專利名稱：用于光學(xué)定影的彩色墨粉和圖像形成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)定影的彩色墨粉和一種能夠使用該彩色墨粉的圖像形成設(shè)備。
背景技術(shù)：
諸如復(fù)印機、打印機或者傳真機的電子照相式圖像形成設(shè)備設(shè)置有定影裝置以將在記錄紙上形成的墨粉圖像熱熔化而在紙上定影。作為定影裝置的一個實例，一種設(shè)置有定影棍、壓力棍和溫度控制裝置的棍對式(roller pair type)定影裝置是眾所周知的(參考日本未審查專利公開No. 11-38802)。定影輥和壓力輥中的每一個均是具有金屬(諸如鋁)中空帶芯桿和在該帶芯桿的表面上形成的耐熱彈性層(諸如硅橡膠層)的輥部件。將鹵素?zé)舨贾迷诙ㄓ拜伒膸緱U內(nèi)側(cè)作為熱源。另外，溫度傳感器設(shè)置在定影輥的表面上，并且溫度控制裝置基于從溫度傳感器輸出的信號控制鹵素?zé)舻拈_/關(guān)，從而控制定影輥表面的溫度。壓力輥壓靠在定影輥的周邊表面并且由于壓力輥的彈性層的彈性變形而在定影輥和壓力輥之間形成咬合區(qū)域。根據(jù)具有以上配置的定影裝置，當(dāng)具有未定影墨粉圖像的記錄紙通過在旋轉(zhuǎn)中的定影輥和壓力輥之間的咬合區(qū)域時，在紙上的墨粉圖像被定影輥的周邊表面的熱熔化并且在紙上定影。然而，根據(jù)設(shè)置有該輥對式定影裝置的圖像形成設(shè)備，在被關(guān)閉并且整夜地留置之后，定影輥和壓力輥具有室溫，從而即使在它們在操作開始時而被啟動之后，也需要一段暖機時間，直至定影輥和壓力輥達到預(yù)定溫度。另外，即使在未執(zhí)行復(fù)印動作的待機狀態(tài)中，定影輥的表面也需要處于預(yù)定溫度，從而即使當(dāng)未執(zhí)行復(fù)印動作時，該表面也必須總是被加熱。因此，在未執(zhí)行復(fù)印動作時浪費了能量。因此，作為一種用于僅有效率地定影墨粉而不浪費能量的方法，提出了一種用于利用紅外激光使墨粉在記錄紙上熔化并且定影的激光定影裝置(參考日本未審查專利公開No.2005-55516)。根據(jù)這個激光定影裝置，即使當(dāng)僅利用一種弱紅外激光而使得定影性不足時，考慮到了通過利用幾個紅外激光燈加熱墨粉而提高定影性。另外，因為能夠使用低功率和廉價的半導(dǎo)體激光器，所以該設(shè)備整體上能夠是簡單的。在利用激光定影裝置將彩色墨粉定影在記錄紙上的情形中，因為通常的彩色墨粉幾乎不吸收在紅外激光的波長區(qū)域(大約780nm)中的光，所以將紅外光吸收劑添加到彩色墨粉從而確保與激光波長對應(yīng)的吸收區(qū)域。另外，在黑色墨粉的情形中，因為用作著色劑的炭黑吸收紅外激光，所以未將紅外光吸收劑添加到黑色墨粉。在記錄紙上形成的全色圖像在青色墨粉、洋紅色墨粉和黃色墨粉之中，具有一個定影顏色層(一層)的部分、兩個定影顏色層(兩層)的部分，和三個定影顏色層(三層)的部分。當(dāng)通過光學(xué)定影裝置使未定影的墨粉定影在記錄紙上時，利用紅外激光照射墨粉層的表面層，熱從表面層轉(zhuǎn)移到下層，并且將下層熔化，由此使該墨粉層定影在記錄紙上。然而，當(dāng)設(shè)置多個墨粉層時，表面層吸收最大量的紅外激光，并且紅外激光的吸收量朝向下層減少。即，墨粉層的表面層被快速地加熱和熔化，但是紅外激光不太可能到達下層，從而在下層被來自表面層的熱熔化之前，表面層被過度地加熱并且熱分解，并且結(jié)果，墨粉顏色改變。因此，降低處理速度以防止顏色變化并且確保定影性，但是另一個問題出現(xiàn)，使得當(dāng)處理速度降低時，生產(chǎn)率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上問題而作出的，并且本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于光學(xué)定影的彩色墨粉，其中防止了墨粉表面的顏色變化并且確保其定影性而不降低處理速度；和一種能夠使用以上墨粉的圖像形成設(shè)備。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)定影的彩色墨粉包含紅外光吸收劑并且與光學(xué)定影裝置相兼容，該光學(xué)定影裝置利用紅外光照射附著在記錄介質(zhì)的表面上的未定影墨粉以使該未定影墨粉在記錄介質(zhì)上熔化并且定影，其中在從光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，將彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于黑色墨粉的光吸收率。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的圖像形成設(shè)備包括光導(dǎo)鼓，該光導(dǎo)鼓具有在其上形成靜電潛像的表面；充電裝置，該充電裝置對光導(dǎo)鼓的表面充電；曝光裝置，該曝光裝置在光導(dǎo)鼓的表面上形成靜電潛像；顯影裝置，該顯影裝置具有容納該用于光學(xué)定影的彩色墨粉以及黑色墨粉的容量，并且向在光導(dǎo)鼓的表面上的靜電潛像供應(yīng)墨粉以形成墨粉圖像；轉(zhuǎn)印裝置，該轉(zhuǎn)印裝置將在光導(dǎo)鼓的表面上的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)；和光學(xué)定影裝置，該光學(xué)定影裝置利用紅外光照射被轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)的墨粉圖像。