成像方法

专利名称：成像方法
技术领域：
本发明涉及采用转印带将调色剂影像转印到转印介质上的成像方法。特别是涉及采用用于双组份显影剂的调色剂的成影方法，这种调色剂具有令人满意的转印效率，不管电荷控制剂减少，可延长显影剂的寿命，使其长时间产生理想密度的影像，而且它优选用于光电影像成像装置，包括转印带系统，如静电复印机和激光打印机。
利用光电方法的成像装置，例如，激光打印机，复印机以及平纸传真机通常采用电晕放电，目的是将在感光体上形成的调色剂影像转印到如纸张等转印介质上。用电晕放电的转印系统在高湿度的情况下，其转印效果差，而且由于电晕线的污染以及转印纸张的折痕，容易产生不完全转印的情况。另外，电晕放电产生危害环境的物质，如臭氧，氧化氮。正是由于这种原因，人们一直需要不使用电晕放电的转印系统。
例如，日本专利公开文献4-345183描述一种这样的转印系统。在该篇文献中记载的成像装置包括与感光体相反设置的转印和传送单元。转印和传送单元包括驱动辊，平行于该驱动辊并与其有一距离的次级辊，位于驱动辊和次级辊之间的转印和传送带，一转印辊反对着感光体，转印和传送带介于它们之间。在这种成像装置中，以下述方式进行影像的转印。向转印辊施加一高电压，在感光体上形成调色剂影像的调色剂被吸收到纸张上，事实上，这一纸张位于感光体和转印带之间。这种使用转印带的系统在高湿度情况下，改进了转印效率，而且不产生污染环境的物质。
这种使用转印带的系统调色剂具有令人满意的和稳定的充电性能以及令人满意的清洁特性。不理想的调色剂的实例包括电荷量明显不足的调色剂，以及与显影所要求的极性相反的调色剂。(例如，为了对具有正电电位的静电潜影显影，调色剂应当具有部分负电位。)当使用了这种不理想的调色剂，在其显影区段中调色剂发生扩散，引起“雾翳”的感觉；即调色剂粘到感光体表的非影像区上了。用电晕放电的常规转印法，只要将雾翳限制在某一水平，粘到感光体非影像区的调色剂不被转印到转印纸张上。用使用转印带的系统，当转印带和感光体处于常压接触状态时，进行影像转印。因而，改善了转印的流畅性后，甚至有少量的粘到感光体非影像区的调色剂转印到转印纸张上，结果出现雾翳。
转印带系统还涉及另外的问题。转印带的宽度是对应于在成像装置使用的最大纸张的大小。如果用小于转印带大小的转印纸，粘到感光体非影像区，特别超出转印纸宽度的非影像区的调色剂被直接转印，因此而粘到转印带上。为了清除粘到转印带上的调色剂，需要使用清除装置。然而，显影剂被长期连续使用后，调色剂组份极易粘到转印带上。在这种情况下，用清除装置都不能除掉所述的调色剂。因此，不能得到令人满意的转印效果，而并不转印影像的转印纸的反面确被调色剂污染(下文中称这种现象为“反面污染”)。正因为如此，不能得到双面清洁。
常用的调色剂含有做为电荷控制剂的金属复合物以改善充电性能。由于该金属复合物存在于调色剂颗粒的表面上，当调色剂同载体混合搅拌时，做为废料的调色剂将粘到载体的表面上，当随着磁刷调色剂混合物和载体在表面上滑动时，感光体表面受到污染。因而，显影剂长时间连续使用后，调色剂的显影特点逐渐地发生变化。进一步讲，金属复合物产生雾翳并导致调色剂的扩散。所述的转印带也以感光体和载体一样的方式受到污染。
这样，为了能有足够的充电能力，和不易扩散或不产生雾翳，要求用转印带进行影像转印的成像装置中所用的调色剂不应含有污染载体或转印带的物质。
本发明用转印带来转印调色剂影像的成像方法克服了上述现有技术中的不足之处，其中调色剂包括含有扩散在粘合树脂中的磁粉颗粒和粘合树脂，每100重量份的粘合树脂中磁粉含量为0.1至5重量份，所述的粘合树脂为组合物，它含有具有阴离子基团和用甲醇提取调色剂而得到的提取液，该树脂实际上在280至350nm范围处无吸收峰，在400至700nm范围处实质上为零吸收。
在优选的实施方案中，每100重量份粘合树脂中含0.5-3重量份的磁粉。
在优选的实施方案中，调色剂的平均体积的颗粒直径为5至15μm，其平均体积的颗粒直径为0.05-1.0μm的间隔剂颗粒(spacer particles)粘到调色剂颗粒的表面。
因此，本发明的优点为(1)提供一种用转印带来转印影像的成像方法，它不产生反面污染；(2)提供一种用转印带来转印影像的成像方法，它有效地防止转印带的污染；以及(3)提供一种用转印带来转印影像的成像方法，它能稳定地形成实质上无雾翳的影像，并长期具有足够的密度和满意的转印效率。
