CN1967405A - 显影装置,处理卡盒及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显影装置,处理卡盒及图像形成装置。所述显影装置包括:显影剂载置部件,用于载置收纳在显影装置中的显影剂,以便将显影剂运送到形成在像载置体上的图像上;第1搅拌部件,用于搅拌显影剂,将显影剂从第1室运送到所述显影剂载置部件;第2搅拌部件,相对第1搅拌部件,设置在显影剂载置部件的相反侧,用于搅拌显影剂,将显影剂从第2室运送到第1室;第1限制部件,设置在所述搅拌部件上方,与从所述室进入显影剂载置部件表面的显影剂接触,该第1限制部件使得显影剂载置部件上的显影剂均一分布。提供使得因搅拌运送手段引起的显影剂汲取不良均一、不发生螺距不匀图像、可靠性高的显影装置,处理卡盒及图像形成装置。
Description
技术领域
本发明涉及显影装置,处理卡盒及图像形成装置。更具体地说,涉及使用激光的复印机,打印机,传真机,复合机等,使用电子照相方式,在感光体等潜像载置体上形成图像,转印该图像,记录在纸或OHP片材等记录介质上。
背景技术
作为以往的对形成在像载置体上的静电潜像进行显影的方法,广泛使用由非磁性色调剂及磁性载体构成的双组分显影剂进行显影的双组分显影方法。其双组分显影装置从另外设置的色调剂供给部补给色调剂。通过显影装置内的搅拌手段搅拌该色调剂,使其载置在显影剂载置体上,使用该显影剂使得像载置体上的静电潜像可视化。通过搅拌手段充分搅拌来自色调剂供给部的色调剂,运送该色调剂,理应载置在显影剂载置体上,但是,若显影剂量过少,显影剂面高度变低,向显影剂载置体供给不足,会因搅拌运送手段即螺旋螺距不匀,发生不匀图像(以下简记为“螺旋不匀图像”)。为了防止发生该问题,增加显影剂量,增高显影剂面高度,但是,近年,在显影装置设置显影剂收纳空间,预先在显影装置内收纳显影剂成为主流,因此,增加显影剂量有限度,难以确保显影剂面具有充分高度。
于是,在例如特开2004-69789号公报(以下简记为“专利文献1”)中,公开了一种用于图像形成装置的显影装置,色调剂导向件将补给色调剂导向显影剂容器内的运送螺旋的回转方向上游侧的显影剂,所述色调剂导向件设置在所述显影剂容器的色调剂补给口附近。这样,通过二根螺旋将显影剂朝螺旋轴方向运送场合,由于被补给的色调剂与显影剂(载体)的比重差,色调剂被运送到显影剂上部,能解消补给色调剂与显影剂难以充分混合·搅拌的不良状态,充分混合·搅拌补给到显影剂容器内的色调剂与显影剂(载体),使得色调剂均一分布在显影剂中,能提供形成无浓度不匀,无色调剂飞散的图像的显影装置。
但是,专利文献1是将色调剂供给到显影剂内,由于显影剂面高度(压力)不同,色调剂取入量发生变化。另外,在显影剂载置体和运送螺旋部之间存在空间部,不能充分维持显影剂面高度,存在易发生螺距不匀图像的问题。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的,本发明的目的在于,提供使得因搅拌运送手段引起的显影剂汲取不良(螺距不匀)均一、不发生螺距不匀图像、可靠性高的显影装置,处理卡盒及图像形成装置。
为了实现上述目的,本发明提出以下方案:
(1)一种显影装置,包括:
显影剂载置部件,用于载置收纳在显影装置中的显影剂,以便将显影剂运送到形成在像载置体上的图像上;
第1搅拌部件,用于搅拌显影剂,将显影剂从第1室运送到所述显影剂载置部件;
第2搅拌部件,相对第1搅拌部件,设置在显影剂载置部件的相反侧,用于搅拌显影剂,将显影剂从第2室运送到第1室;
第1限制部件,设置在所述搅拌部件上方,与从所述室进入显影剂载置部件表面的显影剂接触,该第1限制部件使得显影剂载置部件上的显影剂均一分布。
这样,能提供不会发生因运送手段引起的螺距不匀图像的显影装置。
(2)在上述(1)所述的显影装置中,其特征在于:
进一步包括第2限制部件,用于限制通过所述搅拌部件运送来的并经第1限制部件均一的显影剂载置部件表面的显影剂层厚度。
(3)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述第1限制部件是相对显影装置独立的部件。
这样,能提供结构简单、成本低的显影装置。
(4)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述显影装置使用的显影剂包含粒径为20~50μm的载体粒子。
这样,能延长显影剂寿命,且通过控制磁性粒子粒径能提高图像质量。
(5)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述显影装置使用的显影剂包含载体粒子,该载体粒子包括磁性体的芯材以及包覆该芯材的树脂包覆膜;
所述树脂包覆膜包括使得热可塑性树脂和密胺树脂交联而得的树脂成份以及带电调整剂。
这样,能延长显影剂寿命,且能防止显影剂中磁性载体的形状摩耗,防止因与显影辊的摩擦系数低下而引起的显影剂运送性变化,长期间维持高的图像质量。
(6)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂是将至少包括聚酯预聚物、聚酯树脂、着色剂和脱模剂的色调剂组成材料分散在有机溶剂中,制备色调剂材料液,上述聚酯预聚物包含含有氮原子的官能团,在水系介质中使得上述色调剂材料液发生交联和/或伸长反应,制得色调剂。
(7)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂的体积平均粒径(Dv)处于3.0~8.0μm范围,体积平均粒径(Dv)和个数平均粒径(Dn)之比Dv/Dn处于1.00~1.40范围。
(8)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂的形状系数SF-1处于100~180范围,形状系数SF-2处于100~180范围。
(9)在上述(1)或(2)所述的显影装置中,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂大致呈球形状,其形状用长轴r1,短轴r2,厚度r3规定,且r1≥r2≥r3,短轴与长轴之比(r2/r1)处于0.5~1.0范围,厚度与短轴之比(r3/r2)处于0.7~1.0范围。
(10)一种处理卡盒,包括:
选自像载置体,充电装置及清洁装置的至少一个装置;以及显影装置,与上述至少一个装置支承为一体;
其特征在于,所述显影装置是上述(1)-(9)中任一个所述的显影装置。
这样,能提供不会发生因运送手段引起的螺距不匀图像的处理卡盒。
(11)一种图像形成装置,其特征在于:
该图像形成装置设有上述(1)-(9)中任一个所述的显影装置。
(12)一种图像形成装置,其特征在于:
该图像形成装置设有上述(10)所述的处理卡盒。
