)壁H。旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B具有與小直徑部分E平行的長Lmm的4個凸起U。每一凸起U的尖端逐漸變細(xì)為錐形，和尖端頂部變圓成預(yù)定半徑R。凸起U的尖端位于與中心軸垂直的平面上并與軸承部分461的另一端面A接觸，以限制攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動。換句話說，攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動在極小的接觸面積上進(jìn)行，這是因為這一軸向移動受到在軸承部分461的端面A和4個凸起U的尖端之間的表面點接觸的限制，而不是受到在軸承部分461的端面A和旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B之間的表面-表面接觸的限制。因此，認(rèn)為甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒被捕獲在其間的空間內(nèi)時，調(diào)色劑顆粒永不會被在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的滑動表面粉碎。
接下來參考圖9說明旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的另一實施方案。在圖9中，在殼體內(nèi)用旋轉(zhuǎn)軸部分433包覆成對的螺桿旋轉(zhuǎn)軸432(它是攪拌和傳輸螺桿43A和43B中的一個)的頂端。旋轉(zhuǎn)軸部分433具有大直徑部分F和小直徑部分E。小直徑部分E具有多個向外突出的Lmm長的凸起V1且其尖端在圓柱表面上。也就是說，在與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸平行的表面上旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有多個凸起。將具有多個凸起V1(各自長Lmm)的旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E插入到固定至顯影劑容器46的內(nèi)壁上的軸承部分461的孔隙H內(nèi)?？紫禜接收用多個凸起V1(各自長Lmm，從小直徑部分E的表面處突出)的尖端制成的圓柱表面，并支撐攪拌和傳輸螺桿43A和43B，以便自由旋轉(zhuǎn)。每一凸起V1的尖端逐漸變細(xì)為錐形，和尖端頂部變圓成預(yù)定半徑R。換句話說，適配到軸承部分461的孔隙H內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸部分具有由多個凸起V1的尖端制成的圓柱表面，因此，在軸承部分461的孔隙H的內(nèi)壁和由多個凸起V1的尖端制成的圓柱表面之間的接觸面積極小。因此，認(rèn)為甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒被捕獲在其間的空間內(nèi)時，調(diào)色劑顆粒永不會被在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的滑動表面粉碎。
同時，旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分(F)的端面B具有與小直徑部分E平行的長Lmm的4個凸起V2。每一凸起V2的尖端逐漸變細(xì)為錐形，和尖端頂部變圓成預(yù)定半徑R。凸起V2的尖端處于與中心軸垂直的平面上且與軸承部分461的另一端面A接觸，以限制攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動。換句話說，攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動在極小的接觸面積上進(jìn)行，這是因為這一軸向移動受到在軸承部分461的端面A和4個凸起R1的尖端之間的表面點接觸的限制，而不是受到在軸承部分461的端面A和旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B之間的表面-表面接觸的限制。因此，認(rèn)為甚至當(dāng)調(diào)色劑顆粒被捕獲在其間的空間內(nèi)時，調(diào)色劑顆粒永不會被在旋轉(zhuǎn)軸部分433和軸承部分461之間的滑動表面粉碎。
接下來參考圖10說明旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的再一實施方案。在圖10中的每一元件的結(jié)構(gòu)和操作與在圖13中的軸承構(gòu)件(它是本發(fā)明的第一個實施方案)的那些相同，但在圖10中的旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E的尖端是錐形，但在圖13中旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E的尖端和旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面是平坦的。此外，旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B具有與小直徑部分E平行的凸起。每一凸起的尖端逐漸變細(xì)為錐形。省去其它元件的結(jié)構(gòu)和操作，因為它們與圖13中所述的那些相同。
在圖10中，在圖10中的旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E的尖端是錐形，和錐形尖端的最遠(yuǎn)的終端是圓形，具有小的半徑。當(dāng)錐形尖端碰到顯影劑容器46的內(nèi)壁時，攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動受到限制。由于旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E的尖端是錐形，因此，其中小直徑部分的尖端接觸顯影劑容器46的內(nèi)壁的接觸滑動區(qū)域非常小。因此，當(dāng)調(diào)色劑顆粒進(jìn)入滑動表面時，這一裝置可抑制因滑動表面導(dǎo)致的調(diào)色劑顆粒的粉碎。
此外，旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F的端面B具有與小直徑部分E平行的長Lmm的4個凸起W。每一凸起W的尖端逐漸變細(xì)為錐形，和尖端頂部變圓成預(yù)定半徑R。凸起W的尖端處于與中心軸垂直的平面上且與軸承部分461的另一端面A以及與旋轉(zhuǎn)軸部分433的小直徑部分E的尖端接觸，以限制攪拌和傳輸螺桿43A和43B的軸向移動。
在以上所述的實施方案中，軸承部分461與旋轉(zhuǎn)軸部分433的凸起的尖端全部為錐形，但本發(fā)明不限于此。尖端可逐漸變細(xì)，或者具有任何形狀，只要每一凸起的截面積小即可。
此外，旋轉(zhuǎn)軸部分433的大直徑部分F在端面B上具有4個凸起。然而，要理解，本發(fā)明不打算限制于這一數(shù)量的凸起。
此外，凸起長度(L)與旋轉(zhuǎn)軸的直徑之比優(yōu)選為0.05-0.5。此外，凸起長度優(yōu)選1-10mm。旋轉(zhuǎn)軸直徑代表在其上提供凸起的一部分旋轉(zhuǎn)軸部分的直徑。在圖4、6、7和9中示出了旋轉(zhuǎn)軸的直徑D。若凸起較短，則調(diào)色劑顆粒不可能移動經(jīng)過滑動空間，和本發(fā)明的效果不容易實現(xiàn)。若凸起較長，則由于凸起的長度增加，導(dǎo)致凸起可能比較容易破碎，且沒有增加效果。
