本發(fā)明涉及顯影裝置、成像裝置和處理盒。
背景技術:
使圖像信息可視化的方法(例如電子照相法)被用于多個領域中。在電子照相法中,通過進行充電和形成靜電荷圖像,從而在圖像保持部件的表面上形成作為圖像信息的靜電荷圖像。通過利用含有調色劑的顯影劑進行顯影從而在圖像保持部件的表面上形成調色劑圖像。將該調色劑圖像轉印至記錄介質上,并隨后將該調色劑圖像定影于記錄介質上。由此,將圖像信息可視化為圖像。經(jīng)檢驗,采用了非接觸式顯影作為利用顯影劑將圖像保持部件的表面上的調色劑圖像顯影的方法。
例如,專利文獻1披露了一種成像裝置,其在非圖像形成時使顯影輥上的調色劑飛向感光體,從而使調色劑被強制消耗。在專利文獻1所披露的成像裝置中,提供了這樣一種單元,該單元在強制消耗時向顯影輥施加具有顯影相位(phase)和回收相位的交流電壓。在顯影相位時,感光體與顯影輥之間的電位差設定為這樣的值,該電位差值可使顯影輥上常規(guī)帶電的調色劑飛向感光體。在回收相位時,感光體與顯影輥之間的電位差設定為這樣的值,該電位差值可使飛起的常規(guī)帶電的調色劑返回顯影輥。
專利文獻2披露了一種成像方法,其中將形成于感光體上的靜電荷潛像可視化以形成調色劑圖像,并且該調色劑的比表面積(BET值)等于或大于5m2/g。在專利文獻2所披露的成像方法中,列舉了非接觸式顯影方法作為使靜電荷潛像可視化的方法。
[專利文獻1]JP-A-2009-162962
[專利文獻2]JP-A-9-050147
技術實現(xiàn)要素:
在非接觸式顯影方法中,由于顯影電場的變化大,并且調色劑的帶電量的變化對顯影構成影響,因此顯影特性可能發(fā)生劣化,并且要求實現(xiàn)圖像密度的再現(xiàn)性。由于調色劑顆粒帶電后具有相同的極性,因此由于調色劑顆粒的排斥而可能會發(fā)生調色劑顆粒的飛起和散布,并且可能會發(fā)生圖像混亂。
本發(fā)明的示例性實施方案的目的是提供這樣一種顯影裝置,與所使用的調色劑中的防粘劑不均勻地僅存在于內(nèi)部的情況、或者與所使用的調色劑中的防粘劑不均勻地僅存在于表面部的情況相比,本發(fā)明的顯影裝置能夠防止圖像混亂的發(fā)生、并具有優(yōu)異的圖像密度再現(xiàn)性。
通過如下構成實現(xiàn)了上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種顯影裝置,包括:
儲存單元,其儲存靜電荷圖像顯影用調色劑;以及
顯影劑保持部件,其設置為與圖像保持部件之間留有間隙,并且將所述靜電荷圖像顯影用調色劑保持于表面上,
其中所述顯影裝置利用所述顯影劑保持部件上的靜電荷圖像顯影用調色劑,并通過非接觸式顯影,從而將形成于所述圖像保持部件的表面的靜電荷圖像顯影以形成調色劑圖像,并且
其中所述調色劑含有粘結劑樹脂、著色劑和防粘劑,并且所述調色劑具有由含有所述粘結劑樹脂的海部以及含有所述防粘劑的島部構成的海-島結構,
含有所述防粘劑的所述島部的如下偏心度B分布的最大頻率值在0.75至0.95范圍內(nèi),并且
如下偏心度B分布的偏斜度在-1.10至-0.50范圍內(nèi),
所述偏心度B由下式(1)表示:
偏心度B=2d/D(1)
其中,D表示觀察所述調色劑的截面時所述調色劑的當量圓直徑(μm),d表示觀察所述調色劑的截面時所述調色劑的重心與含所述 防粘劑的所述島部的重心之間的距離(μm)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的顯影裝置中,所述防粘劑為選自由石蠟和烯烴蠟所構成的組中的至少一者。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面,在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的顯影裝置中,所述調色劑中的所述偏心度B分布的峭度在-0.20至+1.50的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面,在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的顯影裝置中,所述調色劑中的所述偏心度B分布的最大頻率值在0.80至0.90的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面,在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的顯影裝置中,所述調色劑中的所述偏心度B分布的峭度在-0.10至+1.40的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面,提供了一種成像裝置,包括:
圖像保持部件;
充電單元,其對所述圖像保持部件的表面進行充電;
靜電荷圖像形成單元,其在所述圖像保持部件的已充電表面上形成靜電荷圖像;
顯影單元,其包括根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的顯影裝置,并且所述顯影單元將形成于所述圖像保持部件的表面上的靜電荷圖像顯影,以形成調色劑圖像;
轉印單元,其將形成于所述圖像保持部件的表面上的調色劑圖像轉印至記錄介質的表面上;以及
定影單元,其將已轉印至記錄介質的表面上的調色劑圖像定影。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面,在根據(jù)第六方面所述的成像裝置中,所述防粘劑為選自由石蠟和烯烴蠟所構成的組中的至少一者。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面,在根據(jù)第六方面所述的成像裝置中,所述調色劑中的所述偏心度B分布的峭度在-0.20至+1.50的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面,在根據(jù)第六方面所述的成像裝置中,所述調色劑中的所述偏心度B分布的最大頻率值在0.80至0.90的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面,在根據(jù)第六方面所述的成像裝置中,所述調色劑中的所述偏心度B分布的峭度在-0.10至+1.40的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面,提供了一種處理盒,其可從成像裝置上拆卸下來,所述盒包括:
圖像保持部件;以及
顯影單元,其包括根據(jù)第一方面所述的顯影裝置,并且所述顯影單元將形成于所述圖像保持部件的表面上的靜電荷圖像顯影,以形成調色劑圖像。
與所使用的調色劑中的防粘劑不均勻地僅存在于內(nèi)部或者所使用的調色劑中的防粘劑不均勻地僅存在于表面部分的情況相比,根據(jù)本發(fā)明的第一至第五方面中的任意一個方面,提供了這樣一種顯影裝置,該顯影裝置防止了圖像混亂的發(fā)生,并且具有優(yōu)異的圖像密度再現(xiàn)性。
與所使用的調色劑中的防粘劑不均勻地僅存在于內(nèi)部或者所使用的調色劑中的防粘劑不均勻地僅存在于表面部分的情況相比,根據(jù)本發(fā)明的第六至第十一方面中的任意一個方面,提供了這樣一種成像裝置或處理盒,該成像裝置或處理盒防止了圖像混亂的發(fā)生,并且具有優(yōu)異的圖像密度再現(xiàn)性。
附圖說明
下面將基于如下附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進行說明,其中:
圖1為示出了根據(jù)該示例性實施方案的成像裝置的實例的示意性構成圖;
圖2為示出了根據(jù)該示例性實施方案的處理盒的實例的示意性構成圖;
圖3為示出了根據(jù)該示例性實施方案的非接觸式顯影中所用的顯影裝置的實例的示意圖;
圖4為示出了粉末供給添加方法(動力供給添加方法)的示意圖;并且
圖5為示出了根據(jù)該示例性實施方案的調色劑中防粘劑域的偏心度B分布的實例的圖。
具體實施方式
下文中,將對作為本發(fā)明實例的示例性實施方案進行詳細說明。
根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置包括顯影劑保持部件,該顯影劑保持部件儲存靜電荷圖像顯影用調色劑,且利用該靜電荷圖像顯影用調色劑并通過非接觸式顯影從而將形成于圖像保持部件的表面上的靜電荷圖像顯影,由此形成調色劑圖像。
顯影劑保持部件設置為與圖像保持部件之間留有間隙,并且將靜電荷圖像顯影用調色劑保持于顯影劑保持部件的表面。
靜電荷圖像顯影用調色劑包含粘結劑樹脂、著色劑、以及選自由烴蠟和天然蠟構成的組中的防粘劑中的至少一種。靜電荷圖像顯影用調色劑具有由含有粘結劑樹脂的海部以及含有防粘劑的島部構成的海-島結構。在該調色劑中,在含有防粘劑的島部處,由以下表達式(1)表示的偏心度B分布的最大頻率值在0.75至0.95范圍內(nèi),偏心度B分布的偏斜度在-1.10至-0.50范圍內(nèi)。
表達式(1):偏心度B=2d/D
其中,D表示觀察調色劑的截面時調色劑的當量圓直徑(μm),d表示觀察調色劑的截面時調色劑的重心與含防粘劑的島部的重心之間的距離(μm)。
根據(jù)上述構成,根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置能夠防止圖像混亂的發(fā)生并具有優(yōu)異的圖像密度再現(xiàn)性。其原因尚不清楚,據(jù)推測原因如下。
在利用非接觸式顯影的成像中,顯影裝置中的顯影劑保持部件設置為與圖像保持部件之間留有間隙,從而使得顯影劑保持部件并不直接與圖像保持部件接觸。含有調色劑的顯影劑保持于顯影劑保持部件的表面上,并且通過利用這種顯影劑來形成顯影劑層。在靜電力的作用下,調色劑由該顯影劑層飛向圖像保持部件側,并且被轉移。
