CN1490683A - 清洗装置、套色盒、成像装置及调色剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种清洗装置,其即使是采用球形、小粒径调色剂的成像装置,也可以有效除去感光体、中间复印体、纸传送带等表面的调色剂及附着物质,并且即使经长期使用也能保持其清洗功能。作为清洗装置8,其中具有:与图像载体或记录部件支承体接触的,除去该表面残留物的第1清洗刮刀8a;和配置在第1清洗刮刀8a下流侧的,与图像载体1或记录部件支承体接触的,且具有在弹性材料中含有研磨剂粒子的研磨剂粒子含有层的研磨用刮刀8b,该研磨用刮刀8b,在与图像载体1或记录部件支承体接触而形成的接触面中的研磨剂粒子的体积占有率在50%以上90%以下。
Description
技术领域
本发明涉及在使用复印机、打印机、传真机等电子照相工艺的成像装置上安装的图像载体,或记录部件支承体的清洗装置、套色盒、成像装置及调色剂。
背景技术
近几年来,利用电子照相方式的彩色成像装置已得到广泛普及,另外,为了容易得到数字化的图像,希望打印出来的图像更加高精细化。在图像更高的分辨率及协调性探讨中,作为使潜像可视化的调色剂方面的改良,为了形成高精细图像,而进行更加球形化、小粒径化的探讨。并且,例如,曾提出具有特定粒径分布的球形化的粉碎型调色剂(例如,参照专利文献1~4),以及通过悬浮聚合制得球形化、小粒径化的调色剂方法(例如,参照专利文献5)、把粘合剂树脂和着色剂,在与水不能混合的溶剂中加以混合,在分散稳定剂的存在下使在水系溶剂中分散,制得球形化、小粒径化的调色剂的方法(例如,参照专利文献6)、把含有一部分经过改性的树脂的粘合剂树脂和着色剂在有机溶剂中进行混合,使在水系溶剂中分散,进行改性树脂的加聚反应,制得球形化、小粒径化的调色剂的方法(例如,参照专利文献7)等方案。采用这样的调色剂,可以得到图像质量的提高和流动性的提高。
然而,采用球形化、小粒径化了的调色剂时,对在图像形成后的感光体上的清洗存在不少问题。问题之一,未转印而残留在感光体上的调色剂的清洗,采用清洗刮刀的清洗方式时,由于球形调色剂在刮刀和感光体之间旋转,进入其间隙,致使清洗困难。关于这一点,例如,曾提出通过把悬浮聚合后的聚合物在分散介质中加热到玻璃化转变点以上,得到凝聚粒子,把该凝聚粒子导入加温过的喷射气流中,使凝聚粒子解体粉碎的同时,通过干燥,可以得到不定形的小粒径调色剂的方法(例如,参照专利文献8)。另外,也有人提出把粘合剂树脂和着色剂,在不和水混合的溶剂中进行混合,在分散稳定剂的存在下在水系介质中分散,通过加热和/或减压从所得到的悬浮液中除去溶剂,制成表面有凹凸的调色剂粒子的方法(例如,参照专利文献9)。
又一个问题是,往调色剂中内添或外添用于提高脱模性的石蜡,或者,用于提高流动性的无机微粒等,从调色剂脱离而附着在感光体上。随着调色剂小粒径化,这些添加物在调色剂中所占的含量比,与原来的调色剂相比增大了,所以,在上述感光体上的附着物质有增加的倾向。
作为除去感光体上附着物质的措施,专利文献10中提出一种配置清洗刮刀和表面上附着了研磨剂的清洗辊的清洗装置。然而,附着在清洗辊表面的研磨剂容易剥落,经过长期使用后难以保持清洗功能。另外,专利文献11提出,在设在清洗装置上的清洗刮刀端部粘接研磨剂把附着物质去除的构成。然而,复印残留调色剂的清洗和附着物质的去除,难以同时进行,另外,采用在清洗刮刀端部粘接研磨剂的构成,研磨剂容易剥落。
[专利文献1]特开平1-112253号公报
[专利文献2]特开平2-284158号公报
[专利文献3]特开平3-181952号公报
[专利文献4]特开平4-162048号公报
[专利文献5]特开平5-72808号公报
[专利文献6]特开平9-15902号公报
[专利文献7]特开平11-133668号公报
[专利文献8]特开平5-188642号公报
[专利文献9]特开平9-15903号公报
[专利文献10]特开平10-111629号公报
[专利文献11]特开2001-296781号公报
发明要解决的课题
然而,采用配备原来的清洗刮刀或清洗刷子的清洗装置,难以充分去除这些感光体上的附着物质。未去除的附着物质,如果其以蜡作为主成分,则生成薄的膜,如果以无机微粒作为主成分,则以其作为核,通过含在记录纸中所含的碳酸钙等添加剂等而成长,对图像发生时效的不良影响。这种污染,对于从感光体转印调色剂图像并加以保持的中间转印体,或支承并传送转印了调色剂图像的记录纸的传送带的污染也是同样的,因此希望能对部件表面进行良好清洗的清洗装置。
本发明的目的在于,鉴于上述情况,提供一种即使采用球形化、小粒径化的调色剂的成像装置,也可以有效去除感光体、中间转印体、纸传送带等表面的调色剂及附着物质,且长期使用也可以保持其清洗功能的清洗装置。
另外,本发明的目的是提供一种配备具有上述良好清洗功能的清洗装置、且长期使用时图像质量不发生劣化的套色盒,以及成像装置。
本发明另一个目的是提供为实现上述良好清洗功能的显影用调色剂。
实施发明的最佳方案
下面,按照附图对本发明涉及的清洗装置、套色盒、成像装置以及调色剂的最佳实施方案加以说明。
附图的简单说明
图1是安装了作为感光体表面的清洗装置的本发明清洗装置的成像装置构成的概略图。
图2是安装了本发明清洗装置的成像装置的感光体周围的构成概略图。
图3是研磨用刮刀接触在感光体表面上的状态图。
图4是弹性材料的动摩擦系数的测定方法图。
图5是研磨用刮刀的刀口形状的放大图。
图6是切断研磨用刮刀制造工序中的片材时的模式图。
图7是安装了本发明清洗装置的成像装置的另一构成的概略图。
图8是为说明形状系数SF-1、形状系数SF-2的调色剂形状模式表示图。
图9是本发明的调色剂形状的模式表示图。
图10是本发明第2实施方案的成像装置概略构成图。
图11是本发明第2实施方案的第2清洗刮刀构成图。
图12是本发明第2实施方案的成像装置概略构成图。
图13是本发明第2实施方案的第2清洗刮刀的摇动机构构成图。
符号的说明
1感光体(图像载持体)
2带电装置
3曝光装置
4现影装置
6转印装置
7定影装置
8清洗装置
8a第1清洗刮刀
8b第2清洗刮刀(研磨用刮刀)
8b-1研磨剂粒子含有层
r1研磨剂粒子富集层
10中间转印带
12第2清洗刮刀
12a刮刀母体层
12b研磨剂粒子含有层
15带摇动凸轮齿轮
15a凸轮面
第1实施方案
图1是安装了作为感光体表面清洗设备的本发明清洗装置的成像装置构成的概略图。图2是安装了本发明清洗装置的成像装置的感光体周围构成的概略图。作为潜像载体的感光体1周围,配置了带电装置2、曝光装置3、显影装置4、转印装置6、定影装置7以及清洗装置8。
感光体1可以采用具有光导电性的无定型硅、无定型硒等非晶质金属、重氮颜料、酞菁颜料等有机化合物。当考虑到环境及使用后的后处理时,采用有机物构成的感光体是优选的。带电装置2,采用电晕式、辊式、电刷式、刮刀式等任何一种均可,这里,示出辊式带电装置2。带电装置2具有:带电装置2a、用来清扫带电装置2a而连接的清洗垫2b、与带电装置2a连接的图中未示出的电源。对带电装置2a施加高电压,在具有曲率的带电装置2a和感光体1之间施加规定的电压,在与感光体1之间发生电晕放电,使感光体1表面一样带电。
曝光装置3,把用阅读装置20内的扫描器阅读到的数据,以及从图中未示出的PC(小型计算机)等外部送入的图像信号加以变换,用多角马达,扫描激光3a,通过反光镜,把读取的图像信号在基体感光体1上形成静电潜像。显影装置4具有:负载显影剂并供给感光体1的显影剂载体4a,和调色剂供应室等。还具有:在与感光体1有着微小间隔配置的圆筒状显影剂载体4a,和控制显影剂载体4a上显影剂量的显影剂控制部件。显影剂载体4a具有:可旋转支承的空心圆筒状显影剂载体4a,和在显影剂载体4a的内部,与其同轴安装的磁辊,在显影剂载体4a的外周面上磁吸附显影剂而加以传送。显影剂载体4a具有导电性,由非磁性部件构成,连接用于施加显影偏压的电源。在显影剂载体4a和感光体1之间,由电源施加电压,在显影区域形成电场。
转印装置6,由转印装置6a和转印偏压辊6b和张力辊6c构成。转印偏压辊6b,是在铁、铝、不锈钢等芯轴表面上设置弹性层而构成。在转印偏压辊6b上,为了使记录纸紧贴在感光体1上,对感光体1侧施加必要的压力。转印装置6a,作为基材,通过选择有各种耐热性的材料而得到效果,例如,可以由无缝的聚酰亚胺膜构成。其外侧可以设置氟树脂层而构成。另外,根据需要,在聚酰亚胺膜上设置有机硅层,再在其上设置氟树脂层也可。在转印装置6a的内侧,设置用于驱动和拴拉转印装置6a的张力辊6c。
定影装置7具有:具有卤灯等加热装置的加热器的定影辊,和压粘的加压辊。定影辊,在其芯轴表面上设置厚度100~500μm、优选400μm的有机硅橡胶等弹性层,和为了防止由于调色剂的粘性造成的附着而形成的氟树脂等脱模性良好的树脂表层。树脂表层,由PFA软管等构成,考虑机械老化,其厚度优选10~50μm左右。在定影辊的外周面上设置温度检测器,通过控制加热器,使定影辊的表面温度在约160~200℃的范围内大致保持一定。加压辊,在芯轴表面被覆四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚四氟乙烯(PTEF)等防透印层。与定影辊同样,在芯轴表面上也可设置有机硅橡胶等弹性层。
下面,对本发明的清洗装置加以详细说明。清洗装置8,作为清洗装置,从感光体1的旋转方向的上流侧依次具有:第1清洗刮刀8a、作为研磨用刮刀的第2清洗刮刀8b两个刮刀。另外,还具有:回收清洗下来的调色剂的调色剂回收叶轮8d、以及传送该调色剂的回收螺旋管8c。另外,还具有图中未示出的调色剂回收盒。第1清洗刮刀8a是由金属、树脂、橡胶等材质制成,但优选使用氟橡胶、有机硅橡胶、异丁橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶。其中,聚氨酯橡胶是特别优选的。第1清洗刮刀8a,主要是除去转印工序后感光体1上残留的调色剂。
第2清洗刮刀8b,是研磨用刮刀,其具有:在弹性材料中含有由研磨剂粒子构成的研磨剂粒子含有层。在该感光体1上,除转印后残留的调色剂以外,还附着有从调色剂脱离的无机微粒,或渗出的蜡等添加剂,或记录纸的纸粉中含有的碳酸钙等添加剂。这些物质,在该感光体1上引起成膜,或从核不久成长为块。第2清洗刮刀8b,是用来削离并除去该感光体1上的附着物质的研磨用刮刀。下面,对第2清洗刮刀8b作为研磨用刮刀8b加以说明。
图3是研磨用刮刀8b与感光体1表面接触的状态图。研磨用刮刀8b,被设置成使研磨剂粒子含有层8b-1与感光体1的表面接触的形式,然而,此时重要的是,研磨用刮刀8b的接触面由研磨剂粒子充满。这样,本发明的研磨用刮刀8b,其特征在于,在该接触面中,研磨剂粒子的体积占有率为50%以上90%以下。在该接触面中,当研磨剂粒子的体积占有率低于50%时,接触感光体1表面的研磨剂粒子量少,不能有效去除感光体1上形成的膜。另外,当体积占有率高于90%时,在表面上出现的研磨剂粒子容易剥落,是不理想的。
