调色剂及制法、显影剂及设备、处理盒、成像装置及方法

专利名称：调色剂及制法、显影剂及设备、处理盒、成像装置及方法
技术领域：
本发明涉及在电子照相术中将潜像显影成可视图像的调色剂。本发明还涉及分别使用上述调色剂的显影剂、显影设备、处理盒、成像装置、和成像方法，以及制造上述调色剂 的方法。
背景技术：
形成可视图像用的调色剂已广泛用于电子照相成像装置。通常，调色剂由含有着 色剂的树脂颗粒组成。有多种制造调色剂的方法。众所周知的是，水性介质中制造的调色剂有利地具有 小的粒径和窄的粒径分布。另一方面，调色剂优选主要由能良好地定影在记录介质上的聚 酯树脂组成。从这个情况来看，提出了在水性介质中制造调色剂、特别是具有小粒径和窄的粒 径分布并主要由聚酯树脂组成的调色剂的方法。具体来说，所提出的方法包括以下步骤将聚酯树脂和着色剂溶解或分散在有机 溶剂中以制备油性液体，将该油性液体分散在含有表面活性剂的水性介质中以形成油滴， 从油滴中除去该有机溶剂以形成调色剂颗粒，以及洗涤和干燥该调色剂颗粒。这种方法可 在下文中称为溶解悬浮法。不利的是，主要由聚酯树脂组成的调色剂颗粒(以下称为“基于聚酯的调色剂颗 粒”)的带电性低于主要由苯乙烯_丙烯酸类树脂组成的那些。这种带电性较低的调色剂 颗粒不利于在其中调色剂颗粒通过搅拌或使用调色剂供应部件(例如，辊)、调色剂承载部 件(例如，辊)、或调色剂调节器(例如，刮片)摩擦而带电的单组分显影系统中使用，因为 从使调色剂颗粒充分带电来看，它们不如其中调色剂颗粒通过与载体颗粒如铁粉搅拌或摩 擦而带电的双组分显影系统。在尝试改进基于聚酯的树脂颗粒的带电性中，有人提出在这种基于聚酯的树脂颗 粒的表面上提供通常具有良好带电性的乙烯基树脂的途径。例如，日本专利申请特开(以下称为“JP-A”) 2006-206851公开了其表面由含有大 量得自甲基丙烯酸的羧基的乙烯基树脂覆盖的基于聚酯的树脂颗粒。但是，如此大量的羧 基提高了颗粒表面的吸湿性，从而使带电性劣化，尤其是在高温高湿条件下。JP-2006-285188-A公开了芯-壳型调色剂，其中所述壳由乙烯基共聚物树脂组成 且所述芯由基于聚酯的树脂组成。但是，所公开的乙烯基共聚物树脂中的苯乙烯单元的含 量太小而不能改进调色剂的带电性，尤其是在高温高湿条件下。上述芯-壳型调色剂还在其制造过程中有问题，使得当乙烯基共聚物树脂中极性 基团(例如，羧基)的量太小时，不能正常地将原料造粒为期望形状和尺寸的调色剂颗粒。JP-H05-333587-A公开了通过湿式造粒方法制造的调色剂，在湿式造粒方法中，使 聚酯树脂和着色剂在湿的环境下形成为颗粒，并且在随后的过程中使该颗粒聚集、干燥并 研磨。为了改进所得调色剂颗粒的带电性，将由80份苯乙烯和20份丙烯酸丁酯组成的可带电树脂细颗粒进一步固定在调色剂颗粒的表面上。但是，该可带电树脂细颗粒不能均勻 地存在于调色剂颗粒的整个表面上，因为该调色剂颗粒由于其制造方式而不具有均勻的平
滑表面。

发明内容
鉴于上述情况，提出了 本发明的示例方面，并提供了新的调色剂、显影剂、显影设 备、成像装置，它们无论环境条件如何都产生高质量图像。在一种示例性实施方式中，新的调色剂包含包含粘合剂树脂、着色剂、和脱模剂 的芯颗粒，和包含乙烯基树脂颗粒的壳层。所述乙烯基树脂包含80重量％或更多的具有乙 烯基聚合性官能团的芳族化合物的单元。本发明的其它示例方面提供新的制造上述调色剂的方法。在一种示例性实施方式中，新的方法包括将粘合剂树脂、着色剂、和脱模剂溶解 或分散在有机溶剂中以制备油性液体，将该油性液体分散在水性介质中以制备芯颗粒，和 将乙烯基树脂颗粒粘附到所述芯颗粒的表面以形成壳层。此外，本发明的其它示例方面提供新的成像方法。在一种示例性实施方式中，新的成像方法包括使静电潜像承载部件的表面均勻 带电，用含有图像信息的光辐照静电潜像承载部件的带电表面以在其上形成静电潜像，通 过显影剂调节器在显影剂承载部件上形成具有预定厚度的包括上述调色剂的显影剂的层， 将显影剂从显影剂承载部件供应到形成在静电潜像承载部件上的静电潜像以将该静电潜 像显影成调色剂图像，将调色剂图像从静电潜像承载部件转印到转印介质，和将该调色剂 图像定影到转印介质。


结合附图考虑时参考以下的详细说明，将更好地理解本发明及其许多附带优点， 因此将获得对其更完整的领会，在所述附图中图1示意性地展示了根据本说明书的处理盒的示例性实施方式；图2示意性地展示了根据本说明书的成像装置的示例性实施方式；图3为图2所示的成像单元的放大图；图4为图3所示的显影设备的放大图；图5示意性地展示了根据本说明书的处理盒的另一示例性实施方式；图6为用扫描电子显微镜(SEM)获得的根据本说明书的母体调色剂的图像；图7为用透射电子显微镜(TEM)获得的根据本说明书的母体调色剂的截面图像；图8为用扫描电子显微镜(SEM)获得的比较用母体调色剂的图像；和图9为用透射电子显微镜(TEM)获得的比较用母体调色剂的截面图像。
具体实施例方式通常，调色剂颗粒具有可带电的表面结构。这种表面结构的一种优选实施方式包 括芳族结构，其中存在具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合物的单元。这样的芳族结构提 供可靠的电子轨道。
本发明的示例方面提供通过以下方法制造的调色剂，所述方法包括将树脂、着色 齐U、和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中以制备油性液体，将该油性液体分散在水性介质中 以制备油滴分散体(将形成为芯颗粒)，和将该乙烯基树脂颗粒与该油滴分散体混合。所得 调色剂颗粒具有芯-壳结构，其中所述壳层包含所述乙烯基树脂颗粒。本发明的发明人发 现，当所述乙烯基树脂颗粒包含80重量％或更多的具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合 物的单元时，壳层不会在调色剂熔合到记录介质上时防止脱模剂从芯颗粒渗出。这是因为， 所述乙烯基树脂颗粒在调色剂颗粒上形成部分壳层(如稍后描述的图6和7中所示)。乙烯基树脂颗粒可以通过使包含具有乙烯基聚合性官能团的芳族单体的混合单 体聚合来制备。所述混合单体优选包括80 100重量％、更优选90 100重量％、最优选95 100重量％的具有乙烯基聚合性官能团的芳族单体。当所述芳族单体的量太小时，所得调色 剂可具有差的带电性。芳族单体中乙烯基聚合性官能团可为，例如，乙烯基、异丙烯基、烯丙基、丙烯酰 基、或甲基丙烯酰基。具有乙烯基聚合性官能团的芳族单体的具体实例包括，但不限于，苯乙烯、α -甲 基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、4-乙氧基苯 乙烯、4-羧基苯乙烯或其金属盐、4-苯乙烯磺酸或其金属盐、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、烯
丙基苯、苯氧基亚烷基二醇丙烯酸酯、苯氧基亚烷基二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基聚亚烷基二 醇丙烯酸酯、和苯氧基聚亚烷基二醇甲基丙烯酸酯。在这些芳族单体中，苯乙烯由于其良好的带电性和可获得性而是优选的。混合单体可任选包括0 7重量％具有乙烯基聚合性官能团和酸基团两者的酸单 体。更优选的是，混合单体包括0 4重量％、且更优选0%的量的酸单体。当酸单体的量 大于7重量％时，所得乙烯基树脂颗粒可具有高分散稳定性。这种乙烯基树脂颗粒不大可 能粘附到芯颗粒上，或者在除去溶剂、洗涤、干燥、和对调色剂的外处理的过程中易于从芯 颗粒释出。当酸单体的量为4%或更低时，所得调色剂无论环境条件如何都可具有可靠的带 电性。酸单体中的酸基团可为，例如，羧基、磺酰基、或膦酰基。具有乙烯基聚合性官能团和酸基团两者的酸单体的具体实例包括，但不限于，含 有羧基的乙烯基单体及其盐(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单烷 基酯、富马酸、富马酸单烷基酯、巴豆酸、衣康酸、衣康酸单烷基酯、衣康酸乙二醇单醚、柠康 酸、柠康酸单烷基酯、肉桂酸)、含有磺酸基的乙烯基单体、乙烯基硫酸单酯及其盐、含有磷 酸酯基的乙烯基单体。