圖像形成設備、圖像形成方法和墨粉的制作方法

專利名稱：圖像形成設備、圖像形成方法和墨粉的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能通過具有不同波長的光的曝光而被著色為不同顏色的墨粉，以及一種圖像形成設備和一種使用所述墨粉的圖像形成方法。
背景技術：
在由電子照相系統(electrophotographic system)獲得彩色圖像的記錄設備中，已實施由三原色的圖像信息來進行顯影以形成墨粉圖像(tonerimages)，依次累積所述墨粉圖像以提供彩色圖像。所述設備的構造的特定實例包含所謂的四周期設備，其中針對每種顏色顯影一個通過圖像形成方法而在上面形成有潛像(latent image)的感光體鼓(photoreceptordrum)且分別將墨粉圖像重復轉移到轉移構件以形成彩色圖像；和串列式(tandem)設備，其中為各自顏色的圖像形成單元中的每一者提供感光體鼓和顯影裝置，且通過移動轉移構件而依次將墨粉圖像轉移到轉移構件以獲得彩色圖像。
這些設備通常針對每種顏色具有多個顯影裝置。因此，針對普通彩色圖像形成需要四個顯影裝置(即，三原色和黑色)，且在所述串列式設備中，針對所述四個顯影裝置分別需要四個感光體鼓。所述設備無法避免增加設備的大小和成本，因為需要其具有(例如)使所述四個圖像形成單元同步的措施。

發明內容
根據本發明的一個方面，提供一種圖像形成設備，其包含圖像承載構件，墨粉饋入單元，其在所述圖像承載構件的表面上形成帶電墨粉，
墨粉圖像形成單元，其通過根據圖像信息向帶電墨粉施加電荷而形成帶有相反電荷的墨粉圖像，所施加的電荷具有與所述帶電墨粉相反的極性，顏色形成信息施加單元，其通過光向帶有相反電荷的墨粉圖像施加顏色形成信息，轉移單元，其將所述帶有相反電荷的墨粉圖像轉移到記錄媒質的表面，固定單元，其固定轉移到記錄媒質表面的帶有相反電荷的墨粉圖像，和顏色形成單元，其形成施加有所述顏色形成信息的所述墨粉圖像的顏色，所述帶電墨粉包含第一成分和第二成分以及光可固化合成物，其中所述第一和第二成分能在彼此發生反應時形成顏色且在墨粉中彼此分離，且所述光可固化合成物含有所述第一成分和所述第二成分中的至少一者，通過使用光施加顏色形成信息來維持光可固化合成物的固化狀態或未固化狀態，從而控制用于形成顏色的反應。


將基于以下附圖來詳細描述本發明的示范性實施例，在附圖中圖1是繪示根據本發明第一示范性實施例的圖像形成設備的結構示意圖。
圖2是繪示根據本發明第二示范性實施例的圖像形成設備的結構示意圖。
圖3是印刷控制器的電路方框圖。
圖4是繪示根據本發明另一示范性實施例的圖像形成設備的結構示意圖。
圖5A是繪示著色部分中墨粉的著色機制的示意性說明。
圖5B是繪示圖5A的放大圖的示意性說明。
圖6是繪示墨粉結構的示范性實施例的橫截面示意圖(在其中墨粉含有母質和分散在母質中的光敏和熱敏膠囊的情況下)。
圖7是繪示墨粉結構的另一示范性實施例的橫截面示意圖(在其中墨粉具有同心結構的情況下)。
圖8是繪示墨粉結構的另一示范性實施例的橫截面示意圖(在其中墨粉具有條紋結構的情況下)。
圖9是繪示墨粉結構的另一示范性實施例的橫截面示意圖(在其中墨粉具有扇形結構的情況下)。
圖10是繪示其中為施加顏色信息而使墨粉圖像曝光的狀態的橫截面示意圖。
具體實施例方式
將參看附圖來描述本發明。在整個附圖中，分別將相同符號用于大體上具有相同功能的構件，以省略重復描述。
第一實施例圖1是繪示根據本發明第一示范性實施例的圖像形成設備的結構示意圖。
如圖1所示，根據第一示范性實施例的圖像形成設備含有圖像承載構件10；墨粉回收和饋入裝置12(墨粉回收和饋入單元)，其位于所述圖像承載構件10周圍，在圖像承載構件10的表面上均勻形成帶負電的墨粉TA且回收通過轉移裝置18而殘留在圖像承載構件10上的殘留墨粉TC；墨粉圖像形成裝置14(墨粉圖像形成單元)，其通過向帶負電的墨粉TA施加電荷而形成帶正電的墨粉圖像TB，所施加的電荷具有與均勻形成在圖像承載構件10的表面上的帶負電的墨粉TA相反的極性；顏色形成信息施加裝置16(顏色形成信息施加單元)，其向帶正電的墨粉圖像TB施加顏色形成信息；和轉移裝置18(轉移單元)，其將帶正電的墨粉圖像TB轉移到記錄媒質S的表面。
所述設備進一步含有固定裝置20，其使用熱量和壓力中的至少一者來固定已轉移到記錄媒質S的表面的帶正電的墨粉圖像TB；和光發射裝置22(光發射單元)，其位于固定裝置20的下游側且向記錄媒質S發射光以固定帶正電的墨粉圖像TB的著色。固定裝置20還充當為墨粉圖像上色的著色裝置(著色單元)。
墨粉具有這樣一個功能，即(例如)當墨粉的每個顆粒被具有不同波長的光照射時，(例如)墨粉被著色為分別對應于各波長的顏色或維持非著色狀態。在根據所述示范性實施例的使用墨粉的圖像形成設備中，在圖像承載構件10上均勻形成帶負電的墨粉TA(墨粉饋入步驟)，且接著使用四個顏色(例如青色(C)、品紅色(M)、黃色(Y)和黑色(K))的圖像形成信息的邏輯和(logical sum)而向所述帶負電的墨粉TA施加正電荷，以形成帶正電的墨粉圖像TB(墨粉圖像形成步驟)。接著，用具有對應于顏色信息的波長的光來曝光所述帶正電的墨粉圖像TB以向所述帶正電的墨粉TB施加顏色形成信息(顏色形成信息施加步驟)。將已施加有顏色形成信息的帶正電的墨粉圖像TB轉移且固定到記錄媒質S(轉移和固定步驟)，在所述轉移和固定步驟之前或之后或者與所述轉移和固定步驟同步，借助熱使墨粉經歷著色反應(著色步驟)，且在固定之后用光照射記錄媒質S的表面以移除并漂白背景顏色(光發射步驟)。由墨粉回收和饋入裝置12來回收轉移之后殘留在圖像承載構件10上的殘留墨粉TC(墨粉回收步驟)。因此，獲得彩色圖像。
第二實施例圖2是繪示根據本發明第二示范性實施例的圖像形成設備的結構示意圖。
根據第二示范性實施例的圖像形成設備具有與第一實施例相同的構造，但如圖2所示，所述設備在圖像承載構件10周圍含有墨粉再充電裝置24(墨粉再充電單元)，所述墨粉再充電裝置24向轉移之后殘留在圖像承載構件10上的殘留墨粉TC施加正電荷。
在根據所述示范性實施例的圖像形成設備中，由于在轉移之后通過釋放放電等而充有正電荷的墨粉也包含在殘留墨粉TC中，因而向殘留墨粉施加負電荷(墨粉再充電步驟)以使殘留墨粉的帶電性質統一為負電荷，藉此可改進墨粉回收和饋入裝置12的回收效率。
在所述示范性實施例中，均勻形成帶負電的墨粉，且通過向所述帶負電的墨粉施加正電荷而形成帶正電的墨粉的圖像。然而，本發明不限于所述構造，且均勻形成帶正電的墨粉并通過向所述帶正電的墨粉施加負電荷來形成帶負電的墨粉的圖像也是可能的。
將描述通過根據所述示范性實施例的圖像形成設備來獲得彩色圖像的墨粉的著色機制。
墨粉具有一個或一個以上連續區域，所述區域被稱為著色部分，其能在使用光來施加顏色形成信息時被著色為一種特定顏色(或能維持非著色狀態)。
圖5A是繪示著色部分中墨粉的著色機制的示意性說明，且圖5B是繪示圖5A的放大圖的示意性說明。
如圖5A所示，著色部分60由含有具有各自顏色的著色劑的著色微膠囊50和包圍所述微膠囊50的合成物58構成，且如圖5B所示，所述合成物58含有顯影劑單體(第二成分)54和光致聚合引發劑(photopolymerization initiator)56，其中所述顯影劑單體54具有能通過靠近或接觸包含在微膠囊50中的著色劑(第一成分)52而被著色的可聚合官能基。
在著色部分60中，密封在著色微膠囊50中的著色劑52可為在著色色調上亮度極好的三芳基無色化合物(triaryl leuco compound)。為所述(供電子)無色化合物上色的顯影劑單體54可為受電子化合物(electronacceptive compound)，且具體地說，一般使用苯酚化合物(phenolcompound)，其可恰當地選自在熱敏或壓敏紙張中所利用的顯影劑。通過供電子著色劑52與受電子顯影劑單體54之間的酸堿反應來為著色劑52上色。
光致聚合引發劑56可為光譜增感染料(spectral sensitizing dye)，其在曝光到可見光時產生可聚合基，所述基團充當顯影劑單體54的聚合的觸發器。舉例來說，光致聚合引發劑56的反應加速劑用于在曝光到具有三原色(R顏色、G顏色和B顏色)的光時充分促進顯影劑單體54的聚合反應。具體地說，例如，通過使用含有吸收曝光的光的光譜增感染料(陽離子)和硼化合物(陰離子)的離子絡合物，在曝光時由光激發所述光譜增感染料以使得電子轉移到硼化合物，藉此形成可聚合基以引發聚合。根據這些材料的組合，光敏著色部分60可提供具有約0.1到0.2mJ/m2的著色記錄敏感性。
取決于針對顏色形成信息對于著色部分60的光照射的存在，著色部分60在某些區域中具有聚合的顯影劑化合物，且在其它區域中具有尚未聚合的顯影劑單體54。在含有尚未聚合的顯影劑單體54的著色部分60中，顯影劑單體54通過加熱或類似方式而在隨后著色裝置(例如加熱裝置)中遷移，以穿過著色微膠囊50的壁中的小孔，且在著色微膠囊內部擴散。已在微膠囊50內部擴散的顯影劑單體54和著色劑52經歷酸堿反應以為著色劑52上色，這是由于著色劑52是堿性的，且顯影劑單體54是酸性的。
已經歷聚合反應的顯影劑化合物由于通過聚合造成的大體積特性而不能穿過微膠囊50的壁中的小孔以在隨后著色步驟(例如加熱)中在微膠囊內部擴散，且不能經歷與著色微膠囊中的著色劑52的反應以致著色失敗。因此，著色微膠囊50保持無色。因此，已由具有特定波長的光照射的著色部分60保持不被著色。
在著色之后的適當步驟中再次將整個表面曝光到白光，藉此使未聚合的殘留顯影劑單體54完全聚合以獲得穩定的圖像固定，且分解殘留的光譜增感染料以使背景去色。對應于可見區域的光致聚合引發劑56的光譜增感染料的色調保持背景顏色，且可由染料和硼化合物的光致去色現象來獲得光譜增感染料的去色。也就是說，電子從光激發的光譜增感染料轉移到硼化合物而形成可聚合基，且所述基團誘發單體聚合且同時通過與激發的染料基反應而導致染料的顏色分解以最終使染料去色。
在墨粉中，在一個微膠囊內以下列狀態構成展現具有不同顏色的著色的著色部分60(例如，具有Y顏色、M顏色和C顏色的著色)各自顯影劑單體54不涉及除目標著色劑52之外的其它著色劑，即這樣一個狀態各自顯影劑單體54彼此分離。向單獨顯影裝置施加含有集成在其中的以多種不同顏色上色的著色劑52的此類微膠囊的墨粉以獲得彩色圖像。
前述墨粉的使用在具有一個圖像承載構件和一個墨粉饋入裝置的情況下提供全色圖像，且因此所述圖像形成設備的大小接近單色印刷機，而不限于達到設備的小型化。另外，不必在形成帶正電的墨粉圖像TB時累積具有各自顏色的墨粉，且可抑制圖像表面上的不規則以獲得圖像表面上的均勻光澤。此外，在墨粉中不使用任何色料(例如顏料)，且因此可獲得與在銀鹽系統中獲得的那些圖像等效的圖像。
將顏色形成信息施加到墨粉的機制不是可逆反應(如下所述)，且因此可將要著色以形成高亮度圖像的墨粉穩定地著色為低色調或半色調密度。因此，可形成由當前多色噴墨印刷機形成的此類高質量圖像。此外，由于施加顏色形成信息的機制不是可逆反應，因而獲得了這樣一個優勢，即在加熱著色之前的時期內在時間上沒有限制。因此，可實現低速度的打印操作，即可在寬速度范圍內操作設備，且還獲得這樣一個優勢，即可增加實現加熱著色的固定裝置的安裝位置的自由度。
將針對圖像形成過程中的各個步驟來描述根據前述示范性實施例的圖像形成設備的構造。
墨粉饋入步驟在墨粉饋入步驟中，使用墨粉回收和饋入裝置12在圖像承載構件10的表面上均勻形成帶負電的墨粉TA。在圖像承載構件10上形成帶負電的墨粉一般通過利用墨粉的普通顯影方法實現均勻固體顯影來進行，藉此(例如)形成具有與記錄媒質S的寬度相等的寬度的墨粉層。
形成在圖像承載構件10上的墨粉層(附著到圖像承載構件10的墨粉量)優選地在3.5到8.0g/m2的范圍內，且更優選地在4.0到6.0g/m2的范圍內。
形成在圖像承載構件10上的帶負電的墨粉TA的厚度可受控為特定厚度或更少，這是由于必須在已曝光的部分上方傳播用于施加顏色形成信息的光(如下所述)。具體地說，例如，墨粉層優選地具有三層或更少，且更優選地具有兩層或更少。此處，墨粉層厚度是通過將已形成在圖像承載構件10的表面上的實際墨粉層的測量厚度除以墨粉的數目平均粒徑而獲得的值。
墨粉的顯影方法的實例包含使用墨粉和用于承載所述墨粉的微小顆粒(其被稱為載體)的雙成分顯影方法、僅使用墨粉的單成分顯影方法和所有利用這些顯影方法的顯影方法，對于此等方法單獨添加用于改進各種性質(例如顯影性質)的構成物質。可使用實現顯影劑對于圖像承載構件10的接觸顯影的顯影方法、實現非接觸顯影的顯影方法和其任何組合。也可使用一種使用單成分顯影方法和雙成分顯影方法的組合的混合顯影方法。此外，可使用將在未來發明的任何新穎顯影方法。
導電媒質可用作圖像承載構件10，其實例包含含有上面形成有黑色導電層(抗反射層，例如碳)的金屬單管的金屬鼓。圖像承載構件10不限于此，且可為具有電阻層(例如其中分散有碳的丙烯酸酯樹脂)的鼓或帶，其中所述電阻層具有半導電性(例如106到1010Ω·cm的體積電阻率)。在使用具有半導電性電阻層的鼓或帶的情況下，因為通過利用前述電子照相系統的顯影來執行固體顯影，所以在饋入墨粉時施加過量偏壓，但獲得這樣一個優勢，即難以出現電壓泄漏。
以相當高的強度(用于施加顏色形成信息的光能必須約為普通電子照相過程中所使用的用于形成靜電潛像的曝光量(2mJ/m2)的1,000倍)來實現下文所述的用于施加顏色形成信息的曝光，且在其中導電媒質(例如金屬鼓)用作圖像承載構件10的情況下，防止了由于用于施加顏色形成信息的曝光而損壞圖像承載構件10，藉此可長期重復地穩定獲得彩色圖像。
墨粉回收和饋入裝置12可為電子照相系統的墨粉顯影裝置，其實例包含單成分顯影裝置、雙成分顯影裝置和微調色(microtoning)顯影裝置，所述裝置在所屬領域技術中是已知的。
所饋入的墨粉(帶負電的墨粉)用作裝置中的墨粉供應，且電子照相系統的單成分顯影劑或與載體結合使用的雙成分顯影劑可用作墨粉供應。下文中，在某些情況下可將墨粉供應稱為顯影劑。
舉例來說，墨粉供應(顯影劑)中所含有的墨粉可為含有集成在一個墨粉顆粒中的能著色為Y顏色的著色部分(Y著色部分)、能著色為M顏色的著色部分(M著色部分)和能著色為C顏色的著色部分(C著色部分)的墨粉，或在單獨顆粒中含有Y著色部分、M著色部分和C著色部分的墨粉。
墨粉圖像形成步驟在墨粉圖像形成步驟中，由墨粉圖像形成裝置14向已被均勻充電的帶負電的墨粉TA施加正電荷，以便形成帶正電的墨粉的圖像(帶正電的墨粉圖像TB)。
墨粉圖像形成裝置14可為(例如)使用離子的離子寫入裝置(離子寫入單元)。離子寫入裝置可為利用所謂的離子流系統的離子流控制頭，所述離子流系統配備有離子產生源(例如電暈充電裝置(corona chargingdevice))和一對具有狹縫的控制電極(控制狹縫)。在離子流控制頭中，由所述控制電極對之間的電場方向來控制通過離子產生源(例如電暈充電裝置)的電暈放電所產生的離子(示范性實施例中為正離子)穿過或不穿過離子流，藉此將離子選擇性地施加到均勻形成的墨粉上以向其施加電荷。
離子寫入裝置(離子寫入單元)不限于前述裝置，且可為配備有一對間接電極和控制電極的微細結構電極頭，所述控制電極接收通過所述間接電極之間的放電而產生的電荷(電子和離子)。舉例來說，在微細結構電極頭中，通過根據圖像信號控制每一個點的接通/斷開狀態而在所述間接電極對之間放電來產生電荷(電子和離子)，且所述電荷由控制電極提取并被選擇性地施加到圖像承載構件10的表面上的墨粉中。微細結構電極頭可通過間接電極對之間的放電來產生大量電荷(電子和離子)，藉此可大大改進離子流密度，這對于加速圖像形成過程是有用的。
顏色形成信息施加步驟在顏色形成信息施加步驟中，通過使用顏色形成信息施加裝置16而通過如箭頭B所示的光向帶正電的墨粉圖像TB施加顏色形成信息。此處提到的術語“通過光施加顏色形成信息”意指為了針對構成帶正電的墨粉圖像TB的每個個別墨粉顆粒而在著色時控制著色/非著色狀態或色調，向帶正電的墨粉圖像TB的所要區域施加具有一個或一個以上特定波長的光或不施加光。如下文所述，顏色形成信息施加步驟的位置可在轉移步驟之后。
不限制顏色形成信息施加裝置16，只要其能以指定分辨率和強度來發射具有用于將待著色的墨粉顆粒著色為特定顏色的波長的光。其實例包含LED圖像條和激光ROS。優選地將發射到帶正電的墨粉圖像TB上的光的發射斑點直徑控制為10到300μm的范圍，且更優選地在20到200μm的范圍內，以獲得具有100到2,400dpi的分辨率。
由所使用的墨粉的材料設計來確定用于著色或維持非著色狀態的光的波長，且舉例來說，在其中使用通過具有特定波長的光的照射而著色的墨粉(光著色型墨粉)的情況下，將具有405nm的波長的光(下文中被稱為λA光)發射到待著色為黃色(Y顏色)的所要位置，將具有535nm的波長的光(下文中被稱為λB光)發射到待著色為品紅色(M顏色)的所要位置，且將具有657nm的波長的光(下文中被稱為λC光)發射到待著色為青色(C顏色)的所要位置。
在將墨粉著色為輔色(secondary color)的情況下，通過使用前述光的組合，將λA光和λB光發射到待著色為紅色(R顏色)的所要位置，將λA光和λC光發射到待著色為綠色(G顏色)的所要位置，且將λB光和λC光發射到待著色為藍色(B顏色)的所要位置。在將墨粉著色為作為第三色的黑色(K顏色)的情況下，將λA光、λB光和λC光發射到待著色為黑色的所要位置。
在其中使用在用具有特定波長的光照射時維持非著色狀態的墨粉(光不著色型墨粉)的情況下，將具有405nm的波長的光(λA光)發射到將不被著色為黃色(Y顏色)的所要位置，將具有535nm的波長的光(λB光)發射到將不被著色為品紅色(M顏色)的所要位置，且將具有657nm的波長的光(λC光)發射到將不被著色為青色(C顏色)的所要位置。因此，將λB光和λC光發射到待著色為Y顏色的所要位置，將λA光和λC光發射到待著色為M顏色的所要位置，且將λA光和λB光發射到待著色為C顏色的所要位置。
在將墨粉著色為輔色的情況下，通過使用前述光的組合，將λC光發射到待著色為紅色(R顏色)的所要位置，將λB光發射到待著色為綠色(G顏色)的所要位置，且將λA光發射到待著色為藍色(B顏色)的所要位置。在其中將墨粉著色為作為第三色的黑色(K顏色)的情況下，沒有光被發射到待著色為黑色的所要位置。
