外,從最接近液體供應路徑的排出孔設開口 (open)的位置開始起,不自由的條件變弱。排出孔的橫截面形狀可變為圓形形狀,或者排 出孔的體積可基于框架的厚度改變。因此,事實上,駐波的波長可為短的,并且其頻率可高 于驅動頻率。當在W運種方式確定的驅動頻率下對振動產生手段施加電壓時,振動產生手 段變形,并且共振駐波在該驅動頻率下最有效地發生。在接近于共振駐波最有效地發生的 驅動頻率的頻率下也發生液柱共振駐波。換言之,當在液柱共振液體腔的縱向兩端之間的 長度為L且與最接近液體供應側端的排出孔的距離為Le時,可通過用其主分量為在使用L 和Le由下式4和5確定的范圍內的驅動頻率f的驅動波形使振動產生手段振動來誘導液 柱共振并將液滴從排出孔排出。 陽166]NXc/(4L)《f《NXc/(4Le)(式 4) 陽167]NXc/(4L)《f《(N+1)XcV(Ae)(式 5)
[0168] 優選的是液柱共振液體腔的縱向兩端之間的長度L和與最接近液體供應側端的 排出孔的距離Le的比率滿足Le/L〉0. 6。
[0169] 基于上述的液柱共振現象的原理,在圖1的液柱共振液體腔118中形成液柱共振 壓力駐波,并且從設置在液柱共振液體腔118的一部分中的排出孔19連續地發生液滴排 出。優選在駐波的壓力達到最大脈動的位置處設置排出孔19,因為運改進排出效率并容許 在較低電壓下驅動。此外,在一個液柱共振液體腔118中,排出孔19的數目可為一。然而, 就生產率而言,優選設置多個排出孔。具體地,排出孔的數目優選為2-100。
[0170] 通過設置100或更少的排出孔,可將施加于振動產生手段20的用于從排出孔19 形成所需液滴的電壓抑制至低水平,其使得可使作為振動產生手段20的壓電元件的行為 穩定化。在多個排出孔19的形成中,排出孔之間的間距(pitch)優選為20[ym]至等于或 短于液柱共振液體腔的長度。通過將排出孔之間的間距設定為20[ym]W上,可抑制從相 鄰排出孔排出的液滴彼此碰撞形成較大液滴的可能性,其使得可獲得有利的調色劑粒度分 布。 陽171]接著,將對在液滴形成手段的液滴排出頭中的液柱共振液體腔中發生的液柱共振 現象進行描述,參考顯示該現象的圖6A-圖6E。在運些圖中,在液柱共振液體腔中繪制的實 線表示對在從液柱共振液體腔的固定端至其公共液體供應側端的各任意測量位置處的速 度作圖的速度分布。從公共液體供應路徑至液柱共振液體腔的方向為+,且相反防線為一。 在液柱共振液體腔中繪制的虛線表示對在從液柱共振液體腔的固定端至其公共液體供應 路徑側端的各任意測量位置處的壓力值作圖的壓力分布。相對于大氣壓力,正壓力為+,且 負壓力為一。 陽172] 當壓力為正時,在所述圖中向下施加壓力。當壓力為負時,在所述圖中向上施加壓 力。此外,在運些圖中,公共液體供應路徑側是開放的,并且充當固定端的框架的高度(在 圖1中顯示的高度hi)為開口高度(在圖1中顯示的高度h2)的約兩倍W上,通過該開口 公共液體供應路徑17和液柱共振液體腔118彼此連通。因此,圖6A-圖6E顯示在其中液 柱共振液體腔118在兩端基本上固定的近似條件下速度分布和壓力分布的時間變化。
[0173] 圖6A顯示在排出液滴時在液柱共振液體腔118中的壓力波形和速度波形。在圖 6B中,在排出液滴后彎液面壓力在收回液體后再次增大。如圖6A和圖6B中所顯示的,壓力 在其中設置有液柱共振液體腔118的排出口 19的流動路徑中達到局部最大值。之后,如圖 6C中所顯示的,在排出孔19附近的正壓力下降、轉變至負壓力側,并且排出液滴121。