在这些酸单体中，丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单 烷基酯、富马酸、和富马酸单烷基酯是优选的。乙烯基树脂颗粒可以通过，例如，以下非限制性的方法(a) (f)制备。(a)使混合单体进行聚合反应如悬浮聚合、乳液聚合、接种聚合、或分散聚合，由此 制备乙烯基树脂颗粒的分散体。(b)使混合单体进行聚合反应，用机械旋转粉碎机 或喷气粉碎机粉碎所得树脂，并 以大小分级经粉碎的颗粒。(c)使混合单体进行聚合反应，将所得树脂溶解在溶剂中，并将所得树脂溶液喷雾成细雾。(d-1)使混合单体进行聚合反应，将所得树脂溶解在溶剂中，将溶剂加入所得树脂溶液以沉积乙烯基树脂颗粒，和除去该溶剂。(d-2)使混合单体进行聚合反应，通过加热将所得树脂溶解在溶剂中，将所得树脂 溶液冷却以沉积乙烯基树脂颗粒，和除去该溶剂。(e)使混合单体进行聚合反应，将所得树脂溶解在溶剂中，在分散剂的存在下将所 得树脂溶液分散在水性介质中，和通过加热或减压除去该溶剂。(f)使混合单体进行聚合反应，将所得树脂溶解在溶剂中，将乳化剂溶解在所得树 脂溶液中，和将水加入其中以进行相转化乳化。在上述方法中，优选(a)，因为乙烯基树脂颗粒易于以分散体的形式制备。该分散 体易于在后续工艺中处理。在方法(a)中，为了改进所得乙烯基树脂颗粒的分散稳定性，聚合反应优选在含 有分散稳定剂的水性介质中进行，和/或混合单体优选包括反应性乳化剂，其为能够为所 得树脂颗粒提供分散稳定性的单体。没有分散稳定剂和/或反应性乳化剂，所得乙烯基树 脂可能不能形成为颗粒，或者所得乙烯基树脂颗粒在储存时会聚集。或者，芯颗粒在将乙烯 基树脂颗粒粘附到其上时会聚集或合并(coalesce)，导致具有各种尺寸和形状的不规则调 色剂颗粒。可用的分散稳定剂的具体实例包括，但不限于，阴离子表面活性剂(例如，烷基苯 磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、磷酸盐)，阳离子表面活性剂(例如，胺盐型，如烷基胺盐、氨基醇 脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉；季铵盐型，如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基 铵盐、烷基二甲基二苯甲基铵盐、吡啶锡盐、烷基喹啉输盐和苄索氯铵)，非离子表面活性 剂(例如，脂肪酸酰胺衍生物、多元醇衍生物)，两性表面活性剂(例如，丙氨酸、十二烷基二 (氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸、N-烷基-N，N-二甲基铵甜菜碱)，和无机分 散剂(例如，磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、羟基磷灰石)。在制备乙烯基树脂颗粒的过程中，可使用链转移剂以控制所得树脂的分子量。可 用的链转移剂的具体实例包括，但不限于，包含具有3或更多个碳原子的烃基的疏水性烷 基硫醇，如丁硫醇、辛硫醇、癸硫醇、十二碳硫醇、十六碳硫醇、十八碳硫醇、环己基硫醇、苯 硫酚、巯基乙酸辛酯、2-巯基丙酸辛酯、3-巯基丙酸辛酯、巯基丙酸2-乙基己酯、辛酸2-巯 基乙酯、1，8- 二巯基-3，6- 二Ρ恶辛烷、癸烷三硫醇、和十二烷基硫醇。这些疏水性链转移剂 可以单独或组合使用。链转移剂的用量优选0. 01 30重量份，更优选0. 1 25重量份，以单体的总量 计。当链转移剂的用量太小时，所得树脂的分子量太大，从而使所得调色剂的定影性劣化。 或者，所得树脂可在聚合反应的过程中凝胶化。当链转移剂的用量太大时，未反应的链转移 剂剩余，或者所得树脂的分子量太小，导致成像组件污染。乙烯基树脂颗粒的重均分子量优选为3，000 300，000,更优选4，000 100，000，最优选5，000 50，000。当重均分子量太小时，机械强度差。这种具有差的机械
强度的树脂颗粒的带电性可能不可靠，并且可污染成像组件，导致所得图像的质量差。当重 均分子量太大时，这意味着分子端基的数量减少。结果，乙烯基树脂分子链对芯颗粒的粘附 性质可降低。
乙烯基树脂颗粒的玻璃化转变温度(Tg)优选为40°C或更高，更优选50°C或更高， 并且最优选60°C或更高。当Tg太低时，所得调色剂当在高温存储时可导致粘连。接下来，详细描述包含于油性液体中的粘合剂树脂。粘合剂树脂部分或完全溶解 在有机溶剂中。粘合剂树脂的酸值优选为2 24mgK0H/g。当酸值太大时，粘合剂树脂可能 迁移到水性介质中，导致调色剂产率变差。或者，水性介质中的油性液滴的分散稳定性可能 是差的。当酸值太小时，这意味着所得树脂的极性低。这种低极性的树脂难以均勻地将通 常具有较高极性的着色剂分散在油性液滴中。从定影性来看，粘合剂树脂优选具有聚酯骨架。这种具有聚酯骨架的树脂的具体 实例包括聚酯树脂，和聚酯树脂与具有除聚酯外的骨架的树脂的嵌段共聚物，但不限于此。 尤其是，从所得调色剂的均勻性来看，更优选聚酯树脂。合适的聚酯树脂的具体实例包括，但不限于，内酯的开环聚合物、羟基羧酸的缩聚 产物、和多元醇与多元羧酸的缩聚产物。从分子设计的灵活性的观点来看，最优选多元醇与 多元羧酸的缩聚产物。聚酯树脂的分子量分布曲线优选在1，000 30，000、更优选在1，500 10，000、
最优选在2，000 8，000的分子量处有峰。当在分子量过低处观察到该峰时，所得调色剂 可具有差的耐热存储稳定性。当在分子量过高处观察到该峰时，所得调色剂在低温下可具 有差的定影性。聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为35 80°C，并且更优选40 70°C。当 Tg太低时，所得调色剂颗粒在高温条件下会变形或合并。当Tg太高时，所得调色剂可具有 差的定影性。用于制备聚酯树脂的多元醇(1)可为，例如，二醇(1-1)或者3价以上的多元醇 (1-2)。多元醇(1)优选为单独的二醇(1-1)，或二醇(1-1)与少量多元醇(1-2)的混合物。二醇(1-1)的具体实例包括，但不限于，亚烷基二醇(例如，乙二醇、1，2-丙二醇、 1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇和1，6_己二醇)；亚烷基醚二醇(例如，二甘醇、三甘醇、一缩二 丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇)；脂环族二醇(例如，1，4_环己烷二甲 醇和氢化双酚A)；双酚(例如，双酚A、双酚F和双酚S)；上述脂环族二醇的环氧烷烃(例 如，环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷)加合物；4，4’ - 二羟基联苯(例如，3，3’ - 二氟-4， 4’_ 二羟基联苯)；双(羟苯基)烷烃(例如，双(3-氟-4-羟苯基)甲烷、1-苯基-1，1-双 (3-氟-4-羟苯基)乙烷、2，2-双(3-氟-4-羟苯基)丙烷、2，2-双(3，5- 二氟-4-羟苯 基)丙烷(也称为四氟双酚A)、2，2-双(3-羟苯基)-1，1，1，3，3，3_六氟丙烷)；双(4-羟 苯基)醚(例如，双(3-氟-4-羟苯基)醚)；和上述双酚的环氧烷烃(例如，环氧乙烷、环 氧丙烷、环氧丁烷)加合物。 在这些化合物中，优选具有2 12个碳原子的亚烷基二醇和双酚的环氧烷烃加合 物，并且更优选双酚的环氧烷烃加合物与具有2 12个碳原子的亚烷基二醇的组合。3价以上的多元醇(1-2)的具体实例包括，但不限于，3价以上的多价脂族醇(例 如，甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇)；3价以上的多酚(例如，三酚 PA、酚醛树脂、甲酚醛树脂)；和上述3价以上的多酚的环氧烷烃加合物。用于制备聚酯树脂的多元羧酸(2)可为，例如，二羧酸(2-1)或3价以上的多元羧 酸(2-2)。多元羧酸(2)优选为单独的二羧酸(2-1)，或二羧酸(2-1)与少量3价以上的多元羧酸(2-2)的混合物。二羧酸(2-1)的具体实例包括，但不限于，亚烷基二羧酸(例如，琥珀酸、己二酸、 癸二酸)、亚烯基二羧酸(例如，马来酸、富马酸)、芳族二羧酸(例如，邻苯二甲酸、间苯二 甲酸、对苯二甲酸、萘二酸)、3_氟间苯二甲酸、2-氟间苯二甲酸、2-氟对苯二甲酸、2，4，5， 6-四氟间苯二甲酸、2，3，5，6_四氟间苯二甲酸、5-三氟甲基间苯二甲酸、2，2_双(4-羧基 苯基)六氟丙烷、2，2_双(3-羧基苯基)六氟丙烷、2，2，-双(三氟甲基)_4，4，-联苯二 羧酸、3，3，-双(三氟甲基)_4，4，-联苯二羧酸、2，2，-双(三氟甲基)_3，3，-联苯二羧 酸、和六氟异亚丙基二邻苯二甲酸酐。在这些化合物中，优选4 20个碳原子的亚烷基二 羧酸和8 20个碳原子的芳族二羧酸。3价以上的多元羧酸(2-2)的具体实例包括，但不限于，9 20个碳原子的芳族多 元羧酸(例如，偏苯三酸、均苯四酸)。多元羧酸(2)还可为上述二羧酸(2-1)和3价以上的多元羧酸(2-2)的酸酐或低 级烷基酯(例如，甲酯、乙酯、异丙酯)。