在非接觸式顯影中,由于顯影電場的變化大,并且調色劑的帶電 量的變化會對顯影構成影響,因此要求調色劑具有帶電穩(wěn)定性。
調色劑(調色劑顆粒)帶電后具有相同的極性,因此相互間具有排斥性。由于這一原因,調色劑顆粒在由顯影劑保持部件飛向圖像保持部件時會相互排斥,或者正在飛向圖像保持部件的調色劑顆粒會受到來自于之前已轉移至圖像保持部件的調色劑顆粒的排斥力,由此可能會發(fā)生調色劑顆粒的飛起和散布,并且將形成的圖像可能會發(fā)生圖像混亂。
含防粘劑的島部(下文中也稱之為“防粘劑域”)的偏心度B為顯示防粘劑域的重心與調色劑重心之間距離遠近的指數(shù)。偏心度B數(shù)值較大,則表示防粘劑域靠近調色劑表面。偏心度B數(shù)值較小,則表明防粘劑域靠近調色劑的重心。偏心度B分布的最大頻率值表示這樣的部分,在該部分中,在調色劑的徑向上存在最大量的防粘劑域。偏心度B分布的偏斜度表示所述分布的左右對稱性。具體而言,偏心度B分布的偏斜度表示距離分布的最大頻率值的不均勻度。即,偏心度B分布的偏斜度表示防粘劑域的分布距離在調色劑的徑向上存在最大量防粘劑域的部分的程度。
即,當防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值為0.75至0.95時,這表示在調色劑的表層部分存在最大量的防粘劑域。當防粘劑域的偏心度B分布的偏斜度在-1.10至-0.50時,這表示防粘劑域以梯度分布在由調色劑的表層部分至其內(nèi)部(參見圖5)。
通過這種方式,對于其中防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值和偏斜度分別滿足上述范圍的調色劑,其為這樣的調色劑:其中,最大量的防粘劑域存在于表層部分,并且,防粘劑域以梯度分布在由調色劑顆粒的內(nèi)部至其表層部分。在該示例性實施方案的調色劑(其含有烴蠟和天然蠟中的至少一種作為防粘劑)中,在表面上存在這樣的物質,該物質的極性小于粘結劑樹脂的極性,并且比粘結劑樹脂更為中性,因此調色劑顆粒之間的排斥力降低。由此,據(jù)推測防止了調色劑顆粒的飛起和散布,并防止了圖像混亂的發(fā)生。
在防粘劑不均勻地僅存在于表面部分的調色劑中,調色劑顆粒的內(nèi)部和表面部分之間的帶電容易性存在差異,帶電量不穩(wěn)定,因此非接觸 顯影中的顯影特性不穩(wěn)定。因此,在圖像保持部件的靜電荷圖像上,并未使所需量的調色劑顯影,其密度可能會低于待形成的圖像的密度。因此,要求實現(xiàn)圖像密度的再現(xiàn)性。
另一方面,在該示例性實施方案所用的調色劑中,最大量的防粘劑域存在于表層部分,并且防粘劑域以梯度分布在由調色劑的內(nèi)部至其表層部分,因此調色劑顆粒的表層部分與內(nèi)部之間的帶電性差異降低。由此,帶電量是穩(wěn)定的。因此據(jù)認為即使在非接觸式顯影中也可顯示出優(yōu)異的顯影特性,并且圖像密度再現(xiàn)性優(yōu)異。
在相關技術中的一種調色劑(JP-A-2004-145243)中,通過利用溶解于溶劑中的粘結劑樹脂和防粘劑之間的親水性-疏水性差異,從而使防粘劑位于表面附近。在相關技術中的其他調色劑(JP-A-2011-158758)中,利用不均勻分布的控制樹脂并通過捏合粉碎法從而使防粘劑位于表面附近,其中該不均勻分布的控制樹脂同時具有接近于粘結劑樹脂的極性的部分、以及接近于防粘劑的極性的部分。然而,所有這些調色劑通過利用材料的物理性質來控制防粘劑在調色劑中的位置,并不會使調色劑中的防粘劑域的分布具有梯度。
下面將對根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置進行詳細說明。
靜電荷圖像顯影用調色劑
首先,將對根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置中所用的調色劑進行詳細說明。
該示例性實施方案中的調色劑具有海-島結構,其中海部包含粘結劑樹脂,并且島部包含選自由烴蠟和天然蠟構成的組中的防粘劑的至少一種。即,該調色劑具有這樣的海-島結構,其中,防粘劑以島狀存在于粘結劑樹脂的連續(xù)相中。優(yōu)選地,從防止剝離不良并抑制光澤不均勻的角度來看,防粘劑域不存在于觀察調色劑的截面時調色劑的中心部(重心部)。
在具有海-島結構的調色劑中,防粘劑域(含防粘劑的島部)的偏心度B分布的最大頻率值為0.75至0.95,并且從抑制圖像混亂的角度來看,其優(yōu)選為0.80至0.95,更優(yōu)選為0.80至0.90,最優(yōu)選為0.85至0.90。
防粘劑域(含防粘劑的島部)的偏心度B分布的偏斜度的范圍為-1.10至-0.50,從改善圖像密度的再現(xiàn)性的角度來看,其范圍優(yōu)選為-1.00至-0.60,更優(yōu)選為-0.95至-0.65。
從改善圖像密度的再現(xiàn)性并防止發(fā)生圖像混亂的角度來看,防粘劑域(含防粘劑的島部)的偏心度B分布的峭度的范圍優(yōu)選為-0.20至+1.50,更優(yōu)選為-0.15至+1.40,還更優(yōu)選為-0.10至+1.40,最優(yōu)選為-0.10至+1.30。
峭度為示出偏心度B分布的峰的尖銳度的指標(即,分布的最大頻率值)。峭度位于上述范圍內(nèi)表示這樣的狀態(tài),其中在偏心度B分布中,峰部(最大頻率值)不過度尖銳,并且雖然分布具有突出,但是分布具有適當?shù)厍€化的峰部。因此,出現(xiàn)這樣的狀態(tài),其中防粘劑存在于表面,并且也適當?shù)卮嬖谟谡{色劑顆粒的朝向內(nèi)部的方向上,因此大幅改善了圖像密度的再現(xiàn)性,并顯著抑制了圖像混亂的發(fā)生。
下面將對證實調色劑的海-島結構的方法進行說明。
例如,通過利用透射電子顯微鏡觀察調色劑(調色劑顆粒)橫截面的方法、或者利用四氧化釕將調色劑顆粒的橫截面染色并借助于掃描電子顯微鏡觀察經(jīng)過染色的橫截面的方法來證實調色劑的海-島結構。從能夠更清楚地觀察調色劑橫截面中的防粘劑域的角度來看,優(yōu)選的是利用掃描電子顯微鏡的觀察方法。作為掃描電子顯微鏡,可使用本領域技術人員所熟知的型號。例如,由Hitachi High-Technologies公司生產(chǎn)的SU8020以及由JEOL公司生產(chǎn)的JSM-7500F等。
具體而言,按照如下方式進行觀察。首先,將待測量的調色劑(調色劑顆粒)包埋于環(huán)氧樹脂中,然后使環(huán)氧樹脂固化。通過包括金剛石刀片的顯微鏡用薄片切片機將固化制品切割為薄切片,從而獲得裸露出調色劑的橫截面的觀察樣品。對薄的觀察樣品進行四氧化釕染色,并用掃描電子顯微鏡觀察調色劑的橫截面。通過該觀察方法觀察到了海-島結構,其中,具有亮度差異(對比度)的防粘劑以島狀存在于調色劑的橫截面中,其中該亮度差異是由防粘劑相對于粘結劑樹脂的連續(xù)相的染色程度造成的。
下面將描述測量防粘劑域的偏心度B的方法。
按照如下方式進行防粘劑域的偏心度B的測量。首先,使用所述證實海-島結構的方法,能夠觀察到一個調色劑(調色劑顆粒)的截面的放大倍數(shù)記錄圖像。通過利用圖像分析軟件(由MITANI公司生產(chǎn)的WINROOF),在0.010000μm/像素的條件下對記錄圖像進行圖像分析。通過該圖像分析,利用包埋用環(huán)氧樹脂與調色劑的粘結劑樹脂之間的亮度差異(對比度)提取出調色劑的橫截面形狀?;谔崛〕龅恼{色劑的橫截面形狀獲得投影面積。由投影面積獲得當量圓直徑。根據(jù)算式:2√(投影面積/π)來計算當量圓直徑。將所獲得的當量圓直徑設定為調色劑截面觀察時的調色劑的當量圓直徑D。
基于所提取出的調色劑的橫截面形狀來獲得重心位置。接下來,利用粘結劑樹脂與防粘劑之間的亮度差異(對比度)來提取防粘劑域的形狀,并獲得防粘劑域的重心位置。通過如下方式獲得各重心位置。當將調色劑或防粘劑域的提取區(qū)域中的像素數(shù)目設定為n,并且將各像素的x、y坐標值設定為xi和yi(i=1,2,...,n)時,用各坐標值xi之和除以n以獲得重心的x坐標值,用各坐標值yi之和除以n以獲得重心的y坐標值。然后獲得調色劑橫截面的重心位置與防粘劑域的重心位置之間的距離。將所獲得的距離設定為觀察調色劑的截面時調色劑的重心與含防粘劑的島部的重心之間的距離d。
最后,利用式(1):偏心度B=2d/D,由各當量圓直徑D和距離d獲得防粘劑域的偏心度B。類似地,對存在于一個調色劑(調色劑顆粒)中的多個防粘劑域中的每一個均進行上述操作,由此獲得防粘劑域的偏心度B。
下面將描述防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值的計算方法。
首先,按照上述方式對200個調色劑(調色劑顆粒)的防粘劑域的偏心度B進行測量。針對所獲得的各防粘劑域的偏心度B的數(shù)據(jù),由0開始以0.01的增量(increment)對數(shù)據(jù)段進行統(tǒng)計分析處理,以獲得偏心度B的分布。由此獲得所獲分布的最大頻率值,即在防粘劑域的偏心度B分布中出現(xiàn)最頻繁的數(shù)據(jù)段的數(shù)值。將該數(shù)據(jù)段的值取為防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值。
接下來,將描述用于計算防粘劑域的偏心度B分布的偏斜度的方 法。
首先,按照上述方法獲得防粘劑域的偏心度B的分布。基于下式獲得偏心度B分布的偏斜度。在下式中,偏斜度設為Sk,防粘劑域的偏心度B的數(shù)據(jù)個數(shù)設為n,各防粘劑域的偏心度B的數(shù)據(jù)值設為xi(i=1,2,...,n),防粘劑域的偏心度B的全部數(shù)據(jù)的平均值設為x(x上方有一條橫線),并且防粘劑域的偏心度B的全部數(shù)據(jù)的標準偏差設為s。
