CN101038455A - 图像形成方法与图像形成设备 - Google Patents
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Abstract
一种图像形成方法,包括在接收材料上形成墨粉图像;和在向其施加热和压力之后,对在接收材料上的墨粉图像定影,其中墨粉的重均粒径(D4)为2.0到4.5μm,压力(P)不大于15N/cm2,P×D4不小于30N/cm2·μm,墨粉在110℃时的熔融粘度(Gw110)为3000至40000Pa·s,墨粉在140℃时的熔融粘度(Gw140)为100至1000Pa·s,以及Gw110/Gw140比不小于30。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及一种图像形成方法和图像形成设备,更具体而言,涉及一种使用墨粉来形成视觉图像的图像形成方法与图像形成设备。
背景技术
[0002]通过使用墨粉,将图像承载部件上形成的静电印刷图像可视化的图像形成方法广泛地应用于各个领域。该图像形成方法通常包括下述过程:
(1)给图像承载部件充电(充电过程);
(2)用光照射充过电的图像承载部件,形成静电潜像(光照射过程);
(3)用含有墨粉的显影剂显影静电潜像,以在图像承载部件上形成墨粉图像(显影过程);
(4)任选地通过中间转印媒介(intermediate transfer medium),转印墨粉图像到接收材料上(转印过程);和
(5)定影墨粉图像在接收材料上,形成图像(定影过程)。
[0003]在定影过程中,通过定影部件如定影辊和定影带,加热和熔化接收材料上的墨粉图像,以使其定影在接收材料上。
[0004]近来,在电子照相图像形成领域,从黑白图像形成到全彩色图像形成的技术变革高速地发生。因此,全彩色图像形成的市场显著地增长。在电子照相全彩色图像形成领域,存在着形成高质量全彩色图像的需求。
[0005]在另一方面,存在着缩短电子照相图像形成设备加热时间的需求。因此,定影技术——在其中使用一种带或膜作为定影部件,该带或膜的热容低于定影辊的热容——已经被例如公开未审查的日本专利申请(以下称为JP-As)第2002-049258和2003-280412号提出。这些定影技术在实践中使用。
[0006]定影部件,如带和膜的优势是可以获得宽的定影压区宽度(nipwidth),以及上述缩短加热时间的优势,但其缺点在于不能将足够的压力应用于墨粉图像。具体而言,当由用于形成高品质图像的小粒径墨粉构成的墨粉图像用这种带或膜定影部件来定影时,不能够将足够的能量施用在墨粉上。在这种情况下,墨粉没有充分地熔化,并因此定影的墨粉图像具有欠佳的定影特性和低光泽度,这对于全彩色图像是致命的缺陷。在这种情况下,增加定影压力来改善定影特性和光泽度引起这样的问题,那就是长时间重复使用后,用作定影部件的带或膜被破坏(如,形成擦伤等),导致墨粉图像定影特性的受损。
[0007]为了使定影墨粉图像具有高光泽度,当与定影部件接触时,墨粉图像的墨粉颗粒必须被完全熔化。所以,有必要加热定影部件到相当高的温度。在这种情况下,容易发生该部分定影墨粉图像或整个墨粉图像粘附在定影部件上的热蹭脏(hot offset)问题。为改善墨粉边上的定影特性,在墨粉中包括结晶聚酯类树脂的技术被例如JP-A 2003-167384提出。
[0008]为了防止定影部件表面的热蹭脏问题和受损,已采用这样的技术:使用其表面由与墨粉间具有良好不粘性(releasability)的物质(如硅橡胶和含氟树脂)形成的定影部件,同时将具有良好不粘性的液体(如,硅油和含氟油)施用到定影部件的表面。
[0009]尽管这些技术有效地防止了热蹭脏问题,但是必须提供用于将防蹭脏液体施用于定影部件的涂布器。因此,定影装置变得复杂。此外,定影部件容易引起这样的问题,那就是定影部件上形成的一个或更多的层要从其它的层或衬底剥离,导致定影设备寿命的缩短。
[0010]因此,最近,不带有这种涂布器的少油定影装置被提出。
[0011]用于这种少油定影装置的墨粉必须与所用定影部件的表面间具有良好的不粘性。例如,下列技术已被提出:
(1)具有高聚合度的树脂应用于这种墨粉,以提高墨粉的粘弹性并赋予墨粉良好的不粘性;和
(2)不将防粘剂应用于定影部件,而使用这样的墨粉:其中包括防粘剂如低分子量聚丙烯,使得当墨粉被加热时,防粘剂被施加到定影部件的表面。
[0012]当彩色图像形成时,定影部件一般被加热到相当高的温度。因此,段落[0002]中提及的墨粉有必要包含大量的防粘剂。在这种情况下,墨粉通过加热来熔化和被定影部件施压,因此,墨粉中的防粘剂从中流出。这样流出的防粘剂存在于墨粉和定影部件之间,由此防止了墨粉图像粘附在定影部件上,防止了蹭脏问题的发生。但是,在上述的定影装置中——其使用带或膜作为定影部件,同时将低压力施加到墨粉图像上,墨粉中的防粘剂没有完全从墨粉中流出,并因此不能产生良好的防蹭脏效果。
[0013]此外,当墨粉中防粘剂的量增加时,定影彩色墨粉图像具有高的模糊因子(haze factor)。在这种情况下,彩色图像的图像质量(尤其是彩色再现性)变差。
[0014]如上提及,当这样的定影装置被使用时——其使用带或膜作为定影部件,同时将低的压力施加到待定影的墨粉图像上,难以稳定地产生具有良好定影特性和高光泽度的彩色图像。
[0015]因为这些因素,存在着对这样的图像形成方法和设备的需求,就是,通过使用如下定影装置:其使用带或膜作为定影部件,同时将低压力施加到待定影的墨粉图像,这种方法和设备能够稳定地产生具有良好定影特性和高光泽度的彩色图像。
发明内容
[0016]如本发明的一个方面,一种图像形成方法被提供,其包括以下步骤:在接收材料上形成墨粉图像,并在应用热和压力后,在接收材料上定影墨粉图像。在这种图像形成方法中,下列关系(1)至(6)要满足:
2.0μm≤D4≤4.5μm (1),
P≤15N/cm2 (2),
P×D4≥30N/cm2·μm (3),
3,000Pa·s≤Gw110≤40,000Pa·s (4),
100Pa·s≤Gw140≤1,000Pa·s (5),和
Gw110/Gw140≥30 (6),
其中,D4代表墨粉的重均粒径;Gw110和Gw140分别代表墨粉在110℃和140℃时的熔融粘度;P代表定影压力。
[0017]墨粉优选地满足下列关系:
D4/Dn≤1.25,
其中Dn代表墨粉的数均粒径。
[0018]优选地,墨粉具有从40至55℃的玻璃化转化温度,并且包括结晶聚酯类树脂作为粘结剂树脂,其优选地具有80至130℃的熔点。
[0019]墨粉优选地包括防粘剂,其优选地具有60至80℃的熔点。墨粉中防粘剂(R)与粘结剂树脂(B)的重量比(R/B)优选为从0.03至0.10。
[0020]如本发明的另一个方面,一种图像形成设备被提供,其至少包括图像承载部件,用来承载其上的墨粉图像;转印装置(transfer device),用来转印墨粉图像到接收材料上;和定影装置,用于在应用热和压力后,定影墨粉图像到接收材料上,其中上述的关系(1)至(6)要满足。
附图说明
[0021]通过结合附图,其中相同的附图标记始终代表相同的相应部分,由于从详细描述中,本发明的各种其它目的、特征和伴随的优势变得更好理解,因此它们将被更完全地认识到,其中:
[0022]图1和图2为示意图,图示说明了背景技术定影装置的横截面,这种定影装置也可以应用在本发明的图像形成设备中;
[0023]图3为示意图,图示说明了本发明的图像形成设备的一个实例(一种全彩色图像形成设备);
[0024]图4和图5为示意图,图示说明了用于本发明的图像形成设备中的定影装置;
[0025]图6为示意图,图示说明了一种墨粉制备设备,用于制备用于本发明的图像形成设备中的墨粉;
[0026]图7为放大图,图示说明了图6中图示说明的墨粉制备装置的喷嘴;
[0027]图8曲线图用于解释如何测定图像的粒度;
[0028]图9曲线图说明了定影压力、墨粉的重均粒径和墨粉的品质之间的关系;和
[0029]图10A和10B曲线图说明了实施例和比较实例中提供的墨粉的熔融粘度(Gw110和Gw140)、墨粉的Gw110/Gw140比和墨粉的图像和品质之间的关系。
具体实施方式
[0030]首先,对本发明的图像形成装置中使用的用于定影墨粉图像的定影装置进行解释。
1、加热辊定影装置的实例
[0031]图1中图示说明加热辊定影装置的实例,其用在彩色图像形成设备中。参见图1,定影装置119包括定影辊120和压力辊130,二者旋转同时相互挤压。将其上承载有未定影墨粉图像T的接收片S通过由定影辊120和压力辊130形成的压区N,所述定影辊120和压力辊130施加热和压力到接收片上,并由此墨粉图像T被定影到接收片S上。
[0032]定影辊120包括芯122,其由材料如铝制成;弹性层123,其形成于芯的周边表面上,并由材料如硅橡胶制成;防粘层124,其形成于弹性层上,并由材料如含氟树脂(如PFA·PTFA)制成;和加热器121,其位于芯中,并作为热源。
[0033]同样,压力辊130包括金属芯132、弹性层133、防粘层134和加热器131。压力辊130与定影辊120通过施压装置(没有显示)进行压力接触。这样,定影辊120和压力辊130旋转,同时形成其间的压区N。
[0034]作为温度检测器的热敏电阻125和135分别放置在定影辊120和压力辊130的表面上。根据热敏电阻125和135测量的温度信息,通过加热器驱动电路(未显示),定影辊120和压力辊130的温度被控制,以使其温度为目标温度。
[0035]在定影辊120和压力辊130加热到目标温度后,承载墨粉图像T的接收片S进入定影装置119的压区N。在这种情况下,在向其应用热和压力后,片S上的墨粉图像T被定影到片S上。
[0036]用于彩色图像形成设备中的定影装置优选地包括具有弹性层的定影辊。当没有弹性层的定影辊用于这样的定影装置时,定影辊的表面与彩色墨粉图像的表面不均匀地接触,彩色墨粉图像的表面由于包括由一个墨粉层形成的彩色图像和另一个由两个或更多个墨粉层形成的彩色图像而通常具有粗糙的表面,导致形成具有不均匀光泽度的定影墨粉图像。通过使用具有弹性层的定影辊,这样问题的出现可以被防止。这是因为定影辊表面的硬度降低,并因此定影辊的表面均匀地与彩色墨粉图像的表面接触(即彩色墨粉图像与定影辊的表面接触),同时随其卷绕。
[0037]通过使用这样的定影装置,多彩色墨粉图像可以被很好地定影。
2、加热膜定影装置的实例
[0038]图2图示说明了加热膜定影装置的实例,用于单色图像形成设备中。参见图2,加热膜定影装置140包括加热器单元141和压力辊146。加热器单元141包括膜导向装置(film guide)142,其两端被固定支撑;陶瓷加热器143,其作为热源并提供在膜导向装置142上,和圆筒形膜144,其松散地卷绕在膜导向装置142和陶瓷加热器143的结合体的周围表面,并旋转。
[0039]陶瓷加热器143包括衬底,其由无机非金属材料如氧化铝制成;导电生热层,其形成于衬底的一面上;热敏电阻145,用于控制陶瓷加热器的温度,并提供在衬底的另一面上;和绝缘层,其由耐热玻璃制成,覆盖热敏电阻。
[0040]膜144由耐热膜制成,如聚酰亚胺膜,由材料如含氟树脂制成的防粘层被形成在其表面上,以防止墨粉颗粒粘附在膜上。
[0041]压力辊146与陶瓷加热器143压力接触,它们之间具有膜144,因此相互之间形成压区N。压力辊146包括芯147,由金属如铝制成;弹性层148,形成于芯上且由材料如硅橡胶制成;防粘层149,形成于弹性层上且由材料如PFA制成。
[0042]圆筒形膜144顺时针方向旋转,同时与陶瓷加热器的下表面接触,并由压力辊146驱动,压力辊146通过一个驱动装置(没有显示)逆时针方向旋转。
[0043]当承载有未定影墨粉图像T的接收片S通过由膜144和压力辊146形成的压区N时,由于陶瓷加热器的热和压力辊146的压力,墨粉图像T被定影到接收片S上。
[0044]由于压力辊146的表面被陶瓷加热器通过具有很小热容的膜144加热,所以该表面很快地被加热到目标温度。因此加热时间可以减少到这样的程度——不需要在定影装置上进行预热。
[0045]在上文中,本发明的图像形成设备中使用的定影装置的实例通过参考图1和图2得到解释,但是定影装置并不限于此,而可以进行各种修改和改良。例如,在加热膜定影装置中的承载或挤压膜的方法可以被修改。此外用于定影装置中的加热器数目可以被修改。
[0046]在本发明的图像形成设备中,施加到压区N处的接收材料(即墨粉图像)上的定影压力P(N/cm2)要尽可能减小。因此,如定影部件受损、划伤和磨损一类问题的发生可以防止。因此,定影部件的寿命可以被延长。当定影压力P减小时,膜或带不能将足够的能量施加在由具有小粒径的一种墨粉(或多种墨粉)构成的墨粉图像上,这种墨粉用于形成高品质(彩色)图像,其结果是形成具有不良定影特性和低光泽度的图像。
[0047]考虑到图像品质,墨粉优选地满足下列关系(1):
2.0μm≤D4≤4.5μm(1)。
其中D4代表墨粉的重均粒径。
[0048]当重均粒径过小时,墨粉的可清洁性降低,由此引起背景显影问题(background development problem),即图像的背景被残留在图像承载部件中没有被转移的墨粉颗粒脏污。相反,当重均粒径过大时,图像品质(如点再现性和粒度)变差。
[0049]进一步,为了产生高品质图像同时延长定影部件的寿命,不但关系(1)要被满足,而且下面的关系(2)和(3)优选地也要满足。
P≤15N/cm2 (2),和
P×D4≥30N/cm2·μm (3),
其中,P代表施加在接收材料上的压力。
[0050]即使当关系(1)、(2)和(3)满足时,用于很好地定影由具有小粒径的墨粉构成的墨粉图像的足够的能量和压力也不能被应用。
[0051]本发明的发明者的研究结果是,发现当下面提及的关系(4)-(6)被满足时,形成的定影图像具有良好的定影特性和高的光泽度。
3,000Pa·s≤Gw110≤40,000Pa·s (4),
100Pa·s≤Gw140≤1,000Pa·s (5),和
Gw110/Gw140≥30 (6),
其中Gw110和Gw140代表墨粉分别在110℃和140℃时的熔融粘度。
[0052]即,同传统墨粉相比,使用在本发明的图像形成方法和设备中的墨粉的熔融粘度在高温(140℃)下快速下降。因此,即使当墨粉具有小粒径并且墨粉的图像在低压力下定影时,形成的定影图像也具有良好的定影特性和高的光泽度。
[0053]当Gw110或Gw140过小时,墨粉具有过低的熔融粘度,并因此蹭脏问题容易发生。相反,当Gw110或Gw140过大时,定影图像的定影特性受损。
[0054]粘度Gw110和Gw140通过流动试验仪(流动试验仪CFT500,来自Shimadzu公司)测量。测量方法如下:
[0055]首先,约1克的样品(墨粉)通过压力装置挤压,制备成颗粒。将颗粒放入流动试验仪的圆筒内,并以预定升温速度加热。当样品加热并熔化时,压住圆筒中样品的活塞下移。温度和活塞的下移量(即样品流出量)之间的关系被记录。样品的熔融粘度(η′)用下面的方程计算。
η′=TW′/DW′=πPR4/8LQ(Pa·s)
其中,TW′代表圆筒壁的表观剪切应力,等于PR/2L(N/m2),DW′代表圆筒壁的表观剪切速度,等于4Q/PR3(sec-1),Q代表样品的流速,单位为m3/sec,P代表活塞的压力(N/m2),R代表模具(die)的半径,单位为米,以及L代表模具的长度,单位为米。
