專利名稱：電荷助劑輸送系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)色劑系統(tǒng)。本發(fā)明更具體涉及用于輸送包括電荷控制助劑的液體調(diào)色劑的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電照相(electrophotographic)和靜電印刷(electrostatic printing)工藝(統(tǒng)稱為電照相工藝)中，分別用調(diào)色劑在光感受元件或介電元件表面上形成靜電圖像。在靜電印刷中，潛影一般通過(guò)如下方法形成將一帶電圖像通過(guò)靜電書寫筆或其等同物置于靜電元件(通常為接受基材)上選取的元件區(qū)域內(nèi)，(2)將調(diào)色劑涂于該帶電荷的圖像上和(3)固定該調(diào)色圖像。這種方法的一個(gè)例子描述于US 5,262,259中。在電照相印刷中(也指靜電復(fù)印)，使用電照相技術(shù)以在最終的圖像接受器，如紙張、膠片等上產(chǎn)生圖像。在很多裝置(包括影印機(jī)、激光印刷機(jī)、傳真機(jī)等)中都包括電照相技術(shù)。
電照相通常涉及將可再使用的光敏性暫時(shí)圖像感受器(稱為光感受器)用于在最終的永久性圖像感受器上產(chǎn)生電照相圖像。一種代表性的電照相方法涉及在感受器上產(chǎn)生圖像的一系列步驟，包括充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)移、熔化、清潔和擦除。
在充電步驟中，光感受器一般通過(guò)電暈或充電輥基本上用所需正或負(fù)極性的電荷覆蓋。在曝光步驟中，光學(xué)體系(通常為激光掃描器或二極管組)以相當(dāng)于在最終圖像接受器上形成所需圖像的方式，通過(guò)對(duì)光感受器的充電表面選擇性放電形成潛像。在顯影步驟中，一般將合適極性的調(diào)色劑顆粒與光感受器上的潛像接觸，通常使用電偏向于與調(diào)色劑極性相反極性的電勢(shì)的顯影劑。調(diào)色劑顆粒遷移至光感受器并通過(guò)靜電力選擇性地與潛像附著，在光感受器上形成調(diào)色圖像。
在轉(zhuǎn)移步驟中，調(diào)色圖像自光感受器轉(zhuǎn)移至所需的最終圖像感受器；有時(shí)使用中間轉(zhuǎn)移元件，以進(jìn)行調(diào)色圖像自光感受器的轉(zhuǎn)移，隨后轉(zhuǎn)移至最終的圖像感受器。在熔化步驟中，將最終圖像感受器上的調(diào)色圖像以軟化或熔化調(diào)色劑顆粒，由此將調(diào)色圖像熔化到最終的感受器上。一種替換的熔化方法涉及將調(diào)色劑在加壓下在加熱或不加熱下固定到最終的感受器上。在清洗步驟中，除去殘留在光感受器上的殘余調(diào)色劑。
最后，在擦除步驟中，借助暴露于特定波長(zhǎng)的光下，將光感受器的電荷降至基本上均勻低的值，由此除去原始潛在圖像的殘余物并制備用于下一成像循環(huán)的光感受器。
使用兩類調(diào)色劑，商業(yè)上使用液體調(diào)色劑和干燥調(diào)色劑。術(shù)語(yǔ)“干燥”并不是指完全無(wú)任何液體成份的干燥調(diào)色劑，而是指該調(diào)色劑顆粒不含任何明顯量的溶劑，例如通常低于10重量％的溶劑(一般干燥調(diào)色劑是指將調(diào)色劑干燥至溶劑含量為合理的實(shí)際量)，并且能夠帶上摩擦電荷。這樣將干燥調(diào)色劑顆粒與液體調(diào)色劑顆粒相區(qū)別。
典型的液體調(diào)色劑組合物一般包括懸浮或分散于液體載體中的調(diào)色劑顆粒。液體載體一般為不導(dǎo)電的分散劑，以避免靜電潛像放電。一般將液體調(diào)色劑顆粒在液體載體(或載體液體)中溶劑化至一定程度，通常為低極性、低介電常數(shù)的基本上非水載體溶劑的50重量％以上。液體調(diào)色劑顆粒一般用在載體溶劑中解離的極性電荷來(lái)化學(xué)帶電，但在液體載體中溶劑化和/或分散時(shí)不帶摩擦電荷。液體調(diào)色劑顆粒一般比干燥劑調(diào)色劑顆粒小。因其在亞微米至約5微米范圍內(nèi)的很小的顆粒尺寸，液體調(diào)色劑顆粒能夠產(chǎn)生非常高分辨率的調(diào)色圖像。
用于液體調(diào)色劑組合物的典型調(diào)色劑顆粒包括視覺(jué)增強(qiáng)添加劑(例如，著色顏料顆粒)和聚合物粘結(jié)劑。該聚合物粘結(jié)劑在電照相工藝期間和之后起到填充作用?？紤]到可加工性，粘結(jié)劑的特性影響調(diào)色劑顆粒的帶電和電荷穩(wěn)定性、流動(dòng)性和熔化特性。這些特性對(duì)于在顯影、轉(zhuǎn)移和熔化期間實(shí)現(xiàn)良好的性能是重要的。在終止的接受器上形成圖像后，粘結(jié)劑的性質(zhì)(例如玻璃轉(zhuǎn)化溫度、熔體粘度和分子量)和熔化條件(例如溫度、壓力和熔化構(gòu)型)影響耐久性(例如耐粘連和擦除性能)、與接受器的粘結(jié)力、光澤等。
Alexandrovich等人的US 4,547,449公開(kāi)了液體電記錄(electrographic)顯影劑，包括絕緣液體載體、調(diào)色劑、電荷控制劑和帶電荷試劑。該電荷控制劑季銨鹽單體、具有-COOH、--SO3H或--PO3HR酸官能團(tuán)的單體和可溶劑化單體的載體可溶加成共聚物，其中R為氫或烷基。帶電荷的試劑為載體可溶的加成極性共聚物。公開(kāi)的顯影劑據(jù)說(shuō)顯示改進(jìn)的再裝滿性能，通過(guò)使用和重復(fù)再填充過(guò)程中降低電荷累積證實(shí)。具體地，該專利提到，經(jīng)多次復(fù)印順序使用，現(xiàn)有技術(shù)顯示的缺點(diǎn)涉及其電荷的穩(wěn)定性。特別地，現(xiàn)有技術(shù)的分散調(diào)色劑單位質(zhì)量顯影劑電荷增加，顯示顯示季銨電荷控制共聚物以低于調(diào)色劑的速率沉積到靜電圖像上。這種不均勻消耗速率和顯影劑中單位質(zhì)量電荷的相應(yīng)增加顯示顯影劑再填充困難并且造成每次復(fù)印的不均勻圖像密度。這里描述的發(fā)明確信穩(wěn)定單位質(zhì)量的顯影劑電荷，這樣在使用一段時(shí)間后，每單位質(zhì)量的電荷累積明顯降低。據(jù)信，當(dāng)顯影劑組合物中的銨鹽電荷控制聚合物包含具有選自-COOH、--SO3H或--PO3HR酸官能團(tuán)的酸官能團(tuán)時(shí)的不溶性單體時(shí)獲得這種穩(wěn)定性，其中R為氫或烷基。