接下來,將描述用于計算防粘劑域的偏心度B分布的峭度的方法。
首先,如上所述,獲得防粘劑域的偏心度B的分布?;谙率将@得偏心度B分布的峭度。在下式中,峭度設為Ku,防粘劑域的偏心度B的數(shù)據(jù)個數(shù)設為n,各防粘劑域的偏心度B的數(shù)據(jù)值設為xi(i=1,2,...,n),防粘劑域的偏心度B的全部數(shù)據(jù)的平均值設為x(x上方有一條橫線),并且防粘劑域的偏心度B的全部數(shù)據(jù)的標準偏差設為s。
關于滿足調色劑中防粘劑域的偏心度B分布特性的方法,將在調色劑的制備方法中進行描述。
下面將描述該示例性實施方案中的調色劑的成分。
該示例性實施方案中的調色劑含有粘結劑樹脂、著色劑和防粘劑。作為防粘劑,包含選自由烴蠟和天然蠟構成的組中的至少一種。具體而言,調色劑中的調色劑顆粒包含粘結劑樹脂、著色劑和防粘劑。調色劑可包含附著于調色劑顆粒表面的外部添加劑。
防粘劑
作為防粘劑,包含選自由烴蠟(具有烴作為骨架的蠟)和天然蠟(得 自于植物的蠟)構成的組中的至少一種。
烴蠟的例子包括石蠟、烯烴蠟等。
天然蠟的例子包括巴西棕櫚蠟、米糠蠟(rice wax)和小燭樹蠟(candelilla wax)等。
其中,烴蠟優(yōu)選作為防粘劑。烴蠟的適合之處在于:其易于形成防粘劑域,并且在定影時易于快速滲出至調色劑(調色劑顆粒)的表面。在烴蠟中,優(yōu)選石蠟或烯烴蠟。
防粘劑的熔融溫度優(yōu)選在50℃至110℃范圍內(nèi),更優(yōu)選在60℃至100℃范圍內(nèi)。
所述熔融溫度是由通過差示掃描量熱法(DSC)得到的DSC曲線而獲得的。更具體而言,熔融溫度是通過JIS K 7121-1987“塑料的轉變溫度測量方法”的熔融溫度獲得方法中所描述的“熔融峰溫度”而獲得的。
相對于全部調色劑顆粒,防粘劑的含量(例如)優(yōu)選在1重量%至20重量%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在5重量%至15重量%的范圍內(nèi)。
粘結劑樹脂
粘結劑樹脂的例子包括以下單體的均聚物、或者組合使用兩種或多種以下單體的共聚物形成的乙烯基系樹脂,這些單體為:苯乙烯類(例如苯乙烯、對氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯);(甲基)丙烯酸酯類(例如,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯);烯鍵式不飽和腈類(例如丙烯腈、甲基丙烯腈);乙烯基醚類(例如甲基乙烯基醚、乙烯基異丁基醚);乙烯基酮(例如甲基乙烯基酮、乙基乙烯基酮、乙烯基異丙烯基酮);和烯烴類(例如乙烯、丙烯、丁二烯)。
粘結劑樹脂的例子還包括非乙烯基系樹脂,如環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、纖維素樹脂、聚醚樹脂和改性樹脂、其與上述乙烯基系樹脂的混合物、或者通過在這種非乙烯基系樹脂的存在下使乙烯基系單體聚合而獲得的接枝聚合物。
可單獨使用這些粘結劑樹脂中的一種,或者可組合使用其中的兩種或更多種。
聚酯樹脂適合作為粘結劑樹脂。
作為聚酯樹脂,包括(例如)熟知的聚酯樹脂。
聚酯樹脂的例子包括多元羧酸和多元醇的縮聚物。作為聚酯樹脂,可使用市售可得的產(chǎn)品,或者可使用合成產(chǎn)物。
多元羧酸的例子包括脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、馬來酸、富馬酸、檸康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸和癸二酸),脂環(huán)式二羧酸(例如環(huán)己烷二甲酸),芳香族二羧酸(例如對苯二甲酸、間苯二酸、鄰苯二甲酸和萘二甲酸),它們的酸酐,或者它們的低級(例如碳原子數(shù)為1至5)烷基酯。其中,(例如)優(yōu)選使用芳香族二羧酸作為多元羧酸。
作為多元羧酸,可以與二元羧酸一起組合使用具有交聯(lián)結構或支鏈結構的三元或更多元的羧酸。三元或更多元的羧酸包括偏苯三酸、均苯四酸、它們的酸酐、或者它們的低級(例如碳原子數(shù)為1至5)烷基酯。
多元羧酸可以單獨使用其中的一種,也可以組合使用兩種或更多種。
多元醇的例子包括脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、和新戊二醇),脂環(huán)式二醇(例如環(huán)己二醇、環(huán)己烷二甲醇、和氫化雙酚A),和芳香族二醇(例如雙酚A的環(huán)氧乙烷加合物、雙酚A的環(huán)氧丙烷加合物)。其中,例如,優(yōu)選使用芳香族二醇和脂環(huán)式二醇作為多元醇,更優(yōu)選使用芳香族二醇。
作為多元醇,可以與二元醇一起組合使用具有交聯(lián)結構或支鏈結構的三元或更多元的醇。三元或更多元的醇的例子包括丙三醇、三羥甲基丙烷和季戊四醇。
多元醇可以單獨使用其中的一種,也可以組合使用兩種或更多種。
聚酯樹脂的玻璃化轉變溫度(Tg)優(yōu)選為50℃至80℃,更優(yōu)選 為50℃至65℃。
玻璃化轉變溫度是由通過差示掃描量熱法(DSC)得到的DSC曲線而獲得的;更具體而言,是根據(jù)JIS K-7121-1987中的“塑料的轉變溫度測量方法”的玻璃化轉變溫度的獲得方法中所披露的“外推玻璃化轉變起始溫度”而獲得的。
聚酯樹脂的重均分子量(Mw)優(yōu)選在5,000至1,000,000范圍內(nèi),更優(yōu)選在7,000至500,000范圍內(nèi)。
聚酯樹脂的數(shù)均分子量(Mn)優(yōu)選在2,000至100,000范圍內(nèi)。
聚酯樹脂的分子量分布Mw/Mn優(yōu)選在1.5至100的范圍內(nèi),更優(yōu)選在2至60的范圍內(nèi)。
通過利用凝膠滲透色譜法(GPC)來測定重均分子量和數(shù)均分子量。利用HLC-8120GPC(由TOSOH株式會社制造的GPC)作為測量裝置,使用TSKgel Super HM-M(15cm)(由TOSOH株式會社制造的色譜柱)并使用THF溶劑,從而進行通過GPC的分子量測量?;诶脝畏稚⒕郾揭蚁藰拥臏y量而繪制的分子量校正曲線,由上述測量結果計算重均分子量和數(shù)均分子量。
通過已知的制備方法來獲得聚酯樹脂。其具體的例子包括這樣的方法:其中,將聚合溫度設定在180℃至230℃的范圍內(nèi),并且根據(jù)需要在降低反應體系內(nèi)的壓力的條件下,進行反應并同時除去縮合時產(chǎn)生的水或醇。
在原料單體在反應溫度下不溶解或不相容的情況下,可以添加高沸點溶劑作為增溶劑來溶解單體。在這種情況下,在進行縮聚反應的同時將增溶劑蒸餾除去。在共聚反應中存在相容性較差的單體時,相容性較差的單體可以預先與待與該單體縮聚的酸或醇縮合,然后再與主要成分縮聚。
例如,相對于全部調色劑顆粒,粘結劑樹脂的含量優(yōu)選在40重量%至95重量%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在50重量%至90重量%的范圍內(nèi),還更優(yōu)選為60重量%至85重量%的范圍內(nèi)。
-著色劑-
著色劑的例子包括各種顏料,如炭黑、鉻黃、漢撒黃、聯(lián)苯胺 黃、士林黃、喹啉黃、顏料黃、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、伍爾坎橙、萬赤洋紅、永久紅、亮胭脂紅3B、亮胭脂紅6B、杜邦油紅、吡唑啉酮紅、立索紅、若丹明B色淀、色淀紅C、顏料紅、孟加拉玫瑰紅、苯胺藍、群青藍、銅油藍、氯化亞甲基藍、酞菁藍、顏料藍、酞菁綠、和孔雀石綠草酸鹽,以及各種染料,如吖啶型染料、呫噸型染料、偶氮型染料、苯醌型染料、吖嗪型染料、蒽醌型染料、硫靛型染料、二噁嗪型染料、噻嗪型染料、偶氮甲堿型染料、靛青型染料、酞菁型染料、苯胺黑型染料、聚甲川型染料、三苯甲烷型染料、二苯甲烷型染料、以及噻唑型染料。
可使用這些著色劑中的一者,或者兩種或更多種組合使用。
可根據(jù)需要使用經(jīng)表面處理的著色劑,或者可將著色劑與分散劑組合使用。可將多種著色劑組合使用。
相對于全部調色劑顆粒,著色劑的含量(例如)優(yōu)選在1質量%至30質量%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在3質量%至15質量%的范圍內(nèi)。
其他添加劑
其他添加劑的例子包括已知的添加劑,例如磁性材料、電荷控制劑和無機粉末。調色劑顆粒中含有這些添加劑作為內(nèi)部添加劑。
調色劑顆粒的特性
調色劑顆??梢詾榫哂袉螌咏Y構的調色劑顆粒,或者可以為具有所謂的核/殼結構的調色劑顆粒,該核/殼結構由核(核顆粒)和包覆在所述核上的包覆層(殼層)構成。
此處,具有核/殼結構的調色劑顆??蓛?yōu)選由(例如)包含粘結劑樹脂和其他添加劑(如著色劑和防粘劑)的核以及包含粘結劑樹脂的包覆層構成。
調色劑顆粒的體均粒徑(D50v)優(yōu)選在2μm至10μm的范圍內(nèi),更優(yōu)選在4μm至8μm的范圍內(nèi)。
使用COULTER MULTISIZER II(由Beckman Coulter公司制造)、并使用ISOTON-II(由Beckman Coulter公司制造)作為電解液來測量調色劑顆粒的各種平均粒徑和各種粒度分布指數(shù)。
在測量中,將0.5mg至50mg的測量樣品添加到作為分散劑的 2ml 5%的表面活性劑(優(yōu)選為烷基苯磺酸鈉)的水溶液中。將所得材料添加到100ml至150ml的電解液中。
使用超聲波分散器將懸浮有樣品的電解液分散處理1分鐘,通過COULTER MULTISIZER II并利用孔徑為100μm的孔,對粒徑為2μm至60μm的顆粒的粒度分布進行測量。對50,000個顆粒進行取樣。