[0174] 然后,如圖6D中顯示的,在排出孔19附近的壓力達到局部最小值。從此刻起,液 柱共振液體腔118開始填充調色劑組合物液114。之后,如圖6E中顯示的,在排出孔19附 近的負壓力下降、轉變至正壓力側。此刻,液體腔充滿調色劑組合物液114。然后,如在圖 6A中顯示的,在液柱共振液體腔118的液滴排出區域中的正壓力再次達到局部最大值,并 且液滴121從排出孔19排出。W運種方式,通過在高頻率下驅動的振動產生手段在液柱共 振液體腔中發生基于液柱共振的駐波。因為排出孔19設置在壓力脈動達到最大值的與液 柱共振駐波的波腹對應的液滴排出區域中,液滴121與波腹的周期同步地從排出孔19連續 排出。 陽175][液滴的凝固]
[0176] 本發明的調色劑可通過使從上述液滴排出手段排出至氣體中的調色劑組合物液 的液滴凝固和然后將其收集而獲得。
[0177][液滴凝固手段]
[0178] 用于使液滴凝固的方法可為任意的,基本上只要它能夠使調色劑組合物液變成固 態,盡管想法可取決于調色劑組合物液的特性而不同。
[0179] 例如,當調色劑組合物液為通過將固體原材料溶解或分散于揮發性溶劑中而獲得 的調色劑組合物液時,可通過使液滴在輸送氣流中干燥(即通過在噴射液滴后使溶劑揮 發)而使液滴凝固。對于使溶劑干燥,可通過適當地選擇被噴射氣體的溫度和蒸氣壓、氣體 類型等調節干燥狀態。收集的粒子不需要是完全干燥的,并且只要它們保持固態,它們可在 收集后在單獨的步驟中另外干燥。該方法不是強制性的,并且液滴可通過溫度改變、化學反 應的施加等而凝固。
[0180][凝固粒子收集手段] 陽181]可使用公知的粉末收集手段例如旋風分離收集器和反過濾器(后過濾器,back filter)從氣體收集凝固粒子。 陽182] 圖7是實施本發明的調色劑制造方法的設備的實例的橫截面圖。調色劑制造設備 1主要包括液滴排出手段2和干燥/收集手段160。 陽183] 將包含調色劑組合物液114的原材料容器113和液體循環累115連接至液滴排出 手段2。液體循環累配置成將包含于原材料容器113中的調色劑組合物液114通過液體供 應管116供應至液滴排出手段2中和氣動輸送液體供應管116中的調色劑組合物液114W 使調色劑組合物液通過液體返回管122返回至原材料容器113中。可在任何時間將調色劑 組合物液114供應至液滴排出手段2中。在液體供應管116上設置壓力計Pl,并且在干燥 /收集手段上設置壓力計p2。通過壓力計Pl管理將液體供給至液滴排出手段2的壓力,且 通過壓力計P2管理干燥/收集手段中的壓力。在運種情況下,當PDP2時,存在調色劑組 合物液114可從排出孔19滲出的風險。當PKP2時,存在可讓氣體進入排出手段和使排出 停止的風險。因此,優選的是Pl^P2。
[0184] 在腔161中從輸送氣流進口端口 164形成下降氣流(輸送氣流)101。從液滴排出 手段2排出的液滴121不僅通過重力而且還通過輸送氣流101向下輸送,通過輸送氣流出 口 165離開,并通過凝固粒子收集手段162收集和存儲于凝固粒子存儲手段163中。
[0185] [輸送氣流]