按照本发明的显影装置,处理卡盒以及图像形成装置,能防止因搅拌运送手段引起的显影剂汲取不良(螺距不匀),不会发生螺距不匀图像,提供可靠性高的显影装置,处理卡盒以及图像形成装置。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的激光打印机的概略构成图。
图2为本发明的处理卡盒图。
图3为显影装置图。
图4为设有显影剂层厚限制形状的显影装置图。
图5为本发明的载体说明图。
图6是用于说明形状系数SF-1的模式地表示色调剂形状的图。
图7是用于说明形状系数SF-2的模式地表示色调剂形状的图。
图8是色调剂外形形状概略图,其中,图8A表示色调剂外观图,图8B及图8C表示色调剂截面图。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明实施例,在以下实施例中,虽然对构成要素,种类,组合,形状,相对配置等作了各种限定,但是,这些仅仅是例举,本发明并不局限于此。
图1为本发明实施例涉及的激光打印机的概略构成图。该激光打印机设有四个色调剂像形成部1Y,1M,1C,1K,用于分别形成黄色(Y),品红色(M),青色(C),黑色(K)各色图像。沿着转印纸S的移动方向(图中箭头A所示的带60的移动方向)从上游侧顺序配置。所述色调剂像形成部1Y,1M,1C,1K分别设有作为像载置体的感光体鼓11Y,11M,11C,11K,以及显影组件。所述色调剂像形成部1Y,1M,1C,1K配置为:各感光体鼓的回转轴互相平行,且沿着转印纸移动方向以所定间隔配置。
本激光打印机除了所述色调剂像形成部1Y,1M,1C,1K,还设有光写入组件2,供纸盒3,4,一对定位辊5,转印组件6,带定影方式的定影组件7,排纸台8等。所述转印组件6作为带驱动装置,设有作为转印运送部件的转印运送带60,载置转印纸S运送通过各色调剂像形成部的转印位置。
另外,还设有手工供纸盘MF,色调剂补给容器TC。在图1中用点划线围住的空间SP中,装有废色调剂瓶,双面·翻转组件,电源组件等(没有图示)。
所述光写入装置2设有光源,多面镜,fθ透镜,反光镜等,根据图像数据,对上述各感光体鼓11Y,11M,11C,11K表面进行激光扫描照射。
图1中的虚线表示转印纸S的运送通道。从供纸盒3或4或手工供纸盘MF供给转印纸S,由没有图示的运送导向件导向,运送辊运送,送到一对定位辊5处暂时停止。所述一对定位辊5在所定时间送出转印纸S,载置在转印运送带60上,朝着上述各色调剂像形成部1Y,1M,1C,1K运送,通过各转印夹持部。
在各色调剂像形成部1Y,1M,1C,1K的感光体鼓11Y,11M,11C,11K上被显影的各色调剂像在各转印夹持部分别被叠合在转印纸S上,由于转印电场及夹持压力的作用,转印在转印纸S上。通过所述叠合转印,在转印纸S上形成彩色色调剂像。
另一方面,通过清洁装置清洁转印色调剂像后的各感光体鼓11Y,11M,11C,11K的表面,再进行消电,备作此后形成静电潜像。
形成有彩色调色剂像的转印纸S在定影组件7得到定影后,与切换导向件G的回转姿势相对应,朝着第1排纸方向B或第2排纸方向C排纸。从第1排纸方向B排出到排纸台8上场合,图像面朝下,以面朝下状态码放。
另一方面,朝着第2排纸方向C排出场合,朝着其他后处理装置(没有图示)例如分类,装订装置等运送,或者经翻转部,为了在两面形成图像,再次运向所述一对定位辊5。
本发明的图像形成装置包括载置静电潜像的像载置体,使得该像载置体带电的充电装置,显影装置,以及清洁装置。所述显影装置使得显影剂载置到显影剂载置体上,运送到与所述像载置体对向的显影区域,对像载置体上的潜像进行显影,成为色调剂像。再将显影后的色调剂像转印到转印材上,接着,所述清洁装置用于除去残留在所述像载置体上的转印残留色调剂。本发明的图像形成装置中的显影装置为以下所记载的本发明的显影装置。
本发明的处理卡盒安装在图像形成装置中,该图像形成装置包括载置静电潜像的像载置体,使得该像载置体带电的充电装置,显影装置,以及清洁装置。所述显影装置使得显影剂载置到显影剂载置体上,运送到与所述像载置体对向的显影区域,对像载置体上的潜像进行显影,成为色调剂像。再将显影后的色调剂像转印到转印材上,接着,所述清洁装置用于除去残留在所述像载置体上的转印残留色调剂。本发明的处理卡盒包括选自所述像载置体,充电装置及清洁装置的至少一个装置,以及所述显影装置,支承为一体,相对图像形成装置装卸自如。本发明的处理卡盒中的显影装置为以下所记载的本发明的显影装置。
本发明的图像形成装置中设有处理卡盒,上述显影装置结合在处理卡盒中,支承为一体,该处理卡盒相对复印机,打印机等图像形成装置本体装卸自如。如图2所示,符号1表示处理卡盒,20表示充电手段,40(400)表示显影手段,11表示感光体,70表示清洁手段。处理卡盒1由充电手段20,显影手段40(400),感光体11,清洁手段70构成。
图3表示显影装置。显影装置40设有显影辊42,其从壳体41开口局部露出。包括第1运送螺旋43,第2运送螺旋44,限制刮板45,色调剂浓度传感器46(以下简记为“T传感器”)等。
在上述壳体内,收纳包含磁性载体及带负电的色调剂的双组分显影剂49。通过所述第1运送螺旋43及第2运送螺旋44搅拌运送该双组分显影剂49,使其摩擦带电后,载置在上述显影辊42表面上。接着,通过上述限制刮板45限制其层厚,运向与感光体11对向的显影区域,将色调剂附着到感光体11的静电潜像上。通过该附着,在感光体11上形成色调剂像。由于显影消耗了色调剂的双组分显影剂随着显影辊42回转返回壳体内。在第1运送螺旋43和第2运送螺旋44之间设有分隔壁47。通过该分隔壁47在壳体内分隔成用于收纳显影辊42及第1运送螺旋43等的第1供给部或第1室41a,以及用于收纳第2运送螺旋44的第2供给部或第2室41b。通过驱动手段(没有图示)驱动第1运送螺旋43回转,将所述第1供给部内的双组分显影剂从图中前侧运向里侧,供给显影辊42。通过第1运送螺旋43运送到第1供给部的端部附近的双组分显影剂通过设在分隔壁47上的开口部(没有图示)进入第2供给部内。在第2供给部内,通过驱动手段(没有图示)驱动第2运送螺旋44回转,将从所述第1供给部送来的双组分显影剂朝与第1运送螺旋43逆方向运送。通过第2运送螺旋44运送到第2供给部的端部附近的双组分显影剂通过设在分隔壁47上的另一开口部(没有图示)回到第1供给部内。
