專利名稱：調(diào)色劑、制造調(diào)色劑的方法和使用調(diào)色劑的圖像形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及調(diào)色劑、制造調(diào)色劑的方法和使用調(diào)色劑的圖像形成方法。
背景技術：
用于包括顯影步驟的電子照相、靜電記錄、靜電印刷等中的顯影劑暫時附著到其上例如在顯影步驟中形成了靜電圖像的圖像承載部件等上。接著，附著的圖像在轉印步驟中從圖像承載部件直接或通過中間轉印介質(zhì)轉印到記錄介質(zhì)如轉印紙，然后在定影步驟中定影在記錄介質(zhì)上。這種使形成在圖像承載部件表面上的靜電圖像顯影的顯影劑分為兩種類型含有載體和調(diào)色劑的雙組分顯影劑，和不需要載體的單組分顯影劑。在使用雙組分顯影劑的系統(tǒng)中，調(diào)色劑附著到載體，從而使顯影劑劣化。此外，這種使用雙組分顯影劑的系統(tǒng)不可避免地具有相對大的尺寸以能夠補充調(diào)色劑來維持調(diào)色劑對載體的恒定濃度，否則所述濃度會在圖像形成期間隨著調(diào)色劑消耗而自然下降。相反，使用單組分顯影劑的系統(tǒng)的尺寸由于使用了改進的高性能顯影輥等而縮近年來，隨著商業(yè)辦公室中自動化和彩色化方面的進步，作為例如展示用材料，除了復印僅具有文字的文件，還有更多的機會大量打印家用電腦制作的圖片、數(shù)碼相機拍攝的圖像、和由掃描儀讀取的圖片文件等。結果，還需要應對具有由實地圖像(solid image)、 線條圖像、半色調(diào)圖像等形成的復雜布置的單一頁的處理能力，以及對更高的成像可靠性的要求。這樣的能力又在很大程度上取決于成像用調(diào)色劑。使用單組分顯影劑的電子照相過程分為使用磁性調(diào)色劑的磁性單組分顯影系統(tǒng)， 和使用非磁性調(diào)色劑的非磁性單組分顯影系統(tǒng)。在磁性單組分顯影系統(tǒng)中，磁場產(chǎn)生設備如磁體設置在承載含有磁性材料如磁鐵礦的磁性調(diào)色劑的顯影劑承載部件中。顯影劑承載部件上的磁性調(diào)色劑的厚度由層厚度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)(減小)。尤其是，近年來采用這種系統(tǒng)的小尺寸的打印機已普遍商業(yè)化。但是，大多數(shù)磁性物質(zhì)是黑色的或接近黑色的，這對彩色化不利。相反，在非磁性單組分顯影系統(tǒng)中，調(diào)色劑通過壓接顯影劑承載部件的調(diào)色劑供應輥等供應到顯影劑承載部件并通過靜電吸引保持在其上，然后在顯影前通過層厚度調(diào)節(jié)器進行層厚度調(diào)節(jié)。這種系統(tǒng)就彩色化而言是有利的，因為其中不含有色磁性物質(zhì)。另外， 顯影劑承載部件中不使用磁體，這帶來進一步的成本降低和質(zhì)量降低。因此，這種系統(tǒng)廣泛用于小尺寸的全色打印機。在雙組分顯影系統(tǒng)中，載體用于使調(diào)色劑帶電和輸送調(diào)色劑。調(diào)色劑和載體在顯影設備中充分攪拌和混合后，將混合物輸送到顯影劑承載部件以顯影。因此，調(diào)色劑的帶電性和輸送性往往在長期使用中穩(wěn)定地保持。這種系統(tǒng)就高速性能而言也是有利的。在非磁性單組分顯影系統(tǒng)中，調(diào)色劑(顯影劑)典型地通過至少一個調(diào)色劑輸送部件輸送。輸送的調(diào)色劑使?jié)撓癯休d部件上形成的靜電潛像顯影，并且需要調(diào)色劑輸送部件表面上的調(diào)色劑層厚度極薄。在使用具有極小粒徑的載體的雙組分顯影劑的情況下確是如此。此外，當使用具有高電阻的調(diào)色劑的單組分顯影劑時，需要通過顯影設備使調(diào)色劑帶電，從而需要調(diào)色劑的層厚度極薄。簡言之，如果調(diào)色劑的層厚度厚，則難以使整個調(diào)色劑層均勻帶電，并且只有位于接近表面的調(diào)色劑帶電。調(diào)色劑需要有快的帶電速度和合適的帶電量。因此，通常加入電荷控制劑和外部添加劑以穩(wěn)定調(diào)色劑的帶電。電荷控制劑控制調(diào)色劑的摩擦電量并保持該量。負電荷控制劑的具體實例包括但不限于，單偶氮染料，水楊酸、萘甲酸或二羧酸的金屬鹽或金屬絡合物鹽，和重氮化合物、硼的絡合物化合物。此外，正電荷控制劑的具體實例包括但不限于，季銨鹽、咪唑化合物、苯胺黑、和基于吖嗪的染料。但是，這些電荷控制劑中的一些有顏色，因此不適于彩色調(diào)色劑。此外，這些電荷控制劑中的一些與粘合劑樹脂的相容性差。因而，對調(diào)色劑的帶電尤其具有大的影響的存在于調(diào)色劑表面上的電荷控制劑易于脫離。這導致以下問題，如調(diào)色劑不均勻帶電，顯影套筒的污染，和圖像承載部件的成膜。結果，所產(chǎn)生的圖像的質(zhì)量在初始階段良好，但隨著時間流逝而發(fā)生背景沾污(background fouling)，從而導致圖像質(zhì)量下降，產(chǎn)生粗糙感圖像等。尤其是，當調(diào)色劑在連續(xù)用于彩色復印的同時供應該調(diào)色劑時，調(diào)色劑上的電荷下降，導致產(chǎn)生色調(diào)與初期產(chǎn)生的圖像的色調(diào)顯著不同的圖像。