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1. CN102472994 - 定影液、定影方法、定影设备、图像形成方法和图像形成装置

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[ ZH ]
定影液、定影方法、定影设备、图像形成方法和图像形成装置


技术领域
本发明涉及定影液,还涉及使用所述定影液的定影方法、定影设 备、图像形成方法和图像形成装置。
背景技术
图像形成装置如打印机、传真机和复印机是根据图像信息在记录 介质如纸、布和OHP片上形成包括文字、字符和符号图像的装置。电 子照相图像形成装置尤其能够在普通纸上高速形成高分辨率图像,所 以它们被广泛地用在办公室和类似场所。在这种电子照相图像形成装 置中,热定影方法被广泛地使用,其中在记录介质上的墨粉被加热和 熔化,并且熔化的墨粉通过施加压力定影到记录介质上。因为它们提 供高定影速度和高的定影图像质量,因此有利地使用这些热定影方法。
在这些电子照相图像形成装置中的能耗主要归因于在热定影方法 中墨粉的加热。考虑到处理近年来引起注意的环境问题,十分需要提 供低能耗(节能)的定影设备。具体地,非常需要提供显著降低用于加热 墨粉以便其定影的温度的定影方法,或不需要加热墨粉的定影方法。 尤其,完全不用加热墨粉而将墨粉定影到记录介质上的非热定影方法 是理想的,因为可实现低能耗。就非热定影方法而言,已经提出了使 用溶剂的那些方法。但是,因为这些使用溶剂的定影方法涉及膨胀或 熔化墨粉,它们在非热定影方法中存在黏脏和残余存在粘性的问题。
为了防止黏脏,已经提出了各种方法。第一种方法是通过提供表 面层由能够实现高度可分离性的材料构成的防止黏脏层来改进定影元 件表面层的可分离性的方法。第二种方法是通过施用脱模剂如硅油到 定影元件的表面层来改进定影元件可分离性的方法。第三种方法是向 定影元件施加与记录介质上携带的未定影图像的墨粉具有相同极性的 直流偏压并从而防止墨粉附着于定影元件的方法。第四种方法是通过 提供某种摩擦清洁单元除去附着于定影元件的表面层的墨粉的方法。 另外,存在通过组合这些方法等防止黏脏的方法。而且,通过光或热 硬化油墨、涂布能够实现分离性的组分和类似方法已经被提出作为除 去或降低粘性的方法。
例如,PTL 1到3每个提出了方法等,其是上述第一种方法、上述 第二种方法和其他方法的组合,以防止黏脏和类似问题。但是,因为 在这些提议中描述的定影方法是热定影方法,不能解决在非热定影中 的黏脏和残余存在粘性的问题。
PTL 4和5提出了通过用紫外光或热硬化油墨除去或降低粘性的 方法。但是,因为在这些专利文献中描述的方法采用热定影方法,所 以不能解决在非热定影中的黏脏和残余存在粘性的问题。
PTL 6公开了一种定影液,通过向定影液添加特定水溶性树脂,其 能够降低附加气味的产生、抑制对墨粉图像的干扰和在高速下定影墨 粉;和一种配置为使用所述定影液定影墨粉的定影设备。但是,如果 添加在该专利文献中描述的水溶性树脂,定影液的发泡能力和发泡稳 定性显著地降低并因此不可能获得泡沫定影液。
PTL 7提出了为在介质如纸上的包含树脂的细微颗粒如墨粉颗粒 提供泡沫定影液。通过这样做,可能避免对在介质上细微树脂颗粒层 的干扰,在给附着细微树脂颗粒的介质施用定影液之后迅速定影细微 树脂颗粒到介质上,并进一步,可以施加在介质上感觉不到残留液体 这种程度的少量定影液。但是,当施用非常大量的定影液形成图像部 分时,例如当在相同的样品上附着的墨粉量变化时,残留粘性。
在彩色图像的情况下,和单色图像的情况相反,当在墨粉颗粒之 间存在颗粒边界时,入射到墨粉层的光分散并因此展示定影图像需要 的颜色再现性是困难的。用于展示颜色再现性的方式包括增加施用的 定影液量的方式。但是,如果增加施用的定影液的量,如上述可能残 留粘性。在墨粉量往往不均匀地分布的彩色图像的情况下,这种情况 是明显的。因此,需要这样的定影液,其能够形成均匀薄膜样定影图 像、施用的定影液量少并且不在墨粉颗粒之间产生颗粒边界。
引用列表
专利文献
[PTL 1]日本专利申请特许公开(JP-A)号2003-156870
[PTL 2]JP-A号2005-274879
[PTL 3]日本专利(JP-B)号4027188
[PTL 4]JP-B号3509192
[PTL 5]JP-B号3168118
[PTL 6]JP-A号2007-017611
[PTL 7]JP-A号2007-219105
发明概述
技术问题
本发明提供了用于细微树脂颗粒的具有良好定影性能的定影液, 和能够降低(在非热定影方法中由记录介质上的细微树脂颗粒如墨粉颗 粒造成的)粘性并形成颜色再现性优异的定影图像的定影液。本发明还 提供使用所述定影液的定影方法、定影设备、图像形成方法和图像形 成装置。
问题解决方案
由于在解决问题的努力中进行了认真研究,本发明人已经发现, 使用发泡剂(其使定影液为泡沫形式)以及固体增塑剂和液体增塑剂(作 为软化细微树脂颗粒的试剂)的组合可解决问题。
本发明基于本发明人的上述发现,且用于解决问题的方式如下。
<1>用于定影细微树脂颗粒到记录介质的定影液,所述定影液包括: 包含水的稀释剂;使定影液为泡沫形式的发泡剂;和软化或膨胀至少 部分细微树脂颗粒的增塑剂,其中增塑剂包含在常温下为液体并可溶 于稀释剂的液体增塑剂和在常温下为固体并可溶于稀释剂的固体增塑 剂。
<2>根据<1>的定影液,其中固体增塑剂包含对细微树脂颗粒具有亲和 力的官能团。
<3>根据<1>或<2>的定影液,其中固体增塑剂是包含氧化乙烯基团和 氧化丙烯基团的至少一种的化合物。
<4>根据<3>的定影液,其中包含氧化乙烯基团的化合物是由下面通式 (1)到(5)代表的任一种化合物:
HO-(CH 2 CH 2 O) n -H                    (1)
其中n表示10到100的整数,
HO-(CH 2 CH 2 O) n (CH(CH 3 )CH 2 O) m -H      (2)
其中n表示10到200的整数,和m表示5到50的整数,
R-O-(CH 2 CH 2 O) n -H                   (3)
其中n表示10到100的整数,
R-COO-(CH 2 CH 2 O) n -H                 (4)
其中R表示C10-C22直链或支链烷基,和n表示10到100的整数,
R-COO-(CH 2 CH 2 O) n -CO-R’            (5)
其中R和R’每个独立地表示C10-C22直链或支链烷基,和n表示 10到100的整数。
<5>根据<4>的定影液,其中化合物是具有2,000到10,000重均分子量 的聚乙二醇。
<6>根据<1>到<5>任何一项的定影液,其中液体增塑剂包含脂族酯。
<7>根据<6>的定影液,其中脂族酯是饱和脂族酯。
<8>定影方法,其包括:使根据<1>到<7>任何一项的定影液呈泡沫形 式,以产生泡沫定影液;调整泡沫定影液的层的厚度以便具有期望厚 度的层形成在泡沫定影液提供单元的接触表面上;和提供形成的具有 期望厚度的泡沫定影液的层到介质上的细微树脂颗粒层上。
<9>定影设备,其包括:泡沫定影液产生单元,其配置来使根据<1> 到<7>任何一项的定影液呈泡沫形式,以产生泡沫定影液;泡沫定影液 提供单元,其配置来提供泡沫定影液到介质上的细微树脂颗粒层上; 和层厚度调整单元,其配置来调整在泡沫定影液提供单元上的泡沫定 影液的层的厚度。
<10>图像形成方法,其包括:在静电潜像承载元件上形成静电潜像; 用包括墨粉的显影剂显影静电潜像,以形成可见图像,所述墨粉包含 细微树脂颗粒;将可见图像转印到记录介质;和将转印的图像定影到 记录介质,其中通过根据<8>的定影方法进行定影。
<11>图像形成装置,其包括:静电潜像承载元件;静电潜像形成单元, 其配置来在静电潜像承载元件上形成静电潜像;显影单元,其配置来 用包括墨粉的显影剂显影静电潜像,以形成可见图像,所述墨粉包含 细微树脂颗粒;转印单元,其配置来将可见图像转印到记录介质;和 定影单元,其配置来将转印的图像定影到记录介质,其中定影单元是 根据<9>的定影设备。
发明的有益效果
本发明能够解决相关领域的上述问题,提供了用于细微树脂颗粒 的具有良好定影性能的定影液,所述定影液能够降低(在非热定影方法 中由记录介质上的细微树脂颗粒如墨粉颗粒造成的)粘性并且形成颜色 再现性优异的定影图像,还提供了使用所述定影液的定影方法、定影 设备、图像形成方法和图像形成装置。
附图简述
图1是显示供给本发明的定影液之后细微树脂颗粒如何被定影的 示意性剖视图。
图2是显示泡沫定影液结构的示意性剖视图。
图3是显示布置在本发明定影设备中的泡沫定影液产生单元结构 的示意图。
图4A是示例性显示布置在本发明定影设备中层厚度调整单元和 泡沫定影液提供单元的示意性结构图。
图4B是示例性显示布置在本发明定影设备中层厚度调整单元和 泡沫定影液提供单元的示意性结构图。
图5A是显示使用层厚度调整刮刀如何调整在施胶辊上泡沫定影 液层的厚度的示意图。
图5B是显示使用层厚度调整刮刀如何调整在施胶辊上泡沫定影 液层的厚度的示意图。
图6是显示根据本发明实施方式的定影设备结构的示意性结构图。
图7是显示根据本发明实施方式的定影设备另一种结构的示意性 结构图。
图8是显示根据本发明实施方式的定影设备又一种结构的示意性 结构图。
图9A是示例性显示本发明图像形成装置结构的示意图。
图9B是示例性显示本发明图像形成装置结构的示意图。
图10A是显示常规定影设备引起的黏脏的示意性剖视图。
图10B是显示常规定影设备引起的黏脏的示意性剖视图。
实施方式描述
(定影液)
本发明的定影液包括稀释剂、使定影液为泡沫形式的发泡剂和软 化或膨胀至少部分细微树脂颗粒如墨粉颗粒的增塑剂,其中增塑剂包 含液体增塑剂和固体增塑剂。如果需要,定影液可进一步包含其他成 分。
<固体增塑剂>
不特别限制固体增塑剂,只要它在常温下是固体,在稀释剂中可 溶,并当溶解在稀释剂中时能够软化细微树脂颗粒如细微墨粉颗粒。 这里,“常温”意思是不用加热或冷却可达到的任何温度,优选地例如 在5℃到35℃范围内,如在JIS Z8703中所定义。在该常温范围内,固 体增塑剂为固态。具体地,当出现在泡沫状态的定影液中时,由于在 定影液中包含的水,固体增塑剂为熔化状态,而当定影液提供给未定 影墨粉和渗入墨粉并接着在定影液中的水量由于蒸发等减少时,固体 增塑剂变成固态。在本发明中,注意,固体增塑剂变成固态,并利用 该性质能够在供给定影液之后增加墨粉的硬度并因此解决粘性相关的 问题。进一步,存在下列有利点:固体增塑剂显示它在常温下在某些 条件下增塑细微树脂颗粒的能力;而且,当固体增塑剂损失其增塑能 力并变成固态时,固体增塑剂本身变硬并从而有助于防止粘性。