由透磁率传感器构成的T传感器46设在所述第2供给部的中央附近的低壁上,与通过其上的双组分显影剂的透磁率相对应,输出电压。双组分显影剂的透磁率与色调剂浓度具有某种程度相关,T传感器46输出与色调剂浓度相对应的电压。该输出电压的值送向控制部(没有图示)。该控制部设有RAM,其中存储来自T传感器46的输出电压的目标值Vtref。另外,还存储搭载在其他显影装置中的来自T传感器的输出电压的目标值Vtref的数据。Vtref用于色调剂运送装置(没有图示)的驱动控制。具体地说,上述控制部驱动控制色调剂运送装置(没有图示),将色调剂供给到第2供给部内,使得来自T传感器46的输出电压的值接近Vtref。通过该补给,将显影装置40内的双组分显影剂的色调剂浓度维持在所定范围内。其他处理卡盒的显影装置也实施同样的色调剂补给控制。
下面,说明本实施例的特征。
图4表示在第1搅拌手段43上侧,在与移动到显影剂载置体上的显影剂接触的位置设有显影剂层厚限制部件50。在没有该限制部件50状态下,第1运送螺旋43和显影剂上面和显影剂载置体42的套表面接近,载置在显影剂载置体上移动的显影剂量受到第1运送螺旋43的螺旋局部影响,显影剂载置体上的显影剂层厚发生不匀。更具体地说,显影剂高度不足,第1运送螺旋43不能充分地汲取,在螺旋叶片与叶片之间部分,显影剂不能充分集聚,能充分汲取处和不能充分汲取处有差异,因此,移到显影剂载置体42上时,发生不匀。
但是,如图3所示,通过设置显影剂层厚限制部件50,剂面自身上升,不易受到螺旋影响。假使受到螺旋影响,在显影剂层厚限制部件的与显影剂载置体的最接近部50a,载置在显影剂载置体上的显影剂和显影剂层厚限制部件接触,能通过显影剂层厚限制部件50使得显影剂层厚均一。
使用双面胶带将显影剂层厚限制部件50安装在显影壳体的分隔壁47上。因此,能根据显影剂量任意选择形状,使得限制部件的与显影剂载置体最接近部的GAP最优化。
因此,在与移动到显影剂载置体上的显影剂接触的位置设有显影剂层厚限制部件50,能通过限制部件解消运送搅拌手段引起的显影剂汲取不良(螺距不匀),以及在限制部强化搅拌显影剂,不会发生螺距不匀图像,提供可靠性高的显影装置。
另外,将显影剂层厚限制形状设置为能安装在显影装置中的独立部件,限制部件形状自由度增加,实现最优化,同时,在成形显影装置的下壳体时,不切去下部,结构简单,能防止成本上升。
在本发明的显影装置中,上述显影剂为由色调剂及载体构成的双组分显影剂,上述载体的粒径设为20μm以上,50μm以下。这样,能形成点再现性良好的图像。载体粒径比以往小,将其设定在上述范围,能使成像时的显影剂穗(载体链)细且均一。因此,能提供更细密的色调剂
另外,显影套上单位面积的显影剂穗密度变大,能向感光体上的潜像无间隙地提供色调剂。这样,能形成点再现性更良好的图像。若载体粒径大于50μm,以相同载体量比较场合,载体的总表面积变小,色调剂保有量变少。因此,色调剂浓度低下。虽然可以增加汲取量维持显影能力,但易发生色调剂固结。另一方面,若载体粒径小于20μm,磁力保持力变小,载体飞散,载体向感光体附着增加,因此,以20μm以上为好。但是,若点再现性变好,成为高图像质量,则显影不匀等的再现性也变高。在本发明中,通过使得载体小粒径化,不仅能提供点再现性良好的图像,而且能提供显影不匀少的显影装置。
本发明使用树脂包覆膜包覆在磁性体的芯材上,作为上述载体,该树脂包覆膜使用含有树脂成份及带电调整剂的材料,所述树脂成份是使得热可塑性树脂和密胺树脂交联而得。
具体地说,较好的是,使用具有弹力及强粘结力的包覆膜,表面含有粒子的径比膜厚大,以该包覆膜进行包覆。图5是该载体500的说明图。使用铁氧体501作为载体500的芯材。以包覆膜502包覆该铁氧体501的表面,所述包覆膜502是在使得丙烯等热可塑性树脂和密胺树脂交联的树脂成份中含有带电调整剂。该包覆膜502具有弹力及强粘结力。并且,使得例如氧化铝粒子503分散在表面,该粒子粒径比包覆膜502的膜厚大。以包覆膜502的强粘结力保持氧化铝粒子503。
以往的载体是逐渐磨削硬的包覆膜,得到长寿命。而在本发明中,图示载体500的包覆膜502具有弹力性,吸收冲击,抑制膜磨耗。另外,使得氧化铝粒子503分散在表面,该粒子粒径比包覆膜502的膜厚大,阻止对包覆膜502的冲击,且能除去不良物(spent)。这样,能减少包覆膜502磨耗,抑制不良化,与以往载体相比,能实现长寿命化。这样,能长期间实现显影剂汲取量稳定,质量稳定。由于寿命长,减少用于维修保养,降低成本。
优选地用下述方法制备本发明显影装置中使用的色调剂:将至少包括聚酯预聚物、聚酯树脂、着色剂和脱模剂的色调剂组成材料分散在有机溶剂中,制备色调剂材料液,上述聚酯预聚物包含含有氮原子的官能团,在水系介质中使得上述色调剂材料液发生交联和/或伸长反应,制得色调剂。
下面,说明色调剂组成材料及制造方法。
聚酯树脂
聚酯树脂通过多元醇化合物和多元羧酸化合物的缩聚反应而得到。作为多元醇化合物(PO),可以举出二元醇(DIO)及三价以上的多元醇(TO)。较好的是,二元醇(DIO)单独、或其和少量的(TO)的混合物。作为二元醇(DIO),可以举出如亚烷基二醇(乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等);亚烃醚二醇(二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四甲基醚二醇等);脂环类二醇(1,4-环己烷二甲醇、加氢双酚A等);双酚类(双酚A、双酚F、双酚S等);所述脂环类二醇的环氧化物(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加聚物;上述双酚类的环氧化物(环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)加聚物等。其中,较好的是碳原子数2-12的亚烷基二醇及双酚类的环氧化物加聚物。特别好的是双酚类的环氧化物加聚物,及其和碳原子数2-12的亚烷基二醇的并用。
三价以上的多元醇(TO)可以举出3-8价或其以上的多价脂肪族醇(并三醇,三羟甲基乙烷,三羟甲基丙烷,季戊四醇,山梨糖醇等);三价以上的苯酚类(三酚PA,线型酚醛树脂等);上述三价以上的多酚类的烯烃环氧化物加聚物等。
作为多元羧酸(PC),可以举出二羧酸(DIC)及三价以上的多元羧酸(TC),较好的是,(DIC)单独,及(DIC)和少量的(TC)的混合物。作为二羧酸(DIC),可以举出烯烃二羧酸(琥珀酸,己二酸,癸二酸等);链烯二羧酸(马来酸,福马酸等);芳香族二羧酸(邻苯二甲酸,异苯二甲酸,对苯二甲酸,萘二羧酸等)。其中,较好的是碳原子数为4-20的链烯二羧酸及碳原子数为8-20的芳香族二羧酸。作为三价以上的多元羧酸(TC),可以举出碳原子数9-20的芳香族多元羧酸(偏苯三酸,均苯四甲酸等)。又,作为多元羧酸(PC),也可以使用羧酸的酸酐或低级烷基酯(甲基酯,乙基酯,异丙基酯等)与多元醇(PO)反应。
多元醇(PO)和多元羧酸(PC)的比率,作为羟基(OH)和羧基(COOH)的当量比(OH)/(COOH),通常为2/1~1/1,较好的是,1.5/1~1/1,更好的是,1.3/1~1.02/1.
