CN100495239C - 显影剂承载体及显影装置 - Google Patents
显影剂承载体及显影装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100495239C CN100495239C CNB2006800263087A CN200680026308A CN100495239C CN 100495239 C CN100495239 C CN 100495239C CN B2006800263087 A CNB2006800263087 A CN B2006800263087A CN 200680026308 A CN200680026308 A CN 200680026308A CN 100495239 C CN100495239 C CN 100495239C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- developer
- resin
- toner
- developer carrier
- carbon black
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
本发明提供一种显影剂承载体及显影装置,即使经长时间连续转印、或在不同环境条件下,也不引起调色剂的充电,并能防止调色剂热粘接在显影剂承载体表面或控制显影剂层厚的构件表面,进而使含有调色剂的显影剂维持均匀的涂布状态,并能使调色剂均匀且迅速地摩擦带电,从而得到耐久使用时无图像浓度降低或浓度不均、套筒重影、灰雾、竖条纹的高品质图像。具体提供具有基体和设置在该基体表面上的树脂被覆层的显影剂承载体及具有该显影剂承载体的显影装置,该树脂被覆层至少含有粘合树脂和炭黑,利用X射线衍射得到的该炭黑的石墨(002)的面间隔为0.3370nm以上0.3450nm以下。
Description
技术领域
本发明涉及显影剂承载体及装有该显影剂承载体的显影装置,所述显影剂承载体用于在电摄影法中显影电摄影感光体或静电记录介质等静电潜像承载体上形成的静电潜像。
背景技术
目前,作为电摄影法,已知有多种方法,通常是使用光导电性物质,通过各种方法在感光体等静电潜像承载体上形成静电潜像,然后用含有调色剂的显影剂显影上述静电潜像,根据需要将调色剂像转印到纸等转印材料上以后,通过热·压力等将调色剂像定影在转印材料上,得到复印品。
近年来,打印机或复印机等电摄影装置的技术方向是获得更高析像度,例如,目前,300dpi、600dpi的装置正逐渐发展成1200dpi、2400dpi。所以,显影方式也随之被要求更高精细化。
在电摄影领域,彩色化正快速发展。由于彩色图像是通过适当重叠黄色、品红、青色、黑色4种颜色的调色剂进行显影而形成的,所以要求各色调色剂具有高于单独使用时的显影特性。因此,均匀控制彩色调色剂的带电性变得越来越重要。
但是,很难调节调色剂的带电,虽然对调色剂进行了各种处理,但特别是在单组分显影方式时,要求进一步提高调色剂带电的不均匀性和带电的耐久稳定性。
特别是在显影套筒等显影剂承载体反复旋转时,被涂敷在该显影套筒上的调色剂通过与显影套筒接触,其带电量变得过高,从而容易引起所谓的充电(charge-up)现象。如果引起充电现象,则调色剂被非常牢固地吸附在显影套筒表面,使其在显影套筒表面上处于不动状态,而不能从显影套筒移动到感光鼓的潜像上。发生上述充电现象时,显影套筒表面的调色剂层的上层调色剂难以带电,导致调色剂的显影量下降,因此容易发生线图像变细或实心图像的图像浓度降低。另外,由于充电现象而没有被适当带电的调色剂流出到显影套筒上,有时也发生条纹状、斑点状或波纹状的不均现象。
最近,为了实现电摄影装置的数字化、进一步提高画质,希望缩小调色剂的粒径,或者为了减少废调色剂,要求调色剂的形状接近球形。
但是,使用被小粒径化及球形化的调色剂时,虽然提高了流动性,但存在难以在显影套筒上涂敷调色剂,使其形成均匀的薄层的倾向。所以,为了在显影套筒上均匀地涂敷上述调色剂,必须利用显影刮板(blade)等显影剂层厚控制构件提高调色剂的控制力。特别是在低温低湿环境下,容易使每单位质量调色剂的电荷量增加。因此,导致调色剂带电不均,容易发生浓度降低或浓度不均,同时,牢固地附着在显影套筒上的调色剂有时发生热粘接,引起灰雾或竖条纹等图像不良。
在高温高湿下,为了提高低温定影性,调色剂使用易在物理学力和热的作用下流动的材料,所以随着重复复印,调色剂在显影套筒及显影刮板之间被反复摩擦,受到压力,结果促使调色剂热粘接到显影套筒表面或显影刮板表面上,导致灰雾、图像浓度不均及竖条纹的图像不良易显著恶化。
另一方面,作为解决上述现象的方法,特开平08-240981号公报中公开了使用下述显影套筒的方案,即,在金属基体上设置分散有炭黑、石墨之类导电性物质或固体润滑剂的树脂被覆层的显影套筒。
通过使用上述显影剂承载体,能大幅度减轻上述充电现象,而且在高温高湿环境下,还能减少调色剂在显影套筒表面的热粘接。
但是,上述显影剂承载体中的树脂被覆层表面的凹凸形状不均匀,而且,树脂被覆层表面的润滑性也不充分均匀,所以,必须进一步提高对调色剂均匀且迅速地赋予电荷的带电特性。另外,长期耐久使用时,特别是使用球形化的调色剂时,由于树脂被覆层表面不均匀的凸起部分的影响或树脂被覆层表面不均均的润滑性,导致树脂被覆层表面的一部分容易发生调色剂热粘接。因此,由于有时发生因调色剂的摩擦带电不均导致灰雾恶化或图像浓度不均、套筒重影(sleevghost)及条纹状图像缺陷,所以还有改良的余地。
特别是使用具有使石墨之类固体润滑剂分散在其中的树脂被覆层的显影剂承载体时,树脂被覆层表面具有起因于石墨的鳞片状结构的润滑性,所以对由充电引起的套筒重影能发挥充分的效果。但是,由于石墨粒子的形状为不定形鳞片状,粒径为2~30μm,较大,且粒度分布也宽,所以,难以在被覆树脂中均匀分散。结果导致只含有大量石墨的树脂被覆层的表面形状不均匀,在树脂被覆层表面容易发生石墨本身的磨损或脱离以及局部润滑性不良。因此,耐久使用时,发生树脂被覆层的磨损,导致表面粗糙度或表面组成发生变化,同时,发生调色剂污染,并且容易引起调色剂的输送不良或调色剂带电不均。
另外,公开了在显影剂承载体的树脂被覆层中使用科琴黑(ketjenblack)或乙炔黑之类具有高导电性的特定炭黑作为导电性物质的方法。例如,特开2001-331032号公报中公开了具有含有科琴黑的树脂被覆层的显影辊,另外在专利注册第2795168号公报中公开了具有含有乙炔黑的弹性层的显影辊。
通常,炭黑的粒径小,比表面积大,结构发达。因此,具有高DBP吸油值。根据Lion株式会社主页“炭黑‘科琴黑’的介绍”〔2002年9月21日检索〕因特网<URL:http://www.lion.co.jp/chem/jn/sectop/carbon/k_intro.htm>,KetjenblackEC300J的DBP吸油值为360ml/100g,Ketjenblack EC600JD的DBP吸油值为495ml/100g,具有高DBP吸油值。但是,科琴黑等具有高DBP吸油值的炭黑难以在树脂被覆层中均匀分散,不能充分发挥调色剂充电抑制效果,容易导致调色剂的带电不均,同时,容易因科琴黑的凝集而引发显影偏压的漏泄。另外,科琴黑等炭黑不能充分赋予树脂被覆层润滑性,长期使用过程中,调色剂容易热粘接在树脂被覆层表面上,也因此容易使调色剂的带电不均。湿度容易使科琴黑的电阻改变,所以,特别是在高温高湿环境下,有时导致对调色剂的带电赋予性降低。
另一方面,乙炔黑是一种通过乙炔的不完全燃烧得到的炭黑,通常利用热分解或燃烧法制备。根据(株)技术信息协会1997年5月26日出版的《炭黑的特性与最佳配合及应用技术》284页的记载,该乙炔黑也具有高DBP吸油值,为250ml/100g,并且结构也发达。所述结构相互接触形成导电回路,由此表现导电性,但由于具有高DBP吸油值,所以与上述科琴黑相同,难以在树脂被覆层中均匀分散,对调色剂的充电现象的抑制容易变得不充分,从而容易导致调色剂的带电不均。另外,由于不能充分赋予树脂被覆层润滑性,所以长期使用过程中,调色剂容易热粘接在树脂被覆层表面,同样容易导致调色剂的带电不均。
特开平07-013415号公报中公开了在基体上设置除分散有炭黑或结晶性石墨等导电性微粉之外、还分散有离子导电剂的树脂被覆层的显影辊。在该方法中,通过添加离子导电剂,具有抑制调色剂的充电现象的效果,但是,离子导电剂的湿度依赖性高。因此,导致树脂被覆层的电阻值变动大,特别是在高温高湿环境下,调色剂的带电量减少,长期使用过程中,在浓度稳定性或灰雾方面还不充分。
发明内容
即,本发明的目的在于提供一种显影剂承载体及显影装置,所述显影剂承载体即使长期连续复印,也不发生调色剂的充电,并能防止调色剂热粘接在显影剂承载体表面或显影剂层厚控制构件表面,进而维持含有调色剂的显影剂的均匀涂敷状态,且能使调色剂均匀且迅速地摩擦带电,由此能够在要求耐久性的使用条件下得到无图像浓度降低或浓度不均、套筒重影、灰雾及竖条纹的高品质图像。
本发明的目的还在于提供一种显影剂承载体及显影装置,所述显影剂承载体即使在高温高湿及低温低湿环境下也不发生图像浓度降低、图像浓度不均、竖条纹及灰雾的问题,能够稳定得到图像浓度高的高品质图像。
本发明的目的还在于提供一种显影剂承载体及显影装置,所述显影剂承载体能够抑制在使用粒径小的调色剂或球形化度高的调色剂形成图像时容易出现的调色剂的充电现象,减少调色剂对显影剂承载体表面或显影剂层厚控制构件表面的热粘接,进而能够维持含有调色剂的显影剂的均匀涂敷状态,且能使显影剂均匀且迅速地摩擦带电,由此能够得到无图像浓度降低或浓度不均、套筒重影、灰雾及竖条纹的高品质图像。
通过以下手段实现本发明的上述目的。
一种显影剂承载体,所述显影剂承载体承载含有调色剂的显影剂,所述调色剂用于显影承载在静电潜像承载体上的静电潜像,该显影剂承载体至少具有基体及设置在该基体表面上的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有粘合树脂和炭黑,利用X射线衍射测定的该炭黑的石墨(002)面的面间隔为0.3370nm以上0.3450nm以下。
根据本发明,能够提供一种显影剂承载体及显影装置,所述显影剂承载体由于其上的树脂被覆层的润滑性和耐磨性优良,所以即使长期连续复印,也不发生调色剂的充电,并能防止调色剂对显影剂承载体表面或显影剂层厚控制构件表面的热粘接,进而能够维持含有调色剂的显影剂的均匀涂敷状态,且能使调色剂均匀且迅速地摩擦带电,由此能够在要求耐久性的使用条件下得到无图像浓度降低和浓度不均、套筒重影、灰雾及竖条纹的高品质图像。
附图说明
图1是表示使用含有磁性调色剂的磁性单组分显影剂时,具有本发明的显影剂承载体的显影装置的实施方案之一的模式图。
图2是表示使用含有磁性调色剂的磁性单组分显影剂时,具有本发明的显影剂承载体的显影装置的其他实施方案的模式图。
图3是表示使用含有磁性调色剂的磁性单组分显影剂时,具有本发明的显影剂承载体的显影装置的其他实施方案的模式图。
图4是表示使用含有非磁性调色剂的非磁性单组分显影剂时,具有本发明的显影剂承载体的显影装置的实施方案的模式图。
图5表示套筒重影的评价用标准图(使用A4纸)。