多元醇(1)中的羟基
与多元羧酸(2)中的羧基[C00H]的当量比([OH]/ [C00H])为 2/1 1/1，优选 1. 5/1 1/1. 5，并且更优选 1. 3/1 1/1. 3。为了进一步改进所得调色剂的动态强度和抗高温反印性，油性液体可进一步包括 具有异氰酸酯端基团的改性树脂。这样的改性树脂可以通过如下制备使包括含有异氰酸 酯基团的单体的单体进行聚合反应，或者，制备具有端位活性氢基团的树脂，然后使该树脂 与多异氰酸酯反应以将异氰酸酯基团引入到树脂的端位。优选后者，因为可以将异氰酸酯 基团引入到树脂的端位。活性氢基团可为，例如，羟基(例如，醇羟基、酚羟基)、氨基、羧基 或巯基。在这些基团中，最优选醇羟基。从所得调色剂颗粒的均勻性来看，改性树脂优选具有与包含于油性液体中的上述 粘合剂树脂相同的骨架，即聚酯骨架。例如，具有端位醇羟基的聚酯树脂，其为具有端位活 性氢基团的改性树脂的一种实施方式，可以通过使多元醇与官能团数量多于该多元醇的多 元羧酸进行缩聚反应来制备。改性树脂中的一部分异氰酸酯基团在将油性液体分散在水性介质的过程中水解 成氨基。所得氨基进一步与未反应的异氰酸酯基团反应，由此使改性树脂扩链。为了更可 靠地使改性树脂扩链和/或将交联引入到扩链的改性树脂，可在油性液体中进一步包含胺 化合物。胺化合物(B)可为二胺(Bi)、3价以上的多胺(B2)、氨基醇(B3)、氨基硫醇(B4)、 氨基酸(B5)、或其中任何所述胺(Bi) (B5)中的氨基被封端的封端胺(B6)。二胺(B 1)的具体实例包括，但不限于，芳族二胺(例如，苯二胺、二乙基甲苯二 胺、4，4’ - 二氨基二苯甲烷、四氟-对亚二甲苯基二胺、四氟-对亚苯基二胺)；脂环族二胺 (例如，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)；和脂族 二胺(例如，乙二胺、1，4_ 丁二胺、1，6_己二胺、十二氟亚己基二胺、二十四氟亚十二烷基二 胺)。3价以上的多胺(B2)的具体实例包括，但不限于，二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。氨基醇(B3)的具体实例包括，但不限于，乙醇胺和羟乙基苯胺。氨基硫醇(B4)的具体实例包括，但不限于，氨基乙硫醇和氨基丙硫醇。
氨基酸(B5)的具体实例包括，但不限于，氨基丙酸和氨基己酸。封端胺(B6)的具体实例包括，但不限于，由上述胺(Bi) (B5)和酮(例如，丙酮、 甲乙酮和甲基异丁基酮)获得的酮亚胺化合物；和”恶唑啉化合物。在这些胺⑶中，优选单独的二胺(Bi)，和二胺(Bi)与少量3价以上的多胺(B2) 的混合物。胺⑶中的氨基[NHx]与改性树脂中的异氰酸酯基团[NC0]的当量比([NHx]/ [NC0])为4或更低，优选2或更低，更优选1.5或更低，并且最优选1.2或更低。当当量比 ([NHx] / [NC0])太大时，过量的氨基可封端改性树脂的异氰酸酯基团，使得改性树脂不能扩 链。结果，所得聚酯的分子量可能太低，因此所得调色剂可具有差的抗高温反印性。从可去除性来看，包含于油性液体中的有机溶剂优选为沸点低于100°C的挥发性 溶剂。这种有机溶剂的具体实例包括，但不限于，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、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 甲乙酮、甲基异丁基酮、和它们的混合物。在有机溶剂溶解或分散具有聚酯骨架的树脂的情 况下，优选酯溶剂(例如 ，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯)和酮溶剂(例如，甲乙酮、甲基异 丁基酮)，因为聚酯在这些溶剂中具有高溶解性。在这些有机溶剂中，从可去除性来看，最优 选乙酸甲酯、乙酸乙酯、和甲乙酮。水性介质可为，例如，水，或水和可与水混溶的溶剂的混合物。可与水混溶的溶剂 的具体实例包括，但不限于，醇(例如，甲醇、异丙醇、乙二醇)、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、溶 纤剂(例如，甲基溶纤剂)、和低级酮(例如，丙酮、甲乙酮)。水性介质含有表面活性剂以可靠地分散油性液体并形成油滴。可用的表面活性剂的具体实例包括，但不限于，阴离子表面活性剂(例如，烷基苯 磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、磷酸盐)，阳离子表面活性剂(例如，胺盐型，如烷基胺盐、氨基醇 脂肪酸衍生物、多胺脂肪酸衍生物和咪唑啉；季铵盐型，如烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基 铵盐、烷基二甲基苯甲基铵盐、吡啶输盐、烷基异喹啉锡盐和苄索氯铵)，非离子表面活性 剂(例如，脂肪酸酰胺衍生物、多价醇衍生物)，和两性表面活性剂(例如，丙氨酸、十二烷基 二(氨乙基)甘氨酸、二(辛基氨乙基)甘氨酸、N-烷基-N，N-二甲基铵甜菜碱)。还可使用具有氟烷基的表面活性剂。具有氟烷基的阴离子表面活性剂的具体 实例包括，但不限于，具有2到10个碳原子的氟烷基羧酸及其金属盐、全氟辛烷磺酰基 谷氨酸二钠、3_[ ω-氟烷基(C6-C11)氧基]-1-烷基(C3-C4)磺酸钠、3-[ω-氟烷酰 基(C6-C8)-N-乙氨基]-1-丙烷磺酸钠、氟烷基(C11-C20)羧酸及其金属盐、全氟烷基 (C7-C13)羧酸及其金属盐、全氟烷基(C4-C12)磺酸及其金属盐、全氟辛烷磺酸二甲醇酰 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-乙基磺酰基甘氨酸盐、和单全氟烷基(C6-C16)乙基磷酸酯。具有氟烷基的阳离子表面活性剂的具体实例包括，但不限于，具有氟烷基的脂族 伯、仲和叔胺酸，脂族季铵盐如全氟烷基(C6-C10)磺酰胺丙基三甲基铵盐、苯甲烃铵盐、苄 索氯铵、吡啶错盐、和咪唑啉输盐。或者，水性介质可含有无机分散剂或微粒树脂以可靠地分散油性液体并形成油滴。可用的无机分散剂的具体实例包括，但不限于，磷酸三钙、碳酸钙、氧化钛、胶体二氧化硅、和羟基磷灰石。可溶于酸和碱的无机分散剂如磷酸钙通过用酸(例如，盐酸)进行溶解和洗涤而 从所得调色剂颗粒除去。或者，无机分散剂可以用酶除去。分散剂可以残留在所得调色剂 颗粒上，但是，从带电性来看，更优选的是，分散剂从所得调色剂颗粒除去。另外，可使用聚合物保护胶体以改进分散油滴的稳定性。
