專利名稱：載體、利用它的雙組分顯影劑和利用該顯影劑的圖像形成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載體，利用它的雙組分顯影劑，及利用所述顯影劑的圖像形成設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的載體可以用作優(yōu)選適合于電子照相圖像形成設(shè)備如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等的雙組分顯影劑中的組分。

背景技術(shù)：
在電子照相方式的圖像形成設(shè)備中，通常圖像是通過下列步驟形成的帶電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、清潔、放電和定影。具體地，例如，由帶電裝置使旋轉(zhuǎn)中的光電導(dǎo)體的表面均勻地帶電，然后根據(jù)圖像信息暴露于從曝光裝置發(fā)出的激光，從而在其上形成靜電潛像。潛像被顯影裝置顯影成調(diào)色劑圖像，調(diào)色劑圖像然后被轉(zhuǎn)印裝置轉(zhuǎn)印到記錄材料上，在記錄材料上調(diào)色劑圖像經(jīng)過加熱而被定影裝置定影。光電導(dǎo)體表面上剩余的調(diào)色劑被清潔裝置清除掉并收集在收集室中。光電導(dǎo)體清潔后的表面被除電裝置除電以便為下一輪的成像過程作準(zhǔn)備。
作為用于光電導(dǎo)體上的潛像的顯影劑，通常使用僅包含調(diào)色劑的單組分顯影劑，或者包含調(diào)色劑和載體的雙組分顯影劑。
因?yàn)閱谓M分顯影劑不需要在使用之前混合，所以它們具有隨其使用的顯影裝置具有不帶混合器的簡單結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)等。然而，它們具有難于穩(wěn)定地使調(diào)色劑帶電的問題等。
另一方面，因?yàn)殡p組分顯影劑需要在使用之前攪拌以便均勻地混合調(diào)色劑和載體，所以它們具有的問題在于隨其使用的顯影裝置具有帶有混合器的復(fù)雜結(jié)構(gòu)等。然而，雙組分顯影劑具有良好帶電穩(wěn)定性和對于高速機(jī)器的良好適用性，因此常用于高速圖像形成設(shè)備和多色圖像形成設(shè)備。
作為用于雙組分顯影劑的載體，通常使用粒度為20至100μm的鐵氧體等的磁性粒子。磁性粒子在其表面上具有丙烯酸樹脂、聚硅氧烷(silicone)樹脂等的涂層，以便降低水分依賴性的特性變化和防止調(diào)色劑融合至表面。具體地，由涂有熱固性聚硅氧烷樹脂的磁性粒子(核粒子)構(gòu)成的載體具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即這種載體具有優(yōu)異的耐久性并且調(diào)色劑組分等難于附著在載體表面上(參見，例如，日本專利待審公布平9(1997)-6054)。
然而，當(dāng)用于雙組分顯影劑時(shí)，涂有熱固性聚硅氧烷樹脂的載體在大約1000至5000輪顯影過程之后所帶靜電的量顯著增加。結(jié)果，圖像密度降低。即使將極性和與載體結(jié)合的調(diào)色劑相同的電荷控制劑添加到聚硅氧烷樹脂中以便抑制帶電量的增加，也不可能完全阻止圖像密度降低，因?yàn)閹щ娏吭诟魃a(chǎn)批量中各有差別。


發(fā)明內(nèi)容
作為為了解決上述問題而勤奮努力的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這種載體在使用初期階段的帶電量變化與電荷控制劑因熱處理而變性有關(guān)，該熱處理是為了固化涂布在載體表面上的聚硅氧烷樹脂。盡管尚未闡明機(jī)理，但是猜想在固化聚硅氧烷樹脂時(shí)通過加熱，電荷控制劑可能因熔化而凝集到一起和/或滲出到載體表面上等，導(dǎo)致電荷控制劑的分布變化。還猜想所述變性可能是由熱分解的和/或在冷卻之后無定形化的(amorphousized)電荷控制劑引起的。
因此，本發(fā)明提供一種雙組分電子照相顯影劑的載體，該載體包括核粒子和涂布在其上的熱固性聚硅氧烷樹脂層，其中所述層包含電荷控制劑并且通過在低于所述電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下的熱處理而形成。
本發(fā)明還提供一種包含調(diào)色劑和所述載體的雙組分顯影劑。
本發(fā)明進(jìn)一步提供電子照相圖像形成設(shè)備，該圖像形成設(shè)備利用所述雙組分顯影劑作為顯影劑。



由下文中提供的具體實(shí)施方式
和附圖將更全面地理解本發(fā)明，附圖僅以圖解例示的方式給出，并且附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的載體的一個(gè)實(shí)施方案的概念圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的載體的另一個(gè)實(shí)施方案概念圖； 圖3是圖解根據(jù)本發(fā)明的全色圖像形成設(shè)備的實(shí)施方案的示意圖； 圖4是圖解根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備(圖像形成單元)的實(shí)施方案的示意圖；及 圖5是圖解根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備中所用顯影裝置的實(shí)施方案的擴(kuò)大示意圖。

具體實(shí)施例方式 在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，必須指出，如在本文中和在所附的權(quán)利要求書中使用的，單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)個(gè)所指事物，除非上下文另有清楚地指示。
根據(jù)本發(fā)明的載體包括核粒子和涂布在其上的熱固性聚硅氧烷樹脂層，其中所述熱固性聚硅氧烷樹脂層包含電荷控制劑并且其中所述層是通過在低于電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理而形成的。
在根據(jù)本發(fā)明的載體中，因?yàn)榫酃柩跬闃渲瑢釉诘陀诎谄渲械碾姾煽刂苿┑娜埸c(diǎn)的溫度下熱處理，所以抑制了電荷控制劑的變性，因此載體的可帶電的量未大幅改變。此外，這種聚硅氧烷樹脂層強(qiáng)度優(yōu)異。
根據(jù)本發(fā)明，還可降低使用初期階段中調(diào)色劑帶電量的增加。結(jié)果，圖像質(zhì)量長時(shí)間穩(wěn)定。
在根據(jù)本發(fā)明的載體的一個(gè)實(shí)施方案中，所述電荷控制劑是由通式(1)表示的有機(jī)硅絡(luò)合物

(1) 其中R1、R2和R3各自獨(dú)立表示氫原子，或者取代或未取代的烷基，取代或未取代的環(huán)烷基，取代或未取代的芳基，或取代或未取代的芳烷基；以及X+表示有機(jī)或無機(jī)陽離子， 或者由通式(2)表示的杯芳烴化合物

(2) 其中x+y＝n；x和y各自是等于或大于1的整數(shù)；n是4至8的整數(shù)；x和y個(gè)重復(fù)單元可以任意順序出現(xiàn)；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立表示氫原子，具有1至12個(gè)碳原子的任選支鏈的烷基，具有7至12個(gè)碳原子的任選取代的芳烷基，或者任選取代的苯基。根據(jù)該實(shí)施方案，可降低調(diào)色劑帶電量的增加。載體可對調(diào)色劑賦予穩(wěn)定的帶電量。
