专利名称：电荷助剂输送系统和方法
技术领域：
本发明涉及调色剂系统。本发明更具体涉及用于输送包括电荷控制助剂的液体调色剂的系统。
背景技术：
在电照相(electrophotographic)和静电印刷(electrostatic printing)工艺(统称为电照相工艺)中，分别用调色剂在光感受元件或介电元件表面上形成静电图像。在静电印刷中，潜影一般通过如下方法形成将一带电图像通过静电书写笔或其等同物置于静电元件(通常为接受基材)上选取的元件区域内，(2)将调色剂涂于该带电荷的图像上和(3)固定该调色图像。这种方法的一个例子描述于US 5,262,259中。在电照相印刷中(也指静电复印)，使用电照相技术以在最终的图像接受器，如纸张、胶片等上产生图像。在很多装置(包括影印机、激光印刷机、传真机等)中都包括电照相技术。
电照相通常涉及将可再使用的光敏性暂时图像感受器(称为光感受器)用于在最终的永久性图像感受器上产生电照相图像。一种代表性的电照相方法涉及在感受器上产生图像的一系列步骤，包括充电、曝光、显影、转移、熔化、清洁和擦除。
在充电步骤中，光感受器一般通过电晕或充电辊基本上用所需正或负极性的电荷覆盖。在曝光步骤中，光学体系(通常为激光扫描器或二极管组)以相当于在最终图像接受器上形成所需图像的方式，通过对光感受器的充电表面选择性放电形成潜像。在显影步骤中，一般将合适极性的调色剂颗粒与光感受器上的潜像接触，通常使用电偏向于与调色剂极性相反极性的电势的显影剂。调色剂颗粒迁移至光感受器并通过静电力选择性地与潜像附着，在光感受器上形成调色图像。
在转移步骤中，调色图像自光感受器转移至所需的最终图像感受器；有时使用中间转移元件，以进行调色图像自光感受器的转移，随后转移至最终的图像感受器。在熔化步骤中，将最终图像感受器上的调色图像以软化或熔化调色剂颗粒，由此将调色图像熔化到最终的感受器上。一种替换的熔化方法涉及将调色剂在加压下在加热或不加热下固定到最终的感受器上。在清洗步骤中，除去残留在光感受器上的残余调色剂。
最后，在擦除步骤中，借助暴露于特定波长的光下，将光感受器的电荷降至基本上均匀低的值，由此除去原始潜在图像的残余物并制备用于下一成像循环的光感受器。
使用两类调色剂，商业上使用液体调色剂和干燥调色剂。术语“干燥”并不是指完全无任何液体成份的干燥调色剂，而是指该调色剂颗粒不含任何明显量的溶剂，例如通常低于10重量％的溶剂(一般干燥调色剂是指将调色剂干燥至溶剂含量为合理的实际量)，并且能够带上摩擦电荷。这样将干燥调色剂颗粒与液体调色剂颗粒相区别。
典型的液体调色剂组合物一般包括悬浮或分散于液体载体中的调色剂颗粒。液体载体一般为不导电的分散剂，以避免静电潜像放电。一般将液体调色剂颗粒在液体载体(或载体液体)中溶剂化至一定程度，通常为低极性、低介电常数的基本上非水载体溶剂的50重量％以上。液体调色剂颗粒一般用在载体溶剂中解离的极性电荷来化学带电，但在液体载体中溶剂化和/或分散时不带摩擦电荷。液体调色剂颗粒一般比干燥剂调色剂颗粒小。因其在亚微米至约5微米范围内的很小的颗粒尺寸，液体调色剂颗粒能够产生非常高分辨率的调色图像。
用于液体调色剂组合物的典型调色剂颗粒包括视觉增强添加剂(例如，着色颜料颗粒)和聚合物粘结剂。该聚合物粘结剂在电照相工艺期间和之后起到填充作用。考虑到可加工性，粘结剂的特性影响调色剂颗粒的带电和电荷稳定性、流动性和熔化特性。这些特性对于在显影、转移和熔化期间实现良好的性能是重要的。在终止的接受器上形成图像后，粘结剂的性质(例如玻璃转化温度、熔体粘度和分子量)和熔化条件(例如温度、压力和熔化构型)影响耐久性(例如耐粘连和擦除性能)、与接受器的粘结力、光泽等。
Alexandrovich等人的US 4,547,449公开了液体电记录(electrographic)显影剂，包括绝缘液体载体、调色剂、电荷控制剂和带电荷试剂。该电荷控制剂季铵盐单体、具有-COOH、--SO3H或--PO3HR酸官能团的单体和可溶剂化单体的载体可溶加成共聚物，其中R为氢或烷基。带电荷的试剂为载体可溶的加成极性共聚物。公开的显影剂据说显示改进的再装满性能，通过使用和重复再填充过程中降低电荷累积证实。具体地，该专利提到，经多次复印顺序使用，现有技术显示的缺点涉及其电荷的稳定性。特别地，现有技术的分散调色剂单位质量显影剂电荷增加，显示显示季铵电荷控制共聚物以低于调色剂的速率沉积到静电图像上。这种不均匀消耗速率和显影剂中单位质量电荷的相应增加显示显影剂再填充困难并且造成每次复印的不均匀图像密度。这里描述的发明确信稳定单位质量的显影剂电荷，这样在使用一段时间后，每单位质量的电荷累积明显降低。据信，当显影剂组合物中的铵盐电荷控制聚合物包含具有选自-COOH、--SO3H或--PO3HR酸官能团的酸官能团时的不溶性单体时获得这种稳定性，其中R为氢或烷基。