研磨用刮刀8b和感光体1的接触宽度,优选0.01mm以上5mm以下。当接触宽度小于0.01mm时,由于两者的接触面积小,得不到研磨用刮刀8b产生的充分的研磨效果。另一方面,当接触宽度大于5mm时,两者的接触面积加大,由于面压下降,无法得到充分的研磨效果。
上述研磨用刮刀8b,既可以由研磨剂粒子含有层8b-1的1层结构构成,也可以由研磨剂粒子含有层8b-1和刮刀母体层两层结构构成。图3示出由1层结构构成的刮刀。在为1层结构时,如上所述,把研磨剂粒子混入弹性材料中,通过离心成型为片状,通过将其切断,得到研磨用刮刀8b,因此,其优点是制造工序简单。
另一方面,在为两层结构时,与上述1层结构的场合相比,弹性材料、研磨剂粒子量减少,成型为薄的片材,将其切断,制成由研磨剂粒子含有层8b-1构成的薄的刮刀,粘接到橡胶、树脂、金属等材质构成的母体层上,或者,在含有上述研磨剂粒子而成型的薄的片材上,把形成刮刀母体层的树脂、金属等材料进行浇注,通过离心成型成型为整体的片状,然后,加以切断制成。该两层结构刮刀,一方面对研磨剂粒子含有层8b-1和刮刀母体层要求各自的尺寸精度,另一方面,支承研磨剂粒子含有层8b-1、决定刮刀弹性等物性的刮刀母体层,和用于去除感光体1上附着物质的研磨剂粒子含有层8b-1也可按功能进行设计。
作为研磨用刮刀8b中所用的弹性材料,可以举出氟橡胶、有机硅橡胶、异丁橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯橡胶等。其中,从耐磨耗性的观点考虑,特别优选的是聚氨酯橡胶。另外,作为弹性材料,优选橡胶硬度65度以上100度以下的上述橡胶材料。这是因为当硬度小于65度时,刮刀易发生磨耗,另外,当硬度大于100度时,刮刀的刀口易发生损伤。更优选的是,橡胶硬度是85度以上100度以下。当橡胶硬度是85度以上时,研磨用刮刀8b和被研磨面的接触面积减少,因此,面压升高,研磨力增加。另外,可以防止研磨剂粒子向刮刀的渗入,保持高研磨力。
还有,研磨用刮刀8b,只在与感光体1接触的前端部用上述高橡胶硬度材料构成也可以得到同样的效果。另外,即使橡胶硬度不高的材料,通过在研磨用刮刀8b的里侧粘接聚酯薄膜等增强材料,可使橡胶硬度增加,研磨力提高。另外,可以保持研磨用刮刀8b对被研磨面的接触姿势。
另外,作为弹性材料,优选动摩擦系数低的材料。弹性材料的动摩擦系数,可以按下法测定。图4是表示弹性材料的动摩擦系数的测定方法图。
在制成20(mm)×20(mm)×2(mm)的刮刀状弹性材料上,用双面胶带粘贴金属板,刮刀刀口以24角与厚度100μm的PET板接触,一边施加50gf/cm的荷重挤压,一边以25mm/min的速度拉,使在PET板上移动,测定此时的滑动阻力,求出动摩擦系数。
用上述测定得到的弹性材料的动摩擦系数在1.5以下者是优选的。因此,作用于研磨用刮刀8b和被研磨面之间的摩擦力降低,另外,摩擦力的变动造成的影响少,可以防止研磨用刮刀8b对被研磨面的接触姿势变化。即,由于可把研磨条件经常保持一定,所以,可以保持研磨效果。
另外,采用橡胶硬度85度以上的高硬度材料时,动摩擦系数大时,由于在被研磨面之间作用的摩擦力的影响,研磨用刮刀8b或被拉伸或发生皱缩,所以,刮刀刀口易产生缺陷,然而,通过使用动摩擦系数低的材料,即使高橡胶硬度的材料,也可以制成不产生这种缺陷的刮刀。作为动摩擦系数1.5以下的弹性材料,可以举出表面用氟等处理过的聚氨酯橡胶或含氟元素等的聚氨酯橡胶等。
作为研磨剂粒子,可以举出氮化硅等氮化物,硅酸铝、硅酸镁、云母、硅酸钙等硅酸盐,碳酸钙、石膏等石灰质物质,碳化硅、碳化硼、碳化钽、碳化钛、碳化铝、碳化锆等碳化物,氧化铈、氧化铬、氧化钛、氧化铝等氧化物。其中,优选的是研磨力优异的氧化铈。
研磨用刮刀8b的研磨剂粒子含有层8b-1中所含的研磨剂粒子的含量,优选0.5重量%以上50重量%以下。当研磨剂粒子的含量低于0.5重量%时,接触感光体1表面、发挥研磨效果的研磨剂粒子量过少,不能充分除去感光体1上的附着物质。另外,当研磨剂粒子含量大于50重量%时,研磨剂粒子的浓度过高,成型困难。另外,成本也升高。
另外,研磨用刮刀8b的研磨剂粒子含有层8b-1,如图3所示,在离心成型过程中,研磨剂粒子的体积占有率发生梯度分布。特别是,体积占有率50%以上的研磨剂粒子富集层r1,优选在刮刀厚度方向是5μm以上100μm以下的厚度,当研磨剂粒子富集层r1的厚度小于5μm时,接触感光体1表面而发挥研磨效果的研磨剂粒子量过少,不能充分除去感光体1上的附着物质。另外,当研磨剂粒子富集层r1的厚度大于100μm时,对研磨用刮刀8b的弹性产生影响,刮刀刀口易产生缺陷。上述研磨剂粒子富集层r1的厚度,可以根据研磨剂粒子含有层8b-1中含有的研磨剂粒子量,或通过对为形成研磨剂粒子含有层8b-1所用的研磨剂粒子的绝对量加以增加或减少,来加以调整。
研磨剂粒子含有层8b-1中所含的研磨剂粒子,可以采用平均粒径及种类不同的多种粒子加以混合后使用。通过把这种不同的研磨剂粒子加以混合,可以利用各种研磨力的不同,即使在感光体1上的附着物质中性质不同的物质,例如薄的膜状物和以细小的附着物质为核的时效成长为块等异质附着物质,都可以有效的除去。
另外,研磨剂粒子含有层8b-1含有纯度80%以上的氧化铈者是更优选的。氧化铈的研磨力优良,但是,通常是把天然矿石粉碎进行制造,所以,纯度低至50%左右,所以,与其他可以发挥研磨力的稀土类盐进行混合。然而,在这种情况下,物性偏差大,作为研磨用刮刀时,研磨性能也不能达到一定。因此,只把研磨力高的氧化铈抽出,纯度达到80%以上的氧化铈,适于作为物性不发生偏差的研磨剂。通过采用它,可以得到研磨用刮刀8b-1的稳定的高研磨力。
研磨剂粒子的平均粒径,优选0.05μm以上100μm以下。当平均粒径小于0.05μm时,粒子过细,难以在弹性材料中均匀分散,或作为研磨用刮刀的研磨力不充分。另外,当平均粒径大于100μm时,由于研磨力过大,会造成感光体1表面受伤,所以是不理想的。
其次,对研磨用刮刀8b优选的刀口形状加以说明。图5是研磨用刮刀8b的刀口形状放大的示意图。如图3所示,研磨用刮刀8b,是以研磨剂粒子含有层8b-1接触感光体1表面的方式设置的,但是把作为该接触部的刀口作成切削的形状是优选的。研磨用刮刀8b的刀口部结构,从微观看,研磨剂粒子不露出,而且,用表面特别薄的橡胶等弹性材料构成的表层加以被覆。
因此,在清洗装置8使用的初期,研磨用刮刀8b的研磨效果不充分,在使用到某种程度时,研磨用刮刀8b的刀口表面被磨削,由此,露出的研磨剂粒子的研磨力呈现研磨效果。因此,通过将研磨用刮刀8b的刀口作成切削的形状,则可使研磨剂粒子露出,从清洗装置8使用刚开始,就可以得到充分的研磨效果。
图5所示的研磨用刮刀8b的刀口形状,其曲率R优选5μm以上150μm以下。当曲率R小于5μm时,曲率过小,研磨剂粒子在刀口的表面不露出,在使用初期得不到研磨效果。另外,当曲率R大于150μm时,曲率过大,研磨剂粒子含有层8b-1和被研磨面的接触面积增大,面压下降,研磨用刮刀8b的研磨力降低。
上述研磨用刮刀8b的刀口形状,是将弹性材料和研磨剂粒子加以混合,并进行离心成型而得到片状,切断制成刮刀状后,再切削其刀口部而形成的。然而,为了更有效的制造具有这种形状的研磨用刮刀8b,在上述片材切断的同时,形成刀口的曲率R是优选的。
图6是研磨用刮刀8b制造工序中切断片材时的模式图。如图6(a)所示,用剃刀状或圆形状的截断器11,从片材的研磨剂粒子富有层r1一侧切成该刮刀状,但此时,通过切断面和截断器11的摩擦阻力,把接近表面的研磨剂粒子富集层r1切开。由此,可以形成研磨用刮刀8的刀口曲率R。还有,曲率R大小,可根据截断器11刀刃的形状、切断速度等加以调整。
另外,如图6(b)所示,截断器11的刀刃对着片材表面,不是垂直而是倾斜角度地切断也可。由此,被切断的一方的刮刀的刀口,曲率R变大,同时,研磨剂粒子容易在切断面上露出。
另一方面,如不采用上述那样把研磨用刮刀8b的刀口作成切削的形状,而在成像装置100上安装清洗装置8,使研磨用刮刀8b和感光体1接触、进行空转,对研磨用刮刀8b的刀口表面进行切削也可。清洗装置8从一开始使用就进入工作,因此,研磨用刮刀8b的研磨效果从初期就可以得到。
另外,研磨用刮刀8b,如图2所示,采用顺接方式接触感光体1也可。当采用顺接方式接触感光体1时,与采用逆接方式相比,感光体1上的附着物质去除能力降低若干。然而,由于调色剂几乎不进入研磨用刮刀8b中而有容易引起刮刀卷曲的状况,但是通过采用顺接方式进行接触时可以避免这种情况。
此时,研磨用刮刀8b的接触角,在5度以上25度以下是优选的。当研磨用刮刀8b的接触角在不足5度时,刮刀集中在中部,由于蠕变现象而时效研磨功能不能发挥。另外,当大于25度时,在工作结束时,由于感光体1的翻转,刮刀发生弯曲。
研磨用刮刀8b的接触压力,优选10gf/cm以上80gf/cm以下。当研磨用刮刀8b的接触压力小于10gf/cm时,由于接触压力小,感光体1上的附着物质,容易从研磨用刮刀8b上逃掉,而不能充分去除。当大于80gf/cm时,感光体1的膜磨削量增加,感光体1的寿命短,是不理想的。按研磨用刮刀8b的硬度和用上述接触压的关系得到的研磨用刮刀8b向感光体1的吃刀量,优选0.2mm以上1.5mm以下。通过以达到上述吃刀量那样设置研磨用刮刀8b,可以使感光体1的膜磨削量不过量增加,可以充分发挥作为进行去除附着物质的研磨用刮刀8b的作用。
把以上所述的本发明清洗装置8,与感光体、带电装置及显影装置中选择的任意装置形成一个整体,作为在成像装置本体上形成的可以装卸自如的套色盒。采用该套色盒,即使是进行采用小粒径调色剂的显影的成像工序,也可以在长时间维持感光体上的清洗功能,可以作成图像质量不发生劣化的套色盒。
本发明清洗装置,不仅可以用作感光体1表面的清洗装置,而且,还可以用作作为第2图像载体的中间转印体、作为记录部件支承体的纸传送带、各种表面的清洗装置。
图7是安装了本发明清洗装置的成像装置另一构成的概略图。图中符号100为复印装置本体、200是放置该本体的给纸台、300是安装在复印装置本体100上的扫描仪、400为安装其上的原稿自动传送装置(ADF)。复印装置本体100上配备着,把在作为潜像载体的感光体1周围具有实施带电、显影、清洗等电子照相工序的各种装置的成像装置18,4台并排起来的串联型成像装置。在串联型成像装置的上部设置:基于图像信息通过激光对感光体1进行曝光、形成潜像的曝光装置21。另外,在对着串联型成像装置的各感光体1的位置,设置由环形带部件构成的中间转印带10。通过中间转印带10,在相对于感光体1的位置上,设置:把感光体1上形成的各色调色剂图像转印到中间转印带10上的一级转印设备62。