本领域的技术人员在阅读和了解以下的说明和附图将进一步明确本发明的优点。


图1为本发明采用的调色剂之甲醇提取液在200-700nm处的吸收图；图2为具有偶氮染料-铬复合物做为电荷控制剂的调色剂之甲醇提取液在200-700nm处的吸收图；图3为具有水扬酸-金属复合物做为电荷控制剂的调色剂之甲醇提取液在200-700nm处的吸收图；图4为长期使用后的双组份磁性显影剂中的载体甲醇提取液在200-700nm处的吸收图，其中调色剂有偶氮染-铬复合物做为电荷控制剂，由于废料而使载体的充电能力不稳定；图5为关于两种双组份磁性显影剂的摇动时间和耗费比之间的关系图，一种显影剂含有具有电荷控制剂和磁性载体的调色剂，另一种不含有具有电荷控制剂和磁性载体的调色剂；图6为关于两种双组份磁性显影剂的调色剂摇动时间和电荷量之间的关系图，一种显影剂含有具有电荷控制剂和磁性载体的调色剂，另一种不含有具有电荷控制剂和磁性载体的调色剂；图7为在调色剂颗粒中电荷控制剂的含量与载体废料量的关系图；图8当调色剂颗粒和磁性载体中的每一种组份被分别混合和震摇时得到的废料量同震摇时间的关系图；图9为示出在常规的双组份磁性显影剂由于废料引起的电荷衰减的机制；图10采用本发明方法成像装置成像的剖面图。
本发明采用调色剂无电荷控制剂，例如偶氮化合物-金属复合物和氧代羧酸-金属复合物的染料等。因此，在本发明方法中采用的调色剂中几乎不发生由于电荷控制剂引起的废料，这一现象下文中将详细描述，结果是在长时间内实现高质量的复印图像。
另外，假如使用含间隔剂颗粒的调色剂，将减少调色剂颗粒与有机光导(OPC)体之间的接触面积。因而，可避免调色剂中的树脂组合物而不是电荷控制剂(CCA)粘着在OPC体层的表面。
由于本发明采用的调色剂无电荷控制剂，因此用任何化学和物理方法也不可能从调色剂中检测到任何电荷控制剂的存在，如，染料型化合物。例如用任何化学反应都不能在本发明发方法中采用的调色剂中检测出这种化合物。另外，在本发明方法中采用的调色剂的有机溶剂提取液中不能检测出这种化合物的吸收峰。例如当用有机溶剂，如甲醇提取本发明方法中使用的调色剂时，该提取液实质上在280-350nm处无吸收峰。在400-700nm范围内实质上为零吸收。本文中，＂实质上无吸收峰＂意味着在用50ml甲醇提取0.1克本发明方法中用的调色剂而得到的提取液中，不能检测到吸收峰，或者如果要检测，其吸收峰值为0.05或更低。同样，＂实质上为零吸收＂意味着用50ml甲醇提取0.1克本发明方法中用的调色剂而得到的提取液中，其吸收值为0.05或更低。
本发明中，由于缺乏电荷控制剂所述的调色剂的不稳定度以如下方式进行补偿。首先，带有阴离子基团的聚合物被用做调色剂颗粒的粘合树脂；其次，以预定的比例将磁份包括在调色剂颗粒中。在本发明方法中使用的调色剂中，为了进一步加强调色剂的功能，用含低分子量的聚合物和高分子量的聚合物树脂组合物制备粘合剂树脂。这种结果产生降低调色剂的电荷衰减(Charge failure)。进而，具有理想颗粒直径的间隔剂颗粒被粘着在调色剂的表面上。如果需要的话，借此增加调色剂的转印效率。
以下详细描述本发明方法中采用的调色剂的上述特征。
图1显示出在200-700nm处本发明方法中采用的调色剂的甲醇提取液的UV-可见光谱。如此谱所示，提取液无峰，因为电荷控制剂的原因，它也能形成。特别是，在280-350nm处该溶液实质上无吸收峰，在400-700nm处其吸收峰实质上为零。相反，图2所示的以偶氮染料-铬复合物为电荷控制剂的调色剂之甲醇提取溶液的吸收曲线中，在400-700nm处，特别是在550-570nm处发现吸收峰。另外，在如图3所示的，以水扬酸-金属复合物为电荷控制剂的，调色剂的甲醇提取液的UV-可见光谱中，在280-350nm处发现一吸收峰。
这是由于在调色剂颗粒表面上，电荷控制剂以相当高的浓度存在，从而使得带电荷控制剂的调色剂之甲醇提取液有吸收峰。
用甲醇提取由于废料出现充电不足的显影剂中的载体，然后，测定提取液的UV-可见光谱，在400-700nm范围内发现电荷控制剂的吸收峰。例如，含具有偶氮染料-金属复合物的调色剂的显影剂，其UV-可见光谱如图2所示，它被使用很长时间，变成废料。然后，测定该调色剂中载体的甲醇提取液之UV-可见光谱，其图谱见图4。如图4所示，在图2的光谱中相同的部位发现吸收峰。按常规来理解，废料的出现是由于调色剂中的粘合树脂粘着在载体颗粒表面上，形成一树脂膜的原故。通过图2和图4的吸收曲线的比较，显示出现废料的主要原因之一是电荷控制剂从调色剂颗粒转印到载体颗粒上。