[0186] 如果噴射液滴在干燥前彼此接觸,則它們合并成一個粒子(下文中,運種現象稱 作合并)。為了獲得具有均勻粒度分布的凝固粒子,必須使噴射液滴彼此保持一段距離。然 而,具有一定初始速度的噴射液滴由于空氣阻力不久就喪失速度。已經喪失速度的粒子被 之后噴射的液滴追上,并且結果它們彼此合并。圖IOA-圖IOD顯示使用流動型粒子圖像分 析儀(由Sysmex Co巧oration制造的FPIA-3000)捕獲的合并粒子的狀態和粒徑。 陽187]由于運種現象時常發生,W運種狀態收集的粒子的粒度分布非常差。為了防止合 并,必須在輸送和凝固液滴的同時使用輸送氣流101防止液滴的速度減慢和液滴彼此接觸 從而防止合并。最終,將凝固粒子輸送至凝固粒子收集手段。
[0188] 例如,如圖7中顯示的,通過在與液滴排出方向相同的方向上在液滴排出手段附 近提供作為第一氣流的輸送氣流101的一部分,可防止在液滴排出后液滴的速度立即減慢 并且由此防止合并。替代地,防止合并的氣流可如圖8中顯示的為排出方向的橫向。替代 地,盡管沒有示出,但氣流可具有角度,并且該角度優選為液滴將從液滴排出手段拖離的角 度。當防止合并的氣流如圖8中W與液滴的排出橫向地供應時,防止合并的氣流的方向優 選為其中液滴在通過氣流輸送時不會離開軌跡的方向。 陽189] 在用如上所述的第一氣流防止合并后,可將凝固粒子用第二氣流輸送至凝固粒子 收集手段。 陽190] 第一氣流的速度優選等于或大于噴射液滴的速度。當防止合并的氣流的速度小于 液滴噴射速度時,難W發揮作為防止合并的氣流的基本目的的防止液滴粒子彼此接觸的功 能。 陽191] 就特性而言,第一氣流可進一步調節(condition)W防止液滴合并,并且不需要 必須和第二氣流相同。此外,促進粒子表面凝固的化學物質可混入防止合并的氣流中,或者 可預期物理作用而賦予至氣流。 陽192] 輸送氣流101就氣流狀態而言沒有特別限制,并且可為層流、滿流、或端流。構成 輸送氣流101的氣體的種類沒有特別限制,并且可為空氣或不可燃氣體(例如氮氣)。可 適當地調節輸送氣流101的溫度,并且優選的是輸送氣流在制造期間不經歷溫度波動。腔 161可具有配置成改變輸送氣流101的氣流狀態的手段。輸送氣流101可用于不僅防止液 滴121合并而且防止它們沉積在腔161的壁表面上。 陽193][二次干燥]
[0194] 當通過圖7中顯示的干燥/收集手段獲得的調色劑粒子包含大量殘留溶劑時,根 據需要進行二次干燥W減少殘留溶劑的量。對于二次干燥,可使用常見的公知的干燥方法, 例如流化床干燥和真空干燥。當有機溶劑殘留在調色劑中時,不僅調色劑特性(例如耐熱 存儲穩定性、定影性和帶電性)可隨時間變化,而且殘留溶劑可在定影期間通過加熱而揮 發,其增加使用者和外圍設備受到不利影響的可能性。因此,進行充分干燥。 陽1巧]本發明的調色劑用于例如在圖9中顯示的串列式全色圖像形成設備。
[0196] 圖9中顯示的串列式全色圖像形成設備IOOC包括復印機主體150、供紙臺200、掃 描儀300和自動文件供給器(AD巧400。 陽197] 在復印機主體150的中央設置環形帶形狀的中間轉印部件50。中間轉印部件50 由支撐漉14、15和16張緊,并可W圖9中的順時針方向旋轉。在支撐漉15附近設置配置 成除去中間轉印部件50上的殘留調色劑的中間轉印部件清潔裝置17。由支撐漉14和支撐 漉15張緊的中間轉印部件50在其上設置有包括用于黃色、青色、品紅色和黑色的四個圖像 形成手段18的串列式顯影裝置120,所述四個圖像形成手段18面對中間轉印部件并且沿著 中間轉印部件的輸送方向并列排列。在串列式顯影裝置120附近設置作為曝光部件的曝光 裝置21。在與中間轉印部件50的其上設置有串列式顯影裝置120的側相反的側上設置二 次轉印裝置22。在二次轉印裝置22中,二次轉印帶24(其為環形帶)由一對漉23張緊。 在二次轉印帶24上輸送的轉印紙和中間轉印部件40可彼此接觸。在二次轉印裝置22附 近設置作為定影手段的定影裝置25。定影裝置25包括定影帶26 (其為環形帶),和設置成 壓接該帶的加壓漉27。