在根據(jù)本發(fā)明的載體的另一個(gè)實(shí)施方案中，所述熱固性聚硅氧烷樹脂層是這樣形成的用不含所述電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂、然后用包含所述電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂涂布所述核粒子，隨后在低于所述電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行所述熱處理。換言之，在該實(shí)施方案中，所述熱固性聚硅氧烷樹脂層由包含所述電荷控制劑的外部區(qū)域(或外層)和不含所述電荷控制劑的內(nèi)部區(qū)域(或內(nèi)層)組成。
根據(jù)該實(shí)施方案，由于預(yù)定量的電荷控制劑在樹脂層的表面區(qū)域(或外部區(qū)域)中存在，所以可降低使用初期階段中(或者緊接在開始使用之后)調(diào)色劑帶電量的增加。另一方面，當(dāng)因?yàn)闃渲瑢拥哪p以致部分露出核粒子而導(dǎo)致載體電阻降低時(shí)(例如，在印刷約5000張紙之后)，可防止調(diào)色劑帶電量的降低，因?yàn)槭Ｓ嗟膬?nèi)部區(qū)域不含電荷控制劑。
在具體的實(shí)施方案中，包含電荷控制劑的所述熱固性聚硅氧烷樹脂進(jìn)一步包含導(dǎo)電劑。換言之，所述外部區(qū)域進(jìn)一步包含導(dǎo)電劑。
根據(jù)該實(shí)施方案，可防止緊接在開始使用之后(使用的初期階段中)圖像密度的降低。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述熱固性聚硅氧烷樹脂層是二甲基聚硅氧烷樹脂層。
該實(shí)施方案使得調(diào)色劑粘合劑樹脂在載體表面上成膜更難。結(jié)果，可在長時(shí)間內(nèi)提供穩(wěn)定的帶電性。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，核粒子包含鐵氧體。
根據(jù)該實(shí)施方案，載體具有高飽和磁化強(qiáng)度和低密度是可能的，使得載體更難于附著在光電導(dǎo)體上。結(jié)果，可以形成顯影劑的軟磁刷以便獲得具有高的點(diǎn)再現(xiàn)性(dot reproducibility)的圖像。
在下文中，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
載體 根據(jù)本發(fā)明的載體包括核粒子和涂布在其上的熱固性聚硅氧烷樹脂層，其中所述熱固性聚硅氧烷樹脂層包含電荷控制劑并且其中所述熱固性聚硅氧烷樹脂層是通過在低于所述電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理而形成的。
圖1是圖解根據(jù)本發(fā)明載體的實(shí)施方案的涂布狀態(tài)的概念圖。核粒子40的粗糙表面涂有包含電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂層41。
圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明載體的另一個(gè)實(shí)施方案的涂布狀態(tài)的概念圖。核粒子40a的粗糙表面涂有不含電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂層42，該熱固性聚硅氧烷樹脂層42又涂有包含電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂層41a。根據(jù)其中涂布在核粒子上的樹脂層具有兩層(兩區(qū)域)結(jié)構(gòu)的該實(shí)施方案，可降低緊接在開始使用之后(或使用初期階段)調(diào)色劑帶電量的增加，以及當(dāng)因?yàn)闃渲瑢拥哪p而部分或全部暴露核粒子導(dǎo)致載體電阻降低時(shí)防止調(diào)色劑帶電量的極度降低。
作為熱固性聚硅氧烷樹脂層中的電荷控制劑，可以使用任何已知的負(fù)帶電性電荷控制劑。
盡管熔點(diǎn)為100℃至220℃的有機(jī)硅絡(luò)合物和杯芳烴化合物對于在聚硅氧烷樹脂中的分散性和帶電控制效果特別優(yōu)異，但是它們易于因加熱而變性。因此，當(dāng)用于熱固性聚硅氧烷樹脂時(shí)，在將樹脂固化之后，它們的帶電性不穩(wěn)定。結(jié)果，當(dāng)摩擦帶電時(shí)，所獲得的載體的帶電量不穩(wěn)定。
因而，在本發(fā)明中，用于固化聚硅氧烷樹脂層的熱處理在低于電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。
由此獲得的載體的帶電性穩(wěn)定，并且能夠在使用初期階段降低與載體一起使用的調(diào)色劑帶電量的增加。此外，載體難于附著在光電導(dǎo)體上并且能夠在長時(shí)間內(nèi)防止調(diào)色劑帶電量的降低。
優(yōu)選電荷控制劑是由通式(1)表示的有機(jī)硅絡(luò)合物

(1) 其中R1、R2和R3各自獨(dú)立表示氫原子，或者取代或未取代的烷基，取代或未取代的環(huán)烷基，取代或未取代的芳基，或取代或未取代的芳烷基；以及X+表示有機(jī)或無機(jī)陽離子， 或者由通式(2)表示的杯芳烴化合物

(2) 其中x+y＝n；x和y各自是等于或大于1的整數(shù)；n是4至8的整數(shù)；x和y個(gè)重復(fù)單元可以任意順序出現(xiàn)；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立表示氫原子，具有1至12個(gè)碳原子的任選支鏈的烷基，具有7至12個(gè)碳原子的任選取代的芳烷基，或者任選取代的苯基。上述化合物難以增加其帶電量，因而具有穩(wěn)定的帶電性。另外，因?yàn)檫@些化合物是無色的，所以即使彩色調(diào)色劑被任何所述化合物污染，也可以防止彩色圖像有陰影。
由通式(1)表示的有機(jī)硅絡(luò)合物包括但不限于下列化合物 化合物1
化合物2

及 化合物3
由通式(1)表示的有機(jī)硅絡(luò)合物可以根據(jù)C.L.Frye，J.Am.Chem.Soc.，92，1205(1970)合成。
由通式(2)表示的杯芳烴化合物包括但不限于下列化合物 化合物4
，及 化合物5
由通式(2)表示的杯芳烴化合物可以根據(jù)特開平8(1996)-137138號公報(bào)中記載的方法合成。
基于聚硅氧烷樹脂的重量，電荷控制劑優(yōu)選以5重量％至20重量％的量存在于聚硅氧烷樹脂層中。該范圍的電荷控制劑存在于聚硅氧烷樹脂層中使得能有效地減少與載體一起使用的調(diào)色劑帶電量的顯著增加或降低。
載體的體積平均粒度優(yōu)選為20至100μm、更優(yōu)選為30至60μm，但不限于此。如果體積平均粒度太小，則有可能這類載體在顯影步驟過程中容易從顯影輥移動(dòng)到光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓(drum)，因而在調(diào)色劑圖像中出現(xiàn)白色斑點(diǎn)。如果體積平均粒度太大，則有可能點(diǎn)再現(xiàn)性變得更差，因此所形成的圖像變得粗糙。在載體的體積平均粒度的語境下，所述粒度意在表示核粒子的直徑和涂布在核粒子上的聚硅氧烷樹脂層(如果聚硅氧烷樹脂層是兩層結(jié)構(gòu)，則包括內(nèi)層和外層)的厚度之和。體積平均粒度的定義會在后面給出。