此外，凸起的密度優(yōu)選是5-500個凸起/英寸2。若提供更多的凸起，則調(diào)色劑顆粒不可能移動經(jīng)過滑動空間，和本發(fā)明的效果不容易實現(xiàn)。若提供更少的凸起，則軸承必須較大以支持可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。
盡管使用用于一對攪拌和傳輸螺桿43A和43B的旋轉(zhuǎn)軸部分和軸承構(gòu)件作為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件描述了本發(fā)明，但要理解不打算限制本發(fā)明到上述實施方案。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件可以是旋轉(zhuǎn)漿(44)或者任何其它旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，只要它含有通過旋轉(zhuǎn)軸部分和軸承構(gòu)件形成的間隙，其中調(diào)色劑顆?？赏ㄟ^所述間隙移動?？扇我獾卮_定間隙的形狀和尺寸。
此外，盡管對使用雙組分顯影劑的成像裝置進(jìn)行了以上說明，但本發(fā)明還可應(yīng)用到使用單組分顯影劑的成像裝置上。
(成像裝置的另一實施方案)以下將參考圖11和圖12，說明使用單組分顯影劑的成像裝置的優(yōu)選實施方案。
圖11是本發(fā)明另一實施方案的配有(使用單組分顯影劑的)成像裝置的彩色圖像形成裝置中的成像部分的截面視圖。圖12是構(gòu)成本發(fā)明另一實施方案的(使用單組分顯影劑的)顯影裝置的4個顯影單元之一的截面視圖。
圖11的全色成像裝置在光受器鼓10的附近配有充電刷11，以使光受器鼓10的表面均勻地以預(yù)定電勢帶電并使清洗器12擦去保留在光受器鼓10上的未轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑顆粒。
該全色成像裝置還配有掃描光受器鼓10的激光掃描光學(xué)系統(tǒng)20，其中采用用于曝光的激光束通過充電刷11使所述光受器鼓10充電。這一激光掃描光學(xué)系統(tǒng)20是配有激光二極管、多面鏡和fθ光學(xué)構(gòu)件的公知的光學(xué)體系。其控制部分接收來自主計算機(jī)的每一顏色(青色、品紅色、黃色和黑色)的印刷數(shù)據(jù)。激光掃描光學(xué)系統(tǒng)20根據(jù)每一顏色的印刷數(shù)據(jù)輸出激光束，掃描并暴露光受器鼓10，以按序在光受器鼓10上形成每一顏色的靜電潛像。
通過施加每一顏色的調(diào)色劑到其上具有靜電潛像的光受器鼓10上進(jìn)行全色顯影的全色顯影裝置(30)在樞軸33周圍配有4個彩色顯影單元青色30C、品紅色30M、黃色30Y和黑色30BK，其中每一顯影單元含有非磁性單組分的調(diào)色劑顆粒。這些彩色顯影單元繞樞軸33旋轉(zhuǎn)，以便它可按序到達(dá)面對光受器鼓10的顯影位置。
(顯影裝置的另一實施方案)圖12示出了顯影單元30C的截面視圖，其含有青色的非磁性單組分調(diào)色劑，其結(jié)構(gòu)與其它顯影單元30M、30Y和30BK相同。因此，發(fā)明人僅僅說明顯影單元30C并省去對其它顯影單元30M、30Y和30BK的說明。
數(shù)字10是潛像保持器。通過電子照相工藝單元或者靜電記錄單元(它沒有在圖中示出)形成潛像。數(shù)字32是顯影套筒，它是由鋁或不銹鋼制成的非磁性套筒。
未加工的鋁或不銹鋼管可直接用作顯影套筒32，但優(yōu)選通過噴射玻璃珠或類似物到表面上，使其表面變得粗糙，處理其表面以具有鏡像表面，或者用樹脂涂布其表面。顯影套筒32相當(dāng)于通過磁性單組分顯影方法所使用的那些。
調(diào)色劑顆粒TO儲存在料斗38內(nèi)并被喂入到顯影套筒32的表面上。由發(fā)泡材料，例如聚氨酯泡沫體制成的供應(yīng)輥34在與顯影套筒32的速度相對的速度下前后旋轉(zhuǎn)，以將調(diào)色劑供應(yīng)到顯影套筒32的表面上，并從顯影套筒32的表面上擦去(在顯影之后殘留的)調(diào)色劑。通過調(diào)色劑涂布刀片35(它是一種調(diào)色劑層厚控制構(gòu)件)，控制在顯影套筒32上的調(diào)色劑為均勻的調(diào)色劑薄層。
調(diào)色劑層厚控制構(gòu)件優(yōu)選是由適合于給予調(diào)色劑預(yù)定極性的與摩擦起電相關(guān)的材料制成的彈性刀片或輥。優(yōu)選的材料是硅橡膠、聚氨酯橡膠和苯乙烯-丁二烯橡膠?？赏ㄟ^由偏壓電源37產(chǎn)生交變電場，或者形成偏壓(它是在顯影套筒32和潛像保持器10之間交流和直流電場的疊加，如圖12所示。)，從而促進(jìn)調(diào)色劑從顯影套筒的表面移動到潛像保持器上，并獲得高質(zhì)量的圖像。
本發(fā)明的軸承構(gòu)件或旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用到顯影套筒32和供應(yīng)輥34上。
接下來說明本發(fā)明的顯影裝置將使用的調(diào)色劑。
本發(fā)明所使用的調(diào)色劑顆粒具有3-8微米和優(yōu)選4.5-7微米的數(shù)均直徑。數(shù)均直徑定義為平均粒徑(50％直徑)，使得在分布上，以數(shù)量計，50％顆粒具有較小的直徑。可通過在調(diào)色劑顆粒的生產(chǎn)工藝中的濃度、供應(yīng)計時和凝結(jié)劑(鹽析劑)的溫度，來控制調(diào)色劑顆粒的數(shù)均直徑。
本發(fā)明的顯影裝置在每一軸承部分內(nèi)提供以上所述的間隙，所述軸承部分支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，以防止在軸承部分內(nèi)這樣小的調(diào)色劑顆粒滯流和導(dǎo)致調(diào)色劑顆粒凝聚和熔融粘結(jié)。此外，由于本發(fā)明的顯影裝置沒有劣化這樣小直徑的調(diào)色劑顆粒的固有性能，因此小直徑的調(diào)色劑顆?？沙浞职l(fā)揮其固有的性能。換句話說，其中數(shù)均直徑為3-8微米和優(yōu)選4.5-7微米的調(diào)色劑顆粒能高保真地再現(xiàn)細(xì)線和細(xì)點，因此這種調(diào)色劑顆粒優(yōu)選用于數(shù)碼成像。
可通過用Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter)和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)體系(由Bechman Coulter制造)構(gòu)造的試驗體系，測量并計算調(diào)色劑顆粒的數(shù)均直徑。
發(fā)明人通過采用下述步驟用20ml表面活性劑溶液(例如通過用9份純水稀釋1份含有表面活性劑的中性洗滌劑，以促進(jìn)調(diào)色劑顆粒的分散而制備)潤濕0.02g調(diào)色劑顆粒，在該溶液內(nèi)超聲分散調(diào)色劑顆粒1分鐘，在樣品臺上采用移液管將所得調(diào)色劑分散液體放置在含有ISOTON II(由Beckman Coulter制備)的小瓶(燒杯)內(nèi)，直到使調(diào)色劑顆粒的濃度達(dá)到5-10％的試驗濃度，在Coulter Multisizer II上設(shè)定30000個顆粒計數(shù)，并開始測量，從而測量調(diào)色劑顆粒的數(shù)均直徑。在此情況下，Coulter Multisizer所使用的孔隙直徑為50微米。
