專利名稱：壓印顯影方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用非磁性單組份調(diào)色劑為顯影劑的壓印顯影方法(method for impression development)，該方法用于如靜電復印機，激光印制機，平版紙傳真機等成像裝置上。
壓印顯影方法是一種將顯影輥接觸光導體表面的方法，其中在所述的表面上形成一薄層非磁性單組份調(diào)色劑，然后將這層調(diào)色劑靜電吸附到光導體表面的靜電潛影上，從而使靜電影像顯影成為一種調(diào)色劑影像。
在上述的壓印顯影方法中，通過使用由如橡膠等彈性組件制成的控制件來控制保持在顯影輥表面上的調(diào)色劑的量，從而調(diào)節(jié)顯影輥表面上形成的那一薄層的厚度。
然而，由于經(jīng)過其自身的彈性組件靠壓力接觸顯影輥，大小組件的物理特性例如，彈性、硬度等等會直接影響彈性組件對顯影輥的壓力接觸力，它是決定該薄層厚度，薄層厚度的均勻性等的重要因素。因此，產(chǎn)生如下問題。
(a)當引起上述的物理特性變化時，在同一彈性組件內(nèi)，由于彈性組件的材料的非均勻性以及印制時間的差錯，會發(fā)生接觸壓力分散，在顯影輥的寬向處薄層調(diào)色劑的厚度變得不均勻。
(b)由于彈性組件的物理特性隨諸如溫度，濕度等環(huán)境條件發(fā)生變化，接觸壓力也在變化，環(huán)境條件會影響調(diào)色劑層的厚度。
(c)由于長期使用，彈性組件的損耗也會影響彈性組件的物理特性，因此接觸壓力也會變化，從而導致調(diào)色劑層的厚度隨時間而變化。結(jié)果是，可能對已形成的影像性質(zhì)產(chǎn)生影響。另外，由于彈性組件會分散接觸壓力，彈性組件的產(chǎn)量可能會降低，如上(a)所述。
最近有人建議使用一種表面平滑的(如，平板玻璃等)平板樣韌性組件作為控制部件，該韌性組件的平滑表面與顯影輥的表面壓力性接觸(參見日本特許公開7-36277)。
用其他部件如彈簧等將韌性組件與顯影輥壓力接觸，在這種情況下，接觸壓并不直接與韌性組件的物理特性相關。此外，韌性組件的耐用性高于彈性組件的耐用性，韌性組件能夠長期使用，因此，不會產(chǎn)生所述彈性組件的上述問題。
然而，當在壓印顯影方法中使用上述的平板樣韌性組件作為控制部件時，會出現(xiàn)如下現(xiàn)象。
(d)對每一個調(diào)色劑的受力高于使用彈性組件的受力，調(diào)色劑可以熔于韌性組件內(nèi)。
(e)根據(jù)調(diào)色劑的形狀，他會非常容易或者非常困難地通過韌性組件和顯影輥之間的間隙。通過本發(fā)明人的研究可見，上述(d)，(e)所示的現(xiàn)象對形成的影像的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
即，當如上述(d)中所述，調(diào)色劑熔于韌性組件內(nèi)時，顯影輥上形成的薄層調(diào)色劑在發(fā)生熔解處會變得更薄。結(jié)果是，薄層調(diào)色劑的厚度會變得不均勻，出現(xiàn)顯影密度不均現(xiàn)象。當熔解愈來愈嚴重時，將不可能在熔解處形成調(diào)色劑薄層，因此，可能在形成的圖像上會出現(xiàn)白色的條痕(這種條痕出現(xiàn)在顯影輥或者光導體轉(zhuǎn)動的方向，以及走紙的方向)。
因此，本發(fā)明人經(jīng)過研究，采用增加構(gòu)成調(diào)色劑的定影樹脂的分子量，來改進調(diào)色劑的熱或機械耐用性，或者為了防止調(diào)色劑熔入韌性組件，經(jīng)增加要加入到調(diào)色劑內(nèi)的流化劑(如，其平均粒徑按體積計為約0.01μm)的數(shù)量，來改善調(diào)色劑的流動性。
然而，在前一種情況，調(diào)色劑對紙張的固有性質(zhì)會變得不足。發(fā)現(xiàn)當使用有機光導體時，由于調(diào)色劑損耗光敏層的表面而出現(xiàn)所謂＂鼓損耗＂(wearof drum)。當損耗量加大時，會出現(xiàn)所謂的＂影像灰霧＂(image fog)，即形成的圖像的空白部粘有調(diào)色劑。
在后一種情況時，問題是出現(xiàn)所謂的＂膜樣現(xiàn)象＂(filming)，即過量的流化劑粘附到用來對光導體表面進行充放電的電荷上，以及粘附在有機光導體的表面上。
另一方面，當使用如上述情況(e)所述的，采用懸浮聚合法或分散聚合法制成的調(diào)色劑，這種調(diào)色劑流動性很好，因為它接近圓形或相近的形狀，因此，該調(diào)色劑很容易通過作為控制部件的韌性組件和顯影輥的空隙。所以，顯影輥上形成的薄層調(diào)色劑會比其需要的要厚，總的來說，或者它部分變得較厚，全部厚層不均勻。結(jié)果，影像密度太高，出現(xiàn)質(zhì)量不均。另外，形成圖像的空白部粘有調(diào)色劑的所謂的＂影像灰霧＂容易出現(xiàn)。調(diào)色劑不易充電，在與平板玻璃結(jié)合時發(fā)生分散，平板玻璃是優(yōu)選的韌性組件，它可以成為引起形成顯影灰霧的原因之一。
相反，當使用如針狀，盤狀等等其形狀與圓形相當不同的調(diào)色劑時，調(diào)色劑就會很難通過韌性組件和顯影輥之間的空隙，所以，顯影輥上形成的全部薄層會變薄，影像密度變低。同樣，在顯影輥上不可能形成一層均勻厚度的薄層，出現(xiàn)影像密度不均。當薄層厚度變薄時，施于每個調(diào)色劑的應力變大，可能會出現(xiàn)諸如調(diào)色劑熔融問題，與上述的情況(d)相同。