可用的聚合物保护胶体的具体实例包括，但不限于，由以下单体获得的均聚物和 共聚物，所述单体如酸单体(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、马来酸酐)，具有羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单 体(例如，丙烯酸β-羟乙基酯、甲基丙烯酸β-羟乙基酯、丙烯酸β-羟丙基酯、甲基丙烯 酸羟丙基酯、丙烯酸Y-羟丙酯、甲基丙烯酸Y-羟丙酯、丙烯酸3-氯-2-羟丙基酯、 甲基丙烯酸3-氯-2-羟丙基酯、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)，乙烯基醚单 体(例如，乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚)，羧酸乙烯酯单体(例如，乙酸乙烯 酯、丙酸乙烯酯和丁酸乙烯酯)，酰胺单体(例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰 胺)及其羟甲基化合物，酰基氯单体(例如，氯丙烯酸，和氯甲基丙烯酸)，和/或含有氮原 子或含氮杂环的单体(例如，乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咪唑、乙烯亚胺)；基于 聚氧乙烯的树脂(例如，聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯 烷基酰胺、聚氧丙烯烷基酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚、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)；和纤维素(例如，甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基 纤维素)。油性液体包含着色剂。可用的着色剂的具体实例包括，但不限于，炭黑、苯胺黑染 料、氧化铁黑、萘酚黄S、汉萨黄(10G、5G和G)、镉黄、氧化铁黄、黄土、铬黄、钛黄、多偶氮黄、 油黄、汉萨黄(GR、A、RN和R)、颜料黄L、联苯胺黄(G和GR)、永久黄(NCG)、富尔坎坚牢黄 (5G和R)、酒石黄色淀、喹啉黄色淀、蒽吖嗪黄BGL、异二氢吲哚酮黄、氧化铁红、铅丹、铅橙、 镉红、镉汞红、锑橙、永久红4R、对位红、火红、对氯邻硝基苯胺红、立索尔坚牢猩红G、亮坚 牢猩红、亮洋红BS、永久红(F2R、F4R、FRL、FRLL和F4RH)、坚牢猩红VD、富尔坎坚牢玉红B、 亮猩红G、立索尔玉红GX、永久红F5R、亮洋红6B、颜料猩红3B、酒红5B、甲苯胺栗、永久酒红 F2K、埃利奥酒红BL、酒红1OB、淡BON栗、中BON栗、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、油红、喹吖啶酮红、吡唑啉酮红、多偶氮红、铬朱红、联苯胺橙、 芘橙、油橙、钴蓝、青天蓝、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、阴丹士林蓝(RS和BC)、靛青、深蓝、普鲁士蓝、蒽醌蓝、坚牢紫B、甲基紫色淀、 钴紫、锰紫、二5 恶烷紫、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、孔雀石绿色淀、酞菁绿、蒽醌绿、氧化钛、锌白、锌钡白和它们的混合物。着色剂可与树脂结合以用作母料。可用于母料的树脂的具体实例包括，但不限于， 上述改性或未改性聚酯树脂、苯乙烯聚合物和取代的苯乙烯聚合物(例如，聚苯乙烯、聚对 氯苯乙烯、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_乙烯基萘共聚物、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_丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯_丙烯酸辛酯共聚 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 烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚 共聚物、苯乙烯_马来酸共聚物、苯乙烯_马来酸酯共聚物)、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 氨酯、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸类、松香、改性松香、萜烯树脂、脂族或脂环族烃树 月旨、芳族石油树脂、氯化石蜡、和石蜡。这些树脂可以单独或组合使用。母料可以通过以下方式制备将一种或多种上述树脂与上述着色剂在向其施加高 剪切力的同时混合并捏合。在这种情况下，可以加入有机溶剂以提高着色剂和树脂之间的 相互作用。此外，可以优选使用冲洗法(flushingmethod)，其中包括着色剂和水的水性膏料 与溶解在有机溶剂中的树脂混合并捏合，使得着色剂转移到树脂侧(即，油相)，然后除去 有机溶剂(和水，如需要)，因为所得湿滤饼可以直接使用而不必干燥。当进行混合和捏合 步骤时，可以优选使用能够施加高剪切力的分散设备如三辊磨。油性液体进一步包括脱模剂，以改进所得调色剂从定影部件的脱模性。当所得调色剂加热以定影在记录介质上时，要求脱模剂表现出低粘度。另外， 当所 得调色剂定影在记录介质上时要求脱模剂不溶于或溶胀于定影部件中。具体来说，蜡和硅 油符合上述要求。更具体来说，从调色剂的存储稳定性来看，在室温下通常为固态的蜡比硅 油更有利。合适的蜡的具体实例包括，但不限于，长链烃如聚烯烃蜡(例如，聚乙烯蜡、聚丙 烯蜡)、石油蜡(例如，石蜡、SAZOL蜡、微晶蜡)、和费托蜡；和含有羰基的蜡如聚链烷酸酯 (例如，巴西棕榈蜡、褐煤蜡、三羟甲基丙烷三山嵛酸酯、季戊四醇四山嵛酸酯、季戊四醇二 乙酸酯二山嵛酸酯、甘油三山嵛酸酯、1，18-十八烷二醇二硬脂酯)，聚链烷酸酰胺(例如， 乙二胺二山嵛酰胺)，聚烷基酰胺(例如，偏苯三酸三硬脂基酰胺)、和二烷基酮(例如，二 硬脂基酮)。在这些蜡中，优选长链烃，因为它们的脱模性良好。还优选长链烃与含有羰基的蜡 的组合。所得调色剂优选包括2 25重量％、更优选3 20重量％、最优选4 15重量％ 的量的脱模剂。当脱模剂的量太小时，调色剂从定影部件的脱模性差。当脱模剂的量太大 时，调色剂的机械强度差。油性液体可任选包括电荷控制剂。可用的电荷控制剂的具体实例包括，但不限于，苯胺黑染料、三苯基甲烷染料、含 铬的金属络合物染料、钼酸的螯合物、若丹明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性季铵 盐)、烷基酰胺、磷及其化合物、钨及其化合物、含氟活性剂、水杨酸金属盐、和水杨酸衍生物 的金属盐。市售电荷控制剂的具体实例包括，但不限于，Orient Chemical IndustriesCo.， Ltd.制造的 BONTRON N-03 (苯胺黑染料)、BONTRON P-51 (季铵盐)、 BONTRON S-34 (含金属的偶氮染料)、BONTRON E-82 (萘酚酸的金属络合 物)、BONTRON E-84 (水杨酸金属络合物)、和BONTRON E-89 (苯酚缩合
产物)；Hodogaya Chemical Co. , Ltd.制造的TP-302和TP-415 (季铵盐的钼络合物)； Hoechst AG 制造的 COPY CHARGE PSY VP2038 (季铵盐)、⑶PY BLUE PR (三苯基甲烷衍生物)、COPY CHARGE NEG VP2036 和 COPY CHARGE NX VP434 (季铵盐)；Japan Carlit Co.，Ltd.制造的LRA-901和LR-147 (硼络合物)；铜酞菁，茈，喹吖啶酮，偶