根據(jù)在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，在從光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，將彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于黑色墨粉的光吸收率。即，基于黑色墨粉的光吸收率，將彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于基準(zhǔn)值。因此，在通過設(shè)置有該光學(xué)定影裝置的圖像形成設(shè)備而在記錄介質(zhì)上形成單色圖像和全色圖像的情形中，當(dāng)定影黑色墨粉層時，能夠有效率地定影該一個層，并且當(dāng)定影三個彩色墨粉層時，因為紅外光很可能到達下層，所以在防止表面層的顏色改變的同時，通過熔化下層，能夠有效率地定影彩色墨粉層。另外，使用在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉的圖像形成設(shè)備能夠在防止表面層的顏色在形成圖像時改變的同時，有效率地使彩色墨粉層定影在記錄介質(zhì)上。另外，因為通過該光學(xué)定影裝置使墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上，所以與輥對式定影裝置相比較，能夠縮短圖像形成設(shè)備的暖機時間，并且在待機時并不消耗電力，從而能夠顯著降低功耗。附圖簡要說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的、設(shè)置有定影型彩色墨粉的干式電子照相式彩色圖像形成設(shè)備的示意性前視圖；圖2是示出在根據(jù)第一實施例的圖像形成設(shè)備中的定影裝置的示意性前視圖；圖3是示出在根據(jù)第一實施例的圖像形成設(shè)備中的定影裝置的示意性右側(cè)視圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)定影的彩色墨粉包含紅外光吸收劑，并且與利用紅外光照射在記錄介質(zhì)的表面上附著的未定影墨粉以使該未定影墨粉在記錄介質(zhì)上熔化并且定影的光學(xué)定影裝置相兼容，并且其特征在于，在從光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，將彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于黑色墨粉的光吸收率。在下文中，當(dāng)簡單地使用“光吸收率”時，這意味著在紅外光的波長區(qū)域中的墨粉的光吸收率。在黑色墨粉的情形中，其著色劑(代表炭黑)吸收具有大約780nm的波長的紅外光，但是在如將在下面描述的彩色墨粉(青色墨粉、洋紅色墨粉，或者黃色墨粉)中使用的普通著色劑幾乎不吸收紅外光，從而在本發(fā)明中，對于每一種顏色的光學(xué)定影，通過彩色墨粉包含預(yù)定量的紅外光吸收劑。將這個預(yù)定量設(shè)定為使得在從光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，彩色墨粉的光吸收率低于黑色墨粉的光吸收率。因此，在防止表面層的顏色改變的同時，彩色墨粉層能夠有效率地定影。這里，根據(jù)本發(fā)明，“彩色墨粉的光吸收率”由通過以下方式測量的值定義。利用如將在下面描述的圖1到3所示圖像形成設(shè)備，以每單位面積0. 4mg/cm2的墨粉重量(附著量)在白色記錄紙上形成墨粉的未定影固態(tài)圖像，并且為了在780nm的激光波長下測量樣品的吸收特性，利用分光光度計U-3300 (由日立有限公司(Hitachi，Ltd.)生產(chǎn))測量樣品的反射率。此時，關(guān)于彩色墨粉(青色墨粉、洋紅色墨粉，和黃色墨粉)和黑色墨粉中的每一種制成樣品，并且通過利用具有780nm的波長的紅外激光照射樣品而測量其反射率。因此，基于黑色墨粉的光吸收率提供的彩色墨粉的光吸收率由X 3表示，X 3是使得X3=[ (100-A 2)/ (100-X I)] XlOO而獲得的，其中X I表示黑色墨粉的樣品的反射率，并且X 2表示彩色墨粉的樣品的反射率。在本發(fā)明中X 3是小于100的值。將彩色墨粉的反射率入2與黑色墨粉的反射率入I的比率設(shè)定為彩色墨粉的光吸收率X 3的原因在于，反射率的絕對值取決于墨粉附著量而不同，從而當(dāng)基于黑色墨粉在相同附著量的條件下比較每一種顏色的樣品時，相對值變得幾乎相同，從而反射率的比率能夠表達為彩色墨粉相對于黑色墨粉的光吸收率。根據(jù)在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，將彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于黑色墨粉的光吸收率，并且將彩色墨粉的光吸收率優(yōu)選地設(shè)定為黑色墨粉的光吸收率的50到 90%o當(dāng)彩色墨粉的光吸收率被設(shè)定為黑色墨粉的光吸收率的50到90%時，在定影三個層疊彩色墨粉層的情形中，在表面層和下層之間的溫差變得最佳，從而彩色墨粉層能夠更有效率地定影。為了在定影時有效率地加熱在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，利用用作彩色墨粉的構(gòu)成材料的樹脂顆粒包圍紅外光吸收劑。即，紅外光吸收劑內(nèi)部地添加到彩色墨粉，并且紅外光吸收劑被樹脂顆粒覆蓋，從而已經(jīng)吸收了紅外光的紅外吸收劑能夠在所有的方向上擴散熱。