Caruthers的US 6,018,636公開(kāi)了成像系統(tǒng)，其中調(diào)色劑在液體調(diào)色劑系統(tǒng)中的調(diào)色顯影性能變化通過(guò)測(cè)定罐中的調(diào)色劑濃度和液體調(diào)色劑體積測(cè)定并補(bǔ)償，基于罐中的調(diào)色劑濃度和調(diào)色劑質(zhì)量?；谟烧{(diào)色劑和/或試驗(yàn)印刷圖像構(gòu)成的測(cè)量值，可進(jìn)行調(diào)節(jié)，如形成新的電壓差或?qū)⒁后w載體材料加入罐中。
Caruthers的US 5,722,017公開(kāi)了一種液體顯影材料補(bǔ)充系統(tǒng)，其中液體顯影材料包括用于將操作液體顯影材料源提供該顯影裝置的儀器，并且液體顯影材料供給源與液體顯影材料器件連接，該器件對(duì)液體顯影材料器件提供液體顯影濃縮物源，該液體顯影材料器件補(bǔ)充液體顯影器件中的可操作液體顯影材料源。與具有很小量的印刷圖像面積或單色的顯影圖像相比，具有大比例的印刷圖像區(qū)域或具有基本上單一顏色的顯影圖像造成顆粒和/或電荷導(dǎo)子在液體顯影材料供料貯罐中更大的消耗。該專利解釋，盡管補(bǔ)充液體顯影材料的速率可通過(guò)簡(jiǎn)單監(jiān)測(cè)液體顯影劑在供給貯罐116中的量控制，在前面的體系中，補(bǔ)充液體顯影材料的液體載體、標(biāo)志顆粒和/或電荷導(dǎo)子組分的速率以更精確的方式控制，由此保持標(biāo)志顆粒和電荷袋子在貯存于貯罐116中的操作溶液中的濃度。這樣性質(zhì)的補(bǔ)充體系的一個(gè)例子包括測(cè)量操作液體顯影材料的導(dǎo)電性和將選取量的電荷導(dǎo)子化合物加入起到測(cè)量導(dǎo)電性功能的貯罐中，如US 4,860,924中公開(kāi)的，這里作為參考引入。這種性質(zhì)的另一系統(tǒng)共同受讓的US專利申請(qǐng)08/551,381中，該專利這里也作為參考引入，該專利描述了控制載體液體、電荷導(dǎo)子和/或標(biāo)志顆粒在液體顯影材料貯罐中的量，以響應(yīng)從其中消耗的起到構(gòu)成各顯影圖像的象素?cái)?shù)值作用的各組的量。參見(jiàn)14欄48行至15欄3行。
Simms等人的US 4,860,924公開(kāi)一種復(fù)印機(jī)，其中將電荷導(dǎo)子液體顯影劑，以響應(yīng)其導(dǎo)電測(cè)量值。將電荷導(dǎo)子中的調(diào)色劑濃縮物不足供給液體顯影劑以響應(yīng)其透光率測(cè)量值。導(dǎo)電率通過(guò)一對(duì)浸入顯影劑中的空間上分開(kāi)的電極測(cè)量，在電極之間施加可變的交流電。一可變電容器中和電極的固有電容。對(duì)相敏感檢測(cè)器提供具有與由電容效應(yīng)引起的相變相同的相變的參考電壓。校準(zhǔn)導(dǎo)電測(cè)量值以響應(yīng)顯影劑溫度測(cè)量值。

發(fā)明內(nèi)容
常規(guī)液體調(diào)色劑的導(dǎo)電性通常隨著印刷次數(shù)增加，并因此降低圖像的光學(xué)密度。通常在2000至3000次印刷后，調(diào)色劑的導(dǎo)電性變得太高，以至于不能產(chǎn)生良好的圖像。提供用于向印刷機(jī)輸送液體調(diào)色劑的新系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在不使用機(jī)械或電子敏感器或復(fù)雜的控制系統(tǒng)下加入合適量的電荷控制助劑。該系統(tǒng)包括液體電記錄(electrographic)調(diào)色劑組合物，該組合物包括具有Kauri-Butanol數(shù)低于約30mL的液體載體，分散在該液體載體中的多個(gè)帶電的調(diào)色劑顆粒，其中調(diào)色劑顆粒包括聚合物粘結(jié)劑。該系統(tǒng)還包括在液體載體中具有有限溶解度的電荷控制助劑。該電荷控制助劑優(yōu)選以超過(guò)該助劑在液體載體中的溶解度的量存在于液體載體中。此外，該電荷控制助劑可分散于在液體載體中具有有限溶解度的基物中，該基物優(yōu)選以比基物在液體載體中的溶解度過(guò)量的量存在于液體載體中。在另一方案中，電荷控制助劑可包在基物內(nèi)形成在液體載體中具有有限溶解度的微膠囊形式，該微膠囊優(yōu)選以比基物在液體載體中的溶解度過(guò)量的量存在于液體載體中。
上述形式的電荷控制助劑可按需要以釋放入調(diào)色劑組合物中的多種方式提供。例如該電荷控制助劑可作為粘附于調(diào)色劑供料容器的壁上的非溶劑化元件提供，例如作為塊或其它堆積(bulk)部件。作為另一例子，將電荷控制助劑以涂敷在調(diào)色劑供料容器的至少一個(gè)壁上的薄膜形式提供。此外，將電荷控制助劑以分散在調(diào)色劑組合物的液體載體中的顆粒提供。在另一構(gòu)型中，該系統(tǒng)包括用于向光感受器元件或介電元件輸送調(diào)色劑的輸送輥，并且電荷控制助劑以在輸送輥上的涂層提供。
對(duì)于本發(fā)明，電荷控制助劑可為調(diào)節(jié)調(diào)色劑組合物的體積導(dǎo)電率和/或調(diào)色劑組合物中的單位質(zhì)量調(diào)色劑顆粒電荷的任何物質(zhì)。


