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靜電荷顯影用單組分磁性調色劑、成像處理盒及其再生方法

文檔序號:2785891閱讀:222來源:國知局
專利名稱:靜電荷顯影用單組分磁性調色劑、成像處理盒及其再生方法
技術領域
本發(fā)明涉及電攝影法中使用的用于靜電荷像顯影的單組分磁性調色劑。
背景技術
近年來,靜電復印方式中的干式顯影方法不僅如以往所述用于復印機,而且已經擴展至打印機、傳真機、甚至與復印機的復合機等個人用領域,因此,更加迫切地要求裝置本身的小型化、輕量化。另外,隨著以數(shù)碼攝像機或數(shù)碼相機為代表的個人用圖像輸入機器市場的迅速擴大,要求圖像輸出機器進一步高畫質化。
而且,從重視環(huán)境的觀點出發(fā),為了節(jié)省電力或實現(xiàn)循環(huán)型消費社會,更迫切地要求將裝置或墨粉卡盒設計成容易再生的結構。
為了適應上述需求,開始嘗試對圖像形成方法進行各種改善或開發(fā)新技術。
作為目前實用化的各種靜電復印方式中的干式顯影法,已知有使用調色劑及鐵粉等載體的二組份顯影方式,和不使用此類載體的單組分顯影方式。二組份顯影方式是使用最廣泛的方式,但是該方式存在以下不足因調色劑粒子附著在載體表面而導致的顯影劑劣化,以及由于僅消耗調色劑而使顯影劑中調色劑的濃度比例降低,因此難以保持一定的載體與調色劑的混合比例,從而使顯影裝置大型化。
由于單組分顯影方式不使用載體,因此不存在上述缺點,在實現(xiàn)裝置小型化等方面是有利的。單組分顯影方式分為使用非磁性調色劑的非磁性單組分顯影方式,和使用磁性調色劑的磁性單組分顯影方式。由于非磁性單組分顯影方式在調色劑中不使用磁性體,因此適于進行彩色化。但是,由于非磁性單組分顯影方式主要利用由顯影劑承載體與顯影劑彼此摩擦帶電產生的靜電力來使顯影劑載帶在顯影劑承載體上,因此在顯影劑帶電量低時,存在容易在非圖像部出現(xiàn)灰霧、或因調色劑飛散導致機器內污染的問題。另一方面,由于磁性單組分顯影方式在使用內部設置了磁鐵等磁場發(fā)生裝置的顯影劑承載體保持磁性調色劑的同時進行顯影,因此雖然不存在上述問題,但是與二組份顯影方式相比,仍然存在單組分顯影方式中也存在的相同問題,即容易發(fā)生顯影重影。
為了改善上述問題,進行了各種嘗試。例如,特開平1-276174號公報或特開平7-281517號公報中公開了一種在顯影劑承載體表面形成由以Mo、O及H為主成分的材料構成的涂膜、或形成含有導電性微粒的特定樹脂層的方法。通過使用上述顯影劑承載體,確實能夠抑制調色劑帶電,其結果為能夠防止發(fā)生顯影重影。但是,使用上述構成的顯影劑承載體時,由于套筒本身對顯影劑的帶電賦予能力低,因此特別是在高溫高濕環(huán)境下放置后進行圖像形成的情況下,調色劑帶電性降低,導致發(fā)生圖像濃度低或圖像濃度不均的問題。
為了同時解決上述顯影重影問題和圖像濃度低或圖像濃度不均的問題,提出了使用磁性體作為調色劑外添加劑的方法。所述方法通過將具有特定的粒度分布的磁性體(例如,參見特開平11-84714號公報)、具有特定形狀的磁性體(例如,參見特開平11-143121號公報)、以及實施了特定處理的磁性體(例如,參見特開平11-174729號公報)作為調色劑的外添加劑使用,解決了上述問題。
通過將上述各種磁性體作為調色劑的外添加劑使用,改善了顯影重影和圖像濃度低或圖像濃度不均的問題。但是,從近年來對裝置小型化、高速化、省電化、高畫質化及易再生設計的需求方面考慮,還存在下述的各種問題。
對于調色劑粒子中含有磁性體的磁性調色劑而言,另外使用磁性體作為外添加劑時,可以認為外添加的磁性體主要利用庫侖力來附著在磁性調色劑表面。通常,在庫侖力的作用下,磁性外添加劑穩(wěn)定地存在于調色劑粒子表面。但是,在顯影過程中,該磁性調色劑被保持在內部設置了磁鐵等磁場發(fā)生裝置的顯影劑承載體附近或顯影劑承載體上時,含有磁性體的調色劑粒子與作為外添加劑的磁性體在顯影劑承載體產生的磁場的作用下產生的力的方向不同。如果差異大,則結果導致磁性外添加劑無法在調色劑粒子表面上穩(wěn)定存在、磁性外添加劑從調色劑粒子表面剝離(游離)等各種問題。
該磁性外添加劑的游離現(xiàn)象成為用于實現(xiàn)裝置小型化的顯影劑承載體小型化、高速化、以及用于易再生設計或省電化的調色劑設計的較大障礙。即,如果磁性外添加劑的游離(剝離)增多,則其他調色劑粒子或包括顯影劑承載體的各種部件與調色劑表面上的樹脂成分或蠟成分的接觸概率變大,成為調色劑粒子間凝集或調色劑粒子熔結在各種部件上的原因,引起圖像白色條紋等圖像缺陷。上述現(xiàn)象隨著顯影劑承載體的小型化、高速化而更加顯著。另外,從近年來對更高畫質化的要求出發(fā),也開始嘗試使調色劑具有更小的粒徑或添加高能外添加劑的方法,但是,隨著上述調色劑整體中所含粒子的小粒徑化或小粒徑粒子的高含有率化的發(fā)展,上述問題也變得更加顯著。另外,也為用于節(jié)省電力的低溫定影等調色劑的材料設計帶來障礙。
而且,游離的磁性外添加劑等小粒徑粒子隨后在磁力或顯影劑承載體與調色劑層厚限制部件的摩擦力等的作用下粘結在內部設置有磁鐵等磁場發(fā)生裝置的顯影劑承載體表面上的狹小凹凸部內。因此,有時引起顯影時的調色劑帶電不良。另外,在將使用后的墨粉卡盒分解進行重復利用方面,也需要更多的步驟。因此,從易再生設計的觀點考慮也成為一個障礙。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的,其目的在于提供一種即使將裝置小型化、高速化也不發(fā)生由調色劑凝集或熔結導致的圖像缺陷的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑。