[0056]测量条件如下。
负载:30kg/cm2,
温升速度:3.0℃/min,
模具直径:0.50mm,和
模具长度:1.0mm。
[0057]用于本发明的墨粉的重均粒径(D4)和数均粒径(Dn)的比值(D4/Dn)优选地满足下列关系(7):
1.05≤D4/Dn≤1.25 (7)。
[0058]当墨粉满足关系(7)时,即当墨粉具有窄的粒径分布时,具有良好定影特性的图像可以产生,且不会引起背景显影问题。
[0059]墨粉的重均粒径和数均粒径通过仪器如Beckman Coulter公司生产的库乐尔特颗粒计数器TA-II进行测量。
[0060]过程如下:
(1)将用作分散剂的表面活性剂,优选是0.1ml至5ml的1%烷基苯磺酸盐水溶液加到100-150ml的电解液中,如1%的一级NaCl水溶液(在此情况下,使用Beckman Coulter公司制造的ISOTON-II);
(2)将2至20mg待测样品放入混合物中;
(3)使混合物经受超声波分散处理约1至3分钟;和
(4)样品的体积粒径分布和数目粒径分布通过使用仪器和100μm的孔测定,以测定重均粒径和数均粒径。
[0061]在本发明中,下列13个通道被使用:
(1)不小于1.26μm且小于1.59μm;
(2)不小于1.59μm且小于2.00μm;
(3)不小于2.00μm且小于2.52μm;
(4)不小于2.52μm且小于3.17μm;
(5)不小于3.17μm且小于4.00μm;
(6)不小于4.00μm且小于5.04μm;
(7)不小于5.04μm且小于6.35μm;
(8)不小于6.35μm且小于8.00μm;
(9)不小于8.00μm且小于10.08μm;
(10)不小于10.08μm且小于12.70μm;
(11)不小于12.70μm且小于16.00μm;和
(12)不小于16.00μm且小于20.20μm;
[0062]即,粒径为从1.26μm至20.20μm的颗粒作为目标。
[0063]本发明的图像形成设备中使用的(彩色)墨粉优选具有40至55℃的玻璃化转变温度(Tg)。在这种情况下,定影图像具有良好的定影特性,甚至在墨粉具有小的粒径和施加在压区N处接受材料上的压力很小时也是如此。当玻璃化转变温度过低时,墨粉的可保存性差。反之,当玻璃化转变温度过高时,墨粉具有不良的定影特性。
[0064]墨粉的玻璃化转变温度(Tg)可以采用Rigaku公司的TG-DSC***TAS-100来测量。方法如下。
(1)将装在铝制容器中的约10mg样品放置在支架单元上,该支架单元放置在电加热炉中;
(2)将样品以10℃/min的温升速度从室温加热到150℃,然后在150℃加热10分钟,冷却到室温;和
(3)使样品在室温下放置10分钟后,将样品再次以升温速度10℃/min从室温加热至150℃,获得DSC曲线。
[0065]使用分析***TAS-100,样品的玻璃化转化温度(Tg)得以测定。玻璃化转化温度定义为吸热曲线的切线与基线交叉处的温度。该***可以自动画出基线和输出样品的玻璃化转化温度(Tg)。
[0066]本发明的图像形成设备中使用的(彩色)墨粉优选地包括结晶聚酯作为粘结剂树脂。结晶聚酯优选地具有80至130℃的熔点,并且更优选为90至125℃。当结晶聚酯的熔点过低时,墨粉的可保存性变差。当熔点过高时,墨粉的定影特性变差。
[0067]本发明图像形成设备中使用的(彩色)墨粉优选地包括熔点为60至80℃的防粘剂。在这种情况下,蹭脏问题几乎不发生,即使当墨粉具有小的粒径和施加在压区N处接收材料上的压力低时也是如此。当防粘剂的熔点过低时,墨粉的可保存性变差。当熔点过高时,蹭脏问题容易发生。
[0068]防粘剂的熔点可以通过示差扫描量热法(DSC)测量,并定义为DSC曲线具有最大吸热峰处的温度。Shimadzu公司的TA-60W和DSC-60的组合被用作测量仪器。测量条件如下。
样品容器:带盖的铝制样品盘
样品量:5mg
参照样品:装在铝盘中的10mg氧化铝
气氛:氮气(流速为50ml/min)
温度条件
(首次温升操作)
起始温度:20℃
温升速度:10℃/min
终止温度:150℃
终止温度停留时间:0
(首次冷却操作)
冷却速度:10℃/min
终止温度:20℃
终止温度停留时间:0
(二次升温操作)
温升速度:10℃/min
终止温度:150℃
[0069]通过Shimadzu公司的分析软件TA-601.52版本分析测量数据。分析方法如下:
(1)在二次升温操作中的样品的微分曲线DrDSC曲线的最大峰的温度范围(±5℃)被输入分析软件中,确定DSC曲线的峰值温度;和
(2)通过使用分析软件,分析峰值温度的温度范围(±5℃)内的DSC曲线,确定样品的最大吸热峰值温度。
[0070]在这种情况下,由此确定的最大吸热峰值温度为样品的熔点。
[0071]墨粉中的防粘剂的量优选为按重量计每100份粘结剂树脂3至10份。在这种情况下,蹭脏问题几乎不发生,即使当墨粉具有小的粒径和施加在压区N处接收材料上的压力低时也是如此。当防粘剂的量过低时,蹭脏问题容易发生。当防粘剂的量过高时,发生成膜问题——防粘剂的膜形成在显影装置的部件和图像承载部件上,导致图像质量变差。
[0072]本发明的图像形成设备中使用的(彩色)墨粉优选为具有平均粒径的球形墨粉。为了制备这样的球形墨粉,优选使用这样的墨粉制备方法——其中将油相液体乳化、悬浮或聚结在含水介质中,如悬浮聚合方法、乳液聚合方法和聚合物悬浮方法。
[0073]下面,对墨粉制备方法和墨粉成分进行解释。
(悬浮聚合法)
[0074]首先,将着色剂、防粘剂等分散在聚合单体和油溶性聚合物引发剂的混合物中。将该分散液分散在包括表面活性剂和/或固体分散剂的含水介质中,以通过下面提及的乳化方法制备乳液。然后使乳液经历聚合反应,以制备墨粉颗粒。优选在墨粉颗粒被洗去多余的表面活性剂和分散剂之后,通过湿法将颗粒无机物质粘附在墨粉颗粒上。
[0075]为了将官能团并入墨粉颗粒的表面,优选地,结合聚合单体使用一种或多种具有官能团的单体,如酸(如,丙烯酸、甲基丙烯酸、α氰基丙烯酸、α氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐);和具有氨基的(甲基)丙烯酸单体(如,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、它们的羟甲基化合物、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、哌嗪和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)。
[0076]也优选通过使用具有酸基团或碱基团的分散剂,将官能团并入墨粉颗粒的表面,分散剂吸附在墨粉颗粒的表面。
(乳液聚合聚结法)
[0077]使用表面活性剂,水溶性聚合引发剂和聚合单体在水中乳化。使乳液经历乳液聚合,制备胶乳。在另一方面,将着色剂、防粘剂等分散在含水介质中来制备分散液。分散液与胶乳混合,使颗粒聚结到这样的程度——聚结的颗粒具有墨粉尺寸,然后加热熔化聚结的颗粒。通过将一种或多种上述具有官能团的单体用于聚合单体,官能团可以被并入墨粉颗粒的表面。
(聚合物悬浮法)
[0078]墨粉成分,如树脂、预聚物、着色剂(如颜料)、防粘剂和电荷控制剂(charge controlling agent)被溶解或分散在挥发性溶剂中来制备油相液体。
[0079]将油相液体分散在包括表面活性剂和/或固体分散剂的含水介质中,然后是预聚物的反应,导致制备墨粉颗粒。
[0080]用作含水介质的合适的物质包括水以及水和一种或多种可以与水混合的溶剂的混合物。溶剂的具体实例包括醇类(如甲醇、异丙醇和乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶纤剂(如,甲基溶纤剂)、低碳酮(如丙酮和甲基·乙基酮)等。
[0081]为了使官能团并入到墨粉颗粒的表面,例如,下列方法可以被使用。
(1)使用通过使用一种或多种以上提及的用于悬浮聚合法中的单体制备的共聚物;
(2)使用通过使用具有三个或更多官能团的酸制备的聚酯类树脂;
(3)使用这样的聚酯类树脂——其中在其末端的羟基基团与具有多个待酯化的酸基团的化合物反应;和
(4)表面活性剂、极性聚合物和/或粒状有机或无机物质,其具有酸基团(如羧基、磺酸基和磷酸酯基),被用作含水介质的分散稳定剂。
[0082]本发明中的图像形成设备中使用的墨粉例如通过使用下列物质和制备方法被制备。
(改性聚酯)
[0083]本发明图像形成设备中使用的墨粉优选地包括改性聚酯类树脂(i)。在本申请中,改性聚酯类树脂定义为具有除酯键之外的键的聚酯类树脂,或其中包括另一种树脂成分的聚酯类树脂,该另一种树脂成分通过共价键、离子键或其它键与聚酯类树脂成分键合。具体而言,改性聚酯类树脂定义为通过下述方法制备的改性聚酯类树脂:将可与羧基基团和羟基基团反应的基团如异氰酸酯基团并入其末端部分,然后该基团和具有活性氢原子的化合物进行反应。
[0084]本发明的墨粉中使用的合适的改性聚酯类树脂包括脲改性聚酯类树脂,它通过具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)与胺(B)反应制备。聚酯预聚物(A)可以通过多羟基化合物(PO)和聚羧酸(PC)(即具有包含活性氢原子的基团的聚酯类树脂)与聚异氰酸酯(PIC)的缩聚产物来制备。包含活性氢原子的基团的具体实例包括羟基基团(醇羟基基团和酚羟基基团)、氨基基团、羧基基团、巯基基团等。在这些基团中,醇羟基基团是优选的。
[0085]用于制备改性聚酯类树脂的合适的多羟基化合物(PO)包括二醇(DIO)、具有三个或更多羟基基团的多羟基化合物(TO)和DIO与TO的混合物。优选地,单独使用二醇(DIO)或使用二醇(DIO)与少量多羟基化合物(TO)的混合物。
[0086]二醇(DIO)的具体实例包括烷撑二醇、亚烷基醚二醇、脂环二醇、双酚、脂环二醇的环氧烷加合物、双酚的环氧烷加合物等。
[0087]烷撑二醇的具体实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。亚烷基醚二醇的具体实例包括二甘醇、三甘醇、双丙甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚乙二醇。脂环二醇的具体实例包括1,4-环己烷二甲醇和氢化双酚A。双酚的具体实例包括双酚A、双酚F和双酚S。脂环二醇的环氧烷加合物的具体实例包括上述脂环二醇与环氧烷(如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。双酚的环氧烷加合物的具体实例包括上述提及的双酚与环氧烷(如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷)的加合物。
[0088]在这些化合物中,具有2至12个碳原子的烷撑二醇和双酚的环氧烷加合物是优选的。更优选地,使用双酚的环氧烷加合物和双酚的环氧烷加合物与具有2至12个碳原子的烷撑二醇的混合物。
[0089]多羟基化合物(TO)的具体实例包括具有3个或更多羟基基团的脂肪醇(如丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇和山梨醇);具有三个或更多个羟基基团的多酚(三酚PA、线型酚醛树脂和甲酚线型酚醛树脂);上面提及的多酚与环氧烷如环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的加合物;等。
[0090]在制备改性聚酯类树脂中使用的合适的聚羧酸(PC)包括二羧酸(DIC)和具有三个或更多个羧基的聚羧酸(TC)。优选地,单独使用二羧酸(DIC)或使用二羧酸(DIC)与少量聚羧酸(TC)的混合物。
[0091]二羧酸(DIC)的具体实例包括亚烷基二羧酸(如丁二酸、己二酸和癸二酸);亚烯基二羧酸(如马来酸和富马酸);芳族二羧酸(如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和萘二羧酸);等。在这些化合物中,具有4到20个碳原子的亚烯基二羧酸和具有8到20个碳原子的芳族二羧酸优选地被使用。
[0092]具有3个或更多个羟基的聚羧酸(TC)的具体实例包括具有9至20个碳原子的芳族聚羧酸(如偏苯三酸和1,2,4,5-苯四酸)。
[0093]当聚羧酸(PC)与多羟基化合物(PO)反应时,以上提及的聚羧酸的酸酐或低碳烷酯(如甲酯、乙酯或异丙酯)也可以用作聚羧酸(PC)。
[0094]多羟基化合物(PO)中的[OH]基与聚羧酸(PC)中的[COOH]基的合适的混合比例(即[OH]/[COOH]当量比)为从2/1至1/1,优选地为1.5/1至1/1,更优选地为1.3/1至1.02/1。
[0095]用于制备改性聚酯类树脂的聚异氰酸酯(PIC)的具体实例包括脂族聚异氰酸酯(如二异氰酸四亚甲酯、1,6-己二异氰酸酯和2,6-二异氰酸酯己酸甲酯);脂环族聚异氰酸酯(如异佛尔酮二异氰酸酯和环己基甲烷二异氰酸酯);芳族二异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯);芳香脂族二异氰酸酯(如α,α,α′,α′-四甲代苯二甲撑二异氰酸酯);异氰脲酸酯;封端聚异氰酸酯,其中上面提及的聚异氰酸酯被酚衍生物、肟或己内酰胺封端;等。这些化合物可以被单独使用或混合使用。
[0096]聚异氰酸酯(PIC)中的[NCO]基和聚酯中的[OH]基的合适的混合比例(即[NCO]/[OH]当量比)为从5/1至1/1,优选为从4/1至1.2/1,更优选为从2.5/1至1.5/1。当[NCO]/[OH]比例过大时,墨粉的低温可定影性降低。反之,当这个比例过小时,改性聚酯中的脲基含量减小,从而损害了墨粉的耐热蹭脏性能。
[0097]具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)中的聚异氰酸酯单元的量为按重量计0.5%至40%,优选为1%至30%,更优选为2%至20%。当含量过低时,墨粉的耐热蹭脏性能变差,并且可保存性与低温可定影性的良好结合不能赋予所形成的墨粉。反之,当含量过高时,墨粉的低温可定影性变差。
[0098]聚酯预聚物(A)分子中包括的异氰酸酯基团的平均数一般不小于1,优选地为1.5至3,更优选地为1.8至2.5。当异氰酸酯基团的平均数过小时,形成的脲改性聚酯(其被交联和/或被扩展)的分子量降低,由此损害所形成墨粉的耐热蹭脏性能。
[0099]用作本发明墨粉中粘结剂树脂的脲改性聚酯类树脂可以由具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物(A)和胺(B)反应来制备。
[0100]胺(B)的具体实例包括二胺(B1)、具有三个或更多氨基的多胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)和封闭的胺(B6),其中上面提及的胺(B1-B5)被封闭。这些胺可以被单独使用或混合使用。
[0101]二胺(B1)的具体实例包括芳族二胺(如苯二胺、二乙基甲苯二胺和4,4′-二氨基二苯甲烷);脂环族二胺(如4,4′-二氨基-3,3′-二甲基二环己基甲烷、二氨基环己烷和异佛尔酮二胺);脂族二胺(如乙二胺、四亚甲基二胺和1,6-己二胺);等等。
