液体显影剂和图像形成设备的制作方法

文档序号:2728398阅读:217来源:国知局
专利名称:液体显影剂和图像形成设备的制作方法
技术领域
本发明涉及液体显影剂和图像形成设备。
背景技术
已知有两种类型的用于显影形成在潜像载体上的静电潜像的显影剂。一种类型的显影剂被称作干调色剂,其由包含诸如颜料等的着色剂和粘结剂树脂的材料形成,并且这样的干调色剂在其干燥的状态下使用。
另一种类型的调色剂被称作液体显影剂,其通过将调色剂粒子悬浮在具有电绝缘性的载体液体中而获得(这样的液体调色剂的一个例子公开于JP-A-7-152256)。
在使用干调色剂的显影方法中,因为使用固态调色剂,所以就其可操作性而言存在优点。但是,另一方面,此方法包含如下问题调色剂粉末可能导致对人体的不利作用;调色剂粉末的散播可以引起污染;以及调色剂粒子可能在盒中结块。
此外,在这样的干调色剂中,因为在调色剂粒子的生产过程中可能发生调色剂粒子的团聚,所以难以获得各自都具有足够小的直径的调色剂粒子。这意味着难以形成具有高分辨率的调色剂图像。
此外,还存在如下问题当调色剂粒子的尺寸被制成较小时,上面所描述的由粉末形式的干调色剂导致的问题变得更加严重。
另一方面,在使用液体显影剂的显影方法中,因为液体显影剂中的调色剂粒子的团聚被有效地防止,所以可以使用非常精细的调色剂粒子,并且还可以使用具有低软化点(低软化温度)的粘结剂树脂。
因此,使用液体显影剂的方法具有如下优点由细线构成的图像的良好重现性、良好的色调重现性以及良好的颜色重现性。此外,使用液体显影剂的方法作为用于高速形成图像的方法也是优选的。
但是,因为用于传统的液体显影剂的绝缘液体主要由基于石油的烃类组成,所以存在如下的顾虑,即如果该绝缘液体流出图像形成设备,则其可能对环境造成不利影响。
此外,通常,当使用液体显影剂时,在调色剂粒子的定影过程中,绝缘液体粘附到每个调色剂粒子的表面上。因此,在传统的液体显影剂中,存在如下问题,即粘附到调色剂粒子的表面的绝缘液体降低了调色剂粒子的定影强度。
这样,为了提高调色剂粒子的定影强度,可以想到在较高温度下长时间地加热调色剂粒子。但是,该方法难以满足在诸如较高速的图像形成和在节省能量的条件下的图像形成之类的图像形成领域中要求的最新需要。

发明内容
因此,本发明的目的是提供一种液体显影剂和一种图像形成设备,所述液体显影剂对环境无害,并且还具有优异的存储稳定性以及调色剂粒子的优异定影特性,所述图像形成设备使用对环境无害并且还具有优异的存储稳定性以及调色剂粒子的优异定影特性的液体显影剂。
本发明的第一方面涉及一种液体显影剂。该液体显影剂包括调色剂粒子,所述调色剂粒子由树脂材料和着色剂形成;和绝缘液体,其中,所述调色剂粒子分散在所述绝缘液体中,所述绝缘液体包含酯交换油,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者的至少之一的酯交换反应获得。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述绝缘液体还包含脂肪酸单酯。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述绝缘液体中包含的所述脂肪酸单酯的量为5wt%-50wt%。
在上述的液体显影剂中,优选的是,当X(wt%)表示所述绝缘液体中包含的所述酯交换油的量,Y(wt%)表示所述绝缘液体中包含的所述脂肪酸单酯的量时,满足1.0≤X/Y≤5.0的关系。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述脂肪酸单酯包含脂肪酸和具有1-4个碳原子的烷基醇的酯。
在上述的液体显影剂中,优选的是,在所述酯交换反应中所述大豆油和所述半干性油的混合比为按重量计100∶5-100∶500。
在上述的液体显影剂中,优选的是,在所述酯交换反应中所述大豆油和所述非干性油的混合比为按重量计100∶5-100∶300。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述半干性油包括向日葵油、油菜籽油或者红花油。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述非干性油包括橄榄油、蓖麻油或者花生油。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述绝缘液体的碘值为30-220。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述液体显影剂还包括抗氧化剂。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述液体显影剂还包括用于加速所述酯交换油的氧化聚合反应的氧化聚合加速剂。
在上述的液体显影剂中,优选的是,所述氧化聚合加速剂在被胶囊化的情况下包含在所述绝缘液体中。
本发明的第二方面涉及一种用于使用上述液体显影剂将图像形成到记录介质上的图像形成设备。所述图像形成设备包括液体显影剂存储部分,用于在其中存储液体显影剂;显影部分,用于使用从所述液体显影剂存储部分供应的所述液体显影剂来显影图像;转印部分,用于将在所述显影部分上形成的所述图像转印到记录介质上,以在其上形成经转印的图像;和定影部分,用于将在所述记录介质上形成的所述经转印的图像定影到所述记录介质上,其中,所述液体显影剂包括绝缘液体和分散在所述绝缘液体中的调色剂粒子,所述绝缘液体包含酯交换油,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者的至少之一的酯交换反应获得。
根据上述的液体显影剂,可以提供一种对环境无害并且还具有优异的存储稳定性以及调色剂粒子的优异定影特性的液体显影剂。此外,根据上述的图像形成设备,可以提供使用对环境无害并且还具有优异的存储稳定性以及调色剂粒子的优异定影特性的液体显影剂的图像形成设备。
通过结合附图对具体实施方式
和实施例的描述,本发明的上述这些和其它的目的、结构和技术效果等将变得明晰。


图1是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的接触型液体显影单元的一个实例的横截面视图。
图2是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的线头曝光部分的一个实例的透视图。
图3是线头曝光部分的沿其副扫描方向所取的横截面视图。
图4是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的非接触型液体显影单元的一个实例的横截面视图。
图5是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的定影单元的一个实例的横截面视图。
具体实施例方式
下面,将参考附图详细描述根据本发明的液体显影剂和图像形成设备的优选实施例。
本发明的液体显影剂包括绝缘液体和分散在绝缘液体中的调色剂粒子。
绝缘液体首先,对绝缘液体进行描述。在本发明中,绝缘液体包含通过大豆油与半干性油和非干性油两者中的至少之一的酯交换反应获得的油(酯交换油)。此外,绝缘液体优选包含脂肪酸单酯。
在此,半干性油是包含不饱和脂肪酸组分并且具有90或更高但低于120的碘值的油。另一方面,非干性油具有低于90的碘值的油。此外,大豆油一般被归类到干性油(即,具有120或更高的碘值的油)。
大豆油、半干性油以及非干性油分别是来源于植物的油。这些油是对环境无害的物质。因此,在这些油被用作绝缘液体的情况下,可以减小由绝缘液体泄漏出图像形成设备以及丢弃用过的液体显影剂可能带来的由绝缘液体导致的环境负担。
此外,大豆油和半干性油是能够改善调色剂粒子到记录介质上的定影特性的组分。具体地,大豆油和半干性油本身是由于氧化聚合反应(尤其是,通过在定影过程中施加的热等)而固化的组分,从而具有改善调色剂粒子的定影特性的功能。
但是,在这些油被单独使用或者组合使用作为绝缘液体的情况下,存在下面的问题。即,在大豆油被单独使用作为绝缘液体的情况下,定影强度可以被提高,但是液体显影剂的存储稳定性下降,因为大豆油相对容易被氧化和聚合。
另一方面,在半干性油被单独使用作为绝缘液体的情况下,液体显影剂的存储稳定性可以被充分提高。但是,需要较高的能量来通过氧化聚合反应来固化半干性油,并且需要长的时间来进行氧化聚合反应。这使得不可能在低温度下将调色剂粒子定影到记录介质上,并且不能进行高速打印。
此外,可以想到,使用大豆油、半干性油、非干性油的混合物作为绝缘液体。在此情况下,这些油中的每一种不能在液体显影剂中表现出其特征。因此,一直以来难以获得既具有优异的存储稳定性又具有优异的定影特性的液体显影剂。
本发明人已经对绝缘液体进行了大量的探索和研究。结果,本发明人已经发现通过使用酯交换油作为绝缘液体的组分,可以获得既具有优异的存储稳定性又具有优异的调色剂粒子定影特性的液体显影剂,其中,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者中的至少之一的酯交换反应获得。
即,根据本发明,通过使用酯交换油作为绝缘液体的组分,可以提供具有优异的存储稳定性和优异的调色剂粒子到记录介质上的定影特性的液体显影剂,其中,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者中的至少之一的酯交换反应获得。
此外,通过大豆油与半干性油和非干性油两者中的至少之一的酯交换反应获得的酯交换油是对于环境无害的物质。因此,可以减小由绝缘液体泄漏出图像形成设备以及丢弃用过的液体显影剂可能带来的由绝缘液体导致的环境负担。结果,还可以提供对环境无害的液体显影剂。
在此,通过酯交换反应获得的酯交换油包含甘油酯(甘油三酸酯),该甘油酯在其分子中具有大豆油中含有的脂肪酸组分(不饱和脂肪酸组分)和半干性油和/或非干性油中含有的脂肪酸组分(不饱和脂肪酸组分)。
这样,根据本发明,不是使用大豆油和半干性油和/或非干性油的简单混合物作为绝缘油,而是使用在其分子中具有大豆油中含有的脂肪酸组分和半干性油和/或非干性油中含有的脂肪酸组分的甘油三酸酯作为绝缘油。这使得可以实现本发明的效果,即,同时实现优异的存储稳定性和优异的调色剂粒子到记录介质上的定影特性。
半干性油的实例包括向日葵油、油菜籽油、红花油、棉籽油、芝麻油、玉米油等。在这些油中,向日葵油、油菜籽、红花油中的每一种在其存储或者保存期间具有尤其优异的存储稳定性。因此,在这些油中的任何一种或者多种用作半干性油的情况下,可以提供在保持优异的定影特性的同时具有尤其优异的存储稳定性的液体显影剂。
另一方面,非干性油的实例包括橄榄油、蓖麻油、花生油、鳄梨油和榛子油等。在这些油中,在橄榄油、蓖麻油和花生油中的至少一种用作非干性油的情况下,液体显影剂可以具有尤其优异的存储稳定性。
此外,优选的是,半干性油和非干性油中的每一种的碘值小于大豆油的碘值,并且大豆油的碘值和半干性油和非干性油中的每一种的碘值之间的差等于或者大于20。这使得液体显影剂可以在保持优异的定影特性的同时具有更优异的存储稳定性。
在此,上述的酯交换反应可以通过已知方法实现。这样的已知方法的实例包括使用酶的方法、在催化剂的条件下使用热的方法等。