另外,在中间转印带10的下方,设置:把重合在中间转印带10上的调色剂图像,一次转印到从给纸台200传送的记录纸上的二次转印装置22。二次转印装置22是将环形带状二次转印带24环绕在2个辊23之间构成的,通过中间转印带10挤压在支承辊16上加以配置,把中间转印带10上的调色剂图像转印到记录纸上。二次转印带24还兼作纸传送带。在二次转印带22的侧面,设置把记录纸上的图像加以定影的定影装置25。定影装置25是把加压辊27挤压在作为环形带的定影带26上构成的。另外,在二次转印装置22及定影装置25的下侧设置翻转装置28,把要记录的记录纸翻转以使图像记录在记录纸的两面上。
中间转印带10具有,清理对于记录纸的转印位置更靠近带移动方向下流侧的带表面的清洗装置17。清洗装置17的构成,与己经说明的感光体的清洗装置8同样,此处省略。另外,当然,感光体1具有的清洗装置,以及二次转印带24的清洗装置19均可以采用本发明清洗装置的构成。通过安装本发明的清洗装置,不仅感光体,而且,中间转印体或二次转印带表面上附着的调色剂或附着物质均可有效的清除。另外,长期使用时,能保持其清洗功能,并可以防止图像污染、图像质量劣化。
特别是安装了本发明清洗装置而得到大效果的成像装置,其显影装置4中使用的调色剂,体积平均粒径为3~8μm,而且是体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)处于1.00~1.40范围的小粒径粒径分布狭窄。通过采用小粒径调色剂,可以对潜像致密的附着调色剂。另外,由于粒径分布也狭窄,调色剂的带电量分布均匀,可以得到素地翳影少的高质量的图像,另外,可以提高转印率。
另一方面,上述调色剂,在调色剂中内添加或外添加用于提高脱模性的蜡,或用于提高流动性的无机微粒等,其在调色剂中占有的比例,因为是小粒径的所以比原来的调色剂高。而且,这些添加剂是感光体1上产生附着物质的重要原因。因此,通过采用本发明的清洗装置,采用第1清洗刮刀8a,把感光体1上的复印残留调色剂及纸粉除去,采用下流侧的研磨用刮刀8b,把蜡及无机微粒作为主成分的感光体1上的附着物质削落而去除。另外,从第1清洗刮刀8a漏掉的调色剂及纸粉等也可以通过研磨用刮刀8b去除。研磨用刮刀8b,由于是在研磨剂粒子层8b-1中具有厚度地含有研磨剂粒子的构成,所以,研磨剂粒子不发生剥落,长期使用时也可以保持良好的清洗功能。
在本发明的成像装置中优选使用的调色剂,至少是把具有含氮原子的官能团的聚酯预聚物、聚酯、着色剂、脱模剂分散在有机溶剂中而构成的调色剂材料液,在水系溶剂中,通过交联及/或扩链反应得到的调色剂。下面,对调色剂的构成材料及制造方法加以说明。
改性聚酯
本发明的调色剂,含有作为粘合剂树脂的改性聚酯(i)。作为改性聚酯(i),是指在聚酯树脂中存在酯键以外的结合基,另外,在聚酯树脂中构成不同的树脂成分,采用共价键、离子键等结合的状态。具体的是指在聚酯末端导入能和羧基、羟基反应的异氰酸酯基等官能团,再与含有活性氢的化合物反应,把聚酯末端加以改性的聚酯。
作为改性聚酯(i),可以举出具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)和胺类(B)反应而得到的脲改性聚酯等。作为具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A),可以举出多元醇(PO)和多元羧酸(PC)的缩聚物,并且,具有活性氢的聚酯再和多元异氰酸酯化合物(PIC)反应得到的产物等。作为上述聚酯具有的活性氢基,可以举出羟基(醇性羟基及酚性羟基)、氨基、羧基、巯基等。其中,优选的是醇性羟基。
脲改性聚酯,可按下法生成。作为多元醇化合物(PO),可以举出2元醇(DIO)及3元以上的多元醇(TO),单独的(DIO)或(DIO)和少量(TO)的混合物是优选的。作为2元醇(DIO),可以举出亚烷基二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等);亚烷基醚二醇(二甘醇、三甘醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇等);脂环式二醇(1,4-环己二甲醇、加氢的双酚A等);双酚类(双酚A、双酚F、双酚S等);上述脂环式二元醇的环氧化物(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加成物;上述双酚类的环氧化物(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加成物等。其中,优选的是,碳原子数2~12个的亚烷基二醇及双酚类的环氧化物加成物,特别优选的是双酚类的环氧化物加成物,以及,它们与碳原子数2~12个的亚烷基二醇并用。作为3元以上的多元醇(TO),可以举出3~8元或其以上的多元脂肪醇(丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等);3元以上的酚类(三酚PA、线型酚醛树脂、甲酚线型酚醛树脂等);上述3元以上多元酚类的环氧化物加成物等。
作为多元羧酸(PC),可以举出2元羧酸(DIC)以及3元以上多元羧酸(TC),单独的(DIC),以及(DIC)和少量的(TC)混合物是优选的。作为二元羧酸(DIC),可以举出亚烷基二羧酸(琥珀酸、己二酸、丁二酸等);链烯基二羧酸(马来酸、富马酸等);芳香族二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘二羧酸等)等。其中,优选的是碳原子数4~20个的链烯基二羧酸及碳原子数8~20个的芳香族二羧酸。作为3元以上多元羧酸(TC),可以举出碳原子数9~20个的芳香族多元羧酸(苯偏三酸、苯均四酸等)等。还有,作为多元羧酸(PC),采用上述酸的酸酐或低级烷基酯(甲酯、乙酯、异丙酯等)与多元醇(PO)反应也可。
作为多元醇(PO)和多元羧酸(PC)的比例,作为羟基[OH]和羧基[COOH]的当量比[OH]/[COOH],通常为2/1~1/1,优选1.5/1~1/1,更优选1.3/1~1.02/1。
作为多元异氰酸酯化合物(PIC),可以举出脂肪族多元异氰酸酯(四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸根合甲基己酸酯等);脂环式多异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯、环己基甲烷二异氰酸酯等);芳香族二异氰酸酯(甲代亚苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等);芳香脂肪族二异氰酸酯(α,α,α’,α’,-四甲基苯二甲基二异氰酸酯等);异氰酸酯类;将上述多异氰酸酯用酚衍生物、肟、己内酰胺等加以封端的化合物;以及,它们中2种以上的并用。
多元异氰酸酯化合物(PIC)的比例,作为异氰酸酯基[NCO]和具有羟基的聚酯的羟基[OH]的当量比[NCO]/[OH],通常为5/1~1/1,优选4/1~1.2/1,更优选2.5/1~1.5/1。当[NCO]/[OH]大于5时,低温定影性恶化。在[NCO]的摩尔比小于1时,采用脲改性聚酯时,该酯中的脲含量变低,耐热透印性恶化。
具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中的多元异氰酸酯化合物(PIC)构成成分的含量,通常为0.5~40重量%,优选1~30重量%,更优选2~20重量%。当低于0.5重量%时,耐热透印性恶化,同时,在兼有耐热保存性和低温定影性方面也不利。另外,当高于40重量%时,低温定影性恶化。具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中的每1分子中含有的异氰酸酯基,通常在1个以上,优选平均1.5~3个,更优选平均1.8~2.5个。当每1个分子中低于1个时,脲改性聚酯的分子量变低,耐热透印性恶化。
其次,作为与聚酯预聚物(A)反应的胺类(B),可以举出2元胺化合物(B1)、3元以上的多元胺化合物(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、氨基酸(B5)、以及从B1~B5的氨基加以封端的化合物(B6)等。作为2元胺化合物(B1),可以举出芳香族二胺(苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷等);脂环式二胺(4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二环己基甲烷、二胺环己烷、异佛尔酮二胺等);以及,脂肪族二胺(乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺等)等。作为3元以上的多元胺化合物(B2),可以举出二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等。作为氨基醇(B3),可以举出乙醇胺、羟乙基苯胺等。作为氨基硫醇(B4),可以举出氨乙基硫醇、氨丙基硫醇。作为氨基酸(B5),可以举出氨基丙酸、氨基己酸等。作为将B1~B5的氨基封端的(B6),可以举出从上述B1~B5的胺类和酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)得到的酮亚氨化合物、噁唑烷化合物等。这些胺类(B)中,优选的是B1,以及B1和少量B2的混合物。
胺类(B)的比例,具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中的异氰酸酯基[NCO]和,胺类(B)中的氨基[NHx]的当量比[NCO]/[NHx],通常为1/2~2/1,优选1.5/1~1/1.5,更优选1.2/1~1/1.2。当[NCO]/[NHx]大于2而低于1/2时,脲改性聚酯分子量变低,耐热透印性恶化。另外,在脲改性聚酯中,在含有脲键的同时也可以含有氨基甲酸酯键。脲键的含量和氨基甲酸酯键的含量摩尔比,通常为100/0~10/90,优选80/20~20/80,更优选60/40~30/70。当脲键的摩尔比小于10%时,耐热透印性恶化。
本发明中所用的改性聚酯(i),可用一步法、预聚合物法制造。改性聚酯(i)的重均分子量,通常在1万以上,优选2万~1000万,更优选3万~100万。此时的峰分子量优选1000~10000,在低于1000时,扩链反应难以进行,调色剂的弹性小,结果是耐热透印性恶化。另外,当高于10000时,定影性下降、粒子化及粉碎等制造方面的问题增加。改性聚酯(i)的数均分子量,在采用下述未改性的聚酯(ii)时没有特别的限定,虽然作成上述重均分子量,但也可以是容易得到的数均分子量。在单独用(i)的场合,数均分子量通常在20000以下,优选1000~10000,更优选2000~8000。当大于20000时,低温定影性及用于全彩色装置时的光泽性恶化。在为得到改性聚酯(i)的聚酯预聚物(A)和胺类(B)的交联及/或扩链反应中,可根据需要采用反应终止剂,调整所得到的脲改性聚酯的分子量。作为反应终止剂,可以举出单胺(二乙基胺、二丁基胺、丁基胺、月桂基胺等),及以将它们封端了的化合物(酮亚胺化合物)等。