結(jié)果，能夠有效率地加熱并且熔化彩色墨粉。同時，在紅外光吸收劑外部地添加到彩色墨粉的情形中，即使當(dāng)其光吸收率與內(nèi)部地包含紅外光吸收劑的彩色墨粉的相同時，紅外光吸收劑也附著在樹脂顆粒的外表面上。因此，已經(jīng)吸收了紅外光的紅外光吸收劑的熱能夠從接觸部傳遞到樹脂顆粒，但是很可能從非接觸部泄漏到大氣。在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉中使用的紅外光吸收劑包括但是不限于花菁化合物(cyanine compound)?；ㄝ蓟衔锸且环N優(yōu)良的紅外光吸收劑，因為它在780到IOOOnm的波長范圍內(nèi)具有最大吸收峰，并且具有高光學(xué)吸收系數(shù)(大于105)，從而它具有高的紅外激光吸收效率。因此，當(dāng)花菁化合物被用于紅外光吸收劑時，即使當(dāng)紅外光吸收劑的添加量小時，也能夠提供足夠的定影性。在下文中，將參考附圖給出根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)定影的彩色墨粉和圖像形成設(shè)備的實施例的詳細說明。另外，在本說明書和附圖中，對于具有基本相同的功能的構(gòu)件，利用相同的附圖標(biāo)記對其進行標(biāo)記并且省略了其重復(fù)的說明。(第一實施例)圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的、設(shè)置有定影型彩色墨粉的干式電子照相彩色圖像形成設(shè)備的示意性前視圖，圖2是示出在根據(jù)第一實施例的圖像形成設(shè)備中的定影裝置的示意性前視圖，并且圖3是示出在根據(jù)第一實施例的圖像形成設(shè)備中的定影裝置的示意性右側(cè)視圖。<圖像形成設(shè)備>如在圖1中所示，能夠使用在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉的圖像形成設(shè)備100基于從在網(wǎng)絡(luò)上的每一個終端裝置傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)而在用作記錄介質(zhì)的片材(sheet)上形成多色或者單色墨粉圖像，并且包括四個可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B、片材輸送設(shè)備30和定影裝置40。四個可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B分別地對應(yīng)于黃色(Y)、洋紅色(M)、青色(C)和黑色(B)，并且沿著片材輸送設(shè)備30被以縱列的方式布置。即，可視圖像形成單元50Y形成使用黃色(Y)墨粉的圖像，可視圖像形成單元50M形成使用洋紅色(M)墨粉的圖像，可視圖像形成單元50C形成使用青色(C)墨粉的圖像，并且可視圖像形成單元50B形成使用黑色(B)墨粉的圖像。因為可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B全部具有基本相同的配置，所以以下在一些情形中它們一起地由附圖標(biāo)記50表示。可視圖像形成單兀50包括光導(dǎo)鼓51、充電器52、用于在光導(dǎo)鼓51上形成潛像的激光照射部53、顯影裝置54、轉(zhuǎn)印輥55，和清潔器單元56?？梢晥D像形成單元50以層疊方式在由片材輸送設(shè)備30輸送的片材P上以如下次序轉(zhuǎn)印黃色、洋紅色、青色和黑色中的每一種顏色的墨粉圖像。光導(dǎo)鼓51承載已形成的墨粉圖像。充電器52均勻地將光導(dǎo)鼓51的表面充電至預(yù)定電勢。激光照射單兀53將被充電器52充電的光導(dǎo)鼓51的表面暴光,并且基于輸入圖像形成設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)在光導(dǎo)鼓51的表面上形成靜電潛像。顯影裝置54利用每一種顏色的墨粉將在光導(dǎo)鼓51的表面上形成的靜電潛像可視化。用于顯影靜電潛像的方法包括使用磁性單組分顯影劑或者非磁性單組分顯影劑的單組分顯影方法，和使用包含墨粉和載體的雙組分顯影劑的雙組分顯影方法，并且這兩種顯影方法均能夠用于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉。根據(jù)雙組分顯影方法，攪動被稱為載體的磁性顆粒和墨粉從而在顯影裝置中以摩擦方式充電，并且墨粉承載于載體的表面上。因此，執(zhí)行顯影過程從而承載墨粉的載體(顯影劑)在圍繞磁體部件的顯影輥的表面上形成磁性刷，并且在磁性刷中的墨粉從顯影輥轉(zhuǎn)移到在光導(dǎo)鼓上的靜電潛像。根據(jù)雙組分顯影方法，與單組分顯影方法相比較，設(shè)備配置變 得復(fù)雜一點，但是墨粉的電勢能夠相對容易地設(shè)定，并且能夠提供高速響應(yīng)性和穩(wěn)定性，從 而雙組分顯影方法被廣泛地使用，并且也在該實施例中采用。
關(guān)于轉(zhuǎn)印輥55，將具有與墨粉的極性相反的極性的偏壓施加于該轉(zhuǎn)印輥55，并且 轉(zhuǎn)印輥55將在光導(dǎo)鼓51上形成的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到由片材輸送設(shè)備30輸送的片材P。
在于光導(dǎo)鼓51上形成的墨粉圖像已經(jīng)被轉(zhuǎn)印到片材P之后，鼓清潔器單元56移 除并且收集在光導(dǎo)鼓51的表面上殘留的墨粉。