固体增塑剂优选地包含与将被定影的细微树脂颗粒具有亲和性例 如恒定相容性的官能团。这里,措辞“与细微树脂颗粒具有亲和性的 官能团”优选地意思是在构成细微树脂颗粒的分子中包含的官能团与 在固体增塑剂中包含的官能团相同的情况,或在固体增塑剂中包含的 官能团总是与在构成细微树脂颗粒的分子中的官能团相互作用的情 况。当在固体增塑剂中包含的官能团总是与在构成细微树脂颗粒的分 子中的官能团相互作用时,这些官能团之间的相互作用使固体增塑剂 进入构成细微树脂颗粒的分子之间。结果,在固体增塑剂和细微树脂 颗粒之间形成所谓的聚合物共混状态,当固体增塑剂软化或膨胀至少 部分细微树脂颗粒如墨粉颗粒时其是有效的。作为具体实例,固体增 塑剂是聚乙二醇,其包括具有氧化乙烯基团的化合物,且相应的细微 树脂颗粒在树脂分子中具有氧化乙烯基团。在这种情况下,固体增塑 剂和细微树脂颗粒两者都有氧化乙烯基团,其增强固体增塑剂和细微 树脂颗粒之间的亲和性并因此有效地增强固体增塑剂和细微树脂颗粒 之间的相容性。应当注意,只要固体增塑剂和细微树脂颗粒两者都具 有彼此具有亲和性的官能团,这种概念是正确的。因此,没有必要必 须使用氧化乙烯基团,而氧化丙烯基团也可用作另一实例。进一步, 在固体增塑剂中包括官能团(在本领域已知墨粉中包括)也是有效的。
除了满足上述要求的那些,固体增塑剂的例子还包括在某些条件 下展示它们增塑能力的那些(如下面立即提到的化合物)。
[1]当溶解在下述稀释剂中展示它们的增塑能力的固体增塑剂:
包含氧化乙烯基团的试剂,即具有1,000到2,000重均分子量的聚 乙二醇。
[2]当溶解在稀释剂时不展示它们的增塑能力,但是当存在少量下 述液体增塑剂时展示它们的增塑能力的固体增塑剂:
包含氧化乙烯基团的试剂,即具有2,000到10,000重均分子量的 聚乙二醇。
[3]当溶解在稀释剂时不展示它们的增塑能力,但是稍微加温(如50 ℃到100℃)展示它们的增塑能力的固体增塑剂:
包含氧化乙烯基团的试剂,即具有2,000到10,000重均分子量的 聚乙二醇。
聚氧乙烯单烷基醚,即聚氧乙烯单十二烷基醚、聚氧乙烯单十六 烷基醚和类似物。
在它们的分子链中具有氧化乙烯基团(ethylene oxide group)(每个 由“-(CH 2 CH 2 O)-”表示)和/或氧化丙烯基团(propylene oxide group)(每 个由“-(CH(CH 3 )CH 2 O)-”表示)的化合物,即在常温下是固体并具有40 ℃和更高、优选地50℃和更高熔点的化合物,属于一般称为二醇醚和 二醇脂肪酸酯的化合物。
更具体地,优选由下面通式(1)表示的聚氧乙烯二醇。
HO-(CH 2 CH 2 O) n -H                    (1)
在通式(1)中,n表示10到100的整数。
当n小于10时,聚氧乙烯二醇在室温下不是固体。当n大于100 时,聚氧乙烯二醇具有如此大的分子以至于加热后它们的增塑能力低, 从而使墨粉软化变得困难。聚氧乙烯二醇的具体例子包括聚乙二醇 #1000、聚乙二醇#1540、聚乙二醇#2000、聚乙二醇#4000、聚乙二醇 #6000和聚乙二醇#8000。
也优选由下面通式(2)表示的聚氧乙烯聚氧丙烯二醇。
HO-(CH 2 CH 2 O) n (CH(CH 3 )CH 2 O) m -H      (2)
在通式(2)中,n表示10到200的整数,和m表示5到50的整数。
当n小于10时,聚氧乙烯聚氧丙烯二醇在室温下不是固体。当n 大于200时,聚氧乙烯聚氧丙烯二醇具有如此大的分子以至于加热后 它们的增塑能力降低,从而使墨粉软化变得困难。当m小于5时,聚 氧乙烯聚氧丙烯二醇在室温下不是固体。当m大于50时,聚氧乙烯聚 氧丙烯二醇具有如此大的分子以至于加热后它们的增塑能力降低,从 而使墨粉软化变得困难。聚氧乙烯聚氧丙烯二醇的具体例子包括 EMULGEN 290(由Kao公司制造);和EPAN 450、EPAN 750和EPAN  785(由DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.制造)。也优选由下面 通式(3)表示的聚氧乙烯烷基醚。
R-O-(CH 2 CH 2 O) n -H                  (3)
在通式(3),n表示10到100的整数。
当n小于10时,聚氧乙烯烷基醚在室温下不是固体。当n大于100 时,聚氧乙烯烷基醚具有如此大的分子以至于加热后它们的增塑能力 降低,从而使墨粉软化变得困难。
当由R表示的取代基的碳原子数目小于10时,不利地,聚氧乙烯 烷基醚就固体而言是软的,并存在造成的安全问题如皮肤刺激和眼刺 激。当由R表示的取代基的碳原子数目大于22时,加热后聚氧乙烯烷 基醚的增塑能力低,从而使墨粉软化变得困难。
聚氧乙烯烷基醚的具体例子包括EMULGEN 350、EMULGEN 420 和EMULGEN 4085(由Kao公司制造);和EMALEX 611、EMALEX 620、 EMALEX 710和EMALEX 720(由Nihon Emulsion Co.,Ltd.制造)。
还优选由下面通式(4)和(5)表示的聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯脂 肪酸二酯。
R-COO-(CH 2 CH 2 O) n -H                 (4)
在通式(4)中,R表示C10-C22直链或支链烷基,和n表示10到 100的整数。
R-COO-(CH 2 CH 2 O) n -CO-R’            (5)
在通式(5)中,R和R’每个独立地表示C10-C22直链或支链烷基, 和n表示10到100的整数。
在上面通式(4)和(5)中,当n小于10时,聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧 乙烯脂肪酸二酯在室温下不是固体。当n大于100时,聚氧乙烯脂肪 酸酯和聚氧乙烯脂肪酸二酯具有如此大的分子以至于加热后它们的增 塑能力低,从而使墨粉软化变得困难。
当由R和R’表示的取代基的碳原子数目小于10时,不利地,聚 氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯脂肪酸二酯就固体而言是软的,并存在造 成的安全问题如皮肤刺激和眼刺激。当由R和R’表示的取代基的碳 原子数目大于22时,加热后聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯脂肪酸二酯 的增塑能力低,从而使墨粉软化变得困难。
聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯脂肪酸二酯具体的例子包括 EMANON 3199V和EMANON 3299RV(由Kao公司制造);和 EMALEX820和EMALEX830(由Nihon Emulsion Co.,Ltd.制造)。
当作为上面[1]中例子提到的聚乙二醇的重均分子量小于1,000时, 取决于周围环境,定影图像可能熔解。当作为上面[1]中例子提到的聚 乙二醇的重均分子量大于2,000时,它们在常温下不是固态,所以它们 可能不能在不包括下述液体增塑剂的定影液中充分展示它们的增塑能 力。根据前述技术理解,它们的重均分子量优选地在1,000到2,000范 围内。
当作为在上面[2]中例子提到的聚乙二醇的重均分子量大于10,000 时,它们在常温下明显地不是固态,所以在将被定影的细微树脂颗粒 之间可能形成颗粒边界。根据这一点,已经清楚,在不包括下述液体 增塑剂的定影液中使用10,000和更大重均分子量的聚乙二醇是困难 的,并已经表明当聚乙二醇在包括水的定影液中使用时,它们的重均 分子量应当在1,000到10,000范围内。
不特别限制在上面[3]中作为例子提到的固体增塑剂的加热温度, 只要可展示它们的增塑能力;但是,优选50℃到100℃范围内的温度。 当温度低于50℃时,可能存在定影不足。当温度高于100℃时,就能 耗而言不经济。
不具体限制在本发明的定影液中包括的固体增塑剂的量;但是, 固体增塑剂优选地占定影液的按质量计5%到按质量计30%。当固体增 塑剂按质量计占小于5%时,就定影而言有困难。当固体增塑剂占按质 量计大于30%时,定影液和泡沫定影液的粘性增加,也存在质量相关 的问题如发泡退化和缺乏泡沫稳定性。
<液体增塑剂>
不具体限制液体增塑剂,只要它在下述稀释剂中可溶并在某些条 件下展示它的增塑能力。例如,液体增塑剂可独立地展示它的增塑能 力并通过溶解或膨胀至少部分细微树脂颗粒,软化细微树脂颗粒(其构 成墨粉);可选地,可通过将液体增塑剂和固体增塑剂结合展示增塑能 力。液体增塑剂的合适例子包括酯化合物,因为在某些条件下它们的 溶解或膨胀能力优良。在这些酯化合物中,优选脂族酯和碳酸酯,因 为它们能够优异地软化树脂或能够降低由稀释剂造成的阻碍发泡能力 的程度。
考虑到对人体的安全,优选地,液体增塑剂的急性口服毒性LD 50 为3g/kg或更大,更优选地5g/kg或更大。尤其优选脂族酯作为液体增 塑剂,因为它们对人体十分安全,这从它们经常用作化妆品原料的事 实是显然的。
作为细微树脂颗粒的墨粉在密封环境中通过常用的设备定影到记 录介质,且墨粉已经定影到记录介质之后液体增塑剂留在墨粉中。因 此,优选地,墨粉被定影到记录介质,而不产生挥发性有机化合物(VOC) 或使人不愉快的气味。关于这一点,优选地,液体增塑剂不包含任何 挥发性有机化合物(VOC)或产生使人不愉快气味的材料。尤其优选脂族 酯,因为与通用有机溶剂(如甲苯、二甲苯、甲基乙基酮和乙酸乙酯) 相比,它们具有高沸点和低挥发性并且没有刺激性气味。
作为能够在办公室环境等中高精度测量气味的气味实际测量方 法,可使用按照感觉测量方法的三点比较型气味袋法的气味指数 [10×log(使物质的气味不被感觉到的物质稀释率)]。而且,包含在液体 增塑剂中脂族酯的气味指数优选地为10或更小。如果这样,在平常办 公室环境中不会感觉到使人不愉快的气味。进一步,与液体增塑剂类 似,优选地在定影液中包括的其他液体试剂既没有使人不愉快的气味 也没有刺激性气味。
-脂族酯-
不具体限制脂族酯并可根据预期目的合适地选择脂族酯。例如, 脂族酯可以是饱和脂族酯、脂族一元羧酸酯、脂族二元羧酸酯或脂族 二羧酸二烷氧基烷基。
--饱和脂族酯--
在脂族酯是饱和脂族酯的情况下,可改进液体增塑剂的储藏稳定 性(如对氧化和水解的抵抗性)。而且,饱和脂族酯对人体非常安全。许 多饱和脂族酯可在短时间内如一秒钟之内溶解或膨胀包含在墨粉中的 树脂。进一步,饱和脂族酯可减少提供在记录介质上的墨粉的粘性。 据推断这是由于饱和脂族酯在溶解的或膨胀的墨粉表面形成油膜。
在本发明的定影液中,饱和脂族酯优选地是由通式R1COOR2表示 的化合物,其中R1表示C11-C14烷基,和R2表示C1-C6的直链或支 链烷基。当R1和R2的碳原子数目小到在这些各自优选范围之外时,产 生气味。当其数目大到在这些各自优选范围之外时,树脂软化能力降 低。换句话说,在饱和脂族酯是由通式R1COOR2表示的化合物、其中 R1表示C11-C14烷基和R2表示C1-C6的直链或支链烷基的情况下,可 改进包含在墨粉中的树脂的溶解或膨胀。而且,优选地由上面通式 R1COOR2表示的化合物具有10或更小的气味指数,因为,如果这样, 化合物既没有使人不愉快的气味也没有刺激性气味。