本發(fā)明的目的在于提供一種壓印顯影方法，采用一平板樣韌性組件作為控制部件，它能夠形成質(zhì)量優(yōu)良的圖像。
本發(fā)明壓印顯影的第一方法的特征在于，一種壓印顯影方法，它包括在帶有控制部件的顯影輥的表面上形成一薄層調(diào)色劑，該控制部件用于調(diào)節(jié)保持在所述顯影輥表面上的調(diào)色劑的數(shù)量，經(jīng)過將所述的薄層與靜電潛影圖像接觸使光導體上形成的靜電潛影顯影，所述的控制部件包括一個平板樣韌性組件，其表面與顯影輥表面壓力接觸；所述的調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒，按體積計其平均粒徑為0.1-1.0μm的無機細顆粒，將其加入到所述的調(diào)色劑內(nèi)的量為X(重量份)，它需滿足于如下公式(i)0.1≤X＜1.5(i)按照調(diào)色劑顆粒的100重量份計算。
按照本發(fā)明的第一種壓印顯影方法，有可能會防止調(diào)色劑熔入作為控制部件的韌性組件，從而形成高質(zhì)量的圖像和無圖像不良之圖像。
為什么要將壓印顯影第一方法中的無機細顆粒的平均粒徑以及加入量要限制在上述范圍的原因如下。
即，當無機細顆粒的按體積計平均粒徑小于0.1μm，或者當加入的無機細顆粒的數(shù)量按100重量份調(diào)色劑計，其數(shù)量小于0.1重量份時，出現(xiàn)的問題是無機細顆粒的拋光作用不足，不能防止調(diào)色劑熔入韌性組件內(nèi)。
另一方面，當按體積計無機細顆粒的平均粒徑大于1.0μm，或者當加入的無機細顆粒的數(shù)量按100重量份調(diào)色劑計，其數(shù)量不小于1.5重量份時，出現(xiàn)的問題是可見所謂的＂鼓損耗＂，在鼓的損耗過量的情況下，其中會發(fā)生特別與有機光導體結(jié)合使用時，經(jīng)無機細顆粒對光敏層表面的損耗，形成圖像有灰霧。進而，當按體積計無機細顆粒的平均粒徑大于1.0μm，顯影輥表面上形成的薄層調(diào)色劑出現(xiàn)問題，因此圖像也出現(xiàn)問題。
本發(fā)明之壓印顯影第二方法的特征在于，它是一種壓印顯影方法，包括在帶有控制部件的顯影輥的表面上形成一薄層調(diào)色劑，該控制部件用于調(diào)節(jié)保持在所述顯影輥表面上的調(diào)色劑的數(shù)量，經(jīng)過將所述的薄層與靜電潛影圖像接觸使光導體上形成的靜電潛影顯影，所述的控制部件包括一個平板樣韌性組件，其表面與顯影輥表面壓力接觸；所述的調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒，其中其異型度的平均值用以下公式(ii)從每個調(diào)色劑的最小直徑和最大直徑中算出。
異型度＝(最小直徑)/(最大直徑)(ii)異型度平均值介于0.5-0.8，而且不大于0.2的異型度的調(diào)色劑顆粒數(shù)量的比例小于20％。
根據(jù)本發(fā)明壓印顯影方法的第二種方法，可以控制顯影輥上的薄層的厚度，從而形成高質(zhì)量的圖像和圖像清楚的圖像。
為什么要將壓印顯影的第二方法中的調(diào)色劑的異型度的平均值以及異型度不大于0.2異型度的調(diào)色劑的比例要限制在上述范圍的原因如下。
當調(diào)色劑異型度的平均值小于0.5時，或者當不大于0.2異型度的調(diào)色劑比例超過20％時，調(diào)色劑具有與圓相當不同的形狀，其調(diào)色劑的數(shù)量比例變大，使它不易通過韌性組件和顯影輥之間的空隙。因此，會出現(xiàn)上述的影像密度降低等圖像不清，不均勻，有條痕等等。
另一方面，調(diào)色劑的異型度平均值超過0.8，調(diào)色劑的形狀幾乎與圓形相同，調(diào)色劑的數(shù)量比加大，它容易通過韌性組件和顯影輥之間的空隙。因此，會在形成的圖像中出現(xiàn)如上述的灰霧等圖像不清。


圖1為本發(fā)明中使用的顯影裝置的一個實施方案的局部截面圖。
以下將結(jié)合圖1來詳細解釋本發(fā)明。
顯影裝置1裝有顯影輥11，用做形成一薄層的控制部件的韌性組件12，調(diào)色劑送料輥13和安裝在調(diào)色劑送料輥13后面的攪拌裝置14，其他相應的部分都裝在該裝置的本體10內(nèi)。如此安裝的顯影裝置本體10是為了使顯影輥11的表面與在成像裝置內(nèi)光導體2的表面壓力接觸。
韌性組件12為一平板樣形狀，其一面與顯影輥11的表面壓力接觸。調(diào)色劑送料輥13的表面也與顯影輥11的表面壓力接觸。
作為顯影輥11，它的表面至少優(yōu)選使用柔韌的氨基甲酸乙酯橡膠等制成。顯影輥11也有柔韌的表面，它不容易損壞光導體2的表面，它有預防上述圖像不清(如圖像密度不均，有條痕等)的作用，因為在某種程度上，調(diào)色劑容易通過韌性組件和顯影輥之間的空隙。
顯影輥11的表面硬度為45到100，優(yōu)選為70到80(Asker C)。當顯影輥11的表面硬度超過上述范圍，會產(chǎn)生光導體表面易損的問題。另一方面，當顯影輥11的表面硬度小于上述范圍，顯影輥11的耐久性會降低。因此，顯影輥11容易損害，圖像出現(xiàn)灰霧。
韌性組件12與顯影輥11的表面壓力接觸，用壓力接觸裝置(未示出)(如，彈簧等)以預定的接觸壓進行。同樣，顯影輥11與光導體2的表面也是壓力接觸，采用壓力接觸裝置(未示出)(如，彈簧等)以預定的接觸壓進行。
當韌性組件12與顯影輥11表面壓力接觸時，施加接觸壓力的線性壓為4到15g/mm，優(yōu)選為7到12g/mm。當接觸壓小于上述的范圍，將不能足以控制調(diào)色劑的量，不可能在顯影輥11上形成調(diào)色劑的薄層。另外，當接觸壓力超過上述范圍，顯影輥11的表面則易損。