來自顏色形成信息施加裝置16的光可根據需要而受到已知圖像調制方法處理，例如脈沖寬度調制、強度調制和其組合。光的曝光量優選地在約0.05到約0.8mJ/m2的范圍內，且更優選地在約0.1到約0.6mJ/m2的范圍內。曝光量與顯影墨粉的量相關，且舉例來說，在顯影墨量(固體)為約5.5g/m2的情況下，優選地實現在約0.2到約0.4mJ/m2的范圍內的曝光。
由于僅從圖像承載構件10的一側實現顏色形成信息的施加，因而光難以到達多層顯影的墨粉的下層部分以致不能獲得充分的著色，且因此在某些情況下可能不能獲得圖像中的期望顏色。因此，在本發明中，圖像承載構件10可配備有反射單元，所述反射單元將施加顏色形成信息的曝光的光反射到形成在圖像承載構件10上的帶正電的墨粉TB。
可通過將金屬鼓制成圖像承載構件以具有鏡面來提供反射曝光的光的反射單元。具有鏡面的金屬鼓優選地具有根據JIS B0601為12.5μm或更小的算術平均粗糙度Ra。在提供反射單元時，曝光的光的反射率優選地為70％或更大，且更優選地為90％或更大。
圖10為在為施加顏色形成信息而曝光時承載帶正電的墨粉TB的圖像承載構件10的橫截面示意圖，其中在將形成在圖像承載構件10上的帶正電的墨粉TB(墨粉層)曝光到用于施加顏色形成信息的曝光的光(在附圖中由箭頭L所示)的情況下，約10到50％的光通過墨粉本身或墨粉層中的間隙而到達圖像承載構件10。因此，到達圖像承載構件10的光由反射單元(即，圖像承載構件10的表面)反射(如符號l1到l3所示)以使墨粉曝光，藉此可從所述下層側曝光多層顯影的帶正電的墨粉TB，以獲得用于施加顏色形成信息的充分曝光，且因此可獲得充分著色以提供圖像中的期望顏色。
在其中曝光的光是激光的情況下，入射到圖像承載構件10上的激光束的入射角在一般情況下必須傾斜若干度(一般來說，4到13度)以防止返回光到達激光器的光檢測器，但在施加顏色形成信息時，返回光由墨粉吸收以顯著減少返回光，藉此可以任意角度(包含0度)來入射激光束。
下文將與用于形成墨粉圖像的離子寫入一起描述用于施加顏色形成信息的曝光的時序和位置控制。圖3是印刷控制器的電路方框圖。在圖中，印刷控制器36由OR電路40、振蕩電路42、品紅色著色控制電路44M、青色著色控制電路44C、黃色著色控制電路44Y和黑色著色控制電路44K構成。圖像形成部分38A由離子流控制頭32(墨粉圖像形成單元)構成，且顏色形成信息施加部分38B由用于顏色形成信息施加的曝光頭34構成。
從接口(I/F)(未在圖中繪示)輸入的RGB信號被轉換成CMYK值以作為圖像數據，且進一步作為品紅色(M)、青色(C)、黃色(Y)和黑色(K)的像素數據被輸出到OR電路40。OR電路40計算CMYK的邏輯和，接著將所述邏輯和輸出到離子流控制頭32。
將含有所有CMYK的像素數據的邏輯和的數據輸出到離子流控制頭32以實現將正離子離子寫入到形成在圖像承載構件10上的帶負電的墨粉中(如已描述)。因此，在均勻形成在圖像承載構件10上的帶負電的墨粉上，基于含有所有CMYK的像素數據的邏輯和數據而形成帶正電的墨粉圖像TB。
CMYK的像素數據也被饋入到品紅色著色控制電路44M、青色著色控制電路44C、黃色著色控制電路44Y和黑色著色控制電路44K，且接著與從振蕩電路42輸出的振蕩信號fm、fc、fy和fk同步輸出到用于顏色形成信息施加的曝光頭。因此，對應于品紅色(M)、青色(C)、黃色(Y)和黑色(K)的著色數據被饋入到用于顏色形成信息施加的曝光頭34，且具有用于著色或維持非著色狀態的特定波長的光被發射到形成在圖像承載構件10上的帶正電的墨粉圖像TB。因而，在已接收到照射光的墨粉中發生光固化反應(將在下文中描述)以完成顏色形成信息的施加。
舉例來說，從品紅色著色控制電路44M輸出的著色信號fm執行將λB光發射到墨粉中的著色部分的操作，藉此使墨粉處于能著色為品紅色(M)的狀態。從青色著色控制電路44C輸出的著色信號fc執行將λC光發射到墨粉中的著色部分的操作，藉此使墨粉處于能著色為青色(C)的狀態。針對黃色(Y)和黑色(K)實現相同操作，且從黃色著色控制電路44Y和黑色著色控制電路44K輸出的著色信號fy和fk執行分別將λA光以及λA光、λB光和λC光發射到墨粉中的著色部分的操作，藉此使墨粉分別處于能著色為黃色(Y)顏色和黑色(K)的狀態。
已針對形成全色圖像的機制描述了顏色形成信息施加步驟(單元)，但顏色形成信息施加步驟可為這樣一個顏色形成信息施加步驟，即其通過著色為黃色、品紅色和青色中的一者來形成單色圖像。在此情況下，用于顏色形成信息施加的曝光頭34僅發射具有特定波長的光，所述特定波長對應于黃色、品紅色和青色中的一種所要顏色的著色。其它條件可與全色圖像形成中的條件相同。
在前述示范性實施例中，顏色形成信息施加步驟在形成墨粉圖像之后且在轉移墨粉圖像之前進行，但顏色形成信息施加步驟可至少在固定步驟之前，且可(例如)在下文所述的轉移步驟之后執行。然而，在記錄媒質的表面平坦性和所要圖像的著色位置準確性的立場上，可在形成墨粉圖像之后且在轉移墨粉圖像之前進行用于施加顏色形成信息的曝光。此階段中的帶正電的墨粉圖像TB保持其原有顏色而不被著色，且含有增感染料(若存在)的帶正電的墨粉圖像TB僅具有所述增感染料的顏色。
在使用光不著色型墨粉的情況下，針對僅形成單色圖像可不使用顏色形成信息施加步驟(單元)。因此，最初提供用于形成單色圖像的記錄設備，且在增加對彩色圖像的需要時，可向所述設備添加顏色形成信息施加單元以擴展為彩色圖像形成設備。
轉移步驟在轉移步驟中，立即由轉移裝置18將已施加有顏色形成信息的帶正電的墨粉圖像TB轉移到記錄媒質S。此時，當轉移區域含有帶負電的墨粉和已形成圖像的帶正電的墨粉時，由轉移裝置18將負電荷施加到記錄媒質S的背側，藉此只有帶正電的墨粉(即，只有帶正電的墨粉圖像TB)被靜電轉移到記錄媒質S的表面。
轉移裝置18可為已知的轉移裝置。接觸系統的轉移裝置的實例包含輥、刷子和刀片，且非接觸系統的其實例包含電暈管、scorotron和引線電暈管(pin scorotron)。由于僅靜電轉移在圖像承載構件的整個表面上方的墨粉中的充電為相反極性的墨粉的轉移操作而可采用非接觸系統，且從絕對值角度來看電暈轉移偏壓優選地在5到8kV的范圍內。
固定步驟和著色步驟在固定步驟和著色步驟中，在能被著色(或能維持非著色狀態)的狀態下的帶正電的墨粉圖像TB經歷通過由固定裝置20加熱記錄媒質S所進行的著色。所述固定裝置20可為已知的固定單元。其實例包含作為加熱構件和加壓構件的輥和帶以及作為熱源的鹵素燈和IH加熱器。其配置可為各種紙張通過，例如直線通過、后C通過、前C通過、S通過和側C通過。
在前述示范性實施例中，固定裝置20用于著色步驟和固定步驟，且著色步驟可與固定步驟分離提供。不特別限制設置用于執行著色步驟的著色裝置的位置，且舉例來說，如圖4所示，著色裝置26和光發射裝置22可設置在固定裝置20的上游側。根據所述配置，可單獨控制用于著色的加熱溫度和用于將墨粉固定到記錄媒質S的加熱溫度，藉此可改進用于設計著色材料和墨粉粘合材料的自由度。
在此情況下，可依據墨粉顆粒的著色機制來針對所述著色方法考慮多種方法，且因此可使用的著色裝置26(著色單元)的實例包含發光裝置，其針對固化或光分解的方法發射特定光，所述方法通過使用所述具有不同波長的特定光來固化或光分解墨粉中參與著色的物質以實現或抑制著色；和加壓裝置，其用于經由壓力來打破囊封著色顆粒以實現或抑制著色的方法。
然而，用于著色的化學反應一般具有較慢的遷移或擴散反應速率，且在前述兩種方法中必須賦予足夠的擴散能量。因此，此處可使用通過加熱來加速反應的方法，且執行著色步驟和固定步驟的固定裝置20可用來節約空間。
光發射步驟在光發射步驟中，通過使用光發射裝置22而由光來照射通過固定和著色步驟獲得的圖像。根據所述操作，可分解或去活化留在已受控處于不能被著色的狀態的著色部分中的反應物質，藉此的確可抑制在形成圖像之后的色彩平衡的變化，且可移除或漂白背景顏色。
在前述示范性實施例中，在固定步驟之后提供光發射步驟，但在不實現熱熔操作的固定步驟(例如由壓力來固定圖像的加壓固定步驟)的情況下，可在光發射步驟之后進行固定步驟。
不特別限制光發射裝置22，只要其能終止墨粉的著色進展，且其實例包含已知的燈，例如熒光燈、LED和EL燈。光的波長可含有用于為墨粉上色的三個波長。其照明度優選地在約2,000到200,000勒克斯(lux)的范圍內，且曝光時間優選地在0.5到60秒的范圍內。
墨粉回收步驟在墨粉回收步驟中，在由轉移裝置18轉移之后殘留在圖像承載構件10上的殘留墨粉TC由墨粉回收和饋入裝置12回收。盡管未在附圖中繪示，但通過將殘留墨粉用電移向墨粉饋入輥并在裝置內部刮殘留墨粉來實現由墨粉回收和饋入裝置12進行的殘留墨粉回收，所述墨粉饋入輥未在附圖中繪示且被設置為面向圖像承載構件10。根據所述操作，不需要任何裝置來清潔殘留墨粉TC以實現所謂的無清潔器系統。
墨粉再充電步驟在墨粉再充電步驟中，由墨粉再充電裝置24向在由轉移裝置18轉移之后殘留在圖像承載構件10上的殘留墨粉TC施加與帶負電的墨粉TA具有相同極性的電荷。根據所述操作，可有效地執行由墨粉回收和饋入裝置12進行的殘留墨粉TC的回收。
所述墨粉再充電裝置24可為用于電子照相系統的已知充電裝置。接觸系統的墨粉再充電裝置的實例包含輥、刷子、磁刷和刀片，且非接觸系統的其實例包含電暈管和scorotron。根據所述操作，可防止殘留墨粉TC受到過度充電，且可改進圖像形成過程的重復穩定性。
其它步驟除了前述步驟之外，還可含有若干已知步驟，所述步驟已在通過使用色料(例如顏料)進行的電子照相系統中使用，且舉例來說，可含有在轉移帶正電的墨粉圖像TB之后清潔圖像承載構件表面的清潔步驟。清潔器可為已知的清潔器，其實例包含刀片和刷子。
此外，可采用中間轉移系統用于轉移步驟，所述轉移步驟包括第一轉移步驟，其將帶正電的墨粉圖像TB從圖像承載構件10轉移到中間轉移材料(例如，中間轉移帶)；和第二轉移步驟，其將轉移到中間轉移材料的帶正電的墨粉圖像TB轉移到記錄媒質。
如已描述，在從顏色形成信息施加步驟(其中施加顏色形成信息)到著色步驟的時期內穩定保持顏色形成信息。因此，可不考慮從顏色形成信息施加步驟到著色步驟的時間，且所述設備可在寬速度范圍內操作。具體地說，線速度優選地在10到500mm/sec的范圍內，且更優選地在50到300mm/sec的范圍內。然而，在以所述范圍內的線速度來進行圖像形成的情況下，可將用于施加顏色形成信息的曝光時間設定為由線速度和分辨率確定的值。
顏色形成信息的穩定保持對圖像的彩色墨粉穩定性和高亮度圖像的再現性產生極好作用，且因此非常有利于能以高圖像質量如實再現輸入圖像信息的全色圖像的形成。
使用的墨粉將描述本發明中所使用的墨粉的構造。
如已描述，本發明中的墨粉含有第一成分和第二成分以及光可固化合成物，其中所述第一和第二成分能在彼此發生反應時著色且在墨粉中彼此分離，且所述光可固化合成物含有所述第一成分和所述第二成分中的一者，且通過借助光施加顏色形成信息來維持光可固化合成物的固化狀態或未固化狀態，從而控制著色反應。上文已描述了墨粉的著色機制。
本發明中的墨粉含有(作為能被著色的物質(著色物質))第一成分和第二成分，所述成分能在彼此發生反應時著色且在墨粉中彼此分離。通過利用兩種反應成分之間的反應來實現著色，藉此可容易地控制所述著色。第一成分和第二成分可在著色之前事先上色，但大體上可為無色物質。
在本發明中，使用所述能在彼此發生反應時著色的兩種反應成分，以便促進著色控制，但在反應成分存在于促進物質擴散的同一基質中的情況下，甚至在不經由光施加任何顏色形成信息的狀態下，在某些情況下可在存儲或生產墨粉時發生自發的著色。
因此，反應成分必須包含在不同基質中，其中除非向其施加顏色形成信息，否則所述基質之間難于發生物質擴散(即，反應成分彼此分離)。
為了在不經由光來施加顏色形成信息的狀態下抑制物質擴散以防止在存儲和生產墨粉時發生自發的著色，可采用這樣的構造，即所述兩種反應成分中的第一成分包含在第一基質中，其第二成分包含在所述第一基質外部(在第二基質中)，且在第一基質與第二基質之間提供具有抑制基質之間物質擴散的功能的壁，但在施加外部刺激(例如，熱)時，對應于刺激的種類、強度和組合來激活基質之間的物質擴散。
為了通過利用壁來將所述兩種反應成分設置在墨粉中，可使用微膠囊。在此情況下，可采用這樣的構造，即本發明中的墨粉含有包含在微膠囊中的所述兩種反應成分中的第一成分和包含在所述微膠囊外部的第二成分。在此情況下，微膠囊的內部對應于第一基質，且微膠囊的外部對應于第二基質。
不特別限制微膠囊，只要其具有核心和覆蓋所述核心的外殼，且具有這樣的功能，即抑制微膠囊的內部與外部之間的物質擴散，除非施加外部刺激(例如，熱)，但在施加外部刺激(例如，加熱)時，能對應于刺激的種類、強度和組合使微膠囊的內部與外部之間存在物質擴散。核心含有所述反應成分中的至少一種。
微膠囊可通過施加刺激(例如光照射或施加壓力)使微膠囊的內部與外部之間存在物質擴散，且可為熱敏微膠囊，其能夠通過熱處理使微膠囊的內部與外部之間存在物質擴散(即，增加外殼的物質滲透性)。
在抑制形成圖像時的著色密度減小且抑制在高溫環境中保持不變的圖像色彩平衡發生變化的立場上，在施加刺激時微膠囊的內部與外部之間的物質擴散可為不可逆的。因此，構成微膠囊的外殼可具有這樣的功能，即通過軟化、分解、溶解(溶解到周圍材料中)、變形或其類似方式不可逆地增加物質滲透性，此由刺激施加(例如熱處理和光照射)引起。
將描述其中墨粉含有微膠囊的情況下的示范性實施例。墨粉可含有第一成分和第二成分、微膠囊以及光可固化合成物，其中所述第一和第二成分能在彼此發生反應時著色，所述光可固化合成物含有分散在其中的第二成分，且所述墨粉的實例包含以下三個示范性實施例。
因此，在含有第一成分和第二成分以及光可固化合成物的本發明的墨粉中，其中第一成分和第二成分能在彼此發生反應時著色且在墨粉中彼此分離，且所述光可固化合成物含有第一成分和第二成分中的一者，當所述墨粉進一步含有微膠囊時，可采用以下三個示范性實施例(1)含有分散在光可固化合成物中的微膠囊的實施例，其中所述第一成分包含在微膠囊中，且所述第二成分包含在光可固化合成物中(下文中，在某些情況下被稱為第一實施例)；(2)其中第二成分包含在微膠囊中且第一成分包含在光可固化合成物中的實施例(下文中，在某些情況下被稱為第二實施例)；和(3)其中第一和第二成分都分別包含在兩種微膠囊中且所述光可固化合成物包含在所述含有第一和第二成分的兩種微膠囊中的一者中的實施例(下文中，在某些情況下被稱為第三實施例)。
在所述三個實施例中，在經由光施加顏色形成信息和著色控制之前的穩定性的立場上，第一實施例是優選的。以下關于墨粉的描述將主要針對于第一實施例的墨粉來進行，且第一實施例的墨粉的構造、材料、制造方法等可應用于第二和第三實施例的墨粉。
微膠囊所述微膠囊可為熱敏微膠囊，其能通過熱處理使微膠囊內部與外部之間存在物質擴散，且在此情況下，當由施加顏色形成信息的光照射來固化光可固化合成物時，外部刺激可為含有施加顏色形成信息的光照射(控制刺激施加)和熱處理(著色刺激施加)的存在的組合。
因此，在此情況下，為對第一與第二成分之間的反應進行控制(著色反應控制)而施加的外部刺激含有在處于能反應的狀態下的第一與第二成分之間引起反應(著色反應)的著色刺激和在將著色刺激施加到在施加著色刺激時能或不能上色的狀態下之前控制第一與第二成分之間的反應(著色反應)的控制刺激，其中施加顏色形成信息的光照射被用作控制刺激，且熱處理被用作著色刺激。
熱敏微膠囊(下文中，簡稱為微膠囊)由含有第一成分的核心和覆蓋所述核心的外殼構成，且構成所述外殼的材料可含有熱敏材料，所述熱敏材料能通過熱處理使微膠囊內部與外部之間存在物質擴散。在此情況下，用作微膠囊外殼的熱敏材料可為這樣一種材料，即在通過經由熱處理進行的分解、軟化、溶解到周圍材料中或其類似方式來完成熱處理之后經歷外殼結構的分解、消失、破損或其類似情形，以便永久地(不可逆地)維持促進微膠囊內部與外部之間的物質擴散的狀態(舉例來說，能通過加熱來分解的熱分解材料、熱塑性材料(例如熱塑性樹脂)和能通過加熱而溶解到周圍材料中的熱溶解材料)。
根據所述構造，在著色步驟中不可逆地增加了微膠囊外殼的物質滲透性，且維持了所述狀態，藉此使得已處于能在施加控制刺激(施加顏色形成信息的光照射)之后反應的狀態下的第一成分和第二成分可容易地彼此完全反應。因此，可在著色步驟中確保充分的著色密度，且此外，即使在其中允許形成圖像之后的印刷品在高溫環境中保持不變的情況下，也可抑制曾經形成的圖像由于去色而遭受色彩平衡破壞。
墨粉的著色類型(光著色型和光不著色型)組合使用熱敏微膠囊和光可固化合成物的本發明的墨粉可為以下兩個類型中的一者(1)當光可固化合成物處于未固化狀態時維持不能被著色的狀態且通過由具有能固化光可固化合成物的特定波長的光照射來固化光可固化合成物而不可逆地受控從不能被著色的狀態變成能被著色的狀態的墨粉(下文中，在某些情況下被稱為光著色型墨粉)；和(2)當光可固化合成物處于未固化狀態時維持能被著色的狀態且通過經由具有能固化光可固化合成物的特定波長的光照射來固化光可固化合成物而不可逆地受控從能被著色的狀態變成不能被著色的狀態的墨粉(下文中，在某些情況下被稱為光不著色型墨粉)。
光著色型墨粉與光不著色墨粉之間的主要差異在于構成光可固化合成物的材料。在光著色型墨粉中，光可固化合成物至少含有第二成分(不具有光致聚合性)和光可聚合化合物，而在光不著色型墨粉中，光可固化合成物至少含有在分子中具有光可聚合基的第二成分。
光著色型墨粉和光不著色墨粉中所使用的光可固化合成物可含有光致聚合引發劑，且可根據需要而進一步含有其它多種材料。
作為光著色型墨粉中所使用的光可聚合化合物和第二成分，可使用這樣一種材料，即在其中未固化光可固化合成物的狀態下在其間發生相互作用，以便抑制第二成分在光可固化合成物中擴散，且在通過施加顏色形成信息的光照射固化光可固化合成物之后的狀態下減少其間的相互作用，以便促進第二成分在光可固化合成物中的擴散。下文將詳細描述構成光可固化合成物的材料。
因此，在處于其中未固化光可固化合成物且不存在施加顏色形成信息的光照射的狀態下的光著色墨粉中，第二成分保持由光可聚合化合物捕獲。因此，即使當在此狀態下向其施加增加微膠囊外殼的物質滲透性的刺激時，也不能使第二成分與微膠囊中的第一成分接觸，從而維持其中第一成分與第二成分之間無法進行反應(著色反應)的狀態(即，不能被著色的狀態)。
另一方面，當通過由具有能固化光可固化合成物的波長的施加顏色形成信息的光照射來固化光可固化合成物時，促進了包含在光可固化合成物中的第二成分的擴散。因此，通過施加著色刺激(例如，熱處理)增加了微膠囊外殼的物質滲透性，從而提供其中微膠囊中的第一成分與光可固化合成物中的第二成分之間進行反應(著色反應)的狀態(即，能被著色的狀態)。
由于光可固化合成物的固化反應是不可逆反應，因而一旦提供能被著色的狀態，就會永久維持所述狀態。
因此，在(例如)其中將熱敏微膠囊用作微膠囊的情況下，通過由施加顏色形成信息的光照射來固化光可固化合成物以將墨粉控制為能被著色的狀態，且接著使墨粉受到熱處理，藉此增加了微膠囊外殼的物質滲透性以在第一成分與第二成分之間引起反應，從而將墨粉著色為預定顏色，且穩定維持所述著色狀態。另一方面，在其中不發射能固化光可固化合成物的施加顏色形成信息的光的情況下，光可固化合成物連續維持未固化狀態，且因此即使墨粉受到熱處理以增加熱敏微膠囊外殼的物質滲透性，第一成分與第二成分也不能彼此反應。因此，在其中墨粉在著色之前為透明且無色的情況下，穩定維持了所述透明且無色狀態。
在上述光著色型墨粉中，通過兩個步驟來控制第一成分與第二成分之間的著色反應，即(1)通過由具有能固化光可固化合成物的波長的施加顏色形成信息的光照射而進行的光可固化合成物的固化反應，和(2)通過施加著色刺激(例如，熱處理)而增加微膠囊外殼的物質滲透性。
利用光敏感雙分子膜作為膠囊壁的墨粉的著色反應(如JP-A-2003-330228中所述)也含有兩個步驟，即由光照射獲得能經歷著色反應的狀態(物質擴散)，且通過加熱以實現反應來促進所述物質擴散。
然而，光著色型墨粉中的確定是否將不能被著色的狀態控制為能被著色的狀態的第一步驟反應(即，光可固化合成物的固化反應)是不可逆反應，但JP-A-2003-330228中所揭示的墨粉的第一步驟反應是可逆反應。
因此，在JP-A-2003-330228中所揭示的墨粉中，由于第一步驟反應是可逆反應，因而作為第二步驟反應的著色反應在特定程度上受到第一步驟反應的影響，且因此難于控制著色反應。因此，可使形成圖像時的著色密度變化。
另一方面，在光著色型墨粉中，可在不受第一步驟反應影響下控制作為第二步驟反應的著色反應以促進對著色反應的控制，藉此可容易地確保形成圖像時的著色密度，且可容易地抑制在形成圖像之后的色彩平衡發生變化。此外，不可逆地施行微膠囊外殼的物質滲透性的增加，藉此可精確地控制著色反應。此外，可由光可固化合成物的固化(聚合)程度來控制著色密度的等級，所述固化(聚合)是不可逆反應，藉此可容易地控制著色密度的等級。
除了前述使用能在其中未固化光可固化合成物的狀態下捕獲第二成分的光可聚合化合物的墨粉(下文中，在某些情況下被稱為第一光著色型墨粉)之外，光著色型墨粉可為使用在分子中具有能通過與第一成分反應而抑制第一成分與第二成分之間的著色反應的去色反應基的光可聚合化合物的墨粉(下文中，被稱為第二光著色型墨粉)。在第二光著色墨粉中，在(例如)其中將熱敏微膠囊用作微膠囊的情況下，在通過由具有能固化光可固化合成物的波長的施加顏色形成信息的光照射來固化光可固化合成物(即，聚合具有去色反應基的光可聚合化合物)且進行熱處理時，第一成分與第二成分之間的著色反應不會受到去色反應基(通過聚合來禁止其加熱時的擴散)抑制，從而能夠進行著色。另一方面，在其中不通過具有能固化光可固化合成物的波長的施加顏色形成信息的光照射而進行熱處理的情況下，去色反應基與第一成分反應以抑制第一成分與第二成分之間的著色反應，從而禁止著色。
如已描述，在第二光著色型墨粉中，在未固化光可固化合成物時維持不能被著色的狀態，且通過由具有能固化光可固化合成物的特定波長的光照射來固化光可固化合成物而將不能被著色的狀態控制為能被著色的狀態。
在光不著色型墨粉中，第二成分本身具有光致聚合性，且因此，即使發射施加顏色形成信息的光，也維持其中促進包含在光可固化合成物中的第二成分的擴散的狀態，除非照射光的波長是能固化光可固化合成物的波長。因此，當在此狀態下通過施加著色刺激(例如，熱處理)來增加微膠囊外殼的物質滲透性時，獲得這樣一種狀態，即使得微膠囊中的第一成分與光可固化合成物中的第二成分之間能發生反應(著色反應)(即，能被著色的狀態)。
另一方面，在其中通過由具有能固化光可固化合成物的波長的施加顏色形成信息的光照射來固化光可固化合成物的情況下，聚合包含在光可固化合成物中的第二成分，藉此使得包含在光可固化合成物中的第二成分的擴散變得相當困難。因此，即使施加增加微膠囊外殼的物質滲透性的刺激，第二成分也不能與微膠囊中的第一成分接觸，藉此維持這樣一種狀態，即禁止微膠囊中的第一成分與光可固化合成物中的第二成分之間的反應(著色反應)(即，不能被著色的狀態)。
由于光可固化合成物的固化反應是不可逆反應，因而一旦提供不能被著色的狀態時，就會永久維持所述狀態。
因此，在(例如)其中將熱敏微膠囊用作微膠囊的情況下，通過由施加顏色形成信息的光照射來固化光可固化合成物以將墨粉控制為不能被著色的狀態，藉此即使墨粉受到熱處理以增加熱敏微膠囊外殼的物質滲透性，第一成分與第二成分也不能經歷反應。因此，在其中墨粉在著色之前為透明且無色的情況下，穩定維持所述透明且無色狀態。另一方面，在墨粉在其中未固化光可固化合成物的狀態(即，能被著色的狀態)下受到熱處理的情況下，增加熱敏微膠囊外殼的物質滲透性以引發第一成分與第二成分之間的反應，從而將墨粉著色為預定顏色，且可穩定維持著色狀態。
在上述光不著色型墨粉中，大體上由一個步驟來控制第一成分與第二成分之間的著色反應，所述步驟在其中未固化光可固化合成物的狀態(即，沒有由具有能固化光可固化合成物的波長的施加顏色形成信息的光照射的狀態)下通過施加著色刺激(例如，熱處理)來增加熱敏微膠囊外殼的物質滲透性。
因此，可容易地控制著色反應，藉此可容易地確保在形成圖像時的著色密度，且可容易地抑制在形成圖像之后的色彩平衡發射變化。此外，不可逆地施行微膠囊外殼的物質滲透性的增加，藉此可精確地控制著色反應。此外，可由光可固化合成物的固化(聚合)程度來控制著色密度的等級，所述固化(聚合)是不可逆反應，藉此可容易地控制著色密度的等級。在其中希望墨粉不被著色的情況下，在通過施加著色刺激(例如，熱處理)來增加微膠囊外殼的物質滲透性之前，發射施加顏色形成信息的光以固化光可固化合成物，藉此可穩定維持不能被著色的狀態。
另一方面，利用光敏感雙分子膜作為膠囊壁的墨粉的著色反應(如JP-A-2003-330228中所述)含有兩個步驟，即由光照射獲得能經歷著色反應的狀態(物質擴散)，且接著通過加熱以實現反應來促進所述物質擴散，且因此其針對著色含有復雜的控制操作。此外，在JP-A-2003-330228中所揭示的墨粉中，由于第一步驟反應是可逆反應，因而作為第二步驟反應的著色反應在特定程度上受到第一步驟反應的影響，且因此難于控制著色反應。因此，可使形成圖像時的著色密度變化。
將針對其中墨粉含有光可固化合成物和分散在所述光可固化合成物中的微膠囊的情況來更詳細地描述本發明中的墨粉結構。
在此情況下，墨粉可僅具有一個含有光可固化合成物和分散在所述光可固化合成物中的微膠囊的著色部分，且還可具有兩個或兩個以上著色部分。術語“著色部分”此處意指能在施加外部刺激時被著色為一個特定顏色的連續區域。在其中在墨粉中含有兩個或兩個以上著色部分的情況下，在墨粉中可僅含有一種能被著色為相同顏色的著色部分，且在墨粉中可含有兩種或兩種以上能分別被著色為不同顏色的著色部分。在前一種情況下，一個墨粉顆粒形成的顏色數目僅限于一，但在后一種情況下，一個墨粉顆粒形成的顏色數目可為二或更多。
兩種或兩種以上能分別被著色為不同顏色的著色部分的組合的實例包含含有能被著色為黃色的黃色著色部分、能被著色為品紅色的品紅色著色部分和能被著色為青色的青色著色部分的組合。
在此情況下，例如在其中通過施加外部刺激來為所述著色部分中的一者上色的情況下，墨粉被著色為黃色、品紅色和青色中的一者，且在其中為所述著色部分中的兩者上色的情況下，墨粉被著色為通過組合這些顏色而獲得的顏色，藉此可僅由一種墨粉顆粒來表示各種顏色。
在其中在墨粉中含有兩個或兩個以上能分別被著色為不同顏色的著色部分的情況下，不僅可通過改變各自著色部分中含有的第一成分和第二成分的種類和組合，而且可通過改變用于固化各自著色部分中包含的光可固化合成物的光的波長來控制所形成的顏色。
在后一種情況下，固化各自著色部分中含有的光可固化合成物所必需的光的波長彼此不同，且因此，多種具有不同波長的施加顏色形成信息的光可用作對應于著色部分種類的控制刺激。為了改變固化著色部分中含有的光可固化合成物所必需的光的波長，可在各自著色部分中的光可固化合成物中包含對于具有不同波長的光敏感的光致聚合引發劑。
舉例來說，在其中墨粉含有能分別被著色為黃色、品紅色和青色的三種著色部分的情況下，通過分別響應波長為405nm、532nm和657nm的光而被固化的材料可用作各自著色部分中含有的光可固化合成物，藉此可通過恰當使用對應于所述著色部分的具有這三個不同波長的施加顏色形成信息的光(具有特定波長的光)而將墨粉著色為所要顏色。
施加著色信息的光的波長可從可見光的波長范圍中選擇，且也可從紫外光的波長范圍中選擇。通過使用較短波長，可減小射束直徑以達到高分辨率。所述波長的光源的實例包含波長轉換固體SHG激光器(基本波長被轉換為1/2)和氣體激光器。
施加著色信息的光的波長還可從紅外光的波長范圍中選擇，藉此可降低照明裝置的成本，且可容易地獲得高功率輸出，如所屬領域技術中已知。
本發明所使用的墨粉可含有母質，所述母質含有與使用色料(例如顏料)的常規墨粉中所使用的那些粘合樹脂類似的粘合樹脂作為主要成分。在此情況下，所述著色部分中的兩者或兩者以上可以顆粒形式分散在母質中而成為膠囊。(下文中，在某些情況下，一個具有膠囊形式的著色部分可被稱為光敏和熱敏膠囊。)母質可進一步含有釋放劑和各種添加劑，類似于使用色料(例如顏料)的常規墨粉。
光敏和熱敏膠囊具有含有微膠囊和光可固化合成物的核心和覆蓋所述核心的外殼，且不特別限制所述外殼，只要其可穩定地保留光敏和熱敏膠囊內部的微膠囊和光可固化合成物以防止其在下文所述的墨粉生產過程和墨粉存儲期間泄漏到光敏和熱敏膠囊外部。
在本發明中，外殼可含有水不溶材料(例如含有水不溶樹脂的粘合樹脂和釋放劑)作為主要成分，且可使用水不溶樹脂(例如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物和聚酯樹脂)，藉此在下文所述的墨粉生產過程中，可防止第二成分通過外殼流到光敏和熱敏膠囊外部的基質中，且可防止能被著色為另一顏色的另一光敏和熱敏膠囊中含有的另一種第二成分通過外殼流到光敏和熱敏膠囊中。
本發明所使用的墨粉不僅可具有其中光敏和熱敏膠囊(著色部分)分散在母質中的前述結構(下文中，在某些情況下被稱為著色部分分散結構)，而且可具有其中兩個或兩個以上著色部分形成為若干層的結構(下文中，在某些情況下，一個形成為一層的著色部分可被稱為光敏和熱敏層)。
其中兩個或兩個以上著色部分形成為若干層的結構的示范性實施例包含(1)含有形成核心層的光敏和熱敏層和依次堆積在所述核心層上以便覆蓋所述核心層的一個或一個以上光敏和熱敏層的實施例(下文中，在某些情況下被稱為同心結構)；(2)其中通過在預定方向上切割而獲得的墨粉的橫截面展現堆積成條紋形狀的兩個或兩個以上光敏和熱敏層的實施例(下文中，在某些情況下被稱為條紋結構)；和(3)其中通過在預定方向上切割而獲得的墨粉的橫截面被劃分為以墨粉中心作為基點的扇形區域的實施例，其中每個扇形區域含有光敏和熱敏層(下文中，在某些情況下被稱為扇形結構)。
在所有同心結構、條紋結構和扇形結構中，可在兩個彼此相鄰的光敏和熱敏層之間形成含有構成光敏和熱敏膠囊外殼的材料的中間層。所述中間層可含有釋放劑和各種添加劑，類似于使用色料(例如顏料)的常規墨粉。具有所述三個結構的墨粉可在其最外表面上具有含有粘合樹脂的覆蓋層。
圖6是繪示含有母質和分散在所述母質中的著色部分的本發明墨粉的示范性實施例的橫截面示意圖，圖7是繪示具有同心結構的本發明墨粉的示范性實施例的橫截面示意圖，圖8是繪示具有條紋結構的本發明墨粉的示范性實施例的橫截面示意圖，且圖9是繪示具有扇形結構的本發明墨粉的示范性實施例的橫截面示意圖。
在圖6到9中，數字符號70、72、74和76各自指示墨粉，80指示第一著色部分，82指示第二著色部分，84指示第三著色部分，86指示母質，90指示第一光敏和熱敏層，92指示第二光敏和熱敏層，且94指示第三光敏和熱敏層。圖6到9僅繪示墨粉的重要部分和在彼此相鄰的光敏和熱敏層之間提供的中間層，從中省略了在墨粉最外表面上提供的覆蓋層。
在圖6所示的墨粉70中，三種著色部分80、82和84分散在母質86中且能分別被著色為黃色、品紅色和青色。
圖7所示的墨粉72具有構成核心層的第一光敏和熱敏層90以及依次堆積在所述構成核心層的第一光敏和熱敏層90上的第二光敏和熱敏層92和第三光敏和熱敏層94。圖8所示的墨粉74具有一具有條紋形狀的第二光敏和熱敏層92以及設置在所述第二光敏和熱敏層92兩側上的具有條紋形狀的第一光敏和熱敏層90和第三光敏和熱敏層94。圖9所示的墨粉76具有三個以墨粉的中心部分作為基點均等劃分的扇形區域，且所述三個區域分別含有三個光敏和熱敏層90、92和94。在圖7到9所示的墨粉72、74和76中，所述三個光敏和熱敏層90、92和94能分別被著色為(例如)黃色、品紅色和青色。
可(例如)通過下文所述的聚集和集成方法來生產具有著色部分分散結構或同心結構的墨粉，且可(例如)通過使用微型反應器的濕式制造方法來生產具有同心結構、條紋結構或扇形結構的墨粉。
本發明中的墨粉可僅具有一個著色部分，以及可具有兩個或兩個以上著色部分，例如圖6到9所示的著色部分分散結構、同心結構、條紋結構和扇形結構。在此情況下，所述一個著色部分本身可用作墨粉。
光不著色型墨粉的構成材料下文將更詳細地描述在其中本發明墨粉為光不著色型墨粉的情況下的構成材料以及在制備所述構成材料時所使用的材料和方法。
在此情況下，墨粉至少含有第一成分、第二成分、含有所述第一成分的微膠囊和含有所述第二成分的光可固化合成物，且所述光可固化合成物可含有光致聚合引發劑且還可含有各種助劑。第一成分可以固體狀態或與溶劑一起包含在微膠囊(核心)中。
在光不著色型墨粉中，供電子無色染料(electron donative colorlessdyea)或重氮鹽化合物(diazonium salt compound)可用作第一成分，且具有光可聚合基(photopolymerizable group)的受電子化合物(electronacceptive compound)或具有光可聚合基的偶合化合物(coupler compound)可用作第二成分。
除了前述化合物之外，可恰當利用與構成使用色料的常規墨粉的材料類似的各種材料，例如粘合樹脂、釋放劑、內部添加劑和外部添加劑。下文將更詳細地描述所述材料。
第一成分和第二成分第一成分和第二成分的組合的實例包含以下組合(a)到(r)，在其每一者中前者皆為第一成分，且后者皆為第二成分。
(a)供電子無色染料和受電子化合物的組合(b)重氮鹽化合物和偶合成分(下文中在某些情況下被稱為偶合化合物)的組合(c)有機金屬鹽(例如山崳酸銀和硬脂酸銀)和還原劑(例如原兒茶酸(protocatechinic acid)、螺茚滿(spiroindane)和氫醌)的組合(d)長鏈脂肪酸鐵鹽(例如硬脂酸鐵和肉豆蔻酸鐵)和苯酚化合物(例如丹寧酸、五倍子酸和水楊酸銨)的組合(e)有機重金屬鹽(例如乙酸、硬脂酸和棕櫚酸的鎳鹽、鈷鹽、鉛鹽、銅鹽、鐵鹽、汞鹽和銀鹽)和堿金屬或堿土金屬的硫化物(例如硫化鈣、硫化鍶和硫化鉀)的組合，或有機重金屬鹽和有機螯合劑(例如均二苯卡巴肼和二苯卡巴腙)的組合(f)重金屬硫酸鹽(例如銀、鉛、汞和鈉的硫酸鹽)和硫化合物(例如連四硫酸鈉、硫代硫酸鈉和硫脲)的組合(g)脂肪酸鐵鹽(例如硬脂酸鐵)和芳香族多羥基化合物(例如3，4-羥基四苯基甲烷)的組合(h)有機金屬鹽(例如草酸銀和草酸汞)和有機多羥基化合物(例如多羥基醇、丙三醇和乙二醇)的組合(i)脂肪酸鐵鹽(例如壬酸鐵和月桂酸鐵)和硫代十六烷基碳酰二胺或異硫代十六烷基碳酰二胺衍生物的組合(j)有機鉛鹽(例如己酸鉛、壬酸鉛和山崳酸鉛)和硫脲衍生物(例如亞乙基硫脲和N-十二烷基硫脲)的組合(k)高碳脂肪酸重金屬鹽(例如硬脂酸鐵和硬脂酸銅)和二烷基二硫代氨基甲酸鋅的組合(l)形成噁唑烷染料的組合，例如間苯二酚和亞硝基化合物的組合(m)甲臘化合物和還原劑和/或金屬鹽的組合(n)受保護染料(或無色染料)前體和去保護劑的組合(o)氧化著色劑和氧化劑的組合(p)鄰苯二甲腈化合物和二亞氨基異吲哚啉化合物的組合(形成酞菁的組合)(q)異氰酸酯化合物和二亞氨基異吲哚啉化合物的組合(形成著色顏料的組合)(r)顏料前體和酸或堿的組合(形成顏料的組合)在第一成分的前述實例中，本發明中使用的第一成分可為大體上無色的供電子無色染料或重氮鹽化合物。
供電子無色染料可為已知的化合物，只要其通過與第二成分的反應來施加著色。其特定實例包含苯酞化合物、熒烷化合物、吩噻嗪化合物、吲哚基苯酞化合物、無色金胺化合物、若丹明內酰胺化合物、三苯基甲烷化合物、三氮烯化合物、螺吡喃化合物、吡啶化合物、吡嗪化合物和芴化合物。可用于本發明中的供電子無色染料不限于這些化合物。
在其中在本發明中形成全色圖像的情況下，可使用以青色、品紅色和黃色著色的供電子無色染料。
青色、品紅色和黃色著色染料的實例包含美國專利第4,800,149號中所揭示的染料。黃色著色供電子無色染料的實例包含美國專利第4,800,148號中所揭示的染料，且青色著色供電子無色染料的實例包含JP-A-63-53542中所揭示的染料。
在墨粉具有圖6到9中例示的結構的情況下，供電子無色染料在光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)中的使用量優選地為0.01到3g/m2，且更優選地為0.1到1g/m2。在使用量小于0.01g/m2的情況下，可能不能獲得充分的著色密度，且在其超過3g/m2的情況下，光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)的形成可變得困難。可將相同使用量的供電子無色染料應用于其中本發明墨粉具有僅含有一個著色部分的結構的情況。
重氮鹽化合物的實例包含由下式(I)表示的化合物Ar-N2+X-(I)其中Ar表示芳環基，且X-表示酸陰離子。
重氮鹽化合物為這樣的化合物，即在加熱時通過與偶合劑發生偶合反應而被著色，且由光分解。可由Ar環上的取代基的位置和種類來控制最大吸收波長。
在作用效果的立場上，本發明中所使用的重氮鹽化合物的最大吸收波長λmax優選地為450nm或更小，且更優選地為290到440nm。本發明中所使用的重氮鹽化合物可為這樣一種重氮鹽化合物，即其含有12或12個以上碳原子，且在水中具有1質量％或更小的溶解度并在乙酸乙酯中具有5質量％或更大的溶解度。出于色調控制的目的，重氮鹽化合物可單獨使用或以其兩種或兩種以上的組合使用。
在墨粉具有圖6到9中例示的結構的情況下，重氮鹽化合物在光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)中的使用量優選地為0.01到3g/m2，且更優選地為0.02到1.0g/m2。在使用量小于0.01g/m2的情況下，可能不能獲得充分的著色性質，且在其超過3g/m2的情況下，敏感性可能降低，且用于在固定之后進行光照射(根據需要來進行)的時間周期可能延長。可將相同使用量的重氮鹽化合物應用于其中本發明墨粉具有僅含有一個著色部分的結構的情況。
本發明中所使用的第二成分為這樣一種大體上無色的化合物，其在同一分子中具有光可聚合基和能通過與第一成分的反應而被著色的部分，且具有光可聚合基的受電子化合物和具有光可聚合基的偶合化合物中的任一者皆可用作第二成分，只要其具有這樣兩個功能，即其通過與第一成分的反應而被著色且響應光而被聚合并固化。
作為具有光可聚合基的受電子化合物(即，在同一分子中具有受電子基和光可聚合基的化合物)，可使用具有光可聚合基、通過與作為第一成分的供電子無色染料的反應而被著色且通過光致聚合而被固化的任何化合物。受電子化合物的實例包含可參考以下物質而合成的化合物JP-A-4-226455中所揭示的3-鹵基-4-羥基苯甲酸、JP-A-63-173682中所揭示的具有羥基的苯甲酸的甲基丙烯酰氧基乙酯和丙烯酰氧基乙酯、JP-A-59-83693、JP-A-60-141587和JP-A-62-99190中所揭示的具有羥基的苯甲酸的酯和羥基甲基苯乙烯、歐洲專利第29,323號中所揭示的羥基苯乙烯、JP-A-62-167077和JP-A-62-16708中所揭示的鹵化鋅的N-乙烯基咪唑絡合物以及JP-A-63-317558中所揭示的受電子化合物。
在同一分子中具有受電子基和可聚合基的化合物中，由以下通式表示的3-鹵基-4-羥基苯甲酸是優選的 其中X表示鹵素原子，且優選地表示氯原子；Y表示具有可聚合烯基的單價基，優選地表示芳烷基、丙烯酰氧基烷基或具有乙烯基的甲基丙烯酰氧基烷基，且更優選地表示具有5到11個碳原子的丙烯酰氧基烷基或具有6到12個碳原子的甲基丙烯酰氧基烷基；且Z表示氫原子、烷基或烷氧基。
具有光可聚合基的受電子化合物可與供電子無色染料組合使用。在此情況下，對于使用的每1質量份的供電子無色染料，受電子化合物的使用量可優選地為0.5到20質量份，且更優選地為3到10質量份。在使用量小于0.5質量份的情況下，可能不能獲得充分的著色密度，且在其超過20質量份的情況下，敏感性可能降低，且光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)的形成可變得困難。
作為具有光可聚合基的偶合化合物，可使用具有光可聚合基、通過與作為第一成分的重氮鹽化合物反應而被著色且通過光致聚合而固化的任何化合物。偶合化合物通過在堿性氣氛和/或中性氣氛中與重氮化合物偶合而形成染料，且出于色調控制的目的，可以其多個種類的組合來使用。
偶合化合物可與重氮鹽化合物組合使用。在墨粉具有圖6到9中例示的結構的情況下，偶合化合物在光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)中的使用量優選地為0.02到5g/m2，且更優選地為0.1到4g/m2。在使用量小于0.02g/m2的情況下，著色性質可能較差，且在其超過5g/m2的情況下，光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)的形成可變得困難。可將相同使用量的偶合化合物應用于其中本發明墨粉具有僅含有一個著色部分的結構的情況。
對于使用的每1質量份的重氮鹽化合物，偶合化合物的使用量優選地為0.5到20質量份，且更優選地為1到10質量份。在使用量小于0.5質量份的情況下，可能不能獲得充分的著色密度，且在其超過20質量份的情況下，光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)的形成可變得困難。
偶合化合物可用作通過在添加水溶性聚合物以及其它成分之后由砂磨機或其類似物分散而獲得的固態分散體，且還可用作通過由適當乳化器乳化而獲得的乳液。獲得固態分散體和乳液的方法不會受到特別限制，且其可恰當地在已知方法中選擇。在JP-A-59-190886、JP-A-2-141279和JP-A-7-17145中詳細描述所述方法。
為了促進偶合反應，可使用有機堿，例如叔胺化合物、哌啶化合物、哌嗪化合物、脒化合物、甲脒化合物、吡啶化合物、胍化合物和嗎啉化合物。
在JP-A-57-123086、JP-A-60-49991、JP-A-60-94381、JP-A-9-71048、JP-A-9-77729和JP-A-9-77737中描述所述有機堿。
有機堿的使用量不會受到特別限制，且其對于每1摩爾的重氮鹽來說優選地為1到30摩爾。有機堿可單獨或以其多個種類的組合來使用。
為了促進著色反應，可添加著色助劑。著色助劑的實例包含苯酚衍生物、萘酚衍生物、烷氧基取代的苯化合物、烷氧基取代的萘化合物、羥基化合物、羧酸酰胺化合物和磺酰胺化合物。這些化合物具有這樣一個功能，即降低了偶合化合物和堿性物質的熔點，或增加了微膠囊壁(外殼)的熱滲透性，藉此可獲得高著色密度。
光致聚合引發劑將描述本發明中所使用的光致聚合引發劑。光致聚合引發劑在由施加顏色形成信息的光照射時產生基以引發并促進光可固化合成物中的聚合反應。通過聚合反應來固化光可固化合成物。
光致聚合引發劑可選自已知的化合物，且可優選地含有最大吸收波長在300到1,000nm范圍內的光譜增感化合物和經歷與光譜增感化合物的相互反應的化合物。
在經歷與光譜增感化合物的相互反應的化合物為具有兩種結構(即，最大吸收波長在300到1,000nm范圍內的染料部分和硼酸鹽部分)的化合物的情況下，不可使用光譜增感染料。
已知的光致聚合引發劑的實例包含在美國專利第4,950,581號(欄20行35到欄21行35)中所揭示的那些引發劑。其實例還包含三嗪化合物，例如三嗪和三鹵代甲基三嗪，例如在EP-A-137,452、DE-A-2,718,254、DE-A-2,243,621和美國專利第4,950,581號(欄14行60到欄18行44)中所揭示的2，4-雙(三氯甲基)-6-(4-苯乙烯基乙烯)-均三嗪。
在其中將光致聚合引發劑用作混合系統的情況下，其實例還包含自由基固化劑和陽離子光致聚合引發劑。陽離子光致聚合引發劑包含過氧化物(例如苯甲酰化合物)和美國專利第4,950,581號(欄19行17到25)中揭示的過氧化物、美國專利第4,950,581號(欄18行60到欄19行10)中揭示的芳香族锍或三價碘鹽和環戊二烯基芳烴鐵(II)絡鹽(例如(η6-異丙基苯)-(η5-環戊二烯基)-六氟磷酸鐵(II)。
染料/硼化合物的實例包含JP-A-62-143044、JP-A-1-138204、JP-T-6-505287和JP-A-4-261406中所揭示的那些物質。
作為具有在300到1,000nm范圍內的最大吸收波長的光譜增感化合物，可使用此類最大吸收波長在所述范圍內的光譜增感染料。染料可從最大吸收波長在所述范圍內的光譜增感染料中任意選擇，以便控制敏感波長以與用于發射施加顏色形成信息的光的光源相符，藉此可獲得高敏感性。
光譜增感染料可恰當地選自已知化合物，且其實例包含ResearchDisclosure第200卷第20036條(1980年12月)和“Zokanzai”(Sensitizers)第160到163頁(Kodansha，由K.Tokumaru和S.Ogawara編輯，1987年)中所揭示的那些物質。
其特定實例包含JP-A-58-15603中所揭示的3-酮基香豆素酮化合物、JP-A-58-40302中揭示的硫代正吡喃離子(thiopyrylium)鹽、JP-B-59-28328和JP-B-60-53300中揭示的萘噻唑部花青化合物和JP-B-61-9621、JP-B-62-3842、JP-A-59-89303和JP-A-60-60104中所揭示的部花青化合物。
其實例還包含“Kinousei Shikiso no Kagaku”(Chemistry of FunctionalDyes，第393到416頁，CMC Press出版，1981年)和“Shikizai”(ColorMaterials，第60(4)卷，第212到224頁，1987年)中所揭示的染料，且其特定實例包含陽離子次甲基染料、陽離子陽碳染料、陽離子醌亞胺(quinoimine)染料、陽離子吲哚啉染料和陽離子苯乙烯基染料。
光譜增感染料包含酮類染料，例如香豆素染料(包含酮基香豆素和磺基香豆素染料)、部苯乙烯基(merostyryl)染料、氧喏染料和半氧喏染料；非酮類染料，例如非酮基聚次甲基染料、三芳基甲烷染料、噸染料、蒽染料、若丹明染料、吖啶染料、苯胺染料和偶氮染料；非酮基聚次甲基染料，例如偶氮甲堿染料、花青染料、羰花青染料、二羰花青染料、三羰花青染料、半花青染料和苯乙烯基染料；和醌亞胺染料，例如吖嗪染料、噁嗪染料、噻嗪染料、喹啉染料和噻唑染料。
通過恰當使用光譜增感染料，可在紫外區到紅外區的范圍內獲得用于墨粉中的光致聚合引發劑的光譜敏感性。光譜增感染料可單獨使用或以其多個種類的組合來使用。
在本發明的墨粉具有圖6到9中示范的結構的情況下，基于構成光敏和熱敏膠囊(光敏和熱敏層)的材料的總重量，光譜增感染料的使用量優選地為0.1到5質量％，且更優選地為0.5到2質量％。相同使用量可應用于其中本發明墨粉具有僅含有一個著色部分的結構的情況。
經歷與光譜增感化合物的互相反應的化合物可為在能引發與第二成分中的光可聚合基的光致聚合反應的已知化合物中恰當選擇的一種或多種化合物。
在其中所述化合物與光譜增感化合物結合使用的情況下，其靈敏地響應在其光譜吸收波長范圍內的照射光以高效產生基團，藉此能獲得高敏感性，且可通過使用在紫外區到紅外區的范圍內的任意光源來控制基團形成。
經歷與光譜增感化合物的互相反應的化合物可為有機硼酸鹽化合物(organic borate compound)、安息香醚化合物、含有三鹵素取代的甲基的均三嗪衍生物、有機過氧化物和吖嗪(azinium)鹽化合物，且優選有機硼酸鹽化合物。在其中經歷與光譜增感化合物的互相反應的化合物與光譜增感化合物結合使用的情況下，可在曝光區域內有效地且局部地生成基團，藉此可獲得高敏感性。
有機硼酸鹽化合物的實例包含JP-A-62-143044、JP-A-9-188685、JP-A-9-188686和JP-A-9-188710中所揭示的有機硼酸鹽化合物(下文中，在某些情況下被稱為硼酸鹽化合物I)和從“Kinousei Shikiso no Kagaku”(Chemistry of Functional Dyes，第393到416頁，由CMC Press出版，1981年)和“Shikizai”(Color Materials，第60(4)卷，第212到224頁，1987年)中揭示的陽離子染料中獲得的光譜增感染料系列硼酸鹽化合物(下文中，在某些情況下被稱為硼酸鹽化合物II)。
硼酸鹽化合物II在其結構中含有染料部分和硼酸鹽部分兩者，且在曝光時，硼酸鹽化合物II施行三個功能，即硼酸鹽化合物II有效地通過染料部分的光吸收功能而從光源吸收能量，通過硼酸鹽部分的基團釋放功能而促進聚合反應，且同時使與其一起存在的光譜增感化合物去色。
具體地說，可使用最大吸收波長在300nm或更大的波長范圍內且優選在400到1,100nm的波長范圍內的任何陽離子染料。其實例包含這樣的陽離子染料次甲基染料、聚次甲基染料、三芳基甲烷染料、吲哚啉染料、吖嗪染料、噸染料、花青染料、半花青染料、若丹明染料、氮雜次甲基染料、噁嗪染料和吖啶染料，且優選地包含這樣的陽離子染料花青染料、半花青染料、若丹明染料和氮雜次甲基染料。
可從有機陽離子染料中獲得的硼酸鹽化合物II可通過根據歐洲專利第223,587A1號中揭示的方法使用有機陽離子染料和有機硼化合物陰離子獲得。
當硼酸鹽化合物II是多官能化合物(如已描述)時，在獲得高敏感性和充分去色性質的立場上，本發明中的光致聚合引發劑可通過組合光譜增感化合物和經歷與光譜增感化合物的互相反應的化合物來構成。在此情況下，光致聚合引發劑可為光致聚合引發劑(1)，其通過組合光譜增感化合物和硼酸鹽化合物I來獲得；和光致聚合引發劑(2)，其通過組合硼酸鹽化合物I和硼酸鹽化合物II來獲得。
在通過光發射步驟中的光照射而獲得高敏感性和充分去色性質(未反應物質的去活化、分解等)的立場上，存在于光致聚合引發劑中的光譜增感染料與有機硼酸鹽化合物之間的使用比率是相當有用的，其中所述光發射步驟在為形成圖像而固定時在經由熱處理進行的著色之后根據需要而實現。
在光致聚合引發劑(1)中，在獲得高敏感性和充分去色能力的立場上，可確保光致聚合反應所需的光譜增感化合物與硼酸鹽化合物I的比率(摩爾比為1/1)，且可添加使殘留在墨粉中的光譜增感化合物充分去色所需的量的硼酸鹽化合物I。
因此，光譜增感化合物與硼酸鹽化合物I的比率(光譜增感化合物/硼酸鹽化合物I)優選地在1/1到1/50的范圍內，更優選地為1/1.2到1/30，且最優選地為1/1.2到1/20。在比率小于1/1的情況下，可不充分地獲得光致聚合反應性和去色能力，且在比率超過1/50的情況下，光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)的形成可變得困難。
在光致聚合引發劑(2)中，在獲得高敏感性和充分去色能力的立場上，可以這樣一種組合來使用硼酸鹽化合物I和硼酸鹽化合物II，即硼酸鹽部分的量是染料部分的量的等摩爾比率或更多。硼酸鹽化合物I與硼酸鹽化合物II的比率(硼酸鹽化合物I/硼酸鹽化合物II)優選地在1/1到50/1的范圍內，更優選地為1.2/1到30/1，且最優選地為1.2/1到20/1。在比率小于1/1的情況下，可僅形成少量基團而不能充分獲得聚合反應性和去色能力，且在比率超過50/1的情況下，可能不能獲得充分敏感性。
具有光可聚合基的化合物(第二成分)的使用量，光致聚合引發劑中的光譜增感化合物和有機硼酸鹽化合物的總量優選地為0.1到10質量％，更優選地為0.1到5質量％，且最優選地為0.1到1質量％。在總量小于0.1質量％的情況下，可能不能獲得本發明的效果，且在總量超過10質量％的情況下，墨粉的存儲穩定性可變壞，且光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)的形成可變得困難。
助劑為了促進聚合反應，光可固化合成物可含有作為助劑的還原劑(例如活性氫供體的去氧劑和鏈轉移劑)和能通過鏈轉移而促進聚合的其它化合物。
去氧劑的實例包含磷化氫化合物、膦酸鹽化合物、亞磷酸鹽化合物、亞銀鹽和其它能易于由氧氧化的化合物。其特定實例包含N-苯基甘氨酸、三甲基巴比妥酸、N，N-二甲基-2，6-二異丙基苯胺和N，N，N-2，4，6-五甲基苯胺酸。此外，硫醇化合物、硫酮化合物、三鹵甲基化合物、洛粉堿二聚化合物、三價碘鹽化合物、锍鹽化合物、吖嗪鹽化合物、有機過氧化物和疊氮化合物可有效用作聚合促進劑。
微膠囊封裝在本發明中，第一成分(例如供電子無色染料和重氮鹽化合物)在被包含在微膠囊中之后使用。
微膠囊封裝方法可為已知的方法。其實例包含美國專利第2,800,457號和美國專利第2,800,458號中所揭示的使用親水壁形成材料的凝聚的方法；美國專利第3,287,154號、英國專利第990,443號、JP-B-38-19574、JP-B-42-446和JP-B-42-771中所揭示的界面聚合方法；美國專利第3,418,250號和美國專利第3,660,304號中所揭示的使用聚合物沉積的方法；美國專利第3,796,669號中所揭示的使用多元醇異氰酸酯壁材料的方法；美國專利第3,914,511號中所揭示的使用異氰酸酯壁材料的方法；美國專利第4,001,140號、美國專利第4,087,376號和美國專利第4,089,802號中所揭示的使用脲甲醛或脲甲醛間苯二酚壁形成材料的方法；美國專利第4,025,455號中所揭示的使用壁形成材料(例如三聚氰胺-甲醛酯和羥丙基纖維素)的方法；JP-B-36-9168和JP-A-51-9079中所揭示的通過單體聚合進行的原位方法；英國專利第952,807號和英國專利第965,074號中所揭示的電解分散冷卻方法；美國專利第3,111,407號和英國專利第930,422號中所揭示的噴霧干燥方法；以及JP-B-7-73069、JP-A-4-101855和JP-A-9-263057中所揭示的方法。
微膠囊封裝方法不限于這些方法，且在本發明中，可尤其采用界面聚合方法，其中使通過將第一成分溶解或分散在疏水有機溶劑中而獲得的將成為膠囊核心的油相與其中溶解有水溶性聚合物的水相混合，且所述混合物由例如均化器的設備來乳化并被加熱，藉此在油滴界面處實現聚合物形成反應以形成聚合物的微膠囊壁。界面聚合方法可在短時期內形成具有均勻粒徑的膠囊以提供使用前存儲穩定性極好的墨粉。
本發明中所使用的微膠囊可利用這樣一種現象，即微膠囊壁(外殼)的物質隔離功能抑制微膠囊內部和外部的物質彼此接觸，且僅在將熱量和壓力中的至少一者以一預定值或更高值施加到其中的情況下，微膠囊內部和外部的物質才彼此接觸。可隨著膠囊性質的變化而通過恰當選擇微膠囊壁的材料、微膠囊核心中含有的物質和添加到其中的添加劑來自由控制所述現象。
將能在本發明中使用的微膠囊壁的材料添加到油滴內部和油滴外部中的至少一者中。微膠囊壁的材料的實例包含聚氨脂、聚脲、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、脲甲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。在這些物質中，聚氨脂、聚脲、聚酰胺、聚酯和聚碳酸酯是優選的，且聚氨脂和聚脲是更優選的。所述聚合物質可以其多個種類的組合來使用。
包含第一成分在內的所有成分皆可用作乳液分散體，其可以這樣一種方式來獲得將所述成分溶解在水微溶或水不溶性高沸點有機溶劑中，且使所得溶液與含有表面活性劑和水溶性聚合物中的至少一者作為保護膠體的聚合物水溶液(水相)混合，接著由均化器或其類似設備乳化，且同時其可用作通過由例如砂磨機的方法與(例如)水溶性聚合物、增感劑和著色助劑一起分散而獲得的固體分散體。在乳液分散體的情況下，可根據需要來添加低沸點溶劑作為溶解助劑。可單獨乳化包含第一成分在內的所有成分，或可將其彼此混合且接著溶解在高沸點溶劑和低沸點溶劑中的至少一者中，接著使其乳化。由乳液分散體獲得的乳液的粒徑優選地為1μm或更小。
在形成乳液之后，將乳液加熱到30到70℃的溫度，以促進形成微膠囊壁的反應。為了防止微膠囊在反應期間聚集，可向反應系統添加水以降低微膠囊的碰撞概率，或可將其充分攪拌。用于防止聚集的分散體可在反應期間單獨添加到反應系統。可通過觀測與聚合反應進展相關聯的二氧化碳氣體生成來確定形成微膠囊壁的反應的終點，且可將二氧化碳生成終止的時間指定為反應終點。一般來說，可通過若干小時的反應來獲得其中囊封有第一成分的微膠囊。
所述微膠囊的體積平均粒徑優選地被控制在0.1到3.0μm的范圍內，且更優選地在0.3到1.0μm的范圍內。
具有圖6到9所示的結構的墨粉可在光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)中含有粘合劑，且此也是僅具有一個著色部分的墨粉的情況。
粘合劑的實例包含與用于乳化光可固化合成物的粘合劑相同的材料、用于微膠囊封裝第一成分的水溶性聚合物、溶劑可溶聚合物(例如聚苯乙烯、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酸酯樹脂(例如聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯和其共聚物)、苯酚樹脂、苯乙烯-丁二烯樹脂、乙基纖維素、環氧樹脂和聚氨酯樹脂)以及這些聚合物的聚合物乳膠。在這些物質中間，優選使用明膠和聚乙烯醇。下文所描述的粘合劑樹脂也可用作粘合劑。
此外，可根據需要來使用例如染料、紫外光吸收劑、增塑劑、熒光增白劑、固化劑和抗靜電劑的添加劑。添加劑的特定實例在ResearchDisclosure第176卷第17643條(1978年12月)和Research Disclosure第187卷第18716條(1979年11月)中有所揭示。
固化劑在具有圖6到9所揭示的結構的墨粉中，可在例如光敏和熱敏膠囊(或光敏和熱敏層)和中間層的層中組合使用固化劑。
固化劑的實例包含在生產照相光敏材料時使用的明膠硬化劑，且其特定實例包含醛化合物(例如甲醛和戊二醛)；美國專利第3,635,718號中所揭示的反應性鹵素化合物；美國專利第3,635,718號中所揭示的具有反應性不飽和烯基的化合物；美國專利第3,017,280號中所揭示的氮丙啶化合物；美國專利第3,091,537號中所揭示的環氧化合物；鹵代甲醛化合物(例如粘氯酸)；二噁烷化合物(例如二羥基二噁烷和二氯二噁烷)；美國專利第3,642,486號和美國專利第3,687,707號中所揭示的乙烯砜化合物；美國專利第3,841,872號中所揭示的乙烯砜前體化合物；和美國專利第3,640,720號中所揭示的酮乙烯化合物。此外，鉻礬、硫酸鋯、硼酸等也可用作無機固化劑。
粘合劑樹脂在本發明的墨粉中，可使用已用于常規墨粉中的粘合劑樹脂。粘合劑樹脂可用作構成母質的主要成分和構成具有含有分散在母粒中的光敏和熱敏膠囊的結構(如圖6所示)的墨粉的光敏和熱敏膠囊的外殼的材料，且可用作構成在墨粉的最外表面上提供的覆蓋層和在具有含有兩個或兩個以上以層形式存在的著色部分的結構(例如同心結構、條紋結構和扇形結構，圖7到9所示)的墨粉的彼此相鄰著色部分之間提供的中間層的材料。
不特別限制粘合劑樹脂，且可使用已知的結晶和非晶形樹脂材料。為了賦予墨粉低溫固定性質，可使用具有急劇熔融性質的結晶聚酯樹脂。
結晶樹脂的熔點優選地為50到110℃，且更優選地為60到90℃。在熔點小于50℃的情況下，可在墨粉的存儲穩定性和在固定后墨粉圖像的存儲穩定性上存在問題，且在熔點超過110℃的情況下，與常規墨粉相反，可能不能在足夠低的溫度下獲得固定性質。
存在其中結晶樹脂具有多個熔融峰的情況，且在本發明中，最大峰被指定為熔點。
作為非晶形聚合物，可使用已知樹脂材料(例如苯乙烯-丙烯酸酯樹脂和聚酯樹脂)，且優選地使用非晶形聚酯樹脂。可主要通過多元羧酸和多元醇的縮聚來獲得本發明中所使用的非晶形聚酯樹脂。
在其中使用非晶形聚酯樹脂的情況下，可易于通過借助調節樹脂的酸值和使用離子型表面活性劑實現乳液分散來獲得樹脂顆粒分散液。
由可溶于四氫呋喃(THF)中的成分的凝膠滲透色譜(GPC)方法測量得到，墨粉中所使用的非晶形聚合物優選地具有5,000到1,000,000且更優選地為7,000到500,000的質量平均分子量(Mw)、2,000到10,000的數目平均分子量(Mn)以及1.5到100且更優選地為2到60的分子量分布Mw/Mn。
在墨粉的存儲穩定性與固定性質之間的平衡的立場上，可用于本發明的非晶形聚合物的玻璃轉化溫度優選地為35到100℃，且更優選地為50到80℃。在玻璃轉化溫度小于35℃的情況下，存在這樣的趨勢，即在存儲期間或在顯影裝置中墨粉經歷成塊(此為其中墨粉顆粒聚集以形成串的現象)。另一方面，在其中玻璃轉化溫度超過100℃的情況下，墨粉的固定溫度可能會過高。
非晶形聚合物的軟化點優選地在80到130℃的范圍內，且更優選地在90到120℃的范圍內。在軟化點小于80℃的情況下，可使墨粉和由墨粉形成的圖像在固定后和在存儲期間的穩定性變壞。在其中軟化點超過130℃的情況下，可使低溫固定性質變壞。
本文中的非晶形聚合物的軟化點指定熔融起始溫度與熔融完成溫度之間的中間溫度，此溫度是在一定條件下(預加熱80℃/300秒，沖桿壓力0.980665MPa，晶粒大小1mm直徑×1mm，及溫度增加率每分鐘3.0℃)由流量測試計(CFT-500C，由Shimadzu公司生產)測量。
釋放劑本發明的墨粉可含有釋放劑。所述釋放劑一般用于改良釋放性質。
不特別限制墨粉中所使用的釋放劑，且其實例包含礦物或石油蠟，例如褐煤蠟、地蠟、(純)地蠟、固體石臘、微晶蠟和費-托蠟(Fischer-Tropschwax)、天然氣蠟和其改良產品；低分子量聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯；通過加熱而展現軟化點的硅酮；脂肪酸酰胺，例如油酸酰胺、芥酸胺、蓖麻酰胺和硬脂酰胺；植物蠟，例如巴西棕櫚蠟、米糠臘、小燭樹蠟、木蠟和荷荷芭油；以及動物蠟，例如蜂蠟，且改良助劑成分的實例包含具有10到18個碳原子的高碳醇和其混合物以及具有16到22個碳原子的高碳脂肪酸單酸甘油酯和其混合物，其可組合使用。
其它添加劑本發明中所使用的墨粉含有除下文所描述的那些成分之外的其它成分。所述其它成分不能不會受到特別限制，且可根據目的而進行恰當選擇。其實例包含無機微粒、有機微粒和電荷控制劑，其為已在常規墨粉中使用的添加劑。本發明的墨粉可不含有已在常規墨粉中使用的色料(例如顏料)，因為本發明的墨粉由其自身著色，但可根據需要而使用少量已知色料以在著色之后細微調節色調。
電荷控制劑用于進一步改進并穩定帶電性質。電荷控制劑的實例包含已使用的各種電荷控制劑，例如季銨鹽化合物、苯胺黑化合物、含有鋁、鐵或鉻絡合物的染料和三苯基甲烷顏料，且在由下文描述的聚集和集成方法來生產墨粉的情況下控制影響在溶液中形成的聚集顆粒的穩定性的離子強度和降低由廢水引起的污染的立場上，可使用可微溶于水的材料。
出于賦予流動性和改進清潔性質的目的，類似于普通墨粉，在施加剪切力的同時可在干燥狀態下將無機顆粒(例如硅石、氧化鋁、氧化鈦和碳酸鈣)和樹脂顆粒(例如乙烯基樹脂、聚酯和硅酮)作為流動助劑或清潔助劑添加到墨粉表面。
光著色型墨粉的構成材料下文將更詳細地描述其中本發明中的墨粉為光著色型墨粉的情況下的構成材料以及制備構成材料時所使用的材料和方法。
在此情況下，墨粉至少含有第一成分、第二成分、含有第一成分的微膠囊以及含有第二成分和光可聚合化合物的光可固化合成物，且光可固化合成物可含有光致聚合引發劑(或光致聚合引發劑系統)且還可含有光譜增感染料或各種助劑。所述第一成分可以固體狀態或與溶劑一起包含在微膠囊(核心)中。
在光著色型墨粉中，供電子無色染料可用作第一成分，受電子化合物(下文中，在某些情況下被稱為受電子顯影劑或顯影劑)可用作第二成分，且具有不飽和烯鍵的可聚合化合物可用作第一光著色型墨粉中的光可聚合化合物。包含作為第一成分的供電子無色染料、光譜增感染料和各種助劑的構成成分和微膠囊封裝方法可與上文針對光不著色型墨粉而描述的那些相同。
類似于光不著色型墨粉的情況，除前述材料之外，還可根據需要恰當地使用已用作構成使用色料的常規墨粉的材料的各種材料(例如粘合劑樹脂、釋放劑、內部添加劑和外部添加劑)。具有不飽和烯鍵的可聚合化合物(光可聚合化合物)可用于本發明的具有不飽和烯鍵的可聚合化合物可為分子中具有至少一個烯系不飽和雙鍵的可聚合化合物。
其實例包含丙烯酸和其鹽、丙烯酸酯化合物、丙烯酰胺化合物、甲基丙烯酸和其鹽、甲基丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酰胺化合物、馬來酸酐、馬來酸酯化合物、衣康酸、衣康酸酯、苯乙烯化合物、乙烯醚化合物、乙烯酯化合物、N-乙烯雜環化合物、芳基醚化合物和烯丙基酯化合物。在這些物質中，在分子中含有具有至少一個孤電子對的雜原子的可聚合化合物是優選的。
本文中涉及的具有孤電子對的雜原子將此類原子指定為氧、氮、硫、磷和鹵素。所述化合物的特定實例包含具有酯鍵、酰胺鍵、羰基鍵、硫代羰基鍵、醚鍵、硫醚鍵以及例如胺、乙醇、硫醇、磷化氫和鹵素的基團的化合物。在這些化合中，含有酯鍵、酰胺鍵、胺基、羰基鍵和醚鍵中的至少一者(其與受電子顯影劑具有強互相作用)的具有不飽和烯鍵的可聚合化合物是優選的，且具有酯鍵或酰胺鍵且具有光可聚合性的化合物是特別優選的。
為了改進聚合效率(固化率)，可使用在分子中具有多個烯系不飽和雙鍵的可聚合化合物，且其實例包含多元醇(例如三羥甲基丙烷和季戊四醇)的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、經丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的樹脂以及經丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯封端的聚酯。
光致聚合引發劑(或光致聚合引發劑系統)本發明所使用的光致聚合引發劑可從選自能引發具有不飽和烯鍵的化合物的光致聚合的化合物的一者或兩者或兩者以上的組合中選擇。
光致聚合引發劑的特定實例包含芳香族酮化合物，例如苯甲酮、4，4′-雙(二甲基氨基)苯甲酮、4-甲氧基-4′-二甲基氨基苯甲酮、4，4′-二甲氧基苯甲酮、4-二甲基氨基苯甲酮、4-二甲基氨基苯乙酮、苯甲基、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-甲基蒽醌、噸酮、噻噸酮、2-氯噻噸酮、2，4-二乙基噻噸酮、芴酮和吖啶酮；安息香和安息香醚化合物，例如安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚和安息香苯醚；2，4，5-三芳基咪唑二聚物，例如2-(鄰氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰氯苯基)-4，5-二(間甲氧基苯基)咪唑二聚物、2-(鄰氟苯)-4，5-二苯基咪唑二聚物、2-(鄰甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物和2-(對甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物；多鹵代化合物，例如四溴化碳、苯基三溴甲基砜、苯基三氯甲基酮和JP-A-53-133428、JP-B-57-1819、JP-B-57-6096和美國專利第3,615,455號中所揭示的化合物、JP-A-58-29803中所揭示的具有三鹵素取代的甲基的均三嗪衍生物(例如2，4，6-三(三氯甲基)-均三嗪、2-(甲氧基)-4，6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-氨基-4，6-雙(三氯甲基)-均三嗪和2-(對甲氧基苯乙烯基)-4，6-雙(三氯甲基)-均三嗪)；(例如)JP-A-59-189340中所揭示的有機過氧化物，例如甲基乙基酮過氧化物、環己酮過氧化物、3，3，5-三甲基環己酮過氧化物、苯甲酰過氧化物、二過氧基異鄰苯二甲酸二叔丁酯、2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰過氧基)己烷、過氧苯甲酸叔丁酯、a，a′-雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、二異丙苯基過氧化物和3，3′，4，4′-四(叔丁基過氧化羰基)二苯甲酮；(例如)美國專利第4,743,530號中所揭示的吖嗪(azinium)化合物；(例如)歐洲專利第0,223,587號中所揭示的有機硼化合物，例如硼酸三苯基丁酯的四甲基銨鹽、硼酸三苯基丁酯的四丁基銨鹽和硼酸三(對甲氧基苯基)丁酯的四甲基銨鹽；二芳基三價碘鹽；和鐵丙二烯絡合物，其為光敏和熱敏記錄材料領域中的已知光致聚合引發劑。
基于光可固化合成物的總重量，光致聚合引發劑的含量優選地為0.01到20質量％，更優選地為0.2到15質量％，且最優選地為1到10質量％。在含量小于0.01質量％的情況下，敏感性可能不充分，且在含量超過20質量％的情況下，在某些情況下可能不能進一步改進敏感性。
受電子顯影劑(第二成分)
受電子顯影劑的實例包含苯酚衍生物、含硫苯酚衍生物、有機羧酸衍生物(例如水楊酸、硬脂酸和間苯二酚酸)、其金屬鹽、磺酸衍生物、脲和硫脲衍生物(urea and thiourea derviatives)、酸性粘土、膨潤土(bentonite)、酚醛清漆樹脂(novolac resin)、金屬處理的酚醛清漆樹脂和金屬絡合物。
這些實例在“Kami Pulp Gijutsu Taimusu”(Journal of Paper and PulpTechnologies，1985年)第49-54和65-70頁以及JP-B-40-9309、JP-B-45-14039、JP-A-52-140483、JP-A-48-51510、JP-A-57-210886、JP-A-58-87089、JP-A-59-11286、JP-A-60-176795和JP-A-61-95988中有所揭示。
這些受電子化合物可單獨使用或以其多個種類的組合來使用。基于供電子無色染料的量，受電子化合物的使用量優選地在10到4,000質量％的范圍內，且特別優選地為100到2,000質量％。
除了這些化合物之外，光可固化合成物還可根據需要含有熱聚合抑制劑。添加熱聚合抑制劑以防止發生光可固化合成物的熱聚合或延時聚合，藉此可改進光固化合成物在制備和存儲時的化學穩定性。熱聚合抑制劑的實例包含對甲氧基苯酚、氫醌、叔丁基兒茶酚、連苯三酚、2-羥基二苯甲酮、4-甲氧基-2-羥基二苯甲酮、氯化亞銅、吩噻嗪、氯醌、萘胺、β-萘酚、2，6-二叔丁基-對甲酚、硝基苯、二硝基苯、苦味酸和對甲苯胺。基于光可固化合成物的總重量，熱聚合抑制劑的添加量優選地為0.001到5質量％，且更優選地為0.01到1質量％。在其添加量小于0.001質量％的情況下，熱穩定性可能較差，且在其超過5質量％的情況下，敏感性可能降低。
可根據需要在囊封于微膠囊中之后使用光可固化合成物。舉例來說，可根據或參考歐洲專利第0,223,587號將光可固化合成物囊封在微膠囊中。
類似于光著色型墨粉的情況，優選地將微膠囊的體積平均粒徑調節到0.1到3μm的范圍，且更優選地調節到0.3到1.0μm的范圍。
供電子無色染料可以溶液形式或以固體形式存在于微膠囊中。在組合使用溶劑的情況下，對于每100質量份的供電子無色染料，存在于微膠囊中的溶劑量的可為1到500質量份。
出于改進圖像耐光性的目的，本發明的墨粉可根據需要而含有紫外光吸收劑。紫外光吸收劑的實例包含苯并三唑化合物、肉桂酸酯化合物、氨基亞烯丙基丙二腈化合物和二苯甲酮化合物，其在所屬領域技術中為已知的。
在本發明墨粉由濕式制造方法(例如下文所述的聚集和集成方法)制造的情況下，制備其中分散有微膠囊的分散液和其中分散有光可固化合成物的分散液。用于制備分散液的溶劑的實例包含水；醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、甲基溶纖劑和1-甲氧基-2-丙醇；鹵素溶劑，例如二氯甲烷和氯乙烯；酮溶劑，例如丙酮、環己酮和甲基乙基酮；酯溶劑，例如甲基溶纖劑乙酸酯、乙酸乙酯和乙酸甲酯；甲苯；和二甲苯，其可單獨使用或作為其多個種類的混合物來使用。在這些物質中，優選使用水。
其它成分關于與上文揭示的物質不同的其它成分，用于光著色型墨粉中的粘合劑樹脂、釋放劑和其它添加劑可與用于已描述的光不著色型墨粉中的那些相同。墨粉的粒徑和形狀可與光不著色型墨粉中的那些相同。
針對光著色型墨粉描述的材料可用于光不著色型墨粉，且針對光不著色型墨粉描述的材料可用于光著色型墨粉，除非著色特征和著色控制受損。
墨粉制造方法將具體描述墨粉的制造方法。
可通過利用已知的濕式方法(例如聚集和集成方法)來產生本發明中所使用的墨粉。在墨粉具有其中通過在加熱時進行物質擴散而實現著色的構造(例如，兩種或兩種以上反應成分分別包含在不同基質中)的情況下，濕式方法是適合的。此外，可通過利用濕式方法來抑制墨粉生產時的最大加工溫度降低，藉此可防止在墨粉生產過程中發生著色。
在防止墨粉生產期間的著色的立場上，所使用的濕式方法的最大加工溫度優選地為90℃或更小，且更優選地為80℃或更小。然而，在加工溫度過低的情況下，墨粉生產可變得困難，且因此最大加工溫度優選地為40℃或更大。
濕式方法的使用可應用于生產具有這樣一種結構的墨粉，即其含有第一成分和第二成分(其在彼此反應時經歷著色)、光可固化合成物和分散在光可固化合成物中的微膠囊，其中第一成分包含在微膠囊中，且第二成分包含在光可固化合成物中。
具有前述結構的墨粉中所使用的微膠囊可為熱敏微膠囊，且還可為對于其它刺激(例如光)敏感的微膠囊。
濕式方法可用于生產墨粉，且可使用聚集和集成方法，這是由于在濕式方法中可抑制最大加工溫度降低，且可容易地生產具有各種結構(例如圖6和7中示范的那些結構)的墨粉。
與含有顏料和粘合劑樹脂作為主要成分的常規墨粉相反，具有前述結構的墨粉含有大量含有低分子量成分作為主要成分的光可固化合成物，且因此趨向于使通過墨粉粒化而獲得的顆粒的強度不充分。然而，由于不需要強剪切力，因而可采用聚集和集成方法。
將詳細描述利用聚集和集成方法的墨粉制造方法。在聚集和集成方法中，一般來說，在制備含有構成墨粉的材料的分散液之后，實現在通過混合兩種或兩種以上分散液而獲得的原料分散液中形成聚集顆粒的聚集步驟和集成在材料分散液中形成的聚集顆粒的集成步驟，且根據需要，在所述聚集步驟與所述集成步驟之間進行將用于形成覆蓋層的成分粘附在聚集顆粒表面上以形成覆蓋層的粘附步驟(覆蓋層形成步驟)。
在生產用于本發明的墨粉時，聚集步驟和集成步驟可根據需要而用于生產與粘附步驟相關聯的墨粉，其中用作原料的分散液的種類和組合存在變化。
下文將更詳細地描述利用聚集和集成方法生產具有圖6示范的著色部分分散結構的墨粉和具有圖7示范的同心結構的墨粉的方法。
A.具有著色部分分散結構的墨粉的制造方法將描述利用聚集和集成方法生產具有著色部分分散結構的墨粉的方法。
進行以下步驟以制備能著色為不同顏色的光敏和熱敏膠囊分散液中的至少一者(a1)第一聚集步驟，其用于在原料分散液中形成第一聚集顆粒，所述原料分散液含有其中分散有含有第一成分的微膠囊的微膠囊分散液和其中分散有含有第二成分的光可固化合成物的光可固化合成物分散液；(b1)粘附步驟，其用于通過將其中分散有樹脂顆粒的第一樹脂顆粒分散液添加到其中形成有第一聚集顆粒的原料分散液而將樹脂顆粒粘附在第一聚集顆粒的表面上；以及(c1)第一集成步驟，其用于加熱含有在表面上粘附有樹脂顆粒的聚集顆粒的原料分散液以獲得第一集成顆粒(光敏和熱敏膠囊)。
隨后，進行以下步驟以制備具有著色部分分散結構的墨粉(d1)第二聚集步驟，其用于在通過將光敏和熱敏膠囊分散液中的至少一者與其中分散有樹脂顆粒的第二樹脂顆粒分散液混合而獲得的混合溶液中形成第二聚集顆粒；以及(e1)第二集成步驟，其用于加熱含有第二聚集顆粒的混合溶液以獲得第二集成顆粒。經歷第二聚集步驟的光敏和熱敏膠囊分散液的種類的數目可為兩種或兩種以上。通過步驟(a1)到(c1)而獲得的光敏和熱敏膠囊可用作墨粉(即僅具有一個著色部分的墨粉)。
分散液制備將描述利用聚集和集成方法制備墨粉制造方法中所使用的分散液的方法。
可以這樣一種方式來制備樹脂顆粒分散液，即通過使用離子型表面活性劑將由乳液聚合或其類似方式生產的樹脂顆粒分散在溶劑中，或在替代性方案中，將樹脂分散在能溶解所述樹脂且接著受到反相乳化的溶劑中。樹脂顆粒分散液中的分散媒質的實例包含水媒質和有機溶劑。
可以這樣一種方式制備釋放劑分散液，即將釋放劑與離子型表面活性劑或聚合物電解質(例如聚合酸或聚合堿)一起分散在水中，且在加熱到高于熔點的溫度下由能施加強剪切力的設備使其形成為微粒。
用于細微分散的設備的實例包含Manton Gorin高壓均化器(Gorin公司)、連續超聲波均化器(Nippon Seiki有限公司)、納米均化器(Nanomizer)(TOKAI有限公司)、微流化床器(Mizuho Industrial有限公司)、Burrell均化器、切碎器(Mitsui Mining有限公司)和手提式超聲波焊機(Eurotec有限公司)。
微膠囊分散液可為通過將由前述微膠囊封裝方法生產的微膠囊分散在含有含水粘合劑的溶液中而獲得的乳化液。
可以這樣一種方式獲得光可固化合成物分散液，即將樹脂成分(例如水溶性粘合劑)和溶劑成分(例如水和表面活性劑等)添加到構成光可固化合成物的成分中，且使用能施加強剪切力的設備使混合物形成為微粒。
在除微膠囊分散液之外的分散液中所含有的微粒的粒徑優選地為1μm或更小，且更優選地在100到300nm的范圍內，以促進將墨粉直徑和粒徑分布調節到所要范圍。
(a1)第一聚集步驟在第一聚集步驟中，在原料分散液中形成第一聚集顆粒，所述原料分散液含有其中分散有含有第一成分的微膠囊的微膠囊分散液和其中分散有含有第二成分的光可固化合成物的光可固化合成物分散液。
在第一聚集步驟中，將聚集劑添加到原料分散液中，接著根據需要而加熱所述分散液以聚集原料分散液中的微粒，藉此形成第一聚集顆粒。
加熱溫度可為室溫到40℃，且可根據需要而增加到約60℃。
在用旋轉剪切均化器或其類似設備攪拌的同時，在室溫下添加聚集劑且使原料分散液的pH呈酸性(pH值為約2到4)，從而形成聚集顆粒。
第一聚集步驟中所使用的聚集劑可為與用作待添加到原料分散液中的分散劑的表面活性劑具有相反極性的表面活性劑，即可為無機金屬鹽和二價或更高價金屬絡合物。金屬絡合物的使用是優選的，這是由于可減少表面活性劑的使用量以改進帶電性質。
(b1)粘附步驟在粘附步驟中，通過將其中分散有樹脂顆粒的第一樹脂顆粒分散液添加到其中形成有第一聚集顆粒的原料分散液中而將樹脂顆粒粘附在第一聚集顆粒的表面上。根據所述操作，可形成對應于光敏和熱敏膠囊外殼的覆蓋層。
可通過進一步將第一樹脂顆粒分散液添加到其中具有已在聚集步驟中形成的聚集顆粒(核心顆粒)的分散液來形成覆蓋層。用于第一樹脂顆粒分散液的粘合劑樹脂成分可為結晶樹脂或非結晶樹脂，且釋放劑分散液可與第一樹脂顆粒分散液結合使用。可使用釋放劑分散液來代替第一樹脂顆粒分散液。
表面活性劑可用于粘合劑樹脂的乳液聚合、微粒成分的分散、微粒的聚集、聚集顆粒的穩定等。表面活性劑的特定實例包含陰離子表面活性劑(例如硫酸酯系列、磺酸酯系列、磷酸酯系列和皂系列)以及陽離子表面活性劑(例如胺鹽系列和季銨鹽系列)，且可結合使用非離子型表面活性劑(例如聚乙二醇系列、烷基酚氧化乙烯加合物系列和多元醇系列)。分散設備的實例包含普通設備(例如旋轉剪切均化器)和具有媒質的分散設備(例如球磨機、砂磨機和Dinor磨機)。
(c1)第一集成步驟在第一集成步驟中，加熱含有在表面上粘附有樹脂顆粒的聚集顆粒的原料分散液以獲得第一集成顆粒(光敏和熱敏膠囊)。
在第一集成步驟中，使含有通過第一聚集步驟和粘附步驟獲得的聚集顆粒的分散液的pH值處于約6.5到8.5的范圍內以終止聚集進程，且接著加熱分散液以集成聚集顆粒。
可將分散液加熱到等于或高于用于形成覆蓋層的粘合劑樹脂(和/或釋放劑)的玻璃轉化溫度或熔點的溫度。
將加熱溫度設定在防止微膠囊外殼結構由于構成外殼的材料的溶解或類似情形而被破壞的溫度周圍，且一般來說，在考慮到構成微膠囊外殼的材料的耐熱性和能集成構成微膠囊外殼的材料的溫度下確定加熱溫度。溫度一般在40到90℃的范圍內，且優選地在50到80℃的范圍內。
在加熱溫度超過90℃的情況下，微膠囊外殼可被破壞而施加著色，且在加熱溫度小于40℃的情況下，可能不能充分實現集成操作，且在某些情況下在隨后步驟中可分解光敏和熱敏膠囊顆粒。
(d1)第二聚集步驟針對分散在墨粉中的光敏和熱敏膠囊的每個種類(即，針對待展現的每種顏色)來進行步驟(a1)到(c1)，且制備能著色為不同顏色的兩種或兩種以上光敏和熱敏膠囊分散液。
隨后，在第二聚集步驟中，在通過將所述兩種或兩種以上光敏和熱敏膠囊分散液與其中分散有樹脂顆粒的第二樹脂顆粒分散液混合而獲得的混合溶液中形成第二聚集顆粒。可根據需要而將其它成分的分散液(例如釋放劑分散液)添加到混合溶液中。
除了用于聚集的液體的組成不同之外，基本上以與第一聚集步驟中相同的方式來進行第二聚集步驟。也就是說，將聚集劑添加到混合分散液中，接著加熱以在混合分散液中聚集光敏和熱敏膠囊顆粒和樹脂顆粒，藉此形成第二聚集顆粒。可在形成第二聚集顆粒期間或在完成形成之后，可添加其中分散有非晶形樹脂顆粒的樹脂顆粒分散液，以便由非晶形樹脂顆粒來覆蓋第二聚集顆粒的表面。
加熱溫度可為非晶形樹脂顆粒能通過加熱而與非晶形樹脂顆粒或其它材料集成時的溫度，且明確地說，可為比非晶形樹脂顆粒的玻璃轉化溫度高幾度或幾十度的溫度。
(e1)第二集成步驟在第二集成步驟中，加熱含有第二聚集顆粒的混合溶液以獲得第二集成顆粒(濕狀態的墨粉)。
在第二集成步驟中，使含有通過第二聚集步驟獲得的聚集顆粒的分散液的pH值處于約6.5到8.5的范圍內以終止聚集進程，且接著加熱分散液以集成聚集顆粒。
可將分散液加熱到等于或高于用于形成第二聚集顆粒的粘合劑樹脂的玻璃轉化溫度或熔點的溫度。
考慮到構成微膠囊外殼的材料的耐熱性、構成光敏和熱敏膠囊外殼的材料的耐熱性以及能集成用于形成第二聚集顆粒的粘合劑樹脂時的溫度，確定所述加熱溫度。所述溫度一般在40到90℃的范圍內，且優選地在50到70℃的范圍內。
在加熱溫度超過90℃的情況下，微膠囊外殼可被破壞而施加著色，且分散在著色為一種顏色的光敏和熱敏膠囊中的第二成分可擴散到光敏和熱敏膠囊外部，或可擴散到著色為另一種顏色的光敏和熱敏膠囊中而不能在形成圖像時獲得充分著色。
在加熱溫度小于40℃的情況下，可能不能充分實現集成操作，且在某些情況下，墨粉顆粒可能在隨后步驟(例如洗滌步驟和干燥步驟)中分解。
洗滌步驟、干燥步驟等在完成第二集成步驟之后，通過可任意進行的洗滌步驟、固液分離步驟和干燥步驟來獲得目標顆粒。考慮到帶電性質，可通過充分使用離子交換水進行置換洗滌來實現所述洗滌步驟。不特別限制固液分離步驟，且考慮到生產率可采用抽吸過濾和加壓過濾。不特別限制干燥步驟，且考慮到生產率可采用冷凍干燥、氣流噴射干燥、流化干燥、振動流化干燥等。如已描述，可根據需要而向干燥之后的墨粉顆粒中添加各種外部添加劑。B.具有同心結構的墨粉的制造方法將描述利用聚集和集成方法生產具有同心結構的墨粉的方法。
進行以下步驟以制備光敏和熱敏膠囊分散液(a2)第一聚集步驟，其用于在原料分散液中形成第一聚集顆粒，所述原料分散液含有其中分散有含有第一成分的第一微膠囊的第一微膠囊分散液和其中分散有含有第二成分的光可固化合成物的第一光可固化合成物分散液；(b2)粘附步驟，其用于通過將其中分散有樹脂顆粒的第一樹脂顆粒分散液添加到其中形成有第一聚集顆粒的原料分散液中而將樹脂顆粒粘附在第一聚集顆粒的表面上；以及(c2)第一集成步驟，其用于加熱含有在表面上粘附有樹脂顆粒的聚集顆粒的原料分散液以制備光敏和熱敏膠囊。
隨后，進行以下步驟以制備具有同心結構的墨粉(d2)光敏和熱敏層形成步驟，其用于形成能著色為與前述在步驟(c2)中形成的光敏和熱敏膠囊不同的顏色的光敏和熱敏層，此通過將原料分散液添加到前述光敏和熱敏膠囊分散液中而實現，其中所述原料分散液含有其中分散有含有第一成分的微膠囊的第二微膠囊分散液和其中分散有含有第二成分的光可固化合成物的第二光可固化合成物分散液；(e2)覆蓋層形成步驟，其用于形成覆蓋層，此通過借助將其中分散有樹脂顆粒的第二樹脂顆粒分散液添加到已經歷了光敏和熱敏層形成步驟的原料分散液中而將樹脂顆粒粘附在光敏和熱敏層表面上來實現；以及(f2)第二集成步驟，其用于加熱含有通過將樹脂顆粒粘附到光敏和熱敏層表面而具有覆蓋層的第二聚集顆粒的原料分散液以獲得第二集成顆粒。
在分別生產具有帶有能著色為不同顏色的三個或三個以上著色部分的同心結構的墨粉的情況下，將含有以此次序實現的光敏和熱敏層形成步驟(d2)、覆蓋層形成步驟(e2)和第二集成步驟(f2)的過程重復一次或一次以上。根據所述操作，能分別著色為不同顏色的兩個或兩個以上光敏和熱敏層以及光敏和熱敏膠囊可通過各自光敏和熱敏層形成步驟來形成。
可根據需要而在所述步驟中使用其它分散液，且舉例來說，可在第一聚集步驟、粘附步驟、光敏和熱敏層形成步驟和覆蓋層形成步驟中使用釋放劑分散液。
將更詳細地描述所述步驟。所述步驟中所使用的分散液的制備方法可與在具有光敏和熱敏膠囊分散結構的墨粉的生產中所用的方法相同。
只要在步驟(a2)到(c2)中僅制備一種光敏和熱敏膠囊分散液，就可基本上以與步驟(a1)到(c1)相同的方式來進行步驟(a2)到(c2)。
除了依次在光敏和熱敏膠囊顆粒上累積光敏和熱敏層以及覆蓋層作為核心層(核心顆粒)之外，可基本上以與步驟(a1)和(b1)相同的方式來進行隨后進行的光敏和熱敏層形成步驟(d2)和覆蓋層形成步驟(e2)。根據所述操作，獲得具有光敏和熱敏膠囊顆粒作為核心層的第二聚集顆粒，在所述光敏和熱敏膠囊顆粒上累積光敏和熱敏層以及覆蓋層以覆蓋核心層。
在覆蓋層形成步驟(e2)中形成的覆蓋層在最終形成墨粉時構成覆蓋墨粉表面的表面層，或構成在彼此相鄰的兩個光敏和熱敏層之間提供的中間層。在所述覆蓋層在最終形成墨粉時構成表面層的情況下，可在覆蓋層形成步驟(e2)中使用利用非晶形樹脂的樹脂顆粒分散液。
可基本上以與步驟(e1)中相同的方式來進行第二集成步驟(f2)。考慮到構成微膠囊外殼的材料的耐熱性、構成光敏和熱敏膠囊外殼和中間層(在將步驟(d2)到(f2)重復兩次或兩次以上的情況下)的材料的耐熱性以及能集成用于形成第二聚集顆粒的粘合劑樹脂時的溫度，確定第二集成步驟中的加熱溫度。所述溫度一般在40到90℃的范圍內，且優選地在50到80℃的范圍內。
在加熱溫度超過90℃的情況下，微膠囊外殼可被破壞而施加著色，且分散在著色為一種顏色的著色部分(光敏和熱敏膠囊和/或光敏和熱敏層)中的第二成分可擴散到著色部分(光敏和熱敏膠囊和/或光敏和熱敏層)外部，或可擴散到著色為另一種顏色的著色部分(光敏和熱敏膠囊和/或光敏和熱敏層)中而不能在形成圖像時獲得充分著色。
在加熱溫度小于40℃的情況下，可能不能充分實現集成操作，且在某些情況下，墨粉顆粒可能在隨后步驟(例如洗滌步驟和干燥步驟)中分解。
在完成前述步驟次序后，可類似地進行洗滌步驟、干燥步驟等來獲得墨粉。
不特別限制本發明中所使用的墨粉的體積平均粒徑，且可根據墨粉結構以及包含在墨粉中的著色部分的種類和數目而進行適當調節。
在其中墨粉中所含有的能著色為不同顏色的著色部分的數目約為2到4(舉例來說，墨粉含有能分別被著色為黃色、青色和品紅色的三個著色部分)的情況下，墨粉的體積平均粒徑可對應于墨粉結構而在以下范圍內。
在墨粉具有如圖6示范的著色部分分散結構的情況下，墨粉的體積平均粒徑優選地在5到40μm的范圍內，且更優選地在10到20μm的范圍內。包含在具有光敏和熱敏膠囊分散結構且粒徑在前述范圍內的墨粉中的光敏和熱敏膠囊的體積平均粒徑優選地在1到5μm的范圍內，且更優選地在1到3μm的范圍內。
在墨粉的體積平均粒徑小于5μm的情況下，墨粉中所含有的著色成分的量變小，藉此可損壞顏色再現性，且可降低圖像密度。在墨粉的體積平均粒徑超過40μm的情況下，所形成的圖像具有較大表面不規則性，藉此可在圖像表面上出現光澤不規則性，且可降低圖像質量。
其中分散有多種光敏和熱敏膠囊的具有光敏和熱敏膠囊分散結構的墨粉趨向于具有大于使用色料的常規小直徑墨粉(具有約為5到10μm的體積平均粒徑)的粒徑。然而，所形成的圖像的分辨率是由光敏和熱敏膠囊的粒徑而并非由墨粉的粒徑來確定的，且因此可獲得高清晰度圖像。另外，即使添加少量外部添加劑，也可確保充分的流動性并可改進顯影性質和清潔性質，因為其具有極好的粉末流動性。
在具有如圖7到9中所示范的同心結構、條紋結構和扇形結構的墨粉的情況下，與具有光敏和熱敏膠囊分散結構的墨粉相反，可容易地減小粒徑，這是由于可不考慮以顆粒形式形成光敏和熱敏膠囊。所述墨粉的體積平均粒徑優選地在3到40μm的范圍內，且更優選地在5到15μm的范圍內。在墨粉的體積平均粒徑小于3μm的情況下，可難以生產墨粉。在墨粉的體積平均粒徑超過40μm的情況下，可在圖像表面上出現光澤不規則性，且可降低圖像質量。
本發明中的墨粉可具有1.30或更小的體積平均顆粒大小分布指數GSDV以及0.95或更大的體積平均顆粒大小分布指數GSDV與數目平均顆粒大小分布指數GSDP的比率(GSDV/GSDP)。
更優選地，體積平均顆粒大小分布指數GSDV為1.25或更小，且體積平均顆粒大小分布指數GSDV與數目平均顆粒大小分布指數GSDP的比率(GSDV/GSDP)為0.97或更大。
在體積平均顆粒大小分布指數GSDV超過1.30的情況下，可能降低圖像分辨率，且在體積平均顆粒大小分布指數GSDV與數目平均顆粒大小分布指數GSDP的比率(GSDV/GSDP)小于0.95的情況下，可能發生墨粉的帶電性質衰退、墨粉散射和霧化，其導致圖像缺陷。
在本發明中，以下列方式測量并計算墨粉的體積平均粒徑、體積平均顆粒大小分布指數GSDV和數目平均顆粒大小分布指數GSDP。
關于各自粒徑范圍(通道)從小直徑側得出墨粉顆粒的體積和數目的累積分布，所述粒徑范圍通過劃分墨粉的顆粒大小分布而獲得，其中通過使用例如Coulter Multisizer II(由Beckman Coulter公司生產)的測量設備來測量所述顆粒大小分布，且將累積量為16％的粒徑指定為體積平均粒徑D16v和數目平均粒徑D16p，將累積量為50％的粒徑指定為體積平均粒徑D50v和數目平均粒徑D50p，且將累積量為84％的粒徑指定為體積平均粒徑D84v和數目平均粒徑D84p。可通過使用所述關系表達式來計算體積平均顆粒大小分布指數GSDV和數目平均顆粒大小分布指數GSDP，其中將體積平均顆粒大小分布指數GSDV定義為(D84V/D16V)1/2，且將數目平均顆粒大小分布指數GSDP定義為(D84P/D16P)1/2。
可(例如)通過使用激光衍射型顆粒大小分布測量設備(LA-700，由Horiba有限公司生產)來測量微膠囊以及光敏和熱敏膠囊的體積平均粒徑。
本發明中的墨粉可具有在110到130范圍內的形狀因數SF1，其由以下等式(2)表示。
SF1＝(ML2/A)×(π/4)×100 (2)其中ML表示墨粉的最大長度(μm)，且A表示墨粉的投影面積(μm2)。
在形狀因數SF1小于110的情況下，墨粉易于在形成圖像期間進行轉移步驟時殘留在墨粉承載構件的表面上，且在由刀片或其類似無清潔殘留墨粉時的清潔性質趨向于變壞，藉此在某些情況下可發生圖像缺陷。
在形狀因數SF1超過130的情況下，在使用墨粉作為顯影劑時，墨粉可能通過與顯影裝置(墨粉饋入裝置)中的載體碰撞而被破壞。在此情況下，產生細粉末，藉此不僅釋放劑成分可能曝光到墨粉表面而污染圖像承載構件的表面，從而使帶電性質變壞，而且可能由于細粉末的形成而發生霧化。
可通過使用Luzex圖像分析儀(FT，由Nireco公司生產)以下列方式來測量形狀因數SF1。通過攝像機將散射在載玻片上的墨粉的光學顯微照片導入到Luzex圖像分析儀中，且針對50或50個以上墨粉顆粒來測量最大長度(ML)和投影面積(A)，且針對各自墨粉顆粒來計算最大長度和投影面積的平方，以根據等式(2)獲得形狀因數SF1。
類似于普通墨粉，出于賦予流動性并改進清潔性質的目的，可在施加剪切力的同時以干燥狀態將無機顆粒(例如硅石、氧化鋁、氧化鈦和碳酸鈣)和樹脂顆粒(例如乙烯基樹脂、聚酯和硅酮)作為流動助劑或清潔助劑添加到墨粉表面。
添加到墨粉中的無機氧化物微粒的實例包含SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaGo3、MgCO3、BaSO4和MgSO4。在這些物質中，優選地使用硅石微粒和氧化鈦微粒。無機氧化物微粒可預先在其表面上受到疏水處理。疏水處理對于改進墨粉的粉末流動性以及改進帶電性質的環境依賴性和載體的抗污染性是有效的。
顯影劑(墨粉供應)本發明中所使用的墨粉可用作單成分顯影劑(如其本身)或可用作用于含有載體和墨粉的雙成分顯影劑的墨粉。
在彩色圖像可僅由一種顯影劑形成的立場上，顯影劑可為(1)含有一種具有兩個或兩個以上著色部分的墨粉的顯影劑，所述著色部分含有光可固化合成物和分散在光固化合成物中的微膠囊，其中所述包含在墨粉中的兩個或兩個以上著色部分能分別著色為不同顏色；或(2)含有呈混合物形式的兩種或兩種以上墨粉的顯影劑，所述墨粉中的每一者具有一個著色部分，所述著色部分含有光可固化合成物和分散在光固化合成物中的微膠囊，其中所述兩種或兩種以上墨粉中的著色部分能分別著色為不同顏色。
舉例來說，在前一類型的顯影劑(1)中，在墨粉中包括三個著色部分，且所述三個著色部分由能著色為黃色的黃色著色部分、能著色為品紅色的品紅色著色部分和能著色為青色的青色著色部分構成。舉例來說，在后一類型的顯影劑(2)中，具有能著色為黃色的著色部分的黃色為墨粉上色、具有能著色為品紅色的著色部分的品紅色為墨粉上色和具有能著色為青色的著色部分青色為墨粉上色呈混合物形式包含在顯影劑中。
能用于雙成分顯影劑的載體可含有核心材料和覆蓋核心材料表面的樹脂。不特別限制所述核心材料，只要滿足前述條件，且其實例包含磁性金屬(例如鐵、鋼、鎳和鈷)、磁性金屬與錳、鉻、稀土金屬或其類似物的合金以及磁性氧化物(例如鐵氧體和磁鐵)。在核心材料的表面性質和電阻的立場上，在這些物質中，鐵氧體和與錳、鋰、鍶、鎂或類似物的合金是優選的。
不特別限制覆蓋核心材料表面的樹脂，且根據目的，可從那些能用作基質樹脂的樹脂中選擇。
在雙成分顯影劑(墨粉/載體)中本發明墨粉與載體的混合比率(質量比率)可在約1/100到30/100的范圍內，且更優選地在約3/100到20/100的范圍內。
實例下文將更詳細地參考實例來描述本發明，但不應將本發明解釋為限制于其。實例中的所有份和百分比分別為質量(實質上，重量)份和質量(實質上，重量)百分比。墨粉生產將描述實例中使用的墨粉。在以下墨粉制造方法中，在暗處進行光可固化合成物分散液的制備和使用所述光可固化合成物分散液的墨粉的生產。
A.光不著色型墨粉微膠囊分散液的制備微膠囊分散液(1)將8.9份能著色為黃色的供電子無色染料(1)溶解在16.9份乙酸乙酯中，向其中添加20份膠囊壁材料(由Takeda Chemical Industries有限公司生產，商標為Takenate D-110NN)和2份膠囊壁材料(由NipponPolyurethane有限公司生產，商標為Millionate MR200)。
將所得溶液添加到42份8％鄰苯二甲酰化明膠、14份水和1.4份10％十二烷基苯磺酸鈉水溶液的混合液中，并在20℃下經歷乳液分散以獲得乳液。將72份2.9％四乙烯五胺水溶液添加到所述乳液中，且在攪拌下將所述混合物加熱到60℃以在過去2小時后獲得微膠囊分散液(1)，其具有0.5μm的平均粒徑且在核心中含有供電子無色染料(1)。
構成包括在微膠囊分散液(1)中的微膠囊的外殼的材料(其為通過在與以上條件大體上相同的條件下使Takenate D-110N與MillionateMR200反應而獲得的材料)具有100℃的玻璃轉化溫度。
微膠囊分散液(2)除了使供電子無色染料(1)改變為供電子無色染料(2)之外，以與微膠囊分散液(1)的制備相同的方式來獲得微膠囊分散液(2)。分散液中的微膠囊具有0.5μm的平均粒徑。
微膠囊分散液(3)除了使供電子無色染料(1)改變為供電子無色染料(3)之外，以與微膠囊分散液(1)的制備相同的方式來獲得微膠囊分散液(3)。分散液中的微膠囊具有0.5μm的平均粒徑。
下文繪示用于制備微膠囊分散液的供電子無色染料(1)到(3)的化學結構。
供電子無色染料(1) 供電子無色染料(2) 供電子無色染料(3) 光可固化合成物分散液的制備光可固化合成物分散液(1)將100.0份具有可聚合基的受電子化合物(1)和(2)的混合物(混合比率50/50)和0.1份熱聚合抑制劑(ALI)溶解在125.0份42℃的乙酸異丙酯(其在水中具有4.3％的溶解度)中以獲得混合溶液I。
將18.0份六芳基二咪唑(1)(2，2′-雙(2-氯苯基)-4，4′，5，5′-四苯基-1，2′-二咪唑)、0.5份非離子型有機染料和6.0份有機硼化合物添加并溶解在42℃的混合溶液I中以獲得混合溶液II。
將混合溶液II添加到300.1份8％明膠水溶液和17.4份10％表面活性劑(1)水溶液的混合溶液中，且通過使用均化器(由Nippon Seiki有限公司生產)以10,000的旋轉數將所得混合物乳化5分鐘，并接著在40℃下經受3小時的溶劑移除，以獲得具有30％固體含量的光可固化合成物分散液(1)。光可固化合成物分散液(2)將5份下文所示的具有可聚合基的受電子化合物(3)添加到0.6份下文所示的有機硼酸鹽化合物(I)(硼酸鹽化合物I)、0.1份下文所示的光譜增感染料硼酸鹽化合物(II)(硼酸鹽化合物II)、0.1份下文所示用于獲得高敏感性的助劑(1)和3份乙酸異丙酯(其在水中具有4.3％的溶解度)的混合溶液中。
將所得溶液添加到13份13％明膠水溶液、0.8份2％的表面活性劑(2)(下文所示)水溶液和0.8份2％的表面活性劑(3)(下文所示)水溶液的混合溶液中，且通過使用均化器(由Nippon Seiki有限公司生產)以10,000的旋轉數將所得混合物乳化5分鐘，以獲得光可固化合成物分散液(2)。
光可固化合成物分散液(3)除了使用0.1份光譜增感染料硼酸鹽化合物(II)(硼酸鹽化合物II)來代替光譜增感染料硼酸鹽化合物(I)之外，以與光可固化合成物分散液(2)的制備相同的方式來獲得光可固化合成物分散液(3)。
下文繪示用于制備光可固化合成物分散液(1)的具有可聚合基的受電子化合物(1)、具有可聚合基的受電子化合物(2)、熱聚合抑制劑(ALI)、六芳基二咪唑(1)、表面活性劑(1)、非離子型有機染料和有機硼化合物的結構式。
下文繪示用于制備光可固化合成物分散液(2)的有機硼酸鹽化合物(I)、光譜增感染料硼酸鹽化合物(I)、具有可聚合基的受電子化合物(3)、助劑(1)、表面活性劑(2)和表面活性劑(3)的結構式。
下文繪示用于制備光可固化合成物分散液(3)的光譜增感染料硼酸鹽化合物(II)的結構式。
具有可聚合基的受電子化合物 表面活性劑(1) 六芳基二咪唑(1)
有機硼化合物有機硼酸鹽化合物
光譜增感染料硼酸鹽化合物(I) 光譜增感染料硼酸鹽化合物(II) 具有可聚合基的受電子化合物(3) 助劑(1)
表面活性劑(2) 表面活性劑(3) 樹脂顆粒分散液的制備苯乙烯 460份丙烯酸正丁酯 140份丙烯酸 12份十二烷硫醇 9份混合并溶解前述成分以制備溶液。隨后，將所述溶液在燒瓶中分散在通過將12份陰離子表面活性劑(Dowfax，由Rhodia有限公司生產)溶解在250份離子交換水中而獲得的溶液中并進行乳化以制備乳液(單體乳液A)。
將1份陰離子表面活性劑(Dowfax，由Rhodia有限公司生產)在聚合燒瓶中溶解在555份離子交換水中并進行充電。密封聚合燒瓶并使其配備有回流管，且在緩慢攪拌下向其中注入氮的同時將聚合燒瓶在水浴上加熱到75℃，且隨后維持所述溫度。
通過使用計量泵將通過將9份過硫酸銨溶解在43份離子交換水中而獲得的溶液逐滴添加到聚合燒瓶中歷時20分鐘，且接著通過使用計量泵將單體乳液A逐滴添加到聚合燒瓶中歷時200分鐘。
此后，在連續緩慢攪拌下將聚合燒瓶維持在75℃歷時3小時，以完成聚合。
根據所述操作，獲得一種樹脂顆粒分散液，其含有中值直徑為210nm、玻璃轉化點為51.5℃且重量平均分子量為31,000的顆粒且具有42％的固體含量。
墨粉1(著色部分分散結構)的生產光敏和熱敏膠囊分散液(1)的制備微膠囊分散液(1) 150份光可固化合成物分散液(1) 300份聚氯化鋁 0.20份離子交換水 300份通過添加硝酸將通過混合前述成分而獲得的原料溶液調節到pH3.5，并由均化(Ultra-Turrax，由IKA Works有限公司生產)使其充分混合并分散。接著將溶液放置在燒瓶中，在Three-One馬達的攪拌下在加熱油浴上加熱到40℃，且在40℃下維持60分鐘，接著向其中添加300份樹脂顆粒分散體，隨后在60℃下逐漸攪拌2小時，以便獲得光敏和熱敏膠囊分散液(1)。
分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有3.53μm的體積平均粒徑。在制備所述分散液時未觀測到分散液的任何自發著色。
光敏和熱敏膠囊分散液(2)的制備微膠囊分散液(2) 150份光可固化合成物分散液(2) 300份聚氯化鋁 0.20份離子交換水 300份除了將前述成分用作原料溶液之外，以與光敏和熱敏膠囊分散液(1)的制備相同的方式來制備光敏和熱敏膠囊分散液(2)。
分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有3.52μm的體積平均粒徑。在制備所述分散液時未觀測到分散液的任何自發著色。
光敏和熱敏膠囊分散液(3)的制備微膠囊分散液(3) 150份光可固化合成物分散液(3) 300份聚氯化鋁 0.20份離子交換水300份除了將前述成分用作原料溶液之外，以與光敏和熱敏膠囊分散液(1)的制備相同的方式來制備光敏和熱敏膠囊分散液(3)。
分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有3.47μm的體積平均粒徑。在制備所述分散液時未觀測到分散液的任何自發著色。
墨粉生產光敏和熱敏膠囊分散液(1)750份光敏和熱敏膠囊分散液(2)750份光敏和熱敏膠囊分散液(3)750份將通過混合前述成分而獲得的溶液放置在燒瓶中，并在攪拌燒瓶內容物的同時在加熱油浴上將其加熱到42℃，且在42℃下維持60分鐘之后，在緩慢攪拌下添加100份樹脂顆粒分散液。
此后，通過添加0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液將燒瓶內容物調節到pH5.0，且接著在持續攪拌下將其加熱到55℃。在溫度增加到55℃期間，燒瓶內容物的pH值大體上降到5.0或更低，但在此情況下，通過逐滴添加氫氧化鈉水溶液來防止pH值降到4.5以下。接著，在55℃下使所述溶液維持所述狀態歷時3小時。
在完成反應之后，將燒瓶內容物冷卻、過濾并由離子交換水充分洗滌，且接著使其經受通過使用Buchner漏斗進行抽吸過濾所執行的固液分離。再次將固體內容物在5L燒杯中分散在40℃的3L離子交換水中，且通過以300rpm進行攪拌來洗滌歷時15分鐘。將所述洗滌操作重復五次，且使固體內容物經受通過使用Buchner漏斗進行抽吸過濾所執行的固液分離和歷時12小時的真空冷凍干燥，以獲得具有分散在苯乙烯樹脂中的光敏和熱敏膠囊的墨粉顆粒。使用Coulter計數器測量墨粉顆粒的粒徑，顯示體積平均粒徑D50v為15.2μm。
將1.0份疏水硅石(TS720，由Cabot Oil & Gas公司生產)添加到50份墨粉顆粒中且通過樣本研磨機使其混合以獲得外部添加墨粉1。
墨粉2(同心結構)的生產墨粉生產微膠囊分散液(1)150份光可固化合成物分散液(1)300份聚氯化鋁 0.20份離子交換水 300份用硝酸將通過混合前述成分而獲得的溶液調節到pH3.5，并由均化器(Ultra-Turrax T50，由IKA Works有限公司生產)使其充分混合并分散。接著將溶液放置在燒瓶中，在Three-One馬達的攪拌下在加熱油浴上加熱到40℃，且在40℃下維持60分鐘，接著向其中添加300份樹脂顆粒分散液，隨后逐漸攪拌。
此后，用0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液將燒瓶內容物調節到pH7.5，且接著在持續攪拌下將其加熱到60℃，隨后在60℃下逐漸攪拌歷時2小時。將內容物從燒瓶中取出并通過靜置而使其冷卻，以獲得光敏和熱敏膠囊分散液。
分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有4.50μm的體積平均粒徑。在制備所述分散液時未觀測到分散液的任何自發著色。
隨后，將具有以下成分的混合溶液添加到光敏和熱敏膠囊分散液中，由硝酸將其調節到pH3.5，并通過均化器(Ultra-Turrax T50，由IKA Works有限公司生產)使其充分混合并分散。
微膠囊分散液(2) 150份光可固化合成物分散液(2) 300份聚氯化鋁 0.20份離子交換水300份將已混合并分散的溶液再次放置在燒瓶中，在Three-One馬達的攪拌下在加熱油浴上加熱到40℃，且在40℃下維持60分鐘，接著向其中添加200份樹脂顆粒分散液，隨后逐漸攪拌。
此后，用0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液將燒瓶內容物調節到pH7.5，且接著在持續攪拌下將其加熱到60℃，隨后在60℃下逐漸攪拌歷時2小時。將內容物從燒瓶中取出并通過靜置而使其冷卻，以獲得光敏和熱敏膠囊分散液。
分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有6.0μm的體積平均粒徑。在制備所述分散液時未觀測到分散液的任何自發著色。
隨后，將具有以下成分的混合溶液添加到光敏和熱敏膠囊分散液中，由硝酸將其調節到pH3.5，并通過均化器(Ultra-Turrax T50，由IKA Works有限公司生產)使其充分混合并分散。
微膠囊分散液(3)150份光可固化合成物分散液(3)300份聚氯化鋁 0.20份離子交換水 300份將已混合并分散的溶液再次放置在燒瓶中，在Three-One馬達的攪拌下在加熱油浴上加熱到40℃，且在40℃下維持60分鐘，接著向其中添加100份樹脂顆粒分散液，隨后在60℃下逐漸攪拌歷時2小時。
此后，用0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液將燒瓶內容物調節到pH5.0，且接著在持續攪拌下將其加熱到55℃。在溫度增加到55℃期間，燒瓶內容物的pH值大體上降到5.0或更低，但在此情況下，通過逐滴添加氫氧化鈉水溶液來防止pH值降到4.5以下。接著，在55℃下使溶液維持所述狀態歷時3小時。在制備所述分散液時未觀測到分散液的任何自發著色。
在完成反應之后，將燒瓶內容物冷卻、過濾并由離子交換水充分洗滌，且接著使其經受通過使用Buchner漏斗進行抽吸過濾所執行的固液分離。再次將固體內容物在5L燒杯中分散在40℃的3L離子交換水中，且通過以300rpm攪拌來洗滌歷時15分鐘。將所述洗滌操作重復五次，且使固體內容物經受通過使用Buchner漏斗進行抽吸過濾所執行的固液分離和歷時12小時的真空冷凍干燥，以獲得墨粉顆粒。
使用Coulter計數器測量墨粉顆粒的粒徑，顯示體積平均粒徑D50v為7.5μm。將1.0份疏水硅石(TS720，由Cabot Oil & Gas公司生產)添加到50份墨粉顆粒中且通過樣本研磨機使其混合以獲得外部添加墨粉2。
B.光著色型墨粉微膠囊分散液的制備微膠囊分散液(1)
將12.1份供電子無色染料(1)溶解在10.2份乙酸乙酯中，向其中添加12.1份鄰苯二甲酸二環己酯、26份Takenate D-110N(由TakedaChemical Industries有限公司生產)和2.9份Millionate MR200(由NipponPolyurethane有限公司生產)以制備溶液。
將所述溶液添加到5.5份聚乙烯醇和73份水的混合液中，且在20℃下使其經受乳液分散，以獲得具有0.5μm的平均粒徑的乳液。將80份水添加到乳液中，且在攪拌下將所述混合物加熱到60℃，以在過去2小時后獲得微膠囊分散液(1)，其在核心中含有供電子無色染料(1)。
構成包括在微膠囊分散液(1)中的微膠囊的外殼的材料(其為通過在與上述條件大體上相同的條件下使鄰苯二甲酸二環己酯、TakenateD-110N和Millionate MR200發生反應而獲得的材料)具有約130℃的玻璃轉化溫度。
微膠囊分散液(2)除了將供電子無色染料(1)改變為供電子無色染料(2)之外，以與微膠囊分散液(1)的制備相同的方式獲得微膠囊分散液(2)。
微膠囊分散液(3)除了將供電子無色染料(1)改變為供電子無色染料(3)之外，以與微膠囊分散液(1)的制備相同的方式獲得微膠囊分散液(3)。
光可固化合成物分散液的制備光可固化合成物分散液(1)將9份受電子化合物(1)和7.5份三羥甲基丙烷三丙烯酸酯單體(三官能丙烯酸酯，分子量約為300)添加到通過將1.62份光致聚合引發劑(1-a)和0.54份光致聚合引發劑(1-b)溶解在4份乙酸乙酯中而獲得的溶液中。
將所得溶液添加到通過將19份15％PVA(聚乙烯醇)水溶液、5份水、0.8份2％的表面活性劑(1)水溶液和0.8份2％的表面活性劑(2)水溶液混合而獲得的混合溶液中，且通過使用均化器(由Nippon Seiki有限公司生產)以8,000的旋轉數將所述混合物乳化7分鐘，以獲得作為乳液的光可固化合成物分散液(1)。
光可固化合成物分散液(2)除了將光致聚合引發劑(1-a)和(1-b)改變為0.08份光致聚合引發劑(2-a)、0.18份光致聚合引發劑(2-b)和0.18份光致聚合引發劑(2-c)之外，以與光可固化合成物分散液(1)的制備相同的方式來獲得光可固化合成物分散液(2)。光可固化合成物分散液(3)除了將光致聚合引發劑(2-b)改變為光致聚合引發劑(3-b)之外，以與光可固化合成物分散液(2)的制備相同的方式來獲得光可固化合成物分散液(3)。
下文繪示用于制備光可固化合成物分散液的光致聚合引發劑(1-a)、(1-b)、(2-a)、(2-b)、(2-c)和(3-b)、受電子化合物(1)以及表面活性劑(1)和(2)的結構式。
光致聚合引發劑(1-a) 光致聚合引發劑(1-b)
光致聚合引發劑(2-a) 光致聚合引發劑(2-b) 光致聚合引發劑(2-c) 光致聚合引發劑(3-b)
受電子化合物(1) 表面活性劑(1) 表面活性劑(2)C12H25SO3Na樹脂顆粒分散液(1)的制備苯乙烯360份丙烯酸正丁酯 40份丙烯酸4份十二烷硫醇24份四溴化碳 4份將通過混合和溶解前述成分而獲得的溶液在燒瓶中分散在通過將6份非離子型表面活性劑(Nonipol 400，由Sanyo Chemical Industries有限公司生產)和10份陰離子表面活性劑(Neogen SC，由Daiichi KogyoSeiyaku有限公司生產)溶解在560份離子交換水中而獲得的溶液中并進行乳化，在緩慢混合下向其中添加50份其中溶解有4份過硫酸銨的離子交換水歷時10分鐘。
隨后，在由氮取代燒瓶內部之后，在攪拌下在油浴上加熱燒瓶內容物直到其溫度達到70℃為止，且使乳液聚合在所述條件下繼續進行5小時。因此，獲得其中分散有樹脂顆粒的樹脂顆粒分散液(1)(樹脂顆粒濃度為30％)，所述樹脂顆粒具有200nm的體積平均粒徑、50℃的玻璃轉化溫度、16,200的重量平均分子量(Mw)和1.2的比重。
光敏和熱敏膠囊分散液(1)的制備微膠囊分散液(1)24份光可固化合成物分散液(1)232份通過IKA Works有限公司生產的Ultra-Turrax T50將前述成分在不銹鋼燒瓶中充分混合并分散。
由硝酸將混合物調節到pH3，接著向其中添加0.20份聚氯化鋁，且使用Ultra-Turrax以6,000rpm的旋轉數來繼續所述分散操作歷時10分鐘。在緩慢攪拌下在加熱油浴上將燒瓶加熱到40℃。
將60份樹脂顆粒分散液(1)逐漸添加到燒瓶中。
根據所述操作，獲得光敏和熱敏膠囊分散液(1)。分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有約2μm的體積平均粒徑。未觀測到分散液的任何自發著色。
光敏和熱敏膠囊分散液(2)的制備除了將微膠囊分散液(1)改變為微膠囊分散液(2)且將光可固化合成物分散液(1)改變為光可固化合成物分散液(2)之外，以與光敏和熱敏膠囊分散液(1)的制備相同的方式獲得光敏和熱敏膠囊分散液(2)。分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有約2μm的體積平均粒徑。未觀測到分散液的任何自發著色。
光敏和熱敏膠囊分散液(3)的制備除了將微膠囊分散液(1)改變為微膠囊分散液(3)且將光可固化合成物分散液(1)改變為光可固化合成物分散液(3)之外，以與光敏和熱敏膠囊分散液(1)的制備相同的方式獲得光敏和熱敏膠囊分散液(3)。分散在分散液中的光敏和熱敏膠囊具有約2μm的體積平均粒徑。未觀測到分散液的任何自發著色。
墨粉3(著色部分分散結構)的生產墨粉生產光敏和熱敏膠囊分散液(1) 80份光敏和熱敏膠囊分散液(2) 80份光敏和熱敏膠囊分散液(3) 80份樹脂顆粒分散液(1) 80份通過IKA Works有限公司生產的Ultra-Turrax T50將前述成分在不銹鋼燒瓶中充分混合并分散。
將0.1份聚氯化鋁添加到其中，且使用Ultra-Turrax以6,000rpm的旋轉數來繼續所述分散操作歷時10分鐘。在緩慢攪拌下在加熱油浴上將燒瓶加熱到48℃，且在48℃下維持60分鐘，向其中逐漸添加20份樹脂顆粒分散液(1)。
此后，在由0.5mol/L的氫氧化鈉水溶液將系統調節到pH8.5之后，密封不銹鋼燒瓶，且通過使用磁密封件在持續攪拌下將其內容物加熱到55℃，隨后維持10小時。
在完成反應之后，將燒瓶內容物冷卻、過濾并由離子交換水充分洗滌，且接著使其經受通過使用Buchner漏斗進行抽吸過濾所執行的固液分離。再次將固體內容物分散在40℃的1L離子交換水中，且通過以300rpm攪拌來洗滌歷時15分鐘。
將所述洗滌操作重復5次，且在濾液的pH值達到7.5且導電率達到7.0μS/cmt時，使固體內容物經受通過使用No.5A濾紙以Buchner漏斗進行抽吸過濾所執行的固液分離。隨后，使所述固體內容物經受真空冷凍干燥歷時12小時，以獲得具有其中分散有三種光敏和熱敏膠囊的結構的墨粉顆粒。
使用Coulter計數器測量墨粉顆粒的粒徑，顯示體積平均粒徑D50v約為15μm。
通過使用Henschel混合器以32m/s的圓周速度將100份墨粉(1)與0.3份疏水氧化鈦(其平均粒徑為15nm且已經受由正癸基三甲氧基硅烷進行表面處理)以及0.4份疏水硅石(NY50，由Nippon Aerosil有限公司生產)(其平均粒徑為30nm)混合10分鐘，隨后通過使用具有45μm開口的篩子來移除粗顆粒，以獲得其中添加有外部添加劑的外部添加墨粉3。
墨粉供應的生產通過由聚甲基丙烯酸甲酯(Soken Chemical & Engineering有限公司)(基于載體總量，其量為1質量％的聚甲基丙烯酸甲酯)包覆載體核心材料的表面來制備平均粒徑為50μm的鐵氧體載體。用球磨機將所述載體與外部添加墨粉1到3(其已被稱重以具有5質量％的墨粉濃度)攪拌并混合歷時5分鐘，以制備墨粉供應1到3。
實例1圖像形成制備圖1所繪示的圖像形成設備，且使用墨粉供應1(帶負電的墨粉)作為墨粉供應。
直徑為30mm的鋁單管被鏡面加工為具有95％的反射率，以制備鋁鼓(導電媒質)，其用作圖像承載構件10。
墨粉回收和饋入裝置12是用于雙成分磁刷顯影的配備有金屬套管的雙成分磁刷顯影裝置，其經配置以通過固體顯影而在圖像承載構件10的表面上形成均勻墨粉層。當將墨粉供應安裝在墨粉回收和饋入裝置12中時，墨粉充電量約為-5到-30μC/g。
墨粉圖像形成裝置14是具有電暈充電裝置(離子產生源)的離子流控制頭，所述電暈充電裝置以600dpi的分辨率在其整個表面上形成控制狹縫(具有狹縫的控制電極)。
顏色形成信息施加裝置16是分辨率為600dpi的LED圖像條，其能發射峰值波長為405nm(曝光量為0.2mJ/m2)、532nm(曝光量為0.2mJ/m2)和657nm(曝光量為0.4mJ/m2)的光。
轉移裝置18是經制作具有鋁底盤和作為電暈絲的60μm直徑的鍍金鎢絲的電暈管。
固定裝置20是DPC 1616中所使用的固定裝置，其由Fuji Xerox有限公司生產且設置在與用于施加顏色形成信息的地點距離30cm的位置處。
光發射裝置22是高亮度Schaukasten，其含有顏色形成信息施加裝置的所述三個波長且照射寬度為5mm。
圖像形成設備經配置以具有以下印刷條件。
圖像承載構件的線速度10mm/sec帶負電的墨粉饋入條件以400g/m3的墨粉供應量將墨粉饋入到金屬輥，以根據固體圖像在圖像承載構件上提供5g/m2的墨粉顯影量，其中金屬輥與圖像承載構件的圓周速度比(金屬輥/圖像承載構件)為2.0，饋入間隙為0.5mm，且將與1.2kV的交流電Vpp(3kHz)累積的-330V的直流電施加到金屬套管。
帶正電的墨粉圖像形成條件對應于具有四種顏色Y、M、C和K的圖像形成信息的邏輯和的圖像來控制所述控制狹縫，且將8kV的電壓施加到離子產生源(電暈充電裝置)以施加正離子，藉此形成帶正電的墨粉圖像。在施加正離子之后，帶正電的墨粉的電荷量為+5到+30μC/g。
轉移偏壓施加的-8kV的直流電固定溫度180℃，其為固定輥的表面溫度光發射裝置的照明130,000勒克斯在前述條件下印刷具有分別針對Y、M、C、R、G、B和K顏色的等級圖像部分的圖表。將顏色形成信息施加到墨粉是根據下表1所示的組合來進行，表1繪示當附有標記“×”的LED發光時，墨粉被著色為所要顏色。為了由照明強度或照明時間來控制著色密度，采用其中一個點內的時間被分為8個通道的時間寬度調制。
表1

圖像評估如下評估在前述條件下獲得的印刷樣本。
著色密度由密度計X-Rite 938(由X-Rite有限公司生產)針對圖像密度來測量具有Y、M和C顏色的固體圖像，且圖像密度對于所有顏色來說都應為1.5或更大，以提供充分著色。
顏色再現性由5％到100％(以5％為一級)的等級圖表針對R、G、B、Y、M和C顏色來評估顏色再現性，且在所有顏色中都獲得具有良好色彩平衡的極好顏色再現性。
高亮圖像的再現性由具有15％印刷表面的半色調圖像來評估高亮圖像的再現性，且獲得在高亮部分中沒有不透明性的有利印刷圖像。
實例2除了將圖像承載構件10的線速度改變為300mm/sec之外，以與實例1中圖像形成相同的方式來進行圖像形成，且以與實例1相同的方式來評估所得圖像。在相同條件下輸出非固定圖像(其中固定裝置與光發射裝置分離)，且在使非固定圖像在暗處停留10分鐘之后，接著在相同條件下固定并由光照射所述圖像以獲得圖像。
因此，獲得在著色密度、顏色再現性和高亮圖像再現性方面與實例1中獲得的圖像等效的圖像，而不管是否允許停留所述非固定圖像。
實例3除了使用墨粉供應2來代替墨粉供應1之外，以與實例1中圖像形成相同的方式來進行圖像形成。
結果，至少在初始圖像中獲得與實例1等效的著色密度，且在經由視覺評估的顏色再現性和高亮圖像再現性方面獲得比實例1好的結果。
實例4除了使用墨粉供應3來代替墨粉供應1且將向墨粉施加顏色形成信息改變為下表2所示的組合之外，以與實例1中圖像形成相同的方式來進行圖像形成。
結果，著色密度為1.5或更大，且在經由視覺評估的顏色再現性和高亮度圖像再現性方面獲得與實例1等效的結果。因此，在使用光著色型墨粉的情況下，在著色密度、顏色再現性和高亮圖像再現性方面獲得極好特征，類似于在實例1中使用光不著色型墨粉的情況。
表2

比較實例1墨粉生產生產日本專利第2,979,158號中所揭示的含微膠囊薄片。具體地說，使用聚氨酯作為微膠囊的壁材料，且將作為光致異構物質的與偶氮苯相關聯的磷脂雙分子膜埋在所述壁材料的細孔中。使無色染料包含在微膠囊內部，將所述微膠囊分散在作為顯影劑的含有α-萘酚的甲基纖維素中以制備薄片。
將所述薄片進行精細切割且用噴射研磨機研磨成粉以制備平均粒徑約為20μm的顆粒。以與上述方式相同的方式將相同的外部添加劑添加到所述顆粒中，且將載體與其混合以獲得墨粉供應4。
所有前述操作都在暗處進行。評估除了使用墨粉供應4來代替墨粉供應3之外，以與實例4中的圖像形成相同的方式來進行圖像形成。此外，除了將圖像承載構件10的線速度改變為300mm/sec之外，以與上述方式相同的方式來進行圖像形成，且除了使非固定圖像在暗處停留10分鐘且隨后使其經受固定和光照射之外，進一步進行所述圖像形成。
結果，當圖像承載構件的線速度為10mm/sec時，所得圖像具有低密度(圖像密度平均為0.8)且在高亮部分中具有相當大的不透明性。當圖像承載構件的線速度為300mm/sec時，回收圖像密度和色調(圖像密度平均約為1.0)，但在高亮部分中觀測到不透明性且在20％的半色調圖像中存在相當大的不透明性。其中使非固定圖像在暗處停留10分鐘的印刷樣本大體上不展現著色，且不能辨別任何圖像。
如上文已描述，根據實例中的本發明的圖像形成設備和使用墨粉的圖像形成方法，即使圖像承載構件的線速度在很大程度上變化，也可在沒有變化動的情況下穩定地獲得圖像，且可獲得具有高質量的圖像，其具有高亮圖像部分的良好再現性。另一方面，在使用比較實例的著色機制不同的墨粉的情況下，不能由相同的設備構造來獲得穩定圖像。已出于說明和描述目的而提供了對本發明示范性實施例的以上描述。不希望其為詳盡的或將本發明限于所揭示的精確形式。顯然，所屬領域的技術人員將易于了解許多修改和變化。選擇并描述示范性實施例是為了最佳地解釋本發明的原理及其實際應用，藉此使所屬領域的其他技術人員能理解本發明的各種實施例并作出適于所預期的特定使用的各種修改。希望本發明的范圍由所附權利要求書及其等效物界定。
此說明書中所提及的所有出版物、專利申請書和技術標準都以引用的方式并入本文中，其并入程度指示為如同將每個個別出版物、專利申請書或技術標準具體且個別地以引用方式并入本文中。
權利要求
1.一種圖像形成設備，其包括圖像承載構件，墨粉饋入單元，其在所述圖像承載構件的表面上形成帶電墨粉，墨粉圖像形成單元，其通過根據圖像信息向所述帶電墨粉施加電荷而形成帶有相反電荷的墨粉圖像，所述施加的電荷具有與所述形成在所述圖像承載構件的所述表面上的帶電墨粉相反的極性，顏色形成信息施加單元，其通過光向所述帶有相反電荷的墨粉圖像施加顏色形成信息，轉移單元，其將所述帶有相反電荷的墨粉圖像轉移到記錄媒質的表面，固定單元，其固定所述轉移到所述記錄媒質的所述表面的帶有相反電荷的墨粉圖像，以及顏色形成單元，其形成施加有所述顏色形成信息的所述墨粉圖像的顏色，所述帶電墨粉包括第一成分和第二成分以及光可固化合成物，所述第一成分和所述第二成分能在彼此發生反應時著色且在所述墨粉中彼此分離，且所述光可固化合成物含有所述第一成分和所述第二成分中的至少一者，通過使用光施加顏色形成信息來維持所述光可固化合成物的固化狀態或未固化狀態，從而控制所述用于形成所述顏色的反應。
2.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其中所述圖像承載構件是導電媒質，且所述形成所述帶有相反電荷的墨粉圖像的墨粉圖像形成單元是離子寫入單元。
3.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其中所述墨粉饋入單元還回收在轉移之后殘留在所述圖像承載構件上的殘留墨粉。
4.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其中所述設備進一步包括墨粉再充電單元，其向所述殘留墨粉施加與所述帶電墨粉具有相同極性的電荷。
5.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其中所述固定單元還充當所述顏色形成單元。
6.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其中所述設備進一步包括在固定之后向所述記錄媒質發射光的光發射單元。
7.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其中所述帶電墨粉含有分散在所述光可固化合成物中的微膠囊，所述第一成分包含在所述微膠囊中，且所述第二成分包含在所述光可固化合成物中。
8.根據權利要求7所述的圖像形成設備，其中所述光可固化合成物含有所述第二成分和可聚合化合物。
9.根據權利要求7所述的圖像形成設備，其中所述第二成分具有光可聚合基。
10.一種用于形成圖像的方法，其包括在一圖像承載構件的一表面上形成一帶電墨粉；通過根據圖像信息向所述帶電墨粉施加電荷而形成一帶有相反電荷的墨粉圖像，所述施加的電荷具有與所述帶電墨粉相反的極性；通過光向所述帶有相反電荷的墨粉圖像施加顏色形成信息；將所述帶有相反電荷的墨粉圖像轉移到一記錄媒質的一表面；固定所述轉移到所述記錄媒質的所述表面的帶有相反電荷的墨粉圖像；以及形成施加有所述顏色形成信息的所述墨粉圖像的顏色，所述帶電墨粉包括第一成分和第二成分以及光可固化合成物，所述第一成分和所述第二成分能在彼此發生反應時著色且在所述墨粉中彼此分離，且所述光可固化合成物含有所述第一成分和所述第二成分中的至少一者，通過使用光施加顏色形成信息來維持所述光可固化合成物的固化狀態或未固化狀態，從而控制所述用于形成所述顏色的反應。
11.一種墨粉，其包括著色劑和能在與所述著色劑反應時著色的光可固化顯影劑單體。
12.根據權利要求11所述的墨粉，其中在所述墨粉中，所述著色劑與所述光可固化顯影劑單體彼此分離，且通過所述光可固化顯影劑單體的光致聚合而形成的聚合物包含在所述墨粉中以防止與所述著色劑反應。
13.根據權利要求11所述的墨粉，其中所述著色劑和所述光可固化顯影劑單體中的至少一者包含在一微膠囊中，且通過所述光可固化顯影劑單體的光致聚合而形成的聚合物不穿過所述微膠囊的壁。
14.根據權利要求11所述的墨粉，其中所述著色劑選自供電子無色染料和重氮鹽化合物，且所述光可固化顯影劑單體選自受電子化合物和具有光可聚合基的偶合化合物。
15.根據權利要求14所述的墨粉，其中所述著色劑是供電子無色染料，且在所述墨粉中的著色部分處，所述供電子無色染料的含量為約0.01到約3g/m2。
16.根據權利要求14所述的墨粉，其中所述著色劑是供電子無色染料，且所述光可固化顯影劑單體是具有光可聚合基的偶合化合物，且對于每1質量份的所述供電子無色染料，含有約0.5到約20質量份的量的所述偶合化合物。
17.根據權利要求14所述的墨粉，其中所述著色劑是重氮鹽化合物，且在所述墨粉中的著色部分處，所述重氮鹽化合物的含量為約0.01到約3g/m2。
18.根據權利要求14所述的墨粉，其中所述著色劑是重氮鹽化合物，且所述光可固化顯影劑單體是具有光可聚合基的偶合化合物，且對于每1質量份的所述重氮鹽化合物，含有約0.5到約20質量份的量的所述偶合化合物。
19.根據權利要求11所述的墨粉，其中所述墨粉進一步包括光譜增感染料和硼酸鹽化合物，且在所述墨粉中，所述光譜增感染料與所述硼酸鹽化合物的比率在約1/1到約1/50的范圍內。
20.根據權利要求11所述的墨粉，其中所述墨粉具有約1.30或更少的GSDv、約0.97或更多的GSDv/GSDp和約110到約130的SF1。
21.一種墨粉，其包括著色劑、能在與所述著色劑反應時著色的顯影劑和光可聚合單體。
22.根據權利要求21所述的墨粉，其中在所述墨粉中，所述著色劑與所述顯影劑彼此分離，且所述光可聚合單體經歷光致聚合以形成聚合物，藉此使所述著色劑與所述顯影劑彼此反應以形成顏色。
23.根據權利要求21所述的墨粉，其中所述著色劑和所述顯影劑中的至少一者包含在微膠囊中。
24.根據權利要求22所述的墨粉，其中所述光可聚合單體含有去色反應基，其能抑制所述著色劑與所述顯影劑之間的顏色形成反應。
25.根據權利要求21所述的墨粉，其中所述著色劑是具有不飽和烯鍵的可聚合化合物，且所述顯影劑選自苯酚衍生物、有機羧酸衍生物和其金屬鹽、磺酸衍生物、脲和硫脲衍生物、酸性粘土、膨潤土、酚醛清漆樹脂和金屬絡合物。
26.根據權利要求21所述的墨粉，其中所述墨粉進一步包括熱聚合抑制劑。
27.根據權利要求21所述的墨粉，其中所述墨粉具有約1.30或更少的GSDv、約0.97或更多的GSDv/GSDp和約110到約130的SF1。
全文摘要
本發明提供一種圖像形成設備、圖像形成方法和墨粉，該圖像形成設備包含圖像承載構件；墨粉饋入單元；墨粉圖像形成單元；顏色形成信息施加單元；轉移單元；固定單元；和顏色形成單元，所述帶電墨粉包含第一成分和第二成分以及光可固化合成物，其中所述第一成分和所述第二成分能在彼此發生反應時形成顏色且在墨粉中彼此分離，且所述光可固化合成物含有所述第一成分和所述第二成分中的至少一者，通過使用光施加顏色形成信息來維持所述光可固化合成物的固化狀態或未固化狀態，從而控制所述用于形成顏色的反應。
文檔編號G03G15/00GK101046652SQ20071000828
公開日2007年10月3日 申請日期2007年1月29日 優先權日2006年3月28日
發明者木村正利, 樫村秀樹 申請人:富士施樂株式會社