--脂族一元羧酸酯--
脂族一元羧酸酯的例子包括十二烷酸乙酯、十二烷酸己酯、十三 烷酸乙酯、十三烷酸异丙酯、十四烷酸乙酯和十四烷酸异丙酯。注意, 这些脂族一元羧酸酯中的许多可溶于油性溶剂但是不溶于水。因此, 在包含水性溶剂的定影液是使用脂族一元羧酸酯制备的情况下,作为 下述溶解助剂的乙二醇可包括在定影液中以便它为溶解形式或微乳状 液形式。
--脂族二元羧酸酯--
脂族酯可以是脂族二元羧酸酯。在脂族酯是脂族二元羧酸酯的情 况下,在墨粉中包含的细微树脂颗粒可在较短时间内溶解或膨胀。在 例如60ppm(每分钟页数)左右高速打印时,提供定影液给在记录介质 上的未定影墨粉和墨粉被定影到记录介质的时间长度优选地为1秒或 更短。在脂族酯是脂族二元羧酸酯的情况下,提供定影液给在记录介 质上的未定影墨粉或类似物和墨粉或类似物定影到记录介质的时间长 度可以是0.1秒或更短。进一步,因为添加非常少量的液体增塑剂可溶 解或膨胀包含在墨粉中的细微树脂颗粒,所以可减少在定影液中包括 的液体增塑剂的量。
在本发明的定影液中,脂族二元羧酸酯优选地是由通式 R3(COOR4) 2 表示的化合物,其中R3是C3-C8亚烷基和R4是C3-C5直 链或支链烷基。当在R3和R4中包含的碳原子数目小到在这些各自优 选范围之外时,产生气味。当其数目大到在这些各自优选范围之外时, 树脂软化能力降低。
在脂族二元羧酸酯是由通式R3(COOR4) 2 表示的化合物、其中R3是C3-C8亚烷基和R4是C3-C5直链或支链烷基的情况下,可改进包含 在墨粉中的细微树脂颗粒的溶解或膨胀。而且,优选地由通式 R3(COOR4) 2 表示的化合物具有10或更小的气味指数,因为,如果这样, 化合物既没有使人不愉快的气味也没有刺激性气味。
脂族二元羧酸酯的例子包括琥珀酸2-乙基己酯、己二酸二丁酯、 己二酸二异丁酯、己二酸二异丙酯、己二酸二异癸酯、癸二酸二乙酯 和癸二酸二丁酯。注意,这些脂族二元羧酸酯的许多可溶于油性溶剂 但不溶于水。因此,在包含水性溶剂的定影液是使用脂族二元羧酸酯 制备的情况下,作为下述溶解助剂的乙二醇可包括在定影液中以便它 为溶解的形式或为微乳状液形式。
--脂族二羧酸二烷氧基烷基--
在本发明的定影液中,脂族酯优选地是脂族二羧酸二烷氧基烷基。 当脂族酯是脂族二羧酸二烷氧基烷基时,可改进墨粉定影到记录介质。
就包括在本发明定影液中的液体增塑剂而言,脂族二羧酸二烷氧 基烷基优选地是由通式R5(COOR6-O-R7) 2 表示的化合物,其中R5是 C2-C8亚烷基,R6是C2-C4亚烷基和R7是C1-C4烷基。当在R5、R6和R7中包含的碳原子数目小到在这些各自优选范围之外时,产生气味。 当其数目大到在这些各自优选范围之外时,树脂软化能力降低。
在脂族二羧酸二烷氧基烷基是由通式R5(COOR6-O-R7) 2 表示的化 合物、其中R5是C2-C8亚烷基、R6是C2-C4亚烷基和R7是C1-C4烷 基的情况下,可改进包含在墨粉中的树脂的溶解或膨胀。而且,优选 地由通式R5(COOR6-O-R7) 2 表示的化合物具有10或更小的气味指数, 因为,如果这样,化合物既没有使人不愉快的气味也没有刺激性气味。
脂族二羧酸二烷氧基烷基的例子包括二乙氧基乙基琥珀酸酯、二 丁氧基乙基琥珀酸酯、琥珀酸二卡必醇酯如脂肪酸二卡必醇、二甲氧 基乙基乙二酸酯、二乙氧基乙基乙二酸酯、二丁氧基乙基乙二酸酯和 二乙氧基乙基癸二酸酯。在任何这些脂族二羧酸二烷氧基烷基用在水 性溶剂中的情况下,如果必要,乙二醇可作为溶解助剂包括在定影液 中,以便它为溶解形式或为微乳状液形式。
进一步,由下面通式(A)表示的化合物——显示为具有与那些脂族 二羧酸二烷氧基烷基结构类似的化合物,在它们的分子中具有高比例 的醚基团。因此,这些化合物在作为稀释剂的水中的溶解度非常高, 所以使用任何这些化合物可产生包括高浓度液体增塑剂的定影液。
R8(COO-(R9-O) n -R10) 2                通式(A)
在通式(A)中,n表示1到3的整数,R8表示C2-C8亚烷基,R9表 示C1-C3亚烷基和R10表示C1-C4烷基。
由上面通式(A)表示的化合物的例子包括二乙氧基乙氧基乙基琥 珀酸酯(也称为“琥珀酸二卡必醇酯”)、二乙氧基乙氧基乙基乙二酸酯、 二甲氧基乙氧基乙基琥珀酸酯和二甲氧基甲氧基丙基琥珀酸酯。
-碳酸酯-
作为液体增塑剂的例子提到的碳酸酯包括丙三醇1,2-碳酸酯、4- 甲氧基甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、环酯如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯等。
除了上述那些,酯化合物的例子还包括柠檬酸酯如柠檬酸三乙酯、 乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯;通过酯化乙 二醇产生的化合物如二乙酸乙二醇酯、二乙酸二甘醇酯和二乙酸三甘 醇酯;和通过酯化丙三醇产生的化合物,如甘油一乙酸酯、甘油二乙 酸酯和甘油三乙酸酯。
液体增塑剂优选地占定影液的按质量计0.5%到按质量计50%,更 优选地按质量计5%到按质量计40%。当液体增塑剂占按质量计小于 0.5%时,可能不能获得足够的溶解或膨胀包含在墨粉中细微树脂颗粒 的效果。当液体增塑剂占按质量计大于50%时,包含在墨粉中的树脂 的流动性不能长时间降低,且定影墨粉层可能具有粘性。
<发泡剂>
包括在定影液中的发泡剂没有特别限定,只要其使定影液处于泡沫 形式。发泡剂可实现良好的发泡性和泡沫稳定性。发泡剂的实例包括 饱和或不饱和脂肪酸盐、硫酸单烷基酯、硫酸烷基聚氧乙烯、磺酸酯 例如烷基苯磺酸酯、和以磷酸酯例如磷酸单烷基酯为例的阴离子表面 活性剂。
-脂肪酸盐-
在作为实例示出的这些发泡剂中,就泡沫稳定性方面而言,脂肪酸 盐是最好的,并且最适合用于定影液的发泡剂。
在脂肪酸盐中,优选脂肪酸钠盐、脂肪酸钾盐和脂肪酸胺盐,特别 是脂肪酸胺盐。产生这些脂肪酸盐的方法没有特别限定。例如,可以 通过加热水、加入脂肪酸、然后加入三乙醇胺并伴随搅拌加热一定的 时间段,以便实现皂化反应,来生产脂肪酸盐。此时,将脂肪酸与三 乙醇胺的摩尔比调节到1∶0.5到1∶0.9的范围内,以便脂肪酸的比例更 高。通过这样做,在皂化后,未反应的脂肪酸保留,并且脂肪酸和脂 肪酸胺盐在定影液中混合。该过程也可通过使用钠盐或钾盐代替进行。
可用作发泡剂的不饱和脂肪酸盐不特别限定;然而,优选不饱和脂 肪酸盐,其每个具有18个碳原子和1到3个双键。其具体的实例包括 油酸酯、亚油酸酯和亚麻酸酯。四个或更多个双键的存在引起大的反 应性,因此当定影液静置时,其稳定性差。基于不饱和脂肪酸的这些 不饱和脂肪酸盐可以单独地或组合地用作发泡剂。同样,饱和脂肪酸 盐和不饱和脂肪酸盐可以混合在一起,因此用作发泡剂。
液体增塑剂具有强的消泡作用,并且定影液的发泡性和泡沫稳定性 随定影液中液体增塑剂浓度的增加而降低,这使发泡困难,并引起泡 沫立刻破裂。因此,可能不能获得具有低泡沫密度的泡沫定影液。
在消除当定影液中液体增塑剂浓度增加时发生的发泡性降低的尝 试中,已经用多种类型和浓度的阴离子表面活性剂作为因素产生多种 样品。结果,已经发现使用具有12到18个碳原子的脂肪酸盐作为发 泡剂并且在定影液中包含具有12到18个碳原子的脂肪酸使得即使当 液体增塑剂浓度高时防止定影液的发泡性降低成为可能。这使提供稳 定的泡沫定影液成为可能。
这里,对于包含在定影液中的发泡剂,脂肪酸盐中包含的碳原子数 优选在12到18的范围内,这是因为与仅仅水发泡的情况相比,可以 获得优良的发泡性。脂肪酸盐的具体实例包括月桂酸盐(碳原子数:12)、 肉豆蔻酸盐(碳原子数:14)、十五酸盐(碳原子数:15)、棕榈酸盐(碳原 子数:16)、十七酸盐(碳原子数:17)和硬脂酸盐(碳原子数:18)。
下面解释与脂肪酸盐组合使用作为发泡剂的液体增塑剂和脂肪酸 的作用。在酯化合物用作液体增塑剂的情况中,酯化合物在其化学结 构中具有酯基(一个或多个),并且脂肪酸在其化学结构中具有羰基(一 个或多个)。从该点推断液体增塑剂的酯基(一个或多个)和脂肪酸的羰 基(一个或多个)在定影液中显示电作用,这引起分子之间的键合作用, 从而增加作为定影液性质的发泡性和泡沫稳定性。
对于可用作发泡剂的C12-C18脂肪酸盐,具有较少碳原子数的那些 发泡性方面是优良的但在泡沫稳定性方面差,而具有较大碳原子数的 那些在发泡性方面较差,但是在泡沫稳定性方面优异。因此,尽管这 些脂肪酸盐可单独使用,但是优选混合含有不同碳原子数并且属于 C12-C18脂肪酸盐的多种脂肪酸盐。对于混合比,优选混合物含有大 部分肉豆蔻酸盐(碳原子数:14)和小部分月桂酸盐(碳原子数:12)和硬 脂酸盐。在脂肪酸盐中的质量比,即,月桂酸盐与肉豆蔻酸盐与棕榈 酸盐与硬脂酸盐的质量比的具体适当实例包括下列:0∶6∶3∶1、0∶4∶3∶1、 1∶5∶3∶1和1∶4∶4∶1。
包括在定影液中的发泡剂优选占定影液的按质量计0.1%到按质量 计20%,更优选按质量计0.5%到按质量计10%。当发泡剂占按质量计 小于0.1%时,存在发泡性缺陷。当发泡剂占按质量计大于20%时,定 影液的粘度增加,因此发泡性可能减少。
当定影液包括含有与用作发泡剂的脂肪酸盐相同的碳原子数的脂 肪酸时,即使当液体增塑剂浓度高时,发泡性和泡沫稳定性也可以保 持。当液体增塑剂的浓度小于按质量计10%时,即使没有包含脂肪酸, 发泡性也没有问题。然而,当液体增塑剂浓度为按质量计10%或更高 时,特别是按质量计30%或更高时,脂肪酸盐单独几乎不能使定影液 发泡,因此可能降低发泡性。即使发泡性降低,包含含有与脂肪酸盐 相同碳原子数得脂肪酸使保持发泡性成为可能。
然而,应该注意,当脂肪酸含量非常高时,作为发泡剂的脂肪酸盐 的比例降低,因此可能再次存在发泡性降低的问题。在这样的情况中, 对于优良的发泡性,脂肪酸盐的摩尔数可以等于或大于脂肪酸的摩尔 数,并且脂肪酸与脂肪酸盐的比可以设定在5∶5到1∶9的范围内。
除了脂肪酸盐与含有相同碳原子数的脂肪酸的组合,可以使用含有 不同碳原子数的脂肪酸盐与脂肪酸的组合(例如,肉豆蔻酸胺作为脂肪 酸盐和硬脂酸作为脂肪酸的组合、或棕榈酸钾作为脂肪酸盐和硬脂酸 作为脂肪酸的组合),只要这些不同的数字在12到18的范围内。当含 有12到18个碳原子的脂肪酸被包含在定影液中时,即使高浓度液体 增塑剂包含在定影液中,发泡性没有降低,可以保证优良的泡沫稳定 性,并且能得到非常低密度发泡。
同样,鉴于防止发泡性降低,其他阴离子表面活性剂(例如硫酸烷基 醚(AES))可用作发泡剂,其中在发泡剂中包含C12-C18脂肪酸。