采用顯影裝置1對靜電潛影進行壓印顯影按以下步驟進行。
首先，光導體2，顯影輥11，調(diào)色劑送料輥13以及攪拌裝置14按圖中箭頭所示的方向，以預定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
然后，經(jīng)攪拌裝置14攪拌后的調(diào)色劑(未示出)，通過調(diào)色劑送料輥13送到顯影輥11的表面上，調(diào)色劑經(jīng)與顯影輥11摩擦充電，并保留在顯影輥11的表面上。用韌性組件12作為控制組件來控制保留的調(diào)色劑的數(shù)量，同時，經(jīng)韌性組件12的影像力的作用，調(diào)色劑黏附到顯影輥11的表面上，借此在顯影輥11的表面上形成調(diào)色劑的薄層。
另一方面，通過充電曝光步驟，在光導體2表面上形成與成像對應的靜電潛影圖像。
然后，利用光導體2表面的靜電潛影與顯影輥11表面的薄層調(diào)色劑接觸，根據(jù)靜電潛影上的電荷分布，將薄層調(diào)色劑靜電黏附到光導體2的表面上，從而使靜電潛影形成調(diào)色劑圖像而顯影。完成壓印顯影的步驟。
壓印顯影方法包括所謂的＂正-副反轉(zhuǎn)顯影＂(negative-positivereversal development)，其中光導體和調(diào)色劑被充成相同極性，并聯(lián)合使用，調(diào)色劑選擇性地黏附到在光導體均勻充電表面中，其電勢由于曝光而降低的部分，從而形成調(diào)色劑圖像，所謂的＂正-副反轉(zhuǎn)顯影＂被聯(lián)合使用，其中光導體和調(diào)色劑被充成相反的極性，所述的調(diào)色劑選擇性地黏附到在光導體均勻充電表面中，其電勢由于曝光而不降低的部分，從而形成調(diào)色劑圖像。
本發(fā)明的壓印顯影方法可以用于這兩種體系。
用于壓印顯影方法的調(diào)色劑是上述的第一發(fā)明和第二發(fā)明中的任一調(diào)色劑。
如上所述，第一發(fā)明中的調(diào)色劑可以是經(jīng)過加入按體積計平均粒徑為0.1-1.0μm的，作為添加劑的無機細顆粒的調(diào)色劑，其加入量X(重量份)，按照100重量份調(diào)色劑計算，要滿足如下表示(i)。
0.1≤X＜1.5(i)其原因如上所述。
上述無機細顆粒的代表例包括磁鐵礦(如氧化鐵(III)，氧化鐵(II)等)，氧化鋁，氧化硅，氧化鈦和氧化鋅的細顆粒，但是不僅僅限于此。在它們當中，優(yōu)選使用磁鐵礦細顆粒，這是因為它對于熔解的調(diào)色劑的拋光效果最佳，并不損傷鼓。使用的磁鐵礦細顆粒主要為圓形或者立方形。本發(fā)明中，可以單獨使用任何一種形狀的細顆粒，或者可以聯(lián)合使用圓形和立方形的細顆粒。
當以上述的磁鐵礦細顆粒作為無機細顆粒時，以磁鐵礦細顆粒容積計，平均直徑為0.3到0.7μm的范圍，這樣可以考慮到對熔解調(diào)色劑的拋光作用以及防止對鼓的損傷。按照100重量份調(diào)色劑計算，磁鐵礦細顆粒的加入量優(yōu)選為不少于0.3重量份，更優(yōu)選是0.5-0.7重量份，在上述范圍內(nèi)可以考慮到上述共存的效果。
為了改進調(diào)色劑的流動性和充電特點，可以介入一種細顆粒作為通常的流化劑，這種顆粒的粒徑比上述作為磨料的約一個等級的無機細顆粒的粒徑小，即其可以加入以10nm為等級的容積計算的初級平均顆粒直徑的細顆粒作為通常的流化劑。
作為流化劑，可以少于氧化金屬的粉末，例如氧化鋁，氧化硅，氧化鈦和氧化鋅等等的細粉末。以及各種其他公知的細顆粒，如氟樹脂細顆粒等。特別是，含有疏水或親水氧化硅細顆粒的氧化硅表面處理劑，例如超細氧化硅酐，膠體氧化硅等優(yōu)選使用。
加入的流化劑的數(shù)量不特別加以限制，可以與常規(guī)的加入量相同。特別優(yōu)選的是，按照100重量份調(diào)色劑計算，流化劑加入總量為0.1-3.0重量份，加入量也可以超過這一范圍。
作為第一發(fā)明中使用的調(diào)色劑，即，加入上述的研磨和流化劑的調(diào)色劑，是經(jīng)過通常的研磨方法制備的。其步驟如下。首先，向固定樹脂內(nèi)加入染料和其他組份，然后在如Henschel攪拌器或球磨機等干燥的混合器中均勻攪拌之。使用如Banbury混合器，單螺桿或雙螺桿擠出機等熔化和揉磋得到的混合物，然后冷卻研磨得到的擠出物，適當分粒得調(diào)色劑。
在第一發(fā)明方案中，除了用上述研磨方法得到的調(diào)色劑之外，也可以使用其形狀幾乎與圓形相同的的調(diào)色劑，用懸浮聚合法，分散聚合法等方法能制成這種調(diào)色劑。由于這種幾乎與圓形相同的調(diào)色劑容易通過韌性組件和顯影輥間的空隙，優(yōu)選使用在生產(chǎn)調(diào)色劑以后或者生產(chǎn)方法中的下述步驟中得到的異型調(diào)色劑。
如上所述，在本發(fā)明第二方案中使用的調(diào)色劑其異型度的平均值用以下公式(ii)從每個調(diào)色劑的最小直徑和最大直徑中算出。
異型度＝(最小直徑)/(最大直徑)(ii)異型度平均值介于0.5-0.8，而且不大于0.2的異型度的調(diào)色劑顆粒數(shù)量的比例不大于20％。其原因如上所述。
調(diào)色劑數(shù)量比愈小，愈好。理想的是該比例為0％，也就是說不要含有異型度不大于0.2的調(diào)色劑。所以，不要限定小于0.2異型度的調(diào)色劑之數(shù)量比例的下限。