本发明人进行如下实验，以找到更多的电荷控制剂和废料之间的关系。首先，将含有1.5％重量的偶氮染料-铬复合物的调色剂颗粒的调色剂与载体混合，得一显影剂。震摇该调色剂和载体一预定的时间。图5显示出震摇时间和载体颗粒表面上的粘着量之间的关系。图5中，所述的粘着量以废料比来表示，即，按粘着的载体颗粒的总重量计算的百分比。图6表示震摇时间和调色剂充电量之间的关系。对于含有无电荷控制剂和载体的调色剂之显影剂重复该相同的步骤。该显影剂的实验结果如图5，图6所示，其中，用黑色圆圈表示含有电荷控制剂的调色剂之显影剂的实验结果，而用白色圆圈表示不含有电荷控制剂的调色剂之显影剂的实验结果。从图5和图6中明显可见在载体上大量的粘着形成而做为废料，调色剂的电荷量在含具有电荷控制剂的调色剂颗粒的显影剂中比在含不具有电荷控制剂的调色剂颗粒的显影剂中大大降低。
其次，随着时间测定做为废料的粘着在载体颗粒表面的调色剂组份的重量。图7示出实验结果，其中，横座标为测得的废料量，纵座标为调色剂颗粒的电荷控制剂的含量。图7中，点划线表示计算出的电荷控制剂的量，它呈现出废料的粘着调色剂组份等同于调色剂中的组份。图7显示大量的电荷控制剂在初始阶段就沉积粘着在载体颗粒的表面上。图7中，随着废料量的增加，测定值接近于计算值。这是因为它们是在一个未加入新调色剂的封闭系统中得到的实验结果。因此，当用在复印机中而改变调色剂时，测定值和计算值之差可能会更大。
另外，本发明人也测定了在载体颗粒表面上的粘着重量，其结果来自将所述载体与每一种调色剂组份，即，电荷控制剂，粘合树脂，做为染色剂的碳黑和蜡等混合，目的是找出各自调色剂组份和废料之间的关系。图8示出其粘着量(即，废料量)随时间变化的结果，其中，用白色圆圈表示具有电荷控制剂的混合物中得到的结果，黑色圆圈表示碳黑的结果，小方块表示粘合树脂的结果，而三角表示蜡的结果。从图8中明显可见，由于废料电荷控制剂引起大量的粘着。
基于上述事实，参考图9在常规的双组份磁性显影剂中由于废料引起的电荷衰减可按如下解释。在使用显影剂的初始阶段，载体颗粒1被充正电，调色剂颗粒被充负电，如图9的上部所示。这样，调色剂颗粒起到负电调色剂颗粒21的作用。当继续用这种显影剂时，调色剂中做为主要组份的含电荷控制剂的组份被粘着在载体颗粒1的表面上。废料的粘着物201充负电。充负电的粘着物201导致带正电的调色剂颗粒，即，反向充电的调色剂颗粒22的形成。反向充电的调色剂颗粒22的形成在如图9下部中所示的载体颗粒的表面上。结构调色剂扩散，调色剂的转印效率下降。
如上所述，优选的是，调色剂不含有电荷控制剂，这不仅是因为电荷控制剂可能含有重金属，而且也因为电荷控制剂是废料，调色剂扩散和降低转印效率的主要原因。因此，本发明方法中采用的调色剂绝不含有电荷控制剂。
采用上述的具有阴离子基团的粘合树脂来补偿由于缺乏电荷控制剂，特别是调色剂电量不足而出现的调色剂的不稳定。调色剂颗粒电量不足可以得到补充因为由于其含有阴离子粘合剂本身带负电。因阴离子基团键接到粘合树脂的主链上，它不会像电荷控制剂那样移到载体颗粒的表面上，因此，它不引起废料。相反，由于粘合树脂的阴离子基团引起的调色剂颗粒表面周围的电荷不大，从而当它们被用磁刷转运显影时，调色剂颗粒和载体之间因库伦力的原因产生的静电吸引不足。因此，在快速复印过程中，由于同载体颗粒的不足的偶联还不能足以防止调色剂的扩散。扩散的调色剂污染了复印机的内壁，在复印图像上并能引起所谓的雾翳。
为了克服这一不足，本发明方法中采用的调色剂包括预定比例的磁粉，即，每100重量份的粘合树脂含0.1-5重量份的磁粉。因此可以补偿调色剂颗粒的电量不足。调色剂颗粒中的磁粉引起调色剂和载体颗粒之间的磁性吸引。这种调色剂和载体颗粒之间的磁性吸引同静电吸引防止了调色剂的扩散。
如上所述，调色剂的磁粉含量为每100重量份的粘合树脂含0.1-5重量份。当含量少于0.1重量份时，调色剂和载体颗粒之间的磁性引力不足，结果出现同载体颗粒的偶联不足，调色剂扩散，复印影像上出现雾翳。进而，由于电量不足，复印影像的密度低。当含量超过5重量份，调色剂和载体颗粒之间的磁性引力太强，以至于调色剂不能足以年粘合到静电潜影上，导致降低复印图像的密度。