本發(fā)明所使用的調(diào)色劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選30℃或更高，但不超過60℃。若玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于30℃，則甚至在沒有應(yīng)力于其上時，調(diào)色劑顆?？扇菀锥ㄓ?。這不可能確保圖像質(zhì)量和成像裝置的可靠性。若玻璃化轉(zhuǎn)變溫度超過60℃，則難以確保具有低熱能的定影性。
通過DSC-7差示掃描量熱儀(由Perkin-Elmer制造)和TAC/DX熱分析儀控制器(由Perkin-Elmer制造)，測量本發(fā)明所使用的調(diào)色劑顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
發(fā)明人通過采用下述步驟精確稱取4.5-5.0mg調(diào)色劑到小數(shù)點后2位數(shù)的精度，在鋁盤內(nèi)密封稱重的調(diào)色劑(Kit No.0219-0041)，放置在DSC-7樣品夾持器中，在0-200℃的試驗溫度、10℃/min的升溫速度、10℃/min的降溫速度的條件下改變溫度(加熱-冷卻-加熱)的同時測量，并基于在第二次加熱過程中的獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而測量調(diào)色劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。發(fā)明人使用空的鋁盤作為參考。
由第一吸熱峰開始上升的基線的外延部分和在第一峰值與該峰值頂部之間的具有最大傾斜角的切向線的交叉點獲得玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
本發(fā)明的顯影裝置在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的每一軸承部分內(nèi)提供以上提及的間隙，以防止在軸承部分內(nèi)這樣小的調(diào)色劑顆粒滯流和調(diào)色劑顆粒因此凝聚和熔融粘結(jié)。此外，因為本發(fā)明的顯影裝置不會劣化這樣小直徑調(diào)色劑顆粒的固有性能，所以小直徑調(diào)色劑顆粒可充分發(fā)揮其固有性能。換句話說，其數(shù)均直徑為3-8微米和優(yōu)選4.5-7微米的調(diào)色劑顆粒能高保真地再現(xiàn)細(xì)線和細(xì)點，因此這種調(diào)色劑顆粒優(yōu)選用于數(shù)碼成像。
(乳化聚集類型調(diào)色劑顆粒的制備)接下來解釋生產(chǎn)本發(fā)明調(diào)色劑的方法。
本發(fā)明的調(diào)色劑優(yōu)選含有通過在水基介質(zhì)內(nèi)聚合可聚合單體而制備的樹脂。這一樹脂制備利用在懸浮液內(nèi)聚合單體的懸浮聚合方法，在溶液(水基介質(zhì))(其含有所要求的添加劑的乳液，或者微乳液聚合的混合物)內(nèi)聚合單體的乳液聚合方法，或者通過微乳液聚合，向其中添加電荷控制樹脂顆粒，向其中添加凝聚劑例如有機(jī)溶劑和鹽，并使其凝聚和熔融粘結(jié)，從而制備精細(xì)樹脂顆粒的其它方法。
<懸浮聚合方法>
這是制備本發(fā)明的調(diào)色劑的方法之一。該方法包括在可聚合單體內(nèi)溶解電荷控制樹脂，添加著色劑，和視需要的其它組分，例如脫模劑和聚合抑制劑到該溶液中，通過均化器、砂磨機(jī)、砂磨粉碎器或超聲分散機(jī)，在溶液內(nèi)溶解或分散各組分，將其中各組分溶解或分散在其內(nèi)所得單體溶液放入含有分散穩(wěn)定劑的水基介質(zhì)內(nèi)，通過均相混合機(jī)或均化器，將在水基介質(zhì)內(nèi)的可聚合的單體分散成預(yù)定粒度的油滴，將分散液體轉(zhuǎn)移到其攪拌裝置具有隨后所述的攪拌葉片的反應(yīng)器(攪拌裝置)中，加熱在反應(yīng)器內(nèi)的液體，以促進(jìn)聚合反應(yīng)，在反應(yīng)完成之后除去分散穩(wěn)定劑，過濾、漂洗并干燥該產(chǎn)品。在本發(fā)明中“水基介質(zhì)”是指含有至少50％質(zhì)量水的介質(zhì)。
<乳液聚合方法>
另一方法通過在水基介質(zhì)內(nèi)鹽析或熔融粘結(jié)樹脂顆粒，來制備本發(fā)明的調(diào)色劑。在日本未審專利公開H05-265252、H06-329947和H09-15904中公開了該方法。
換句話說，該方法含有鹽析、凝聚和熔融粘結(jié)各組分的分散顆粒，例如樹脂顆粒和著色劑或含有樹脂和著色劑的細(xì)顆粒的工藝。具體地說，該方法通過乳化劑在水中分散顆粒，添加其濃度高于臨界凝聚濃度的凝聚劑，以鹽析顆粒，并同時在聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或更高下加熱和熔融粘結(jié)聚合物產(chǎn)物。在此情況下，鹽析工藝和熔融粘結(jié)不必是同樣的工藝。加熱和熔融粘結(jié)工藝在形成顆粒的同時逐漸增加粒度。當(dāng)粒度達(dá)到目標(biāo)尺寸時，添加許多水到溶液中，以終止顆粒的生長。
然后，加熱分散液體并攪拌，使顆粒表面光滑并干燥，同時使?jié)耦w粒流動。于是制備本發(fā)明的調(diào)色劑。此處，凝聚劑可與在水中無限地溶解的溶劑如醇一起添加。
為了制備本發(fā)明的調(diào)色劑顆粒，本發(fā)明優(yōu)選使用下述方法在可聚合單體內(nèi)溶解特定結(jié)構(gòu)的酯化合物，聚合該單體，并鹽析或熔融粘結(jié)所得復(fù)合樹脂顆粒和著色劑顆粒。當(dāng)特定結(jié)構(gòu)的酯化合物溶解在可聚合單體內(nèi)時，可添加溶液形式或者熔融狀態(tài)下的該酯化合物。
此外，制備本發(fā)明調(diào)色劑的另一優(yōu)選方法使通過多步聚合方法制備的細(xì)復(fù)合樹脂顆粒鹽析或熔融粘結(jié)。
接下來詳細(xì)地解釋優(yōu)選的調(diào)色劑生產(chǎn)方法之一(乳液聚集方法)。
該方法可含有下述工藝(1)在可自由基聚合的單體中溶解特定結(jié)構(gòu)的酯化合物的工藝；(2)制備樹脂微粒的分散液體的聚合工藝；(3)在水基介質(zhì)內(nèi)熔融粘結(jié)樹脂微粒的熔融粘結(jié)工藝(以獲得聚集的調(diào)色劑顆粒)；
(4)冷卻調(diào)色劑顆粒的分散液體的工藝；(5)從冷卻的調(diào)色劑分散液體中分離固體組分(調(diào)色劑顆粒)并從調(diào)色劑顆粒中除去不想要的試劑(即表面活性劑)的工藝；(6)干燥漂洗的調(diào)色劑顆粒的工藝；和(7)(視需要)添加外添加劑到干燥的調(diào)色劑顆粒中的任選工藝。
以下將詳細(xì)地解釋上述工藝中的每一種。該工藝在可自由基聚合的單體中溶解特定結(jié)構(gòu)的酯化合物，以制備特定結(jié)構(gòu)的酯化合物的可自由基聚合的單體溶液。聚合工藝的優(yōu)選實例形成在水基介質(zhì)(表面活性劑和自由基聚合引發(fā)劑的水溶液)內(nèi)特定結(jié)構(gòu)的酯化合物的上述可自由基聚合單體溶液的液滴，并通過從自由基聚合引發(fā)劑中釋放出的自由基，在液滴內(nèi)進(jìn)行聚合。油溶性聚合引發(fā)劑可事先包含在液滴內(nèi)。這一聚合工藝要求強(qiáng)制乳化液體(形成液滴)的機(jī)械能。代表性的機(jī)械能供應(yīng)部分可以是攪拌部分(例如均相混合機(jī)、超聲波和Manthon Gaulin)和超聲振動能供應(yīng)部分。