在上述的數(shù)量值限定中，用顯微鏡等測定樣品中預定數(shù)量的調(diào)色劑的最大和最小直徑，根據(jù)上述的公式(i)計算異型度的數(shù)據(jù)，并平均這些數(shù)據(jù)來確定調(diào)色劑異型度的平均值。測定上述預定數(shù)量的調(diào)色劑的異型度的結(jié)果，界定異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量，并計算出它們與總測定數(shù)的百分比，來得到異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例。在此后的實施例中，調(diào)色劑的平均異型度和異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例，是通過設定樣品調(diào)色劑對100來測定的。
在第二發(fā)明方案內(nèi)，優(yōu)選使用那些與第一發(fā)明方案相同的通過研磨來獲得的調(diào)色劑。
為了調(diào)整用研磨法制得的調(diào)色劑的異型度的分布，也可以調(diào)節(jié)研磨條件。
例如，當用螺槳磨(feather mill)粗磨上述成份的熔融擠出物時，用撞擊板在混合狀態(tài)下，與一股射流相撞擊，分選這種粗磨產(chǎn)物，通過調(diào)節(jié)撞擊板與射流的撞擊角度調(diào)節(jié)異型度的分布。
特別是隨著撞擊板與射流的角度變大(接近90度)，調(diào)色劑異型度的平均值會變小，含有異型度不大于0.2的調(diào)色劑的比例會變大。相反，隨著撞擊板與射流的角度變的小于90度，調(diào)色劑異型度的平均值會變大，含有異型度不大于0.2的調(diào)色劑的比例會變小。
經(jīng)過加大與粗磨產(chǎn)物混合的射流通道，或者在通道內(nèi)提供大的混合部位，也可能加大調(diào)色劑的異型度的平均值和降低含有異型度不大于0.2的調(diào)色劑的比例。
已知通過懸浮聚合法，分散聚合法等方法制備的，接近圓形的調(diào)色劑可以修飾成在此后描述的調(diào)色劑生產(chǎn)后的步驟中或者生產(chǎn)加工中得到的異型調(diào)色劑。
因此，在第二發(fā)明中，可以使用其修飾后的(調(diào)色劑顆粒異型度平均值和異型度不大于0.2的調(diào)色劑顆粒的數(shù)量比)調(diào)色劑異型度分布在本發(fā)明的上述范圍內(nèi)，甚至是利用懸浮聚合法或者分散聚合法等方法制成的調(diào)色劑。
將近圓形的調(diào)色劑修飾成異型的調(diào)色劑的方法包括把細顆粒粘合成粒徑只有幾個微米的調(diào)色劑顆粒；修飾調(diào)色劑顆粒的方法是在聚合法中將水灌注到調(diào)色劑內(nèi)，然后加熱等等。
優(yōu)選的是，第一和第二發(fā)明中使用的調(diào)色劑的中等大小為約6.0到12.0μm，按體積計平均粒徑為約8到11μm。為實現(xiàn)高質(zhì)量的成像，調(diào)色劑的中等大小(median size)優(yōu)選為不超過10μm，但是可見使用粒徑大于10μm的通常的調(diào)色劑。
在使用平板玻璃作為韌性組件的系統(tǒng)中，顧及到充電的特點，調(diào)色劑的體積電阻率優(yōu)選為不小于108Ω·cm。
根據(jù)所使用的體系的種類，可以適當?shù)馗淖兩鲜稣{(diào)色劑的諸如中等大小和容積電阻率。
經(jīng)上述研磨法制備的，由定影樹脂構(gòu)成的調(diào)色劑實例包括苯乙烯樹脂(含苯乙烯或苯乙烯取代的均聚物，共聚物)如聚苯乙烯，氯聚苯乙烯，聚-a-甲基苯乙烯，苯乙烯-氯苯乙烯共聚物，苯乙烯-聚乙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-氯乙烯共聚物，苯乙烯-乙烯基乙酸鹽共聚物，苯乙烯-甲酸共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物(如苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物，苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物，苯乙烯-苯基丙烯酸共聚物，等)苯乙烯-異丁烯酸酯共聚物(如，苯乙烯-甲基異丁烯酸酯共聚物，苯乙烯-乙基異丁烯酸酯共聚物，苯乙烯-丁基異丁烯酸酯共聚物，苯乙烯-苯基異丁烯酸酯共聚物，等)，苯乙烯-a-氯甲基丙烯酸酯共聚物，苯乙烯-丙烯晴-丙乙烯酯共聚物，等；聚(乙烯丁酰)，乙烯-乙烯基乙酸酯共聚物，修飾-松香的-馬來樹脂，酚醛樹脂，過氧樹脂，聚酯樹脂，離子鍵樹脂，聚氨酯樹脂，硅樹脂，酮樹脂，二甲苯樹脂，聚酰胺樹脂等等。以上的樹脂可以單獨使用或者聯(lián)合使用。
所述的著色劑可以使用各種公知的顏料，染料等。其中，碳黑主要用于黑色的調(diào)色劑。
可以使用各種公知的碳黑，如槽法碳黑，滾筒碳黑，盤法碳黑，瓦斯爐碳黑，油爐碳黑，熱黑(thermal black)，乙炔黑等等。
加入定影樹脂中的碳黑的數(shù)量無特別限制。但是由于碳黑本身導電，它可以起到控制電特性器件的作用，從而影響調(diào)色劑的充電。因此，根據(jù)調(diào)色劑(特別是，上述的容積電阻率)要求的性能，優(yōu)選是調(diào)整合適的加入量。從顯影劑的充電性質(zhì)考慮，碳黑加入量不特殊限制，但按照100重量份定影樹脂計算，其加入量最好在約1到9重量份。
與著色劑一起的其他加入定影樹脂的組份包括電荷控制材料，釋放劑，(抗間置劑，anti-offset agent)以及各種穩(wěn)定劑。