Caruthers的US 6,018,636公开了成像系统，其中调色剂在液体调色剂系统中的调色显影性能变化通过测定罐中的调色剂浓度和液体调色剂体积测定并补偿，基于罐中的调色剂浓度和调色剂质量。基于由调色剂和/或试验印刷图像构成的测量值，可进行调节，如形成新的电压差或将液体载体材料加入罐中。
Caruthers的US 5,722,017公开了一种液体显影材料补充系统，其中液体显影材料包括用于将操作液体显影材料源提供该显影装置的仪器，并且液体显影材料供给源与液体显影材料器件连接，该器件对液体显影材料器件提供液体显影浓缩物源，该液体显影材料器件补充液体显影器件中的可操作液体显影材料源。与具有很小量的印刷图像面积或单色的显影图像相比，具有大比例的印刷图像区域或具有基本上单一颜色的显影图像造成颗粒和/或电荷导子在液体显影材料供料贮罐中更大的消耗。该专利解释，尽管补充液体显影材料的速率可通过简单监测液体显影剂在供给贮罐116中的量控制，在前面的体系中，补充液体显影材料的液体载体、标志颗粒和/或电荷导子组分的速率以更精确的方式控制，由此保持标志颗粒和电荷袋子在贮存于贮罐116中的操作溶液中的浓度。这样性质的补充体系的一个例子包括测量操作液体显影材料的导电性和将选取量的电荷导子化合物加入起到测量导电性功能的贮罐中，如US 4,860,924中公开的，这里作为参考引入。这种性质的另一系统共同受让的US专利申请08/551,381中，该专利这里也作为参考引入，该专利描述了控制载体液体、电荷导子和/或标志颗粒在液体显影材料贮罐中的量，以响应从其中消耗的起到构成各显影图像的象素数值作用的各组的量。参见14栏48行至15栏3行。
Simms等人的US 4,860,924公开一种复印机，其中将电荷导子液体显影剂，以响应其导电测量值。将电荷导子中的调色剂浓缩物不足供给液体显影剂以响应其透光率测量值。导电率通过一对浸入显影剂中的空间上分开的电极测量，在电极之间施加可变的交流电。一可变电容器中和电极的固有电容。对相敏感检测器提供具有与由电容效应引起的相变相同的相变的参考电压。校准导电测量值以响应显影剂温度测量值。
发明内容
常规液体调色剂的导电性通常随着印刷次数增加，并因此降低图像的光学密度。通常在2000至3000次印刷后，调色剂的导电性变得太高，以至于不能产生良好的图像。提供用于向印刷机输送液体调色剂的新系统，该系统可在不使用机械或电子敏感器或复杂的控制系统下加入合适量的电荷控制助剂。该系统包括液体电记录(electrographic)调色剂组合物，该组合物包括具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体，分散在该液体载体中的多个带电的调色剂颗粒，其中调色剂颗粒包括聚合物粘结剂。该系统还包括在液体载体中具有有限溶解度的电荷控制助剂。该电荷控制助剂优选以超过该助剂在液体载体中的溶解度的量存在于液体载体中。此外，该电荷控制助剂可分散于在液体载体中具有有限溶解度的基物中，该基物优选以比基物在液体载体中的溶解度过量的量存在于液体载体中。在另一方案中，电荷控制助剂可包在基物内形成在液体载体中具有有限溶解度的微胶囊形式，该微胶囊优选以比基物在液体载体中的溶解度过量的量存在于液体载体中。
上述形式的电荷控制助剂可按需要以释放入调色剂组合物中的多种方式提供。例如该电荷控制助剂可作为粘附于调色剂供料容器的壁上的非溶剂化元件提供，例如作为块或其它堆积(bulk)部件。作为另一例子，将电荷控制助剂以涂敷在调色剂供料容器的至少一个壁上的薄膜形式提供。此外，将电荷控制助剂以分散在调色剂组合物的液体载体中的颗粒提供。在另一构型中，该系统包括用于向光感受器元件或介电元件输送调色剂的输送辊，并且电荷控制助剂以在输送辊上的涂层提供。
