专利名称：液体显影剂配方的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是静电印刷过程，更具体地说是一种用于确保复印质量的改进的液体显影剂配方。
用于形成静电图象，亦即基底上的静电电荷图形的方法是人们所熟知的。在静电印刷或复印过程中，首先是让光电导成像表面均匀地带上静电荷，其典型的作法是让成像表面以匀速通过一个电晕放电装置;然后将要复印的原稿的光学图像对上述成像表面进行曝光。这一光学图像有选择性地使成像表面上以某一图形放电，从而形成一种潜在的静电图像。当原稿上具有呈现在浅色背景上的深色图案时，上述潜在的静电图像由对应于原稿上图案的未放电的“图案”部份以及由于曝光而已经放电的“背景”部份所组成。将这样的潜在静电图像暴露于带有相反电荷的着色剂颗粒，着色剂颗粒就会以相同于原稿的图案沉积在潜在静电图像的图案部份上，从而使潜在静电图像显影。
在采用液体显影剂的复印机中，带电的着色剂颗粒分散在一种不导电的液体之中。该混合物所包含的成份为载液、着色剂颗粒和电荷引导剂。液体显影剂中的带电着色剂颗粒能够转移到潜在静电图像上的带有相反电荷的“图案”部份上。从而在光电导表面上形成图形。这一图形，包括图案部分的相应着色剂颗粒和剩余的载液以及背景部分，被转移到纸张上形成可见图像。此后，保留在光导表面上的所有液体显影剂都将回收到盛放液体显影剂的容器之中。
在上述光电显影过程中，由于电荷引导剂使液体显影剂中的色剂颗粒带电，因而起着重要的作用。带电的液体显影剂是否具有稳定的电学特性对于获得高质量的图像来说是至关重要的。尤其在不更换液体显影剂溶液的情况下进行大批量印刷时就更是如此。
一部分电荷引导剂被固体着色剂颗粒吸收。通过吸收机制而与固体着色剂颗粒保持连系的电荷引导剂的总量可以通过一种吸收分析来确定。在说明书的随后部分中将详细介绍这种分析技术。
每一印张所消耗的着色剂颗粒量和“图案”部分在整个原稿中所占的百分比成正比，而转移载液总量随图案比例的上升而增加的速度却慢得多。具有较大“图案”部分的原稿比具有较小“图案”部分的原稿要消耗更多的着色剂颗粒。因此，较白的原稿，亦即图案面积较小的原稿将导致较少的着色剂颗粒的相对消耗;而较黑的原稿，亦即具有多幅图形或文字的原稿将导致较多的着色剂颗粒的相对消耗。
将液体显影剂施加于光电导表面会消耗存放在显影剂容器中的液体显影剂总量，通常由两个彼此分离的补充源来对显影剂容器进行补充，其中第一个为载液，第二个为含在载液中的高浓度着色剂颗粒悬浮液。电荷引导剂通常或随载液或随着色剂颗粒悬浮液一道添加，然而却不是同时随两者一道添加。载液的补充速度是通过监视液体显影剂的总量来予以控制的，而着色剂颗粒的补充速度则是通过采用光学传感技术对液体显影剂中的着色剂颗粒浓度进行监视予以控制。这样，液体显影剂中的着色剂颗粒的浓度就能保持相对恒定。然而，由于电荷引导剂通常是随载液或浓缩的着色剂颗粒悬浮液一道添加而不是同时随两者一道添加，当印刷具有不同图案比例的原稿时，液体显影剂中的电荷引导剂的浓度就不能保持恒定，从而导致了液体显影剂容器中电荷引导剂的不平衡。
我们发现，许多低质量的印张是由于液体显影剂中这一电荷引导剂的不平衡所造成的。一般说来，液体显影剂中的电荷引导剂的最佳浓度是针对具有一个标称图案面积的原稿能够获得高质量印张的浓度。如前所述，每一印张所消耗的着色剂颗粒量与原稿的“图案”面积成正比。具有较小“图案”面积的大量原稿会导致非常少的着色剂颗粒消耗，然而，每一印张所消耗的液体显影剂的总量随图案面积而变化的速度却要慢的多。大量白印张将消耗液体显影剂的总量，其结果就是使载液补充到液体显影剂容器之中。添加到容器中的载液将大大多于着色剂颗粒悬浮液的添加量，因为白印张仅仅消耗很少的着色剂颗粒。如果复印机的设计是使电荷引导剂仅随载液一道添加，其结果就是大量的白印张将增加液体显影剂中电荷引导剂的浓度。电荷引导剂浓度高于最佳浓度会使着色剂颗粒的悬浮低于最佳值。如果复印机的设计是电荷引导剂仅随着色剂颗粒溶液一道添加，大量白印张的结果就是降低液体显影剂中电荷引导剂的浓度，这种浓度的降低同样也会使复印质量变差。