在进行大豆油和半干性油的酯交换反应的情况下,大豆油和半干性油的混合比优选为按重量计100∶5到100∶500,更优选为按重量计100∶10到100∶200,并且甚至更优选为按重量计100∶30到100∶100。通过将大豆油和半干性油的混合比设定在上述的范围内,可以提供具有尤其优异的存储稳定性和优异的定影特性的液体显影剂。
此外,在进行大豆油和非干性油的酯交换反应的情况下,大豆油和非干性油的混合比优选为按重量计100∶5到100∶300,更优选为按重量计100∶10到100∶150,并且甚至更优选为按重量计100∶30到100∶90。通过将大豆油和非干性油的混合比设定在上述的范围内,可以提供具有尤其优异的存储稳定性和优异的定影特性的液体显影剂。
绝缘液体中包含的酯交换油的量优选为50wt%或更多,更优选为50wt%到80wt%,并且甚至更优选为50wt%到75wt%。通过将绝缘液体中包含的酯交换油的量设定在上述的范围内,可以提供具有尤其优异的存储稳定性和优异的定影特性的液体显影剂。
此外,绝缘液体优选包含脂肪酸单酯。下面将描述脂肪酸单酯。脂肪酸单酯是脂肪酸和单羟基醇的酯。
脂肪酸单酯具有用于在定影过程中塑化调色剂粒子的作用(增塑剂作用)。一般而言,已知各种各样的酯对于聚氯乙烯等之类的树脂组分具有增塑剂作用,并且增塑剂作用由于热而增强。
因此,诸如脂肪酸单酯、酯交换油、甘油三脂肪酸酯等之类的酯化合物可以由于在定影过程中施加的热而塑化调色剂粒子中包含的树脂组分(树脂材料)。结果,在定影过程中,调色剂粒子在整体上可以由酯化合物塑化。
在这些酯化合物中,脂肪酸单酯具有较小的分子量。因此,脂肪酸单酯可以容易地包含于被包含在调色剂粒子中的树脂组分中,由此尤其有效地表现出增塑剂作用。因此,脂肪酸单酯可以更可靠地在定影过程中塑化调色剂粒子。
结果,当在定影过程中调色剂粒子被加热并被压印在记录介质上时,存在于调色剂粒子的表面附近的脂肪酸单酯容易渗入到调色剂粒子中,因此调色剂粒子由于脂肪酸单酯而容易被塑化。这样被塑化的调色剂粒子可以牢固地粘附到记录介质。
此外,因为脂肪酸单酯还是容易渗入到记录介质中的组分,所以当在定影过程中调色剂粒子接触记录介质时,粘附到调色剂粒子表面的脂肪酸单酯立即渗入到记录介质中。
此外,脂肪酸单酯对于调色剂粒子中包含的树脂组分具有高的亲合性。因此,当脂肪酸单酯自身渗入到记录介质中时,脂肪酸单酯将各个调色剂粒子中的一部分(即,调色剂粒子中包含的树脂组分)拖拽到记录介质中,所述调色剂粒子中的一部分已经被增塑作用塑化并且被定影时的热量熔合。
即,树脂组分的一部分也与脂肪酸单酯一起渗入到记录介质中。渗入的树脂组分对于记录介质表现出锚定作用,由此进一步提高了调色剂粒子对于记录介质的定影强度。
此外,脂肪酸单酯还具有对于酯交换油的高的亲合性。因此,当脂肪酸单酯自身渗入到记录介质中时,脂肪酸单酯也将存在于调色剂粒子表面附近的酯交换油的一部分拖拽到记录介质中。
即,存在于调色剂粒子表面附近的酯交换油的一部分也与脂肪酸单酯一起渗入到记录介质中。然后,渗入的酯交换油在记录介质内被氧化和聚合(氧化聚合),由此在记录介质内产生其氧化聚合产物。
因此,渗入到记录介质中的树脂组分可以由于这些氧化聚合产物而被定影到记录介质上。结果,调色剂粒子被更牢固地定影到记录介质上。
由于这些原因,使用包含脂肪酸单酯的绝缘液体的液体显影剂可以具有尤其优异的调色剂粒子到记录介质上的定影特性。此外,因为脂肪酸单酯可以在较低温度下塑化调色剂粒子,所以即使在低温区,使用包含脂肪酸单酯的绝缘液体的液体显影剂可以具有足够的调色剂粒子到记录介质上的定影特性。
此外,因为调色剂粒子可以在定影过程中被充分地塑化,所以经塑化的调色剂粒子通过它们之间的接触彼此可靠地熔合。因此,在利用多种颜色调色剂粒子形成图像的情况下,相邻的不同颜色粒子被可靠地熔合。
因此,在记录介质的不同颜色粒子被熔合的区域中,由不同彩色粒子得到的多种颜色被混合,使得该区域可以可靠地呈现该多种颜色的中间颜色。结果,在通过使用上述的液体显影剂形成具有多种颜色的图像的情况下,可以更可靠地获得该图像的理想色调。
而且,因为脂肪酸单酯是对环境无害的组分,所以可以减小由绝缘液体泄漏出图像形成设备以及丢弃用过的液体显影剂可能带来的由绝缘液体导致的环境负担。结果,可以提供对环境无害的液体显影剂。
脂肪酸单酯的粘度为10mPa·s或者更小,并且更优选为5mPa·s或者更小。在此,应该注意在本说明书中,粘度是在25℃下测量的值。这样,通过将脂肪酸单酯的粘度设定为足够低的范围,脂肪酸单酯可以更有效地渗入到记录介质中。因此,渗入的脂肪酸单酯可以更有效地将已经被增塑作用塑化并且被定影时的热所熔合的调色剂粒子的树脂组分的一部分以及存在于调色剂粒子表面附近的酯交换油的一部分拖拽到记录介质中。结果,更可靠地获得上述的锚定作用,因此可以改善调色剂粒子到记录介质上的定影特性。
绝缘液体中包含的脂肪酸单酯的量优选为5-50wt%,更优选地为10-45wt%,甚至更优选为20-45wt%。如果脂肪酸单酯的量为上述的下限值或更大,则因为绝缘液体中包含的脂肪酸单酯的绝对量足够高,所以脂肪酸单酯可以具有较大机会粘附在调色剂粒子的表面上。结果,更有效地获得由脂肪酸单酯对于调色剂粒子的增塑剂作用,因此调色剂粒子的树脂组分可以更可靠地渗入到记录介质中。
此外,因为绝缘液体中包含的脂肪酸单酯的绝对量足够高,所以酯交换油可以与脂肪酸单酯一起更可靠地渗入到记录介质中。由于这些原因,更可靠地获得了上述的锚定作用,因而可以改善调色剂粒子到记录介质上的定影特性,即可以使得所形成的调色剂图像的定影强度尤其优异。
此外,因为可以在定影过程中充分地塑化调色剂粒子,所以经塑化的调色剂粒子通过它们之间的接触彼此熔合。结果,可以形成具有尤其优异的光滑表面的调色剂图像。
此外,在利用多种颜色调色剂粒子形成图像的情况下,相邻的不同颜色粒子被可靠地熔合。因此,在记录介质的不同颜色粒子被熔合的区域中,由不同彩色粒子得到的多种颜色被混合,使得该区域可以可靠地呈现该多种颜色的中间颜色。结果,在通过使用上述的液体显影剂形成具有多种颜色的图像的情况下,可以更可靠地获得该图像的理想色调。
另一方面,如果脂肪酸单酯的量为上述的上限值或者更小,则因为绝缘液体中包含的脂肪酸单酯的绝对量为合适的值,所以可以防止在如下所述的液体显影单元中设置的部件或者构件的劣化。这使得可以延长液体显影单元的寿命,并且还可以提供对于用于部件或者构件的材料的更宽的选择。
相反,如果脂肪酸单酯的量小于上述的下限值,则存在如下的情况,即,不会获得将由脂肪酸单酯获得的效果,即脂肪酸单酯将调色剂粒子的树脂组分和酯交换油的一部分拖拽到记录介质中的效果和/或脂肪酸单酯塑化调色剂粒子的效果,这取决于液体显影剂的组成。
例如,如果调色剂粒子不能被充分塑化,则存在调色剂粒子的树脂组分不能进入到用作记录介质的纸的纸纤维之间的间隙中的情况。在此情况下,存在不会充分获得所期望的锚定效果的顾虑。
此外,如果脂肪酸单酯的量小于上述的下限值,则取决于绝缘液体的组成,存在绝缘液体的粘度变得太高的情况。在这样的情况下,存在脂肪酸单酯和酯交换油不能适当地渗入到记录介质中的顾虑。在这样的情况下,存在如下的顾虑,即,酯交换油不能接触其氧化聚合反应所需要的足够量的氧,使得其氧化聚合反应不能有效地进行。
结果,存在如下的情况,即,不能充分地获得对由于上述的氧化聚合产物带来的锚定作用的改善,使得液体显影剂的定影特性(即,调色剂粒子到记录介质上的定影特性)没有得到改善。
另一方面,如果脂肪酸单酯的量超过上述的上限值,则存在如下的情况,即,脂肪酸单酯在液体显影剂的存储或者保存期间渗入到调色剂粒子中,使得调色剂粒子由于脂肪酸单酯而被无意地塑化。在这样的情况下,存在这样的顾虑,即,调色剂粒子凝结等,使得液体显影剂的可保存性降低。
应该注意,在本说明书中,由术语“在液体显影剂的存储或保存期间”所表示的时间段包括液体显影剂被置于图像形成设备中但是在其用于图像形成之前的状态。这样的状态的实例包括图像形成设备没有运行的状态和图象形成设备的空闲状态。
此外,如果脂肪酸单酯的量超过上述的上限值,则存在如下情况,即,取决于构成设置在液体显影中的各个部件或者构件的材料,在液体显影剂的存储或者保存期间,脂肪酸单酯渗入到诸如显影辊、刀片等之类的部件或者构件中。在这样的情况下,所述部件或者构件可能被溶胀或者腐蚀,由此被劣化。因此,存在不能自由选择构成各个设置在液体显影单元(图像形成设备)中的各个部件或者构件的材料的顾虑。
绝缘液体中包含的酯交换油和脂肪酸单酯的混合比没有特别的限制,但是优选满足下面的关系。即,当绝缘液体中包含的酯交换油的量定义为X(wt%),绝缘液体中包含的脂肪酸单酯的量定义为Y(wt%)时,优选满足1.0≤X/Y≤5.0的关系,更优选满足1.2≤X/Y≤4.5的关系,甚至更优选地满足1.5≤X/Y≤4.5的关系。通过满足这样的关系,可以使得液体显影剂的保存性更优异,并且还使得调色剂粒子到记录介质上的定影强度特别优异。
对于可以用于本发明的液体显影剂中的脂肪酸单酯的种类没有特别的限制。这样的脂肪酸单酯的实例包括不饱和脂肪酸烷基单酯,饱和脂肪酸烷基单酯等。在此,“烷基”包括甲基、乙基、丙基、丁基等。这些脂肪酸单酯可以单独使用或者它们中的两种或者更多种组合使用。
在此,不饱和脂肪酸的实例包括油酸、棕榈烯酸、蓖麻油酸(recinoleic acid)、亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸、二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)等。另一方面,饱和脂肪酸的实例包括丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸、山嵛酸、二十四烷酸等。
作为这样的脂肪酸单酯,优选使用具有不饱和脂肪酸组分作为其脂肪酸组分的不饱和脂肪酸单酯。不饱和脂肪酸组分是可以用于改善调色剂粒子对记录介质的定影性能的组分。
更具体地,不饱和脂肪酸单酯自身由于其氧化聚合在定影过程中固化,并且因此,可以尤其提高调色剂粒子到记录介质上的定影强度。结果,因为不仅不饱和脂肪酸甘油酯渗入到记录介质中,而且不饱和脂肪酸单酯可以对氧化聚合有贡献,所以可以获得尤其优异的定影强度。
此外,如上所述,不饱和脂肪酸单酯在定影过程中还具有增塑剂作用。结果,上述的多种效果协同作用,由此获得尤其优异的液体显影剂的定影特性。
在脂肪酸单酯的所有脂肪酸组分中包含的不饱和脂肪酸组分的量优选为50wt%或者更多,并且更优选为60wt%或者更多。由此,可以更可靠地表现出上述的效果,并且因此可以获得尤其高的定影强度。
此外,优选的是,脂肪酸单酯的脂肪酸组分主要由不饱和脂肪酸组成,但是其可以包含饱和脂肪酸作为其的一部分。这可以进一步改善绝缘液体的保存性和存储稳定性。
脂肪酸单酯是脂肪酸和单羟基醇的酯,其中优选地,该醇是碳数目为1-4的烷基醇。通过使用这样的酯,可以使得液体显影剂的化学稳定性优异,并且还可以使得液体显影剂的保存性和存储稳定性更加优异。
此外,这还可以适当地设定绝缘液体的粘度,使得液体显影剂可以适当地渗入到记录介质中。这样的醇的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丁醇等。
在此,更优选的是,绝缘液体中包含的脂肪酸单酯是通过脂肪酸甘油酯和碳数目为1-4的单羟基醇的酯交换反应得到的。通过使用这样的脂肪酸单酯,可以增加脂肪酸单酯和脂肪酸甘油酯(酯交换油)之间的相容性。