圖1為具有以元件形式提供的電荷控制助劑的非溶劑部分的本發(fā)明系統(tǒng)的部分橫截面的端視圖(end view)。
圖2為具有以涂層形式提供的電荷控制助劑的非溶劑部分的本發(fā)明系統(tǒng)的部分橫截面的端視圖。
圖3為具有以輸送輥上的涂層形式提供的電荷控制助劑的非溶劑部分的本發(fā)明系統(tǒng)的部分橫截面的端視圖。
圖4為具有以分散在調(diào)色劑組合物中的微膠囊或顆粒形式提供的電荷控制助劑的非溶劑部分的本發(fā)明系統(tǒng)的部分橫截面的端視圖。
圖5包括在調(diào)色劑容器在調(diào)色劑涂布器之間的顯影材料供料容器的本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的系統(tǒng)使用將電荷控制助劑按需要輸送給調(diào)色劑組合物以提供合適的電荷平衡的溶解度和濃度因子。已令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，可提供本發(fā)明系統(tǒng)，該系統(tǒng)有利于調(diào)節(jié)體積導(dǎo)電率和單位質(zhì)量電荷，如此獲得優(yōu)良圖像生成。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1給出具有處于調(diào)色劑供料容器11中的液體調(diào)色劑組合物的系統(tǒng)10的實(shí)施方案的部分橫截面端視圖。將調(diào)色劑通過(guò)輸送輥14和16輸送至光敏臨時(shí)圖像感受器(有機(jī)光感受器“OPC”)18。可使用本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的替代的輸送裝置，如將調(diào)色劑組合物通過(guò)泵抽入，等等。在調(diào)色劑組合物中設(shè)置電荷控制助劑元件19，以提供比助劑在液體載體中的溶解度過(guò)量的電荷控制助劑。顯示的電荷控制助劑元件19為塊構(gòu)型，以被液體載體附加的溶劑化獲得，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)從液體組合物中取出調(diào)色劑顆粒(未示)改變濃度條件。電荷控制助劑可以單一組分形式提供，或可以與基物的混合物形式提供，以容易附著電荷控制助劑或調(diào)節(jié)電荷控制助劑釋放入調(diào)色劑組合物中。電荷控制助劑元件19包括非溶劑化電荷控制助劑或可為例如固體、半固體或凝膠形式。電荷控制助劑元件19可僅放在調(diào)色劑供給容器10內(nèi)，或可附著在調(diào)色劑供給容器10的壁或其它結(jié)構(gòu)上。
如上所述，本發(fā)明的電荷控制助劑可為調(diào)節(jié)調(diào)色劑組合物的體積電阻率和/或調(diào)色劑組合物中的調(diào)色劑顆粒的單位質(zhì)量電荷的任何物質(zhì)。選取的電荷控制助劑優(yōu)選應(yīng)降低調(diào)色劑組合物的體積電阻率和/或調(diào)色劑組合物中的調(diào)色劑顆粒的單位質(zhì)量電荷，更優(yōu)選同時(shí)降低調(diào)色劑組合物的體積電阻率和調(diào)色劑組合物中的調(diào)色劑顆粒的單位質(zhì)量電荷。優(yōu)選的電荷控制助劑為酸或堿。
電荷控制助劑可為單體、低聚物或聚合物物質(zhì)，只要它包括足夠的酸或堿官能團(tuán)以顯示這里描述的所需電荷控制貢獻(xiàn)即可。電荷控制助劑在液體載體中的存在量?jī)?yōu)選高于其在液體載體中的溶解度，或換言之，在該體系中應(yīng)存在未溶解的電荷控制劑。電荷控制劑在液體載體中優(yōu)選應(yīng)具有溶解度約0.1至約10mg/g。令人吃驚的是，電荷控制助劑在液體載體中需要具有非常低的溶解度。微溶性聚合物電荷控制劑對(duì)于提供所需的電荷控制性能具有令人吃驚的效果。因此，已令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，為證實(shí)電荷控制劑的益處，可將這里描述的聚合物制品與調(diào)色劑組合物的液體載體在印刷過(guò)程中的一些點(diǎn)接觸。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，為證實(shí)電荷控制劑的益處，調(diào)色劑組合物的結(jié)構(gòu)可由聚合物控制助劑形成。
當(dāng)電荷控制助劑為堿時(shí)，它優(yōu)選選自胺。胺官能團(tuán)可為伯、仲或叔胺。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，電荷控制助劑可為胺官能聚合物，如具有胺官能團(tuán)(如胺烷基側(cè)鏈官能團(tuán))的硅氧烷聚合物，或?yàn)榭删哂邪饭倌軋F(tuán)的碳基聚合物(如包括胺官能團(tuán)的丙烯酸酯、聚酯、環(huán)氧或聚醚聚合物)。這種聚合物的一個(gè)例子是GP530，購(gòu)自Genesee Polymers，F(xiàn)lint，Michigan。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，電荷控制助劑可為羥基官能聚合物，如牌號(hào)SCX-804或578的JoncrylTM聚合物，購(gòu)自S.C.Johnson Polymers，Racine，WI。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，電荷控制助劑選自烷基胺，最優(yōu)選在烷基胺的烷基的烷基部分具有6至60個(gè)碳原子的烷基胺。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，電荷控制助劑為在烷基胺的烷基的烷基部分具有12至18個(gè)碳原子的烷基胺。具體優(yōu)選的電荷控制助劑的例子包括己胺、辛胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺和其混合物。