对于本发明，电荷控制助剂可为调节调色剂组合物的体积导电率和/或调色剂组合物中的单位质量调色剂颗粒电荷的任何物质。
图1为具有以元件形式提供的电荷控制助剂的非溶剂部分的本发明系统的部分横截面的端视图(end view)。
图2为具有以涂层形式提供的电荷控制助剂的非溶剂部分的本发明系统的部分横截面的端视图。
图3为具有以输送辊上的涂层形式提供的电荷控制助剂的非溶剂部分的本发明系统的部分横截面的端视图。
图4为具有以分散在调色剂组合物中的微胶囊或颗粒形式提供的电荷控制助剂的非溶剂部分的本发明系统的部分横截面的端视图。
图5包括在调色剂容器在调色剂涂布器之间的显影材料供料容器的本发明系统的示意图。
具体实施例方式
本发明的系统使用将电荷控制助剂按需要输送给调色剂组合物以提供合适的电荷平衡的溶解度和浓度因子。已令人吃惊地发现，可提供本发明系统，该系统有利于调节体积导电率和单位质量电荷，如此获得优良图像生成。
现在转向附图，图1给出具有处于调色剂供料容器11中的液体调色剂组合物的系统10的实施方案的部分横截面端视图。将调色剂通过输送辊14和16输送至光敏临时图像感受器(有机光感受器“OPC”)18。可使用本领域熟练技术人员显而易见的替代的输送装置，如将调色剂组合物通过泵抽入，等等。在调色剂组合物中设置电荷控制助剂元件19，以提供比助剂在液体载体中的溶解度过量的电荷控制助剂。显示的电荷控制助剂元件19为块构型，以被液体载体附加的溶剂化获得，因为可通过从液体组合物中取出调色剂颗粒(未示)改变浓度条件。电荷控制助剂可以单一组分形式提供，或可以与基物的混合物形式提供，以容易附着电荷控制助剂或调节电荷控制助剂释放入调色剂组合物中。电荷控制助剂元件19包括非溶剂化电荷控制助剂或可为例如固体、半固体或凝胶形式。电荷控制助剂元件19可仅放在调色剂供给容器10内，或可附着在调色剂供给容器10的壁或其它结构上。
如上所述，本发明的电荷控制助剂可为调节调色剂组合物的体积电阻率和/或调色剂组合物中的调色剂颗粒的单位质量电荷的任何物质。选取的电荷控制助剂优选应降低调色剂组合物的体积电阻率和/或调色剂组合物中的调色剂颗粒的单位质量电荷，更优选同时降低调色剂组合物的体积电阻率和调色剂组合物中的调色剂颗粒的单位质量电荷。优选的电荷控制助剂为酸或碱。
电荷控制助剂可为单体、低聚物或聚合物物质，只要它包括足够的酸或碱官能团以显示这里描述的所需电荷控制贡献即可。电荷控制助剂在液体载体中的存在量优选高于其在液体载体中的溶解度，或换言之，在该体系中应存在未溶解的电荷控制剂。电荷控制剂在液体载体中优选应具有溶解度约0.1至约10mg/g。令人吃惊的是，电荷控制助剂在液体载体中需要具有非常低的溶解度。微溶性聚合物电荷控制剂对于提供所需的电荷控制性能具有令人吃惊的效果。因此，已令人吃惊地发现，为证实电荷控制剂的益处，可将这里描述的聚合物制品与调色剂组合物的液体载体在印刷过程中的一些点接触。在本发明的一个方面中，为证实电荷控制剂的益处，调色剂组合物的结构可由聚合物控制助剂形成。
当电荷控制助剂为碱时，它优选选自胺。胺官能团可为伯、仲或叔胺。在本发明的一个实施方案中，电荷控制助剂可为胺官能聚合物，如具有胺官能团(如胺烷基侧链官能团)的硅氧烷聚合物，或为可具有胺官能团的碳基聚合物(如包括胺官能团的丙烯酸酯、聚酯、环氧或聚醚聚合物)。这种聚合物的一个例子是GP530，购自Genesee Polymers，Flint，Michigan。在本发明的另一实施方案中，电荷控制助剂可为羟基官能聚合物，如牌号SCX-804或578的JoncrylTM聚合物，购自S.C.Johnson Polymers，Racine，WI。
在本发明优选的实施方案中，电荷控制助剂选自烷基胺，最优选在烷基胺的烷基的烷基部分具有6至60个碳原子的烷基胺。在特别优选的实施方案中，电荷控制助剂为在烷基胺的烷基的烷基部分具有12至18个碳原子的烷基胺。具体优选的电荷控制助剂的例子包括己胺、辛胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺和其混合物。