在基于所測得的粒徑分布而劃分粒度范圍(通道)中,從最小直徑一側開始繪制體積累積分布和數(shù)量累積分布。將累積百分數(shù)為16%時的粒徑定義為體均粒徑D16v和數(shù)均粒徑D16p,將累積百分數(shù)為50%時的粒徑定義為體均粒徑D50v和數(shù)均粒徑D50p。此外,將累積百分數(shù)為84%時的粒徑定義為體均粒徑D84v和數(shù)均粒徑D84p。
通過使用這些數(shù)值,按照(D84v/D16v)1/2計算體均粒徑分布指數(shù)(GSDv),并且按照(D84p/D16p)1/2計算數(shù)均粒徑分布指數(shù)(GSDp)。
調色劑顆粒的形狀因子SF1優(yōu)選在110至150的范圍內(nèi),更加優(yōu)選在120至140的范圍內(nèi)。
形狀因子SF1可以通過如下方程式確定。
方程式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在上式中,ML表示調色劑的絕對最大長度,A表示調色劑的投影面積。
具體而言,形狀因子SF1主要是通過利用圖像分析儀對顯微鏡圖像或掃描電子顯微鏡(SEM)圖像進行分析從而數(shù)字轉化而來的,并計算如下。即,通過攝像機將分散在載玻片表面上的顆粒的光學顯微鏡圖像輸入圖像分析儀LUZEX中,從而獲得100個顆粒的最大長度和投影面積,利用上述方程式進行計算,然后獲得其平均值,從而計算得到SF1的數(shù)值。
外部添加劑
外部添加劑的例子包括無機顆粒。無機顆粒的例子包括SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4和MgSO4。
可利用疏水化劑對作為外部添加劑的無機顆粒的表面進行疏水化處理。例如,通過將無機顆粒浸沒在疏水化劑中以進行利用疏水化劑的處理。對疏水化劑沒有特別的限制,其例子包括硅烷偶聯(lián)劑、硅油、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁偶聯(lián)劑。可單獨使用這些化合物中的一種,或者組合使用其中的兩種或多種。
一般而言,相對于100重量份的無機顆粒,疏水化劑的量(例如)為1重量份至10重量份。
外部添加劑的例子還包括樹脂顆粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、三聚氰胺樹脂顆粒等的樹脂顆粒)和清潔活性劑(例如,以硬脂酸鋅為代表的高級脂肪酸的金屬鹽、以及氟系聚合物顆粒)。
相對于調色劑顆粒,外部添加劑的外部添加量(例如)優(yōu)選在0.01重量%至5重量%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.01重量%至2.0重量%的范圍內(nèi)。
調色劑的制備方法
下面將對調色劑的制備方法進行描述。
調色劑是通過在制備調色劑顆粒后將外部添加劑以外部添加的方式加入調色劑顆粒中而獲得的。
調色劑顆??梢岳酶墒街品?例如捏合粉碎法)和濕式制法(例如聚集凝結法、懸浮聚合法和溶解懸浮法)中的任何一種制法制得。調色劑顆粒的制法并不特別局限于這些制法,可采用周知的制法。
在這些方法中,優(yōu)選通過聚集凝結方法獲得調色劑顆粒。
對于制備滿足上述防粘劑域的偏心度B分布特征的調色劑(調色劑顆粒),優(yōu)選通過下述聚集凝結法制備調色劑顆粒。
具體而言,優(yōu)選通過如下工序制備調色劑顆粒:制備各分散液的工序(分散液制備工序);第一聚集顆粒形成工序;第二聚集顆粒形成工序;以及凝結工序。在第一聚集顆粒形成工序中,將第一樹脂顆粒分散液和著色劑顆粒分散液混合以獲得分散液,并使該分散液中的顆粒聚集,從而形成第一聚集顆粒。通過分散相當于粘結劑樹脂的第一樹脂顆粒從而獲得第一樹脂顆粒分散液,并且通過分散著色劑的 顆粒(下文中也稱為“著色劑顆?!?從而獲得著色劑顆粒分散液。在第二聚集顆粒形成工序中,制備分散液混合物,該分散液混合物中分散有相當于粘結劑樹脂的第二樹脂顆粒以及防粘劑的顆粒(下文中也稱為“防粘劑顆粒”)。在制備了其中分散有第一聚集顆粒的第一聚集顆粒分散液之后,向第一聚集顆粒分散液中逐漸加入分散液混合物,同時逐漸提高分散液混合物中防粘劑顆粒的濃度。由此使第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒聚集于第一聚集顆粒表面,以形成第二聚集顆粒。在凝結工序中,加熱其中分散有第二聚集顆粒的第二聚集顆粒分散液,以使第二聚集顆粒凝結從而形成調色劑顆粒。
調色劑顆粒的制備方法并不局限于上述方法。例如,將樹脂顆粒分散液與著色劑顆粒分散液混合,從而使分散液混合物中的顆粒聚集。然后,在聚集過程中向分散液混合物中加入防粘劑顆粒分散液,同時逐漸提高加入速率或提高防粘劑顆粒的濃度。由此,顆粒的聚集繼續(xù)進行并由此形成聚集顆粒。通過使聚集顆粒凝結從而形成調色劑顆粒。
下面將詳細描述各工序。
分散液的制備工序
首先,利用聚集凝結法來制備各分散液。具體而言,制備其中分散有第一樹脂顆粒(其相當于粘結劑樹脂)的第一樹脂顆粒分散液、其中分散有著色劑顆粒的著色劑顆粒分散液、其中分散有第二樹脂顆粒(其相當于粘結劑樹脂)的第二樹脂顆粒分散液、以及其中分散有防粘劑顆粒的防粘劑顆粒分散液。
在各分散液制備工序中,將第一樹脂顆粒和第二樹脂顆粒統(tǒng)稱為“樹脂顆?!?。
例如,通過利用表面活性劑將樹脂顆粒分散在分散介質中從而制備樹脂顆粒分散液。
用于樹脂顆粒分散液中的分散介質的例子包括水性介質。
水性介質的例子包括水,如蒸餾水和離子交換水;和醇類。可單獨使用其中一種介質,或者將兩種或多種介質組合使用。
表面活性劑的例子包括:陰離子表面活性劑,如硫酸酯鹽型、磺 酸鹽型、磷酸酯型和皂型陰離子表面活性劑;陽離子表面活性劑,如胺鹽型和季銨鹽型陽離子表面活性劑;和非離子表面活性劑,如聚乙二醇型、烷基酚環(huán)氧乙烷加合物型、和多元醇型非離子表面活性劑。其中,特別優(yōu)選使用陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑。非離子表面活性劑可與陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑組合使用。
可單獨使用這些表面活性劑,或者兩種或更多種組合使用。
對于這些樹脂顆粒分散液,作為將樹脂顆粒分散于分散介質中的方法,可以列舉利用(例如)旋轉剪切型勻化器,或者球磨機、砂磨機或DYNO磨機之類的常見分散方法。根據(jù)樹脂顆粒種類的不同,可根據(jù)(例如)反相乳化方法將樹脂顆粒分散在樹脂顆粒分散液中。
反相乳化方法包括:將待分散的樹脂溶解于疏水性有機溶劑(樹脂可溶于該有機溶劑)中;向連續(xù)有機相(O相)中加入堿以進行中和;然后加入水性介質(W相)以使樹脂由W/O轉換為O/W(所謂的反相)并形成非連續(xù)相,由此使樹脂作為顆粒分散在水性介質中。
分散于樹脂顆粒分散液中的樹脂顆粒的體均粒徑(例如)優(yōu)選為0.01μm至1μm,更優(yōu)選為0.08μm至0.8μm,還更優(yōu)選為0.1μm至0.6μm。
關于樹脂顆粒的體均粒徑:利用由激光衍射型粒度分布測量裝置(例如LA-700,由Horiba公司制造)測量得到的粒度分布,針對所劃分的粒度范圍(通道),從小直徑一側開始繪制體積累積分布,并且將累積百分數(shù)達到全部顆粒的50%時的粒徑測量為體均粒徑D50v。以相同的方式測量其它分散液中顆粒的體均粒徑。
包含于樹脂顆粒分散液中的樹脂顆粒的含量優(yōu)選為(例如)5重量%至50重量%,更優(yōu)選為10重量%至40重量%。
例如,按照與樹脂顆粒分散液相同的方式制備著色劑顆粒分散液和防粘劑顆粒分散液。即,在顆粒的體均粒徑、分散介質、分散方法以及含量這些方面,樹脂顆粒分散液中的顆粒與分散在著色劑顆粒分散液中的著色劑顆粒、以及分散在防粘劑顆粒分散液中的防粘劑顆粒是相同的。
第一聚集顆粒形成工序
接下來,將第一樹脂顆粒分散液與著色劑顆粒分散液混合。
在分散液混合物中,第一樹脂顆粒和著色劑顆粒發(fā)生異質聚集,從而形成包含第一樹脂顆粒和著色劑顆粒的第一聚集顆粒。
具體而言,例如,向分散液混合物中加入聚集劑,并且將分散液混合物的pH值調節(jié)至酸性(例如,pH值為2至5)。根據(jù)需要加入分散穩(wěn)定劑。然后,在第一樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度(具體而言,例如,第一樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度-30℃至該玻璃化轉變溫度-10℃)的溫度下加熱分散液混合物,以使分散在分散液混合物中的顆粒聚集,從而形成第一聚集顆粒。
在第一聚集顆粒形成工序中,例如,可以在室溫(例如25℃)下,在用旋轉剪切型均化器攪拌所述分散液混合物的條件下加入聚集劑,并且將分散液混合物的pH值調節(jié)至酸性(例如pH值為2至5)并根據(jù)需要加入分散穩(wěn)定劑,然后可以進行上述加熱。
聚集劑的例子包括極性與作為分散劑加入到混合分散液中的表面活性劑的極性相反的表面活性劑、無機金屬鹽和二價或更高價金屬絡合物。特別地,當金屬絡合物用作聚集劑時,表面活性劑的用量減少并且?guī)щ娦阅芴岣摺?/p>
根據(jù)需要,可以使用與聚集劑的金屬離子形成絡合物或類似鍵的添加劑。優(yōu)選使用螯合劑作為添加劑。
無機金屬鹽的例子包括金屬鹽,如氯化鈣、硝酸鈣、氯化鋇、氯化鎂、氯化鋅、氯化鋁和硫酸鋁;以及無機金屬鹽聚合物,如聚合氯化鋁、聚合氫氧化鋁和多硫化鈣。
作為螯合劑,可使用水溶性螯合劑。螯合劑的例子包括諸如酒石酸、檸檬酸和葡萄糖酸之類的羥基羧酸,亞氨基二乙酸(IDA),次氮基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸(EDTA)。