因此，這種調(diào)色劑不適合于長期使用，并且圖像形成單元(稱為處理盒)需要在早期更換。這對環(huán)境來說是負擔并且對使用者來說不方便。另外，大多數(shù)處理盒含有重金屬如鉻，這帶來了安全問題。近年來對打印機的需求強烈，隨著尺寸減小、高速印刷和成本降低方面的進步，出現(xiàn)了對裝置的更高可靠性和更長使用壽命的要求。還要求調(diào)色劑長期維持其特性。但是，這樣的電荷控制劑不能保持電荷控制效果，反而污染顯影套筒和層厚度調(diào)節(jié)器(刮片或輥)， 使調(diào)色劑的帶電能力下降，和導致圖像承載部件的成膜。此外，顯影過程由于尺寸減小和高速性能方面的進步用較少的顯影劑在短時間內(nèi)進行。因此，需要可以急劇升高(ste印rise)的方式帶電的顯影劑。對于顯影來說，目前已提出了用于單組分顯影劑和雙組分顯影劑兩者的各種顯影系統(tǒng)。其中，對打印機用途來說優(yōu)選非磁性單組分顯影系統(tǒng)，因為其可以減小尺寸和質(zhì)量， 并且無需載體。非磁性單組分顯影系統(tǒng)在將調(diào)色劑供應到顯影輥和顯影輥保持調(diào)色劑性質(zhì)方面差。因此，迫使調(diào)色劑摩擦顯影輥，或用刮片調(diào)節(jié)顯影輥上調(diào)色劑的量。結果，調(diào)色劑易于在顯影輥上形成膜，導致其使用壽命短和使調(diào)色劑帶電不穩(wěn)定， 這導致差的顯影。因此，已研究了除了用于控制和保持調(diào)色劑的摩擦電量，還用于改進調(diào)色劑的輸送性質(zhì)、顯影性質(zhì)、轉印性質(zhì)、儲存性等的外部添加劑。例如，將疏水性二氧化硅加入到調(diào)色劑以嘗試改進這些特性。但是，當單獨使用二氧化硅時，調(diào)色劑的帶電性過度提高，并且轉印性過好，導致碎屑飛散等。日本專利申請公開2006-巧4387(下文稱為JP-2006-154387-A)描述了組合使用具有大粒徑的二氧化硅。但是，帶電輥的污染主要是由外部添加劑從圖像承載部件飛散導致的，因而如何對大粒徑的二氧化硅賦予平衡的附著力是一個問題。日本專利四21174(下文稱為JP_2921174_B)描述了通過將剪切比保持在預定范圍內(nèi)而制造具有高摩擦帶電性質(zhì)和合適的流動性，并且沒有差的轉印和圖像缺陷的調(diào)色劑，所述剪切比由混合機中葉片的前點速度、與混合機壁的間隙、和外部添加劑的混合時間計算。JP-2003-255608-A描述了調(diào)色劑制造方法，其中對外部添加劑的聚集材料進行粉碎，并且通過將置于混合機中的母體調(diào)色劑顆粒和外部添加劑的混合物的從混合機底部到粉末混合物表面的平均高度、混合機葉片的直徑、其轉數(shù)、和混合時間都保持在預定范圍內(nèi)而將粉碎的外部添加劑牢固地附著到或嵌入母體調(diào)色劑顆粒。另外，JP-20004673M-A描述了通過以下方法制造的調(diào)色劑，在所述方法中，混合調(diào)色劑顆粒和無機微粒時的外部添加溫度保持在相對于調(diào)色劑顆粒玻璃化轉變溫度的預定范圍內(nèi)以將無機微粒牢固地嵌入調(diào)色劑顆粒，使得所述調(diào)色劑在即使連續(xù)印刷后也減少圖像缺陷，如印刷濃度降低。另外，JP-3417213-B描述了制造調(diào)色劑的方法，其中摻混除氧化鈦之外的外部添加劑(=疏水性金屬氧化物)，然后摻混氧化鈦以改進調(diào)色劑的流動性。此外，JP-20004673M-A描述了制造調(diào)色劑的方法，其中在亨舍爾(Henschel)混合機葉片的直徑和內(nèi)部尺寸、葉片的轉數(shù)、和混合時間的預定混合條件下規(guī)定混合十分鐘后調(diào)色劑的帶電量，以獲得外部添加劑均勻附著的調(diào)色劑，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的帶電性。但是， 沒有提到對外部添加劑的附著比例和游離比例的確認結果，從而，效果可能歸因于游離的添加劑。此外，JP-2006-323368-A描述了這樣的技術，與印刷機的高速性能趨勢相反，該技術針對長期使用中載體耗廢(spent)較少而調(diào)色劑因顯影單元中的攪拌而耗廢掉落在該單元中并導致背景沾污和其中的污染，通過評價外部添加劑的游離比例來調(diào)節(jié)外部添加劑的附著強度，并規(guī)定氧化鈦的游離比例。但是，在該技術中，測試方法有問題，并且沒有充分描述制造方法，尤其是關于混合步驟。另外，也沒有具體提到對外部添加劑的表面處理。因此，問題沒有通過該方法中描述的組合得到解決。此外，JP-3129074-B和JP-2006-323368-A描述了對外部添加劑的附著比例的分析。另外，對于外部添加劑的測試方法，在JP-2006-154387-A和JP-2006-323368-A中，游離的外部添加劑被拋棄，從而沒有對實際的游離比例進行分析。也就是說，大小為約Iym的聚集的添加劑通過濾紙分離并作為附著的組分計算。因此，通過其中附著比例由熒光X射線分析、然后從整個外部添加劑的含量減去而進行計算的方法獲得的值并不作為游離部分處理。因此，由該方法獲得的分離比例不精確，并且沒有構成定量分析。另外，JP-2006-058502-A描述了制造調(diào)色劑的方法，其中通過將粘合劑樹脂和顏料分散/溶解在例如有機溶劑中而形成的油相和由樹脂微粒、與水混溶的溶劑等形成的水相在管道式均勻混合機中乳化，然后除去溶劑，洗滌，和干燥。在該方法中，獲得了這樣的調(diào)色劑，其調(diào)色劑粉末的體均粒徑Dv為4 8 μ m，調(diào)色劑的體均粒徑Dv與數(shù)均粒徑Dn之比 (Dv/Dn)為1. 00 1. 25，和體均粒徑為3 μ m或更低的調(diào)色劑細粉末的含量比例為10%或更低，從而提出了具有窄粒度分布的小粒徑調(diào)色劑。