类似地，大量的具有较大“图案”面积的原稿(以下简称“黑”印张)将导致复印质量的下降。产生黑印张将消耗着色剂颗粒的数量，从而导致将浓缩的着色剂颗粒悬浮液加入液体显影剂容器。假如电荷引导剂仅随着色剂颗粒悬浮液一道添加，液体显影剂中电荷引导剂的浓度就会增加，而电荷引导剂的浓度高于最佳浓度会降低复印的质量。假如电荷引导剂仅随载液一道添加，黑印张会降低液体显影剂中电荷引导剂的浓度，而电荷引导剂的浓度低于最佳浓度也会降低复印的质量。
解决液体显影剂中电荷引导剂不平衡问题的最佳方案是单独监视液体显影剂中电荷引导剂的浓度，并且既不随载液也不随着色剂颗粒溶液，而是单独地添加电荷引导剂。这一方案尽管是可行的，然而却需要采用昂贵的电导仪或其他测量仪器以及附加的添加机构。增加这些仪器和机构在许多场合下，特别是对于现有的复印机设计来说是不现实的。
我们需要一种更为简单的解决方案。
本发明的一个目的是为解决液体显影剂中电荷引导剂的不平衡问题提供一种方案，为具有不同图案面积的原稿提供恒定的高质量印张，从而克服或改善现有复印技术中所固有的上述问题。
本发明的另一个目的是提供一种新的静电复印方法，根据这种复印方法，电荷引导剂将随载液和浓缩的着色剂颗粒悬浮液两者一道加入液体显影剂容器。
本发明的再一个目的是提供一个数学公式，以便计算电荷引导剂与载液及浓缩的着色剂颗粒悬浮液之间的正确比例。
本发明的再一个目的是提供一种新的静电复印方法，根据这种复印方法，电荷引导剂将以一定的比例与载液和浓缩的着色剂颗粒悬浮液相配合，这一比例能够确保无论原稿上图案面积所占的百分比如何变化，液体显影剂中电荷引导剂的浓度也将保持相对恒定，从而由具有不同图案面积比例的原稿产生具有恒定高质量的印张。
本发明的其他目的和优点将体现在如下的说明中。
本发明提供了一种用于静电复印或静电印刷的液体显影剂配方，它具有相对恒定的电荷引导剂含量。根据这一发明，可以分别计算出与载液相配合的电荷引导剂的正确比例以及与浓缩的着色剂悬浮液相配合的电荷引导剂的正确比例，使两者都含有适当比例的电荷引导剂，从而保证液体显影剂系统无论在何种复印条件下都是均衡的。在我们的发明中，白印张的消耗的电荷引导剂由载液中所包含的电荷引导剂来予以补充，而黑印张所消耗所电荷引导剂则是与液体显影中所含着色剂颗粒的比例成正比的。
附
图1显示了两种溶液的电导值随电荷引导剂含量而变化的曲线。
我们已经导出了一个用于确定浓缩着色剂颗粒悬浮液和载液所需的电荷引导剂正确含量的公式。为了使用这一公式，必须首先确定液体显影剂溶液的常数“K”，它反映了通过吸收机制与着色剂颗粒相结合的电荷引导剂的量。我们的公式将上述常数和液体显影剂配方的变量联系起来，用于确定需要加入浓缩的着色剂颗粒悬浮液和载液的电荷引导剂的正确加入量。
用于确定浓缩的着色剂颗粒悬浮液中的电荷引导剂正确含量的公式是C＝SK+ID其中，C电荷引导剂的重量(单位为毫克);
S着色剂颗粒的重量(单位为克);
K每批生产的着色剂的常数，它从重量的关系出发反映了与固相着色剂相结合的电荷引导剂量(单位为mg/g);
I液体显影剂系统中载液的重量(单位为克);
D以重量表示的每克载液所含的电荷引导剂的量(单位为毫克/克);