因此,绝缘液体的粘度被更适当地设定,使得液体显影剂可以更适当地渗入到记录介质中。结果,因为可以使得调色剂粒子对记录介质的定影强度优异,所以包含这样的绝缘液体的液体显影剂可以优选用于高速下的图像形成。
此外,液体显影剂(绝缘液体)可以还包含抗氧化剂,用于防止或者控制绝缘液体中包含的酯交换油和脂肪酸单酯的氧化。这可以防止液体显影剂中的酯交换油和脂肪酸单酯的不期望的氧化。
结果,可以防止液体显影剂(绝缘液体)随时间等的劣化,并且使得调色剂粒子的分散性和调色剂粒子到记录介质上的定影特性长时间保持特别优异。即,可以使得液体显影剂的存储稳定性特别优异。
这样的抗氧化剂的实例包括维生素E,诸如生育酚、d-生育酚、dl-α-生育酚、乙酸α-生育酚、乙酸dl-α-生育酚、生育酚乙酸酯、和α-生育酚;维生素C,诸如二丁基羟基甲苯(BHT)、丁基羟基苯甲醚、抗坏血酸、抗坏血酸盐、和抗坏血酸硬脂酸酯;绿茶提取物;生咖啡豆提取物等。这些抗氧化剂可以单独地使用或者以它们中的两种或者更多种组合使用。
此外,在这些物质中,但使用二丁基羟基甲苯(BHT)时,可以尤其有效地防止酯交换油和脂肪酸单酯的氧化。此外,由二丁基羟基甲苯的氧化所产生的氧化产物对于液体显影剂仅仅产生小的影响。结果,可以使得液体显影剂的存储稳定性和调色剂粒子到记录介质上的定影特性特别优异。
此外,在这些物质中,当使用维生素E时,可以获得如下的效果。即,维生素E是对环境无害的物质,并且其由氧化所产生的氧化产物对于液体显影剂仅仅产生小的影响,由此可以获得对环境更加无害的液体显影剂。
此外,因为维生素E是在上述的绝缘液体中具有高的分散性的物质,所以其可以用作优选的抗氧化剂。结果,可以使得液体显影剂的存储稳定性和调色剂粒子到记录介质上的定影特性尤其优异。
此外,在上述的物质中,当使用维生素C时,可以获得如下的效果。即,与上述的维生素E相同,维生素C是对环境无害的物质,并且其由氧化所产生的氧化产物对于液体显影剂仅仅产生小的影响,由此可以获得对环境更加无害的液体显影剂。
此外,因为维生素C是具有较低热分解温度的物质,所以其可以在液体显影剂的存储或者保存期间具有足够的作为抗氧化剂的功能,同时在定影过程中作为抗氧化剂的功能下降,使得酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应被促进。
优选的是,抗氧化剂的热分解温度低于定影过程中的定影温度。这使得可以更有效地防止在液体显影剂的存储或者保存期间绝缘液体的劣化。
此外,在粘附到调色剂粒子的表面的绝缘液体中包含的抗氧化剂在定影过程中热分解,由此可以使得酯交换油和脂肪酸单酯通过氧化聚合反应有效地固化。结果,可以使得调色剂粒子到记录介质上的定影特性足够优异。
抗氧化剂的热分解温度优选等于或者低于200℃,并且更优选等于或者低于180℃。这使得抗氧化剂可以充分地表现出其功能。此外,还可以有效地提高调色剂粒子的定影强度。
绝缘液体中包含的抗氧化剂的量优选为相对于100份重量的绝缘液体0.01-5份重量,更优选为0.01-4份重量,甚至更优选1-3份重量。
这使得可以当需要时(即,在定影过程中)有效地促进酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化),同时防止了在液体显影剂的保存或者存储期间由酯交换油的氧化导致的液体显影剂的劣化。
此外,液体显影剂可以包含氧化聚合加速剂(固化加速剂),用于加速上述的酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化反应)。
这使得可以当需要时(即,在调色剂粒子的定影过程中)通过氧化聚合反应有效地固化酯交换油和脂肪酸单酯。结果,可以使得在调色剂粒子被定影到记录介质上时其定影强度特别优异。
在液体显影剂包含氧化聚合加速剂的情况下,优选的是,在液体显影剂的存储或者保存期间氧化聚合加速剂不明显加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应,而当需要时(即,在调色剂粒子的定影过程中)氧化聚合加速剂加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化)。
这可以使得液体显影剂的存储稳定性优异,还可以使得调色剂粒子到记录介质上的定影强度特别优异。
这样的氧化聚合加速剂的实例包括如下物质,该物质具有在施加热的情况下加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化反应)而在大约室温下不会加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化反应)的功能。
即,其中对于酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化反应)的活化能较高的物质可以用作氧化聚合加速剂。
这样的物质的实例包括脂肪酸等的各种金属盐。这些物质可以单独地或者以它们中的两种或者更多种组合使用。通过使用这样的氧化聚合加速剂,可以在定影过程中促进酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应,同时保持液体显影剂的存储稳定性。
因为脂肪酸的金属盐可以加速在定影过程中通过供应氧进行的氧化聚合反应,所以可以在施加热的情况下(例如,在定影过程中)有效地加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应。
因此,可以在定影过程中更有效地加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应,同时在液体显影剂的保存或者存储期间更可靠地防止酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应。
此外,因为脂肪酸的金属盐在酯交换油中具有更高的分散性,所以可以将脂肪酸的金属盐均相地分散在绝缘液体中,结果,可以在定影过程中整体上有效地加速氧化聚合反应。
这样的脂肪酸金属盐的实例包括松香酸(resin acid)的金属盐(例如,其钴盐、锰盐和铅盐)、亚麻酸的金属盐(例如,其钴盐、锰盐和铅盐)、辛酸的金属盐(例如,其钴盐、锰盐、铅盐、锌盐和钙盐)、环烷酸的金属盐(例如,其锌盐和钙盐)。这些脂肪酸的金属盐可以单独地或者以它们中的两种或者更多种组合使用。
氧化聚合加速剂可以在被胶囊化的情况下被包含在绝缘液体中。这样的经胶囊化的氧化聚合加速剂在液体显影剂的保存或者存储期间不会明显加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应,而在调色剂粒子的定影过程中加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化)。
即,可以更可靠地在液体显影剂的保存或者存储期间防止氧化聚合反应的发生。此外,因为氧化聚合加速剂的胶囊由在定影过程时所施加的预定压强崩解,由此导致氧化聚合加速剂与酯交换油和脂肪酸单酯之间的接触,所以可以可靠地加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应。
此外,使用经胶囊化的氧化聚合加速剂为氧化聚合加速剂的材料提供了更广的选择。换句话说,甚至可以使用具有高反应性的氧化聚合加速剂(可以在较低温度下加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应的氧化聚合加速剂),并且可以使得调色剂粒子到记录介质上的定影强度特别优异。
绝缘液体中包含的氧化聚合加速剂的量优选为相对于100份重量的绝缘液体0.01-10份重量,更优选为0.05-7份重量,甚至更优选0.1-5份重量。
这使得可以在定影过程中更可靠地加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应,同时在液体显影剂的保存或者存储期间充分地防止氧化聚合反应的发生。
此外,绝缘液体可以包含除上述组分之外的附加组分。附加组分的实例包括矿物油,诸如ISOPER E、ISOPER G、ISOPER H、ISOPER L(“ISOPER”是Exxon Mobile Chemical的产品名)、SHELLSOL 70、SHELLSOL 71(“SHELLSOL”是Shell Chemical Japan Ltd.的产品名)、Amsco OMS、Amsco 460溶剂(“Amsco”是Spirit Co.,Ltd.的产品名)、低粘度或者高粘度液体石蜡(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.生产)以及类似物、饱和脂肪酸甘油酯、甘油、脂肪酸甘油酯的降解产品(例如脂肪酸等)、辛烷、异辛烷、癸烷、异癸烷、十氢化萘、壬烷、十二碳烷、异十二碳烷、环己烷、环辛烷、环癸烷、苯、甲苯、二甲苯、1,3,5-三甲基苯等。这些附加组分可以单独地或者以它们中的两种或者更多种组合使用。
上述的绝缘液体在室温(20℃)下的电阻率优选等于或者高于1×109Ωcm,更优选等于或者高于1×1011Ωcm,甚至更优选等于或者高于1×1013Ωcm。此外,绝缘液体的介电常数优选等于或者低于3.5。
此外,绝缘液体的碘值优选但不限于30到220,更优选为80到220。这使得可以有效地加速酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应,同时充分地防止绝缘液体的化学劣化,并且可以在调色剂粒子在被定影到记录介质上时提高调色剂粒子的定影强度。
调色剂粒子下面将对调色剂粒子进行描述。本发明的液体显影剂中包含的调色剂粒子(调色剂)至少包括粘结剂树脂(树脂材料)和着色剂。
1.树脂材料(粘结剂树脂)液体显影剂中包含的调色剂粒子由包含树脂材料(树脂)作为其主要组分的材料构成。
在本发明中,对于所使用的树脂(粘结剂树脂)的种类没有具体限制。这样的树脂(粘结剂树脂)的实例包括苯乙烯基树脂(含苯乙烯或者苯乙烯取代基的均聚物或者共聚物),诸如聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、氯代聚苯乙烯、苯乙烯-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯代丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物以及苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物;聚酯树脂;环氧树脂;聚氨酯改性环氧树脂;硅酮改性环氧树脂;氯乙烯树脂;松香改性马来酸树脂;苯基树脂;聚乙烯基树脂;聚丙烯;离子树脂;聚氨酯树脂;硅酮树脂;酮树脂;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物;二甲苯树脂;聚乙烯醇缩丁醛树脂;萜烯树脂;酚醛树脂和脂肪或脂环烃树脂。这些粘结剂树脂可以单独地或者以它们中的两种或更多种组合使用。