當(dāng)電荷控制助劑為酸時(shí)，它選自羧酸和磺酸。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，電荷控制助劑可為酸官能聚合物，如具有酸官能團(tuán)的硅氧烷聚合物，或?yàn)榭删哂兴峁倌軋F(tuán)的碳基聚合物(如包括酸官能團(tuán)的丙烯酸酯、聚酯、環(huán)氧或聚醚聚合物)。這些聚合物的例子包括具有羧基官能團(tuán)的苯乙烯丙烯酸樹(shù)脂，如購(gòu)自Image Polymers Co.，Wilmington，MA的‘ALMACRYL B-1504”，和購(gòu)自S.C.Johnson Polymers，Racine，WI的牌號(hào)為67，586，611，678，690，SCX-815，SCX-817，SCX-819，SCX-835和SCX-839的JoncrylTM聚合物。進(jìn)一步的例子包括乙烯乙酸乙烯酯三元聚合物如牌號(hào)4260，4310，4320和4355的ELVAX聚合物。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，電荷控制助劑選自烷基酸，最優(yōu)選在烷基酸的烷基的烷基部分具有6至60個(gè)碳原子的烷基酸。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，電荷控制助劑為在烷基酸的烷基的烷基部分具有12至18個(gè)碳原子的烷基酸該酸優(yōu)選為烷基苯磺酸或烷基羧酸。具體優(yōu)選的電荷控制助劑的例子包括己酸、辛酸、十二烷基酸、十四烷基酸、十六烷基酸、十八烷基酸、己基苯磺酸、辛基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸、十八烷基苯磺酸和其混合物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，電荷控制助劑為ABSA，一種包括C11，C12和C13碳鏈長(zhǎng)度烷基部分的共混物的烷基苯磺酸。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，電荷控制助劑能夠在液體載體中形成膠束。電荷控制助劑最優(yōu)選以具有尺寸約5至約50nm的膠束形式存在于組合物中。
優(yōu)選選取的電荷控制助劑在調(diào)色劑組合物中具有最小溶解度，這樣電荷控制助劑在控制下并按“需要”自電荷控制助劑元件19溶劑化。電荷控制元件19可非必要地通過(guò)提供分散在基質(zhì)中的電荷控制助劑制備，由此改進(jìn)電荷控制助劑元件19的整體輸送和釋放特性?；飪?yōu)選選自烴蠟、硅蠟和天然蠟?？扇菀状_定各種組分的比例，以提供來(lái)自電荷控制元件19的電荷控制助劑的所需釋放特性。此外，可使用增加或減少電荷控制助劑元件19的可得表面的另一電荷控制助劑元件19的構(gòu)型，以促進(jìn)來(lái)自電荷控制助劑元件19的電荷控制助劑的合適釋放輪廓。
圖2給出具有處于調(diào)色劑供料容器21中的液體調(diào)色劑組合物22的系統(tǒng)20的另一實(shí)施方案，將調(diào)色劑通過(guò)輸送輥24和26輸送至OPC28。在調(diào)色劑供給容器20的一些或所有內(nèi)表面上設(shè)置電荷控制助劑涂層29。這樣，在調(diào)色劑組合物中提供其量比助劑在液體載體中的溶解度過(guò)量的調(diào)色劑控制助劑。按照上述方式，可使用增加或減少電荷控制助劑涂層29的可得表面的另一電荷控制助劑涂層29的構(gòu)型，以促進(jìn)來(lái)自電荷控制助劑涂層29的電荷控制助劑的合適釋放輪廓。例如可將涂層設(shè)置為高多孔層或具有各種表面局部形態(tài)的層，以增加電荷控制助劑涂層29的可得表面。
圖3給出具有處于調(diào)色劑供料容器31的液體調(diào)色劑組合物32的系統(tǒng)30的另一實(shí)施方案。將調(diào)色劑通過(guò)輸送輥34和36輸送至OPC 38。電荷控制助劑涂層39設(shè)置在輸送輥34上。將注意到用于非溶劑化電荷控制助劑的各種替代位置。固體形式的電荷控制助劑可位于調(diào)色劑供料容器上或內(nèi)的任何合適位置，其中電荷控制助劑將接觸液體調(diào)色劑，并可按需要輸送至液體調(diào)色劑組合物以提供電荷平衡。
圖4給出具有處于調(diào)色劑供料容器41的液體調(diào)色劑組合物42的系統(tǒng)40的另一實(shí)施方案。將調(diào)色劑通過(guò)輸送輥44和46輸送至OPC 48。電荷控制助劑微膠囊或顆粒49分散在調(diào)色劑組合物42中。此外，微膠囊和/或基物顆?？赏ㄟ^(guò)多孔保留篩子或其它物理柵欄(未示)引入或包含在涂層內(nèi)，該多孔保留篩子或其它物理柵欄防止微膠囊或基物顆粒在印刷期間與調(diào)色劑顆粒一起從調(diào)色劑組合物中逃選，但可使微膠囊或基物顆粒與液體調(diào)色劑組合物接觸，以促進(jìn)電荷控制助劑向組合物輸送。
圖5給出系統(tǒng)50的示意圖，包括連接通過(guò)供料管線55連接顯影材料供料容器53的調(diào)色劑容器51，在調(diào)色劑容器51中提供液體調(diào)色劑組合物，并通過(guò)供料管線55按照常規(guī)方式加入顯影材料供料容器53中，這樣可在不中斷正在進(jìn)行的印刷操作下將另外的液體調(diào)色劑加入系統(tǒng)50中。將如此供給的液體調(diào)色劑組合物經(jīng)供料管線56通過(guò)調(diào)色劑涂布器59涂于OPC 57上。電荷控制助劑可在系統(tǒng)50中的任何方便位置以上述任何形式提供。因此，例如包括電荷控制助劑(純的或在基物中的)的元件可位于調(diào)色劑容器51、顯影材料供料容器53或供料管線55或56中。電荷控制助劑可非必要地設(shè)置在分離的可與管線連接的容器中，該容器可安裝在供料管線55或56的任何連接點(diǎn)，或供料管線55或56的中間。