另外,本發(fā)明的目的在于提供一種即使將裝置小型化、高速化也不發(fā)生調色劑導致的圖像灰霧、能夠維持高畫質的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑。
而且,本發(fā)明的目的還在于提供一種在墨粉卡盒使用后將其分解、容易將部件等再生的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑。
本發(fā)明人等對顯影劑的磁性體物性進行了深入研究,結果發(fā)現(xiàn)對于外添加磁性微粒的單組分磁性調色劑而言,通過使用調色劑粒子中所含的磁性微粒的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒的最大導磁率(μmB)滿足一定關系的單組分磁性調色劑,能夠實現(xiàn)上述目的。而且,本發(fā)明人等還發(fā)現(xiàn)通過使上述單組分磁性調色劑含有一定量的小粒徑粒子,能夠得到更良好的效果,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),其特征為,調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)滿足下述式(1)的關系。
μmB/μmA≤1.8(1)另外,本發(fā)明還提供一種成像處理盒,所述成像處理盒一體地具有從圖像承載體、清潔部件、帶電部件中選擇的至少一種部件與顯影裝置,可自由拆裝地安裝在電攝影裝置上,其特征為,顯影裝置具有收容顯影劑的收容部、具有內部具有固定磁鐵的非磁性套筒且將顯影劑載帶在非磁性套筒上的顯影劑承載體、以及以接觸顯影劑承載體的方式設置的用來限制顯影劑承載體上的顯影劑量的限制部件,上述顯影劑為靜電荷顯影用單組分磁性調色劑,所述靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),調色劑粒子中所含的磁性微粒的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒的最大導磁率(μmB)滿足上述式(1)的關系。
而且,本發(fā)明還提供一種成像處理盒的再生方法,是一體地具有從圖像承載體、清潔部件、帶電部件中選擇的至少一種部件與顯影裝置、可自由拆裝地安裝在電攝影裝置上的成像處理盒的再生方法,其特征為,顯影裝置具有收容顯影劑的收容部、具有內部具有固定磁鐵的非磁性套筒且將顯影劑載帶在非磁性套筒上的顯影劑承載體、以及以接觸顯影劑承載體的方式設置的用來控制顯影劑承載體上的顯影劑量的控制部件,所述成像處理盒在顯影劑用完或成像處理盒無法發(fā)揮所期望的性能時可以被從電攝影裝置中取出,并且具有存儲或顯示該成像處理盒的使用經歷信息的裝置,該再生方法包括以下步驟根據上述使用經歷信息,清掃或更換構成上述成像處理盒的部件或顯影裝置,或將顯影劑補給到顯影裝置中,由此可以再次安裝在電攝影裝置內進行使用的再生步驟,進行上述再生時,在存儲或顯示上述使用經歷的裝置內存儲或顯示成像處理盒被更新的使用經歷信息的步驟;上述顯影劑為靜電荷顯影用單組分磁性調色劑,所述靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)滿足上述式(1)的關系。


圖1示出調色劑中所含的粒徑為0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的調色劑個數(shù)累積測定中使用的粒度計的構成。
圖2是圖1粒度計的主要部分說明圖。
圖3示出可以適用本發(fā)明的單組分磁性調色劑的圖像形成裝置的一個實施例的簡要構成。
圖4示出可以適用本發(fā)明的單組分磁性調色劑的成像處理盒的一個實施例的構成。
具體實施例方式
本發(fā)明的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑(以下簡稱為“單組分磁性調色劑”)具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該磁性調色劑粒子中的磁性微粒(B),調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)滿足下述式(1)的關系。
μmB/μmA≤1.8(1)在本發(fā)明中,作為調色劑粒子中所含的(內添加)磁性微粒(A)及外添加(即與調色劑粒子混合使用)在調色劑粒子中的磁性微粒(B),可以使用所有公知的磁性材料,例如,鐵、鈷、鎳等金屬及其合金;FeSO4、γ-Fe2O3、添加鈷的氧化鐵等金屬氧化物;錳-鋅鐵素體、Ni-Zn鐵素體等各種鐵素體;以磁鐵礦、赤鐵礦等為主成分的粉末,而且,優(yōu)選使用將上述物質的表面用硅烷偶合劑、鈦酸鹽偶合劑等表面處理劑進行了處理的物質,或被覆了聚合物的物質等。
從調色劑的運送性、顯影性方面考慮,內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)優(yōu)選為2.0~20.0μH/m,更優(yōu)選為3.5~6.0μH/m。另外,磁性微粒(A)在79.6kA/m下的磁化強度優(yōu)選為25~100Am2/kg。