相對于100重量份的第一樹脂顆粒,所述螯合劑的添加量(例如)優(yōu)選在0.01重量份至5.0重量份的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.1重量份至小于3.0重量份的范圍內(nèi)。
第二聚集顆粒形成工序
接下來,在獲得其中分散有第一聚集顆粒的第一聚集顆粒分散 液之后,向第一聚集顆粒分散液中逐漸加入其中分散有第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物,同時逐漸提高分散液混合物中防粘劑顆粒的濃度。
第二樹脂顆粒的種類可與第一樹脂顆粒相同或不同。
在其中分散有第一聚集顆粒、第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液中,第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒聚集于第一聚集顆粒表面。具體而言,例如,在第一聚集顆粒形成工序中,當?shù)谝痪奂w粒的粒徑達到期望粒徑時,向第一聚集顆粒分散液中加入其中分散有第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物,同時逐漸提高防粘劑顆粒的濃度。將該分散液在不高于第二樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度的溫度下加熱。
例如,分散液的pH值基本上在6.5至8.5的范圍內(nèi),由此停止聚集進程。
通過該工序,形成了這樣的聚集顆粒,其中第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒附著于第一聚集顆粒的表面。即,形成了第二聚集顆粒,其中第二樹脂顆粒和防粘劑的聚集體附著于第一聚集顆粒的表面。此時,由于是向第一聚集顆粒分散液中逐漸加入其中分散有第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物,并同時逐漸提高分散液混合物中防粘劑顆粒的濃度,因此在朝向顆粒外側的徑向上,防粘劑顆粒的濃度(豐度)逐漸升高,并且第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的聚集體附著于第一聚集顆粒的表面上。
作為添加分散液混合物的方法,優(yōu)選利用動力供給添加方法(動力供給添加方法)。通過利用動力供給添加方法,可將分散液混合物添加至第一聚集顆粒分散液中,并同時逐漸提高分散液混合物中防粘劑顆粒的濃度。
下面將參照附圖對通過利用動力供給添加方法而進行的分散液混合物添加方法進行描述。
圖4示出了用于動力供給添加方法中的裝置。在圖4中,附圖標記311表示第一聚集顆粒分散液,附圖標記312表示第二樹脂顆粒分散液,附圖標記313表示防粘劑顆粒分散液。
圖4中示出的裝置包括第一儲罐321、第二儲罐322和第三儲罐 323。在第一儲罐321中,儲存了其中分散有第一聚集顆粒的第一聚集顆粒分散液。在第二儲罐322中,儲存了其中分散有第二樹脂顆粒的第二樹脂顆粒分散液。在第三儲罐中,儲存了其中分散有防粘劑顆粒的防粘劑顆粒分散液。
通過利用第一供液管331將第一儲罐321與第二儲罐322相連。第一供液泵341設置于第一供液管331通路的中部。在第一供液泵341的驅動下,儲存于第二儲罐322中的分散液通過第一供液管331被輸送至第一儲罐321。
第一儲罐321中設有第一攪拌裝置351。當驅動第一攪拌裝置351時,儲存在第二儲罐322中的分散液被供至儲存于第一儲罐321中的分散液,此時攪拌并混合第一儲罐321中的分散液。
通過第二供液管332使第二儲罐322與第三儲罐323相連。第二供液泵342設置于第二供液管332的通路的中部。在第二供液泵342的驅動下,儲存于第三儲罐323中的分散液通過第二供液管332被輸送至儲存于第二儲罐322中的分散液。
第二儲罐322中設有第二攪拌裝置352。當驅動第二攪拌裝置352時,儲存于第三儲罐323中的分散液被輸送至儲存于第二儲罐322中的分散液,此時攪拌并混合第二儲罐322中的分散液。
在圖4中示出的裝置中,首先,在第一儲罐321中進行第一聚集顆粒形成工序,從而制備第一聚集顆粒分散液。第一聚集顆粒分散液儲存于第一儲罐321中??稍诹硪粌拗羞M行第一聚集顆粒形成工序,從而制備第一聚集顆粒分散液,然后將第一顆粒分散液儲存在第一儲罐321中。
在該狀態(tài)下,驅動第一供液泵341和第二供液泵342。所述驅動使得儲存在第二儲罐322中的第二樹脂顆粒分散液輸送至儲存于第一儲罐321中的第一聚集顆粒分散液。在第一攪拌裝置351的驅動下,攪拌并混合第一儲罐321中的分散液。
儲存于第三儲罐323中的防粘劑顆粒分散液被輸送至儲存于第二儲罐322中的第二樹脂顆粒分散液。在第二攪拌裝置352的驅動下,對第二儲罐322中的分散液進行攪拌混合。
此時,將防粘劑顆粒分散液逐漸輸送至儲存于第二儲罐322中的第二樹脂顆粒分散液,由此防粘劑顆粒的濃度逐漸提高。因此,第二儲罐322中儲存有其中分散了第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物,并將該分散液混合物輸送至儲存于第一儲罐321中的第一聚集顆粒分散液。連續(xù)輸送該分散液混合物,同時該分散液混合物中的防粘劑顆粒分散液的濃度增加。
通過這種方式,通過利用這種動力供給添加方法,可在逐漸增加防粘劑顆粒的濃度的同時,向第一聚集顆粒分散液中加入其中分散有第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物。
在所述動力供給添加方法中,通過調節(jié)分別儲存在第二儲罐322和第三儲罐323中的各分散液的液體輸送開始時機和液體輸送速率,從而調節(jié)調色劑中防粘劑域的分布特征。在動力供給添加方法中,還通過調節(jié)分別儲存在第二儲罐322和第三儲罐323中各分散液的輸送過程中的液體輸送速率,從而控制調色劑中防粘劑域的分布特征。
具體而言,例如,通過由第三儲罐323向第二儲罐322輸送防粘劑顆粒分散液的供給結束時機來調節(jié)防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值。更具體而言,例如,當在由第二儲罐322向第一儲罐321的液體輸送停止之前便停止由第三儲罐323向第二儲罐322輸送防粘劑顆粒分散液時,則第二儲罐322中分散液混合物中的防粘劑顆粒濃度在此后不會繼續(xù)升高。因此,防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值變小。
例如,根據(jù)由第二儲罐322和第三儲罐323開始輸送各分散液的時機以及由第二儲罐322向第一儲罐321輸送分散液時的液體輸送速率,從而調節(jié)防粘劑域的偏心度B分布的偏斜度。更具體而言,例如,當開始由第三儲罐323輸送防粘劑顆粒分散液的時機、以及開始由第二儲罐322輸送分散液的時機較早,并且降低由第二儲罐322輸送分散液的液體輸送速率時,則實現(xiàn)了這樣的狀態(tài),其中:防粘劑顆粒位于由所形成的聚集顆粒的更深側至更外側的區(qū)域中。由此防粘劑域的偏心度B分布的偏斜度增大。
例如,可通過在液體輸送過程中改變由第三儲罐323輸送防粘劑 顆粒分散液的液體輸送速率,從而調節(jié)防粘劑域的偏心度B分布的峭度。更具體而言,例如,如果在液體輸送過程中僅由第三儲罐323輸送防粘劑顆粒分散液的液體輸送速率增加,則從此時起,第二儲罐322中分散液中的防粘劑顆粒濃度升高?;谠撛颍霈F(xiàn)這樣的狀態(tài),其中:在所形成的聚集顆粒中,在聚集顆粒徑向上的某些區(qū)域(某些深處部分)中存在有許多的防粘劑顆粒。因此,防粘劑域的偏心度B分布的峭度增加。
上述動力供給添加方法不局限于上述方法。例如,可采用各種方法。各種方法的例子包括:這樣一種方法,其中分別設置儲存第二樹脂顆粒分散液的儲罐以及儲存其中分散有第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物的儲罐,并且將這些分散液分別由各自的儲罐輸送至第一儲罐321,并同時改變液體輸送速率;以及這樣一種方法,其中分布設置儲存防粘劑顆粒分散液的儲罐以及儲存其中分散有第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物的儲罐,并且將這些分散液分別由各自的儲罐供給至第一儲罐321并同時改變液體輸送速率;等等。
如上所述,獲得了第二聚集顆粒,其中第二樹脂顆粒和防粘劑顆粒附著至第一聚集顆粒的表面并聚集。
凝結工序
接下來,在(例如)不低于第一樹脂顆粒和第二樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度的溫度(例如,高于第一樹脂顆粒和第二樹脂顆粒的玻璃化轉變溫度10℃~30℃)下加熱其中分散有第二聚集顆粒的第二聚集顆粒分散液,以使第二聚集顆粒凝結并形成調色劑顆粒。
通過上述工序獲得了調色劑顆粒。
此外,還可通過如下方式制備調色劑顆粒。即,在獲得其中分散有第二聚集顆粒的聚集顆粒分散液之后,通過如下工序制備調色劑顆粒:
繼續(xù)將第二聚集顆粒分散液與其中分散有第三樹脂顆粒(其相當于粘結劑樹脂)的第三樹脂顆粒分散液混合以進行聚集,從而使第三樹脂顆粒進一步附著至第二聚集顆粒的表面,從而形成第三聚集顆粒;以及加熱其中分散有第三聚集顆粒的第三聚集顆粒分散液,以使第三 聚集顆粒凝結,從而形成具有核/殼結構的調色劑顆粒。
對于根據(jù)這些工序獲得的調色劑顆粒,防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值小于1.00.