這一聚合提供含有特定結(jié)構(gòu)的酯化合物和粘合樹脂的樹脂微粒。存在兩類樹脂微粒含有著色劑的著色微粒和未著色的微粒?？赏ㄟ^添加著色劑到單體組合物中并聚合該混合物，從而制備著色的樹脂微粒。可通過在熔融粘結(jié)工藝中，添加著色劑微粒的分散液體到樹脂微粒的分散液體中，并熔融粘結(jié)該樹脂顆粒和著色劑顆粒，從而制備未著色的微粒。優(yōu)選的熔融粘結(jié)方法是鹽析/熔融粘結(jié)方法，其使用通過聚合工藝制備的樹脂微粒。熔融粘結(jié)工藝使除了樹脂微粒和著色劑以外的內(nèi)添加劑微粒如脫模劑和電荷控制劑熔融粘結(jié)。
在熔融粘結(jié)工藝中使用的水基介質(zhì)是指含有至少50％質(zhì)量水的介質(zhì)。此處，除了水以外的組分可以是水溶性有機(jī)溶劑，例如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、甲乙酮和四氫呋喃。在這些當(dāng)中，最優(yōu)選不會溶解樹脂的醇類有機(jī)溶劑，例如甲醇、乙醇、異丙醇和丁醇。
通過在水基介質(zhì)內(nèi)分散著色劑，制備著色劑微粒。在表面活性劑于水中的濃度是臨界膠束濃度(CMC)或更高的同時進(jìn)行著色劑的分散?？墒褂萌魏畏稚C(jī)分散著色劑。優(yōu)選的分散機(jī)是壓力類型的分散機(jī)(例如，超聲分散機(jī)，機(jī)械均化器，和Manton Gaulin)，和介質(zhì)類型的分散機(jī)(例如，砂磨粉碎機(jī)，Getzman研磨機(jī)和金剛石精細(xì)研磨機(jī)。
以上所述的表面活性劑可獲得作為本發(fā)明的表面活性劑。還可使用其表面被改性的著色劑(微粒)?？赏ㄟ^在溶劑內(nèi)分散著色劑，添加表面改性劑到該分散液體中，加熱該混合物以反應(yīng)，等待直到反應(yīng)完成，過濾著色劑，使用溶劑漂洗并過濾，且干燥它，從而改性著色劑的表面。所得產(chǎn)物是表面改性的著色劑(顏料)。
鹽析和熔融粘結(jié)方法(它是熔融粘結(jié)方法的優(yōu)選模式)采取下述步驟添加臨界凝聚濃度或更高濃度的鹽析劑(其含有堿金屬鹽或堿土金屬鹽)到含有樹脂和著色劑微粒的液體中，加熱該混合物到超過樹脂微粒玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和超過在樹脂顆粒內(nèi)特定結(jié)構(gòu)的酯化合物的熔融峰值溫度的溫度，并同時進(jìn)行鹽析和熔融粘結(jié)。在該工藝中，可通過添加與水無限地可溶的有機(jī)溶劑以顯著降低樹脂微粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而使得熔融粘結(jié)有效。
充當(dāng)鹽析劑的堿金屬鹽是鋰、鉀和鈉的鹽。充當(dāng)鹽析劑的堿土金屬鹽是鎂、鈣、鍶、鋇等的鹽。在這些金屬當(dāng)中，優(yōu)選使用鉀、鈉、鎂、鈣和鋇。此外，這些金屬的鹽可以是氯化物、溴化物、碘化物、碳酸鹽、硫酸鹽等。
與水無限地可溶的有機(jī)溶劑是甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、乙二醇、甘油、丙酮等等。優(yōu)選(每一分子)最多3個碳原子的醇，例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇。在這些醇當(dāng)中，尤其優(yōu)選2-丙醇。
在鹽析和熔融粘結(jié)方法中，優(yōu)選在添加鹽析劑之后，使鹽析時間盡可能短。這是因為在這一鹽析時間過程中，顆粒的凝聚狀態(tài)可能改變。這使得粒度分布不穩(wěn)定且改變?nèi)廴谡辰Y(jié)的調(diào)色劑顆粒的表面性能。此外，當(dāng)液體溫度是樹脂顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或更低時，添加鹽析劑。這是因為若當(dāng)液體溫度高于樹脂顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時添加鹽析劑，則樹脂微粒迅速鹽析并熔融粘結(jié)，和顆粒尺寸可能變得比預(yù)期大。因此，鹽析劑添加時的溫度應(yīng)當(dāng)是樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或者更低，優(yōu)選5-55℃，和更優(yōu)選10-45℃。在添加鹽析劑之后的加熱時間段優(yōu)選小于1小時。加熱速度優(yōu)選0.25℃/min或更高。這一熔融粘結(jié)工藝可提供其中樹脂微粒和其它微粒鹽析并熔融粘結(jié)的締合顆粒(調(diào)色劑顆粒)的分散液體。該工藝以1-20℃/min的冷卻速度冷卻調(diào)色劑顆粒的分散液體?？刹捎萌魏卫鋮s方法，例如，從反應(yīng)器容器的外部引入冷卻劑到反應(yīng)器內(nèi)的方法或者將冷卻水直接供入到反應(yīng)體系內(nèi)的方法。該工藝包括固液分離工藝和漂洗工藝，所述固液分離工藝從上述冷卻工藝中冷卻到預(yù)定溫度下的調(diào)色劑顆粒的分散液體中分離調(diào)色劑顆粒，所述漂洗工藝洗滌在固液分離工藝中獲得的調(diào)色劑濕餅(調(diào)色劑顆粒的聚集體)，以除去表面活性劑和鹽析劑?？捎玫墓桃悍蛛x方法是離心分離方法、使用布氏漏斗等的真空過濾方法和使用壓濾機(jī)等的過濾方法等。該工藝干燥洗滌過的調(diào)色劑餅成干燥的調(diào)色劑顆粒。該工藝使用噴霧干燥器、真空冷凍干燥器、真空干燥器、固定柜式干燥機(jī)、流動柜式干燥機(jī)、流化床干燥器、轉(zhuǎn)鼓式干燥器和攪拌類型干燥器。干燥的調(diào)色劑顆粒的含水量優(yōu)選5％質(zhì)量或更低和更優(yōu)選2％質(zhì)量或更低。
干燥的調(diào)色劑顆粒通過弱的顆粒間力凝聚在一起。通過機(jī)械破碎機(jī)，如噴射研磨機(jī)、HENSCHEL MIXER、咖啡磨機(jī)和食品加工機(jī)破碎凝聚的調(diào)色劑顆粒。視需要，該工藝添加外添加劑到干燥的調(diào)色劑顆粒中，并通過機(jī)械混合機(jī)，例如HENSCHEL MIXER和咖啡磨機(jī)混合它們。
可通過本發(fā)明的方法制備黑色調(diào)色劑顆粒和彩色調(diào)色劑顆粒。
接下來解釋構(gòu)成本發(fā)明所使用的調(diào)色劑的各化合物(粘合樹脂、著色劑、脫模劑、電荷控制劑、外添加劑和潤滑劑)。
(粘合樹脂)構(gòu)成調(diào)色劑顆粒的粘合樹脂具體地為苯乙烯類(聚苯乙烯、聚對氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯)及其取代共聚物；苯乙烯共聚物，例如苯乙烯-對氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物；和樹脂，例如聚氯乙烯樹脂、苯酚樹脂、天然樹脂改性的苯酚樹脂、天然樹脂改性的馬來酸樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、聚硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、呋喃樹脂、環(huán)氧樹脂、二甲苯樹脂、聚乙烯基縮丁醛樹脂、萜烯樹脂、苯并呋喃-茚樹脂和石油樹脂。
與苯乙烯單體(苯乙烯共聚物)一起使用的單體是具有雙鍵的單羧酸或其取代物，例如丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺；具有雙鍵的二羧酸或其取代物，例如馬來酸、馬來酸丁酯、馬來酸甲酯和馬來酸二甲酯；乙烯基酯，例如氯乙烯、乙酸乙烯基酯和苯甲酸乙烯基酯；乙烯類烯烴，例如乙烯、丙烯和丁烯；乙烯基酮，例如乙烯基甲酮和乙烯基己酮；和乙烯基醚，例如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚和乙烯基異丁醚。