对于表面活性剂,使用非离子表面活性剂是适当的,因为先前施加 的溶液到纸或墨粉层的渗透可以被提高。非离子表面活性剂的优选实 例包括聚氧乙烯烷基醚和炔表面活性剂。作为聚氧乙烯烷基醚,其具 体实例包括聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯烷基(12-14)醚(12E.O.)和聚氧乙 烯烷基(12-14)醚,更具体地说BT-12,由Nikko Chemicals Co.,Ltd.生产, 等。作为炔表面活性剂,其具体实例包括乙炔乙二醇,更具体地说 OLFINE 1010和OLFINE 4051F,由Nissin Chemical Industry Co.,Ltd 生产。
<稀释剂>
包含在本发明定影液中的稀释剂没有特别限定,只要其含有水。其 优选的实例包括水、和通过将醇等加入到水中制备的水性溶剂。水没 有特别限定;然而自来水含有大量杂质例如钙离子和镁离子,所以优 选这些金属离子已经除去至某种程度的水。水的实例包括净化水,例 如离子交换水、超滤的水、反渗透水和蒸馏水;以及超纯水。
在水性溶剂用作稀释剂的情况中,可以加入表面活性剂,并且特别 优选地是,调节定影液的表面张力至20mN/m到30mN/m的范围内。 醇的优选实例包括一元醇例如鲸蜡醇;和多元醇例如乙二醇、二甘醇、 三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、双丙甘醇、三丙二醇、1,3-丁二醇和甘油。 因为在泡沫定影液中的泡沫稳定性可以提高并且可以防止气泡轻易地 破裂,所以这些化合物是优选的。包含任何一元醇或多元醇产生防止 介质例如纸卷曲的效果。
也优选的是,稀释剂含有油组分以形成O/W乳剂或W/O乳剂,其 目的是提高渗透性和防止介质例如纸卷曲。油组分可选自本领域已知 的多种材料。在稀释剂含有油组分的情况中,可使用分散剂形成乳剂。 用于形成该乳剂的分散剂可选自本领域已知的多种材料;然而,优选 失水山梨糖醇脂肪酸酯例如失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇单 硬脂酸酯和失水山梨糖醇倍半油酸酯;和蔗糖酯例如蔗糖月桂酸酯和 蔗糖硬脂酸酯。
使用分散剂分散乳剂形式的定影液的方法不特别限定,并可选自本 领域已知的多种方法。其实例包括使用旋转刮刀进行机械搅拌的工具 ——例如均相混合机(homomixer)或均化器(homogenizer)——的方 法,和使用施加振动的工具——例如超声均化器——的方法。在这些 之中,优选在定影液中对增塑剂(一种或多种)施加强剪切力的方法。
<细微树脂颗粒>
细微树脂颗粒的结构和材料不特别限定,只要它们为树脂的微粒形 式。同样地,可以使用细微树脂颗粒形成任何类型的电子照相墨粉, 并且可以是含有传导元件(一个或多个)的细微树脂颗粒。
对于细微树脂颗粒,当与本发明的定影液组合使用时,用于电子照 相过程中的墨粉被最有效地定影。
在本发明中,墨粉不特别限定只要其含有细微树脂颗粒。例如,墨 粉可包括着色剂、电荷控制剂、粘结剂用树脂和防粘剂(release agent), 并且如有必要可包括其他的组分(一种或多种)。
着色剂不特别限定,并且根据预定目的,可适当地选自本领域已知 的染料和颜料。
电荷控制剂不特别限定,并且可根据预定目的适当地选自本领域已 知的电荷控制剂。其实例包括三苯甲烷染料、钼酸螯合物颜料、若丹 明染料、烷氧基胺、季铵盐(包括氟改性的季铵盐)、烷基酰胺、磷、磷 化合物、钨、钨化合物、氟基活化剂、水杨酸的金属盐和水杨酸衍生 物的金属盐。这些可单独或组合使用。
粘结剂用树脂不特别限定,并且可根据预定目的适当地选择。其实 例包括聚苯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸共聚物和聚酯树脂。在这些之中, 每个含有氧化乙烯基团或氧化丙烯基团的聚酯树脂是优选的。作为每 个含有氧化乙烯基团的聚酯树脂,就与定影液的亲和性而言,特别优 选多元醇聚酯树脂。在使用的聚酯树脂含有任何这些取代基并且固体 增塑剂含有对该聚酯树脂的取代基具有亲和性的官能团的情况中,官 能团和取代基之间的相互作用使固体增塑剂进入组成墨粉树脂的分子 之间。结果,所谓的共混聚合物状态在固体增塑剂和树脂之间产生, 当固体增塑剂软化或膨胀至少一部分的细微树脂颗粒例如墨粉颗粒 时,这是有效的。
防粘剂不特别限定,并且可根据预定目的适当地选择。其实例包括 蜡例如巴西棕榈蜡和聚乙烯。
其他组分(一种或多种)不特别限定,并且可根据预定目的适当地 选择。其实例包括外部添加剂、流动性改进剂、清洁改进剂、磁性材 料和金属皂。
同样地,通过将疏水微粒例如含甲基疏水硅石或疏水二氧化钛微粒 牢固地固定到墨粉颗粒表面,墨粉优选地经受防水处理。
<发泡>
通过下述预确定单元使本发明的定影液表现为泡沫形式,并如此使 用。通过使定影液表现为泡沫形式,定影液的表面张力和内流之间的 良好平衡可被保持,如参考图10A和10B描述的,从而使黏脏难以发 生。这里,本发明的定影液的表面张力优选在20mN/m到30mN/m的 范围内,如上所述。
泡沫形式的本发明的定影液优选对经受防水处理的墨粉颗粒具有 足够的亲和性。这里,术语“亲和性”指当液体与固体接触时,表面 上散布的液体引起的固体表面润湿的程度。换句话说,泡沫形式的定 影液优选显示对经受防水处理的墨粉足够的润湿性。经受用疏水微粒 例如疏水硅石或疏水二氧化钛微粒防水处理的墨粉表面覆盖有在疏水 硅石或疏水二氧化钛颗粒表面上存在的甲基基团,并且具有大约20 mN/m的表面能。实际上,尽管经受防水处理的墨粉表面不完全地覆盖 有疏水微粒,所以经受防水处理的墨粉的表面能估计为大约20mN/m 到大约30mN/m。因此,为了使泡沫形式的定影液对防水墨粉具有亲 和性(足够的润湿性),优选泡沫形式的定影液的表面张力在20mN/m 到30mN/m的范围内。
<记录介质>
用于本发明的记录介质不特别限定,只要组成墨粉等的细微树脂颗 粒可定影于其上。特别地,记录介质优选地具有对定影液的渗透性。 在介质的基底不具有液体浸透性的情况中,介质优选包括在基底上的 液体可渗透层。记录介质的形式不特别限定,并且记录介质可以是具 有平面(一个或多个)和/或曲面(一个或多个)的三维物体形式,以 及可以是片形式。例如,记录介质可以是介质例如纸,其中透明的细 微树脂颗粒均匀地定影到介质,以便保护其表面(所谓的清漆涂层)。用 于记录介质的材料不特别限定,并且可根据预定目的适当地选择。其 实例包括纸、布等通常使用的纤维;包括液体可渗透层的塑料膜例如 OHP片、金属、树脂和陶瓷。
<其他组分(一种或多种)>
<<溶解助剂>>
本发明的定影液可包含用于将液体增塑剂溶解在定影液中的溶解 助剂。溶解助剂不特别限定,只要其可以溶解液体增塑剂。其实例包 含多元醇。这些多元醇以乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二 醇、双丙甘醇、三丙二醇、1,3-丁二醇和甘油为例。在这些之中,丙二 醇和双丙甘醇是优选的,这是因为即使当液体增塑剂具有高浓度时, 它们也可以溶解液体增塑剂,并且它们没有降低发泡剂的发泡性。对 于定影液中包含的任意这些多元醇的数量,优选其占定影液的按质量 计1%到按质量计30%。当其占按质量计大于30%时,因为可能存在发 泡性降低,所以它的使用可能是不适合的。当其占按质量计小于1%时, 随着定影液中液体增塑剂浓度增加,液体增塑剂可能难以溶解在作为 稀释剂的水中。
<<泡沫促进剂>>
本发明的定影液表现为泡沫形式,并且用作后述用于定影细微树脂 颗粒的泡沫定影液。如果当泡沫定影液被迫进入施加接触夹紧部分处 的微粒层例如墨粉层并且从而渗透通过该层时,气泡破裂,那么渗透 被阻碍。因此,本发明的定影液可进一步包含用于抑制这样的现象并 提高泡沫稳定性的泡沫促进剂。泡沫促进剂不特别限定;然而其优选 为脂肪酸链烷醇胺,其中就泡沫稳定性而言,脂肪酸链烷醇胺(1∶1)型 是特别优选的。泡沫促进剂优选地占定影液的按质量计0.01%到按质量 计3%。
(定影方法和定影设备)
本发明的定影方法包括泡沫定影液产生步骤、层厚度调节步骤和泡 沫定影液提供步骤。如有必要,该定影方法可进一步包括其他的步骤 (一个或多个)。
本发明的定影设备包括泡沫定影液产生单元、泡沫定影液提供单元 和层厚度调节单元。如有必要,定影设备可进一步包括其他的单元(一 个或多个)。
本定影方法可以通过使用本定影设备适当地实行。泡沫定影液产生 步骤可以通过泡沫定影液产生单元适当地进行,层厚度调节步骤可以 通过层厚度调节单元适当地进行,泡沫定影液提供步骤可以通过泡沫 定影液提供单元适当地进行,和其他步骤(一个或多个)可以通过其 他单元(一个或多个)适当地进行。
<泡沫定影液产生步骤和泡沫定影液产生单元>
泡沫定影液产生步骤是使本发明的定影液表现泡沫形式以便产生 泡沫定影液的步骤。该步骤可以通过泡沫定影液产生单元适当地进行。
在本发明中——如图1所示,通过泡沫定影液产生单元制造定影液, 泡沫定影液14(其为泡沫形式),可降低定影液的体积密度和增加施胶 辊11上定影液层的厚度。此外,因为定影液的表面张力引起的作用可 以被减小,可防止细微树脂颗粒黏脏到施胶辊11。
这里,参考附图解释传统定影设备中黏脏的发生。图10A和10B 是示出传统定影设备中黏脏发生的示意图。图10B是图10A的部分放 大图。参考这些附图,当定影液层84处于液体形式时,强表面张力沿 着施胶辊81表面作用于施胶辊81上形成的定影液层84的液面上。同 样地,在施胶辊81上的定影液层的内部,存在在施胶辊移动方向上上 升的内流。因此,当施胶辊81上的定影液层与墨粉层一样厚或比墨粉 层薄时,表面张力以拉未定影墨粉层83朝向施胶辊81表面的方式强 作用,并且内流以将墨粉沿施胶辊表面运输的方式作用。因此,未定 影的墨粉粘附或粘住施胶辊81,从而引起墨粉黏脏。当施胶辊81上定 影液层比墨粉层厚两倍或更多倍时,液体表面张力的作用和墨粉上的 内流减少。因此,当施胶辊81上定影液层厚时,墨粉黏脏减少。换句 话说,均匀施用定影液——其防止细微树脂颗粒黏脏——需要增加施 胶辊81表面上定影液层的厚度至某种程度。同时,介质上细微树脂颗 粒层上定影液的量越少(在其施用之后),在增强定影反应性、减少触摸 到的残余液体量和防止卷曲方面可以获得的效果越大。这意味着定影 液的质量优选小。为了满足这样的条件——当施用定影液时,定影液 层是厚的并且体积大,和在施用后介质上定影液的质量是小的,定影 液的密度应该是小的。因此,即使在施用时,定影液层体积是大的, 所施用的定影液的质量也可以实际上减少。
在本发明中,通过使用上述结构,定影时细微树脂颗粒的黏脏可以 被防止,例如在图1中所示。
在根据本发明的定影方法和定影设备中,泡沫定影液产生步骤和泡 沫定影液产生单元不特别限定,只要它们可以使本发明的定影液表现 为泡沫形式,并从而产生泡沫定影液。以下解释泡沫定影液产生步骤 和泡沫定影液产生单元的一个方面,参考图3。
