苯產生量少的苯胺黑系帶電控制劑的製造方法
2023-09-15 18:04:05 1
專利名稱：苯產生量少的苯胺黑系帶電控制劑的製造方法
技術領域：
本發明涉及電子照相中用於對靜電潛象進行顯影的顯影用粉體(以下，叫做調色劑(toner)組合物)，特別是涉及對在高溫下向被印字物體上進行閃光定影的雷射光束印表機或LED印表機合適的靜電潛象用調色劑組合物。
背景技術：
電子照相法，由把均勻的靜電電荷供往利用了光導電物質的感光體上的帶電工序，照射光形成靜電潛象的曝光工序，使調色劑靜電附著到潛象部分上的顯影工序，複製到調色劑象支持體上去的複製工序，用壓力、瞬間閃光等使該調色劑象定影到調色劑象支持體上的定影工序，除去殘留在感光體上的未複製調色劑的清除工序和除去感光體上的靜電電荷返回到初始狀態的除電工序構成，反覆進行這些工序就可得到圖象。
本身為電子照相印表機中的定影方法之一的壓力定影方式，雖然有可以立即工作，由於不把加熱器用做熱源因而功耗小，且在定影部分中無著火的危險等等的優點，但是，由於存在著圖象的定影性差，圖象的光澤明顯因而品質低等的缺點，故一般地說利用加熱定影方式的定影方式是有利的。在該加熱定影方式中，人們知道的有應用熱輥定影的接觸加熱定影方式，和應用瞬間閃光進行定影的非接觸加熱定影方式以及應用使之在電熱加熱器的加熱氣氛中通過的加熱烘箱定影進行的非接觸加熱定影方式。
本發明涉及非接觸加熱定影方式中代表性的用閃光進行的定影，閃光定影方式是把氙燈或滷素燈等的發光光譜用毫秒以下的短時間照射到調色劑的可視象上，並用其輻射熱使調色劑熔融軟化後固定到調色劑支持體上的方法(特開平7-107605號公報)，該方法具有以下優點。
(1)由於是非接觸定影，故不會使顯影時的圖象的清晰度劣化。
(2)沒有電源投入後的等待時間，可以快速啟動。
(3)即便是由於系統停機而使記錄紙等卡在定影器內也不會著火。
(4)有良好的定影性，而與調色劑支持體的種類(記錄紙的材質，折縫紙，厚紙等)無關。
(5)只有本身為黑色的文字部分的調色劑才被加熱，故沒有記錄紙等的熱收縮，列印紙的運送性良好，可以高速列印。
但是，閃光定影方式，由於是非接觸加熱方式，故能量向周圍的逃逸比率高，此外，由於是間歇能量照射故與熱輥定影比熱效率不好。就是說，是一種功耗大的定影方式。再有，閃光定影方式還存在下述問題由於在極其之短的時間內急劇地照射高能量的閃光，故調色劑的組合物的表面溫度在一瞬間達到數百度的高溫，一部分調色劑的組合物的添加劑分解變成氣體放出惡臭，或者產生有害氣體這樣的分解產物。
在採用閃光定影方式的印表機中，一般說，為了除去閃光定影時的分解物的生成，故在閃光定影部分中，採用吸引這些分解產物，並使之通過活性炭等的過濾器吸附捕獲有害氣體的方法。但是，卻存在著要用過濾器，和由於過濾器的交換壽命變短而引起的運行成本上升的問題。
本發明就是為了解決這些問題而發明出來的，目的是提供一種在採用閃光定影方式的印表機中，採用抑制分解產物的發生的辦法使得不再用過濾器，或者解決因過濾器的交換壽命變短等等產生的運行成本上升的問題的靜電潛象顯影用調色劑組合物。
發明的公開本發明涉及一種調色劑組合物的定影方法，該方法的特徵是，在使至少由粘接樹脂，著色劑和帶電控制劑構成的調色劑組合物閃光定影之際，應用選自季銨鹽，三苯甲烷系化合物，或者由經100℃以上250℃以下的溫度下，而且，0.2MPa以下的真空度下真空加熱後的苯胺黑系化合物構成的組中選出的帶電控制劑。
此外，本發明還涉及一種靜電潛象顯影用調色劑組合物，在至少由粘接樹脂，著色劑和帶電控制劑構成的調色劑組合物中，其特徵是，在330℃下加熱90秒時產生的苯的發生濃度為60μg/g以下。
附圖的簡單說明
圖1的示意剖面圖示出了本發明的圖象產生裝置。
圖2的示意剖面圖示出了本發明的定影裝置。
圖3示出了圖2的實施方案的圖形定影裝置所產生的輻射能在記錄媒體上的分布。
圖4的示意剖面圖示出了本發明的定影裝置的一個實施方案。
圖5的示意剖面圖示出了本發明的圖象定影裝置的一個實施例。
圖6是從記錄媒體的側面看時的本發明的實施例。
符號說明1感光鼓 2帶電器3曝光裝置4顯影裝置 5轉印帶電器6記錄媒體7定影器 8清掃刷子 9氙燈(閃光光源)10調色劑 11反射板 12玻璃板13機殼14滷素燈 15限制體16排氣口 17殼體實施發明的最佳實施方案本發明的調色劑組合物，在330℃下加熱90秒時，產生的苯的發生濃度在60μg/g以下，優選的是40μg/g以下。在苯的發生濃度超過60μg/g的情況下就有採取強化脫煙過濾器等措施的必要。