人们曾经努力试图通过调色剂本身含有的磁粉改善复印影像等问题。例如，特昭开56-106249披露一种调色剂，它含有10％重量的氧化铁，特昭开59-162563公开一种含5-35％重量磁性细颗粒的调色剂颗粒。然而，在这两篇文献中，磁粉的含量都是超量的，因此，复印图像的密度低。特平开3-67268披露一种另外加入0.05-2％重量磁份的调色剂。在这种情况下，因磁份不包含在调色剂颗粒中，该磁粉能够不均匀地粘着在调色剂的表面，产生调色剂和载体颗粒之间不足的磁性引力。进而，上述的任何一种调色剂中，由于电荷控制剂的存在，都能引起做为缺点而出现的废料。
根据本发明，调色剂的显影特征不用具有电荷控制功能的金属复合物来控制。因此，有效地防止载体颗粒表面的废料(SPENT)和感光体污染的出现。显影特征稳定很长一段时间，从而有效的防止调色剂在感光体表面的扩散和生成雾翳。进而，也防止了调色剂转印到转印带上。因为该调色剂不含有任何易污染转印带的物质，用清洁装置能容易地去除粘着在转印带上的调色剂。
根据本发明，优选的是，将颗粒直经为0.05-1.0μm的间隔剂颗粒(SPACER PARTICLE)粘着到调色剂颗粒的表面，以改善转印效率和进一部防止调色剂对转印带的污染。间隔剂颗粒能改进调色剂颗粒的流动性，并且，当调色剂粘着到感光体上的静电潜影上时，也在感光体和调色剂颗粒之间形成空隙。尽管显影剂被连续使用了很长时间之后，调色剂的电荷量增加了，但是调色剂容易被从感光体上转印到转印纸张上。另外，间隔剂颗粒在调色剂和转印带之间形成空隙，所以，能清洁转印带。
其颗粒直径为约0.015μm的细颗粒被用来增加常规调色剂的流动性。这样细小的颗粒不能在感光体和调色剂颗粒间形成足够的空隙，并且不能起到上述的填隙颗粒的作用。
以下阐述本发明方法中采用的调色剂内被用作粘合树脂的优选的树脂。本文中″低级烷基″是指具有1-5个碳原子的烷基。
(本显影剂中包括的调色剂颗粒的粘合树脂)本发明中采用调色剂颗粒的粘合树脂包括含具有阴离子基团的聚合物的组合物。经过把带阴离子基团的单体同其他的单体聚合，或者把带阴离子基团的单体混和物同其他的单体聚合制得这种粘合树脂。得到的树脂可能是共聚体或是均聚物。
用于调色剂的粘合树脂优选是共聚物，如无规共聚物，嵌段共聚物和接枝共聚物，这些共聚物来自带有阴离子基团的单体和其他单体。
带有阴离子基团的单体的实例包括带有羧酸基团的单体，磺酸基团或磷酸基团的单体，通常使用带有羧酸基团的单体。具有羧酸基的单体包括未饱和烯键的羧酸，丙烯酸，异丁烯酸，巴豆酸，马来酸和富马酸；那些能形成如马来酸酐的羧酸基团的单体；和双羧酸低级半脂如马来酸和富马酸。具有磺酸基的单体包括苯乙烯磺酸和2-酰胺基-2-甲基丙烷磺酸。具有磷酸基的单体包括2-膦酰基(氧)丙基甲基丙烯酸酯，2-膦酰基(氧)乙基甲基丙烯酸酯，3-氯-2-膦酰基(氧)丙基甲基丙烯酸酯，具有阴离子基团的这种单体可以是游离酸，碱金属如钾，钠的盐，碱土金属如钙和镁的盐，以及如锌盐。
选择用于制备粘合树脂的无阴离子基团的单体，得到的粘合树脂具有足够的调色剂所要求的定影性和充电能力。该树脂为不饱和烯键的单体的一种或其结合。这种单体包括不饱和烯键的羧酸酯，单乙烯芳烃，乙烯酯，乙烯醚，二烯属和单烯属烃。
由通式(I)表示不饱和烯键的羧酸酯 其中，R1是氢原子或低级烷基；R2是带有11个或少于11个碳原子的烃基，或者，是带有11个或少于11个碳原子的羟烷基。
所述的未饱和烯键的羧酸酯包括甲基丙烯酸酯，乙基丙烯酸酯，丁基丙烯酸酯，2-乙基己基丙烯酸酯，环己基丙烯酸酯，苯基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸己酯，2-甲基己基甲基丙烯酸酯，β-羟乙基丙烯酸酯，γ-羟丙基丙烯酸酯，δ-羟丁基丙烯酸酯，和β-羟乙基甲基丙烯酸酯。
由以下通式(II)表示单乙烯芳烃 其中R3是氢原子，低级烷基或卤素原子；R4是氢原子，低级烷基，卤素原子，烷氧基，氨基，或硝基；而Φ为亚苯基。
单乙烯芳烃包括苯乙烯，α-甲基苯，乙烯基甲苯，α-氯苯乙烯，0-氯苯乙烯，m-氯苯乙烯，p-氯苯乙烯和p-乙基苯乙烯。
由以下通式(III)表示乙烯基酯 其中，R5是氢原子或低级烷基。
乙烯基酯的实例包括乙烯甲酯，乙烯乙酯，乙烯丙酯。