当电荷控制助剂为酸时，它选自羧酸和磺酸。在本发明一个实施方案中，电荷控制助剂可为酸官能聚合物，如具有酸官能团的硅氧烷聚合物，或为可具有酸官能团的碳基聚合物(如包括酸官能团的丙烯酸酯、聚酯、环氧或聚醚聚合物)。这些聚合物的例子包括具有羧基官能团的苯乙烯丙烯酸树脂，如购自Image Polymers Co.，Wilmington，MA的‘ALMACRYL B-1504”，和购自S.C.Johnson Polymers，Racine，WI的牌号为67，586，611，678，690，SCX-815，SCX-817，SCX-819，SCX-835和SCX-839的JoncrylTM聚合物。进一步的例子包括乙烯乙酸乙烯酯三元聚合物如牌号4260，4310，4320和4355的ELVAX聚合物。
在本发明一个优选的实施方案中，电荷控制助剂选自烷基酸，最优选在烷基酸的烷基的烷基部分具有6至60个碳原子的烷基酸。在特别优选的实施方案中，电荷控制助剂为在烷基酸的烷基的烷基部分具有12至18个碳原子的烷基酸该酸优选为烷基苯磺酸或烷基羧酸。具体优选的电荷控制助剂的例子包括己酸、辛酸、十二烷基酸、十四烷基酸、十六烷基酸、十八烷基酸、己基苯磺酸、辛基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸和其混合物。在一个优选的实施方案中，电荷控制助剂为ABSA，一种包括C11，C12和C13碳链长度烷基部分的共混物的烷基苯磺酸。
在特别优选的实施方案中，电荷控制助剂能够在液体载体中形成胶束。电荷控制助剂最优选以具有尺寸约5至约50nm的胶束形式存在于组合物中。
优选选取的电荷控制助剂在调色剂组合物中具有最小溶解度，这样电荷控制助剂在控制下并按“需要”自电荷控制助剂元件19溶剂化。电荷控制元件19可非必要地通过提供分散在基质中的电荷控制助剂制备，由此改进电荷控制助剂元件19的整体输送和释放特性。基物优选选自烃蜡、硅蜡和天然蜡。可容易确定各种组分的比例，以提供来自电荷控制元件19的电荷控制助剂的所需释放特性。此外，可使用增加或减少电荷控制助剂元件19的可得表面的另一电荷控制助剂元件19的构型，以促进来自电荷控制助剂元件19的电荷控制助剂的合适释放轮廓。
图2给出具有处于调色剂供料容器21中的液体调色剂组合物22的系统20的另一实施方案，将调色剂通过输送辊24和26输送至OPC28。在调色剂供给容器20的一些或所有内表面上设置电荷控制助剂涂层29。这样，在调色剂组合物中提供其量比助剂在液体载体中的溶解度过量的调色剂控制助剂。按照上述方式，可使用增加或减少电荷控制助剂涂层29的可得表面的另一电荷控制助剂涂层29的构型，以促进来自电荷控制助剂涂层29的电荷控制助剂的合适释放轮廓。例如可将涂层设置为高多孔层或具有各种表面局部形态的层，以增加电荷控制助剂涂层29的可得表面。
图3给出具有处于调色剂供料容器31的液体调色剂组合物32的系统30的另一实施方案。将调色剂通过输送辊34和36输送至OPC 38。电荷控制助剂涂层39设置在输送辊34上。将注意到用于非溶剂化电荷控制助剂的各种替代位置。固体形式的电荷控制助剂可位于调色剂供料容器上或内的任何合适位置，其中电荷控制助剂将接触液体调色剂，并可按需要输送至液体调色剂组合物以提供电荷平衡。
图4给出具有处于调色剂供料容器41的液体调色剂组合物42的系统40的另一实施方案。将调色剂通过输送辊44和46输送至OPC 48。电荷控制助剂微胶囊或颗粒49分散在调色剂组合物42中。此外，微胶囊和/或基物颗粒可通过多孔保留筛子或其它物理栅栏(未示)引入或包含在涂层内，该多孔保留筛子或其它物理栅栏防止微胶囊或基物颗粒在印刷期间与调色剂颗粒一起从调色剂组合物中逃选，但可使微胶囊或基物颗粒与液体调色剂组合物接触，以促进电荷控制助剂向组合物输送。
图5给出系统50的示意图，包括连接通过供料管线55连接显影材料供料容器53的调色剂容器51，在调色剂容器51中提供液体调色剂组合物，并通过供料管线55按照常规方式加入显影材料供料容器53中，这样可在不中断正在进行的印刷操作下将另外的液体调色剂加入系统50中。将如此供给的液体调色剂组合物经供料管线56通过调色剂涂布器59涂于OPC 57上。电荷控制助剂可在系统50中的任何方便位置以上述任何形式提供。因此，例如包括电荷控制助剂(纯的或在基物中的)的元件可位于调色剂容器51、显影材料供料容器53或供料管线55或56中。电荷控制助剂可非必要地设置在分离的可与管线连接的容器中，该容器可安装在供料管线55或56的任何连接点，或供料管线55或56的中间。