在这些树脂中,因为聚酯树脂对于上述酯交换油和脂肪酸单酯具有高的亲合性,所以可以使得调色剂粒子在液体显影剂中的分散性特别优异。此外,因为聚酯树脂具有高的透明性,所以在聚酯树脂被用作粘结剂树脂的情况下,所获得的图像的颜色显影变得优异。
树脂(树脂材料)的软化点不具体限定为任何特定的值,但是优选为50到130℃,更优选为50到120℃,甚至更优选为60到115℃。在此说明书中,术语“软化点”表示在高层流动测试仪(由Shimadzu Corporation制造)中升温速度为5℃/分钟并且模孔直径为1.0mm的条件下开始软化的温度。
2.着色剂液体显影剂的调色剂粒子还包含着色剂。作为着色剂,可以使用颜料、染料等。这样的颜料和染料的实例包括炭黑、醇溶黑、灯黑(C.I.No.77266)、磁性铁黑、钛黑、铬黄、镉黄、矿物不褪色黄、脐橙黄、萘酚黄S、Hansa Yellow G、持久黄NCG、联苯胺黄、喹啉黄、酒石黄色淀、铬橙、钼橙、持久橙GTR、吡唑啉酮橙、联苯胺橙G、镉红、持久红4R、Watching Red钙盐、曙红色淀、亮洋红3B、锰紫、不褪色紫B、甲基紫色淀、普鲁士蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、不褪色天蓝、阴丹士林蓝BC、群青蓝、苯胺蓝、酞菁蓝、铜油蓝、铬绿、氧化铬、Pigment Green B、孔雀石绿淀、酞菁绿、Final Yellow Green G、若丹明6G、、喹吖酮、Rose Bengal(C.I.No.45432)、C.I.Direct Red 1、C.I.Direct Red 4、C.I.Acid Red 1、C.I.Basic Red 1、C.I.Mordant Red 30、C.I.Pigment Red 48:1、C.I.Pigment Red 57:1、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 184、C.I.Direct Blue 1、C.I.Direct Blue 2、C.I.Acid Blue9、C.I.Acid Blue 15、C.I.Basic Blue 3、C.I.Basic Blue 5、C.I.MordantBlue 7、C.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:3、C.I.Pigment Blue5:1、C.I.Direct Green 6、C.I.Basic Green 4、C.I.Basic Green 6、C.I.Pigment Yellow 17、C.I.Pigment Yellow 93、C.I.Pigment Yellow 97、C.I.Pigment Yellow 12、C.I.Pigment Yellow 180、C.I.Pigment Yellow 162、以及苯胺黑染料(C.I.No.50415B);金属氧化物,诸如金属络合物染料、氧化硅、氧化铝、磁性氧化铁、三氧化二铁(meghemite)、各种铁氧体、氧化铜、氧化镍、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化镁等;以及磁性材料,包括诸如Fe、Co和Ni之类的磁性金属等。这些颜料和染料可以单独地或者以它们中的两种或者更多种组合使用。
3.其它组分在调色剂粒子中,可以包含除上述组分之外的附加组分。这样的其它组分的实例包括蜡、电荷控制剂、磁性粉末等。
这样的蜡的实例包括烃蜡,诸如无定型蜡、地蜡、石蜡、微晶蜡、微结晶蜡、凡士林、Fischer-Tropsch蜡等;酯蜡,诸如巴西棕榈蜡、米蜡、月桂酸甲基酯、豆蔻酸甲基酯、棕榈酸甲基酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸丁酯、蜡大戟蜡、棉蜡、日本蜡、蜂蜡、羊毛脂蜡、褐煤蜡、脂肪酸酯等;烯烃蜡,诸如聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡以及氧化聚丙烯蜡等;酰胺蜡,诸如12-羟基硬脂酰胺、硬脂酰胺、邻苯二甲酰亚胺等;酮蜡,诸如月桂酮、十八烷酮等;醚蜡等。这些蜡可以单独地或者两种或更多种组合使用。
电荷控制剂的实例包括苯甲酸金属盐、水杨酸金属盐、烷基水杨酸金属盐、儿茶酚金属盐、含金属的双偶氮染料、苯胺黑染料、硼酸四苯酯衍生物、季铵盐、烷基吡啶鎓盐、氯化聚酯、硝基腐植酸等。
此外,磁性粉末的实例包括由包含金属氧化物和/或磁性金属的磁性材料制成的粉末,所述金属氧化物诸如为磁性氧化铁、磁赤铁、各种铁氧体、氧化铜、氧化镍、氧化锌、氧化锆、氧化钛、氧化镁等,所述磁性金属诸如为Fe、Co或Ni。
此外,除了上述的组分外,调色剂(调色剂粒子)可以还包含硬脂酸锌、氧化锌、氧化铈、氧化硅、氧化钛、氧化铁、脂族酸、或者脂族酸金属盐等。
调色剂粒子的形状由上述材料构成的调色剂粒子的平均粒子尺寸(直径)优选为0.1-5μm,更优选为0.1-4μm,并且甚至更优选为0.5-3μm。如果调色剂粒子的平均粒子尺寸在上述范围内,则可以使得调色剂粒子的性能变化足够小。结果,可以使得由液体显影剂(液体调色剂)形成的调色剂图像的分辨率足够高,使得液体显影剂可以整体上具有高的可靠性。
此外,优选的是,液体显影剂中包含的调色剂粒子中的粒子尺寸的标准差为1.0μm或者更小,更优选为0.1-1.0μm,甚至更优选为0.1-0.8μm。当粒子尺寸的标准差处于上述范围内时,可以使得调色剂粒子的性能变化尤其小,由此进一步提高了液体显影剂的整体可靠性。
此外,还优选的是,由下面的式(I)表示的平均圆球度为0.85或更高,更优选为0.90-0.99,甚至更优选为0.92-0.99。
R=L0/L1(I)其中,L1(μm)表示作为待测物体的调色剂粒子的投影图像的周长,L0(μm)表示面积与作为待测物体的调色剂粒子的的面积相等的标准圆(几何学完美的圆)的周长L0。
当调色剂粒子的平均圆球度R处于上述范围中时,可以使得调色剂粒子的转印效率和机械强度优异,同时可以使得调色剂粒子的粒子尺寸足够小。
在此情况下,优选的是,这些调色剂粒子间的平均圆球度的标准差为0.15或更小,更优选0.001-0.10,甚至更优选0.001-0.05。当这些调色剂粒子间的平均圆球度的标准差处于上述范围内时,充电性能、定影特性等的变化尤其小,由此进一步提高了液体显影剂整体的可靠性。
上述的液体显影剂可以通过各种方法形成。例如,在一个方法中,通过研磨方法研磨调色剂材料,以获得调色剂粒子,然后将调色剂粒子分散在绝缘液体中,由此获得液体显影剂。在另一种方法中,使用通过将调色剂材料分散到分散介质中所获得的分散液,制造液体显影剂(参见例如JP-A-2004-370231)。
接着将对本发明的液体显影剂可以用于其上的图像形成设备的优选实施例进行描述。图像形成设备包括液体显影单元,用于将调色剂图像形成到记录介质上;以及定影单元,用于将在记录介质上形成的调色剂图像定影到记录介质上。
图1是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的接触型液体显影单元的一个实例的横截面视图。液体显影单元P1包括显影剂容器(液体显影剂存储部分)P11、具有圆筒鼓形式的感光体P2、显影P10、以及中间转印辊P18。
液体显影剂存储在显影剂容器P11中。图像(调色剂图像)被显影到感光体P2上。此外,显影器P10将液体显影剂从显影剂容器P11供应到感光体P2。中间转印辊P18将在感光体P2上显影的图像转印到记录介质上,使得转印图像(调色剂图像)被形成在记录介质上。
液体显影单元(液体显影部分)P1包括具有圆筒鼓形式的感光体P2。在感光体P2的表面被由表氯醇橡胶或类似物制成的充电装置P3均匀充电之后,利用具有有机EL原件等的线头曝光部分P4进行对应于待记录的信息的曝光,由此形成静电潜像。
显影器P10具有施加辊P12和显影辊P13,其中,所述施加辊P12的一部分浸没在显影剂容器P11中。施加辊P12由例如不锈钢等制成的凹版印刷辊形成,其相对于显影辊P13旋转。在施加辊P12的表面上,形成液体显影剂施加层P14,并且该层的厚度适于由定量刀片P15保持恒定。
此外,液体显影剂被从施加辊P12转移到显影辊P13。显影辊P13由金属辊核心构件P16、设置在金属核心构件P16上的低硬度硅酮橡胶层以及形成在硅酮橡胶层上的由导电PFA(聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)制成的树脂层构成,其中,所述金属辊核心构件P16由不锈钢等制成。
显影辊P13适于以与感光体P2相同的速度旋转,以将液体显影剂转移到潜像部分。在液体显影剂被转移到感光体P2之后残留在显影辊P13上的部分液体显影剂通过显影辊清洁刀片P17去除,然后收集在显影剂容器P11中。
在此,应该注意,感光体P2、显影器P10以及其它相关的元件构成显影部分,所述显影部分利用从液体显影剂存储部分所供应的液体显影剂来显影调色剂图像。
此外,在将图像(调色剂图像)从感光体P2转印到中间转印辊P18之后,用放电灯P21使感光体P2放电,并且清洁刀片P22将没有转印并残留在感光体P2上的调色剂去除,所述清洁刀片P22由聚氨酯橡胶等制成。
形成在感光体P2上的图像(调色剂图像)被转印到中间转印辊P18。然后,转印电流被供应到次级转印辊P19,并且被转印在中间辊P18的调色剂图像被转印到记录介质F5上,所述记录介质F5在中间转印辊P18和次级转印辊P19之间通过。
即,中间转印辊P18、次级转印辊P19以及其它相关元件构成转印部分,所述转印部分用于将在显影部分上形成的图像转印到记录介质上,以在其上形成的转印图像。
类似地,在调色剂图像被转印到记录介质F5上之后没有被转印并且残留在中间转印辊P18上的调色剂被清洁刀片P23去除,所述清洁刀片P23由聚氨酯橡胶等制成。
此后,利用如下所述的定影单元(定影部分),将在记录介质F5上的调色剂图像(转印图像)定影到其上。
现在将参考图2描述线头曝光部分P4。图2是示出了线头曝光部分P4的示意性放大透视图。
根据线头曝光部分P4,具有多个有机EL元件的发光元件阵列P42安装在玻璃板P43上,并且有机EL元件中的每一个由以相似方式形成在玻璃板P43上的薄膜晶体管(TFT)P48驱动。
折射率分布型棒状透镜阵列P45构成聚焦光学系统,并且由布置在发光元件阵列P42的前面的折射率分布型棒状透镜P45’逐层层叠。
壳体P41覆盖玻璃板P43的周围,并且其面向感光体P2的一侧是开口的。这样,光线从折射率分布型棒状透镜P45’发射到感光体P2。壳体P41的与玻璃板P43的端面相反的面设置有光吸收构件(涂层)。
图3是线头曝光部分P4沿其副扫描方向所取的横截面视图。线头曝光部分P4设置有处于壳体P41中的发光元件阵列P42,其具有有机EL元件并且安装成面向折射率分布型棒状透镜阵列P45的后面;密封构件P44,用于密封发光元件阵列P42;以及不透明盖P46,用于从发光元件阵列P42的后面屏蔽壳体P41中的发光元件阵列P42。
此外,通过由固定片簧P47将盖P46压向壳体P41的背面,壳体P41的内部以不透光的方式被密封封闭。就是说,通过固定片簧P47,玻璃板P43被密封地光学屏蔽在壳体P41中。
因此,通过防止在玻璃板P43的端面处的全反射,可以高效吸收光。固定片簧P47设置在壳体P41的沿纵向的多个部分上(其图示在图3中被省略)。