由以下通式(IV)表示乙烯醚；CH2＝CH-O-R6(IV)其中，R6为具有11个或少于11个碳原子的一价的烃基团。
乙烯醚的实例包括乙烯基、甲基醚，乙烯基、乙基醚，乙烯基、n-丁基醚，乙烯基、苯基醚和乙烯基、环己基醚。
由以下通式(V)表示二烯属烃 其中，R7，R8和R9分别为氢原子，低级烷基或卤素原子。这种二烯属烃包括丁二烯，异戊二烯和氯丁二烯。由以下通式(VI)表示单烯属烃类 其中，R10，和11分别为卤素原子或低级烷基。
单烯属烃类的例子包括乙烯，丙烯，异丁烯，1-丁烯，1-戊烯和4-甲基-1-戊烯。
具有阴离子基团的聚合物，即，经上述的单体的聚合得到的(共)聚物，包括苯乙烯-丙烯酸共聚物，苯乙烯-马来酸共聚物和离子键树脂。另外，也可以用具有阴离子基团聚酯树脂。具有阴离子基团的聚合物优选包含一定比例的阴离子基团，当该阴离子基团作为游离酸存在时，其酸值达2-30，优选为5-15。当中和部分或全部阴离子基团时，该优选含有一定比例的阴离子基团，使其酸值达到上述的范围，以保证它作为游离酸存在。当聚合物或组合物的酸值，即，阴离子基团的浓度低于上述的范围，得到的调色剂之充电性能不足。当超过这个范围时，得到的调色剂具有作为缺点的吸水性。优选的粘合树脂是来自带有阴离子基团的单体和至少一种由通式(I)表示的，做为必要组份的未饱和烯键的羧酸酯，以及如果需要用的话，做为选择组份的由通式(II)到(VI)表示的任何一种单体的共聚物。采用一种或两种或多种上述的单体制备所述的粘合树脂。
(磁粉)包含在调色剂中的(包括加入的)磁份颗粒可以是任何用于常规单组分型显影剂的磁粉。用作磁粉的材料包括四氧化三铁(Fe3O4)，三氧化二铁(τ-Fe2O3)，氧化锌铁(ZnFe2O4)，Y3Fe5O12，CdFe2O4，PbFe12O19，NiFe2O4，NdFeO3，BaFe12O19，MgFe2O4，MnFe2O4，LaFeO3，Fe，Co和Ni。特别是优选的磁粉用四氧化三铁(磁铁矿)制成细小的颗粒。优选的磁铁矿的颗粒，其形状为规则的八面体，颗粒直径为0.05-1.0μm这种磁铁矿颗粒能用硅烷偶联剂或钛偶联剂进行表面处理。调色剂颗粒内含有的磁铁矿粉的颗粒直径通常为1.0μm或更小，而优选的范围在0.05-1.0μm。
调色剂内磁粉的含量为每100重量份的粘合树脂0.1-5重量份，优选为0.5-4重量份，最优选为0.5-3重量份。当其含量太小时，在显影中会出现调色剂的扩散或在复印的影像上出现雾翳。
(调色剂中的内添加物)如上所述，调色剂颗粒含粘合树脂和做为非扩散组份的磁份，如果需要，它选择性地包括一些通常用于调色剂的内添加物。
这种内添加物包括染料和隔离剂。
--炭黑颜料炭黑，乙炔黑，灯黑，苯胺黑；--补充剂重晶石份，碳酸钡，粘土，石英，白炭，滑石，铝白。
调色剂颗粒中这种颜料的含量为每100重量份的粘合树脂含2-20重量份的颜料，优选为5-15重量份。
在常规调色剂中作为隔离剂的各种蜡和烯烃树脂都可以使用。所述的烯烃包括聚丙烯，聚乙烯，丙烯-乙烯共聚物，优选是聚丙烯。
(调色剂的制备)用任何一种常规的制备调色剂颗粒的方法，如粉碎，分筛，颗粒融合，喷粒和聚合都可制造本发明包含在双组份型显影剂内的调色剂之调色剂颗粒，一般用粉碎和分筛法制造。
例如，首先，在如HENSCHEL混和机中混和调色剂的组份，用如双螺杆挤出机揉挤之，然后再冷却。粉碎获得物筛选得调色剂颗粒。调色剂颗粒的直径通常为5-15μm，优选为平均体积颗粒直径(用COULTER计算测定的平均大小)7-12μm。
另外，本发明中加入比流动性增强剂粒径大的间隔剂颗粒。作为间隔剂颗粒，可以使用粒径为0.05-1.0μm，优选为0.07-0.7μm的任何有机和无机非活性颗粒。用于这种非活性颗粒的材料的实例包括二氧化硅，氧化铝，氧化钛，碳酸镁，丙烯酸树脂，苯乙烯树脂和磁性材料。间隔剂颗粒不仅能够起流动性增强剂的作用，而且如上所述还能够提高转印效率。作为间隔剂颗粒，优选使用与调色剂颗粒中所含磁粉类型相同的材料，特别是微粒状四氧化三铁(磁铁矿)。当采用磁粉作为间隔剂颗粒时，如上所述还能有效地抑制调色剂的扩散。以调色剂总重量计，间隔剂颗粒的含量为10％(重量)或更少，优选为1-10％(重量)，最优选为0.1-5％(重量)。当调色剂中所含的间隔剂颗粒过量时，复印图像的密度不够。当把磁份用作间隔剂颗粒，磁粉与调色剂中所含的磁粉加起来的总量，以100重量份粘合树脂计，其总量为10重量份。当超出此值时，复印图像的密度会降低。