這些乙烯基單體單獨使用或作為單體的形式結(jié)合使用以形成共聚物。
用于粘合調(diào)色劑顆粒的樹脂還包含上述樹脂或交聯(lián)樹脂的混合物。交聯(lián)粘合樹脂的交聯(lián)劑是具有可聚合的兩個或多個雙鍵的化合物。具體地說，該化合物是芳族二乙烯基化合物，例如二乙烯基苯和二乙烯基萘；具有兩個或多個雙鍵的羧酸酯，例如乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯和1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯；二乙烯基化合物，例如二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫和二乙烯基砜；和具有三個或更多個乙烯基的化合物。
這些化合物單獨或結(jié)合使用以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
(著色劑)以下列出了代表性有機(jī)顏料和染料。
黑色顏料是炭黑，例如爐黑、槽法炭黑、乙炔黑、熱裂炭黑和燈黑，和磁粉，例如磁鐵礦和鐵氧體。
用于品紅色或紅色顏料的著色劑是C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅3、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅6、C.I.顏料紅7、C.I.顏料紅15、C.I.顏料紅16、C.I.顏料紅48；1，C.I.顏料紅53；1，C.I.顏料紅57；1，C.I.顏料紅122；C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅139、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178和C.I.顏料紅222。
用于橙色或黃色顏料的著色劑是C.I.顏料橙31、C.I.顏料橙43、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃94和C.I.顏料黃138。
用于綠色或青色顏料的著色劑是C.I.顏料藍(lán)15、C.I.顏料藍(lán)15；2，C.I.顏料藍(lán)15；3，C.I.顏料藍(lán)15；4，C.I.顏料藍(lán)16；C.I.顏料藍(lán)60、C.I.顏料藍(lán)62、C.I.顏料藍(lán)66和C.I.顏料綠7。
可視需要選擇這些著色劑并單獨或結(jié)合使用。待添加到全部調(diào)色劑顆粒中的著色劑含量為1-30％質(zhì)量和優(yōu)選2-20％質(zhì)量。
(脫模劑)本發(fā)明的調(diào)色劑顆?？墒褂锰囟ńY(jié)構(gòu)的酯化合物、硬質(zhì)石蠟、微晶蠟(microwax)、米蠟、脂肪酸酰胺蠟、脂肪酸蠟、脂肪酸單酮、脂肪酸金屬鹽蠟、脂肪酸酯蠟、部分皂化的脂肪酸酯蠟、聚硅氧烷清漆、高級醇和巴西棕櫚蠟作為脫模劑。此外，聚烯烴如低分子量聚乙烯和聚丙烯也可用作脫模劑。(通過環(huán)球法測量的)其軟化點為70-150℃和優(yōu)選120-150℃。脫模劑的含量為0.1-20.0％質(zhì)量(相對于全部調(diào)色劑顆粒)。
接下來示出了本發(fā)明優(yōu)選使用的特定結(jié)構(gòu)的酯化合物的實例。
1)CH3-(CH2)12-COO-(CH2)17-CH32)CH3-(CH2)18-COO-(CH2)17-CH33)CH3-(CH2)20-COO-(CH2)21-CH34)CH3-(CH2)14-COO-(CH2)19-CH35)CH3-(CH2)20-COO-(CH2)6-O-CO-(CH2)20-CH3 [結(jié)構(gòu)式2]
(電荷控制劑)可視需要將電荷控制劑加入到本發(fā)明所使用的調(diào)色劑中。具體地說，電荷控制劑是苯胺黑染料、環(huán)烷酸和高級脂肪酸的金屬鹽、烷氧化胺、季銨鹽化合物、偶氮金屬絡(luò)合物、金屬水楊酸鹽或其金屬絡(luò)合物。所包含的金屬是Al、B、Ti、Fe、Co、Ni等。優(yōu)選使用二苯乙醇酸衍生物的金屬絡(luò)合物作為電荷控制劑。電荷控制劑的含量為0.1-20.0％質(zhì)量(相對于全部調(diào)色劑顆粒)。
(外添加劑)可將所謂的外添加劑加入到本發(fā)明所使用的調(diào)色劑中，以改進(jìn)調(diào)色劑的流動性、靜電性能和清洗性能。外添加劑是無機(jī)顆粒、有機(jī)顆粒和潤滑劑。
具體地說，無機(jī)顆粒選自氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、和鈦酸鍶顆粒?？墒沟眠@些無機(jī)顆粒疏水以供使用?？缮藤彽难趸桀w粒產(chǎn)品是R-805、R-976、R-974、R-972、R-812和R-809(由Nihon AerosilCo.，Ltd.制造)，HVK-2150和H-200(由Hoechst制造)，TS-720、TS-530、TS-610、H-5和MS-5(由CABOT Japan Co.，Ltd.制造)等。
可商購的氧化鈦顆粒產(chǎn)品是T-805和T-604(由Nihon AerosilCo.，Ltd.制造)，MT-100S、MT-100B、MT-500BS、MT-600、MT-600SS和JA-1(由Tayca Co.，Ltd.制造)，TA-300SI、TA-500、TAF-130、TAF-510、TAF-510T(由Fuji Titanium Industry Co.，Ltd.制造)，和IT-S、IT-OA、IT-OB和IT-OC(由Idemitsu KosanCo.，Ltd.制造)。
可商購的氧化鋁顆粒產(chǎn)品是RFY-C和C-604(由Nihon AerosilCo.，Ltd.制造)和TTO-55(由Ishihara Sangyo Kaisha，Ltd.制造)。
數(shù)均初級粒度為約10-2000nm的球形有機(jī)顆?？勺鳛楸景l(fā)明所使用的有機(jī)顆粒。具體地說，它們是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的均聚物和共聚物。
外添加劑的含量優(yōu)選是0.1-10.0％質(zhì)量(相對于全部調(diào)色劑顆粒)。借助混合機(jī)器，例如渦流式混合機(jī)、HENSCHEL MIXER、Nautor類型混合機(jī)和V形混合機(jī)來添加外添加劑。
(潤滑劑)還可添加潤滑劑到本發(fā)明所使用的調(diào)色劑中，以改進(jìn)調(diào)色劑的清洗能力和轉(zhuǎn)印性。具體地說，可獲得的潤滑劑是高級脂肪酸的金屬鹽，例如鋅、鋁、銅、鎂和鈣的硬脂酸鹽；鋅、錳、鐵、銅和鎂的油酸鹽；鋅、銅、鎂和鈣的棕櫚酸鹽；鋅和鈣的亞油酸鹽；鋅和鈣的蓖麻油酸鹽。
待添加到全部調(diào)色劑中的潤滑劑含量優(yōu)選為0.1-10.0％質(zhì)量。通過混合機(jī)器，例如渦流式混合機(jī)、HENSCHEL MIXER、Nautor類型混合機(jī)和V形混合機(jī)來添加潤滑劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑可用于單組分和雙組分顯影劑中。存在兩類單組分顯影劑非磁性單組分顯影劑和在調(diào)色劑內(nèi)含有約0.1-0.5微米的磁性顆粒的磁性單組分顯影劑。
當(dāng)調(diào)色劑用于雙組分顯影劑時，混合調(diào)色劑與載體，所述載體由磁性顆粒例如鐵、鐵氧體，和含有鐵的磁鐵礦顆粒制成。特別優(yōu)選鐵氧體顆粒或磁鐵礦顆粒。