在图3中,光吸收材料,例如黑色聚苯乙烯等合成树脂,经过Almite处理的铝等被用于包括不透明构件的壳体P41。此外,玻璃板P43的两侧的厚度方向上的端面,就是说,壳体P41的与沿副扫描方向的在厚度方向上的端面相对的面涂覆有黑颜色的涂层,以提高光吸收性能。
这样,通过使用有机EL元件作为发光元件,发光元件可以容易地形成在玻璃板上。因此,发光元件的形状可以由任意形状构成,因此实现了低成本制造。此外,通过在液体显影单元中设置这样的线头曝光部分P4,可以提供图像的劣化可忽略的图像形成设备。
图4是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的非接触型液体显影单元的一个实例的横截面视图。在这样的非接触型液体显影单元中,显影辊P13设置有充电刀片24,充电刀片24由厚度为0.5mm的磷青铜板形成。
充电刀片24具有通过接触液体显影剂层而使得其带电的功能。此外,因为施加辊P12是凹版印刷辊,所以具有与凹版印刷辊的表面上的不规则性相应的不规则性的显影剂层被形成在显影辊P13上。
充电刀片24还具有使形成在显影辊P13上的不规则性均匀化的功能。充电刀片24的定向相对于显影辊的旋转方向要么是反方向要么是拖曳方向。此外,充电刀片24可以是辊的形式而不是刀片的形式。
优选地,在显影辊P13和感光体P2之间形成有宽度为200μm-800μm的间隙,并且叠加在200-800V的DC电压上的AC电压被施加在显影辊P13和感光体P2之间,所述AC电压具有500-3000的Vpp以及50-3000Hz的频率。此非接触型液体显影单元的其它结构与图1所示的接触型液体显影单元的那些相同。
在前面对由图1和4所示的实施例进行的图像形成进行了描述,其中使用了一种颜色的液体显影剂。但是,无需多言,当使用多种颜色的彩色调色剂形成图像时,可以通过使用对应于各个颜色的多个液体显影剂存储部分和显影部分来形成各个颜色的图像,形成彩色图像。
图5是示出了设置在根据本发明的图像形成设备中的定影单元的一个实例的横截面视图。
如图5所示,定影单元(定影部分)F40一般由加热定影辊F1、加压辊F2、热阻带F3、带张紧构件F4、清洁构件F6、框架F7、紫外发射装置F8和弹簧F9组成。
加热定影辊(此后简称为“定影辊”)F1具有辊基体F1b,其由管构件形成;弹性体F1c,其覆盖辊基体F1b的外周;以及一对卤素灯F1a,其设置在辊基体F1b的内部。每一个卤素灯F1a具有柱形形状,并且充当热源。具有上述结构的加热定影辊F1可沿由图中的箭头所示的逆时钟方向旋转。
此外,加压辊F2具有由管构件形成的辊基体F2b以及覆盖辊基体F2b的外周的弹性体F2c。加压辊F2可沿由图中的箭头所示的顺时钟方向旋转。在加热定影辊F1的弹性体F1c的外表面上,形成有PFA层。
通过如上所述地构成加热定影辊F1和加压辊F2,即使加热定影辊F1的弹性体F1c的厚度不同于加压辊F2的弹性体F2c的厚度,弹性体F1c和弹性体F2c仍发生基本均匀的弹性变形,以形成所谓的水平夹入。此外,因为加热定影辊F1的圆周速度和下述的热阻带F3或者记录介质F5的运输速度之间没有差别,所以可以以极其稳定的方式定影图像。
此外,如上所述,在加热定影辊F1的内部,设置有两个卤素灯F1a、F1a,其中每一个具有柱形形状并且充当热源。这些卤素灯F1a、F1a分别设置有加热元件,这些加热元件布置在不同的位置。利用这样的布置,通过选择性点亮卤素灯F1a、F1a中的任何一个或两者,可以容易在不同的条件下(诸如,使用宽的记录介质或者使用窄的记录介质的情况,和/或热阻带F3在其处围绕加热定影辊F1的定影夹入部分将被加热的情况或者带张紧构件F4在其处与加热定影辊F1可滑动接触的部分将被加热的情况)进行温度控制。
加压辊F2被布置成面向加热定影辊F1,使得加压压力通过热阻带F3施加到记录介质F5上,在所述记录介质F5上形成有未定影的调色剂图像。通过向其上有未定影的调色剂图像的记录介质F5施加加压压力,绝缘液体被有效地渗入到记录介质F5中。
通过加热未定影的调色剂图像并且如下所述地向未定影的调色剂图像发射紫外线,绝缘液体中包含的酯交换油和脂肪酸单酯可以在记录介质F5内被更可靠地固化。结果,产生上述的锚定作用,由此将调色剂图像F5a更牢固地定影在记录介质F5上。
此外,如上所述,加压辊F2具有由管构件形成的辊基体F2b以及覆盖辊基体F2b的外周的弹性体F2c。加压辊F2可沿由图中的箭头所示的顺时钟方向旋转。
加热定影辊F1的弹性体F1c和加压辊F2的弹性体F2c发生基本均匀的弹性变形,以形成所谓的水平夹入。此外,因为加热定影辊F1的圆周速度和下述的热阻带F3或者记录介质F5的运输速度之间没有差别,所以可以以极其稳定的方式定影图像。
热阻带F3是环形环带,并且其围绕加压辊F2和带张紧构件F4的外周,使得其可以在受压状态下保持在加热定影辊F1化加压辊F2之间同时移动。
热阻带F3由厚度为0.03mm或者更厚的无缝管形成。此外,该无缝管具有两层结构,其中,其表面(其与记录介质F5接触的表面)由PFA形成,并且其相反的表面(即,其与加压辊F2和带张紧构件F4接触的表面)由聚酰亚胺形成。
但是,热阻带F3的结构不限于上述的结构,并且其可以由其它的材料形成。由其它材料形成的管的实例包括诸如不锈钢管或者镍电熔铸管的金属管,诸如硅酮管的热阻树脂管等。
带张紧构件F4布置在加热定影辊F1和加压辊F2之间的定影夹入部分沿记录介质F5运输方向的上游侧。此外,带张紧构件F4围绕加压辊F2的旋转轴F2a可旋转地布置成可沿箭头R移动。
带张紧构件F4被构造成使得在记录介质F5不通过定影夹入部分的状态下,热阻带F3沿加热定影辊F1的切向张紧延伸。当在记录介质F5进入定影夹入部分的初始位置处定影压力大时,存在如下的情况,记录介质F5不能顺利地进入定影夹入部分,由此定影在记录介质F5的夹入部分折叠的状态下进行。
但是,在此实施例中,如上所述,带张紧构件F4被设置成使得热阻带F3沿加热定影辊F1的切向张紧延伸,形成了用于顺利地导入记录介质F5的导入部分,使得记录介质F5可以以稳定的方式被导入到定影夹入部分。
带张紧构件F4是大致半圆形的构件,用于可滑动地引导热阻带F3(就是说,热阻带F3在带张紧构件F4上可滑动地移动)。带张紧构件F4被安装到热阻带F3的内侧,以与加压辊F2合作向热阻带F3施加张力。带张紧构件F4布置在如下位置,在该位置处,通过在加压部分上在切线L上将热阻带F3的一部分压向加热定影辊F1形成夹入部分,在所述加压部分处,加热定影辊F1被压靠在加压辊F2上。
突出壁F4a被形成在带张紧构件F4的位于其轴向上的端表面的任意一侧或者两侧。突出壁F4a被设置用于在热阻带F3偏向任何一侧的情况下通过与其抵靠限制热阻带F3不向一侧脱出。
此外,弹簧F9被设置在框架和突出壁F4a的位于与加热定影辊F1相反的一侧的端部之间,以将带张紧构件F4的突出壁F4a轻微地压靠加热定影辊F1上。这样,带张紧构件F4以与加热定影辊F1可滑动地接触方式相对于加热定影辊F1定位。
带张紧构件F4轻微压靠加热定影辊F1的位置被设定为夹入起始位置,并且加压辊F2压靠加热定影辊F1的位置被设定为夹入终止位置。
在夹入终止位置上对于记录介质F5的线压强,即加压辊F2对于记录介质F5的线压强优选为500g/cm或者更低,并且更优选300g/cm或者更低。即使线压强被设定为上述的较低的范围,通过使用本发明的液体显影剂,调色剂粒子也可以被牢固地定影到记录介质F5。此外,通过将线压强设定为较低的范围,可以使用低的电功率驱动加热定影辊F1和加压辊F2。这可以减小用于驱动定影单元(图像形成设备)的能量。
在定影单元F40中,其上利用上述的液体显影单元形成未定影的调色剂图像F5a的记录介质F5从夹入起始位置进入定影夹入部分,然后在热阻带F3和加热定影辊F1之间通过,然后从夹入终止位置排出,这样,形成在记录介质F5上的未定影的调色剂图像F5a被定影。此后,其上形成调色剂图像的记录介质2朝向加压辊F2向加热定影辊F1的加压部分的切向L输出。
紫外发射装置F8具有向如上所述输出的记录介质F5的表面发射紫外线的功能,其中,调色剂图像F5a形成在所述表面上。因此,通过由加热定影辊F1加热形成在记录介质F5上的未定影的调色剂图像F5a,然后从紫外发射装置F8向未定影的调色剂图像F5a发射紫外线,渗入到记录介质中的酯交换油和脂肪酸单酯可以被可靠地氧化和聚合(氧化聚合)。
结果,由于固化的酯交换油和脂肪酸单酯产生上述的锚定作用,使得调色剂粒子可以被牢固地定影在记录介质上。通过利用下述的氧化聚合反应,调色剂粒子可以被牢固地定影在记录介质上,而不用通过加热定影辊F1在非常高的温度下加热调色剂图像。
清洁构件F6布置在加压辊F2和带张紧构件F4之间。清洁构件F6被设置用于通过可滑动地接触热阻带F3的内表面来清洁热阻带F3的内表面上的异物或者磨损碎片。
通过以这样的方式清洁异物和磨损碎片,可以更新热阻带F3,以消除上述的对于摩擦系数的不稳定因素。此外,带张紧构件F4形成有凹入部分F4f,并且此凹入部分F4f优选用于收集从热阻带F3所消除的异物或者磨损碎片。
为了在热阻带F3缠绕加压辊F2和带张紧构件F4的状态下由加压辊F2稳定驱动热阻带F3,加压辊F2和热阻带F3之间的摩擦系数被设定为大于带张紧构件F4和热阻带F3之间的摩擦系数。
但是,存在如下的情况,即,由于在热阻带F3和加压辊F2之间或者在热阻带F3和带张紧构件F4之间进入了异物,或者由于热阻带F3和加压辊F2或者带张紧构件F4之间的压缩部分的磨损,这些摩擦吸收变得不稳定。
因此,热阻带F3相对于带张紧构件F4的缠绕角度被设定为小于热阻带F3相对于加压辊F2的缠绕角度,并且带张紧构件F4的直径被设定为小于加压辊F2的直径。
利用这样的结构,热阻带F3在带张紧构件F4上移动的距离变短,使得由于随时间的劣化和扰动导致的不稳定因素可以被避免或者减少。结果,可以以稳定的方式由加压辊F2驱动热阻带F3。
调色剂粒子通过定影夹入部分所需的时间(就是说,夹入时间)优选为0.02-0.2秒,更优选为0.03-0.1秒。即使调色剂粒子通过定影夹入部分所需的时间被设定为上述的短时间范围,通过使用本发明的液体显影剂,调色剂粒子仍被充分地定影到记录介质F5。这使得可以以更高的速度打印图像。
用于定影未定影的调色剂图像的温度优选为80-200℃,并且更优选为80-180℃。当定影温度处于上述范围内时,上述的抗氧化剂可以容易地被分解。结果,可以更有效地增大调色剂粒子的定影强度。
此外,当定影温度处于上述的范围内时,可以有效地进行酯交换油和脂肪酸单酯的氧化聚合反应(固化反应)。当在液体显影剂中包含氧化聚合加速剂时,这样的趋势表现得很明显。
此外,通过将定影温度设定为上述的范围,颜料和树脂材料(树脂组分)的劣化可以被抑制。结果,可以可靠地获得具有所期望的图像质量的调色剂图像。尤其是在使用多种颜色的调色剂粒子形成图像的情况下,可以可靠地获得具有所期望的颜色的调色剂的调色剂图像。
前面基于优选实施例描述了本发明,但是本发明不限于这些实施例。此外,本发明的液体显影剂不限于用于上述的图像形成设备的液体显影剂。
实例<1>液体显影剂的生产实例1调色剂粒子的生产首先,准备80份重量的聚酯树脂(其软化点Tf为99℃,其分子量为7500),以及20份重量的青色颜料(“Pigment Blue 15:3”,由Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产)作为着色剂。使用20L的Henschel混合器混合这些组分,获得用于生产调色剂粒子的材料。