載體的飽和磁化強(qiáng)度越低，磁刷越軟，因此形成越忠實(shí)于潛像的調(diào)色劑圖像。另一方面，如果飽和磁化強(qiáng)度太低，則有可能載體附著在光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓上，因此在調(diào)色劑圖像中出現(xiàn)白色斑點(diǎn)。如果飽和磁化強(qiáng)度太高，則有可能磁刷太硬而不能形成忠實(shí)于潛像的調(diào)色劑圖像。因此，載體的飽和磁化強(qiáng)度優(yōu)選為30至100emu/g、更優(yōu)選為50至80emu/g。載體的飽和磁化強(qiáng)度的定義會在后面給出。
如果載體的體積電阻率低，則樹脂涂布后的載體有可能附著到光電導(dǎo)體上，而如果體積電阻率高，則樹脂涂布后的載體有可能引起調(diào)色劑帶電量的增加。因此，載體的體積電阻率優(yōu)選為1×108至5×1012Ω·cm、更優(yōu)選為1×109至5×1012Ω·cm。體積電阻率的定義會在后面給出。
核粒子 作為核粒子，可以使用任何已知的磁性粒子。優(yōu)選使用包含鐵氧體(鐵氧體粒子)的磁性粒子。因?yàn)殍F氧體粒子具有高飽和磁化強(qiáng)度，所以它們可以用于制備低密度載體，該低密度載體難于附著在光電導(dǎo)體上并且能夠形成軟磁刷。結(jié)果，可獲得具有高的點(diǎn)再現(xiàn)性的圖像。
至于這種鐵氧體粒子，可以使用任何已知的鐵氧體如鋅鐵氧體、鎳鐵氧體、銅鐵氧體、鎳-鋅鐵氧體、錳-鎂鐵氧體、銅-鎂鐵氧體、錳-鋅鐵氧體、錳-銅-鋅鐵氧體等。
核粒子的體積平均粒度優(yōu)選為20至80μm、更優(yōu)選為30至60μm。核粒子的體積平均粒度的定義會在后面給出。
當(dāng)根據(jù)電橋(bridge)法測量時(shí)，優(yōu)選核粒子具有1×106至1×1011Ω·cm的體積電阻率。通常將具有該范圍體積電阻率的鐵氧體粒子用于核粒子，因?yàn)槌杀镜?。如果體積電阻率太低，則電絕緣不足，使得在所形成的圖像中出現(xiàn)調(diào)色劑灰霧。如果體積電阻率太高，則有可能在載體上剩余的反電荷引起實(shí)心圖像中的邊緣效應(yīng)和圖像密度降低。更優(yōu)選地，體積電阻率為1×108至5×1010Ω·cm的范圍。體積電阻率的定義會在后面給出。
鐵氧體粒子可以例如通過如下的任何已知的方法制備將鐵氧體材料如Fe2O3或Mg(OH)2在爐子中混合和煅燒。在冷卻之后，將煅燒產(chǎn)物在振動(dòng)磨機(jī)中研磨以便獲得直徑為約1μm的粒子。將該粒子與分散劑一起添加到水中來制備漿料。將該漿料在濕型球磨機(jī)中研磨并利用噴霧式干燥機(jī)將所得到的懸浮液干燥造粒。
熱固性聚硅氧烷樹脂層 形成熱固性聚硅氧烷樹脂層的熱固性聚硅氧烷樹脂是這樣的聚硅氧烷樹脂，其可通過由Si原子上的兩個(gè)羥基因加熱脫水而橋接該兩個(gè)Si原子來固化，如下所示。
加熱脫水反應(yīng)
其中彼此相同或不同的R表示單價(jià)有機(jī)基團(tuán)。
為了固化，熱固性聚硅氧烷樹脂需要在大約150至250℃的溫度下加熱?；蛘?，為了將固化溫度降低到低于待包含在熱固性聚硅氧烷樹脂層中的電荷控制劑的熔點(diǎn)，可使用催化劑。固化催化劑包括辛酸、乙酸四甲基銨、鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、二乙酸二丁基錫、二辛酸二丁基錫、月桂酸二丁基錫、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等。
在熱固性聚硅氧烷樹脂中，二甲基聚硅氧烷樹脂是優(yōu)選的，其中由R表示的所有單價(jià)有機(jī)基團(tuán)是甲基基團(tuán)。因?yàn)榻宦?lián)的二甲基聚硅氧烷樹脂具有致密的結(jié)構(gòu)，所以如果涂層由二甲基聚硅氧烷樹脂制成則可獲得這樣的載體，該載體具有難于在其上附著調(diào)色劑組分(粘合劑樹脂)的表面并且具有良好的斥水性和耐濕性。如果交聯(lián)的結(jié)構(gòu)太致密，則交聯(lián)的樹脂涂層有變脆的傾向。因此，適當(dāng)?shù)剡x取聚硅氧烷樹脂的分子量是重要的。
優(yōu)選使用這種聚硅氧烷樹脂，其硅與碳的重量比(Si/C)為0.3至2.2。如果Si/C之比低于0.3，則有可能涂布樹脂層的硬度低，因此載體的壽命短。如果Si/C之比大于2.2，則有可能載體對調(diào)色劑賦予電荷的能力易于隨溫度變化，并且涂布樹脂層變脆。
可以用于本發(fā)明的這類商業(yè)上可以得到的熱固性聚硅氧烷樹脂包括例如，聚硅氧烷清漆，如TSR 115、TSR 114、TSR 102、TSR 103、YR 3061、TSR 110、TSR 116、TSR 117、TSR 108、TSR 109、TSR 180、TSR 181、TSR 187、TSR 144和TSR 165(得自日本東芝公司)；KR 271、KR 272、KR 275、KR 280、KR 282、KR 267、KR 269、KR 211、KR 212(得自日本信越化學(xué)Co.，Ltd.)。
熱固性聚硅氧烷樹脂可以單獨(dú)使用，或者兩種以上熱固性聚硅氧烷樹脂可以組合使用。
熱固性聚硅氧烷樹脂層可以包含導(dǎo)電劑，以便降低該層的電阻。導(dǎo)電劑優(yōu)選包含在該層的包含電荷控制劑的區(qū)域中，例如包含在外部區(qū)域(或外層，如果該層具有兩層結(jié)構(gòu))中。
可以用于本發(fā)明的導(dǎo)電劑不作具體限制，只要它們添加到樹脂層中使得能夠改變體積電阻率即可。這種導(dǎo)電劑的實(shí)例包括二氧化硅、氧化鋁、碳黑、石墨、氧化鋅、鈦黑、氧化鐵、二氧化鈦、氧化錫、鈦酸鉀、鈦酸鈣、硼酸鋁、氧化鎂、硫酸鋇、碳酸鈣等。
導(dǎo)電劑可以單獨(dú)使用，或者兩種以上導(dǎo)電劑可以組合使用。
在上述導(dǎo)電劑中，考慮到生產(chǎn)穩(wěn)定性、成本和低電阻，碳黑是優(yōu)選的。
碳黑的種類不作具體限制。對于DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)的吸油性為90至170ml/100g的碳黑是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)穩(wěn)定性優(yōu)異。初級粒度為50nm以下的碳黑是特別優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兊姆稚⑿詢?yōu)異。
相對于100重量份構(gòu)成涂層的樹脂，涂布樹脂層中導(dǎo)電劑的含量優(yōu)選為0.1至20重量份。如果該含量低于0.1重量份，則有可能載體不具有合適的導(dǎo)電性。如果該含量大于20重量份，則載體具有太高的導(dǎo)電性而導(dǎo)致電荷泄漏。
聚硅氧烷樹脂層在核粒子上的表面覆蓋率優(yōu)選為50至100％。如果表面覆蓋率低于50％，則由于樹脂層(尤其外層，如果樹脂層是兩層結(jié)構(gòu))的磨損而暴露的核粒子總量大，從而降低載體的電阻。結(jié)果，載體易于附著到光電導(dǎo)體上，因此有可能調(diào)色劑圖像粗糙。通過改變樹脂的涂布量，表面覆蓋率可適當(dāng)?shù)刈兓：肆Ｗ佑脴渲瑢拥谋砻娓采w率的定義在后面給出。
熱固性聚硅氧烷樹脂層的形成可以通過任何已知的方法實(shí)現(xiàn)。例如，熱固性聚硅氧烷樹脂層是通過下列方法形成的將樹脂層用材料溶解在溶劑(例如，有機(jī)溶劑如甲苯、丙酮等)中，向所得的溶液中浸入核粒子，然后蒸發(fā)溶劑，以及將所形成的熱固性聚硅氧烷樹脂層在爐子中熱固化，由此將熱固性聚硅氧烷樹脂層通過浸涂形成在核粒子上。
雙組分顯影劑 下面描述顯影劑。
根據(jù)本發(fā)明的顯影劑是雙組分顯影劑，其包含調(diào)色劑和載體，其中所述載體是如上所述的根據(jù)本發(fā)明的載體。