图3是示出在本发明的定影设备中提供的泡沫定影液产生单元的结 构的示意图。图3中示出的泡沫定影液产生单元30包括用于储存以本 发明的定影液为例的液体定影液32的定影液容器31、用于运输液体定 影液32的液体输送管34、用来获得运输液体定影液的驱动力的输送泵 33、其中气体和液体一起混合的气体液体混合部分35和其中液体定影 液32表现泡沫形式并因此获得期望的泡沫定影液的泡沫产生部分38。
通过输送泵33的驱动力在定影液容器31中储存的液体定影液32 以液体形式输送通过液体输送管34,并被送至气体液体混合部分35。 输送泵不特别限定,只要其能够以液体形式输送液体定影液。其实例 包括管式泵、齿轮泵和波纹管式泵(bellows pumps),优选管式泵。当存 在振动机构或旋转机构例如齿轮泵时,定影液在泵内部发泡,定影液 被压缩,并因此可能减少输送能力。此外,机构的部件等可能涂污定 影液,或相反地,定影液可能降解机构的部件等。同时,管式泵是这 样的机构,其压出管中液体,同时使该管的机构变形,以便该管是唯 一的与定影液接触的元件,因此使用对定影液抗性的元件使防止涂污 定影液和降解泵部件成为可能。同样地,因为仅管变形发生,所以定 影液不发泡,并因此可能防止输送能力下降。
气体液体混合部分35装备有空气入口36。随着液体流动,在空气 入口36处产生负压,气体从空气入口36引入到气体液体混合部分35, 并且液体和气体混合在一起。进一步,通过使气体-液体混合物通过多 孔板37,可能产生具有均匀直径的大气泡。孔径优选在30微米100 微米的范围内。不必一定使用图3中示出的多孔板37;可以使用具有 连续的气泡结构的任何多孔元件;或也可以使用烧结陶瓷板、无纺布 或泡沫树脂片(每个具有30微米100微米的孔径)。产生大气泡的其他 优选方法包括其中从输送泵供应的液体定影液和从空气入口引入的空 气用刮刀样搅拌器搅拌的方法,其允许气泡与液体混合,并且因此产 生大气泡;和其中使用供气泵等使发泡在从输送泵供应的液体定影液 上进行,以便产生大气泡。
接下来,与空气混合的液体定影液32被送至泡沫产生部分38,在 那里获得期望的泡沫定影液。在泡沫产生部分38中,将剪切力施加于 与空气混合的液体定影液32,并且将每个大气泡分成两个或更多个气 泡。泡沫产生部分38的结构不特别限定,只要进行这类加工。例如, 可以使用下列结构:存在闭合的双筒,其中内筒是可旋转的,大气泡 形式的定影液由外筒的一部分供应,并且当定影液通过外筒和旋转内 筒之间的间隙(其用作流动路程)时,定影液承受旋转内筒产生的剪切 力。通过该剪切力将大气泡转换为小气泡,并且具有期望小气泡直径 的泡沫定影液可以从外筒中提供的泡沫出口获得。另外,通过在内筒 中提供螺旋槽,可以增加圆筒内的溶液输送能力。
只要定影液在施加到介质例如纸上的细微树脂颗粒层例如墨粉层 上时处于泡沫形式,那么其是令人满意的。因此,在定影液容器内, 定影液不需要处于泡沫形式。优选如此结构:其中在定影液容器内定 影液是没有气泡的液体,并且当从该容器供应时或者通过溶液输送通 路然后提供到细微树脂颗粒层时,通过某一单元表现为泡沫形式。这 是因为大的优点——即容器大小减少——可以通过使用其中定影液在 定影液容器为液体并在离开容器后呈现泡沫形式的结构,来实现。
本发明的定影液表现泡沫形式,并且根据定影的细微树脂颗粒层的 厚度,在泡沫定影液提供单元的表面上,以下述方式,相对于记录介 质的整个表面调节泡沫定影液形成的泡沫定影液层的厚度。例如,在 细微树脂颗粒构成墨粉的情况中,彩色图像和黑白字母/字符在记录介 质上以混合方式存在,如果具有相同厚度的泡沫定影液被提供在记录 介质的整个表面上,那么可能存在下列部分缺陷:定影失败和/或缺少 一部分图像可发生在厚墨粉层例如彩色照相图像,并且打印对象可由 于黑白字母/字符上产生的粘性而彼此粘附。
一般而言,在大气泡直径为大约0.5mm到大约1mm的情况下, 大气泡可以相对容易地通过简单搅动等产生。这样的大气泡可以在数 秒内产生(也许小于0.1秒)。作为注意气泡(具有大于期望直径的直径和 具有允许气泡视觉上观察到的大小)可以容易地产生和迅速地获得的事 实以及认真地检测从大气泡迅速产生小气泡(直径大约5微米到大约50 微米)的方法的结果,已经发现下述:与从液态产生小气泡的方法相比, 当通过施用剪切力将大气泡分成小气泡,期望大小的小气泡可以迅速 地产生。应该注意,泡沫定影液产生单元30的结构适于实现上述。
通过这样组合大气泡产生部分(在那里液体定影液转换为具有大气 泡直径的溶液)和小气泡产生部分(在那里对大气泡施用剪切力以便产 生小气泡),可能在非常短的一段时间内从该液体定影液产生具有5微 米到50微米小气泡直径的泡沫定影液。
特别是在其中细微树脂颗粒具有大约5微米到大约10微米的平均 粒径的情况中,如果泡沫定影液14将被提供到记录介质12上的细微 树脂颗粒层13而没有干扰细微树脂颗粒层13,那么泡沫定影液14的 气泡直径范围优选在5微米到50微米。顺便地说,如图2中所示,形 成具有气泡22的泡沫定影液20同样地包括将气泡22彼此分开的液体 膜边界21。
<层厚度调节步骤和层厚度调节单元>
层厚度调节步骤是调节泡沫定影液层的厚度以便具有期望厚度的 层在泡沫定影液提供单元的接触表面上形成的步骤。该步骤可以通过 层厚度调节单元适当地进行。
层厚度调节单元不特别限定,只要具有期望厚度的泡沫定影液层可 以在泡沫定影液提供单元的接触表面上形成,并且层厚度调节单元可 以根据预定目的适当地选择。其实例包括层厚度调整刮刀以及刮刀与 施胶辊的组合。层厚度调节步骤和层厚度调节单元的方面将在后面描 述。
<泡沫定影液提供步骤和泡沫定影液提供单元>
泡沫定影液提供步骤是提供形成的具有期望厚度的泡沫定影液层 到介质上细微树脂颗粒层的步骤。该步骤可以通过泡沫定影液提供单 元适当地进行。
图4A和4B是示例性示出本发明定影设备中层厚度调节单元和泡 沫定影液提供单元的示意性结构图。根据本发明的定影设备40——图 4A所示——包括施胶辊41,其用于给构成墨粉等的细微树脂颗粒形成 的细微树脂颗粒层(墨粉颗粒层)提供具有期望小气泡的泡沫定影液,所 述小气泡通过泡沫定影液产生单元30产生;层厚度调整刮刀42作为 层厚度调节单元,其根据记录介质上未定影的墨粉层的厚度调节施胶 辊表面上泡沫定影液(具有期望小气泡)层的厚度,并且从而以最优化方 式调节泡沫定影液层厚度;和加压辊43,其以便面对施胶辊41的方式 放置。在其表面上具有未定影墨粉(其含有细微树脂颗粒)的记录介质通 过由施胶辊41和加压辊43形成的夹紧部分。通过层厚度调整刮刀42 调节泡沫定影液产生单元30产生的泡沫定影液层的厚度,从而将具有 期望厚度的泡沫定影液层置于施胶辊41上。如此在施胶辊41上形成 的泡沫定影液层与记录介质(具有未定影墨粉)同步通过夹紧部分提供 到未定影墨粉上。
图4B是以放大方式示出施胶辊41和层厚度调整刮刀42的示意图。 使用层厚度调整刮刀42(其是层厚度调节单元),根据记录介质上未定 影墨粉层的厚度,将泡沫定影液层在施胶辊41(其构成泡沫定影液提供 单元)上形成。通过层厚度调整刮刀42,相对于泡沫定影液的气泡大小 和泡沫粘度、施用的挤压力和泡沫定影液渗透通过未定影墨粉层的时 间长度(其与未定影墨粉层厚度相关),最优化泡沫定影液层的厚度。如 上所述,具有期望小气泡的泡沫定影液通过包括大气泡产生部分(在那 里产生大气泡)和小气泡产生部分(在那里通过剪切力将大气泡分开以 产生小气泡)的泡沫定影液产生单元30而产生。然后,将泡沫定影液从 溶液供应口以通过施胶辊41和作为层厚度调节单元的层厚度调整刮刀 42之间的方式逐滴施加。
如在图5A和5B中所示,使用层厚度调整刮刀42调节施胶辊上泡 沫定影液层的厚度,其中在施胶辊41层与厚度调节刮刀42之间形成 间隙。当层厚度如图5A中所示减少时,可以使间隙变狭窄。当层厚度 如图5B中所示增加时,间隙可以加宽。使用在层厚度调整刮刀42末 端提供的可驱动旋转轴调节间隙。泡沫定影液层的厚度可以以最优化 方式调节,例如相对于墨粉层厚度、环境温度、泡沫定影液的气泡大 小和泡沫粘度、施加的挤压力和泡沫定影液渗透通过未定影墨粉层的 时间长度(其与未定影墨粉层的厚度相关)。
构成泡沫定影液提供单元的施胶辊的形状、结构、大小和材料不特 别限定,只要它能够提供泡沫定影液;然而优选地,施胶辊在其表面 至少一部分上具有弯曲部分。
层厚度调整刮刀可以是绕线棒(wire bar)以及图5A和5B中示出 的层厚度调整刮刀。可以使用绕线棒调节施胶辊上泡沫定影液层的厚 度,并如上所述通过包括大气泡产生部分(在那里产生大气泡)和小气泡 产生部分(在那里通过剪切力将大气泡分开以产生小气泡)的泡沫定影 液产生单元,产生泡沫定影液。然后,将泡沫定影液从溶液供应口以 通过层厚度调节绕线棒和施胶辊之间的方式逐滴施加。通过使用绕线 棒作为层厚度调节单元,关于轴方向的施胶辊表面上泡沫定影液的层 的均匀性比在使用刮刀的情况中改善更多。
泡沫定影液的体积密度优选在大约0.01g/cm3到大约0.1g/cm3的范 围内。为了使当定影液附着于记录介质表面上时,在记录介质表面上 感到残余液体是不可能的,体积密度优选在0.01g/cm3到0.02g/cm3的 范围内。图4A和4B中示出的提供单元例如施胶辊41的接触表面上 的定影液的泡沫层必须比记录介质上微粒层厚(以便用泡沫定影液填充 微粒层中的间隙),并且泡沫层厚度优选在50μm到80μm的范围内。 为了使当定影液附着于记录介质表面上时,在记录介质表面上感到残 余液体(润湿)是不可能的,记录介质每单位面积附着的定影液的量优选 为0.1mg/cm2或更少。因此,泡沫定影液的体积密度优选地在0.0125 g/cm3到0.02g/cm3的范围内。
图6是示出根据本发明实施方式的定影设备结构的示意性结构图。 在根据图6示出的实施方式的定影设备40中,加压辊43可包括弹性 多孔元件(在下文中也称为“海绵材料”)作为弹性层。有必要定时夹 紧以便在泡沫定影液渗透通过细微树脂颗粒层并到达介质例如纸后, 施胶辊和细微树脂颗粒层(例如墨粉层)彼此分开。就这一点,包括海绵 材料的加压辊43是优选的,这是因为其使保持夹紧时间在50毫秒到 300毫秒的范围内成为可能,并且其可用弱挤压力大大地变形。
这里,夹紧时间可以通过下列方程计算:夹紧时间=夹紧宽度/纸输 送速度。纸输送速度可以从关于纸输送驱动机构的设计数据计算。夹 紧宽度可如下计算:没有干燥的着色颜料薄薄地施用到施胶辊的整个 表面,将记录介质夹在施胶辊41和加压辊43(其面向施胶辊41)之间, 然后加压(没有允许这些辊旋转),将着色颜料粘着到记录介质,并最后 测量相对于纸输送方向的记录介质上着色部分(通常为矩形形状)的长 度作为夹紧宽度。
通过根据记录介质的输送速度调节夹紧宽度,使夹紧时间等于或大 于泡沫定影液渗透通过墨粉层的时间长度是必要的。在图6中示出的 实施方式中,使用海绵材料作为加压辊43的弹性层使改变施胶辊41 的轴和加压辊43之间的距离更容易,并从而根据记录介质的输送速度 改变夹紧宽度。对于加压辊43,可使用弹性橡胶代替海绵材料。然而, 海绵材料是优选的,这是因为其可用弱于弹性橡胶可以变形的力进行 变形,并且可以保证大的夹紧宽度,而不会使施胶辊41的挤压力过高。