根據(jù)調(diào)色劑的充電極性的要求，可以采用任何一種能控制正負電荷的兩種電荷控制材料為電荷控制材料。這樣，除了主要的電荷控制材料以外，以及少量加入具有相反電荷極性的電荷控制材料。
控制正電荷的電荷控制材料包括含有堿性氮原子，如堿性染料。氨基吡啶，嘧啶化合物，多核聚氨基化合物，氨基硅烷等有機化合物，以及用上述化合物表面處理過的添加物。
控制負電荷的多核控制材料包括含有羰基的化合物(如烷基水楊酸酯金屬螯合物，等)，金屬復合物鹽染料，脂肪酸皂，環(huán)烷酸金屬鹽，油溶性染料(如油溶苯胺黑(C.I.5045)，油黑(C.I.26150)，Bontron S，Spironblack，等)，以及電荷控制樹脂(CCR)(如苯乙烯-苯乙烯磺酸酯共聚物，等)。
按100重量份定影樹脂計算，電荷控制材料的加入量為0.1-10重量份，優(yōu)選為0.5-5重量份。
釋放劑包括脂肪族碳氫化合物，脂肪族金屬鹽，高級脂肪酸，脂肪酸酯或者其部分皂化的物質(zhì)，硅油，各種蠟等。其中，優(yōu)選是平均分子量為1,000-10,000的脂族碳氫化合物。其實例包括低分子量的聚丙烯，低分子量的聚乙烯，石蠟，不少于4個碳原子的低分子量的烯烴的烯烴聚合物，它們可以單獨使用也可以聯(lián)合使用。
按100重量份的定影樹脂計算，所述的釋放劑的加入量為0.1-10重量份，最好是0.5到8重量份。
實施例以下的實施例和參考例以及對比例將進一步詳細解釋本發(fā)明。
參考例1(調(diào)色劑的制備)使用Henschel混合器混合以下組份，用雙螺桿擠出機熔融捏合后，冷卻捏合物，然后用螺槳磨(feather mill)粗磨之。在同噴射流混合的同時，用撞擊板撞擊粉碎所述的粗磨物。用空氣分篩機分篩粉碎后的產(chǎn)物，制成按體積計平均粒徑10.1μm的調(diào)色劑。粉碎粗磨物時撞擊板與噴射流的角度為30度。
組份 重量份定影樹脂(苯乙烯-丙烯酸樹脂) 100著色劑(碳黑) 5抗間置劑，anti-offset agent 2.5(低分子量聚丙烯)電荷控制劑 5(Bontron N-04，Orient Kagaku Co.，Ltd.生產(chǎn))實施例1-5，以及比較例1-2向100重量份的經(jīng)過參考例1的方法制成的調(diào)色劑內(nèi)加入0.3重量份的初級平均粒徑按體積計，為16nm的二氧化硅細粉末(流動劑)，以及初級平均粒徑按體積計，為0.3μm的磁鐵礦細粉末(磨料)，隨后用Henschel混合器混合，生產(chǎn)帶正電荷型的非磁性單組份顯影劑。按照100重量份的調(diào)色劑計算，加入的磁鐵礦細粉末的數(shù)量為0.1重量份(實施例1)，0.3重量份(實施例2)，0.5重量份(實施例3)，0.7重量份(實施例4)，1.0重量份(實施例5)或者1.5重量份(比較例2)。如比較例l相同采用未加入磁鐵礦細粉末的顯影劑。
(上機試驗)試驗上述各個實施例和比較例制成的顯影劑，用具有非磁性單組份印刷顯影系統(tǒng)的，平版式傳真機(TC-720 Mita Industries Co.，Ltd.生產(chǎn))，實際進行單色影像的連續(xù)成像(45,000張)，當有條痕出現(xiàn)時，才記錄成像次數(shù)。
實際試驗用傳真機的顯影裝置具有如圖1所述的結(jié)構(gòu)，其中聚胺酯橡膠制成的顯影輥11和平板玻璃制成的韌性組件12聯(lián)合使用。顯影裝置1與正電荷型有機光導體2結(jié)合使用。顯影輥11表面的硬度為76(Asker C)。韌性組件12的表面糙度Ra為0.01，該韌性組件12對顯影輥11的接觸壓力為7.09g/mm線性壓。
試驗結(jié)果如表1所示。
表1磁鐵礦細顆粒 出現(xiàn)條痕時的的加入量 成像次數(shù)(重量份)比較例1 0.0 1,000實施例1 0.1 18,000實施例2 0.3 24,500實施例3 0.5 33,000實施例4 0.7 無條痕實施例5 1.0 無條痕比較例2 1.5 無條痕表1可見，當用比較例1的未加磁鐵礦顆粒的顯影劑時，條痕出現(xiàn)相對要早，例如其成像次數(shù)為1,000。而觀察顯影裝置的內(nèi)部，結(jié)果是調(diào)色劑大量熔在韌性組件上。
另一方面，當使用加磁鐵礦細顆粒的實施例1-5和比較例2的顯影劑時，成像次數(shù)不到18,000時還無條痕出現(xiàn)。特別是用實施例4和5，以及比較例2的顯影劑時，它們的磁鐵礦加入量為超過0.7重量份，而連續(xù)成像完成(45,000張后)也無條痕出現(xiàn)。
完成連續(xù)成像(45,000張)后，觀察光導體表面。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)使用實施例5和比較例2的顯影劑時，光導體表面磨損程度加大。使用實施例5的顯影劑時，磨損量最多為0.8μm，感光層的厚度變薄，但是，成像45,000次以后還在實際允許的磨損范圍內(nèi)(1μm內(nèi))。
然而，比較例2的磨損量最多為1.3μm，它超出上述的允許范圍。
實施例6-10和比較例3向100重量份的經(jīng)過參考例1的方法制成的調(diào)色劑內(nèi)加入0.3重量份的初級平均粒徑按體積計，為16nm的二氧化硅細粉末(流動劑)以及初級平均粒徑按體積計，為0.7μm的磁鐵礦(magnetite)細粉末(磨料)，隨后用Henschel混合器混合，生產(chǎn)帶正電荷型的非磁性單組份顯影劑。按照100重量份的調(diào)色劑計算，加入的磁鐵礦細粉末的數(shù)量為0.1重量份(實施例6)，0.3重量份(實施例7)，0.5重量份(實施例8)，0.7重量份(實施例9)，1.0重量份(實施例10)或者1.5重量份(比較例3)。