图6表示利用X射线衍射测定的显影剂承载体的树脂被覆层的X射线衍射图之一例。
具体实施方式
下面列举优选实施方案,详细说明本发明。
首先说明本发明的显影剂承载体。
本发明的显影剂承载体是承载含有调色剂的显影剂的显影剂承载体,所述调色剂用于显影承载在静电潜像承载体上的静电潜像,该显影剂承载体必须至少含有基体及设置在该基体表面的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有粘合树脂和炭黑,利用X射线衍射测定的该炭黑的石墨(002)面的面间隔[d(002)]为0.3370nm以上0.3450nm以下。
利用X射线衍射测定的炭黑的石墨(002)面的面间隔(以下也称为d(002))如果为0.3370nm以上0.3450nm以下,则容易均匀地形成树脂被覆层表面的润滑性和导电性,并且不易发生因耐久引起的树脂被覆层表面的变化。因此,显影剂承载体对调色剂的充电发挥长期抑制效果,不易发生调色剂对显影剂承载体表面的热粘接,且能稳定地使显影剂均匀带电。需要说明的是,利用X射线衍射测定的所述炭黑的X射线衍射图案2θ在25.84°以上26.46°以下具有主峰。
d(002)低于0.3370nm的炭黑难以结晶化,所以难以制备。另外,使用d(002)大于0.3450nm的炭黑时,树脂被覆层的润滑性或导电性不充分,导致对调色剂的充电抑制效果或减少调色剂对显影剂承载体表面的热粘接的效果被破坏。
为了将炭黑的d(002)控制在0.3370nm以上0.3450nm以下,优选对炭黑进行石墨化处理。
目前,树脂被覆层的电阻值通过树脂被覆层中含有的具有导电性的物质的种类及其含量进行调整。其中,炭黑仅通过控制添加量即可实现任意程度的导电性,因此被广泛使用。但是,使用炭黑时,如果其添加量少,则难以将树脂被覆层的电阻值降至所希望的水平,或者调色剂附着在显影剂承载体表面的树脂被覆层,常常妨碍调色剂带电。另一方面,如果炭黑的添加量过多,则存在于树脂被覆层表面的炭黑的比例升高,导电性有可能变得充分,但有时树脂被覆层的强度下降。因此,不能维持长期使用时的耐磨性。另外,如果形成树脂被覆层时,炭黑在涂料中的添加量较多,则使炭黑分散到涂料树脂液中时,涂料液的粘度升高,难以使炭黑或涂料中其他成分均匀分散。结果导致形成的树脂被覆层中的炭黑分布不均,在耐漏泄性及对调色剂的均匀带电赋予性方面出现问题。
而d(002)为0.3370nm以上0.3450nm以下的炭黑是使现有炭黑的结晶性接近石墨的炭黑。所以,使树脂被覆层中含有该炭黑时,能够得到具有更均匀带电特性的树脂被覆层。特别是使用的炭黑结晶性越高,越有可能进一步提高上述特性。
本发明使用的经石墨化处理的炭黑(以下也称为石墨化炭黑)是对现有的炭黑进行热处理使其石墨化而得到的。如上所述得到的石墨化炭黑具有以下特征:在表面上不存在官能团,导电性良好,杂质(例如硫、氯等)含量也极少,且由于水分的吸附性小,所以由环境引起的导电特性的变化小。而且,由于石墨化炭黑的表面变成润滑性优良的石墨结晶结构,所以具有含有所述炭黑的树脂被覆层的显影剂承载体的表面不易被调色剂污染。因此,显影剂承载体表面的树脂被覆层中含有石墨化炭黑时,少量即可防止显影剂的充电,同时,树脂被覆层的强度也被提高,且能稳定地使显影剂均匀带电。
作为本发明所用石墨化炭黑原料的炭黑,可以使用利用已知的炉法、槽法或热裂法制备的炭黑、灯黑、热裂炭黑、炉黑及各种副产品炭黑中的任一种。根据上述理由,本发明中使用通过石墨化处理上述炭黑等使d(002)为0.3370nm以上0.3450nm以下的炭黑。需要说明的是,使用石墨化处理各种炭黑得到的物质能够稳定树脂被覆层,故优选。
炭黑的石墨化处理如下进行:将炭黑填充到石墨坩埚中后装入通常的阿切孙(Acheson)电炉或高频炉中,在非氧化性气氛中加热。石墨化时的温度优选设在1700℃~3200℃的范围内,低于该范围时石墨化进行得不充分,超过该范围的加热是不必要的。
另外,上述石墨化炭黑的结晶化度可以通过使石墨化时的温度在1700℃~3200℃的范围内变化来进行调整。
本发明中使用的炭黑的平均一次粒径优选为10nm以上100nm以下,较优选为12nm以上80nm以下。如果平均一次粒径低于10nm,则炭黑石墨化时,难以充分进行结晶。另外,使炭黑分散时,有时粒子之间的凝集性升高,与涂料树脂一起分散得到的涂料液的粘度升高,炭黑在涂料液中的分散变得不均匀。另一方面,平均一次粒径超过100nm时,炭黑难以均匀地分散到涂料液中。结果炭黑可能不均匀地分布在树脂被覆层表面,炭黑存在少的部分的树脂被覆层表面的导电性和润滑性劣化,显影剂承载体的显影特性不均。另外,有时以大颗粒炭黑为核,发生树脂被覆层磨耗或显影偏压漏泄。
本发明使用的炭黑优选DBP吸油值为50ml/100g以上200ml/100g以下,较优选为50ml/100g以上150ml/100g以下。DBP吸油值是作为炭黑凝集状态标准的结构参数,如果DBP吸油值在上述范围内,则炭黑具有优良的导电性和分散性。由此能降低形成于显影剂承载体表面的树脂被覆层中炭黑的不均匀分布或凝集,赋予均匀的导电性,提高对调色剂的良好的带电赋予性、耐漏泄性及耐磨性。需要说明的是,本发明中炭黑的DBP吸油值是基于JIS K6217-1997测定的。
如果使用DBP吸油值超过200ml/100g的结构发达的炭黑,则形成树脂被覆层时,在涂料的分散工序中涂料的粘度增加,导致无法均匀分散,而且,由于树脂被覆层中的炭黑的凝集,有时容易发生显影偏压的漏泄或树脂被覆层的强度降低等,导致难以得到良好的显影性。
如果DBP吸油值低于50ml/100g,则形成树脂被覆层时,炭黑在涂料中的分散稳定性变差,树脂被覆层表面的均匀导电性或润滑性下降,容易引起显影剂的充电,同时,显影剂的带电不均容易导致图像浓度的下降或灰雾、浓度不均等的恶化。
本发明中使用的炭黑的BET比表面积优选为500m2/g以下,较优选为300m2/g以下。如果BET比表面积超过500m2/g,则形成树脂被覆层时,涂料的粘度增加,导致无法均匀分散,有时容易因树脂被覆层中炭黑的凝集,导致显影偏压漏泄或树脂被覆层的强度下降,使显影性恶化。
本发明中可以使有机基团与石墨化炭黑的表面共价键合,对表面进行改性处理。如果进行了改性处理,则以有机基团共价键合在石墨化炭黑的表面的状态存在,所以能够提高炭黑对被覆树脂的亲和力,并改善石墨化炭黑的分散性。结果能够进一步提高所得树脂被覆层的带电赋予性和耐磨性,并且能显著提高电摄影图像的品质。
作为改性处理石墨化炭黑的表面的方法,例如可以举出利用含有钛、铝、锆或硅等元素的有机金属化合物进行改性处理的方法、及在自由基聚合引发剂的存在下加热的方法。作为此时使用的有机金属化合物,具体可以举出以下化合物。钛螯合物、钛偶联剂、铝螯合物、铝偶联剂、锆偶联剂、硅烷偶联剂。作为自由基聚合引发剂,例如可以举出有机过氧化物、偶氮化合物、过硫酸盐化合物。上述化合物可以单独使用,也可以组合使用。具体可以举出使石墨化炭黑分散在水和醇等有机溶剂的混合介质中,然后在其中加入适量上述表面处理用化合物,进行加热的方法。
本发明中,为了防止显影剂因充电而粘合在显影剂承载体上、及对显影剂的带电赋予不良,优选形成于显影剂承载体上的树脂被覆层具有导电性。
树脂被覆层的体积电阻值优选为104Ω·cm以下,较优选为103Ω·cm以下。显影剂承载体表面的树脂被覆层的体积电阻值超过104Ω·cm时,有时容易发生因充电引起的调色剂对显影剂承载体的粘合或对调色剂的带电赋予不良。
为了使树脂被覆层具有上述体积电阻,优选相对于100质量份树脂被覆层中含有的粘合树脂添加8质量份~100质量份本发明中使用的炭黑。如果炭黑低于8质量份,则存在以下倾向:树脂被覆层的体积电阻变高,同时缺乏润滑性,并且容易因调色剂的充电而导致显影性劣化及调色剂对显影剂承载体表面的粘合或热粘接。而炭黑超过100质量份时,有时因对调色剂的带电赋予性下降或树脂被覆层的强度下降,导致调色剂的带电不均,使显影性恶化。
本发明的具有基体及设置在该基体表面的树脂被覆层的显影剂承载体,在不损害炭黑的特性的前提下,可以并用炭黑与其他导电性微粒。作为导电性微粒,可以举出铝、铜、镍、银等金属粉体的微粉、氧化锑、氧化铟、氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化钼及钛酸钾等金属氧化物。
作为构成本发明的显影剂承载体的树脂被覆层中使用的粘合树脂,可以使用迄今为止显影剂承载体的树脂被覆层中通常使用的公知的粘合树脂。例如可以举出以下物质。苯乙烯类树脂、乙烯类树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰胺树脂、氟树脂、及丙烯酸类树脂等热塑性树脂,环氧树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、有机硅树脂及聚酰亚胺树脂等热或光固化性树脂。其中,优选有机硅树脂及氟树脂等具有脱模性的树脂、或聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯类树脂及丙烯酸类树脂等机械性质优良的树脂。
本发明中,为了调整显影剂承载体的带电赋予性,可以在上述树脂被覆层中进一步含有带电控制剂。此种情况下,优选相对于100质量份树脂被覆层中含有的粘合树脂,带电控制剂的含量为1质量份~100质量份。低于1质量份时,不能呈现出添加带电控制剂产生的添加效果,超过100质量份时,在树脂被覆层中引起分散不良,容易导致被膜强度降低。
作为带电控制剂,例如可列举出以下物质。由苯胺黑和脂肪酸金属盐得到的改性物,三丁基苄基铵-1-羟基-4-萘磺酸盐、四氟硼酸四丁基铵等季铵盐,及作为它们的类似物的锍盐等鎓盐和它们的色淀颜料(作为色淀化剂,有磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、鞣酸、月桂酸、没食子酸、铁氰化物、亚铁氰化物),高级脂肪酸的金属盐,氧化丁基锡、氧化二辛基锡、氧化二环己基锡等氧化二有机基锡,硼化二丁基锡、硼化二辛基锡、硼化二环己基锡等硼化二有机基锡类,胍类,咪唑化合物。
构成本发明的显影剂承载体的树脂被覆层还可以含有石墨化粒子。本发明中,石墨化粒子优选利用X射线衍射测定的X射线衍射图中X射线衍射图案2θ在25.46°以上26.67°以下的范围内具有主峰,较优选在25.46°以上25.84°以下的范围内具有主峰。使用2θ的主峰位置超过26.67°的石墨化粒子时,虽然对初期的显影特性及减轻热粘接有效,但过度进行石墨化,使硬度降低,不能充分赋予显影剂承载体耐久性。另外,2θ的主峰位置小于25.46°的石墨化粒子,粒子本身的石墨化未充分进行,所以显影性提高、耐热粘接性提高等图像改善效果小,图像稳定性变差。本发明中,石墨化粒子优选个数平均粒径为0.5μm以上25.0μm以下的粒子。
本发明中的石墨化粒子可以通过下述方法得到,但并不限定于这些方法。作为得到特别优选的本发明中使用的石墨化粒子的方法,使用中间相炭微球(mesocarbon microbeads)、整体中间相沥青粒子(bulkmesophase pitch)等光学各向异性且由单一相组成的粒子作为原材料进行石墨化,能提高石墨化粒子的石墨化程度且保持球状形状,故优选。上述原材料的光学各向异性是由芳香族分子的堆积产生的,其有序性(orderliness)在石墨化处理的作用下进一步提高,从而得到高度石墨化的石墨化粒子。