多元醇(PO)和多元羧酸(PC)的缩聚反应在四丁氧基酞酸酯,二丁基锡氧化物等公知的酯化催化剂的存在下,加热到150~280℃,根据需要,边减压,边蒸馏除去生成水,得到具有羟基的聚酯。聚酯树脂的羟基值最好在5以上,聚酯树脂的酸值通常为1~30,优选5~20。通过使其具有酸值,易带负电,且在记录纸定影时,记录纸与色调剂的亲和性好,提高低温定影性。但是,聚酯树脂的酸值若超过30,则带电稳定性恶化,尤其对于环境变化存在恶化倾向。
重均分子量为1~40万,优选2~20万。若重均分子量少于1万,耐粘附性恶化,若重均分子量超过40万,则低温定影性恶化。
在本发明中,除了上述由缩聚反应得到的未改性聚酯外,最好含有脲改性聚酯。脲改性聚酯使得上述缩聚反应中得到的聚酯树脂端部的羧基,羟基等与聚异氰酸酯化合物(PIC)反应,得到具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A),通过其与胺类反应,分子链被交联和/或伸长。
作为聚异氰酸酯(PIC),可以举出脂肪族聚异氰酸酯(二异氰酸四亚甲基酯,二异氰酸六亚甲基酯,2,6-二异氰酸酯,甲基己酸酯等);脂环族聚异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯,环己基甲基二异氰酸酯等);芳香族二异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯,二苯基甲基二异氰酸酯等);芳香脂肪族二异氰酸酯(α,α,α’,α’-四甲基二甲苯二异氰酸酯等);三聚异氰酸酯类;上述聚异氰酸酯用苯酚衍生物、肟、己内酰胺嵌段形成的嵌段聚异氰酸酯等。这些化合物可单独使用,也可二种以上并用。
聚异氰酸酯(PIC)的比例,作为异氰酸酯基(NCO)和具有羟基(OH)的聚酯的羟基(OH)的当量比(NCO)/(OH),通常为5/1~1/1,较好的是,4/1~1.2/1,更好的是,2.5/1~1.5/1。如(NCO)/(OH)超过5,则低温定影性恶化。如(NCO)/(OH)比不到1,则改性聚酯中的脲含量较低,耐热粘附性能恶化。
具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中聚异氰酸酯(PIC)构成成分的含量通常在0.5-40重量%,较好的是,1-30重量%,更好的是2-20重量%。如其含量不到0.5重量%,则耐热粘附性能恶化,同时,耐热保存性和低温定影性难以两立。当其含量超过40重量%,则低温定影性恶化。
具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)中每一分子所含有的异氰酸酯基通常在一个以上,较好的是,平均为1.5~3个,更好的是,平均为1.8~2.5个。如具有异氰酸酯基的预聚物(A)中每一分子所含有的异氰酸酯基不到一个,则脲改性聚酯的分子量较低,耐热粘附性能恶化。
作为与聚酯预聚物(A)反应的胺类(B),可以举出二胺(B1),三价以上的多元胺(B2),氨基醇(B3),氨基硫醇(B4),氨基酸(B5),及B1~B5的氨基嵌段(block)形成的嵌段胺(B6)等。
作为二胺(B1),可以举出芳香族二胺(苯二胺,二乙基甲苯二胺,4,4’-二氨基二苯甲烷等);脂环族二胺(4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二己基甲烷等,二胺基环己烷,异佛尔酮二胺等);及脂肪族二胺(乙二胺,四亚甲基二胺,环亚甲基二胺等)。作为三价以上的聚胺(B2),可以举出二乙三胺,三乙基四胺等。作为氨基醇(B3),可以举出乙醇胺、羟乙基苯胺等。作为氨基甲醇(B4),可以举出氨基乙硫醇,氨基丙硫醇等。作为氨基酸(B5),可以举出氨基丙氨酸、氨基正己酸等。作为嵌段胺(B6),可以举出由上述B1-B5的胺类和酮类(丙酮,甲基乙基酮,甲基异丁酮)得到的酮胺化合物、噁唑啉(oxazolidine)化合物等。这些胺类(B)中,较好的是二胺(B1)以及二胺(B1)和少量聚胺(B2)混合的混合物。
胺类(B)的比例,作为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)比值通常在1/2~2/1;较好的是1.5/1~1/1.5,更好的是,1.2/1~1/1.2。如(NCO)/(NHx)比值超过2,或是不到1/2,则脲改性聚酯的分子量低下,耐热粘附性能恶化。
在脲改性聚酯中,也可与脲键一起含有脲烷键。脲键含量和脲烷键含量的摩尔比通常在100/0~10/90;较好的是在80/20~20/80;更好的是在60/40~30/70。如脲键的摩尔比不到10%,则耐热粘附性能恶化。
上述脲改性聚酯可以通过例如单步法制备。在四丁氧基酞酸酯,二丁基锡氧化物等公知的酯化催化剂的存在下,将多元醇(PO)和多元羧酸(PC)加热到150~280℃,根据需要,边减压,边蒸馏除去生成水,得到具有羟基的聚酯。接着,在40~140℃,使得多元羧酸(PC)与其反应,得到具有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)。再在0~140℃,使得胺类(B)与该聚酯预聚物(A)反应,得到脲改性聚酯。
使得多元羧酸(PC)反应时,以及使得胺类(B)与聚酯预聚物(A)反应时,根据需要可以使用溶剂。作为可使用的溶剂,可以列举对聚异氰酸酯(PIC)惰性的溶剂,例如芳香族系溶剂(甲苯,二甲苯等),酮类(甲基乙基酮,甲基异丁基酮等),酯类(乙酸乙酯等),酰胺类(二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺等),醚类(四氢呋喃等)等。
在聚酯预聚物(A)和胺(B)的交联反应和/或伸长反应中,根据需要可使用反应抑制剂,用于调整所得脲改性聚酯的分子量。作为上述反应抑制剂可以列举单胺(例如,二乙基胺,二丁基胺,丁基胺,月桂基胺等),以及将上述单胺嵌段所制备的嵌段胺(例如,酮亚胺化合物)等。
脲改性聚酯的重均分子量通常在1万以上,较好的是2万~1000万,更好的是3万~100万。若不足1万,耐热粘附性能恶化。
当使用上述未改性聚酯场合,对脲改性聚酯等的数均分子量并没有特别限定,但以容易得到上述重均分子量的数均分子量为宜。当单独使用脲改性聚酯场合,其数均分子量通常为2000~15000,较好的是2000~10000,更好的是2000~8000。若超过20000,则低温定影性及用于彩色图像形成装置时的光泽性变差。
通过并用上述脲改性聚酯和未改性聚酯,提高低温定影性及用于彩色图像形成装置时的光泽性,比单独使用脲改性聚酯场合好。此外,未改性聚酯也可包含由脲键以外的化学键进行改性的聚酯。
上述未改性聚酯和脲改性聚酯中至少一部分相溶,有利于低温定影性和耐热粘附性。因此,较好的是,上述未改性聚酯和脲改性聚酯组成类似。
未改性聚酯和脲改性聚酯的重量比通常在20/80~95/5;较好的是70/30~95/5;更好的是75/25~95/5,特别好的是80/20~93/7。如脲改性聚酯的重量比不到5%,则耐热粘附性能恶化,无法同时得到耐热保存性和低温定影性。
在本发明中,包含未改性聚酯和脲改性聚酯的粘合树脂的玻璃化温度(Tg)通常在45~65℃,较好的是45~60℃。如所述玻璃化温度(Tg)不到45℃,则色调剂的耐热性恶化,如所述玻璃化温度(Tg)超过65℃,则低温定影性不够。
脲改性聚酯树脂易存在于所得色调剂母体色粒表面,因此,与公知的聚酯系色调剂比较,即使玻璃化温度低,也显示了良好的耐热保存性。
着色剂
作为着色剂,可以使用所有公知的染料及颜料。例如,可以使用碳黑、尼格洛辛系染料、铁黑、纳夫妥黄S、汉撒黄(10G,5G,G)、镉黄、黄色氧化铁、黄土、黄铅、钛黄、聚偶氮黄、油黄、汉撒黄(GR,A,RN,R)、油漆黄L、联苯氨黄(G,GR)、永久黄(NCG)、乌尔康坚牢黄(5G,R)、塔特拉津黄色淀、喹啉黄色淀、蒽烯黄BGL、异吲哚满-1-酮黄、氧化铁红、铅丹、铅朱、镉红、镉汞红、锑朱、永久红4R、帕拉红、火红(fire red)、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、艳坚牢猩红、艳胭脂红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、坚牢猩红VD、乌尔康坚牢玉红、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、甲苯胺褐红、永久枣红F2K、赫里奥枣红BL、枣红10B、邦褐红、邦褐红媒介、曙红色淀、若丹明B色淀、若丹明Y色淀、茜素色淀、蒂奥英迪戈红B、蒂奥英迪戈何红、油红、喹吖酮红、吡唑啉酮红、偶氮红、铬朱砂、联苯氨橙、perynone橙、油橙、钴蓝、天蓝蓝、碱性蓝色淀、孔雀蓝色淀、维多利亚蓝色淀、无金属酞菁蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝蓝、阴丹士林蓝(RS、BC)、靛蓝、群青、绀青、蒽醌蓝、坚牢紫、甲基紫色淀、钴紫、锰紫、二噁烷紫、蒽醌紫、铬绿、锌绿、氧化铬、微利迪安染料、祖母绿、颜料绿B、纳夫妥绿B、纯金、酸性绿色淀、孔雀绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌白、锌钡白及其混合物。着色剂的使用量通常对色调剂为1~15重量%,较好的是,3~10重量%。
本发明的着色剂也可用作与树脂复合化的母体色粒。
作为所述母体色粒的制造及可与所述母体色粒同时混练的粘合剂树脂可以列举如聚苯乙烯,聚对氯苯乙烯,聚乙烯基甲苯等的苯乙烯及其取代的聚合物;苯乙烯系共聚物;如聚甲基丙烯酸甲酯、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、环氧多元醇树脂,聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸酯,松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族系石油树脂、氯化链烷烃、链烷烃蜡等,上述树脂既可以单独使用,也可以组合使用。
电荷控制剂
本发明的色调剂根据需要可含有电荷控制剂。作为电荷控制剂可以使用公知的控制剂,例如,可以使用尼格若辛系染料、三苯甲烷系染料、含铬的金属络合物染料、钼酸螯合染料、若丹明系染料、烷氧基系胺、季胺盐(包括氟改性季胺盐),烷基酰胺、磷的单体及化合物、钨的单体及化合物、氟系活性剂、水杨酸金属盐、及水杨酸衍生物的金属盐。具地说,可以举出:如尼格若辛系染料的BONTRON 03、季胺盐的BONTRON P-51、含金属偶氮染料的BONTRON S-34、羟萘酸系金属配位染料的E-82、水杨酸系系金属配位染料的E-84、苯酚类缩合物的E-89(以上为东方化学工业公司制);如季胺盐钼配位染料的TP-302、TP-415(以上为保土谷化学工业公司制);如季胺盐的COPY CHARGE PSY V P-2038、三苯甲烷衍生物的COPY蓝PR、季胺盐的COPY CHARGE NEG V P-2036、COPY CHARGE NX V P434、(以上为Hoechst公司制);LRA-901、硼配位物的LR-147(日本Carlit公司制);铜酞菁、二萘嵌苯、2,3-喹吖酮、偶氮系颜料、及其他含有磺酸基、羧基、季胺盐等官能团的高分子系化合物。其中,控制色调剂具有负极性的物质尤其合适。
电荷控制剂的使用量可取决于粘合剂树脂的种类、视需要有无使用添加剂、是否包括分散方法而定,不能一概而定。但较好的是,上述电荷控制剂的使用量对于100重量份的粘合剂树脂,在0.1~10重量份的范围,更好的是,在0.2~5重量份的范围。如其使用量超过10重量份,则色调剂的带电性过大,电荷控制剂的效果降低,使显影辊的静电吸引力增大,显影剂的流动性降低,导致图象浓度低下。
脱模剂
在本发明中,熔点在50~120℃的低熔点的蜡在与粘合剂树脂的分散中可以作为脱模剂,在定影辊和色调剂表面之间有效发挥作用,由此,不必在定影辊上涂布如油等脱模材料,显示对于耐高温粘附的效果。
作为本发明中可使用的蜡,例如,可以列举以下材料:
作为蜡类可以列举如巴西棕榈蜡、棉蜡、木蜡、赖斯蜡等的植物蜡;如蜂蜡、羊毛酯等的动物系蜡;如地蜡、ceresine等的矿物系蜡;及烯烃蜡、微晶蜡、石蜡蜡等的石油蜡等。又,除这些天然蜡之外,也可举出费-托合成蜡、聚乙烯蜡等的合成烯烃蜡;酯、酮、醚等的合成蜡等。再有,也可以使用1,2-羟基硬脂酰胺、酞酐酰胺、氯化烃等的脂肪酰胺,低分子量的结晶高分子树脂等的聚甲基丙烯酸正硬脂酸酯、聚甲基丙烯酸正月桂基酯等的聚甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物(例如,甲基丙烯酸正硬脂酸酯-甲基丙烯酸乙酯的共聚物等)等,其侧链具有长烷基的结晶性高分子等。
上述电荷控制剂、脱模剂也可和母体色粒、粘合剂树脂一起熔融混练,当然也可在溶解、分散在有机溶剂中时加入。
外添加剂
为提高本发明色调剂粒子的流动性、显影性、带电性,可以使用外添加剂。所述外添加剂较好的是,可以使用无机颗粒。所述无机颗粒的一次粒径较好的是在5nm~2μm,特别好的是在5nm~0.5μm。又,根据BET法测得的比表面积较好的是在20~500m2/g。该无机颗粒的使用比例较好的是为色调剂的0.01~5重量%,特别好的是占色调剂的0.01~2.0重量%.
