显像组成物 【技术领域】
本发明是关于一种显像组成物,尤其是指一种适用于静电潜像显影的显像组成物,能应用于黑白或全彩的复印机及激光打印机的显像组成物。
背景技术
随着计算机及接口设备的发展和普及,复印机及激光打印机已成为常见的打印设备之一。其中,复印机及激光打印机皆有属于一种双成分显像系统,是利用静电潜像显影将图像显示出来。
一般的双成分显像系统是在显影器中装设载体及碳粉粒子,通过摩擦后使显像剂中的碳粉带静电,再经双成分显像系统中带与碳粉相反电性的感光鼓与碳粉的静电吸附后,形成碳粉图像。然而,在常用的双成分显像系统的复印机及激光打印机中,经连续打印之后,碳粉在显像剂中的浓度会有所变化,导致碳粉摩擦带电量的改变。由于静电潜像显影与碳粉带电量有极密切的关系,因此若碳粉摩擦带电量改变,则会造成打印质量劣化。为了要维持长时间打印的打印质量,一般而言,复印机及激光打印机会自动调整布电电压及磁棒偏压来维持长时间打印的打印质量。
虽通过调整布电电压及磁棒偏压可维持打印质量,然而,若能同时改善显像剂中碳粉摩擦带电量的稳定度,更能使打印质量更加提升。美国专利第2003/0186154号提供一种载体及使用其的显影剂,其载体表面具有一包含丙烯酸树脂及硅树脂的表面涂布层,以改善载体表面不均匀度,而提升长时间打印的打印质量。美国专利第5,554,477号提供一种显影系统,其通过一具有较高导电度的载体,而在经过长时间打印的后仍可维持极高的导电镀。此外,美国专利第5,702,858号提供一种显影剂,其具有较高的荷电性及流动性,而能提升影像质量及密度。
目前虽然已有许多研究试图改善长时间打印的打印质量,然而现今碳粉产业中所使用的碳粉,其表面形状大多为不规则形,因此在与载体摩擦时,碳粉表面与载体表面的接触面积较低,故碳粉表面的带电量也较低。若能从碳粉表面形状进行改善,势必能维持碳粉表面的带电量。如此,即使经过长时间打印,仍能维持碳粉带电量的稳定性,进而达到改善打印质量的目的。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种显像组成物,由改变碳粉形状以提升碳粉摩擦带电量的稳定度,能维持长时间打印的打印质量。
为实现上述目的,本发明提供的显像组成物,包括:载体、以及碳粉组成物。其中碳粉组成物包含碳粉粒子,且碳粉粒子的圆度大于或等于0.95。
其中,「圆度(roundness)」的定义,是指碳粉粒子实际轮廓相对于理想圆的径向偏移量,亦即相对于同一圆心的最大半径与最小半径的差值来表示。
由于本发明的碳粉粒子的圆度大于或等于0.95,因此,相较于公知显像组成物中的碳粉粒子,其表面的形状较规则。此外,由于本发明的碳粉粒子形状接近圆形,故可提高碳粉粒子的表面与载体接触的面积。经长时间打印之后,即使显像组成物中碳粉浓度减少,仍能保持碳粉粒子表面与载体之间具有较大的接触面积,进而维持碳粉的摩擦带电量。故本发明是由碳粉形状的改变,达到提升显像组成物中碳粉摩擦带电量的稳定度的目的。
在本发明的显像组成物中,载体为一磁性粒子,且此磁性粒子可为至少一种选自由磁铁矿(magnetite)、铁粉(iron powder)、钢(steel)、亚铁盐(ferrite)、磁性氧化铁(magnetic iron oxide)、及其混合物所组成的群组。此外,本发明的显像组成物地载体含量并无特殊限制,较佳为,载体含量为显像组成物总重量的90~99重量百分比。此外,本发明的显像组成物的碳粉粒子含量并无特殊限制,较佳为,碳粉粒子含量为显像组成物总重量的1~10重量百分比。
在本发明的显像组成物中,碳粉组成物还可包含一树脂,此树脂可为至少一种选自由苯乙稀-丙烯酸共聚合物树脂、聚酯树脂、苯乙烯-丁二酰共聚合物树脂、及其混合物所组成的群组。较佳为,在本发明的显像组成物中,碳粉组成物的树脂系为聚酯树脂。此外,本发明的碳粉组成物的树脂含量并无特殊限制,较佳为,树脂含量为显像组成物总重量的60~90重量百分比。
本发明的显像组成物中,碳粉组成物还可包含一电荷控制剂。其中,此电荷控制剂可包含一金属络合物。在本发明的本发明的显像组成物中,电荷控制剂的含量并无特殊限制,较佳为,电荷控制剂含量为碳粉组成物总重量的0.5~5重量百分比。