氮颜料，和具有官能团如磺酸基、羧基和季铵基团的聚合物。调色剂中电荷控制剂的含量优选为0. 5 5重量％，并且更优选0. 8 3重量％， 在上述范围内不会抑制调色剂的定影性能。调色剂可任选地包括磁性材料，以用作磁性调色剂。可用的磁性材料的具体实例 包括，但不限于，氧化铁(例如，磁铁矿、铁氧体、赤铁矿)，金属(例如，铁、钴、镍)，上述金 属与铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、钡、铋、钙、镉、锰、硒、钛、钨、和钒的合金或混合物。磁性材 料优选的体均粒径为0. 1 2 μ m。调色剂中磁性材料的含量优选为5 150重量份，以100 重量份的所述树脂计。调色剂可以用于包含调色剂但没有载体的单组分显影剂或包含调色剂和载体的 双组分显影剂。载体可为，例如，铁、铁氧体、或磁铁矿的粉末，或玻璃珠。载体颗粒的表面 可用树脂覆盖，所述树脂如聚(氟化碳)、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、酚树脂、聚乙烯醇缩醛 类、丙烯酸类树脂、和有机硅树脂。在这些树脂中，从载体的寿命来看，优选有机硅树脂。树 脂可包括导电材料如金属、炭黑、二氧化钛、氧化锡、和氧化锌的粉末。导电材料的粉末的优 选平均粒径为Iym或更低。当平均粒径太大时，难以控制载体的电阻。双组分显影剂优选 包括0. 5 20. 0重量份的量的调色剂，以100重量份载体计。本发明的示例方面还提供处理盒。处理盒包括静电潜像承载部件和用上述调色剂 将形成在静电潜像承载部件上的静电潜像显影成调色剂图像的显影设备。在描述示于附图中的示例性实施方式时，为了清楚起见使用了具体的术语。但是， 本专利说明书的公开内容不拟限于所选择的具体术语，并且应理解，各具体的要素包括以 类似方式工作和实现类似效果的所有技术等同物。为简单起见，除非另有说明，相同的附图标记赋予给相同的组成要素，如具有相同 功能的部件和材料，并省去对它们的冗余说明。图1示意性地展示了根据本说明书的处理盒的示例性实施方式。处理盒包括静电 潜像承载部件3K、使静电潜像承载部件3K带电的带电器7K、显影设备40K、和在调色剂图像 从静电潜像承载部件3K转印后使残留在其上的调色剂颗粒再带电的带电部件10K。处理盒 可拆卸地安装在成像装置如复印机和打印机上。静电潜像承载部件3K以预定的转速驱动旋转。旋转时通过带电器7K使静电潜像 承载部件3K的圆周表面均勻地带电达到预定的正或负电位。接下来，带电的表面暴露于从 辐照器如狭缝辐照器或激光束扫描辐照器(未示出)发出的含有图像信息的光束L，由此在 其上形成静电潜像。然后通过显影设备40K将该静电潜像显影成调色剂图像。然后与静电 潜像承载部件3K的旋转同步，将该调色剂图像转印到从供纸部件(未示出)供应到静电潜 像承载部件3K和转印设备66K之间的转印材料61上。其上具有调色剂图像的转印材料61从静电潜像承载部件3K的表面分离并引入到 定影设备(未示出)。将调色剂图像在定影设备中定影在转印材料61上，并作为复印件或 打印件从成像装置排出。在调色剂图像从静电潜像承载部件3K转印后，带电部件IOK使残留在静电潜像承 载部件3K上的剩余调色剂颗粒再带电。带电部件IOK包含弹性部件8K和导电部件9K。再带电的调色剂颗粒经过带电器7K并收集到显影设备40K以在下一次成像操作中循环使用。显影设备40K包括外壳41K和显影辊42K。显影辊42K的圆周表面部分地从设置 在外壳41K上的开口暴露。显影辊42K含有轴，并且轴在长度方向上的两端用轴承(未示出)可旋转地支撑。外壳41K含有根据本说明书的黑色调色剂颗粒，通过搅拌器43K的旋转将该调色 剂颗粒在图1中从右向左供应。调色剂供应辊44K设置在图1中搅拌器43K的左侧。通过驱动源(未示出)驱动 调色剂供应辊44K在图1中逆时针旋转。调色剂供应辊44K由弹性泡沫体如海绵组成，并 可靠地捕获从搅拌器43K供应的调色剂颗粒。调色剂供应辊44K将捕获的调色剂颗粒在与显影辊42K的接触点供应到显影辊 42K。 显影辊42K在图1中逆时针旋转，同时承载调色剂颗粒。显影辊42K上的调色剂 颗粒随着显影辊42K的旋转通过控制刮片45K，从而控制了调色剂颗粒层的厚度，并使调色 剂颗粒摩擦带电。调色剂颗粒最终供应到形成在显影辊42K和静电潜像承载部件3K之间 的显影区域。带电部件IOK的导电部件9K优选由导电材料而不是绝缘材料组成。绝缘材料可 能导致电荷上升，从而不利地将调色剂颗粒粘附于其上。合适的导电材料的具体实例包括，但不限于，尼龙、PTFE、PVDF、和聚氨酯。在这些 材料中，对于使调色剂颗粒带电来说，优选PIFE和PVDF。导电材料优选具有IO2 IO8 Ω/sq的表面电阻率和IO1 IO6 Ω/sq的体积电阻率。导电材料可为辊、刷、或片材的形状，并且从调色剂颗粒从其上的去除性来看，优 选片材的形状。施加到带电部件IOK的电压优选为-1. 4 OkV以使调色剂颗粒带电。当导电材料为片材的形式时，从与静电潜像承载部件3K的接触压力来看，其厚度 优选为0. 05 0. 5mm。从与静电潜像承载部件3K的接触时间来看，带电部件IOK和静电潜像承载部件3K 之间的辊隙优选的宽度为1 10mm。本发明的示例方面进一步提供成像装置。该成像装置包括静电潜像承载部件，其 承载静电潜像；带电器，其使所述静电潜像承载部件的表面均勻带电；辐照器，其将含有图 像信息的光发射到静电潜像承载部件的带电表面以在其上形成静电潜像；显影设备，其将 调色剂颗粒供应到静电潜像以形成可视的调色剂图像；转印设备，其将调色剂图像从静电 潜像承载部件转印到转印材料；和定影设备，其将调色剂图像定影在转印材料上。该成像装 置可任选地包括，例如，中和器、清洁器、回收器、和/或控制器。本发明的示例方面还提供成像方法。该成像方法包括以下步骤使静电潜像承载 部件的表面均勻带电；用含有图像信息的光辐照静电潜像承载部件的带电表面以在其上形 成静电潜像；通过在调色剂承载部件上形成具有预定厚度的调色剂颗粒层将该静电潜像显 影成可视的调色剂图像；将该调色剂图像从静电潜像承载部件转印到转印部件上；和将该 调色剂图像定影在转印部件上。该成像方法可任选地包括，例如，中和、清洁、回收、和/或控制步骤。在带电步骤中，静电潜像承载部件的表面通过带电器均勻带电。在辐照步骤中，用 从辐照器发射的含有图像信息的光辐照静电潜像承载部件的带电表面，使得在其上形成静 电潜像。在显影步骤中，调色剂颗粒层形成在调色剂承载部件(例如，显影辊)上。然后使 调色剂颗粒层与静电潜像承载部件(例如，感光体)接触，使得该静电潜像显影成调色剂图像。更具体地说，在显影设备中，用搅拌器搅拌调色剂颗粒以机械方式供应到调色剂 供应部件。调色剂供应部件将调色剂颗粒供应到调色剂承载部件，从而使调色剂颗粒积聚 在调色剂承载部件上。调色剂承载部件上积聚的调色剂颗粒通过与调色剂承载部件表面接 触设置的调色剂层调节器，从而在被摩擦带电的同时形成为均勻的薄层。这样带电的调色 剂颗粒粘附到形成在静电潜像承载部件上的静电潜像，由此形成调色剂图像。在转印步骤中，转印设备(例如，转印带电器)将调色剂图像从静电潜像承载部件 转印到转 印材料(例如，记录介质)上。在定影步骤中，定影设备将调色剂图像定影到转印材料上。定影步骤可在各转印 步骤之后进行，或在多个转印步骤之后进行。在后者的情况下，一次性地将多层调色剂图像 转印到转印材料上。定影设备优选包括加热部件和加压部件。例如，加热部件可为辊的形式，并且加压 部件可为辊或环形带的形式。加热部件将调色剂图像加热到80 200°C。图2示意性地展示了根据本说明书的成像装置的示例性实施方式。图2所示的成像装置包括多个成像单元2Y、2C、2M和2K，它们分别包括各自用作静 电潜像承载部件的感光体1Y、1C、1M和1K。感光体1Y、1C、1M和IK沿中间转印带10表面的 移动方向串联布置。图2所示的感光体1Y、1C、IM和IK各自具有鼓形，或者，感光体可为片 材的形式。各个感光体1Y、1C、1M和IK在图2中顺时针驱动旋转，同时接触中间转印带10。各个感光体1Y、1C、IM和IK由以下组成较薄的圆柱形导电支持体，形成在该导电 支持体上的感光层、和形成在该感光层上的保护层。在感光层和保护层之间可任选地形成 中间层。图3是图2所示的成像单元2Y、2C、2M和2K的放大图。因为成像单元2Y、2C、2M 和2K具有相同的配置，因此省略了分别代表黄、青、品红、和黑的调色剂颜色的附加字符Y、 C、M 禾口 K。沿感光体1表面的移动方向依次设置带电器3、显影设备5、转印设备6、和清洁器 7。转印设备6将调色剂图像从感光体1转印到中间转印带10上。清洁器7在调色剂图像 转印到中间转印带10之后除去残留在感光体1上的剩余调色剂颗粒。在带电器3和显影设备5之间沿着感光体1的圆周表面设置空隙，使得辐照器4 可以将含有图像信息的光发射到感光体1的带电表面上以在其上形成静电潜像。带电器3使感光体1的表面带负极性。在图3所示的本实施方式中，带电器3由 带电辊组成。带电辊与感光体接触或相邻，并将负的带电偏压施加到其上。具体来说，将直 流带电偏压施加到带电辊使得感光体的表面电位为-500V。或者，带电偏压可为叠加交流电的直流电。 