混合比例通常為，相對于100重量份的載體為3至15重量份的調(diào)色劑?；旌险{(diào)色劑和載體的方法包括在混合器如諾塔(Nauta)混合器中混合它們。
調(diào)色劑不作具體限制，可以使用任何已知的調(diào)色劑，這些調(diào)色劑包括例如上述調(diào)色劑。
所述調(diào)色劑包含著色樹脂粒子(調(diào)色劑粒子)和任選的附在著色樹脂粒子表面上的外部添加劑。優(yōu)選調(diào)色劑包含這種外部添加劑，因?yàn)樗乐拐{(diào)色劑凝集，因而防止從光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓至記錄材料的轉(zhuǎn)印效率降低。
著色樹脂粒子的體積平均粒度優(yōu)選為4至7μm。在該尺寸范圍內(nèi)的著色樹脂粒子的使用能夠提供具有良好點(diǎn)再現(xiàn)性并且具有較少調(diào)色劑灰霧或雜散(scattering)的高質(zhì)量圖像。著色樹脂粒子的體積平均粒度的定義將在后面給出。
著色樹脂粒子的BET比表面積優(yōu)選為1.5至1.9m2/g。當(dāng)BET比表面積為1.9m2/g以下，則外部添加劑不會過多地進(jìn)入著色樹脂粒子表面的凹陷部分，因此可容易地將外部添加劑幾乎均勻地附著并分布至著色粒子表面上。因而，外部添加劑能夠更有效地發(fā)揮它們的輥效果(用于改善調(diào)色劑流動(dòng)性)和隔板效果(用于防止電荷泄漏)，并且調(diào)色劑灰霧和雜散在調(diào)色劑圖像中的發(fā)生變得更少。當(dāng)BET比表面積為1.5m2/g以上，則著色樹脂粒子不會因表面太平滑而導(dǎo)致不能被清潔裝置除去，因此光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓的表面在清潔步驟過程中清潔不充分的情況變少。因而，調(diào)色劑圖像中調(diào)色劑灰霧的出現(xiàn)更少。
可以通過任何已知的方法改變BET比表面積，這些方法包括例如，其中在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中使著色樹脂粒子旋轉(zhuǎn)(rounded)的方法，及通過在加熱氣流中瞬時(shí)熔化使著色樹脂粒子旋轉(zhuǎn)的、利用過冷體系的方法。BET比表面積的定義將在下文給出。
著色樹脂粒子可以通過任何已知的方法如混練粉碎法和聚合法制備。例如，在混練粉碎法中，著色粒子根據(jù)下列方式制備。在混合器如亨舍爾混合器、超級混合器、機(jī)械磨(mechanomill)或者Q型混合器中，將粘合劑樹脂和著色劑，以及任選的電荷控制劑、脫模劑和/或其它添加劑混合起來。在100至180℃的溫度下，在混練機(jī)如單螺桿混練機(jī)或雙螺桿混練機(jī)中將所得到的混合材料熔融混練。使混練后的材料冷卻、硬化、然后通過氣流粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎以獲得粒子。粉碎后的粒子任選地經(jīng)受篩分或分類。
作為粘合劑樹脂，盡管線性或非線性聚酯樹脂是優(yōu)選的，但是可以使用任何常用的樹脂，如苯乙烯系樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂和其它樹脂。聚酯樹脂能夠滿足機(jī)械強(qiáng)度(對調(diào)色劑來說難以分解成更細(xì)的微粒)、定影性(對調(diào)色劑來說定影后難以從紙上剝離)和耐熱偏移性(hot offset resistance)的所有要求。
聚酯樹脂可以通過聚合包含多元醇和多元酸的單體組合物而獲得。
可以用于制備聚酯樹脂的二元醇包括例如二醇如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，4-丁烯二醇、1，5-戊二醇和1，6-己二醇，雙酚A，氫化的雙酚A，雙酚A環(huán)氧烷加合物如聚氧乙烯雙酚A和聚氧丙烯雙酚A。
二元酸包括例如馬來酸、富馬酸、檸康酸、衣康酸、戊烯二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、環(huán)己烷二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、其酸酐或低級烷基酯，或者琥珀酸烯基酯或琥珀酸烷基酯如琥珀酸正十二烯基酯或琥珀酸正十二烷基酯。
如果適當(dāng)?shù)脑挘梢詫⑷陨系亩嘣己?或三元以上的多元酸添加到單體組合物中。三元以上的多元醇包括山梨糖醇、1，2，3，6-己四醇、1，4-脫水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、丙三醇、2-甲基丙三醇、2-甲基-1，2，4-丁三醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、1，3，5-三羥基甲基苯和其它。
三元以上的多元酸包括例如1，2，4-苯三羧酸、1，2，5-苯三羧酸、1，2，4-環(huán)己烷三羧酸、2，5，7-萘三羧酸、1，2，4-萘三羧酸、1，2，5-己三羧酸、1，3-二羧基-2-甲基-2-亞甲基羧基丙烷、四(亞甲基羧基)甲烷、1，2，7，8-辛四羧酸及其酸酐以及其它。
作為著色劑，可使用常用于調(diào)色劑的任何已知的顏料或染料。
具體地，用于黑色調(diào)色劑的著色劑包括例如碳黑、磁鐵礦等。
用于黃色調(diào)色劑的著色劑包括例如乙酰乙酸芳酰胺型單偶氮黃色顏料如C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃3、C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃98；乙酰乙酸芳酰胺型雙偶氮黃色顏料如C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14和C.I.顏料黃17；縮合單偶氮黃色顏料如C.I.顏料黃93和C.I.顏料黃155；其它類型的黃色顏料如C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃150和C.I.顏料黃185；黃色染料如C.I.顏料黃19、C.I.顏料黃77和C.I.顏料黃79，C.I.分散黃164等。
用于品紅色調(diào)色劑的著色劑包括例如紅色或品紅色顏料如C.I.顏料紅48、C.I.顏料紅49:1、C.I.顏料紅53:1、C.I.顏料紅57、C.I.顏料紅57:1、C.I.顏料紅81、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅146、C.I.顏料紅184、C.I.顏料紅238、C.I.顏料紫19；紅色染料如C.I.溶劑紅49、C.I.溶劑紅52、C.I.溶劑紅58、C.I.溶劑紅8等。
用于藍(lán)綠色調(diào)色劑的著色劑包括例如銅酞菁的藍(lán)色顏料及其衍生物如C.I.顏料藍(lán)15:3、C.I.顏料藍(lán)15:4；綠色顏料如C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36(酞菁綠)等。
相對于100重量份的粘合劑樹脂，著色劑的含量優(yōu)選為1至15重量份、更優(yōu)選為2至10重量份。
作為用于調(diào)色劑的電荷控制劑，可以使用任何已知的控制劑。