各种合适的调色剂树脂可用于本发明使用的调色剂组合物中。典型的树脂的说明性例子包括聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯、乙烯基树脂、聚碳酸酯、聚酯等和其混合物。可选取任何合适的乙烯基树脂，包括两种或多种乙烯基单体的均聚物或共聚物。这些乙烯基单体单元的典型例子包括苯乙烯，乙烯基萘，烯属不饱和单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等；乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等；烯属不饱和二烯烃如丁二烯、异戊二烯等；不饱和单羧酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等，丙烯腈，甲基丙烯腈；乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙烯基异丁基醚、乙烯基乙基醚等；乙烯基酮如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、甲基异丙烯基酮等；和其混合物。此外还可以选取与一种或多种其它树脂，优选其它乙烯基树脂掺混的各种乙烯基树脂作为调色剂树脂，以确保良好的摩擦电性能和抗物理降解的均匀性能。此外，还可使用非乙烯基类热塑性树脂，包括树脂改性酚醛树脂、油改性环氧树脂、聚氨酯树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、聚酯树脂和其混合物。
优选调色剂包括分散于液体载体中的带电荷调色剂颗粒，其中调色剂颗粒包括聚合物粘结剂，该聚合物粘结剂包括至少一种含一个或多个S物质部分和一个或多个D物质部分的两亲接枝共聚物。这里使用的术语“两亲”是指具有多部分组合的一种接枝共聚物，这些部分在用于制备共聚物和/或用于制备液体调色剂颗粒的所需液体载体中具有不同的溶解和分散特性。液体载体(有时又称为“载体液体”)优选按这样的方式选取共聚物的至少一部分(这里又称为S物质或嵌段)更容易被载体溶剂化，而共聚物的至少另一部分(这里又称为D物质或嵌段)构成在载体中的更多分散相。这种形成空间稳定化两亲共聚物的机理的细节描述于Napper，D.H.，“Polymeric Stabilization ofColloidal Dispersions，”Academic Press，New York，N.Y.，1983中。合成自稳定有机溶胶的工艺描述于“Dispersion Polymerization in Organic Media，”K.E.J.Barrett，ed.，John WileyNew York，N.Y.，1975中。
当形成两亲接枝共聚物时，可根据需要加入一种或多种添加剂。例如，可加入一种或多种视觉增强添加剂和/或电荷控制助剂。然后可将该组合物施加一种或多种混合工艺，如均化、微流化、球磨、超微磨碎机研磨、高能量珠粒(砂子)研磨、篮式研磨或本领域已知的其它工艺以降低分散体中的颗粒尺寸。该混合工艺(若存在)可起到将团聚的视觉增强添加剂颗粒破碎至主颗粒(具有直径0.05至5微米)，并可将分散的共聚物粘结剂部分撕碎为片断，这些片断可与视觉增强添加剂的表面结合。
按照这一实施方案，分散的共聚物或衍生自该共聚物的片断，例如通过吸附或粘附到视觉增强添加剂的表面的方式与视觉增强添加剂结合，由此形成调色剂颗粒。结果是具有体积平均直径(用激光散射测定)约0.05至约50微米、更优选约3至约10微米、最优选约1.5至约5微米的调色剂颗粒的空间稳定非水分散体。若需要，可在混合前或混合后，加入一种或多种电荷导子(charge director)。
液体调色剂组合物的多种特性对于提供高质量图像是重要的。调色剂颗粒尺寸和电荷特性对于形成具有良好分辨率的高质量图像特别重要。此外，调色剂颗粒的快速自固定对于一些电照相印刷应用是重要的要求，例如为避免印刷缺陷(例如弄污或后缘拖尾)和在高速印刷中完全转移。例如，在显示低Tg的有机溶胶调色剂组合物中，在成像方法中形成的薄膜可为粘性的并在转印条件下弱粘合。这可导致图像分解或残留在光感受器上或中间图像接受器表面上的不合适残余物。在配制液体调色剂组合物中的另一重要考虑涉及图像在最终接受器上的耐久性和归档性。耐擦涂性能，例如耐通过摩擦，特别是通过由通常用于除去外来的铅笔或钢笔印迹摩擦调色图像，是液体调色剂颗粒的合适特性。