由該方法制造的調(diào)色劑屬于化學調(diào)色劑領域。因此，調(diào)色劑的制造成本提高，并且由于體均粒徑為3μπι或更低的粉末的含量限制為10%或更低，產(chǎn)率下降，從而進一步提高成本。各種外部添加劑用作不可缺少的調(diào)色劑組分以響應對改進執(zhí)行速度、圖像質(zhì)量、 和耐久性的要求。在這樣的情況下，隨著調(diào)色劑尺寸下降，相應地也需要外部添加劑的尺寸下降。這種小粒徑的外部添加劑在小調(diào)色劑顆粒表面上的均勻附著超出了常規(guī)混合方法和技術所及。也就是說，所述常規(guī)混合方法和技術不能滿足所述各種外部添加劑所需的各自的附著要求。另外，JP-2008-70577描述了通過以下方式制造的調(diào)色劑使用具有混合葉片的混合機將外部添加劑如疏水性二氧化硅、氧化鈦、和氧化鋯與特定的聚酯樹脂混合，所述混合葉片在第一混合步驟中設定為以3 10m/S的速度旋轉且在第二混合步驟中設定為以 20 60m/s的速度旋轉。在該方法中，第一添加劑為BET比表面積為80 200m2/g的疏水性二氧化硅和第二添加劑具有小于第一添加劑的BET比表面積。調(diào)色劑的數(shù)均粒徑Dn為2. 5 μ m 4. 5 μ m 和粒度分布指數(shù)(Dv/Dn)為1. O 1. 3。母體調(diào)色劑顆粒和總質(zhì)量的50重量％ 100重量％的第二添加劑首先在第一混合步驟中摻混，然后在第二混合步驟中，其余的第二添加劑和所有第一添加劑摻混。但是，將大粒徑的添加劑與小粒徑的添加劑混合是已知技術，并且沒有提到對游離組分的效果的確認。因此，如果在第一混合步驟中混合不易于附著到母體調(diào)色劑顆粒表面的大粒徑的二氧化硅，則二氧化硅會在第二混合步驟中通過機械剪切力脫離。另外，JP-2007-86348描述了制造調(diào)色劑的方法，其包括從由乳化聚合聚集法制造的小粒徑的調(diào)色劑顆粒除去游離的外部添加劑的步驟，而沒有旋風分離設備對調(diào)色劑性能的不利影響。還提到了游離的無機微粒的比例，以及通過使用作為表面活性劑的基于聚氧乙烯(10)辛基苯基醚的化合物評價和確認游離的無機微粒的收集比例的方法。該表面活性劑不具有良好的親水性質(zhì)(附著潤濕)，其需要高附著密度。這帶來了氣泡和用量方面的缺點。本發(fā)明的發(fā)明人已研究和探索了各種混合方法中混合能量的強度和外部添加劑的附著強度之間的關系，并發(fā)現(xiàn)了以下模式。在使用共混機如V型共混機以相對低的能量進行混合的情況下，對于混合能量在附著吸引力弱的部分區(qū)域中有峰。因此，混合分散力弱，所以外部添加劑沒有被分散而是作為團塊出現(xiàn)。在使用具有相對來說中等范圍能量的混合機如亨舍爾混合機的情況下，對于混合能量在中間有附著比例的峰，而在附著力弱的兩側上緩和變尖。在附著力相對來說取決于翼片的轉數(shù)的混合機或以高混合能量提供強附著力的高能量共混機如Mecanofusion中，存在部分地具有相對弱的附著力的峰和區(qū)域，這使得其難以將外部添加劑均勻地附著到調(diào)色劑。此外，作為確保調(diào)色劑帶電穩(wěn)定性的方法，JP-H05-66608-A、JP-H04-9860-A 等描述了加入疏水化無機細粉末或進一步用硅油等處理的疏水化無機細粉末。JP-S61-249059-A、JP-H04-264453-A和JP-H05-346682描述了與經(jīng)硅油處理的無機細粉末組合使用疏水化無機細粉末的方法。JP-3230046-B描述了組合使用小粒徑的調(diào)色劑顆粒與特定的外部添加劑。 JP-3639714-B描述了如下方法，其中規(guī)定2 μ m或更低的小粒徑調(diào)色劑的分布以穩(wěn)定調(diào)色劑顆粒的帶電性，從而改進文字銳度、實地黑色濃度、和文字缺失之間的平衡。但是，由于外部添加劑長期的附著狀態(tài)在使用回收調(diào)色劑的系統(tǒng)中不能保持得非常好，因此調(diào)色劑的耐久性品質(zhì)沒有改進。此外，JP-3216394-B描述了這樣的方法，其通過首先只混合母體調(diào)色劑顆粒以獲得粉碎的初級顆粒，然后在混合步驟中將預定的外部添加劑附著到初級母體調(diào)色劑顆粒的表面而將外部添加劑均勻地附著到母體調(diào)色劑顆粒。但是，由于這是從將外部添加劑置于粉碎的初級母體調(diào)色劑顆粒一部分上開始的混合外部添加劑的混合方法，因此外部添加劑沒有均勻附著，使得帶電性的穩(wěn)定性沒有改進。JP-2008-70577-A描述了這樣的方法，其將兩種外部添加劑之一與母體調(diào)色劑顆粒混合，然后與兩種中的另一種混合，以限制外部添加劑的游離。但是，第二外部添加劑沒有充分地分散。

發(fā)明內(nèi)容