作为得到石墨化粒子的原材料,使用整体中间相沥青时,由于使用加热即可软化熔融的材料能得到球状、石墨化程度高的石墨化粒子,故优选。作为得到整体中间相沥青粒子的代表性方法,例如可以通过溶剂分馏从煤焦油沥青等中萃取β-树脂,对其进行氢化、重质化处理,由此得到中间相沥青粒子。也可以在重质化处理后,进行微粉碎,然后用苯或甲苯等除去溶剂可溶成分,由此得到中间相沥青粒子。所述整体中间相沥青粒子优选喹啉可溶成分为95质量%以上。使用低于95质量%的整体中间相沥青粒子时,由于有时粒子内部难以液相炭化,而发生固相炭化,所以粒子保持粉碎状,不能得到球状粒子。
作为使用中间相沥青得到石墨化粒子的方法,首先将上述整体中间相沥青微粉碎成2μm~25μm,将其在空气中于约200℃~350℃下进行热处理,从而进行轻度氧化处理。通过该氧化处理,仅使整体中间相沥青粒子的表面不熔化,能够防止该粒子在后续工序即石墨化热处理时发生熔融、热粘接。实施了氧化处理的整体中间相沥青粒子含氧量为5质量%~15质量%是适当的。含氧量低于5质量%时,热处理时的粒子之间的热粘接变得严重,含氧量超过15质量%时发生以下不利的情况,即,直至粒子内部都被氧化,另外以粉碎状态进行石墨化时难以得到球状粒子等。接下来,将如上所述地进行了氧化处理的整体中间相沥青粒子通过在氮、氩等惰性气氛中于800℃~1200℃下进行一次烧成,使其炭化,然后在2000℃~3500℃下进行二次烧成,能够得到所希望的石墨化粒子。
作为获得用于得到本发明使用的石墨化粒子的另一个优选原材料即中间相炭微球的代表性方法,是将煤型重油或石油型重油在300℃~500℃的温度下进行热处理,使其进行缩聚反应,生成粗中间相炭微球,对反应产物进行过滤、静置沉降、离心等处理,分离得到中间相炭微球,然后用苯、甲苯、二甲苯等溶剂清洗,进一步干燥得到中间相炭微球。
作为使用该中间相炭微球进行石墨化的方法,首先,利用不破坏干燥后的中间相炭微球的程度的温和作用力使其机械地一次分散,上述处理可防止石墨化后的粒子聚集,并且得到均匀粒度,故而优选。将进行了所述一次分散的中间相炭微球在惰性气氛中、于200℃~1500℃的温度下进行一次加热处理,使其炭化。因能防止石墨化后的粒子的聚集,并且使粒度均匀,所以进行了一次加热处理的炭化物也优选利用不破坏炭化物的程度的温和作用力对其进行机械性分散。将进行了二次分散处理的炭化物在惰性气氛中、于2000℃~3500℃下进行二次加热处理,得到所希望的石墨化粒子。
在使用任一种原材料制备石墨化粒子中,都优选将其烧成温度设为2000℃~3500℃。烧成温度低于2000℃时,石墨化粒子的硬度高,因此存在改善耐久性的倾向,但石墨化粒子的石墨化不充分,有时导电性或润滑性降低,导致调色剂充电,容易因图像浓度低、灰雾、文字的飞散等使画质变差,并且在控制构件使用弹性构件时,控制构件表面有时发生擦伤,实心图像容易发生条纹·不均等。烧成温度在3500℃以上时,可能导致石墨化粒子的石墨化过度进行,使得石墨化粒子的硬度降低,因石墨化粒子的耐磨性变差,使得被覆层表面的耐磨性、树脂被覆层的机械强度及对调色剂的带电赋予性容易降低。
作为树脂被覆层中石墨化粒子的含量,相对于100质量份树脂被覆层中的粘合树脂,优选为2质量份~150质量份,较优选为4质量份~100质量份。石墨化粒子的含量低于2质量份时,添加石墨化粒子所产生的效果小,含量高于150质量份时,有时树脂被覆层的粘合性过度降低,导致耐磨性变差。
另外,在本发明中,d(002)为0.3370nm以上0.3450nm以下的炭黑和石墨化粒子在树脂被覆层内部的配合比[(炭黑的质量)/(石墨化粒子的质量)]优选为0.01~20.00,较优选为0.04~5.00,进一步优选为0.04~2.00。
构成本发明的显影剂承载体的树脂被覆层可以进一步含有凹凸赋予粒子(unevenness providing particles)。凹凸赋予粒子具有以下效果:使显影剂承载体的树脂被覆层表面保持适当的表面粗糙度,提高含有调色剂的显影剂的输送性,增加显影剂与树脂被覆层的接触机会,同时提高树脂被覆层的耐磨性,并且缓解使用弹性刮板作为显影剂层厚控制构件时从弹性刮板施加到显影剂粒子上的压力,从而不易发生调色剂对显影剂承载体的热粘接。
作为凹凸赋予粒子,优选其体积平均粒径为1μm~20μm,较优选为2~15μm。凹凸赋予粒子的体积平均粒径小于1μm时,难以得到添加效果。凹凸赋予粒子的体积平均粒径大于20μm时,树脂被覆层表面的粗糙度变得不均,同时,粗糙度变得过大,导致调色剂的带电不充分,并且,在凹凸赋予粒子的附近容易引起调色剂的热粘接,有时导致灰雾或浓度降低等画质恶化。使用弹性刮板时,树脂被覆层表面上突出的凸起形状容易造成刮伤,有时容易以该突出的凸起形状为起点,发生显影偏压漏泄。
凹凸赋予粒子的真密度优选为3g/cm3以下,较优选为2.7g/cm3以下,进一步优选为0.9~2.3g/cm3。凹凸赋予粒子的真密度大于3g/cm3时,树脂被覆层中的凹凸赋予粒子的分散性不充分,所以难以赋予树脂被覆层表面均匀的粗糙度,容易导致调色剂的带电不均,或树脂被覆层的强度不充分。凹凸赋予粒子的真密度小于0.9g/cm3时,有时导致树脂被覆层中的凹凸赋予粒子的分散不充分。
凹凸赋予粒子的形状优选为球状。
本发明中所谓球状粒子的球状,是指凹凸赋予粒子的粒子投影像中的长径/短径之比为1.0~1.5,本发明中较优选使用长径/短径之比为1.0~1.2的粒子。
凹凸赋予粒子的长径/短径之比大于1.5时,有时凹凸赋予粒子在树脂被覆层中的分散不充分,树脂被覆层表面的粗糙度不均匀。
作为上述凹凸赋予粒子,可以使用公知的粒子,例如可以举出球状的树脂粒子或球状的金属氧化物粒子。
树脂被覆层可以如下形成,例如将用于树脂被覆层的各成分分散混合在溶剂中后,进行涂料化,涂布在基体上,经干燥固化或硬化而形成。可以适当使用砂磨机、涂料混合器、戴诺磨(Dynomill)、珠磨机等利用微珠的公知的分散装置在涂料液中分散混合各成分。作为涂布方法,可以使用浸渍法、喷淋法及辊涂法等公知的涂布方法。
本发明中,树脂被覆层表面的粗糙度优选算术平均粗糙度Ra(JISB0601-2001)为0.2μm~2.5μm,较优选为0.2μm~1.5μm。树脂被覆层表面的Ra小于0.2μm时,树脂被覆层表面几乎不存在凹凸,导致显影剂承载体上含有调色剂的显影剂的量不稳定,同时树脂被覆层的耐磨性及耐显影剂污染性有时也不充分。另一方面,Ra大于2.5μm时,显影剂承载体上显影剂的输送量过多,有时导致调色剂难以均匀带电,树脂被覆层的机械强度也降低。
如上所述构成的树脂被覆层的厚度优选为25μm以下,较优选为20μm以下,进一步优选为4μm~20μm,由此能得到均匀膜厚,但并不特别限定于上述厚度。树脂被覆层的膜厚也取决于树脂被覆层使用的材料,使附着质量为4000mg/m2~20000mg/m2,即可得到上述膜厚。
本发明中,在利用X射线衍射测定的树脂被覆层的X射线衍射图中,X射线衍射图案2θ优选在25.46°以上26.67°以下的范围内具有主峰。
该主峰的半峰宽的全域优选在25.09°以上27.04°以下的范围内。如图6所示,在能进行峰分离时,进行分离后测定半峰宽。另外,几个峰重叠不能峰分离时,在重叠状态下校正基线求出半峰宽。需要说明的是,为了简便,如果仅通过基线校正求得的半峰宽在上述范围内,则不必再次进行峰分离求出半峰宽。
即主峰在25.46°以上26.67°以下的范围内且该主峰的半峰宽存在于25.09°以上27.04°以下之间时,该树脂被覆层内配合的石墨化粒子及炭黑的石墨化程度较少发生不均,故能发挥上述石墨化粒子及炭黑的特性。例如,树脂被覆层的耐久性增加,或改善打印图像的画质。
本发明优选使树脂被覆层中含有X射线衍射图案2θ在25.46°以上25.84°以下的范围内具有主峰的石墨化粒子、及X射线衍射图案2θ在25.84°以上26.46°以下的范围内具有主峰的炭黑。在如上所述使用2θ的主峰位置不同的石墨化粒子和炭黑时,利用X射线衍射测定的树脂被覆层的X射线衍射图如图6所示,有时除主峰以外还能观察到亚峰(sub-peak),所述亚峰能进行峰分离。优选在测定上述X射线衍射图时,在不进行峰分离的情况下,X射线衍射图案2θ在25.46°以上25.84°以下的范围和25.84°以上26.46°以下的范围内,分别具有至少1个峰。需要说明的是,图6是主峰重叠在亚峰上,为尖峰的例子,但根据石墨化粒子、炭黑的配合比的不同有时也存在相反的情况。
作为本发明中使用的显影剂承载体的基体,可以举出圆筒状构件、圆柱状构件及带状构件,在不与感光鼓等静电潜像承载体接触的显影方法中,优选使用由金属之类刚性材料制成的圆筒管或实心棒。作为上述基体,可以适当使用将铝、不锈钢及黄铜等非磁性金属或合金成型为圆筒状或圆柱状,进行研磨或研削得到的基体。为了改善图像的均匀性,可以在对上述基体进行高精度成型或加工后加以使用。例如,长度方向的直线度为30μm以下,优选为20μm以下,进一步优选为10μm以下是合适的。显影剂承载体和静电潜像承载体的间隙的偏差(variation),例如相对垂直面以均匀的间隔定位,使显影剂承载体旋转时的垂直面和静电潜像承载体的间隙的偏差为30μm以下,优选为20μm以下,进一步优选为10μm以下。从材料成本或易于加工方面考虑,优选使用铝作为基体。
作为使用与感光鼓等静电潜像承载体直接接触的显影方法时的基体,优选使用金属制芯轴上具有含有氨基甲酸酯、EPDM及硅橡胶等橡胶或弹性体的层结构的圆柱状构件。另外,在使用具有磁性调色剂的显影剂的显影方法中,为了在显影剂承载体上磁性吸附并保持磁性调色剂,可以将基体制成圆筒状,在其内部设置磁性辊。
下面说明具有上述本发明的显影剂承载体的本发明的显影装置。
图1是使用具有磁性调色剂的磁性单组分显影剂时,具有本发明的显影剂承载体的显影装置的实施方案之一的模式图。
图1中,作为保持按照公知操作形成的静电潜像的静电潜像承载体的感光鼓1沿箭头B的方向旋转。
作为显影剂承载体的显影套筒8与感光鼓1对向配置,并保持规定的间隙,形成显影区域D。该显影套筒8承载由作为显影剂容器的储料器3内供给的具有磁性调色剂的磁性单组分显影剂4,并沿箭头A方向旋转,输送磁性单组分显影剂4至显影区域D。为了将磁性单组分显影剂4磁性地吸附并保持在显影套筒8上,在显影套筒8内配置磁性辊5,所述磁性辊5内置磁石,该磁石在N1及N2位置具有N极磁极、在S1及S2位置具有S极磁极。
上述显影装置中使用的显影套筒8在作为基体的金属圆筒管6上具有树脂被覆层7。储料器3内设置用于搅拌磁性单组分显影剂4的搅拌翼10。需要说明的是,显影套筒8和磁性辊5处于非接触状态,存在间隙12。
通过显影剂之间的摩擦及与显影套筒8的树脂被覆层7的摩擦,磁性单组分显影剂4获得能显影感光鼓1上的静电潜像的摩擦带电电荷。为了形成被输送至显影区域D的磁性单组分显影剂4的层,并且控制层厚,作为显影剂层厚控制构件的强磁性金属制磁性控制刮板2从储料器3面向显影套筒8垂下,并距离显影套筒8的表面保持50μm~500μm的空隙宽度。来自磁性辊5的磁极N1的磁力线集中在磁性控制刮板2上,由此能在显影套筒8上形成磁性单组分显影剂4的薄层。需要说明的是,在本例中,该磁性控制刮板2也可以为非磁性刮板。在显影套筒8上形成的磁性单组分显影剂4的薄层的厚度优选比显影区域D中显影套筒8与感光鼓1之间的最小间隙更薄。
