CN101206421B - 显影剂用载体、显影剂、成像方法、装置和处理盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显影剂用载体、显影剂、成像方法、装置和处理盒。提供了一种电子照相显影剂用载体,其包括芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层,其中将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟。
Description
技术领域
本发明涉及双组分显影剂的电子照相显影剂用载体、电子照相显影剂、成像方法、成像装置、用于供应显影剂的设备和处理盒。
背景技术
在电子照相成像装置,例如复印机和打印机中,通过在均匀带电的图像承载部件的表面上曝光形成潜像,通过使该潜像显影形成调色剂图像,然后将该调色剂图像转印到转印部件,例如记录纸上。承载调色剂图像的转印部件通过定影单元,并且通过热和/或压力的作用将调色剂定影在转印部件上。
在成像装置中,用于使图像承载部件上的潜像显影的显影设备被分为单组分显影型和双组分显影型,在单组分显影型中,显影通过使用含有磁性材料的调色剂进行,而在双组分显影型中,显影通过使用含有调色剂和载体的显影剂进行。
在上述两种类型中,双组分显影型的显影设备可表现出优良的显影性能,因此目前主要用于成像装置中。双组分显影型的显影设备近来已经具体用于形成全色或多色图像的彩色成像装置中,并且对其的需求仍在进一步增长。
在双组分显影型的成像装置中,调色剂与载体在显影设备中搅拌,并且调色剂通过摩擦作用由载体赋予电荷。调色剂代表了静电附着到载体外表面的状况,并且承载调色剂的载体输送至显影区。当施加显影偏压时,调色剂从载体分离并且静电附着至图像承载部件的潜像部分以形成调色剂图像。为了提供具有高耐久性和令人满意的高稳定性的双组分显影型图像,重要的是搅拌时电荷量稳定地由载体赋予至调色剂;在这点上,重要的是即使在长期使用前后,载体的电荷赋予能力也是稳定的。
然而,在普通的双组分显影型显影设备中,调色剂在显影过程中消耗,同时载体却留在显影容器中而未消耗。因此,在显影容器中与调色剂搅拌的载体随着搅拌频率的不断提高而退化。具体而言,这种有问题的现象随着树载体随着搅拌频率的不断提高而退化。具体而言,这种有问题的现象随着树脂涂层从载体表面上剥落而发生,并且调色剂粘附至载体表面,结果,由于载体的电阻率和显影剂的电荷量逐渐降低而引起这种问题,显影剂的显影性能过度提高,图像密度增大,并产生灰雾(fog)。
具有图1所示构造的显影设备常规上已知为使用由调色剂和磁性载体所构成的双组分显影剂的显影设备。图1所示的显影设备4分别具有将显影剂供应至显影剂运送部件的显影辊的输送路径以及搅拌显影剂的输送路径;通过两条输送路径法向输送显影剂使显影剂循环。
在图1所示的显影设备中,将显影剂供应至显影辊5的输送路径以及收集供应至显影辊5并穿过显影区的显影剂的输送路径是相同的。因而存在供应至显影辊的显影剂中调色剂的浓度在朝着供应至显影辊的输送路径的下游的输送方向上下降的问题。当供应至显影辊的显影剂中调色剂的浓度下降时,显影步骤中图像密度下降。
日本专利(JP-B)No.3127594和日本专利特开(JP-A)No.11-167260提出了解决这些问题的显影设备,其中在不同的显影剂输送路径上设置将显影剂供应至显影辊的螺旋钻和显影后收集显影剂的螺旋钻。JP-B No.3127594和JP-ANo.11-167260所述的显影设备的构造将在下面分别说明。
JP-B No.3127594所述的显影设备示于图2。图2所示的显影设备4分别具有将显影剂从供应螺杆8供应至显影辊5的供应输送路径9和收集沿着收集螺杆6的方向穿过显影区的显影剂的收集输送路径7。
在显影设备4中,显影后的显影剂输送至收集输送路径7,这样显影剂决不会进入供应输送路径9。因此,显影剂中调色剂的浓度决不会在供应输送路径9中波动,并且还可使供应至显影辊5的显影剂中调色剂的浓度恒定。
然而,这存在显影步骤中图像密度不均匀并且密度下降的问题,因为供应至收集输送路径7的显影剂立即供应至供应输送路径9,从而即使供应有调色剂并且调色剂的浓度被适当维持,搅拌也不充分。该问题在图像的印刷速率较高时趋于更加显著,其中所收集的显影剂中调色剂的浓度较低。
图3示出了JP-A No.11-167260中所述的显影设备。图3所示的显影设备4分别具有将显影剂供应至显影辊5的供应输送路径9和收集穿过显影区的显影剂的收集输送路径7。显影设备4还设有搅拌输送路径10,通过该搅拌输送路径10,使得在搅拌输送至供应输送路径9的最下游侧的显影剂与所收集的输送至收集输送路径7的最下游侧的显影剂时,显影剂输送至与供应输送路径9相反的方向。
显影单元4将显影后的显影剂输送至收集输送路径7,而不使其进入供应输送路径9。因此,调色剂的浓度不会在供应输送路径9中波动,并且可使供应至显影辊5的调色剂浓度恒定。
而且,所收集的显影剂在搅拌输送路径10中搅拌后供应至供应输送路径9而不直接供应至供应输送路径9,因此,穿过显影输送路径9而未用于显影的显影剂与所收集的显影剂可在搅拌后供应至供应输送路径9。这样,体现了防止显影步骤中图像密度不均匀和图像密度下降的方法,而显影步骤中图像密度不均匀和图像密度下降是参照图2所说明的显影设备4中的问题。
然而,即使是在JP-A No.11-167260所示的显影设备中,搅拌输送路径10中不充分的搅拌也可能导致显影步骤中图像密度不均匀和图像密度下降。例如,当必须缩短搅拌输送路径10的长度以使设备尺寸减小或必须提高显影剂的循环速度以增加输出时,显影剂在充分搅拌前回到供应输送路径9,因此搅拌输送路径10中搅拌不充分,并且不太可能产生电均匀的状况,结果,当将高度带电的调色剂不均衡地送入显影部分时,在显影步骤中,图像密度不太可能均匀或者可能产生浓度降低。
在普通的双组分显影型显影设备中,调色剂在显影过程中消耗,同时载体却留在显影容器中而未消耗。因此,在显影容器中与调色剂搅拌的载体随着搅拌频率的不断提高而退化。具体而言,这种现象随着树脂涂层从载体表面上剥落而发生,并且调色剂沉积在载体表面上,结果,由于载体的电阻率和显影剂的电荷量逐渐降低而引起以下问题,即显影剂的显影性能过度提高,图像密度增大,以及产生灰雾。
为了解决上述问题,日本专利特许公报(JP-B)No.02-21591公开了一种所谓滴流(trickle)显影型的显影设备,其中将载体与显影消耗的调色剂一起添加,逐渐更换显影设备中的载体,从而抑制了电荷量的波动并且稳定了图像密度。
然而,在显影容器中载体的退化速率随着长期使用而慢慢提高,并且即使是在JP-B No.02-21591所公开的显影设备中,也难以抑制例如图像密度增大的问题。
JP-A No.03-145678公开了通过将以下显影剂用作适当供应至显影设备的显影剂可以保持充电能力并防止图像质量降低,其中所述显影剂含有载体和调色剂并且该载体具有比显影设备中以前所含的载体更高的电阻率。
此外,JP-A No.11-223960公开了通过将以下显影剂用作供应显影剂可以保持充电能力并防止图像质量降低,其中所述显影剂含有载体和调色剂,并且该载体将更高的电荷量赋予该调色剂。
然而,显影设备中更换的载体量随着时间变化,同时调色剂的消耗量改变;因此在JP-A No.03-145678和11-223960中公开的方法中,出现了图像密度由于显影设备中显影剂电阻率和/或电荷量的改变而趋于波动的问题。
此外,JP-A No.08-234550公开了这样一种方法,其中使用多种供应显影剂并且依次供应各显影剂,该供应显影剂含有调色剂和载体,并且具有与显影设备中以前填充的显影剂不同的性能。
然而,载体与调色剂之间的比重的确显著不同,因此,难以如JP-A No.08-234550中所公开的将供应显影剂依次供应至显影设备中而不使其在调色剂供应容器中相互混合,其中该供应显影剂含有多种具有不同物理性能的载体中的一种以及调色剂;此外,在显影剂中,调色剂的量大于载体的量,因此就长期而言,载体趋于退化并且无法形成稳定的图像。
此外,如JP-A No.08-234550中所述,当为了提高供应载体的电阻率而仅增大待涂布在载体芯材上的有机硅涂层的涂布量时,载体的电荷量趋于降低同时电阻率增大,结果,出现这样的问题:待显影图像的再现性受损并且产生背景污损(smear)。
因此,为了在滴流显影***中具有更稳定的显影性能,重要的是载体即使在长期使用后也可稳定地保持电荷赋予能力。
用于双组分显影体系的粒状载体通常涂有足够的树脂材料(例如,参见JP-A No.58-108548)或者涂层中包含有各种添加剂(例如,参见JP-B No.01-19584和03-628、JP-A No.06-202381)以便防止调色剂在载体表面上成膜、形成均匀的载体表面、防止表面氧化、防止湿敏性下降、延长显影剂的寿命、保护感光体免于受到载体的作用而引起裂纹或磨损、控制电荷极性、调节电荷量等。
而且,JP-A No.05-273789提出将添加剂沉积在载体表面上;JP-A No.09-160304提出将尺寸大于涂层厚度的电传导性(以下简称为“导电性”)颗粒包含至涂层中。
此外,JP-A No.08-6307提出使用基于苯并胍胺-正丁醇-甲醛共聚物的载体涂层材料;JP-B No.2683624提出使用蜜胺树脂与丙烯酸类树脂之间的交联材料作为载体涂层材料。
然而,仍存在着耐久性和耐热性的问题,并且还存在着这样的问题:出现载体表面上调色剂的消耗、由此引起的电荷量不稳定、调色剂灰雾等;并且也有必要改善耐环境性。
此外,通常在载体中包括有电阻率调节剂以使用于双组分显影体系的显影剂具有稳定的电荷性能。电阻率调节剂目前常为炭黑。
然而,当在成像装置中使用这种调色剂以形成彩色图像时,炭黑很可能迁移到彩色图像中,从而有薄膜从载体表面刮落或分离炭黑引起颜色污损。
迄今已提出了多种方法以抑制这些现象。
例如,JP-A No.07-140723公开了一种载体,其中芯材表面存在导电材料(炭黑)而涂层内不存在导电材料。
此外,JP-ANo.08-179570公开了一种载体,其中涂层在厚度方向上存在炭黑浓度的梯度,炭黑浓度在朝着涂层表面的方向上降低,并且涂层表面处不存在炭黑。
此外,JP-A No.08-286429公开了一种具有两个涂层的载体,其中含有导电性碳的内涂层设置在芯粒(core particle)表面上,而含有白色型导电材料的表面涂层设置在其上。
然而,近年来,存在着使上述电子照相***的成像装置加速的明显趋势,并且与之相关的是对显影剂的压力显著增长。因此,即使使用JP-A No.07-140723、08-179570和08-286429的方案,也难以完全防止由炭黑迁移到图像所引起的颜色污损。
本发明针对本领域中的上述问题作出;本发明的目的在于提供电子照相显影剂用载体,其在即使长期的使用过程中也可以稳定地保持显影设备中的充电能力,抑制载体沉积在实地图像(solid image)部分的出现,并调节电阻率至其更低的值;此外,本发明的目的在于提供使用该载体的电子照相显影剂、成像方法、成像装置和处理盒。
此外,本发明是考虑到上述常规技术作出的;换言之,本发明的目的在于提供载体,在采用双组分显影体系并装有显影剂供应输送路径、显影剂收集输送路径和显影剂搅拌输送路径的显影设备中,该载体即使在显影剂的搅拌输送路径中的搅拌微弱时,也可以抑制显影步骤中的图像密度不均匀以及密度下降的发生,并且当采用滴流显影***时,可以在长期运行下的电荷稳定性方面进一步留有裕度(margine),且即使在滴流显影***中与调色剂长期接触或者在长期使用的过程中涂膜剥落时,也不会在调色剂上产生颜色污损;本发明的其他目的在于提供使用该载体的电子照相显影剂、成像方法、成像装置和处理盒。
发明内容
本发明的发明人已经进行了积极的研究以解决上述问题。也就是说,上述问题可以通过如下所述的本发明得以解决。
<1>一种电子照相显影剂用载体,包括:
芯材颗粒,和
涂布该芯材颗粒的涂层,
其中将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,
供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟。
<2><1>中的电子照相显影剂用载体,用于显影设备,
其中显影设备包含:
显影剂承载部件,其在旋转的同时在其表面上运送磁性载体和调色剂的双组分显影剂,并将该调色剂在潜像承载部件相对位置处供应至潜像承载部件表面上的潜像以进行显影,
装有显影剂供应输送部件的显影剂供应输送路径,所述显影剂供应输送部件沿着显影剂承载部件的轴向输送显影剂并将该显影剂供应至显影剂承载部件,
装有显影剂收集输送部件的显影剂收集输送路径,所述显影剂收集输送部件沿着显影剂承载部件的轴向并且也沿着与显影剂供应输送部件相同的方向输送经过潜像承载部件相对位置后的从显影剂承载部件上收集的显影剂,
装有显影剂搅拌输送部件的显影剂搅拌输送路径,所述显影剂搅拌输送部件接收剩余的显影剂和收集的显影剂,该剩余的显影剂输送至显影剂供应输送路径的输送方向的最下游侧而未用于显影,该收集的显影剂收集自显影剂承载部件并输送至输送方向的最下游侧;并沿着显影剂承载部件的轴向并且也沿着与显影剂供应输送部件相反的方向输送该剩余的显影剂和收集的显影剂同时对它们进行搅拌;并且将该显影剂供应至显影剂供应输送路径,以及
分隔部件,其将显影剂收集输送路径、显影剂供应输送路径和显影剂搅拌输送路径这三条显影剂输送路径相互隔开,
其中显影剂搅拌输送路径的高度和显影剂收集输送路径的高度大致相同,并且将显影剂供应输送路径设置成高于其他两条显影剂输送路径,并且
将调色剂和载体供应至各显影剂输送路径中并排出显影设备中剩余的显影剂。
<3><1>中的电子照相显影剂用载体,其中白色导电微粒的导电涂层由包含二氧化锡的底层以及包含二氧化锡和氧化铟的上层形成。
<4><1>中的电子照相显影剂用载体,其中白色导电微粒的基材为氧化铝。
<5><1>中的电子照相显影剂用载体,其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有粘合剂树脂和硬颗粒,并且涂层中该硬颗粒的颗粒直径D1(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D1/h满足关系式1<D1/h<10。
<6><5>中的电子照相显影剂用载体,其中硬颗粒为氧化铝颗粒或基于氧化铝的颗粒。
<7><5>中的电子照相显影剂用载体,其中白色导电微粒用于硬颗粒。
<8><5>中的电子照相显影剂用载体,其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有除上述硬颗粒以外的第二硬颗粒,并且涂层中该第二硬颗粒的颗粒直径D2(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D2/h满足关系式0.001<D2/h<1。
<9><8>中的电子照相显影剂用载体,其中第二硬颗粒为氧化钛颗粒或经过表面处理的氧化钛颗粒。
<10><1>中的电子照相显影剂用载体,其中从芯材颗粒的表面到涂布芯材颗粒的涂层的表面的平均厚度T(μm)在0.1≤T≤3.0的范围内。
<11><5>中的电子照相显影剂用载体,其中粘合剂树脂含有丙烯酸类树脂与氨基树脂的反应产物以及有机硅树脂中的至少一种。
<12>电子照相显影剂,含有<1>中的电子照相显影剂用载体和调色剂。
<13><12>中的电子照相显影剂,其中在供应的显影剂中,载体的含量为不少于3质量%到少于30质量%。
<14><12>中的电子照相显影剂,其中在显影设备所含的显影剂中,载体的含量为不少于85质量%到少于98质量%。
<15>一种成像方法,包括使图像承载部件上形成的静电潜像显影,同时将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,且
将<1>中的电子照相显影剂用载体用于该载体。
<16>一种成像装置,其是基于<15>中的成像方法构造的。
<17><16>中的成像装置,其中用于供应调色剂和载体的显影剂供应设备包含存储容器和真空泵,该存储容器存储供应显影剂的形状易于变形,该真空泵吸入存储容器中的供应显影剂并将其供应至显影设备。