片材輸送設(shè)備30具有驅(qū)動輥31、空轉(zhuǎn)輥32，和輸送帶33，并且輸送片材P使其位 于可視圖像形成單元50下面，從而每一種顏色的墨粉圖像均能夠被可視圖像形成單元50 形成在片材P上。
驅(qū)動輥31和空轉(zhuǎn)輥32張緊環(huán)形輸送帶33，并且當(dāng)控制驅(qū)動輥31并且以預(yù)圓周速 率旋轉(zhuǎn)時，環(huán)形輸送帶33在箭頭ro的方向上旋轉(zhuǎn)。輸送帶33在外表面上產(chǎn)生靜電，并且 在靜電地吸附片材P的同時輸送片材P。
在由輸送帶33輸送片材P的同時，在片材P上轉(zhuǎn)印墨粉圖像。此后，片材P由于 驅(qū)動輥31的曲率而從輸送帶33移除，并且被輸送到定影裝置40。
如在圖2中所示，定影裝置40包括光照射部LI，和片材輸送部L2。在該實施例中 定影裝置40向在片材P (記錄介質(zhì))的表面上形成的未定影墨粉圖像施加熱以將未定影墨 粉圖像定影到片材P上。
更具體地，承載未定影墨粉圖像的片材P以預(yù)定速度輸送到片材輸送部L2上的光 照射區(qū)域A，并且墨粉被從光照射部LI發(fā)射的紅外光的熱加熱并且熔化，并且被定影到片 材P上。
片材輸送部L2包括驅(qū)動輥102、從動輥107、用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥102的馬達(未示出)、 用于向馬達供應(yīng)電力的電源104、分離充電器105、放電充電器106、輸送帶103，和控制部 (未示出)。
輸送帶103是被驅(qū)動輥102和從動輥107拉伸的環(huán)帶，并且包括通過將諸如碳的 導(dǎo)電顆粒擴散到諸如聚碳酸酯、偏二氟乙烯或者聚酰亞胺的樹脂中而提供的材料。另外，輸 送帶103被靜電吸附力減弱的驅(qū)動輥102旋轉(zhuǎn)。因為輸送帶103具有大的曲率，所以片材 P的末端從輸送帶103移除，并且片材P被隔離爪(未示出)完全地從輸送帶103隔離。
馬達由來自控制部的信號控制。通過這個控制，輸送帶103的片材輸送速度改變， 并且取決于各種條件而任意地調(diào)節(jié)。例如，在該實施例中，將片材輸送速度設(shè)定為22cm/Sec0
用于發(fā)射紅外光的光照射部LI的光源包括閃光燈、LED和激光器，并且其中優(yōu)選 地使用激光器，因為光漫射小，并且紅外激光能夠結(jié)合會聚透鏡被會聚并且被有效率地發(fā) 射。進而，在激光照射的情形中，能夠僅選擇性地加熱墨粉的位置，從而能夠有效率地加熱 墨粉。另外，激光器包括半導(dǎo)體激光器、CO2激光器和YAG激光器，并且其中當(dāng)使用半導(dǎo)體激 光器時，能夠以低成本生產(chǎn)光照射部LI。
如在圖2和3中所示，在該實施例中的光照射部LI具有陶瓷基板207、設(shè)置在陶瓷 基板207的一個表面上的多個光照射單元U，和設(shè)置在與陶瓷基板207的該一個表面相對的 另一個表面上的散熱器板(熱沉)208。
光照射單元U具有硅基板204、用作設(shè)置在硅基板204上的光源的半導(dǎo)體激光器元 件200、光電二極管203、與光電二極管203 —體地形成的激光控制電路(未不出),和溫度傳 感器209 (熱敏電阻器)。
另外，光照射部LI具有對應(yīng)于每一個光照射單元U的準(zhǔn)直透鏡210和聚光透鏡 201，并且具有設(shè)置在陶瓷基板207上的引線接合線205和表面電極206。
在該實施例中的光照射部LI中，該多個半導(dǎo)體激光器元件200沿著輸送帶103的 寬度方向(垂直于片材輸送方向的方向)布置成一行，并且用作半導(dǎo)體激光器兀件陣列。半 導(dǎo)體激光器元件陣列的長度Wl大致地與輸送帶103的寬度相同，并且可以是250到350mm。 另外，在相鄰半導(dǎo)體激光器元件200之間的距離Fl是O.1到10mm。
激光控制電路可以配置為基于由溫度傳感器209檢測的溫度信號改變半導(dǎo)體激 光器兀件200的光量的輸出。
半導(dǎo)體激光器元件200和硅基板204由引線接合線205電連接。
另外，硅基板204的電極(未示出)和陶瓷基板207的表面電極206通過引線接合 電連接。
從半導(dǎo)體激光器元件200發(fā)射的紅外激光通過相應(yīng)的準(zhǔn)直透鏡210和聚光透鏡 201，并且施加在在激光照射區(qū)域A上的片材P上。每一個半導(dǎo)體激光器元件均在聚焦于片 材P上的未定影墨粉圖像上的同時發(fā)射激光，但是此時，激光僅聚焦在片材輸送方向上，并 且在與輸送方向垂直的方向上展開，從而相鄰的激光交迭。
在于激光照射區(qū)域A中定影墨粉圖像之后，在由輸送帶103靜電吸附的情況下，片 材P被輸送到在分離充電器105和驅(qū)動輥102之間的部分。驅(qū)動輥102包括導(dǎo)電材料并且 被接地。因此，隔離充電器105將片材P放電，并且減弱了在輸送帶103和片材P之間的靜 電吸附力。
<用于光學(xué)定影的彩色墨粉>
在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉包括用于光學(xué)定影的黃色墨粉、用于光學(xué) 定影的洋紅色墨粉，和用于光學(xué)定影的青色墨粉。在下文中，將給出在用于光學(xué)定影的彩色 墨粉中的、包括粘合劑樹脂、著色劑和紅外光吸收劑的原材料的說明。
(1-1)粘合劑樹脂
粘合劑樹脂包括但是不限于聚酯基樹脂、諸如聚苯乙烯和苯乙烯丙烯酸聚合樹脂 的苯乙烯基樹脂、諸如聚甲基丙烯酸甲酯(在下文中，被稱作PMMA)的丙烯酸基樹脂、諸如聚 乙烯的聚烯烴基樹脂、聚安酯、環(huán)氧樹脂和硅樹脂。