[0102]具有三个或更多个氨基的多胺(B2)的具体实例包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等。氨基醇(B3)的具体实例包括乙醇胺、羟乙基苯胺等。氨基硫醇(B4)的具体实例包括氨乙基硫醇、氨丙基硫醇等。氨基酸(B5)的具体实例包括氨基丙酸、氨基己酸等。封闭胺(B6)的具体实例包括酮亚胺化合物,其通过以上提及的胺(B1-B5)之一与酮如丙酮、甲基·乙基酮和甲基·异丁基酮反应制备;唑啉化合物;等。这些胺中,二胺(B1)和二胺(B1)与少量多胺(B2)的混合物优选被使用。
[0103]如果期望,可以通过使用分子链延伸抑制剂来控制脲改性聚酯的分子量。分子链延伸抑制剂的具体实例包括一元胺(如二乙胺、二丁胺、丁胺和月桂胺)和通过将上述一元胺封闭而制备的封闭的胺(即酮亚胺化合物)。
[0104]具有异氰酸酯基团的预聚物(A)的[NCO]基与胺(B)中的[NHx]基的混合比例(即[NCO]/[NHx]当量比)为1/2至2/1,优选地为1/1.5至1.5/1,更优选地为1/1.2至1.2/1。当混合比例过高或过低时,形成的脲改性聚酯的分子量减小,导致所形成墨粉的耐热蹭脏性能变差。
[0105]墨粉中使用的脲改性聚酯类树脂可以包括氨基甲酸乙酯键和脲键。氨基甲酸乙酯键和脲键的摩尔比为从100/0至10/90,优选地为80/20至20/80,更优选地为60/40至30/70。当脲键的摩尔比过低时,所形成墨粉的耐热蹭脏性能变差。
[0106]改性聚酯(i)可以例如通过方法诸如一步法或预聚物方法来制备。改性聚酯(i)的重均分子量一般不小于10,000,优选为从20,000至1,000,000,更优选为从30,000至1,000,000。当重均分子量过小时,聚酯类树脂几乎不能进行分子链延伸反应,由此形成的墨粉具有不良的弹性。结果是,所形成墨粉的耐热蹭脏性能变差。反之,当分子量过高时,墨粉的可定影性变差。此外,墨粉的产率降低,具体地说,成粒过程或粉碎过程中的效率降低。
[0107]如果结合使用未改性的聚酯类树脂(ii),那么改性聚酯类树脂(i)的数均分子量没有特别限制。具体地说,改性聚酯类树脂的重均分子量而不是数均分子量主要被控制。当改性聚酯类树脂被单独使用时,树脂的数均分子量优选不大于20,000,优选地为从1,000至10,000,更优选地为从2,000至8,000。当数均分子量过高时,所形成墨粉的低温可定影性变差。此外,当墨粉被用作彩色墨粉时,所形成墨粉具有低光泽度。
[0108]通过使用胺(B)使聚酯预聚物(A)进行交联反应和/或分子链延伸反应来制备改性聚酯类树脂(i)。在这种情况下,反应抑制剂可被用来控制所形成的改性聚酯类树脂的分子量。用作反应抑制剂的合适的物质包括一元胺,如二乙胺、二丁胺、丁胺和月桂胺,和一元胺的封闭胺如酮亚胺化合物。
(未改性聚酯)
[0109]在本发明中,优选地使用改性聚酯类树脂(i)和未改性聚酯类树脂(ii)的组合作为墨粉的粘合剂树脂。通过使用这样的组合,墨粉的低温可定影性可以被改善,并且此外墨粉能够产生具有高光泽度的彩色图像。
[0110]用作未改性聚酯类树脂(ii)的合适的物质包括多羟基化合物(PO)和聚羧酸(PC)的缩聚产物。多羟基化合物(PO)和聚羧酸(PC)的具体实例在上面提及用在改性聚酯类树脂(i)中。此外,合适的多羟基化合物和聚羧酸的具体实例也在上面提及。
[0111]此外,通过除脲键以外的键(如氨基甲酸乙酯键)改性的聚酯类树脂被认为是本发明中的未改性聚酯类树脂(ii)。
[0112]当改性聚酯类树脂(i)和未改性聚酯类树脂(ii)的组合作为粘合剂树脂使用时,优选地,改性聚酯类树脂至少部分地与未改性聚酯类树脂混合,以提高墨粉的低温可定影性和耐热蹭脏性。即,优选地,改性聚酯类树脂具有与未改性聚酯类树脂相似的分子结构。改性聚酯类树脂(i)与未改性聚酯类树脂(ii)的混合比例(i/ii)是5/95至80/20,优选地从5/95至30/70,更优选从5/95至25/75,甚至更优选为从7/93至20/80。当改性聚酯类树脂的加入量过小时,墨粉的耐热蹭脏性变差,此外墨粉不可能获得高温可保存性和低温可定影性的良好结合。
[0113]未改性聚酯类树脂(ii)的峰值分子量从1,000至10,000,优选地从2,000至8,000,更优选地从2,000至5,000。当峰值分子量过小时,墨粉的高温可保存性变差。反之,当峰值分子量过高时,墨粉的低温定影性变差。
[0114]未改性聚酯类树脂(ii)优选地具有不小于5mgKOH/g的羟基值,更优选地是10至120mgKOH/g,甚至更优选地是20至80mgKOH/g。当羟基值过小时,所形成的墨粉具有不良的高温可保存性和不良的低温可定影性。
[0115]未改性聚酯类树脂(i)优选地具有1至5mgKOH/g的酸值,更优选为从2至4mgKOH/g。当具有高酸值的蜡被用作防粘剂,同时具有相对低酸值的树脂被用作粘合剂树脂时,可以赋予墨粉良好的电荷性质和高的体积电阻率。如此制备的墨粉可以优选地用于双组分显影剂。
(着色剂)
[0116]本发明的图像形成设备中使用的墨粉包括着色剂。用作着色剂的合适物质包括已知的染料和颜料。
[0117]染料和颜料的具体实例包括炭黑、苯胺黑染料、氧化铁黑、萘酚黄S、汉撒黄10G、汉撤黄5G、汉撒黄G、镉黄、氧化铁黄、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油黄、汉撒黄GR、汉撒黄A、汉撒黄RN、汉撒黄R、颜料黄L、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、永固黄NCG、硫化坚牢黄5G、硫化坚牢黄R、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽烯黄BGL、异吲哚啉酮黄、氧化铁红、铅丹、铅橙、镉红、镉汞红、锑橙、永固红4R、对位红、氯化对位红、对-氯-邻硝基苯胺红、立索坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永固红F2R、永固红F4R、永固红FRL、永固红FRLL、永固红F4RH、坚牢猩红VD、硫化坚牢红宝石B、亮猩红G、立索宝石红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺栗红、永固枣红F2K、日光枣红BL、枣红10B、BON淡栗红(BONMAROON LIGHT)、BON中度栗红(BON MAROON MEDIUM)、曙红色淀、罗丹明淀B、罗丹明淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗红、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、苝橙(perynoneorange)、油橙、钴蓝、青天蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、不含金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝RS、阴丹士林蓝BC、靛蓝、群青、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、亮绿(viridian)、祖母绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金色(Green Gold)、酸绿淀、孔雀石绿淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、氧化锌、锌钡白和类似物。这些物质被单独使用或结合使用。
[0118]墨粉中着色剂的量优选地按重量计为墨粉重量的1%至15%,更优选地按重量计为墨粉重量的3%至10%。
[0119]母炼胶,为着色剂和树脂的复合物,可以用作本发明中使用的墨粉的着色剂。
[0120]用作母炼胶中粘结剂树脂的树脂的具体实例包括苯乙烯或苯乙烯衍生物的聚合物(如聚苯乙烯,聚对氯苯乙烯和聚甲基苯乙烯)、苯乙烯或苯乙烯衍生物与乙烯基单体的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多羟基化合物树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡、石蜡等。这些可以被单独使用或结合使用。
(电荷控制剂)
[0121]本发明的图像形成设备中使用的墨粉优选包括电荷控制剂。任何已知的电荷控制剂都可以用于墨粉中。
[0122]电荷控制剂的合适实例包括苯胺黑染料、三苯甲烷染料、含铬金属配合物染料、钼酸螯合物颜料、罗丹明染料、烷氧基胺、季铵盐、氟改性季铵盐、烷基酰胺、磷及其化合物、钨及其化合物、含氟活化剂、水杨酸金属盐、水杨酸衍生物金属盐等等。这些物质可以单独或结合使用。
[0123]市场上的电荷控制剂的具体实例包括BONTRON03(苯胺黑染料)、BONTRONP-51(季铵盐)、BONTRONS-34(含金属偶氮染料)、BONTRONE-82(α-萘酚酸的金属配合物)、BONTRONE-84(水杨酸的金属配合物)和BONTRONE-89(酚缩合产品),这些都由Orient ChemicalIndustries公司制造;TP-302和TP-415(季铵盐的钼配合物),由HodogayaChemical公司生产;COPY CHARGEPSY VP2038(季铵盐)、COPYBLUE(三苯甲烷衍生物)、COPY CHARGENEG VP2036和COPYCHARGENX VP434(季铵盐),这些由Hoechst AG制造;LRA-901和LR-147(硼配合物),由Japan Carlit公司制造;铜酞菁、苝、喹吖啶酮、偶氮颜料以及具有官能团如磺酸酯基、羧基、季铵基的聚合物等。
[0124]本发明的墨粉中的电荷控制剂的量的确定取决于变量如粘合剂树脂的选择、添加剂的存在和分散方法。一般地,每100重量份包括在墨粉中的粘合剂树脂,电荷控制剂的量优选地为0.1至10重量份,更优选为0.2至5重量份。当该量过多时,墨粉的电荷量过度增加,从而显影辊(developing roller)和墨粉之间的静电引力增加,结果是流动性变差和图像密度降低。
(防粘剂)
[0125]本发明的图像形成设备中使用的墨粉可以包括防粘剂。合适的防粘剂包括熔点为50℃至120℃的蜡,优选地为60℃至80℃。当这样的蜡包含于墨粉中,蜡被分散在粘合剂树脂中,并在定影过程中当出现在定影辊和墨粉颗粒之间的位置时作为防粘剂。因此,热蹭脏问题可以避免而不用在所用的定影辊上施用油。
[0126]防粘剂的具体实例包括天然蜡如植物蜡,诸如巴西棕榈蜡、棉蜡、日本蜡和米糠蜡;动物蜡,诸如黄蜡和羊毛脂;矿物蜡,诸如地蜡和纯地蜡;和石油蜡,诸如石蜡、微晶蜡和矿脂。此外,合成蜡也可以被使用。合成蜡的具体实例包括合成的烃蜡,诸如费—托合成过程中生成的蜡和聚乙烯蜡;和合成的蜡如酯蜡、酮蜡和醚蜡。进一步,也可以使用脂肪酸酰胺如1,2-羟基硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺和邻苯二甲酸酐酰亚胺;和低分子量结晶聚合物如在其侧链上具有长烷基基团的丙烯酸均聚物和共聚物,如聚甲基丙烯酸正十八酯、聚甲基丙烯酸正月桂酯和丙烯酸正十八脂-甲基丙烯酸乙酯共聚物。
[0127]上述的电荷控制剂和防粘剂可以与母炼胶和粘合剂树脂揉捏在一起。可选地,当制备墨粉组合物液体时,可以将墨粉电荷控制剂和防粘剂加入有机溶剂中。
(外部添加剂)
[0128]一般地,将颗粒无机物质与墨粉颗粒混合,以协助改进墨粉颗粒的流动性、显影性和充电能力(charging ability)。优选地,颗粒无机物质的基本粒径为5nm至2μm,更优选为5nm至500nm。此外,这种颗粒无机物质通过BET法测定的比表面积为从20至500m2/g。基于墨粉组合物的总重,外部添加剂的量优选为按重量计从0.01%至5%,更优选从0.01%至2.0%。
[0129]这种颗粒无机物质的具体实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、石英砂、陶土、云母、灰砂、硅藻土、氧化铬、氧化铈、氧化铁红、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、氮化硅等。
[0130]聚合物颗粒如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯共聚物,其可以通过聚合方法如无皂乳液聚合方法、悬浮聚合方法和分散聚合方法来制备;聚合物颗粒如聚硅氧烷、苯胍胺和尼龙,其可以通过聚合方法如缩聚方法来制备;和热固性树脂颗粒,也可以用作本发明中使用的墨粉的外部添加剂。
[0131]用于墨粉中的外部添加剂优选地进行疏水处理,以防止所产生的墨粉的流动性和电荷特性变差,特别在高湿度情况下。在疏水处理中使用的合适的疏水剂包括硅烷偶联剂、甲硅烷基化剂、具有氟化烷基的硅烷偶联剂、有机钛酸盐偶联剂、铝偶联剂、硅油、改性硅油等。在这些疏水化的外部添加剂中,疏水化的二氧化硅和疏水化的氧化钛优选使用。
[0132]然后,制备墨粉颗粒的方法将被解释。墨粉颗粒一般地通过下列方法制备,但是制备方法不限于此。
(墨粉制备方法)
[0133]本发明中使用的墨粉可以优选地通过使墨粉组合物液体在含水介质中进行交联反应和/或分子链增长反应来制备,该墨粉组合物液体通过在有机溶剂中溶解或分散墨粉成分如着色剂、未改性聚酯类树脂、具有含氮原子基团的预聚物和防粘剂来制备。具体地,该方法如下。
(1)墨粉组合物液体的制备
[0134]首先,墨粉组合物液体通过在有机溶剂中溶解或分散墨粉成分如着色剂、未改性聚酯类树脂、具有异氰酸酯基团的预聚物和防粘剂来制备。有机溶剂优选为沸点低于100℃的易挥发溶剂,以便容易从所形成的墨粉颗粒中除去。这种易挥发溶剂的具体实例包括甲苯、二甲苯、苯、四氯化碳、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、三氯乙烯、氯仿、一氯苯、亚乙基二氯(dichloroethylidene)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲基·乙基酮和甲基·异丁基酮。这些溶剂可以单独使用或组合使用。具体地,芳族溶剂如甲苯和二甲苯以及卤代烃如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿和四氯化碳优选地被使用。
[0135]溶剂与聚酯预聚物的重量比一般从0/100至300/100,优选地为0/100至100/100,更优选地为从25/100至70/100。
(2)墨粉组合物液体的乳化
[0136]然后将墨粉组合物液体在存在表面活性剂和颗粒树脂的情况下分散在含水介质中,制备乳液。用作含水介质的合适物质包括水。此外,可以将可以与水混合的有机溶剂加入水中。这种溶剂的具体实例包括醇,如甲醇、异丙醇和乙二醇;二甲基甲酰胺;四氢呋喃;溶纤剂如甲基溶纤剂;低碳酮如丙酮和甲基·乙基酮;等。
[0137]含水介质(A)与墨粉组合物液体(T)的重量比(A/T)一般从50/100至2,000/100并且优选为从100/100至1,000/100。当含水介质加入量过低时,墨粉组合物液体不能很好地分散,从而不能制得具有期望粒径的墨粉颗粒。加入大量含水介质是不经济的。
[0138]当墨粉组合物液体被乳化时,分散剂如表面活性剂和颗粒树脂优选地包含在含水介质中。