<18>一种处理盒,包含
图像承载部件,和
显影设备,其通过使用含有调色剂和载体的显影剂使图像承载部件上形成的静电潜像成为可见图像,
其中该处理盒可拆卸地安装至成像装置的主体,并且一体化地支承图像承载部件和显影设备,
该成像装置的主体包含设置成将调色剂和载体供应至显影设备的单元以及设置成将显影设备中成为剩余的显影剂排出的显影剂排出单元,并且
将<1>中的电子照相显影剂用载体用于该载体。
依据<1>中的电子照相显影剂用载体,倘若发生膜刮落并且含有导电微粒的涂层从载体颗粒分离,则可以通过提供下述电子照相显影剂用载体,可以防止彩色图像上发生颜色污损,所述电子照相显影剂用载体包括芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层,其中将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟。
<2>中的电子照相显影剂用载体可以提供双组分显影剂用载体,其中该双组分显影剂用于包括实施例的如下说明书中所述的具有显影剂供应输送路径、显影剂收集输送路径和显影剂搅拌输送路径的显影设备,该双组分显影剂即使在显影剂搅拌输送路径中的搅拌不充分的情况下也不会在显影中出现不均匀的图像密度或密度下降,在滴流显影***中,运行条件就长期的电荷稳定性而言可以进一步留有裕度,并且即使当在滴流显影***中与调色剂长期接触时或由于长时间使用出现涂膜刮落时,该载体也可以防止调色剂引起的颜色污损,而且提供了电子照相显影剂,并在该显影剂的基础上还出色且有效地提供了成像方法、成像装置和处理盒。而且,在含有导电微粒的两层涂层载体的情形中,导电涂层由包含二氧化锡的底层和包含氧化锡和氧化铟的上层形成,则可以出现电阻的变化量较小的非常优异的效果。
依据<3>中的电子照相显影剂用载体,施加电导率的效果可以与炭黑的效果大致相同。
依据<4>中的电子照相显影剂用载体,不仅适当表现出导电处理的效果,而且还可以容易地得到足够的色调。
依据<5>中的电子照相显影剂用载体,硬颗粒相对于载体的涂层成为凸起,并且凸起部分可以减轻强烈的冲击(impulse),该冲击是由在载体涂层的粘合剂树脂上调色剂和载体之间或者载体本身之间的摩擦接触作用造成的,从而可以抑制粘合剂树脂的膜刮落。
依据<6>中的电子照相显影剂用载体,氧化铝颗粒表现出与载体的涂层材料所使用的粘合剂树脂足够的的相容性,代表优异的分散性和胶粘性能,并且具有非常高的硬度,从而对于应力几乎不发生磨损和/或裂缝,并且长期发挥保护涂层的作用和刮落废弃材料的作用。
依据<7>中的电子照相显影剂用载体,其他颗粒不是必需的,并且还除掉了倾倒硬颗粒的步骤,从而可以降低生产成本。
依据<8>中的电子照相显影剂用载体,第二颗粒制成为小于载体涂层的平均厚度,从而第二颗粒可以分散并包封在涂层中;因此,可以平均增大涂层的强度。
依据<9>中的电子照相显影剂用载体,氧化钛颗粒或经过表面处理的氧化钛颗粒具有合理的硬度,表现出与载体的涂层材料所使用的粘合剂树脂足够的相容性,并且代表优异的分散性和胶粘性能。
依据<10>中的电子照相显影剂用载体,载体的芯材可以防止由于涂层过薄的总厚度而使涂层刮落,从而将其暴露出来,并且还可以防止由于涂层过厚的厚度而由载体较低的磁化引起的载体粘附。
依据<11>中的电子照相显影剂用载体,涂布载体芯材的涂层可以表现出更高的机械耐久性并且该载体可以具备适当的施加电荷的能力。
依据<12>中的电子照相显影剂,由于采用了本发明的载体,即使长期使用后,也可以防止彩色图像上发生颜色污损,并且可以防止在实地图像部分发生载体粘附。
依据<13>中的电子照相显影剂,可以以足量的载体稳定地供应该显影剂以表现出效果。
依据<14>中的电子照相显影剂,可以将电荷量控制到适当范围,从而可以防止以下问题:由于较高的电荷量所引起的图像密度下降和由于较低的电荷量所引起的背景污损。还可以防止以下现象:涂布载体芯材的涂层的寿命缩短,该现象源于以下事实:过高的载体质量流量(mass rate)导致载体本身更高的碰撞可能性。
依据<15>中的成像方法和<16>中的成像装置,即使长期使用后,也可以形成图像,同时抑制了彩色图像上的颜色污损,并且还抑制了实地图像部分的载体粘附。
依据<17>中的成像装置,除了上述成像装置的效果外,调色剂可以在如下情况下供应:由供应设备供应的调色剂的量稳定且含有显影剂的部件中残留的调色剂的量减少。
依据<18>中的处理盒,即使长期使用后,也可以形成图像,同时抑制了彩色图像上的颜色污损,并且还抑制了实地图像部分的载体粘附。
附图说明
图1是显示了常规显影设备的构造的示意图。
图2是显示了JP-B No.3127594所述的显影设备的构造的示意图。
图3是显示了JP-ANo.11-167260所述的显影设备的构造的示意图。
图4是显示了本发明的电子照相显影剂用载体的涂层的说明性视图。
图5是测量本发明的电子照相显影剂用载体的电阻率的电阻率测量元件的透视图。
图6是显示了本发明实施方案的复印机的构造的示意图。
图7是显示了显影设备和感光体的构造的示意图。
图8是说明了显影剂流动的透视截面图。
图9是显示了显影设备中显影剂流动的模式图。
图10是显示了本发明优选实施方案的成像装置的构造的示意图。
图11是显示了本发明优选实施方案的显影设备的显影部分周围的配置的示意图。
图12是显示了本发明优选实施方案的显影剂供应部分的构造的示意图。
图13A是示意性地显示了在本发明优选实施方案的显影剂供应器中安装的喷嘴的构造的略图。
图13B是图13A的轴向的横截面图。
图13C是图13B的A-A向横截面图。
图14是示意性地显示了本发明优选实施方案的螺杆泵的构造的横截面图。
图15是显示了将显影剂填充至本发明优选实施方案的含有显影剂的部件的情况的透视图。
图16是显示了在本发明优选实施方案的含有显影剂的部件中排出并减少显影剂的情况的正视图。
具体实施方式
下面将参照附图就本发明的实施方案对本发明进行更详细的说明。
本发明为电子照相显影剂用载体,其由芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层组成;将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂;供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟;从而,如果在显影设备、输送路径或供应设备中载体上的膜偶然地剥落并且包含导电颗粒的涂层与载体颗粒分离,可以防止颜色污损的发生。
本发明的发明人已进行了积极的研究以解决上述问题。结果,已发现当双组分显影型显影设备装有显影剂供应输送路径、显影剂收集输送路径和显影剂搅拌输送路径时,在显影步骤中不可能发生图像密度不均匀和密度下降;在进行显影的同时将调色剂和载体供应至显影设备中,并且还排出显影设备中剩余的显影剂,从而抑制了电荷量的波动并使图像密度稳定;在显影方法中采用将具有来自二氧化锡和氧化铟的高导电涂层的白色导电微粒包含至载体的涂层中可代表局部漏电(electric leak)点,从而可以得到这样的优点:电荷在显影剂中易于移动,当通过显影剂供应输送路径的显影剂与输送自显影剂收集输送路径的显影剂混合时,电荷量的分布趋于均匀,并且进一步促进了对图像密度不均匀和密度下降的防止,同时可以得到这样的优点:如果在显影设备、输送路径或供应设备中载体上的膜偶然地剥落并且包含导电颗粒的涂层与载体颗粒分离,可以防止颜色污损的发生,因为导电颗粒不是像碳那样的有颜色的导电材料。在滴流显影***的情形中,非常优选的是即使由于供应的调色剂储存在与载体接触的环境中而使得载体的涂膜剥落并分离时,也不产生颜色污损。
换言之,本发明的发明人已发现当将具有来自二氧化锡和氧化铟的高导电涂层的白色导电微粒包含至载体上的涂层时,通过使用装有显影剂供应输送路径、显影剂收集输送路径和显影剂搅拌输送路径的显影设备进一步促进了该效果以使显影剂的电荷量均匀化,同时在显影设备以及在甚至滴流显影***所使用的供应显影剂的情形中的供应设备和输送设备中,都完全得到了没有产生颜色污损的效果。
倘若包含导电微粒的涂层与载体颗粒分离,当导电微粒的颜色不会有害地影响调色剂的着色时,就不会在颜色污损方面出现问题。本发明的发明人已经积极地研究并断定当导电微粒是白色的时,不会对调色剂的着色产生有害影响,只要导电微粒从载体上的树脂涂层分开。具体而言,导电微粒的粉末色调为:L值为70或更高,更优选为80或更高,特别优选为85或更高;b值为-10或更高到10或更低,更优选为-5或更高到5或更低,特别优选为-1或更高到3或更低,这样可以使用导电微粒而不有害地影响调色剂的着色。
当粉末色调的L值低于70时,不足的白度可能有害地影响调色剂的着色。当b值低于-10或高于10时,用调色剂定影时由于较高的颜色饱和度可能产生颜色污损。
本发明中测量粉末色调的方法如下。
使用台秤称量6克导电微粒样品。将一张白纸放在压模上,放置不锈钢环,并倒入已称重的样品,将压力塞(press tag)置于其上。通过小型自动加压机对样品进行加压,使用基于标准版本调节至标准的色差计读出L值和b值。所使用的色差计(色调计)以及不锈钢环如下所示。
色度计:Nippon Denshoku Industries Co.制,Z-10018P或具有相当或更高能力的仪器;
不锈钢环:内径40mmΦ,高度18mm。
为了使颗粒导电,在基材颗粒的表面上形成导电涂层。当提供这样的构造时,具体而言,二氧化锡层位于基材颗粒的表面且由二氧化锡和氧化铟所形成的导电涂层位于二氧化锡层之上时,导电性可与炭黑的导电性相当。
就这点而言,即使当由二氧化锡和氧化铟所形成的导电涂层直接位于基材表面上时,也可能无法获得适当的导电性,因为基材颗粒的电影响显著。而且,即使将二氧化锡水合物与氧化铟水合物的混合物液体直接涂布在基材上时,也可能出现质量问题,因为难以均匀地涂布基材表面。
当基材颗粒的表面用选自常规的涂层材料,例如氧化铝、氧化锌和氧化锆涂布,然后用涂层材料,例如二氧化锡水合物与氧化铟水合物的混合物液体涂布基材颗粒的表面时,可以形成均匀的导电涂层。当该涂布材料用作底层时,由于涂布材料的电影响,可能无法获得适当的导电性或者波动明显。因此,已经发现当使用二氧化锡作为涂层材料形成底层时,可以均匀且牢固地固着上层导电涂层,并且可以得到适当的导电性而不会受到底层有害的电影响。可在底层中包含少量的氧化铟,只要其量为不损害颗粒效果的水平。
导电微粒的基材可以为氧化铝、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、硫酸钡或氧化锆;这些可以单独或结合使用以提供可观的效果改善导电性。该原因被认为是与颗粒表面的相容性足够,因此导电处理的效果适当显现出来。具体而言,氧化铝和二氧化钛可满足上述色调的条件;其中,从氧化铝易于得到优选色调。就这点而言,本发明并不限于上述颗粒,并且其他颗粒也是可用的,只要能显示出充足的效果。当二氧化钛用作基材时,二氧化钛可以为金红石、锐钛矿或其他结构。
生产适于本发明的导电微粒的方法可以为如下;但是这些方法是示例性的,并且本发明并不限定生产导电微粒的方法。
使用二氧化锡水合物形成底层膜的方法可以为,例如,以下方法等:将锡盐或锡酸盐的溶液加入白色无机颜料的水性分散体中,然后加入碱或酸;或者将锡盐或锡酸盐与碱或酸分别平行加入以进行涂布处理。为了使用水合氧化锡对白色无机颜料颗粒的表面均匀地进行涂布处理,后一种平行加入的方法更优选;在该方法中,水性分散体优选温热至并保持在50℃至100℃。此外,当锡盐或锡酸盐与碱或酸分别平行加入时,pH的范围调整到2至9之间。由于二氧化锡水合物的等电点为pH=5.5,重要的是将pH保持在优选为2~5或6~9的范围内,从而锡的水加合反应产物可以均匀沉积或固着在白色无机颜料颗粒的表面上。
可用的锡盐的实例为氯化锡、硫酸锡、硝酸锡等。可用的锡酸盐的实例为锡酸钠(sodium tin oxide)、锡酸钾(potassium tin oxide)等。
可用的碱的实例为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、氨水、氨气等;可用的酸的实例为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸等。
二氧化锡水合物的涂布量,以基于基材颗粒的SnO2表示,为0.5质量%至50质量%,优选为1.5质量%至40质量%。当涂布量低于0.5质量%时,含有其上涂布的氧化锡的氧化铟水合物的涂布状况有可能不均匀,并且粉末的体积电阻受到基材颗粒的影响有可能为高的。当涂布量大于50质量%时,未与基材颗粒表面紧密接触的氧化锡水合物的量增大并且涂层趋于不均匀。
形成含有二氧化锡的氧化铟水合物的上层涂层的方法将在下面讨论。在该方法中,为了防止先涂布的二氧化锡水合物的涂膜溶解,同样优选的是将锡盐和铟盐的混合溶液与分别碱平行加入以形成涂膜。优选的是,在该方法中将水性分散体温热至50℃至100℃。同样重要的是,当平行加入混合溶液和碱时,将pH调整到2至9之间,优选地,将pH保持在2至5或6至9之间,从而锡和铟的水加合反应的产物可以均匀地沉积或固着。
可用的导电锡原料的实例为氯化锡、硫酸锡、硝酸锡等。可用的铟原料的实例为氯化铟、硫酸铟等。
二氧化锡的量,以基于In2O3的SnO2表示,为0.1质量%至20质量%,优选为2.5质量%至15质量%;其过少或过大的量可能导致不合需要的导电性。
氧化铟的量,以基于基材无机颜料的In2O3表示,为5质量%至200质量%,优选为8质量%至150质量%;其过少的量可能导致不合需要的导电性并且其过多的量可能导致少许的导电性提高和不利的更高成本。
本申请所使用的术语“导电”粉末表示粉末的体积电阻率值为1至500ohm·cm。正如在后面的实施例中所描述的,本发明可以带来与含有锑的产物相似的、具有非常优异的导电性的白色导电粉末,例如在某些情形中,不高于100ohm·cm,以及不高于10ohm·cm。
当对粉末进行热处理时,条件优选为350℃至750℃的非氧化性气氛;粉末的体积电阻率与空气中热处理的相比可以低至1/100至1/1000。
非氧化性气氛可以使用惰性气体形成。可用的惰性气体的实例为氮气、氦气、氩气、二氧化碳气体等。就成本而言,在工业上有利的是在进行热处理的同时注射氮气,从而得到的性能可以是稳定的。
加热温度为350℃至750℃,优选为400℃至700℃,当温度高于或低于该范围时,难以得到所需的导电性。过短的加热时间可能导致不明显的效果,而强的效果由于过长的时间是不合需要的,因此适当的加热时间为约15分钟至4小时,优选为约1至2小时。
此外,对于导电微粒,当粉末的比电阻大于200ohm·cm时,导电微粒降低电阻的能力差,因此需要大量的导电微粒以使载体的电阻率落入适当的值。占据载体表面的颗粒的比率与粘合剂树脂的比率相比过大;因此,提供电荷产生位点的粘合剂树脂的比率变得不足,并且无法发挥足够的充电能力。而且,颗粒的量与粘合剂树脂的量相比过大;因此,由粘合剂树脂支撑颗粒的能力变得不足,并且颗粒变得易于分离,这将不利地导致更高的电荷量和电阻波动以及不充足的耐久性。
图4是显示了本发明实施方案中所使用的载体的涂层的说明性视图。
如图4所示,本发明所使用的载体具有芯材26和涂布芯材26的涂层27,并且涂层27至少含有粘合剂树脂和硬颗粒(以下称为“第一颗粒G1”);优选的是颗粒直径D1(μm)与涂层27中树脂部分的平均厚度“h”(μm)满足D1/h关系式1<D1/h<10。换言之,优选的是比率D1/h大于1且小于10。
涂布芯材26的层,除了涂层27以外还可以具有其他层。涂层27除了粘合剂树脂、第一颗粒G1以及如果需要的第二颗粒G2以外,还可以含有其他组分。
涂层27的树脂部分的平均厚度“h”表示垂直于芯材26的表面的膜的厚度,并且指示了树脂部分的平均厚度,即除了颗粒部分以外的、从芯材26的表面到涂层27的表面的厚度。
如图4所示,涂层27的树脂部分的厚度由存在于芯材26的表面与颗粒之间的树脂部分的厚度ha、存在于颗粒之间的树脂部分的厚度hb、存在于颗粒之上的树脂部分的厚度hc以及存在于芯材26之上的树脂部分的厚度hd构成。