带电器3可进一步包括用于清洁带电辊表面的清洁刷。 带电辊轴向上的两端可用薄膜缠绕，并且可使缠绕的薄膜与感光体1的表面接 触。在这种情况下，在带电辊和感光体1的各表面之间形成厚度与薄膜相同的薄间隙，由此 在将带电偏压施加到带电辊时在间隙中产生放电。结果，使感光体1的表面带电。 然后用从辐照器4发射的光辐照这样带电的感光体1的表面，使得静电潜像形成 在其上。所述光含有各个颜色的图像信息。 在图3所示的本实施方式中，辐照器4为激光辐照器，或者，也可以使用采用LED 阵列、成像单元等的其它辐照器。 回到图2，调色剂瓶31 Y、31C、3IM和3IK分别将黄色、青色、品红色和黑色调色剂供 应到相应的显影设备5。回到图3，供应到显影设备5的调色剂颗粒通过调色剂供应辊5b 供应到显影辊5a。调色剂显影辊5a上的调色剂颗粒被进一步运送到在显影辊5a和感光体 1之间形成的显影区域。在该显影区域中，显影辊5a的表面以比感光体1更高的线速度沿与感光体1表面 的移动方向相同的方向转动。显影辊5a上的调色剂颗粒与感光体1的表面磨擦接触，同时 从电源(未示出)将-300V的显影偏压施加到显影辊5a。由此，在显影区域中的感光体1 和显影辊5a之间形成显影电场，并且调色剂颗粒通过静电力向感光体1移动。结果，调色 剂颗粒粘附到感光体上的静电潜像，使得调色剂图像显影。 回到图2，中间转印带10被支撑辊11、12、和13拉紧，并在图1中逆时针循环移动。 形成在各个感光体1Y、1C、1M和IK上的调色剂图像以静电方式转印到中间转印带10并彼
此重叠。 在图2所示的本实施方式中，将调色剂图像通过一次转印辊14Y、14C、14M和14K 以静电方式转印到中间转印带10，这与使用转印带电器的情况相比引起较少的调色剂飞散。 一次转印辊14Y、14C、14M和14K布置成面对中间转印带10的内面。一次转印辊14Y、14C、14M和14K压向各感光体1Y、1C、IM和1K，并且中间转印带 10在其中，由此在感光体1Y、1C、1M和IK与中间转印带10之间形成一次转印辊隙。 在将正偏压施加到一次转印辊14Y、14C、14M和14K时，在一次转印辊隙内形成转 印电场，从而以静电方式将调色剂图像从感光体1Y、1C、IM和IK转印到中间转印带10上。沿中间转印带10的圆周表面设置带清洁器15，其除去残留在中间转印带10表面 上的剩余调色剂颗粒。带清洁器15包含毛刷或清洁刮片。用带清洁器15收集的调色剂颗 粒通过供应路径(未示出)供应到废调色剂罐(未示出)。 二次转印辊16设置成面对支撑辊13同时接触其间的中间转印带10。由此，在二 次转印辊16和中间转印带10之间形成二次转印辊隙。 多张转印纸储存在设置于辐照器4之下的供纸盒20中。与复合调色剂图像进入 到二次转印辊隙同步，各张纸通过供纸辊21和一对配准辊(registration roller) 22供应 到二次转印辊隙。将复合调色剂图像转印到二次转印辊隙中的转印纸上，同时将正偏压施 加到二次转印辊16。 定影设备23设置在相对于转印纸供应方向的二次转印辊隙的下游。定影设备23包括内部含有加热器的加热辊23a和压向加热辊23a的加压辊23b，并且加热辊23a和加压辊23b在其间形成定影辊隙。其上有调色剂图像的转印纸从二次转印辊隙供应到定影辊 隙。在定影辊隙中，将热和压力施加到调色剂图像使得调色剂图像熔合并定影在转印纸上。 然后，通过排放辊24将其上具有定影的调色剂图像的转印纸排放到设置在成像装置上表 面上的排放托盘。图4是图3所示的显影设备5的放大图。如图所示，显影辊5a从外壳5d的开口 暴露。显影设备5含有包含调色剂颗粒但没有载体颗粒的单组分显影剂。具体来说，各个 显影设备5含有从图2所示的各调色剂瓶31Y、31C、31M、31K供应的各黄色、青色、品红色和 黑色调色剂。调色剂瓶31Y、31C、31M、31K可拆卸地安装在成像装置上，并且当调色剂用尽时可 独立地更换而不用更换其它组件，使得成本降低。回到图4，调色剂供应辊5b搅拌调色剂颗粒并将其供向感光体1和显影辊5a之间 形成的辊隙。调色剂供应辊5b和显影辊5a在图4中均逆时针旋转，使得在其间的辊隙中 以相反方向旋转。控制刮片5c设置为接触显影辊5a。控制刮片5c控制显影辊5a上的调色剂颗粒 的厚度，以形成调色剂颗粒薄层。同时，使调色剂颗粒带适当的电量，同时通过调色剂供应 辊5b和显影辊5a之间的辊隙以及控制刮片5c和显影辊之间的其它辊隙。图5示意性地展示了根据本说明书的处理盒的另一示例性实施方式。图5所示的 处理盒集成地支撑感光体1，带电器3，包括显影辊5a、调色剂供应辊5b和控制刮片5c的显 影设备5，以及清洁器7，并且含有根据本说明书的上述调色剂。该处理盒可拆卸地安装在 成像装置如复印机和打印机上。接下来，以下描述根据本说明书的制造调色剂的方法。首先，描述制备油性液体的步骤。将粘合剂树脂、着色剂和其它组分在搅拌下逐渐 溶解或分散在有机溶剂中。在着色剂为颜料的情况下，或在加入了难溶于有机溶剂的脱模 剂和/或电荷控制剂的情况下，优选的是，将所述颜料、脱模剂、和电荷控制剂在加入到有 机溶剂之前粉碎成较小的颗粒。如上所述，着色剂可以与树脂混合用作母料。类似地，脱模剂和电荷控制剂也可以 与树脂混合用作母料。或者，着色剂、脱模剂和电荷控制剂可以在分散助剂的存在下分散在有机溶剂中， 以制备湿母料。在着色剂、脱模剂和电荷控制剂(以下一起称为“分散质”)在低于有机溶剂沸点 的温度熔融的情况下，任选在分散助剂的存在下，可将该分散质通过搅拌下加热溶解在有 机溶剂中。接下来，所得溶液可在搅拌下冷却，使得分散质可结晶。然后，将进行了任何上述分散处理的分散质与粘合剂树脂一起溶解或分散在有机 溶剂中。所得溶液或分散体可使用分散器如砂磨机或盘磨机进一步进行分散处理。接下来，描述制备芯颗粒的步骤。将以上制备的油性液体分散在含有表面活性剂 的水性介质中。所得分散体含有包含该油性液体的油滴。该油滴形成为芯颗粒。使用例如低速剪切分散器、高速剪切分散器、摩擦分散器、高压喷气分散器、或超 声波分散器将油性液体分散在水性介质中。优选高速剪切分散器以将分散油滴的粒径控制为2 20 μ m。在这种情况下，转速优选为1，000 30，OOOrpm,并且更优选5，000 20，OOOrpm0分散时间优选0. 1 5分钟。当分散时间太长时，可残留不期望的小尺寸颗粒，或 者由于过度分散而产生不期望的聚集体和粗颗粒。分散温度优选为0 40°C，并且更优选10 30°C。当分散温度太高时，分散稳定 性变差，因为激发了分子运动。结果，可产生不期望的聚集体和粗颗粒。当分散温度太低时， 分散体的粘度高使得需要较大的剪切力，这导致低的制造效率。
包含于水性介质中的可用的表面活性剂的具体实例包括优选用于制备乙烯基树 脂颗粒的步骤中的上述表面活性剂。尤其是，优选具有较高HLB (即，亲水亲油平衡)的二 磺酸盐以有效分散油滴。水性介质优选含有1 10重量％、更优选2 8重量％、最优选 3 7重量％的量的表面活性剂。当表面活性剂的量太小时，所得油滴可太小或太大，因为 分散稳定性由于产生反向胶束而变差。当表面活性剂的量太大时，油滴不能可靠地分散并 合并成较大的油滴。接下来，描述将乙烯基树脂颗粒粘附到芯颗粒上的步骤。将形成为芯颗粒的以上 制备的油滴在搅拌下可靠地分散在水性介质中。为了将乙烯基树脂颗粒粘附到芯颗粒的表 面上，将乙烯基树脂颗粒分散体在搅拌下加入到油滴分散体，优选以30秒或更长的时间。 当添加乙烯基树脂颗粒分散体的时间太短时，乙烯基树脂颗粒会聚集或不均勻地粘附到油 滴，因为分散稳定性变差。当添加乙烯基树脂颗粒分散体的时间太长，例如，为60分钟或更 长时，生产效率会变差。在加入到油滴分散体前，可将乙烯基树脂颗粒分散体稀释或浓缩以控制乙烯基树 脂颗粒的浓度。分散体优选包括5 30重量％、并且更优选8 20重量％的乙烯基树脂 颗粒。当乙烯基树脂颗粒的浓度太小时，油滴分散体中有机溶剂的浓度会显著变化，导致乙 烯基树脂颗粒对芯颗粒的粘附不足。当乙烯基树脂颗粒的浓度太大时，乙烯基树脂颗粒会 局部化于油滴分散体中，导致乙烯基树脂颗粒对芯颗粒的粘附不均勻。乙烯基树脂颗粒通过上述过程可以牢固地粘附到油滴上。原因之一是，油滴在接 触乙烯基树脂颗粒时可以灵活地使它们的形状变形，使得油滴和乙烯基树脂颗粒之间的接 触区域充分拓宽。另一原因是，乙烯基树脂颗粒通过包含于油滴中的有机溶剂溶胀或溶解， 使得乙烯基树脂颗粒可以更牢固地粘附到油滴。因此，油滴分散体优选含有足够量的有机 溶剂。具体来说，油滴分散体优选包括50 150重量％、且更优选70 125重量％的量 的有机溶剂，以固体组分如粘合剂树脂、着色剂、和任选的脱模剂和/或电荷控制剂的总量 计。当有机溶剂的浓度太大时，调色剂产率可变差，因为分散稳定性变差。乙烯基树脂颗粒优选地在10 60°C、且更优选20 45°C的温度粘附到油滴。当 温度太高时，需要大量能量，导致环境载荷提高。此外，存在于表面上的通常具有低酸值的 乙烯基树脂颗粒会使油滴分散稳定性劣化，导致产生粗颗粒。当该温度太低时，油滴粘度会 变高，使得乙烯基树脂颗粒不能粘附到其上。接下来描述从所得调色剂颗粒分散体除去有机溶剂的步骤。有机溶剂可以通过逐 渐加热分散体使有机溶剂蒸发而从该分散体去除。或者，有机溶剂可以通过在干燥的气氛 中将分散体喷雾来去除。此外，有机溶剂可以通过在搅拌分散体的同时减压使有机溶剂蒸 发而去除。上述第二和第三种方法可以与第一方法组合。
将分散体喷雾的干燥气氛可为加热的气体如空气、氮气、二氧化碳气体，或燃烧气 体。优选地，这些气体加热到有机溶剂的沸点以上。这样的气体可以通过喷雾干燥机、带干 燥机、或回转窑在短时间内制造。
接下来，描述熟化步骤。在具有异氰酸酯端基的改性树脂包含于油性液体中的情 况下，调色剂颗粒分散体可进行熟化，以加速异氰酸酯基团的扩链和交联。熟化时间优选为 10分钟 40小时，且更优选2 24小时。熟化温度优选为0 65°C，且更优选35 50°C。接下来，描述洗涤步骤。调色剂颗粒分散体可能含有不需要的残留物质，如表面活 性剂和分散剂。这些物质可以通过离心分离、减压过滤、或压滤机从分散体去除。在去除不 充分的情况下，可将所得调色剂滤饼再分散在水性介质中并再次进行上述洗涤处理。在得 自减压过滤或压滤机的调色剂滤饼中仍然含有不需要的残留物质的情况下，可用水性介质 进一步洗涤调色剂滤饼。在这种情况下，水性介质可为，例如，水，或水与醇(例如，甲醇、乙 醇)的混合溶剂。从环境载荷的角度看，优选水。接下来，描述干燥步骤。以上制备的调色剂滤饼仍含有大量水分。残留的水性介 质可以通过用干燥机如喷雾干燥机、真空冻干机、减压干燥机、静止盘架干燥机、流体罐干 燥机、旋转干燥机和搅拌干燥机干燥调色剂滤饼来去除。优选反复进行干燥步骤，直到所得 调色剂颗粒含有低于的水分。因为所得调色剂颗粒可能在干燥步骤后立即絮凝，所述絮 凝可以用喷气磨、亨舍尔混合机、SUPER混合机、咖啡磨、OSTER搅拌机或食品加工器粉碎。已总体上描述了本发明，可通过参考在此提供的特定的具体实施例来获得进一步 的理解，提供实施例的目的仅仅是为了展示而不是限制。在以下实施例的说明中，除非另有 说明，数量代表以份表示的重量比。实施例在以下实施例中，按如下测量各种性质。测量调色剂的粒径调色剂的粒径分布使用测量仪器如COULTER COUNTER TA-II或COULTER MULTISIZER II (均来自 Beckman Coulter K. K.)测量。测量工序如下。首先，将0. 1 5ml表面活性剂(优选烷基苯磺酸盐)加入到 100 150ml的电解质(即，包含一级氯化钠的1 % NaCl水溶液，如ISOTON-II，来自Coulter Electrons Inc.)。之后，将2 20mg调色剂加入到该电解质并用超声波分散机进行分散 处理约1 3分钟以制备悬浮液。然后，使用配备100 μ m孔径的测量仪器测量该悬浮液的 调色剂颗粒的体积和数量分布。体均粒径(Dv)和数均粒径(Dn)分别由测得的体积分布和 数量分布计算。通道包括如下的13个通道2. 00 小于2. 52 μ m ；2. 52 小于3. 17 μ m ；3. 17 小于 4. 00 μ m ；4. 00 小于 5. 04 μ m ；5. 04 小于 6. 35 μ m ；6. 35 小于 8. 00 μ m ；8. 00 小于 10. 08ym ；10. 08 小于 12. 70ym ；12. 70 小于 16. OOym ；16. 00 小于 20. 20 μ m ； 20. 20 小于25. 40 μ m ；25. 40 小于32. OOym ；和32. 00 小于40. 30 μ m。由此，测量粒 径为2. 00 μ m 小于40. 30 μ m的颗粒。测量乙烯基树脂颗粒的粒径用仪器UPA-150EX (来自Nikkiso Co.，Ltd.)测量乙烯基树脂颗粒的粒径。测量分子量
树脂的分子量分布曲线由凝胶渗透色谱法(GPC)在以下条件下获得。
仪器:GPC-150C (来自 Waters Corporation)柱Shodex KF 801-807 (来自 Showa Denko K. K.)温度40°C溶剂四氢呋喃(THF)流速L0mL/min 样品浓度0.05% -0. 6%样品注入体积0. ImL检测器折射率检测器使用单分散聚苯乙烯标准样品即Showdex STANDARD No. S-7300、S_210、 S-390、S-875、S-1980、S_10. 9、S-629、S_3. 0和S-0. 580与甲苯产生的校正曲线由以上测 量的分子量分布曲线计算数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)。测量玻璃化转变温度(Tg)树脂的玻璃化转变温度使用TG-DSC系统TAS-100 (来自RigakuCorporation)按 如下测量。在铝样品容器中装入约IOmg样品，并放在夹持单元上，装入电炉中。将该样品 以10°C /min的加热速率从室温加热到150°C，在150°C静置10分钟，冷却到室温，并在室温 静置10分钟。之后，通过将样品在氮气氛中以10°C /min的加热速率加热到150°C来进行 DSC测量。所得吸热曲线用TAS-100的分析系统进行分析以计算玻璃化转变温度。具体来 说，基线和吸热曲线切线的交点表示样品的玻璃化转变温度。测量酸值树脂的酸值根据基于JIS K1557-1970的方法按如下测量。首先，精确称重约2mg 的粉碎样品。将称重的样品和100ml包含甲苯和乙醇(甲苯/乙醇=2/1)的混合溶剂加 入200ml的锥形烧瓶，并混合5小时，使样品溶解在混合溶剂中。将酚酞溶液作为指示剂进 一步加入其中。然后，用氢氧化钾(KOH)的0. IN醇溶液滴定所得样品液。酸值(AV)按如 下计算AV = [(S-B) Xf X5. 61]/W其中S(ml)表示滴定中KOH溶液的消耗量，B (ml)表示空白滴定中KOH溶液的消 耗量，f表示KOH溶液的因子，且W(g)表示样品重量。测量羟基值树脂的羟基值根据基于JIS K1557-1970的方法按如下测量。首先，精确地将 100ml样品加入茄形烧瓶，并向其中精确加入5ml乙酰化试剂。将烧瓶在设定为100士5°C 的浴中加热约1 2小时，并从浴中取出以静置冷却。之后，将离子交换水加入到该烧瓶， 振荡该烧瓶以分解乙酸酐。为了完全分解乙酸酐，将烧瓶在浴中再加热10分钟或更长，并 从浴中取出以静置冷却。用有机溶剂洗涤烧瓶的内壁后，使用玻璃电极用氢氧化钾的N/2 乙醇溶液对包含于烧瓶中的液体进行电位滴定。测量油性液体中固体组分的浓度首先，将2g油性液体以30秒倒入预先称重的铝盘(重量为约1 3g)，并称重该 油性液体。然后将铝盘放入150°C的炉中1小时以蒸发溶剂。将铝盘从炉中取出并静置冷 却。之后，用电子天平测量铝盘和油性液体中残留的固体组分的总重量。通过从铝盘和残留组分的上述总重量减去铝盘重量来计算残留的固体组分的重量。通过用残留的固体组分 的重量除以油性液体的重量来计算油性液体中固体组分的浓度。
制备乙烯基树脂颗粒1的分散体 向配备有冷凝器和搅拌器的反应容器中加入0. 7份十二烷基硫酸钠和498份离子 交换水。将混合物在搅拌下加热到80°C使得十二烷基硫酸钠溶解在离子交换水中。将2. 6 份过硫酸钾在104份离子交换水中的溶液加入到混合物，在15分钟后，将包括200份苯乙 烯单体和4. 2份正辛硫醇的单体混合物以90分钟进一步滴加到其中。将所得混合物保持 在80°C 60分钟从而进行聚合反应，然后冷却。由此，制得乙烯基树脂颗粒1的白色分散体。为了干燥出乙烯基树脂颗粒，将2ml 分散体加入培养皿并干燥。干燥出的乙烯基树脂颗粒的数均分子量为8，300，重均分子量为 16，900，且玻璃化转变温度(Tg)为83V。