(1-2)著色劑
可以使用每一種顏色(黃色、洋紅色，或者青色)的染料和顏料作為著色劑。
黃色墨粉著色劑包括根據(jù)色指數(shù)分類的諸如C.1.顏料黃1、C.1.顏料黃5、 C.1.顏料黃12、C.1.顏料黃15、C.1.顏料黃17、C.1.顏料黃74、C.1.顏料黃93、C.1.顏 料黃180、和C.1.顏料黃185的有機顏料；諸如氧化鐵黃和黃赭石的無機顏料；諸如酸性 黃I的硝基染料；和諸如C.1.溶劑黃2、C.1.溶劑黃6、C.1.溶劑黃14、C.1.溶劑黃15、 C.1.溶劑黃19、和C.1.溶劑黃21的油溶性染料。
洋紅色墨粉著色劑包括根據(jù)色指數(shù)分類的C.1.顏料紅49、C.1.顏料紅57、 C.1.顏料紅81、C.1.顏料紅122、C.1.溶劑紅19、C.1.溶劑紅49、C.1.溶劑紅52、C.1.堿性紅10，和C.1.分散紅15。
青色墨粉著色劑包括根據(jù)色指數(shù)分類的C.1.顏料藍15、C.1.顏料藍16、C.1.溶劑藍55、C.1.溶劑藍70、C.1.直接藍25，和C.1.直接藍86。
在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉中，還可以使用除了以上著色劑之外的紅色顏料和綠色顏料。
另外，關(guān)于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，可以單獨地使用以上著色劑， 或者可以組合兩種或者更多種不同的著色劑(諸如具有類似顏色的著色劑)從而獲得所期望的顏色。
另外，關(guān)于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，優(yōu)選的是使用與染料相比較具有優(yōu)良的耐熱性、光阻和發(fā)色性的顏料。
關(guān)于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，著色劑優(yōu)選地用作母料。能夠通過捏合樹脂和著色劑的熔化材料而生產(chǎn)著色劑的母料。
在母料中使用的粘合劑樹脂優(yōu)選地是與在彩色墨粉顆粒中使用的粘合劑樹脂相同種類的樹脂，或者具有與粘合劑樹脂優(yōu)選的兼容性的樹脂。
在母料中在粘合劑樹脂和著色劑之間的混合比率優(yōu)選地包括但是不限于30到 100份重量的著色劑相對于100份重量的樹脂。
優(yōu)選地將母料的顆粒直徑粒化為2到3mm的直徑并且使用，但是不限于此。
在彩色墨粉中的母料的比率和在母料中的著色劑的比率優(yōu)選地包括但是不限于， 分別地，17. 3到40份重量的母料相對于100份重量的彩色墨粉，和4到20份重量的著色齊IJ (80到96份重量的粘合劑樹脂)相對于100份重量的母料。因此，抑制了由于添加著色劑而引起的填充作用，并且能夠獲得具有高著色能力的彩色墨粉。另外，當(dāng)彩色墨粉包含多于20份重量的著色劑時，由于著色劑的填充作用，彩色墨粉的定影性可能降低。
在為了本發(fā)明中的光學(xué)定影而設(shè)定彩色墨粉的光吸收率時用作基準(zhǔn)墨粉的黑色墨粉的著色劑包括諸 如槽法炭黑、輥筒炭黑、盤炭黑、氣爐炭黑、油爐炭黑、熱炭黑和乙炔炭黑的炭黑。
除了未添加紅外光吸收劑之外，能夠類似于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉而生產(chǎn)黑色墨粉。
(1-3)紅外光吸收劑
紅外光吸收劑優(yōu)選地具有但是不限于在780到IOOOnm的波長范圍內(nèi)的最大吸收波長λ max。S卩，紅外光吸收劑優(yōu)選地盡可能少地吸收可見光以抑制彩色墨粉對于彩色相位的影響。這里，“紅外光”意味著具有780到106nm (lmm)的波長的電磁波，并且“可見光” 意味著具有380到小于780nm的波長的電磁波。
能夠在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉中使用的紅外光吸收劑包括花菁化合物、二亞胺化合物、鋁化合物、聚甲炔化合物和酞花菁化合物，并且可以單獨地使用一種化合物，或者可以組合和使用兩種或者更多種化合物。
花菁化合物包括KAYASORB CY-40MC (產(chǎn)品名稱，由日本化藥有限公司(NIPPON KAYAKU CO. ,LTD.)生產(chǎn))、KAYAS0RB CYP-4646 (F)(產(chǎn)品名稱，由日本化藥有限公司生產(chǎn))、 NK-4680 (產(chǎn)品名稱，由林原有限公司(Hayashibara CO.，LTD.)生產(chǎn))，和SD50-E05N (產(chǎn)品名稱，由住友精化有限公司(Sumitomo Seika Chemicals Company, Limited)生產(chǎn))。
二亞胺化合物包括CIR-1085 (產(chǎn)品名稱，由日本佳里多有限公司(Japan Carlit CO.，LTD.)生產(chǎn))，和CIR 1085F (產(chǎn)品名稱，由日本佳里多有限公司生產(chǎn))。
鋁化合物包括NIR-AMl (產(chǎn)品名稱，由長瀨ChemteX公司(Nagase ChemteX Corporation)生產(chǎn))。
聚甲炔化合物包括IRT(產(chǎn)品名稱，由昭和電工股份有限公司(Showa Denko K. K.)生產(chǎn))。
酞花菁化合物包括IR-1OA (產(chǎn)品名稱，由日本觸媒有限公司(NIPPON SH0KUBAI CO.，LTD.)生產(chǎn))，和IR-12 (產(chǎn)品名稱，由日本觸媒有限公司生產(chǎn))。