本发明的显影剂承载体安装到利用上述磁性单组分显影剂的薄层显影静电潜像的方式的显影装置即非接触型显影装置中特别有效,但在显影区域D中,显影剂层的厚度为显影套筒8和感光鼓1之间的最小间隙以上的厚度的显影装置即接触型显影装置中也可以使用本发明的显影剂承载体。需要说明的是,在以下说明中为了避免繁琐的说明,以上述非接触型显影装置为例进行说明。
为了使承载在显影套筒8上的具有磁性调色剂的磁性单组分显影剂4飞散,可以利用作为偏压装置的显影偏压电源9对上述显影套筒8施加显影偏压电压。该显影偏压电压使用直流电压时,优选在显影套筒8上施加数值在静电潜像的图像部(附着磁性单组分显影剂4后可见的区域)的电位与背景部的电位之间的电压。为了提高被显影的图像的浓度或增加层次感,可以在显影套筒8上施加交变偏压电压,在显影区域D形成方向交替反转的振动电场。此种情况下,优选在显影套筒8上施加重叠了直流电压成分的交变偏压电压,所述直流电压成分的数值在上述显影图像部的电位和背景部的电位之间。
在正规显影,也就是使显影剂附着在具有高电位部和低电位部的静电潜像的高电位部进行显影的情况下,使用带电为与静电潜像极性相反的极性的显影剂。在反转显影,也就是使显影剂附着在具有高电位部和低电位部的静电潜像的低电位部进行显影的情况下,使用带电为与静电潜像极性相同的极性的显影剂。所谓高电位、低电位,通过绝对值表示。上述任何一种情况下,磁性单组分显影剂4都是通过至少与显影套筒8摩擦而进行带电。
图2及图3分别是表示具有本发明的显影剂承载体的显影装置的其他实施方案的结构模式图。
图2及图3所示的显影装置中,使用由氨基甲酸酯橡胶及硅橡胶等具有弹性的材料、或磷青铜及不锈钢等具有金属弹性的材料的弹性板构成的弹性控制刮板11作为控制显影套筒8上的磁性单组分显影剂4的层厚的显影剂层厚控制构件。在图2的显影装置中,使该弹性控制刮板11与显影套筒8的旋转方向顺向压接,在图3的显影装置中使该弹性控制刮板11与显影套筒8的旋转方向逆向压接。在上述显影装置中,使显影剂层厚控制构件间隔显影剂层与显影套筒8弹性压接。由此在显影套筒上形成磁性单组分显影剂的薄层,所以能在显影套筒8上形成比图1中说明的使用磁性控制刮板时更薄的显影剂层。
图1~图3是模式地表示本发明的显影装置的例子,当然,在显影剂容器(储料器3)的形状、有无搅拌翼10、磁极的配置等方面可以有各种方案。上述装置也可以用于使用具有调色剂和载体的双组分类显影剂的显影。
图4是表示使用具有非磁性调色剂的非磁性单组分显影剂时的显影装置的结构之一例的模式图。
图4中,作为承载利用公知的操作形成的静电潜像的像承载体的感光鼓1按照箭头B方向旋转。作为显影剂承载体的显影套筒8由金属制圆筒管(基体)6和形成于其表面上的树脂被覆层7构成。由于使用非磁性单组分显影剂,所以没有在金属制圆筒管6的内部内置磁石。也可以用圆柱状构件代替金属制圆筒管。
在作为显影剂容器的储料器3内设置了用于搅拌含有非磁性调色剂的非磁性单组分显影剂4’的搅拌翼10。显影剂供给·除去构件13与显影套筒8抵接,所述构件13用于向显影套筒8供给非磁性单组分显影剂4’,并除去存在于显影后的显影套筒8表面上的非磁性单组分显影剂。通过使作为显影剂供给·除去构件的供给·除去辊13与显影套筒8同向旋转,能使供给·除去辊13的表面与显影套筒8的表面反向移动。由此能将由储料器3供给的非磁性单组分显影剂4’供给至显影剂套筒8上。显影套筒8承载非磁性单组分显影剂,并按箭头A方向旋转,从而将非磁性单组分显影剂4’输送至感光鼓1表面上与显影套筒8对向的区域即显影区域D。承载在显影套筒8上的非磁性单组分显影剂,通过间隔显影剂层与显影套筒8的表面压接的显影剂层厚控制构件11控制显影剂层厚度。非磁性单组分显影剂通过与显影套筒8的摩擦获得能显影感光鼓1上的静电潜像的摩擦带电电荷。
形成于显影套筒8上的非磁性单组分显影剂4的薄层的厚度优选比显影部中显影套筒8和感光鼓1之间的显影区域D的最小间隙更薄。本发明对利用上述显影剂层显影静电潜像的非接触型显影装置特别有效。但是,本发明也适用于在显影部的显影剂层的厚度为显影套筒8和感光鼓1之间的最小间隙以上的厚度的接触型显影装置。需要说明的是,为了避免繁杂的说明,在以下说明中以非接触型显影装置为例进行说明。
为了使承载在显影套筒8上的非磁性单组分显影剂4’飞散,利用显影偏压电源9对显影套筒8施加显影偏压电压。作为显影偏压电压,使用直流电压时,优选在显影套筒8上施加数值在静电潜像的图像部(附着非磁性单组分显影剂4’后可视化的区域)的电位与背景部的电位之间的电压。为了提高显影图像的浓度或为了增加层次感,可以在显影套筒8上施加交变偏压电压,在显影部形成方向交替反转的振动电场。此种情况下,优选在显影套筒8上施加重叠了直流电压成分的交变偏压电压,所述直流电压成分的数值在上述图像部的电位和背景部的电位之间。
在所谓的正规显影,也就是使显影剂附着在具有高电位部和低电位部的静电潜像的高电位部进行可视化的情况下,使用带电为与静电潜像极性相反的极性的显影剂。另外,在所谓的反转显影,也就是使显影剂附着在静电潜像的低电位部进行可视化的情况下,使用带电为与静电潜像极性相同的极性的显影剂。需要说明的是,所谓高电位和低电位,用绝对值表示。任一种情况下,非磁性单组分显影剂4’都是通过与显影套筒8的摩擦带电为用于显影静电潜像的极性。
作为显影剂供给·除去构件13,优选由树脂、橡胶及海绵等材料形成的弹性辊构件。作为供给·除去构件,也可以使用带状构件或刷状构件代替弹性辊。利用显影剂供给·除去构件13从显影套筒表面除去未显影转移到感光鼓1上的非磁性单组分显影剂,防止在显影套筒上出现不动的调色剂,使非磁性单组分调色剂的带电均匀化。
使用由弹性辊构成的供给·除去辊13作为显影剂供给·除去构件时,该辊13表面相对于显影套筒8反向旋转时,供给·除去辊13的圆周速度相对于显影套筒8的圆周速度,优选为20%~120%,较优选为30%~100%。
供给·除去辊13的圆周速度低于20%时,非磁性单组分显影剂的供给不足,实心图像的随动性(follow-up performance)降低,导致重影图像,圆周速度大于120%时,非磁性单组分显影剂的供给量增加,导致显影剂层厚的控制不良或带电量不足引起的灰雾,并且容易对显影剂造成损坏,所以容易导致由非磁性单组分显影剂劣化引起的灰雾或非磁性单组分显影剂的热粘接。
从除去性及供给性方面考虑,更优选供给·除去辊13表面的旋转方向与显影套筒表面的旋转方向相反。
从显影剂的供给及除去性方面考虑,优选显影剂供给·除去构件13对显影套筒8的侵入量为0.5mm~2.5mm。
显影剂供给·除去构件13的侵入量小于0.5mm时,除去不足,导致容易发生重影,侵入量超过2.5mm时,显影套筒及显影剂供给·除去构件损坏明显,非磁性单组分显影剂的劣化容易导致热粘接或灰雾。
图4的显影装置中,作为控制显影套筒8上的非磁性单组分显影剂4的层厚的构件,使用由氨基甲酸酯橡胶、硅橡胶等具有橡胶弹性的材料、或磷青铜、不锈铜之类具有金属弹性的材料制成的弹性控制刮板11。通过使该弹性控制刮板11以与显影套筒8的旋转方向相反的状态与显影套筒8压接,能在显影套筒8上形成更薄的显影剂层。
作为上述弹性控制刮板11,特别是为了得到稳定的控制力和对显影剂的稳定的(负)带电赋予性,优选使用能得到稳定的加压力的在磷青铜板表面贴附聚酰胺弹性体(PAE)的结构。作为聚酰胺弹性体(PAE),例如可以举出聚酰胺和聚醚的共聚物。
从能稳定控制显影剂、适当调整显影剂层厚方面考虑,优选显影剂层厚控制构件11对显影套筒8的抵接压力的线压是5~50g/cm。
显影剂层厚控制构件11的抵接压力的线压低于5g/cm时,显影剂的控制变弱,导致灰雾或显影剂泄漏,线压大于50g/cm时,对显影剂的损坏变大,容易导致显影剂劣化或对套筒及刮板的热粘接。
本发明的显影剂承载体用于显影剂供给·除去构件13及显影剂层厚控制构件11与上述显影套筒8压接的装置时,特别有效。
即,显影剂供给·除去构件13及显影剂层厚控制构件11与显影套筒8压接时,由于显影套筒8处于显影套筒8的表面因上述压接构件更易发生磨损或显影剂的热粘接的使用环境,所以本发明的多张耐久性优良、具有树脂被覆层的显影剂承载体产生的效果能被有效地发挥。
接下来说明装有本发明显影剂承载体的显影装置中使用的含有调色剂的显影剂。
作为适合本发明的调色剂,优选重均粒径为4μm~11μm。使用上述调色剂,能获得带电量、画质及图像浓度平衡的显影剂。
作为调色剂的粘合树脂,可以使用通常公知的树脂,例如可以举出以下树脂。乙烯类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂。其中,优选乙烯类树脂、聚酯树脂。
为了提高调色剂的带电特性,可以在调色剂粒子中配合(内添加)带电控制剂、或将带电控制剂与调色剂粒子混合(外添加)后加以使用。利用带电控制剂能将带电量控制在适合显影系统的最适带电量。
作为正电荷控制剂,可以举出以下物质。苯胺黑、三氨基三苯基甲烷类染料和它们的用脂肪酸金属盐等改性后的改性物,三丁基苄基铵-1-羟基-4-萘磺酸盐、四氟硼酸四丁基铵等季铵盐,氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、氧化二环己基锡等氧化二有机基锡,硼酸二丁基锡、硼酸二辛基锡、硼酸二环己基锡等二有机基锡硼酸盐类。带电控制剂可以单独或组合2种以上使用。
作为负电荷控制剂,有机金属化合物、螯合物是有效的。作为负带电控制剂的例子,可以举出以下物质。乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铁(II)、3,5-二叔丁基水杨酸铬、乙酰丙酮金属配位化合物、单偶氮金属配位化合物、萘甲酸或水杨酸类金属配位化合物或盐。
调色剂为磁性调色剂时,作为磁性材料,可以举出以下物质。磁铁矿、磁赤铁矿及铁氧体等氧化铁类金属氧化物;Fe、Co、Ni等磁性金属;上述金属与Al、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、V等金属的合金;以及上述物质的混合物。此时,上述磁性材料可以被用作着色剂。
作为调色剂中配合的着色剂,可以使用目前本领域中使用的颜料、染料,可以适当选择使用。
优选在调色剂中配合脱模剂。作为脱模剂,例如可以举出以下物质。低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡、石蜡等脂肪族烃类蜡,巴西棕榈蜡、费托蜡、沙索蜡、褐煤蜡等以脂肪酸酯为主成分的蜡。
另外,为了提高环境稳定性、带电稳定性、显影性、流动性、保存性及清理性,优选在调色剂粒子中外添加二氧化硅、氧化钛及氧化铝等无机微粉并使上述物质存在于调色剂粒子表面附近。其中,优选二氧化硅微粉。
还可以在调色剂中进一步加入无机微粉以外的外添加剂后加以使用。例如,可以举出以下物质。特氟隆、硬脂酸锌及聚偏1,1-二氟乙烯等润滑剂、氧化铈、钛酸锶、硅酸锶等研磨剂。其中优选聚偏1,1-二氟乙烯。