由于這些原因，本發(fā)明的發(fā)明人認識到，對這樣的調(diào)色劑、和制造該調(diào)色劑的方法以及使用該調(diào)色劑的圖像形成方法存在需求，所述調(diào)色劑通過采用特定的混合系統(tǒng)，以調(diào)色劑受控的摩擦帶電量和環(huán)境變化中穩(wěn)定保持的摩擦帶電性質(zhì)產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)圖像，從而防止在調(diào)色劑圖像的顯影期間由調(diào)色劑和調(diào)色劑組分如外部添加劑附著到圖像承載部件而產(chǎn)生異常圖像，在該特定的混合系統(tǒng)中外部添加劑強力附著到具有規(guī)定的粒度分布的母體調(diào)色劑顆粒。因此，本發(fā)明的目的是提供這樣的調(diào)色劑、和制造該調(diào)色劑的方法以及使用該調(diào)色劑的圖像形成方法，所述調(diào)色劑通過采用特定的混合系統(tǒng)，以調(diào)色劑受控的摩擦帶電量和環(huán)境變化中穩(wěn)定保持的摩擦帶電性質(zhì)產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)圖像，從而防止在調(diào)色劑圖像的顯影期間由調(diào)色劑和調(diào)色劑組分如外部添加劑附著到圖像承載部件而產(chǎn)生異常圖像，在該特定的混合系統(tǒng)中外部添加劑強力附著到具有規(guī)定的粒度分布的母體調(diào)色劑顆粒。簡單來說，接下來描述的本發(fā)明的這個和其它目的將變得更明晰，并且這些目的可以通過包含含有粘合劑樹脂、脫模劑和著色劑的母體調(diào)色劑顆粒以及含有無機微粒的外部添加劑的調(diào)色劑單獨或組合地實現(xiàn)。外部添加劑與母體調(diào)色劑顆粒在混合步驟中通過混合機混合。外部添加劑通過超聲波振動從母體調(diào)色劑顆粒游離，并在含有用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中以由原子吸收光譜法測得的0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑4g/100ml)的量收集。優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，所述混合步驟包括包括操作時間與冷卻時間之比為 0. 5 5. 0的操作時間和冷卻時間的一次或多次循環(huán)。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，操作時間和冷卻時間的一次循環(huán)為一分鐘到兩分鐘。
進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，所述混合步驟包括將所述無機微粒分散在所述母體調(diào)色劑顆粒中和將所述無機微粒附著到所述母體調(diào)色劑顆粒。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，所述無機微粒含有二氧化硅，并且由原子吸收光譜法測得的從母體調(diào)色劑顆粒游離的二氧化硅的量為0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑 4g/100ml)。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，其中所述二氧化硅的比表面積為150m2/g 250m2/g。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，所述無機微粒含有氧化鈦，和由原子吸收光譜法測得的從母體調(diào)色劑顆粒游離的氧化鈦中鈦的量為0. Ippm 5ppm/(調(diào)色劑4g/100ml)。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，二氧化硅與氧化鈦一起或在氧化鈦之前附著到母體調(diào)色劑顆粒的表面。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，母體調(diào)色劑顆粒的體均粒徑Dν為4. 5 5. 2 μ m，粒徑為4. 0 μ m或更低的顆粒的含量比例為60數(shù)量％或更低，和體均粒徑Dv與數(shù)均粒徑Dn之比(Dv/Dn)為1. 10 1. 40。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，母體調(diào)色劑顆粒的粒徑為3. 2μπι或更低的顆粒的數(shù)量的含量比例為35%或更低，和粒徑為8 μ m或更高的顆粒的體積含量比例為2. 0% 或更低。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，所述母體調(diào)色劑顆粒中所述脫模劑的含量為