当把流动性增强剂和间隔剂颗粒加入调色剂时，优选采用如下方法首先把流动性增强剂和间隔剂颗粒相互充分均匀地混合起来，然后把所得到的混合物添加到调色剂颗粒中，并使之充分松散开。这样，间隔剂颗粒即可以附着在调色剂颗粒的表面上。本文中所说的＂粘着＂是指上述两种材料与调色剂颗粒表面保持接触，并有部分嵌入调色剂颗粒中。以这种方式可以制成本发明之调色剂。
(显影剂的制备)混合上述的调色剂和磁份性载体制备一种双组份型显影剂。
优选作为磁性载体的是磁铁矿颗粒，特别是球形软磁铁矿颗粒，它除了含有铁之外，还含有至少一种如下金属Cu，Mg，Mn，Ni，例如，Cu-Zn-Mg-磁铁矿颗粒。载体颗粒表面可以或不可以涂覆有机物。优选的是，载体表面涂有硅烷树脂(聚硅氧烷)，含氟树脂，过氧树脂，氨基树脂，聚胺酯树脂。载体的粒径为30-200μm，优选为50-150μm。载体的饱和磁力为3070emu/g，优选为45和65emu/g。载体与调色剂的混合比通常为98∶2至90∶10，优选为97∶3至94∶6(重量比)。
(成像方法)以下表述本发明之成像方法。
图10为用于本发明成像法的成像装置的状态图。
成像装置2包括由可旋转的感光鼓形成的图像载体4。一电晕充电器5围绕着图像载体，显影装置6，包括转印带86的转印带部件8，清洁部件10，和按箭头A方向排列安装的移动灯12。成像装置2还包括选择性系统，它具有灯14，第一镜16，第二镜18，第三镜20，棱镜22，和第四镜24。放置在透明的文件台上(未示出)的文件用灯14放出的光进行照射，文件反射出的光经第一镜16，第二镜18，第三镜20棱镜22以及第四镜24被投影到图像载体4上，形成静电潜影。
成像装置2包括送纸部件26用来将转印纸送到转印带8上。送纸部件26包括与转印纸张相配的纸盒28，送纸辊30，一对进纸辊32，通道38，和一对阻力辊40。一对粘合辊42和一对输送辊44安置在对应转印带组件8的纸传送方向的下游。
成像装置2按下述方式工作。
当图像载体4按箭头A的方向旋转时，电晕充电器5给图像载体4上感光层表面充电以达到实质上为均匀水平的预定的极性。通过灯14方出的光照射位于透明文件台(未示出)上的文件。由文件反射出的光经过第一镜16，第二镜18，第三镜20，棱镜22和第四镜24运行到图像载体4的表面。因此，对应于文件图像的图像载体4的表面积暴露在光下，从而形成静电潜影。经显影装置6把静电潜影图像显影成调色剂图像。
送纸辊30输送装在送纸部件26的纸盒中的转印纸张，并经一对进纸辊32，通道34，一对传送辊36，通道38，和一对阻力辊(RESIST ROLLERS)40将其送到转印带8。然后，当转印纸张经过图像载体和转印带组件8的转印带86之间时，调色剂图像被转印到转印纸张的表面上。由粘合辊40对图像进行粘合，经一对输送辊42将转印纸张送出。
此后，清洁部件10从图像载体上除去调色剂，用移动灯12发出的光除去图像载体表面上的电荷。
(转印带)本发明之成像方法被用于具有多层转印带或单层转印带的装置。
多层转印带包括，如，其电阻为108Ωcm或更少的一个导电层以及其电阻为1010Ωcm或更多的绝缘层。单层转印带包括如，其电阻为1010Ωcm或更多的绝缘层。每一种转印带的绝缘层都是用弹性物，如聚胺酯橡胶或聚氯乙烯橡胶制成。用隔离剂如四氟乙烯处理这种材料形成的转印带的表面也能形成转印带，使其具有上述的电阻范围。通过这种处理，固着在转印带上的调色剂会很容易去除。
实施例本发明将以如下实施例进行描述。应注意的是本发明不受此实施例的限制。
实施例1(调色剂的制备)表1调色剂颗粒的组份组份重量份粘合树脂*100着色剂炭黑 8磁份磁铁矿 2*本实施例采用的粘合树脂是苯乙烯-丙烯酸共聚物，它具有羧基(其中苯乙烯，甲基丙烯酸丁酯，丙烯酸的重量比为70∶28∶2)。
融合上表中的组份，并用双螺杆挤出机挤压之，得到物用喷射磨粉碎之，用气动分选机分选得平均粒径为10.0μm的调色剂颗粒。
向得到的调色剂颗粒中，按每100重量份的调色剂计，加入0.3重量份的疏水二氧化硅微粉作为流动性增强剂，其平均粒径为0.015μm。用HENSCHEL混合机混合得到的混合物两分钟，得调色剂。