載體的數(shù)均直徑為15-100微米和優(yōu)選20-80微米。通過激光衍射粒度分析儀HELOS(由SYMPATEC制造)測量載體的數(shù)均直徑。
優(yōu)選的載體是用樹脂涂布其磁性顆粒的涂布載體，和在樹脂內(nèi)含有磁性顆粒的樹脂分散的載體。涂布磁性顆粒的樹脂例如是烯烴樹脂、苯乙烯樹脂、苯乙烯-丙烯酸樹脂、聚硅氧烷樹脂、酯樹脂和含氟聚合物樹脂。樹脂分散的載體用樹脂例如是苯乙烯-丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、氟樹脂和苯酚樹脂。
在雙組分顯影劑內(nèi)載體與調(diào)色劑的(質(zhì)量)比優(yōu)選1∶1到50∶1。在下述實施例中，描述了數(shù)個優(yōu)選的實施方案以闡述本發(fā)明。然而，要理解，本發(fā)明不打算限制到具體的實施方案上。在以下的實施方案的說明中，“份”是指“質(zhì)量份”。(A)雙組分顯影劑的制備(1)膠乳-1的合成發(fā)明人在配有攪拌器、冷卻管和溫度傳感器的4頸燒瓶內(nèi)放入509.83g苯乙烯、88.67g丙烯酸正丁酯、34.83g甲基丙烯酸、21.83g叔十二烷硫醇和66.7g酯化合物(20)，加熱該混合物到80℃，攪拌該混合物，直到酯化合物(20)完全溶解，并保持混合物(單體溶液)在該溫度下。獨立地，發(fā)明人在2700ml純水中溶解1.0g十二烷基苯磺酸鈉，來制備表面活性劑的水溶液，加熱該溶液到80℃，并保持溶液在該溫度下。發(fā)明人在80℃下攪拌表面活性劑水溶液的同時，將(含有酯化合物(20)的)單體溶液放入表面活性劑的水溶液內(nèi)，并通過超聲乳化機(jī)乳化該混合物。然后，發(fā)明人將該乳液放入配有攪拌器、冷卻管、氮氣管和溫度傳感器的4頸燒瓶內(nèi)，在供應(yīng)氮氣的同時，保持在70℃下攪拌該乳液，添加聚合引發(fā)劑的水溶液(通過在500ml純水中溶解7.52g過硫酸銨而制備)，繼續(xù)聚合4小時，冷卻該溶液到室溫，過濾該溶液，并獲得膠乳。在聚合之后，發(fā)明人沒有發(fā)現(xiàn)反應(yīng)殘渣。所得膠乳穩(wěn)定。這一膠乳被稱為“膠乳-1”。
發(fā)明人借助Electrophoretic Light Scattering PhotometerELS-800(由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)測量膠乳-1的數(shù)均初級粒徑。膠乳-1的數(shù)均初級粒徑為125nm。膠乳-1的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為50℃(通過DSC測量)。
(2)膠乳-2的合成發(fā)明人在配有攪拌器、冷卻管和溫度傳感器的4頸1升燒瓶內(nèi)放入92.47g苯乙烯、30.4g丙烯酸正丁酯、3.80g甲基丙烯酸、0.12g叔十二烷硫醇和13.34g酯化合物(20)，加熱該混合物到80℃，攪拌該混合物，直到酯化合物(20)完全溶解，并保持混合物(單體溶液)在該溫度下。
獨立地，發(fā)明人在540ml純水中溶解0.27g十二烷基苯磺酸鈉，來制備表面活性劑的水溶液，加熱該溶液到80℃，并保持溶液在該溫度下。
我們在80℃下攪拌表面活性劑水溶液的同時，將(含有酯化合物(20)的)單體溶液放入表面活性劑的水溶液內(nèi)，并通過超聲乳化機(jī)乳化該混合物。然后，發(fā)明人將該乳液放入配有攪拌器、冷卻管、氮氣管和溫度傳感器的4頸5升燒瓶內(nèi)，在供應(yīng)氮氣的同時，保持在70℃下攪拌該乳液，添加聚合引發(fā)劑的水溶液(通過在100ml純水中溶解0.27g過硫酸銨而制備)，繼續(xù)聚合4小時，冷卻該溶液到室溫，過濾該溶液，并獲得膠乳。在聚合之后，發(fā)明人沒有發(fā)現(xiàn)反應(yīng)殘渣。所得膠乳穩(wěn)定。這一膠乳被稱為“膠乳-2”。
發(fā)明人借助Electrophoretic Light Scattering PhotometerELS-800(由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)測量膠乳-2的數(shù)均初級粒徑。膠乳-2的數(shù)均初級粒徑為108nm。膠乳-2的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為77℃(通過DSC測量)。
(3)膠乳-3的合成發(fā)明人在配有攪拌器、冷卻管、溫度傳感器和氮氣管的4頸燒瓶內(nèi)放入活化劑溶液(通過在540ml離子交換水中溶解0.71g十二烷基苯磺酸鈉(SDS)作為陰離子活化劑而制備)，加熱該溶液到80℃，在供應(yīng)氮氣的同時，保持在230℃下攪拌該溶液。
獨立地，發(fā)明人混合62.5g苯乙烯、37.5g丙烯酸2-乙基己酯、25.0g馬來酸和13.34g酯化合物(20)，加熱該混合物到80℃，直到各組分完全溶解。發(fā)明人混合所制備的單體溶液和活化劑溶液，并通過具有循環(huán)管的機(jī)械分散機(jī)器制備它們的分散溶液。發(fā)明人獲得了均勻粒度的顆粒的乳液。發(fā)明人在該乳液中添加聚合引發(fā)劑的溶液(通過在200g離子交換水中溶解0.84g過硫酸鉀(KPS)而制備)，并在80℃下攪拌該混合物3小時。所得膠乳稱為“膠乳-3”。
發(fā)明人借助Electrophoretic Light Scattering PhotometerELS-800(由Otsuka Electronics Co.，Ltd.制造)測量膠乳-3的數(shù)均初級粒徑。膠乳-3的數(shù)均初級粒徑為115nm。膠乳-3的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為27℃(通過DSC測量)。在膠乳-3內(nèi)固體內(nèi)容物的濃度為20％質(zhì)量(通過靜態(tài)干燥和稱重方法而測量)。
(4)調(diào)色劑的制備發(fā)明人在配有攪拌器、冷卻管和溫度傳感器的4頸5升燒瓶中放入750g(60％質(zhì)量)膠乳-2、500g(40％質(zhì)量)膠乳-1、900ml純水和炭黑分散液體(由在(含有在160ml純水中的9.2g十二烷基苯磺酸鈉)的表面活性劑水溶液中添加20g炭黑“Legal 330R”(由CABOT制造)而制備)，并添加5N氫氧化鈉溶液到該混合物中，在攪拌該混合物的同時控制pH到10。
發(fā)明人在室溫下添加鹽析劑的水溶液(由在1000ml純水中溶解28.5g六水合氯化鎂而制備)到上述溶液內(nèi)，加熱該溶液到95℃，在95℃下，通過“Coulter Counter II”(由Coulter制造)，測量在該溶液內(nèi)分散顆粒的粒度，當(dāng)粒度達(dá)到3.0微米時，添加堿性水溶液(通過在700ml純水中溶解80.6g氯化鈉而制備)，并在95℃下繼續(xù)反應(yīng)6小時。在反應(yīng)完成之后，我們經(jīng)10分鐘冷卻締合顆粒的分散溶液(95℃)到45℃(以5℃/min的冷卻速度)，過濾該分散溶液，再次在純水內(nèi)分散過濾的締合顆粒，再次過濾該溶液，并干燥和過濾締合顆粒。所得產(chǎn)物被稱為“調(diào)色劑1”。表1示出了調(diào)色劑1的數(shù)均直徑和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
按照類似的方式，發(fā)明人根據(jù)表1列出的膠乳比例制備了調(diào)色劑2到調(diào)色劑10。
