CN101061439A - 正带电性显影剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显影剂,其即使长期使用也不产生图像缺陷,并可以得到稳定的图像品质。一种正带电性显影剂,其至少具有正带电性调色剂颗粒、硅石和无机微粉末,该正带电性调色剂颗粒至少含有粘结树脂、磁性氧化铁,其特征在于,该显影剂在主固结应力5kPa时的无约束屈服强度为0.1~2.5kPa,并且该显影剂在主固结应力20kPa时的无约束屈服强度为2.5~5.5kPa。
Description
技术领域
本发明涉及用于电子照相和射粉喷墨中的显影剂以及用于使静电图像显影的图像形成方法和图像形成装置。
背景技术
以往,作为图像形成法,已知静电记录法、磁记录法、射粉喷墨(toner jet)法等许多方法。例如,作为电子照相法已知如美国专利第2297691号、日本特公昭42-023910号以及日本特公昭43-24748号所记载的许多方法,这些通常是利用光电导性物质,通过各种手段在感光体上形成静电潜像,接着,用调色剂对该潜像进行显影形成可视图像,根据需要将调色剂转印到纸等转印材料上,然后通过热·压力等将调色剂图像定影到转印材上得到复印物的方法,于是,没有转印而残留在感光体上的调色剂通过各种方法被清洁掉,重复上述工序。
近年来,这样的复印装置开始苛刻地要求更小型化、更轻量化以及更高速化、更高的信赖性。例如,不仅仅只是通常所说的用于复印原始稿子的事务处理用复印机,开始被用于作为电脑的输出的数字打印机或图形设计等高细致图像的复制用途、以及更加要求可靠性的轻印刷(可以利用个人电脑进行从文件的编辑到复制、装订的多品种少量印刷的按需打印用途)中。为此,作为图像质量要求更高精细、高图像质量,结果对调色剂所要求的性能也变得更高。
例如,在日本特开平7-230182号和日本特开平8-286421号等中提出了通过外部添加磁性体粉末使带电性稳定的方案。根据该方法,的确不仅可得到带电性稳定的调色剂,而且可得到清洁性高的调色剂,但是在近年来所要求的高速并且作为图像质量要求更高精细、高图像质量的用途中,不仅显影性不充分,还发生对带电部件等的附着,尚不充分。另外,在日本特公平6-093136号和日本特公平6-093137号中提出了通过在规定了粒度分布的磁性调色剂中添加带电缓和剂来抑制调色剂的过剩带电并维持高图像质量的方案。进一步,在日本特开平8-137125号中提出了通过使无机微粒粘着在调色剂母粒的表面,使调色剂母粒表面和调色剂表面的ζ电位差达到一定值以上,改善调色剂表面的电荷的不均并得到均匀的带电的方案。另外,在日本特开2001-034006号和日本特开2002-0207314号等中提出了通过控制特定的无机微粒对调色剂表面的覆盖率、从调色剂表面的游离率可以得到带电性良好的调色剂的方案。另外,在日本特开2003-280253号、日本特开2003-280254号、日本特开平4-083258号、日本特开平4-083259号、日本特开平4-142560号、日本特开平4-269763号以及日本特开平4-350665号中提出了通过在调色剂中添加氧化镁微粉末提高流动性,从而带电性良好并且可以减少环境依赖性的方案。
这些提案都在改善带电性方面有效果,但在近年来所要求的高速并且作为图像质量要求更高精细、高图像质量的用途,也就是在要求即使对于因高速印刷而容易发生调色剂恶化的使用方法也得到高可靠性并且稳定的图像质量的用途中,还留有改良的余地。
发明内容
本发明的目的在于提供克服了上述问题点的显影剂、以及使用该显影剂的图像形成方法。
本发明的目的在于提供即使长期使用也不产生图像缺陷并可以得到稳定的图像品质的显影剂、以及使用该显影剂的图像形成方法。
本发明为一种正带电性显影剂,其至少具有正带电性调色剂颗粒,该正带电性调色剂颗粒至少含有粘结树脂、磁性氧化铁,其特征在于,
该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度(U5kPa)为0.1kPa≤U5kPa≤2.5kPa,
该显影剂在主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度(U20kPa)为2.5kPa≤U20kPa≤5.5kPa。
另外,本发明的显影剂优选在该正带电性调色剂颗粒中外部添加无机微粉末。
另外,在本发明中,优选该无机微粉末为选自氧化锌、氧化铝、氧化镁中的至少1种氧化物的微粉末。
另外,在本发明中,优选该无机微粉末为氧化镁微粉末,并且该氧化镁微粉末为在CuKα特性X射线衍射中的布拉格角(2θ±0.2deg)42.9deg处有峰的晶系,并且在该布拉格角(2θ±0.2deg)=42.9deg处的X射线衍射峰的半值宽度为0.40deg以下。
另外,在本发明中,优选该氧化镁微粉末的体积平均粒径(A)为0.1μm≤A≤2.0μm,
粒度分布为:该体积平均粒径的1/2倍粒径以下的体积分布累积值为10体积%以下,该体积平均粒径的2倍粒径以上的体积分布累积值为10体积%以下。
另外,在本发明中,优选该氧化镁微粉末的等电点为8~14。
另外,在本发明中,优选该氧化镁微粉末的比表面积为1.0~15.0m2/g。
另外,在本发明中,优选该氧化镁微粉末中的MgO含量为98.00%以上。
另外,在本发明中,优选无机微粉末的含量(B)基于全部显影剂为0.01质量%≤B≤2.00质量%。
另外,在本发明中,优选无机微粉末的游离率(C)为0.1%≤C≤5.0%。
另外,在本发明中,优选将正带电性调色剂颗粒分散到水中而成的分散液的pH下的该正带电性调色剂颗粒的ζ电位与同pH下的该无机微粉末的ζ电位之差为40mV以下。
另外,在本发明中,优选显影剂除含有无机微粉末外还含有硅石微粉末。
另外,在本发明中,优选以780nm波长光的透射率测定该硅石微粉末对甲醇/水混合溶剂的湿润性时,透射率为80%时的甲醇浓度(D)为65体积%≤D≤80体积%。
另外,本发明的显影剂优选该显影剂的酸值(Dav)为0.5mgKOH/g≤Dav≤20.0mgKOH/g。
另外,本发明的显影剂优选在通过库乐尔特颗粒计数器以256通道测定的以个数为基准的粒度分布中,半值宽度Y对峰粒度X满足下式:
2.06×X-9.0≤Y≤2.06×X-7.5
另外,本发明的显影剂优选显影剂中的THF可溶成分通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布中,在分子量为3000以上30000以下的区域有主峰,分子量10万以下的峰面积相对于全体峰面积为70质量%以上。
另外,本发明的显影剂优选通过使用四氢呋喃(THF)的索格利特萃取对该显影剂进行16小时萃取时,该粘结树脂成分的THF不溶成分为0.1质量%≤THF不溶成分≤50.0质量%。
另外,本发明的显影剂优选粘结树脂至少具有苯乙烯系共聚树脂。
另外,本发明的显影剂优选具有电荷控制剂,该电荷控制剂至少为三苯甲烷化合物、季铵盐中的1种。
另外,在本发明中,优选该磁性氧化铁具有八面体形状和/或多核形状。
另外,在本发明中,优选磁性氧化铁颗粒的含量(E)相对于100质量份粘结树脂为20质量份≤E≤200质量份。
进一步,本发明为一种图像形成方法,其特征在于,其至少具有显影工序,该显影工序通过形成于显影剂承载体上的显影剂层,对形成于潜像保持体上的静电潜像进行显影,从而形成显影剂图像,其中,
施加于形成有显影剂层的状态的该显影剂承载体上的转矩(T)为0.1N·m≤T≤50N·m,
该显影剂为至少具有正带电性调色剂颗粒的正带电性显影剂,该正带电性调色剂颗粒至少含有粘结树脂、磁性氧化铁,该显影剂在主固结应力5kPa时的无约束屈服强度(U5kPa)为0.1kPa≤U5kPa≤2.5kPa,
该显影剂在主固结应力20kPa时的无约束屈服强度(U20kPa)为2.5kPa≤U20kPa≤5.5kPa。
另外,本发明的图像形成方法优选该潜像保持体具备导电性基体、该导电性基体上的至少包含非晶硅的光电导层、该光电导层上的包含非晶硅和/或无定形碳和/或非晶氮化硅的表面保护层。
附图说明
图1是表示在使用本发明的显影剂进行图像形成时适用的图像形成装置的一个例子的简图。
图2是表示在使用本发明的显影剂进行图像形成时适用的图像形成装置的一例子的简图。
图3是表示主固结应力和无约束屈服强度的关系的图。
图4是表示由Coulter Multisizer IIE(Coulter公司生产)得到的256G通道的粒度分布的一个例子。
图5是定影装置的说明简图。
具体实施方式
本发明人们对用于显影剂中的组成材料进行研究,发现通过控制正带电性显影剂在固结状态下的粉体特性,显影剂在长期使用中也不会恶化,可以得到稳定的图像品质。
并且,本发明人们发现,正带电性显影剂在固结状态下的粉体特性可以通过控制至少含有粘结树脂和磁性氧化铁的正带电性调色剂颗粒与硅石以及无机微粉末的关系来容易地控制。
根据本发明人们的研究发现,在固结状态下的显影剂层的粉体特性与电子照相过程中的图像形成过程密切相关。发现尤其在适用于因高速印刷而容易产生调色剂恶化的系统中时,是为了得到高可靠性并且稳定的图像质量所必不可少的物性。下面,结合图像形成过程说明与图像形成过程中固结状态下的显影剂层的粉体特性的关系。
在图1中,显影剂承载体102的大致右半周面与显影剂容器106内的显影剂池常时接触,其显影剂承载体表面附近的显影剂被显影剂承载体内的磁产生部件103的磁力和/或静电力附着保持在显影剂承载体表面上。显影剂承载体102被旋转驱动时,其显影剂承载体表面的显影剂层在通过显影剂限制部件104的位置的过程中,被整层化为各部分厚度均匀的薄层T1。为了限制该层厚,作为由强磁性金属构成的显影剂层厚限制部件的显影剂限制部件104按照距显影剂承载体102的表面具有约200~300μm间隙宽而与显影剂承载体102相面对的方式垂下。通过源于磁产生部件103的磁极N1的磁力线集中到显影剂限制部件104,可以在显影剂承载体102上形成显影剂的薄层(显影剂层)。作为被整层化的显影剂层T1,优选比显影区域A中的显影剂承载体102和潜像保持体(例如,感光鼓)101之间的最小间隙还薄。本发明对通过这样的显影剂层T1将静电潜像显影的方式的显影装置、即非接触型显影装置特别有效。另外,显影剂的带电主要是通过显影剂承载体表面与其附近的显影剂池的显影剂伴随显影剂承载体102的旋转而发生摩擦接触来完成的。接着,伴随显影剂承载体的旋转,显影剂承载体102上的上述显影剂薄层表面旋转到潜像保持体101一侧,并通过潜像保持体101和显影剂承载体102最接近的部位,即,显影区域A。在该通过过程中,显影剂承载体102表面一侧的显影剂薄层的显影剂借助施加在潜像保持体101和显影剂承载体102之间的直流和交流电压所产生的电场而飞翔,并在显影区域A的潜像保持体101表面和显影剂承载体102面之间(间隙α)进行往复运动。最终,显影剂承载体102一侧的显影剂根据潜像的电位图案选择性地移动附着到潜像保持体101表面的表面上,依次形成显影剂像T2。
通过显影区域A而选择性地消耗了显影剂的显影剂承载体表面再旋转到显影剂容器106的显影剂池,从而接受显影剂的再供给,显影剂承载体102的显影剂薄层T1面被转移到显影区域A,反复进行显影工序。被显影的显影剂图像通过/或不通过中间转印体被转印到转印材上,其后,在定影工序中定影。
此外,在图1中,作为限制部件104,使用了按照与显影剂承载体102相面对的方式垂下的强磁性金属,但如图2所示,也可以是将限制部件104制成弹性体并与显影剂承载体102相抵接的结构。
在该图像形成过程中,显影剂承载体102的大致右半周面,即,显影剂容器106内的显影剂池被用于使显影剂容器106内的显影剂循环的搅拌部件105不断搅拌,因此处于持续受到一定程度剪切的状态。进一步,显影剂在显影剂承载体102上形成显影剂的薄层的过程中,源于磁极N1的磁力线集中到限制部件104,因此显影剂会密集,在该状态下进行薄层的形成,因此,显影剂受到非常大的剪切。另外,以高速印刷、高图像质量为目标的方针是提高显影剂承载体102的旋转速度的方针、缩小限制部件104和显影剂承载体102的表面之间的间隙宽的方针,因此施加于显影剂的剪切进一步增大。
这样,在显影容器内,显影剂常时受到大的剪切。结果,显影剂容易发生显影剂容器中的剪切增加引起的外部添加剂的包埋等所导致的显影剂恶化。产生显影剂恶化时,容易产生显影剂带电量降低所导致的耐久后半期的浓度降低。进一步,在显影剂承载体上形成显影剂的薄层的过程中,由于通过限制部件时所受到的剪切,而导致形成于显影剂承载体上的显影剂的穗变得不均匀,图像质量易恶化,进而灰雾也易恶化。另外,由于通过限制部件时所受到的剪切而引起显影剂恶化,因此在耐久后半期易产生浓度降低。
进而,在对感光体的显影过程中,也因为像上述那样形成的显影剂承载体上的不均匀的穗,在显影区域A中,超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,从而引起图像质量的恶化。进一步,由于超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,容易导致显影剂消耗量增加。
由以上内容可以说,在以高速印刷、高图像质量为目标的图像形成过程中,控制固结状态下的显影剂层的粉体特性是极其重要的。
即,本发明的显影剂,其特征在于,该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度为0.1~2.5kPa,并且该显影剂在主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度为2.5~5.5kPa。
可以根据作为本发明特征的主固结应力(X)和无约束屈服强度(U)的关系来讨论以任意载荷固结的粉体层的易疏松程度,即,讨论紧密压实的显影剂层的粉体特性(显影剂颗粒间聚集力)。无约束屈服强度(U)与上述图像形成过程中显影剂容器内的搅拌带来的松散容易程度、显影剂受到限制部件的剪切并通过限制部而在显影剂承载体上形成显影剂的穗时的穗的状况相关。并且,本发明中的主固结应力(X)表示的是:由于在显影剂容器内受到的剪切而施加于紧密压实的显影剂上的应力。因此,可以根据主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度来讨论施加于显影剂的剪切较小的状态下的粉体特性,根据主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度来讨论施加于显影剂的剪切较大的状态下的粉体特性。而且,通过评价在这些主固结应力间的无约束屈服强度的变化,表示出图像形成过程中固结状态下的显影剂层的粉体特性。
此外,本发明的特征在于在主固结应力20.0kPa以下的关系上,主固结应力20.0kPa接近于粉体可以以粉体存在的上限,若制成施加20.0kPa以上的应力的状态,则显影剂容易完全密实(packing)。因此,为了讨论显影剂的粉体特性,优选在主固结应力20.0kPa以下进行讨论。
该显影剂的主固结应力5.0kPa时和20.0kPa时的无约束屈服强度满足本发明规定的范围时,即使显影剂在显影器内受到剪切,也变得如同避开该剪切,可抑制显影剂的恶化。因此,即使提高打印速度时,也可以得到稳定的图像浓度而不产生显影剂恶化。另外,被固结的状态下的显影剂层通过限制部件而形成磁穗时,受到剪切的显影剂适度疏松并通过限制部件,因此可以稳定地形成均匀的穗。结果,在显影区域A中,可以使所需最小限度的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,因此不仅可以谋求从印刷初期一直到耐久后半期期间的高图像质量,还可以减少显影剂消耗量。