在凝結工序結束之后,對形成于溶液中的調色劑顆粒進行公知的洗滌工序、公知的固-液分離工序和公知的干燥工序,以獲得干燥的調色劑顆粒。
關于洗滌工序,從充電性能的角度考慮,優(yōu)選充分進行利用離子交換水的置換洗滌。對固-液分離工序不作特別限定,但是從生產(chǎn)率的角度考慮,可以優(yōu)選地進行抽吸過濾、加壓過濾等。對干燥工序不作特別限定,但是從生產(chǎn)率的角度考慮,可以優(yōu)選地采用冷凍干燥、快速噴射干燥、流動干燥、振動式流動干燥等。
例如,通過向所獲得的處于干燥狀態(tài)的調色劑顆粒中加入外部添加劑并進行混合,從而制備該示例性實施方案的調色劑。例如,所述混合可采用V型混合機、HENSCHEL混合機或混合機等來進行。此外,根據(jù)需要,可以使用振篩機、風力篩分機等除去粗的調色劑顆粒。
靜電荷圖像顯影劑
根據(jù)該示例性實施方案的靜電荷圖像顯影劑至少包含該示例性實施方案的調色劑。
根據(jù)本示例性實施方案的靜電荷圖像顯影劑可以是僅包含本示例性實施方案的調色劑的單組分顯影劑、或者是通過將所述調色劑和載體混合而獲得的雙組分顯影劑。
對載體沒有特別的限定,可列舉已知的載體。載體的例子包括:被覆載體,其中,由磁性粉末形成的芯材的表面被覆有包覆樹脂;磁性粉末分散型載體,其中,磁性粉末分散并混合于基體樹脂中;以及樹脂浸漬型載體,其中,多孔磁性粉末浸漬有樹脂。
磁性粉末分散型載體以及樹脂浸漬型載體可以是這樣的載體:其中載體的構成顆粒為芯材并且芯材的表面被覆有包覆樹脂。
磁性粉末的例子包括:磁性金屬(如鐵、鎳和鈷)以及磁性氧化物(如鐵氧體和磁鐵礦)。
包覆樹脂和基體樹脂的例子包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基縮丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、包含有機硅氧烷鍵的直鏈有機硅樹脂或其改性產(chǎn)物、氟樹脂、聚酯、聚碳酸酯、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂。
包覆樹脂和基體樹脂可含有其他添加劑,如導電性顆粒。
導電性顆粒的例子包括金屬(例如,金、銀和銅)的顆粒,以及炭黑、氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、硫酸鋇、硼酸鋁和鈦酸鉀等的顆粒。
此處,利用包覆樹脂并通過這樣的包覆方法來包覆芯材的表面,其中該包覆方法使用了包覆層形成用溶液,在該溶液中,包覆樹脂以及根據(jù)需要的各種添加劑溶解于適當?shù)娜軇┲?。對于溶劑沒有特別的限定,并且可根據(jù)所使用的包覆樹脂和涂布適合性等進行選擇。
樹脂包覆方法的具體例子包括:浸漬法,其中將芯材浸漬在包覆層形成用溶液中;噴霧法,其中將包覆層形成用溶液噴灑至芯材的表面上;流化床法,其中在通過流動空氣使芯材漂浮的狀態(tài)下噴灑包覆層形成用溶液;以及捏合機涂布法,其中在捏合涂布機中將載體的芯材與包覆層形成用溶液混合并隨后除去溶劑。
在雙組分顯影劑中,調色劑與載體之間的混合比(重量比)優(yōu)選為1:100至30:100,更優(yōu)選為3:100至20:100(調色劑:載體)。
顯影裝置的構成
接下來,將對根據(jù)本示例性實施方案的顯影裝置的構成進行詳細說明,該顯影裝置儲存上述調色劑并且包括顯影劑保持部件。
該示例性實施方案中的顯影劑保持部件(例如,顯影劑保持輥)設置為與圖像保持部件(例如,感光體輥)之間留有間隙。顯影劑保持部件將調色劑保持于其表面,并且利用該調色劑并通過非接觸式顯影從而將形成于圖像保持部件的表面的靜電荷圖像顯影,從而形成調色劑圖像。
此處,非接觸式顯影表示這樣一種顯影方法,其中在顯影劑保持部件(其保持有包含調色劑的顯影劑)的表面上形成有顯影劑層,并且該顯影劑層與圖像保持部件彼此之間不發(fā)生接觸。在這種顯影方法 中,例如,形成于顯影劑保持部件上的顯影劑層的厚度可在20μm至500μm范圍內(nèi),并且圖像保持部件與顯影劑保持部件之間的間隙大于顯影劑層的厚度。具體而言,列舉了所謂的跳躍顯影法。在跳躍顯影法中,在靜電力的作用下,調色劑由并不直接與圖像保持部件接觸的顯影劑層飛向圖像保持部件側并被轉移。
在非接觸式顯影方法中,通過這樣的方法來形成顯影劑層,其中將利用磁力的磁性刮刀或者用于限制顯影劑層厚度的限制部件按壓于顯影劑保持部件的表面。此外,也可列舉這樣的方法,其中使聚氨酯刮刀、磷青銅板等與顯影劑保持部件的表面接觸,從而限制顯影劑層。適當?shù)氖牵?,限制部件的壓力?gf/mm至15gf/mm范圍內(nèi),更優(yōu)選在3gf/mm至10gf/mm范圍內(nèi)。
在非接觸式顯影方法中,當在顯影中施加顯影偏壓時,可使用僅施加直流分量的方法和施加交流偏壓的方法中的任何方法。
下面將參照圖3來描述非接觸式顯影型顯影裝置的例子。
圖3為示出了包括根據(jù)本示例性實施方案的非接觸式顯影型顯影裝置的顯影單元的示意圖。附圖標記11表示感光體(圖像保持部件的例子),附圖標記12表示顯影輥(顯影劑保持部件的例子),附圖標記13表示含有調色劑的雙組分顯影劑。附圖標記14表示顯影劑層限制部件,附圖標記15表示顯影區(qū)域,附圖標記16表示顯影劑層,附圖標記17表示用于形成交流電場的電源。
含有上述調色劑的雙組分顯影劑在磁力的作用下保持于顯影輥12上,該顯影輥12中包括磁性部件12B(例如,磁體),并且通過顯影套筒12A的移動將雙組分顯影劑輸送至顯影區(qū)域15。在該輸送中,通過顯影劑層限制部件14來限制顯影劑層16的厚度,使得在顯影區(qū)域15中,顯影劑層16不會與感光體11發(fā)生接觸。
將顯影區(qū)域15中的最小間隙(Dsd)調節(jié)為大于輸送至該區(qū)域的顯影劑層16的厚度BH(優(yōu)選為20μm至500μm)。例如,將最小間隙(Dsd)調節(jié)為在100μm至1000μm的范圍內(nèi)。用于形成交流電場的電源17優(yōu)選具有頻率為1kHz至10kHz、電壓為1kVp-p至3kVp-p的交流電流。電源17可具有這樣的構成,其中直流電流 以串聯(lián)的方式疊加至交流電流。直流電壓優(yōu)選在300V至800V的范圍內(nèi)。
在輸送至顯影區(qū)域15的顯影劑層16中,在交流電場等的靜電力作用下,雙組分顯影劑13中的調色劑飛向感光體11側,由此使調色劑轉移。
如圖3所示,作為該示例性實施方案中使用的顯影劑保持部件,使用了這樣的顯影器,其中諸如磁體之類的磁性部件12B安裝在保持部件中。作為構成顯影劑保持部件的表面的套筒12A,可使用由鋁、或者具有經(jīng)過氧化處理表面的鋁、不銹鋼等形成的部件。
成像裝置/成像方法
下面將描述根據(jù)本示例性實施方案的成像裝置和成像方法。
根據(jù)本示例性實施方案的成像裝置包括:圖像保持部件、將圖像保持部件的表面充電的充電單元、靜電荷圖像形成單元、顯影單元、轉印單元、以及定影單元。靜電荷圖像形成單元在圖像保持部件的已充電表面上形成靜電荷圖像。成像裝置還包括顯影單元,該顯影單元包括根據(jù)本示例性實施方案的顯影裝置,并且將形成于圖像保持部件的表面上的靜電荷圖像顯影,以形成調色劑圖像。轉印單元將形成于圖像保持部件的表面上的調色劑圖像轉印至記錄介質的表面上。定影單元將轉印至記錄介質的表面上的調色劑圖像定影。
在根據(jù)本示例性實施方案的成像裝置中實施了成像方法(根據(jù)該示例性實施方案的成像方法)。所述成像方法包括:將圖像保持部件的表面充電的充電工序;靜電荷圖像形成工序,其中在圖像保持部件的已充電表面上形成靜電荷圖像;顯影工序,其中通過利用根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置,從而將形成于圖像保持部件的表面的靜電荷圖像顯影以形成調色劑圖像的顯影工序;轉印工序,其中將形成于圖像保持部件的表面的調色劑圖像轉印至記錄介質的表面;以及定影工序,其中將已轉印至記錄介質的表面上的調色劑圖像定影。
作為根據(jù)示例性實施方案的成像裝置,采用了已知的成像裝置。已知的成像裝置的例子包括:直接轉印式裝置,其將形成于圖像保持部件的表面上的調色劑圖像直接轉印到記錄介質上;中間轉印式裝 置,其將形成于圖像保持部件的表面上的調色劑圖像一次轉印到中間轉印部件的表面上,并且將轉印至中間轉印部件的表面上的調色劑圖像二次轉印到記錄介質的表面上;包括清潔單元的裝置,所述清潔單元在轉印調色劑圖像之后、充電之前清潔圖像保持部件的表面;以及包括除電單元的裝置,在轉印調色劑圖像之后、充電之前,該除電單元用除電光照射圖像保持部件的表面以進行除電。
在中間轉印式裝置的情況下,例如,轉印單元采用了這樣的構成,其中包括:中間轉印部件,其表面上轉印有調色劑圖像;一次轉印單元,其將形成于圖像保持部件的表面上的調色劑圖像一次轉印到中間轉印部件的表面上;以及二次轉印單元,其將已轉印到中間轉印部件的表面上的調色劑圖像二次轉印到記錄介質的表面上。