在定影液中,包括液体增塑剂,这样如果定影液附于包括海绵材料 的加压辊,则可出现例如海绵材料软化的缺陷。因此,海绵材料优选 包括在液体增塑剂存在下不软化或膨胀的树脂材料。另外,包括海绵 材料的加压辊可以覆盖有柔性薄膜。如果海绵材料是液体增塑剂降解 的材料,那么通过用在液体增塑剂存在下不软化或膨胀的柔性薄膜覆 盖海绵材料,可防止加压辊的降解。海绵材料不特别限定。其实例包 括多孔树脂物体,例如聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺。覆盖海绵材料的柔 性薄膜不特别限定,只要它显示柔性。其实例包括聚对苯二甲酸乙二 酯、聚乙烯、聚丙烯和四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)的膜。
在图6中,如果施胶辊41和包括海绵材料的加压辊43总是彼此接 触,那么当记录介质不输送时,施胶辊41上的泡沫定影液可能附于加 压辊43并涂污加压辊43。为了防止这点,优选介质前端检测单元(没 有示出)在相对于记录介质输送方向——从施胶辊41看——上游某处 提供,并且泡沫定影液在施胶辊41上形成,其时间为响应介质前端探 测信号能够使泡沫定影液仅施用到记录介质前端后的区域。
对于图6中示出的定影设备40,也优选当定影设备40待机时,施 胶辊41和包括海绵材料的加压辊43远离彼此设定,并且仅在运用时 响应来自介质前端检测单元的信号通过驱动机构(没有示出)使施胶辊 41和加压辊43彼此接触。对于图6中示出的定影设备40,也优选检 测记录介质的后端,以及施胶辊41和包括海绵材料的加压辊43响应 介质后端检测信号而彼此分开。
图7是示出根据本发明的实施方式的定影设备另一结构的示意性结 构图。图7中示出的定影设备40使用加压带44代替图6中示出的加 压辊43。通过包括大气泡产生部分(在那里产生大气泡)和小气泡产生 部分(在那里通过剪切力将大气泡分开以便产生小气泡)的泡沫定影液 产生单元30,产生具有期望气泡直径的泡沫定影液,并且使用管等将 泡沫定影液从溶液供应口供应到层厚度调整刮刀42(其为层厚度调节 单元)的供应口。然后,通过调节层厚度调整刮刀42和施胶辊41之间 的间隙并从而调节施胶辊41上的泡沫定影液层的厚度来使泡沫定影液 具有最优化层厚度。用于加压带44的材料可以是例如通过用可分离的 氟树脂例如PFA涂敷基底物体制造的元件,所述基底物体如无缝镍带 或无缝PET锉刀(file)。
当仅仅如描述的使用带时,可能轻易地加宽夹紧宽度。不必一定使 用图7中示出的结构;例如,施胶辊可以改为带,并且加压单元可以 从带改为辊。同时,在施用侧面和增压侧面的至少一个上使用带(一 个或多个)使容易地加宽夹紧宽度和避免施用引起纸褶皱的过多的力 成为可能。进一步,当夹紧时间和纸输送速度相关时,可能增加纸输 送速度并因此能进行高速定影。
墨粉定影设备可以包括一对平滑辊(硬辊),其(在本发明定影液已经 提供给墨粉之后)加压至少一部分已经软化或膨胀的墨粉。通过用一对 平滑辊(硬辊)加压至少一部分已经软化或膨胀的墨粉,可能使墨粉层的 表面平滑,并且给予墨粉光泽。进一步,通过迫使墨粉(其至少一部分 已经软化或膨胀)进入记录介质,可能提高墨粉到记录介质的定影。 <其他步骤(一步或多步)或其他单元(一个或多个)>
<<加热步骤和加热单元>>
根据本发明的定影方法和定影设备可分别进一步包括加热步骤和 加热单元,从而加热提供有泡沫定影液的细微树脂颗粒层。加热步骤 和加热单元中的加热温度不特别限定,只要可以获得充足的定影性质; 然而,加热温度优选在50℃到100℃的范围内。当加热温度低于50℃ 时,可能存在定影缺陷。当加热温度高于100℃时,就能耗方面而言, 其是不经济的。
加热单元的形式可适当地选择,只要可以实行上述方面。例如,加 热单元可以为辊的形式。在加热单元由辊(一个或多个)形成的情况 中,加热单元可以包括例如加压辊46和加压辊48,其中在接触待被定 影的物质的辊中提供加热介质例如红外加热器47,如图8所示。
(图像形成方法和图像形成装置)
本发明的图像形成方法包括静电潜像形成步骤、显影步骤、转印步 骤和定影步骤。如有必要,图像形成方法可进一步包括根据预定目的 适当选择的其它步骤(一个或多个),例如电荷消除步骤、清洁步骤、 再循环步骤、控制步骤等。
本发明的图像形成装置包括静电潜像承载元件、静电潜像形成单 元、显影单元、转印单元和定影单元。如有必要,图像形成装置可进 一步包括根据预定目的适当选择的其它单元(一个或多个),例如电荷 消除单元、清洁单元、再循环单元、控制单元等。
本发明的图像形成方法可以通过使用本发明的图像形成装置适当 地实行。静电潜像形成步骤可以通过静电潜像形成单元适当地进行, 显影步骤可以通过显影单元适当地进行,转印步骤可以通过转印单元 适当地进行,定影步骤可以通过定影单元适当地进行,和其它步骤(一 个或多个)可以通过其它单元(一个或多个)适当地进行。
<静电潜像形成步骤>
静电潜像形成步骤是在静电潜像承载元件上形成静电潜像的步骤。 静电潜像承载元件的材料、形状、结构、大小等(在下文中也称为“光 导鼓”、“光电导体”或“图像承载元件”)不特别限定,并且可从本领 域已知的那些中适当地选择。形状的适当实例包括鼓样形状。至于材 料,光电导体可以是例如,包括非晶硅、硒等的无机光电导体或包括 聚硅烷、酞聚甲炔(phthalopolymethine)等的有机光电导体。在这些材料 之中,非晶硅和类似物是特别优选的,这是因为光电导体的寿命长。
静电潜像可以通过例如均匀地充电静电潜像承载元件的表面,然后 曝光该表面成像而形成,其可以通过静电潜像形成单元适当地进行。 例如,静电潜像形成单元至少包括配置用于对图像承载元件表面进行 均匀充电的充电设备,和配置用于曝光图像承载元件成像表面的曝光 装置。
可以通过例如使用充电设备将电压施用到静电潜像承载元件的表 面进行充电。充电设备不特别限定,并且可根据预定目的适当地选择。 其优选的实例包括已知的提供有导体或半导体辊、刷、膜、橡胶刮刀 等的接触型充电设备和利用电晕放电的非接触型充电设备例如电晕器 充电器和栅格电极充电器(scorotron charger)。
可以通过例如使用曝光装置,曝光静电潜像承载元件成像表面,进 行曝光。曝光装置不特别限定,只要它可以以预定成像方式曝光由充 电设备充电的图像承载元件的表面,并且曝光装置可根据预定目的适 当地选择。其优选的实例包括使用拷贝光学系统(copying optical  system)、棒状透镜阵列系统(rod lens array system)、激光光学系统、 液晶开关光学系统等的曝光装置。顺便地说,在本发明中,逆光方法 可用于从图像承载元件的背面侧进行成像曝光。
<显影步骤和显影单元>
显影步骤是借助于包含墨粉的显影剂显影在静电潜像承载元件上 形成的静电潜像以便形成可视图像的步骤。可视图像可以例如通过借 助于包含墨粉的显影剂显影静电潜像而形成,这可通过显影单元适当 地进行。
显影单元不特别限定,只要它能够借助于墨粉显影静电潜像,并且 它可以从本领域已知的显影单元适当地选择。其优选的实例包括并入 至少如此显影设备的显影单元,所述显影设备容纳含有墨粉的显影剂 和能够以接触或非接触方式将包含墨粉的显影剂提供给静电潜像。特 别地,优选并入至少如此显影设备的显影单元,所述显影设备设有容 纳包含墨粉的显影剂的容器。
显影设备可以是干的显影型或湿的显影型,并且可以是用于单一色 彩的显影设备或用于多重色彩的显影设备。其适当的实例包括如此显 影设备,其并入用于通过摩擦搅动墨粉的搅拌器,并因此对其充电, 并且也并入可旋转的磁辊。
在显影设备中,例如,将墨粉和载体混合并且搅动,通过在混合和 搅动时产生的摩擦充电墨粉,并且将墨粉颗粒保持在旋转磁辊的表面 上的垂直位置,从而形成磁刷。因为磁辊位于静电潜像承载元件(光电 导体)的附近,所以构成在磁辊表面上形成的磁刷的一部分墨粉通过电 吸力移动到静电潜像承载元件(光电导体)的表面。结果,静电潜像用墨 粉显影,并且由墨粉形成的可视图像在静电潜像承载元件(光电导体) 的表面上形成。
<转印步骤和转印单元>
转印步骤是将可视图像转印到记录介质的步骤。转印步骤不特别限 定;然而转印步骤的优选方面是这样的:使用中间转印元件,首先将 可视图像转印到中间转印元件上,然后将该可视图像二次转印到记录 介质上。转印步骤的更优选方面是是这样的:使用两种或更多种颜色, 优选彩色墨粉,提供将可视图像转印到中间转印元件以在其上形成复 合转印图像的初步转印步骤,和将该复合转印图像转印到记录介质上 的二次转印步骤。
转印可以通过例如使用转印充电设备充电静电潜像承载元件进行, 其可通过转印单元适当地进行。转印单元的优选方面是这样的:提供 配置用于将可视图像转印到中间转印元件以便在其上形成复合转印图 像的初步转印单元,和配置用于将该复合转印图像转印到记录介质上 的二次转印单元。
中间转印元件不特别限定,并且可以根据预定目的,从本领域已知 的转印元件适当地选择。其适当的实例包括转印带。
转印单元(初步转印单元和二次转印单元)优选地至少包括转印装 置,其用于充电并因此将在静电潜像承载元件(光电导体)上形成的可视 图像朝着记录介质侧分开。对于转印单元(一个或多个),可以提供一 个转印单元,或两个或更多个转印单元。
转印装置的实例包括利用电晕放电的电晕转印装置、转印带、转印 辊、压力转印辊和粘合转印装置。
记录介质不特别限定,并且可从本领域已知的记录介质(记录纸)适 当地选择。注意,关于上面本发明的定影液解释的记录介质的实例也 可使用。
<定影步骤和定影单元>
定影步骤是将转印图像定影到记录介质的步骤,其可通过本发明的 定影方法进行。
定影单元是配置为将转印图像定影到记录介质的单元,其可使用本 发明的定影设备进行。
<其它步骤(一个或多个)和其它单元(一个或多个)>
<<电荷消除步骤和电荷消除单元>>
电荷消除步骤是通过对静电潜像承载元件施用电荷消除偏压来消 除电荷的步骤,其可以通过电荷消除单元适当地进行。
电荷消除单元不特别限定,只要其可以对静电潜像承载元件施用电 荷消除偏压,并且其可以从本领域已知的电荷消除设备适当地选择。 其适当的实例包括电荷消除灯。
<<清洁步骤和清洁单元>>
清洁步骤是除去静电潜像承载元件上存在的墨粉的步骤,其可以通 过清洁单元适当地进行。
清洁单元不特别限定,只要它可以除去静电潜像承载元件上存在的 墨粉,并且其可以从本领域已知的清洁器适当地选择。其适当的实例 包括磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮刀清洁器、刷清洁 器和网清洁器。
<<再循环步骤和再循环单元>>
再循环步骤是将由清洁步骤除去的墨粉返回到显影单元的步骤,其 可以通过再循环单元适当地进行。
再循环单元不特别限定。其实例包括本领域已知的输送单元。