另一方面,该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度大于2.5kPa、或者该显影剂在主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度大于5.5kPa的显影剂表示的是:在固结状态下显影剂难以疏松,即,是颗粒间聚集力大的显影剂。
使用这样的显影剂时,如上所述在图像形成过程中会产生如上所述的问题。
另外,该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度为0.1~2.5kPa并且该显影剂在主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度小于2.5kPa的显影剂表示的是颗粒间聚集力非常小的显影剂。使用这样的显影剂时,倒是不会受到显影器内的剪切,但显影剂承载体的表面和显影剂的摩擦力变得过小而导致无法充分地得到由摩擦产生的带电量。因此,产生显影性的恶化,进而产生图像质量的降低。并且,使用这样的显影剂时,因为颗粒间聚集性过低,因此在以高速印刷为目的提高显影剂承载体的旋转速度时,可以明显地看到从显影器内喷出显影剂。
进一步,使用这样的显影剂时,由于显影剂变松,导致向显影剂容器内填充的量减少,相对于显影容器体积的可印刷张数减少。这从显影器的小型化的观点出发不优选。
如上所述,通过将显影剂在固结状态下的颗粒间聚集性的指标控制在上述关系式的范围内,可以提供满足高耐久、高可靠、高图像质量的显影剂,并且显影剂在长期使用中也不会恶化。
在此,所得的主固结应力(X)和无约束屈服强度(U)是通过ShearScan TS-12(Sci-Tec公司生产)测定的,ShearScan根据Prof.VirendraM.Puri撰写的“CHARACTERIZING POWDERFLOWABILITY(2002.01.24发表)”中记载的摩尔-库仑模型的原理进行测定。
具体而言,使用可向截面方向直线施加剪切力的直线剪切小室(圆柱状,直径80mm,体积140cm3),在室温环境(23℃,60%RH)下进行测定。在该小室中加入显影剂,施加2.5kPa的垂直载荷,制作固结粉体层使其成为该垂直载荷下的最密填充状态(从可以自动检测压力并能够无人为误差地制作该固结状态这一点考虑,在本发明中优选利用ShearScan的测定。)。同样地形成垂直载荷为5.0kPa和10.0kPa时的固结粉体层。然后,进行如下试验:对各垂直载荷下形成的样品继续施加形成固结粉体层时所施加的垂直载荷,同时缓缓施加剪切力,并测定此时的剪切应力的变动,由此确定平稳点。到达平稳点是这样判断的:即,在上述试验中,剪切应力的变位和用于施加垂直载荷的载荷施加部件的垂直方向的变位变小,两者取得稳定的值的时候,认为到达了平稳点。接着,从到达平稳点的固结粉体层缓缓地去掉垂直载荷,制作各载荷下的破坏包络线(垂直载荷应力vs剪切应力的绘图),求出Y截距和斜率。利用摩尔-库仑模型的解析中,无约束屈服强度和主固结应力由下式表示,上述Y截距为“聚集力”,斜率为“内部摩擦角”。
无约束屈服强度=2c(1+sin)/cos
主固结应力=((A-(A2sin2-τssp2cos2)0.5)/cos2)×(1+sin)-(c/tan)
(A=σssp+(c/tan)、c=聚集力、=内部摩擦角、τssp=c+σssp×tan、σssp=平稳点的垂直载荷)
绘制各载荷下计算出的无约束屈服强度和主固结应力(Flow Function Plot),基于该绘图画直线。由该直线求出无约束屈服强度5.0kPa和20.0kPa时的主固结应力。
在本发明中重要的是:将该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度控制到0.1kPa~1.5kPa,将主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度控制到2.5kPa~5.5kPa。其控制手段不受特别限制,例如,可以像下面那样控制主固结应力和无约束屈服强度。
本发明人们对用于调色剂中的组成材料进行研究的结果,发现通过在至少具有例如粘结树脂和磁性氧化铁的调色剂颗粒中外部添加适当的添加剂,可以控制固结状态下的正带电性显影剂的主固结应力(X)和无约束屈服强度(U)的关系。
具体而言,优选与将正带电性调色剂颗粒分散到水中而成的分散液的pH下的ζ电位相关联来添加无机微粉末作为外部添加剂,该无机粉末具有与正带电性调色剂颗粒的ζ电位之差为40mV以下的ζ电位。所谓的将正带电性调色剂颗粒分散到水中而成的分散液的pH下的正带电性调色剂颗粒的ζ电位,表示的是在该pH下的调色剂颗粒的粉体的表面电荷密度。因此,所谓的使用ζ电位之差的绝对值为40mV以下的正带电性调色剂颗粒和无机微粉末是指使用具有与调色剂颗粒表面的表面电荷密度几乎等价的表面电荷密度的无机微粉末。通常,在调色剂颗粒中添加无机微粉末时,众所周知会产生范德华力这样的分子间力、静电引力、液桥力等。通过将这样的引力起作用的调色剂颗粒和无机微粉末各自的表面的电荷密度控制为等价,可以在缓和调色剂颗粒和无机微粉末所受引力的方向上作用排斥力,因此可以降低显影剂颗粒间聚集力。由此,可以容易地控制到作为本发明特征的该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度为0.1~2.5kPa并且该显影剂在主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度为2.5~5.5kPa。
正带电性调色剂颗粒和无机微粉末的ζ电位之差大于40mV时,不产生缓和上述说明的缓和引力的作用,因此颗粒间聚集力变大。因此,显影剂发生显影剂容器内的剪切增加引起的外部添加剂的包埋等所导致的显影剂恶化。结果,发生显影剂的带电量降低导致的耐久后半期的浓度降低。进一步,在显影剂承载体上形成显影剂薄层的过程中,由于通过限制部件时所受的剪切而导致形成于显影剂承载体上的显影剂的穗变得不均匀,因此图像质量恶化,进而灰雾也恶化。另外,由于通过限制部件时所受的剪切也会导致显影剂恶化,因此产生耐久后半期的浓度降低。
进而,在对感光体的显影过程中,由于上述那样形成的显影剂承载体上的不均匀的穗,在显影区域A,超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,从而引起图像质量的恶化。进一步,由于超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,导致显影剂消耗量也恶化。
下面示出本发明中测定的ζ电位的测定方法。
调色剂颗粒和无机微粉末的ζ电位是使用超声波方式ζ电位测定装置DT-1200(Dispersion Technology公司生产)进行测定的。用纯水作为分散液,制备调色剂颗粒或无机微粉末的0.5vol%水溶液。根据需要添加相对于颗粒浓度0.4质量%的对ζ电位不产生影响的非离子系分散剂。其后,用超声波分散机分散3分钟,然后边脱泡边搅拌10分钟,制成调色剂颗粒或无机微粉末的分散液。测定调色剂颗粒时,使用该调色剂分散液,进行ζ电位的测定。此时,同时测定分散液的pH。测定无机微粉末的ζ电位时,首先以1摩尔/升HCl水溶液或1摩尔/升KOH水溶液滴定无机微粉末分散液。然后,在无机微粉末的分散液中添加用于调整到调色剂颗粒的分散液的pH值所需的1摩尔/升HCl水溶液或1摩尔/升KOH水溶液,调整到与调色剂颗粒的分散液相同的pH值之后,使用上述装置测定ζ电位。
另外,作为无机微粉末,优选使用选自氧化锌、氧化铝、氧化镁中的至少1种氧化物,此时,容易将正带电性调色剂颗粒表面的表面电荷密度和无机微粉末的表面电荷密度之差控制到变小的方向,因此,从能够有效地发挥在正带电性调色剂颗粒表面缓和调色剂颗粒间聚集力的效果这一点出发是优选的。
其中,更优选氧化镁微粉末,为了有效地体现本发明的缓和聚集力的效果,特别优选使用异类金属的混入和晶格缺陷少的氧化镁晶体,即高纯度的氧化镁微粉末。氧化镁微粉末的纯度可以使用氧化镁微粉末的X射线衍射峰的半值宽度来估算。
使用CuKα射线的X射线衍射中,氧化镁微粉末优选在布拉格角(2θ±0.2deg)42.9deg处有氧化镁晶体的(200)面的特征峰,并且该布拉格角(2θ±0.2deg)=42.9deg处的X射线衍射峰的半值宽度为0.40deg以下。该X射线衍射峰的半值宽度为0.40deg以下时,表示氧化镁的结晶性高,即,异类金属的混入、晶格缺陷等少,氧化镁晶体的单一性强,是高纯度的。
该X射线峰半值宽度大于0.40deg时,表示结晶性差,即,氧化镁晶体的纯度低。也就是,由于异类金属的混入、晶格缺陷,晶格变形,X射线衍射峰变宽显示。这样的氧化镁微粉末的情况下,易产生异类金属导致的带电泄漏,无法充分地得到本发明中的静电聚集力缓和效果。另外,晶格缺陷导致耐水性变差,发生吸湿导致的水合作用,无法得到上述的缓和聚集力的效果。同时,形状易变得不均匀,粒度分布变宽等,难以控制物性。
本发明中的X射线衍射测定是使用CuKα射线在如下条件下测定的。
[样品制备]
1)在500ml烧杯内,相对于3g显影剂,添加200ml的甲醇。
2)以超声波分散3分钟,使外部添加剂游离。
3)在从烧杯底贴上磁铁并捕捉磁性调色剂颗粒的状态下,分离包含游离的外部添加剂的甲醇上清液。
4)分离上清液之后,对烧杯内的磁性调色剂颗粒再次添加200ml甲醇,并重复3次2)、3)的操作。
5)利用网眼2μm的膜滤器,对所分离的甲醇上清液进行真空过滤并回收固体成分,得到外部添加剂样品。
[X射线衍射测定条件]
所用测定机:Rigaku Corporation生产的试料水平型强力X射线衍射装置(RINT TTRII)
灯管:Cu
平行束光学系统
电压:50kV
电流:300mA
起始角度:30°
终止角度:50°
取样宽度:0.02°
扫描速率:4.00°/min
发散狭缝:开放
发散竖狭缝:10mm
散射狭缝:开放
接收狭缝:1.0mm
使用Rigaku Corporation生产的分析软件「Jade6」进行所得X射线衍射峰的归属和半值宽度的计算。
上述氧化镁微粉末在显影剂的酸值为0.5~20.0mgKOH/g、优选为1.0~10.0mgKOH/g、特别优选为3.0~7.0mgKOH/g时尤其发挥效果。
通过将显影剂的酸值控制在该范围内,正带电性调色剂颗粒表面的羧基和氧化镁微粉末表面的亲和性提高,能够使氧化镁微粉末可靠地存在于调色剂颗粒表面。结果,能够将氧化镁微粉末从调色剂颗粒的游离率控制在最合适的范围,最有效地诱发缓和显影剂间的聚集力的效果。进一步,通过控制酸值的范围,可以使调色剂颗粒表面的正带电性更均匀,结果,显影剂表面的正带电性也变得更均匀,能够进一步缓和显影剂间的聚集性,可以长期稳定地得到高精细的图像。
显影剂的酸值不足0.5mgKOH/g时,调色剂颗粒表面和氧化镁微粉末之间的亲和性减少,因此容易产生氧化镁微粉末从调色剂颗粒表面脱离。结果,无法得到缓和显影剂间的聚集力的效果。另外,酸值超过20.0mgKOH/g时,调色剂颗粒表面和氧化镁微粉末之间的亲和力变得过大,无法得到缓和显影剂间的聚集力的效果。进而,在酸值超过20.0mgKOH/g时,用于正带电性显影剂的情况下,存在调色剂颗粒中的粘结树脂的负带电性变强、图像浓度降低且灰雾增加的倾向。
如上所述,使用氧化镁微粉末时,即使在高速的显影系统中也可以长期稳定地得到没有拖尾的图像质量而对环境没有依赖,进而不易产生浓度降低、灰雾等。
另外,氧化镁微粉末优选体积平均粒径(Dv)为0.1~2.0μm,更优选为0.9~2.0μm,进一步优选为1.0~1.5μm。另外,具有该体积平均粒径的1/2倍粒径以下的粒径的氧化镁微粉末的体积分布累积值优选为10.0体积%以下,更优选为7.0体积%以下。另外,关于具有该体积平均粒径的2倍粒径以上的粒径的氧化镁微粉末的体积分布累积值,优选为10.0体积%以下,更优选为7.0%以下。体积平均粒径小于0.1μm的氧化镁微粉末在对调色剂颗粒赋予流动性方面不利,结果,显影剂的颗粒间聚集性提高,在耐久后半期浓度降低。另外,体积平均粒径为2.0μm以上时,氧化镁微粉末的粒径变大而容易从调色剂颗粒游离,因此无法充分地得到缓和聚集性的效果,故不优选。进一步,该体积平均粒径的1/2倍粒径以下的体积分布累积值为10体积%以上、该体积平均粒径的2倍粒径以上的体积分布累积值为10体积%以上时,粒度分布变宽,容易产生上述的弊病,因此无法充分得到缓和显影剂的聚集性的效果。
作为实现氧化镁微粉末的体积平均粒径为0.1~2.0μm、该体积平均粒径的1/2倍粒径以下的体积分布累积值为10体积%以下、该体积平均粒径的2倍粒径以上的体积分布累积值为10体积%以下这样的粒度分布的手段,可以使用通常的分级装置,没有特别限制。
作为本发明的显影剂中的氧化镁微粉末的粒度分布的测定装置,使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置LA-920(HORIBA生产)。作为测定方法,在200ml作为分散液的离子交换水中,按照透射率成为80%左右的样品浓度加入数mg样品。然后,将该分散液用超声波分散机分散处理1分钟,将氧化镁微粉末和水的相对折射率设定为1.32,利用前述测定装置测定氧化镁微粉末的以体积为基准的粒度分布,求出体积平均粒径、该体积平均粒径的1/2倍粒径以下的体积分布累积值以及该体积平均粒径2倍粒径以上的体积分布累积值。
另外,本发明的显影剂中的氧化镁微粉末的等电点优选为8~14,更优选为9~14,特别优选为12~14。氧化镁微粉末的等电点低于8时,氧化镁微粉末的正带电能力降低,因此缓和聚集性的效果会减少。另外,因为显影剂的带电性变得不均匀,所以容易发生灰雾。
由ζ电位求出氧化镁微粉末的等电点。在本发明中,使用超声波方式ζ电位测定装置DT-1200(Dispersion Technology公司生产)测定氧化镁微粉末的ζ电位。用纯水作分散液,调制氧化镁微粉末的0.5Vol%的水溶液,以超声波分散机(Sonic &Materials公司生产VCX-750)分散3分钟之后,边脱泡边搅拌约10分钟制得分散液。使用上述装置绘制该分散液的ζ电位的pH变化图,由图表计算出等电点。此外,所谓的等电点是ζ电位为0时的pH的值。
另外,本发明中所使用的氧化镁微粉末的比表面积优选为1.0~15.0m2/g。
比表面积大于15.0m2/g时,氧化镁微粉末容易被包埋在调色剂颗粒中,即,易产生显影剂恶化。进而,在高湿环境下吸湿量变多,带电会降低且在耐久后半期浓度降低。另外,比表面积小于1.0m2/g时,显影剂容易产生无法获得充分的流动、浓度淡等问题。
作为BET比表面积的测定方法,根据BET比表面积法,使用比表面积测定装置GEMINI2375(岛津制作所),使样品表面吸附氮气,使用BET比表面积多点法计算比表面积。
另外,本发明中所使用的氧化镁微粉末颗粒中的MgO含量优选为98.00%以上,更优选为99.90%以上。MgO的含量低于98.00%,即,MgO的纯度低时,不能充分获得氧化镁微粉末所带来的缓和聚集力的效果,故不优选。
另外,从有效发挥颗粒间聚集力的缓和、且在调色剂颗粒表面均匀地存在无机微粉末的方面来看,无机微粉末的游离率优选在0.1~5.0%的范围内,更优选为2.0~4.0%,特别优选为2.5~3.5%。游离率大于5.0%时,显影剂无法得到适当的带电性能而不优选。进而,存在于调色剂颗粒表面附近的无机微粉末的量减少,因此缓和颗粒间聚集力的效果减少。
为了将游离率控制在适当的范围,可以通过在公知的外部添加方法中调整外部添加条件来实现。作为搅拌装置,可以使用亨舍尔混合机、均化器等,更优选使用亨舍尔混合机。外部添加强度通过控制转数、挡板的角度以及搅拌时间来调节,还需要充分考虑与其它外部添加剂的相互作用来控制无机微粉末的游离率。
在本发明中,通过颗粒分析仪(PT1000:横河电机(株)生产)测定无机微粉末从调色剂颗粒的游离率。颗粒分析仪是一种将调色剂等微粒一个一个地导入到等离子中并根据微粒的发光光谱获知发光物的元素、颗粒数、颗粒粒径的装置,按JapanHardcopy97论文集的第65~68页记载的原理进行测定。具体而言,将调色剂样品在温度23℃、湿度60%的环境下放置一晚进行调湿,在上述环境下使用含0.1%氧气的氦气测定该调湿后的调色剂样品。即,用通道1测定碳原子(测定波长247.86nm)、用通道3测定铝原子(测定波长396.15nm),按照1次扫描的碳原子的发光数为1000~1400个的方式取样,反复扫描直到碳原子的发光数总数达到10000以上,累计发光数。然后,计数此时的仅铝原子的发光数作为游离氧化铝的个数。另外,此时的噪音消除水平为1.50V。接着,就游离率的观点进行说明。例如,考虑将添加氧化铝作为无机微粉末的调色剂颗粒导入到等离子中的情况下,在导入到等离子中时,可分别观察作为粘结树脂组成元素的碳的发光和来自于氧化铝的铝原子的发光。此时,从碳原子的发光开始在2.6msec以内发光的铝原子认为是同时发光的原子,其以后的铝原子的发光认为是铝原子单独的发光。碳原子和铝原子同时发光意味着氧化铝附着在调色剂颗粒表面,铝原子单独发光意味着氧化铝从调色剂颗粒游离。
进一步,所述的无机微粉末其含量优选为全体显影剂的0.01~2.0质量%。超过2.0质量%时,显影剂无法得到适当的带电性能,缓和颗粒间聚集力的效果减少。
另外,无机微粉末可以用公知的处理剂实施表面处理后使用。
另外,在本发明的显影剂中,为了缓和颗粒间聚集性,优选添加无机微粉末,进一步,为了提高带电稳定性、显影性、流动性、耐久性,更优选添加硅石微粉末。另外,已明确,通过将对调色剂颗粒表面赋予流动性的能力高、且一次颗粒的个数平均粒径小的硅石微粉末与无机微粉末同时使用,由此可以将无机微粉末均匀地分散在调色剂颗粒表面。无机微粉末没有均匀分散时,对颗粒间聚集力的缓和效果产生偏差,显影剂对高速印刷的劣化情况容易恶化。结果,产生显影剂的带电量降低所导致的耐久后半期的浓度降低。进而,在显影剂承载体上形成显影剂的薄层的过程中,由于通过限制部件时所受到的剪切而导致形成在显影剂承载体上的显影剂的穗变得不均匀,因此图像质量恶化,进而灰雾也恶化。另外,由于通过限制部件时所受到的剪切而引起显影剂恶化,因此产生耐久后半期的浓度降低。作为硅石微粉末,优选BET比表面积为70~130m2/g。
进一步,无机微粉末没有均匀分散时,对感光体的显影过程中,由于显影剂承载体上的不均匀的穗,在显影区域A,超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,从而引起图像质量的恶化。进而,由于超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,显影剂消耗量也恶化。
作为硅石微粉末,可以使用通过卤化硅的蒸气相氧化所生成的所谓被称为干式法或煅制二氧化硅的干式硅石、以及由水玻璃等制造的所谓的湿式硅石这两者。另外,优选干式硅石,干式硅石的存在于表面和硅石微粉末内部的硅烷醇基少、并且Na2O、SO3 -等制造残渣少。另外在干式硅石中,通过在制造工序中将例如氯化铝、氯化钛等其它金属卤化物与卤化硅化合物一起使用,可以得到硅石微粉末与其它金属氧化物的复合微粉末。本申请中的所谓硅石微粉末还包括这些复合微粉末。
另外,在本发明中,硅石微粉末优选被疏水化处理。通过对硅石微粉末进行疏水化处理,可以防止硅石微粉末在高湿环境下的带电性的降低,提高表面附着有硅石微粉末的调色剂颗粒的摩擦带电量的环境稳定性。结果,可以进一步提高作为显影剂的图像浓度、灰雾等显影特性的环境稳定性。在本发明中,以780nm波长光的透射率测定硅石微粉末对甲醇/水混合溶剂的湿润性时,优选透射率为80%时的甲醇浓度在65~80体积%的范围内。
透射率为80%时的甲醇浓度超过80体积%时,所含有的调色剂容易充电而不优选。另外,透射率为80%时的甲醇浓度低于65体积%时,易受到空气中的水分的影响,难以得到作为调色剂的良好的显影性。
在本发明中,所述透射率和甲醇浓度的关系,即硅石微粉末的湿润性、也就是硅石微粉末的疏水特性,是使用甲醇滴加透射率曲线测定的。具体而言,作为其测定装置,可以举出例如Rhesca Co.,Ltd.公司生产的的粉体湿润性试验机WET-100P,具体的测定操作可以列举出下面例示的方法。
首先,在容器中加入70ml由60体积%甲醇和40体积%水构成的含水甲醇液,为了除去其测定用样品中的气泡等,以超声波分散器分散5分钟。精确称量0.5g作为分析物的硅石添加到其中,制备用于测定显影剂的疏水特性的样品液。
接着,边以6.67s-1的速度搅拌该测定用样品液,边以1.3ml/min.的滴加速度连续添加甲醇,以波长780nm的光测定透射率,制作甲醇滴加透射率曲线。此外,在该测定中,作为烧瓶,使用直径5cm的圆形、厚度1.75mm的玻璃制的烧瓶,作为磁搅拌器,使用长度25mm、最大直径8mm的纺锤形、且施加了氟树脂涂层的磁搅拌器。
作为疏水化处理的处理剂,可以单独使用或同时使用如硅树脂清漆、各种改性硅树脂清漆、未改性的硅油、各种改性硅油、硅烷化合物、硅烷偶联剂、以及有机硅化合物、有机钛化合物这样的处理剂。其中,从带电性方面考虑,优选用具有含氮元素的取代基(特别是氨基)的硅烷化合物、硅油进行处理。
其中,具有氨基的硅烷化合物对向硅石提供正带电性的贡献大,处理量多时,正带电性变强,但由于氨基的亲水性而使吸湿性增大。因此,使用硅烷化合物时,优选同时使用硅油进行处理。另外,处理可以按照公知的方法进行。
另外,为了制造满足本发明的主固结应力和无约束屈服强度的关系的显影剂,优选在显影剂的通过库乐尔特颗粒计数器以256G通道测定的以个数为基准的粒度分布中,峰粒度X和半值宽度Y的关系满足下式:
2.06×X-9.0≤Y≤2.06×X-7.5
此外,峰粒度X是频度最大的通道的中心值,半值宽度Y是包含最大频度的一半频度的2个通道的中心值之差。
在通过库乐尔特颗粒计数器以256G通道测定的以个数为基准的粒度分布中,半值宽度Y对峰粒度X的关系为Y>2.06×X-7.5时,意味着该显影剂是其它粒度的累积个数比峰粒度X的累积个数多、即粒度分布宽的显影剂。这样的显影剂的情况下,存在显影剂的带电分布产生偏差且颗粒间聚集性变高的倾向。结果,显影剂容易发生显影剂容器中的剪切增加引起的外部添加剂的包埋等所导致的显影剂恶化,在耐久后易产生浓度降低。进一步,在显影剂承载体上形成显影剂的薄层的过程中,由于通过限制部件时所受的剪切而导致形成于显影剂承载体上的显影剂的穗易变得不均匀,图像质量降低,进而还存在容易产生灰雾的倾向。另外,由于通过限制部件时所受的剪切而易发生显影剂恶化,在耐久后易产生浓度降低。
进一步,由于显影剂承载体上的不均匀的穗,在显影区域A,超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,从而引起图像质量降低,进一步,由于超出需要的显影剂飞翔到潜像的电位图案上,导致显影剂消耗量增加。此外,通过库乐尔特颗粒计数器以256G通道测定的以个数为基准的粒度分布中,半值宽度Y对峰粒度X的关系为Y<2.06×X-9.0时,意味着该显影剂的粒度分布非常窄。粒度分布窄的显影剂带电均匀,因此颗粒间聚集性降低,使用这样的显影剂时,显影器内的剪切变弱。但是,显影剂承载体的表面和显影剂的摩擦力变得过小,因此难以充分得到通过摩擦产生的带电量。从而,产生显影性的恶化,进而还容易产生图像质量的降低。另外,使用这样的显影剂时,由于颗粒间聚集性过低,在为了高速印刷而提高显影剂承载体的旋转速度时,容易产生显影剂从显影器内喷出。
进一步,在得到粒度分布窄的显影剂的情形中,如果在分级工序中大幅去掉微粉末体和粗粉体,则可制造粒度分布窄的显影剂,但是具有期望的粒度分布的调色剂颗粒的收率变低,制造上不现实。
进一步,本发明的显影剂优选酸值为0.5~20.0mgKOH/g,更优选为1.0~10.0mgKOH/g,特别优选3.0~7.0mgKOH/g。通过将显影剂的酸值控制在该范围,可以提高正带电性调色剂颗粒表面的羧基和无机微粉末表面的亲和性,使无机微粉末可靠地存在于调色剂颗粒表面。结果,有效地体现出用于缓和显影剂颗粒间聚集力的排斥力,显影剂在固结状态下的松散容易程度提高。显影剂的酸值不足0.5mgKOH/g时,调色剂颗粒表面和无机微粉末之间的亲和性减少,因此易产生无机微粉末从调色剂颗粒表面脱离的现象。结果,缓和颗粒间聚集力的效果减少,固结状态下的显影剂的松散容易程度恶化。另外,酸值超过20.0mgKOH/g时,调色剂颗粒表面与无机微粉末之间的亲和力变得过大,缓和颗粒间聚集力的效果变小。进一步,酸值超过20.0mgKOH/g时,在适用于正带电性调色剂的情况下,存在调色剂颗粒中的粘结树脂的负带电性变强、图像浓度降低、灰雾增加的倾向。
另外,本发明的显影剂优选索格利特萃取16小时时的粘结树脂成分的四氢呋喃(THF)不溶成分量为0.1~50.0质量%。更优选为10.0~50.0质量%,进一步优选为20.0~50.0质量%。
THF不溶成分有维持显影剂的耐久强度的作用,对于应用于高速机器时防止显影剂恶化(外部添加剂的包埋等)是重要的。进一步,因为THF不溶成分是用于体现从定影辊等加热部件的良好的脱模性的有效成分,因此适用于高速机器时,具有减少显影剂对定影辊等加热部件的附着量的效果。超过50.0质量%时,不仅定影性恶化,存在显影剂中原材料的分散性恶化且带电性不均匀的倾向,导致显影剂颗粒间聚集力恶化。
另外,本发明的显影剂优选THF不溶成分在通过GPC测定的分子量分布中,在分子量3000~30000的区域有主峰,且分子量10万以下的峰面积相对于全体峰面积为70~100质量%。
通过在分子量3000~30000的区域有主峰,显影剂中的原材料的分散性变良好。结果,带电性均匀,显影剂颗粒间聚集力被缓和。进而通过在分子量3000~30000的区域有主峰,可以获得良好的低温定影性和耐堵塞性。进而,因为高速印刷时的显影剂的耐久性优异,所以不发生显影剂恶化。主峰分子量不足3000时,不仅耐堵塞性恶化,还产生高速印刷时的显影剂恶化,可以看到图像浓度降低、图像质量降低。主峰分子量超过30000时,无法得到充分的定影性。进一步,制造调色剂颗粒时,原材料的分散性恶化,带电变得不均匀,显影剂颗粒间聚集力恶化。另外,分子量10万以下的峰面积相对于全体峰面积不足70%时,无法获得充分的定影性。
作为本发明中粘结树脂的种类,可以列举出苯乙烯系均聚树脂、苯乙烯系共聚树脂、聚酯树脂、多元醇树脂、聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、天然改性酚醛树脂、天然树脂改性马来酸树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚乙酸乙烯酯、硅酮树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、石油系树脂。
从用于正带电性调色剂颗粒的方面、可以容易地控制与无机微粉末的亲和性的方面考虑,本发明的粘结树脂优选为苯乙烯系共聚树脂。进而,苯乙烯系共聚树脂可以为含羧基树脂与含缩水甘油基树脂的混合物或反应物。
苯乙烯系共聚树脂中对于苯乙烯单体的共聚单体,可以列举出苯乙烯衍生物,如乙烯基甲苯;丙烯酸;丙烯酸酯,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基辛酯、丙烯酸苯酯;甲基丙烯酸;甲基丙烯酸酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯;马来酸;具有双键的二羧酸酯,如马来酸丁酯、马来酸甲酯、马来酸二甲酯;丙烯酰胺;丙烯腈;甲基丙烯腈;丁二烯;氯乙烯;乙烯酯,如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯;乙烯系烯烃,如乙烯、丙烯、丁烯;乙烯基酮,如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮;乙烯基醚,如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基异丁醚。这些乙烯基系单体可以单独使用或使用2个以上。
本发明中的粘结树脂优选具有0.5~20.0mgKOH/g范围的酸值。特别优选为具有0.5~15.0mgKOH/g的酸值的树脂。若大于20.0mgKOH/g,则应用于正带电性调色剂时,调色剂颗粒中的粘结树脂的负带电性变强,若小于0.5mgKOH/g,则调色剂颗粒表面和无机微粉末之间的亲和性减少,因此易产生无机微粉末从调色剂颗粒表面脱离。结果,对颗粒间聚集力的缓和效果减少,固结状态下的显影剂的松散容易程度恶化。
作为调整粘结树脂的酸值的单体,可以列举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸α-乙酯、巴豆酸、肉桂酸、乙烯基乙酸、异巴豆酸、当归酸等丙烯酸及其α-或β-烷基衍生物;富马酸、马来酸、柠康酸、链烯基琥珀酸、衣康酸、中康酸、二甲基马来酸、二甲基富马酸等不饱和二羧酸及其单酯或酸酐等。其中,特别是从控制酸值来看,优选使用不饱和二羧酸的单酯衍生物。
特别优选的化合物可以列举出例如,马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸单正丁酯、马来酸单正辛酯、马来酸单烯丙酯、马来酸单苯酯、富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、富马酸单正丁酯、富马酸单苯酯等这样的α,β-不饱和二羧酸的单酯类;正丁烯基琥珀酸单正丁酯、正辛烯基琥珀酸单甲酯、正丁烯基丙二酸单乙酯、正十二碳烯基戊二酸单甲酯、正丁烯基己二酸单正丁酯等这样的链烯基二羧酸的单酯类等。
相对于100质量份构成粘结树脂的全部单体,可以添加0.1~20.0质量份上述含羧基单体,优选添加0.2~15.0质量份。
作为粘结树脂的合成方法,可以列举出溶液聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合法。
其中,乳液聚合法是用乳化剂将几乎不溶于水的单体(monomer)以小颗粒状分散在水相中,使用水溶性的聚合引发剂进行聚合的方法。在该方法中,容易调节反应热,发生聚合的相(由聚合物和单体构成的油相)和水相是分开的,因此终止反应速率小,结果聚合速率大,可得到高聚合度的物质。进一步,由于聚合过程比较简单、以及聚合产物是微细颗粒,因此在调色剂的制造中,从着色剂和电荷控制剂以及容易与其它添加物混合等理由出发,作为调色剂用粘合剂树脂的制造方法有有利的方面。
但是,由于添加了乳化剂的缘故,所生成聚合物易变得不纯,在取出聚合物时需要盐析等操作,为了避免该不便,悬浮聚合是合适的。
在悬浮聚合中,相对于100质量份水系溶剂,可以用100质量份以下(优选为10~90质量份)单体进行聚合。作为可使用的分散剂,可使用聚乙烯醇、聚乙烯醇部分皂化物、磷酸钙等,通常相对于100质量份水系溶剂可使用0.05~1质量份分散剂。聚合温度合适为50~95℃,可以根据所使用的引发剂、目标聚合物进行适当选择。
本发明中所使用的粘结树脂优选使用以下例示那样的多官能性聚合引发剂进行合成。
作为具有多官能结构的多官能性聚合引发剂的具体例子,可以选自:1,1-二-过氧化叔丁基-3,3,5-三甲基环己烷、1,3-双-(过氧化叔丁基异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-(过氧化叔丁基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二-(过氧化叔丁基)己烷、三-(过氧化叔丁基)三嗪、1,1-二-过氧化叔丁基环己烷、2,2-二-过氧化叔丁基丁烷、4,4-二-过氧化叔丁基戊酸正丁酯、二-过氧化叔丁基六氢对苯二甲酸酯、二-过氧化叔丁基壬二酸酯、二-过氧化叔丁基三甲基己二酸酯、2,2-双-(4,4-二-过氧化叔丁基环己基)丙烷、2,2-过氧化叔丁基辛烷以及各种聚过氧化物等1分子内具有2个以上过氧化基团等具备聚合引发功能的官能团的多官能性聚合引发剂、以及过氧化二烯丙基二碳酸酯、过氧化叔丁基马来酸、过氧化叔丁基烯丙基碳酸酯以及过氧化叔丁基异丙基富马酸酯等1分子内具有过氧化基团等具备聚合引发功能的官能基和聚合性不饱和基团两者的多官能性聚合引发剂。
在这些当中,更优选的是1,1-二-过氧化叔丁基-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二-过氧化叔丁基环己烷、二-过氧化叔丁基六氢对苯二甲酸酯、二-过氧化叔丁基壬二酸酯和2,2-双-(4,4-二-过氧化叔丁基环己基)丙烷以及过氧化叔丁基烯丙基碳酸酯。
为了满足作为粘结树脂所要求的各种性能,这些多官能性聚合引发剂优选与单官能性聚合引发剂同时使用。特别优选同时使用十小时半衰期温度低于该多官能性聚合引发剂的聚合引发剂。
具体而言,可列举出过氧化苯甲酰、1,1-二(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、正丁基-4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸酯、过氧化二异丙苯、α,α’-双(过氧化叔丁基二异丙基)苯、过氧化叔丁基异丙基苯、二-叔丁基过氧化物等有机过氧化物,偶氮二异丁腈、重氮氨基偶氮苯等偶氮和重氮化合物等。
这些单官能性聚合引发剂可以和所述多官能性聚合引发剂同时添加到单体中,但为了保证该多官能性聚合引发剂的适当的效率,优选在聚合工序中在经过该多官能性聚合引发剂显示的半衰期之后添加。
从效率方面出发,优选相对于100质量份单体使用0.05~2质量份这些聚合引发剂。
粘结树脂优选通过交联性单体被交联。
作为交联性单体,主要使用具有2个以上可聚合双键的单体。作为具体例子,可列举出芳香族二乙烯基化合物(例如,二乙烯基苯、二乙烯基萘等);以烷基链连结的二丙烯酸酯化合物类(例如,乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、以及将以上化合物的丙烯酸酯替换为甲基丙烯酸酯的物质);以包含醚键的烷基链连结的二丙烯酸酯化合物类(例如,二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、以及将以上化合物的丙烯酸酯替换为甲基丙烯酸酯的物质);以包含芳香族基团和醚键的链连结的二丙烯酸酯化合物类(例如,聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯、以及将以上化合物的丙烯酸酯替换为甲基丙烯酸酯的物质);以及,聚酯型二丙烯酸酯化合物类(例如,商品名MANDA(日本化药))。作为多官能的交联剂,可列举季戊四醇丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯、以及将以上化合物的丙烯酸酯替换为甲基丙烯酸酯的物质;三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基偏苯三酸酯;等。
这些交联剂优选相对于100质量份其它单体成分使用0.00001~1质量份、优选为0.001~0.05质量份的范围。
这些交联性单体中,作为从调色剂的定影性、耐附着性方面考虑适合使用的单体,可以列举出芳香族二乙烯基化合物(特别是二乙烯基苯)、以包含芳香族基团和醚键的链连结的二丙烯酸酯化合物类。
作为粘结树脂的其它合成方法,可以使用本体聚合方法、溶液聚合方法。但是,在本体聚合法中,通过高温聚合而加速终止反应速率,可以得到低分子量的聚合物,但存在难以控制反应的问题。这一点,在溶液聚合法中,通过溶剂带来的自由基的链转移的差别、并且调整引发剂、反应温度,可以在温和的条件下容易地得到所期望的分子量的聚合物,因此优选。特别是,从将引发剂使用量抑制到最小限度、极力抑制引发剂残留导致的影响这些方面出发,还优选加压条件下的溶液聚合法。
使用聚酯树脂作为粘结树脂时,可以使用以下的酸成分和醇成分作为单体。
作为2元醇成分,可以列举出乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、氢化双酚A、以及(E)式所表示的双酚及其衍生物;
[化学式1]
(式中R为乙烯或丙烯基,x、y分别为0以上的整数,并且,x+y的平均值为0~10。)
以及(F)式所示的二醇类;
[化学式2]
作为2元酸成分,可以列举出二羧酸类及其衍生物,例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、异酞酸、邻苯二甲酸酐等苯二羧酸类或其酸酐、低级烷基酯;琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸等烷基二羧酸类或其酸酐、低级烷基酯;正十二碳烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸等链烯基琥珀酸类或烷基琥珀酸类、或其酸酐、低级烷基酯;富马酸、马来酸、柠康酸、衣康酸等不饱和二羧酸类或其酸酐、低级烷基酯;等。
另外,优选将起到交联成分作用的3元以上醇成分和3元以上酸成分同时使用。
作为3元以上的多元醇成分,可以列举出例如山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨聚糖、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、丙三醇、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-三羟基苯等。
另外,作为本发明中的三元以上的多元羧酸成分,可以列举出多元羧酸类及其衍生物,例如偏苯三酸、均苯四酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,4-丁三羧酸、1,2,5-己三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、EnPol三聚体酸、以及这些的酸酐、低级烷基酯;下式所表示的四羧酸等、以及这些的酸酐、低级烷基酯等。
[化学式3]
(式中X为具有1个以上碳原子数3以上的侧链的碳原子数为5~30的亚烷基或亚链烯基)
本发明中所使用的醇成分优选为40~60mol%、优选为45~55mol%,酸成分优选为60~40mol%、优选为55~45mol%。另外,三元以上的多元的成分优选为全部成分中的5~60mol%。
该聚酯树脂也通过通常所公知的缩聚得到。
以下,示出本发明所涉及的物性的测定方法。
[THF不溶成分的测定]
称量约1.0g(W1g)树脂,放入圆筒滤纸(例如,No.86R尺寸28×100mm东洋滤纸公司生产),装到索格利特萃取器,使用200ml THF作为溶剂,萃取16小时。此时,以溶剂的萃取循环约4分钟~5分钟循环一次的回流速度进行萃取。萃取结束后,取出圆筒滤纸,在40℃真空干燥8小时,称量萃取残渣(W2g)。接着求出调色剂中的灼烧残留灰分的重量(W3g)。灼烧残留灰分按照以下顺序求出。在预先准确称量的30ml磁性坩埚中加入约2g样品并准确称量,然后,通过减去坩埚的质量求出样品即调色剂的质量(Wag)。将坩埚放入电炉中在约900℃下加热约3小时,在电炉中自然冷却并在常温下在干燥器中自然冷却1小时以上,准确称量坩埚的质量。从这里减去坩埚的质量,从而求出灼烧残留灰分(Wbg)。
(Wb/Wa)×100=灼烧残留灰分含有率(质量%)
从该含有率可以求出样品W1g中的灼烧残留灰分的质量(W3g)。
THF不溶成分由下式求出。
THF不溶成分(质量%)={(W2-W3)/(W1-W3)}×100
此外,不包含粘结树脂等树脂以外的成分的样品的THF不溶成分的测定是将称量规定量(W1g)的树脂按照与上述相同的工序求出萃取残渣(W2g),由下式求出。
THF不溶成分(质量%)=(W2/W1)×100
[通过GPC测定分子量分布]
在40℃的加热室中使柱稳定,在该温度下的柱中以每分钟1ml的流速通入作为溶剂的THF,注入约100μl THF样品溶液进行测定。在样品的分子量测定中,由利用数种单分散聚苯乙烯标准样品建立的标准曲线的对数值和计测值的关系算出样品所具有的分子量分布。作为标准曲线建立用的标准聚苯乙烯样品,使用例如TOSOH公司生产或昭和电工公司生产的分子量为102~107左右的标样,使用至少十个点左右的标准聚苯乙烯样品是合适的。另外,检测器使用RI(折射率)检测器。而且,作为柱,可以将市售的聚苯乙烯凝胶柱多根组合,可以举出例如昭和电工公司生产的shodex GPC KF-801、802、803、804、805、806、807、800P的组合、TOSOH公司生产的TSKgel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSK guard column的组合。
另外,样品是如下制作的。
将样品加入到THF中放置数小时后,充分振荡并与THF充分混合(直到样品的聚集体消失),再静置12小时以上。此时在THF中的放置时间为24小时以上。其后,使其通过样品处理过滤器(孔径0.2~0.5μm,可以使用例如Myshori Disk H-25-2(TOSOH公司生产)等)并作为GPC的样品。另外,样品浓度调节成树脂成分为0.5~5.0mg/ml。
[酸值的测定]
基本操作按照JISK-0070进行。
1)准确称量0.5~2.0g样品,作为样品的质量W(g)。
2)在300ml烧杯中放入样品,加入甲苯/乙醇(4/1)的混合液150ml,溶解。
3)使用0.1摩尔/升的KOH的甲醇溶液,用电位差滴定装置滴定(例如,可以利用自动滴定,其使用京都电子株式会社生产的电位差滴定装置AT-400(win workstation)和ABP-410电动滴定管。)
4)此时的KOH溶液的使用量作为S(ml),并且,测定空白并将此时的KOH溶液的使用量作为B(ml)。
5)通过下式计算酸值。f为KOH的因数。
酸值(mgKOH/g)={(S-B)×f×5.61}/W
此外,使用显影剂作为样品时,与THF不溶成分的测定同样操作求出灼烧残留灰分,将减去灼烧残留灰分的质量的数值作为样品的质量。
[显影剂的粒度分布]
显影剂的粒度分布可以通过各种方法测定,在本发明中,使用库乐尔特颗粒计数器进行。测定装置使用CoulterMultisizer IIE(Coulter公司生产)。电解液使用1级氯化钠,调制出约1%NaCl水溶液。可以使用例如ISOTON(R)-II(CoulterScientific Japan,Ltd.生产)。作为测定方法,在100~150ml所述电解水溶液中加入0.1~5.0ml表面活性剂(优选为烷基苯磺酸盐)作为分散剂,再加入2~20mg测定样品。悬浮有样品的电解液以超声波分散器进行约1~3分钟分散处理,通过所述测定装置,孔径使用100μm孔径,测定调色剂颗粒的体积、个数,计算出体积分布和个数分布。此时,所测定的数据以将粒径1.59~64.0μm分割成256个部分的通道的形式得到。使用该以256通道得到的数据,求出重量平均粒径(D4)(将各通道的中央值作为每通道的代表值)、个数平均粒径(D1)、以及由体积分布求出的粗粉量(10.1μm以上)、由个数分布求出的微粉末个数(4.00μm以下)。
[显影剂的个数粒度分布中相对于峰粒度X的半值宽度Y]
从在上述显影剂的粒度分布中测定的Coulter MultisizerIIE(Coulter公司生产)中所得的256G通道的粒度分布(参照图4)计算出峰粒度X时的频度A(个数%)。
将峰粒度X的频度设为A时,从粒度分布计算出频度取半值(即,A/2)的粒度,从小粒径一侧起将它们设为X1、X2。
此时可以用半值宽度Y=X2-X1求出半值宽度。
在本发明的显影剂中,为了对显影剂提供脱模性,优选含有如下的蜡类。本发明中所使用的蜡有如下的物质。可以列举出例如,脂肪族烃系蜡,如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烃共聚物、聚烯烃蜡、微晶蜡、石蜡、费-托合成蜡;脂肪族烃系蜡的氧化物,如氧化聚乙烯蜡;或者、它们的嵌段共聚物;植物系蜡,如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、树蜡、霍霍巴蜡;动物系蜡,如蜂蜡、羊毛脂、鲸蜡;矿物系蜡,如地蜡、纯地蜡、石蜡油;以脂肪酸酯为主成分的蜡类,如褐煤酸酯蜡、蓖麻蜡;将脂肪酸酯部分或全部脱氧得到的蜡,如脱氧巴西棕榈蜡。进一步可以列举出如棕榈酸、硬脂酸、褐煤酸、或者具有更长链的烷基的长链烷基羧酸这样的饱和直链;如巴西烯酸、桐油酸、帕里拉油酸这样的不饱和脂肪酸;如硬脂醇、花生醇、山嵛醇、二十四烷醇、蜡醇、蜂蜡醇、或者具有更长链的烷基的长链烷基醇这样的饱和醇;如山梨糖醇这样的多元醇;如亚油酸酰胺、油酸酰胺、月桂酰胺这样的脂肪族酰胺;如甲撑双硬脂酰胺、乙撑双癸酰胺、乙撑双月桂酰胺、己撑双硬脂酰胺这样的饱和脂肪酸双酰胺;如乙撑双油酸酰胺、己撑双油酸酰胺、N,N’-二油基己二酰胺、N,N’-二油基癸二酰胺这样的不饱和脂肪酸酰胺类;如间二甲苯双硬脂酰胺、N,N’-二硬脂基异酞酸酰胺这样的芳香族系双酰胺;如硬酯酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁这样的脂肪酸金属盐(通常被称为金属皂);对脂肪族烃系蜡使用如苯乙烯、丙烯酸这样的乙烯基系单体而接枝化得到的蜡;如山嵛酸单甘油酯这样的脂肪酸和多元醇的部分酯化物;通过氢化植物性油脂所得到的具有羟基的甲基酯化合物。
作为优选使用的蜡,可以列举出在高压下将烯烃自由基聚合得到的聚烯烃;对高分子量聚烯烃聚合时所得到的低分子量副产物进行提纯得到的聚烯烃;在低压下使用如齐格勒催化剂、茂金属催化剂这样的催化剂聚合得到的聚烯烃;利用放射线、电磁波或光进行聚合得到的聚烯烃;将高分子聚烯烃热解得到的低分子量聚烯烃;石蜡、微晶蜡;通过Arge法、合成醇法、铁催化剂流化床(Hydrocol)法等合成的合成烃蜡(例如,费-托合成蜡);将碳原子数为1个的化合物作为单体的合成蜡、具有如羟基或羧基这样的官能基的烃系蜡;烃系蜡和具有官能团的蜡的混合物;将这些蜡作为母材,将苯乙烯、马来酸酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酸酐这样的乙烯基单体接枝改性得到的蜡。
另外,优选使用通过压榨发汗法、溶剂法、重结晶法、真空蒸馏法、超临界气体萃取法或熔融液晶法使这些蜡的分子量分布变窄所得到的物质,以及,除去低分子量固体脂肪酸、低分子量固体醇、低分子量固体化合物、其它杂质所得到的物质。
另外,上述蜡的添加量相对于100质量份粘结树脂优选为0.1~20质量份,更优选为1~10质量份。并且,同时使用2种以上蜡来添加也可以。
在添加有这些蜡的显影剂通过DSC测定的吸热曲线中,优选在60~120℃的区域具有最大峰。
在这些范围内具有最大峰时,定影性、耐附着性良好。最大峰温度不足60℃时,因为蜡的可塑效果,显影剂自身的保存性恶化。最大峰温度超过120℃时,定影性恶化。
本发明的显影剂的特征在于含有磁性氧化铁。通过在调色剂颗粒中含有磁性氧化铁,可以使调色剂颗粒的表面电阻和无机微粉末的表面电阻相等。结果,调色剂颗粒表面和无机微粉末之间的电荷的授受容易进行,可以使颗粒间聚集性的缓和效果更有效地体现。
本发明的磁性氧化铁的个数平均粒径优选为0.05~1.00μm,更优选为0.10~0.60μm。
另外,从在调色剂颗粒中的微分散性的观点出发,本发明中所使用的磁性氧化铁优选为八面体形状或多核形状。进而,为了提高本发明的磁性氧化铁在调色剂颗粒中的微分散性,优选进行如下处理,即,对制造时的浆料施加剪切、将生成的磁性氧化铁暂时弄碎。
本发明中,相对于100质量份粘结树脂,优选调色剂颗粒中含有的磁性氧化铁的量为10到200质量份,优选为20到170质量份,进一步优选为30到150质量份。
为了使本发明中所使用的显影剂保持正带电性,优选通过含有电荷控制剂来控制。其中,电荷控制剂优选至少为三苯甲烷化合物、季铵盐中的1种。通过使用这些电荷控制剂,即使在高速印刷时,也可以迅速对显影剂赋予电荷。进而,通过使用这些电荷控制剂,可以有效地缓和显影剂颗粒间聚集力。
本发明的显影剂可以根据需要添加其它外部添加剂。
例如,起到带电辅助剂、导电性赋予剂、流动性赋予剂、防结块剂、热辊定影时的脱模剂、润滑剂、研磨剂等作用的树脂微颗粒、无机微粒等。
例如,作为润滑剂,可以列举出聚氟乙烯粉末、硬脂酸锌粉末、聚偏二氟乙烯粉末等,其中优选聚偏二氟乙烯粉末。另外,作为研磨剂,可列举出氧化铈粉末、碳化硅粉末、钛酸锶粉末等,其中优选钛酸锶粉末。
如上所述,在具有至少含有粘结树脂和磁性氧化铁的正带电性调色剂颗粒的正带电性显影剂中,通过控制显影剂颗粒间聚集力,可以容易地控制在特定的主固结应力下的无约束屈服强度。而且,通过满足本发明规定的无约束屈服强度,可以得到即使在高速印刷时调色剂也不恶化、具有耐久稳定性、图像质量优异的显影剂。
在本发明中,制作调色剂颗粒可以使用以下的方法。通过亨舍尔混合机、球磨机等混合机,将粘结树脂、着色剂、其它添加剂等充分混合之后,使用加热辊、捏合机、挤压机这样的热混炼机熔融混炼并冷却固化后,进行粉碎和分级,进一步,根据需要通过亨舍尔混合机等混合机充分混合期望的添加剂,可以得到本发明的调色剂。
例如作为混合机,可以列举出亨舍尔混合机(三井矿山公司生产);高速混合器(KAWATA公司生产);Ribocone(大川原制作所公司生产);诺塔混合器、Turburizer、Cyclomix(Hosokawa Micron公司生产);Spiral Pin混合机(太平洋机工公司生产);Loedige混合机(MATSUBO公司生产)。作为混炼机,可以列举出KRC捏合机(栗本铁工所公司生产);Buss共捏合机(Buss公司生产);TEM型挤压机(东芝机械公司生产);TEX双轴混炼机(日本制钢所公司生产);PCM混炼机(池贝铁工所公司生产);三辊辊磨机、混合辊磨机、捏合机(井上制作所公司生产);Kneadex(三井矿山公司生产);MS式加压捏合机、Kneader-Ruder(森山制作所公司生产);班拍里混炼机(神户制钢所公司生产)。作为粉碎机,可以列举出气流磨、Inomizer(Hosokawa Micron公司生产);IDS型研磨机、PJM喷射磨机(Nippon Pneumatic MFG Co.,Ltd.生产);Cross喷射磨机(栗本铁工所公司生产);Ulmax(NISSO ENGINEERING CO.,LTD生产);SK Jet O-Mill(SEISHIN ENTERPRISE Co.,Ltd.生产);Criptron(川崎重工业公司生产);涡轮研磨机(Turbo公司生产);Super Rotor(日清工程公司生产)。作为分级机,可以列举出Classiel,Micron Classifier,Spedic Classifier(SEISHIN ENTERPRISE Co.,Ltd.公司生产);精密空气分级机(日清工程公司生产);微米分选机、Turboprex(ATP)、TSP分选机(Hosokawa Micron公司生产);Elbow Jet(日铁矿业公司生产)、分散分选机(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.生产);YM Microcut(安川商事公司生产)。作为用于筛选粗粒等所使用的筛选装置,可以列举出Ultra Sonic(晃荣产业公司生产);Rezona Siev、旋转筛(德寿工作所公司);Vibrasonic System(Dalton Co.,Ltd生产);Sonicreen(新东工业公司生产);涡轮筛(Turbo Kogyo Co.,Ltd.生产);Microsifter(Makino mfg.co.,ltd.生产);圆形振动筛等。
本发明的显影剂更适合用于如下图像形成方法中,所述图像形成方法至少具有通过形成于显影剂承载体上的显影剂层将形成于潜像保持体上的静电潜像显影而形成显影剂图像的显影工序,且施加于形成有显影剂层的状态下的该显影剂承载体上的转矩(T)为0.1N·m≤T≤50N·m。
另外,本发明的显影剂更适合用于如下图像形成方法,所述图像形成方法将该显影剂图像与被搬送到施加了与调色剂的带电极性反极性的电压的无端状转印搬送部件上的转印材相抵接而进行转印,其中,该无端状转印搬送部件为转印皮带,该转印皮带被设置在与该潜像保持体抵接的部位的搬送方向上游侧和下游侧的至少2根以上的辊支撑,在与该潜像保持体抵接的部位,该转印皮带对该感光体表面的侵入量i相对于该潜像保持体直径d为0%<i≤5%。将本发明的显影剂应用到这样的图像形成方法中时,即使在使用转印皮带高速且长期连续地获得打印图像的情况下,也可以长期稳定地维持防止转印空白(transfervoids)的效果和抑制转印皮带污染的效果。
如上所述,在图像形成方法中,作为该潜像保持体,可以使用具备如下部分的潜像保持体:导电性基体;在该导电性基体上的至少包含非晶硅的光电导层;在该光电导层上的包含非晶硅和/或无定形碳和/或非晶氮化硅的表面保护层。
实施例
基于以下实施例对本发明进行具体说明。但是,本发明的实施方式并不受这些实施例的任何限定。
<低分子量成分(B-1)的制造例>
在四口烧瓶内投入300质量份二甲苯,边搅拌边以氮气充分置换容器内部,然后升温回流。
在该回流下,用4小时滴加76.0质量份苯乙烯、24.0质量份丙烯酸正丁酯和2质量份二-叔丁基过氧化物(引发剂1;半衰期十小时温度:129℃)的混合液,然后保持2小时完成聚合,得到低分子量聚合物溶液(B-1)。
<低分子量成分(B-2)的制造例>
使用77.0质量份苯乙烯、23.0质量份丙烯酸正丁酯、2.5质量份引发剂1,与低分子量成分B-1的制造例同样地进行聚合,得到低分子量聚合物溶液B-2。
<低分子量成分(B-3)的制造例>
使用73.0质量份苯乙烯、23.0质量份丙烯酸正丁酯、4.0质量份马来酸单正丁酯、2.5质量份引发剂1,与低分子量成分B-1的制造例同样地进行聚合,得到低分子量聚合物溶液B-3。
<高分子量成分(A-1)的制造例>
在四口烧瓶内投入经脱气的水180质量份和2质量%的聚乙烯醇的水溶液20质量份,然后加入71.0质量份苯乙烯、24.0质量份丙烯酸正丁酯、5.0质量份马来酸单正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯和0.1质量份2,2-双(4,4-二-过氧化叔丁基环己基)丙烷(引发剂2;半衰期十小时温度:92℃)的混合液,搅拌制成悬浮液。
以氮气充分置换烧瓶内部,然后升温至85℃,开始聚合。在同温度下保持24小时,然后再添加0.1质量份过氧化苯甲酰(半衰期十小时温度:72℃)。再保持12小时完成聚合。其后,滤出该高分子量聚合物,水洗、干燥,得到高分子量成分(A-1)。
<高分子量成分(A-2)的制造例>
与高分子量成分(A-1)的制造例同样地,使用70.0质量份苯乙烯、27.0质量份丙烯酸正丁酯、3.0质量份马来酸单正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯和1质量份引发剂2,得到高分子量成分(A-2)。
<高分子量成分(A-3)的制造例>
在四口烧瓶内投入300质量份二甲苯,边搅拌边以氮气充分置换容器内部,然后升温回流。
在该回流下,首先,用4小时滴加81.0质量份苯乙烯、15.0质量份丙烯酸正丁酯和0.8质量份引发剂2的混合液。在滴加了这些混合液2小时的时刻,用2小时滴加4.0质量份甲基丙烯酸和0.2质量份引发剂2的混合液。全部滴加完之后,保持2小时,完成聚合,得到高分子量成分(A-3)溶液。
<粘结树脂(C-1)的制造>
在四口烧瓶内,投入上述低分子量成分(B-2)的二甲苯溶液200质量份(相当于60质量份低分子量成分),升温,在回流下搅拌。另一方面,在另一容器内投入上述高分子量成分(A-3)溶液200质量份(相当于40质量份高分子量成分),回流。在回流下将上述低分子量成分(B-2)溶液和高分子量成分(A-3)溶液混合,然后蒸馏除去有机溶剂,将所得的树脂冷却、固化后粉碎,得到树脂(C-1)。所得树脂的物性在表1中示出。
<粘结树脂(C-2)的制造>
在四口烧瓶内,投入上述低分子量成分(B-1)的二甲苯溶液200质量份(相当于70质量份低分子量成分),升温,在回流下搅拌。在该烧瓶内投入上述高分子量成分(A-2)30质量份,回流。在回流下将上述低分子量成分(B-1)溶液和高分子量成分(A-2)混合,然后蒸馏除去有机溶剂,将所得的树脂冷却、固化后粉碎,得到树脂(C-2)。所得树脂的物性在表1中示出。
<粘结树脂(C-3)的制造>
在四口烧瓶内,投入上述低分子量成分(B-1)的二甲苯溶液200质量份(相当于80质量份低分子量成分),升温,在回流下搅拌。在该烧瓶内投入上述高分子量成分(A-1)20质量份,回流。在回流下将上述低分子量成分(B-1)溶液和高分子量成分(A-1)混合,然后蒸馏除去有机溶剂,将所得的树脂冷却、固化后粉碎,得到树脂(C-3)。所得树脂的物性在表1中示出。
<粘结树脂(C-4)的制造>
在四口烧瓶内,投入上述低分子量成分(B-3)的二甲苯溶液200质量份(相当于70质量份低分子量成分),升温,在回流下搅拌。在该烧瓶内投入上述高分子量成分(A-1)30质量份,回流。在回流下将上述低分子量成分(B-3)溶液和高分子量成分(A-1)混合,然后蒸馏除去有机溶剂,将所得的树脂冷却、固化后粉碎,得到树脂(C-4)。所得树脂的物性在表1中示出。
[实施例1]
·粘结树脂C-1 100质量份
·磁性氧化铁颗粒(八面体,个数平均粒径:0.20μm)90质量份
·蜡b(费-托合成蜡,物性在表2中示出。最大吸热峰温度:101℃,数均分子量:1500,重均分子量:2500) 4质量份
·电荷控制剂A(下述三苯甲烷色淀颜料) 2质量份
将上述材料以亨舍尔混合机预混合,然后通过双轴混炼挤压机熔融混炼。
[化学式4]
将所得的混炼物冷却,用锤击式粉碎机粗粉碎后,以使用了射流气流的微粉碎机粉碎,使用利用了柯恩达效应的多分割分级机将所得的微粉碎粉末分级,得到调色剂颗粒。测定该调色剂颗粒的ζ电位,结果,分散液的pH为4,ζ电位的值为42mV。相对于100质量份该调色剂颗粒,外部添加混合以下3种外部添加剂,以网眼150μm的筛目筛选,得到显影剂1。
·相对于100质量份硅石微粉末的母材(BET比表面积200m2/g),以17质量份氨基改性硅油(以二甲基硅油为主骨架的硅油、氨基当量=830、25℃下的粘度=70mm2/s)处理的疏水性硅石微粉末a(透射率80%时的甲醇浓度为75%、BET比表面积为110m2/g)0.8质量份
·氧化铝颗粒(pH=4时的ζ电位:36.5mV,BET比表面积:100m2/g)0.2质量份
·钛酸锶(个数平均1次粒径1.5μm)3.0质量份
调色剂颗粒内部添加配方和显影剂物性值记载在表3中,主固结应力和无约束屈服强度的关系在图3中示出。
对于该显影剂1,使用将市售的复印机(IR-105,佳能生产)改造成1.5倍的打印速度、将限制部件104调整为距显影剂承载体102的表面为235μm间隙宽的图1所示的显影器,在常温低湿(23℃,5%RH)环境、常温常湿(23℃,60%RH)环境和高温高湿(32℃,80%RH)环境下,使用打印比率4%的测试图,进行20万张的连续打印试验。此时,将显影剂余量检测部调整为该显影容器内显影剂量总在400g左右来进行打印试验。通过转矩计实际测量施加于此时的显影器的显影剂承载体102上的转矩,结果为0.2N·m。
图像浓度评价
图像浓度是以Macbeth浓度计(Macbeth公司生产)使用SPI过滤器来进行反射浓度测定,并测定5mm见方的图像。该评价在初期、20万张时进行。
灰雾评价
灰雾是使用反射浓度计(Reflectometer model TC-6DS东京电色公司生产)来进行,图像形成后的白底部分反射浓度最差值设为Ds、图像形成前的转印材的反射平均浓度设为Dr,将Ds-Dr作为灰雾量来进行灰雾的评价。数值越小意味着越能抑制灰雾。该评价在初期、20万张时进行。
图像质量的评价
图像质量的评价也使用上述图像形成试验机,在常温常湿环境下绘出1200dpi的孤立的1点的图案,用光学显微镜观察图像评价点再现性。
A:完全没有调色剂超出潜像的现象,完整再现点。
B:稍微有调色剂超出潜像的现象。
C:调色剂超出潜像的现象多。
调色剂消耗量的评价
关于调色剂消耗量,也使用上述图像形成试验机在常温常湿环境下绘出1000张后,设定成600dpi的4点横线图案、潜像线宽约为190μm,输出5000张A4尺寸纸上打印率为6%的图像,从显影器内的调色剂量的变化求出消耗量。
线宽的评价
关于线宽,也使用上述图像形成试验机在常温常湿环境下以1cm间隔描绘600dpi的4点横线图案潜像(潜像线宽约190μm),对其显影,并转印、定影到PET制OHP上。使用Surfcorder SE-30H(小坂研究所生产),将所得横线图案图像的载有调色剂一侧的横线作为表面粗糙度的轮廓,由该轮廓的宽度得到线宽。线宽比潜像线宽稍粗时,可以得到清晰性最高的图像,随着比潜像线宽变细,细线的再现性等降低。
以上评价的评价结果在表4~6中示出。
另外,将上述图像形成试验机的显影器的限制部件104变更为弹性部件,在被设定成施加于层厚限制部的显影剂承载体102表面上的压力为100g/cm2的显影器内填充400g显影剂1。然后,在常温常湿环境下以600mm/sec的处理速度使显影剂承载体空转60分钟,对空转前后的带电量的变化进行评价。另外,通过转矩计实际测量施加于此时的显影剂承载体102上的转矩,结果为10N·m。
A:空转前后的带电量的变化幅度不足3mC/kg
B:空转前后的带电量的变化幅度为3~6mC/kg
C:空转前后的带电量的变化幅度大于6mC/kg
[实施例2]
除了用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2)以外,与实施例1同样地制作显影剂2。将显影剂2中所含有的调色剂颗粒分散在水中,测定分散液的pH,结果为pH=4。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。
另外,将实施例3~7、比较例1~5的调色剂颗粒分散在水中时的分散液的pH均为4。
[实施例3]
除了用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2)以外,与实施例1同样地制作显影剂3。另外,作为无机微粉末,代替氧化铝颗粒使用的氧化锌颗粒是pH=4时的ζ电位为8.3mV、BET比表面积为30m2/g的氧化锌颗粒。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。
[实施例4]
除了用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2)以外,与实施例1同样地制作显影剂4。另外,作为无机微粉末,代替氧化铝颗粒使用的氧化镁颗粒是pH=4时的ζ电位为44.3mV、BET比表面积为5.3m2/g的氧化镁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。
[实施例5]
除了用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2)以外,与实施例1同样地制作显影剂5。另外,电荷控制剂B是指具有下述结构的季铵盐,多核形状的磁性氧化铁颗粒是个数平均粒径为0.19μm的物质。另外,作为无机微粉末,代替氧化铝颗粒使用的氧化锌颗粒是实施例3中使用的氧化锌颗粒,其添加量为0.5质量份。并且,硅石微粉末b是相对于100质量份硅石母材(BET比表面积200m2/g),用15质量份氨基改性硅油(以二甲基硅油为主骨架的硅油、氨基当量=830、25℃下的粘度=70mm2/s)和2质量份氨基硅烷偶联剂同时处理、且透射率80%时的甲醇浓度为69%的疏水性硅石微粉末。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。
[化学式5]
[实施例6]
除了用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2)以外,与实施例1同样地制作显影剂6。并且,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。
[实施例7]
除了用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2)、且使用2份蜡a、4份蜡b以外,与实施例1同样地制作显影剂7。并且,作为无机微粉末,代替氧化铝颗粒使用的氧化锌颗粒为实施例3中使用的氧化锌颗粒。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。
[比较例1~5]
用表3记载的配方(关于粘结树脂,参照表1;关于蜡,参照表2),与实施例1同样地制作显影剂8~12。这样得到的显影剂的物性在表3中示出。另外,与实施例1相同的试验的结果在表4~6中示出。并且,电荷控制剂C为苯胺黑。另外,作为无机微粉末,代替氧化铝颗粒使用的氧化钛颗粒是pH=4时的ζ电位为2.1mV、BET比表面积为100m2/g的氧化钛颗粒。进一步,作为无机微粉末,代替氧化铝颗粒使用的硅石颗粒是pH=4时的ζ电位为-9.5mV、BET比表面积为50m2/g的硅石颗粒。
表1
C-1 | C-2 | C-3 | C-4 | ||
配方 | 高分子成分 | A-3 | A-2 | A-1 | A-1 |
低分子成分 | B-2 | B-1 | B-1 | B-3 | |
高分子成分/低分子成分 | 40/60 | 30/70 | 20/80 | 30/70 | |
高分子量一侧的峰的分子量 | 23.0万 | 80.5万 | 40.0万 | 41.0万 | |
高分子量一侧的峰的分子量 | 1.23万 | 1.53万 | 1.51万 | 1.44万 | |
重均分子量 | 11.3万 | 35.0万 | 20.0万 | 19.0万 | |
数均分子量 | 0.8万 | 1.1万 | 0.9万 | 1.1万 | |
酸值(mgKOH/g) | 10.8 | 4.5 | 19.1 | 25.1 |
表2
种类 | 最大吸热峰温度(℃) | 数均分子量 | 重均分子量 | |
蜡a | 石蜡 | 75 | 800 | 1100 |
蜡b | 费-托合成蜡 | 101 | 1500 | 2500 |
蜡c | 高级醇蜡(羟基值:70) | 100 | 1000 | 1800 |
表3
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | |||
显影剂No. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
配方 | 粘结树脂 | C-1 | C-1 | C-1 | C-1 | C-3 | C-3 | C-1 | C-2 | C-4 | C-1 | C-1 | C-2 | |
电荷控制剂 | A | A | A | A | B | A | B | C | B | A | A | C | ||
蜡 | b | b | b | b | c | a | a/b | c | a | b | b | c | ||
磁性氧化铁颗粒 | 八面体 | 八面体 | 八面体 | 八面体 | 多核 | 多核 | 八面体 | 八面体 | 八面体 | 八面体 | 多核 | 八面体 | ||
调色剂颗粒的ζ电位(mV) | 42.0 | 42.0 | 42.0 | 42.0 | 39.9 | 40.5 | 41.2 | 32.4 | 39.3 | 42.0 | 40.9 | 32.4 | ||
无机微粉末 | 种类 | 氧化铝 | 氧化铝 | ZnO | MgO | ZnO | 氧化铝 | ZnO | TiO2 | SiO2 | - | TiO2 | 氧化铝 | |
添加量(质量%) | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | 0.5 | 0.3 | - | 0.2 | 2.1 | ||
ζ电位(mV) | 36.5 | 36.5 | 8.3 | 44.3 | 8.3 | 36.5 | 8.3 | 2.1 | -9.5 | - | 2.1 | 36.5 | ||
硅石微粉末 | 种类 | a | a | a | a | b | b | b | a | a | b | a | a | |
透射率80%时的甲醇浓度(体积%) | 75 | 75 | 75 | 75 | 69 | 69 | 69 | 75 | 75 | 69 | 75 | 75 | ||
显影剂的物性 | 无约束屈服强度(kPa) | 主固结应力5kPa时 | 0.6 | 0.8 | 1.1 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | 0.9 | 2.6 | 2.8 | 1.2 | 0.8 | 0.3 |
主固结应力20kPa时 | 4.2 | 4.5 | 4.3 | 3.8 | 4.1 | 5.3 | 5.4 | 5.9 | 6.1 | 6.2 | 5.8 | 6.3 | ||
峰粒度(X) | 6.25 | 6.25 | 6.25 | 6.25 | 5.71 | 6.91 | 5.84 | 5.00 | 7.21 | 6.25 | 6.30 | 5.45 | ||
半值宽度(Y) | 3.90 | 3.90 | 3.90 | 3.90 | 3.12 | 7.21 | 5.54 | 2.35 | 6.87 | 3.90 | 5.62 | 4.22 | ||
无机微粉末的游离率(%) | 1.0 | 0.4 | 1.2 | 2.1 | 2.5 | 2.9 | 1.5 | 3.3 | 1.6(*1) | - | 1.7 | 6.1 | ||
酸值(mgKOH/g) | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 18.4 | 14.5 | 5.8 | 1.5 | 22.5 | 5.5 | 5.3 | 1.8 | ||
THF不溶成分(质量%) | 41.0 | 41.0 | 41.0 | 41.0 | 2.5 | 2.1 | 39.0 | 0.1 | 2.6 | 41.0 | 40.0 | 0.2 | ||
THF可溶成分的主峰分子量 | 12500 | 12500 | 12500 | 12500 | 15100 | 15200 | 15500 | 15500 | 15000 | 12500 | 12600 | 15400 | ||
THF可溶成分的分子量10万以下的含量(质量%) | 80 | 80 | 80 | 80 | 71 | 73 | 81 | 69 | 72 | 80 | 81 | 68 |
*1另外,关于比较例2的游离率,使用除了不添加硅石微粉末a以外同样调制的样品进行测定。
表4
高温高湿(32℃/80%RH)下的评价结果
初期 | 20万张耐久后 | |||
图像浓度 | 灰雾 | 图像浓度 | 灰雾 | |
实施例1 | 1.43 | 1.0 | 1.39 | 2.3 |
实施例2 | 1.43 | 0.9 | 1.41 | 1.0 |
实施例3 | 1.41 | 1.2 | 1.37 | 1.4 |
实施例4 | 1.42 | 1.3 | 1.41 | 1.3 |
实施例5 | 1.48 | 1.5 | 1.36 | 1.8 |
实施例6 | 1.43 | 1.2 | 1.40 | 1.4 |
实施例7 | 1.40 | 1.5 | 1.35 | 1.8 |
比较例1 | 1.35 | 2.0 | 1.27 | 3.2 |
比较例2 | 1.33 | 1.9 | 1.15 | 4.5 |
比较例3 | 1.42 | 1.0 | 1.38 | 1.5 |
比较例4 | 1.40 | 1.1 | 1.35 | 1.8 |
比较例5 | 1.22 | 2.5 | 1.08 | 3.9 |
表5
常温常湿(23℃/60%RH)下的评价结果
初期 | 20万张耐久后 | 图像质量等级 | 消耗量(mg/张) | 线宽(μm) | 空转试验 | |||
图像浓度 | 灰雾 | 图像浓度 | 灰雾 | |||||
实施例1 | 1.42 | 1.1 | 1.40 | 1.5 | A | 40.9 | 181 | A |
实施例2 | 1.43 | 1.0 | 1.41 | 1.2 | A | 42.1 | 185 | A |
实施例3 | 1.41 | 1.0 | 1.40 | 1.1 | A | 43.8 | 188 | A |
实施例4 | 1.41 | 1.5 | 1.40 | 1.6 | A | 40.4 | 183 | A |
实施例5 | 1.44 | 1.3 | 1.40 | 2.0 | A | 44.1 | 180 | B |
实施例6 | 1.42 | 1.2 | 1.41 | 1.5 | B | 46.8 | 195 | B |
实施例7 | 1.40 | 1.5 | 1.37 | 1.7 | B | 44.8 | 178 | A |
比较例1 | 1.38 | 1.8 | 1.32 | 2.1 | C | 47.5 | 161 | C |
比较例2 | 1.34 | 1.7 | 1.27 | 3.1 | C | 52.1 | 205 | C |
比较例3 | 1.40 | 0.9 | 1.39 | 1.1 | B | 48.3 | 175 | C |
比较例4 | 1.41 | 1.0 | 1.37 | 1.3 | C | 45.1 | 170 | C |
比较例5 | 1.35 | 0.9 | 1.22 | 2.2 | C | 44.5 | 145 | B |
表6
常温低湿(23℃/5%RH)下的评价结果
初期 | 20万张耐久后 | |||
图像浓度 | 灰雾 | 图像浓度 | 灰雾 | |
实施例1 | 1.42 | 1.5 | 1.40 | 2.1 |
实施例2 | 1.42 | 1.1 | 1.41 | 1.3 |
实施例3 | 1.41 | 1.5 | 1.40 | 2.0 |
实施例4 | 1.44 | 1.6 | 1.43 | 1.7 |
实施例5 | 1.42 | 1.7 | 1.41 | 1.9 |
实施例6 | 1.40 | 1.2 | 1.38 | 1.5 |
实施例7 | 1.39 | 1.8 | 1.35 | 2.2 |
比较例1 | 1.38 | 2.1 | 1.30 | 2.5 |
比较例2 | 1.35 | 2.5 | 1.30 | 2.7 |
比较例3 | 1.39 | 1.5 | 1.37 | 1.8 |
比较例4 | 1.40 | 1.6 | 1.35 | 2.0 |
比较例5 | 1.37 | 2.5 | 1.29 | 3.1 |
<低分子量成分(E-1)的制造例>
在四口烧瓶内投入300质量份二甲苯,边搅拌边以氮气充分置换容器内部,然后升温、回流。
在该回流下,用4小时滴加75.0质量份苯乙烯、25.0质量份丙烯酸正丁酯和2.0质量份二-叔丁基过氧化物(引发剂1)的混合液,然后保持2小时完成聚合,得到低分子量聚合物溶液(E-1)。
<低分子量成分(E-2)的制造例>
使用79.0质量份苯乙烯、21.0质量份丙烯酸正丁酯、1.0质量份引发剂1,与低分子量成分E-1的制造例同样地进行聚合,得到低分子量聚合物溶液E-2。
<低分子量成分(E-3)的制造例>
使用77.0质量份苯乙烯、23.0质量份丙烯酸正丁酯、2.0质量份引发剂1,与低分子量成分E-1的制造例同样地进行聚合,得到低分子量聚合物溶液E-3。
<低分子量成分(E-4)的制造例>
使用72.0质量份苯乙烯、24.0质量份丙烯酸正丁酯、4.0质量份丙烯酸、2.0质量份引发剂1,与低分子量成分E-1的制造例同样地进行聚合,得到低分子量聚合物溶液E-4。
<低分子量成分(E-5)的制造例>
使用74.0质量份苯乙烯、24.0质量份丙烯酸正丁酯、1.5质量份引发剂1,与低分子量成分E-1的制造例同样地进行聚合,得到低分子量聚合物溶液E-5。
<高分子量成分(D-1)的制造例>
在四口烧瓶内投入300质量份二甲苯,边搅拌边以氮气充分置换容器内部,然后升温、回流。
在该回流下,首先,用4小时滴加80.0质量份苯乙烯、16.0质量份丙烯酸正丁酯和2.0质量份2,2-双(4,4-二-过氧化叔丁基环己基)丙烷(引发剂2)、5.0质量份甲基丙烯酸的混合液。全部滴加完之后,保持2小时完成聚合,得到高分子量成分(D-1)溶液。
<高分子量成分(D-2)的制造例>
使用81.0质量份苯乙烯、16.0质量份丙烯酸正丁酯、2.0质量份引发剂2和4.0质量份甲基丙烯酸的混合液,与高分子量成分D-1的制造例同样地进行聚合,得到高分子量成分(D-2)溶液。
<高分子量成分(D-3)的制造例>
使用79.0质量份苯乙烯、16.0质量份丙烯酸正丁酯、2.0质量份引发剂2和6.0质量份甲基丙烯酸的混合液,与高分子量成分D-1的制造例同样地进行聚合,得到高分子量成分(D-3)溶液。
<高分子量成分(D-4)的制造例>
使用82.0质量份苯乙烯、17.5质量份丙烯酸正丁酯、0.6质量份二乙烯基苯、0.4质量份引发剂2和2.0质量份马来酸单正丁酯的混合液,与高分子量成分D-1的制造例同样地进行聚合,得到高分子量成分(D-4)溶液。
<高分子量成分(D-5)的制造例>
在四口烧瓶内投入180质量份经脱气的水和20质量份2质量%的聚乙烯醇的水溶液,然后加入73.0质量份苯乙烯、23.0质量份丙烯酸正丁酯、7.0质量份马来酸单正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯和0.8质量份引发剂2的混合液,搅拌制成悬浮液。
以氮气充分置换烧瓶内部,然后升温到85℃,开始聚合。在同温度下保持24小时,然后再添加0.1质量份过氧化苯甲酰(半衰期十小时温度;72℃)。再保持12小时完成聚合。其后,滤出该高分子量聚合物,水洗、干燥,得到高分子量成分(D-5)。
<高分子量成分(D-6)的制造例>
使用76.0质量份苯乙烯、26.0质量份丙烯酸正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯、1.0质量份引发剂2和7.0质量份甲基丙烯酸的混合液,与高分子量成分D-1的制造例同样地进行聚合,得到高分子量成分(D-6)溶液。
<高分子量成分(D-7)的制造例>
与高分子量成分(D-5)的制造例同样地,使用70.0质量份苯乙烯、24.0质量份丙烯酸正丁酯、4.0质量份马来酸单正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯和1.5质量份引发剂2,得到高分子量成分(D-7)。
<粘结树脂(F-1)的制造>
在四口烧瓶内投入上述低分子量成分(E-1)的二甲苯溶液200质量份(相当于60质量份低分子量成分),升温,在回流下搅拌。另一方面,在另一容器内投入上述高分子量成分(D-1)溶液200质量份(相当于40质量份高分子量成分),回流。将上述低分子量成分(E-1)溶液和高分子量成分(D-1)溶液在回流下混合,然后蒸馏除去有机溶剂,将所得的树脂冷却、固化后粉碎。用亨舍尔混合机将该低分子量成分和高分子量成分的混合物95质量份和含缩水甘油基乙烯基树脂(苯乙烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、重均分子量:14000、环氧值:0.1eq/kg)5质量份混合,然后以双轴挤压机在200℃进行交联反应,然后以1℃/min的冷却速度冷却,其后粉碎,得到粘结树脂(F-1)。
<粘结树脂(F-2)、(F-3)的制造>
使用上述高分子量成分(D-2)、(D-3),与粘结树脂(F-1)的制造例同样地得到粘结树脂(F-2)、(F-3)。
<粘结树脂(F-4)的制造>
在四口烧瓶内,投入上述低分子量成分(E-2)的二甲苯溶液200质量份(相当于70质量份低分子量成分),升温,在回流下搅拌。在该烧瓶内投入30质量份上述高分子量成分(D-4),回流。将上述低分子量成分(E-2)溶液和高分子量成分(D-4)在回流下混合,然后蒸馏除去有机溶剂,将所得的树脂冷却、固化后粉碎,得到粘结树脂(F-4)。
<粘结树脂(F-5)的制造>
使用上述低分子量成分(E-3)的二甲苯溶液200质量份(相当于80质量份低分子量成分)和上述高分子量成分(D-5)20质量份,与粘结树脂(F-4)的制造例同样地得到粘结树脂(F-5)。
<粘结树脂(F-6)的制造>
使用上述低分子量成分(E-4)的二甲苯溶液200质量份(相当于80质量份低分子量成分)和上述高分子量成分(D-6)20质量份,与粘结树脂(F-4)的制造例同样地得到粘结树脂(F-6)。
<粘结树脂(F-7)的制造>
使用上述低分子量成分(E-5)的二甲苯溶液200质量份(相当于70质量份低分子量成分)和上述高分子量成分(D-7)30质量份,与粘结树脂(F-4)的制造例同样地得到粘结树脂(F-7)。
上述粘结树脂(F-1)~(F-7)的酸值、峰分子量等物性在表7中示出。
<氧化镁微粉末1的制造例>
相对于1当量预先实施了提纯处理的水溶性镁盐,在30℃下混合0.90当量碱性物质,进行发应,其后,将反应物和反应母液一起在约60kg/cm2的加压下以100℃加热约4小时,得到氢氧化镁。在坎萨尔(kanthal)炉中以1450℃烧成该氢氧化镁3小时。使用带气流分级机构的粉碎机对烧成物进行粉碎、分级,得到氧化镁微粉末1。所得的氧化镁微粉末1的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末2的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例1中烧成时间为2小时以外,与制造例1同样地得到氧化镁微粉末2。所得的氧化镁微粉末2的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末3的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例1中烧成温度为1150℃以外,与制造例1同样地得到氧化镁微粉末3。所得的氧化镁微粉末3的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末4的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例1中烧成温度为1750℃以外,与制造例1同样地得到氧化镁微粉末4。所得的氧化镁微粉末4的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末5的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例1中添加0.70当量碱性物质以外,与制造例1同样地得到氧化镁微粉末5。所得的氧化镁微粉末5的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末6的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例1中将烧成温度设为1750℃、将烧成时间设为2小时以外,与制造例1同样地得到氧化镁微粉末6。所得的氧化镁微粉末6的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末7的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例6中添加0.60当量碱性物质以外,与制造例6同样地得到氧化镁微粉末7。所得的氧化镁微粉末7的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末8的制造例>
除了在氧化镁微粉末的制造例3中使用海水作为镁源、使用生石灰作为碱源以外,同样地得到海水法氧化镁微粉末8。所得的物性值在表8中示出。
<氧化镁微粉末9的制造例>
使用气相氧化法氧化镁(Ube Material Industries,Ltd.生产500A)作为氧化镁微粉末9。
本发明中使用的氧化镁微粉末1~9都是在CuKα特性X射线衍射中的布拉格角(2θ±0.2deg)42.9deg处有峰的氧化镁微粉末。氧化镁微粉末1~9的物性值在表8中示出。
[实施例8]
·粘结树脂F-1 100质量份
·磁性氧化铁颗粒(八面体,个数平均粒径:0.20μm)90质量份
·蜡b(费-托合成蜡) 4质量份
·前述电荷控制剂A(三苯甲烷色淀颜料) 2质量份
将上述材料以亨舍尔混合机预混合,然后通过双轴混炼挤压机熔融混炼。将所得的混炼物冷却,以锤击式粉碎机粗粉碎,然后以使用了射流气流的微粉碎机粉碎,使用利用了柯恩达效应的多分割分级机对所得的微粉碎粉末进行分级,得到调色剂颗粒。测定该调色剂颗粒的ζ电位,结果分散液的pH为4,ζ电位的值为41.0mV。
使用亨舍尔混合机在条件1(1700rpm、5分钟)下,相对于100质量份该调色剂颗粒外部添加混合下述外部添加剂,以网眼150μm的筛目筛选,得到显影剂13。显影剂的内部添加配方和物性记载在表9中。
·氧化镁微粉末1为0.2质量份
·前述疏水性硅石微粉末a为0.8质量份
·实施例1中使用的钛酸锶为3.0质量份
对于该显影剂13,将市售的复印机(iR-105、佳能生产)改造为1.3倍的打印速度,在23℃、5%RH的环境和23℃、60%RH的环境以及30℃、80%RH的环境下使用打印比率4%的测试图进行25万张的连续打印。
图像浓度的评价
图像浓度是以Macbeth浓度计(Macbeth公司生产)使用SPI过滤器进行反射浓度测定并测定5mm见方的图像。该评价在初期、25万张时进行。其评价结果在表10~12中示出。
灰雾的评价
灰雾使用反射浓度计(Reflectometer model TC-6DS、东京电色公司生产)进行,图像形成后的白底反射浓度最差值为Ds、图像形成前的转印材的反射平均浓度为Dr,将Ds-Dr作为灰雾量进行灰雾的评价。该评价在初期、25万张时进行。其评价结果在表10~12中示出。
拖尾的评价
拖尾的评价是在各环境下,初期和绘出25万张之后,使用上述图像形成试验机在将线宽调为170μm的条件下,绘出将4点的横线打印在15点的空间的图案。用光学显微镜将该图像扩大100倍,在被扩大的图像中,数出2.5mm方形内所观察到的3根横线上产生拖尾的数。
A:不产生
B:不足3个
C:不足3~7个
D:不足7~15个
E:15个以上
[实施例9、10]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)以外,与实施例8同样地制作显影剂14、15。将显影剂14、15中所含有的调色剂颗粒分散在水中,测定分散液的pH,结果为pH=4。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
此外,将后面的实施例11~17、比较例6~9的调色剂颗粒分散在水中时,分散液的pH均为4。
[实施例11]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)以外,与实施例8同样地制作显影剂16。此外,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[实施例12]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)、以及将利用亨舍尔混合机的外部添加条件变为条件2(1300rpm、1分钟)以外,与实施例8同样地制作显影剂17。此外,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[实施例13]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)、以及利用亨舍尔混合机的外部添加条件变为条件3(2000rpm、8分钟)以外,与实施例8同样地制作显影剂18。此外,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[实施例14]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)、以及使用4份蜡a和2份蜡b以外,与实施例8同样地制作显影剂19。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[实施例15]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)以外,与实施例8同样地制作显影剂20。此外,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[实施例16]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)以外,与实施例8同样地制作显影剂21。此外,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[实施例17]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)以外,与实施例8同样地制作显影剂22。此外,多核形状的磁性氧化铁颗粒为实施例5中使用的磁性氧化铁颗粒。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。
[比较例6~9]
除了表9记载的配方(关于粘结树脂,参照表7;关于蜡,参照表2;关于氧化镁,参照表8)以外,与实施例8同样地制作显影剂23~26。这样得到的显影剂的物性在表9中示出。另外,与实施例8同样进行试验的结果在表10~12中示出。此外,使用个数平均粒径为0.20μm的磁性体作为球形的磁性体。作为酸化锡微粉末,使用粒径为0.30μm、等电点为6.6、pH=4时的ζ电位为-12.1mV、BET比表面积为35.0m2/g的酸化锡微粉末。作为氧化钛微粉末,使用粒径为0.27μm、等电点为5.0、pH=4时的ζ电位为1.5mV、BET比表面积为7.1m2/g的氧化钛微粉末。
表7
F-1 | F-2 | F-3 | F-4 | F-5 | F-6 | F-7 | ||
配方 | 高分子成分 | D-1 | D-2 | D-3 | D-4 | D-5 | D-6 | D-7 |
低分子成分 | E-1 | E-1 | E-1 | E-2 | E-3 | E-4 | E-5 | |
高分子成分/低分子成分 | 40/60 | 40/60 | 40/60 | 30/70 | 20/80 | 20/80 | 30/70 | |
高分子量一侧的峰分子量 | 22.7万 | 24.5万 | 23.2万 | 24.3万 | 43.0万 | 22.1万 | 90.1万 | |
低分子量一侧的峰分子量 | 1.20万 | 1.21万 | 1.22万 | 1.61万 | 1.43万 | 1.13万 | 1.26万 | |
重均分子量 | 12.1万 | 11.8万 | 12.6万 | 13.1万 | 22.0万 | 11.5万 | 38.0万 | |
数均分子量 | 0.7万 | 0.8万 | 0.9万 | 1.0万 | 1.3万 | 1.1万 | 1.2万 | |
酸值(mgKOH/g) | 12.1 | 7.9 | 19.4 | 5.0 | 25.6 | 28.4 | 6.3 |
表8
氧化镁微粉末 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
X射线峰半值宽度(deg) | 0.274 | 0.321 | 0.295 | 0.302 | 0.269 | 0.314 | 0.342 | 0.416 | 0.372 |
MgO含量(质量%) | 99.98 | 98.50 | 99.98 | 99.98 | 99.98 | 99.20 | 98.20 | 97.98 | 99.98 |
体积平均粒径(μm) | 1.1 | 1.3 | 0.3 | 1.8 | 1.2 | 1.4 | 1.4 | 0.52 | 0.05 |
1/2倍粒径以下的累积值(体积%) | 5.1 | 6.2 | 6.1 | 8.6 | 6.7 | 6.7 | 6.7 | 10.2 | 5.1 |
2倍粒径以上的累积值(体积%) | 5.8 | 6.6 | 6.4 | 8.2 | 6.3 | 6.3 | 6.3 | 11.3 | 5.3 |
等电点 | 13.0 | 12.8 | 13.1 | 12.3 | 9.2 | 13.6 | 8.4 | 12.3 | 12.5 |
pH4时的ζ电位(mV) | 41.5 | 38.9 | 40.2 | 40.5 | 37.2 | 39.5 | 36.8 | 35.2 | 40.0 |
BET比表面积(m2/g) | 3.7 | 3.2 | 3.5 | 3.1 | 3.4 | 3.1 | 1.2 | 24 | 33.4 |
表9
实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 比较例6 | 比较例7 | 比较例8 | 比较例9 | ||
显影剂No. | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | |
粘结树脂 | F-1 | F-2 | F-2 | F-3 | F-3 | F-4 | F-5 | F-4 | F-1 | F-1 | F-1 | F-6 | F-7 | F-4 | |
电荷控制剂 | A | A | A | B | B | B | A | B | B | B | A | C | B | A | |
蜡 | b | b | b | b | a | a | a/b | c | a | a | b | a | a | c | |
磁性氧化铁颗粒 | 八面体 | 八面体 | 八面体 | 多核 | 多核 | 多核 | 八面体 | 多核 | 多核 | 多核 | 八面体 | 八面体 | 球形 | 八面体 | |
调色剂颗粒的ζ电位(mV) | 41.0 | 40.1 | 40.1 | 41.8 | 41.8 | 38.2 | 45.2 | 38.2 | 41.0 | 41.0 | 41.0 | 48.2 | 39.0 | 38.2 | |