[0139]表面活性剂的具体实例包括阴离子表面活性剂,如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和磷酸盐;阳离子表面活性剂,如胺盐(如烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉)和季铵盐(如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶盐、烷基异喹啉盐和苯索氯铵);非离子表面活性剂,如脂肪酸酰胺衍生物、多元醇衍生物;和两性表面活性剂,如丙胺酸、十二烷基二(氨乙基)对羟苯基甘氨酸、二(辛基氨乙基)对羟苯基甘氨酸和N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱。
[0140]通过使用含氟表面活性剂作为表面活性剂,即使加入量很少,也可以产生优良的效果。
[0141]具有氟烷基基团的阴离子表面活性剂的具体实例包括具有2至10个碳原子的氟烷基羧酸和它们的金属盐、全氟辛烷磺酰谷氨酰胺二钠、3-{ω-氟烷基(C6-C11)氧}-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-{ω-氟烷酰基(C6-C8)-N-乙氨基}-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸和它们的金属盐、全氟烷基(C7-C13)羧酸和它们的金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸盐和它们的金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷砜酰胺、全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰基对羟苯基甘氨酸的盐、一全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸盐等。
[0142]这些表面活性剂的市场产品的具体实例包括SARFRONS-111、S-112和S-113,由Asahi Glass公司制造;FLUORADFC-93、FC-95、FC-98和FC-129,由Sumitomo 3M公司制造;UNIDYNEDS-101和DS-102,由Daikin Industries公司制造;MEGAFACEF-110、F-120、F-113、F-191、F-812和F-833,由Dainippon Ink and Chemicals公司制造;ECTOPEF-102、103、104、105、112、123A、306A、501、201和204,由Tohchem Products公司制造;FUTARGENTF-100和F150,由Neos制造;等等。
[0143]具有氟烷基的阳离子表面活性剂的具体实例——其能够在水中分散包括墨粉组分的油相——包括具有氟烷基的伯、仲和叔脂族胺,脂族季铵盐如全氟烷基(C6-C10)砜酰胺丙基三甲基铵盐,苯扎铵盐,苄索氯铵(benzetonium chloride),吡啶盐,咪唑盐,等等。其市场产品的具体实例包括SARFRONS-121(Asahi Glass公司生产);FLUORADFC-135(Sumitomo 3M公司生产);UNIDYNEDS-202(DaikinIndustries公司生产);MEGAFACEF-150和F-824(Dainippon Ink andChemicals公司生产);ECTOPEF-132(Tohchem Products公司生产);FUTARGENTF-300(Neos生产);等。
[0144]可以将颗粒树脂加入到含水介质中,以稳定在含水介质中制备的墨粉颗粒。在这种情况下,以这样的量加入一种或多种颗粒树脂,使得颗粒树脂以10至90%的覆盖率存在于墨粉颗粒表面。颗粒树脂的具体实例包括粒径为1μm或3μm的颗粒状甲基丙烯酸甲酯、粒径为0.5μm或2μm的颗粒聚苯乙烯、粒径为1μm的颗粒状苯乙烯-丙烯腈共聚物(如Kao公司的PB-200H、Soken Chemical & Engineering公司的SPG、SekisuiPlastic公司的TECHNO POLYMER SB、Soken Chemical & Engineering公司的SGP-3G和Sekisui Chemical公司的MICROPEARL)。
[0145]此外,无机化合物可以被用作为分散剂。无机化合物的具体实例包括磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅和羟基磷灰石,可以优选被使用。
[0146]进一步,优选地,与颗粒树脂和无机分散剂结合使用聚合物保护胶体,以稳定乳液或分散液。
[0147]该保护胶体的具体实例包括通过使用单体来制备的聚合物和共聚物,单体例如,酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-氰基甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸和马来酸酐),具有羟基的丙烯酸单体(如丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸γ-羟丙酯、甲基丙烯酸γ-羟丙酯、3-氯-2-羟丙基丙烯酸酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯、二乙二醇一丙烯酸酯、二乙二醇一甲基丙烯酸酯、甘油一丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酸胺),乙烯醇及其醚(如乙烯基·甲基醚、乙烯基·乙基醚和乙烯基·丙基醚),乙烯醇与具有羧基的化合物的酯(即乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯);丙烯酸酰胺(如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺)及其羟甲基化合物,酰基氯(如氯丙烯酸和氯甲基丙烯酸),和具有氮原子或含氮原子脂环的单体(如乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑和哌嗪)。
[0148]此外,聚合物如聚氧乙烯化合物(如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧化乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯和聚氧乙烯壬基苯基酯);和纤维素化合物如甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素,也可以用作聚合物保护胶体。
[0149]已知的分散机器可以用于乳化含水介质中的墨粉组合物液体。合适的分散机器包括低速剪切分散机、高速剪切分散机、摩擦分散机、高压喷射分散机、超声波分散机等。
[0150]当使用高速剪切分散机时,转子的转数并不被特别限定,但是转数一般为1,000至30,000rpm,优选地从5,000至20,000。分散时间不作特别限定。当使用批式分散机时,分散时间一般从0.1至5分钟。分散温度优选地为从0至150℃,并优选为40至98℃。
(3)聚酯预聚物(A)与胺(B)的反应
[0151]当将墨粉组合物液体加入含水介质中制备乳液时,将胺加入到混合物中,使胺与具有异氰酸酯基团的聚酯预聚物进行反应。反应伴随着预聚物分子链的交联和/或延伸。反应时间的确定取决于聚酯预聚物的异氰酸酯基团与所用胺的反应性,一般地为10分钟至40小时,优选地为2至24小时。反应温度一般从0至150℃,优选地为从40至98℃。
[0152]此外,如果期望,已知的催化剂如月桂酸二丁基锡和月桂酸二辛基锡可以用于反应。
(4)有机溶剂的去除以及洗涤和干燥
[0153]反应以后,将有机溶剂从乳液(即反应产物)中去除,然后进行洗涤和干燥。由此,墨粉颗粒被制备。为了去除有机溶剂,将乳液逐渐加热,同时搅动乳液,以形成层流。在这种情况下,优选地,在一定的温度范围内去除溶剂,同时用力搅动乳液,使得所形成的墨粉颗粒具有纺锤形。当使用可以溶解在酸或碱中的分散剂如磷酸钙时,优选用盐酸溶解分散剂,以便从墨粉颗粒中去除,然后洗涤。此外,可能通过使用酶来分解分散剂,以去除这样的分散剂。
(5)外部添加剂的加入
[0154]然后,将电荷控制剂固定在如此制备的墨粉颗粒上,并且往其中加入外部添加剂如颗粒无机物质(如二氧化硅和氧化钛)。通过使用已知的混合器或类似物的方法可以加入这些物质。
[0155]使用这样的方法,具有小粒径和窄粒径分布的墨粉可以容易地制备。通过在溶剂去除操作过程中控制搅拌,墨粉的颗粒形状可以轻易地由球形变为橄榄球形。此外,墨粉颗粒的表面状态可以被控制,使得具有的表面从光滑表面到如酸李子样的粗糙表面。
[0156]如此制备的墨粉被用作单组分磁性显影剂或单组分非磁性显影剂或用作包括墨粉和载体的双组分显影剂。
[0157]当墨粉用于双组分显影剂时,墨粉与载体如磁性物质和玻璃珠混合,载体优选具有20至100μm的体积平均粒径。用作载体的合适磁性物质包括铁粒、磁铁矿和包括二价金属如Mn、Zn和Cu的铁氧体。当体积平均粒径过小时,在显影过程中载体颗粒粘附在静电潜像上的问题会发生。反之,当体积平均粒径过大时,墨粉和载体不会很好混合,从而墨粉不充分地用载体装载的问题发生,导致不良图像质量的图像形成。在这些载体中,包括锌的铜-铁氧体优选使用,这是因为其具有高的饱和磁化强度。但是,取决于使用所形成显影剂的图像形成装置中采用的显影过程,从中选择合适的载体。
[0158]载体的表面优选地涂有树脂。涂上的树脂并不加以特别限制,但是优选使用树脂如有机硅树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂、含氟树脂、烯烃树脂、聚酯类树脂、环氧树脂和马来酸树脂。当苯乙烯-丙烯酸共聚物被使用时,苯乙烯单元的含量优选为按重量计30%至90%,以赋予所形成的载体优良的显影能力(developability),并防止载体上形成的树脂膜发生从中被剥离而导致载体寿命缩短的问题。涂布液可以包括添加剂如助粘剂、交联剂、润滑剂、导电剂和电荷控制剂。
[0159]涂布方法没有特别限定,但是下列方法优选使用:
(1)将树脂溶解在溶剂中的树脂溶液喷在载体颗粒上,然后干燥;和
(2)颗粒状树脂静电粘附在载体颗粒上,然后在加热之后熔化树脂。
[0160]涂层树脂的厚度一般为从0.05至10μm,优选地为从0.3至4μm。
[0161]通过在本发明中的墨粉中使用磁性物质,墨粉可以被用作磁性墨粉。磁性物质的具体实例包括铁氧化物如磁铁矿、赤铁矿和铁氧体;金属如铁、钴和镍;这些金属与以下金属的合金:如铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨和钒。这些物质可以单独使用或结合使用。在这些物质中,就磁性而言,磁铁矿优选被使用。
[0162]本发明的墨粉中使用的磁性物质优选地具有平均粒径为从0.1至2μm。此外,每100重量份包括在墨粉中的树脂组分,磁性物质的加入量一般为15至200重量份,优选地为20至100重量份。
(图像形成设备)
[0163]本发明的图像形成设备参照图3加以解释说明。
[0164]图3为本发明图像形成设备的实施方式的总图,其为串联式彩色图像形成设备。在图3中,串联式彩色图像形成设备包括图像形成设备的主体100、进纸部分200、扫描器300和自动文件输送器(ADF)400。
[0165]图像形成设备的主体100包括串联式图像形成部分20,其包括四个图像形成单元18,它们并排排列,以便形成不同的彩色图像(如黄色、洋红、青色和黑色的墨粉图像),其中每个都包括用于进行图像形成过程如充电、显影和清洁的部件。光照射器21,其用成像光照射每一个作为图像承载部件的感光器40,以便在感光器上形成静电潜像,光照射器21被布置在图像形成部分20上方的位置。环形中间转印媒介10被提供,面对图像形成部分20的感光器40。一级传送装置62(图3中4个传送辊62)被布置用于传送形成于感光器40上的彩色墨粉图像到中间转印媒介10上。
[0166]二级传送装置22被提供在中间转印媒介10的下面。二级传送装置22包括环形带24,其通过一对辊23可旋转地拉伸。环形带24输送从进纸台200送来的记录材料,使得中间转印媒介10上的墨粉图像被转印到记录材料上,其中环形带24与其间的中间转印媒介10一起被压向支撑辊16。
[0167]定影装置25被布置在二级传送装置22附近的一个位置。定影装置25包括连续的定影带26和压住定影带26的压力辊27。
[0168]二级传送装置22也具有纸张输送功能,将记录纸张送到定影装置25。二级传送装置22还可能包括传送辊和非接触充电装置。在这种情况下,二级传送装置不能具有输送记录纸张的功能。
[0169]此外,被配置来翻转接收材料的纸张翻转装置28被提供在定影装置25附近的一个位置,来产生两面复印。
[0170]每个图像形成单元18包括显影装置4,其包含以上提及的墨粉(显影剂)。显影装置4包括显影剂承载部件,被配置来承载和供给墨粉到显影位置,在这个位置处显影剂承载部件面对感光器40。当施加选择的电压时,显影装置4用包括上述墨粉的显影剂使感光器40上的静电潜像显影。通过施加选择的电压到显影剂,显影剂被激活,从而显影剂具有一个窄的电荷量分布,显影剂的显影能力得以提高。
[0171]至少包括集成在一个单元上的感光器和显影装置的操作盒(process cartridge)可以被使用,其可以与图像形成装置可拆卸地连接。该操作盒可以包括其它的装置,如充电器和清洁器。通过使用这样的操作盒,图像形成设备的可维护性可以被提高,这是因为图像形成单元18可以容易地替换为新的。
[0172]然后,使用串联式彩色图像形成设备的全彩色图像形成操作将被解释。
[0173]在自动文件输送器400的原件台30上放置待复制的原件。可选地,在自动文件输送器400打开之后,原件直接放置在扫描器300的玻璃板32上,然后关上自动文件输送器400。当启动按钮(未显示)被按压时,玻璃板32上原件上的彩色图像被以右方向移动的第一扫描头(traveler)33和第二扫描头34扫描。在原件被放置在自动文件输送器400的台30上的情况,首先原件被送到玻璃板32,然后其上的彩色图像被第一和第二扫描头33和34扫描。第一扫描头33用光照射原件上的彩色图像,而第二扫描头34将从彩色图像反射来的光进行反射,以将彩色图像的光通过聚焦透镜35送到传感器36。由此,原件的彩色图像信息(如黑色、黄色、洋红和青色彩色图像数据)被读出。
[0174]黑色、黄色、洋红和青色彩色图像数据被送入到各自的黑色、黄色、洋红和青色彩色图像形成单元18,并通过进行充电、光照和显影过程,黑色、黄色、洋红和青色墨粉图像在各自的感光器40上形成。每个图像形成单元18包括充电器,用来给图像承载部件40充电;显影设备4;图像承载部件的清洁器,用来清洁图像承载部件的表面。
[0175]如此制得的黑色、黄色、洋红和青色彩色墨粉图像一个接一个地被传送到中间转印媒介10,其通过辊14、15和16转动,其中一个辊为驱动辊,其它为从动辊,由此在中间转印媒介10上形成全彩色墨粉图像。