接着,利用双轴捏合挤出机捏合材料(混合物)。从双轴捏合挤出机的挤出端口挤出的经捏合材料被冷却。使用锤磨机粗磨上述的已经冷却的经捏合材料,以使其形成成具有1.0mm或者更小的平均粒子尺寸的粉末(经研磨材料)。
接着,250份重量的甲苯被加入到100份重量的粗制的经捏合的材料中,然后使用超声波均化器(输出400μA)对其进行1小时处理,以获得经捏合材料的聚酯树脂溶解于其中的溶液。在此溶液中,颜料被均匀地精细分散。
此外,将1份重量的十二烷基苯磺酸钠作为分散剂与700份重量的经离子交换的水混合,以获得水基液体。用均化混合器(由PRIMIXCorporation生产)搅拌水基液体,同时搅拌次数被调节。
将上述的溶液(就是说,经捏合材料的甲苯溶液)滴入水基液体中,同时进行搅拌,以获得水基乳液,其中,由平均粒子尺寸为3.0μm的粒子组成的分散体均相地分散在该水基乳液中。
此后,在温度为100℃并且周围压强为80kPa的条件下去除水基乳液中的甲苯,然后将其冷却到室温,由此获得固体精细粒子分散在其中的水基悬浮液。在这样得到的水基悬浮液中,基本没有残留甲苯。
这样得到的水基悬浮液的固体组分(分散体)的浓度为30.5wt%。此外,分散在悬浮液中的分散体(固体精细粒子)的粒子的平均粒子尺寸为1.4μm。
使用激光衍射/散射型粒子尺寸分布测量设备(“LA-920”,由HORIBA Ltd.生产)进行平均粒子尺寸的测量。
通过喷雾干燥方法干燥这样获得的悬浮液。结果,分散介质被从喷射出的水基悬浮液的液体中去除,由此获得干燥的调色剂粒子。
绝缘液体的制备如下所述地制备绝缘液体。
首先,准备120份重量的大豆油(“大豆精炼油”,由The NisshinOilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为120),以及90份重量的油菜籽油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为100)作为半干性油。
接着,将这些油混合,然后在减压下充分干燥。然后,1.2份重量的甲基钠作为催化剂加入到经干燥的混合物中,并且将含有催化剂的混合物在100℃下搅拌1小时,使得大豆油和油菜籽油的酯交换反应进行。
将通过酯交换反应获得的液体过滤,以去除催化剂,然后通过减压干燥法进行干燥,由此获得作为绝缘液体的酯交换油。
在此,这样得到的绝缘液体在室温(20℃)下的电阻率为2.0×1013Ωcm。此外,所获得的绝缘液体的碘值为111。
胶囊化以下面的方式制备经胶囊化的氧化聚合加速剂。
首先,将10g的辛酸锌作为氧化聚合加速剂溶解在15ml的丙酮中,并且通过多孔亲水硅胶吸收这样获得的溶液,由此获得核心体。然后,将10g这样获得的核心体和20g的聚乙二醇(PEG)加热并且混合,由此获得其混合物。
此后,将混合物置于400ml的溶剂(“AF6”,由NIPPONMITSUBISH OIL CORPORATION生产)中,并且用均化混合器将其充分分散在溶剂中,然后将其逐步冷却,使得PEG沉淀下来。然后,通过过滤构件去除溶剂,由此获得经胶囊化的氧化聚合加速剂。
调色剂粒子和氧化聚合加速剂的分散将505份重量的这样获得的绝缘液体,1份重量的氯化十二烷基三甲基铵作为表面活性剂,1.25份重量的经胶囊化的氧化聚合加速剂(其中,氧化聚合加速剂的量为1份重量),以及75份重量的调色剂粒子混合,然后用均化混合器(由PRIMIX Corporation生产)搅拌10分钟,由此获得液体显影剂。
在所获得的液体显影剂中,调色剂粒子的平均粒子尺寸为1.4μm,并且调色剂粒子的平均圆球度为0.96μm。
实例2-5在实例2-5中的每一个中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和油菜籽油的量被改变成表1中所示的量。
实例6在实例6中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用向日葵油(“high-oleic sunflower oil”,由Showa Sangyo Co.,Ltd.生产,并且其碘值为90)作为半干性油,而不是使用油菜籽油。
实例7在实例7中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用红花油(“high-oleic safflower oil”,由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为110)作为半干性油,而不是使用油菜籽油。
实例8在实例8中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用橄榄油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为80)作为非干性油,而不是使用油菜籽油。
实例9-12在实例9-12中的每一个中,以与实例8中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和橄榄油的量被改变成表1中所示的量。
实例13在实例13中,以与实例8中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用蓖麻油(由Kokura Synthetic Industries,Ltd.生产,并且其碘值为85)作为非干性油,而不是使用橄榄油。
实例14在实例14中,以与实例8中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用花生油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为87)作为非干性油,而不是使用橄榄油。
对比实例1在对比实例1中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用ISOPER G作为绝缘液体。
对比实例2在对比实例2中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用由大豆油组成的绝缘液体。
对比实例3在对比实例3中,以与实例1中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和油菜籽油的酯交换反应被省略,并且使用大豆油和油菜籽油的混合物作为绝缘液体。
对比实例4在对比实例4中,以与实例8中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和橄榄油的酯交换反应被省略,并且使用大豆油和橄榄油的混合物作为绝缘液体。
对于实例1-14以及对比实例1-4的液体显影剂,绝缘液体中的每一种的组分以及用于酯交换反应的油的类型被示于下面的表1中。
表1

<2>评价对于如上所述所生产的各种液体显影剂,评价定影强度和存储稳定性。
<2.1>定影强度将实例1-14和对比实例1-4中生产的液体显影剂分别置于图1所示的液体显影单元中,然后未定影的调色剂图像被形成在记录介质(“JPaper”,由Fuji Xerox Office Supply Co.,Ltd.生产)上。
接着,利用如图5所示的定影单元将未定影的调色剂图像定影在记录介质上。在此,定影单元包括加热定影辊和加压辊。此外,加热定影辊具有由管构件形成的带芯棒以及覆盖带芯棒的外周的释放层。
带芯棒由铝形成,具有Φ30mm的外径,240mm的长度,1mm的厚度。此外,释放层由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)形成,并且具有30μm的厚度。而且,加压辊由热硫化硅酮橡胶形成,并具有Φ30mm的外径,240mm的长度和7mm的厚度。
此外,卤素灯被设置在加热定影辊内作为热源。卤素灯具有240mm的发射部分长度,292mm的总长度以及850W的功率。加压辊对加热定影辊的压接力和夹入宽度分别被设为4kg和约8mm。
定影温度被设为180℃,并且定影单元对于记录介质的运输速度被设为30张/分钟。此外,高压汞灯(其功率为100W/cm2)被用作紫外发射装置。高压汞灯和记录介质之间的距离被设为2cm。
利用砂擦除器(“LION 261-11”,由LION OFFICE PRODUCTSCORP.生产)以1.0kgf/cm2的压强载荷对每一张记录介质上的定影调色剂图像擦拭两次。然后,通过色度计(“X-Rite model 404”,由X-RiteIncorporated生产)测量每一记录介质上的图像浓度残余率,并且根据下面的5个标准评价测量结果。
AA图像浓度残余率为95%或者更高A图像浓度残余率为90%或者更高,但低于95%
B图像浓度残余率为80%或者更高,但低于90%C图像浓度残余率为70%或者更高,但低于80%D图像浓度残余率低于70%<2.2>存储稳定性将在实例1-14和对比实例1-4中获得的液体显影剂置于大气下、35℃的温度以及65%的相对湿度下6个月。此后,目视观察液体显影剂的状况,并且通过下面的5个标准评价观察结果。
AA根本没有观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化A基本没有观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化B轻微地观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化,但该变化是在使用液体显影剂时不存在问题的程度C清楚地观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化D显著地观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化这些结果被示于下面的表2。
表2

如表2所示,根据本发明的液体显影剂(就是说,实例1-14的液体显影剂)具有优异的定影强度和优异的存储稳定性。相反,在对比实例1-4的液体显影剂中,不能得到令人满意的结果。
此外,定影单元的定影温度被改变并且分别设为160℃、140℃、120℃、100℃和80℃,并且对于在实例和对比实例中生产的各种液体显影剂,以与如上所述相同的方式评价定影强度。结果,可以获得基本相同的结果。
这些结果表明,本发明的液体显影剂适用于调色剂粒子到记录介质上的定影在低温下进行的情况。此外,这些结果表明可以合适进行定影的温度范围很宽。
此外,定影单元对记录介质的运输速度被分别设为40张/分钟、50张/分钟和60张/分钟,以代替30张/分钟,并且对于在实例和对比实例中生产的各种液体显影剂,以与如上所述相同的方式评价定影强度。结果,可以获得基本相同的结果。这些结果表明本发明的液体显影剂适用于高速打印的情况。
此外,生产与上述的那些相同的液体显影剂,不同之处在于使用Pigment red 122、Pigment yellow 180和碳黑(“Printex L”,由DegussaAG生产)作为着色剂,以代替基于氰的颜料,并且与上述相同的方式对其进行评价。结果,可以获得基本相同的结果。