[0198] 在串列式圖像形成設備中,配置成使轉印紙翻轉W在轉印紙的兩面上形成圖像的 紙翻轉裝置28設置在二次轉印裝置22和定影裝置25附近。
[0199] 接著,將對用串列式顯影裝置120形成全色圖像(彩色復印)進行解釋。首先,將 文件置于自動文件供給器(AD巧400的文件臺130上,或者將自動文件供給器(ADF)400打 開,將文件置于掃描儀300的接觸玻璃32上,并且將自動文件供給器400關閉。 陽200] 在按下啟動開關(未示出)時,當文件已經置于自動文件供給器400上時掃描儀 300在文件被輸送至接觸玻璃32上之后啟動,或者當文件已經置于接觸玻璃32上時掃描儀 300在按下啟動開關之后立刻啟動。然后,第一行進部件33和第二行進部件34開始運行。 此時,第一行進部件33用來自光源的光照射文件表面,并且第二行進部件34用鏡子反射被 文件表面反射的光,使得反射的光可通過成像透鏡35被讀取傳感器36接收。W運種方式, 將彩色文件(彩色圖像)讀取成黑色、黃色、品紅色和青色的圖像信息。 陽201] 將黑色、黃色、品紅色和青色各自的圖像信息傳送至串列式顯影裝置120的圖像 形成手段18 (黑色圖像形成手段、黃色圖像形成手段、品紅色圖像形成手段和青色圖像形 成手段)的對應的一個。所述圖像形成手段分別形成黑色、黃色、品紅色和青色的調色劑圖 像。串列式顯影裝置120的圖像形成手段18 (黑色圖像形成手段、黃色圖像形成手段、品紅 色圖像形成手段和青色圖像形成手段)各自包括靜電潛像承載部件(黑色靜電潛像承載部 件10K、黃色靜電潛像承載部件10Y、品紅色靜電潛像承載部件IOM和青色靜電潛像承載部 件10C),配置成對靜電潛像承載部件均勻充電的充電裝置,配置成使靜電潛像承載部件W 如與基于對應彩色圖像信息的對應彩色圖像對應的圖像一樣的成像方式(imagewise)暴 露于光、和在靜電潛像承載部件上形成對應于彩色圖像的靜電潛像的曝光裝置,配置成用 對應彩色調色劑(黑色調色劑、黃色調色劑、品紅色調色劑和青色調色劑)使靜電潛像顯影 W形成基于彩色調色劑的調色劑圖像的顯影裝置,配置成將調色劑圖像轉印至中間轉印部 件50上的轉印充電裝置,清潔裝置,W及電荷消除裝置。圖像形成手段18可基于對應顏色 的圖像信息形成對應顏色的單色圖像(黑色圖像、黃色圖像、品紅色圖像和青色圖像)。將 在黑色靜電潛像承載部件10K、黃色靜電潛像承載部件10Y、品紅色靜電潛像承載部件IOM 和青色靜電潛像承載部件IOC上W運種方式形成的黑色圖像、黃色圖像、品紅色圖像和青 色圖像順序轉印(一次轉印)至通過支撐漉14、15和16旋轉運動的中間轉印部件50上。 在中間轉印部件40上,黑色圖像、黃色圖像、品紅色圖像和青色圖像疊加在一起,并且形成 復合彩色圖像(彩色轉印圖像)。 陽202] 同時,在供紙臺200中,供紙漉142之一選擇性地旋轉W將紙(記錄紙)從在紙庫 143中W多級設置