各種合適的調(diào)色劑樹(shù)脂可用于本發(fā)明使用的調(diào)色劑組合物中。典型的樹(shù)脂的說(shuō)明性例子包括聚酰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、乙烯基樹(shù)脂、聚碳酸酯、聚酯等和其混合物?？蛇x取任何合適的乙烯基樹(shù)脂，包括兩種或多種乙烯基單體的均聚物或共聚物。這些乙烯基單體單元的典型例子包括苯乙烯，乙烯基萘，烯屬不飽和單烯烴如乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯等；乙烯基酯如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等；烯屬不飽和二烯烴如丁二烯、異戊二烯等；不飽和單羧酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等，丙烯腈，甲基丙烯腈；乙烯基醚如乙烯基甲基醚、乙烯基異丁基醚、乙烯基乙基醚等；乙烯基酮如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、甲基異丙烯基酮等；和其混合物。此外還可以選取與一種或多種其它樹(shù)脂，優(yōu)選其它乙烯基樹(shù)脂摻混的各種乙烯基樹(shù)脂作為調(diào)色劑樹(shù)脂，以確保良好的摩擦電性能和抗物理降解的均勻性能。此外，還可使用非乙烯基類熱塑性樹(shù)脂，包括樹(shù)脂改性酚醛樹(shù)脂、油改性環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、纖維素樹(shù)脂、聚醚樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂和其混合物。
優(yōu)選調(diào)色劑包括分散于液體載體中的帶電荷調(diào)色劑顆粒，其中調(diào)色劑顆粒包括聚合物粘結(jié)劑，該聚合物粘結(jié)劑包括至少一種含一個(gè)或多個(gè)S物質(zhì)部分和一個(gè)或多個(gè)D物質(zhì)部分的兩親接枝共聚物。這里使用的術(shù)語(yǔ)“兩親”是指具有多部分組合的一種接枝共聚物，這些部分在用于制備共聚物和/或用于制備液體調(diào)色劑顆粒的所需液體載體中具有不同的溶解和分散特性。液體載體(有時(shí)又稱為“載體液體”)優(yōu)選按這樣的方式選取共聚物的至少一部分(這里又稱為S物質(zhì)或嵌段)更容易被載體溶劑化，而共聚物的至少另一部分(這里又稱為D物質(zhì)或嵌段)構(gòu)成在載體中的更多分散相。這種形成空間穩(wěn)定化兩親共聚物的機(jī)理的細(xì)節(jié)描述于Napper，D.H.，“Polymeric Stabilization ofColloidal Dispersions，”Academic Press，New York，N.Y.，1983中。合成自穩(wěn)定有機(jī)溶膠的工藝描述于“Dispersion Polymerization in Organic Media，”K.E.J.Barrett，ed.，John WileyNew York，N.Y.，1975中。
當(dāng)形成兩親接枝共聚物時(shí)，可根據(jù)需要加入一種或多種添加劑。例如，可加入一種或多種視覺(jué)增強(qiáng)添加劑和/或電荷控制助劑。然后可將該組合物施加一種或多種混合工藝，如均化、微流化、球磨、超微磨碎機(jī)研磨、高能量珠粒(砂子)研磨、籃式研磨或本領(lǐng)域已知的其它工藝以降低分散體中的顆粒尺寸。該混合工藝(若存在)可起到將團(tuán)聚的視覺(jué)增強(qiáng)添加劑顆粒破碎至主顆粒(具有直徑0.05至5微米)，并可將分散的共聚物粘結(jié)劑部分撕碎為片斷，這些片斷可與視覺(jué)增強(qiáng)添加劑的表面結(jié)合。
按照這一實(shí)施方案，分散的共聚物或衍生自該共聚物的片斷，例如通過(guò)吸附或粘附到視覺(jué)增強(qiáng)添加劑的表面的方式與視覺(jué)增強(qiáng)添加劑結(jié)合，由此形成調(diào)色劑顆粒。結(jié)果是具有體積平均直徑(用激光散射測(cè)定)約0.05至約50微米、更優(yōu)選約3至約10微米、最優(yōu)選約1.5至約5微米的調(diào)色劑顆粒的空間穩(wěn)定非水分散體。若需要，可在混合前或混合后，加入一種或多種電荷導(dǎo)子(charge director)。
液體調(diào)色劑組合物的多種特性對(duì)于提供高質(zhì)量圖像是重要的。調(diào)色劑顆粒尺寸和電荷特性對(duì)于形成具有良好分辨率的高質(zhì)量圖像特別重要。此外，調(diào)色劑顆粒的快速自固定對(duì)于一些電照相印刷應(yīng)用是重要的要求，例如為避免印刷缺陷(例如弄污或后緣拖尾)和在高速印刷中完全轉(zhuǎn)移。例如，在顯示低Tg的有機(jī)溶膠調(diào)色劑組合物中，在成像方法中形成的薄膜可為粘性的并在轉(zhuǎn)印條件下弱粘合。這可導(dǎo)致圖像分解或殘留在光感受器上或中間圖像接受器表面上的不合適殘余物。在配制液體調(diào)色劑組合物中的另一重要考慮涉及圖像在最終接受器上的耐久性和歸檔性。耐擦涂性能，例如耐通過(guò)摩擦，特別是通過(guò)由通常用于除去外來(lái)的鉛筆或鋼筆印跡摩擦調(diào)色圖像，是液體調(diào)色劑顆粒的合適特性。