在各種紅外光吸收劑中，對于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉中使用的紅 外光吸收劑，花菁化合物是優(yōu)選的?；ㄝ蓟衔锞哂性?80到IOOOnm的波長范圍內(nèi)的電磁 波的吸收峰，并且具有高光吸收度，從而花菁化合物能夠充分地提高在彩色墨粉中的紅外 光吸收的效率。因此，在利用紅外光定影時，彩色墨粉示出足夠的定影性。
在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉中的紅外光吸收劑含量被設(shè)定為使得在 從光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，彩色墨粉的光吸收率低于黑色墨粉的光吸收 率，并且更具體地，將彩色墨粉的光吸收率優(yōu)選地設(shè)定為黑色墨粉的光吸收率的50到90%。 除了這個設(shè)定，當(dāng)然可以基于所要使用的紅外光吸收劑的光吸收特性調(diào)節(jié)該含量。
當(dāng)花菁化合物用作紅外光吸收劑時，在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉優(yōu)選 地包含相對于100份重量的墨粉為O. 5到I份重量的花菁化合物。
(1-4)其它
當(dāng)需要時，在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉可以包含諸如蠟或者電荷控制 劑的內(nèi)部添加劑。進而，在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉可以包含諸如流動化添加 劑(fluid additive)的外部添加劑。
( I)蠟
用于墨粉的蠟在使墨粉定影到記錄介質(zhì)上時在帶有粘合劑樹脂的記錄介質(zhì)上展 開，并且添加蠟以改進墨粉的定影性。
在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉中使用的蠟包括但是不限于通常在這個 領(lǐng)域中使用的蠟。例如，蠟包括諸如石蠟及其衍生物的石油蠟，和微晶蠟及其衍生物；諸如 費托合成臘(Fischer Tropsch wax)及其衍生物的碳氫化合物基合成臘、聚烯烴臘及其衍 生物、低分子聚丙烯蠟及其衍生物，和聚烯烴基聚合物蠟及其衍生物；巴西棕櫚蠟及其衍生 物和酷基臘。
可以單獨地使用蠟，或者可以組合兩種或者更多種蠟。
蠟的使用量優(yōu)選地包括但是不限于O. 2到30份重量的蠟相對于墨粉中的100份 重量的粘合劑樹脂(包括母料中的粘合劑樹脂)。當(dāng)該含量超過20份重量的蠟相對于100 份重量的粘合劑樹脂時，薄墨粉層可能在光導(dǎo)鼓(鍍膜)上熔化，或者破裂的墨粉顆粒能夠 附著在載體表面(用盡)上。另外，當(dāng)該含量小于O. 2份重量的蠟相對于100份重量的粘合 劑樹脂時，蠟不能夠?qū)崿F(xiàn)其功能。
蠟的熔點不受特別地限制，但是當(dāng)蠟的熔點太高時，不能獲得由于添加蠟而提高 墨粉的定影性的效果。另外，當(dāng)蠟的熔點太低時，墨粉的保持性降低。因此，蠟的熔點優(yōu)選 地是30到120。。。
另外，能夠根據(jù)利用示差掃描量熱計(產(chǎn)品名稱DSC220，由精工電子工業(yè)有限公司(SEIKO electronics industrial CO. ,LTD.)生產(chǎn))的、與熔化對應(yīng)的DSC曲線的吸熱峰的頂點的溫度來得到蠟的熔點。更具體地，以10°c每分鐘的溫度增加速度，將Ig的蠟的樣品從20°C加熱至200°C，然后將其突然地從200°C冷卻到20°C，將該操作重復(fù)兩次，并且測量DSC曲線。能夠得到與在第二次操作之后測量的DSC曲線中的熔化對應(yīng)的吸熱峰的頂點作為蠟的熔點。
(II)電荷控制劑
添加用于墨粉的電荷控制劑以向墨粉施加優(yōu)選的充電性質(zhì)。能夠使用用于正電荷或者負電荷的常規(guī)公知的電荷控制劑作為用于在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉的電荷控制劑，但是不限于此。
用于正電荷的電荷控制劑包括苯胺黑染料、堿性染料、季銨鹽、季磷鹽、氨基比林、 嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲烷衍生物、胍鹽和脒鹽。
用于負電荷的電荷控制劑包括諸如油墨黑或者螺內(nèi)酯黑(spirone black)的油溶性染料；金屬化偶氮化合物、偶氮螯合物(azo complex)染料、環(huán)燒酸金屬鹽、水楊酸的金屬絡(luò)合物和金屬鹽(金屬是鉻、鋅或者鋯)及其衍生物、硼化合物、脂肪酸皂、長鏈烷基羧酸和樹脂酸皂。
關(guān)于用于正電荷的電荷控制劑 ，可以單獨地使用一種，或者可以組合用于正電荷的兩種或者更多種電荷控制劑。類似地，關(guān)于用于負電荷的電荷控制劑，可以單獨地使用一種，或者可以組合用于負電荷的兩種或者更多種電荷控制劑。
在使用具有兼容性的電荷控制劑的情形中，相對于100份重量的粘合劑樹脂，可兼容電荷控制劑的含量優(yōu)選地是0. 5到5份重量，并且其更優(yōu)選地是0. 5到3份重量。當(dāng)可兼容電荷控制劑的含量大于5份重量時，載體被污染，并且墨粉很可能散開。另外，當(dāng)小于0. 5份重量時，不能對墨粉應(yīng)用足夠的充電特性。
(III)流動化添加劑