制备调色剂时,可以利用亨舍尔混合机、球磨机等混合机充分混合粘合树脂、作为着色剂的颜料或染料、磁性体、脱模剂、根据需要而添加的带电控制剂、其他添加剂,之后使用加热辊、捏合机、挤压机等热混炼机熔融,使树脂类彼此相溶,并在其中分散或溶解脱模剂、颜料、染料、磁性体,冷却固化后,进行粉碎及分级,得到调色剂粒子。还可以根据需要加入所希望的添加剂,利用亨舍尔混合机等混合机充分混合后得到调色剂。
上述调色剂优选通过各种方法进行球形化处理或表面平滑化处理后加以使用,由此能改善转印性。对调色剂进行球形化处理或表面平滑化处理时,可以使用具有搅拌翼、刮板、衬套(liner)或外壳的装置。例如,包括以下方法:使调色剂通过刮板和衬垫之间的微小间隙时,利用机械力使表面平滑化或使调色剂球形化的方法;使调色剂悬浮在温水中进行球形化的方法;或使调色剂暴露在热气流中进行球形化的方法。
作为直接制备球形调色剂的方法,包括使以构成调色剂的粘合树脂的单体为主成分的混合物悬浮在水中,进行聚合得到调色剂的方法。作为具体方法,包括以下方法:使聚合性单体、着色剂、聚合引发剂、以及根据需要添加的交联剂、带电控制剂、脱模剂、其他添加剂均匀地溶解或分散,制成单体组合物后,用适当的搅拌机将该单体组合物在含有分散稳定剂的水中分散成适度的粒径,然后进行聚合反应,得到具有所希望粒径的调色剂。
以下说明本发明中物性的测定方法。
(1)利用X射线衍射进行的炭黑的石墨(002)面的面间隔[d(002)]的测定方法、炭黑及石墨化粒子的X射线衍射图案2θ的测定方法、及树脂被覆层的X射线衍射图案2θ的测定方法
如下所述利用X射线衍射测定炭黑的石墨(002)面的面间隔[d(002)]。需要说明的是,对于树脂被覆层,将削刮形成在显影剂承载体上的树脂被覆层得到的粉末用作测定试样。炭黑及石墨化粒子可以直接用作测定试样。
作为用于测定炭黑的d(002)、炭黑及石墨化粒子的2θ及树脂被覆层的2θ的测定装置,使用Rigaku公司制的试样水平型强力X射线衍射装置RINT/TTR-II(商品名)。
首先将测定试样填充到无反射试样板上,以利用单色仪单色化的CuKα线作为射线源,得到X射线衍射图。由该X射线衍射图求出X射线衍射图案2θ。由此求出炭黑的石墨(002)面的衍射线的峰位置,根据下述式(1)中记载的布拉格公式计算d(002)。此处,CuKα射线的波长λ为0.15418nm。
d(002)=λ/2sinθ 式(1)
需要说明的是,求出炭黑的d(002)时的主要测定条件如下所述。
主要测定条件:
光学系统:平行光束光学系统
测角器:旋转水平式测角器(TTR-2)
管电压/电流:50kV/300mA
测定法:连续法
扫描轴:2θ/θ
测定角度:10°~50°
取样间隔:0.02°
扫描速度:4°/min
发散狭缝:开放
发散竖直狭缝:10mm
散射狭缝:开放
受光狭缝:1.00mm
(2)炭黑的平均一次粒径的测定方法
使用电子显微镜(株式会社日立制作所制、S4800(商品名))得到6万倍照片,以炭黑粒子的长径及短径的平均值作为该炭黑粒子的粒径。粒子过小难以测定粒径时,将以6万倍进行拍摄得到的照片进一步放大,得到30万倍的照片。进而,对100个炭黑粒子进行上述测定,取上述粒子的50%中值粒径的值作为炭黑的平均一次粒径。
(3)炭黑的DBP吸油值的测定方法
基于JIS K6217-1997,如下测定炭黑的DBP吸油值。
使用DBP吸油值测定器(FRONTEX,S-410),调节阻尼阀(damper valve),使转子转数为125rpm,转矩用限位开关的刻度为5,转矩刻度由10变化至0所需要的时间为3秒。并且将邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的滴加速度设定为4ml/min,在吸油计(absorptometer)的混合室中加入20g干燥的炭黑,将滴定计(burette counter)调节至0点,开始滴定。转矩到达5,停止滴定,读取此时的滴定计的刻度(V),利用下述式(2)算出吸油值。
OA=(V/Wd)×100式 (2)
其中,OA:炭黑的DBP吸油值(ml/100g)、V:到达终点时使用的DBP的用量(ml)、Wd:炭黑的质量(g)。
(4)炭黑的BET比表面积的测定方法
炭黑的BET比表面积是根据JIS K6217-2:2001“橡胶用炭黑-基本特性-第2部:比表面积的计算方法-氮吸附法-单点法”的方法C的规定进行测定的。
(5)树脂被覆层的体积电阻值的测定方法
在100μm厚的PET片材上形成7μm~20μm的树脂被覆层,利用电阻率计LORESTAR AP(商品名,三菱化学制),使用四端子探针测定树脂被覆层的体积电阻值。需要说明的是,测定环境为23℃、55%RH。
(6)调色剂的重均粒径的测定方法
使用库尔特计数器(Coulter counter)TA-II型(Beckman·Coulter公司制,商品名)作为测定装置,作为电解液,使用溶解氯化钠(试剂1级)配制的1质量% NaCl水溶液、或ISOTON-II(Beckman·Coulter公司制,商品名)。
测定方法是在100ml~150ml电解液中加入0.1ml~5ml作为分散剂的表面活性剂(十二烷基苯磺酸盐溶液),然后加入2mg~20mg作为试样的调色剂,用超声波分散器进行约1分钟~3分钟分散处理,使用上述测定装置的100μm孔或30μm孔测定试样的体积、个数。
由测定结果计算出体积分布和个数分布,由体积分布求出重量基准的重均粒径(D4)及由个数分布求出个数基准的长度平均粒径(D1)(都以各孔道(channel)的中央值作为每个孔道的代表值)。
(7)显影剂承载体表面的算术平均粗糙度(Ra)的测定方法
根据JIS B0601-2001的表面粗糙度,使用小坂研究所制表面粗度计SE-3500(商品名),对轴向3点×周向3点=9点分别进行测定,以其平均值作为Ra。测定条件为取样长度(cut-off)0.8mm、测定距离8.0mm、进给速度0.1mm/sec。
(8)树脂被覆层磨损量的测定方法
在树脂被覆层磨损量(膜磨损)的测定中,使用KEYENCE公司制的激光尺寸测定器。使用控制器LS-5500和传感器头LS-5040T,将传感器部另外固定在装有显影剂承载体的固定夹具和显影剂承载体的输送机构的装置上,测定显影剂承载体的外径尺寸。将显影剂承载体的长度方向分割成30份,测定30个部位,进一步使显影剂承载体沿圆周方向转动90°后测定30个部位,共测定60个部位。取其平均值作为外径尺寸。
预先测定树脂被覆层形成前的显影剂承载体的外径,在树脂被覆层形成后及耐久使用后,分别测定外径,将它们的差值分别作为涂布膜厚及磨损量。需要说明的是,耐久使用后的外径的测定是在将热粘接在显影剂承载体表面上的调色剂热粘接物在甲基乙基酮中通过超声波清洗除去后进行的。
(9)石墨化粒子的个数平均粒径的测定方法
石墨化粒子的个数平均粒径使用激光衍射型粒度分布计CoulterLS-230型粒度分布计(Beckman·Coulter公司制)进行测定。作为测定方法,使用Small-level module,作为测定溶剂,使用异丙醇(IPA)。用IPA将粒度分布计的测定体系内清洗约5分钟,清洗后作为背景函数(background function)。然后,在50ml IPA中加入1mg~25mg测定试样。用超声波分散机将悬浮有试样的溶液分散处理1分钟~3分钟,得到试样液,向上述测定装置的测定体系内缓慢加入试样液,调整测定体系内的试样浓度,使装置的画面上的PIDS为45%~55%,然后进行测定,由个数分布求出个数平均粒径。
下面用实施例及比较例详细说明本发明,但列举的实施例对本发明无任何限定。需要说明的是,实施例及比较例中的“%”及“份”在没有特别说明的情况下,分别表示“质量%”及“质量份”。
<炭黑的制备>
将平均一次粒径为14nm~95nm的炭黑(以下也称为“CB”)填充到石墨坩埚中,在氮气氛围中,于2000℃~3200℃下进行热处理,然后进行石墨化处理,得到石墨化炭黑(以下也称为石墨化CB)A-1~A-6。测定得到的石墨化炭黑A-1~A-6的物性值,记载于表1。表1中还记载了没有进行石墨化处理的炭黑a-1~a-3及改变石墨化处理条件制备得到的炭黑a-4的物性。石墨化处理时的温度也记载于表1。
没有进行石墨化处理的炭黑以及石墨化处理的原料炭黑如下所述。
CB a-1:TOKAI CARBON株式会社制的TOKA BLACK # 5500(商品名)。
CB a-2:KETJEN·BLACK·INTERNATIONAL公司制的Ketjenblack EC-300J(商品名)。
CB a-3:电化学工业株式会社制的DENKA BLACK(商品名)。
石墨化CB A-1、A-2及a-4:使用CB a-1作为原料。
石墨化CB A-4:使用CB a-3作为原料。
石墨化CB A-3、A-5及A-6:分别使用TOKAI CARBON株式会社制的CB SEAST FY SRF-HS(商品名)、SEAST SP SRF-LS(商品名)、TOKA BLACK # 8500(商品名)作为原料。
[表1]
<显影剂1的制造>
在加热至60℃的离子交换水900份中加入磷酸三钙3份,使用TK式均相混合机(特殊机化工业制),以10,000rpm进行搅拌,制成水性介质。向其中加入苯乙烯150份、丙烯酸正丁酯50份、青色颜料(C.I.颜料蓝15:3)18份、水杨酸铝化合物(BONTRON E-88(商品名)、Orient化学社制)2份、聚酯树脂(环氧丙烷改性双酚A和间苯二甲酸的缩聚物、玻璃化温度(Tg)=64℃、重均分子量(Mw)=10000、数均分子量(Mn)=6000)15份、硬脂酸十八酯蜡(示差扫描量热计(DSC)的主峰59℃)30份及二乙烯基苯0.5份,在均相混合机(日本精机社制;商品名)中加热至60℃后,以9,000rpm进行搅拌、溶解、分散,然后,投入溶解了5份聚合引发剂2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)的单体组合物,在60℃、氮气氛下,用TK式均相混合机(特殊机化工业制,商品名),以8,000rpm进行搅拌、使其分散。
然后,将得到的混合物移至螺旋桨式搅拌装置中,一边进行搅拌,一边经2小时升温至70℃,4小时后,以40℃/h的升温速度升温至80℃,在80℃下反应5小时,制备得到聚合物粒子。聚合反应结束后,冷却含有该粒子的浆料,过滤后,用浆料的10倍的水量清洗,干燥后,通过分级调整粒径,得到重均粒径(D4)6.6μm的青色调色剂粒子。
将相对于调色剂粒子100份、用六亚甲基二硅氮烷进行了表面处理的疏水性二氧化硅微粉(平均一次粒径7nm)1.2份、金红石型氧化钛微粉(平均一次粒径45nm)0.15份及金红石型氧化钛微粉(平均一次粒径200nm)0.5份,用亨舍尔混合机(三井矿山社制)干式混合5分钟,得到含有非磁性调色剂的非磁性单组分显影剂(显影剂1)。
<显影剂2的制造>
经5小时将苯乙烯74份、丙烯酸正丁酯19份、马来酸单丁酯7份及二叔丁基过氧化物1份滴入回流的枯烯400份中后,在回流枯烯状态(140~160℃)下完成溶液聚合,除去枯烯,得到树脂。