<<控制步骤和控制单元>>
控制步骤是控制本发明图像形成方法的上述步骤的步骤,其可以通 过控制单元适当地进行。
控制单元不特别限定,只要其可以控制本发明图像形成装置的上述 单元的操作,并且可根据预定目的适当地选择。其实例包括仪器例如 序列发生器和计算机。
可使用本发明的图像形成方法,在记录介质上形成由含有细微树脂 颗粒的墨粉制成的图像。因此,依据本发明图像形成装置的这种实施 方式,可能提供能够将墨粉进一步有效地定影到记录介质的图像形成 方法和图像形成装置,如上所述。
图9A和9B是示出本发明的图像形成装置的结构的示意图。具体 而言,图9A是示出彩色电子照相串联型图像形成装置的总体结构的示 意图,而图9B是示出在图9A中示出的图像形成装置中一个图像形成 单元的结构的图。图9A和9B中示出的图像形成装置50可以是复印 机或打印机。
图9A和9B中示出的图像形成装置50包括作为墨粉图像承载元件 的中间转印带51。通过三个支撑辊52到54支撑,中间转印带51以图 中箭头A的方向旋转。分别用于黑色、黄色、品红色和青色的图像形 成单元55到58以面对中间转印带51的方式排列。在这些图像形成单 元上,布置曝光装置(没有示出)。在图像形成装置是复印机的情况中, 例如,文稿的图像信息通过扫描仪读取,并且根据这种图像信息,用 于在各自的光导鼓上形成静电潜像的光L1到L4通过曝光装置施用。 提供二次转印设备59,其以面对支撑辊54的方式定位,其中中间转印 带51夹在之间。二次转印设备59包括通过两个支撑辊60和61支撑 的二次转印带62。对于二次转印设备59,可以使用转印辊以及转印带。 以面对支撑辊52的方式定位带清洁设备63,其中中间转印带51夹在 之间。放置带清洁设备63以便除去在中间转印带51上存在的墨粉。
通过一对进纸辊65,将作为记录介质的记录纸64导到二次转印部 分。在墨粉图像转印到记录纸64时,通过相对中间转印带51对二次 转印带62加压,转印墨粉图像。已经转印墨粉图像的记录纸64通过 二次转印带62输送。转印到记录纸64的未定影墨粉图像通过本发明 的定影设备定影,所述定影设备基于来自曝光装置(没有示出)的图像信 息调节泡沫定影液层的厚度。具体而言,转印到记录纸64的未定影墨 粉图像提供有从墨粉定影设备供应的本发明的泡沫定影液,在所述墨 粉定影设备中基于来自曝光装置(没有示出)的图像信息(例如彩色图像 或黑色实心图像),调节泡沫定影液层的厚度。并且,通过包括在泡沫 定影液中的试剂(一种或多种)——即固体增塑剂和/或液体增塑剂, 其软化或膨胀墨粉中包含的至少一部分细微树脂颗粒——将未定影墨 粉图像定影到记录纸64。
接下来,将解释图像形成单元。在图像形成单元55到58的每一个 中,在光导鼓66周围放置充电设备67、显影设备68、清洁设备69和 电荷消除设备70,如图9B中所示。同样地,提供初步转印设备71, 其以面对光导鼓66的方式放置,其中中间转印带51夹在之间。充电 设备67可以是使用充电辊的接触充电型充电设备。充电设备67通过 使充电辊与光导鼓66接触并对光导鼓66施加电压,均匀地充电光导 鼓66的表面。可选地,作为充电设备67,可以使用应用非接触型充电 器例如栅格电极充电器的非接触充电型充电设备。显影设备68允许显 影剂中的墨粉粘附于光导鼓66上承载的静电潜像,从而使静电潜像可 见。
这里,与各自颜色相应的墨粉含有各自颜色的细微树脂颗粒,并且 这些细微树脂颗粒通过本发明的定影液膨胀或软化。顺便地说,显影 设备68包括搅动部分和显影部分(它们未被示出),并且不用于显影的 显影剂返回到搅动部分并因此被再循环。搅动部分中的墨粉浓度通过 墨粉浓度传感器检测以便保持浓度恒定。初步转印设备71将已在光导 鼓66上可见的墨粉转印到中间转印带51。在这种情况下,使用转印辊 作为初步转印设备71,并且向光导鼓66压转印辊,其中中间转印带 51夹在之间。注意也可使用导电刷、非接触型电晕充电器等作为初步 转印设备71。清洁设备69除去光导鼓66上存在的不必要的墨粉。作 为清洁设备69,可以使用具有向光导鼓66按压的端的刮刀。这里,使 用收集螺旋(collecting screw)和墨粉再循环装置(它们没有被示出)将清 洁设备69除去的墨粉收集到显影设备68,从而重新使用。电荷消除设 备70包括灯,并运用灯以便初始化光导鼓66的表面电势。
因为根据本发明的图像形成方法和图像形成装置使用根据本发明 的定影液、定影方法和定影设备,所以它们使形成具有良好定影性质 和没有引起记录介质例如纸卷曲的高品质图像成为可能。
实施例
下面参看实施例和比较实施例更具体地解释本发明。但是应当注 意,本发明的范围不限于这些实施例。
(实施例1)
<定影液的配制>
在常温下为固体并且当存在于水溶液中时显示树脂增塑能力的试 剂、为液体且显示树脂增塑能力的试剂、润湿剂、发泡剂、泡沫促进 剂和渗透剂以此顺序加入到下面的稀释液体中,伴随搅动,随着这些 组分的每一个溶于稀释液体中,因此制备定影液1。
<未定影墨粉图像的产生>
使用彩色MFP(多功能打印机)(IMAGIO MP3300,Ricoh Company, Ltd.制造),用商业可得的电子照相聚合墨粉在PPC纸(“MY PAPER”, A4大小,Ricoh Company,Ltd.制造)上形成图像。墨粉层的厚度在30μm 到40μm的范围内。形成的图像是红色实心图像,其中黄色墨粉层位 于品红色墨粉层之上,其中墨粉总量为0.7mg/cm2
使用的商业可得的电子照相聚合墨粉如下:
品红色墨粉:IMAGIO MP SPOT TONER MAGENTA C3000,Ricoh  Company,Ltd.制造
黄色墨粉:IMAGIO MP SPOT TONER YELLOW C3000,Ricoh  Company,Ltd.制造
<泡沫定影液的施用>
-定影液提供单元-
使用包括下列组件的图4A和4B中示出的装置使定影液1表现为 泡沫定影液。施胶辊上泡沫定影液层的厚度为大约70μm。
加压辊:包含铝合金辊(直径10mm)作为金属芯的海绵辊,并且在 所述金属芯上形成聚氨酯泡沫材料(“COLORFOAM EMO”(产品名), INOAC CORPORATION制造)(外径50mm)。
施胶辊:具有使用加热(firing)应用于其上的PFA树脂的SUS辊(直 径30mm),其被设计为以300mm/s的线速度移动。
层厚度调整刮刀:铝合金支撑板,其具有粘附于其上的1-mm-厚的 片状玻璃,该片状玻璃的玻璃表面朝向施胶辊定向,以便施胶辊和玻 璃表面之间的间隙可以被调节到10μm到100μm的范围。
纸输送速度:300mm/s。
施胶辊和层厚度调整刮刀之间的间隙:40μm。
将获得的泡沫定影液施用到如上所述已在PPC纸上形成的墨粉层 上,以便A4大小纸的整个表面上的泡沫定影液的量在一种情况下为大 约200mg,在另一情况下为大约300mg。
接下来,如下评估实施例1的颜色再现性、定影能力和粘性。结果 在表1中示出。
<颜色再现性>
测量通过上述定影图像(红色实心图像)的过程获得的每一定影图 像的L’值、a*’值和b*’值,在这些定影图像中黄色墨粉层位于品红色 墨粉层之上(这些墨粉层形成在PPC纸上)。同样,也测量通过根据传 统热定影方法(定影温度:150℃到200℃)定影未定影图像(其如上所述 获得)产生的定影图像的L值、a*值和b*值。根据下面方程2,使用获 得的值计算色差ΔE。注意,当ΔE为五或更小时,认为颜色再现性与 热定影的情况中的颜色再现性几乎相同。
<方程2>
ΔE=√((L-L’)2+(a*-a*’)2+(b*-b*’)
<评估定影能力>
使用钟表式计数器检验器,评估通过上述定影获得的每张定影图像 的定影能力。具体而言,对定影图像摩擦棉布,使用反射式浓度计 X-RITE 938测量棉布摩擦部分处的涂污浓度,并基于该涂污程度判定 定影能力(涂污程度越小,定影能力越好)。当棉布上涂污的浓度是0.15 或更少时,涂污是不明显的,因此认为定影能力良好。
<粘性值(粘度)>
使用粘性计拉伸试验机(Rhesca Corporation制造)测量上述定影获得 的每张定影图像的粘性值。具体而言,使用与定影能力评估中相似的 样品,用100gf的压缩载荷向施用泡沫定影液的图像部分(记录介质上 的墨粉)压圆柱形不锈钢探针(直径:8.0mm)20秒。此后,以120mm/min 的速率拉探针,并且测量拉时施加的应力(Pa)。定义应力值为粘性值。 注意,当粘性值是4E+02Pa(或4gf/cm2)或更少时,实质上没有粘性, 所以认为可以在没有感觉到粘性的情况下进行定影。
此处,符号“E”表示在“E”之后的值是指数,其底数是10,并 且在“E”之前示出的值乘以具有底数10的指数函数。例如,“4E+02” 表示“4×102=400”。
(比较实施例1)
以与实施例1中相同的方式获得定影图像,除了不使用琥珀酸二 卡必醇酯和离子交换水的量从按质量计65%变为按质量计70%。制备 的定影液称为“比较定影液1”。如在实施例1中,对这些获得的定影 图像进行评估。结果显示在表1中。
(比较实施例2)
以与实施例1中相同的方式获得定影图像,除了不使用聚乙二醇 #2000和离子交换水的量从按质量计65%变为按质量计90%。制备的 定影液称为“比较定影液2”。如在实施例1中,对这些获得的定影图 像进行评估。结果显示在表1中。
表1
在表1中的结果表明,如在比较实施例1中,在只使用(在在常温 下为固体并当存在于水溶液中时展示树脂增塑能力,但是其本身不展 示树脂增塑能力的)试剂作为增塑剂的情况下,无论应用量如何,粘性 程度小,但是颜色再现性差且定影能力非常差。如在比较实施例2中, 在只添加少量(为液体并展示树脂增塑能力的)试剂作为增塑剂的定影 液的情况下,粘性程度小,但是颜色再现性差且定影能力稍差。
同时,如在实施例1中,通过添加少量(为液体并展示树脂增塑能 力的)试剂到(在常温下为固体并当在水溶液中存在时展示树脂增塑能 力,但是其本身不展示树脂增塑能力的)试剂中,无论应用量如何,颜 色再现性改进,定影能力良好,粘性程度小并且从而可获得优异的定 影质量。
(实施例2)
如在实施例1中制备定影液。该定影液称为“定影液2”。
如在实施例1中在PPC纸上形成墨粉层。
使用定影液2,如在实施例1中获得定影图像。在该实施例中,提 供的泡沫定影液的量调整为仅200mg。
如在实施例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表2 中。
(实施例3)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用碳酸亚丙酯 代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图像进行评 估。结果显示在表2中。
(实施例4)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用己二酸二异 丁酯代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图像进 行评估。结果显示在表2中。