在這裡，雖然關心的是決定過濾器的必要性和壽命的分解產物，但是從法律管理方面來看，作為分解產物苯的產生將會成為問題。作為測定苯的產生量的方法，雖然有使印表機運行，採集由此所產生的排出氣體進行定量的方法，但是由於存在著採樣的問題，和調色劑以外的因素等影響的問題，故得不到作為調色劑的優選的特性。本發明人等對實用再現性的條件進行持續研究，發現用在330℃下加熱90秒產生的苯的量可成為判斷調色劑的好壞的基準，作為該產生量，發現如果用60μg/g以下的調色劑，則可以大幅度地延長過濾器的壽命。
在這裡，在使和閃光能量有關的閃光電壓變化時，用通常使用的1850V的電壓時，可以確認有苯的產生，而下降到1750V時，發現苯的產生量大幅度地減少。閃光定影時的調色劑，雖然人們推斷會瞬間性地暴露在高溫中，但是在用分解溫度已知的特徵物質間接地推斷其電壓條件時，可知與在330℃附近所花的時間的分解條件相對應。就是說，若在330℃下分解特徵物質所足夠的90秒這一條件下評價調色劑的苯的產生量，則發現在其評價結果和從實際的印表機產生的苯的量之間有良好的關係。
作為苯的產生量的測定方法，只要是可以測定在330℃90秒間產生的苯的量就不用管它是什麼方法，例如，把數10mg試樣放入內部容積為20ml的玻璃容器中去，並在進行了氮置換之後密封起來，用330℃的電爐加熱90秒，把玻璃容器內的氣相0.5ml注入到氣相色譜儀中來研究苯的產生量。這裡雖然給出了要使用的氣相色譜儀的測試條件，但是，只要是可以再現性良好地對苯定量的方法就不必追問是什麼方法，例如可以用下述條件進行測定。
氣相色譜條件 柱 SPB-1 S 0.32mm×60mm載氣 He柱溫 50℃→280℃(10℃/分)檢測器 FID注入量 0.5ml至於實現這樣的產生量的手段，雖然有多種的手段，但是本發明人等對苯的產生原因進行了深入研究的結果，發現下述事實這種苯的產生，是通常所用的苯胺黑系的帶電控制劑受到閃光定影的光能後進行分解來產生苯。因此，優選的是採用下述方法。
(1)除去苯胺黑系的帶電控制劑中的產生苯的物質對苯胺黑系的帶電控制劑的苯的產生機理進行研究的結果，得知存在著由主要組分的分解產生的苯的同時，還存在著由含於帶電控制劑中的雜質產生的苯。因此，作為除去雜質的方法雖然可以舉出採用進行真空加熱處理的方法除去雜質的方法，和用乙醇等的有機溶劑進行清洗的方法等等方法，但是從工序的容易性來看，進行真空加熱處理的方法是優選的。
(2)使用不產生苯的帶電控制劑作為這樣的帶電控制劑，優選的是利用季銨鹽，三苯甲烷系化合物系帶電控制劑。
由於在使用季銨鹽的情況下，難於把良好的帶電性賦予調色劑，此外，使用三苯甲烷系化合物系帶電控制劑的情況下，在定影高溫的情況下，從帶電控制劑分解後浸染印字周邊的現象來看，除去苯胺黑系的帶電控制劑中的苯產生物質的方法是更為優選的。
在這裡，在作為帶電控制劑使用季銨鹽的情況下，優選的是季銨鹽的陰離子是含有鉬或鎢原子的無機陰離子。作為無機陰離子的具體例子，可以舉出鉬酸，鎢酸，磷鉬酸，矽鉬酸，磷鎢酸，矽鎢酸，磷鎢鉬酸，矽鎢鉬酸，鉻鉬酸等。
作為這樣的季銨鹽的具體例子，可以舉出保土谷(Hodogaya)化學社生產的TP-302,415等。
作為季銨鹽的添加量，對於調色劑組合物100重量份，優選的是0.1～5重量份。如果不足0.1重量份，則不可能把足夠的帶電性賦予調色劑，在已超過了5重量份的情況下，由於帶電控制劑與其他的組分比成本昂貴，故成本將上升。
作為帶電控制劑在使用三苯甲烷系帶電控制劑的情況下，作為三苯甲烷系帶電控制劑可以舉出C.I.Solvent Blue 66、124，C.I.PigmentBlue 61、56、19、18等，優選的是使用C.I.Solvent Blue 124。作為這樣的三苯甲烷系帶電控制劑的具體例子可以舉出Hoechst公司生產的「Copy Blue」PR，「Brilliant Blue Base」SM，BASF日本公司生產的「BASF Alikali Blue」NBD 6165 DLD等等。
作為三苯甲烷系帶電控制劑的添加量，對於調色劑組合物100重量份，優選的是0.1～5重量份。
如果不足0.1重量份，則不可能把足夠的帶電性賦予調色劑，在已超過了5重量份的情況下，由於帶電控制劑與其他的組分比價格昂貴，故成本將上升。
此外，在對苯胺黑系的帶電控制劑進行真空加熱處理的方法中，優選的是在100℃以上250℃以下，而且0.2MPa以下的真空度下進行真空加熱處理，優選的是在100℃以上250℃以下，而且0.05MPa以下的真空度下進行真空加熱處理，更優選的是在130℃以上220℃以下，而且0.03MPa以下的真空度下進行真空加熱處理。
用這樣的處理抑制閃光定影時的苯的產生是不可預計的。這是因為如果帶電控制劑，例如，苯胺黑系化合物因本身的熱分解產生了苯的話，就不可想像用真空加熱處理等除去苯產生源的緣故。本發明正是由於著眼於苯產生源不是帶電控制劑本身這一點才開始構思的。