在由上述得到的树脂30份、苯乙烯45份、丙烯酸正丁酯18份、马来酸单丁酯10份、二乙烯基苯0.5份、苯甲酰基过氧化物1份及二叔丁基过氧-2-乙基正己酸酯0.5份组成的混合物中加入溶解有聚乙烯醇部分皂化物0.8份的水180份,搅拌制成悬浮分散液。然后,加入水40份,将上述悬浮分散液转移至氮气取代的反应器中,在反应温度85℃下悬浮聚合10小时。反应结束后,进行过滤·水洗,经脱水、干燥工序,得到乙烯类树脂。
用加热至130℃的双轴混炼挤出机混炼由上述乙烯类树脂100份、磁铁矿90份、偶氮类铁配位化合物(负电性带电控制剂)2份及低分子量乙烯-丙烯共聚物4份组成的混合物。冷却得到的混炼物后,用锤式粉碎机进行粗粉碎,然后,利用使用了喷气流的微粉碎机进行微粉碎,将得到的微粉碎粉通过利用康达效应(Coanda Effect)的多室分级装置(multi-division classifier)进行分级,同时除去超微粉及粗粉,得到重均粒径(D4)为6.8μm的调色剂粒子。
相对于上述调色剂粒子100份,加入用六甲基二硅氮烷及二甲基硅油进行了疏水化处理的负电性二氧化硅微粉(BET300m2/g)1.6份及钛酸锶0.8份,用亨舍尔混合机混合,得到含有磁性调色剂的磁性单组分显影剂(显影剂2)。
<显影剂承载体B-1的制作>
使用砂磨机(使用直径1mm的玻璃珠)将含有40%甲醇的可熔型酚醛树脂溶液J-325(大日本油墨株式会社制,商品名)166.7份、上述石墨化炭黑A-145份及甲醇180份分散2小时。用筛子从该分散液中分离玻璃珠后,进一步用甲醇稀释,得到固态成分为30%的涂布液。
一边使喷枪以一定速度下降,一边将上述涂布液涂布在铝制圆筒管上,形成树脂被覆层,所述铝制圆筒管垂直站立,上下端部被遮蔽,并以一定速度旋转,对该铝制圆筒管进行了研削加工,使其外径为16mmφ,算术平均粗糙度Ra为0.7μm。接下来在150℃的热风干燥炉中加热30分钟,固化树脂被覆层,制作显影剂承载体B-1。
<显影剂承载体B-2~B-6的制作>
将石墨化炭黑A-1分别变成上述石墨化炭黑A-2~A-6,除此以外,与显影剂承载体B-1相同地制作显影剂承载体B-2~B-6。
<显影剂承载体b-1及b-2的制作>
分别使用未进行石墨化的炭黑a-1或a-2代替石墨化炭黑A-1,除此以外,与显影剂承载体B-1相同地分别制作显影剂承载体b-1及b-2。
<显影剂承载体b-3及b-4的制作>
使用上述炭黑a-3或石墨化炭黑a-4代替石墨化炭黑A-1,除此以外,与显影剂承载体B-1相同地分别制作显影剂承载体b-3及b-4。
<显影剂承载体B-7的制作>
将含有40%甲醇的可熔型酚醛树脂溶液J-325(大日本油墨株式会社制,商品名)166.7份、石墨化炭黑A-1(参考例1中制备)37份及甲醇133份用砂磨机(使用直径1mm的玻璃珠)分散2小时。用筛子从该分散液中分离玻璃珠后,用甲醇稀释,得到固态成分为35%的涂布液。
一边使喷枪以一定速度下降,一边将上述涂布液涂布在铝制圆筒管上,形成树脂被覆层,所述铝制圆筒管垂直站立,上下端部被遮蔽,并且以一定速度旋转,对上述铝制圆筒管进行了研削加工,使其外径为20mmφ,算术平均粗糙度Ra为0.6μm。接下来利用热风干燥炉,在150℃下加热30分钟,固化树脂被覆层,制作显影剂承载体B-7。
<显影剂承载体B-8及B-9的制作>
将石墨化炭黑A-1分别变为上述石墨化炭黑A-2~A-3,除此以外,与显影剂承载体B-7相同地分别制作显影剂承载体B-8、B-9。
<显影剂承载体b-5及b-6的制作>
将石墨化炭黑A-1变为上述炭黑a-1或石墨化炭黑a-4,除此以外,与显影剂承载体B-7相同地分别制作显影剂承载体b-5及b-6。
显影剂承载体B-1~B-9、b-1~b-6的树脂被覆层的构成和物性示于表2。
[表2]
(实施例1)
使用市售的激光束打印机LBP-2510(佳能(株)制,商品名)的改造机,根据以下所示的方法对显影剂承载体B-1进行评价。
首先,从LBP-2510用青色处理盒EP-85(佳能(株)制,商品名)取下安装在显影剂承载体上的带电辅助辊,向青色处理盒中填充显影剂1,再组装显影剂承载体B-1。并将安装在显影剂承载体左右的滚轮换成直径大的滚轮,使显影剂承载体和感光鼓之间的间隙距离为280μm。将该改造青色处理盒安装到打印机LBP-2510的青色位置,在其他位置安装空处理盒(dummy cartridge),进行单色评价。
显影装置的简图如图4所示,作为显影剂层厚控制构件的弹性控制刮板(有时称为刮板)使用在磷青铜板表面贴附由聚酰胺弹性体构成的30μm厚的橡胶层得到的构件。
显影条件为如下所示的跳跃显影(jumping development)的条件。
感光鼓的非图像部的暗部电位(Vd)设为-500V、形成静电潜像的图像的明部电位(V1)设为-100V。
对显影剂承载体施加的显影偏压使用重叠-250V的直流偏压和交流偏压得到的偏压,进行跳跃显影,所述交流偏压的峰间电压(Vpp)为1.8kV,由频率为3.5kHz的矩形波构成。
评价环境包括15℃/10% RH的低温/低湿环境(L/L)、23℃/60%RH的常温/常湿环境(N/N)及30℃/85% RH的高温/高湿环境(H/H)3种环境,复印至6千张(耐久评价),如下评价画质(图像浓度、灰雾、半色调均匀性、竖条纹)、显影剂承载体表面的耐磨性(磨损量)及耐污染性。
(1-1)图像浓度
在复印试验中,在初期(第5张)和耐久评价结束时(第6000张)输出实心图像,取10点测定其浓度,取平均值作为图像浓度,测定相对于原稿浓度为0.00的空白部分的图像的相对浓度。根据该测定结果,利用下述基准进行评价。需要说明的是,使用Macbeth反射浓度计RD918(Macbeth公司制,商品名)测定图像浓度。
A:1.40以上
B:1.35以上、小于1.40
C:1.00以上、小于1.35
D:小于1.00
(1-2)灰雾
由利用灰雾测定器(商品名:REFLECTMETER MODEL TC-6DS、东京电色公司制)测定的输出图像的空白部分的白色度和转印纸的白色度差计算出灰雾浓度(%),根据下述基准评价初期(第5张)和耐久评价结束时(第6000张)的图像灰雾。需要说明的是,使用琥珀色滤光器(amber light filter)作为滤光器。
A:小于0.5%
B:0.5%以上、小于1.0%
C:1.0%以上、小于1.5%
D:1.5%以上
(1-3)半色调均匀性(浓淡不均)
肉眼观察在初期(第5张)和耐久评价结束时(第6000张)输出的半色调图像中出现的浓淡不均,并根据下述基准进行评价。
A:在图像上完全未观察到浓淡不均
B:仔细看时可观察到轻微的浓淡不均
C:可观察到轻微的浓淡不均
D:可观察到稍微明显的浓淡不均
E:在整个图像上可观察到明显的浓淡不均
(1-4)竖条纹
关于沿图像形成进行方向延伸的线状竖条纹,分别在初期(第5张)和耐久评价结束时(第6000张)进行实心图像输出后,观察显影剂承载体上的显影剂涂层,另外,用肉眼观察该实心图像及(3)的半色调图像,根据下述基准进行评价。
A:显影剂承载层及图像上都未观察到竖条纹
B:在显影剂承载层上观察到轻微的竖条纹,但在图像上完全未观察到
C:在显影剂承载层可观察到细条纹,在半色调图像上也可观察到轻微的竖条纹
D:在显影剂承载层可观察到清晰的条纹,在实心图像上可观察到轻微的条纹,但在半色调图像上可观察到明显的条纹
E:在显影剂承载层上可观察到热粘接状粗条纹,在实心图像上也可观察到明显的条纹
(1-5)树脂被覆层的耐磨性
在使用前和耐久评价后测定显影剂承载体表面的树脂被覆层的膜厚,求出磨损量,由此评价耐磨性。
(1-6)树脂被覆层的耐污染性
利用KEYENCE公司制的超深度形状测定显微镜(ultra-depthprofile measuring microscope),以约200倍观察耐久评价后的显影剂承载体表面,根据下述基准评价调色剂污染程度。
A:只观察到轻微污染
B:可观察到少许污染
C:部分地观察到污染,污染调色剂的一部分热粘接形成微小粒状
D:在整个表面观察到污染,污染调色剂的大部分热粘接形成微小的细长粒状
E:在整个表面上,发生污染的调色剂热粘接形成大的细长粒状
以上画质(图像浓度、灰雾、半色调均匀性、竖条纹)、显影剂承载体表面的耐磨性及耐污染性的评价结果如表3所示。
(实施例2~6及比较例1~4)
分别使用显影剂承载体B-2~B-7、b-1~b-4作为显影剂承载体,除此以外,与实施例1相同地组装到处理盒中,然后与实施例1相同地进行图像评价。结果示于表3。
[表3]
(实施例7)
在显影剂承载体B-7中插入磁性辊,在两端安装凸缘。将由此得到的显影剂承载体安装到数字复印机GP-405(佳能公司制;商品名)的显影器中,填充显影剂2后,进行复印。
使用的显影装置的简图如图1所示,并使用厚度0.6mm的磁性刮板(材质:SUS)作为显影剂层厚控制构件。显影套筒的旋转速度相对于感光鼓的旋转速度的相对速度为140%。
评价环境包括15℃/10% RH的低温/低湿环境(L/L)、23℃/60%RH的常温/常湿环境(N/N)及30℃/85% RH的高温/高湿环境(H/H)3种环境,打印至70万张(耐久评价),如下评价画质(图像浓度、灰雾、半色调均匀性、套筒重影)、显影剂承载体表面的耐磨性(磨损量)及耐污染性。
(2-1)图像浓度
打印时,在初期(第20张)和耐久评价结束时输出实心图像,取10点测定其浓度,取平均值作为图像浓度,测定相对于原稿浓度为0.00的空白部分的图像的相对浓度。利用上述结果,基于下述基准进行评价。需要说明的是,图像浓度使用“Macbeth反射浓度计,RD918”(Macbeth公司制)进行测定。
A:1.40以上
B:1.35以上、小于1.40
C:1.00以上、小于1.35
D:小于1.00
(2-2)灰雾
由利用灰雾测定器(商品名:REFLECTMETER MODEL TC-6DS、东京电色公司制)测定的打印图像的空白部分的白色度与转印纸的白色度之差,算出灰雾浓度(%),基于下述基准评价初期(第20张)和耐久评价结束时的图像灰雾。
A:小于1.0%
B:1.0%以上、小于2.0%
C:2.0%以上、小于3.0%
D:3.0%以上
(2-3)半色调均匀性(浓淡不均)
肉眼观察初期(第20张)和耐久评价结束时打印的半色调图像中发生的薄雾状浓淡不均,根据下述基准进行评价。
A:在图像上完全未观察到浓淡不均
B:仔细看时可观察到轻微的浓淡不均
C:可观察到轻微的浓淡不均
D:可观察到稍微明显的浓淡不均
E:在整个图像上可观察到明显的浓淡不均
(2-4)套筒重影
在初期(第20张)和耐久评价结束时,使用图5所示的标准图(standard chart)进行打印,所述标准图使用A4纸,全白部分51和全黑部分52相邻且位于前端部分,宽4.5cm,与其相连的是半色调部分53。肉眼观察得到的半色调图像上出现的浓淡差,根据下述基准进行评价。
A:完全未观察到浓淡差
B:可观察到轻微的浓淡差
C:隐约观察到浓淡差,但可实用
D:明显的浓淡差在4.5cm以内
E:明显的浓淡差大于4.5cm
(2-5)树脂被覆层的耐磨性
在使用前和耐久评价后测定显影剂承载体表面的树脂被覆层的膜厚,求出磨损量,由此评价耐磨性。
(2-6)树脂被覆层的耐污染性
使用KEYENCE公司制的超深度形状测定显微镜,以200倍观察耐久评价后的显影剂承载体表面,根据下述基准评价调色剂污染的程度。
A:只观察到轻微污染