在根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的成像裝置中,例如,包括顯影單元的部分可以是可從成像裝置上拆卸下來的盒結構(處理盒)。處理盒包括根據(jù)本示例性實施方案的顯影裝置。
下文將描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的成像裝置的一個例子。然而本發(fā)明并不局限于此。將對附圖中的主要部件進行說明,而省略對其他部件的說明。
圖1為示出根據(jù)該示例性實施方案的成像裝置的示意性構造圖。
圖1中示出的成像裝置包括第一至第四電子照相成像單元10Y、10M、10C和10K(成像單元),其基于分色的圖像數(shù)據(jù)從而分別打印出黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)的圖像。這些成像單元(在下文中可簡稱為“單元”)10Y、10M、10C和10K在水平方向上以預定間隔平行布置。這些單元10Y、10M、10C和10K可以是可從成像裝置上拆卸下來的處理盒。
在圖中,作為中間轉印部件的中間轉印帶20安裝在單元10Y、10M、10C和10K的上方并延伸通過這些單元。中間轉印帶20纏繞在與中間轉印帶20的內(nèi)表面接觸的驅動輥22和支承輥24上,并且中間轉印帶20沿著從第一單元10Y至第四單元10K的方向運行,其中所述驅動輥22和支承輥24以圖中從左向右的方向彼此分開。利用彈簧等(未示出)在遠離驅動輥22的方向上對支承輥24施加力,由 此對纏繞在這兩個輥上的中間轉印帶20施加張力。此外,在中間轉印帶20的面向感光體的一側上設置中間轉印部件清潔裝置30,從而與驅動輥22相對。
包括四種顏色的調色劑的顯影劑分別被儲存在單元10Y、10M、10C和10K的顯影裝置(顯影單元的一個例子)4Y、4M、4C和4K中。此外,容納于調色劑盒8Y、8M、8C和8K中的黃色調色劑、品紅色調色劑、青色調色劑和黑色調色劑分別供給至顯影裝置4Y、4M、4C和4K。
第一至第四單元10Y、10M、10C和10K具有相同的構造。因此這里將以位于中間轉印帶的運行方向的上游側、并且形成黃色圖像的第一單元10Y為代表進行描述。此外,用附有品紅色(M)、青色(C)和黑色(K)、而不是黃色(Y)的參考符號表示與第一單元10Y相同的部件,而省略對第二至第四單元10M、10C和10K的說明。
第一單元10Y包括作為圖像保持部件的感光體1Y。在感光體1Y周圍依次步驟有下列部件:充電輥(充電單元的例子)2Y;曝光裝置(靜電荷圖像形成單元的例子)3;顯影裝置(顯影單元的例子)4Y;一次轉印輥(一次轉印單元的例子)5Y;以及感光體清潔裝置(清潔單元的例子)6Y。充電輥2Y將感光體1Y的表面充電至預定電位。曝光裝置3基于分色的圖像信號,使用激光束3Y將帶電的表面曝光,從而形成靜電荷圖像。顯影裝置4Y將帶電的調色劑供應到靜電荷圖像上從而使該靜電荷圖像顯影。一次轉印輥5Y將顯影的調色劑圖像轉印至中間轉印帶20上。感光體清潔裝置6Y在一次轉印之后除去殘留在感光體1Y的表面上的調色劑。
一次轉印輥5Y設置在中間轉印帶20的內(nèi)側,從而位于與感光體1Y相對的位置。將用于施加一次轉印偏壓的偏壓電源(未示出)分別連接至一次轉印裝置5Y、5M、5C和5K。在控制器(未示出)的控制下,各偏壓電源改變施加至各一次轉印輥的轉印偏壓。
下文將說明利用第一單元10Y形成黃色圖像的操作的例子。
首先,在開始操作前,通過充電輥2Y將感光體1Y的表面充電 至-600V至-800V的電位。
感光體1Y是通過在導電性(例如,在20℃下的體積電阻率為1×10-6Ωcm或更小)基體上層疊感光層而形成的。感光層1Y具有這樣的性質:其通常具有高電阻(普通樹脂的電阻),但是當施加激光束3Y時,被激光束照射的部分的比電阻將發(fā)生變化。因此,根據(jù)從控制器(未示出)發(fā)送出的黃色圖像數(shù)據(jù),通過曝光裝置3將激光束3Y輸出到感光體1Y的帶電表面上。用激光束3Y照射感光體1Y表面上的感光層,由此使得黃色圖像圖案的靜電荷圖像形成于感光體1Y的表面上。
靜電荷圖像是通過充電在感光體1Y的表面上形成的圖像,并且其是通過以下方式形成的所謂的負潛像(negative latent image):將激光束3Y施加至感光層,使得被照射部分的比電阻降低,從而使電荷在感光體1Y的表面上流動,同時電荷停留在未施加激光束3Y的部分上。
隨著感光體1Y的運轉,在感光體1Y上形成的靜電荷圖像被旋轉至預定的顯影位置。在該顯影位置處,通過顯影裝置4Y使感光體1Y上的靜電荷圖像可視化(顯影)為調色劑圖像。
將上述根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置應用于顯影裝置4Y。
顯影裝置4Y中儲存有(例如)靜電荷圖像顯影劑,該顯影劑至少含有黃色調色劑和載體。通過利用該黃色調色劑,從而使已除電的感光體1Y的表面上的潛像顯影。其上形成有黃色調色劑圖像的感光體1Y以預定的速度連續(xù)運行,并且在感光體1Y上顯影的調色劑圖像被傳送至預定的一次轉印位置。
當感光體1Y上的黃色調色劑圖像被傳送至一次轉印位置時,將一次轉印偏壓施加至一次轉印輥5Y,從感光體1Y指向一次轉印輥5Y的靜電力作用于調色劑圖像,由此感光體1Y上的調色劑圖像被轉印至中間轉印帶20上。此時施加的轉印偏壓具有與調色劑極性(-)相反的極性(+),例如,通過控制器(未示出)將第一單元10Y中的轉印偏壓控制為+10μA。
通過感光體清潔裝置6Y除去殘留在感光體1Y上的殘余物,并 收集殘余物中的調色劑。
以與第一單元相同的方式控制施加至第二單元10M以及其后續(xù)單元的一次轉印輥5M、5C和5K上的一次轉印偏壓。
以此方式,中間轉印帶20(在第一單元10Y中,黃色調色劑圖像被轉印至其上)被依次傳送經(jīng)過第二至第四單元10M、10C和10K,由此,具有各顏色的調色劑圖像以疊加的方式被多次轉印。
已經(jīng)被多次轉印至中間轉印帶20上的四色調色劑圖像通過第一至第四單元,并到達二次轉印部分,該二次轉印部分由中間轉印帶20、與中間轉印帶的內(nèi)表面接觸的支撐輥24、和設置在中間轉印帶20的圖像保持面一側上的二次轉印輥(二次轉印單元的例子)26構成。
通過供給機構,在預定的時間將記錄紙(記錄介質的例子)P供入彼此間接觸的二次轉印輥26與中間轉印帶20之間的間隙處,并且將二次轉印偏壓施加至支撐輥24上。此時所施加的轉印偏壓具有與調色劑的極性(-)相同的極性(-)。從中間轉印帶20朝向記錄紙P的靜電力作用于調色劑圖像,從而將中間轉印帶20上的四色調色劑圖像轉印到記錄紙P上。在這種情況中,根據(jù)通過電阻檢測器(未示出)(其用于檢測二次轉印部分的電阻)檢測到的電阻來確定二次轉印偏壓,并且控制所述二次轉印偏壓的電壓。
之后,將記錄紙P供應到定影裝置(定影單元的例子)28中的一對定影輥之間的壓接部分處,使得調色劑圖像定影至記錄紙P上,由此形成定影圖像。
作為調色劑圖像被轉印至其上的記錄紙P的例子,包括用于電子照相系統(tǒng)的復印機或打印機等的普通紙。除了記錄紙P之外,記錄介質還包括OHP紙等。
為了進一步提高定影后圖像表面的平滑性,記錄紙P的表面優(yōu)選也是光滑的。例如,適宜使用涂覆紙(通過用樹脂等涂覆普通紙的表面而獲得)或印刷用銅板紙。
將其上已完成了彩色圖像的定影的記錄紙P排向排出單元,由此完成一系列的彩色圖像形成操作。
處理盒
下面將描述根據(jù)該示例性實施方案的處理盒。
根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的處理盒為這樣的處理盒,其包括:根據(jù)該示例性實施方案的顯影裝置,并且顯影單元利用靜電荷圖像顯影劑將形成于圖像保持部件表面的靜電荷圖像顯影,從而形成調色劑圖像,并且該處理盒可從成像裝置上拆卸下來。
根據(jù)本示例性實施方案的處理盒并不局限于上述構造。處理盒可包括顯影裝置,以及根據(jù)需要選自其他單元中的至少一者,所述其他單元為(例如)圖像保持部件、充電單元、靜電荷圖像形成單元和轉印單元。
下文將示出根據(jù)本示例性實施方案的處理盒的一個例子;然而,本發(fā)明并不局限于此。將對圖中示出的主要部件進行說明,而省略對其他部分的描述。
圖2為示出根據(jù)示例性實施方案的處理盒的示意性構造圖。
圖2所示出的處理盒200形成為具有這樣的構造的盒,其中:通過利用(例如)包括安裝導軌116和曝光用開口118的殼體117,從而一體化地組合并保持有感光體(圖像保持部件的例子)107、以及設置在感光體107周圍的充電輥(充電單元的例子)108、顯影裝置(顯影單元的例子)111和感光體清潔裝置(清潔單元的例子)113。
在圖2中,附圖標記109表示曝光裝置(靜電荷圖像形成單元的例子),附圖標記112表示轉印裝置(轉印單元的例子),附圖標記115表示定影裝置(定影單元的例子),附圖標記300表示記錄紙(記錄介質的例子)。
例子
下文將利用實施例和比較例更具體地說明示例性實施方案。然而,該示例性實施方案不限于這些實施例。除非另有說明,否則“份”表示“重量份”。
實施例1
樹脂顆粒分散液的制備
樹脂顆粒分散液(1)的制備
將30摩爾份的對苯二甲酸、70摩爾份的富馬酸、5摩爾份的雙酚A環(huán)氧乙烷加合物、和95摩爾份的雙酚A環(huán)氧丙烷加合物投入配有攪拌器、氮氣導入管、溫度計和精餾柱的5升燒瓶中。在1小時內(nèi)將燒瓶溫度升至210℃,對于每100份的上述材料,向燒瓶內(nèi)投入1份的四乙氧基鈦。在0.5小時內(nèi)將溫度升至230℃,同時將所產(chǎn)生的水蒸餾除去。在該溫度下持續(xù)脫水縮合反應1小時,然后將反應物冷卻。通過這種方式,合成了聚酯樹脂(1),其重均分子量為18,500、酸值為14mgKOH/g、且玻璃化轉變溫度為59℃。
將40份的乙酸乙酯和25份的2-丁醇投入配有溫度調節(jié)單元和氮氣置換單元的容器中,以獲得混合溶劑。隨后,向混合溶劑中緩慢投入100份的聚酯樹脂(1)并使之溶解。向所得混合物中加入10重量%的氨水溶液(以摩爾比計,其量相當于樹脂酸值的3倍),隨后攪拌30分鐘。
接下來,在容器內(nèi)進行干燥氮氣置換,溫度保持為40℃。在攪拌的同時,以2份/分鐘的速率將400份的離子交換水滴加至液體混合物中,從而制備乳液。在滴加結束之后,使乳液的溫度回至室溫(20℃至25℃),在攪拌的同時利用干燥氮氣進行鼓泡48小時,以將乙酸乙酯和2-丁醇的含量降至1,000ppm以下。從而獲得樹脂顆粒分散液,其中該樹脂顆粒分散液中分散有體均粒徑為200nm的樹脂顆粒。向該樹脂顆粒分散液中加入離子交換水,以將固含量調節(jié)至20重量%,將所得分散液用作樹脂顆粒分散液(1)。
著色劑顆粒分散液的制備
著色劑顆粒分散液(1)的制備
將70份的青色顏料C.I.顏料藍15:3(酞菁銅,由DIC公司生產(chǎn),商品名:FASTOGEN BLUE LA5380)、5份的陰離子表面活性劑(NEOGEN RK,由DKS公司生產(chǎn))、以及200份的離子交換水混合在一起,并利用均質器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司制造)將這些材料分散10分鐘。向其中加入離子交換水以將分散液中的固含量調節(jié)至20重量%,由此獲得著色劑顆粒分散液(1),該著色劑顆粒分散液(1)中分散有體均粒徑為190nm的著色劑顆粒。
防粘劑顆粒分散液的制備
防粘劑顆粒分散液(1)的制備
將100份的石蠟(HNP-9,由NIPPON SEIRO Co.,Ltd.生產(chǎn))、1份的陰離子表面活性劑(NEOGEN RK,由DSK Co.,Ltd.生產(chǎn))、350份的離子交換水混合在一起,加熱至100℃,并利用均質器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生產(chǎn))分散。然后利用Manton-Gaulin高壓均質器(由Gaulin公司生產(chǎn))進行分散,從而獲得防粘劑顆粒分散液(1)(固含量:20重量%),其中在該防粘劑顆粒分散液(1)中分散有體均粒徑為200nm的防粘劑顆粒。
防粘劑(1)的制備
調色劑顆粒(1)的制備
準備具有如下構成的裝置(見圖4):圓底不銹鋼燒瓶和容器A通過管泵A相連;儲存在容器A中的液體在管泵A的驅動下被輸送至燒瓶中;容器A和容器B通過管泵B相連;在管泵B的驅動下儲存于容器B中的溶液被輸送至容器A。通過利用該裝置進行如下操作。
將500份的樹脂顆粒分散液(1)、40份的著色劑顆粒分散液(1)、和2份的陰離子表面活性劑(TAYCAPOWER)投入圓底不銹鋼燒瓶中,向液體中加入0.1N的硝酸,以將液體的pH值調節(jié)至3.5。然后向其中加入30份的聚氯化鋁濃度為10重量%的硝酸水溶液。接下來,通過使用均質器(ULTRA-TURRAX T50,由IKA公司生產(chǎn))將所得混合物在30℃下分散,隨后在加熱用油浴中以1℃/30分鐘的速率升溫,以使聚集顆粒的粒徑生長。
將150份的樹脂顆粒分散液(1)投入容器A(其為聚酯制瓶子),將25份的防粘劑顆粒分散液(1)投入容器B(其為聚酯制瓶子)。然后,將管泵A的供液速率設定為0.70份/1分鐘,將管泵B的供液速率設定為0.14份/1分鐘。在聚集顆粒的形成過程中,當圓底不銹鋼燒瓶內(nèi)部的溫度達到37.0℃時,驅動管泵A和B,由此開始輸送各分散液。因此,由容器A向處于聚集顆粒形成過程中的圓底不銹鋼燒瓶中輸送其中分散有樹脂顆粒和防粘劑顆粒的分散液混合物,同 時防粘劑顆粒的濃度逐漸增加。
在完成向燒瓶輸送分散液之后,當燒瓶內(nèi)的溫度達到48℃時,將燒瓶的內(nèi)容物保持30分鐘,由此形成第二聚集顆粒。
隨后,緩慢加入50份的樹脂顆粒分散液(1),保持所得混合物1小時。向其中加入0.1N的氫氧化鈉水溶液以將混合物的pH值調節(jié)至8.5。然后,加熱至85℃并同時持續(xù)攪拌,將所得物保持5小時。然后以20℃/分鐘的速率將其冷卻至20℃,過濾,用離子交換水充分洗滌并干燥。從而獲得體均粒徑為6.0μm的調色劑顆粒(1)。
調色劑(1)的制備
使用HENSCHEL混合器(周速:30m/s,3分鐘)將100份的調色劑顆粒(1)與0.7份的經(jīng)二甲基硅油處理的二氧化硅顆粒(RY200,由NIPPON AEROSIL公司生產(chǎn))混合,以獲得調色劑(1)。
顯影劑(1)的制備
對于100份的鐵氧體顆粒(平均粒徑:50μm)、14份的甲苯、3份的苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物(共聚比:15/85)、和0.2份的炭黑,在砂磨機中將除鐵氧體顆粒以外的其他成分分散,以制備分散液。將該分散液與鐵氧體顆粒一同投入真空排氣型捏合機中。在攪拌的同時進行減壓干燥,從而獲得載體。
將8份的調色劑(1)與100份的載體混合,從而獲得顯影劑(1)。
比較例1
比較用顯影劑(1)的制備/防粘劑不均勻地僅存在于內(nèi)部的調色劑
按照與實施例1中的調色劑顆粒(1)相同的制備方式獲得調色劑顆粒(C1),不同之處在于:將管泵A的供液速率設定為0.84份/1分鐘,將管泵B的供液速率設定為0.17份/1分鐘,當燒瓶內(nèi)部的溫度達到33.0℃時開始驅動管泵A和B。所獲得的調色劑顆粒(C1)的體均粒徑為6.0μm。按照與實施例1相同的方式,利用調色劑顆粒(C1)制備調色劑(C1),并且利用調色劑(C1)來獲得比較用顯影劑(1)。
比較例2
比較用顯影劑(2)的制備/防粘劑不均勻地僅存在于表面部分的調色劑
按照與實施例1中的調色劑顆粒(1)相同的制備方式獲得調色劑顆粒(C2),不同之處在于:將管泵A的供液速率設定為0.89份/1分鐘,將管泵B的供液速率設定為0.19份/1分鐘,當燒瓶內(nèi)部的溫度達到42.0℃時開始驅動管泵A和B。所獲得的調色劑顆粒(C2)的體均粒徑為5.5μm。按照與實施例1相同的方式,利用調色劑顆粒(C2)制備調色劑(C2),并且利用調色劑(C2)來獲得比較用顯影劑(2)。
各項測量
對于各例子中獲得的顯影劑中的調色劑,利用上述方法測量防粘劑域的偏心度B分布的最大頻率值、偏斜度和峭度。其結果示于表1中。
評價
利用各例子中獲得的顯影劑進行如下評價。結果示于表1中。
圖像密度的再現(xiàn)性、以及圖像混亂的評價
作為形成評價用圖像的成像裝置,準備了由Fuji Xerox公司生產(chǎn)的產(chǎn)品名為D136的改裝裝置(該成像裝置包括圖3中所示的非接觸式顯影器)。將顯影劑投入該顯影器內(nèi),并將補充調色劑(與顯影劑中的調色劑相同)投入調色劑盒中。在P紙(由Fuji Xerox公司生產(chǎn))上打印圖像密度為1%的圖像,從而提供具有打印圖像的10,000張P紙。
通過密度測量裝置(由X-Rite公司生產(chǎn),產(chǎn)品名:X-RITE938)來測量最后打印的圖像的圖像密度。
對于最后打印的圖像,基于如下標準評價由于調色劑的飛起和散布而造成的圖像混亂程度。
A:可以很好地分辨出包括五條單點線(one-dot lines)的圖像,其中這五條單點線以600每英寸點數(shù)(dpi)的分辨率形成,長度為10mm,并且以一個點的間隔(one-dot gap)彼此平行。
B:可以分辨出包括五條單點線的圖像,其中這五條單點線以600 每英寸點數(shù)(dpi)的分辨率形成,長度為10mm,并且以兩個點的間隔彼此平行。
C:無法分辨出包括五條單點線的圖像,其中這五條單點線以600每英寸點數(shù)(dpi)的分辨率形成,長度為10mm,并且以兩個點的間隔彼此平行。
表1
基于這些結果可證實,與比較例相比,在這些實施例中,圖像密度的再現(xiàn)性優(yōu)異,并且防止了圖像混亂的發(fā)生。
提供對本發(fā)明的示例性實施方案的上述描述是為了舉例和說明。并非旨在涵蓋所有本發(fā)明,或將本發(fā)明限制為所公開的精確形式。明顯地,對于本領域技術人員而言,各種變型和修改將是顯而易見的。選擇并描述這些實施方案為的是更好地說明本發(fā)明的原理和其實際應用,從而使得本領域技術人員理解本發(fā)明的多種實施方案,并且其多種變型適用于所預期的特定用途。本發(fā)明的范圍期望通過所附權利要求及其等同形式限定。