具體地，負(fù)帶電性的電荷控制劑包括例如鉻-偶氮絡(luò)合物染料，鐵-偶氮絡(luò)合物染料，鈷-偶氮絡(luò)合物染料，水楊酸的鉻/鋅/鋁/硼絡(luò)合物或鹽及其衍生物，萘甲酸的鉻/鋅/鋁/硼絡(luò)合物或鹽及其衍生物，二苯乙醇酸的鉻/鋅/鋁/硼絡(luò)合物或鹽及其衍生物，長鏈烷基羧酸鹽、長鏈磺酸鹽的鉻/鋅/鋁/硼絡(luò)合物或鹽等。措辭“鉻/鋅/鋁/硼絡(luò)合物或鹽”在本文中意在表示鉻絡(luò)合物或鉻鹽化合物，鋅絡(luò)合物或鋅鹽化合物，鋁絡(luò)合物或鋁鹽化合物，或者硼絡(luò)合物或硼鹽化合物。
正帶電性電荷控制劑包括例如苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲烷衍生物、季銨鹽、季鏻鹽、季吡啶鎓鹽、胍鹽、脒鹽等。
優(yōu)選用于調(diào)色劑的電荷控制劑具有與用于載體的電荷控制劑相同的極性。更優(yōu)選用于調(diào)色劑的電荷控制劑具有與用于載體的電荷控制劑相同的類型，因?yàn)榭煞乐箮в信c其它調(diào)色劑相反電荷的調(diào)色劑存在于顯影劑中以及提供良好帶電控制效果。
相對于100重量份的粘合劑樹脂，調(diào)色劑中電荷控制劑的含量優(yōu)選為0.1至20重量份、更優(yōu)選為0.5至10重量份。
可以用于調(diào)色劑的脫模劑包括例如合成蠟如聚丙烯和聚乙烯；石油蠟和變性蠟如石蠟及其衍生物、微晶蠟及其衍生物；植物蠟如巴西棕櫚蠟、米糠蠟(rice wax)、小燭樹蠟及其衍生物。在調(diào)色劑包含脫模劑的情況下，可改善調(diào)色劑從定影輥或帶上的脫模能力，以及在定影步驟過程中防止熱偏移(offset)和冷偏移。盡管不作具體限制，但是相對于100重量份的粘合劑樹脂，添加的脫模劑的量通常為1至5重量份。
作為外部添加劑，可使用數(shù)量平均粒度為7至100nm的無機(jī)粒子如二氧化硅、二氧化鈦或氧化鋁粒子。數(shù)量平均粒度的定義將在后面給出。外部添加劑可以是這樣的無機(jī)粒子，其通過用硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián)劑、硅油等處理而被疏水化。優(yōu)選使用疏水性無機(jī)粒子，因?yàn)樗诟邼穸拳h(huán)境下能夠減少電阻或調(diào)色劑帶電量的降低。特別地，通過利用六甲基硅氮烷(在下文中，也稱作”HMDS”)作為硅烷偶聯(lián)劑將三甲基甲硅烷基基團(tuán)引入到其表面上的二氧化硅粒子具有優(yōu)異的疏水性和絕緣性。即使在高濕度環(huán)境下，外部添加了這種二氧化硅粒子的調(diào)色劑也具有優(yōu)異的帶電性。
外部添加劑的具體實(shí)例包括對于二氧化硅來說的AEROSIL 50、AEROSIL 90、AEROSIL 130、AEROSIL 200、AEROSIL 300和AEROSIL380(數(shù)量平均粒度分別為約30、30、16、12、7和7nm；日本Nippon AerosilCo.，Ltd.)；對于氧化鋁來說的Aluminum Oxide C(數(shù)量平均粒度約13nm；德國Degussa AG)；對于二氧化鈦來說的Titanium Oxide P-25(數(shù)量平均粒度約21nm；德國Degussa AG)，及TTO-51和TTO-55(數(shù)量平均粒度分別為約20和40nm；日本Isihara Sangyo Kaisha Ltd.)；對于混合的二氧化硅和氧化鋁來說的MOX 170(數(shù)量平均粒度約16nm；日本Nippon Aerosil Co.，Ltd.)等。外部添加劑的數(shù)量平均粒度的定義將在后面給出。
通過在氣流混合器如亨舍爾混合器中將其混合，將外部添加劑外部添加到著色樹脂粒子中。
添加的外部添加劑的量優(yōu)選為0.2至3重量％。如果該量低于0.2重量％，則有可能外部添加劑不能為調(diào)色劑提供充足的流動(dòng)性。如果該量大于3重量％，則調(diào)色劑的定影能力下降。
在根據(jù)本發(fā)明的雙組分顯影劑中，在使用的初期階段中調(diào)色劑帶電量的增加被抑制，此外載體長時(shí)間附著至光電導(dǎo)體、且調(diào)色劑帶電量的降低也被抑制。因而，根據(jù)本發(fā)明的顯影劑的使用使得能形成在長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定的圖像。
圖像形成設(shè)備 這里描述根據(jù)本發(fā)明的電子照相圖像形成設(shè)備。
應(yīng)當(dāng)指出根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備能夠以利用雙組分顯影劑的電子照相圖像形成設(shè)備的任何已知的構(gòu)造和/或排列提供，只要它利用了根據(jù)本發(fā)明的雙組分顯影劑作為顯影劑。
根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備包括例如光電導(dǎo)體，在該光電導(dǎo)體的表面上形成靜電潛像；帶電器單元，其使所述光電導(dǎo)體的表面帶電；曝光單元，其使所述潛像形成在所述光電導(dǎo)體的表面上；顯影單元，其儲存根據(jù)本發(fā)明的雙組分顯影劑并將所述顯影劑供應(yīng)給所述光電導(dǎo)體表面上的所述潛像以便將其顯影成調(diào)色劑圖像；圖像轉(zhuǎn)印單元，其將所述調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上；清潔器單元，其清潔所述光電導(dǎo)體的表面；及圖像定影單元，其將所述調(diào)色劑圖像定影到所述記錄材料上。
圖像形成設(shè)備可以是例如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)及其復(fù)合機(jī)器。
現(xiàn)在將參照附圖具體描述根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備。
圖3是示出圖像形成設(shè)備的實(shí)施方案的示意圖。所示的圖像形成設(shè)備是彩色圖像形成設(shè)備，其裝備有四個(gè)串聯(lián)的成像單元1-4。附圖標(biāo)記1表示用于形成黑色調(diào)色劑圖像的第一成像單元。附圖標(biāo)記2表示用于形成藍(lán)綠色調(diào)色劑圖像的第二成像單元。附圖標(biāo)記3表示用于形成品紅色調(diào)色劑圖像的第三成像單元。附圖標(biāo)記4表示用于形成黃色調(diào)色劑圖像的第四成像單元。
在這四個(gè)成像單元1-4上方，設(shè)置中間轉(zhuǎn)印帶(環(huán)帶)5。該帶5懸掛在兩個(gè)支撐輥6上，并沿著箭頭R所示的方向旋轉(zhuǎn)。在下文中，術(shù)語“上游”和“下游”在這里意在表示相對于中間轉(zhuǎn)印帶5的旋轉(zhuǎn)方向的相對位置。帶5的材料可以是樹脂如聚酰亞胺或聚酰胺，其包含適量的導(dǎo)電劑。
這四個(gè)成像單元1-4從上游向下游按照下列順序排列第一(黑色)成像單元1、第二(藍(lán)綠色)成像單元2、第三(品紅色)成像單元3和第四(黃色)成像單元4。
在中間轉(zhuǎn)印帶5的環(huán)內(nèi)，面對成像單元1-4的各光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓設(shè)有四個(gè)一次轉(zhuǎn)印輥7。這四個(gè)一次轉(zhuǎn)印輥7將由成像單元1-4形成的各單色調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到帶5上，在帶5上單色調(diào)色劑圖像被疊加成彩色圖像。
在第四(黃色)成像單元4下游，設(shè)置二次轉(zhuǎn)印輥8，其將形成于帶5上的彩色圖像轉(zhuǎn)印到紙(記錄介質(zhì))上。