涂层27的树脂部分的平均厚度“h”可以通过,例如,使用透射电子显微镜(TEM)观察载体的横截面来测量。具体而言,涂层27的树脂部分的厚度(存在于芯材的表面与颗粒之间的树脂部分的厚度ha、存在于颗粒之间的树脂部分的厚度hb、存在于颗粒之上的树脂部分的厚度hc以及存在于芯材之上的树脂部分的厚度hd)使用TEM以0.2μm的节距沿着载体的表面测量以得到50个测量值,然后将这些值取平均以获得涂层27的树脂部分的平均厚度“h”。
具体的计算方法是这样的:将上述方法得到的测量值加起来,并且用该得到的值除以测量值的数目以获得涂层27的树脂部分的平均厚度“h”。测量值的数目按照存在于芯材26的表面与颗粒之间的树脂部分的厚度ha、存在于颗粒之间的树脂部分的厚度hb、存在于颗粒之上的树脂部分的厚度hc以及存在于芯材26之上的树脂部分的厚度hd分别计为一个。
例如,hb和hc存在于图4的测量点A,因此在测量点A处测量值的数目为2。
在测量50个值作为涂层27的树脂部分的测量值的过程中,当在上述测量方法中,于最后的测量位置得到多个测量值(例如ha和hc)时,用总的测量值除以测量值的数目,即49+最后的测量位置处的测量值的数目,以获得涂层27的树脂部分的平均厚度“h”。
涂层27中所含有的硬颗粒(以下称为“第一颗粒G1”)的颗粒直径D1(μm)与涂层27中树脂部分的平均厚度“h”(μm)满足关系式1<D1/h<10,更优选满足1<D1/h<5。
当第一颗粒G1的颗粒直径D1与涂层27中树脂部分的平均厚度“h”满足上述关系式时,第一颗粒G1相对于载体的涂层27成为凸起。该凸起部分可以减轻强烈的冲击,该冲击是当搅拌显影剂以引起摩擦带电时,在载体涂层27的粘合剂树脂上该凸起部分受到调色剂和载体之间或者载体本身之间的摩擦接触作用造成的。因此,可以抑制在产生充电的位置处的载体涂层27的粘合剂树脂的膜刮落。
而且,可以通过如下方式得到清洁效果:以相对于上述涂层27表面的凸起状态存在的颗粒通过载体之间的摩擦接触刮落沉积在载体表面上的调色剂的废弃组分。因此,可以有效地防止出现消耗调色剂的现象。
当D1/h不大于1时,添加至涂层27的第一颗粒G1的作用可能不足,因为第一颗粒包埋在粘合剂树脂中。当D1/h不小于10时,第一颗粒G1可能易于从载体颗粒的表面分离,因为第一颗粒G1与粘合剂树脂之间的接触面积小,并且第一颗粒G1对载体颗粒的粘合力不足。
为了使涂层平均具有足够的强度,优选的是涂层27含有第二硬微粒(以下称为“第二颗粒G2”);第二颗粒的颗粒直径D2(μm)与涂层27中树脂部分的平均厚度“h”(μm)优选满足关系式0.001<D2/h<1,更优选满足0.01<D2/h<0.5。
当D2/h的值不小于1时,难以通过分散第二颗粒G2发挥平均提高涂层强度的作用,因为第二颗粒G2的颗粒直径相对于涂层27的厚度过大。当D2/h的值不大于0.001时,也难以发挥作用,因为第二颗粒G2的颗粒直径相对于涂层27的厚度过小。
当第二颗粒G2的颗粒直径D2小于涂层27的平均厚度时,第二颗粒G2可以分散并包封在涂层27中;因此,可以平均提高涂层的强度。
第二颗粒G2的体积电阻率值优选不大于1.0×1012ohm·cm,更优选不大于1.0×1010ohm·cm,进一步更优选不大于1.0×108ohm·cm。当第二颗粒G2的体积电阻率低至不大于1.0×1012ohm·cm时,涂层27的电荷赋予能力可以调节至足够低的水平并且可以提高得到的图像密度。
在本发明中,导电微粒、第一颗粒G1和第二颗粒G2的体积电阻率可以例如按照如下测量。
将样品放置在内径1英寸的氯乙烯圆柱管中,并将样品的上侧和下侧夹在电极之间。使用加压机向电极施加15kg/cm2的压力1分钟。在加压条件下,通过LCR计测量电阻率(r)。由该电阻率值,可以基于以下方程式(1)通过计算获得体积电阻率。
体积电阻率(ohm·cm)=(2.54/2)2×([π/H]×r) …(1)
其中,在方程式(1)中,H代表样品的厚度,“r”代表样品的电阻率值(ohm)。
优选的是从芯材26表面到涂层27表面的平均厚度T(μm)满足关系式0.1≤T≤3.0,更优选满足0.1≤T≤2.0。
当从芯材26表面到涂层27表面的平均厚度T小于0.1μm时,可能出现这样的现象:在随时间运行的情况下,涂层10刮落,从而使载体的芯材26暴露出来,因为作为覆盖载体芯材26的膜的涂层27的总厚度过薄,因此载体的耐久性差。
当从芯材26表面到涂层27表面的平均厚度T大于3.0μm时,载体的磁化可能低,因为芯材26的表面上的膜厚过大,可能导致载体粘附。
涂层27的树脂部分的平均厚度“h”(μm)优选为0.04至2μm,更优选为0.04至1μm。
第一颗粒G1的体均颗粒直径D1优选为0.05至3μm,更优选为0.05至1μm。
第二颗粒G2的颗粒直径D2优选为0.005至1μm,更优选为0.01至0.2μm。
如图4所示,从芯材26表面到涂层27表面的厚度T,代表载体表面不同位置处从芯材26表面到涂层27表面的厚度,而不是上述涂层27的树脂部分的平均厚度“h”。
当添加至涂层27的颗粒的颗粒直径大于涂层27的树脂部分的厚度时,如图4所示,颗粒的颗粒直径对应于从芯材26表面到涂层27表面的厚度T。
从芯材26表面到涂层27表面的平均厚度T可以通过,例如,使用透射电子显微镜(TEM)观察载体的横截面来获得,并且从芯材26表面到涂层27表面的厚度通过使用TEM以0.2μm的节距沿着载体的表面测量以得到50个测量值,然后将这些测量值取平均。
第一颗粒G1的实例为氧化铝、硅石、二氧化钛、氧化锌颗粒等,其中,特别优选氧化铝颗粒,因为氧化铝颗粒表现出与载体的涂层材料所使用的粘合剂树脂足够的相容性,代表优异的分散性和胶粘性能,并且具有非常高的硬度,因此在显影设备10中,对于应力几乎不发生磨损和/或裂缝,并且可以长期发挥保护涂层的作用和刮落废弃材料的作用。
氧化铝颗粒优选具有不大于5μm的颗粒直径;氧化铝颗粒可以未经过表面处理,或表面处理成疏水性的。
硅石可以是用于调色剂的那些或其他硅石,并且可以未经过表面处理,或表面处理成疏水性的。上述导电微粒可用作第一颗粒G1。
涂层27中,第一颗粒G1的含量优选为10质量%至80质量%,更优选为20质量%至60质量%。
当涂层27中第一颗粒G1的含量低于10质量%时,第一颗粒G1在载体颗粒表面处的比率与粘合剂树脂相比过低,因此对粘合剂树脂减轻与强列的冲击接触的作用差,可能导致不足的耐久性。
另一方面,当该含量大于80质量%时,第一颗粒G1在载体颗粒表面处的比率相对于粘合剂树脂过大,因此提供电荷产生位点的粘合剂树脂的比率变得不足并且无法发挥足够的充电能力。而且,第一颗粒G1的量与粘合剂树脂的量相比过大;因此,粘合剂树脂支撑第一颗粒G1的能力变得不足,并且第一颗粒G1变得易于分离,这可能导致更高的电荷量和电阻波动以及不足的耐久性。
涂层27中第一颗粒G1的含量(质量%)由以下方程式(2)表示。
第一颗粒G1的含量(质量%)=[第一颗粒G1的含量(质量)/涂层27中各材料的总质量(第一颗粒G1+第二颗粒G2+粘合剂树脂+其他组分)]×100 …(2)
第二颗粒G2优选至少选自下列的颗粒:氧化钛、氧化锌、氧化锡、表面处理过的氧化钛、表面处理过的氧化锌以及表面处理过的氧化锡。
这些颗粒具有合理的硬度,表现出与载体的涂层材料所使用的粘合剂树脂足够的相容性,代表优异的分散性和胶粘性能;具体而言,对于第二颗粒G2,优选氧化钛和表面处理过的氧化钛。
当颗粒的基础物质是除了上述以外的其他材料时,也可以基于类似的原因获得适当的效果,只要通过对颗粒表面进行表面处理成疏水性的等来改善分散性,或者通过表面处理,例如导电性处理,使颗粒直径和体积电阻率落入上述范围内。
涂层27中第二颗粒G2的含量优选为2质量%至50质量%,更优选为2质量%至30质量%。
涂层27中第二颗粒G2的含量越大,提高强度的效果越显著;然而,当第二颗粒G2的含量大于50质量%时,第二颗粒G2在涂层27中的分散性显著恶化。当颗粒的分散状况恶化时,一部分第二颗粒G2在涂层27中聚集,因此第二颗粒G2的作用平均上趋于下降。
另一方面,当涂层27中第二颗粒G2的含量低于2质量%时,过低的含量可能导致添加第二颗粒G2的效果不足。
涂层27中第二颗粒G2的含量用以下方程式(3)表示。
第二颗粒G2的含量(质量%)=[第二颗粒G2的含量(质量)/涂层27中各材料的总质量(第一颗粒G1+第二颗粒G2+粘合剂树脂+其他组分)]×100 …(3)
用于载体颗粒的涂层27的粘合剂树脂的优选实例为丙烯酸类树脂与氨基树脂之间的反应产物,以及有机硅树脂。
丙烯酸类树脂与氨基树脂之间的反应产物可以根据应用适当选择,优选丙烯酸类树脂与氨基树脂之间的交联反应产物。
丙烯酸类树脂可以根据应用适当选择,优选玻璃化转变温度Tg为20℃至100℃,更优选为25℃至80℃。当丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度Tg在该范围内时,丙烯酸类树脂可以具有足够的弹性,因此当搅拌显影剂以引起摩擦带电时,由于调色剂和载体之间或者载体本身之间的摩擦而使粘合剂树脂接触涉及强烈的冲击时,可以吸收该冲击,这使得可以保持涂层不破损。
当丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度Tg低于20℃时,显影剂由于不适当的存储稳定性可能无法使用,因为粘合剂树脂即使在常温下也会导致阻塞。另一方面,当玻璃化转变温度Tg高于100℃时,粘合剂树脂较硬且脆性过高,因此可能无法吸收冲击,该脆性导致粘合剂树脂刮落,且可能无法支撑颗粒并且颗粒易于分开。
氨基树脂可根据应用从常规的氨基树脂中适当选择;例如,当使用胍胺或蜜胺时,赋予电荷量的能力可显著增强。
有机硅树脂可以根据应用从常规的有机硅树脂中适当选择;其实例包括仅具有有机硅氧烷键的直链有机硅树脂以及用醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸类树脂或聚氨酯树脂改性的有机硅树脂。
有机硅树脂可以为市售的有机硅树脂;直链有机硅树脂的实例包括KR271、KR255、KR152(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造),SR2400、SR2406和SR2410(Dow Corning Toray Silicone Co.制造)。
改性有机硅树脂的实例有KR206(醇酸改性)、KR5208(丙烯酰改性)、ES1001N(环氧改性)、KR305(聚氨酯改性)(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造);SR2115(环氧改性)和SR2110(醇酸改性)(Dow Corning Toray SiliconeCo.制造)。该有机硅树脂可以单独使用或与交联反应的组分等结合使用,该组分用于调节电荷量。
用于载体颗粒的涂层27的粘合剂树脂,除了上述树脂以外,还可以是如所需的常规用于载体涂层树脂的粘合剂树脂;粘合剂树脂的实例包括聚乙烯基树脂、聚苯乙烯树脂、卤代烯烃树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚氟乙烯树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚三氟乙烯树脂、聚六氟丙烯树脂、偏二氟乙烯-氟乙烯共聚物、以及氟三元共聚物,例如四氟乙烯和偏二氟乙烯以及无氟单体的氟三元共聚物。这些可以单独使用或者两种或更多种结合使用。
涂层27可以通过例如以下方法形成:将第一颗粒G1、第二颗粒G2、粘合剂树脂等分散或溶解到溶剂中以制备涂层液体,然后通过常规的涂布方法将涂层液体均匀地涂布在芯材26的表面上,接着干燥并烘干。该涂布方法的实例有浸渍方法、翻滚流化床方法、喷雾方法等。
溶剂可以根据应用适当选择;其实例包括甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、溶纤剂、乙酸丁酯和丁基溶纤剂。
烘干可以为外部加热***或内部加热***,而没有具体限制;例如烘干可以使用固定电炉、流化电炉、旋转电炉、燃烧炉或微波***进行。
未对本发明实施方案中所使用的载体的芯材26的体均颗粒直径具体进行限制;优选地,考虑到载体沉积到图像承载部件1以及防止载体飞散,体均颗粒直径不小于20μm,考虑到防止异常图像,例如载体条纹,以及防止图像质量退化,优选不小于100μm;具体而言,20至60μm的体均颗粒直径可以对应于近年来高图像质量的需求。
芯材26可以适当地选自本领域中常规使用的电子照相双组分载体;其优选实例包括铁氧体、磁铁矿、铁和镍。当使用铁氧体时,从近年来讨论很多的环境影响的观点来看,有利的是使用,例如,Mn铁氧体、Mn-Mg铁氧体和Mn-Mg-Sr铁氧体,而不是常规的Cu-Zn铁氧体。
具体优选的实例为MFL-35S、MFL-35HS(Powder Tech Co.制造)、DFC-400M、DFC-410M、SM-350NV(Dowa Iron Powder Industry Co.制造)。
本发明载体的电阻率优选为1×1011至1×1016ohm·cm,更优选为1×1012至1×1014ohm·cm。
当本发明载体的电阻率小于1×1011ohm·cm时,如果显影间隙(感光体和显影套筒之间最接近的距离)变窄,通过在载体上诱导电荷有可能产生载体粘附。当感光体的线速度和显影套筒的线速度大时,趋于出现退化,并且其在施加AC偏压时是显著的。通常为了得到足够的调色剂沉积量,用于使彩色调色剂显影的载体具有更低的电阻率。
电阻率在该范围内的载体当在足够的调色剂电荷量下使用时可以带来足够的图像密度。
当电阻率大于1×1016ohm·cm时,与调色剂具有相反极性的电荷趋于累积,并且载体粘附由于带电的调色剂而易于发生。
载体的电阻率可以按照以下方法测量。
如图5所示,将载体23填充到氟树脂容器的单元21中,该单元21容纳有表面积为2cm×4cm、其间距离2mm的电极22a、22b,然后在电极之间施加100伏的DC电压,并且使用高电阻计4329A(4329A+LJK5HVLVWDQFH OHWHU;Yokokawa Hewlett-Packard Co.制造)直接测量DC电阻。
当测量电阻时,以如下方式建立填充载体的水平:将载体填充到单元中至在其中溢出,总共轻敲该单元20次,然后使用非磁性平刮铲沿着该单元的上端平平地刮掉该单元的顶面一次;填充时,不需要压力。载体的电阻率可以通过控制导电微粒的量或树脂涂层的膜厚度来设置。
作为本发明成像装置,下面将说明具有多个平行设置的感光体的串联型彩色激光复印机(以下简称为“复印机”)的实施方案。
图6是示例性地示出了本发明实施方案的复印机的示意性构造图。复印机装有装置主体100、其上设有装置主体100的送纸设备200、固定在装置主体100上的扫描仪300以及固定在扫描仪300上的自动送原稿设备400。
装置主体100装有成像单元20,其具有处理盒18Y、18M、18C和18K,以形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(B)图像。附图标记后的标记Y、M、C和K表示它们用于黄色、品红色、青色和黑色(以下类似)。除了处理盒18Y、18M、18C和18K以外,装置主体100还装有光写入单元21、中间转印单元17、二次转印设备22、阻挡辊对49和带定影型定影设备25。
光写入单元具有光源(未示出)、多棱镜和fθ透镜,并且基于图像数据将激光辐照在下述感光体的表面上。
处理盒18Y、18M、18C和18K装有鼓型感光体1Y、1M、1C和1K,充电设备,显影设备4Y、4M、4C和4K,鼓型清洁设备,电荷消除设备等。
下面将说明用于黄色的处理盒18Y。
感光体1Y的表面通过充电单元的充电设备均匀充电。经过充电处理的感光体1Y的表面用通过光写入单元21调整并反射的激光辐照,接着电位在辐照或曝光部分衰减。衰减可以导致在感光体1Y的表面形成黄色用静电潜像。得到的黄色用静电潜像由显影单元的显影设备4Y显影以形成Y调色剂图像。
在用于黄色的感光体1Y上形成的Y调色剂图像一次转印到下述中间转印带110上。通过鼓型清洁设备针对一次转印后的转印残留调色剂清洁感光体1Y的表面。
通过鼓型清洁设备进行清洁后,感光体1Y通过用于黄色的处理盒18Y中的电荷消除设备进行电荷消除,然后通过充电设备均匀充电以回到最初状态。上述一系列过程与其他处理盒(18M、18C、18K)类似。
下面将说明中间转印单元。
中间转印单元17装有中间转印带110、带清洁设备90等,以及张力辊14、驱动辊15、二次转印加压辊(backup roller)16和四个一次转移偏压辊62Y、62M、62C和62K。
中间转印带110通过包括张力辊14的多个辊在张力下拉伸,并且通过由带驱动马达(未示出)驱动的驱动辊15的旋转在图6中以环形方式顺时针传输。
四个一次转印偏压辊62Y、62M、62C和62K分别设置成与中间转印带110的内周面接触,并且由电源(未示出)施加一次转印偏压,而且还各自将中间转印带110从内周面压向感光体1Y、1M、1C和1K以形成一次转印辊隙(nip)。通过一次转印偏压的影响,在感光体和一次转印偏压辊之间,各一次转印辊隙处形成一次转印电场。
在用于黄色的感光体1Y上形成的Y调色剂图像通过一次转印电场和辊隙压力的作用一次转印到中间转印带110上。在用于M、C和K的感光体1M、1C和1K上形成的M、C和K调色剂图像依次叠加以一次转印在Y调色剂图像上。经由叠加作用的一次转印可以在中间转印带110上形成多个调色剂图像的四色叠加调色剂图像(以下称为“四色调色剂图像”)。
叠加并转印在中间转印带110上的四色调色剂图像在下述二次转印辊隙处二次转印到记录片的转印纸(未示出)上。通过带清洁设备90清洁残留在中间转印带110表面上的转印残留的调色剂,在图6的左侧,该带清洁设备90将带夹紧在与驱动辊15之间。
下面将说明二次转印设备22。
二次转印设备22通过两个张力辊23拉伸纸输送带24,在图6中,该二次转印设备22设置在中间转印单元17的下方。该纸输送带24随着至少一个张力辊23的旋转驱动以环形方式在图6中逆时针输送。两个张力辊23中设置在图6右侧的一个辊将中间转印带110和纸输送带24夹紧在与中间转印单元17的二次加压辊16之间。该夹紧作用形成与中间转印单元17的中间转印带110和二次转印设备22的纸输送带24接触的二次转印辊隙。通过电源(未示出)将与调色剂极性相反的二次转印偏压施加到一个张力辊23上。当施加二次转印偏压时,在二次转印辊隙处形成二次转印电场,该二次转印辊隙使中间转印单元17的中间转印带110上的四色调色剂图像静电转移到一个张力辊23上。受二次转印电场和辊隙压力影响的四色调色剂图像二次转印到送入二次转印辊隙的转印纸上,以便通过下述阻挡辊对49与中间转印带110上的四色调色剂图像同步。可以提供充电器以通过非接触方式而不是二次转印***使转印纸带电,所述二次转印***如上所述将二次转印偏压施加到一个张力辊23上。
送纸盒44能分别将多种转印纸作为纸沓容纳在其中,其竖直设置在复印机的装置主体100之下的送纸设备200中。各送纸盒44促使纸沓最上面的转印纸与送纸辊42接触,并通过旋转送纸辊42将最上面的转印纸送到送纸路径46。
接收由送纸盒44送来的转印纸的送纸路径46具有多个输送辊对47以及设置在该路径末端附近的阻挡辊对49,并将转印纸向阻挡辊对49输送。向阻挡辊对49输送的转印纸夹紧在阻挡辊对49的辊之间。另一方面,在中间转印单元17的中间转印带110上形成的四色调色剂图像随着带的环形移动进入二次转印辊隙。阻挡辊对49在二次转印辊隙处能与四色调色剂图像紧密接触的时间将夹紧在辊之间的转印纸送出。因此,中间转印带110上的四色调色剂图像与转印纸在二次转印辊隙紧密接触,并且二次转印到转印纸上以在白色转印纸上形成全色图像。这样,其上形成有全色图像的转印纸随着纸输送带24的环形移动在二次转印辊隙之后从纸输送带24送至定影设备25。
定影设备25装有带单元和压力辊27,在该带单元中,定影带26环形移动同时通过两个辊拉伸,该压力辊27压向带单元的一个辊。定影带26和压力辊27互相接触以形成定影辊隙,并且来自纸输送带24的转印纸在该定影辊隙处夹紧。带单元的两个辊中受到压力辊推按的一个辊中装有热源(未示出),定影带26通过来自热源的热加热。受热的定影带26对夹紧在定影辊隙处的转印纸进行加热。通过热和辊隙压力的作用将全色图像定影在转印纸上。
在定影设备25中应用了定影处理的转印纸堆叠在堆叠部分57或返回至上述二次转印辊隙以在另一面形成调色剂图像,该堆叠部分57从外侧连接到印刷机外壳的图6中的左板上。
当复印原稿(未示出)时,将一沓原稿纸置于自动送原稿设备400的原稿台30上。当原稿像书一样一侧固定时,将原稿置于接触玻璃32上。在放置之前,使自动送原稿设备400对复印机主体打开,并且暴露扫描仪300的接触玻璃32。然后通过关闭的自动送原稿设备400压住一侧封闭的原稿。
以这种方式放置原稿后,按下复印开关,然后扫描仪300开始读取原稿的动作。在这点上,当原稿纸放置在自动送原稿设备400上时,原稿纸在读取原稿的动作之前通过自动送原稿设备400自动移至接触玻璃32。在读取原稿的动作中,第一滑轮33和第二滑轮34开始运行,并且第一滑轮33上的光源辐照光。来自原稿面的反射光通过第二滑轮34中的镜子反射,并且通过成像透镜35,然后进入读取传感器36。读取传感器36基于入射光构建图像信息。
处理盒18Y、18M、18C和18K,中间转印单元17,二次转印设备22和定影设备25中的各设备随着读取原稿的动作开始它们的动作。基于读取传感器36构建的图像信息,然后激活并控制光写入单元21,在感光体40Y、40M、40C和40K上形成Y、M、C和K调色剂图像。这些调色剂图像叠加并转印到中间转印带110上以形成四色图像。
送纸设备200中的送纸动作与开始读取原稿的动作大致同时开始。在送纸动作中,一个送纸辊42选择性旋转,并将转印纸从包含在纸库43中的多级中的一个送纸盒44送出。送出的转印纸在分离辊45处逐张分离并进入反向送纸路径46,然后通过输送辊对47输送至二次转印辊隙。在某些情形中,纸可以从手动进纸盘51送入,而不是从送纸盒44送入。在这种情形中,手动送纸辊50选择性旋转以将手动进纸盘51上的转印纸送入,然后分离辊52将转印纸逐张分离,以将纸送入装置主体100的手动送纸路径53。
在复印机中,当由两种或更多种颜色的调色剂形成多色图像时,中间转印带110拉伸成上拉伸面大致水平的状况,从而使得全部感光体1Y、1M、1C和1K与上拉伸面接触。另一方面,当仅由K调色剂形成单色图像时,通过机构(未示出)使中间转印带110朝图6中左下方倾斜,并且上拉伸面与用于Y、M和C的感光体1Y、1M和1C分离。然后,在四个感光体1Y、1M、1C和1K中只有用于K的感光体1K在图6中逆时针旋转,从而形成K调色剂图像。此时,除了感光体以外,显影设备对于Y、M和C也停止,从而防止不必要地消耗感光体和显影剂。
复印机装有由CPU等构建的用以控制复印机中的下述设备的控制部分(未示出)和由液晶显示器构建的控制显示部分(未示出)以及多个按钮等。操作者通过输入控制显示部分的处理键向控制部分发出指令,从而可以从有关一面印刷模式的三种模式中选择一种模式,以在转印纸的一面上形成图像。三种一面印刷模式由直接放电模式、反向放电模式和反向贴花放电模式构成。
图7是显影设备4和装有四个处理盒18Y、18M、18C和18K中一个的感光体1的构造的放大视图。四个处理盒18Y、18M、18C和18K除了调色剂的颜色外具有相似的构造,因此,省略了加在“4”后的附加符号Y、M、C和K。
感光体1在朝着图7所示的箭头G旋转的同时通过充电设备(未示出)对表面进行充电。充电的感光体(1)的表面用来自曝光设备(未示出)的激光辐照以形成静电潜像,然后由显影设备4供应调色剂以形成调色剂图像。
显影设备4在沿着图7中所示的箭头I的方向上的表面移动时将调色剂供应至感光体1表面上的潜像,并且其具有作为显影剂承载部件的显影辊5以及作为显影剂供应输送部件的供应螺杆8,该显影剂供应输送部件将显影剂输送至图7背面,同时将显影剂供应至显影辊5。
在表面移动方向上显影辊5与供应螺杆8之间的相对部分的下游侧处,提供显影剂定厚器(doctor)12作为显影剂控制部件,以将供应至显影辊5的显影剂控制为适于显影的厚度。
在表面移动方向上显影辊5与感光体1之间的显影部分的相对部分的下游侧处,提供收集螺杆6作为显影剂收集输送部件,以收集显影后通过显影部分的显影剂,并将收集的显影剂朝着与供应螺杆8相同的方向输送。供应输送路径9为装有供应螺杆8的显影剂供应输送路径,其设置在显影辊5的横向上;收集输送路径7为装有收集螺杆6的显影剂收集输送路径,其设置在显影辊5的下方。
显影设备4在供应输送路径9的下方与收集输送路径7平行地装有作为显影剂搅拌输送路径的搅拌输送路径10。该搅拌输送路径10装有作为显影剂搅拌输送部件的搅拌螺杆11,其以与供应螺杆8相反的方向将显影剂在搅拌下输送至图7的正面。
供应输送路径9和搅拌输送路径10通过分隔部件的第一分隔壁133隔开。第一分隔壁133将供应输送路径9和搅拌输送路径10隔开的位置在图7的正面和背面均是打开的,因此供应输送路径9和搅拌输送路径10相互连通。
供应输送路径9和收集输送路径7也通过第一分隔部件133隔开;然而,未在第一分隔壁133将供应输送路径9和收集输送路径7隔开的位置设置开口。
搅拌输送路径10和收集输送路径7这两个输送路径通过分隔部件的第二分隔壁134隔开。第二分隔壁134在图7的正面打开,因此搅拌输送路径10和收集输送路径7相互连通。
显影输送部件的供应螺杆8、收集螺杆6和搅拌螺杆11均为树脂螺杆;例如,全部螺杆均具有18mmΦ的螺杆直径、25mm的螺距和约600rpm的旋转数。
显影通过如下方式进行:将显影剂输送至面对感光体1的显影区,该显影剂通过不锈钢显影定厚器12在显影辊5上形成为薄层。显影辊5的表面设有V形凹槽或用喷砂器处理;例如,该构造是这样的:通过使用25mmΦ的铝管使显影定厚器12与感光体1的间隙为约0.3mm。
显影后通过收集输送路径7收集显影剂,将其输送至图7中横截面的正面并传输至设在非成像区的第一分隔壁133的开口处的搅拌输送路径10。该调色剂从调色剂供应入口供应至搅拌输送路径10,该调色剂供应入口设在搅拌输送路径10的显影剂输送方向上游侧、第一分隔壁133开口周围的搅拌输送路径10的上部。
下面将说明三条显影剂输送路径中显影剂的循环。
图8是解释显影剂在显影剂输送路径中流动的显影设备4的透视截面图。图8中的箭头标记表示显影剂的移动方向。
图9是显示了显影设备4中显影剂流动的模式图,与图8类似,图9中的箭头标记表示显影剂的移动方向。
接收来自搅拌输送路径10的显影剂的供应输送路径9将显影剂朝着供应螺杆8的输送方向的下游输送同时将显影剂供应至显影辊5。然后,将供应至显影辊5、且在输送方向上输送至供应输送路径9的下游端而未用于显影的剩余显影剂从第一分隔壁133的开口供应至搅拌输送路径10(图9中的箭头E)。
将从显影辊5送至收集输送路径7并通过收集螺杆6输送至收集输送路径7下游端的所收集显影剂从第二分隔壁134的开口供应至搅拌输送路径10(图9中的箭头F)。
然后通过搅拌输送路径10搅拌供应的剩余显影剂和收集的显影剂并输送至搅拌螺杆11的输送方向的下游和供应螺杆8的输送方向的上游,且从第一分隔壁133的开口供应至供应输送路径9(图9中的箭头D)。
通过搅拌输送路径10的搅拌螺杆11搅拌收集的显影剂、剩余的显影剂和按照需要在传输部分供应的调色剂并输送至与收集输送路径7和供应输送路径9中的显影剂方向相反的方向上;然后将该搅拌的显影剂传输至在输送方向的下游侧连通的供应输送路径9的输送方向的上游。在搅拌输送路径10的下方设置调色剂浓度传感器(未示出),并且通过传感器的输出操作调色剂供应控制设备(未示出),然后由调色剂容器(未示出)供应调色剂。
图9所示的显影设备装有供应输送路径9和收集输送路径7,并且显影剂的供应和收集在不同的显影剂输送路径中进行,因此,显影后的显影剂决不会进入供应输送路径9。从而,可以防止在供应输送路径9的输送方向的下游供应至显影辊5的显影剂中调色剂浓度的下降。此外,装有收集输送路径7和搅拌输送路径10,并且显影剂的收集和搅拌在不同的显影剂输送路径中进行,因此,显影后的显影剂决不会在搅拌的过程中落下。从而,将充分搅拌的显影剂供应至供应输送路径9,因此可以防止供应至供应输送路径9的显影剂搅拌不充分。从而,可以防止供应输送路径9内的显影剂中调色剂浓度的下降,并且可以防止供应输送路径9中显影剂搅拌不充分,结果,可以使得显影过程中图像密度恒定。
在该实施方案中,以上详细描述的载体(参见图4)容纳在显影剂容器230(参见图11)中,在该载体中第一颗粒G1和第二颗粒G2包含在涂布芯材26表面的涂层27中。在该成像装置100中,含有载体的供应显影剂从显影剂容器230的内部供应至含有显影剂的部分14。
供应至含有显影剂的部分14中的调色剂和载体通过输送螺杆11a和11b与最初包含的调色剂和载体混合在一起。调色剂与载体,或者载体间彼此强烈接触,因此膜刮落由于该阶段中的摩擦而趋于在载体的表面发生。
然而,在本发明显影剂所含的载体中,部分第一颗粒G1对于涂层27以凸起状态存在。因此,在搅拌和混合过程中,即使调色剂或其他载体颗粒与涂层27接触,也可以如上所述,通过涂层27表面处的凸起部分的作用减轻冲击。因此,可以大大降低载体表面处产生膜刮落的可能性。而且,即使产生膜刮落时,也不会出现颜色污损,因为采用的是白色导电微粒作为电阻率控制剂。
而且,搅拌中粘附到载体表面的调色剂的废弃组分通过以凸起状态存在的第一颗粒G1刮掉,因此可以防止发生调色剂消耗。更进一步地,通过第二颗粒G2增强涂层的强度,因此的确不太可能发生膜刮落。从而,含有显影剂的部分14中的显影剂可以长期更稳定地保持电荷控制效果。
当进行显影时,正如该实施方案,在将调色剂和载体供应至显影设备并且排出显影设备中成为剩余的显影剂时,调色剂和载体从供应至显影设备之前就可以以混合状态存在,并且调色剂和载体可以根据使用者的使用方式长期存储。此外,调色剂和载体以混合状态从含有显影剂的部分供应至显影设备,因此调色剂和载体在输送的同时,即使在输送路径中也是接触的。在这些阶段中,调色剂和载体、载体本身、或载体和输送路径内壁之间的摩擦比显影设备中的摩擦微弱,因此膜刮落不太可能以上述改变载体性能的水平发生。因此,显影***中这些阶段的摩擦对于载体寿命决不是缺点。
然而,即使当该水平低于改变载体性能的水平时,也可能在长期接触和/或轻微摩擦下发生涂层表层的轻微脱落,并且如果脱落的涂层含有着色组分例如炭黑,则该脱落可能通过使颜色与调色剂混合引起颜色污损。
如上所述,本发明的发明人专注于对显影过程特有的颜色污损问题,并且已经发现当将白色颗粒用作导电材料时,即使是在其中进行显影的同时将调色剂和载体供应至显影设备中并将成为显影设备中剩余的显影剂排出的过程中,也可以抑制颜色污损的发生。本发明的发明人已经证实当将提供有包含二氧化锡和氧化铟的导电涂层的颗粒用作白色导电颗粒时,可以同时满足颜色和导电性。
大部分恶化的载体通过显影设备10中的显影剂排出设备330排出(参见图11)。然而,部分恶化的载体可能长期残留在含有显影剂的部分14中。而且,当成像装置100中消耗量少时,由于含有显影剂的部分14中载体小的更换量,因此载体可长期残留在含有显影剂的部分14中。
在该实施方案中,将显影剂补充至显影剂容器230之前,还将与用于供应显影剂的载体相同的载体用于包含在含有显影剂的部分14中的、用于显影设备的显影剂。因此,即使当显影剂的更换量少或者一部分最初含有的载体未从含有显影剂的部分14中排出而残留下来时,也可以通过与上述类似的机理在含有显影剂的部分14中抑制载体恶化,并且在长期的使用过程中或之后,显影剂的充电性能可以保持稳定状态。
图10是显示了本发明实施方案的成像装置的构造的示意图。
在成像装置100的主体中,具有四个作为图像承载部件的感光体1的处理盒的成像单元2A、2B、2C和2D分别可拆卸地附着到成像装置100上。转印设备3以如下方式设置在成像装置100的中心周围:转印带8可旋转地朝着箭头A的方向安装在多个辊上。
感光体1对着各成像单元2A、2B、2C和2D设置以接触转印带8的下面。显影设备10A、10B、10C和10D对应于成像单元2A、2B、2C和2D设置;用于显影设备10A、10B、10C和10D的调色剂的颜色彼此不同。
成像单元2A、2B、2C和2D具有相同的构造;成像单元2A形成品红色图像,成像单元2B形成品青色图像,成像单元2C形成黄色图像,成像单元2D形成黑色图像。
分别设置在成像单元2A、2B、2C和2D中的显影设备10A、10B、10C和10D使用含有调色剂和载体的双组分显影剂,并且采用这样的体系:根据安装在含有显影剂的部分14中的调色剂浓度传感器(未示出)的输出,从上述显影剂供应设备200供应调色剂,并且还供应载体以排出以前的显影剂,从而可以更换显影剂。
显影剂供应设备200A、200B、200C和200D设置在成像单元2A、2B、2C和2D之上的空间中。显影剂供应设备200具有供应新鲜调色剂和新鲜载体、而不是将供应至感光体1的调色剂的构造,该构造示于图11。
作为写入单元的曝光设备6设置在成像单元2A、2B、2C和2D的下方。
曝光设备6由下列构成:四个各颜色激光二极管(LD)***的光源,由六面多棱镜和多面马达(polygon motor)组成的一组多面扫描仪,以及透镜和镜子例如fθ透镜和长的柱面透镜。从激光二极管发射的激光被偏振化并通过多面扫描仪扫描以辐照感光体1。
定影设备9设置在转印带8和显影剂供应设备200之间以使转印到转印纸上的图像定影。排纸路径51形成在定影单元9的转印纸输送方向的下游,并且转印纸通过排纸路径51输送且可以通过排纸辊对52排出到排纸盘53上。
进纸盒7能存储转印纸,其设置在成像装置100的下方。
下面就运行以成像对成像装置100进行说明。当运行开始以成像时,感光体1分别在图10中逆时针旋转,并且通过充电单元3的充电辊使感光体1的表面均匀充电。然后由曝光单元6用对应于品红色图像的激光辐照成像单元2A的感光体1a,用对应于青色图像的激光辐照成像单元2B的感光体1b,用对应于黄色图像的激光辐照成像单元2C的感光体1c,用对应于黑色图像的激光辐照成像单元2D的感光体1d,并且对应于各颜色的图像数据分别形成潜像。当潜像到达显影设备10A、10B、10C和10D处的同时旋转感光体1时,通过品红色、青色、黄色和黑色调色剂对潜像进行显影以形成四色调色剂图像。
另一方面,转印纸通过纸分离供应部分从进纸盒7送入,然后转印纸通过紧接在转印带8之前设置的阻挡辊对55以与在感光体1上形成的调色剂图像匹配的同步方式输送。转印纸通过设置在转印带入口附近的纸吸引辊54以正极性带电,从而静电吸附至转印带8的表面。然后在品红色、青色、黄色和黑色调色剂图像以吸附在转印带8上的状态进行输送的同时将其转印在转印纸上以形成具有重叠的四种颜色的全色调色剂图像。通过使用定影设备9对转印纸进行加热和加压使调色剂图像熔化并定影,然后通过排纸***将转印纸排出到位于成像装置1上部的排纸盘53。
下面将说明显影设备周围的构造。图11是显示了安装在本发明成像装置中的显影设备及其周围的配置的示意性横截面。在图11中,将新鲜调色剂和新鲜载体的显影剂供应到显影设备10中的显影剂供应设备200设置在显影设备10的上方,将成为显影设备10中剩余的显影剂排出的显影剂排出设备300设置在显影设备10的下方。
显影设备10的主要部分由下列构成:壳15,其具有含有显影剂的部分14,该含有显影剂的部分14含有调色剂和载体的双组分显影剂;显影剂运送输送主体的显影辊12,其设置在壳15的开口侧,以紧贴着图像承载部件的感光体1旋转;两个显影剂搅拌输送部件的输送螺杆11a和11b,其设置成在含有显影剂的部分14中旋转;以及层厚度控制部件13,其设置成压接或近似接触显影辊12的表面的状态。
其中,显影辊12是其中固定有磁力辊120的可旋转圆柱形套筒121。含有显影剂的部分14由容器空间14a、14b组成,该容器空间14a、14b通过中心隔板14c分成两部分并且通过两侧的连通部分连通;显影剂在循环和输送的同时通过输送螺杆11a、11b在容器空间14a、14b之间搅拌,该输送螺杆11a、11b在容器空间14a、14b中分别旋转。层厚度控制部件13具有非磁性材料和磁性材料双层结构(double structure),并且设置成其顶部边缘面对磁力辊120的特定磁极。
在显影设备10中,大部分恶化的载体通过显影剂排出设备300排出。然而,部分恶化的载体可能长期残留在含有显影剂的部分14中;而且,当成像装置中消耗量少时,由于成像装置中载体小的更换量,载体可能长期残留在含有显影剂的部分14中。
在该实施方案中,将显影剂供应至显影剂容器230之前,还将与用于供应显影剂的载体相同的载体用于包含在含有显影剂的部分14中的、用于显影设备的显影剂。因此,即使当显影剂的更换量少或者一部分最初含有的载体未从含有显影剂的部分14中排出而残留下来时,可以通过与上述类似的机理在含有显影剂的部分14中抑制载体恶化,并且在长期的使用过程中或之后,显影剂的充电性能可以保持稳定状态。
如图12所示,显影剂供应设备200由显影剂容器230和显影剂供应器220构成,该显影剂容器230含有用于供应的双组分显影剂,该显影剂供应器220将显影剂容器230中的双组分显影剂送入并供应至含有显影剂的部分14中。显影剂供应器220设置在显影剂容器230和显影设备10之间并与它们分别相连。
后面将参照图12详细地说明显影剂供应设备200的构造。
如图11所示,显影剂排出设备300由收集容器330和显影剂排出单元的排出管331构成,该收集容器330收集成为含有显影剂的部分14中剩余的双组分显影剂,该显影剂排出单元的排出管331将从含有显影剂的部分14中溢出的剩余的显影剂送至收集容器330。排出管331设置成上开口331a位于含有显影剂的部分14中的特定高度,并且越过特定高度处的上开口331a的显影剂被排出。
在本发明中,显影剂排出设备300不限于上述构造;显影剂出口开设在壳15的特定位置,在显影剂出口附近设置输送部件例如排出螺杆作为显影剂排出单元代替排出管331,并且从显影剂出口排出的显影剂可以输送至收集容器330。
在该实施方案中,排出螺杆还可以设置在排出管331的边缘或内部。
下面将参照图11说明显影设备的显影操作。
如图11所示,预先包含在含有显影剂的部分14中的用于显影设备的显影剂先通过输送螺杆11a和11b充分搅拌和混合,并进一步摩擦带电,然后将显影剂供应至显影辊12以作为层粘附到套筒121的表面。
显影辊12上粘附层状的显影剂通过层厚度控制部件13控制成均匀的层,然后随着套筒121的旋转输送至面对着感光体1的显影区D。在显影区D中,显影以如下方式进行:根据如图10所示的成像装置100的主体处的原稿将双组分显影剂的调色剂电吸附到感光体1上形成的潜像上,从而在感光体1上形成调色剂图像。将感光体1上形成的调色剂图像转印到成像装置100主体处的记录纸,并且在定影部分定影到记录纸上。
当重复显影操作时,含有显影剂的部分14处的显影设备中显影剂的调色剂逐渐减少,然后通过调色剂浓度传感器探测调色剂的减少,并且激活显影剂供应设备200的显影剂供应器220。从而,供应包含在显影剂容器230的含有显影剂的部件231中的、含有载体和调色剂的供应显影剂。供应至含有显影剂的部分14中的新鲜的双组分显影剂通过含有显影剂的部分14中的输送螺杆11a、11b搅拌并且与供应以前所含的用于显影设备的显影剂充分混合。
调色剂以及载体通过将供应显影剂从显影剂供应设备200送入含有显影剂的部分14中来供应,因此,在含有显影剂的部分14中显影剂的量逐渐变得过多。在含有显影剂的部分14中变得过多的双组分显影剂超出含有显影剂的部分14的限定高度而溢出,并且通过显影剂排出设备300的排出管331包含在收集容器330中。
在本发明中,供应显影剂是至少含有调色剂和载体的显影剂。后面将描述的调色剂可用于包含在显影剂容器230中的供应显影剂,并且图4所示具有芯材26和的带特定颗粒的涂层27的磁性载体可用于该载体。
用于显影设备的显影剂中的调色剂可与显影剂容器230中的调色剂相同或不同,并且载体也可以与显影剂容器230中的载体相同或不同。
该实施方案的成像装置100装有显影剂供应设备200,其将供应显影剂填充至易变形的含有显影剂的部件231中并通过螺杆泵223吸收供应显影剂而将其供应至显影设备10。
下面将参照图12至16更详细地说明显影剂供应设备200的构造。
图12是显示了本发明可用的显影剂供应设备200的构造的示意图。在显影剂供应设备200的显影剂容器230中装有作为体积可减少的袋部件的含有显影剂的部件231。供应至显影设备10的含有显影剂的部分1 4中的新鲜的供应显影剂包含在含有显影剂的部件231中。当通过将显影剂供应至含有显影剂的部分14中而使内部压力降低时,含有显影剂的部件231的体积减少。
显影剂供应器220装有:螺杆泵223,其与开设在壳15的特定位置的供应入口15a的上端连接设置;喷嘴240,其设置成与螺杆泵223相连;以及空气供应单元260a和260b,其设置成与喷嘴240相连。显影剂供应器220按照设置在含有显影剂的部分14处的调色剂浓度传感器(未示出)所探测的信号驱动,并且将足量的显影剂从显影剂容器230供应至含有显影剂的部分14。
输送管路221设置在螺杆泵223和喷嘴240之间作为显影剂输送路径连接至螺杆泵223。输送管路221优选由柔性的、具有优异的耐调色剂性的橡胶材料,例如聚氨酯、腈和EPDM制成。
显影剂供应设备200还具有容器座222以支持作为显影剂存储容器的显影剂容器230,并且容器座222由高度刚性的材料,例如树脂制成。
显影剂容器230具有作为由柔性片材形成的袋部件的含有显影剂的部件231和作为出口形成部件以形成显影剂出口的帽盖部件232。
含有显影剂的部件231的材料优选为提供足够的尺寸精度的材料。该材料的优选实例为树脂,例如聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸类、聚碳酸酯树脂、ABC树脂和聚甲醛树脂。
在帽盖部分232处提供海绵或橡胶密封材料233,并且在密封材料233中提供交叉切口(cross cut)。当喷嘴240通过显影剂供应器220的喷嘴240时,显影剂容器230和显影剂供应器220连通并固定。
在该实施方案中,帽盖部分232设置在显影剂容器230的下方。“帽盖部分232设置在下方”的状况表示在显影剂容器230设置在显影剂供应设备200的情形中,帽盖部分232设置在具有显影剂容器230的向下垂直的组件的一侧。
安装在显影剂容器的主体中的帽盖部分232的位置不限于上述;在显影剂容器230设置在显影剂供应设备200的情形中,帽盖部分232可以安装在显影剂容器230的主体的水平方向或倾斜方向。
根据调色剂的消耗,显影剂容器可以依次更换为新的;该实施方案的显影剂容器230由于上述构造而能够容易地安装和拆卸,并且在更换和使用中还可以防止调色剂的泄漏。
含有显影剂的部件231可以就其尺寸、形状、结构、材料等适当选择而没有具体限制。
含有显影剂的部件231的形状优选为如上所述的圆柱形,并且优选地,在内表面形成螺旋形凹凸。当形成这样的凹凸时,含有显影剂的部件231中所含的调色剂可以通过旋转显影剂容器平稳地朝着出口侧移动。还特别优选的是,一部分或整个螺旋形部分表现出摺状性能。
本发明的显影剂容器230可以容易地从成像装置100的显影剂供应设备200上安装和拆除,并且适于存储和运输,提供了优异的可操作性。
图13A是示意性地显示了在显影剂供应器220中安装的喷嘴240的构造的略图;图13B是轴向横截面图;图13C是图13B中A-A向横截面图。如图13B所示,喷嘴240具有双管结构,其具有内管241和封装内管241的外管242。内管241的内部为作为显影剂输送路径的显影剂流动路径241a以将显影剂容器230中的显影剂排出。显影剂容器230中的调色剂通过螺杆泵223所产生的吸引力而被吸收,并且通过显影剂流动路径241a引入螺杆泵223中。
图14是示意性地显示了螺杆泵223的构造的横截面图。螺杆泵223,称为单轴偏心螺杆泵,其中具有转子224和定子225。其圆形横截面为螺旋形扭曲的转子224由硬材料形成并且配合在定子225的内部。另一方面,定子225由具有孔的弹性柔软材料形成,该孔具有例如椭圆形横截面螺旋形扭曲的形状,并且转子224与该孔配合。定子225的螺距为转子224的螺距长度的两倍。转子224与驱动马达226相连,以通过万向接头227和轴承228旋转驱动转子224。
在该构造中,从显影剂容器230经由喷嘴240的显影剂流动路径241a和输送管路221输送的调色剂和载体由调色剂入口223a进入螺杆泵223。接着调色剂和载体进入转子224和定子225之间的空间,然后随着转子224的旋转吸收并朝着图12中的右向输送。接着穿过转子224和定子225之间的空间的调色剂从调色剂出口223b落下,并经由显影设备10的显影剂供应入口14供应至显影设备10中。
此外,该实施方案所使用的显影剂供应器220装有将空气供应至显影剂容器230的空气供应单元260a、260b。
如图12所示,空气流动路径244a、244b通过作为送气管道的空气供应路径261a、261b分别与作为单独的供气设备的空气泵260a、260b相连。
如图13B所示,在显影剂供应器220的喷嘴240的内管241和外管242之间提供空气流动路径244a、244b作为空气供应路径;如图13C所示,空气路径44由两条流动路径244a、244b形成,这两条流动路径244a、244b是独立的并且具有半圆形横截面。
空气泵260a、260b各自均可以为常规的隔膜(diaphragm)型。将由空气泵260a、260b送出的空气从作为空气流动路径的气体入口的空气入口246a、246b经由空气流动路径244a、244b供应至调色剂容器230中。空气入口246a、246b置于作为图13B中调色剂流动路径241a的显影剂排出口的调色剂出口247的下方。因此,供应自空气入口246a、246b的空气被送至调色剂出口247周围的调色剂,这样即使当调色剂由于长期放置而未使用从而呈现出阻塞状态时,也可以破除阻塞调色剂出口247的调色剂。
在空气供应路径261a、261b处,设置作为开关单元的开关阀262a、262b以基于来自送气控制单元(未示出)的控制部分的控制信号进行打开或关闭。开关阀262a、262b当从控制部分接收到开信号时打开阀门以使空气流动,而在从控制部分接收到关信号时关闭阀门以断开空气流。
下面将参照图12就操作对该实施方案100中的显影剂供应器220进行说明。
当控制部分从显影设备10接收到调色剂浓度不足的信号时,开始供应显影剂的操作。在显影剂供应操作中,首先驱动空气泵260a、260b,将空气送入显影剂容器230,并且通过驱动螺杆泵223的驱动马达226(参见图14)吸取并输送显影剂。
当空气泵260a、260b送出空气时,空气从空气供应路径261a、261b流入喷嘴240的空气流动路径244a、244b,并且从空气入口246a、246b流入显影剂容器230中。显影剂容器230中的显影剂通过空气搅拌,并且由于显影剂具有其中包含了大量空气的状态,因此促进了流化。
当将空气送入显影剂容器230中时,显影剂容器230中的内部压力增大。因此,在显影剂容器230的内部压力和外部压力(大气压)之间产生压差,并且力作用于流化的显影剂以使其朝着较低压力的方向运动。从而,显影剂容器230中的显影剂朝着较低压力的方向运动,即从显影剂出口247流出。
在该实施方案中,吸引力还通过螺杆泵223起作用,并且显影剂容器230中的显影剂从显影剂出口247流出。
如上所述,从显影剂容器230中流出的显影剂从显影剂出口247经由喷嘴240(参见图13B)的显影剂流动路径241a运动,并通过输送管路221移动至螺杆泵223中。然后显影剂在螺杆泵223中移动,并从显影剂出口223b落下,该显影剂从显影剂供应入口15a供应至显影设备10中。当供应特定量的显影剂时,控制部分停止空气泵260a、260b以及驱动马达226,并且关闭开关阀262a、262b,从而完成调色剂供应操作。这样,在调色剂供应操作完成以后,通过关闭开关阀262a、262b,防止调色剂容器230中的调色剂通过喷嘴240的空气供应路径244a、244b逆流流入空气泵260a、260b中。
从空气泵260a、260b供应的空气的量设置成低于螺杆泵223所吸取的调色剂和空气的量。因此,显影剂容器230的内部压力随着调色剂的消耗而降低。就这点而言,显影剂容器230的含有显影剂的部件231由于在该实施方案中由柔性片材形成,因此其体积随着内部压力的降低而减小。
图15是显示了将显影剂填充至含有显影剂的部件231的情况的透视图。
图16是显示了将含有显影剂的部件231中的显影剂排出并且该含有显影剂的部件231体积减少或收缩的情况的正视图。优选的是,含有显影剂的部件231的体积可以减少或收缩60%或更高的比率。
为了如上所述向显影设备10供应,将调色剂和载体的供应显影剂包含在如图15所示的、显影剂容器230的含有显影剂的部件231中。
优选的是,在供应显影剂中载体的含量为3质量%或更多且少于30质量%。
当在显影剂容器230中,供应显影剂中载体的含量少于3质量%时,供应效果由于非常少量的供应载体而不足。另一方面,当含量大于30质量%时,供应显影剂可能难以稳定地供应至含有显影剂的部分中。
供应调色剂和显影设备中显影剂的调色剂制备成至少含有粘合剂、着色剂和按照需要的可选的其他组分,例如脱模剂和电荷控制剂。
生产调色剂的方法可以根据应用适当选择而没有具体限制;该方法的实例包括研磨方法;悬浮聚合方法、乳液聚合方法和聚合物悬浮方法,其中使油相在水性介质中悬浮或团聚以形成基材颗粒。
本发明中调色剂的粘合剂树脂可以根据应用适当选自常规的粘合剂树脂而没有具体限制;其实例包括:苯乙烯或其取代的衍生物的均聚物,例如聚苯乙烯、聚对苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯共聚物,例如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异丙基共聚物和苯乙烯-马来酸酯共聚物;聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸类树脂、松香树脂、改性的松香树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、脂族烃树脂、芳烃树脂和芳族石油树脂。这些可以单独或结合使用。
着色剂可以根据应用选自常规的染料和颜料;其实例包括:炭黑、苯胺黑染料、氧化铁黑、萘酚黄S、汉沙黄(10G、5G、G)、镉黄、氧化铁黄、赭色、铬黄、钛黄、多偶氮黄、油溶黄、汉沙黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永固黄(NCG)、硫化坚牢黄(5G、R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异二氢吲哚酮黄、铁丹、红铅粉、红铅、镉红、镉汞红、锑红、永固红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G(lithol Fast Scarlet G)、亮坚牢猩红、亮洋红BS、永固红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、硫化坚牢玉红B、亮猩红G、立索尔玉红GX、永固红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗色、永固酒红F2K、太阳酒红BL(Helio Bordeaux BL)、酒红10B、BON浅栗色、BON中栗色、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、硫靛红B、硫靛栗色、油溶红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、茜酮橙(perynone)、油溶橙、钴蓝、青天蓝、碱蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛蓝、群青蓝、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、翠绿、翡翠绿、颜料绿B、萘酚绿B、绿金、酸性绿色淀、孔雀绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、二氧化钛、锌白和锌钡白。这些可以单独或结合使用。调色剂中着色剂的含量优选为1质量%至1 5质量%,更优选为3质量%至10质量%。
着色剂可以与树脂结合形成母料。该树脂可以根据应用适当选择;其实例包括:苯乙烯或取代的苯乙烯的聚合物、苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基丙烯酸丁酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸类树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族烃树脂、脂环烃树脂、芳族石油树脂、氯化石蜡、石蜡等。这些可以单独或结合使用。
脱模剂可以从常规的脱模剂中适当选择,并且优选的实例为蜡。
蜡的实例包括含有羰基的蜡、聚烯烃蜡、长链烃等。这些可以单独使用或结合使用。其中,优选含有羰基的蜡。
含有羰基的蜡的实例包括多链烷酸(polyalkanoic acid)酯、多链烷醇(polyalkanol)酯、多链烷酸酰胺、多烷基酰胺、二烷基酮等。多链烷酸酯的实例包括巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山萮酸酯、季戊四醇四山萮酸酯、季戊四醇二乙酸酯二山萮酸酯、甘油三山萮酸酯、1,18-十八烷二醇二硬脂酸酯等。多链烷醇酯的实例包括偏苯三酸三硬脂酸酯(trimellitictristearate)、马来酸二硬脂基酯等。多链烷酸酰胺的实例包括二十二烷酰胺等。多烷基酰胺的实例包括偏苯三酸三硬脂酰胺等。二烷基酮的实例包括二硬脂基酮等。在这些含有羰基的蜡中,特别优选多链烷酸酯。
聚烯烃蜡的实例包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等。
长链烃的实例包括石蜡、沙索蜡等。
脱模剂的熔点可以根据应用适当选择;优选地,该熔点为40℃至160℃,更优选为50℃至120℃,并且最优选为60℃至90℃。
当该熔点低于40℃时,蜡可能不利地影响高温存储稳定性;当该熔点高于160℃时,易于在较低温度下的定影过程中导致冷反印(cold offset)。
在高于蜡的熔点20℃温度下测量的熔融脱模剂的粘度优选为5cps至1,000cps,且更优选为10cps至100cps。如果熔体粘度小于5cps,则脱模能力可能恶化,而当熔体粘度高于1000cps时,可能无法充分地改善耐反印性和低温定影能力。
可以根据应用适当地选择调色剂中脱模剂的含量;优选地,该含量为1质量%至40质量%,且更优选为3质量%至30质量%。当该含量大于40质量%时,调色剂的流动性可能恶化。
电荷控制剂可以根据感光体上要充的正电荷或负电荷适当地选自正或负电荷控制剂。
负电荷控制剂的实例可以为:具有供电子基团的树脂或化合物、偶氮染料和有机酸的金属络合物;其具体实例包括:Bontron(产品名:S-31、S-32、S-34、S-36、S-37、S-39、S-40、S-44、E-81、E-82、E-84、E-86、E-88、A、1-A、2-A、3-A)(Orient Chemical Industries,Ltd.制造),Kayacharge(产品名:N-1、N-2),Kayaset Black(产品名:T-2、004)(Nippon Kayaku Co.制造),Eisen Spiron Black(T-37、T-77、T-95、TRH、TNS-2)(Hodogaya ChemicalCo.制造),以及FCA-1001-N、FCA-1001-NB、FCA-1001-NZ(FujikurakaseiCo.制造)。
正电荷控制剂的实例可以为:碱性化合物例如苯胺黑染料,阳离子化合物例如季铵盐,以及高级脂肪酸的金属盐;其具体实例包括Bontron(产品名:N-01、N-02、N-03、N-04、N-05、N-07、N-09、N-10、N-11、N-13、P-51、P-52、AFP-B)(Orient Chemical Industries,Ltd.制造),TP-302、TP-415、TP-4040(Hodogaya Chemical Co.制造),Copy Blue PR、Copy Charge(产品名:PX-VP-435、NX-VP-434)(Hexist Inc.制造)、FCA(产品名:201、201-B-1、201-B-2、201-B-3、201-PB、201-PZ、301)(Fujikurakasei Co.制造),以及PLZ(产品名:1001、2001、6001、7001(Shikoku Chemicals Co.制造)。这些可以单独使用或结合使用。
电荷控制剂的量可以根据调色剂的生产过程如粘合剂树脂的种类和分散过程适当选择,而没有具体限制;优选地,基于100质量份的粘合剂树脂计,该量为0.1质量份至10质量份,更优选为0.2质量份至5质量份。当该量大于10质量份时,调色剂的充电能力可能过大,电荷控制剂的效果可能衰退,对显影辊的静电吸引力可能增大,从而显影剂的流动性可能退化或者图像密度可能降低,而当该量小于0.1质量份时,电荷上升性能或电荷量可能不足,这可能影响调色剂图像。
添加到调色剂中的材料除了粘合剂树脂、脱模剂、着色剂以及按照需要的电荷控制剂以外,还可以任选地为无机微粒、流动性改进剂、清洁能力改进剂、磁性材料、金属皂等。
无机微粒的实例可以为硅石、二氧化钛、氧化铝、氧化铈、钛酸锶、碳酸钙、碳酸镁以及磷酸钙;更优选地具体为用硅油或六甲基二硅氮烷进行过疏水处理并用氧化钛进行过表面处理的硅石微粒。
本发明中可用的硅石微粒为,例如,Aerosil(产品名:130、200V、200CF、300、300CF、380、OX50、TT600、MOX80、MOX170、COK84、RX200、RY200、R972、R974、R976、R805、R811、R812、T805、R202、VT222、RX170、RXC、RA200、RA200H、RA200HS、RM50、RY200、REA200)(NipponAerosil Co.制造),HDK(产品名:H20、H2000、H3004、H2000/4、H2050EP、H2015EP、H3050EP、KHD50),HVK2150(Wacker Chemical Co.制造),Cabosil(产品名:L-90、LM-130、LM-150、M-5、PTG、MS-55、H-5、HS-5、EH-5、LM-150D、M-7D、MS-75D、TS-720、TS-610、TS-530)(Cabot Co.制造)。
基于100质量份的调色剂基础颗粒,无机微粒的量优选为0.1至5.0质量份,更优选为0.5至3.2质量份。
生产本发明调色剂的方法,不需要具体限定,其可以基于下述研磨方法进行示例。
将上述调色剂材料混合,并且使该混合物在熔融捏合机中熔化并捏合。熔融捏合机可以为单轴或双轴连续捏合机或者分批捏合机,如辊磨;其优选实例包括KTK型双轴挤出机(Kobe Steel,Ltd.制造)、TEM型双轴挤出机(Toshiba Machine Co.制造)、双轴挤出机(KCK Co.制造)、PCM型双轴挤出机(Ikegai Ltd.制造)、以及共挤出机(Buss Co.制造)。优选的是熔融捏合步骤在决不会切断粘合剂树脂中的分子链的适当条件下进行。优选地,参考粘合剂树脂的软化点调整熔融捏合温度;当温度过度低于软化点时,切断作用将是显著的,而过高的温度导致差的分散。
在熔融捏合步骤之后对捏合产品进行研磨。优选地,在研磨步骤中将材料粗磨然后细磨。优选的研磨方法的实例有:通过喷气使该材料与板碰撞、通过喷气使颗粒相互碰撞、或者通过利用机械旋转的转子和定子之间的窄间隙进行粉碎。
通过分级步骤将研磨产品分级为具有预定颗粒直径的颗粒。分级通过使用气旋、滗析器、离心机等除去微粒来进行。
在研磨和分级步骤之后,利用离心力在气流中对研磨产品进行分级,从而生产具有预定颗粒直径的调色剂。
此外,可以进一步添加无机微粒,例如疏水性硅石微粒并将其与上述制备的调色剂基础颗粒混合以改善调色剂的流动性、存储稳定性、显影性能或转印性能。上述添加剂的混合可以使用常规的粉末混合器进行;优选地,混合器装有夹套等以控制内部温度。为了改变施加至添加剂的滞后作用,添加剂可以在中间添加或逐渐添加。在该情形中,可以改变混合器的旋转数、翻滚速度、时间、温度等;或者可以在最开始采用较高的载荷,然后采用较低的载荷,反之亦然。可用的混合器的实例包括V型混合器、Rocking混合器、Ledige混合器、Nauter混合器以及Henschel混合器。接着,可以使混合物通过筛网以除去粗的或细的颗粒从而得到调色剂。
在该实施方案中,将上述含有载体和调色剂的显影剂作为用于供应显影剂和显影设备中显影剂的显影剂用在图10所示的成像装置中,从而防止发生载体表面的膜刮落和/或载体表面的调色剂消耗,可以抑制显影剂容器14内显影剂的电荷量减少和/或载体的电阻值下降,导致稳定的显影性能。
在该实施方案所用的载体中,将具有导电涂层的颗粒用作导电颗粒,该导电涂层含有二氧化锡和氧化铟,从而,可以防止颜色污损并且还可以有效地将电阻率控制为较低;因此,可以在不引入炭黑的情况下调节电阻率,而炭黑是引起颜色污损的可能原因,并且可以以高的颜色再现性和精细度形成高质量的彩色图像,同时保持稳定的充电能力而不会在图像上引起颜色污损,即使用于彩色成像装置中亦是如此。
本发明中所采用的成像装置的构造不限于针对本发明实施方案所说明的构造,换言之,具有其他构成的成像装置也可以使用只要其具有类似的性能。
实施例
将参照实施例和比较例说明本发明,但是本发明不应限于下列实施例。在描述中,除非另外指明,所有份数和百分比均表示质量的。
调色剂的制备
粘合剂树脂的合成实施例1
将724份双酚A和2摩尔环氧乙烷的加成物、276份间苯二甲酸以及2份***倒入装有冷凝器、搅拌器和氮气入口的反应容器中,并使该混合物在常压下于230℃反应8小时,然后进一步使其在10至15mmHg的减压下反应5小时,接着冷却至160℃;然后向反应物中加入32份邻苯二甲酸酐并使该混合物反应2小时。
接着将反应物冷却至80℃,使其与188份异佛尔酮二异氰酸酯在乙酸乙酯中反应2小时以制备含有异氰酸酯的预聚物P1。
然后将267份预聚物P1和14份异佛尔酮二胺于50℃反应2小时,从而制备质均分子量为64000的脲改性的聚酯U1。
与以上描述类似,使724份双酚A和2摩尔环氧乙烷的加成物与276份对苯二甲酸于常压下在230℃进行缩聚反应8小时,然后进一步使其在10至15mmHg的减压下反应5小时,从而制备峰值分子量为5000的未改性的聚酯E1。
将200份脲改性的聚酯U1和800份未改性的聚酯E1溶于2000份乙酸乙酯和MEK(质量比为1∶1)的混合溶剂中以制备粘合剂树脂B1在乙酸乙酯和MEK中的溶液。
将一部分该溶液真空干燥以分离粘合剂树脂B1,该粘合剂树脂B1的Tg为62℃。
聚酯树脂A的合成实施例
对苯二甲酸 60份
十二碳烯琥珀酸酐 25份
偏苯三酸酐 15份
双酚A(2,2)环氧丙烷加成物 70份
双酚A(2,2)环氧乙烷加成物 50份
将上述成分倒入1升装有温度计、搅拌器、冷凝器和氮气入口的四颈圆底烧瓶中。将该烧瓶放在电热套上,在加热该***同时从氮气入口将氮气引入该烧瓶中以保持该烧瓶内的惰性气氛,接着向该烧瓶中加入0.05g***并将温度保持在200℃以使内容物反应制备聚酯A。聚酯A的峰值分子量为4200,玻璃化转变温度为59.4℃。
母料的制备实施例1
颜料:C.I.颜料黄155 40份
粘合剂树脂:聚酯树脂A 60份
水 30份
将上述成分在Henschel混合器中混合以制备含有其中浸入了水的颜料团聚物的混合物。将该混合物用表面温度设定为130℃的双辊捏合45分钟,然后用粉碎机研磨至尺寸为约1mmΦ以制备母料M1。
调色剂生产实施例A
将240份粘合剂树脂B1在乙酸乙酯和MEK中的溶液、20份季戊四醇四山萮酸酯(熔点:81℃,熔体粘度:25cps)和8份母料M1引入烧杯中,然后将该混合物用TK型均匀混合器以12000rpm在60℃进行搅拌以使其均匀溶解并分散从而制备调色剂成分液体。
向烧杯中加入706份去离子水、294份羟基磷灰石的10%悬浮液(Supertite 10,Nippon Chemical Industrial Co.制造)和0.2份十二烷基苯磺酸钠并使其均匀溶解以制备溶液。
然后将该溶液加热至60℃并向该烧杯中倒入调色剂成分溶液,同时用TK型均匀混合器以12000rpm搅拌10分钟。
然后将该混合物液体移入装有搅拌器和温度计的Korben中,并加热至98℃以除去溶剂,然后过滤、清洗并干燥,接着通过空气分级以制备调色剂颗粒。
然后在Henschel混合器中将1.0份疏水性硅石和1.0份疏水化的氧化钛与100份调色剂颗粒混合以制备调色剂A。
制备调色剂A的超薄片并且通过透射电子显微镜(H-9000H,日立公司制造)对该调色剂的横截面进行照相(放大率:100000×),并且由该照片上随机选择的100处的着色剂部分的方差直径(variance diameter)得到平均值。一个颗粒的方差直径表示最长直径和最短直径的平均值,并且在代表团聚物的情形中,团聚物本身被认为是一个颗粒。
着色剂的平均方差直径为0.4μm。方差直径不小于0.7μm的着色剂的比率为4.5%。
调色剂A的颗粒直径通过使用Coulter Counter TA2颗粒分析仪(CoulterElectronics Co.制造)在孔径100μm下测量,结果,体均颗粒直径Dv为6.2μm并且数均颗粒直径为5.1μm。
然后,通过使用流动型颗粒图像分析仪FPIA-1000(Sysmex公司制造)就平均圆形度对调色剂A的圆形度进行测量。测量以如下方式进行:将100至150mL纯水和0.1至0.5mL表面活性剂(烷基苯磺酸盐)作为分散剂置于分析仪中,然后进一步加入0.1至0.5g样品,通过超声分散器使该混合物分散约1至3分钟以制备分散浓度为3000至10000颗粒/μL的测量液,并对该测量液进行分析。调色剂A的圆形度为0.96。
导电颗粒的生产实施例
生产实施例1
将100克金红石型二氧化钛(平均初级颗粒直径:0.06μm)分散到1升水中以制备水性分散体。将该分散体加热并保持在70℃。在约1小时内分别同时滴加36.7g氯化铟InCl3和5.4g氯化锡(IV)SnCl4·5H2O的450mL、2NHCl溶液,以及12质量%氨水以便保持悬浮液的pH为7至8。滴加完成后,将该悬浮液过滤并清洗,使得到的颜料滤饼在110℃干燥。然后将得到的干燥粉末在氮气流(1L/min)中于500℃下加热1小时以获得白色导电微粒“a”。生产实施例2
使用炭黑(ketchen black EC600JD,Lion Akzo Co.制造)本身作为导电微粒“b”。
生产实施例3
将100克金红石型二氧化钛(平均初级颗粒直径:0.06μm)分散到1L水中以制备水性分散体。将该分散体加热并保持在70℃。在约40分钟内分别同时滴加11.6g氯化锡(IV)SnCl4·5H2O的100mL、2N HCl溶液以及12质量%氨水,以便保持悬浮液的pH为7至8。继续在约1小时内分别同时滴加36.7g氯化铟InCl3和5.4g氯化锡(IV)SnCl4·5H2O的450ml、2N HCl溶液以及12质量%氨水,以便保持悬浮液的pH为7至8。滴加完成后,将该悬浮液过滤并清洗,使得到的颜料滤饼在110℃干燥。
然后将得到的干燥粉末在氮气流(1L/min)中于500℃下加热1小时以获得白色导电微粒“c”。
生产实施例4
以与生产实施例3相同的方式制备白色导电微粒“d”,不同之处在于将基材变为氧化铝(平均初级颗粒直径:0.07μm)。
生产实施例5
以与生产实施例3相同的方式制备白色导电微粒“e”,不同之处在于将基材变为氧化铝(平均初级颗粒直径:0.35μm)。
载体的生产实施例
生产实施例1
丙烯酸类树脂溶液*1) 2130份
氨基硅烷*2) 4份
导电微粒“a” 1500份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:100质量%
通过均匀分散器将上述成份分散10分钟以制备用于形成树脂层的液体。使用体均颗粒直径为35μm的铁氧体颗粒作为载体的芯材,通过使用SpiraCoater(Okada Seiko K.K.制造)在55℃的气氛中以30g/min的速度将上述树脂溶液涂布在该芯材的表面上并干燥以将厚度“h”调节为0.15μm。通过液体的速度调节层的厚度。将得到的载体在电炉中于150℃煅烧1小时,冷却后使用孔径100μm的筛网破碎,从而制备载体I。平均厚度T为0.20μm。
在0.70μm或更大至125μm或更小的范围内,通过SRA型Microtrack粒径分布分析仪(Nikkiso Co.制造)对芯材的体均颗粒直径进行分析。
通过使用透射电子显微镜(TEM)观察载体的横截面确定涂层的树脂部分的平均厚度“h”(μm),并且以0.2μm的节距沿着载体的表面对芯材的表面与颗粒之间的树脂部分的厚度ha、颗粒之间的树脂部分的厚度hb、以及芯材或者颗粒之上的树脂部分的厚度hc进行测量以得到50个测量值,然后将该测量值取平均。
通过使用透射电子显微镜(TEM)观察载体的横截面确定从芯材表面到涂层表面的厚度T(μm),并且以0.2μm的节距沿着载体的表面对从芯材表面到涂层表面的厚度T进行测量以得到50个测量值,然后将该测量值取平均。
生产实施例2
以与生产实施例1相同的方式生产载体II,不同之处在于将导电微粒“b”用于导电微粒。平均厚度T为0.21μm。
生产实施例3
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
有机硅树脂溶液*2) 1575份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“a” 1500份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:20质量%
*3)固体含量:100质量%
以与生产实施例1相同的方式生产载体III,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.20μm。
生产实施例4
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“a” 1500份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
以与生产实施例1相同的方式生产载体IV,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.20μm。
生产实施例5
以与生产实施例4相同的方式生产载体V,不同之处在于将导电微粒“c”用于导电微粒。平均厚度T为0.20μm。
生产实施例6
以与生产实施例4相同的方式生产载体VI,不同之处在于将导电微粒“d”用于导电微粒。平均厚度T为0.22μm。
生产实施例7
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“d” 750份
硅石颗粒*4) 750份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
*4)体均颗粒直径:0.35μm
以与生产实施例1相同的方式生产载体VII,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.40μm。
生产实施例8
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“d” 750份
氧化铝颗粒*4) 750份
甲苯 6000份
*1 )固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
*4)体均颗粒直径:0.37μm
以与生产实施例1相同的方式生产载体VIII,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.40μm。
生产实施例9
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“e” 1500份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
以与生产实施例1相同的方式生产载体IX,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.40μm。
生产实施例10
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“e” 750份
氧化铝颗粒*4) 750份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
*4)体均颗粒直径:0.37μm
以与生产实施例1相同的方式生产载体X,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.40μm。
生产实施例11
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“e” 750份
氧化铝颗粒*4) 750份
氧化锌颗粒*5) 500份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
*4)体均颗粒直径:0.37μm
*5)体均颗粒直径:0.020μm
以与生产实施例1相同的方式生产载体XI,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.42μm。
生产实施例12
丙烯酸类树脂溶液*1) 1500份
胍胺溶液*2) 450份
氨基硅烷*3) 4份
导电微粒“e” 750份
氧化铝颗粒*4) 750份
氧化钛颗粒*5) 500份
甲苯 6000份
*1)固体含量:50质量%
*2)固体含量:70质量%
*3)固体含量:100质量%
*4)体均颗粒直径:0.37μm
*5)体均颗粒直径:0.015μm
以与生产实施例1相同的方式生产载体XII,不同之处在于将用于形成树脂层的液体的成分变为上述成分。平均厚度T为0.41μm。
生产实施例13
以与生产实施例6相同的方式生产载体XIII,不同之处在于改变涂布量以便将厚度“h”调节为0.05μm。平均厚度T为0.09μm。
生产实施例14
以与生产实施例12相同的方式生产载体XIV,不同之处在于改变涂布量以便将厚度“h”调节为2.40μm。平均厚度T为0.09μm。
实施例1
将7份调色剂生产实施例A中得到的调色剂A和93份生产实施例1中得到的载体I在混合器中混合10分钟以制备用于填充至用于显影设备的显影剂。将80份调色剂生产实施例A中得到的调色剂A和20份生产实施例1中得到的载体I在混合器中混合10分钟以制备供应显影剂。
图像的精细度
将图11所示的显影设备安装在市售的数字全色打印机(imagio NeoC600,理光公司制造)上,并且将用于显影设备的显影剂和供应显影剂置于安装有图14所示的显影设备的改型设备中,然后输出图像面积为5%的字符图表(一个字符的尺寸:约2mm×2mm),并且由字符的再现性评价图像的精细度。评价为以下四级。
A:非常好
B:良好
C:合格
D:实际使用中不可接受
耐久性
用于评价耐久性的运转试验通过输出100000张上述用于评价图像精细度的图像来进行。基于电荷量的下降和载体电阻的变化量评价耐久性。
电荷量的下降按照以下方法测定。
使用常规的吹脱(blow-off)设备(TB-200,Kyocera Chemical Co.制造)测量通过混合93质量%的初始载体和7质量%的调色剂而摩擦带电的样品的电荷量,并且将该电荷量定义为初始电荷量。然后通过吹脱设备从运转后的显影剂中除去调色剂,将93质量%得到的载体与7质量%新鲜的调色剂混合,并且以与上述相同的方式使其摩擦带电,然后以与初始载体相同的方式测量电荷量,并且将与初始电荷量的差定义为电荷量的下降。电荷量下降的目标水平为不大于10.0μC/g。电荷量下降的原因是载体表面上调色剂的消耗,因此通过减少调色剂消耗可以抑制电荷量的下降。
载体电阻的变化量按照以下方法确定。
将载体置于用于电阻测量的平行电极(间隙:2mm)之间,并且通过高电阻计测量施加DC 1000V 30秒后的电阻。将得到的值换算成体积电阻率,其定义为初始电阻率。然后通过吹脱设备除去运转后的显影剂中的调色剂,以与上述相同的方式测量所得载体的电阻。将得到的值换算成体积电阻率,并且将其与初始电阻率的差定义为载体电阻的变化量。载体电阻的变化量的目标水平为绝对值不大于3.0[Log(ohm·cm)]。
电阻变化的原因是载体涂层的刮落,调色剂成分的消耗,载体涂层中较大颗粒的分离等,因此载体电阻的变化可以通过降低这些因素而得以抑制。背景上的载体粘附
将图11中所示的显影设备安装在市售的数字全色打印机(imagio NeoC600,理光公司制造)中,并且将用于显影设备的显影剂和供应显影剂置于安装有图7所示的显影设备的改型设备中,然后将背景电位固定为150V,并输出图像面积为1%的A3字符图表(一个字符的尺寸:约2mm×2mm),并且在背景上测量载体粘附发生的数目。评价为以下四级。
A:0
B:2或更多至5或更少
C:6或更多至10或更少
D:11或更多
颜色污损
输出实地图像并通过X-Rite进行测量。具体而言,使显影剂固化(set),并且通过使用X-Rite(X-Rite 938 D50,Amtec Co.制造)测量刚固化后的图像来获得值E,通过使用X-Rite测量在显影单元本身中自由搅拌1小时后的图像输出来获得值E’,然后由以下方程式(4)获得ΔE,并且将颜色污损按照如下评级。
ΔE=E-E’ (4)
E=(L2+a*2+b*2)1/2
(黄色ID处的读出值=1.4)
E:初始E值
E’:自由搅拌1小时后
A:ΔE≤2
B:2<ΔE≤5
C:5<ΔE
图像密度的不均匀性
在输出100,000张上述用于评价图像精细度的图像后,输出实地图像,目视评价图像密度的不均匀性以进行评级。
A:图像上没有不均匀性
B:图像密度具有略可观察到的不均匀性,但不成为问题
C:图像密度具有非常明显的不均匀性,不合格
比较例1
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于将安装有图11所示的显影剂供应设备的未改型的imagio Neo C600用作评价设备,并且将***变为仅供应用于显影设备的调色剂而不供应及收集显影剂的***。
比较例2
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于将安装有图7所示的显影剂供应设备的未改型的imagio Neo C600用作评价设备,并且将***变为其中显影后的显影剂再次返回到显影剂供应输送路径的***。
比较例3,实施例2~13
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于将用于显影设备的显影剂和供应显影剂所使用的载体变为生产实施例2~14中所制备的载体。
实施例14
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于由98份调色剂生产实施例A中得到的调色剂A和2份生产实施例12中得到的载体XII制备供应显影剂。
实施例15
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于由69份调色剂生产实施例A中得到的调色剂A和31份生产实施例12中得到的载体XII制备供应显影剂。
实施例16
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于由16份调色剂生产实施例A中得到的调色剂A和84份生产实施例12中得到的载体XII制备用于显影设备的显影剂。
实施例17
以与实施例1相同的方式进行评价,不同之处在于由1份调色剂生产实施例A中得到的调色剂A和99份生产实施例12中得到的载体XII制备用于显影设备的显影剂。
实施例1~17以及比较例1~3汇总示于表1,评价结果示于表2。
表1
载体 | 导电颗粒 | 平均厚度h(μm) | 硬颗粒1*) | D1(μm) | D1/h | 第二硬颗粒 | D1(μm) | D1/h | 平均厚度T(μm) | |