用于计算载液中电荷引导剂正确含确的公式是A＝DL其中，A以重量表示的载液中电荷引导剂的含量(单位为毫克);
D含义同上一公式;
L以重量表示的载液量(单位为克)。
为了确定上述关系，K和D必须已知。
K是通过对每批产品的用于液体显影剂的着色剂进行吸收分析来确定的。进行这种分析的一种方法是绘制反映电导值与单位电荷引导剂含量之间关系的曲线图。
首先是通过测量不含着色剂颗粒的不同电荷引导剂溶液的电导值来绘制标定曲线。
其次在着色剂颗粒悬浮液中加入一定量的电荷引导剂，通常是在每克着色剂颗粒悬浮液中加入0-100毫克的电荷引导剂。将含有电荷引导剂和着色剂颗粒的悬浮液置于一边使之均匀24小时，然后以大约10000rpm的转速进行15分钟的离心分离，随后测量上层清液的电导值。
在已绘有标定曲线的曲线图上标出由加入了单位电荷引导剂的着色剂颗粒悬浮液所获得的上层清液的电导值。在着色剂颗粒悬浮液中加入不同量的电荷引导剂并重复上述过程，以便在曲线图上绘出上层清液的电导值曲线。
在上述两种条件下，即上层清液条件和控制(不含着色剂颗粒)条件下为达到指定电导值所需加入的电荷引导剂的差值反映了与着色剂颗粒相结合的电荷引导剂的量，在附图1中用A来表示。要获得上述公式中所需的常数K，只需用A除以悬浮液中所含固体着色剂的重量即可。
公式中的D是采用如下的公式，通过试验方法得出的。
D＝(T-KS)/(I+L)其中，T为以重量表示的最佳液体显影剂所含电荷引导剂的总量。
为了确定T，需要首先制备液体显影剂的试验悬浮液，然后逐渐加入电荷引导剂，直至确定最佳性能为止。在实际操作中，将试验悬浮液放入复印机的液体显影剂容器，并且进行复印。如果复印的质量不符合要求，则将少量的电荷引导剂，例如大约20mg，加入到液体显影剂容器中，然后再进行复印并检验复印质量。如果质量仍不符合要求，则再次加入20mg的电荷引导剂。不断地重复进行上述过程，直到获得最佳质量为止。应该注意的是本领域中的普通技术人员在上述试验过程的开始阶段会加入多于20mg的电荷引导剂，而在过程快要结束时则每次加入少于20mg的电荷引导剂。此后将液体显影剂中每一种物质的重量记录下来。
以下为本发明的一个实施例。
液体显影剂的试验悬浮液是用1477.5克Isopar-H(Exxon(埃克森)公司生产的一种异构化的脂族烃的商标)和22.5克固体着色剂颗粒配制而成的。采用本发明的公式，通过对悬浮液进行吸收性分析，可确定常数K＝4.4mg/g。采用上述试验过程，发现能够获得最佳复印质量的电荷引导剂含量为409.5mg。这样以mg为单位的最佳悬浮液中所含电荷引导剂的总重量T为409.5。由这一数字可以计算出DD＝(T-KS)/(I+L)S＝22.5g(固体);
I+L＝1477.5g(液体);
T＝409.5mgK＝4.4mg/g因此，D＝(409.5-(4.4＊22.5))/1477.5＝0.21mg/g为了保持电荷引导剂均匀，电荷引导剂相对于载液的浓度必须为分散剂的0.21mg/g，因此在每公斤分散剂中应加入210mg电荷引导剂。
由上述数字可以计算出在复印机的浓缩着色剂颗粒溶液中需要加入的电荷引导剂的正确重量C。如上所述，C＝SK+ID。制备1公斤其固体着色剂颗粒浓度为7.5%的着色剂浓缩液，并且计算出C值如下K＝4.4mg/gD＝0.21mg/gS＝7.5%×1kg＝75gI＝1kg-s＝925gC＝75×4.4+0.21×925＝524.2mg因此，需要将524.2mg的电荷引导剂加入到着色剂颗粒浓缩液中。其结果就是获得一种液体显影剂，用它对具有不同图案面积的原稿进行复印的过程中能够保持恒定的电荷引导剂含量。
应该指出的是上述说明仅仅是为了达到介释本发明的目的，而本发明则包含了列入下述权利要求保持范围之内的所有各种变型。