(实施例5)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用琥珀酸二乙 氧基乙酯代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图 像进行评估。结果显示在表2中。
(实施例6)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚乙二醇 #4000(HO-(C 2 H 4 O) n -H,n=60,重均分子量:2,700到3,400,由KANTO  CHEMICAL CO.,INC.制造)代替聚乙二醇#2000。如在实施例1中对 该获得的定影图像进行评估。结果显示在表2中。
(实施例7)
以与实施例6中相同的方式获得定影图像,除了使用碳酸亚丙酯 代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图像进行评 估。结果显示在表2中。
(实施例8)
以与实施例6中相同的方式获得定影图像,除了使用己二酸二异 丁酯代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图像进 行评估。结果显示在表2中。
(实施例9)
以与实施例6中相同的方式获得定影图像,除了使用琥珀酸二乙 氧基乙酯代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图 像进行评估。结果显示在表2中。
(比较实施例3)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了不使用聚乙二醇 #2000和离子交换水的量从按质量计65%变为按质量计85%。如在实 施例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表2中。
(比较实施例4)
以与比较实施例3中相同的方式获得定影图像,除了使用碳酸亚 丙酯代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定影图像进 行评估。结果显示在表2中。
(比较实施例5)
以与比较实施例3中相同的方式获得定影图像,除了使用琥珀酸 二乙氧基乙酯代替琥珀酸二卡必醇酯。如在实施例1中对该获得的定 影图像进行评估。结果显示在表2中。
(比较实施例6)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了不使用琥珀酸二 卡必醇酯和离子交换水的量从按质量计65%变为按质量计70%。如在 实施例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表2中。
(比较实施例7)
以与比较实施例6中相同的方式获得定影图像,除了使用聚乙二 醇#4000(由KANTO CHEMICAL CO.,INC.制造)代替聚乙二醇#2000。 如在实施例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表2中。
表2
(实施例10)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚乙二醇 #1000(HO-(C 2 H 4 O) n -H,n=20,重均分子量:950到1,050,由KANTO CHEMICAL CO.,INC.制造)代替聚乙二醇#2000。如在实施例1中对 该获得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例11)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚乙二醇 #6000(HO-(C 2 H 4 O) n -H,n=80,重均分子量:7,300到10,200,由KANTO  CHEMICAL CO.,INC.制造)代替聚乙二醇#2000。如在实施例1中对 该获得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例12)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚氧乙烯烷 基醚(按质量计10%)(C 17 H 35 -O-(C 2 H 4 O) n -H,n=13,EMULGEN 420, 由Kao公司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计20%)。如在实施例1 中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例13)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了聚氧乙烯烷基醚 (按质量计10%)(C 18 H 37 -O-(C 2 H 4 O) n -H,n=50,EMULGEN 350,由Kao 公司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计20%)。如在实施例1中对该获 得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例14)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了聚氧乙烯烷基醚 (按质量计10%)(C 14 H 29 -O-(C 2 H 4 O) n -H,EMULGEN 4085,由Kao公 司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计20%)。如在实施例1中对该获得 的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例15)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚氧乙烯烷 基醚(按质量计10%)(C 18 H 37 -O-(C 2 H 4 O) n -H,n=20,EMALEX  620(STEARETH-20),由制造Nihon Emulsion Co.,Ltd.)代替聚乙二醇 #2000(按质量计20%)。如在实施例1中对该获得的定影图像进行评估。 结果显示在表3中。
(实施例16)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了聚氧乙烯脂肪酸 酯(按质量计3%)(C 18 H 37 -COO-(C 2 H 4 O) n -H,n=140,EMANON 3199V, 由Kao公司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计20%)和琥珀酸二卡必 醇酯的量从按质量计5%变为按质量计10%。如在实施例1中对该获得 的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例17)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚氧乙烯脂 肪酸二酯(按质量计3%)(C 18 H 37 -COO-(C 2 H 4 O) n -CO-C 18 H 37 ,n=140, EMANON 3299V,由Kao公司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计20%) 和琥珀酸二卡必醇酯的量从按质量计5%变为按质量计10%。如在实施 例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例18)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚氧乙烯脂 肪酸二酯(按质量计3%)(C 18 H 37 -COO-(C 2 H 4 O) n -CO-C 18 H 37 ,n=250, EMANON 3299RV,由Kao公司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计 20%)和琥珀酸二卡必醇酯的量从按质量计5%变为按质量计10%。如在 实施例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
(实施例19)
以与实施例2中相同的方式获得定影图像,除了使用聚氧乙烯聚 氧丙烯二醇(按质量计3%)(HO-(C 2 H 4 O) n -(C 3 H 6 O) m -H,n=160,m=30, EMULGEN PP-290,由Kao公司制造)代替聚乙二醇#2000(按质量计 20%)和琥珀酸二卡必醇酯的量从按质量计5%变为按质量计10%。如在 实施例1中对该获得的定影图像进行评估。结果显示在表3中。
表3
在表2和3中的结果表明,如在比较实施例3到5中,在使用少 量液体增塑剂但是不使用(在在常温下为固体并当存在于水溶液中展示 树脂增塑能力,但是其本身不展示树脂增塑能力的)试剂的情况下,可 在感觉不到粘性的情况下进行定影,但是颜色再现性稍差。如在比较 实施例6和7中,在使用(在常温下为固体并存在于水溶液中时展示树 脂增强能力,但其本身不展示树脂增塑能力的)试剂但是不使用液体增 塑剂的情况下,颜色再现性非常差且定影能力显著地差。
同时,如在实施例2到19中,在组合使用(在常温下为固体并存在 于水溶液中时展示树脂增强能力但其本身不展示树脂增塑能力的)试剂 和少量液体增塑剂的情况下,确认,即使当液体增塑剂的浓度低时, 不管液体增塑剂的类型如何,可确保优异的颜色再现性和优异的定影 能力,且可在感觉不到粘性的情况下进行定影。
工业实用性
本发明的定影液可合适地用作在采用非热定影方法的电子照相形 成技术中可用的定影液。
附图标记列表
11施胶辊
12记录介质
13细微树脂颗粒层
14泡沫定影液
20泡沫定影液
21液体膜边界
22气泡
30泡沫定影液产生单元
31定影液容器
32液体定影液
33输送泵
34液体输送管
35气体-液体混合部分
36空气入口
37多孔板
38泡沫产生部分
40定影设备
41施胶辊
42层厚度调整刮刀
43加压辊
44加压带
45加热单元
46加压辊
47红外加热器
48加压辊
50图像形成装置
51中间转印带
52支撑辊
53支撑辊
54支撑辊
55图像形成单元
56图像形成单元
57图像形成单元
58图像形成单元
59二次转印设备
60支撑辊
61支撑辊
62二次转印带
63带清洁设备
64记录纸
65进纸辊
66光导鼓
67充电设备
68显影设备
69清洁设备
70电荷消除设备
71初步转印设备
81施胶辊
82记录介质
83未定影墨粉层
84定影液层