如加熱溫度不足100℃，則不可能抑制分解產物的產生，就不會有延長過濾器的壽命的效果，在超過250℃的情況下，帶電控制劑本身的分解開始，失掉了作為帶電控制劑的帶電賦予功能。在真空度高於0.2Mpa的情況下，為了產生效果，需要長時間的真空加熱處理時間，缺乏實用性。苯胺黑系的帶電控制劑的含有量對於調色劑組合物全體，優選的是0.1～5重量％，更優選0.5～2重量％。
此外，在用有機溶劑清洗處理苯胺黑系的帶電控制劑的方法中，作為有機溶劑可以舉出甲醇，乙醇，丙醇，異丙醇，丁醇等的醇類，丙酮，甲基乙基酮，甲基異丁基酮，己酮等的酮類，甲苯，二甲苯等的芳香族類等等，優選的是用醇類進行清洗處理。
作為清洗處理的具體方法可以舉出下述方法在常溫下對苯胺黑系的帶電控制劑反覆進行用數倍的有機溶劑進行清洗的操作。
本發明的調色劑組合物至少由粘接樹脂，著色劑，和帶電控制劑構成，現在對這些組合物進行說明。
作為本發明中的調色劑組合物中所含有的粘接樹脂，可以使用公知的粘接樹脂，例如，聚苯乙烯均聚物，苯乙烯-異丁烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丙烯酸系共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸正丁酯共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物等的苯乙烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸乙酯，聚甲基丙烯酸正丁酯，聚甲基丙烯酸縮水甘油酯等的丙烯酸系均聚物或共聚物，聚對苯二甲酸乙酯，富馬酸/醚化聯苯系聚酯，多元醇和/或多元羧酸形成的交聯聚酯等的聚酯系樹脂，和環氧樹脂等等。其中，為了降低閃光定影時的熱分解所產生的臭氣，聚酯系樹脂是合適的。
雖然沒有特別的限制，但優選的是由聚酯樹脂的酸組分中的80摩爾％以上是由苯二甲酸系二羧酸構成的酸組分，和醇組分中的80摩爾％以上是由雙酚A烯環氧化物加成物構成的醇組分得到的聚酯樹脂。此外，考慮到定影性，軟化點優選的是80～130℃，玻璃態轉化點(Tg)優選的是55～70℃，用流量計測得的熔融粘度10000釐泊到達溫度優選的是90～135℃，聚酯樹脂的分子量分布的數均分子量為2500～4500，重均分子量為7000～130000是合適的。
作為本發明中的調色劑組合物中含有的著色劑，還可以使用眾所周知的著色劑，例如，除爐黑，乙炔黑，槽法碳黑等的碳黑之外，強磁性體微粒，例如，可以使用磁鐵礦微粒粉末。此外，作為黑色著色劑還可以把強磁性體微粒和碳黑混合起來使用。在這些著色劑中，向碳黑的粘接樹脂中的分散，在調色劑的荷電穩定性上是重要的，可以根據需要一起使用分散劑。碳黑的含有量相對於調色劑組合物100重量份，優選的是1～10重量份。在不足1重量份的情況下，粘接樹脂的隱蔽力不足，得不到足夠的圖象濃度。另一方面，在超過了10重量份的情況下，雖然在增加要形成的圖象的隱蔽力，提高圖象濃度方面是優選的，但是相反的是，取決於調色劑中形成的碳黑的鏈結構，調色劑粒子將會變成具有過度導電性，對絕緣性造成損失，減少調色劑的帶電性，結果是使圖象濃度降低，進而增加白紙玷汙或調色劑飛散。
在本發明的調色劑組合物中，作為流動性改善劑，可以根據需要添加平均粒徑為0.005～1.0微米的無機微粒、有機微粒。作為無機微粒，可以使用二氧化矽，氧化鈦，氧化鋁等的微粒。特別是在為確實地得到高流動性這一點上，疏水處理後的二氧化矽微粒是優選的。作為有機微粒，可以使用聚偏二氟乙烯粒子，聚甲基丙烯酸甲酯，含氟樹脂，矽氧烷樹脂等的樹脂微粒。
本發明的調色劑組合物的平均粒徑優選的是4～20微米，6～12微米則更為優選。調色劑的平均粒徑在不足4微米的情況下，由於用現有的混練粉碎法進行製造是困難的，故產品收率顯著降低，在超過20微米的情況下，則將產生細線的再現性不好的問題。
在本發明中所用的調色劑組合物可以使用眾所周知的方法製造。就是說，在例如用超級混合器對粘接樹脂，著色劑，帶電控制劑和根據需要添加的分散輔助劑等的調色劑組合物進行了預備混合之後，用2軸擠出機進行均勻地分散，熔融，混練，再用噴射磨進行了微粉碎之後，用風力分級機分級後就可以得到所希望的調色劑組合物。
本發明的調色劑組合物與載體混合後可以用做二組分顯影劑。此外，在調色劑組合物含有磁性體的時候，也可以原封不動地作為一組分系的顯影劑用於靜電潛象的顯影中。載體由鐵，錳，鈷，鎳，鉻等的金屬或二氧化鈷，三氧化二鐵，四氧化三鐵，等的金屬氧化物或鐵氧體等的磁性材料構成，鐵氧體是一種可以用通式MFe2O4(M是Mn，Co，Mg，Zn或Cu)表示的材料。另外，在用金屬構成載體的時候，為了防止載體表面的氧化，優選的是預先形成氧化物膜。還有，除了在已經把磁鐵礦微粒，鐵氧體微粒製造成了粒子的磁鐵礦，鐵氧體載體之外，還可以用使磁鐵礦微粒或鐵氧體微粒和帶電控制劑分散到整個樹脂中的所謂樹脂性載體。另外，為了改善載體表面帶電特性的目的，也可以被覆上與含於調色劑組合物中的樹脂相同的樹脂或不同的樹脂。