用于墨粉的流動化添加劑包括氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鈣、 鈦酸鍶、氧化鋅、氧化錫、硅砂、粘土、云母、鈣硅石、硅藻土、氧化鉻、氧化鈰、鐵丹、三氧化銻、氧化鎂、氧化鋯、硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鈣、碳酸硅，或者氮化碳的無機精細顆粒。無機顆粒的基本顆粒直徑優(yōu)選地為5 μ m到2 μ m，并且特別地優(yōu)選地5 μ m到500 μ m。另外，根據(jù) BET方法的比表面面積優(yōu)選地為20到500m2/g。
對流動化添加劑執(zhí)行表面制備以提高疏水性，從而即使在高濕度下也能夠防止流動特性和充電特性劣化。優(yōu)選表面制備劑包括硅烷偶聯(lián)劑、甲硅烷基化劑、具有烷基氟基的娃燒偶聯(lián)劑、有機欽酸鹽基偶聯(lián)劑、招基偶聯(lián)劑、娃油和改性娃油。
<用于生產(chǎn)用于光學(xué)定影的彩色墨粉的方法>
用于生產(chǎn)在本發(fā)明中的用于光學(xué)定影的彩色墨粉的方法包括但是不限于眾所周知的方法，諸如可以使用干式過程方法或者濕式過程方法。干式過程方法包括熔化-捏合-石開磨方法(melting-kneading-grinding method)。
熔化-捏合-研磨方法包括通過干式過程混合包含粘合劑樹脂、母料、紅外光吸收齊U、電荷控制劑和蠟的墨粉原材料的混合步驟、熔化并且捏合在混合步驟中獲得的混合材料的熔化和捏合步驟、冷卻并且固化在熔化和捏合步驟中獲得的熔化和捏合材料的冷卻步驟、機械地研磨在冷卻步驟中獲得的固化材料的研磨步驟，和移除除了具有所期望的尺寸的墨粉顆粒之外的、已被研磨的墨粉顆粒的分類步驟，并且通過在混合步驟中用于混合紅外光吸收劑與其它墨粉原材料的過程而內(nèi)部添加紅外光吸收劑。即，紅外光吸收劑部分地或者完全地包圍在樹脂內(nèi)。
在混合步驟中的干式過程中使用的混合器包括但是不限于眾所周知的混合器， 包括亨舍爾(Henschel)型混合設(shè)備，諸如Henschel混合器(產(chǎn)品名稱，由三井礦業(yè)有限公司(Mitsui Mining CO.，LTD.)生產(chǎn))、Super混合器(產(chǎn)品名稱，由川田機械制造有限公司 (KAffATA MFG CO. ,LTD.)生產(chǎn))，或者Mechanomill (產(chǎn)品名稱，由岡田精工有限公司(0KADA SEIKO CO. ,LTD.)生產(chǎn))、Angmill (產(chǎn)品名稱，由細川密克朗公司(Hosokawa Micron Corp.) 生產(chǎn))、Hybridization系統(tǒng)(產(chǎn)品名稱，由奈良機械制作所(NARA MACHINERY CO.，LTD.)生產(chǎn)),和Cosmo系統(tǒng)(產(chǎn)品名稱，由川崎重工有限公司(Kawasaki Heavy Industries LTD.)生產(chǎn))。
在熔化和捏合步驟中，在被攪拌和捏合的同時，在混合步驟中獲得的混合材料被加熱至粘合劑樹脂的熔點或者更高的溫度。這里，“粘合劑樹脂的熔點或者更高溫度”通常是80到200 0C，并且優(yōu)選地是100到150。。。
在熔化和捏合步驟中使用的捏合機器包括但是不限于一般的捏合機器，諸如雙軸擠出器、三輥軋機或者Laboplasto軋機。更具體地，捏合機器包括諸如TEM-100B (產(chǎn)品名稱，由東芝機械有限公司(Toshiba Machine CO.，LTD.)生產(chǎn))，或者PCM65/87 (產(chǎn)品名稱， 由池貝公司(IKEGAI Corp)生產(chǎn))的單軸或者雙軸擠出器，和諸如Kneadex (產(chǎn)品名稱，由三井礦業(yè)有限公司生產(chǎn))的開輥式捏合機器
在研磨步驟中，在熔化和捏合的材料已經(jīng)冷卻之后獲得的固化材料被諸如切碎機，中碎機(feather mill)，或者噴射磨的研磨機研磨?？梢詥为毜厥褂醚心C，或者可以組合兩個或者更多個研磨機。例如，固化材料可以由切碎機粗糙地研磨，并且然后由噴射磨研磨，從而能夠獲得具有所期望的體積平均顆粒直徑的核芯顆粒。
在分類步驟中，通過研磨步驟獲得的粗糙粉末被分類從而通過分類器移除過度研磨的墨粉，并且能夠獲得具有所期望的體積平均顆粒直徑的彩色墨粉顆粒。分類器包括市售的諸如TSP分選器(產(chǎn)品名稱，由細川密克朗公司生產(chǎn))的旋轉(zhuǎn)式分類器。
然后，將外部添加劑添加到(外部地添加到)在分類步驟中獲得的彩色墨粉。此時， 通過亨舍爾混合器將彩色墨粉和外部添加劑混合，并且將外部添加劑附著在彩色墨粉上。
外部添加劑優(yōu)選地包括包含以上無機精細顆粒并且用于改進流動性和充電性質(zhì)的流動化添加劑。
[工作實例]
(工作實例I)
[樣品I到5、比較樣品A，和基準(zhǔn)樣品的生產(chǎn)]
通過由以上熔化-捏合-研磨方法生產(chǎn)具有不同的紅外光吸收劑含量的、用于光學(xué)定影的幾種彩色墨粉(體積平均顆粒直徑6. 7 μ m)，來制成樣品I到5和比較樣品A，并且通過由熔化-捏合-研磨方法生產(chǎn)黑色墨粉(體積平均顆粒直徑6. 7 μ m)來制成基準(zhǔn)樣品。另外，每一種樣品均制成為黃色、洋紅色和青色這三種顏色(三個種類)。
<用于光學(xué)定影的彩色墨粉(樣品I到5，和比較樣品A)的原材料和它們的比率>
·粘合劑樹脂聚烯烴基樹脂，按重量45. 8% (樣品1)，按重量45. 6% (樣品2)，按重量45. 4% (樣品3)，按重量45. 1% (樣品4)，按重量44. 1% (樣品5)，按重量43. 1% (比較樣品A)
·母料
母料黃色按重量31. 5% (聚烯烴樹脂按重量25. 2%，C.1.顏料黃74 :按重量 6. 3%)