本发明的显像组成物中,碳粉组成物还可包含一色料。其中,此色料可为碳黑、磁铁粉末、或颜料。在本发明的显像组成物中,碳粉组成物的色料含量并无特殊限制,较佳为,色料的含量为碳粉组成物总重量的3~20重量百分比。
再者,本发明的显像组成物中,碳粉组成物还可包含一润滑剂。其中,此润滑剂可为至少一种选自由聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、米蜡、棕相蜡、聚酯蜡、石蜡所组成的群组。在本发明的显像组成物中,碳粉组成物的润滑剂含量并无特殊限制,较佳为,润滑剂的含量为碳粉组成物总重量的1~8重量百分比。
在本发明的显像组成物中,本发明的碳粉组成物还可包含一无机外添加剂。在本发明的显像组成物中,碳粉组成物的外添加剂可为至少一种选自由钛酸锶、氧化锶、氧化钛、氧化铝、氧化铈、氧化硅、及其混合物所组成的群组。同时,外添加剂的含量并无特殊限制,较佳为,外添加剂含量为碳粉组成物总重量的0.1~3重量百分比。
此外,本发明的显像组成物,其使用公知的传统制备工艺或化学制备方法制备。较佳为,本发明的显像组成物的制备方法包括下列步骤:(A)提供一载体、一碳粉粒子;(B)将树脂、色料、电荷控制剂、润滑剂等组成以Henschel mixer混合均匀,以押出机将这些混合物混练的,再以jet mill将混练物磨成6~8um的碳粉粒子,利用表面处理设备将碳粉粒子的表面处理成不同的圆度,最后再以Henschel mixer将碳粉粒子与无机外添加剂混合均匀,制得一碳粉组成物;(C)以ball mill均匀混合载体、碳粉组成物,以制得一显像组成物;其中此显像组成物中碳粉粒子圆度大于或等于0.95。
再者,于本发明的显像组成物中,于步骤(B)后还可选择性的添加电荷控制剂或无机外添加剂。由改变添加电荷控制剂或无机外添加剂的种类及重量百分比,可帮助维持本发明显像组成物中的碳粉粒子带电量。
【附图说明】
图1是本发明的碳粉粒子重量百分比与摩擦带电量的关系图。
【具体实施方式】
以下具体实施例中,本发明显像组成物主要包括一载体、以及一碳粉组成物,其中,碳粉组成物包含碳粉粒子。同时,载体为磁性粒子,而碳粉组成物还包含一树脂、色料、电荷控制剂、润滑剂、及无机外添加剂等。此外,本发明的重点为其所使用的碳粉粒子圆度大于或等于0.95。
此外,除非有特别说明,否则本发明实施例中所使用的份数或百分比皆以重量为单位。
实施例1
首先,将93重量百分比的聚酯树脂、4重量百分比的碳黑、1重量百分比的电荷控制剂、以及2重量百分比的润滑剂均匀混合得一混合物。再以双轴押出机混练此混合物,接着再以jet mill将混练物磨成6~8um的碳粉粒子,利用表面处理设备将碳粉粒子的表面处理成不同的圆度,最后再以Henschel mixer将碳粉粒子与1重量百分比的氧化硅均匀混合的、以得到最后的碳粉粒子,再以ball mill均匀混合载体、碳粉粒子即可制得一显像组成物。在此,由调整表面处理设备,可控制本实施例显像组成物的碳粉粒子的圆度。在本实施例中,碳粉粒子的圆度约为0.957。此外,本实施例的显像组成物中碳粉粒子的重量百分比(T/C)为1%。
实施例2
本实施例的制备方法与实施例1大致相同。在本实施例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.957,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为3%。
实施例3
本实施例的制备方法与实施例1大致相同。在本实施例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.957,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为5%。
实施例4
本实施例的制备方法与实施例1大致相同。在本实施例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.957,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为7%。
实施例5
本实施例的制备方法与实施例1大致相同。除了碳粉粒子经表面处理后制得的显像组成物的碳粉粒子的圆度约为0.964,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为1%。
实施例6
本实施例的制备方法与实施例5大致相同。在本实施例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.964,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为3%。
实施例7
本实施例的制备方法与实施例5大致相同。在本实施例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.964,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为5%。
实施例8
本实施例的制备方法与实施例5大致相同。在本实施例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.964,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为7%。
比较例1
本实施例的制备方法与实施例1大致相同,除了研磨后制得的显像组成物的碳粉粒子的圆度约为0.911。且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为1%。
比较例2
本实施例的制备方法与比较例1大致相同。在本比较例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.911,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为3%。
比较例3
本实施例的制备方法与比较例1大致相同。在本比较例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.911,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为5%。
比较例4
本实施例的制备方法与比较例1大致相同。在本比较例的显像组成物中,碳粉粒子的圆度约为0.957,且碳粉粒子的重量百分比(T/C)为7%。
实验例:测量碳粉粒子摩擦带电量
将上述实施例1-8、及比较例1-4制备的显像组成物分别置ball mill中混合均匀、混合时间为10分钟,混合转速为70rpm,取0.3~0.5gm混合好的显像组成物,置于于一法拉第笼(Faraday cage)中,以bowl-off方式,测量显像组成物中碳粉粒子的摩擦带电量(q/m)。实验结果如下表1所示:
碳粉粒子圆度 碳粉粒子重量百分比 T/C(%) 摩擦带电量 q/m(μC/gm) 实施例1 0.957 1 15.1 实施例2 0.957 3 16.2 实施例3 0.957 5 18.2 实施例4 0.957 7 14.7 实施例5 0.964 1 21.6 实施例6 0.964 3 22.4 实施例7 0.964 5 19.8 实施例8 0.964 7 15.8 比较例1 0.911 1 24.5 比较例2 0.911 3 17.3 比较例3 0.911 5 14.7 比较例4 0.911 7 9.8
图1为实施例1~8及比较例1~4中,碳粉重量百分比(T/C)与摩擦带电量(q/m)的关系图。如图1所示,当碳粉粒子圆度为0.957时(实施例1~4)或为0.964时(实施例5~8),其摩擦带电量的变化较平稳。反观比较例1~4,其碳粉粒子圆度为0.911,其摩擦带电量会随着显像组成物中碳粉粒子的重量百分比不同而有明显的变化。
综上所述,本发明的显像组成物,由于碳粉粒子的形状更接近圆形,能提升碳粉粒子与载体的接触面积,使碳粉粒子的摩擦带电量可维持稳定的状况。因此,本发明的显像组成物,可改善因碳粉表面不规则而导致显像组成物中碳粉浓度越高摩擦带电量会越低的情形。因此,本发明的显像组成物,其碳粉粒子的摩擦带电量较不受碳粉粒子浓度的影响,故更能维持长时间打印的打印质量。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已,本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准,而非仅限于上述实施例。