液体载体基本上为非水溶剂或溶剂共混物。换言之，液体载体的仅少量组分(通常低于25重量％)包括水。基本上非水液体载体优选包括低于20重量％的水，更优选低于10重量％的水，进一步更优选低于3重量％的水，最优选低于1重量％的水。载体液体可选自本领域已知的各种物质，或这些物质的组合，但优选具有Kauri-butanol值低于30ml。该液体优选为在各种条件下亲油的、化学稳定的并且电绝缘的。电绝缘是指具有低介电常数和高电阻的分散剂液体。该液体分散剂具有介电常数优选低于5；更优选低于3。载体液体的电阻通常大于109Ohm-cm；更优选大于1010Ohm-cm。此外，该液体载体在针对用于配制调色剂颗粒的组分的大多数实施方案中合适地为化学惰性的。
合适的液体载体的例子包括脂族烃(正戊烷、己烷、庚烷等)、环脂族烃(环戊烷、环己烷等)、芳烃(苯、甲苯、二甲苯等)、卤代烃溶剂(氯代链烷、氟代链烷、氯氟烃等)、硅油和这些溶剂的混合物。优选的载体液体包括支化石蜡族溶剂共混物，如IsoparTMG、IsoparTMH、IsoparTMK、IsoparTML、IsoparTMM和IsoparTMV(购自Exxon Corporation，NJ)，最优选的载体为脂族烃溶剂共混物如NorparTM12，NorparTM13和NorparTM15(购自ExxonCorporation，NJ)。特别优选的载体液体具有Hildebrand溶解度参数约13至约15MPa1/2。
本发明调色剂组合物的液体载体优选与用作制备两亲共聚物的溶剂相同。此外，聚合可在任何合适的溶剂中进行，并且可进行溶剂交换以对调色剂组合物提供所需的液体载体。
如上所述，调色剂颗粒为带正电的或带负电的。该电荷优选通过加入一种或多种电荷导子(又称为电荷控制添加剂或“CCA”)。该电荷导子可以单独成份包括和/或以粘结剂聚合物的一个或多个官能部分包括。该电荷导子起到增强可带电性和/或赋予调色剂颗粒电荷的作用。
该电荷导子可用各种方法加入调色剂颗粒中，这些方法的例子是合适的单体与用于形成共聚物的其它单体共聚，电荷导子与调色剂颗粒化学反应，电荷导子化学或物理吸附到调色剂颗粒(树脂或颜料)上，或电荷导子与引入调色剂颗粒中的官能团螯合。
电荷导子起到将选取极性的电荷施加到调色剂颗粒上的作用。可使用本领域描述的各种电荷导子。例如电荷导子可以由多价金属离子和作为抗衡离子的有机阴离子组成的金属盐的形式提供。合适的金属离子包括但不限于Ba(II)，Ca(II)，Mn(II)，Zn(II)，Zr(IV)，Cu(II)，Al(III)，Cr(III)，Fe(II)，Fe(III)，Sb(III)，Bi(III)，Co(II)，La(III)，Pb(II)，Mg(II)，Mo(III)，Ni(II)，Ag(I)，Sr(II)，Sn(IV)，V(V)，Y(III)和Ti(IV)。合适的有机阴离子包括衍生自脂族或芳族羧酸或磺酸，优选脂族羧酸如硬脂酸、二十二烷酸、新癸酸、二异丙基水杨酸、辛酸、松香酸、萘酸、月桂酸、tallic acid等的羧酸盐或磺酸盐。
优选的负电荷导子包括本领域描述的那些，如卵磷脂、油溶性石油磺酸酯(如中性Calcium PetronateTM、中性Barium PetronateTM和碱性BariumPetronateTM，制造商Sonneborn Division of Witco Chemical Corp.，New York，N.Y.)、聚丁烯丁二酰亚胺(如OLOATM1200，销售商Chevron Corp.，andAmoco 575)和甘油酯盐(如具有不饱和和饱和酸取代基的磷酸化单-和二甘油酯的钠盐，如公开于Chan等人的US 4,886,726中的)。优选的甘油酯电荷导子类型为磷酸甘油酯的碱金属盐，如钠盐，例如EmphosTMD70-30C，WitcoChemical Corp.，New York.N.Y，其为磷酸化单和二甘油酯的钠盐。优选的负电荷导子包括卵磷脂和碱性石油磺酸钡(barium petronate)。