(实施例2)按100重量份的调色剂颗粒计，向经实施例1得到的调色剂颗粒中加入0.5重量份的平均粒径为0.3μm的丙烯酸树脂颗粒，和0.3重量份的平均粒径为0.015μm的疏水性二氧化硅微粉。用HENSCHEL混合机混合得到的混合物两分钟，得调色剂。
(比较例1)重复实施例1相同的步骤，不同的是向实施例1的表1中列出的组份中进一部加入偶氮染料-铬复合物。
静电潜影显影的方法的评价将实施例1，2，和比较例1得到的调色剂同载体一道均匀混合得一双组份型显影剂，它的调色剂浓度为3.5重量％。然后，用下述方式评价得到的显影剂。
对于以下的实验，采用一种复印机(MITA INDUSTRIAL CO.LTD.DC-4685)，稍作改进，它包括如图10所示的转印带组件。经用四氟乙烯表面处理的聚氯乙烯橡胶制成的转印带，来得到用于转印带组件中使用的单层无边的转印带，其总电阻为1011Ωcm。为了转印，要使用2.5KV的电压。用硒做感光体，在充电800伏后，使形成表面电位的条件下进行图像形成。
(a)图像密度(浓度)
用实施例1，2，比较例1的显影剂对黑色标记物面积比为8％的原件连续进行拷贝操作，直到50,000件拷贝。用反射光度计(TOKYO DENSHOKU CO.，LTD.TC-6D制造)测定每5,000份拷贝上拷贝图像中黑色部分的密度，取平均密度作为图像密度(I.D.)。每5000拷贝的样品中采用的原件的黑色面积比为15％，其中包括黑色实体部分。由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂的结果列于表2。
(b)灰雾度(F.D.)用实施例1，2，比较例1的显影剂对黑色标记物面积比为8％特征的原件连续进行拷贝操作，直到50,000件拷贝。用反射光度计(TOKYO DENSHOKU CO.，LTD.TC-6D制造)测定每5000份拷贝上拷贝图像中白色部分的密度。计算如此测定的密度与用反射光密度仪测定的拷贝用纸(基础纸)的浓度之差值，取最大差值为灰雾度(F.D.)。用于取样的每5000份拷贝的原件其黑色面积比例占15％，这其中包括黑色实体部分。由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂的结果列于表2。
(c)电荷量用实施例1，2，比较例1的显影剂对黑色标记物面积比为8％的原件连续进行拷贝操作，直到50,000件拷贝。在该拷贝操作过程中，每拷贝5,000份后，用喷吹粉末电荷测定装置(ablowoff powder charge amount measuring device)(Toshiba Chemical Co.，Ltd.造)测定200mg显影剂的电荷量，以该测定值为基础，计算出每1克调色剂的平均电荷量。由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂的结果列于表2。
(d)转印效率首先测定复印机内调色剂布料器中的调色剂的量，按预定的拷贝份数复制。然后，测定调色剂布料器中剩下的调色剂的量。由拷贝前后的调色剂量差值计算出调色剂的消耗量。与此同时，测定在拷贝操作中清理时所收集到的调色剂量，该量称为收集量。以这些量为基础，用下列等式(i)计算调色剂的转印效率。在拷贝操作中所用原件的黑色标记物的面积比为8％。
等式(i) 用由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂复印50,000张，这些显影剂的结果列于表2。
(e)作为废料粘着在载体颗粒表面上的量采用黑色标记物面积比为8％的原件进行拷贝操作。复印50,000张拷贝后，按以下方法测试显影剂将显影剂放在400目的筛子上，用抽风机抽吸之，从而分离出调色剂和载体。把5克残留在筛子上的载体装在烧杯，其种加有甲苯。因此，溶解由于废料的原固粘着在载体颗粒表面上的调色剂组份。然后，用一磁铁从甲苯中除掉固着在烧杯底上的载体。多此重复这一步骤直至得到的甲苯溶液变清。用烤箱加热得到的载体，蒸发所附的甲苯。测定得到的残余物的重量。采用首次装在烧杯中的载体的重量(如，本例中的5克)和蒸发甲苯后的残余物的重量差作为由于废料的原固(即废料量)粘着在载体颗粒表面上的调色剂的量。废料量用粘着在1克载体上的调色剂组份的毫克重量表示之。由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂的结果列于表2。