[0176]另一方面,进纸辊42中的一个选择性地转动,以输送叠在存纸室(paper bank)的纸盒44中的纸张的最上部纸张,同时当多张纸持续地被送入时,通过分纸辊45,纸张被一张张分开。纸张通过送纸部分200中的通道46送入主体100中的通道48,并且被一对记录辊(registrationroller)49阻止一次。数字47表示进纸辊。纸张也可以通过进纸辊50和一对分纸辊52从手动纸盘送入通道53。这样送入的纸张也被记录辊49阻止一次。记录辊49一般接地,但是可以施加偏压,除去纸上的尘埃。
[0177]如此制备的在中间转印媒介10上的全彩色墨粉图像在二级传送装置22和中间转印媒介10之间的接触点处被转印到由记录辊49及时送来的纸张。甚至在二级图像传送操作之后残留在中间转印媒介10表面上的墨粉颗粒被清洁器17从上面除去。
[0178]其上具有全彩色墨粉图像的纸张然后被二级传送装置22送入定影装置25,在定影装置25中应用热和压力之后,墨粉图像被定影在纸张上。然后纸张通过一对出纸辊56从主体100中出来,同时出纸途径由出纸途径变换选择器55合适地选择。这样,复印件层叠在托盘57上。
[0179]当要产生双面复印件时,在其一面上具有墨粉图像的纸张被送入到纸张翻转装置28进行翻转。然后纸张被送到二级传送装置24,使得图像被转印到纸张的另一面。图像也由定影装置25定影,然后通过出纸辊56,复印件被排出到托盘57。
[0180]本发明的图像形成设备可以优选地用作彩色图像形成设备,但是也可以用作单色图像形成设备。
(定影装置)
[0181]本发明的图像形成设备中使用的定影装置参阅图4A和4B进行解释。图4A和4B为定影装置510和520的放大剖面图。第一定影装置510和第二定影装置520都是加热膜定影单元,其使用陶瓷加热器作为加热元件。
[0182]首先,对第一定影装置进行解释。第一定影装置510包括第一加热器单元511,其用作第一加热元件,和第一压力辊516,其用作第一压力元件并位于第一加热器单元511的下面。
[0183]第一加热器单元511包括直径约为24mm的膜导向装置512;陶瓷加热器513,其用作加热元件并被提供在膜导向装置512上;圆筒形(即环形的)耐热膜514,其松散地卷绕在膜导向装置512和陶瓷加热器513结合体的周围表面;热敏电阻515,其用于控制陶瓷加热器513的温度;等等。陶瓷加热器513面向下,并且位于接收片S的上面。
[0184]陶瓷加热器513包括由无机非金属材料如氧化铝制成的衬底、形成于衬底一面上的导电生热层、用来控制陶瓷加热器的温度并提供在衬底另外一面上的热敏电阻515以及由耐热玻璃制成并覆盖在热敏电阻上面的绝缘层。加热器单元的温度根据热敏电阻检测的温度来控制。
[0185]膜514是耐热材料如聚酰亚胺树脂的薄膜,在膜的表面上,形成有由防粘材料如含氟树脂制成的防粘层,用来防止墨粉颗粒粘附在膜514上。
[0186]压力辊516为直径约为20mm的辊,其包括直径为约13mm的芯517,其由金属如铝制成;厚度为约3.5mm的弹性层518,其由材料如硅橡胶制成;防粘层519,其由防粘材料如PFA的薄膜制成,位于弹性层的上面。芯517的两端被可转动地支撑。
[0187]由于第一加热器单元511与压力辊516通过压力装置(未显示)进行压力接触,所以压力辊516的弹性层518变形,由此在膜514(陶瓷加热器)和压力辊516之间形成压区N1。
[0188]如图4中箭头图示说明,由于压力辊516通过驱动装置(未显示)反时针转动,膜514在被压力辊516驱动的同时以这样的方式顺时针旋转,使得膜514的内表面与陶瓷加热器513及膜导向装置512的***表面接触。
[0189]接下来,对第二定影装置520进行解释。第二定影装置520具有如同第一定影装置垂直翻转的结构,即压力辊位于加热器单元上方的结构。具体地,第二定影装置520包括第二加热器单元512,其作为加热部件,与第一加热器单元511类似,并且包括膜导向装置522;陶瓷加热器523,其作为加热元件;膜524和热敏电阻525。陶瓷加热器523面朝上,位于接收片S的下面。
[0190]第二压力辊526为直径约16mm的辊,其包括直径约13mm的芯527,由金属如铝制成;厚度约1.5mm的弹性层528,由材料如硅橡胶制成;和防粘层529,由防粘材料如PFA的薄膜制成并位于弹性层上。芯527的两端被可旋转地支撑。
[0191]由于第二加热器单元521与压力辊526通过压力装置(未显示)压力接触,压力辊526的弹性层528变形,由此在膜524(陶瓷加热器)和压力辊526之间形成压区N2。
[0192]如图4中箭头图示说明,由于压力辊526通过驱动装置(未显示)而顺时针旋转,膜524在被压力辊526驱动的同时以这样的方式逆时针旋转,使得膜524的内表面与陶瓷加热器523以及膜导向装置522的***表面接触。
[0193]由于第二压力辊526的直径小于第一压力辊516的直径,并且弹性层528比弹性层518薄,因此第二压区N2的宽度短于第一压区N1的宽度。由于施加在第二定影装置520上的总压与施加在第一定影装置510上的相同,因此第二压区N2的每单位压区宽度的压力(线性压力)大于第一的压区N1的相应压力。
[0194]定影装置510和520不需要在等待时间中进行预热(即预给电操作,等)。当印刷指令被做出并且印刷信号被收到时,第一和第二压力辊516和526开始按各自的方向旋转,同时陶瓷加热器513和523被给电。这样,通过陶瓷加热器513和523,经过膜514和524,在压区N1和N2处,第一和第二压力辊516和526的表面被迅速加热到预定温度。
[0195]优选地,使用其中第一定影装置510和第二定影装置520串联排列的定影装置。
[0196]在该定影装置中,送入定影装置510中的接收片S在第一压区N1处进行第一定影处理,其中承载墨粉图像的片S前表面被膜514加热,而片S的背面被压力辊516加热,同时由该膜和压力辊送入。
[0197]然后接收片S在第二压区N2处进行第二定影处理,其中承载墨粉图像的片S前表面被压力辊526加热,而片S的背面被膜524加热,同时被该膜和压力辊送入。这样,墨粉图像被定影在接收片S上。
[0198]在第一压区N1处,将膜514压向接收片S上的墨粉图像T的优点在于,墨粉图像通过膜514直接从陶瓷加热器513接收热。即,该定影方法具有极高的热效率。
[0199]但是,当墨粉图像T包括多色彩色图像时,在第一定影处理之后,墨粉图像具有不均匀的表面(即墨粉图像具有不均匀光泽度)。这是因为尽管多色彩色墨粉图像被定影在片S上并同时混合,但墨粉图像的表面没有被无弹性层的膜514较好地变光滑。
[0200]经过第一定影处理的墨粉图像T然后在压区N2处经过第二定影处理,其中墨粉图像被第二压力辊526加热,且背面被膜524加热。所以,墨粉图像T借助压力辊526在较高的线性压力下被挤压,同时被压力辊卷绕,从而使墨粉图像的表面光滑,结果形成具有均匀光泽度的定影墨粉图像。
[0201]承载定影墨粉图像的接收片S然后通过出纸部分由出口导向装置和出纸辊(未显示)送入出纸托盘57(图3)。
[0202]当接收片S是具有中等厚度的普通纸时,第一定影装置510定影墨粉图像T,而第二定影装置520使墨粉图像的表面光滑。但是,当接收片S为厚纸时,第一定影单元510没有完全定影墨粉图像,原因是片S具有大的热容。即使在这种情况下,第二定影单元520也完全定影墨粉图像,同时使墨粉图像表面光滑。所以,所形成的墨粉图像具有定影性能和光泽度的优良结合。
[0203]当接收片S为高射投影幻灯片时,优选地,定影彩色墨粉图像具有高的透明度,以投影出完美的彩色图像。即使在这种情况下,通过用第二定影单元(即具有弹性层的第二压力辊)在高的线性压力下定影墨粉图像,可以将高透明度赋予所形成的定影墨粉图像。
[0204]压区N2处的线性压力可以通过改变第二压力辊526的直径、弹性层528的厚度和硬度、施加在压力辊的压力等来调节。
[0205]用于本发明的图像形成设备的其它定影装置将参阅图5A和5B来加以解释。图5A和5B为说明第三定影装置540和第四定影装置550的放大剖面图。第三定影装置540和第四定影装置550都是使用电磁感应加热方法的膜定影单元。
[0206]首先,对第三定影装置540进行解释。第三定影装置540包括第三加热器单元541和第一压力辊516。
[0207]第三加热器单元541包括导向套筒545;磁芯543和励磁线圈544的结合体,其用作磁场产生装置并布置在导向套筒545中;耐热膜制成的圆筒形套筒542,其用作电磁感应加热元件并被松散地放置在导向套筒545的***表面;等等。
[0208]套筒542包括电磁感应加热层,其为基层,并由圆筒形薄铁磁金属层制得,其上具有由防粘剂如PFA制成的防粘层。
[0209]磁芯543具有T型横截面,由具有高导磁率的材料制成,如用在变压器芯中的铁氧体和透磁合金。
[0210]励磁线圈544由许多铜线制成,在每条铜线上面都形成有绝缘层,并被捆扎在一起,在磁芯543的周围被缠绕多次。通过使用开关式电源可以产生20KHz至500KHz的射频波的励磁电路(未显示)被连接到励磁线圈544,并因此励磁线圈544通过励磁电路提供的交流电(射频波电流)而产生交变磁通量。
[0211]压力辊516与用于第一定影装置510的第一压力辊516相同,因此解释省略。
[0212]第三加热器单元541具有这样的结构:导向套筒545位于压力辊516上方,同时导向套筒545平坦部分朝向压力辊516。由于通过压力装置(未显示)在压力辊516上施加预定压力,因此在导向套筒的平坦部分和压力辊516之间形成压区N3。
[0213]由于压力辊516在驱动装置(未显示)下逆时针转动,因此套筒542在压力辊516驱动下以这样的方式顺时针转动,使得套筒的内表面与导向套筒545的平坦部分接触。
[0214]通过向励磁线圈544施加交流电产生的交变磁通量被导向磁芯543,由此在套筒542的电磁生热层产生了涡电流,主要产生在压区N3处。在这种情况下,由于涡电流和生热层的电阻,在生热层产生了焦耳热,并由此套筒542的温度升高。根据温度检测装置(未显示)测得的套筒温度,通过改变励磁线圈544中的电流来控制套筒542的温度。
[0215]接下来,对第四定影装置550进行解释。第四定影装置550具有第三定影单元被垂直翻转的结构,即压力辊位于加热器单元上方的结构。具体而言,第四定影装置550包括第四加热器单元551,其用作加热部件,与第三加热器单元540相似,并包括导向套筒555;磁芯553和励磁线圈554的结合体,用作磁场发生装置;圆筒形套筒552,其松散地卷在导向套筒555的***表面,并用作电磁感应加热元件;等。导向套筒555的平坦部分朝上,并位于接收片S的下面。
[0216]第四定影装置550的压力辊526与第二定影装置520的压力辊526相同,因此不再解释。
[0217]压力辊526的芯527的两端都被可旋转地支撑。由于压力辊526与第四加热器单元551的平坦部分通过一个加压装置(未显示)进行压力接触,其间是套筒554,因此压力辊526的弹性层528变形,从而在套筒552(导向套筒的平坦部分)和压力辊526之间形成压区N4。
[0218]如图5中箭头图示说明,由于压力辊526被驱动装置(未显示)驱动顺时针转动,所以套筒552在被压力辊526驱动的同时,以这样的方式逆时针转动——使得套筒552的内表面与导向套筒555的平坦部分和导向套筒555的***表面接触。
[0219]优选地,使用其中第三和第四定影装置串联布置的定影装置。
[0220]在这种定影装置中,送入定影装置530的接收片S在第一压区N3处,进行第一定影处理,其中承载墨粉图像的片S的前表面被套筒542加热,而片S的背面被压力辊516加热,同时被该套筒和压力辊送入。然后接收片S在第二压区N4处进行第二定影处理,其中承载墨粉图像的片S的前表面被压力辊526加热,而片S的背面被套筒524加热,同时被该套筒和压力辊送入。这样,墨粉图像被定影在接收片S上。
[0221]通过使用这样的结合定影装置,所形成的定影图像具有优良的定影特性。
[0222]定影装置540和550,其使用电磁感应加热,比使用陶瓷加热器的定影装置510和520有优势,在于大量的热被快速施加到压力辊516和626及片S上。因此,定影装置540和550被优选用于高速图像形成设备中。
[0223]如上提及,在结合定影装置(510-520和540-550)中,片S上的墨粉图像T有效地被第一或第三定影装置定影,然后墨粉图像进一步被第二或第四定影装置定影并变光滑。所以,该定影装置可以用于高速图像形成设备中,并能够产生具有高光泽度和透明度的彩色图像。此外,由于具有低热容的薄的膜或套筒用于加热器单元511、521、541和551,所以加热时间可以被缩短,并且此外由于不必进行预热,定影装置的功耗可以减小。
[0224]进一步,由于加热器单元511和521(或541和551)中使用相似的加热器单元,所以可以使用相同的元件和加热器控制方法,使得制造成本减小。
[0225]第一和第二加热器单元的陶瓷加热器513和523可能由电磁感应加热部件如用在第三和第四加热器单元541和551中的部件来代替。此外,不同类型的加热器单元可能用于第一和第二(或第三和第四)加热器单元中(如,具有陶瓷加热器的加热器单元和另一具有电磁感应加热器的加热器的组合体)。
(墨粉制备方法)
[0226]本发明中使用的墨粉的墨粉颗粒通过以下方法制备:将至少包括着色剂和粘结剂树脂的墨粉组合物液体,从在预定频率下振动的喷嘴喷出,形成液滴,然后干燥液滴。
[0227]对用于制备本发明中所用墨粉的装置(之后称为墨粉制备装置)进行说明。
[0228]只要装置通过使用上述的墨粉制备方法可以生产墨粉,那么对墨粉制备装置没有特别限定。但是,优选使用一种墨粉制备设备,其至少包括液滴形成装置,其通过从喷嘴喷出墨粉组合物液体,形成至少包括着色剂和粘合剂树脂的墨粉组合物液体(溶液或分散体)的液滴;和墨粉颗粒形成设备,其用来干燥墨粉组合物液体的液滴,以制备墨粉颗粒。更优选地,这种液滴形成装置包括振动器,用来在墨粉组合物液体通过喷嘴时直接振动喷嘴,并且墨粉制备装置进一步包括用来储存墨粉组合物液体的储存装置。
[0229]图6中图示说明了墨粉制备装置的优选实施例。参照图6,墨粉制备装置包括用作储存装置的浆液储存容器615;提供在干燥容器610中并用作墨粉颗粒形成设备的溶剂去除装置603、放电器604和墨粉收集部分605;提供在干燥容器610中并用作液滴形成装置的喷嘴601和电极602;用作振荡器的压电材料621(图7中图示说明)。
[0230]在图6所示的墨粉制备装置中,储存在浆液储存容器615中的墨粉组合物液体通过管609被定量泵614送到喷嘴601,同时控制墨粉组合物液体的进入量。墨粉组合物液体从喷嘴601射出形成液滴611。在液滴611被电极602充电之后,通过溶剂除去装置603,溶剂从液滴中除去,这样形成墨粉颗粒606。在放电器604放电后,墨粉颗粒被收集到收集部分605中,然后送到墨粉储存器612中。
[0231]接下来,对墨粉制备装置中的装置详细地加以说明。
[0232]喷嘴601射出墨粉组合物液体,形成液滴。喷嘴的材质和形状没有特别限定。但是,其中厚度为5至50μm的金属板上形成有一个或多个内径为3至35μm的开孔的喷嘴优选被使用。通过振动这样的喷嘴,给墨粉组合物液体施以剪切力,具有窄粒径分布的液滴可以从喷嘴喷出。在这种情况下,喷嘴的内径指当喷嘴具有完整的圆形横截面时圆的直径并且指当喷嘴具有椭圆形横切面时的短轴直径。