<3>液体显影剂的生产实例15调色剂粒子的生产首先,准备80份重量的聚酯树脂(其软化点Tf为99℃,其分子量为7500),以及20份重量的青色颜料(“Pigment Blue 15:3”,由Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产)作为着色剂。使用20L的Henschel混合器混合这些组分,获得用于生产调色剂粒子的材料。
接着,利用双轴捏合挤出机捏合材料(混合物)。从双轴捏合挤出机的挤出端口挤出的经捏合材料被冷却。使用锤磨机粗磨上述的已经冷却的经捏合材料,以使其形成成具有1.0mm或者更小的平均粒子尺寸的粉末(经研磨材料)。
接着,250份重量的甲苯被加入到100份重量的粗制的经捏合的材料中,然后使用超声波均化器(输出400μA)对其进行1小时处理,以获得经捏合材料的聚酯树脂溶解于其中的溶液。在此溶液中,颜料被均匀地精细分散。
此外,将1份重量的十二烷基苯磺酸钠作为分散剂与700份重量的经离子交换的水混合,以获得水基液体。用均化混合器(由PRIMIXCorporation生产)搅拌水基液体,同时搅拌次数被调节。
将上述的溶液(就是说,经捏合材料的甲苯溶液)滴入水基液体中,同时进行搅拌,以获得水基乳液,其中,由平均粒子尺寸为3.0μm的粒子组成的分散体均相地分散在该水基乳液中。
此后,在温度为100℃并且周围压强为80kPa的条件下去除水基乳液中的甲苯,然后将其冷却到室温,由此获得固体精细粒子分散在其中的水基悬浮液。在这样得到的水基悬浮液中,基本没有残留甲苯。
这样得到的水基悬浮液的固体组分(分散体)的浓度为30.5wt%。此外,分散在悬浮液中的分散体(固体精细粒子)的粒子的平均粒子尺寸为1.4μm。
使用激光衍射/散射型粒子尺寸分布测量设备(“LA-920”,由HORIBA Ltd.生产)进行平均粒子尺寸的测量。
通过喷雾干燥方法干燥这样获得的悬浮液。结果,分散介质被从喷射出的水基悬浮液的液体中去除,由此获得干燥的调色剂粒子。
绝缘液体的制备如下所述地制备绝缘液体中包含的酯交换油和脂肪酸单酯。
酯交换油的制备首先,准备120份重量的大豆油(“大豆精炼油”,由The NisshinOilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为120),以及90份重量的油菜籽油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为100)作为半干性油。
接着,将这些油混合,然后在减压下充分干燥。然后,1.2份重量的甲基钠作为催化剂加入到经干燥的混合物中,并且将含有催化剂的混合物在100℃下搅拌1小时,使得大豆油和油菜籽油的酯交换反应进行。
将通过酯交换反应获得的液体过滤,以去除催化剂,然后通过减压干燥法进行干燥,由此获得作为酯交换油。
脂肪酸单酯的制备接着,进行大豆油(“大豆精炼油”,由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为120)和甲醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含大豆油脂肪酸甲酯的脂肪酸单酯。
这样获得的脂肪酸单酯主要由诸如油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚油酸α-甲酯等的不饱和脂肪酸单酯和诸如棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯等的饱和脂肪酸单酯组成。在脂肪酸单酯中包含的不饱和脂肪酸单酯的量为84wt%。
将150份重量的酯交换油和60份重量的脂肪酸单酯混合,以获得绝缘液体。在此,这样得到的绝缘液体在室温(20℃)下的电阻率为8.5×1012Ωcm。此外,所获得的绝缘液体的碘值为114。
胶囊化以下面的方式制备经胶囊化的氧化聚合加速剂。
首先,将10g的辛酸锌作为氧化聚合加速剂溶解在15ml的丙酮中,并且通过多孔亲水硅胶吸收这样获得的溶液,由此获得核心体。然后,将10g这样获得的核心体和20g的聚乙二醇(PEG)加热并且混合,由此获得其混合物。
此后,将混合物置于400ml的溶剂(“AF6”,由NIPPONMITSUBISH OIL CORPORATION生产)中,并且用均化混合器将其充分分散在溶剂中,然后将其逐步冷却,使得PEG沉淀下来。然后,通过过滤构件去除溶剂,由此获得经胶囊化的氧化聚合加速剂。
调色剂粒子和氧化聚合加速剂的分散将505份重量的这样获得的绝缘液体,1份重量的氯化十二烷基三甲基铵作为表面活性剂,1.25份重量的经胶囊化的氧化聚合加速剂(其中,氧化聚合加速剂的量为1份重量),1.5份重量的二丁基羟基甲苯作为抗氧化剂,以及75份重量的调色剂粒子混合,然后用均化混合器(由PRIMIX Corporation生产)搅拌10分钟,由此获得液体显影剂。
在所获得的液体显影剂中,调色剂粒子的平均粒子尺寸为1.4μm,并且调色剂粒子的平均圆球度为0.96μm。
实例16在实例16中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,将202份重量的酯交换油和8份重量的脂肪酸单酯混合以获得绝缘液体。
实例17在实例17中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,将195份重量的酯交换油和15份重量的脂肪酸单酯混合以获得绝缘液体。
实例18在实例18中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,将170份重量的酯交换油和40份重量的脂肪酸单酯混合以获得绝缘液体。
实例19在实例19中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,将125份重量的酯交换油和85份重量的脂肪酸单酯混合以获得绝缘液体。
实例20在实例20中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,将100份重量的酯交换油和120份重量的脂肪酸单酯混合以获得绝缘液体。
实例21在制备脂肪酸单酯时,进行红花油(“high-oleic safflower oil”,由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为110)和甲醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含红花油脂肪酸甲酯的脂肪酸单酯。
在此实例21中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用这样获得的红花油脂肪酸甲酯作为脂肪酸单酯,而不是使用大豆油脂肪酸甲酯。
实例22在制备脂肪酸单酯时,进行油菜籽油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为100)和甲醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含油菜籽油脂肪酸甲酯的脂肪酸单酯。
在此实例22中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用这样获得的红花油脂肪酸甲酯作为脂肪酸单酯,而不是使用大豆油脂肪酸甲酯。
实例23在制备脂肪酸单酯时,进行橄榄油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为80)和甲醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含橄榄油脂肪酸甲酯的脂肪酸单酯。
在此实例23中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用这样获得的橄榄油脂肪酸甲酯作为脂肪酸单酯,而不是使用大豆油脂肪酸甲酯。
实例24在制备脂肪酸单酯时,进行大豆油和乙醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含大豆油脂肪酸乙酯的脂肪酸单酯。
在此实例24中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用这样获得的大豆油脂肪酸乙酯作为脂肪酸单酯,而不是使用大豆油脂肪酸甲酯。
实例25在制备脂肪酸单酯时,进行大豆油和异丁醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含大豆油脂肪酸异丁酯的脂肪酸单酯。
在此实例25中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用这样获得的大豆油脂肪酸异丁酯作为脂肪酸单酯,而不是使用大豆油脂肪酸甲酯。
实例26在制备脂肪酸单酯时,进行大豆油和丁醇的酯交换反应,然后去除由此反应产生的甘油,由此获得主要由脂肪酸单酯组成的液体。此后,通过进一步精炼该液体,获得99.9wt%或者更高的含大豆油脂肪酸丁酯的脂肪酸单酯。
在此实例26中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用这样获得的大豆油脂肪酸丁酯作为脂肪酸单酯,而不是使用大豆油脂肪酸甲酯。
实例27-30在实例27-30中的每一个中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,用于酯交换反应的大豆油和油菜籽油的量被改变成表3中所示的量。
实例31在实例31中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,通过使用向日葵油(“high-oleic sunflower oil”,由Showa SangyoCo.,Ltd.生产,并且其碘值为90)作为半干性油,而不是使用油菜籽油,来制备酯交换油。
实例32在实例32中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,通过使用红花油(“high-oleic safflower oil”,由The Nisshin OilliOGroup,Ltd.生产,并且其碘值为110)作为半干性油,而不是使用油菜籽油,来制备酯交换油。
实例33在实例33中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,通过使用橄榄油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为80)作为非干性油,而不是使用油菜籽油,来制备酯交换油。
实例34在实例34中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,通过使用蓖麻油(由Kokura Synthetic Industries,Ltd.生产,并且其碘值为85)作为非干性油,而不是使用油菜籽油,来制备酯交换油。
实例35在实例35中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,通过使用花生油(由The Nisshin OilliO Group,Ltd.生产,并且其碘值为87)作为非干性油,而不是使用油菜籽油,来制备酯交换油。