另外,從在粘合樹脂中的分散性方面考慮,內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)的個數(shù)平均粒徑優(yōu)選為0.05~1μm左右。另外,磁性微粒(A)的混合比例相對于粘合樹脂100質量份,優(yōu)選在40~200質量份的范圍內,更優(yōu)選在45~150質量份的范圍內,特別優(yōu)選在50~120質量份的范圍內。
從墨粉卡盒使用后的易再生性等方面考慮,外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)優(yōu)選為2.0~6.5μH/m,更優(yōu)選為2.5~6.0μH/m,特別優(yōu)選為2.5~5.4μH/m。另外,磁性微粒(B)在79.6kA/m下的磁化強度優(yōu)選為20~80Am2/kg。
另外,外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的個數(shù)平均粒徑優(yōu)選為0.05~3μm左右,混合比例相對于調色劑粒子的質量優(yōu)選在0.1~2.0質量%的范圍內。
內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)及外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的個數(shù)平均粒徑可以通過用數(shù)字化儀等測定經透射電子顯微鏡等放大拍攝的照片來求出。
磁通量密度、磁場與導磁率μ的關系用下式表示。
B=μ·H在上述式中,B表示磁通量密度,H表示磁場。由此可知,相對于一定的磁場,導磁率越大的物質表現(xiàn)出越高的磁化程度,用磁鐵產生磁場時,物質被磁鐵強力吸引。
本發(fā)明的最大導磁率值可以使用各種測定方法進行測定。
例如,作為在粉體狀態(tài)下直接測定磁性體的方法,使用震動試樣型磁力計(東英工業(yè)社制VSM-3),在支持臺上放置規(guī)定量的待測磁性粉末,將最大外加磁場設定為796(kA/m)得到B-H曲線,利用該曲線可以得到最大導磁率值。另外,也可以采用以下的測定方法在螺旋管狀磁芯上均勻地繞線,施加適當?shù)慕涣鞔艌?,由此時的電感器變化來求出最大導磁率值。
而且,本發(fā)明中使用的磁性微粒(A)及(B)還優(yōu)選使用如上所述實施了疏水化處理的物質。通過實施疏水化處理,可以提高調色劑本身的濕度特性,也減少了環(huán)境變化引起的顯影特性變化。
作為對磁性微粒進行疏水化處理的方法,例如,相對于磁性微粒100質量份,用0.01~5質量份比例的鈦偶合劑、硅烷偶合劑等進行疏水化處理。作為具體的處理劑,可以舉出鈦酸四丁酯、鈦酸四辛酯、三異硬脂酰基鈦酸異丙酯、三(癸基苯磺酰基)鈦酸異丙酯及二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦酸酯等鈦偶合劑,γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-乙烯基芐基氨基乙基-N-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、鄰甲基苯基三甲氧基硅烷及對甲基苯基三甲氧基硅烷等硅烷偶合劑。疏水化處理通常如下進行在用各種磨攪拌干燥后的磁性粉末的過程中,以充分分散的速度滴加并混合將偶合劑溶于甲苯、苯等能夠溶解偶合劑的溶劑中得到的溶液,反應后,蒸發(fā)除去溶劑及反應副產物。
在顯影劑承載體等磁場中,為了使附著在調色劑粒子上(即外添加在調色劑粒子中)的磁性微粒(B)穩(wěn)定地存在于調色劑粒子表面,內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)的比值(μmA/μmB)必須為1.8或1.8以下。該比值(μmA/μmB)優(yōu)選為1.4或1.4以下,特別優(yōu)選為0.9或0.9以下。
為了使該比值(μmA/μmB)在上述范圍內,可以舉出在制造調色劑時適當選擇調色劑粒子中含有的磁性微粒(A)及外添加的磁性微粒(B)的種類及量的方法。另外,為了使內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)分別為規(guī)定的值,可以舉出選擇磁性材料或對磁性材料實施熱處理或在旋轉磁場中進行處理等公知的處理方法。
構成本發(fā)明的單組分磁性調色劑的調色劑粒子中含有的粘合樹脂,例如,可以舉出聚苯乙烯、聚對氯苯乙烯及聚乙烯基甲苯等苯乙烯取代物的均聚物或苯乙烯共聚物等苯乙烯類樹脂,聚氯乙烯、酚醛樹脂、天然改性酚醛樹脂、天然改性馬來酸樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚乙酸乙烯酯、硅樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯、聚酰胺樹脂、呋喃樹脂、環(huán)氧樹脂、二甲苯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、萜樹脂、香豆酮-茚樹脂、石油類樹脂等。其中,交聯(lián)的苯乙烯類樹脂或聚酯樹脂是優(yōu)選的粘合樹脂。