实施例1 | I | a | 0.15 | - | 0.07 | 0.47 | - | - | - | 0.20 |
比较例1 | I | a | 0.15 | - | 0.07 | 0.47 | - | - | - | 0.20 |
比较例2 | I | a | 0.15 | - | 0.07 | 0.47 | - | - | - | 0.20 |
比较例3 | II | b | 0.15 | - | - | - | - | - | - | 0.21 |
实施例2 | III | a | 0.15 | - | 0.07 | 0.47 | - | - | - | 0.20 |
实施例3 | IV | a | 0.15 | - | 0.07 | 0.47 | - | - | - | 0.20 |
实施例4 | V | c | 0.15 | - | 0.07 | 0.47 | - | - | - | 0.20 |
实施例5 | VI | d | 0.15 | - | 0.08 | 0.53 | - | - | - | 0.22 |
实施例6 | VII | d | 0.15 | 硅石 | 0.35 | 2.33 | - | - | - | 0.40 |
实施例7 | VIII | d | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | - | - | - | 0.40 |
实施例8 | IX | e | 0.15 | 0.36 | 2.40 | - | - | - | 0.40 | |
实施例9 | X | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | - | - | - | 0.40 |
实施例10 | XI | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | ZnO | 0.020 | 0.13 | 0.40 |
实施例11 | XII | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | TiO | 0.015 | 0.10 | 0.40 |
实施例12 | XIII | d | 0.05 | 0.08 | 1.60 | - | 0.015 | 0.30 | 0.09 | |
实施例13 | XIV | e | 2.4 | 氧化铝 | 0.37 | 0.15 | TiO | 0.015 | 0.01 | 3.03 |
实施例14 | XII | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | TiO | 0.015 | 0.10 | 0.41 |
实施例15 | XII | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | TiO | 0.015 | 0.10 | 0.41 |
实施例16 | XII | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | TiO | 0.015 | 0.10 | 0.41 |
实施例17 | XII | e | 0.15 | 氧化铝 | 0.37 | 2.47 | TiO | 0.015 | 0.10 | 0.41 |
*1)除导电颗粒外,ZnO:氧化锌,TiO:氧化钛
表2
图像精细度 | 初始电荷量(μc/g) | 电荷的下降量(μc/g) | 体积电阻率log[ohm·cm] | 电荷的变化量(μc/g)log[ohm·cm] | 背景上的载体粘附 | 颜色污损 | 图像密度的不均匀性 | |
实施例1 | C | 34 | 8.9 | 15.4 | 2.7 | C | A | A |
比较例1 | C | 34 | 15.5 | 15.4 | 4.0 | A | A | A |
比较例2 | C | 34 | 8.7 | 15.4 | 2.4 | C | A | C |
比较例3 | A | 26 | 9.7 | 12.7 | 2.6 | C | C | A |
实施例2 | C | 34 | 8.6 | 15.3 | 2.2 | C | A | A |
实施例3 | C | 34 | 8.4 | 15.3 | 2.1 | C | A | A |
实施例4 | A | 25 | 8.2 | 13.0 | 1.8 | A | A | A |
实施例5 | A | 25 | 8.0 | 12.9 | 1.7 | A | A | A |
实施例6 | B | 30 | 6.0 | 14.9 | 1.6 | B | A | A |
实施例7 | B | 31 | 5.6 | 15.0 | 1.6 | B | A | A |
实施例8 | A | 25 | 4.5 | 13.2 | 1.5 | A | A | A |
实施例9 | B | 31 | 4.5 | 15.2 | 1.5 | B | A | A |
实施例10 | B | 30 | 4.3 | 14.7 | 1.1 | B | A | A |
实施例11 | B | 29 | 4.2 | 14.4 | 0.9 | B | A | A |
实施例12 | A | 24 | 8.5 | 12.1 | 2.7 | A | A | A |
实施例13 | B | 32 | 4.1 | 15.5 | 1.0 | C | A | A |
实施例14 | B | 29 | 9.6 | 14.4 | 2.5 | B | A | A |
实施例15 | B | 29 | 5.2 | 14.4 | 1.9 | B | A | A |
实施例16 | C | 29 | 8.3 | 14.4 | 2.4 | A | A | A |
实施例17 | C | 29 | 4.6 | 14.4 | 2.7 | C | A | A |
表1、2的结果表明即使在长期使用下,通过采用其上提供了含有二氧化锡和氧化铟的导电涂层的颗粒作为载体芯材的涂层处的导电颗粒可以防止在实地图像部分发生颜色污损,还可以防止发生载体粘附,因此即使在没有炭黑的情况下也可以调节电阻率,而炭黑是引起颜色污损的可能原因。
Claims (16)
1.一种电子照相显影剂用载体,包括:
芯材颗粒,和
涂布该芯材颗粒的涂层,
其中将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,
供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有粘合剂树脂和至少一种第一硬颗粒,并且涂层中该第一硬颗粒的颗粒直径D1(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D1/h满足关系式1<D1/h<10,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有不同于所述硬颗粒的第二硬颗粒,并且涂层中该第二硬颗粒的颗粒直径D2(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D2/h满足关系式0.001<D2/h<1。
2.权利要求1的电子照相显影剂用载体,用于显影设备,
其中显影设备包含:
显影剂承载部件,其在旋转的同时在其表面上运送磁性载体和调色剂的双组分显影剂,并将该调色剂在潜像承载部件相对位置处供应至潜像承载部件表面上的潜像以进行显影,
装有显影剂供应输送部件的显影剂供应输送路径,所述显影剂供应输送部件沿着显影剂承载部件的轴向输送显影剂并将该显影剂供应至显影剂承载部件,
装有显影剂收集输送部件的显影剂收集输送路径,所述显影剂收集输送部件沿着显影剂承载部件的轴向并且也沿着与显影剂供应输送部件相同的方向输送经过潜像承载部件相对位置后的从显影剂承载部件上收集的显影剂,
装有显影剂搅拌输送部件的显影剂搅拌输送路径,所述显影剂搅拌输送部件接收剩余的显影剂和收集的显影剂,该剩余的显影剂输送至显影剂供应输送路径的输送方向的最下游侧而未用于显影,该收集的显影剂收集自显影剂承载部件并输送至输送方向的最下游侧;并沿着显影剂承载部件的轴向并且也沿着与显影剂供应输送部件相反的方向输送该剩余的显影剂和收集的显影剂同时对它们进行搅拌;并且将该显影剂供应至显影剂供应输送路径,以及
分隔部件,其将显影剂收集输送路径、显影剂供应输送路径和显影剂搅拌输送路径这三条显影剂输送路径相互隔开,
其中显影剂搅拌输送路径的高度和显影剂收集输送路径的高度大致相同,且将显影剂供应输送路径设置成高于其他两条显影剂输送路径,并且
将调色剂和载体供应至各显影剂输送路径中并排出显影设备中剩余的显影剂。
3.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中白色导电微粒的导电涂层由包含二氧化锡的底层以及包含二氧化锡和氧化铟的上层形成。
4.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中白色导电微粒的基材为氧化铝。
5.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中第一硬颗粒为氧化铝颗粒或基于氧化铝的颗粒。
6.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中白色导电微粒用于第一硬颗粒。。
7.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中第二硬颗粒为氧化钛颗粒或经过表面处理的氧化钛颗粒。
8.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中从芯材颗粒的表面到涂布芯材颗粒的涂层的表面的平均厚度T(μm)在0.1≤T≤3.0的范围内。
9.权利要求1的电子照相显影剂用载体,其中粘合剂树脂含有丙烯酸类树脂与氨基树脂的反应产物以及有机硅树脂中的至少一种。
10.电子照相显影剂,含有电子照相显影剂用载体和调色剂,
其中该载体包括芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层,
将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,并且
供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有粘合剂树脂和至少一种第一硬颗粒,并且涂层中该第一硬颗粒的颗粒直径D1(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D1/h满足关系式1<D1/h<10,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有不同于所述第一硬颗粒的第二硬颗粒,并且涂层中该第二硬颗粒的颗粒直径D2(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D2/h满足关系式0.001<D2/h<1。
11.权利要求10的电子照相显影剂,其中在供应显影剂中,载体的含量为不少于3质量%到少于30质量%。
12.权利要求10的电子照相显影剂,其中在显影设备所含的显影剂中,载体的含量为不少于85质量%到少于98质量%。
13.一种成像方法,包括使图像承载部件上形成的静电潜像显影,同时将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,
其中将含有载体和调色剂的电子照相显影剂用于该成像方法,
该载体为电子照相显影剂用载体,其包括芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层,
将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,并且
供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有粘合剂树脂和至少一种第一硬颗粒,并且涂层中该第一硬颗粒的颗粒直径D1(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D1/h满足关系式1<D1/h<10,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有不同于所述第一硬颗粒的第二硬颗粒,并且涂层中该第二硬颗粒的颗粒直径D2(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D2/h满足关系式0.001<D2/h<1。
14.一种成像装置,其是基于使用含有载体和调色剂的电子照相显影剂的成像方法构造的,
其中该成像方法包括使图像承载部件上形成的静电潜像显影,同时将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,
该载体为电子照相显影剂用载体,其包括芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层,
将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,并且
供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有粘合剂树脂和至少一种第一硬颗粒,并且涂层中该第一硬颗粒的颗粒直径D1(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D1/h满足关系式1<D1/h<10,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有不同于所述第一硬颗粒的第二硬颗粒,并且涂层中该第二硬颗粒的颗粒直径D2(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D2/h满足关系式0.001<D2/h<1。
15.一种成像装置,其是基于使用权利要求1的电子照相显影剂用载体的成像方法构造的,
其中该成像方法包括使图像承载部件上形成的静电潜像显影,同时将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,并且
用于供应调色剂和载体的显影剂供应设备包含存储容器和真空泵,该存储容器存储供应显影剂的形状易于变形,该真空泵吸入存储容器中的供应显影剂并将其供应至显影设备。
16.一种处理盒,其使用电子照相显影剂,包含
图像承载部件,和
显影设备,其通过使用含有调色剂和载体的显影剂使图像承载部件上形成的静电潜像成为可见图像,
其中该处理盒可拆卸地安装至成像装置的主体,并且一体化地支承图像承载部件和显影设备,
该成像装置的主体包含设置成将调色剂和载体供应至显影设备的单元以及设置成将显影设备中成为剩余的显影剂排出的显影剂排出单元,
该电子照相显影剂含有载体和调色剂,
该载体为电子照相显影剂用载体,其包括芯材颗粒和涂布该芯材颗粒的涂层,
将调色剂和载体供应至装有调色剂和载体的显影设备中,并且排出显影设备中剩余的显影剂,并且
供应的载体和显影设备所含载体中至少之一上的涂层含有白色导电微粒,该白色导电微粒在基材上包含二氧化锡和氧化铟,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有粘合剂树脂和至少一种第一硬颗粒,并且涂层中该第一硬颗粒的颗粒直径D1(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D1/h满足关系式1<D1/h<10,
其中涂布载体芯材颗粒的涂层含有不同于所述第一硬颗粒的第二硬颗粒,并且涂层中该第二硬颗粒的颗粒直径D2(μm)与树脂部分的平均厚度“h”(μm)的比率D2/h满足关系式0.001<D2/h<1。
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