載體的粒徑雖然一般用的是20～200微米的載體，但用20～60微米的小粒徑載體的話，由於可以得到良好的印字濃度，所以是優選的。載體的粒徑的測定方法用雷射衍射式粒度分布測定機SALD-200J(島津製作所生產)進行測定。
二組分系顯影劑可以使調色劑組合物與上述載體進行混合來製造。調色劑組合物的配合比相對於調色劑組合物和載體的總量通常約為5～30重量％，但這一配合比依賴於載體的種類或所用的調色劑的帶電性和顯影方式的不同的程度很大。由於載體粒徑越小載體的比表面積就越增加，故一般把調色劑配合比作得大。在顯影劑中的調色劑濃度過低的情況下，圖象濃度將變淡，或者易於發生載體附著於感光體上的所謂載體在上(carrier over)的現象。另一方面，在調色劑濃度過高的情況下，由於因圖象背景部分的白紙玷汙或調色劑飛散所形成的印表機內外的汙染變得很顯眼，故恰當的配合比應在實際用印表機進行印字評價後決定。
本發明的靜電潛象顯影用調色劑組合物，在用閃光使記錄媒體上的調色劑象定影的圖象定影裝置中使用。更為優選的是在特徵如下的圖象定影裝置中使用上述光源和記錄媒體之間設置有對從閃光的光源發出，應當賦予記錄媒體上的調色劑象的放射能進行部分地限制的限制體。此外，優選的是用特徵如下的圖象定影裝置在閃光的光源的外壁的一部分上設有部分地限制放射能的限制體。
此外，在本發明的圖象定影裝置中，上述限制體優選的是具有反射，散射或折射來自上述光源的放射能的性質。
本發明的圖象定影裝置中，上述限制體優選可強烈限制向記錄媒體部分區域照射的放射能，而很弱地限制向記錄媒體部分區域照射的放射能；若不用限制體時，則前者是將被施加高放射能區域的至少一部分，後者是將被施加弱放射能區域的至少一部分。
此外，在本發明的圖象定影裝置中，優選的是具備下述預熱裝置在用上述光源把放射能賦予調色劑象之前對上述記錄媒體進行預熱。
在本發明中，所謂「限制放射能」指的是採用把限制體放在閃光光源的放射能產生部位和記錄媒體的運送路徑之間的辦法，使放射能吸收，反射，散射或折射，使在不存在限制體的情況下賦予記錄媒體或其上的調色劑象特定部位(在很多情況下，是能量密度最高的部位)的放射能降低一部分。但是，在這裡被限制體遮住的放射能，優選的是使之藉助於反射，散射或折射賦予記錄媒體的其他部位。這樣一來，將被賦予記錄媒體或其上邊的調色劑的放射能的在運送方向上的分布就可以均一化。此外，限制體也可以位於光源的表面或其近旁。
在本發明中，作為記錄媒體，只要是用於對調色劑象進行定影的，什麼都可以。在許多情況下，用紙、塑料膜、布帛、金屬板等的薄片狀物是優選的。要是用紙或塑料膜的話，由於有可能會因過度的加熱而變形，或者燒焦等的變質，所以是可以最大降低能量密度的本發明的適宜的應用對象。
用圖1說明在本發明的調色劑組合物中所用的代表性的圖象形成方法，和電子照相印表機(圖象形成裝置)的概略情況。在電子照相印表機中，在感光鼓1的上邊形成調色劑象。首先，用帶電器2使感光鼓1均勻地帶電。其次，用具備有LED陣列或雷射光束的曝光裝置3根據想要形成的圖象空間選擇性地進行曝光。對於已形成於感光鼓1上邊的潛象用顯影裝置4利用顯影劑進行顯影，在感光鼓1上邊形成調色劑象。用轉印帶電器5把同樣地顯影后的調色劑象複製到記錄媒體6的上邊。一邊用恆定的速度運送記錄媒體6，一邊用定影器7進行熔融固定。
沒有被複製到記錄媒體上的調色劑象，對於調色劑用已加上負偏壓的清掃刷子8進行清除，返回初始狀態。
用圖2，3說明限制體。圖2是詳細地說明定影器7的說明圖。在定影器中，用閃光光源9照射藉助於光熱變換作用對位於記錄媒體6上的調色劑象10進行定影的放射能。該閃光光源，可以使用氙燈，氖燈，氬燈，氪燈等等。為了有效地利用來自放射光源的放射能，在閃光光源背面部分上設置反射板11。除此之外，為了構成為定影裝置，有時候還具有玻璃板12，機殼13。從閃光光源9照射進來的放射能與從背面反射板11反射過來的成分和在一起，透過玻璃板12，照射已經在記錄媒體6上邊形成的調色劑象10。所照射的放射能被調色劑象10選擇性地吸收，使調色劑發熱熔融，固定到記錄媒體6上。記錄媒體6上的放射能分布如圖3所示通常在相當於閃光光源9的正下邊的部分最高，在象本發明那樣不進行放射能限制的情況下，已知具有近乎高斯分布的形狀。
於是，把限制體14配置為使得位於閃光光源9和記錄媒體6的中間，且位於閃光光源9和記錄媒體6之間的最短距離上邊。這樣一來，就可以把限制體14配置到在記錄媒體6上邊照射最高放射能的部分的光路上，部分地減少從閃光光源9照射出來的放射能。應用這一效果，就可以使本來在閃光光源9的正下邊產生的高放射能的峰值降低，並如圖3所示，可以使放射能的分布均一化。