低于6重量％。進一步優(yōu)選的是，上述調(diào)色劑進一步含有電荷控制劑。進一步優(yōu)選的是，在上述調(diào)色劑中，所述粘合劑樹脂含有聚酯樹脂。作為本發(fā)明的另一方面，提供了制造調(diào)色劑的方法，其包括粉碎含有粘合劑樹脂、 脫模劑、和著色劑的調(diào)色劑材料，然后對所述粉碎的調(diào)色劑材料進行空氣分級以獲得母體調(diào)色劑顆粒，并用混合機將無機微粒與母體調(diào)色劑顆?；旌?，所述混合包括將所述無機微粒分散在所述母體調(diào)色劑顆粒中的步驟，和將所述無機微粒附著到所述母體調(diào)色劑顆粒的步驟，其中所述調(diào)色劑受到超聲波振動以在含有用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中收集游離的外部添加劑，并且由原子吸收光譜法測得的游離的外部添加劑的量為 0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑 4g/100ml)。優(yōu)選的是，在制造調(diào)色劑的方法中，混合步驟包括操作時間與冷卻時間之比為 0. 5 5. 0的操作時間和冷卻時間。進一步優(yōu)選的是，在制造調(diào)色劑的方法中，混合機具有攪拌葉片，并且操作時間和冷卻時間的一次循環(huán)為一分鐘到兩分鐘。作為本發(fā)明的另一方面，提供了制造調(diào)色劑的方法，其包括以下步驟粉碎含有粘合劑樹脂、脫模劑、和著色劑的調(diào)色劑材料以獲得粉碎的調(diào)色劑材料，對所述粉碎的調(diào)色劑材料空氣分級以獲得母體調(diào)色劑顆粒，和使用混合機將含有無機微粒的外部添加劑與母體調(diào)色劑顆?；旌希龌旌习▽o機微粒分散到母體調(diào)色劑顆粒中的步驟和將無機微粒附著到母體調(diào)色劑顆粒的步驟，其中外部添加劑通過超聲波振動從母體調(diào)色劑顆粒游離， 并在含有用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中以由原子吸收光譜法測得的0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑4g/100ml)的量收集。
優(yōu)選的是，在上述制造調(diào)色劑的方法中，混合步驟包括操作時間與冷卻時間之比為0. 5 5. 0的操作時間和冷卻時間。進一步優(yōu)選的是，在上述制造調(diào)色劑的方法中，混合機具有攪拌葉片，并且操作時間和冷卻時間的一次循環(huán)為一分鐘到兩分鐘。作為本發(fā)明的另一方面，提供了圖像形成方法，其包括在圖像承載部件上形成靜電潛像，用上述調(diào)色劑顯影該靜電潛像以獲得調(diào)色劑圖像，將該調(diào)色劑圖像轉印到記錄介質(zhì)，和將該調(diào)色劑圖像定影在該記錄介質(zhì)上。


當結合附圖考慮時，本發(fā)明的各種其它目的、特征和隨之帶來的優(yōu)點將從具體說明中變得更好理解，從而得以更完整地領會，在附圖中，相同的附圖標記自始至終表示相同的對應部分，其中圖1是展示本發(fā)明的處理盒實例的示意圖；和圖2A、2B、2C和2D是展示附著到本發(fā)明的制造調(diào)色劑的方法制造的調(diào)色劑的外部添加劑實例的SEM照片。
具體實施例方式作為本發(fā)明人作出的創(chuàng)造性研究的結果，發(fā)現(xiàn)對于典型的制造條件中的混合能量，制造出附著力弱的調(diào)色劑顆粒，導致調(diào)色劑顆粒之間相對于附著力的不均勻性。這些附著力弱的調(diào)色劑顆粒導致外部添加劑與其分離，這帶來了與載體顆粒攪拌期間的剪切力和與顯影單元處的圖像承載部件磨耗的問題。因此，本發(fā)明的發(fā)明人通過盡可能減少粒徑為 3. 2 μ m或更低的細調(diào)色劑顆粒的含量比例和除去粒徑為8. 0 μ m或更高的粗調(diào)色劑顆粒來調(diào)節(jié)經(jīng)分級的調(diào)色劑的粒度分布，以控制包括無機微粒如二氧化硅的外部添加劑對調(diào)色劑的附著狀態(tài)。由此，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，賦予中等范圍(=較低的)能量的混合方法是最佳的。也就是說，在這樣的混合方法中，通過將附著力弱的調(diào)色劑顆粒盡可能減少至最少而將外部添加劑對調(diào)色劑的附著力控制為均勻的。在進一步的創(chuàng)造性研究中，研究了使用亨舍爾混合機以賦予調(diào)色劑恒定能量。作為基于體積和旋轉能量的條件考慮旋轉葉片頂端(tip)的冷卻循環(huán)分析在作為混合共混機的混合槽中空氣渦旋狀態(tài)的結果，通過控制旋轉和根據(jù)目的有效地向調(diào)色劑賦予能量可以使外部添加劑對調(diào)色劑的附著力均勻。本發(fā)明的調(diào)色劑穩(wěn)定地控制和保持摩擦帶電量和摩擦帶電性質(zhì)而不受環(huán)境變化影響，并且不產(chǎn)生與因極度限制外部添加劑游離組分的量而在用調(diào)色劑顯影圖像期間發(fā)生的外部添加劑如二氧化硅附著到圖像承載部件導致的成膜有關的異常圖像。還提供了制造該調(diào)色劑的方法。調(diào)色劑通過以下方式制造粉碎含有粘合劑樹脂、脫模劑、著色劑等的調(diào)色劑材料以獲得母體調(diào)色劑顆粒，和用混合機將母體調(diào)色劑顆粒與外部添加劑如無機微?；旌?，然后進行空氣分級。