在二次轉(zhuǎn)印輥8下游和第一成像單元1上游，設(shè)置帶清潔單元10，其清潔中間轉(zhuǎn)印帶5的表面。該帶清潔單元10具有設(shè)置成與帶5接觸的帶清潔刷11，及設(shè)置在帶清潔刷11下游的帶清潔刮刀12。
在成像單元1-4下方，設(shè)置有儲存紙的紙盤14。每張紙都由輥13從盤14傳輸至二次轉(zhuǎn)印輥8面對中間轉(zhuǎn)印帶5的二次轉(zhuǎn)印點(diǎn)。箭頭P指示紙的傳輸方向。
在紙的傳輸方向上的二次轉(zhuǎn)印輥8下游，設(shè)置定影單元15，其將轉(zhuǎn)印的彩色圖像定影到紙上。在定影單元15進(jìn)一步下游，設(shè)置紙排出輥13a，其將定影了彩色圖像的紙從圖像形成設(shè)備中排出。
在上面解釋的布置中，由成像單元1-4形成的各單色調(diào)色劑圖像順序地在中間轉(zhuǎn)印帶5上轉(zhuǎn)印并形成彩色圖像。在二次轉(zhuǎn)印點(diǎn)將彩色圖像從帶5二次轉(zhuǎn)印到由進(jìn)料輥13傳輸?shù)募埳?。然后彩色圖像被定影單元15定影到紙上。定影了彩色圖像的紙被紙排出輥13a從圖像形成設(shè)備中排出。帶5上剩余的調(diào)色劑被帶清潔單元10除去。
圖4是圖3中所示的第一成像單元1的放大圖。其它成像單元2-4的結(jié)構(gòu)與第一成像單元1基本相同。因此，省略了第二、第三和第四成像單元的詳細(xì)描述。
沿著光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的圓周表面，設(shè)置使所述轉(zhuǎn)鼓16帶電的帶電器單元17；將靜電潛像寫在所述轉(zhuǎn)鼓16上的曝光單元18；使所述潛像在所述轉(zhuǎn)鼓16上顯現(xiàn)的顯影單元19；以及一次轉(zhuǎn)印后除去在所述轉(zhuǎn)鼓16上剩余的殘余物(包括調(diào)色劑)的清潔器單元20。
帶電器單元17包括例如電暈管(scorotron)帶電器，其通過電暈帶電以給定的電位使光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的表面帶電。帶電器單元17可以包括電暈管帶電器或利用帶電器輥或刷的接觸帶電器。
曝光單元18包括例如在掃描光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的帶電表面時(shí)根據(jù)圖像信息發(fā)光的激光曝光單元，使得通過擦除表面的曝光區(qū)域的電荷形成對應(yīng)于圖像信息的靜電潛像。曝光單元18可以包括LED陣列器件等。
顯影單元19將根據(jù)本發(fā)明的雙組分顯影劑儲存在顯影劑槽27中，并利用包含在顯影劑中的調(diào)色劑使光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16表面上的靜電潛像顯影。
清潔器單元20包括清潔器刮刀21、清潔器殼22和密封器23。
逆著轉(zhuǎn)鼓16的旋轉(zhuǎn)方向Rd將清潔器刮刀21壓向光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的表面上并且從轉(zhuǎn)鼓16的表面上刮掉殘余物。清潔器刮刀21連在其中收集有刮掉的殘余物的清潔器殼22上。密封器23設(shè)置在旋轉(zhuǎn)方向Rd上的清潔器刮刀21上游。密封器23的一個(gè)邊緣固定到清潔器殼22上，并且另一邊緣壓到轉(zhuǎn)鼓16的表面上，使得密封器23與清潔器刮刀21一起密封殼22。
圖5更詳細(xì)地圖示了圖4中示出的顯影單元19的結(jié)構(gòu)。
顯影單元19包括儲存有根據(jù)本發(fā)明的雙組分顯影劑的顯影劑槽27。槽27具有面對光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的圓周表面的開口30。
在槽27中，設(shè)有通過開口30而面對轉(zhuǎn)鼓16的顯影輥24。顯影輥24在其圓周表面上負(fù)載雙組分顯影劑并將其供應(yīng)到轉(zhuǎn)鼓16上，以便使其上的潛像顯影。顯影輥24和轉(zhuǎn)鼓16的圓周表面以給定的距離隔開。
顯影輥24包含多極磁性部件25和可旋轉(zhuǎn)地安裝在其上的非磁性套管26。磁性部件25包含六個(gè)徑向排列的矩形條磁體，使得三個(gè)磁體的N磁極(N1、N2和N3)和剩余磁體的S磁極(S1和S2)在磁性部件25的圓周表面隔開。
多極磁性部件25受到槽27的兩個(gè)相對側(cè)壁不旋轉(zhuǎn)地支撐。N1磁極(峰值磁通量密度110mT)位于磁性部件25的中心和光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的旋轉(zhuǎn)中心的連接線上。S1磁極(-78mT)位于在套管26的旋轉(zhuǎn)方向上的N1磁極上游，例如S1和N1磁極之間的中心角為59°。N2磁極(56mT)位于N1磁極的更上游，例如N2和N1磁極之間的中心角為117°。N3磁極(42mT)位于N1磁極的進(jìn)一步更上游，例如N3和N1磁極之間的中心角為224°。S2磁極(-80mT)位于N1磁極的還進(jìn)一步更上游，例如S1和N1磁極之間的中心角為282°。
計(jì)量部件28設(shè)置在套管的旋轉(zhuǎn)方向上套管26距離光電導(dǎo)體轉(zhuǎn)鼓16的圓周表面的最近點(diǎn)上游。計(jì)量部件28調(diào)節(jié)套管26所負(fù)載的顯影劑層的厚度，即待傳輸給潛像的顯影劑的量。計(jì)量部件28遠(yuǎn)離套管26的表面給定距離。
在槽27中，面對顯影輥24，設(shè)有混合部件29?；旌喜考?9可以旋轉(zhuǎn)以便在槽27中混合顯影劑31并將顯影劑31供應(yīng)給顯影輥24。
在根據(jù)本發(fā)明的圖像形成設(shè)備中，調(diào)色劑帶電量在長時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，因而圖像質(zhì)量在長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定。
定義 下面定義本文中使用的術(shù)語“體積平均粒度”、“飽和磁化強(qiáng)度”、“體積電阻率”、“表面覆蓋率”、“BET比表面積”和“數(shù)量平均粒度” 載體和核粒子的體積平均粒度 如在本文中所使用的，載體或核粒子的體積平均粒度意在表示在3.0巴的分散壓力下利用Sympatec HELOS激光衍射光譜儀(德國Sympatec GmbH)與Sympatec RODOS干式分散裝置(德國SympatecGmbH)測定的值。
著色樹脂粒子的體積平均粒度 如在本文中所使用的，著色樹脂粒子的體積平均粒度意在表示通過利用孔徑為100μm的Coulter Multisizer II粒度分析儀(美國BeckmanCoulter Inc.)測定的值。
更具體地，測量設(shè)備為Coulter Counter TA-II或Coulter MultisizerII(美國Beckman Coulter Inc.)。作為電解質(zhì)溶液，使用1％氯化鈉溶液如ISOTON R-II(日本Coulter Scientific Japan Inc.)。
為了測量，將2至20mg的樣品添加到100至150ml的電解質(zhì)溶液中，所述電解質(zhì)溶液中預(yù)先添加了0.1至5ml的表面活性劑(優(yōu)選為烷基苯磺酸鹽)作為分散劑。利用超聲波分散器使所得到的懸浮液經(jīng)受分散處理1至3分鐘。在所述孔徑為100μm的粒度分析儀上測量懸浮液中粒度的體積和數(shù)量，以得到粒度的體積和數(shù)量分布。體積分布用于測定體積平均粒度。