而且，採用使該限制體14不吸收光，即，使之具有進行擴散或反射的性質的辦法，可以期待把本來集中於閃光光源9的正下邊的放射能移往周邊部分的作用。此外，由於不吸收光，限制體14因吸收放射能而發出的熱也少，可以期待穩定的效果。作為可以期待這樣的效果的材質，作為反射構件可以考慮金屬制的網，柵格或鉻蒸鍍膜。在網和柵格的情況下，耐熱耐候性方面，不鏽鋼是優選的。作為擴散構件，可以考慮耐熱性的光學擴散板等等。作為光學擴散板，可以考慮玻璃表面粗糙化後的研磨玻璃。另外，作為折射構件可以考慮圓柱形的稜鏡。還有，在把鉻蒸鍍膜或光學擴散板用做限制體14的情況下，限制體14和玻璃板12也可以形成一體化。
再有，對於記錄媒體6的運送方向，採用使放射能的限制率變化的辦法，可以得到較均一的放射能分布。即，在離閃光光源9越近，放射能越高的部分，就越對限制體14具有更強的限制。具體地說，在金屬制的網和柵格的情況下，只要越靠近中央部分網的密度就越高，越是周邊部分則網的密度就與越下降即可。在鉻蒸鍍膜的情況下，採用越是中央部分就越增加金屬蒸鍍的量，越是周邊部分就越減少金屬蒸鍍量的辦法，就可以實現。
在圖3中，示出了在有限制體14的情況和無限制體的情況下的記錄媒體6上邊的放射能的分布例。由圖可知，在有限制體14時，可以得到較為均一的放射能分布。
玻璃板12，為了防止從記錄媒體產生的紙粉或調色劑本身，或者從調色劑產生的氣體等汙染閃光光源9和反射板11，優選的是處於閃光光源9和記錄媒體6之間。此外，採用把限制體14設於玻璃板12的閃光光源一側的辦法，可以防止限制體14因調色劑10等引起的汙染，是優選的。
還有，如圖4所示，也可以把限制體14構成在閃光光源的外壁上。由於和閃光光源形成為一體化，故具有可以簡化裝置的優點。
以下，對本發明的實施例具體地進行說明，但是，本發明不受這些實施例限制。
實施例參考例1(定影裝置的細節)用圖1說明包括本發明的靜電潛象用調色劑組合物的定影中所用的定影裝置，定影方法的電子照相印表機(圖象形成裝置)的概略。在電子照相印表機中，在感光鼓1的上邊形成調色劑象。首先，用帶電器2使感光鼓1均勻地帶電。其次，用具備LED陣列或雷射光束的曝光裝置3，根據想要形成的圖象，空間性地選擇性地進行曝光。對在感光鼓1上邊所形成的潛象，用利用調色劑的顯影器4顯影，在感光鼓1上邊形成調色劑象。用轉印帶電器5，把經這樣的處理顯影后的調色劑象複製到記錄媒體6上邊。一邊用恆定的速度運送記錄媒體6，一邊用在上述實施方案在所示的那樣的定影器7進行熔融固定。
用圖1對本發明的定影裝置，定影方法的實施例進行說明。在本實施例中，用產生具有能量的峰值波長在2～5微米附近的遠紅外線為主要成分的放射熱能的滷燈15，和閃光光源9，把記錄媒體上的調色劑象定影於定影器內部前邊部分上。使滷燈15連續亮燈，對記錄媒體6和調色劑象10進行預加熱。通過預加熱，一定程度地除去在記錄媒體為紙之類的情況下常常會含有的水分，對記錄媒體6全體進行預熱。由於遠紅外線不僅可以被調色劑象吸收，也可以被記錄媒體2效率良好地吸收，所以抑制了之後由於被調色劑象以良好的效率吸收的閃光光源9賦予的放射能所產生的調色劑象和記錄媒體之間的溫度差的產生，就可以實現更為牢固的定影。就是說，即便是閃光光源9的放射能比較低，也可以起著使得可以得到良好的定影性能那樣的輔助作用。此外，在定影器內部後邊部分裝備有排氣口16，用於吸收定影時從調色劑產生的臭氣或氣體。
用氙燈作為閃光光源9。在本實施例中的氙燈的外形尺寸是直徑約15mm，發光部分的長度約425mm，額定可加電壓為1850V，額定能量為343J。閃光光源9所產生的能量，優選的是在200J以上。使本氙燈隨著記錄媒體6的運送(約225mm/sec)，以6.6Hz的周期亮燈。即，在記錄媒體6上邊，以約34mm的間隔使氙燈亮燈。
在閃光光源9和記錄媒體6的運送路徑之間設有限制體14。限制體14使用用刻蝕法對厚度為0.1mm的不鏽鋼板(寬14mm，長441mm)進行加工後的柵格狀的限制體。圖5示出了從記錄媒體一側看本定影器時的部位。本限制體14由寬0.1mm的11條與閃光光源9的長邊方向(大體上與記錄媒體2的運送方向垂直的方向)平行的線，和與它們相互連接的多條斜線構成。11條與閃光光源9的長邊方向平行的線被配置為使得在相當於閃光光源9的正下邊的部分上密度高，越往周邊部分密度就變得越低。多條斜線在與平行的線相互連接的同時，還兼有加大限制量的作用。
把這些不鏽鋼製的具有網眼構造的限制體14置於玻璃板12的上部，閃光光源9的正下邊，把兩端夾在玻璃板12和機殼17之間而固定。
用具有這樣的構成的實施例的圖象形成裝置，用以下的調色劑進行了實驗。