對上述的實施例和比較例中生產(chǎn)的顯影劑進行上述的上機試驗，評估其特性。結(jié)果見表2。
表2磁鐵礦細顆粒出現(xiàn)條痕時的的加入量 成像次數(shù)(重量份)實施例6 0.1 19,000實施例7 0.3 26,500實施例8 0.5 36,500實施例9 0.7 無條痕實施例101.0 無條痕比較例3 1.5 無條痕如表2所示，使用實施例6-10和比較例3的顯影劑時，成像少于19,000次時，無條痕出現(xiàn)。特別是，使用實施例9和10以及比較例3的顯影劑時，其中磁鐵礦細顆粒的加入量超過0.7重量份，在完成連續(xù)成像(45,000張)時還無條痕出現(xiàn)。
完成連續(xù)成像(45,000張)后，觀察光導體表面。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)使用實施例10和比較例3的顯影劑時，光導體表面磨損程度加大。使用實施例10的顯影劑時，磨損量最多為0.9μm，感光層的厚度變薄，但是，成像45,000次以后還在實際允許的磨損范圍內(nèi)(1μm內(nèi))。
然而，比較例3的磨損量最多為1.5μm，它超出上述的允許范圍。
實施例11-13向100重量份的經(jīng)過參考例1的方法制成的調(diào)色劑內(nèi)加入0.3重量份的初級平均粒徑按體積計，為16nm的二氧化硅細粉末(流動劑)，以及初級平均粒徑按體積計，為0.5μm的氧化鋁細粉末(磨料)，隨后用Henschel混合器混合，生產(chǎn)帶正電荷型的非磁性單組份顯影劑。按照100重量份的調(diào)色劑計算，加入的氧化鋁細粉末的數(shù)量為0.1重量份(實施例11)，0.5重量份(實施例12)，或者1.0重量份(實施例13)。
對上述的實施例中生產(chǎn)的顯影劑進行上述的上機試驗，評估其特性。結(jié)果見表3。
表3氧化鋁細顆粒 出現(xiàn)條痕時的的加入量 成像次數(shù)(重重份)實施例110.1 15,500實施例120.5 22,000實施例131.0 38,000如表3所示，使用實施例11至13的顯影劑，當成像次數(shù)少于15,500次時，未出現(xiàn)條痕。
實施例14-16向100重量份的經(jīng)過參考例1的方法制成的調(diào)色劑內(nèi)加入0.3重量份的初級平均粒徑按體積計，為16nm的二氧化硅細粉末(流動劑)，以及初級平均粒徑按體積計，為0.4μm的氧化鈦細粉末(磨料)，隨后用Henschel混合器混合，生產(chǎn)帶正電荷型的非磁性單組份顯影劑。按照100重量份的調(diào)色劑計算，加入的氧化鈦細粉末的數(shù)量為0.1重量份(實施例14)，0.5重量份(實施例15)，或者1.0重量份(實施例16)。
對上述的實施例中生產(chǎn)的顯影劑進行上述的上機試驗，評估其特性。結(jié)果見表4。
表4氧化鈦細顆粒出現(xiàn)條痕時的的加入量成像次數(shù)(重量份)實施例140.114,000實施例150.521,500實施例161.025,500如表4所示，使用實施例14至16的顯影劑，當成像次數(shù)少于14,000次時，未出現(xiàn)條痕。
參考例2(調(diào)色劑的制備)使用Henschel混合器混合以下組份，用雙螺桿擠出機熔融捏合后，冷卻捏合物，然后用螺槳磨(feather mill)粗磨之。在同噴射流混合的同時，用撞擊板撞擊粉碎所述的粗磨物。用空氣分篩機分篩粉碎后的產(chǎn)物，制成按體積計平均粒徑10.3μm的調(diào)色劑。粉碎粗磨物時撞擊板與噴射流的角度為85度。
組份重量份定影樹脂(苯乙烯-丙烯酸樹脂) 100著色劑(碳黑)5抗間置劑，anti-offset agent 2.5(低分子量聚丙烯)電荷控制劑 5(Bontron N-04)從上述生產(chǎn)的調(diào)色劑中隨機選取一百份調(diào)色劑，用顯微鏡的刻度尺，測量樣品調(diào)色劑的最大直徑和最小直徑，用上述公式(ii)計算出異型度。然后，測定一百份樣品的異型度的平均值，以及其異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例。結(jié)果是，調(diào)色劑異型度平均值為0.5，異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例為18％。
實施例17向100重量份的經(jīng)過參考例2的方法制成的調(diào)色劑內(nèi)加入0.5％重量的初級平均粒徑按體積計，為16nm的二氧化硅細粉末(流動劑)，隨后用Henschel混合器混合，生產(chǎn)正電荷型的非磁性單組份顯影劑。
實施例18按照參考例2的相同的方法，不同是在粉碎粗磨物時，把撞擊板與噴射流的角度調(diào)節(jié)到70度，生產(chǎn)平均大小為10.4μm的調(diào)色劑。
按照參考例2的相同方法，測定調(diào)色劑的異型度的平均值，以及其異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例。結(jié)果是，調(diào)色劑異型度平均值為0.8，異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例為15％。
按照實施例17的相同的方法，不同是使用上述的調(diào)色劑來代替參考例2中生產(chǎn)的調(diào)色劑，生產(chǎn)正電荷型的非磁性單組份顯影劑。