未改性聚酯
在本发明中,上述改性聚酯(i)不仅可单独使用,而且,与该(i)一起,还可以含有未改性聚酯(ii)作为粘合剂树脂成分。通过并用(ii),可以提高低温定影性及在全彩色装置上使用时的光泽性,与单独使用相比是优选的。作为(ii),可以举出与上述(i)的聚酯成分同样的多元醇(PO)和多元羧酸(PC)的缩聚物等,优选的是与(i)同样的化合物。另外,(ii)不仅可以是未改性的聚酯,也可以是通过脲键以外的化学键改性的聚酯,例如,也可以是通过氨基甲酸酯键改性的聚酯。(i)和(ii)至少部分相溶者,从低温定影性、耐热透印性方面考虑是优选的。因此,(i)的聚酯成分和(ii)具有类似组成是优选的。含(ii)时,(i)和(ii)的重量比,通常为5/95~80/20,优选5/95~30/70,更优选5/95~25/75,特别优选7/93~20/80。当(i)的重量比小于5%时,耐热透印性恶化,同时,不利于兼得耐热保存性和低温定影性的两个方面。
(ii)的峰分子量,通常为1000~10000,优选2000~8000,更优选2000~5000。当低于1000时,耐热保存性恶化,当大于10000时,低温定影性恶化。(ii)的羟值5以上者是优选的,更优选的为10~120,特别优选的是20~80。当低于5时,从耐热保存性和低温定影性兼得方面考虑也不利。(ii)的酸值1~5是优选的,更优选的2~4。对石蜡来说,由于使用了高酸值的蜡,粘合剂是低酸值的粘合剂,由于与带电及高体积电阻有关,所以,在双成分体系显影剂中所用的调色剂,容易产生均衡。
粘合剂树脂的玻璃化转变点(Tg)通常为35~70℃,优选55~65℃。当低于35℃时,调色剂的耐热保存性恶化,当高于70℃时,低温定影性变得不充分。脲改性聚酯,由于容易在所得到的调色剂母体粒子表面存在,所以,在本发明的调色剂中,与众所周知的聚酯系调色剂比较,即使玻璃化转变点低,但耐热保存性也显示良好的倾向。
着色剂
作为着色剂,可以全部使用己知的染料及颜料,例如,炭黑、苯胺黑染料、铁黑、纳夫妥黄S、汉撒黄(10G、5G、G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土、铬黄、钛黄、聚偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR、A、RN、R)、颜料黄L、联苯胺黄(G、GR)、永久黄(NCG)、鸟尔康坚牢黄(5G、R)、塔特拉津色淀、喹啉黄色淀、蒽黄BGL、异吲哚满酮黄、氧化铁、红丹、铅朱、镉红、镉汞红、锑朱、永久红4R、帕拉红、颜料火红(フアィセ一レツド)、红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、ベルカンフアストルビンB、艳猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、艳胭脂红6B、颜料猩红3B、枣红5B、甲苯胺紫酱色、永久波尔多红F2K、赫里奥枣红BL、枣红10B、浅邦褐红、浅邦褐红中间物、曙红色淀、若丹明色淀B、若丹明色淀Y、茜素色淀、蒂奥因迪戈红B、硫靛紫酱色、油红、喹吖啶红、吡唑啉红、聚偶氮红、钼(铬)红、联苯胺橙、苝橙、油橙、钴蓝、赛璐里安蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多尼亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝(RS,BC)、靛蓝、群青、深蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、维利迪安颜料、祖母绿、颜料绿B、纳夫妥绿B、绿光金黄色、酸性绿色淀、孔雀绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌白、锌钡白以及它们的混合物均可以使用。着色剂的含量,相对于调色剂通常为1~15重量%,优选3~10重量%。
着色剂可以用作与树脂复合了的母体胶料。作为母体胶料的制造,或与母体胶料一起加以混炼的粘合剂树脂,可以举出聚苯乙烯、聚-对氯苯乙烯、聚乙烯基甲苯等苯乙烯及其取代物的聚合物、或者,它们与乙烯基化合物的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、环氧树脂、环氧多元醇树脂、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃类树脂、芳香族系石油树脂、氯化石蜡烃、石蜡等,单独或混合后使用均可。
带电控制剂
作为带电控制剂,可以采用众所周知的那些,例如苯胺黑系染料、三苯基甲烷系染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合颜料、若丹明系染料、烷氧基系胺、季铵盐(包括氟改性季铵盐)、烷基酰胺、单质磷或其化合物、单质钨或其化合物、氟系活性剂、水杨酸金属盐及水杨酸衍生物的金属盐等。具体的可以举出苯胺黑系染料的ボントロン03、季铵盐的ボントロンP-51、含金属的偶氮染料的ボントロンS-34、氧萘甲酸系金属络合物的E-82、水杨酸系金属络合物的E-84、苯酚系缩合物的E-89(以上均由ォリェント化学工业社制造)、季铵盐的钼络合物的TP-302、TP-415(以上由保士谷化学工业社制造)、季铵盐的コピ一チャ一ジPSYVP2038、三苯基甲烷衍生物的コピ一ブル一PR、季铵盐的コピ一チャ一ジNEGVP2036、コピ一チ一ャ一ジNX VP434(以上由ヘキスト社制造)、LRA-901、作为硼络合物的LR-147(日本カ一リツト社制造)、酞菁铜、苝、喹吖酮、偶氮系颜料、其他的具有磺酸基、羧基、季铵盐等官能团的高分子系化合物。其中,特别是将调色剂控制成负极性的物质是优选使用的。带电控制剂的用量,可根据粘合剂树脂的种类、根据需要使用的添加剂的有无、包括分散方法在内的调色剂制造方法来加以确定,而不作一律规定,但优选的是相对于粘合剂树脂100重量份在0.1~10重量份的范围内使用。更优选的是0.2~5重量份。当大于10重量份时,调色剂的带电性过大,带电控制剂的效果降低,与显影辊的静电引力加大,显影剂的流动性下降,引起图像浓度下降。
脱模剂
作为脱模剂,熔点在50~120℃的低熔点蜡,在和粘合剂树脂的分散中,作为脱模剂更有效的在定影辊和调色剂界面之间起作用,借此,在定影辊上不涂敷油等脱模剂而对高温胶版印刷性显示良好的效果。作为这种蜡成分,可以举出以下多种:作为蜡类以及石蜡类,可以举出巴西棕榈蜡、棉蜡、木蜡、米蜡等植物系蜡,蜂蜡、含水羊毛脂等动物系蜡,天然地蜡、塞尔锌(セルシン)等矿物系蜡,以及石蜡、微晶、矿脂等石油蜡等。另外,除这些天然蜡以外,还可以举出费-托合成蜡、聚乙烯蜡等合成烃蜡、酯、酮、醚等合成蜡等。另外,12-羟基硬脂酰胺、硬脂酰胺、无水邻苯二甲酰亚胺、氯代烃等脂肪酸酰胺、以及低分子量的结晶性高分子树脂、聚-正-硬脂酰甲基丙烯酸酯、聚-正月桂基甲基丙烯酸酯等聚丙烯酸酯的均聚物或共聚物(例如,正硬脂酰丙烯酸酯-甲基丙烯酸乙酯的共聚物等)等、侧链上有长烷基的结晶性高分子等也可以使用。带电控制剂、脱膜剂可以和母体胶料、黏合剂树脂一起进行熔融混炼,当然,也可以溶解分散在有机溶剂中。
外添加剂
作为用来辅助调色剂粒子的流动性或显影性、带电性的外添加剂,优选可以采用无机微粒。该无机微粒的一级粒径优选为5×10-3~2μm,特别优选的是5×10-3~0.5μm。另外,用BET法测得的比表面积优选为20~500m2/g。该无机微粒的使用比例优选为调色剂的0.01~5重量%,特别优选为0.01~2.0重量%。作为无机微粒的具体例子,例如,可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化锌、氧化锡、硅砂、黏土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、红色氧化铁、三氧化二锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、氮化硅等。
其中,作为流动性赋予剂,优选的是疏水性二氧化硅微粒和疏水性氧化钛微粒并用。特别是使用两微粒的平均粒径在5×10-2μm以下的进行搅拌混合时,和调色剂的静电引力、范德瓦尔斯力格外提高,即使在为了得到所希望的带电水平而进行的显影装置内部的搅拌混合时,流动性赋予剂也不从调色剂上脱落,可以得到不产生荧光等优良的图像质量,进一步谋求转印调色剂残留的降低。氧化钛微粒的环境稳定性及图像浓度稳定性优良,但其缺点方面是带电上升特性有恶化的倾向,因此,氧化钛微粒的添加量比二氧化硅微粒的添加量多时,应考虑其副作用的影响加大的问题。然而,疏水性二氧化硅微粒及疏水性氧化钛微粒的添加量在0.3~1.5重量%范围内,则对带电升高特性没有大的损伤,而且可以得到所希望的带电升高特性,即,即使进行反复复制,也可以得到稳定的图像质量。
下面,对调色剂的制造方法加以说明。这里给出优选的制造方法,但并不限于这些。
调色剂的制造方法
(1) 把着色剂、未改性聚酯、具有异氰酸酯基的聚酯预聚物、脱模
剂分散在有机溶剂中制造调色剂材料液。有机溶剂是沸点低于
100℃的挥发性溶剂,从调色剂母体粒子形成后容易除去考虑是
优选的。具体的可以举出甲苯、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、偏二氯乙烯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、甲基乙基酮、甲
基异丁基酮等单独或2种以上组合使用。特别是,甲苯、二甲
苯等芳香烃溶剂以及二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化
碳等卤代烃是优选的。有机溶剂的用量,相对于聚酯预聚物100
重量份,通常为0~300重量份,优选0~100重量份,更优选
25~70重量份。
(2) 把调色剂材料液,在表面活性剂、树脂微粒存在下,在水系介
质中使其乳化。水系介质,既可单独用水,也可使用含醇(甲醇、
异丙醇、乙二醇等)、二甲基甲酰胺、四氟呋喃、溶纤剂类(甲
基溶纤剂等)、低级酮类(丙酮、甲乙酮等)等有机溶剂的化合物。
相对于调色剂材料液100重量份水系介质的用量,通常为50~