飽和磁化強(qiáng)度 如在本文中所使用的，飽和磁化強(qiáng)度意在表示通過利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)VSMP-1(日本Toei Industry Co.，Ltd.)測定的值。
體積電阻率 如在本文中所使用的，核粒子或載體的體積電阻率意在表示根據(jù)下列方法測定的值。在20℃溫度和65％濕度的環(huán)境條件下，將0.2g核粒子或載體填充到間隔6.5mm的兩個(gè)銅電極板(30mm寬×10mm高)之間。然后，將兩個(gè)磁體(均為100mT)放到各電極板的外側(cè)，使一個(gè)磁體的N磁極面對另一個(gè)磁體的S磁極，該磁力使得核粒子或載體橋接所述電極。在電極之間施加500V的電壓15秒之后，測量其間的電流。該電流用于測定體積電阻率。
表面覆蓋率 涂布樹脂層在核粒子上的表面覆蓋率意在表示根據(jù)下列方法測定的值。以利用加速電壓為2.0eV的電子束的掃描電子顯微鏡(SEM)觀察載體的表面，而不需任何導(dǎo)電材料如氣相沉積在表面上的金。涂布樹脂層由于帶電看起來是白色的。計(jì)算一百個(gè)載體上的白色面積與總表面積之比。該比值的平均值作為表面覆蓋率。
BET比表面積 如在本文中所使用的，BET比表面積意在表示在表面積分析儀Gemini 2360(日本Shimadzu Corporation)上測定的值。
數(shù)量平均粒度 如在本文中所使用的，數(shù)量平均粒度意在表示在掃描電子顯微鏡(SEM)圖像中100個(gè)粒子的數(shù)量平均直徑。
實(shí)施例 現(xiàn)在將參照下列實(shí)施例具體描述本發(fā)明，實(shí)施例意在舉例說明而不是限制本發(fā)明的范圍。
電荷控制劑的合成 合成化合物1、2和3(由通式(1)表示的有機(jī)硅絡(luò)合物)及化合物4和5(由通式(2)表示的杯芳烴化合物)以用作下列實(shí)施例和比較例中用于載體的電荷控制劑。
化合物1的合成 將2.28g(10mmol)的二苯乙醇酸、0.99g(5mmol)的苯基三甲氧基硅烷、1g(14mmol)的正丁胺在10ml甲醇中的溶液回流2小時(shí)。在蒸發(fā)溶劑之后，產(chǎn)物利用丙酮-四氯化碳重結(jié)晶然后過濾，干燥殘余物獲得2g白色粉末(化合物1)?；衔?的熔點(diǎn)為145℃。
化合物2的合成 根據(jù)化合物1的步驟，所不同的是使用苯基乙醇酸(1.52g，10mmol)代替二苯乙醇酸，獲得0.5g白色粉末(化合物2)?；衔?的熔點(diǎn)為107℃。
化合物3的合成 根據(jù)化合物1的步驟，所不同的是使用己二胺(0.6g，5.2mmol)代替正丁胺，獲得2g白色粉末(化合物3)。化合物3的熔點(diǎn)為147℃。
化合物4的合成 將對叔丁基杯(8)芳烴(12.96g，0.01mol)和碳酸鉀(4.14g，0.03mol)在100ml的甲基異丁基酮(MIBK)中回流8小時(shí)。在添加芐基溴(5.1g，0.03mol)之后，將混合物回流30小時(shí)、放置冷卻并吸濾。將濾液真空干燥，然后使干燥產(chǎn)物從氯仿/正己烷中重結(jié)晶，獲得7g白色粉末(化合物4)?；衔?的熔點(diǎn)為205℃。
化合物5的合成 使對叔丁基苯酚(0.5mol)、叔辛基苯酚(0.5mol)、多聚甲醛(1.2mol)和氫氧化鉀(1.0g)在500ml二甲苯中回流7小時(shí)，同時(shí)除去水從而獲得杯(8)芳烴混合物(15.2g，0.01mol)。使杯(8)芳烴混合物與碳酸鉀(4.14g，0.03mol)一起在100ml甲基異丁基酮(MIBK)中回流8小時(shí)。在添加芐基溴(5.1g，0.03mol)之后，使所得到的混合物回流10小時(shí)、放置冷卻并吸濾。將濾液真空干燥，并使干燥產(chǎn)物從甲醇中重結(jié)晶，獲得8g淡黃色-白色粉末(化合物5)?；衔?的熔點(diǎn)為169℃。
載體 根據(jù)下列方法制備用于下列實(shí)施例和比較例的載體。
在球磨機(jī)中將氧化鐵(50mol％)、氧化錳(35mol％)、氧化鎂(14.5mol％)和氧化鍶(0.5mol％)(全部得自日本Kanto Denka Kogyo Co.，Ltd.)研磨4小時(shí)。將所得到的漿料噴霧干燥，得到球形粒子，將其于回轉(zhuǎn)爐中在930℃的溫度下煅燒2小時(shí)。在濕磨機(jī)(利用鋼球作為研磨介質(zhì))中研磨煅燒后的粒子以便得到平均直徑為2μm以下的細(xì)粒子。利用噴霧干燥機(jī)使所得到的漿料與2重量％PYA一起造粒。將粒子于電爐中在1100℃的溫度下和0體積％的氧濃度下焙烘4小時(shí)，然后粉碎并分類，從而獲得體積平均粒度為44μm并且體積電阻率為1×109Ω·cm的鐵氧體核粒子。
通過使100重量份的二甲基聚硅氧烷樹脂(Toshiba Silicone Co.，Ltd.)和5重量份作為固化催化劑的辛酸溶解在甲苯中，制備不含電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂層(內(nèi)部區(qū)域或內(nèi)層)形成用一次涂布液。
通過在通用混合器(型號NDMV；日本Dalton Co.，Ltd.)中浸涂，從而以該一次涂布液涂布上面制得的核粒子，然后將甲苯完全蒸發(fā)，以制備涂有所述一次聚硅氧烷樹脂層、表面覆蓋率為90％的一次載體。
通過使100重量份的二甲基聚硅氧烷樹脂(Toshiba Silicone Co.，Ltd.)、作為電荷控制劑的化合物1(熔點(diǎn)＝145℃)和5重量份作為固化催化劑的辛酸溶解在甲苯和甲醇(10:1)的混合溶劑中，制備包含電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂層(外部區(qū)域或外層)形成用二次涂布液。通過在通用混合器(型號NDMV；日本Dalton Co.，Ltd.)中浸涂，從而以該二次涂布液涂布所述一次載體。在完全蒸發(fā)溶劑之后，于爐子中在100℃的溫度下將該粒子熱處理(即，聚硅氧烷樹脂層被熱固化)60分鐘以獲得載體C1。
載體C1具有45μm的體積平均粒度、100％的二次(外部)聚硅氧烷樹脂層的表面覆蓋率、2×1012Ω·cm的體積電阻率和65emu/g的飽和磁化強(qiáng)度。
如對于C1所述那樣來制備載體C2-C17，所不同的是，添加的各電荷控制劑的種類和/或熱固化的溫度和時(shí)間不同于C1的條件，以及在C12的情況下未添加電荷控制劑，如表1所示。
表1
調(diào)色劑 調(diào)色劑根據(jù)下述方法制備。
所使用的調(diào)色劑材料為 -粘合劑樹脂(將作為單體的雙酚A環(huán)氧丙烷與對苯二甲酸或偏苯三酸酐進(jìn)行縮聚而獲得的聚酯樹脂，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)＝60℃，軟化溫度＝115℃；日本Fujikura Kasei Co.，Ltd.)100重量份 -著色劑(C.I.顏料藍(lán)15:3)5重量份 -電荷控制劑(LR-147，硼化合物；日本Japan Carlit Co.，Ltd.)2重量份 -脫模劑(微晶蠟HNP-9；日本Nippon Seiro Co.，Ltd.)3重量份。
在于亨舍爾混合器中將調(diào)色劑材料混合10分鐘之后，在150℃下于混練-造粒機(jī)(KNEADEX MOS140-800；日本Mitsui Mining Co.，Ltd.)中將它們?nèi)廴诨炀?。將混練后的材料冷卻，固化，通過切割研磨機(jī)切成片，然后通過噴射粉碎機(jī)(IDS-2；日本Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.)粉碎。利用空氣分級器(MP-250；日本Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.)將粉碎后的粒子分類，以獲得體積平均粒度為6.5±0.1μm且BET比表面積為1.8±0.1m2/g的著色樹脂粒子。