比較例4按照參考例2的相同的方法，不同是在粉碎粗磨物時，把撞擊板與噴射流的角度調(diào)節(jié)到90度，生產(chǎn)平均大小為10.5μm的調(diào)色劑。
按照參考例2的相同方法，測定調(diào)色劑的異型度的平均值，以及其異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例。結(jié)果是，調(diào)色劑異型度平均值為0.5，異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例為25％。
按照實施例17的相同的方法，不同是使用上述的調(diào)色劑來代替參考例2中生產(chǎn)的調(diào)色劑，生產(chǎn)正電荷型的非磁性單組份顯影劑。
比較例5以每分鐘5,000轉(zhuǎn)攪拌以下各個組份，高速攪拌5分鐘，制備供懸浮聚合使用的單相混合溶液。
組份 重量份可聚合的樹脂苯乙烯 82N-異丁烯酸丁酯 18
著色劑(碳黑) 5電荷控制劑 5(Bontron N-01 Orint Kagaku Co.，Ltd.生產(chǎn))聚合起始劑 3(2，2’-偶氮雙異丁氰2，2’-azobisisobutyronitrile)交聯(lián)劑 2(二乙烯乙二醇異丁烯酸酯)然后，用含有以下各個組份的水分散介質(zhì)同上述的單相混合溶液混合，然后以每分鐘10,000轉(zhuǎn)的速度攪拌，用以上的高速攪拌10分鐘，制備懸浮液，其中，落滴平均粒徑為10.5μm。
組份重量份離子交換水 800分散穩(wěn)定劑(聚(乙烯醇))2將上述的懸浮液轉(zhuǎn)入一個3升的帶攪拌器的分離瓶內(nèi)，它帶有氮氣導入管和凝結(jié)器，其中內(nèi)部裝有氮氣，經(jīng)80攝氏度加熱聚合，每分鐘120轉(zhuǎn)速下攪拌5小時，然后冷卻至室溫。
通過過濾，離子交換水沖洗干燥，制備平均大小為10.5μm的接近于圓形的調(diào)色劑。
按照參考例2的相同方法，測定調(diào)色劑的異型度的平均值，以及其異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例。結(jié)果是，調(diào)色劑異型度平均值為0.9，異型度不大于0.2的調(diào)色劑的數(shù)量比例為0％。
按照實施例17的相同的方法，不同是使用上述的調(diào)色劑來代替參考例2中生產(chǎn)的調(diào)色劑，生產(chǎn)正電荷型的非磁性單組份顯影劑。
(薄層成型試驗)使用實施例17，18和比較例4和5生產(chǎn)的調(diào)色劑，在非磁性單組份壓印顯影體系(如前述)的平版?zhèn)髡鏅C顯影輥表面上形成一薄層調(diào)色劑。如用于形成薄層的顯影裝置1，同樣的顯影裝置用于上述的實際使用的上機試驗(見圖1)，它被同正電荷型有機光導體2。
然后，在顯影輥11的橫向取5處測定所述薄層的厚度(μm)。從同驅(qū)動齒輪相連一面(驅(qū)動面)至顯影輥11的另一面(被驅(qū)動面)選擇測定點(點A-E)。結(jié)果見表5，表中可見每種實施例和比較例調(diào)色劑(ADF)的異型度的平均值，異型度不大于0.2(DF0.2(％))的調(diào)色劑的數(shù)量比。
表5比較例4 實施例17 實施例18 比較例5ADF0.5 0.50.8 0.9異型度DF0.225％18％ 15％0％測定點A12.521.2 27.532.5測定點B9.8 23.5 28.335.0薄層厚度 測定點C5.8 22.7 29.041.3(μm)測定點D10.22 3.0 28.540.8測定點E7.5 21.8 27.838.2表5中發(fā)現(xiàn)當試驗比較例4的調(diào)色劑時，它的異型度不大于0.2(DF0.2(％))的調(diào)色劑的數(shù)量比超過20％，在顯影筒表面上形成的調(diào)色劑薄層都很薄，但是厚度分布不均。肉眼觀察這一薄層。結(jié)果，該薄層不均，有些地方未見該薄層。用比較例4的顯影劑在上述的平版?zhèn)髡鏅C上實際使用單色圖像的連續(xù)成像。結(jié)果，在成像開始階段，圖像模糊，因此，不能成像。
從表5中明顯可見，當試驗比較例5的調(diào)色劑時，它的(ADF)異型度平均值超過0.8，在顯影筒表面上形成的調(diào)色劑薄層都很厚，但是厚度分布不均。肉眼觀察這一薄層。結(jié)果，一薄層進一步粘到所述的薄層上，因而，薄層分布混亂。用比較例5的調(diào)色劑在上述的平版?zhèn)髡鏅C上實際使用單色圖像的連續(xù)成像。結(jié)果是，成像起始階段，成像的空白部分出現(xiàn)灰霧。因此，用反射式密度儀(TC-6D型，Tokyo Denshoku Co.，Ltd.生產(chǎn))測定該灰霧的密度。結(jié)果為灰霧度為0.020。原來發(fā)現(xiàn)該密度大大超過0.08，這是時間允許的有關灰霧度的范圍。
相反，如表5所示，當使用實施例17，18的顯影劑，在顯影筒的表面上形成的薄層調(diào)色劑的厚度為20μm，它適合于攝氏度平版?zhèn)髡鏅C的成像，但是厚度分布幾乎是均勻的。肉眼觀察上述的薄層。證實該薄層不均勻，分布亂，進一步講，用比較例17和18的顯影劑在上述的平版?zhèn)髡鏅C上實際使用單色圖像的連續(xù)成像，結(jié)果為成像良好，無灰霧，不清，條痕等，從開始到現(xiàn)象成像的完成(45,000張)都沒有出現(xiàn)以上的情況。