母料洋紅色按重量31. 5% (聚烯烴樹脂按重量25. 2%，C.1.顏料紅57 :按重量 6. 3%)
母料青色按重量31. 5% (聚烯烴樹脂按重量25. 2%，C.1.顏料藍15 :按重量 6. 3%)
·紅外光吸收劑花菁化合物(產(chǎn)品名稱NK-4680，由林原有限公司生產(chǎn))，按重量O.3% (樣品I )，按重量O. 5% (樣品2)，按重量O. 7% (樣品3)，按重量1. 0% (樣品4)，按重量 2. 0% (樣品5)，按重量3. 0% (比較樣品A)
·電荷控制劑硼化合物，按重量O. 9%
·蠟酯基蠟，按重量20%
·流動化添加劑氧化硅，按重量1. 5%
<黑色墨粉(基準(zhǔn)樣品)的原材料和它們的比率>
粘合劑樹脂聚烯烴基樹脂，按重量70. 1%
著色劑炭黑(產(chǎn)品名稱Nipex-60,由德固賽日本有限公司(Degussa Japan CO., LTD.)生產(chǎn))，按重量7. 5%
電荷控制劑硼化合物，按重量O. 9%
蠟酯基蠟，按重量20%
流化劑氧化硅，按重量1. 5%
[光吸收率的測量]
利用圖1到3所示的圖像形成設(shè)備、樣品I到5、比較樣品A和基準(zhǔn)樣品，以每單位面積O. 4mg/cm2的墨粉重量(附著量)在白色記錄紙上制成墨粉的未定影固態(tài)圖像。為了在 780nm的激光波長中測量每一個樣品的吸收特性，利用分光光度計U-3300(由日立有限公司生產(chǎn))測量每一個樣品的反射率。此時，通過利用具有780nm波長的紅外激光照射樣品來測量反射率。因此，基于基準(zhǔn)樣品(黑色墨粉)的光吸收率而提供的樣品I到5 (彩色墨粉)和比較樣品A (彩色墨粉)中的每一個的光吸收率均由λ 3表示，λ 3是使得λ 3=[ (100-λ 2) / (100-λ1)]Χ100而獲得的，其中λ I表示基準(zhǔn)樣品的反射率， 并且λ 2表示樣品I到5 和比較樣品A中的每一個的反射率。結(jié)果在表格I中示出。
[表格I]
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)定影的彩色墨粉，所述彩色墨粉包含紅外光吸收劑并且與光學(xué)定影裝置相兼容，所述光學(xué)定影裝置利用紅外光照射附著在記錄介質(zhì)的表面上的未定影墨粉以使所述未定影墨粉在記錄介質(zhì)上熔化并且定影，其中 在從所述光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，將所述彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于黑色墨粉的光吸收率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，其中 將所述彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為所述黑色墨粉的光吸收率的50到90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，其中 利用用作所述彩色墨粉的構(gòu)成材料的樹脂顆粒包圍所述紅外光吸收劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)定影的彩色墨粉，其中 所述紅外光吸收劑是花菁化合物。
5.一種圖像形成設(shè)備，包括 光導(dǎo)鼓，所述光導(dǎo)鼓具有在其上形成靜電潛像的表面； 充電裝置，所述充電裝置對所述光導(dǎo)鼓的表面充電； 曝光裝置，所述曝光裝置在所述光導(dǎo)鼓的所述表面上形成靜電潛像； 顯影裝置，所述顯影裝置具有容納根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光學(xué)定影的彩色墨粉以及黑色墨粉的容量并且向在所述光導(dǎo)鼓的所述表面上的所述靜電潛像供應(yīng)所述墨粉以形成墨粉圖像； 轉(zhuǎn)印裝置，所述轉(zhuǎn)印裝置將在所述光導(dǎo)鼓的所述表面上的所述墨粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)；和 光學(xué)定影裝置，所述光學(xué)定影裝置利用紅外光照射被轉(zhuǎn)印到所述記錄介質(zhì)的所述墨粉圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像形成設(shè)備，其中 所述光學(xué)定影裝置發(fā)射紅外激光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像形成設(shè)備，其中 所述光學(xué)定影裝置包括半導(dǎo)體激光器作為光源。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于光學(xué)定影的彩色墨粉和圖像形成設(shè)備。一種用于光學(xué)定影的彩色墨粉，該彩色墨粉包含紅外光吸收劑并且與光學(xué)定影裝置相兼容，該光學(xué)定影裝置利用紅外光照射在記錄介質(zhì)的表面上附著的未定影墨粉以使該未定影墨粉在記錄介質(zhì)上熔化并且定影，其中在從該光學(xué)定影裝置發(fā)射的紅外光的波長區(qū)域中，將該彩色墨粉的光吸收率設(shè)定為低于黑色墨粉的光吸收率。
文檔編號G03G9/08GK103019062SQ20121029899
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者前田智弘 申請人:夏普株式會社