优选的正电荷导子包括由多价金属离子和作为抗衡离子的有机阴离子组成的金属盐。合适的金属离子包括但不限于Ba(II)，Ca(II)，Mn(II)，Zn(II)，Zr(IV)，Cu(II)，Al(III)，Cr(III)，Fe(II)，Fe(III)，Sb(III)，Bi(III)，Co(II)，La(III)，Pb(II)，Mg(II)，Mo(III)，Ni(II)，Ag(I)，Sr(II)，Sn(IV)，V(V)，Y(III)和Ti(IV)。合适的有机阴离子包括衍生自脂族或芳族羧酸或磺酸，优选脂族羧酸如硬脂酸、二十二烷酸、新癸酸、二异丙基水杨酸、辛酸、松香酸、萘酸、月桂酸、tallicacid等的羧酸盐或磺酸盐。
优选的正电荷导子包括金属皂，特别是金属羧酸盐，如US3,411,936(这里作为参考引入)中描述的。金属皂的金属优选选自锆、锡和钛。特别优选的正电荷导子为四辛酸锆(以Zirconium HEX-CEM，购自OMG ChemicalCompany，Cleveland，OH)。
对于给定调色剂的优选电荷导子的量取决于很多因素，包括聚合物粘结剂的组成、用于制备调色剂组合物的颜料和粘结剂与颜料的比例。此外，优选的电荷导子量将取决于电照相成像工艺的性质。电荷导子的量可按照现有技术已知的这里列出参数调节。电荷导子的量，按100重量份调色剂固体计，通常为0.01至10重量份，优选0.1至5重量份。
液体调色剂组合物的导电性可用于描述调色剂在显影电照相图像中的效果。本领域熟练技术人员认为有利的范围是1×10-11mho/cm至3×10-10mho/cm。高导电性一般表明电荷在调色剂颗粒上不能有效结合，并且说明电流密度与在显影期间沉积的调色剂之间的低相关性。低导电性表明调色剂颗粒未带电或很少带电。使用与调色剂颗粒上的吸附位匹配的电荷导子是确保与各调色剂颗粒的足够电荷结合。
也可按照惯例将其它添加剂加入配料中。这些添加剂包括UV稳定剂、模抑制剂(mold inhibitors)、杀菌剂、杀真菌剂、抗静电剂、光泽改进剂、其它聚合物或低聚物、抗氧剂等中的一种或多种。
所得带电颗粒的颗粒尺寸将影响包括该颗粒的调色剂组合物的成像、熔化、分辨和转移性能。颗粒的体积平均粒径(用激光衍生测定)为约0.05至约50微米，更优选约3至约10微米，最优选约1.5至约5微米。
当调色剂颗粒包括带正电荷的两亲接枝共聚物，电荷控制助剂为酸或碱时，提供本发明的特别优选的实施方案，如描述于同时申请的名称为“用于带正电荷的调色剂的助剂”的共同受让的US专利申请10/676,371中，这里作为参考引入。
当调色剂颗粒包括带负电荷的两亲接枝共聚物，电荷控制助剂为酸或碱时，提供本发明的特别优选的实施方案，如描述于同时申请的名称为“用于带负电荷的调色剂的助剂”的共同受让的US专利申请10/676,371中，这里作为参考引入。
这里引用的所有专利、专利文献和公开出版物，若是单独引入的，则作为参考引入。除非另有说明，所有份数和百分比按重量计，所有分子量为重均分子量。前面的详细说明仅为清楚理解而给出。本发明不限于所给出和描述的准确细节，因为对本领域熟练技术人员显而易见的各种变化将包括在权利要求定义的本发明内。
权利要求
1.一种用于印刷液体调色剂的系统，包括a)液体电记录调色剂组合物，包括i)具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体，ii)分散在该液体载体中的多个带电的调色剂颗粒，其中调色剂颗粒包括聚合物粘结剂；和b)在液体载体中具有有限溶解度的电荷控制助剂。
2.权利要求1的系统，其中电荷控制助剂以比该助剂在液体载体中的溶解度过量的量存在于液体载体中。
3.权利要求1的系统，其中液体调色剂组合物处于调色剂供料容器中。
4.权利要求3的系统，其中电荷控制助剂以在调色剂供料容器中的非溶剂化元件提供。
5.权利要求3的系统，其中电荷控制助剂以与调色剂供料容器的壁附着的非溶剂化元件提供。
6.权利要求3的系统，其中电荷控制助剂以涂于调色剂供料容器至少一个壁的膜形式提供。
7.权利要求2的系统，其中电荷控制助剂以分散在调色剂组合物的液体载体中的颗粒形式提供。
8.权利要求1的系统，其中该系统包括用于将调色剂组合物输送至光感受元件或介电元件的输送辊，且电荷控制助剂以在输送辊上的涂层形式提供。