权利要求
1.一种用于补充液体显影剂的方法，包括在上述液体显影剂中加入含有载液和电荷引导剂的第一组合物，以及在上述液体显影剂中加入含有着色剂颗粒，载液和电荷引导剂的第二组合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述电荷引导剂以预定的比例包含在上述第一和第二组合物中。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述的预定比例能使采用液体显影剂进行静电复印或静电印刷时液体显影剂中的电荷引导剂保持恒定的含量。
4.一种液体显影剂组合物，它是通过混合含有载液和电荷引导剂的第一组合物和含有着色剂颗粒，载液和电荷引导剂的第二组合物而获得的。
5.如权利要求4所述的组合物，其中所述电荷引导剂以预定的比例包含在所述第一和第二组合物中。
6.如权利要求5所述的组合物，其中所述的预定比例能使采用液体显影剂进行静电复印或静电印刷时液体显影剂中所含的电荷引导剂保持恒定的含量。
7.如权利要求4所述的组合物，其中第二组合物中电荷引导剂的含量是通过如下的公式来确定的C＝SK+ID，其中，C第二组合物中电荷引导剂的含量(单位为毫克)，S着色剂颗粒的重量(单位为克)，K针对每批生产的着色剂颗粒的常数，代表通过吸收机制与着色剂颗粒相结合的电荷引导剂的量(单位为毫克/克)，I液体显影剂系统中的载液重量(单位为克)，D载液中每克载液所含电荷引导剂重量(单位为毫克/克)。
8.如权利要求7所述的组合物，其中第一组合物中电荷引导剂的含量是通过如下的公式来确定的A＝DL，其中，A以重量表示的第一组合物中电荷引导剂的含量(单位为毫克)，D以重量表示的载液中每克载液所含的电荷引导剂的量(单位为毫克/克)，L以重量表示的载液量(单位为克)。
9.如权利要求8所述的组合物，其中K是通过吸收分析来确定的，D是以试验的方式按照公式D＝(T-ks)/(I+L)来导出的，其中T为最佳液体显影剂中电荷引导剂的总重量(单位为毫克)。
10.一种方法，包括一光电导表面;用于使上述光电导表面带电的装置;用于使上述光电导表面曝光于光学图象，以形成潜在的静电图象的装置;用于将含有载液，着色剂颗粒和电荷引导剂的液体显影剂由一个容器施加于上述潜在的静电图象上的装置;用于将所获得的图像转移到一张纸上，以产生一幅印张的装置，以及用于对上述容器进行补充，使液体显影剂中电荷引导剂的含量保持恒定的装置，包括用于将载液加入容器的装置以及用于将含有着色剂的载液悬浮液加入容器的装置，其中上述载液含有电荷引导剂，着色剂悬浮液中也含有电荷引导剂。
11.如权利要求10所述的方法，其中电荷引导剂是以预定的比例包含在载液和着色剂悬浮液中。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述的预定比例能够保证在使用所述组合物进行静电复印或静电印刷时电荷引导剂保持恒定的含量。
全文摘要
一种对液体显影剂进行补充的方法以及采用该方法所制备的液体显影剂，包括在液体显影剂中加入包含载液和电荷引导剂的第一组合物以及在液体显影剂中加入包含着色剂颗粒，载液和电荷引导剂的第二组合物。在上述第一和第二组合物中，电荷引导剂是以预定的比例加入的，这样的比例能够保证在采用液体显影剂进行静电复印或静电印刷时液体显影剂中电荷引导剂的含量保持恒定。
文档编号G03G15/11GK1045303SQ90101170
公开日1990年9月12日 申请日期1990年1月25日 优先权日1989年1月26日
发明者宾齐安·兰达, 雅科夫·阿尔莫, 尤里·利维 申请人:萨文公司