表1還列出了每一產(chǎn)物的數(shù)均直徑和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。通過與調(diào)色劑1相同的方法測量表1中的物性數(shù)值。
表1
然后，發(fā)明人將1％質(zhì)量的疏水氧化硅(數(shù)均初級粒度為12nm和疏水度為68)和1％質(zhì)量的疏水氧化鈦(數(shù)均初級粒度為20nm和疏水度為63)加入到調(diào)色劑-1至調(diào)色劑-10中的每一種內(nèi)，通過HENSCHELMIXER(由Mitsui Miike Chemical Engineering制造)混合每一調(diào)色劑溶液，用45微米篩網(wǎng)的篩子篩分掉大顆粒，并因此獲得調(diào)色劑-1到調(diào)色劑-10。
(5)雙組分顯影劑的制備發(fā)明人添加并混合數(shù)均直徑為60微米的鐵氧體載體(其用聚硅氧烷樹脂涂布)到調(diào)色劑-1至調(diào)色劑-10中的每一種內(nèi)，以便每一調(diào)色劑的濃度可以是6％質(zhì)量。因此，發(fā)明人獲得了雙組分顯影劑。
(B)單組分顯影劑的制備(1)聚合工藝發(fā)明人通過在水溶液(通過在6升純水中溶解246g十二烷基苯磺酸鈉而制備)中放入通過用鋁偶聯(lián)劑處理的533.5g炭黑(由CABOT制造的Legal 330R)，并在攪拌的同時施加超聲波到混合物上，從而制備炭黑的分散液體。獨立地，發(fā)明人通過在表面活性劑的水溶液中攪拌低分子量的聚丙烯(數(shù)均分子量為3200)，同時加熱該溶液，從而制備低分子量聚丙烯的分散液體(乳液)(其含有20％質(zhì)量的固體組分)。
發(fā)明人在炭黑的分散液體中放入2150g低分子量聚丙烯的分散液體(乳液)，攪拌該混合物，添加該混合物到單體溶液(通過在配有三個后彎式葉片、擋板、冷卻管和溫度傳感器的100升玻璃襯里的反應(yīng)器內(nèi)放入4905g苯乙烯單體、820g丙烯酸正丁酯、245g甲基丙烯酸、165g叔十二烷硫醇和42.5升脫氣純水，在供應(yīng)氮氣的同時在70℃下攪拌而制備)中，添加聚合引發(fā)劑水溶液(通過在10升純水中溶解205g過硫酸鉀而制備)到該混合物中，在70℃下繼續(xù)聚合6小時，并將該溶液冷卻到室溫。所得產(chǎn)物被稱為“分散液體1”。該液體的pH為4.7。
(2)締合工藝發(fā)明人用氫氧化鈉的水溶液控制(45升)分散液體1的pH到9，將中和的分散液體放入到(配有錨式刀片、擋板、冷卻管和溫度傳感器的)不銹鋼反應(yīng)器中，攪拌該液體，添加水溶液(通過在3升純水中溶解8升氯化鉀水溶液(2.7mol/l)、7升異丙醇和810g聚氧乙烯辛基苯醚(其中氧化乙烯的平均聚合度為10)而制備)到該液體中，同時攪拌該混合物，加熱該混合物(其含有締合顆粒)到85℃，保持?jǐn)嚢杌旌衔?小時，并冷卻該液體到室溫。所得單組分的顯影劑被稱為“調(diào)色劑11”。調(diào)色劑11的數(shù)均直徑為4.5微米。
發(fā)明人將0.8％質(zhì)量的疏水氧化硅(由HDK制造的H1303)和1.0％質(zhì)量其疏水度為60％的疏水氧化鈦A作為外添加劑加入到所得調(diào)色劑產(chǎn)物(調(diào)色劑11)中，并借助用于添加的HENSCHEL MIXER，混合該混合物，發(fā)明人獲得非磁性單組分調(diào)色劑。調(diào)色劑11的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為71℃。
發(fā)明人通過在水基液體內(nèi)攪拌其平均初級粒徑為50nm的氧化鈦(由Titan Kogyo K.K.制造的STT30)，添加N-己基三甲氧基硅烷(其固體含量為20％質(zhì)量的氧化鈦)到該液體中，干燥并破碎固體組分，從而制備疏水氧化鈦A(其疏水度為60％)。發(fā)明人通過在200ml燒杯內(nèi)放入50ml純水，添加0.2g試樣(疏水氧化鈦A)，攪拌該混合物，經(jīng)滴定管添加無水甲醇(通過無水硫酸鈉干燥)到該混合物中，同時攪拌該混合物，并保持添加無水甲醇，直到在混合物表面上看不到樣品(直到終點出現(xiàn))，從而測量疏水度。根據(jù)以下的表達(dá)式，由所使用的甲醇量計算樣品的疏水度。
疏水度＝[所使用的甲醇量/(50+所使用的甲醇量)]×100[評價](1)用于評價的裝置發(fā)明人將調(diào)色劑1至調(diào)色劑10的每一雙組分顯影劑放入顯影裝置(參見圖2)內(nèi)，并在圖1的成像裝置內(nèi)安裝該顯影裝置。類似地，發(fā)明人放入調(diào)色劑11的單組分顯影劑并將該顯影裝置安裝在圖11的成像裝置內(nèi)。改性圖11的全色成像裝置使Y、M和C顯影單元無用，和在沒有這些顯影單元的情況下進(jìn)行調(diào)色劑評價。
為了評價，我們在下述打印條件下(定影速度和熱輥表面溫度)，使用A4大小的優(yōu)質(zhì)紙張(65g/m2)連續(xù)進(jìn)行3000次打印輸出。
定影速度175mm/s(約50張A4紙/分鐘)轉(zhuǎn)印材料的表面溫度120℃(2)實施方案和對比例如表2所示，實施方案1-15使用圖4至圖10的軸承部分和上述調(diào)色劑的組合。對比例1-4使用圖13的不具有凸起的軸承部分和上述調(diào)色劑的結(jié)合。在圖10中，凸起“L”的長度表示旋轉(zhuǎn)軸尖端的錐形部分的高度。
(3)評價項目<調(diào)色劑顆粒的凝聚>
就在進(jìn)行3000次打印輸出之后，發(fā)明人取出殘留在顯影裝置內(nèi)的20g調(diào)色劑，通過45微米篩網(wǎng)的篩子篩分它，并計算殘留在篩子上未篩分的調(diào)色劑顆粒(凝聚顆粒)。評價標(biāo)準(zhǔn)如下所述A0至小于5個顆粒殘留在篩網(wǎng)上(優(yōu)良)B6至小于10個顆粒殘留在篩網(wǎng)上(良好)C30或更多的顆粒殘留在篩網(wǎng)上(不好)<細(xì)線的再現(xiàn)>
發(fā)明人在第一張紙和第3000張紙上印刷對應(yīng)于2點線圖像信號的細(xì)線圖像，并借助Print Evaluation System“RT2000”(YA-MAN Ltd.)，測量印刷的調(diào)色劑像的線寬。發(fā)明人設(shè)定成像裝置以印刷100微米寬的細(xì)線，并借助放大10倍的玻璃，評價在第一張紙和第3000張紙上印刷輸出的線。在第一張紙上印刷的細(xì)線全部為100微米寬。
評價標(biāo)準(zhǔn)如下所述A小于7微米的線寬變化(優(yōu)良)B7微米或更大且小于15微米的線寬變化(良好)C15微米或更大的線寬變化(不好)<間距(pitch)的不規(guī)則度>
發(fā)明人檢測第3000次印刷輸出的白色底材(ground)的印刷密度的不均勻性(間距不規(guī)則度)。
A通過顯微鏡檢測沒有周期性的不均勻的印刷密度(間距不規(guī)則度)B通過眼睛檢測沒有不均勻的間距不規(guī)則度C通過眼睛檢測存在不均勻的間距不規(guī)則度表2列出了評價結(jié)果。
表2
從表2看出，實施方案1-15具有優(yōu)良的細(xì)線再現(xiàn)性和沒有間距不規(guī)則度以及沒有調(diào)色劑凝聚。相反，使用不具有凸起的顯影裝置的對比例1-4不具有實施方案1-15的效果。
本發(fā)明的顯影裝置包括用于儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，用于攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中軸承構(gòu)件在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的區(qū)域內(nèi)配有凸起。