[0233]已知的振荡器可以用作振荡喷嘴601的振荡器,只要该振荡器以预定频率振动喷嘴。在振荡器中,优选使用图7图示说明的一种振荡器,其通过压电材料621的扩张和收缩以预定频率振荡喷嘴601。压电材料621具有将电能转变为机械能的功能。具体而言,通过给压电材料621施加电压,材料621扩张和收缩,从而振荡喷嘴601。
[0234]用于压电材料621中的压电物质具体实例包括压电陶瓷,如钛酸铅锆酸盐(lead titanate zirconate)(PZT)。但是,由于压电陶瓷具有少量的错位(displacement),因此一般使用其中多层压电层叠在一起的层压体。此外,压电聚合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)和压电单晶如石英、LiNbO3、和LiTaO3、KnbO3也可以被使用。
[0235]振荡器振动喷嘴601的频率没有特殊限定,但是优选地是50kHz至50MHz,更优选地是100kHz至10MHz,甚至更优选地为从100kHz至450kHz。
[0236]喷嘴的数目没有特殊的限定,并且一个或多个喷嘴可以被使用。但是,优选地要考虑从多个喷嘴中射出墨粉组合物液体和在单个溶剂去除装置(如溶剂去除装置603)中干燥液滴的效率。此外,通过各自的振动器来振动多个喷嘴也是优选的。
[0237]如图7所示,至少部分压电材料621和喷嘴601相互接触。当压电材料621扩张和收缩时,喷嘴振动,由此射出墨粉组合物液体的液滴。在这种情况下,喷嘴601可以具有其中多个开孔形成于金属板上的结构。在这种情况下,通过振动压电材料621,多个液滴可以从喷嘴601处喷出。比起压电材料的振动经由另一种物质如液体容器中的液体施加在喷嘴上的情况,从这样的喷嘴射出的液滴具有更窄的粒径分布。这是因为在那种情况下,振动传送速度根据压电材料与喷嘴之间的距离而变化。因此,在振荡器经由油墨容器中的液体来振动多个喷嘴的情况下,在从多个喷嘴喷出液滴时发生时间滞后,从多个喷嘴射出的液滴量是不同的。当一个振荡器经由油墨容器中的液体来振荡一个喷嘴时,射出液滴的粒径变化可以被减小,但是生产效率下降或墨粉制备装置的成本增加。
[0238]参照图7,喷嘴601进一步包括绝缘板616、液体供给通道617、高直流电压电源618、O形圈619和用于分散液滴的空气620。当压电材料621膨胀和压缩同时和喷嘴601接触时,通过液体供给通道617送入的墨粉组合物液体变为液滴,液滴被空气620送到电极602,电极由高直流电压电源618施加直流电压。在这种情况下,由于提供了绝缘板616,直流电压不施加在其它部件上而只施加到电极602。
[0239]被一个压电材料振动的喷嘴601的喷射孔的总数没有特殊的限定。但是为了喷射具有窄粒径分布的液滴,喷射孔的总数优选地为1至300。在这种情况下,喷嘴1的数目优选为1至15,并且一个喷嘴上的喷射孔的数目优选为1至20。
[0240]电极602为用于给从喷嘴601中射出的液滴充电的部件,以形成单分散颗粒。电极602是一对部件,对着喷嘴601。电极的形状没有特殊的限定,但是优选地,电极具有如图7所示的环状。用于给液滴充电的方法没有特殊的限定。例如,优选地,使用感应充电(induction charging)在液滴中形成正电荷或负电荷。具体而言,优选地,当液滴通过环形电极602时,给液滴施加直流电压,以进行感应充电。可选地,可能通过直接施加直流电压到喷嘴601来给液滴充电,同时干燥容器610的底部接地。在这种情况,电压可以经由浆液储存容器615中的墨粉组合物液体(它是导电的)施加。通过使用空气压力将液体送入浆液储存容器615中而使墨粉组合物液体电绝缘,可以容易地进行感应充电。从使用电喷雾法和静电喷雾法颗粒的形成证实空气流中的液滴具有高的带电状态。在这种情况下,相比于将电荷给予固体墨粉颗粒的情况,可能将更多量的电荷给予所形成的墨粉颗粒,这是因为液滴比固体墨粉颗粒具有更大的体积。因此,液滴可以具有更多的电荷,并且该更多的电荷保留在所形成的固体墨粉颗粒中。
[0241]溶剂去除装置603没有特殊的限定,只要该装置具有去除包含在液滴611中的溶剂的功能。但是优选使用一种装置,其中干燥气体(在大气压下具有不高于-10℃的露点)以与液滴喷射方向相同的方向流动,以产生气流。在这种情况下,液滴被气流送入到干燥容器610中,并且液滴中的溶剂被气流干燥,这样形成墨粉颗粒606。用作干燥气体的气体的具体实例包括空气、氮气等。
[0242]流动干燥气体的方法不做特殊限定,并且例如可以使用采用管613送入干燥气体的方法。
[0243]关于干燥气体的温度,考虑到干燥的效率,温度越高越好。甚至当气体的温度高于包含在液滴中的溶剂的沸点时,液滴的温度在恒干燥速率期间也不会达到高于溶剂沸点的温度,从而形成的墨粉颗粒不会被热损坏。然而,在干燥结束后的下降干燥速率期间,干燥气体的温度优选地低于包含在墨粉颗粒中的粘合剂树脂的熔点,以防止墨粉颗粒彼此熔合,导致墨粉颗粒的单分散性受损的问题发生。所以,干燥气体的温度优选地从40至200℃,更优选地为从60至150℃,甚至更优选从75至85℃。
[0244]具有极性与液滴电荷极性相反的电荷的电场屏蔽箔608优选形成在溶剂去除装置603的内表面附近,以防止液滴611粘附在内表面。在这种情况下,液滴通过由电场屏蔽箔608包围的通道。
[0245]放电器604使带电荷的墨粉颗粒放电,使得墨粉颗粒607被包含在墨粉收集部分605中。放电的方法不特殊地加以限定,但是考虑到放电效率,优选地使用采用软X射线辐射或等离子体辐射的方法。
[0246]墨粉收集部分605被提供在墨粉制备装置的底部,以有效地收集和供给墨粉颗粒。墨粉收集部分605的结构不特殊地限定,只要墨粉收集部分能够收集墨粉颗粒。但是,墨粉收集部分优选地具有如图6所示的结构,其横截面从进口到出口的方向逐渐减小,以使墨粉颗粒607沿着干燥气流进入墨粉储存容器612中。为了将墨粉颗粒传送到墨粉储存容器612中,在墨粉颗粒607上加压的方法或墨粉颗粒607从墨粉储存容器612的一边吸入的方法可以被使用。
[0247]当墨粉颗粒送入墨粉储存容器612中时,墨粉颗粒优选地如图6所示形成漩涡,使得离心力被施加其上,墨粉颗粒安全地传送。此外,为了有效传送墨粉颗粒607到墨粉储存容器612中,墨粉储存容器优选地由导电材料制成,同时接地。此外,墨粉制备装置优选地为防爆装置。
[0248]如上提及,液滴611通过从以预定频率振荡的喷嘴601喷射墨粉组合物液体而形成。以上解释了包含在墨粉组合物液体中的墨粉成分。
[0249]墨粉组合物液体不做特殊限定,只要液体通过将墨粉成分溶解或分散在溶剂中而制备。但是,为了赋予墨粉组合物液体大量电荷,液体优选具有不低于1.0×10-7S/m的电导率。此外,用于墨粉组合物液体的溶剂优选地具有不小于1.0×10-7S/m的电导率。
[0250]制备墨粉组合物液体的方法(即将墨粉成分溶解或分散在溶剂中)没有特别限定,可以使用已知的方法。例如,下列方法可以被使用。
(1)将粘结剂树脂(例如苯乙烯-丙烯酸树脂、聚酯类树脂、多元醇树脂和环氧树脂)与其它组分如着色剂通过加热揉捏在一起;
(2)粉碎该揉捏的混合物;和
(3)将粉状混合物分散在溶剂中。
[0251]可选地,可将该揉捏的混合物溶解在能够溶解粘结剂树脂的溶剂中。
[0252]通过干燥墨粉组合物液体的液滴而制备的墨粉颗粒的粒径可以由下式(1)确定。
Dp=(6QC/πf)1/3 (1)
其中Dp代表所形成干燥墨粉颗粒的粒径;Q代表墨粉组合物液体的流速,其依赖于使用的泵的流速和喷嘴的直径;f代表振动频率;C代表墨粉组合物液体中固体组分的体积浓度。
[0253]墨粉颗粒的粒径可以通过下式(2)容易地计算出来。
C=(Dp/Lp)3 (2)
其中Lp代表墨粉组合物液体液滴的粒径。
[0254]具体而言,从喷嘴射出的液滴粒径(Lp)为喷嘴开孔直径的两倍,并且不受振动频率影响。由于墨粉组合物液体中固体成分的体积浓度(C)是已知的,通过干燥液滴而制备的干燥墨粉颗粒的粒径(Dp)可以由式(2)确定。例如,当喷嘴开孔的直径为7.5μm时,从喷嘴(开孔)中射出的液滴的粒径(Lp)为15μm。如果墨粉组合物液体中的固体物质的体积浓度(C)为按体积计6.0%,所形成固体墨粉颗粒的粒径则为6.0μm。关于振动频率,考虑到墨粉颗粒的产量,越高越好。当振动频率被确定时,墨粉组合物液体的流速Q可以被确定。
[0255]在传统的墨粉制备方法中,所形成墨粉颗粒的粒径主要取决于变量如用于墨粉颗粒的物质的选择而变化。但是,通过使用本发明的方法,同时控制液滴的粒径和墨粉组合物液体中固体组分的浓度,具有目标粒径的墨粉颗粒可以被持续地生产出来。
[0256]对本发明概括地进行了描述后,通过参照一些具体的实施例可以进一步理解本发明,此处提供的实施例仅为了说明的目的,并不意欲限定本发明。在下列实施例的描述中,数字代表按份重量比,除非做其它特别说明。
实施例
制备实施例1
(颗粒有机物质乳液的合成)
[0257]在装备有搅拌器和温度计的反应容器中,将683份水、11份甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物硫酸盐的钠盐(ELEMINOL RS-30,来自Sanyo Chemical Industries公司)、138份苯乙烯、138份甲基丙烯酸和1份过硫酸铵混合。将混合物搅拌15分钟,同时搅拌器以400rpm的转速旋转。这样,乳白色的乳液被制备。然后将乳液加热到75℃,使单体反应5小时。
[0258]进一步,加入30份1%过硫酸铵水溶液,并将混合物在75℃老化5小时。这样,乙烯基树脂(即苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸的环氧乙烷加合物硫酸盐的钠盐的共聚物)的含水分散液(后面称为颗粒树脂分散液(1))被制备。
[0259]在颗粒树脂分散液(1)中的颗粒的体积平均粒径,由Horiba公司的仪器LA-920测量,为0.14μm。此外,将部分颗粒树脂分散液(1)干燥,制备乙烯基树脂的固体。确认,该乙烯基树脂的玻璃化转变温度(Tg)为152℃。
制备实施例2
(水相液体的制备)
[0260]在配备搅拌器的反应容器中,将990份水、125份上述制备的颗粒树脂分散液、37份十二烷基二苯醚二磺酸钠水溶液(ELEMINOLMON-7,来自Sanyo Chemical Industries公司,固体含量48.5%)和90份乙酸乙酯混合,同时搅拌。这样,乳白的液体(此后称为水相液体1)被制备。
制备实施例3
(低分子量聚酯类树脂的制备)
[0261]将下列组分放入配有冷凝器、搅拌器和供氮管的反应容器中,在常规压力、230℃下进行缩聚反应8小时。
双酚A的环氧乙烷(2摩尔)加合物 229份
双酚A的环氧丙烷(3摩尔)加合物 529份
对苯二甲酸 208份
己二酸 46份
氧化二丁锡 2份
[0262]然后在10至15mmHg(1332至1998Pa)的减压下进一步反应5小时。
[0263]进一步,将44份偏苯三酸酐加入容器,与该反应产物在常规压力、180℃下反应2小时。这样,低分子量聚酯类树脂1被制备。确认,该低分子量聚酯类树脂1的数均分子量为2500、重均分子量为6700、玻璃化转化温度(Tg)为43℃以及酸值为25mgKOH/g。
制备实施例4
(结晶聚酯的合成)
[0264]将下列组分放置于配有供氮管、脱水管、搅拌器和热电偶的5升四颈烧瓶中,在160℃下反应5小时。
1,4-丁二醇 25摩尔
富马酸 23.75摩尔
偏苯三酸酐 1.65摩尔
氢醌 5.3g
[0265]然后反应在200℃进一步反应1小时。进一步,反应在8.3KPa下继续反应1小时。这样,结晶聚酯类树脂1被制备。确定结晶聚酯类树脂1的熔点为119℃、数均分子量为710、重均分子量为2100、酸值为24mgKOH/g以及羟基值为28mgKOH/g。
制备实施例4-2
[0266]重复结晶聚酯类树脂1的制备过程,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 25摩尔
富马酸 21.25摩尔
偏苯三酸酐 5摩尔
氢醌 5.7g
[0267]这样,结晶聚酯类树脂2被制备。确定结晶聚酯类树脂2的熔点为96℃、数均分子量为620、重均分子量为1750、酸值为37mgKOH/g以及羟基值8mgKOH/g。
制备实施例4-3
[0268]结晶聚酯类树脂1的制备过程被重复,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 23.75摩尔
乙二醇 1.25摩尔
富马酸 22.75摩尔
偏苯三酸酐 1.65摩尔
氢醌 4.8g
[0269]这样,结晶聚酯类树脂3被制备。确定结晶聚酯类树脂3的熔点为128℃,数均分子量为1650,重均分子量为6400,酸值为24mgKOH/g和羟基值为44mgKOH/g。
制备实施例4-4
[0270]结晶聚酯类树脂1的制备过程被重复,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 22.5摩尔
乙二醇 5摩尔
富马酸 23.75摩尔
偏苯三酸 5摩尔
氢醌 5.8g
[0271]这样,结晶聚酯类树脂4被制备。确定结晶聚酯类树脂4的熔点为82℃,数均分子量为1100,重均分子量为4700,酸值为25mgKOH/g和羟基值为33mgKOH/g。
制备实施例4-5
[0272]结晶聚酯类树脂1的制备过程被重复,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 25摩尔
富马酸 22.5摩尔
丁二酸 1.25摩尔
偏苯三酸酐 1.65摩尔
氢醌 5.3g
[0273]这样,结晶聚酯类树脂5被制备。确定结晶聚酯类树脂5的熔点为113℃,数均分子量为780,重均分子量为2400,酸值为22mgKOH/g和羟基值为28mgKOH/g。
制备实施例4-6
[0274]结晶聚酯类树脂1的制备过程被重复,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 23.75摩尔
1,6-己二醇 1.25摩尔
富马酸 23摩尔
马来酸 0.75摩尔
偏苯三酸酐 1.65摩尔
氢醌 5.2g
[0275]这样,结晶聚酯类树脂6被制备。确定结晶聚酯类树脂6的熔点为128℃,数均分子量为850,重均分子量为3450,酸值为28mgKOH/g,羟基值22mgKOH/g。
制备实施例4-7
[0276]结晶聚酯类树脂1的制备过程被重复,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 22.5摩尔
乙二醇 5摩尔
富马酸 23.75摩尔
偏苯三酸酐 2.5摩尔
氢醌 5.5g
[0277]这样,结晶聚酯类树脂7被制备。确定结晶聚酯类树脂7的熔点为75℃,数均分子量为1000,重均分子量为4500,酸值为27mgKOH/g和羟基值为30mgKOH/g。
制备实施例4-8
[0278]结晶聚酯类树脂1的制备过程被重复,只是使用下列组分。
1,4-丁二醇 25.5摩尔
乙二醇 1.25摩尔
富马酸 22.75摩尔
偏苯三酸酐 2.6摩尔
氢醌 4.8g
[0278]这样,结晶聚酯类树脂8被制备。确定结晶聚酯类树脂8的熔点为134℃,数均分子量为1800,重均分子量为8400,酸值为22mgKOH/g和羟基值为40mgKOH/g。