調(diào)色劑受到超聲波振動以使外部添加劑游離，和游離的外部添加劑在含有表面活性劑聚氧乙烯月桂基醚的水溶液中收集。由原子吸收光譜法測得的外部添加劑的收集量為0. Ippm IOppm/ (調(diào)色劑4g/100ml)。因此，調(diào)色劑具有改進的帶電性，尤其是改進的環(huán)境穩(wěn)定性，使得能夠在高溫高濕到低溫低濕的環(huán)境中長期連續(xù)產(chǎn)生沒有成膜的優(yōu)質(zhì)圖像。此外，調(diào)色劑通過反復在混合步驟中進行混合(操作)時間和冷卻時間的循環(huán)而制造，其中混合時間與冷卻時間之比為0. 5 5. 0。因此，溫度在混合期間不升高，使得帶電性，例如，從低溫低濕環(huán)境到高溫高濕環(huán)境調(diào)色劑帶電量的波動非常小，并且長期穩(wěn)定連續(xù)地印刷出優(yōu)質(zhì)圖像，而沒有由成膜導致的異常圖像。由原子吸收光譜法測得的從母體調(diào)色劑顆粒游離的外部添加劑如二氧化硅的量為0. Ippm 10ppm(調(diào)色劑4g/100ml)。此外，用于在超聲波振動操作中分離附著的組分和游離的組分的表面活性劑具有溶解疏水性微粒的功能。因此，游離的組分可以由其中溶解了游離的組分的水性組分量化，使得量化精度得到極大地改進。從而，可以精確分析機械攪拌能量、旋轉葉片、外部添加劑的附著狀態(tài)、和游離的組分的變化以容易地獲得目標調(diào)色劑。此外，氧化鈦優(yōu)選作為外部添加劑附著到母體調(diào)色劑顆粒。由原子吸收光譜法測得的從母體調(diào)色劑顆粒游離的鈦的量為0. Ippm 5ppm(調(diào)色劑4g/100ml)。在該范圍內(nèi)， 帶電性不會顯著改變。例如，帶電量的變化在從高溫高濕到低溫低濕的環(huán)境中小。從而，長期穩(wěn)定連續(xù)地印刷出優(yōu)質(zhì)圖像，而沒有由成膜導致的異常圖像。另外，外部添加劑的游離量可以通過等離子光譜分析(ICP AES)法獲得，但是沒有描述直接獲得游離量的方法。JP-2006-154387-A和2006-323368-A通過用熒光X射線分析附著比例并將其從總
量減去而獲得游離量。該方法需要外部添加劑的總量。相反，在本發(fā)明中，外部添加劑的游離量基于附著到調(diào)色劑的外部添加劑進行精確分析。也就是說，游離量通過直接分析濾液而量化。因此，可以進行關于外部添加劑的附著力、混合處理等的分析研究，因而分析的精確度得到了改進。另外，用于在混合步驟中將母體調(diào)色劑顆粒與外部添加劑混合的混合設備是具有攪拌葉片的混合機如亨舍爾混合機。一次循環(huán)中的混合時間為一到兩分鐘，其是將外部添加劑如二氧化硅的游離比例調(diào)節(jié)到0. Ippm IOppm的混合條件。由此制造的調(diào)色劑具有適當?shù)膸щ娦圆⑶規(guī)缀醪粫w散，從而不會導致背景沾污。另外，通過調(diào)節(jié)以具有體均粒徑Dv為4. 5 μ m 5. 2 μ m、粒徑為4. 0 μ m或更低的調(diào)色劑顆粒的含量比例為基于調(diào)色劑顆粒數(shù)量的60%或更低、體均粒徑Dv與數(shù)均粒徑Dn 之比Dv/Dn為1. 10 1. 40的特定調(diào)色劑，可以減少二氧化硅、氧化鈦等外部添加劑顆粒的聚集，并且外部添加劑可以均勻地附著到母體調(diào)色劑顆粒。因此，獲得的調(diào)色劑具有良好的帶電性如電荷升高和帶電量，從而防止調(diào)色劑飛散和發(fā)生背景沾污。此外，通過將粒徑為 3. 2 μ m或更低的細調(diào)色劑顆粒的含量比例限制為基于調(diào)色劑顆粒數(shù)量的35%或更低，并將粒徑為8. 0 μ m或更高的粗調(diào)色劑顆粒的含量比例限制為基于調(diào)色劑顆粒體積的2. 0% 或更低，將剪切力均勻地施加到混合槽中的細調(diào)色劑顆粒，使得外部添加劑均勻地附著到母體調(diào)色劑顆粒，并且粗調(diào)色劑顆粒被分級和除去，從而粒度分布變窄，因而混合期間均勻地施加攪拌力。獲得的調(diào)色劑具有良好的帶電性如初期電荷升高和帶電量，從而防止調(diào)色劑飛散和發(fā)生背景沾污。另外，當調(diào)色劑顆粒內(nèi)部的脫模劑的含量為6%或更低時，外部添加劑均勻地附著，并減少了調(diào)色劑粉末的聚集，使得調(diào)色劑的流動性得到改進。此外，通過組合使用氧化鈦，初期電荷升高變穩(wěn)定，和調(diào)色劑的摩擦帶電量得到穩(wěn)定地控制和保持。此外，對于環(huán)境改變的穩(wěn)定性也變得良好。另外，獲得的調(diào)色劑具有良好的輸送性質(zhì)、顯影性質(zhì)、儲存性等，而不會導致由附著到圖像承載部件造成的異常圖像的產(chǎn)生。對于本發(fā)明的調(diào)色劑，外部添加劑的附著比例是均勻的，并且通過使用超聲波振動方法的氧化鈦自母體調(diào)色劑顆粒的游離比例為0. Ippm 5ppm。因此，調(diào)色劑顆粒的帶電性得到改進，尤其是環(huán)境穩(wěn)定性，使得在高溫高濕到低溫低濕的環(huán)境中長期連續(xù)產(chǎn)生沒有霧化的優(yōu)質(zhì)圖像。尤其是，當組合使用具有負極性基團的表面改質(zhì)(reforming)處理劑時，耐久性和環(huán)境穩(wěn)定性可以得到進一步改進，從而降低成本。