2000重量份,优选100~1000重量份。在低于50重量份时,
调色剂材料液分散状态不好,得不到所定粒径的调色剂粒子。
当大于2000重量份时,是不经济的。
另外,为了在水系介质中分散良好,可适当添加表面活性剂、树脂微粒等分散剂。作为表面活性剂,可以举出烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、磷酸酯等阴离子性表面活性剂、烷基胺盐、氨基醇脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物、咪唑啉等胺盐型,以及烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、吡啶鎓盐、烷基异喹啉鎓盐、氯化苄甲乙氧铵盐等季铵盐型的阳离子性表面活性剂,脂肪酸酰胺衍生物、多元醇衍生物等非离子表面活性剂,例如,丙氨酸、十二烷基二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸、以及N-烷基-N,N-二甲基铵甜菜碱等两性表面活性剂。
另外,通过采用具有氟烷基的表面活性剂,非常少的量,可以得到该效果。作为优选采用的含氟烷基的阴离子性表面活性剂,可以举出碳原子数2~10的氟烷基羧酸及其金属盐、全氟辛基磺酰谷氨酸二钠、3-[ω-氟烷基(C6~C11)氧]-1-烷基(C3~C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷醇基(C6~C8)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11~C20)羧酸及金属盐、全氟烷基羧酸(C7~C13)及其金属盐、全氟烷基(C4~C12)磺酸及其金属盐、全氟辛烷磺酸二乙醇酰胺、N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷磺酰胺、全氟烷基(C6~C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、全氟烷基(C6~C10)-N-乙基磺酰甘氨酸盐、单全氟烷基(C6~C16)乙基磷酸酯等。
作为商品名,可以举出サ一フロン S-111、S-112、S-113(旭硝子社制造)、フロラ一ドFC-93、FC-95、FC-98、FC-129(住友3M社制造)、ュニダィンDS-101、DS-102(ダィキン工业社制造)、メガブアツクF-110、F-120、F-113、F-191、F-812、F-833(大日本ィンキ社制造)、ェクトツプEF-102、103、104、10对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚牢猩红、亮胭脂红BS、永久5号、112、123A、123B、306A、501、201、204(ト一ケムプログクツ社制造)、フタ一ジェントF-100、F150(ネォス社制造)等。
另外,作为阳离子性表面活性剂,可以举出具有氟烷基的脂肪族伯或仲或叔胺酸、全氟烷基(C6~C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐等脂肪族季铵盐、苄基胺盐、氯化苄基胺盐、吡啶鎓盐、吡唑啉鎓盐、作为商品名的サ一フロンS-121(旭硝子社制造)、フロラ一ド FC-135(住友3M社制造)、ユニダィンDS-202(ダィキン工业社制造)、メガコアツクF-150、F-82(大日本ィンキ社制造)、ェクトツプEF-132(ト一ケムプログクツ社制造)、フタ一ジェントF-300(ネォス社制造)等。
树脂微粒是为了使水系介质中形成的调色剂母体粒子稳定化而添加的。因此,优选的是使在调色剂母体粒子表面上的被覆率达到10~90%的范围那样地进行添加。例如,聚甲基丙烯酸甲酯微粒1μm及3μm,聚苯乙烯微粒0.5μm及2μm,聚(苯乙烯-丙烯腈)微粒1μm,商品名PB-200H(花王社制造)、SGP(总研社制造)、工业聚合物(テクノポリマ一)、SB(积水化成品工业社制造)、SGP-3G(总研社制造)、微珠(ミクロパ一ル)(积水フアィンケミカル社制造)等。另外,磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶态二氧化硅、羟基磷灰石等无机化合物分散剂也可以使用。
作为可以和上述树脂微粒、无机化合物分散剂并用的分散剂,也可以通过高分子系保护胶体使分散液滴稳定。例如,可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、α-氰基丙烯酸、α-甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸或马来酸酐等酸类,或含羟基的(甲基)丙烯酸系单体,例如丙烯酸-β-羟乙基、甲基丙烯酸-β-羟乙基、丙烯酸-β-羟丙基、甲基丙烯酸-β-羟丙基、丙烯酸-γ-羟丙基、甲基丙烯酸-γ-羟丙基、丙烯酸-3-氯-2-羟丙基、甲基丙烯酸-3-氯-2-羟丙基、二甘醇单丙烯酸酯、二甘醇单甲基丙烯酸酯、丙三醇单丙烯酸酯、丙三醇单甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺等,乙烯醇或乙烯醇的醚类,例如,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚等,或者,乙烯醇和含羧基的化合物的酯类,例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺或它们的羟甲基化合物、氯代丙烯酸、氯代甲基丙烯酸等酰氯类,乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、吖丙啶等含氮化合物,或含有其杂环的化合物等的均聚物或共聚物,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、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基苯基醚、聚氧乙烯硬脂基苯基酯、聚氧乙烯壬基苯基酯等聚氧乙烯系、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等纤维素类等可以使用。
作为分散的方法,没有特别的限定,但优选低速剪断式、高速剪断式、摩擦式、高压喷射式、超声波等已知的设备。其中,为了使分散体的粒径达到2~20μm,优选高速剪断式。在使用高速剪断式分散机时,对转数未作特别限定,但通常为1000~30000rpm,优选5000~20000rpm。对分散时间没有特别限定,但在采用间歇式时,通常为0.1~5分钟。作为分散时的温度,通常为0~150℃(加压下),优选40~98℃。
(3) 在制造乳化液的同时,添加胺类(B),与具有异氰酸酯基的聚酯
预聚物(A)反应。该反应伴随着分子链的交联及/或扩链。反应
时间,可根据聚酯预聚物(A)具有的异氰酸酯基结构和胺类(B)
的反应性来加以选择,通常为10分~40小时,优选2~24小
时。反应温度,通常为0~150℃,优选40~98℃。另外,可根
据需要,使用众所周知的催化剂。具体的可以举出二丁基锡月
桂酸酯、二辛基锡月桂酸酯等。
(4) 反应终止后,从乳化分散体(反应物)除去有机溶剂,进行洗涤、
干燥,得到调色剂母体粒子。为了去除有机溶剂,把整个体系
在层流搅拌状态下缓慢升温,在一定的温度区域进行强烈搅拌
后,脱除溶剂,制成纺锤形调色剂母体粒子。另外,在采用磷
酸钙盐等酸、碱可以溶解的物质作为分散稳定剂时,采用盐酸
等酸溶解磷酸钙以后,用水洗等方法,从调色剂母体粒子去除
磷酸钙盐。采用其他的酶进行分解等操作也可以去除。
(5) 往上述得到的调色剂母体粒子中加入带电控制剂,然后,外添
加二氧化硅微粒、氧化钛微粒等无机微粒,得到调色剂。带电
控制剂的加入以及无机微粒的外添加,可以采用混合机等众所
周知的方法进行。借此,可以容易的得到小粒径、粒径分布窄
的调色剂。另外,由于在去除有机溶剂工序,通过强烈搅拌,
可将其形状控制在真球状至橄榄球状之间,另外,表面形态也
可以控制在平滑至皱纹形状之间。
另外,本发明涉及的调色剂是用下列形状系数SF-1、SF-2的值规定的球形调色剂。图8是用于说明形状系数SF-1、SF-2的调色剂的形状模式图。形状系数SF-1,表示调色剂形状的圆形比例,用下式(1)表示。且是将调色剂在2维平面上投影的形状的最大长度MXLNG的平方,用图形面积AREA除,再乘以100π/4所得到的值。
SF-1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) 式(1)
SF-1的值为100时,调色剂形状为真球,SF-1的值愈大愈成为不定形。另外,形状系数SF-2表示调色剂形状凹凸的比例,用下述式(2)表示。且是将调色剂投影到2维平面上图形的周长PERI的平方用图形面积AREA除,再乘以100π/4得到的值。
SF-2={(PERI)2/AREA}×(100π/4) 式(2)
SF-2值为100时,调色剂表面不存在凹凸,SF-2值愈大,调色剂表面凹凸愈显著。
形状系数的测定,具体的可以采用扫描型电子显微镜(S-800,日立制作所制造)摄取调色剂照片,将其导入图像解析装置(LUSEX3,ニレコ社制造)进行解析、计算。
本发明涉及的调色剂是SF-1在100~180的范围内,SF-2在100~180的范围内的调色剂。当调色剂形状接近球形时,调色剂和调色剂,或调色剂和感光体1通过接触点接触,所以,调色剂彼此之间的吸附力变弱,而流动性增高,另外,调色剂和感光体1的吸附力也变弱,转印率增高。另一方面,球形调色剂由于容易进入第1清洗刮刀8a和感光体1的间隙,所以,调色剂的形状系数SF-1和SF-2最好在100以上。另外,当SF-1和SF-2增大时,调色剂散落在图像上,图像质量下降。因此,SF-1和SF-2不大于180者是优选的。
另外,本发明涉及的调色剂形状大致呈球状,可用下列形状标准加以表示。图9是本发明涉及的调色剂形状的模式图。在图9中,将大致呈球状调色剂,用长轴r1、短轴r2、厚度r3(但是,r1≥r2≥r3)限定时,本发明的调色剂,其长轴和短轴之比(r2/r1)(参照图9(b))在0.5~1.0,厚度和短轴之比(r3/r2)(参照图9(c))在0.7~1.0的范围是优选的。当长轴和短轴之比(r2/r1)小于0.5时,由于偏离真球形状,网点再现性及复印效率降低,得不到高质量的图像。另外,厚度和短轴之比(r3/r2)小于0.7时,接近扁平形状,得不到球形调色剂那样的高复印率。特别是,厚度和短轴之比(r3/r2)为1.0时,变成以长轴作为旋转轴的旋转体,调色剂的流动性增加。还有,r1、r2、r3用扫描型电子显微镜(SEM),改变视野的角度一边进行照相、观察,一边进行测定。