实例36在实例36中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,维生素C被用作抗氧化剂,而不是使用二丁基羟基甲苯。
实例37在实例37中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,维生素E被用作抗氧化剂,而不是使用二丁基羟基甲苯。
对比实例5在对比实例5中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用ISOPER G作为绝缘液体。
对比实例6在对比实例6中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用由大豆油组成的绝缘液体。
对比实例7在对比实例7中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和油菜籽油的酯交换反应被省略,并且使用120份重量的大豆油和90份重量的油菜籽油的混合物作为绝缘液体。
对比实例8在对比实例8中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和橄榄油的酯交换反应被省略,并且使用120份重量的大豆油和90份重量的橄榄油的混合物作为绝缘液体。
对比实例9在对比实例9中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和油菜籽油的酯交换反应被省略,并且使用85份重量的大豆油,65份重量的油菜籽油,和60份重量的大豆油脂肪酸甲酯的混合物作为绝缘液体。
对比实例10在对比实例10中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,大豆油和橄榄油的酯交换反应被省略,并且使用85份重量的大豆油,65份重量的橄榄油,和60份重量的大豆油脂肪酸甲酯的混合物作为绝缘液体。
对比实例11在对比实例11中,以与实例15中相同的方式生产液体显影剂,不同之处在于,使用由大豆油脂肪酸甲酯组成的绝缘液体。
对于实例15-37以及对比实例5-11的液体显影剂,绝缘液体中的每一种的组分以及用于酯交换反应的油的类型被示于下面的表3中。在此,在对比实例6-10中使用的未经过酯交换反应的植物油被示于“酯交换油”的栏中。
表3

<4>评价对于如上所述所生产的各种液体显影剂,评价定影强度和存储稳定性。
<4.1>定影强度将实例15-37和对比实例5-11中生产的液体显影剂分别置于图1所示的液体显影单元中,然后未定影的调色剂图像被形成在记录介质(“JPaper”,由Fuji Xerox Office Supply Co.,Ltd.生产)上。
接着,利用如图5所示的定影单元将未定影的调色剂图像定影在记录介质上。在此,定影单元包括加热定影辊和加压辊。此外,加热定影辊具有由管构件形成的带芯棒以及覆盖带芯棒的外周的释放层。
带芯棒由铝形成,具有Φ30mm的外径,240mm的长度,1mm的厚度。此外,释放层由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)形成,并且具有30μm的厚度。而且,加压辊由热硫化硅酮橡胶形成,并具有Φ30mm的外径,240mm的长度和7mm的厚度。
此外,卤素灯被设置在加热定影辊内作为热源。卤素灯具有240mm的发射部分长度,292mm的总长度以及850W的功率。加压辊对加热定影辊的压接力和夹入宽度分别被设为4kg和约8mm。
定影温度被设为160℃,并且定影单元对于记录介质的运输速度被设为30张/分钟。此外,高压汞灯(其功率为100W/cm2)被用作紫外发射装置。高压汞灯和记录介质之间的距离被设为2cm。
利用砂擦除器(“LION 261-11”,由LION OFFICE PRODUCTSCORP.生产)以1.3kgf/cm2的压强载荷对每一张记录介质上的定影调色剂图像擦拭两次。然后,通过色度计(“X-Rite model 404”,由X-RiteIncorporated生产)测量每一记录介质上的图像浓度残余率,并且根据下面的5个标准评价测量结果。
AA图像浓度残余率为95%或者更高A图像浓度残余率为90%或者更高,但低于95%B图像浓度残余率为80%或者更高,但低于90%
C图像浓度残余率为70%或者更高,但低于80%D图像浓度残余率低于70%<4.2>存储稳定性将在实例15-37和对比实例5-11中获得的液体显影剂置于大气下、35℃的温度以及65%的相对湿度下6个月。此后,目视观察液体显影剂的状况,并且通过下面的5个标准评价观察结果。
AA根本没有观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化A基本没有观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化B轻微地观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化,但该变化是在使用液体显影剂时不存在问题的程度C清楚地观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化D显著地观察到液体显影剂的粘度增加和颜色变化<4.3>由于与绝缘液体的接触而对液体显影单元的部件的影响制备设置在图1中所示的液体显影单元中并且与液体显影剂接触的部件。这些部件被浸没在实例15-37和对比实例5-11中所生产的各个液体显影剂中,然后将液体显影剂以这样的状态置于其中温度为20-28℃的大气下6个月。
此后,目视观察各个部件的表面,并且通过下面的4个标准评价观察结果。在此,应该注意,将由丁腈橡胶形成的显影辊作为部件进行此评价测试。
A没有观察到部件表面附近的溶胀或者腐蚀。
B基本没有观察到部件表面附近的溶胀或者腐蚀。
C轻微地观察到部件表面附近的溶胀或者腐蚀。
D清楚地观察到部件表面附近的溶胀或者腐蚀。
这些结果被示于下面的表4。
表4

如表4所示,根据本发明的液体显影剂(就是说,实例15-37的每一种都含有脂肪酸单酯的液体显影剂)具有优异的定影强度和优异的存储稳定性。相反,在对比实例5-11的液体显影剂中,不能得到令人满意的结果。
此外,虽然定影强度评价测试<4.1>在比定影强度评价测试<2.1>更严格的条件下进行,但是实例15-37的包含脂肪酸单酯的液体显影剂具有尤其优异的定影强度。
此外,定影单元的定影温度被改变并且分别设为180℃、140℃、120℃、100℃和80℃,并且对于在实例和对比实例中生产的各种液体显影剂,以与如上所述相同的方式评价定影强度。结果,可以获得基本相同的结果。
这些结果表明,本发明的液体显影剂适用于调色剂粒子到记录介质上的定影在低温下进行的情况。此外,这些结果表明可以合适进行定影的温度范围很宽。
此外,定影单元对记录介质的运输速度被分别设为40张/分钟、50张/分钟和60张/分钟,以代替30张/分钟,并且对于在实例和对比实例中生产的各种液体显影剂,以与如上所述相同的方式评价定影强度。结果,可以获得基本相同的结果。这些结果表明本发明的液体显影剂适用于高速打印的情况。
此外,生产与上述的那些相同的液体显影剂,不同之处在于使用Pigment red 122、Pigment yellow 180和碳黑(“Printex L”,由DegussaAG生产)作为着色剂,以代替基于氰的颜料,并且与上述相同的方式对其进行评价。结果,可以获得基本相同的结果。
以与上述相同的方式,使用本发明的各种液体显影剂打印出两点字符。结果,可以打印出明晰的字符。
最后,应该注意,本发明不限于上述的实施例和实例,并且在不偏离本发明的权利要求书所限定的精神的情况下,可以进行许多添加和修改。
相关申请交叉引用本申请要求2006年2月27日递交的日本专利申请No.2006-050891和2006年11月21日递交的日本专利申请No.2006-314883的优先权,该两项申请通过全文引用被包含于此。
权利要求
1.一种液体显影剂,包括调色剂粒子,所述调色剂粒子由树脂材料和着色剂形成;和绝缘液体,其中,所述调色剂粒子分散在所述绝缘液体中,所述绝缘液体包含酯交换油,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者的至少之一的酯交换反应获得。
2.如权利要求1所述的液体显影剂,其中,所述绝缘液体还包含脂肪酸单酯。
3.如权利要求2所述的液体显影剂,其中,所述绝缘液体中包含的所述脂肪酸单酯的量为5wt%-50wt%。
4.如权利要求2所述的液体显影剂,其中,当X(wt%)表示所述绝缘液体中包含的所述酯交换油的量,Y(wt%)表示所述绝缘液体中包含的所述脂肪酸单酯的量时,满足1.0≤X/Y≤5.0的关系。
5.如权利要求2所述的液体显影剂,其中,所述脂肪酸单酯包含脂肪酸和具有1-4个碳原子的烷基醇的酯。
6.如权利要求1所述的液体显影剂,其中,在所述酯交换反应中所述大豆油和所述半干性油的混合比为按重量计100∶5-100∶500。
7.如权利要求1所述的液体显影剂,其中,在所述酯交换反应中所述大豆油和所述非干性油的混合比为按重量计100∶5-100∶300。
8.如权利要求1所述的液体显影剂,其中,所述半干性油包括向日葵油、油菜籽油或者红花油。
9.如权利要求1所述的液体显影剂,其中,所述非干性油包括橄榄油、蓖麻油或者花生油。
10.如权利要求1所述的液体显影剂,其中,所述绝缘液体的碘值为30-220。
11.如权利要求1所述的液体显影剂,还包括抗氧化剂。
12.如权利要求1所述的液体显影剂,还包括用于加速所述酯交换油的氧化聚合反应的氧化聚合加速剂。
13.如权利要求12所述的液体显影剂,其中,所述氧化聚合加速剂在被胶囊化的情况下包含在所述绝缘液体中。
14.一种图像形成设备,包括液体显影剂存储部分,用于在其中存储液体显影剂;显影部分,用于使用从所述液体显影剂存储部分供应的所述液体显影剂来显影图像;转印部分,用于将在所述显影部分上形成的所述图像转印到记录介质上,以在其上形成经转印的图像;和定影部分,用于将在所述记录介质上形成的所述经转印的图像定影到所述记录介质上,其中,所述液体显影剂包括绝缘液体和分散在所述绝缘液体中的调色剂粒子,所述绝缘液体包含酯交换油,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者的至少之一的酯交换反应获得。
全文摘要
本发明提供了一种液体显影剂,包括调色剂粒子,所述调色剂粒子由树脂材料和着色剂形成;和绝缘液体,其中,所述调色剂粒子分散在所述绝缘液体中,所述绝缘液体包含酯交换油,所述酯交换油通过大豆油与半干性油和非干性油两者的至少之一的酯交换反应获得。优选的是,所述绝缘液体还包含脂肪酸单酯。此外,优选的是,所述绝缘液体中包含的所述脂肪酸单酯的量为5wt%-50wt%。
文档编号G03G15/00GK101030052SQ200710079948
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月27日 优先权日2006年2月27日
发明者秋冈宏治, 井熊健 申请人:精工爱普生株式会社
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