液體載體基本上為非水溶劑或溶劑共混物。換言之，液體載體的僅少量組分(通常低于25重量％)包括水?；旧戏撬后w載體優(yōu)選包括低于20重量％的水，更優(yōu)選低于10重量％的水，進(jìn)一步更優(yōu)選低于3重量％的水，最優(yōu)選低于1重量％的水。載體液體可選自本領(lǐng)域已知的各種物質(zhì)，或這些物質(zhì)的組合，但優(yōu)選具有Kauri-butanol值低于30ml。該液體優(yōu)選為在各種條件下親油的、化學(xué)穩(wěn)定的并且電絕緣的。電絕緣是指具有低介電常數(shù)和高電阻的分散劑液體。該液體分散劑具有介電常數(shù)優(yōu)選低于5；更優(yōu)選低于3。載體液體的電阻通常大于109Ohm-cm；更優(yōu)選大于1010Ohm-cm。此外，該液體載體在針對(duì)用于配制調(diào)色劑顆粒的組分的大多數(shù)實(shí)施方案中合適地為化學(xué)惰性的。
合適的液體載體的例子包括脂族烴(正戊烷、己烷、庚烷等)、環(huán)脂族烴(環(huán)戊烷、環(huán)己烷等)、芳烴(苯、甲苯、二甲苯等)、鹵代烴溶劑(氯代鏈烷、氟代鏈烷、氯氟烴等)、硅油和這些溶劑的混合物。優(yōu)選的載體液體包括支化石蠟族溶劑共混物，如IsoparTMG、IsoparTMH、IsoparTMK、IsoparTML、IsoparTMM和IsoparTMV(購(gòu)自Exxon Corporation，NJ)，最優(yōu)選的載體為脂族烴溶劑共混物如NorparTM12，NorparTM13和NorparTM15(購(gòu)自ExxonCorporation，NJ)。特別優(yōu)選的載體液體具有Hildebrand溶解度參數(shù)約13至約15MPa1/2。
本發(fā)明調(diào)色劑組合物的液體載體優(yōu)選與用作制備兩親共聚物的溶劑相同。此外，聚合可在任何合適的溶劑中進(jìn)行，并且可進(jìn)行溶劑交換以對(duì)調(diào)色劑組合物提供所需的液體載體。
如上所述，調(diào)色劑顆粒為帶正電的或帶負(fù)電的。該電荷優(yōu)選通過(guò)加入一種或多種電荷導(dǎo)子(又稱為電荷控制添加劑或“CCA”)。該電荷導(dǎo)子可以單獨(dú)成份包括和/或以粘結(jié)劑聚合物的一個(gè)或多個(gè)官能部分包括。該電荷導(dǎo)子起到增強(qiáng)可帶電性和/或賦予調(diào)色劑顆粒電荷的作用。
該電荷導(dǎo)子可用各種方法加入調(diào)色劑顆粒中，這些方法的例子是合適的單體與用于形成共聚物的其它單體共聚，電荷導(dǎo)子與調(diào)色劑顆?；瘜W(xué)反應(yīng)，電荷導(dǎo)子化學(xué)或物理吸附到調(diào)色劑顆粒(樹(shù)脂或顏料)上，或電荷導(dǎo)子與引入調(diào)色劑顆粒中的官能團(tuán)螯合。
電荷導(dǎo)子起到將選取極性的電荷施加到調(diào)色劑顆粒上的作用?？墒褂帽绢I(lǐng)域描述的各種電荷導(dǎo)子。例如電荷導(dǎo)子可以由多價(jià)金屬離子和作為抗衡離子的有機(jī)陰離子組成的金屬鹽的形式提供。合適的金屬離子包括但不限于Ba(II)，Ca(II)，Mn(II)，Zn(II)，Zr(IV)，Cu(II)，Al(III)，Cr(III)，F(xiàn)e(II)，F(xiàn)e(III)，Sb(III)，Bi(III)，Co(II)，La(III)，Pb(II)，Mg(II)，Mo(III)，Ni(II)，Ag(I)，Sr(II)，Sn(IV)，V(V)，Y(III)和Ti(IV)。合適的有機(jī)陰離子包括衍生自脂族或芳族羧酸或磺酸，優(yōu)選脂族羧酸如硬脂酸、二十二烷酸、新癸酸、二異丙基水楊酸、辛酸、松香酸、萘酸、月桂酸、tallic acid等的羧酸鹽或磺酸鹽。
優(yōu)選的負(fù)電荷導(dǎo)子包括本領(lǐng)域描述的那些，如卵磷脂、油溶性石油磺酸酯(如中性Calcium PetronateTM、中性Barium PetronateTM和堿性BariumPetronateTM，制造商Sonneborn Division of Witco Chemical Corp.，New York，N.Y.)、聚丁烯丁二酰亞胺(如OLOATM1200，銷售商Chevron Corp.，andAmoco 575)和甘油酯鹽(如具有不飽和和飽和酸取代基的磷酸化單-和二甘油酯的鈉鹽，如公開(kāi)于Chan等人的US 4,886,726中的)。優(yōu)選的甘油酯電荷導(dǎo)子類型為磷酸甘油酯的堿金屬鹽，如鈉鹽，例如EmphosTMD70-30C，WitcoChemical Corp.，New York.N.Y，其為磷酸化單和二甘油酯的鈉鹽。優(yōu)選的負(fù)電荷導(dǎo)子包括卵磷脂和堿性石油磺酸鋇(barium petronate)。
優(yōu)選的正電荷導(dǎo)子包括由多價(jià)金屬離子和作為抗衡離子的有機(jī)陰離子組成的金屬鹽。合適的金屬離子包括但不限于Ba(II)，Ca(II)，Mn(II)，Zn(II)，Zr(IV)，Cu(II)，Al(III)，Cr(III)，F(xiàn)e(II)，F(xiàn)e(III)，Sb(III)，Bi(III)，Co(II)，La(III)，Pb(II)，Mg(II)，Mo(III)，Ni(II)，Ag(I)，Sr(II)，Sn(IV)，V(V)，Y(III)和Ti(IV)。合適的有機(jī)陰離子包括衍生自脂族或芳族羧酸或磺酸，優(yōu)選脂族羧酸如硬脂酸、二十二烷酸、新癸酸、二異丙基水楊酸、辛酸、松香酸、萘酸、月桂酸、tallicacid等的羧酸鹽或磺酸鹽。
優(yōu)選的正電荷導(dǎo)子包括金屬皂，特別是金屬羧酸鹽，如US3,411,936(這里作為參考引入)中描述的。金屬皂的金屬優(yōu)選選自鋯、錫和鈦。特別優(yōu)選的正電荷導(dǎo)子為四辛酸鋯(以Zirconium HEX-CEM，購(gòu)自O(shè)MG ChemicalCompany，Cleveland，OH)。