因此，本發(fā)明的顯影裝置借助從軸承構(gòu)件向旋轉(zhuǎn)構(gòu)件突出的凸起保持各自的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。這可降低在軸承構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的滑動面積，并解決調(diào)色劑顆粒在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和軸承構(gòu)件之間的空間內(nèi)粉碎的問題。此外，這還可穩(wěn)定地使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，以便凸起的耐磨性受到保護(hù)。
本發(fā)明的顯影裝置包括用于儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，用于攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在通過軸承構(gòu)件支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的區(qū)域上配有凸起。
因此，本發(fā)明的顯影裝置借助從旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸部分向軸承構(gòu)件突出的凸起保持各自的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。這可降低在軸承構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的滑動面積，并解決調(diào)色劑顆粒在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和軸承構(gòu)件之間的空間內(nèi)粉碎的問題。此外，這還可穩(wěn)定地使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，以便凸起的耐磨性受到保護(hù)。
在本發(fā)明的顯影裝置中，構(gòu)成顯影裝置所使用的顯影劑的調(diào)色劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為30℃或更高，但不超過60℃。
因此，甚至當(dāng)調(diào)色劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為60℃或更低時，該顯影裝置也可防止因摩擦熱引起的低溫定影調(diào)色劑顆粒的熔融粘結(jié)。這一結(jié)構(gòu)可解決在使用低溫定影調(diào)色劑時的問題并實現(xiàn)目標(biāo)的節(jié)能定影。
在本發(fā)明的顯影裝置中，構(gòu)成顯影裝置所使用的顯影劑的調(diào)色劑的數(shù)均直徑為3微米或更高，但不超過8微米。
因此，甚至當(dāng)小直徑的調(diào)色劑的數(shù)均直徑為8微米或更低時，該顯影裝置也可防止小直徑的調(diào)色劑顆粒在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸部分與軸承部分之間的滑動表面上粉碎和在滑動空間內(nèi)凝聚。這一結(jié)構(gòu)可解決使用小直徑調(diào)色劑時的問題并實現(xiàn)高質(zhì)量的成像。
權(quán)利要求
1.一種顯影裝置，它包括(a)用于儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器；(b)用于攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件；和(c)在顯影劑容器內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件，其中軸承構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件中的至少之一在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件的一部分上或者在通過軸承構(gòu)件支撐的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的一部分上具有多個凸起。
2.權(quán)利要求1的顯影裝置，其中軸承構(gòu)件在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的部分上具有多個凸起。
3.權(quán)利要求2的顯影裝置，其中軸承構(gòu)件在與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸平行的表面上具有多個凸起。
4.權(quán)利要求1的顯影裝置，其中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在通過軸承構(gòu)件支撐的部分上具有多個凸起。
5.權(quán)利要求4的顯影裝置，其中旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸平行的表面上具有多個凸起。
6.權(quán)利要求1的顯影裝置，其中軸承構(gòu)件具有與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸垂直的端面，和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有面向所述軸承構(gòu)件端面的端面，和軸承構(gòu)件的端面和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的端面之一具有多個凸起。
7.權(quán)利要求1的顯影裝置，其中軸承構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件具有多個凸起。
8.一種操作盒，它包括用于成像的構(gòu)件；和權(quán)利要求1的顯影裝置。
9.權(quán)利要求8的操作盒，其中用于成像的構(gòu)件包括光受器鼓、充電器、成影像地曝光單元、預(yù)轉(zhuǎn)印曝光光源和預(yù)充電曝光單元中的至少之一。
10.一種成像裝置，它包括權(quán)利要求1的顯影裝置。
全文摘要
一種顯影裝置，它包括用于儲存含調(diào)色劑的顯影劑的顯影劑容器，用于攪拌和傳輸顯影劑的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，和在顯影裝置內(nèi)支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸承構(gòu)件。軸承構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的至少之一在支撐旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的一部分軸承構(gòu)件上或者在通過軸承構(gòu)件支撐的一部分旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上配有多個凸起。
文檔編號G03G21/18GK1831665SQ20061000410
公開日2006年9月13日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月10日
發(fā)明者吉田秀幸, 供田泰明 申請人:柯尼卡美能達(dá)商用科技株式會社