參考例2(標準載體的製造)聚酯樹脂(「(Tuftone)」TTR-2，花王(Kao)(株)社生產) 24重量％磁性體(EPT-1000，戶田工業社生產74重量％帶電控制劑(「Bontron」S-34；Orient化學社生產) 1重量％石蠟(LUVAX-1151；日本精蠟社生產) 1重量％在把上述成分充分混和之後，用2軸擠壓機(PCM-30；池貝社生產)進行熔融混練。在使該混練物冷卻後，用粗粉碎機(UG-210KGS；朋來鐵工所生產)粗粉碎為2mmΦ大小，在中粉碎機(「finemill」FM-300N；日本Pneumatic工業生產)中把它進行中粉碎後，再用微粉碎機(「Separator」DS-5UR；日本Pneumatic工業生產)進行分級，得到重量平均粒徑50微米的樹脂載體。
參考例3把Orient化學社生產的「Bontron」N-01，在190℃，0.01MPa的真空加熱下進行6小時的處理，製造帶電控制劑A。
參考例4把Orient化學社生產的「Bontron」N-01，在160℃，0.02MPa的真空加熱下進行12小時的處理，製造帶電控制劑B。
參考例5把Orient化學社生產的「Bontron」N-01，在90℃，0.01MPa的真空加熱下進行6小時的處理，製造帶電控制劑C。
參考例6把Orient化學社生產的「Bontron」N-01，在160℃，0.02MPa的真空加熱下進行6小時的處理，製造帶電控制劑D。
參考例7把10g Orient化學社生產的「Bontron」N-01，分別用100g的甲醇(試劑特級，Nacalai Tesque(株)社生產)反覆清洗3次，製造帶電控制劑E。
實施例1
用以下的成分製造調色劑。
聚酯樹脂(「Tuftone」TTR-2，花王(株)社生產) 60重量％聚酯樹脂(「Tuftone」TTR-5，花王(株)社生產) 16重量％磁性體(EPT-1000，戶田工業社生產 20重量％碳黑(Cabot社生產；「Regal」」330R) 2重量％參考例3的帶電控制劑A 2重量％在把上述成分充分混合後，在用2軸擠壓機(PCM-30；池貝社生產)進行了熔融混練後，用噴射磨粉碎機(PJM-100；日本Pneumatic工業社制)進行了微粉碎之後，用風力分級機(A-12；Alpine社生產)進行分級，得到重量平均粒徑8微米的調色劑。此外，為了提高調色劑的流動性，對於調色劑添加1.2重量％的疏水性二氧化矽微粒(Hoechst日本公司生產；HVK-2150)，再用超級混合機(SMV-20；Kawada社生產)進行混合調整調色劑，得到正帶電性的調色劑。
該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是9μg/g。
其次，把該調色劑配合為10重量％，把在參考例2中製造的樹脂載體配合為90重量％對顯影劑進行調整，用在參考例1中所示的LED印表機列印圖象，並進行圖象品質的評價。該印表機中用了活性炭的量為300g的過濾器。在初期和列印90萬個字後都得到了良好的圖象。此外，還測定了初期和列印90萬字後的過濾器通過後的排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，在大氣變動水平(0.3ppb)以下。
苯量的測定用個體捕集法(carbotrap400)採集1L過濾器通過部分的氣體，把捕集管設置於熱脫離裝置(TDU)上，用熱脫離～GC-FID法，GC/MS法進行分析。
實施例2在實施例1的組成中，除不用帶電控制劑A而代之以用帶電控制劑B之外同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是14μg/g。用該調色劑同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例1同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。在初期和列印90萬個字後都得到了良好的圖象。此外，還測定了初期和列印90萬字後的過濾器通過後的排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，大氣變動水平在(0.3ppb)以下。
比較例1除不用參考例3的帶電控制劑A而代之以用本身為未處理的苯胺黑系的帶電控制劑的「Bontron」N-01之外，與實施例1同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是100μg/g。用該調色劑同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例1同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。列印的結果得到了良好的圖象。但是，在測定排氣氣體中的苯的量時，是9ppb，比大氣水平(1ppb)高，需要用過濾器。因此，在用活性炭的量300g的過濾器進行列印時，在初期雖然和周圍大氣級別的1ppb之間沒有顯著性差異，但是在列印60萬字後的通過過濾器後的排氣氣體中的苯量為2ppb，比大氣變動水平大，有必要更換過濾器。