作为本发明的无机颗粒具体例,可以举出,例如二氧化硅,氧化铝,氧化钛,钛酸钡,钛酸镁,钛酸钙,钛酸锶,氧化铁,氧化铜,氧化锌,氧化锡,硅砂,粘土,云母,硅灰石,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,钛碳酸钙,碳化硅,氮化硅等。其中,作为流动性给予剂,较好的是使用疏水性二氧化硅微粒和疏水性二氧化钛微粒。特别是,使用二微粒的平均粒径在5×10-2μm以下的微粒搅拌混合时,由于与色调剂的静电力、范德瓦尔斯力格外提高,为达到所希望的电平而进行的显影器内部的搅拌混合时,流动性给予剂也不会从色调剂脱出,可以得到不会发生萤火虫样的良好的图像画质,还可减少转印残余色调剂。
二氧化钛微粒具有优异的环境稳定性、图像浓度稳定性,但是,其带电起始特性存在恶化倾向。由此,如二氧化钛微粒的添加量大于疏水性二氧化硅微粒,则副作用影响增大。然而,疏水性二氧化硅微粒和疏水性二氧化钛微粒的添加量在0.3~1.5重量%时,其带电上升性能并不受到很大损伤,可以得到所需的带电上升性,即,即使复印反复进行,也可得到稳定的图像品质。
色调剂制造方法
下面,说明色调剂制造方法,在此,表示一较佳的制造方法,但本发明并不局限于此。
(1)将着色剂,未改性聚酯树脂,含有异氰酸酯基的聚酯预聚物和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中,制备色调剂材料液。
较好的是,有机溶剂沸点低于100℃,具有挥发性,这样,色调剂母体色粒形成后易于除去。
具体地说,可以列举例如甲苯,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,氯仿,单氯苯,乙酸甲酯,乙酸乙酯,甲基乙基酮,甲基异丁基酮等。这些溶剂可以单独使用或组合使用。其中,尤其合适的是,甲苯,二甲苯等芳香族系溶剂,以及二氯甲烷,1,2-二氯乙烷,氯仿,四氯化碳等卤代烃。
关于有机溶剂的使用量,相对所使用的聚酯预聚物100重量份,通常,有机溶剂使用量为0~300重量份,较好的是0~100重量份,更好的是25~70重量份的范围。
(2)在存在表面活性剂和粒状树脂下,在水性介质中使得上述色调剂材料液乳化。
作为水性介质,可以是单独的水,也可以是水与醇(例如甲醇,异丙醇,乙二醇等),二甲基甲酰胺,四氢呋喃,溶纤剂(例如甲基溶纤剂),低级酮类(例如丙酮,甲基乙基酮)等有机溶剂的混合物。
关于水性介质的使用量,相对色调剂材料液100重量份,通常,水性介质的使用量为50~2000重量份,较好的是100~1000重量份。若不满50重量份,色调剂材料液的分散状态差,不能得到所定粒径的色调剂粒子;但若超过2000重量份,则不经济。
为了良好地分散在水性介质中,可以适当地添加表面活性剂,树脂微粒等分散剂。
作为表面活性剂,可以列举阴离子表面活性剂,例如烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、磷酸酯等;阳离子表面活性剂,例如铵盐型(例如烷基铵盐,氨基醇脂肪酸衍生物,聚胺脂肪酸衍生物、咪唑啉等),以及季铵盐型(例如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄铵盐、吡啶鎓盐、烷基异喹啉鎓盐、苯索氯铵等);非离子型表面活性剂,例如脂肪酸酰胺衍生物、多价醇衍生物等;两性表面活性剂,例如丙氨酸、十二(氨基乙基)甘氨酸、二(辛基氨基乙基)甘氨酸,N-烷基-N,N二甲基甜菜碱铵等。
通过使用具有氟化烷基的表面活性剂,即使使用少量表面活性剂,也很有效。可以优选使用的具有氟化烷基的表面活性剂可以举出:碳原子数2-10的氟化烷基羧酸及其金属盐,全氟辛基磺酰谷氨酸二钠,3-[ω-氟化烷基(C6-C11)氧]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠,3-[ω-氟化烷醇基(C6-C8)-N-乙基氨基]-1-丙烷磺酸钠,氟化烷基(C11-C20)羧酸及金属盐,全氟烷基羧酸(C7-C13)的羧酸及金属盐,全氟辛烷基磺酸二乙醇酰胺,N-丙基-N-(2-羟乙基)全氟辛烷基磺酰胺,全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲胺盐,全氟烷基(C6-C10)-N-乙基磺酰甘氨酸盐,单全氟烷基(C6-C16)-N-乙基磷酸酯等。
作为商品名,可以举出SURFLON S-111、S-112,S-113(旭硝子株式会社制),FRORARD FC-93、FC-95、FC-98、FC-129(住友3M公司制),UNIDYNE DS-101,DS-102(大金工业公司制),MEGAFACE F-110、F-120、F-113、F-191、F-812、F-833(大日本油墨公司制),ECTOP EF-102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(Tohchem产品公司制),FUTARGENT F-100、F105(Noes公司制)等。
作为阳离子表面活性剂,可以举出具有氟烷基的脂肪酸伯、仲或叔胺酸,全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲胺盐等的脂肪酸季胺盐,苄烷铵盐,氯化苄甲乙氧铵,吡啶鎓盐,咪唑啉鎓盐,商品名有SURFLON S-121(旭硝子株式会社制),FRORARD FC-135(住友3M公司制),UNIDYNE DS-202(大金工业公司制),MEGAFACE F-150、F-824(大日本油墨公司制),ECTOPEF-132(Tohchem产品公司制),FUTARGENT F-300(Noes公司制)等。
加入树脂微粒是为了使得在水性介质中形成的色调剂母体色粒稳定化。为此,较好的是,使得色调剂母体色粒表面的包覆率为10~90%范围。例如,甲基丙烯酸甲酯树脂微粒1μm及3μm,聚苯乙烯微粒0.5μm及2μm,聚(苯乙烯-丙烯腈)微粒1μm,商品名有PB-200H(花王公司制),SGP(总研公司制),TECHNO POLYMER SB(积水化成品工业公司制),SGP-3G(总研公司制),MICROPEARL(积水FINE CHEMICAL公司制)等。
又,作为无机化合物分散剂,可以使用例如磷酸三钙、碳酸钙、二氧化钛、硅胶、羟基磷灰石等。
作为可以和上述无机化合物分散剂、树脂微粒并用的分散剂,也可由高分子系保护胶体使分散液滴稳定化。例如,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、或马来酸酐等的酸类、或是含由羟基的(甲基)丙烯酸系单体,例如,丙烯酸-β-羟基乙酯、甲基丙烯-β-羟基乙酯、丙烯酸-β-羟基丙酯、甲基丙烯酸-β-羟基丙酯、丙烯酸-γ-羟基乙酯、甲基丙烯酸-γ-羟基丙酯、-β-羟基乙酯、丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯、二乙二醇一丙烯酸酯、二乙二醇一甲基丙烯酸酯、丙三醇一丙烯酸乙酯、丙三醇一甲基丙烯酸乙酯、N-羟甲基-丙烯酸酰胺、N-羟甲基-甲基丙烯酸酰胺等;乙烯醇或与乙烯醇的醚类,例如,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺或其羟甲基化合物,氯丙烯酸、氯甲基丙烯酸等的酸氯化物类;乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、乙抱亚胺等的具有氮原子、或其杂环的均聚物或共聚物;聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧乙烷烷基胺、聚环氧丙烷烷基胺、聚环氧乙烷烷基酰胺、聚环氧丙烷烷基酰胺、聚环氧乙烷壬基苯基醚、聚环氧乙烷月桂基苯基醚、聚环氧乙烷硬脂酸苯基酯、聚环氧乙烷壬基苯基酯等的聚环氧乙烷系;如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等的纤维素类。
分散的方法并无特别的限制,可以使用低速剪切式、高速剪切式、摩擦式、高压注射式、超声波等的已知分散设备。为将分散体的粒径作成2-20μm,较好的是使用高速剪切式分散机。在使用高速剪切式分散机时,转速并无特别的限制,但通常在1000-30000rpm,较好的是在5000-20000rpm。分散时间也没有特别的限制,在批量式的场合通常为0.1-5分钟。分散时的温度通常为0-150℃(加压下),较好的是40-98℃。
(3)在制备乳化液时,同时将胺(B)加入水性介质中,使其与含有异氰酸酯基的聚酯预聚物(A)反应。
伴随着这种反应的是聚酯预聚物(A)分子链的交联和或伸长反应。虽然可以根据胺(B)与所使用的聚酯预聚物的反应活性确定反应时间,但是反应时间通常从10分钟到40小时,优选为从2小时到24小时。反应温度为0~150℃,优选为40~98℃。
如果需要,反应中可使用公知的催化剂,例如月桂酸二丁基锡,月桂酸二辛基锡。
(4)反应结束后,从乳化分散体(反应产物)中清除有机溶剂,然后冲洗,干燥,制得色调剂母体色粒。
为了除去有机溶剂,可以在层流搅拌状态下使整个***缓慢升温,在一定温度区进行强力搅拌之后,脱溶剂,制得纺锤形色调剂母体色粒。又,作为分散稳定剂使用磷酸钙盐等的、可溶解于酸、碱的场合,由盐酸等的酸,在溶解磷酸钙盐之后,通过水洗等方法,从色调剂母体色粒去除磷酸钙盐。也可由其他发酵分解方法去除。
(5)使得电荷控制剂粘附到上述所得色调剂母体色粒上,接着,将外添加剂例如硅石微粒,氧化酞微粒等无机微粒加入,得到本发明色调剂。上述加入电荷控制剂及无机微粒可以使用搅拌器等公知方法。
通过使用上述制造方法,生成的色调剂具有相对小的颗粒直径和陡的颗粒直径分布。通过在清除溶剂过程中剧烈搅拌,可控制色调剂形状,形成从橄榄球形到真球形的各种所需要的形状。还可控制色调剂表面状况,形成从光滑表面到梅干形状的各种所需要的表面。
若使用上述方法,与粉碎法相比,能得到接近球形状。粒状度良好,能得到高质量图像。另外,容易小粒径化,能有效地得到更高质量图像。其反面,不匀明显化,因此,通过与本发明组合,能提供高质量图像且浓度不匀少的显影装置。
在本发明显影装置中,色调剂体积平均粒径(Dv)为3~8μm,体积平均粒径(Dv)与个数平均粒径(Dn)之比Dv/Dn处于1.00~1.40范围。
为了再现600dpi以上的点,较好的是,色调剂体积平均粒径(Dv)为3~8μm,体积平均粒径(Dv)与个数平均粒径(Dn)之比Dv/Dn处于1.00~1.40范围。Dv/Dn越接近1.00,表示粒径分布陡。使用这种小粒径,粒径分布狭的色调剂,色调剂带电量分布均一,能得到背景模糊少的高质量图像,在静电转印方式中,能提高转印率。通过与本发明组合,能提供高质量图像且浓度不匀少的显影装置。
在本发明的显影装置中使用的色调剂,较好的是,色调剂形状系数SF-1处于100~180范围,SF-2处于100~180范围。
图6和图7是模式地表示色调剂形状的图,其中,图6表示用于说明形状系数SF-1的图,图7表示用于说明形状系数SF-2的图。
形状系数SF-1表示色调剂形状的圆度的比例,用下式(1)表示:
SF-1={(MXLNG)2/A}×(100π/4) (1)
式中,“MXLNG”表示将色调剂投影在二维平面上所得形状的最大长度,“A”表示上述投影所得形状图形的面积。
当“SF-1”值为100场合,色调剂形状成为真球形,“SF-1”值越大,离球形越远。
形状系数SF-2表示色调剂形状的凹凸的比例,用下式(2)表示:
SF-2={P2/A}×(100π/4) (2)
式中,“P”表示将色调剂投影在二维平面上所得形状的周边长度,“A”表示上述投影所得形状图形的面积。
当“SF-2”值为100场合,色调剂表面不存在凹凸,“SF-2”值越大,色调剂表面凹凸越显著。
上述形状系数的测定具体是用扫描型电子显微镜(S-800,日立制作所制)拍摄色调剂照片,再将其导入图像分析装置(LUSEX3,Nireco公司制)进行解析计算得到。
若色调剂形状接近球形,色调剂与色调剂,或色调剂与感光体1的接触成为点接触,色调剂之间的吸附力变弱,因此,流动性高,且由于色调剂与感光体1之间吸附力也变弱,转印率变高。