制备实施例5
(预聚合物的合成)
[0280]将下列组分放入到配有冷凝器、搅拌器和供氮管的反应容器中,在常规压力、230℃下反应8个小时。
丙二醇 463份
对苯二甲酸 657份
偏苯三酸酐 96份
四丁氧基钛 2份
[0281]然后在10至15mmHg的减压下进一步反应5小时。这样,中间产物聚酯1被制备。确定中间产物聚酯1的重均分子量为28000,玻璃化转变温度为36℃,酸值为0.5mgKOH/g和羟基值为16.5mgKOH/g。
[0282]接下来,将下列组分放入具有冷凝器、搅拌器和供氮管的反应容器中,在100℃下反应5小时。
中间产物聚酯1 250份
异佛尔酮二异氰酸酯 18份
乙酸乙酯 250份
[0283]这样,预聚物1被制备。预聚物1包括含量为0.61%的异氰酸酯基团。
制备实施例6
(酮亚胺化合物的合成)
[0284]在配备有搅拌器和温度计的反应容器中,将170份异佛尔酮二胺和75份甲基·乙基酮混合,并在50℃下反应5小时,制备酮亚胺化合物。该酮亚胺化合物的胺值为418mgKOH/g。
制备实施例7
(母炼胶的制备)
[0285]将下列组分使用Mitsui Mining公司的HENSCHEL MIXER混合器进行混合。
水 1200份
炭黑 540份
(来自Degussa A.G.的PRINTEX 35,DBP吸油量为42ml/100g并且pH为9.5)
低分子量聚酯类树脂1 1200份
[0286]将该混合物在150℃下使用两辊研磨机揉捏30分钟。然后通过滚动使该揉捏的混合物冷却,再用粉碎机粉碎。这样母炼胶1被制备。
[0287]母炼胶1的制备过程被重复,除了炭黑由黄颜料代替,黄颜料是颜料黄180(NOVOPERM YELLOW P-HG,来自Clariant公司),是一种苯并咪唑酮基颜料,以制备母炼胶2。
[0288]母炼胶1的制备过程被重复,除了炭黑被洋红颜料代替,该洋红颜料为颜料红146(PERMANENT RUBIN F-6B,来自Clariant公司),是一种萘酚基颜料,以制备母炼胶3。
[0289]母炼胶1的制备过程被重复,除了炭黑被青色颜料代替,该青色颜料为颜料蓝15:3(LIONOL BLUE FG7351,来自Toyo InkManufacturing公司),是一种铜酞菁基颜料,以制备母炼胶4。
制备实施例8
油相液体的制备
[0290]在配有搅拌器和温度计的反应容器中,将378份低分子量聚酯类树脂1、110份巴西棕榈蜡(来自Cerarica Noda公司的WA-03)、22份电荷控制剂(E-84,水杨酸的金属配合物,Orient Chemical Industries公司生产)和947份乙酸乙酯混合在一起,并将混合物加热到80℃同时搅拌。在混合物在80℃加热5小时以后,将混合物在1小时内冷却到30℃。然后将500份母炼胶1和500份乙酸乙酯加入到容器中,并搅拌混合物1小时,制备原料分散液1。
[0291]然后对1324份原料分散液1使用珠磨机(Aimex公司生产的ULTRAVISCOMILL)进行分散处理。分散条件如下。
液体供给速度:1kg/小时
盘圆周速度:6m/sec
分散介质:直径为0.5mm的氧化锆珠
珠子填充率:按体积计80%
分散操作的重复次数:3次(3轮)
[0292]然后加入1042.3份65%的上述低分子量聚酯类树脂1的乙酸乙酯溶液。使用珠磨机对混合物进行分散处理。分散条件除了分散操作进行一次(即一轮)外与上述条件相同。
[0293]当在130℃加热液体30分钟后进行测定时,如此制备的着色剂/蜡分散液1的固体含量为50%。
制备实施例9
结晶聚酯分散液的制备
[0294]在一个2升的金属容器中,将100g结晶聚酯类树脂1在79℃溶解或分散在400g的乙酯乙酸中。然后将该溶液或分散液在冰水浴中快速冷却。将五百(500)毫升的直径为3mm的玻璃珠放入容器中,使用分批式砂磨机(Kanpe Hapio公司生产),对该混合物进行分散处理10小时。这样,体积平均粒径为0.4mm的结晶聚酯分散剂1被制备。
制备实施例10-16
[0295]结晶聚酯分散剂1的制备过程被重复,除了结晶聚酯类树脂被结晶聚酯2-8中每一个代替。
墨粉制备实施例1
(乳化和溶剂去除)
[0296]然后,将下列组分混入一容器中。
上述制备的着色剂/蜡分散液(1) 664份
上述制备的预聚物(1) 109.4份
结晶聚酯分散液1 73.9份
上述制备的酮亚胺化合物(1) 4.6份
[0297]使用Tokushu Kika Kogyo K.K.的TK HOMOMIXER,以5,000rpm的转速搅拌这些组分1分钟。这样,墨粉组合物液体被制备。
[0298]接下来,将1,200份上述制备的水相液体1加入到上述制备的墨粉组合物液体中,使用TK HOMOMIXER以13,000rpm的转速来混合该混合物20分钟。这样,乳液1被制备。
[0299]将乳液1送入具有搅拌器和温度计的容器中,并将乳液在30℃加热8小时,同时搅拌,去除乳液中的溶剂。然后将乳液在45℃老化4小时。这样分散液1被制备。
(洗涤和干燥)
[0300]将一百(100)份分散液1在减压下过滤。
[0301]然后,将湿滤饼与100份离子交换水混合,并且用TKHOMOMIXER以12,000rpm的转速将混合物搅拌10分钟,再过滤。这样制得湿饼(a)。
[0302]将这样制备的湿饼(a)与100份10%的氢氧化钠混合,并用TK HOMOMIXER在12,000rpm的转速下搅拌该混合物30分钟,然后减压过滤。这样,湿饼(b)被制备。
[0303]将这样制备的湿饼(b)与100份10%的盐酸混合,并用TKHOMOMIXER在12,000rpm的转速下搅拌该混合物10分钟,然后过滤。这样,湿饼(c)被制备。
[0304]将这样制备的湿饼(c)与300份离子交换水混合,并用TKHOMOMIXER在12,000rpm的转速下搅拌该混合物10分钟,然后过滤。该操作重复两次。这样,湿饼(1)被制备。
[0305]使用空气循环干燥器,将湿饼(1)在45℃下干燥48小时,接下来用具有75μm孔的筛子进行筛分。
[0306]这样,黑色墨粉颗粒1B被制备。
[0307]黑色墨粉颗粒1的制备过程被重复,除了母炼胶被母炼胶2、3和4中的每一种代替,以制备黄色墨粉颗粒1Y、洋红墨粉颗粒1M和青色墨粉颗粒1C。在这种情况下,母炼胶2、3和4的加入量分别为按重量计500、500和250份。
墨粉制备实施例2
[0308]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了巴西棕榈蜡被110份石蜡(150,由Nippon Seiro公司生产)代替,并且结晶聚酯分散液1由结晶聚酯分散液2代替。这样,黑色墨粉颗粒2B、黄色墨粉颗粒2Y、洋红墨粉颗粒2M和青色墨粉颗粒2C被制备。
墨粉制备实施例3
[0309]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了巴西棕榈蜡被193份石蜡(155,由Nippon Seiro公司生产)代替,结晶聚酯分散液1由结晶聚酯分散液3来代替。这样黑色墨粉颗粒3B、黄色墨粉颗粒3Y、洋红墨粉颗粒3M和青色墨粉颗粒3C被制备。
墨粉制备实施例4
[0310]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了巴西棕榈蜡被66份石蜡(140,由Nippon Seiro公司生产)来代替,结晶聚酯分散液1由结晶聚酯分散液4来代替。这样黑色墨粉颗粒4B、黄色墨粉颗粒4Y、洋红墨粉颗粒4M和青色墨粉颗粒4C被制备。
墨粉制备实施例5
[0311]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了巴西棕榈蜡被110份微晶蜡(HIMIC2065,由Nippon Seiro公司生产)来代替,结晶聚酯分散液1由结晶聚酯分散液5来代替。这样黑色墨粉颗粒5B、黄色墨粉颗粒5Y、洋红墨粉颗粒5M和青色墨粉颗粒5C被制备。
墨粉制备实施例6
[0312]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了巴西棕榈蜡被110份费—托合成过程中得到的蜡(FT-0070,由Nippon Seiro公司生产)来代替,结晶聚酯分散液1由结晶聚酯分散液6来代替。这样黑色墨粉颗粒6B、黄色墨粉颗粒6Y、洋红墨粉颗粒6M和青色墨粉颗粒6C被制备。
墨粉制备实施例7
[0313]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了用于水相液体中的颗粒物质分散液1的加入量从125份换为60份。这样黑色墨粉颗粒7B、黄色墨粉颗粒7Y、洋红墨粉颗粒7M和青色墨粉颗粒7C被制备。
墨粉制备实施例8
[0314]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了用于水相液体中的颗粒物质分散液1的加入量从125份换为185份。这样黑色墨粉颗粒8B、黄色墨粉颗粒8Y、洋红墨粉颗粒8M和青色墨粉颗粒8C被制备。
墨粉制备实施例9
[0315]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了老化条件(45℃下4小时)改为条件50℃下6小时。这样黑色墨粉颗粒9B、黄色墨粉颗粒9Y、洋红墨粉颗粒9M和青色墨粉颗粒9C被制备。
墨粉制备实施例10
[0316]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了老化条件(45℃时4小时)改为条件35℃时6小时。这样黑色墨粉颗粒10B、黄色墨粉颗粒10Y、洋红墨粉颗粒10M和青色墨粉颗粒10C被制备。
墨粉制备实施例11
[0317]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了偏苯三酸酐在制备实施例3中制备低分子量聚酯类树脂1中不被使用。这样黑色墨粉颗粒11B、黄色墨粉颗粒11Y、洋红墨粉颗粒11M和青色墨粉颗粒11C被制备。
墨粉制备实施例12
[0318]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了结晶聚酯分散液不被使用。这样黑色墨粉颗粒12B、黄色墨粉颗粒12Y、洋红墨粉颗粒12M和青色墨粉颗粒12C被制备。
墨粉制备实施例13
[0319]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了结晶聚酯分散液1替换为结晶聚酯分散液7。这样黑色墨粉颗粒13B、黄色墨粉颗粒13Y、洋红墨粉颗粒13M和青色墨粉颗粒13C被制备。
墨粉制备实施例14
[0320]墨粉颗粒1B、1Y、1M和1C的制备过程被重复,除了结晶聚酯分散液1替换为结晶聚酯分散液8。这样黑色墨粉颗粒14B、黄色墨粉颗粒14Y、洋红墨粉颗粒14M和青色墨粉颗粒14C被制备。
[0321]将一百(100)份这样制备的墨粉颗粒1-14中的每一种与0.7份疏水二氧化硅和0.3份疏水氧化钛用HENSCHEL MIXER混合器(HENSCHEL 20B)混合5分钟。这样,14种颜色墨粉盒(set)被制备。
[0322]接下来,将7份每一种墨粉与按重量计93份平均粒径为35μm的铜锌铁氧体载体混合,制备彩色显影剂盒1-14。
实施例1
[0323]将彩色显影剂盒1放置在具有图3所示配置并包括图4A所示第一定影装置的彩色图像形成设备中,并产生彩色图像,以便进行评价。在这种情况下,定影压区处的压力为9.5N/cm2。
实施例2
[0324]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒1替换为彩色显影剂盒2,并且定影压区处的压力变为11.5N/cm2。
实施例3
[0325]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒1替换为彩色显影剂盒3,定影装置替换为图4B所示的第二定影装置,其中定影压区处的压力变为13.5N/cm2。
实施例4
[0326]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒1替换为彩色显影剂盒4,定影装置替换为图5A所示的第三定影装置,其中定影压区处的压力变为7.5N/cm2。
实施例5
[0327]实施例3中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒3替换为彩色显影剂盒4。
实施例6
[0328]实施例3中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒3替换为彩色显影剂盒5,定影压区处的压力变为12.0N/cm2。
实施例7
[0329]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒1替换为彩色显影剂盒6,定影装置替换为图5B所示的第四定影装置,定影压区处的压力变为9.0N/cm2。
比较实施例1
[0330]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了定影装置替换为图5A所示的第三定影装置,定影压区处的压力变为7.0N/cm2。
比较实施例2
[0331]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒1替换为彩色显影剂盒7,定影压区处的压力变为10.0N/cm2。
比较实施例3
[0332]实施例5中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒4替换为彩色显影剂盒8。
比较实施例4
[0333]比较实施例3中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒8替换为彩色显影剂盒1,定影压区处的压力变为16.5N/cm2。
比较实施例5
[0334]实施例1中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒1替换为彩色显影剂盒9,定影压区处的压力变为11.5N/cm2。
比较实施例6
[0335]比较实施例5中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒9替换为彩色显影剂盒10。
比较实施例7
[0336]比较实施例5中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒9替换为彩色显影剂盒11。
比较实施例8
[0337]比较实施例5中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒9替换为彩色显影剂盒12。
比较实施例9
[0338]比较实施例5中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒9替换为彩色显影剂盒13。
比较实施例10
[0339]比较实施例5中显影剂的评价过程被重复,除了彩色显影剂盒9替换为彩色显影剂盒14。
实施例8
(着色剂分散体的制备)
[0340]首先,通过使用具有搅拌桨叶的混合器,混合下列组分,以制备炭黑的初级分散体。
炭黑 15份
(REGAL 400,来自Cabot Corp.)