對(duì)于給定調(diào)色劑的優(yōu)選電荷導(dǎo)子的量取決于很多因素，包括聚合物粘結(jié)劑的組成、用于制備調(diào)色劑組合物的顏料和粘結(jié)劑與顏料的比例。此外，優(yōu)選的電荷導(dǎo)子量將取決于電照相成像工藝的性質(zhì)。電荷導(dǎo)子的量可按照現(xiàn)有技術(shù)已知的這里列出參數(shù)調(diào)節(jié)。電荷導(dǎo)子的量，按100重量份調(diào)色劑固體計(jì)，通常為0.01至10重量份，優(yōu)選0.1至5重量份。
液體調(diào)色劑組合物的導(dǎo)電性可用于描述調(diào)色劑在顯影電照相圖像中的效果。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員認(rèn)為有利的范圍是1×10-11mho/cm至3×10-10mho/cm。高導(dǎo)電性一般表明電荷在調(diào)色劑顆粒上不能有效結(jié)合，并且說(shuō)明電流密度與在顯影期間沉積的調(diào)色劑之間的低相關(guān)性。低導(dǎo)電性表明調(diào)色劑顆粒未帶電或很少帶電。使用與調(diào)色劑顆粒上的吸附位匹配的電荷導(dǎo)子是確保與各調(diào)色劑顆粒的足夠電荷結(jié)合。
也可按照慣例將其它添加劑加入配料中。這些添加劑包括UV穩(wěn)定劑、模抑制劑(mold inhibitors)、殺菌劑、殺真菌劑、抗靜電劑、光澤改進(jìn)劑、其它聚合物或低聚物、抗氧劑等中的一種或多種。
所得帶電顆粒的顆粒尺寸將影響包括該顆粒的調(diào)色劑組合物的成像、熔化、分辨和轉(zhuǎn)移性能。顆粒的體積平均粒徑(用激光衍生測(cè)定)為約0.05至約50微米，更優(yōu)選約3至約10微米，最優(yōu)選約1.5至約5微米。
當(dāng)調(diào)色劑顆粒包括帶正電荷的兩親接枝共聚物，電荷控制助劑為酸或堿時(shí)，提供本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案，如描述于同時(shí)申請(qǐng)的名稱為“用于帶正電荷的調(diào)色劑的助劑”的共同受讓的US專利申請(qǐng)10/676,371中，這里作為參考引入。
當(dāng)調(diào)色劑顆粒包括帶負(fù)電荷的兩親接枝共聚物，電荷控制助劑為酸或堿時(shí)，提供本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案，如描述于同時(shí)申請(qǐng)的名稱為“用于帶負(fù)電荷的調(diào)色劑的助劑”的共同受讓的US專利申請(qǐng)10/676,371中，這里作為參考引入。
這里引用的所有專利、專利文獻(xiàn)和公開(kāi)出版物，若是單獨(dú)引入的，則作為參考引入。除非另有說(shuō)明，所有份數(shù)和百分比按重量計(jì)，所有分子量為重均分子量。前面的詳細(xì)說(shuō)明僅為清楚理解而給出。本發(fā)明不限于所給出和描述的準(zhǔn)確細(xì)節(jié)，因?yàn)閷?duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的各種變化將包括在權(quán)利要求定義的本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷液體調(diào)色劑的系統(tǒng)，包括a)液體電記錄調(diào)色劑組合物，包括i)具有Kauri-Butanol數(shù)低于約30mL的液體載體，ii)分散在該液體載體中的多個(gè)帶電的調(diào)色劑顆粒，其中調(diào)色劑顆粒包括聚合物粘結(jié)劑；和b)在液體載體中具有有限溶解度的電荷控制助劑。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑以比該助劑在液體載體中的溶解度過(guò)量的量存在于液體載體中。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中液體調(diào)色劑組合物處于調(diào)色劑供料容器中。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑以在調(diào)色劑供料容器中的非溶劑化元件提供。
5.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑以與調(diào)色劑供料容器的壁附著的非溶劑化元件提供。
6.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑以涂于調(diào)色劑供料容器至少一個(gè)壁的膜形式提供。
7.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑以分散在調(diào)色劑組合物的液體載體中的顆粒形式提供。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括用于將調(diào)色劑組合物輸送至光感受元件或介電元件的輸送輥，且電荷控制助劑以在輸送輥上的涂層形式提供。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑在調(diào)色劑供料容器與調(diào)色劑涂布器之間的位置處提供，這樣在調(diào)色劑涂布到基材上之前液體調(diào)色劑組合物接觸電荷控制助劑。
10.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑在調(diào)色劑供料容器與調(diào)色劑涂布器之間的調(diào)色劑組合物進(jìn)料管線處提供。
11.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑在調(diào)色劑供料容器與調(diào)色劑涂布器之間的調(diào)色劑顯影劑貯罐處提供。