另外，作為表面活性劑，使用HLB為12 18的聚氧乙烯月桂基醚化合物，和水溶液的濃度調(diào)節(jié)為0. 01 0. 5重量％。這適于收集通過超聲波振動方法游離的二氧化硅和量化游離的組分以進行分析。此外，本發(fā)明的調(diào)色劑適用于圖像形成方法，所述方法包括將電壓從外部施加到帶電部件的帶電步驟，在圖像承載部件上形成靜電潛像的靜電潛像形成步驟，通過顯影設備如顯影套筒由靜電潛像形成調(diào)色劑圖像的顯影步驟，通過將電壓從外部施加到轉印部件將調(diào)色劑圖像轉印到記錄介質(zhì)的轉印步驟，在轉印后用清潔部件清潔帶電的圖像承載部件的表面的清潔步驟，在施加熱和壓力時將轉印的圖像定影在記錄介質(zhì)上的定影步驟，和其它適當選擇的可選步驟。調(diào)色劑和制造調(diào)色劑的方法本發(fā)明的制造調(diào)色劑的方法制造的調(diào)色劑由至少具有粘合劑樹脂和著色劑的具有特定粒度分布的母體調(diào)色劑顆粒以及附著到所述母體調(diào)色劑顆粒的外部添加劑如二氧化硅和氧化鈦形成。調(diào)色劑受到超聲波振動以在含有用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中收集游離的外部添加劑，并且由原子吸收光譜法測得的游離的外部添加劑的量為0. Ippm IOppm/ (調(diào)色劑4g/100ml)。外部添加劑優(yōu)選通過重復混合(操作)和冷卻的循環(huán)1至10次而與母體調(diào)色劑顆?；旌稀；旌涎h(huán)中混合時間(操作時間)與冷卻時間之比優(yōu)選為0. 5 5. 0，并且通過超聲波振動方法的自母體調(diào)色劑顆粒的外部添加劑的游離量為0. 1 IOppm0還優(yōu)選的是，外部添加劑包括二氧化硅，并且通過超聲波振動方法的自母體調(diào)色劑顆粒的二氧化硅的游離量為0. 1 lOppm。更優(yōu)選，外部添加劑進一步包括氧化鈦，并且通過超聲波振動方法的自母體調(diào)色劑顆粒的氧化鈦的游離量為0. 1 5ppm。本發(fā)明的調(diào)色劑由本發(fā)明的制造調(diào)色劑的方法制造。本發(fā)明的制造調(diào)色劑的方法描述如下，然后還描述本發(fā)明的調(diào)色劑。本發(fā)明的制造調(diào)色劑的方法適用于制造粉碎的調(diào)色劑的方法，其中調(diào)色劑材料被粉碎以獲得粗顆粒，然后進一步在噴射空氣中粉碎和空氣分級。獲得的母體調(diào)色劑顆粒優(yōu)選的體均粒徑Dv為4. 5 μ m 5. 2 μ m，粒徑為4. 0 μ m或更低的調(diào)色劑顆粒的含量比例為60%或更低，體均粒徑Dv與數(shù)均粒徑Dn之比Dv/Dn為1. 10 1. 40。更優(yōu)選，獲得的母體調(diào)色劑顆粒的粒徑為3. 2μπι或更低的細顆粒的含量比例為基于調(diào)色劑顆粒數(shù)量的35%或更低，和粒徑為8. 0 μ m或更高的粗顆粒的含量比例為基于調(diào)色劑顆粒體積的2. 0%或更低。在混合步驟中，母體調(diào)色劑顆粒和外部添加劑置于混合機中，并以低能量混合，然后以高能量混合，以在低能量混合中將外部添加劑分散在全部母體調(diào)色劑顆粒中，并在高能量混合中將外部添加劑固定在全部母體調(diào)色劑顆粒上。因此，外部添加劑不會從母體調(diào)色劑顆粒脫離，使得獲得的調(diào)色劑具有長的使用壽命，并且通過使用該調(diào)色劑可以長期產(chǎn)生沒有不均勻圖像濃度、白條等的優(yōu)質(zhì)圖像。具體來說，優(yōu)選使用圓錐轉子法，因為扭矩低。如上所述，本發(fā)明的制造調(diào)色劑的方法中的混合步驟包括“低能量混合階段”和 “高能量混合階段”。在低能量混合階段，主要是以低能量將原材料粉碎以將其締合狀態(tài)解離成分散體。在高能量混合階段，主要是以高能量將無機微粒附著到母體調(diào)色劑顆粒。所述“主要是”表示，雖然無機微粒首先被粉碎然后附著到母體調(diào)色劑顆粒，但嚴格來說，外部添加劑仍在高能量混合階段被粉碎。但是，剪切力在高能量混合中更大。提供混合步驟中的冷卻以控制混合時間和冷卻時間。如果冷卻時間與混合時間相比較短或沒有提供，則難以防止在混合期間溫度升高。因此，在本發(fā)明中，提供冷卻步驟并確定其比例。轉數(shù)優(yōu)選設定為在混合中大于在冷卻中。這可以通過重復循環(huán)的時間和次數(shù)來調(diào)節(jié)。各低能量混合階段和高能量混合階段的混合/冷卻期間優(yōu)選的溫度、時間、轉數(shù)示于表1。表 權利要求
1.調(diào)色劑，其包含包含粘合劑樹脂、脫模劑和著色劑的母體調(diào)色劑顆粒；以及包含無機微粒的外部添加劑，其與所述母體調(diào)色劑顆粒在混合步驟中通過混合機混合。其中所述外部添加劑通過超聲波振動從所述母體調(diào)色劑顆粒游離，并在包含用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中以由原子吸收光譜法測得的0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑4g/100ml)的量收集。