(f)调色剂的扩散采用黑色标记物面积比为8％的原件进行拷贝操作直至复印50,000张拷贝。然后肉眼观察和评价复印机的调色剂的扩散情况。由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂的结果列于表2。表中，0表示无调色剂扩散；X表示有调色剂扩散。
(g)转印带的成膜采用黑色标记物面积比为8％的原件进行拷贝操作直至复印50,000张拷贝。然后肉眼观察和评价复印机的转印带的表面情况。其结果列于表2。表中，0表示无膜形成；X表示有膜形成。
(h)反面污染采用黑色标记物面积比为8％的原件进行拷贝操作直至复印50,000张拷贝，肉眼观察和评价复印纸无图像形成面的反面。由实施例1，2，和比较例1得到的显影剂的结果列于表2。其中，0表示未见反面污染；X表示可见反面污染。表2实施例1，2，和比较例1得到的显影剂之评价和调色剂组份实施例1实施例2比较例1调色剂组份(重量份)粘合树脂100100100炭黑8 8 8磁粉2 2 2电荷控制剂 无 无 2添加物1 0.30.30.3(二氧化硅0.015μm)添加物2 无 0.5无(丙烯酸树脂0.30μm)评价结果I.D.1.368 1.379 1.369F.D.0.005 0.004 0.015转印效率(％)77.3 80.2 62.3废料量(mg) 0.55 0.51.83调色剂扩散 0 0 X电荷量(μ/g)-21.4 -20.3 -15.9转印带成膜 0 0 X反面污染0 0 X
评价汇总实施例1和2制备出的调色剂其图像密度，灰雾度和电荷量是稳定的，从开始复印至印到50,000张后还能再生。特别是，同比较例1制备的调色剂相比，实施例1和2中制成的调色剂生成较少的废料，电荷量的减少也少。结果，实施例1和2制成的调色剂不扩散或者不会在转印带上成膜。甚至长时间连续使用含有一种实施例1或2的调色剂之后，也不会出现由于在转印带上出现的膜而导致的反面污染。使用比较例1的调色剂时，约复印30,000张时即会产生反面污染。
根据本发明，它提供一种采用不含电荷控制剂的调色剂的显影方法，电荷控制剂是复印过程中耗废出现的主要原因。本发明的调色剂的调色剂颗粒含有具有阴离子基团的粘合树脂，也含有预定比的磁粉。当需要时，将具有一定粒径的间隔剂颗粒固着在调色剂颗粒的表面上。因此，调色剂具有足够的可带电性，它在复印中不扩散，并且有足够的转印效率。由于这些优点，有需要密度的图像可以长时间的稳定地重复。
进一步根据本发明，采用含上述调色剂的显影剂。因此，能够限制转印介质如纸张的反面污染和转印带的污染。所以可长期重复复印出令人满意的图像。
本发明之调色剂优选用于保括转印带系统，如静电复印机或平面纸张传真机等静电成像装置。
很明显，本领域的技术人员能够在不超出本发明实质和保护范围内，对本发明进行各种修改。因此并不打算对本发明所附的权利要求的范围加以限定。
权利要求
1.一种使用转印带转印调色剂图像的成像方法，其中，调色剂包括含有粘合树脂和分散在该粘合树脂中的磁粉颗粒的色剂颗粒，磁粉的含量为每100重量份的粘合树脂含0.1-5重量份的磁粉，粘合树脂，它由含具有阴离子基团的组合物制成，和用甲醇提取调色剂得到的提取液，它实质上在280-350nm范围内无吸收峰，在400-700nm范围内实质为零吸收。
2.如权利要求1所述的成像方法，其中，每100重量份的粘合树脂含0.5-3重量份的磁粉。
3.如权利要求1所述的成像方法，其中，调色剂颗粒的容积平均粒径(VOLUME-BASED AVERAGE PARTICLE DIAMETER)为5-15μm，其容积平均粒径为0.05-1.0μm的间隔剂颗粒粘着在所述调色剂颗粒的表面上。
全文摘要
本发明提供一种使用转印带转印调色剂图像的成像方法，其中，调色剂包括含有粘合树脂和分散在该粘合树脂中的磁粉颗粒的调色剂颗粒，磁粉的含量为每100重量份的粘合树脂含0.1-5重量份的磁粉；由具有阴离子基团的组合物制成的粘合树脂和用甲醇提取调色剂得到的提取液，它实质上在280-350nm范围内无吸收峰，在400-700nm范围实质为零吸收。
文档编号G03G9/083GK1143203SQ95116939
公开日1997年2月19日 申请日期1995年9月1日 优先权日1994年9月2日
发明者船户正富, 清水义威, 石丸圣次郎, 久保宪生, 永尾一也, 浅野照道 申请人:三田工业株式会社