12.一種用于印刷液體調(diào)色劑的系統(tǒng)，包括a)液體電記錄調(diào)色劑組合物，包括i)具有Kauri-Butanol數(shù)低于約30mL的液體載體，ii)分散在該液體載體中的多個(gè)帶電的調(diào)色劑顆粒，其中調(diào)色劑顆粒包括聚合物粘結(jié)劑；和b)分散在基物中的電荷控制助劑，其中基物在液體載體中具有有限的溶解度。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑以比基物在液體載體中的溶解度過(guò)量的量存在于液體載體中。
14.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中液體調(diào)色劑組合物處于調(diào)色劑供料容器中。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中基物以在調(diào)色劑供料容器中的非溶劑化元件提供。
16.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中基物以與調(diào)色劑供料容器的壁附著的非溶劑化元件提供。
17.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中基物以涂于調(diào)色劑供料容器至少一個(gè)壁的膜形式提供。
18.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中基物以分散在調(diào)色劑組合物的液體載體中的顆粒形式提供。
19.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括用于將調(diào)色劑組合物輸送至光感受元件或介電元件的輸送輥，且基物以在輸送輥上的涂層形式提供。
20.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中基物在調(diào)色劑供料容器與調(diào)色劑涂布器之間的位置處提供，這樣在調(diào)色劑涂布到基材上之前液體調(diào)色劑組合物接觸基物。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中基物在調(diào)色劑供料容器與調(diào)色劑涂布器之間的調(diào)色劑組合物進(jìn)料管線處提供。
22.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中基物在調(diào)色劑供料容器與調(diào)色劑涂布器之間的調(diào)色劑顯影劑貯罐處提供。
23.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中基物選自烴蠟、硅蠟和天然蠟。
24.一種用于印刷液體調(diào)色劑的系統(tǒng)，包括a)液體電記錄調(diào)色劑組合物，包括i)具有Kauri-Butanol數(shù)低于約30mL的液體載體，ii)分散在該液體載體中的多個(gè)帶電的調(diào)色劑顆粒，其中調(diào)色劑顆粒包括聚合物粘結(jié)劑；和b)包裹在基物內(nèi)形成微膠囊的電荷控制助劑，其中基物在液體載體中具有有限的溶解度。
25.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中微膠囊以比基物在液體載體中的溶解度過(guò)量的量存在于液體載體中。
26.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中電荷控制助劑可溶于液體載體中。
27.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中基物選自烴蠟、硅蠟和天然蠟。
28.一種印刷圖像的方法，包括a)提供權(quán)利要求1的系統(tǒng)，b)以印刷至少一幅圖像的量抽出帶電調(diào)色劑顆粒，由此改變調(diào)色劑組合物的電荷和組成，c)使至少一部分電荷控制助劑接觸液體組合物，由此調(diào)節(jié)調(diào)色劑組合物的電荷。
29.一種印刷圖像的方法，包括a)提供權(quán)利要求12的系統(tǒng)，b)以印刷至少一幅圖像的量抽出帶電調(diào)色劑顆粒，由此改變調(diào)色劑組合物的電荷和組成，c)使至少一部分基物接觸液體組合物，由此調(diào)節(jié)調(diào)色劑組合物的電荷。
30.一種印刷圖像的方法，包括a)提供權(quán)利要求24的系統(tǒng)，b)以印刷至少一幅圖像的量抽出帶電調(diào)色劑顆粒，由此改變調(diào)色劑組合物的電荷和組成，c)使至少一部分微膠囊接觸液體組合物，由此調(diào)節(jié)調(diào)色劑組合物的電荷。
全文摘要
一種印刷液體調(diào)色劑的系統(tǒng)，其包括液體電記錄調(diào)色劑組合物，該組合物含Kauri－Butanol數(shù)低于約30mL的液體載體，分散在該液體載體中的多個(gè)帶電的調(diào)色劑顆粒，其中調(diào)色劑顆粒包括聚合物粘結(jié)劑。該系統(tǒng)還包括在液體載體中具有有限溶解度的電荷控制助劑。該助劑以超過(guò)該助劑在液體載體中的溶解度的量存在于液體載體中。該電荷控制助劑可分散于在液體載體中具有有限溶解度的基物中，該基物以比基物在液體載體中的溶解度過(guò)量的量存在于液體載體中。上述形式的電荷控制助劑可按需要以釋放入調(diào)色劑組合物中的多種方式提供。電荷控制助劑按需要釋放入調(diào)色劑組合物中，相對(duì)于調(diào)色劑組合物的體積導(dǎo)電率和/或調(diào)色劑顆粒的單位質(zhì)量電荷提供電荷控制。
文檔編號(hào)G03G9/12GK1624593SQ200410075119
公開(kāi)日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者詹姆斯·A·貝克, 蓋伊·L·赫爾曼, 朱莉·Y·錢 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社