分散剂 3份
(AJISPER PB821,来自Ajinomoto-Fine-Techno公司)
乙酸乙酯 82份
[0341]然后,这样制备的初级分散剂通过使用DYNO研磨机进一步分散,以将炭黑分散到这样的程度,使得分散剂不包括聚结的着色剂颗粒。这样,炭黑的二级分散体被制备。进一步,将二级分散体通过一个由聚四氟乙烯制成并具有直径为0.45μm孔的过滤器,以制备其中炭黑被分散以使其平均粒径为亚微米量级的分散体。
(墨粉组合物液体的制备)
[0342]使用具有搅拌桨叶的混合器,混合下列组分10分钟。
低分子量聚酯类树脂1 60份
结晶聚酯类树脂4 40份
上述制备的炭黑分散体 30份
巴西棕榈蜡 5份
乙酸乙酯 26000份
[0343]在这种情况下,当与其它物质如溶剂混合时碳分散体凝结的问题可得到防止。进一步,将分散体通过一个由聚四氟乙烯制成并具有直径为0.45μm孔的过滤器,以制备一种分散液(即墨粉组合物液体)。过滤器不会发生被聚结颗粒堵塞的问题。
(墨粉的制备)
[0344]使用如此制备的分散液(墨粉组合物液体)以及如图6和7所示的墨粉制备设备,制备墨粉颗粒。
[0345]制备条件如下。
喷嘴:具有直径为10μm圆孔的镍板,孔是通过飞秒激光制备的。
分散液的比重:ρ=1.1888
干燥空气的流速:2.01/min(孔外壳处)
3.01/min(设备内部)
干燥空气的温度:80至82℃
设备内部的温度:27至28℃
露点:-20℃
加在电极上的电压:2.5KV
喷嘴的振动频率:220kHz
[0346]使用具有直径为1μm孔的过滤器,抽吸收集干燥的墨粉颗粒。这样收集的墨粉颗粒的重均粒径为3.2μm,数均粒径为3.0μm。即,具有窄粒径分布的小墨粉颗粒被制备。
[0347]实施例1中墨粉的制备过程被重复,除了墨粉颗粒由上述制备的墨粉颗粒来代替。
[0348]这样,黑墨粉15B被制备。同样,彩色墨粉颗粒15Y、15M和15C被制备。
[0349]评价方法如下。
1.定影特性
(1)最小定影温度和最大定影温度
[0350]在一张接收纸(Ricoh公司生产的TYPE 6200)上,重复形成重0.60±0.05mg/cm2的彩色实心图像(color solid image),同时改变定影部件(膜)表面的温度,来确定墨粉的最小定影温度。最小定影温度定义为这样的定影部件最小温度——在该温度以上,被垫擦拭的定影实心图像的图像密度(IDa)与定影实心图像的原始图像密度(不被垫擦拭)的比值(IDa/IDb)不小于0.70。最大定影温度定义为这样的定影部件最大温度,在该温度以下,定影图像不存在热蹭脏现象——墨粉图像的一部分粘附到定影部件上,从而形成具有缺失的图像。
(2)定影温度范围
[0351]定影温度范围定义为最大定影温度和最小定影温度之间的差值。
(3)平均光泽度
[0352]随机选择在定影温度170℃下定影的固体彩色图像的五个部分,用数字光泽计(Nippon Denshoku Industries公司生产的VSG-1D)以60℃的角测量光泽度,得到平均光泽度。
(4)定影部件在100,000张复印之后的状况
[0353]进行运转试验,其中连续产生图像区域比例为5%的原始图像的100,000份复印件。在运转试验前后,用肉眼观察定影部件,以确定定影部件是否发生变化(如,定影部件的表面是否被划伤)。
2.图像质量
1)粒度
[0354]将从整个256阶半色调图片(256-step half tone image patches)选取的17阶半色调图片(15mm正方形)打印在一张接收纸张(TYPE6200)上。粒度(granularity)指实心图像的图像密度的微观不均匀性程度,其在图像密度上应该是微观均匀的。图像的粒度(RMS粒度)由下式代表,其在ANSI PH-2,40-1985中定义。
RMS粒度(σD)=[(1/N)·∑(Di-D)2]1/2 (3),
其中,Di代表测量的图像密度,D代表平均图像密度(D=(1/N)·∑di)。
[0355]此外,也采用GS粒度,其用图像密度分布的功率谱来定义,并且由Dooley和Shaw of Xerox在Electrophotography,J.Appl.Photogr.Eng.,5,4(1979)pp190-196中提出。
GS粒度=exp(-1.8D)∫(WS(f))1/2·VTF(f)df (4),
其中,D代表平均图像密度,f代表空间频率,WS(f)代表维纳频谱,和VTF(f)代表眼睛的空间频率性质。
[0356]在本申请中,粒度通过下式计算,其通过进一步展开GS粒度而获得。
粒度=exp(aL+b)∫(WSL(f))1/2·VTF(f)df (5),
其中,L代表平均亮度,f代表空间频率,WSL(f)代表亮度分布的功率频谱,VTF(f)代表眼睛的空间频率性质,以及a和b均为系数(即a=0.1044和b=0.8944)。
[0357]这个式子使用亮度L*代替图像密度D。该粒度的优势在于彩色空间中的线性度优于GS粒度,并因此该粒度可优选用于评价彩色图像。
[0358]图像的粒度代表图像的噪声特性。通过使用上述式子评价图像的粒度,图像的噪声特性可以被数值表示。由此,关于粒度,越低越好。换言之,当图像的粒度增大时,图像的图像密度中微观均匀性变差。
[0359]在本申请中,墨粉(显影剂)的粒度通过使用扫描仪(DainipponScreen Mfg.公司生产的FT-S5000)扫描用该墨粉打印的17阶半色调图像来测定,然后用式子(5)计算墨粉的粒度。
[0360]图8为说明图像粒度的曲线图,其中亮度在水平轴上绘制,粒度在垂直轴上绘制。在该图中,具有不同亮度的每一个17阶半色调图片的粒度被绘制。在这些17个图片(image patch)中,亮度接近80、70、60、50和40的5个图片被选择来平均它们的粒度。图像的粒度被定义为5点平均粒度。
2)清洁特性
[0361]进行这样的运转试验,其中产生了原始图像的一百万份复印件。在每100,000复印之后,残留在墨粉承载部件中的墨粉颗粒甚至在一次清洁操作之后被转移到一片胶带上(Sumitomo 3M公司的SCOTCHTAPE)。将这片胶带和另一片上面没有转移上墨粉颗粒的胶带(即参照物)附在一张白纸上,用光密度计(Macbeth公司的RD-514)测量两片胶带的光密度。墨粉的清洁特性被定义为两个光密度的差。
[0362]清洁特性的等级如下。
优良:光密度差不大于0.01。
不好:光密度差大于0.01。
3)背景密度
[0363]在上述的1,000,000复印的运转试验中,每100,000份复印之后产生了白色实心图像。在图像承载部件上的白色实心图像被转印到接收纸张之前,将图像形成设备关闭。将出现在图像承载部件上的墨粉颗粒转移到一片胶带(Sumitomo 3M公司的SCOTCH TAPE)上。将这片胶带和另一片上面没有转移上墨粉颗粒的胶带(即参照物)附在一张白纸上,用分光光密度计(X-Rite公司的938)测量两片胶带的光密度。图像的背景密度定义为两个光密度的差。
[0364]背景密度的等级如下。
优良:光密度差不大于0.01。
不好:光密度差大于0.01。
[0365]表1中显示了墨粉1-15的配方。墨粉的物性(青色墨粉作为墨粉的代表)显示于表2中。图像形成条件显示于表3中。此外,墨粉的定影特性和图像品质显示于表4-1和4-2中。
表1
墨粉编号 | 防粘剂 | 粘合剂树脂 | ||||
材料 | 熔点(℃) | 加入量(份) | 预聚物 | LMWPES* | CPES*2(熔点(℃)) | |
1 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 1(119) |
2 | 石蜡150 | 66 | 5 | 包含 | 包含 | 2(98) |
3 | 石蜡155 | 69 | 9 | 包含 | 包含 | 3(128) |
4 | 石蜡140 | 61 | 3 | 包含 | 包含 | 4(82) |
5 | 微晶蜡HIMIC 2065 | 75 | 5 | 包含 | 包含 | 5(113) |
6 | 费—托合成过程中得到的蜡FT-0070 | 72 | 5 | 包含 | 包含 | 6(128) |
7 | 石蜡150 | 66 | 5 | 包含 | 包含 | 2(96) |
8 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 1(119) |
9 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 1(119) |
10 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 1(119) |
11 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 1(119) |
(不含偏苯三酸) | ||||||
12 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | - |
13 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 7(75) |
14 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 包含 | 包含 | 8(134) |
15 | 巴西棕榈蜡(WA-03) | 81 | 5 | 不包含 | 包含 | 1(119) |
LMW PES*:低分子量聚酯
CPES*2:结晶聚酯
表2
墨粉编号 | 粒径 | 熔融粘度 | Tg(℃) | ||||
D4(μm) | Dn(μm) | D4/Dn | Gw110 | GW140 | GW110/GW140 | ||
1 | 3.2 | 2.9 | 1.10 | 20500 | 600 | 34.2 | 50 |
2 | 2.7 | 2.4 | 1.13 | 3400 | 110 | 30.9 | 42 |
3 | 2.3 | 1.8 | 1.28 | 30000 | 550 | 54.5 | 46 |
4 | 4.2 | 3.6 | 1.17 | 38500 | 980 | 39.3 | 52 |
5 | 3.4 | 2.8 | 1.21 | 37000 | 150 | 246.7 | 48 |
6 | 3.4 | 3.0 | 1.13 | 36000 | 200 | 180.0 | 44 |
7 | 5.0 | 4.0 | 1.25 | 3400 | 110 | 30.9 | 42 |
8 | 1.8 | 1.5 | 1.20 | 20500 | 600 | 34.2 | 50 |
9 | 4.3 | 3.5 | 1.23 | 38500 | 1500 | 25.7 | 53 |
10 | 2.7 | 2.2 | 1.23 | 15000 | 900 | 16.7 | 50 |
11 | 3.3 | 2.6 | 1.27 | 2700 | 80 | 33.8 | 40 |
12 | 3.1 | 2.6 | 1.19 | 42000 | 1200 | 35.0 | 57 |
13 | 3.3 | 2.9 | 1.14 | 2800 | 70 | 40.0 | 39 |
14 | 3.6 | 3.0 | 1.20 | 42500 | 1500 | 28.3 | 59 |
15 | 3.2 | 3.0 | 1.07 | 4500 | 140 | 32.1 | 46 |
表3
所用墨粉的编号 | 定影条件 | |||
定影装置 | 压区处的压力(N/cm2) | P×D4 | ||
实施例1 | 1 | 编号1(如图4A所示) | 9.5 | 30.4 |
实施例2 | 2 | 编号1 | 11.5 | 31.1 |
实施例3 | 3 | 编号2(如图4B所示) | 13.5 | 31.1 |
实施例4 | 4 | 编号3(如图5A所示) | 7.5 | 31.5 |
实施例5 | 4 | 编号2 | 13.5 | 56.7 |
实施例6 | 5 | 编号2 | 12.0 | 40.8 |
实施例7 | 6 | 编号4(如图5B所示) | 9.0 | 30.6 |
实施例8 | 15 | 编号1 | 11.5 | 36.8 |
比较实施例1 | 1 | 编号3 | 7.0 | 22.4 |
比较实施例2 | 7 | 编号1 | 10.0 | 50.0 |
比较实施例3 | 8 | 编号2 | 13.5 | 24.3 |
比较实施例4 | 1 | 编号2 | 16.5 | 52.8 |
比较实施例5 | 9 | 编号1 | 11.5 | 49.5 |
比较实施例6 | 10 | 编号1 | 11.5 | 31.1 |
比较实施例7 | 11 | 编号1 | 11.5 | 38.0 |
比较实施例8 | 12 | 编号1 | 11.5 | 35.7 |
比较实施例9 | 13 | 编号1 | 11.5 | 38.0 |
比较实施例10 | 14 | 编号1 | 11.5 | 41.4 |
表4-1
定影特性 | |||||
最小定影温度(℃) | 最大定影温度(℃) | 定影范围(度) | 在170℃时的光泽度(%) | 运转试验后定影部件的状况 | |
实施例1 | 135 | 220 | 85 | 21 | 优良 |
实施例2 | 130 | 210 | 80 | 25 | 优良 |
实施例3 | 135 | 220 | 85 | 23 | 优良 |
实施例4 | 140 | 225 | 85 | 19 | 优良 |
实施例5 | 135 | 200 | 65 | 21 | 优良 |
实施例6 | 130 | 220 | 90 | 28 | 优良 |
实施例7 | 140 | 220 | 80 | 18 | 优良 |
实施例8 | 130 | 220 | 90 | 21 | 优良 |
比较实施例1 | 170 | 210 | 40 | 2 | 优良 |
比较实施例2 | 130 | 190 | 60 | 24 | 优良 |
比较实施例3 | 155 | 210 | 55 | 6 | 优良 |
比较实施例4 | 130 | 220 | 90 | 27 | 定影部件的表面被划伤 |
比较实施例5 | 175 | 225 | 50 | -(没有在170℃时测量) | 优良 |
比较实施例6 | 170 | 220 | 50 | 3 | 优良 |
比较实施例7 | 130 | 160 | 30 | -(没有在170℃时测量) | 优良 |
比较实施例8 | 180 | 225 | 45 | -(没有在170℃时测量) | 优良 |
比较实施例9 | 130 | 160 | 30 | -(没有在170℃时测量) | 优良 |
比较实施例10 | 180 | 225 | 45 | -(没有在170℃时测量) | 优良 |
表4-2
图像质量 | 综合评价 | |||
粒度 | 清洁性质 | 背景密度 | ||
实施例1 | 0.21 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例2 | 0.19 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例3 | 0.23 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例4 | 0.24 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例5 | 0.25 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例6 | 0.24 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例7 | 0.20 | 优良 | 优良 | 优良 |
实施例8 | 0.21 | 优良 | 优良 | 优良 |
比较实施例1 | 0.22 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例2 | 0.42 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例3 | 0.18 | 不好 | 不好 | 不好 |
比较实施例4 | 0.21 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例5 | 0.25 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例6 | 0.21 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例7 | 0.23 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例8 | 0.21 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例9 | 0.22 | 优良 | 优良 | 不好 |
比较实施例10 | 0.24 | 优良 | 优良 | 不好 |
[0366]如图9所示,比较实施例1、2、3和4的墨粉超出优选的范围,分别具有低光泽度、低粒度和差的可清洁性以及划伤定影部件的缺点。尽管比较实施例5-10的墨粉在优选的范围内,但这些墨粉超出了下面提及的优选的熔融粘度范围。
[0367]如图10A和10B所示,比较实施例7和9的墨粉,其超出了优选熔融粘度的范围,具有引起蹭脏问题的缺点。比较实施例5、8和10的墨粉,超出了优选的熔融粘度范围,具有差低温可定影性的缺点。进一步,比较实施例6的墨粉具有低光泽度的缺点。尽管比较实施例1、2、3和4的墨粉在优选的熔融粘度范围以内,但是这些墨粉超出了图9的优选范围。
[0368]本文件要求2006年3月17日提交的日本专利申请第2006-075659号的优先权,并包含与之相关的主题,在此引入该日本专利申请作为参考。
[0369]已全面地描述了本发明,对本领域普通技术人员而言,显而易见的是,在不偏离本文所述的本发明的精神和范围的情况下,可以进行许多改动和变化。
Claims (8)
1、一种图像形成方法,包括
在接收材料上形成墨粉图像;和
在施加热和压力后,对所述接收材料上的所述墨粉图像定影,
其中以下关系(1)至(6)要满足:
2.0μm≤D4≤4.5μm (1),
P≤15N/cm2 (2),
P×D4≥30N/cm2·μm (3),
3,000Pa·s≤Gw110≤40,000Pa·s (4),
100Pa·s≤Gw140≤1,000Pa·s (5),和
Gw110/Gw140≥30 (6),
其中,D4代表所述墨粉的重均粒径;Gw110和Gw140分别代表所述墨粉在110℃和140℃时的熔融粘度;P代表压力。
2、根据权利要求1所述的图像形成方法,其中所述墨粉满足关系:
D4/Dn≤1.25,
其中,Dn代表所述墨粉的数均粒径。
3、根据权利要求1所述的图像形成方法,其中所述墨粉的玻璃化转变温度为40℃至55℃。
4、根据权利要求1所述的图像形成方法,其中所述墨粉包括粘结剂树脂,所述粘结剂树脂至少包含结晶聚酯类树脂。
5、根据权利要求1所述的图像形成方法,其中所述结晶聚酯类树脂的熔点为80℃至130℃。
6、根据权利要求1所述的图像形成方法,其中所述墨粉包括熔点为60℃至80℃的防粘剂。
7、根据权利要求1所述的图像形成方法,其中所述墨粉包括粘结剂树脂和防粘剂,其中在所述墨粉中所述防粘剂(R)与所述粘结剂树脂(B)的重量比(R/B)为0.03至0.10。
8、一种图像形成设备,包括:
图像承载部件,用来承载其上的墨粉图像;
转印装置,用来转印所述墨粉图像到接收材料上;和
定影装置,用来在施加热和压力后,使在所述接收材料上的所述墨粉图像定影;
其中以下关系(1)至(6)要满足:
2.0μm≤D4≤4.5μm (1),
P≤15N/cm2 (2),
P×D4≥30N/cm2·μm (3),
3,000Pa·s≤Gw110≤40,000Pa·s (4),
100Pa·s≤Gw140≤1,000Pa·s (5),和
Gw110/Gw140≥30 (6),
其中,D4代表所述墨粉的重均粒径;Gw110和Gw140分别代表所述墨粉在110℃和140℃时的熔融粘度;P代表压力。
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