氧化镁微粉末 | 种类 | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 1 | 5 | 6 | 7 | 9 | - | 8 | (SnO2) | (TiO2) |
添加量 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.5 | 0.05 | 0.05 | - | 0.5 | (2.5) | (1.5) | |
外部添加条件 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | |
氧化镁微粉末的游离率(%) | 3.0 | 3.2 | 3.1 | 3.3 | 3.9 | 0.5 | 3.1 | 3.4 | 3.4 | 1.2 | - | 4.5 | (4.1) | (4.2) | |
无约束屈服强度(kPa) | 主固结应力5kPa时 | 2.4 | 2.0 | 2.2 | 1.4 | 1.1 | 2.1 | 2.1 | 1.9 | 1.6 | 2.5 | 2.8 | 1.1 | 2.6 | 3.3 |
主固结应力15kPa时 | 3.6 | 4.0 | 4.1 | 3.8 | 3.9 | 4.3 | 3.7 | 4.1 | 4.2 | 4.5 | 4.8 | 4.5 | 5.2 | 5.1 | |
主固结应力20kPa时 | 4.2 | 5.0 | 5.1 | 5.0 | 5.3 | 5.4 | 4.5 | 5.2 | 5.5 | 5.5 | 5.8 | 6.2 | 6.5 | 6.0 | |
峰粒度(X) | 6.30 | 6.41 | 6.41 | 6.28 | 6.28 | 6.51 | 6.62 | 6.51 | 6.30 | 6.30 | 6.30 | 5.92 | 6.12 | 6.51 | |
半值宽度(Y) | 3.82 | 3.93 | 3.93 | 4.01 | 4.01 | 3.90 | 4.12 | 3.90 | 3.82 | 3.82 | 3.82 | 4.32 | 4.21 | 3.90 | |
酸值(mgKOH/g) | 6.2 | 2.0 | 2.8 | 8.2 | 9.2 | 0.8 | 18.2 | 0.7 | 5.4 | 5.4 | 6.3 | 23.5 | 1.1 | 0.7 | |
THF不溶成分(质量%) | 38.0 | 41.1 | 41.1 | 37.6 | 37.6 | 30.5 | 41.2 | 30.5 | 38.0 | 38.0 | 38.0 | 36.5 | 43.2 | 30.5 | |
THF可溶成分的主峰分子量 | 13100 | 13000 | 12900 | 13100 | 13000 | 16200 | 16000 | 16100 | 13000 | 13000 | 13100 | 16000 | 16100 | 16000 | |
THF可溶成分的分子量10万以下的含量(质量%) | 83 | 82 | 82 | 84 | 83 | 78 | 73 | 77 | 81 | 81 | 83 | 78 | 64 | 80 |
表10
高温高湿(30℃/80%RH)下的评价结果
初期 | 25万张耐久后 | |||||
图像浓度 | 灰雾 | 拖尾 | 图像浓度 | 灰雾 | 拖尾 | |
实施例8 | 1.42 | 1.0 | A | 1.41 | 1.1 | A |
实施例9 | 1.41 | 1.2 | B | 1.40 | 1.5 | B |
实施例10 | 1.40 | 1.1 | B | 1.40 | 1.5 | B |
实施例11 | 1.42 | 1.4 | A | 1.40 | 1.6 | B |
实施例12 | 1.43 | 1.3 | A | 1.40 | 1.4 | B |
实施例13 | 1.41 | 1.3 | C | 1.39 | 1.5 | C |
实施例14 | 1.43 | 1.5 | A | 1.40 | 1.9 | B |
实施例15 | 1.42 | 1.4 | B | 1.39 | 1.7 | B |
实施例16 | 1.40 | 1.7 | B | 1.37 | 1.9 | C |
实施例17 | 1.39 | 1.8 | B | 1.35 | 2.0 | C |
比较例6 | 1.39 | 1.9 | E | 1.35 | 2.2 | E |
比较例7 | 1.33 | 2.5 | E | 1.29 | 2.6 | E |
比较例8 | 1.31 | 2.4 | E | 1.25 | 2.8 | E |
比较例9 | 1.32 | 2.7 | D | 1.27 | 2.9 | E |
表11
常温常湿(23℃/60%RH)下的评价结果
初期 | 25万张耐久后 | |||||
图像浓度 | 灰雾 | 拖尾 | 图像浓度 | 灰雾 | 拖尾 | |
实施例8 | 1.43 | 1.1 | A | 1.42 | 1.2 | A |
实施例9 | 1.42 | 1.3 | B | 1.41 | 1.5 | B |
实施例10 | 1.42 | 1.3 | A | 1.40 | 1.5 | B |
实施例11 | 1.42 | 1.5 | A | 1.40 | 1.4 | B |
实施例12 | 1.43 | 1.5 | A | 1.40 | 1.6 | B |
实施例13 | 1.43 | 1.3 | B | 1.39 | 1.4 | C |
实施例14 | 1.42 | 1.7 | A | 1.40 | 1.9 | B |
实施例15 | 1.42 | 1.4 | B | 1.39 | 1.5 | B |
实施例16 | 1.43 | 1.8 | B | 1.37 | 2.0 | C |
实施例17 | 1.41 | 1.9 | B | 1.36 | 1.9 | C |
比较例6 | 1.39 | 1.8 | E | 1.36 | 2.1 | E |
比较例7 | 1.37 | 2.1 | D | 1.32 | 2.7 | E |
比较例8 | 1.34 | 2.5 | E | 1.29 | 2.9 | E |
比较例9 | 1.36 | 2.7 | D | 1.31 | 3.1 | E |
表12
常温低湿(23℃/5%RH)下的评价结果
初期 | 25万张耐久后 | |||||
图像浓度 | 灰雾 | 拖尾 | 图像浓度 | 灰雾 | 拖尾 | |
实施例8 | 1.44 | 0.9 | A | 1.43 | 1.0 | A |
实施例9 | 1.43 | 1.0 | A | 1.42 | 1.1 | B |
实施例10 | 1.43 | 1.1 | B | 1.42 | 1.3 | B |
实施例11 | 1.42 | 1.3 | A | 1.42 | 1.3 | B |
实施例12 | 1.44 | 1.4 | A | 1.42 | 1.5 | B |
实施例13 | 1.43 | 1.1 | B | 1.40 | 1.2 | C |
实施例14 | 1.41 | 1.6 | A | 1.40 | 1.8 | A |
实施例15 | 1.43 | 1.3 | A | 1.39 | 1.6 | B |
实施例16 | 1.44 | 1.7 | B | 1.38 | 2.0 | C |
实施例17 | 1.40 | 1.9 | B | 1.37 | 2.1 | C |
比较例6 | 1.37 | 1.9 | D | 1.35 | 2.3 | E |
比较例7 | 1.38 | 2.5 | D | 1.30 | 2.6 | E |
比较例8 | 1.35 | 2.7 | E | 1.28 | 3.0 | E |
比较例9 | 1.37 | 2.9 | E | 1.30 | 3.3 | E |
[实施例18]
将市售数字复印机iR105(佳能生产)的转印装置周边部改造成图5中示出的转印皮带型,将感光体换成下述感光体1,将机器主体的处理速度改造成660mm/sec后使用。打印速度为110cpm。
感光体1:在圆筒状铝基体上,层叠有由参杂了硼的a-Si:H膜构成的电荷注入阻止层、由参杂了硼的a-Si:H膜构成的光电导层、由包含硅和碳的硅膜(a-SiC:H)构成的表面保护层得到的、外径为108mm的正带电性的a-Si系感光体
在本实施例中,显影工序使用搭载于iR105上的显影器,并采用通过磁性单组分跳跃显影方式将感光体11上的静电潜像反转显影的方式。
转印皮带的表层材质使用氯丁橡胶,转印皮带对感光体的侵入量i设定为3%。另外,对偏压辊施加与调色剂的带电极性相反极性的偏压。
另外,在图5所示的转印装置的简图中,为了简化说明,画成转印皮带12相对于感光体11总是按压接触的结构,但在图像形成装置的起动工作中和停止工作中是是互相分离的。另外,在本实施例中,转印皮带的圆周速度设定为与感光体的圆周速度相同。在图5中,符号11为潜像保持体(感光体)、符号12为转印皮带、符号13为驱动辊、符号14为从动辊、符号15为偏压辊、符号16为高压电源、符号17为清洁辊、符号18为毛刷、符号19为转印材。
使用显影剂1,实施如下的耐久试验:按23℃/50%RH环境、23℃/5%RH环境、以及32℃/90%RH环境的顺序将图像比率4%的文字图像以A4横送方式各连续打印300000张。结果,任一环境下,都可以得到可良好地抑制转印皮带污染、转印品质(转印空白、转印不良、转印偏移)也优异的结果。
本申请要求享有2004年11月19日申请的日本专利申请号第2004-335421和2004年11月19日所申请的日本专利申请号第2004-335385的优先权,并引用其内容作为本申请的一部分。
Claims (23)
1.正带电性显影剂,其特征在于,其至少具有正带电性调色剂颗粒,该正带电性调色剂颗粒至少含有粘结树脂、磁性氧化铁,
该显影剂在主固结应力5.0kPa时的无约束屈服强度(U5kPa)为0.1kPa≤U5kPa≤2.5kPa,
该显影剂在主固结应力20.0kPa时的无约束屈服强度(U20kPa)为2.5kPa≤U20kPa≤5.5kPa。
2.根据根据权利要求1所述的正带电性显影剂,其特征在于,该显影剂为在该正带电性调色剂颗粒中外部添加无机微粉末的显影剂。
3.根据权利要求2所述的正带电性显影剂,其特征在于,所述无机微粉末为选自氧化锌、氧化铝、氧化镁中的至少1种氧化物的微粉末。
4.根据权利要求3所述的正带电性显影剂,其特征在于,该无机微粉末为氧化镁微粉末,并且该氧化镁微粉末为在CuKα特性X射线衍射中的布拉格角(2θ±0.2deg)42.9deg处有峰的晶系,并且在该布拉格角(2θ±0.2deg)=42.9deg处的X射线衍射峰的半值宽度为0.40deg以下。
5.根据权利要求4所述的正带电性显影剂,其特征在于,该氧化镁微粉末的体积平均粒径(A)为0.1μm≤A≤2.0μm,
粒度分布为:具有该体积平均粒径的1/2倍粒径以下的粒径的氧化镁微粉末的体积分布累积值为10体积%以下,具有该体积平均粒径的2倍粒径以上的粒径的氧化镁微粉末的体积分布累积值为10体积%以下。
6.根据权利要求4或5所述的正带电性显影剂,其特征在于,该氧化镁微粉末的等电点为8~14。
7.根据权利要求4~6任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该氧化镁微粉末的比表面积为1.0~15.0m2/g。
8.根据权利要求4~7任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该氧化镁微粉末中的MgO含量为98.00%以上。
9.根据权利要求2~8任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该无机微粉末的含量(B)基于全部显影剂为0.01质量%≤B≤2.00质量%。
10.根据权利要求2~9任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该无机微粉末的游离率(C)为0.1%≤C≤5.0%。
11.根据权利要求2~10任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,将正带电性调色剂颗粒分散到水中而成的分散液的pH下的该正带电性调色剂颗粒的ζ电位与同pH下的该无机微粉末的ζ电位之差为40mV以下。
12.根据权利要求3~11所述的正带电性显影剂,其特征在于,该显影剂除含有无机微粉末外还含有硅石微粉末。
13.根据权利要求12所述的正带电性显影剂,其特征在于,以780nm波长光的透射率测定该硅石微粉末对甲醇/水混合溶剂的湿润性时,透射率为80%时的甲醇浓度(D)为65体积%≤D≤80体积%。
14.根据权利要求2~13任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该显影剂的酸值(Dav)为0.5mgKOH/g≤Dav≤20.0mgKOH/g。
15.根据权利要求1~14任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,在该显影剂在通过库乐尔特颗粒计数器以256通道测定的以个数为基准的粒度分布中,半值宽度Y对峰粒度X满足下式。
2.06×X-9.0≤Y≤2.06×X-7.5
16.根据权利要求1~15任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该显影剂中的THF可溶成分通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的分子量分布中,在分子量为3000以上30000以下的区域有主峰,分子量10万以下的峰面积相对于全体峰面积为70质量%以上。
17.根据权利要求1~16任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,通过使用四氢呋喃(THF)的索格利特萃取对该显影剂进行16小时的萃取时,该粘结树脂成分的THF不溶成分为0.1质量%≤THF不溶成分≤50.0质量%。
18.根据权利要求1~17任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该粘结树脂至少具有苯乙烯系共聚树脂。
19.根据权利要求1~18任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该显影剂具有电荷控制剂,该电荷控制剂至少为三苯甲烷化合物、季铵盐中的1种。
20.根据权利要求1~19任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该磁性氧化铁具有八面体形状和/或多核形状。
21.根据权利要求1~20任一项所述的正带电性显影剂,其特征在于,该磁性氧化铁颗粒的含量(E)相对于100质量份粘结树脂为20质量份≤E≤200质量份。
22.图像形成方法,其特征在于,其至少具有显影工序,该显影工序通过形成于显影剂承载体上的显影剂层,对形成于潜像保持体上的静电潜像进行显影,从而形成显影剂图像,
其中,施加于形成有显影剂层的状态的该显影剂承载体上的转矩(T)为0.1N·m≤T≤50N·m
该显影剂为权利要求1~21任一项所述的正带电性显影剂。
23.根据权利要求22所述的图像形成方法,其特征在于,该潜像保持体具备导电性基体、在该导电性基体上的至少包含非晶硅的光电导层、在该光电导层上的包含非晶硅和/或无定形碳和/或非晶氮化硅的表面保护层。
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