在刮刀速度為15m/秒的空氣混合器(亨舍爾混合器；日本MitsuiMining Co.，Ltd.)中，將由此獲得的100重量份著色樹脂粒子與1重量份數(shù)量平均粒度為12nm的六甲基二硅氮烷處理過的二氧化硅粒子(AEROSIL R8200；日本Evonik Degussa Japan Co.，Ltd.)混合2分鐘，從而獲得負(fù)帶電性的調(diào)色劑T1。
雙組分顯影劑 通過分別將載體C1至C6與調(diào)色劑T1混合，制備實(shí)施例和比較例的雙組分顯影劑。通過于諾塔混合器(VL-0；Hosokawa MicronCorporation，Japan)中將6重量份的調(diào)色劑和94重量份的載體混合20分鐘，實(shí)施這兩種組分的混合。
圖像評價(jià) 對于制得的雙組分顯影劑，在圖3中所示的圖像形成設(shè)備(老化試驗(yàn)設(shè)備)上實(shí)施連續(xù)印刷試驗(yàn)。在連續(xù)印刷試驗(yàn)中，僅使用圖像形成設(shè)備的四個(gè)單元中的成像單元1。用于圖像形成設(shè)備的顯影條件為光電導(dǎo)體的圓周速度為400mm/秒；顯影輥的圓周速度為560mm/秒；光電導(dǎo)體和顯影輥之間的間隙距離為0.42mm；顯影輥和計(jì)量刮刀之間的間隙距離為0.5mm。光電導(dǎo)體的表面電位和顯影偏壓以這樣的方式調(diào)節(jié)，使得附著的調(diào)色劑的量在實(shí)心圖像(100％密度)中為0.5mg/cm2并且在印好的紙上的空白區(qū)域中最小。對于該試驗(yàn)，使用A4尺寸的電子照相紙(Multi-Receiver；日本Sharp Document Systems Corporation)。
在印刷試驗(yàn)中，文本圖像以6％覆蓋率印刷在2000張紙上。如下面所解釋的，開始和在印刷2000張紙之后，測量并評價(jià)了調(diào)色劑的帶電量、圖像密度和灰霧密度。
調(diào)色劑的帶電量在便攜式電荷測量裝置(TREK型號210HS-2A；日本TREK Japan K.K.)上測量 紙的印刷區(qū)域中的圖像密度在反射密度計(jì)(Macbeth RD918；德國Gretag-Macbeth GmbH)上測量，在該印刷區(qū)域上印刷了3-cm見方的實(shí)心圖像(100％密度)。圖像密度的評價(jià)基于下列標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)圖像密度為1.3以上時(shí)(當(dāng)印刷區(qū)域中的紙纖維完全涂有調(diào)色劑時(shí))為“良好”，當(dāng)密度為1.2以上且低于1.3時(shí)為“稍差”，以及當(dāng)密度低于1.2時(shí)(當(dāng)印刷區(qū)域中的紙纖維未充分地涂有調(diào)色劑時(shí))為“不好”。
對于灰霧密度，空白區(qū)域(0％密度)中的圖像密度根據(jù)下列方式計(jì)算。
在白度計(jì)(Z-∑90 COLOR MEASURING SYSTEM；日本NipponDenshoku Industries Co.，Ltd.)上測量印刷之前的紙中和印刷之后紙的未印刷區(qū)域中的白度。將兩者的白度之差作為灰霧密度。
灰霧密度的評價(jià)基于下列標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)灰霧密度低于0.6時(shí)(當(dāng)目視未能發(fā)現(xiàn)調(diào)色劑灰霧時(shí))為“良好”，當(dāng)密度為0.6以上且低于1.0時(shí)為“稍差”，以及當(dāng)密度為1.0以上時(shí)(當(dāng)目視能夠發(fā)現(xiàn)調(diào)色劑灰霧時(shí))為“不好”。
結(jié)果 連續(xù)印刷試驗(yàn)的結(jié)果在表2中給出。
表2
當(dāng)利用實(shí)施例1-11的顯影劑時(shí)，即使在印刷2000張紙之后仍保持調(diào)色劑的帶電量穩(wěn)定、圖像密度高、并且未出現(xiàn)調(diào)色劑灰霧。
相比之下，當(dāng)利用比較例1-6的顯影劑時(shí)，調(diào)色劑的帶電量在印刷2000張紙之后增加。與此伴隨的是，印刷的圖像中的圖像密度在印刷2000張紙之后降低。
權(quán)利要求
1.一種用于雙組分電子照相顯影劑的載體，該載體包括核粒子和涂布在其上的熱固性聚硅氧烷樹脂層，其中所述層包含電荷控制劑并且通過在低于所述電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的載體，其中所述電荷控制劑是由通式(1)表示的有機(jī)硅絡(luò)合物
其中R1、R2和R3各自獨(dú)立表示氫原子，或者取代或未取代的烷基，取代或未取代的環(huán)烷基，取代或未取代的芳基，或取代或未取代的芳烷基；以及X+表示有機(jī)或無機(jī)陽離子，
或者由通式(2)表示的杯芳烴化合物
其中x+y＝n；x和y各自是等于或大于1的整數(shù)；n是4至8的整數(shù)；x和y個(gè)重復(fù)單元可以任意順序出現(xiàn)；R1、R2、R3和R4各自獨(dú)立表示氫原子，具有1至12個(gè)碳原子的任選支鏈的烷基，具有7至12個(gè)碳原子的任選取代的芳烷基，或者任選取代的苯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的載體，其中所述熱固性聚硅氧烷樹脂層通過如下方式而形成用不含所述電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂涂布、然后用包含所述電荷控制劑的熱固性聚硅氧烷樹脂涂布所述核粒子，隨后在低于所述電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行所述熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的載體，其中包含所述電荷控制劑的所述熱固性聚硅氧烷樹脂進(jìn)一步包含導(dǎo)電劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的載體，其中所述熱固性聚硅氧烷樹脂層是二甲基聚硅氧烷樹脂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的載體，其中所述核粒子包含鐵氧體。
7.一種雙組分電子照相顯影劑，該顯影劑包含調(diào)色劑和根據(jù)權(quán)利要求1的載體。
8.一種電子照相圖像形成設(shè)備，該設(shè)備利用根據(jù)權(quán)利要求7的雙組分顯影劑作為顯影劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種載體、利用它的雙組分顯影劑和利用該顯影劑的圖像形成設(shè)備，該載體包括核粒子和涂布在其上的熱固性聚硅氧烷樹脂層，其中所述層包含電荷控制劑并且通過在低于所述電荷控制劑熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行熱處理而形成。
文檔編號G03G9/097GK101520620SQ20091000466
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者高塚和樹, 今福達(dá)夫, 尾藤貴廣, 近藤晃弘, 植地正樹 申請人:夏普株式會社