2.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中所述混合步驟包括一次或多次循環(huán)，所述循環(huán)包含操作時間與冷卻時間之比為0. 5 5. 0的操作時間和冷卻時間。
3.根據(jù)權利要求2的調(diào)色劑，其中操作時間和冷卻時間的一次循環(huán)為一分鐘到兩分鐘。
4.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中所述混合步驟包括將所述無機微粒分散在所述母體調(diào)色劑顆粒中，和將所述無機微粒附著到所述母體調(diào)色劑顆粒上。
5.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中 所述無機微粒包含二氧化硅；和由原子吸收光譜法測得的二氧化硅從所述母體調(diào)色劑顆粒游離的量為0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑 4g/100ml)。
6.根據(jù)權利要求5的調(diào)色劑，其中所述二氧化硅的比表面積為150m2/g 250m2/g。
7.根據(jù)權利要求6的調(diào)色劑，其中 所述無機微粒包含氧化鈦；和由原子吸收光譜法測得的從所述母體調(diào)色劑顆粒游離的氧化鈦中的鈦量為0. Ippm 5ppm/(調(diào)色劑 4g/100ml)。
8.根據(jù)權利要求6的調(diào)色劑，其中所述二氧化硅與所述氧化鈦一起或在所述氧化鈦之前附著到所述母體調(diào)色劑顆粒的表面。
9.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中所述母體調(diào)色劑顆粒的體均粒徑Dv為4.5 5. 2 μ m，粒徑為4. 0 μ m或更低的顆粒的含量比例為60數(shù)量％或更低，和體均粒徑Dv與數(shù)均粒徑Dn之比(Dv/Dn)為1. 10 1. 40。
10.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中所述母體調(diào)色劑顆粒的粒徑為3.2μπι或更低的顆粒的數(shù)量含量比例為35%或更低，和粒徑為8 μ m或更高的顆粒的體積含量比例為2. 0%或更低。
11.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中所述母體調(diào)色劑顆粒中所述脫模劑的含量為低于6重量％。
12.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，進一步包含電荷控制劑。
13.根據(jù)權利要求1的調(diào)色劑，其中所述粘合劑樹脂包含聚酯樹脂。
14.制造調(diào)色劑的方法，包括以下步驟粉碎包含粘合劑樹脂、脫模劑、和著色劑的調(diào)色劑材料以獲得粉碎的調(diào)色劑材料； 對所述粉碎的調(diào)色劑材料空氣分級以獲得母體調(diào)色劑顆粒；和使用混合機將包含無機微粒的外部添加劑與所述母體調(diào)色劑顆?；旌希龌旌习▽⑺鰺o機微粒分散到所述母體調(diào)色劑顆粒中的步驟和將所述無機微粒附著到所述母體調(diào)色劑顆粒的步驟，其中所述外部添加劑通過超聲波振動從所述母體調(diào)色劑顆粒游離并在包含用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中以由原子吸收光譜法測得的0. Ippm IOppm/(調(diào)色劑4g/100ml)的量收集。
15.根據(jù)權利要求14的制造調(diào)色劑的方法，其中混合步驟包括操作時間與冷卻時間之比為0. 5 5. 0的操作時間和冷卻時間。
16.根據(jù)權利要求15的制造調(diào)色劑的方法，其中所述混合機具有攪拌葉片，并且操作時間和冷卻時間的一次循環(huán)為一分鐘到兩分鐘。
17.圖像形成方法，包括在圖像承載部件上形成靜電潛像；用權利要求1的調(diào)色劑使所述靜電潛像顯影以獲得調(diào)色劑圖像； 將所述調(diào)色劑圖像轉印到記錄介質(zhì)；和將所述調(diào)色劑圖像定影在所述記錄介質(zhì)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及調(diào)色劑、制造調(diào)色劑的方法和使用調(diào)色劑的圖像形成方法。所述調(diào)色劑含有含有粘合劑樹脂、脫模劑和著色劑的母體調(diào)色劑顆粒，以及包含無機微粒的外部添加劑，所述外部添加劑與所述母體調(diào)色劑顆粒在混合步驟中通過混合機混合，其中所述外部添加劑通過超聲波振動從母體調(diào)色劑顆粒游離并在包含用作表面活性劑的聚氧乙烯月桂基醚化合物的水溶液中以由原子吸收光譜法測得的0.1ppm～10ppm/(調(diào)色劑4g/100ml)的量收集。
文檔編號G03G15/16GK102193352SQ20111006305
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月17日
發(fā)明者利元正則, 松井秋雄, 松田喜勝, 柿本真行 申請人:株式會社理光