制备乙烯基树脂颗粒2的分散体向配备有冷凝器和搅拌器的反应容器加入0. 7份十二烷基硫酸钠和498份离子交 换水。将混合物在搅拌下加热到80°C使得十二烷基硫酸钠溶解在离子交换水中。将2. 6份 过硫酸钾在104份离子交换水中的溶液加入到该混合物，15分钟后，将包含191份苯乙烯单 体、4份丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸、和4. 2份正辛硫醇的单体混合物以90分钟进一步滴 加到其中。所得混合物保持在80°C 60分钟从而进行聚合反应，然后冷却。由此，制得乙烯基树脂颗粒2的白色分散体。为了干燥出乙烯基树脂颗粒，将2ml 分散体加入培养皿并干燥。干燥出的乙烯基树脂颗粒的数均分子量为8，000,重均分子量为 16，200，且玻璃化转变温度(Tg)为81°C。制备乙烯基树脂颗粒3的分散体向配备有冷凝器和搅拌器的反应容器加入0. 7份十二烷基硫酸钠和498份离子交 换水。将混合物在搅拌下加热到80°C使得十二烷基硫酸钠溶解在离子交换水中。将2. 6份 过硫酸钾在103份离子交换水中的溶液加入到该混合物，15分钟后，将包含170份苯乙烯单 体、20份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸、和4. 2份正辛硫醇的单体混合物以90分钟进一步 滴加到其中。所得混合物保持在80°C 60分钟从而进行聚合反应，然后冷却。由此，制得乙烯基树脂颗粒3的白色分散体。为了干燥出乙烯基树脂颗粒，将2ml 分散体加入培养皿并干燥。干燥出的乙烯基树脂颗粒的数均分子量为8，100，重均分子量为 16，600，且玻璃化转变温度(Tg)为78°C。制备乙烯基树脂颗粒4的分散体向配备有冷凝器和搅拌器的反应容器加入0. 7份十二烷基硫酸钠和498份离子交 换水。将混合物在搅拌下加热到80°C使得十二烷基硫酸钠溶解在离子交换水中。将2. 5份 过硫酸钾在101份离子交换水中的溶液加入到该混合物，15分钟后，将包含150份苯乙烯单 体、40份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸、和4. 1份正辛硫醇的单体混合物以90分钟进一步 滴加到其中。所得混合物保持在80°C 60分钟从而进行聚合反应，然后冷却。由此，制得乙烯基树脂颗粒4的白色分散体。为了干燥出乙烯基树脂颗粒，将2ml 分散体加入培养皿并干燥。干燥出的乙烯基树脂颗粒的数均分子量为8，300，重均分子量为 17，900，且玻璃化转变温度(Tg)为58°C。制备乙烯基树脂颗粒5的分散体
向配备有冷凝器和搅拌器的反应容器加入0. 7份十二烷基硫酸钠和498份离子交 换水。将混合物在搅拌下加热到80°C使得十二烷基硫酸钠溶解在离子交换水中。将2. 5份 过硫酸钾在100份离子交换水中的溶液加入到该混合物，15分钟后，将包含126份苯乙烯单 体、60份丙烯酸丁酯、14份甲基丙烯酸、和4份正辛硫醇的单体混合物以90分钟进一步滴 加到其中。所得混合物保持在80°C 60分钟从而进行聚合反应，然后冷却。由此，制得乙烯基树脂颗粒5的白色分散体。为了干燥出乙烯基树脂颗粒，将2ml 分散体加入培养皿并干燥。干燥出的乙烯基树脂颗粒的数均分子量为8，400，重均分子量为 18，200，且玻璃化转变温度(Tg)为41°C。以上制备的乙烯基树脂颗粒1 5的单体组成和性质分别汇总于表1-1和1-2中。表1-1
权利要求
1.调色剂，包含包含粘合剂树脂、着色剂、和脱模剂的芯颗粒；和 包含乙烯基树脂颗粒的壳层，所述乙烯基树脂包含80重量％或更多的具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合物的单兀。
2.权利要求1的调色剂，其中所述乙烯基树脂包含90重量％或更多的具有乙烯基聚合 性官能团的芳族化合物的单元。
3.权利要求1的调色剂，其中所述乙烯基树脂由具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合 物的单元组成。
4.权利要求1的调色剂，其中所述具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合物为苯乙烯。
5.权利要求1的调色剂，其中所述粘合剂树脂的酸值为2 24mgKOH/g。
6.权利要求1的调色剂，其中所述粘合剂树脂为聚酯树脂。
7.权利要求1的调色剂，其中所述芯颗粒进一步包含具有端位异氰酸酯基团的改性树 脂与胺化合物的反应产物，所述胺化合物具有与所述改性树脂的端位异氰酸酯基团反应的 二价或多价氨基。
8.权利要求7的调色剂，其中所述改性树脂具有聚酯骨架。
9.权利要求1的调色剂，其中所述调色剂的平均圆度为0.96 1。
10.非磁性单组分显影剂，包含 权利要求1的调色剂。
11.双组分显影剂，包含 权利要求1的调色剂；和 载体。
12.显影设备，包含显影剂承载部件，其承载权利要求10的显影剂并将该显影剂供应到形成在静电潜像 承载部件上的静电潜像以将该静电潜像显影成调色剂图像；显影剂供应部件，其将所述显影剂供应到所述显影剂承载部件；和 显影剂调节器，其控制形成在所述显影剂承载部件上的显影剂层的厚度， 所述显影剂调节器接触所述显影剂承载部件。
13.处理盒，包含静电潜像承载部件，其承载静电潜像；和 权利要求12的显影设备。
14.成像装置，包含静电潜像承载部件，其承载静电潜像；带电器，其使所述静电潜像承载部件的表面均勻带电；辐照器，其将含有图像信息的光发射到静电潜像承载部件的带电表面以在其上形成静 电潜像；权利要求12的显影设备；转印设备，其将调色剂图像从所述静电潜像承载部件转印到转印介质；和 定影设备，其将所述调色剂图像定影到所述转印介质。
15.成像方法，包括使静电潜像承载部件的表面均勻带电；用含有图像信息的光辐照所述静电潜像承载部件的带电表面以在其上形成静电潜像；通过显影剂调节器在显影剂承载部件上形成具有预定厚度的权利要求10的显影剂的层；将显影剂从所述显影剂承载部件供应到形成在所述静电潜像承载部件上的静电潜像 以将该静电潜像显影成调色剂图像；将所述调色剂图像从所述静电潜像承载部件转印到转印介质；和 将该调色剂图像定影到所述转印介质。
16.制造调色剂的方法，包括将粘合剂树脂、着色剂和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中以制备油性液体； 将该油性液体分散在水性介质中以制备芯颗粒；和 使乙烯基树脂颗粒粘附到所述芯颗粒的表面以形成壳层，所述乙烯基树脂包含80重量％或更多的具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合物的单元。
17.权利要求1的调色剂，其中所述调色剂由以下方法制造，所述方法包括 将粘合剂树脂、着色剂和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中以制备油性液体； 将该油性液体分散在水性介质中以制备芯颗粒；和使乙烯基树脂颗粒粘附到所述芯颗粒的表面以形成壳层。
全文摘要
本发明涉及调色剂及制法、显影剂及设备、处理盒、成像装置及方法。所述调色剂包括包含粘合剂树脂、着色剂和脱模剂的芯颗粒，和包含乙烯基树脂颗粒的壳层。所述乙烯基树脂包含80重量％或更多的具有乙烯基聚合性官能团的芳族化合物的单元。制造上述调色剂的方法包括以下步骤将粘合剂树脂、着色剂和脱模剂溶解或分散在有机溶剂中以制备油性液体，将该油性液体分散在水性介质中以制备所述芯颗粒，和将所述乙烯基树脂颗粒粘附到所述芯颗粒的表面以形成壳层。
文档编号G03G15/08GK102004402SQ20101026608
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月26日 优先权日2009年8月28日
发明者三木智晴, 山本淳史, 御厨义博, 深尾朋宽, 石川义通, 野崎刚, 门田拓也 申请人:株式会社理光