B:可观察到少许污染
C:部分地观察到污染,污染调色剂的一部分热粘接形成微小粒状
D:在整个表面上观察到污染,污染调色剂的大部分热粘接形成微小的细长粒状
E:在整个表面上,发生污染的调色剂热粘接形成大的细长粒状
以上画质(图像浓度、灰雾、半色调均匀性、竖条纹)和显影剂承载体表面的耐磨性及耐污染性的评价结果如表4所示。
(实施例8~9及比较例5~6)
分别使用显影剂承载体B-7~B-9、b-5~b-6作为显影剂承载体,除此以外,与实施例7相同地组装到处理盒中,然后与实施例7相同地进行图像评价。结果示于表4。
[表4]
<石墨化粒子X-1的制造>
将通过热处理煤型重油得到的中间相炭微球清洗·干燥后,用喷雾器进行机械分散,在氮气氛中于800℃下进行一次加热处理,使其炭化。然后,用喷雾器进行二次分散后,在氮气氛中于2400℃下进行热处理,然后进行分级,收集个数平均粒径5.8μm的石墨化粒子,得到石墨化粒子X-1。
<石墨化粒子X-2的制备>
通过溶剂分馏,从煤焦油沥青中提取β-树脂,对其进行氢化、重质化处理后,用甲苯除去溶剂可溶成分,从而得到中间相沥青。将该中间相沥青微粉碎,在空气中,于800℃下,对该粒子进行氧化处理后,在氮气氛中,于2000℃下进行热处理,然后进行分级,收集个数平均粒径3.1μm的石墨化粒子,得到石墨化粒子X-2。
<石墨化粒子X-3及X-4的制备>
除改变烧成温度及分级条件以外,与石墨化粒子X-3相同地制备个数平均粒径5.9μm(石墨化粒子X-3)、5.3μm(石墨化粒子X-4)的石墨化粒子。
测定上述制备的石墨化粒子X-1~X-4的物性,结果如表5所示。
[表5]
石墨化粒子No. | 原材料 | 石墨化时的烧成温度(℃) | 石墨d(002)面的面间隔(nm) | X射线衍射图中2θ的主峰的位置(°) | 个数平均粒径(μm) |
X-1 | 中间相炭微球 | 2400 | 0.3405 | 26.18 | 5.8 |
X-2 | 整体中间相沥青粒子 | 2000 | 0.3444 | 25.87 | 3.1 |
X-3 | 整体中间相沥青粒子 | 2600 | 0.3372 | 26.44 | 5.9 |
X-4 | 整体中间相沥青粒子 | 3200 | 0.3358 | 26.55 | 5.3 |
<显影剂3的制备>
在四颈烧瓶中加入邻苯二甲酸20mol%、正十二烯基琥珀酸20mol%、1,2,4-苯三羧酸7mol%及环氧乙烷加成双酚A 53mol%,安装回流冷凝器、水分离装置、N2气导入管、温度计及搅拌装置,一边向烧瓶内导入N2气,一边在180℃下进行缩聚反应,反应结束后,水洗,经脱水、干燥工序,得到聚酯类树脂(2)。
接下来,相对于聚酯类树脂(2)100份,配合磁铁矿85份、偶氮类铁配位化合物(负电性带电控制剂)2份及费托蜡5份,利用与显影剂的制备例2相同的方法得到重均粒径(D4)为7.4μm的调色剂粒子。
相对于调色剂粒子100份,加入用六甲基二硅氮烷处理后的负电性疏水性二氧化硅微粉(BET300m2/g)1.2份和钛酸锶4.0份,用亨舍尔混合机混合,得到含有磁性调色剂的负电性磁性单组分显影剂(显影剂3)。
<显影剂4的制备>
将对苯二甲酸600g、偏苯三酸酐600g、富马酸330g、丙氧基化双酚A(PO-BPA)1050g、乙氧基化双酚A(EO-BPA)450g及烃蜡(熔点100℃)183g与酯化催化剂一同加入到四颈烧瓶中,安装上减压装置、水分离装置、氮气导入装置、温度测定装置及搅拌装置。在氮气氛中,于130℃下从滴液漏斗经4小时向搅拌的聚酯单体的混合物中滴入乙烯类聚合物单体混合物(苯乙烯510g、丙烯酸2-乙基己酯112g及二乙烯基苯0.13g)。将烧瓶在130℃下保持3小时,然后,升温至230℃,进行反应。反应结束后,从烧瓶中取出生成物,冷却、粉碎后得到由含有聚酯类单元和乙烯类聚合单元的杂混树脂(hybridresin)成分组成的软化点为130℃的杂混树脂(3)。
用亨舍尔混合机预混合上述杂混树脂(3)100份、磁铁矿80份、偶氮类铁配位化合物(负电性带电控制剂)2份及聚乙烯类蜡4份后,用双轴式挤压机熔融混炼分散,得到混炼物。将其冷却后,用切割研磨机(cutter mill)进行粗粉碎,然后,用机械式涡轮粉碎机(Turbo工业社制;在转子及定子的表面通过电镀含有碳化铬的铬合金进行涂布)进行微粉碎,用多室式分级装置对得到的微粉碎物进行分级,得到重均粒径(D4)为5.1μm的微粉。
接下来,相对于上述微粉100份,添加用六甲基二硅氮烷及二甲基硅油处理的疏水性胶体二氧化硅1.5份和钛酸锶0.5份,用亨舍尔混合机混合分散后,得到含有磁性调色剂的负电性磁性单组分显影剂(显影剂4)。
树脂被覆层中含有的凹凸赋予粒子示于表6。
[表6]
凹凸赋予粒子No. | 材质 | 个数平均粒径(μm) |
Y-1 | 三聚氰胺树脂类粒子“OPTBEADS 6500M”(日产化学工业(株)社制,商品名) | 6.5 |
Y-2 | 三聚氰胺树脂类粒子“OPTBEADS 10500M”(日产化学工业(株)社制,商品名) | 10.5 |
(实施例10)
用砂磨机(使用直径1mm的玻璃珠作为介质粒子)将166.7份(固态成分100份)含有40%甲醇的可熔性酚醛树脂溶液J-325(大日本油墨株式会社制,商品名)、35份石墨化粒子X-1、10份石墨化炭黑A-1 10份及凹凸赋予粒子Y-2及180份甲醇分散2小时。用筛子从该分散液中分离玻璃珠后,进一步用甲醇稀释后,得到固态成分为33%的涂布液。使用研削加工成外径24.5mm、中心线平均粗糙度Ra=0.52μm的铝制圆筒管作为圆筒管,除此以外,与实施例1相同地进行操作,制备得到显影剂承载体S-1。显影剂承载体S-1的树脂被覆层的膜厚为13μm。该显影剂承载体S-1的树脂被覆层的处方与物性示于表7。
在得到的显影剂承载体S-1中插入磁性辊,两端安装凸缘后,制成显影剂承载体,将该显影剂承载体组装到静电潜像承载体为OPC滚筒的佳能公司制数字复印机IR6010(230V机型,商品名)的显影器中,制成显影装置。
作为显影剂,使用含有磁性调色剂的负电性磁性单组分显影剂(显影剂3),以1张/10秒的间歇模式复印100万张。在复印过程中以第100张作为初期图像输出结果,以第100万张作为耐久结束时的图像输出结果,对图像进行评价。进行评价时的复印在常温常湿环境(23℃、50% RH;N/N)下进行。图像评价包括对图像浓度、灰雾、斑点、套筒重影、半色调均匀性,画质及树脂被覆层的磨耗性进行评价。需要说明的是,针对图像浓度、灰雾、套筒重影、半色调均匀性,树脂被覆层的磨耗性,除初期和耐久时的张数、及评价时的环境条件以外,利用与上述(2-1)~(2-5)相同的方法进行评价。针对斑点及画质,如下进行测定。得到的评价结果如表8及9所示。
(3-1)斑点
用肉眼观察在初期和耐久评价结束时打印的各图像整体及此时显影剂承载体上的波状不均及斑点(斑点状不均)等显影剂承载体上的调色剂涂布不良,根据下述基准进行评价。
A:在图像上和显影剂承载体上完全未观察到斑点。
B:在显影剂承载体上稍微观察到斑点,但在图像上几乎观察不到斑点。
C:在半色调图像或全黑图像上可观察到斑点。
D:在全黑图像整体上可观察到图像不良。
E:在全白图像整体上也可观察到图像不良。
(3-2)画质
在初期和耐久评价结束时,观察打印的长宽2.5mm的正方形文字“电”图像的飞散或模糊,根据下述基准进行评价。
A:得到即使以倍率为10倍的放大镜进行观察也未观察到飞散的清晰的图像。
B:肉眼观察时为清晰的图像。
C:可观察到若干飞散。
D:除可见飞散以外,文字的模糊明显。
(实施例11)
将实施例10中的石墨化粒子X-1和石墨化碳A-1的用量分别变为42份、2份,除此以外,与实施例10相同地进行操作,制备显影剂承载体S-2,并与实施例10相同地进行评价。该显影剂承载体S-2的树脂被覆层的处方和物性如表7所示,评价结果如表8、9所示。
(实施例12)
作为涂布液,将166.7份(固态成分100份)含有40%甲醇的可熔型酚醛树脂溶液J-325(大日本油墨株式会社制,商品名)、35份石墨化粒子X-3、10份石墨化炭黑A-5、10份凹凸赋予粒子Y-1、5份由下述式(A)和(B)形成的季铵盐及200份甲醇,利用砂磨机(使用直径1mm的玻璃珠作为介质粒子)分散2小时,制成涂布液。用筛子从该分散液中分离玻璃珠后,进一步用甲醇稀释,得到固态成分为33%的涂布液,除使用该涂布液以外,与实施例10相同地进行操作,制备显影剂承载体S-3,并与实施例10相同地进行评价。该显影剂承载体S-3的树脂被覆层的处方和物性如表7所示,评价结果如表8、9所示。
(实施例13)
作为涂布液,将166.7份(固态成分100份)含有40%甲醇的可熔型酚醛树脂溶液J-325(大日本油墨株式会社制,商品名)、20份石墨化粒子X-2、25份石墨化炭黑A-4、10份凹凸赋予粒子Y-2、5份由上述式(A)和(B)形成的季铵盐及200份甲醇,利用砂磨机(使用直径1mm的玻璃珠作为介质粒子)分散2小时,制成涂布液。用筛子从该分散液中分离玻璃珠后,进一步用甲醇稀释,得到固态成分为33%的涂布液,除使用该涂布液以外,与实施例10相同地进行操作,制备显影剂承载体S-4,并与实施例10相同地进行评价。该显影剂承载体S-4的树脂被覆层的处方和物性如表7所示,评价结果如表8、9所示。
(实施例14)
使用10份石墨化炭黑A-2代替石墨化炭黑A-1、使用5份石墨化粒子X-2代替石墨化粒子X-1,除此以外,与实施例10相同地进行操作,制备显影剂承载体S-5,并与实施例10相同地进行评价。该显影剂承载体S-5的树脂被覆层的处方和物性如表7所示,评价结果如表8、9所示。需要说明的是,评价时,作为显影剂,使用含有磁性调色剂的负电性磁性单组分显影剂(显影剂4)。
(实施例15)
使用10份石墨化炭黑A-3代替石墨化炭黑A-2,除此以外,与实施例14相同地进行操作,制备显影剂承载体S-6,并与实施例14相同地进行评价。该显影剂承载体S-6的树脂被覆层的处方和物性如表7所示,评价结果如表8、9所示。
(实施例16)
使用10份石墨化炭黑A-6代替石墨化炭黑A-1、使用35份石墨化粒子X-4代替石墨化粒子B-1,除此以外,与实施例10相同地进行操作,制备显影剂承载体S-7,并与实施例10相同地进行评价。该显影剂承载体S-7的树脂被覆层的处方和物性如表7所示,评价结果如表8、9所示。
[表7]
[表8]
[表9]
该申请要求2005年7月21日提交的日本专利申请第2005-211658号及2005年7月21日提交的日本专利申请第2005-211681号的优先权,并引用其内容作为本申请的一部分。
Claims (11)
1、一种显影剂承载体,所述显影剂承载体承载含有调色剂的显影剂,所述调色剂用于显影承载在静电潜像承载体上的静电潜像,其特征在于,
所述显影剂承载体至少具有基体及设置在所述基体表面上的树脂被覆层,所述树脂被覆层至少含有粘合树脂和炭黑,利用X射线衍射测定的所述炭黑的石墨(002)面的面间隔为0.3370nm以上0.3450nm以下。
2、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,所述炭黑进行了石墨化处理。