實施例19向100重量份的經(jīng)過參考例2的方法制成的調(diào)色劑內(nèi)加入0.5％重量的初級平均粒徑按體積計，為16nm的二氧化硅細粉末(流動劑)，以及0.7重量份的，初級平均粒徑按體積計為0.3mm磁鐵礦細顆粒(磨料)，隨后用Henschel混合器混合，生產(chǎn)正電荷型的非磁性單組份顯影劑。
按照上述的上機試驗的相同方法，用上述的顯影劑進行單色圖像連續(xù)成像(30,000張)。
結(jié)果是，直到完成連續(xù)成像(30,000張)也無條痕出現(xiàn)。并保持均勻薄層形成。
權(quán)利要求
1.一種壓印顯影方法，它包括在帶有控制部件的顯影輥的表面上形成一薄層調(diào)色劑，該控制部件用于調(diào)節(jié)保持在顯影輥表面上的調(diào)色劑的數(shù)量，經(jīng)過將所述的薄層與靜電潛影圖像接觸使光導體上形成的靜電潛影顯影，所述的控制部件包括一個平板樣韌性組件，其表面與顯影輥表面壓力接觸；所述的調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒，和按體積計平均粒徑為0.1-1.0μm的無機細顆粒，將其加入到所述的調(diào)色劑內(nèi)，加入量為X(重量份)，按照調(diào)色劑顆粒的100重量份計算，需滿足于如下公式(i)0.1≤X＜1.5(i)
2.如權(quán)利要求1所述的壓印顯影方法，其中所述的無機細顆粒包括至少選自磁鐵礦，氧化鋁，二氧化硅，氧化鈦和氧化鋅的細顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的壓印顯影方法，其中所述的無機細顆粒包括磁鐵礦。
4.如權(quán)利要求3所述的壓印顯影方法，其中按磁鐵礦體積計算，其平均粒徑為0.3-0.7μm，而加入的磁鐵礦的數(shù)量按100重量份調(diào)色劑顆粒計為0.3-1.5重量份。
5.如權(quán)利要求1所述的壓印顯影方法，其中調(diào)色劑的平均大小為6.0-12.0μm。
6.如權(quán)利要求1所述的壓印顯影方法，其中與顯影輥壓力接觸的韌性組件的表面粗糙度Ra不大于0.2μm。
7.如權(quán)利要求1所述的壓印顯影方法，其中韌性組件對顯影輥的接觸壓力的線性壓為4-15g/mm。
8.如權(quán)利要求1所述的壓印顯影方法，其中顯影輥的表面硬度為45-100 ABker C。
9.一種壓印顯影方法，包括在帶有控制部件的顯影輥的表面上形成一薄層調(diào)色劑，該控制部件用于調(diào)節(jié)保持在所述顯影輥表面上的調(diào)色劑的數(shù)量，經(jīng)過將所述的薄層與靜電潛影圖像接觸使光導體上形成的靜電潛影顯影，所述的控制部件包括一個平板樣韌性組件，其表面與顯影輥表面壓力接觸；所述的調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒，其中其異型度的平均值用以下公式(ii)從每個調(diào)色劑的最小直徑和最大直徑中算出異型度＝(最小直徑)/(最大直徑)(ii)異型度平均值介于0.5-0.8，而且不大于0.2的異型度的調(diào)色劑顆粒數(shù)量的比例不大于20％。
10.如權(quán)利要求9所述的壓印顯影方法，其中所述調(diào)色劑的平均大小為6.0-12.0μm。
11.如權(quán)利要求9所述的壓印顯影方法，其中與顯影輥壓力接觸的韌性組件的表面粗糙度Ra不大于0.2μm。
12.如權(quán)利要求9所述的壓印顯影方法，其中韌性組件對顯影輥的接觸壓力的線性壓為4-15g/mm。
13.如權(quán)利要求9所述的壓印顯影方法，其中顯影輥的表面硬度為45-100 Asker C。
14.一種壓印顯影方法，它包括在帶有控制部件的顯影輥的表面上形成一薄層調(diào)色劑，該控制部件用于調(diào)節(jié)保持在顯影輥表面上的調(diào)色劑的數(shù)量，經(jīng)過將所述的薄層與靜電潛影圖像接觸使光導體上形成的靜電潛影顯影，所述的控制部件包括一個平板樣韌性組件，其表面與顯影輥表面壓力接觸；所述的調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒，和按體積計平均粒徑為0.1-1.0μm的無機細顆粒，將其加入到所述的調(diào)色劑內(nèi)，加入量為X(重量份)，按照調(diào)色劑顆粒的100重量份計算，需滿足于如下公式(i)0.1≤X＜1.5(i)所述的調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒，其中其異型度的平均值用以下公式(ii)從每個調(diào)色劑的最小直徑和最大直徑中算出異型度＝(最小直徑)/(最大直徑)(ii)異型度平均值介于0.5-0.8，而且不大于0.2的異型度的調(diào)色劑顆粒數(shù)量的比例不大于20％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓印顯影方法，它包括在帶有控制部件的顯影輥的表面上形成一薄層調(diào)色劑，將所述的薄層與靜電潛影圖像接觸使光導體上形成的靜電潛影顯影。調(diào)色劑包括調(diào)色劑顆粒和無機細顆粒，和/或包括如上異型度分布的調(diào)色劑。按照本發(fā)明方法所形成的圖像清晰、質(zhì)量好。
文檔編號G03G9/08GK1160871SQ9710060
公開日1997年10月1日 申請日期1997年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月5日
發(fā)明者永井孝, 本田陽康, 飯?zhí)镏怯? 秋山俊明, 倉增浩二, 登田朝生 申請人:三田工業(yè)株式會社