比較例2除不用參考例3的帶電控制劑A而代之以用本身為未處理的苯胺黑系的帶電控制劑的「Bontron」N-13之外，與實施例1同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是150μg/g。用該調色劑與實施例1同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例1同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。列印的結果得到了良好的圖象。但是，在測定排氣氣體中的苯的量時，為10.5ppb比大氣水平(1ppb)高，需要用過濾器。因此，在用活性炭的量300g的過濾器進行列印時，在初期雖然和周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，但是在列印60萬字後的通過過濾器後的排氣氣體中的苯量為2ppb，比大氣變動水平大，有必要更換過濾器。
比較例3在實施例1的組成中除不用帶電控制劑A而代之以用帶電控制劑C之外，同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是74μg/g。用該調色劑同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例1同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。初期和列印70萬字後都得到了良好的圖象。但是，在列印70萬字後的通過過濾器後的排氣氣體中的苯量為2ppb，與大氣變動水平(0.3ppb)有顯著差異，有必要更換過濾器。
實施例3在實施例1的組成中除不用帶電控制劑A而代之以用帶電控制劑D之外，同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是32μg/g。用該調色劑同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例1同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。在初期和列印90萬個字後都得到了良好的圖象。此外，還測定了初期和列印90萬字後的過濾器通過後的排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，大氣變動水平在(0.3ppb)以下。
實施例4在實施例1的組成中除不用帶電控制劑A而代之以用帶電控制劑E之外，同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是36μg/g。用該調色劑同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例1同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。在初期和列印90萬個字後都得到了良好的圖象。此外，還測定了初期和列印90萬字後的過濾器通過後的排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，大氣變動水平在(0.3ppb)以下。
實施例5製造用以下成分的調色劑。
聚酯樹脂(「Tuftone」TTR-2，花王(株)社生產)60重量％聚酯樹脂(「Tuftone」TTR-5，花王(株)社生產)16重量％磁性體(EPT-1000，戶田工業社生產) 20重量％碳黑(Cabot社生產；「Regal」330R) 2重量％三苯甲烷系帶電控制劑(「Copy Blue」PR，Hoechst公司生產) 2重量％。
在把上述成分充分混合後，在用2軸擠壓機(PCM-30；池貝社生產)進行了熔融混練後，用噴射磨粉碎機(PJM-100；日本Pneumatic工業生產)進行了微粉碎之後，用風力分級機(A-12；Alpine社生產)進行分級，得到重量平均粒徑8微米的調色劑。此外，為了提高調色劑的流動性，對於調色劑添加1.2重量％的疏水性二氧化矽微粒(Hoechst日本公司生產；HVK-2150)，再用超級混合機(SMV-20；Kawada社生產)進行混合調整調色劑，得到正帶電性的調色劑。
該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是2μg/g。