作為苯乙烯共聚物,可以舉出苯乙烯-對氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物及苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物等。
作為與苯乙烯單體形成苯乙烯共聚物的共聚單體,可以舉出丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯腈、甲基丙烯腈及丙烯酰胺之類具有雙鍵的單羧酸或其取代物;馬來酸、馬來酸丁酯、馬來酸甲酯及馬來酸二甲酯之類具有雙鍵的二羧酸及其取代物;氯乙烯、乙酸乙烯酯及苯甲酸乙烯酯之類乙烯基酯;乙烯、丙烯及丁烯之類乙烯類烯烴;乙烯基甲基酮及乙烯基己基酮之類乙烯基酮;以及乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚及乙烯基異丁基醚之類乙烯基醚。這些乙烯基單體可以單獨、也可以2種或2種以上組合與苯乙烯單體一同使用。
作為在獲得苯乙烯共聚物時可以使用的交聯(lián)劑,主要可以舉出具有2個或2個以上可聚合雙鍵的化合物。例如,可以舉出二乙烯基苯及二乙烯基萘之類芳香族二乙烯基化合物;二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯及1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯之類具有2個雙鍵的羧酸酯;二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫醚及二乙烯基砜等二乙烯基化合物;以及具有3個或3個以上乙烯基的化合物。上述交聯(lián)劑可以單獨使用,也可以2種或2種以上混合使用。
聚酯樹脂可以經醇與羧酸縮聚得到,作為所使用的醇,可以舉出聚乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁烯二醇等二醇類;1,4-二(羥甲基)環(huán)己烷、雙酚A、氫化雙酚A、聚氧乙烯化雙酚A或聚氧丙烯化雙酚A等醚化雙酚類;將上述物質用碳原子數(shù)為3~22的飽和或不飽和烴基取代的二元醇單體;其他的二元醇單體。
另外,作為為了獲得聚酯樹脂而使用的羧酸,例如,可以舉出馬來酸、富馬酸、中康酸、檸康酸、衣康酸、戊烯二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、環(huán)己烷二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、丙二酸、將上述物質用碳原子數(shù)為3~22的飽和或不飽和烴基取代的二元有機酸單體,上述酸的酸酐、低級烷基酯與亞麻酸的二聚物、其他的二元有機酸單體。
為了獲得作為粘合樹脂使用的聚酯樹脂,不僅可以使用僅由上述二官能性單體形成的聚合物,而且也可以使用含有由三官能或三官能以上的多官能性單體形成的成分的聚合物。作為該多官能性單體的三元或三元以上的多元醇單體,例如,可以舉出山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-脫水山梨糖醇、季戊四醇、雙季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、1,3,5-三羥甲基苯及其他三元或三元以上的多元醇單體。
另外,作為三元或三元以上的多元羧酸單體,例如,可以舉出1,2,4-苯三甲酸、1,2,5-苯三甲酸、1,2,4-環(huán)己烷三甲酸、2,5,7-萘三甲酸、1,2,4-萘三甲酸、1,2,4-丁烷端三甲酸、1,2,5-己三甲酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亞甲基羧基丙烷、四(亞甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷端四甲酸、Enpol三聚酸(polybutyrenesuccinate co adipate terephthalate)、上述酸的酸酐及其他三元或三元以上的多元羧酸單體。
本發(fā)明的單組分磁性調色劑中,優(yōu)選將帶電控制劑配合(內添加)在調色劑粒子內,或與調色劑粒子混合(外添加)使用。利用帶電控制劑,能夠根據顯影體系最適當?shù)乜刂普{色劑的帶電量。作為將單組分磁性調色劑控制為負帶電性的物質,可以舉出下述材料。
例如,有機金屬配位化合物或螯合物是有效的,還有單偶氮金屬配位化合物、乙酰丙酮金屬配位化合物、芳香族羥基羧酸的金屬配位化合物、芳香族二羧酸的金屬配位化合物。除此之外還有芳香族羥基羧酸、芳香族單羧酸及芳香族多元羧酸或從上述羧酸組中選擇的羧酸的金屬鹽或酯類、芳香族多元羧酸的酸酐、雙酚等酚衍生物類。
作為將本發(fā)明的單組分磁性調色劑控制為正帶電性的物質,有下述材料??梢耘e出經苯胺黑及脂肪酸金屬鹽等處理的改性物;1-羥基-4-萘磺酸三丁基芐基銨、四氟硼酸四丁基銨之類季銨鹽;及作為其類似物的磷鎓鹽之類鎓鹽及其色淀顏料;三苯甲烷染料及其色淀顏料(作為色淀化劑,有磷鎢酸、磷鉬酸、磷鎢鉬酸、單寧酸、月桂酸、棓氨酸、鐵氰化物、亞鐵氰化物等);高級脂肪酸的金屬鹽;氧化二丁基錫、氧化二辛基錫、氧化二環(huán)己基錫之類氧化二有機基錫;硼酸二丁基錫、硼酸二辛基錫、硼酸二環(huán)己基錫之類硼酸二有機基錫??梢詥为毷褂蒙鲜龌衔?,也可以將2種或2種以上的上述化合物組合使用。
上述帶電控制劑優(yōu)選以微粒狀使用,此時上述帶電控制劑的個數(shù)平均粒徑優(yōu)選為2μm或2μm以下,更優(yōu)選為1μm或1μm以下。將上述帶電控制劑內添加在調色劑粒子中時,相對于粘合樹脂100質量份,優(yōu)選為0.1~20質量份,特別優(yōu)選為0.2~10質量份。
在本發(fā)明的單組分磁性調色劑中,優(yōu)選將蠟配合(內添加)到調色劑粒子內使用。可以舉出石蠟、微晶蠟、礦蠟之類石油蠟及其衍生物;褐煤蠟及其衍生物;費-托法合成蠟及其衍生物;以聚乙烯為代表的烯烴蠟及其衍生物;巴西棕櫚蠟、小燭樹蠟之類天然蠟及其衍生物,衍生物包括氧化物或與乙烯類單體形成的嵌段共聚物、接枝改性物。而且,可以舉出高級脂肪醇、硬脂酸、軟脂酸之類脂肪酸,或其化合物、酰胺蠟、酯蠟、酮、固化蓖麻油及其衍生物、植物類蠟、動物性蠟,使用上述蠟時能夠提高調色劑的耐偏移性。
本發(fā)明的單組分磁性調色劑使用蠟時,相對于粘合樹脂100質量份,蠟的含量優(yōu)選在0.5~50質量份的范圍內。
另外,本發(fā)明的單組分磁性調色劑也可以根據需要混合其他添加物。作為添加物,例如,有氟樹脂、硬脂酸鋅之類潤滑劑或氧化鈰、碳化硅等研磨劑、耐結塊劑、或例如炭黑、氧化錫等導電性賦予劑、或低分子量聚烯烴等定影輔助劑等。另外,作為本發(fā)明的單組分磁性調色劑中作為流動性改進劑使用的無機微粒,可以單獨使用氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、鈦酸鋇及上述微粒的疏水化處理物等公知的任一種無機微粒,或將2種或2種以上的無機微?;旌鲜褂?。另外,作為本發(fā)明中使用的無機微粒的表面處理劑,可以使用下述任一種處理劑甲基氫化聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等各種硅油;甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、正十八烷基二甲基(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)氯化銨等各種烷基硅烷;三氟甲基乙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷等各種氟烷基硅烷;特別是以乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶合劑為代表的硅烷類·鈦類·鋁類·氧化鋁-氧化鋯類等各金屬偶合劑,也可以將2種或2種以上的上述物質混合使用。
作為制造本發(fā)明的調色劑粒子的方法,優(yōu)選如下方法將上述調色劑構成材料用球磨機等混合機充分混合后,使用熱輥捏合機、擠出機之類熱混煉機充分混煉,冷卻固化后,進行機械性粉碎,將粉碎粉末分級,由此獲得調色劑粒子。另外,還可以舉出以下方法在構成粘合樹脂的單體中混合規(guī)定材料制成乳化懸浮液后,使其聚合得到調色劑粒子,利用該聚合法制造調色劑的方法;使樹脂微粒與規(guī)定材料在分散介質中凝集制造調色劑的方法;對于由芯材及殼材構成的所謂微囊調色劑而言,使芯材或殼材或兩者均含有規(guī)定材料的方法;將構成材料分散在粘合樹脂溶液中之后進行噴霧干燥,由此得到調色劑粒子的方法。而且,將本發(fā)明中的磁性微粒(B)以及根據需要添加的所希望的添加劑、以及調色劑粒子用亨舍爾混合機之類混合機充分混合,可以制造本發(fā)明的磁性單組分調色劑。
本發(fā)明的調色劑粒子的重均粒徑優(yōu)選為3.0~12.0μm,特別優(yōu)選為5.0~9.0μm。
另外,對于本發(fā)明的調色劑而言,從實現(xiàn)裝置小型化、輕量化、高畫質化、使墨粉卡盒的再生容易的觀點考慮,本發(fā)明調色劑中所含的粒徑為0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的調色劑的累積比例在以粒徑為0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的粒子為對象進行測定時優(yōu)選為10~50個數(shù)%,更優(yōu)選為10~40個數(shù)%,特別優(yōu)選為10~30個數(shù)%。
調色劑中所含的粒徑為0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的調色劑的累積比例使用東亞醫(yī)用電子社制的流式粒徑分析裝置(FPIA-1000型)進行測定。
下面說明流式粒徑分析裝置。首先,本發(fā)明使用的測定裝置的簡圖如圖1所示。另外,圖2是該測定裝置的主要部分的說明圖。如圖1所示,該裝置具有以下部分測定中使用的鞘液(sheath fluid)的供給源7和用于暫時儲存鞘液、并送出規(guī)定量的鞘液室6,與從鞘液室6導入的鞘液一同從圖中未示出的供給源導入試樣、形成試樣流的平板狀鞘液池1,設置在平板狀鞘液池1的下方的廢液室5,夾持平板狀鞘液池1的中央部地配置在兩側、間隔一定時間發(fā)光的閃光燈2及對物透鏡3,和設置在對物透鏡3后方的CCD相機4。
測定時,使用將調色劑粒子分散懸浮在表面活性劑水溶液中形成的試樣懸浮液,由圖中未示出的吸管吸收一定量的懸浮液。吸收的試樣懸浮液通過圖中未示出的試樣過濾器,導入平板鞘液池1。如圖2所示,在平板鞘液池1內,鞘液被從鞘液室內導入,利用鞘液形成扁平的試樣流。試樣懸浮液以被鞘液夾持的形式通過平板鞘液池1的中央部。
如圖1所示,用閃光燈2每間隔一定時間發(fā)出的光照射通過平板鞘液池1的試樣懸浮液,此時,用CCD相機4通過對物透鏡3拍攝試樣懸浮液中調色劑粒子的靜止圖像。對由CCD相機拍攝到的粒子像進行圖像解析。由此,用粒子像的投影面積和周長計算當量圓直徑和圓形度,求出粒度分布或圓形度分布等。
而且,本發(fā)明的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑可以裝入成像處理盒后使用,所述成像處理盒一體地具有從像承載體、清潔部件、帶電部件中選擇的至少一個部件和顯影裝置,可自由拆裝地安裝在電攝影裝置上。特別優(yōu)選使用具有顯影裝置的成像處理盒,所述顯影裝置具有收容顯影劑的收容部;具有內部含有固定磁鐵的非磁性套筒且將顯影劑承載在非磁性套筒上的顯影劑承載體;以及以接觸上述顯影劑承載體的方式設置的用于限制顯影劑承載體上的顯影劑量的限制部件。
通過在上述構成的成像處理盒內使用本發(fā)明的單組分靜電荷顯影用磁性調色劑,使作為外添加劑的磁性體難以從調色劑粒子表面游離,因此具有在顯影劑承載體上的附著量少、能夠抑制圖像白色條紋或灰霧發(fā)生的效果,除此之外,還能夠容易地對成像處理盒使用后的部件進行再生,顯著地實現(xiàn)增加再生次數(shù)的效果,是優(yōu)選的方案。
作為本發(fā)明的成像處理盒中使用的圖像承載體,優(yōu)選使用具有非晶硅感光層或有機類感光層的感光體,特別優(yōu)選具有有機類感光層的感光體。作為有機感光層,可以為感光層在同一層內含有電荷發(fā)生物質及具有電荷傳遞性能的物質的單一層型,或者也可以為包含電荷傳遞層與電荷發(fā)生層的功能分離型感光層。優(yōu)選例之一為導電性基體上按照電荷發(fā)生層、電荷傳遞層的順序疊層而構成的疊層型感光層。
作為清潔部件,可以使用刮刀、毛刷等,從清潔性方面考慮,特別優(yōu)選使用將聚氨酯或硅橡膠作為材質成形為刮刀形狀而得到的部件。
作為帶電部件,有使用電暈帶電器的非接觸式,和使用導電輥、導電刷、導電薄片等的接觸式,可以使用任一種方式的部件。由于接觸式不需要高壓,能夠有效率地均勻帶電,簡便、且臭氧發(fā)生率低,因此是優(yōu)選的構成,特別優(yōu)選使用采用帶電輥的接觸式部件。
作為使用帶電輥作為帶電部件時的優(yōu)選處理條件,帶電輥與圖像承載體的接觸壓為4.9~490N/m(5~500g/cm),使用在直流電壓上重疊交流電壓得到的電壓時,優(yōu)選為交流電壓=0.5~5kVpp,交流頻率=50Hz~5kHz,直流電壓=±0.2~±1.5kV;使用直流電壓時,優(yōu)選為直流電壓=±0.2~±5kV。
顯影裝置具有收容顯影劑的收容部,由內部具有固定磁鐵的非磁性套筒構成的顯影劑承載體,以與上述顯影劑承載體接觸的方式設置的限制非磁性套筒上承載的顯影劑量的限制部件。
顯影套筒上載帶的顯影劑的量在旋轉時由以接觸顯影套筒方式設置的限制部件限制。由此,使顯影劑以具有一定厚度的層的形式載帶在上述顯影套筒上。從穩(wěn)定對顯影劑的限制、使磁性調色劑具有優(yōu)選的層厚方面考慮,限制顯影劑層厚的限制部件與上述顯影劑承載體(顯影套筒)的接觸壓力優(yōu)選為線壓5~50g/cm。限制上述顯影劑層厚的限制部件的接觸壓力不足線壓5g/cm時,控制上述顯影劑的力減弱,成為灰霧或顯影劑由顯影套筒漏出的原因。線壓超過50g/cm時,限制部件對顯影劑的損害增大,容易成為顯影劑劣化或顯影劑熔結在上述顯影劑承載體及限制上述顯影劑層厚的限制部件上的原因。
作為限制顯影劑層厚的限制部件的材質,可以使用由聚氨酯橡膠、硅橡膠等具有橡膠彈性的材料,或磷青銅或不銹鋼等具有金屬彈性的材料構成的彈性板等。其中,特別優(yōu)選使用能夠均勻地限制顯影劑層厚、減弱對顯影劑的負荷、對顯影劑承載體磨削等具有有利效果的聚氨酯橡膠或硅橡膠。
作為顯影劑承載體中使用的載帶顯影劑的非磁性套筒,優(yōu)選使用由噴砂設備等使鋁、不銹鋼等金屬圓筒的外側表面變粗糙的部件,或在上述圓筒的外側表面具有由分散了炭黑、石墨等導電性粒子的樹脂形成的表面層的部件。作為用于形成上述表面層的樹脂,可以使用酚醛樹脂、苯乙烯類樹脂、聚酰胺樹脂等。特別優(yōu)選酚醛樹脂。
對于成像處理盒而言,可以在像承載體、帶電部件、顯影裝置及清潔部件等各構成部件內設置存儲或顯示上述各部件或成像處理盒本身的使用經歷信息的裝置。另外,也可以在上述成像處理盒自身內設置存儲裝置或顯示成像處理盒或成像處理盒內安裝的各部件的使用經歷信息的裝置。在上述情況下,再生成像處理盒時,可以根據上述存儲或顯示的使用經歷信息,進行預先設定的部件交換或清掃。由此可以減輕或省略再生時對各部件的檢查等操作。
使用經歷信息的存儲或顯示方法例如有下述具體例??梢耘e出根據使用次數(shù)粘貼表示次數(shù)的數(shù)字的貼紙;粘貼對應于使用次數(shù)的顏色的標記;通過刻印等方式直接寫入使用次數(shù);在成像處理盒上搭載存儲器,在該存儲器內寫入對應于使用次數(shù)的信息;使成像處理盒可以識別,對應于識別信息事先存儲各部件的經歷信息等。
靜電荷顯影用單組分顯影劑用完或成像處理盒無法發(fā)揮所希望的性能時,將成像處理盒從電攝影裝置中取出。根據使用經歷信息,清掃或更換構成成像處理盒的部件,或將靜電荷顯影用單組分磁性調色劑補給入顯影裝置中,從而將取出的成像處理盒再生。進行再生時,采用規(guī)定的方法更新使用經歷信息,使更新后的使用經歷信息能夠有助于成像處理盒的下一次再生。
實施例下面用實施例具體說明本發(fā)明,但是本發(fā)明并不限定于此。需要說明的是實施例中的份數(shù)全部表示質量份。
(實施例1)預先將作為粘合樹脂的苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(苯乙烯與丙烯酸丁酯的摩爾比=80/20,Mn=7200,Mw=280000)100份、磁性氧化鐵(Fe2O3,平均粒徑0.25μm,最大導磁率為2.0μH/m)90份、作為負帶電控制劑的單偶氮鐵配位化合物(T-77,保土谷化學工業(yè)(株)制)3份、費-托合成蠟(熔點=107℃,Mn=550,Mw=910)2份及醇蠟(Unilin 700(東洋PETROLITE社制))2份均勻混合,將混合物用加熱至130℃的雙螺桿擠出機熔融混煉。將得到的混煉物冷卻,用錘磨機進行粗粉碎,將粗粉碎物用噴射磨進行微粉碎,將得到的微粉碎物用風力分級機進行分級,得到黑色調色劑粒子(重均粒徑6.8μm)。在得到的黑色調色劑粒子100份中添加經硅油處理的磁性氧化鐵(平均粒徑0.30μm,最大導磁率為3.6μH/m)0.5份與具有疏水性的二氧化硅微粉(經六甲基二硅氮烷疏水化處理,BET比表面積=200m2/g)1.2份,用亨舍爾混合機、以1500rpm的轉速攪拌·混合2分鐘后,用150目(孔徑為100μm)的篩除去粗粒,得到單組分磁性調色劑1。調色劑1中粒徑0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的調色劑的累積比例為19個數(shù)%。
(實施例2~25)將實施例1中內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)及外添加的磁性微粒(B)替換為表1所示的磁性氧化鐵,除此之外,采用與上述實施例1同樣的方法,得到單組分磁性調色劑2~25。需要說明的是實施例13中使用的磁性微粒(A)z在79.6kA/m下的磁化強度為69Am2/kg,磁性微粒(B)在79.6kA/m下的磁化強度為35Am2/kg。
(比較例1及2)將實施例1中內添加在調色劑粒子中的磁性微粒(A)及外添加的磁性微粒(B)替換為表1所示的磁性氧化鐵,除此之外,采用與上述實施例1同樣的方法,得到單組分磁性調色劑26及27。
各調色劑中使用的內添加磁性微粒(A)及外添加磁性微粒(B)的最大導磁率、兩者的最大導磁率之比(μmB/μmA)如表1所示。
表1

(評價)使用安裝了圖4所示的成像處理盒16的圖3所示的圖像形成裝置,將實施例1~25及比較例1~2中制造的單組分磁性調色劑1~27放置在該裝置的成像處理盒內,根據如下的圖像評價方法進行評價。評價結果如表2~5所示。
本實施例中使用的成像處理盒及圖像形成裝置在作為圖像承載體的感光體1的周圍依次配置一次帶電裝置2、曝光光學系統(tǒng)3、顯影裝置4、轉印裝置9及清潔部件11。此處,一次帶電裝置使用接觸感光體表面的接觸帶電輥,在該帶電輥上施加直流電壓-625V、交流電壓峰間電壓1.8kV、頻率370Hz的帶電電壓,將感光體一次帶電。
曝光光學系統(tǒng)3將對應于應形成的圖像控制為ON/OFF的激光照射在一次帶電后的感光體1上,由此形成靜電潛像。
顯影裝置4具有如下部分與感光體1的表面對向且具有與感光體1的旋轉軸平行的旋轉軸的輥狀調色劑承載體5,在該調色劑承載體5附近有開口部、收容單組分磁性調色劑13(作為收容部的)的調色劑容器15,為了攪拌該調色劑容器15內的單組分磁性調色劑并將其運送至調色劑承載體5而在調色劑容器15內設置的調色劑攪拌裝置7(圖4中省略),用于限制被調色劑攪拌裝置7運送并載帶在調色劑承載體5表面上的調色劑量使其具有均勻厚度的調色劑層厚限制部件6,及對顯影劑承載體5施加顯影偏壓的顯影偏壓電源8。顯影劑承載體5的外徑為10mm,顯影時的角速度為21.0rad/sec。利用該顯影裝置4、由單組分磁性調色劑將利用曝光光學系統(tǒng)3在感光體1上形成的靜電潛像顯影,作為調色劑像被可視化。
感光體1上的調色劑像在由轉印電流發(fā)生裝置10施加了轉印偏壓的轉印裝置9的作用下轉印至運送到該感光體1與轉印裝置9的接觸部(壓接部)的紙等轉印材料P上,由定影裝置12定影,得到定影圖像。另一方面,調色劑像轉印至轉印材料P上后,利用清潔部件11除去殘留在感光體1表面上的調色劑(轉印殘留調色劑),除去的轉印殘留調色劑蓄積在廢調色劑容器14內。
另外,該圖像形成裝置在裝置本體上可拆卸地安裝如圖4所示成一體地具有感光體1、一次帶電裝置2、顯影裝置4、清潔部件11及廢調色劑容器14的成像處理盒16。
下面,說明使用上述各磁性調色劑進行的評價。
(1)耐久性評價i)圖像白色條紋將圖像面積比例約為3%的圖像在高溫·高濕環(huán)境(33.0℃,95%RH(相對濕度))下打印輸出5000張。該過程中在打印初期(第10張)及每1000張輸出一張半色調圖像(副掃描方向1點·2間隔),按下述評價基準評價得到的圖像在各耐久張數(shù)時的白色條紋水平。評價結果如表2所示。
A完全沒有發(fā)生白色條紋C雖然發(fā)生白色條紋,但是不能用肉眼明確地確認E可以用肉眼明確地確認發(fā)生多條白色條紋B為A與C的中間水平,D為C與E的中間水平。
ii)圖像灰霧使用圖像白色條紋的評價圖像,基于下述基準進行灰霧評價。評價結果如表3所示。
A完全沒有發(fā)生灰霧C能夠容易地確認灰霧E全面地確認灰霧B為A與C的中間水平,D為C與E的中間水平。
(2)再生容易性的評價上述(1)的耐久性評價結束后,分解成像處理盒,取出附著調色劑的調色劑承載體,用空氣槍(airgun)噴吹30秒鐘空氣,除去調色劑承載體上附著的調色劑。用肉眼確認調色劑承載體上未附著調色劑后,使用該調色劑承載體與其他的新成像處理盒構成部件,再次組裝成成像處理盒。
將該成像處理盒再次安裝在上述圖像形成裝置內,與上述耐久性評價同樣地進行圖像白色條紋與圖像灰霧的評價。評價結果如表4及表5所示。
表2、圖像白色條紋的評價結果

圖3、圖像灰霧的評價結果

圖4、調色劑承載體再生后的圖像白色條紋評價結果

圖5、調色劑承載體再生后的圖像灰霧評價結果

如上所述,本發(fā)明的磁性單組分顯影劑由于調色劑粒子中含有的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)具有一定的關系,因此作為外添加劑的磁性微粒(B)對調色劑粒子表面具有較高的附著穩(wěn)定性,難以發(fā)生游離,因此即使在圖像形成裝置小型化、高速化的情況下,也能夠具有高畫質及高圖像耐久性。
另外,本發(fā)明的磁性單組分顯影劑由于作為外添加劑的磁性微粒(B)難以從調色劑粒子表面游離,因此相對于顯影承載體的附著量小,可以能使成像處理盒使用后的部件的再生變得容易。
權利要求
1.一種靜電荷顯影用單組分磁性調色劑,所述靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),其特征為,調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)滿足下述式(1)的關系,μmB/μmA≤1.8 (1)。
2.如權利要求1所述的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑,其特征為,粒徑為0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的調色劑的累積比例為10~50個數(shù)%。
3.一種成像處理盒,所述成像處理盒一體地具有從像承載體、清潔部件、帶電部件中選擇的至少一種部件與顯影裝置,可自由拆裝地安裝在電攝影裝置上,其特征為,顯影裝置具有收容顯影劑的收容部,具有內部具有固定磁鐵的非磁性套筒且將顯影劑載帶在非磁性套筒上的顯影劑承載體,以及以接觸顯影劑承載體的方式設置的用于限制顯影劑承載體上的顯影劑量的限制部件,所述顯影劑為靜電荷顯影用單組分磁性調色劑,所述靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),其特征為,調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)滿足下述式(1)的關系,μmB/μmA≤1.8 (1)。
4.一種成像處理盒的再生方法,是一體地具有從像承載體、清潔部件、帶電部件中選擇的至少一種部件與顯影裝置、可自由拆裝地安裝在電攝影裝置上的成像處理盒的再生方法,其特征為,顯影裝置具有收容顯影劑的收容部,具有內部具有固定磁鐵的非磁性套筒且將顯影劑載帶在非磁性套筒上的顯影劑承載體,以及以接觸顯影劑承載體的方式設置的用于限制顯影劑承載體上的顯影劑量的限制部件,所述成像處理盒在顯影劑用完或成像處理盒無法發(fā)揮所期望的性能時可以被從電攝影裝置中取出,并且具有存儲或顯示該成像處理盒的使用經歷信息的裝置,所述再生方法包括如下步驟根據所述使用經歷信息,清掃或更換構成所述成像處理盒的部件或顯影裝置,或將顯影劑補給入顯影裝置,由此可以再次安裝在電攝影裝置內進行使用的再生步驟,進行所述再生時,將成像處理盒被更新的使用經歷信息存儲或顯示在所述存儲或顯示使用經歷的裝置內的步驟;所述顯影劑為靜電荷顯影用單組分磁性調色劑,所述靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),其特征為,調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μmA)與外添加在調色劑粒子中的磁性微粒(B)的最大導磁率(μmB)滿足下述式(1)的關系,μmB/μmA≤1.8 (1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜電荷顯影用單組分磁性調色劑、成像處理盒及其再生方法,所述靜電荷顯影用單組分磁性調色劑即使在裝置小型化、高速化的情況下也不發(fā)生由調色劑凝集或熔結所引起的圖像缺陷,另外能夠容易地將成像處理盒再生。本發(fā)明的靜電荷顯影用單組分磁性調色劑具有至少含有磁性微粒(A)與粘合樹脂的調色劑粒子和外添加在該調色劑粒子中的磁性微粒(B),調色劑粒子中所含的磁性微粒(A)的最大導磁率(μm
文檔編號G03G9/083GK1577124SQ20041007093
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權日2003年7月16日
發(fā)明者加藤一憲, 會田修一 申請人:佳能株式會社
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