形状系数SF-1和SF-2不管哪个若超过180,则转印率低下,因而不好。转印率高能忠实地再现被显影的色调剂像。
若在显影的色调剂像上发生显影不匀,则转印后也会忠实地再现。因此,显影不匀明显化。通过与本发明组合,能提供高质量图像且浓度不匀少的显影装置。
在本发明的显影装置中,色调剂形状大致呈球形,可以根据下面的形状规定表示。
图8A-8C是模式表示本发明涉及的色调剂形状图,图中,用长轴r1,短轴r2,厚度r3(其中,r1≥r2≥r3)规定上述大致呈球形的色调剂,较好的是,短轴与长轴之比(r2/r1)为0.5~1(参照图8B),厚度与短轴之比(r3/r2)为0.7~1(参照图8C)。当短轴与长轴之比(r2/r1)不足0.5时,色调剂的形状远离真球形,点再现性差,转印效率低,不能得到高质量的图像。当厚度与短轴之比(r3/r2)不足0.7时,接近扁平形状,不能得到球形色调剂那样的高转印率。尤其,当厚度与短轴之比(r3/r2)为1.0时,成为以长轴为回转轴的回转体,能提高色调剂的流动性。
上述r1,r2,r3可以通过例如以下方法进行测定。
即,使得色调剂均一分散附着在平滑的测定面上,对上述色调剂粒子100个,用彩色激光显微镜VK-8500(Keyence公司),放大500倍,测定上述长轴r1(μm),短轴r2(μm),厚度r3(μm),计算其算术平均值得到。能提供高质量图像且浓度不匀少的显影装置。
处理卡盒使用本发明的显影装置,图像形成装置使用该处理卡盒,驱动感光体以所定圆周速度回转。在感光体回转过程中,通过充电手段使得感光体周面以正或负的所定电位均一带电,接着,通过像曝光手段以缝隙曝光或激光束扫描曝光等,在感光体周面顺序形成静电潜像。再通过显影手段对所形成的静电潜像进行显影,成为色调剂像。
另一方面,从供纸部供给转印材,与感光体回转同步,供给到感光体和转印手段之间。通过所述转印手段顺序将所述色调剂像转印到转印材上。接着,转印有图像的转印材与感光体面分离,被导向像定影手段,进行定影,作为复印件输出到装置外。通过清洁手段除去转印后残留在感光体表面的转印残留色调剂,再经消电后,用于备作以后形成图像。
在与移动到显影剂载置体上的显影剂接触的位置设置显影剂层厚限制部件,使用限制部件防止因运送手段引起的显影剂汲取不良(螺距不匀),在限制部强化搅拌显影剂,能防止发生螺距不匀图像,能提供可靠性高的图像形成装置或处理卡盒。
上面参照附图说明了本发明的实施例,但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更,它们都属于本发明的保护范围。
例如,在上述实施例中以激光打印机为例进行了说明,但本发明并不局限于此,其他图像形成装置也可以适用。
Claims (12)
1.一种显影装置,包括:
显影剂载置部件,用于载置收纳在显影装置中的显影剂,以便将显影剂运送到形成在像载置体上的图像上;
第1搅拌部件,用于搅拌显影剂,将显影剂从第1室运送到所述显影剂载置部件;
第2搅拌部件,相对第1搅拌部件,设置在显影剂载置部件的相反侧,用于搅拌显影剂,将显影剂从第2室运送到第1室;
第1限制部件,设置在所述搅拌部件上方,与从所述室进入显影剂载置部件表面的显影剂接触,该第1限制部件使得显影剂载置部件上的显影剂均一分布。
2.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于:
进一步包括第2限制部件,用于限制通过所述搅拌部件运送来的并经第1限制部件均一的显影剂载置部件表面的显影剂层厚度。
3.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述第1限制部件是相对显影装置独立的部件。
4.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述显影装置使用的显影剂包含粒径为20~50μm的载体粒子。
5.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述显影装置使用的显影剂包含载体粒子,该载体粒子包括磁性体的芯材以及包覆该芯材的树脂包覆膜;
所述树脂包覆膜包括使得热可塑性树脂和密胺树脂交联而得的树脂成份以及带电调整剂。
6.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂是将至少包括聚酯预聚物、聚酯树脂、着色剂和脱模剂的色调剂组成材料分散在有机溶剂中,制备色调剂材料液,上述聚酯预聚物包含含有氮原子的官能团,在水系介质中使得上述色调剂材料液发生交联和/或伸长反应,制得色调剂。
7.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂的体积平均粒径(Dv)处于3.0~8.0μm范围,体积平均粒径(Dv)和个数平均粒径(Dn)之比Dv/Dn处于1.00~1.40范围。
8.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂的形状系数SF-1处于100~180范围,形状系数SF-2处于100~180范围。
9.如权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于:
所述显影装置使用的色调剂大致呈球形状,其形状用长轴r1,短轴r2,厚度r3规定,且r1≥r2≥r3,短轴与长轴之比(r2/r1)处于0.5~1.0范围,厚度与短轴之比(r3/r2)处于0.7~1.0范围。
10.一种处理卡盒,包括:
选自像载置体,充电装置及清洁装置的至少一个装置;以及
显影装置,与上述至少一个装置支承为一体;
其特征在于,所述显影装置是上述权利要求1-9中任一个所述的显影装置。
11.一种图像形成装置,其特征在于:
该图像形成装置设有上述权利要求1-9中任一个所述的显影装置。
12.一种图像形成装置,其特征在于:
该图像形成装置设有上述权利要求10所述的处理卡盒。
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