其次，把該調色劑配合為10重量％，把在參考例2中製造的樹脂載體配合為90重量％調製顯影劑，用在參考例1中所示的LED印表機列印圖象，並進行圖象品質的評價。在該印表機中未用過濾器進行了列印。列印的結果得到了良好的圖象。此外，還測定了排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，在大氣變動水平(0.3ppb)以下。
苯量的測定用個體捕集法(carbotrap400)採集1L過濾器通過部分的氣體，把捕集管設置於熱脫離裝置(TDU)上，用熱脫離～GC-FID法，GC/MS法進行分析。
實施例6除了不用實施例5的本身為三苯甲烷系帶電控制劑的「Copy Blue」而代之以用「Brilliant Blue Base」SM(Hoechst公司生產)之外，同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是4μg/g。用該調色劑與實施例5同樣地作成顯影劑。用該顯影劑與實施例5同樣地用示於參考例1的LED印表機列印圖象，進行圖象品質的評價。列印的結果得到了良好的圖象。此外，還測定了排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，大氣變動水平在(0.3ppb)以下。
實施例7用以下的成分製造調色劑。
聚酯樹脂(「Tuftone」TTR-2，花王(株)社生產)60重量％聚酯樹脂(「Tuftone」TTR-5，花王(株)社生產)16重量％
磁性體(EPT-1000，戶田工業社生產) 20重量％碳黑(Cabot社生產；「Regal」330R) 2重量％季銨鹽的帶電控制劑(TP-302，保土谷化學社生產2重量％在把上述成分充分混合後，在用2軸擠壓機(PCM-30；池貝社生產)進行了熔融混練後，用噴射磨粉碎機(PJM-100；日本Pneumatic工業生產)進行了微粉碎之後，用風力分級機(A-12；Alpine社生產)進行分級，得到重量平均粒徑8微米的調色劑。此外，為了提高調色劑的流動性，向調色劑添加1.2重量％的疏水性二氧化矽微粒(Hoechst日本公司生產；HVK-2150)，再用超級混合機(SMV-20；Kawada社生產)進行混合調整調色劑，得到正帶電性的調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是4μg/g。
其次，把該調色劑配合為10重量％，把在參考例2中製造的樹脂載體配合為90重量％對顯影劑進行調整，用在參考例1中所示的LED印表機列印圖象，並進行圖象品質的評價。在該印表機中，未用過濾器進行圖象列印。列印的結果得到了良好的圖象。此外，還測定了排氣氣體中的苯的量，但是與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，在大氣變動水平(0.3ppb)以下。
苯量的測定用個體捕集法(Carbotrap400)採集1L過濾器通過部分的氣體，把捕集管設置於熱脫離裝置(TDU)上，用熱脫離～GC-FID法，GC/MS法進行分析。
實施例8除了不用實施例7的季銨鹽的帶電控制劑的「TP-302」而代之以用TP-415(保土谷化學社生產)之外同樣地作成調色劑。該調色劑在330℃90秒加熱處理時的苯產生量是2μg/g。用該調色劑同樣地作成顯影劑。用該顯影劑，與實施例7同樣地用在參考例1中所示的LED印表機列印圖象，並進行圖象品質的評價。列印的結果得到了良好的圖象。此外，還測定了排氣氣體中的苯的量，與周圍大氣水平的1ppb之間沒有顯著性差異，在大氣變動水平(0.3ppb)以下。
工業上利用的可能性如上所述，採用本發明，由於或者是可以延長過濾器的交換壽命，或者是可以不用過濾器，故可以降低印表機的運行成本。
權利要求
1.一種苯產生量少的苯胺黑系的帶電控制劑的製造方法，其特徵是在100℃以上250℃以下，且0.2MPa以下的真空度下對苯胺黑系的帶電控制劑進行真空加熱處理。
2.權利要求1所述的苯產生量少的苯胺黑系的帶電控制劑的製造方法，其特徵是真空度為0.05MPa以下。
3.一種苯產生量少的苯胺黑系的帶電控制劑的製造方法，其特徵是用有機溶劑對苯胺黑系的帶電控制劑進行清洗。
全文摘要
一種苯產生量少的苯胺黑系的帶電控制劑的製造方法，是在100℃以上250℃以下，且0.2MPa以下的真空度下對苯胺黑系的帶電控制劑進行真空加熱處理，或者用有機溶劑對苯胺黑系的帶電控制劑進行清洗。
文檔編號G03G15/20GK1547080SQ03154970
公開日2004年11月17日 申請日期1998年2月10日 優先權日1997年2月12日
發明者長瀨公一, 石山雅章, 平孝, 高畑洋行, 四冢浩介, 羽野茂浩, 中條善弘, 介, 弘, 浩, 章, 行 申請人:東麗工程株式會社