9.权利要求1的系统，其中电荷控制助剂在调色剂供料容器与调色剂涂布器之间的位置处提供，这样在调色剂涂布到基材上之前液体调色剂组合物接触电荷控制助剂。
10.权利要求9的系统，其中电荷控制助剂在调色剂供料容器与调色剂涂布器之间的调色剂组合物进料管线处提供。
11.权利要求9的系统，其中电荷控制助剂在调色剂供料容器与调色剂涂布器之间的调色剂显影剂贮罐处提供。
12.一种用于印刷液体调色剂的系统，包括a)液体电记录调色剂组合物，包括i)具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体，ii)分散在该液体载体中的多个带电的调色剂颗粒，其中调色剂颗粒包括聚合物粘结剂；和b)分散在基物中的电荷控制助剂，其中基物在液体载体中具有有限的溶解度。
13.权利要求12的系统，其中电荷控制助剂以比基物在液体载体中的溶解度过量的量存在于液体载体中。
14.权利要求12的系统，其中液体调色剂组合物处于调色剂供料容器中。
15.权利要求14的系统，其中基物以在调色剂供料容器中的非溶剂化元件提供。
16.权利要求14的系统，其中基物以与调色剂供料容器的壁附着的非溶剂化元件提供。
17.权利要求14的系统，其中基物以涂于调色剂供料容器至少一个壁的膜形式提供。
18.权利要求13的系统，其中基物以分散在调色剂组合物的液体载体中的颗粒形式提供。
19.权利要求13的系统，其中该系统包括用于将调色剂组合物输送至光感受元件或介电元件的输送辊，且基物以在输送辊上的涂层形式提供。
20.权利要求13的系统，其中基物在调色剂供料容器与调色剂涂布器之间的位置处提供，这样在调色剂涂布到基材上之前液体调色剂组合物接触基物。
21.权利要求20的系统，其中基物在调色剂供料容器与调色剂涂布器之间的调色剂组合物进料管线处提供。
22.权利要求20的系统，其中基物在调色剂供料容器与调色剂涂布器之间的调色剂显影剂贮罐处提供。
23.权利要求12的系统，其中基物选自烃蜡、硅蜡和天然蜡。
24.一种用于印刷液体调色剂的系统，包括a)液体电记录调色剂组合物，包括i)具有Kauri-Butanol数低于约30mL的液体载体，ii)分散在该液体载体中的多个带电的调色剂颗粒，其中调色剂颗粒包括聚合物粘结剂；和b)包裹在基物内形成微胶囊的电荷控制助剂，其中基物在液体载体中具有有限的溶解度。
25.权利要求24的系统，其中微胶囊以比基物在液体载体中的溶解度过量的量存在于液体载体中。
26.权利要求24的系统，其中电荷控制助剂可溶于液体载体中。
27.权利要求24的系统，其中基物选自烃蜡、硅蜡和天然蜡。
28.一种印刷图像的方法，包括a)提供权利要求1的系统，b)以印刷至少一幅图像的量抽出带电调色剂颗粒，由此改变调色剂组合物的电荷和组成，c)使至少一部分电荷控制助剂接触液体组合物，由此调节调色剂组合物的电荷。
29.一种印刷图像的方法，包括a)提供权利要求12的系统，b)以印刷至少一幅图像的量抽出带电调色剂颗粒，由此改变调色剂组合物的电荷和组成，c)使至少一部分基物接触液体组合物，由此调节调色剂组合物的电荷。
30.一种印刷图像的方法，包括a)提供权利要求24的系统，b)以印刷至少一幅图像的量抽出带电调色剂颗粒，由此改变调色剂组合物的电荷和组成，c)使至少一部分微胶囊接触液体组合物，由此调节调色剂组合物的电荷。
全文摘要
一种印刷液体调色剂的系统，其包括液体电记录调色剂组合物，该组合物含Kauri－Butanol数低于约30mL的液体载体，分散在该液体载体中的多个带电的调色剂颗粒，其中调色剂颗粒包括聚合物粘结剂。该系统还包括在液体载体中具有有限溶解度的电荷控制助剂。该助剂以超过该助剂在液体载体中的溶解度的量存在于液体载体中。该电荷控制助剂可分散于在液体载体中具有有限溶解度的基物中，该基物以比基物在液体载体中的溶解度过量的量存在于液体载体中。上述形式的电荷控制助剂可按需要以释放入调色剂组合物中的多种方式提供。电荷控制助剂按需要释放入调色剂组合物中，相对于调色剂组合物的体积导电率和/或调色剂颗粒的单位质量电荷提供电荷控制。
文档编号G03G9/12GK1624593SQ200410075119
公开日2005年6月8日 申请日期2004年8月31日 优先权日2003年9月30日
发明者詹姆斯·A·贝克, 盖伊·L·赫尔曼, 朱莉·Y·钱 申请人:三星电子株式会社