按上法制造的调色剂,既使作为不用磁性载体的1成分体系的磁性调色剂,或非磁性调色剂都可以使用。另外,在2成分体系显影剂中使用时,只要和磁性载体混合使用即可,作为磁性载体,可以采用含铁、镁、Mn、Zn、Cu等2价金属的铁氧体,体积平均粒径20~100μm是优选的。在平均粒径小于20μm时,在显影时载体易附着在感光体1上,当大于100μm时,与调色剂的混合性降低,调色剂的带电量不足,连续使用时易产生带电不良等。另外,含Zn的Cu铁氧体的饱和磁化高,是优选的,但可以针对成像装置100的工序加以适当选择。作为被覆磁性载体的树脂,没有特别的限定,例如,可以举出有机硅树脂、苯乙烯-丙烯酸树脂、含氟树脂、烯烃树脂等。其制造方法,可把被覆用树脂溶在溶剂中,喷至流动层中,在芯上进行涂敷,另外,用静电使树脂粒子附着在核粒子上后,使进行热熔融进行被覆也可。被覆的树脂厚度为0.05~10μm,优选0.3~4μm。
如上所述,采用本发明的第1实施方案,感光体、中间转印体等像载体、或传送纸带等记录部件支承体表面的调色剂及附着物质可用研磨用刮刀有效地除去,即使是在显影工序采用球形化、小粒径化的调色剂时,可以提供经长期使用时,也可以保持良好的清洗功能的清洗装置。另外,还可以提供是具有上述清洗装置的,且经长期使用时,不发生图像质量劣化的套色盒、成像装置及调色剂。
第2实施方案
下面根据附图,详细说明本发明的第2实施方案。
图10是本发明第2实施方案涉及的成像装置的概略构成图。该成像装置与先前所述的第1实施方案相同,以与作为像载体的感光体1周围接近或相接触地配置有:与感光体1上一样带电荷的带电装置2、为在带电的感光体1上形成静电潜像的曝光装置3、使静电潜像进行显影而形成调色剂图像的显影装置4、用于在记录纸上转印调色剂图像的转印装置6、把调色剂图像转印后的感光体上进行清洗的清洗装置8、用于除去感光体上残留电荷的除电荷灯9。
下面,对本发明的清洗装置8加以说明。清洗装置8,作为清洗装置,从感光体1的旋转方向的上游侧依次具有第1清洗刮刀8a、第2清洗刮刀12两个刮刀。另外,把经过清洗的调色剂加以回收的回收叶轮8d以及输送该调色剂的回收螺旋管8c。第1清洗刮刀8a是由金属、树脂、橡胶等材质构成的,但是,优选的是氟橡胶、硅橡胶、异丁橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶,其中特别优选的是聚氨酯橡胶。
另一方面,第2清洗刮刀12,如图11所示,是由刮刀母体层12a和研磨剂粒子含有层12b两层结构构成的研磨用刮刀。刮刀母体层12a是由橡胶、树脂、金属等材质构成的。其中,和第1清洗刮刀8a同样,橡胶是优选使用的,聚氨酯橡胶是特别优选的。研磨剂粒子含有层12b是研磨剂粒子分散在上述橡胶中形成的。当刮刀母体层12a由橡胶构成时,而且,在研磨剂粒子含有层12b中所用的橡胶硬度,优选65度以上85度以下。当硬度小于65度时,刮刀易发生磨耗,另外,当硬度大于85度时,刮刀的刀口易产生缺陷。
作为研磨剂粒子,可以举出氮化硅等氮化物、硅酸铝、硅酸镁、云母、硅酸钙等硅酸盐,碳酸钙、石膏等石灰质物质,碳化硅、碳化硼、碳化钽、碳化钛、碳化铝、碳化锆等碳化物,氧化铈、氧化铬、氧化钛、氧化铝等氧化物。其中,优选研磨力优良的氧化铈。
研磨剂粒子的平均粒径,优选为0.05μm以上100μm以下。平均粒径小于0.05μm时,粒子过细,难以在橡胶中均匀分散,作为研磨用的刮刀的研磨力不足。另外,当平均粒径大于100μm时,由于研磨力过大,损伤感光体1的表面,也是不理想的。
研磨剂粒子的含量,优选为研磨剂粒子含有层的0.5重量%以上50重量%以下。当研磨剂粒子的含量低于0.5重量%时,分散稀疏,不能均匀地研磨。另外,当研磨剂粒子的含量大于50重量%时,研磨剂粒子的密度过高,容易产生脱落。成本也升高。
刮刀母体层12a、研磨剂粒子含有层12b各自的厚度可以任意设定,但是,研磨剂粒子含有层12b的厚度,优选为第2清洗刮刀12总厚度的0.5%以上50%以下。当研磨剂粒子含有层12b的厚度小于0.5%时,由于对刮刀的磨耗无容限,不能保持时效质量。另外,当研磨剂离子的含有层12b的厚度大于50%时,不能充分发挥橡胶本来具有的弹性功能,对感光体1不能均匀研磨。
上述具有两层结构的第2清洗刮刀12,使在研磨剂离子12b形成的研磨面与感光体1接触地进行设置。第1清洗刮刀8a主要是进行感光体1上复印残留的调色剂和纸粉的去除。第2清洗刮刀12,把从调色剂脱离的无机微粒作为主成分的感光体1上的附着物质以及成膜物质等,用研磨面削落除去。
另外,从第1清洗刮刀8a露掉的调色剂以及纸粉等也可以同时去除。研磨剂粒子具有某种宽度分散的第2清洗刮刀12的研磨剂粒子含有层12b与感光体1接触,因此感光体1的膜被削落的均匀,感光体1不理想的情况不会产生。另外,与在清洗刮刀表面涂敷研磨剂的研磨刮刀相比,由于研磨剂不发生剥落,短期内不产生磨损,所以,可以得到长期保持优良的清洗功能的清洗装置。
下面,对第1清洗刮刀8a和第2清洗刮刀12的关系加以说明。作为优选实施方案,第1清洗刮刀8a和第2清洗刮刀12的刮刀母体层12a由橡胶构成时,第2清洗刮刀12的刮刀母体层12a的橡胶硬度,比第1清洗刮刀8a的橡胶硬度高者是优选的。这是因为,采用第1清洗刮刀8a不能除去的附着物质以及成膜物质等,要用更强的研磨力除去。
第1清洗刮刀8a和第2清洗刮刀12对感光体1的接触,如图10所示。双方采用逆接方式是优选的。第1清洗刮刀8a采用逆接方式时,可以有效除去感光体1上复印残留的调色剂以及纸粉。第2清洗刮刀12采用逆接方式时,使感光体1上的附着物质通过与第2清洗刮刀接触的碰撞冲击而除去,可以得到良好的清洗性能。
此时,第2清洗刮刀12的接触角优选5度以上25度以下。当第2清洗刮刀12的接触角小于5度时,刮刀成为围腰带,由于蠕变现象,不能发挥时效研磨功能。另外,当大于25度时,由于工作完成时的感光体1的逆转,刮刀发生卷曲。
第2清洗刮刀12的接触压力,优选10gf/cm以上60gf/cm以下。当第2清洗刮刀12的接触压力低于10gf/cm时,由于接触压力低,感光体1上的附着物容易从第2清洗刮刀12上逃掉,不能充分去除。另外,当大于60gf/cm时,感光体1的膜被削量增加,感光体1的寿命缩短,是不理想的。
根据第2清洗刮刀12的硬度,和上述接触压的关系得到的第2清洗刮刀12对感光体1的吃刀量,优选0.2mm以上1.5mm以下。按上述那样的吃刀量设置第2清洗刮刀12,则感光体1的膜被削量不会过量增加,作为进行附着物去除的研磨刮刀的作用,可以充分发挥。
图12是表示另一实施方案成像装置的概略构成图。如图12所示,第1清洗刮刀8a和第2清洗刮刀12对感光体1的接触,优选的是第1清洗刮刀11采用逆接方式,第2清洗刮刀12也可以采用顺接方式。第1清洗刮刀8a采用逆接方式的理由与先前的同样。另一方面,当第2清洗刮刀12采用顺接方式时,感光体1上的附着物质去除能力降低若干。然而,由于调色剂几乎无进入第2清洗刮刀12的能力,因此刮刀容易产生卷曲状,但是,通过采用拖动方式接触,可以避免这种状况。此时,第2清洗刮刀12的接触压力,由于与采用逆接方式接触同样的理由,优选10gf/cm以上60gf/cm以下。采用上述范围的接触压力,使第2清洗刮刀12接触,可以进行良好的清洗。
另外,在图10及图12所示的清洗装置中,第2清洗刮刀12对感光体1的接触,除经常的接触以外,也可以采用适当的定时进行间断接触的构成。在这种情况下,在第2清洗刮刀12上必须设置利用螺线管、凸轮等离合机构。通过第2清洗刮刀12的间断接触,可以减少感光体1的膜被削量,延长感光体1的寿命。
另外,第2清洗刮刀12最好具有摇动机构。图13是表示第2清洗刮刀的摇动机构图。第2清洗刮刀12由图中未示出的加压夹具支承,在加压夹具的铆接头前端具有轴承,碰上带摇动凸轮的齿轮50的凸轮面50a。当感光体1在箭头A方向旋转时,带摇动凸轮的齿轮50在箭头B方向旋转,因此,第2清洗刮刀12在箭头方向摇动。由于第2清洗刮刀12具有摇动机构,对研磨剂粒子含有层12a中的研磨剂粒子分散多少有些偏重而加以补偿,所以,感光体1的膜被削可以达到均匀。另外,由于第1清洗刮刀8a中不含有研磨剂粒子,感光体1的膜被削稍有发生,所以,可以采用通过与第2清洗刮刀12的同样的摇动机构,同时进行摇动的构成。
另外,为了使感光体1的膜被削更加均匀,第1清洗刮刀8a和和第2清洗刮刀12,以不同的位相进行摇动是优选的。为了使两者以不同的位相摇动,在带摇动凸轮的齿轮50的凸轮面50a的内侧,设置具有另一位相的凸轮面,通过各种不同的凸轮面使其摇动的机构。
可以作成一种套色盒,该套色盒含有以上说明的本发明的清洗装置8、感光体、和从带电装置及显影装置中选择的任意装置,并被整体支承装卸自如地在成像装置本体上形成。采用该套色盒,即使在采用小粒径调色剂进行显影的成像工艺中,也可以成为感光体上的清洗功能长期保持,图像质量不发生恶化的。
安装了本发明清洗装置8的成像装置,不限于图10及图12的构成,既可以是备有使感光体1上的调色剂图像暂时被转印并负载的中间转印体的构成,也可以是备有多个为形成多色图像感光体的构成。特别是,安装了本发明的清洗装置8而得到大效果的成像装置,显影装置4中使用的调色剂,有时是平均圆形度0.90以上而接近球形、体积平均粒径为3~10μm的小粒径调色剂。小粒径而接近球形的调色剂,进入感光体和清洗刮刀的间隙中并容易逃掉。
另外,当为小粒径时,蜡和无机微粒等添加剂在调色剂粒子中的含量有增大的倾向,所以,它们从调色剂脱离而附着在感光体上,而发生污染。然而,采用本发明的清洗装置8,通过第1清洗刮刀8a把感光体1上的转印残留调色剂及纸粉去除,通过第2清洗刮刀12把蜡及无机微粒作为主成分的感光体1上的附着物质,用研磨面磨削去除。另外,从第1清洗刮刀8a漏掉的调色剂及纸粉等也可以通过第2清洗刮刀12除去。另外,第2清洗刮刀是由刮刀母体层12a和研磨剂粒子层12b构成,由于是具有某种宽度使研磨剂粒子分散的构成,所以研磨剂粒子不发生剥落,经长期使用时仍可保持良好的清洗功能。
下面,对本发明涉及的成像装置使用的调色剂加以说明。调色剂是以着色剂和聚酯作为主成分的、在含有带电控制剂构成的调色剂母体粒子中,至少外添加二氧化硅微粒而构成的调色剂,该调色剂是带电控制剂存在于调色剂母体粒子表面的重量M和存在于整个调色剂母体粒子中的重量T之比M/T在100以上1000以下而构成的调色剂。在这里,重量比M/T,系指不存在带电控制剂以外的成分,只存在带电控制剂,并且,对除去H、C、O以及稀有气体元素以外的长周期型周期表中第5周期前的1个元素,用X线光电子分光法(XPS)测量的值。
上述调色剂,由于采用了玻璃化转变点(Tg)低的聚酯作为粘合剂树脂,并采用了低温定影性优良的调色剂,另外,由于带电控制剂显示上述重量比M/T的值,在调色剂表面上以压倒的多数量存在,所以,是带电稳定性优良的调色剂。由二氧化硅等无机微粒构成的外添加剂,为了辅助调色剂粒子的流动性、带电性等而添加至调色剂粒子表面。
在这里,二氧化硅、氧化钛等无机微粒具有负极性,通过使用水杨酸金属络合物及盐类等具有同样的负极性的带电控制剂的本调色剂,在其表面,外添加剂和带电控制剂发生电排斥。另外,由于带电控制剂硬,所以,二氧化硅等无机微粒具有容易从调色剂脱离的倾向。在无机微粒中,特别是二氧化硅微粒,从调色剂脱离而附着在感光体上,易变成影响图像质量的附着物质成分,对此,本发明人通过试验而得到证实。然而,如果采用安装了本发明的清洗装置的成像装置,通过采用上述调色剂,在感光体上产生的附着物质也可以除去,图像保持高质量。
下面,对调色剂的具体构成成分、以及制造方法加以说明。该第2实施方案中的调色剂,其着色剂、聚酯、带电控制剂、脱模剂、外添加剂、制造方法,与上述第1实施方案同样,对其说明在这里省略。
实施例
示出下列实施例更具体地说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。还有,下列“份”,表示“重量份”。
调色剂1的制造
未改性聚酯的制造
往安装了冷却管、搅拌机及氮气导入管的反应槽中添加双酚A环氧乙烷2摩尔加成物690份、对苯二甲酸256份,于常压下、230℃进行缩聚8小时,然后,在10~15mmHg的减压下反应5小时后,冷却至160℃,往其中添加18份邻苯二甲酸酐,反应2小时,得到未改性聚酯(a)。
聚酯预聚物的制造
往安装了冷却管、搅拌机及氮气导入管的反应槽中添加双酚A环氧乙烷2摩尔加成物800份、间苯二甲酸180份、对苯二甲酸60份以及***2份,于常压下、230℃进行反应8小时,然后,在10~15mmHg的减压下一边进行脱水一边反应5小时后,冷却至160℃,往其中添加32份邻苯二甲酸酐,反应2小时。然后,冷却至80℃,在醋酸乙酯中,与异佛尔酮二异氰酸酯170份反应2小时,得到含有异氰酸酯基的聚酯预聚物(b)。
酮亚胺化合物的制造
往安装了搅拌棒及温度计的反应槽中加入异佛尔酮二胺30份和甲基乙基酮70份,于50℃反应5小时,得到酮亚胺化合物(c)。
调色剂的制造
往烧杯内放入上述聚酯预聚物(b)15.4份、未改性的聚酯(a)60份、醋酸乙酯78.6份,搅拌溶解。然后,加入作为脱模剂的米蜡(熔点83℃)10份、酞菁铜蓝颜料4份,在60℃用TK式均化器以12000rpm进行搅拌,使均匀的溶解、分散。最后,加入酮亚胺化合物(c)2.7份,使溶解。以其作为调色剂材料(d)。往烧杯内加入离子交换水306份、磷酸三钙10%悬浮液265份、十二烷基苯磺酸钠0.2份、平均粒径0.20μm的苯乙烯/丙烯酸类树脂粒子,使均匀分散。然后,升温至60℃,用TK式均化器以12000rpm一边进行搅拌,一边加入上述调色剂材料液(d),搅拌10分钟。接着,把该混合液称量500g,放入带搅拌棒及温度计的烧瓶内,升温至45℃,减压下一边使聚酯预聚物(a)和酮亚胺化合物(c)反应,一边花0.5小时除去溶剂,过滤、洗涤、干燥后,进行风力分级,得到调色剂母体粒子。
然后,把得到的调色剂母体粒子100份及带电控制剂(ボントロンE-84,ォリェント化学社制造)0.25份放入Q型混合器(三井矿山社制造),把透平型叶轮的周速设定在50m/sec,运行2分钟,休止1分钟,进行5次循环,合计处理时间10分钟。另外,添加疏水性二氧化硅(H2000,クラリアントジャパン社制造)0.5份,以周速15m/sec混合30秒,休止1分钟,进行5次循环,得到蓝色调色剂。然后,把疏水性二氧化硅0.5份和疏水性氧化钛0.5份用亨舍尔混合器进行混合,得到调色剂(1)。
调色剂2~4
把调色剂(1)制造中使用的酞菁铜蓝颜料4份,分别用联苯胺黄颜料6份、若丹明色淀颜料6份、炭黑10份代替,采用同样的方法,制得调色剂2~4。
在图10所示的成像装置上,用上述得到的调色剂1~4进行成像。成像操作如下所述。使感光体1在反时针方向旋转。感光体1采用除电荷灯9去除电荷,使表面电位平均到0~-150V的基准电位。然后,用带电装置2使其带电、使表面电位达到-1000V前后。然后,用曝光装置3进行曝光,照射光的部分(图像部分)的表面电位达到0~-200V。采用显影装置4,使体壳上的调色剂附着在上述图像部分上。使形成了调色剂图像的感光体1旋转移动,从图中未示出的给纸部,采用与传送装置6一致的计时器,把记录纸传送给记录纸前端部和图像前端部,用复印装置6复印感光体1表面上的调色剂图像。然后,把记录纸传送给图中未示出的定影装置,采用热和压力,使调色剂熔融定影后,排至机外。
感光体1上残留的未复印调色剂及附着物质,用清洗装置8的第1清洗刮刀8a及第2清洗刮刀12扫落,然后,用电荷去除灯9除去残留的电荷,达到无调色剂及附着物质的初期状态,移送至下一个成像工序。
采用上述成像工序,进行150k张图像输出,但是,即使采用调色剂1~4的任何一种,150k张后的图像,仍未见到引起成膜等图像异常,图像质量良好。
如上所述,采用本发明的第2实施方案,从图像载体旋转方向的上流侧具有第1清洗刮刀、第2清洗刮刀2个刮刀,第2清洗刮刀被作成由刮刀母体层和研磨剂粒子含有层的两层结构构成的研磨用刮刀,因此,可以提供能除去图像载体上的附着物质,长期保持良好的清洗功能的清洗装置。特别是,在采用球形、小粒径的调色剂进行显影的成像装置中,从调色剂表面容易脱离的无机粒子成为核心而形成的感光体上的附着物质也可以有效的除去。安装了本发明的清洗装置的成像装置,因具有优良的清洗功能,所以,是长期保持图像质量不劣化的成像装置。
产业上利用的可能性
如上所述,本发明涉及的清洗装置、套色盒、成像装置以及调色剂,由于具有:使橡胶等刮刀接触旋转体表面,把该表面上的附着物加以清除的清洗刮刀;和在该清洗刮刀的下流侧,研磨该旋转体表面的研磨用刮刀,所以,感光体磁鼓等图像载体以及转印带等记录部件支承体、纸传送带加以清洗的复印机及激光打印机、激光传真机装置等成像装置是适用的,特别适于除去旋转体附着物使其恢复初期性能的装置及***。
Claims (56)
1.一种清洗装置,其特征在于其具有:与图像载体或记录部件支承体接触,除去该表面残留物的清洗刮刀;和
在上述清洗刮刀的下流侧设置的,与上述图像载体或记录部件支承体接触的,具有在弹性材料中含有研磨剂粒子所构成的研磨剂粒子含有层的研磨用刮刀,
上述研磨用刮刀,在与上述图像载体或记录部件支承体接触而形成的接触面中的研磨剂粒子的体积占有率为50%以上90%以下。
2.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀和图像载体或记录部件支承体的接触宽度为0.01mm以上5mm以下。
3.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀是由上述研磨剂粒子含有层1层结构构成。
4.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀是由刮刀母体层和上述研磨剂粒子含有层两层结构构成。
5.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀中所用的弹性材料是橡胶硬度65度以上100度以下的橡胶材料。
6.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀中所用的弹性材料是橡胶硬度85度以上100度以下的橡胶材料。
7.按照权利要求5中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀中所用的弹性材料是动摩擦系数在1.5以下的橡胶材料。
8.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的研磨剂粒子含有层,其中研磨剂粒子含量为0.5重量%以上50重量%以下。
9.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的研磨剂粒子含有层,其研磨剂粒子体积占有率有梯度分布,体积占有率在50%以上的研磨剂粒子富集层,在刮刀厚度方向上厚度为5μm以上100μm以下。
10.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的研磨剂粒子含有层,是将平均粒径及/或种类不同的多种研磨剂粒子加以混合而含有的。
11.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的研磨剂粒子含有层,含有纯度80%以上的氧化铈。
12.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀中所用的研磨剂粒子的平均粒径为0.05μm以上100μm以下。
13.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀设置成,把研磨剂粒子含有层构成的刀口一部分加以切削,并将该切削面与图像载体或记录部件支承体接触。
14.按照权利要求13中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀由研磨剂粒子含有层构成的刀口的曲率R为5μm以上150μm以下。
15.按照权利要求14中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的研磨剂粒子含有层构成的刀口的曲率R,是制造该研磨用刮刀时在切断片材时同时形成的。
16.按照权利要求15中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀是在制造时,在切断片材时,对着片材表面不是垂直方向而是设定角度地加以切断而制造的。
17.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀设置成由研磨剂粒子含有层构成的刀口与图像载体或记录部件支承体接触,并通过图像载体或记录部件支承体的空转,切削该接触部分。
18.按照权利要求1中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀采用顺接方式与图像载体或记录部件支承体接触。
19.按照权利要求18中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的接触角为5度以上25度以下。
20.按照权利要求18中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的接触压力为10gf/cm以上80gf/cm以下。
21.按照权利要求18中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨用刮刀的吃刀量为0.2mm以上1.5mm以下。
22.一种套色盒,该套色盒至少包括图像载体或记录部件支承体,和清洗该图像载体或该记录部件支承体表面的清洗装置,且装卸自如地形成于成像装置本体上,其特征在于,所说的清洗装置具有与上述图像载体或上述记录部件支承体接触的,除去该表面的残留物的清洗刮刀;和在上述清洗刮刀的下流侧设置的,与上述图像载体或记录部件支承体接触的,且具有在弹性材料中含有研磨剂粒子所构成的研磨剂粒子含有层的研磨用刮刀,而且在所述研磨用刮刀与图像载体或记录部件支承体接触而形成的接触面中的研磨剂粒子的体积占有率为50%以上90%以下。
23.一种成像装置,其特征在于,该成像装置具有:
负载潜像的图像载体;和
使上述图像载体表面均匀带电的带电装置;和
在带电的上述图像载体表面上基于图像数据进行曝光并写入潜像的曝光装置;和
往上述图像载体表面上形成的潜像供给调色剂,形成可视图像的显影装置;和
把上述图像载体表面的可视图像转印至记录材料上的转印装置;和
清洗装置,该清洗装置具有:与上述图像载体接触,除去该表面的残留物的清洗刮刀;和在上述清洗刮刀下流侧配置的,且与上述图像载体或记录部件支承体接触,并具有在弹性材料中含有研磨剂粒子构成的研磨剂粒子含有层的研磨用刮刀;而且该研磨用刮刀,在接触上述图像载体或记录部件支承体而形成的接触面中的研磨剂粒子的体积占有率为50%以上90%以下。
24.一种成像装置,其特征在于,该成像装置具有:
负载潜像的第1图像载体;和
使上述第1图像载体表面均匀带电的带电装置;和
在带电的第1图像载体表面上基于图像数据进行曝光并写入潜像的曝光装置;和
往上述第1图像载体表面上形成的潜像供给调色剂,形成可视图像的显影装置;和
把上述第1图像载体表面上的可视图像暂时转印至第2图像载体上,然后,把上述第2图像载体保持的可视图像转印到记录部件上的转印装置;和
清洗装置,该清洗装置具有:作为清洗上述第2图像载体表面的装置,与上述第2图像载体接触,除去该表面上的残留物的清洗刮刀;和在清洗刮刀下流侧配置,并与上述第2图像载体接触,且具有在弹性材料中含有研磨剂粒子而构成的研磨粒子含有层的研磨用刮刀,而且上述研磨用刮刀,接触上述第2图像载体而形成的接触面中的研磨剂粒子的体积占有率为50%以上90%以下。
25.一种成像装置,其特征在于,该成像装置具有:
负载潜像的图像载体;和
使上述图像载体表面均匀带电的带电装置;和
在带电的上述图像载体表面上基于图像数据进行曝光并写入潜像的曝光装置;和
往上述图像载体表面上形成的潜像供给调色剂,形成可视图像的显影装置;和
把上述图像载体表面的可视图像转印到记录部件上的转印装置;和
在转印位置近傍,支承并传送记录部件的记录部件支承体;和
清洗装置,该清洗装置具有:作为清洗上述记录部件支承体的表面的装置,与上述记录部件支承体接触,除去该表面残留物的清洗刮刀;和在上述清洗刮刀下流侧配置的,与上述记录部件支承体接触,且具有在弹性材料中含有研磨剂粒子构成的研磨剂粒子含有层的研磨用刮刀,而且上述研磨用刮刀,与上述记录部件支承体接触而形成的接触面中的研磨剂粒子的体积占有率为50%以上90%以下。
26.按照权利要求23中所述的成像装置,其特征在于,上述显影装置中所用的调色剂,其体积平均粒径为3~8μm,体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)在1.00~1.40范围内。
27.按照权利要求23中所述的成像装置,其特征在于,上述显影装置中所用的调色剂,是将至少把具有含氮原子的官能基的聚酯预聚物、聚酯、着色剂、脱模剂分散在有机溶剂中产生的调色剂材料液,在水系介质中进行交联和/或扩链反应而得到的调色剂。
28.按照权利要求23中所述的成像装置,其特征在于,上述显影装置中所用的调色剂,其形状系数SF-1在100~180的范围内,形状系数SF-2在100~180的范围内。
29.按照权利要求23中所述的成像装置,其特征在于,上述显影装置中所用的调色剂是大致呈球状的。
30.按照权利要求29中所述的成像装置,其特征在于,上述调色剂的形状由长轴r1、短轴r2、厚度r3限定(式中,r1≥r2≥r3),长轴r1和短轴r2之比(r2/r1)在0.5~1.0的范围内,厚度r3和短轴r2之比(r3/r2)在0.7~1.0的范围内。
31.一种调色剂,该调色剂是供给电子照相方法的显影工序,在权利要求23~25的任何一项所述的成像装置中使用的调色剂,其特征在于,
其体积平均粒径为3~8μm,体积平均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)之比(Dv/Dn)在1.00~1.40范围内。
32.按照权利要求31中所述的调色剂,其特征在于,所述调色剂是将至少把具有含氮原子的官能基的聚酯预聚物、聚酯、着色剂、脱模剂分散在有机溶剂中产生的调色剂材料液,在水系介质中进行交联和/或扩链反应而得到的调色剂。
33.按照权利要求31中所述的调色剂,其特征在于,上述调色剂,其形状系数SF-1在100~180的范围内,形状系数SF-2在100~180的范围内。
34.按照权利要求31中所述的调色剂,其特征在于,上述调色剂是大致呈球状的。
35.按照权利要求34中所述的调色剂,其特征在于,上述调色剂的形状由长轴r1、短轴r2、厚度r3限定(式中,r1≥r2≥r3),长轴r1和短轴r2之比(r2/r1)在0.5~1.0的范围内,厚度r3和短轴r2之比(r3/r2)在0.7~1.0的范围内。
36.一种清洗装置,其特征在于,该清洗装置具有:
与图像载体或记录部件支承体接触,去除该表面残留物的清洗刮刀和;
配置在上述清洗刮刀的下流侧,与上述图像载体或记录部件支承体接触,并具有刮刀母体层和研磨剂粒子含有层两层结构的研磨用刮刀。
37.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨用刮刀中所述研磨剂粒子含有层的厚度是刮刀总厚度的0.5%以上50%以下。
38.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨剂粒子含有层,是研磨剂粒子分散在橡胶硬度65度以上85度以下的橡胶中构成的。
39.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨剂粒子含有层,所含的研磨剂粒子为氧化铈。
40.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨剂粒子含有层,所含的研磨剂粒子的平均粒径为0.05μm以上100μm以下。
41.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,上述研磨剂粒子含有层中研磨剂粒子的含量为0.5重量%以上50重量%以下。
42.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,所述刮刀母体层是由橡胶、树脂、金属的任何一种构成的。
43.按照权利要求42中所述的清洗装置,其特征在于,所述刮刀母体层,是橡胶硬度在65度以上85度以下的橡胶。
44.按照权利要求43中所述的清洗装置,其特征在于,所述刮刀母体层的橡胶硬度,比上述清洗刮刀的橡胶硬度高。
45.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,所述清洗刮刀及所述研磨用刮刀,双方都以逆接方式与所述图像载体接触。
46.按照权利要求45中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨用刮刀的接触角为5度以上25度以下。
47.按照权利要求45中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨用刮刀的接触压力为10gf/cm以上60gf/cm以下。
48.按照权利要求45中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨用刮刀的吃刀量为0.2mm以上1.5mm以下。
49.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,所述清洗刮刀以逆接方式,而所述研磨用刮刀是以顺接方式与所述图像载体接触。
50.按照权利要求49中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨用刮刀的接触压力为10gf/cm以上60gf/cm以下。
51.按照权利要求36中所述的清洗装置,其特征在于,所述研磨用刮刀具有摇动机构。
52.按照权利要求51中所述的清洗装置,其特征在于,所述清洗刮刀具有摇动机构,并以与上述研磨用刮刀不同的位相进行摇动。
53.一种套色盒,该套色盒至少包括图像载体或记录部件支承体,和清洗该图像载体或该记录部件支承体表面的清洗装置,且装卸自如地形成于成像装置本体上,其特征在于,该清洗装置具有与上述图像载体或上述记录部件支承体接触的,除去该表面的残留物的清洗刮刀;和在上述清洗刮刀的下流侧配置的,与上述图像载体或上述记录部件支承体接触的,具有刮刀母体层和研磨剂粒子含有层两层结构的研磨用刮刀。
54.一种成像装置,其特征在于,其中具有:
负载潜像的图像载体;和
使上述图像载体表面均匀带电的带电装置;和
在带电的上述图像载体表面上基于图像数据进行曝光并写入潜像的曝光装置;和
往上述图像载体表面上形成的潜像供给调色剂,形成可视图像的显影装置;和
把上述图像载体表面上的可视图像转印至记录纸上的转印装置;和
清洗装置,该清洗装置具有:与上述图像载体或记录部件支承体接触,除去该表面上的残留物的清洗刮刀;和在上述清洗刮刀下流侧配置的,与上述图像载体或记录部件支承体接触的,具有刮刀母体层和研磨剂粒子含有层两层结构的研磨用刮刀。
55.按照权利要求54中所述的成像装置,其特征在于,上述显影装置中使用的调色剂,是在以着色剂和聚酯作为主成分、含有带电控制剂构成的调色剂母体粒子中,至少外添加二氧化硅微粒构成的调色剂,其母体粒子采用下列制造工序制造:
1)至少把着色剂、聚酯、预聚物、脱模剂分散在有机溶剂中,制成调色剂材料液的工序;
2)把上述调色剂材料液,在存在表面活性剂、树脂微粒的情况下,在水系介质中进行乳化的工序;
3)在上述2)的乳化液中进行预聚物的加聚反应的工序;
4)反应终止后,通过洗涤·干燥,制成调色剂母体粒子的工序。
56.按照权利要求55中所述的成像装置,其特征在于,上述调色剂中所含的带电控制剂,其在调色剂母体粒子表面存在的重量M和整个调色剂母体粒子中存在的重量T之比M/T在100以上1000以下。
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