3、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,所述炭黑的平均一次粒径为10nm以上100nm以下。
4、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,所述炭黑的DBP吸油值为50ml/100g以上200ml/100g以下。
5、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,所述炭黑的DBP吸油值为50ml/100g以上150ml/100g以下。
6、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,所述树脂被覆层还含有石墨化粒子。
7、如权利要求6所述的显影剂承载体,其特征在于,所述石墨化粒子是石墨化中间相炭微球或石墨化整体中间相沥青粒子。
8、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,在利用X射线衍射测定的所述树脂被覆层的X射线衍射图中,X射线衍射图案2θ在25.46°以上26.67°以下的范围内具有主峰。
9、如权利要求8所述的显影剂承载体,其特征在于,所述主峰的半峰宽的全域在25.09°以上27.04°以下的范围内。
10、如权利要求1所述的显影剂承载体,其特征在于,在利用X射线衍射测定的所述树脂被覆层的X射线衍射图中,X射线衍射图案2θ在25.84°以上26.46°以下的范围、和25.46°以上25.84°以下的范围内,分别具有至少一个峰。
11、一种显影装置,其特征在于,所述显影装置具有权利要求1所述的显影剂承载体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP211681/2005 | 2005-07-21 | ||
JP211658/2005 | 2005-07-21 | ||
JP2005211658 | 2005-07-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101223484A CN101223484A (zh) | 2008-07-16 |
CN100495239C true CN100495239C (zh) | 2009-06-03 |
Family
ID=39632416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2006800263087A Active CN100495239C (zh) | 2005-07-21 | 2006-07-21 | 显影剂承载体及显影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100495239C (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5424795B2 (ja) | 2008-10-27 | 2014-02-26 | キヤノン株式会社 | 帯電部材及びその製造方法、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
KR101525999B1 (ko) * | 2011-12-16 | 2015-06-04 | 제일모직주식회사 | 열전사 필름 |
CN102790659B (zh) * | 2012-07-18 | 2017-04-19 | 福建先创通信有限公司 | 一种移动通信系统中数据包的传输方法 |
EP3213153B1 (en) * | 2014-10-31 | 2020-03-11 | HP Indigo B.V. | Electrostatic printing apparatus and intermediate transfer members |
CN113773648A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-10 | 江西威尔士科技发展有限公司 | 碳基复合导热橡胶的制备方法 |
CN113773673A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-12-10 | 江西威尔士科技发展有限公司 | 炭黑石墨化改性方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1062606A (zh) * | 1990-09-28 | 1992-07-08 | 佳能株式会社 | 用于显影静电潜象的装置以及其显影辊 |
US5547724A (en) * | 1989-10-02 | 1996-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Developer carrying member, developing device unit |
JP2001331032A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Minolta Co Ltd | 現像装置 |
JP2002055522A (ja) * | 2000-05-23 | 2002-02-20 | Canon Inc | 現像ローラおよびこれを用いた現像装置 |
JP2003323040A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-14 | Canon Inc | 現像剤担持体、それを用いた現像装置及びプロセスカートリッジ |
JP2003323039A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-14 | Canon Inc | 現像剤担持体、それを用いた現像装置及びプロセスカートリッジ |
-
2006
- 2006-07-21 CN CNB2006800263087A patent/CN100495239C/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5547724A (en) * | 1989-10-02 | 1996-08-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Developer carrying member, developing device unit |
CN1062606A (zh) * | 1990-09-28 | 1992-07-08 | 佳能株式会社 | 用于显影静电潜象的装置以及其显影辊 |
JP2001331032A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Minolta Co Ltd | 現像装置 |
JP2002055522A (ja) * | 2000-05-23 | 2002-02-20 | Canon Inc | 現像ローラおよびこれを用いた現像装置 |
JP2003323040A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-14 | Canon Inc | 現像剤担持体、それを用いた現像装置及びプロセスカートリッジ |
JP2003323039A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-14 | Canon Inc | 現像剤担持体、それを用いた現像装置及びプロセスカートリッジ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101223484A (zh) | 2008-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4448174B2 (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
US7272347B2 (en) | Carrier, developer including the carrier, and image forming apparatus using the developer | |
JP5094595B2 (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
CN100495239C (zh) | 显影剂承载体及显影装置 | |
CN103676520A (zh) | 静电潜像显影剂用载体,显影剂,及图像形成方法 | |
JP2006030456A (ja) | 現像方法及び該現像方法に用いられる現像剤担持体 | |
JP2007206647A (ja) | 電子写真現像方法、これに用いる現像剤担持体、これを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置 | |
JP2007025599A (ja) | 現像装置 | |
JP2007183482A (ja) | 現像剤担持体及び現像剤担持体の製造方法 | |
JP4324014B2 (ja) | 現像剤担持体及びそれを用いた現像方法 | |
JP4250486B2 (ja) | 現像方法 | |
JP5094321B2 (ja) | 画像形成装置及び該画像形成装置に用いられる現像剤担持体の製造方法 | |
JP2005157270A (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
JP5235352B2 (ja) | 現像装置 | |
JP2007108467A (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
JP4455174B2 (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
JP5116558B2 (ja) | 現像剤担持体及びその製造方法ならびに現像装置 | |
JP4250485B2 (ja) | 現像剤担持体 | |
JP4794933B2 (ja) | 現像剤担持体および現像装置 | |
JP4298471B2 (ja) | 現像剤担持体、及びそれを用いた現像装置 | |
JP5464874B2 (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
JP2004126238A (ja) | 現像剤担持体、現像装置及びプロセスカートリッジ | |
JP4508749B2 (ja) | 現像方法 | |
JP2006317855A (ja) | 現像方法及び現像剤担持体 | |
JP2011075855A (ja) | キャリア、現像剤、現像装置、画像形成装置、画像形成方法およびキャリアの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |