CN101192017A - 非磁性单成分调色剂、显影装置及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非磁性单成分调色剂、显影装置及图像形成装置。所述非磁性单成分调色剂用于非接触显影方式的显影装置，其由向圆柱长度(L)与圆柱直径(D)之比(L/D)在1～2范围内的圆柱状调色剂粒子中外添添加剂而得到。由此，可以使显影性能优异。

Description

非磁性单成分调色剂、显影装置及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种用于采用非接触显影方式的、电子照相方式的图像形成装置的非磁性单成分调色剂，并且涉及使用该调色剂的显影装置以及具有该显影装置的图像形成装置。

背景技术

在电子照相方式的图像形成装置中，作为使感光鼓等像载体上的静电潜影显影的方法，可以举出使用包含调色剂和载体的二成分显影剂的二成分显影方式、及仅使用调色剂的单成分显影方式。

二成分显影方式的转印性、定影性、及耐环境特性等优良。但是，二成分显影方式需要用于控制调色剂和载体混合比的调色剂浓度传感器，还需要显影剂的搅拌机构，因此存在显影装置大型化的问题。

另一方面，单成分显影方式由于不需要调色剂浓度传感器，所以具有能够采用小型显影装置的优点。

单成分显影方式分为，使用包含磁性粒子的磁性单成分调色剂的磁性单成分显影方式，及使用不含磁性粒子的非磁性单成分调色剂的非磁性单成分显影方式。非磁性单成分调色剂比磁性单成分调色剂对纸的定影性好。因此，近年来使用非磁性单成分显影方式的小型打印机等已经得到广泛的应用。

这种非磁性单成分显影方式，进一步分为接触显影方式和非接触显影方式。接触显影方式是使承载非磁性单成分调色剂的调色剂载体与像载体接触而进行显影的方式。而非接触显影方式，是在调色剂载体与像载体之间设有一定的间隙，通过使非磁性单成分调色剂从调色剂载体飞散向像载体，来使用单成分调色剂进行显影的方式。

所述接触显影方式，通过使调色剂载体上的非磁性单成分调色剂与像载体直接接触，向像载体供给了足够量的调色剂所以可以得到高的图像浓度。但是，所述接触显影方式，由于非磁性单成分调色剂与像载体接触摩擦，给非磁性单成分调色剂施加了高的机械负荷。另外，这种机械负荷为原因，存在着容易产生因调色剂热粘并残留在像载体上而使显影性能降低的膜化等现象的问题。

另一方面，非接触显影方式因为调色剂载体与像载体不直接接触，所以不向非磁性单成分调色剂施加高的机械负荷。但是，与接触显影方式相比，因为调色剂载体与像载体不直接接触，通常存在的问题是，从调色剂载体向像载体供给的非磁性单成分调色剂的量减少，因而得不到足够的图像浓度。

作为提高非接触显影方式的显影性能的方法，以下的方法已为公众所知。

例如，日本特开平6-118693号公报公开了一种方法，使含有锑的氧化锡以游离的状态保持在非磁性调色剂中，以减低摩擦带电量，从而提高图像浓度。但是，按照这种方法，由于氧化锡锑的电阻非常低，因此在高温高湿环境下调色剂的带电量变得特别低，存在容易发生灰雾等图像不正常的问题。

另外，日本特开平9-43895号公报公开了一种方法，使用交流偏压作为显影偏压，向调色剂外添极性相同的微粒子和极性相反的微粒子并混合。但是按照该方法，在进行连续印刷时，会发生因显影装置内的调色剂与层厚限制部件等接触产生机械负荷而引起外添剂被埋没到调色剂里。这种情况下，因外添剂的效果降低，存在不能得到稳定的图像的问题。

此外，作为调色剂的制造方法，一般采用所谓的粉碎方式，即，向热塑性树脂添加着色剂、电荷控制剂、以及脱模剂等而进行混合、混炼，然后，再进行粉碎及分级。但是，利用粉碎方式得到的粉碎调色剂，由于调色剂表面为破碎面，因而在调色剂表面容易露出蜡等低熔点成分，因此会产生调色剂在像载体上融化粘结为膜状的膜化等现象。另外，为了抑制膜化，当使用高融点、高强度、或高硬度的热塑性树脂时，会发生粉碎困难、生产量降低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种显影性能优异的非磁性单成分调色剂，用于采用非接触显影方式的电子照相方式的图像形成装置，以及提供使用该调色剂的显影装置和具有该显影装置的图像形成装置。

本发明一方面涉及的单成分调色剂，用于非接触显影方式显影装置，所述单成分调色剂由向圆柱长度(L)与圆柱直径(D)之比(L/D)在1～2范围内的圆柱状调色剂粒子外添(外掺，externally adding)添加剂而得到。

本发明另一方面涉及的显影装置，安装于非接触显影方式的图像形成装置主体内，该显影装置包括：壳体，收容如上所述的非磁性单成分调色剂；圆筒状的调色剂载体，配置于壳体内，通过绕辊轴的旋转，其圆周面可以承载由所述调色剂形成的调色剂层；以及层厚限制部件，设置在所述调色剂载体的圆周面上，与所述调色剂载体抵接，限制所承载的调色剂层的厚度，并且使调色剂带电。

本发明另一方面涉及的非接触显影方式的图像形成装置，具有圆筒状的像载体，并且，沿着所述像载体的旋转方向，按顺序配置有：带电器，用于使所述像载体带电；曝光器，针对由所述带电器带电的所述像载体的表面进行曝光，来形成静电潜影；如上所述的显影装置，把非磁性单成分调色剂供给到形成有静电潜影的所述像载体，以形成调色剂图像；转印装置，把在所述像载体表面形成的调色剂图像转印到纸上；以及除去装置，除去在把调色剂图像转印到纸上后残留在所述像载体表面的调色剂；其中，所述显影装置配置于：所述调色剂载体的圆周面与所述像载体的圆周面在保持给定的间隙下，该两周面相面对配置的位置上。

按照本发明，当进行非接触方式的显影时，则可以使显影性能优异。

通过以下的详细说明和附图，可以明确本发明的目的、特征、发明的各个方面、以及优点。

附图说明

图1是表示利用本发明一种实施方式的非磁性单成分调色剂来进行图像形成的图像形成装置的构成示意图。

图2是表示本发明一种实施方式的非磁性单成分调色剂的构成示意图。

图3是用于说明包含本发明一种实施方式的非磁性单成分调色剂的圆柱状调色剂粒子的制造、混炼工序及纤维化工序的简要说明图。

图4是用于说明圆柱状调色剂粒子的制造、切断工序的简要说明图。

图5是用于说明圆柱状调色剂粒子的简要说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，具体地说明本发明的实施方式。此外，本发明并不受本实施方式的任何限制。

图1是表示利用本发明一种实施方式的非磁性单成分调色剂来进行图像形成的图像形成装置100的构成示意图。

参照图1，图像形成装置100包括：圆柱状的像载体20；带电器21，用于使像载体20带电；曝光器22，用于使通过带电器21带电的像载体20的表面对应于图像数据进行曝光；显影装置23，向通过曝光而形成静电潜影的像载体20供给非磁性单成分调色剂T，以形成调色剂图像；转印装置24，用于把在像载体表面形成的调色剂图像转印到纸P上；以及除去装置25，用于除去把调色剂图像转印到纸上后残留在像载体20表面的调色剂。沿着像载体20的旋转方向(箭头26所示的方向)顺序配置有带电器21、曝光器22、显影装置23、转印装置24、以及除去装置25。

显影装置23具有：壳体30，收容非磁性单成分调色剂T；圆筒状的调色剂载体31，配置在壳体30内，其圆周面承载调色剂；限制刮板32，其是限制调色剂载体31的圆周面所承载的调色剂层厚度的层厚限制部件，同时也用于使调色剂带电。该显影装置23是采用非接触显影方式来形成调色剂图像的装置，调色剂载体31和像载体20隔着规定的空间间隙G而被配置，在调色剂载体31中与像载体20相面对的部位是从显影装置23露出的。

从材质来说，限制刮板32可以采用：硅橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶刮板；如不锈钢等金属刮板；或者玻璃刮板等。此外，调色剂载体31的材质，可以采用氯丁橡胶、异戊二烯橡胶、EPDM橡胶、聚氨基甲酸乙酯橡胶、环氧橡胶、丁基橡胶、以及硅橡胶等。

调色剂层是通过让调色剂载体31向着箭头方向旋转并且静电地承载非磁性单成分调色剂T而形成的。调色剂层的厚度是调色剂载体31在旋转中通过限制刮板32被调整为比空间间隙G薄的、大致一定的厚度。而且，通过向承载调色剂层的调色剂载体31施加显影偏压，非磁性单成分调色剂T从调色剂载体31表面飞散向在旋转中的像载体20，并附着在像载体20的圆周面上。如此，通过非磁性单成分调色剂T使承载在像载体20上的静电潜影显影。然后，所形成的调色剂图像通过转印装置24，被转印到由输送装置28输送至转印装置24的纸P上。该转印到纸P上的调色剂图像由定影装置29被进行定影。调色剂图像转印后残留在感光体20表面上的调色剂T，通过除去装置25被除去。

接着，参照图2说明本实施方式的非磁性单成分调色剂。

本实施方式的非磁性单成分调色剂，其特征在于，所述非磁性单成分调色剂由向圆柱长度(L)与圆柱直径(D)之比(L/D)在1～2范围内的圆柱状调色剂粒子13中，外添添加剂14而得到。

所述圆柱状调色剂粒子13，例如，如日本特开2006-106236号公报中详细记载的那样，通过把调色剂原料熔融混炼后，把熔融的调色剂原料形成纤维状，并切断由所述调色剂原料形成的纤维而得到。

参照图3和图4详细说明所述圆柱状调色剂粒子的制造方法。

首先，如图3所示，用挤压机1熔融混炼调色剂原料。

如后面详细说明的那样，调色剂原料包含粘结树脂、着色剂、电荷控制剂以及脱模剂等。把上述各个成分供给到预备混合装置(例如，细川密克朗株式会社制造的Cyclomix混合机(高剪切混合机))7预备混合后，从料斗1A供给到挤压机1。挤压机1具有具备加热器的圆筒15，此外圆筒15的内部具有用于混炼调色剂原料的旋转桨叶16。在规定的混炼温度(例如，140℃)下，用旋转桨叶16混炼供给到挤压机1的各个成分。在挤压机1的吐出口设有通过电动机5驱动的齿轮泵4，用于调节熔融调色剂的吐出量。熔融后的调色剂原料(以下也称为熔融调色剂原料)被移送到与齿轮泵4相连的静止型混合器2。

静止型混合器2在内部具备形成为扭曲面的多个叶片体17，根据该叶片体17静止型混合器2的内部形成有螺旋状的流道。从挤压机1移送来的熔融调色剂原料，通过叶片体17的旋转，进一步得到混炼，并使构成调色剂原料的各成分更加均匀地细密地分散。在静止型混合器2中，熔融调色剂原料保持为比挤压机1的混炼温度更高的温度(例如，180℃)。

静止型混合器2连接有具有多段分配流道3A的流道构造体3。熔融调色剂原料从静止型混合器2供给到分配流道3A，通过图中未示出的流道构造体3所具有的加热器，进一步加热到高温(例如，215℃)，并从设置在各分配流道3A的流道口的喷嘴6挤出成为纤维状。喷嘴6的吐出口的内径，例如设定为5μm。

从喷嘴6挤出的纤维状的熔融调色剂原料，由热风吹出装置18吹出的例如215℃左右的热风来延伸后，再从冷风吹出装置19吹出的冷风来急速冷却，由此形成纤维状调色剂12。

接着，说明切断所形成的纤维状调色剂12的切断工序。

如图4所示，形成的纤维状调色剂12，通过运送装置11，原样运送到切断装置8。切断装置8具有：固定刀9，沿与运送装置11上所运送的纤维状调色剂12的运送方向垂直的方向延伸；以及旋转刀10，通过图中未示出的电动机旋转驱动。纤维状调色剂12被连续供给到固定刀9和旋转刀10之间。接着，通过在固定刀9的刃口9a和旋转刀10的切断刀10a间产生的剪断作用，来顺次剪断纤维状调色剂12，连续地制造圆柱状调色剂粒子13。

圆柱状调色剂粒子13的长度L，可以通过纤维状调色剂12的运送速度与旋转刀10的旋转速度之比来调整。此外，圆柱状调色剂粒子13的圆柱直径D，可以通过喷嘴6的吐出口的内径来调整。

这样，就如图5所示的那样，得到长度为L(μm)、圆柱直径为D(μm)的圆柱状调色剂粒子13。

从使所得到的非磁性单成分调色剂容易飞散向像载体这点出发，圆柱状调色剂粒子13的圆柱直径D，优选5～10μm的范围。圆柱状调色剂粒子13的L/D为1～2的范围。所述L/D处于该范围内时，因为可以抑制圆柱状调色剂粒子13附着在调色剂载体31上，所以，在显影时，非磁性单成分调色剂能够很好地从调色剂载体31飞散向像载体20。因此，可以提高显影时的显影性能，而且能够得到足够的图像浓度。

当所述L/D未满1时，相对于圆柱状调色剂粒子的整个外表面，切断面S1所占的比例增大。因为切断面露出的蜡较多，且表面扭曲，所以与调色剂载体31的接触面积变大，而使调色剂难以飞散向像载体20。此外，当所述L/D超过2时，圆柱状调色剂粒子13的圆周外表面S2与调色剂载体31的接触面积变大，而使调色剂难以飞散向像载体20。

所述L/D，通过调整喷嘴6的吐出口的直径，或调整纤维状调色剂12的运送速度和旋转刀10的旋转速度等，来可以容易地进行调整。

此外，本实施方式的非磁性单成分调色剂的圆柱状调色剂粒子13的弯曲强度优选为9.8～196.1MPa的范围。在这种情况下，可以抑制外添剂埋入圆柱状调色剂粒子13中。由此，可以得到长期稳定的图像浓度。另外，圆柱状调色剂粒子的弯曲强度，是通过把圆柱状调色剂粒子熔融，并将它注入到长100mm、宽10mm、厚4mm的板状模具中压缩成型中，来制作成试样板，依照JIS-K-7203的测定条件，在弯曲速度2mm/min下进行弯曲试验，这样测定而得到的。

在所述弯曲强度未满9.8MPa的情况下，进行连续印刷时，在向非磁性单成分调色剂施加高的机械负荷的时候，因为外添剂埋入圆柱状调色剂粒子13中而不能充分地发挥外添剂的效果，所以图像的浓度有下降的倾向。此外，当所述弯曲强度超过196.1MPa的情况下，进行连续印刷时，非磁性单成分调色剂损伤调色剂载体31，难以在调色剂载体31的圆周面上形成稳定的调色剂层(薄层)，因此，存在因带电不良引起灰雾或发生图像浓度下降的倾向。

通过亨舍尔混合机(三井矿山株式会社制)等，来向如上所述制造的圆柱状调色剂粒子13，外添添加剂，由此得到非磁性单成分调色剂。

外添剂，是为了改善非磁性单成分调色剂的流动性而添加的成分，外添剂没有特别的限定，作为具体的例子，例如可以使用粒子直径在数十nm～数百nm左右范围的硅石、氧化铝、氧化锡、氧化钛、氧化锶、以及各种树脂粉末等公知的外添剂。

外添剂的添加量，相对于100质量份圆柱状调色剂粒子，优选为0.1～5质量份，更优选为0.5～3质量份。当外添剂的添加量过少时，因流动性下降而使显影性能下降并有图像浓度(ID)下降的倾向。此外，当外添剂的添加量过多时，在调色剂载体表面形成的调色剂薄层变得不稳定，具有灰雾浓度(FD)增大的倾向。

接着，详细说明调色剂原料的构成成分。

构成调色剂原料的粘结树脂，只要是现有的作为调色剂的粘结树脂而使用的树脂均可使用，没有特别限制。作为具体的例子，优选使用热塑性树脂，例如有：聚苯乙烯类树脂、聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、氯乙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚氨酯类树脂、聚乙烯醇类树脂、乙烯基醚类树脂、N-乙烯类树脂、以及苯乙烯-丁二烯类树脂等。

作为聚苯乙烯类树脂，除了苯乙烯单独聚合物外，还可以举出将苯乙烯和与苯乙烯可以共聚的单体所共聚的共聚物。作为与苯乙烯可以共聚的单体，可以举出例如：对氯苯乙烯；乙烯萘；乙烯、丙烯、丁烯、以及异丁烯等的乙烯不饱和单烯烃类；氯乙烯、溴乙烯、以及氟乙烯等的卤化乙烯；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、以及丁酸乙烯酯等的乙烯酯类；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸(2-氯乙基)酯、丙烯酸苯基酯、α-氯丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、以及甲基丙烯酸丁酯等的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；丙烯腈、甲基丙烯腈、以及丙烯酰胺等其他的丙烯酸衍生物；乙烯基甲基醚、乙烯基异丁基醚等的乙烯醚类；乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、以及甲基异丙烯基酮等的乙烯基酮类；N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚、以及N-乙烯基吡硌烷等的N-乙烯基化和物等。它们可以单独使用，或者也可以两种以上组合使用。

作为粘结树脂使用的聚苯乙烯类树脂，优选该聚苯乙烯类树脂在分子量分布中至少具有两个峰，即，其分子量在3000～20000范围的峰(较低分子量的峰)及在300000～1500000范围的峰(较高分子量的峰)，并且该聚苯乙烯类树脂的质量平均分子量(Mw)与数量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)在10以上。聚苯乙烯类树脂的分子量在这样的范围内时，可以得到定影性及耐蹭脏性优异的非磁性单成分调色剂。另外，所述分子量分布可以由GPC(Gel Permeation Chromatography)求得。例如，利用日本东曹株式会社(Tosoh Corporation)制造的分子量测定装置HLC-8220，用THF(四氢呋喃)作为溶剂，测定从色谱柱的溶出时间，根据用标准聚苯乙烯树脂预先做成的校准线，可以求得分子量。

另外，可以使用由醇成分和有机酸成分缩聚得到的树脂作为聚酯类树脂。

醇成分的具体例子，例如可以举出：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、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，4-环己二醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等的二醇类；双酚A、氢化双酚A、聚氧乙烯化双酚A(polyoxyethylenated bisphenol A)、聚氧丙烯化双酚A(polyoxypropylenated bisphenol A)等的双酚类等的二价醇类；山梨糖醇、1，2，3，6-己烷四醇、1，4-山梨醇酐、季戊四醇、一缩二(聚)季戊四醇(dipentaerythritol)、二缩三(聚)季戊四醇(tripentaerythritol)、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、丙三醇、一缩二甘油、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、1，3，5-三羟基苯等的三元以上的醇类。

此外，可以使用二元或三元以上的羧酸、其酸酐、或者低级烷基酯作为羧酸。作为二元羧酸的具体的例子，例如可以例举出：马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、或者如n-丁基琥珀酸、n-丁烯基琥珀酸、异丁基琥珀酸、异丁烯基琥珀酸、n-辛基琥珀酸、n-辛烯基琥珀酸、n-十二烷基琥珀酸、n-十二烯基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸等的烷基或烯基琥珀酸。作为三元以上羧酸的具体的例子，例如可以例举出：1，2，4-苯三酸(偏苯三酸)、1，2，5-苯三酸、2，5，7-萘三羧酸、1，2，4-萘三羧酸、1，2，4-丁烷三羧酸、1，2，5-己烷三羧酸、1，3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基-羧基丙烷、1，2，4-环己烷三羧酸、四(亚甲基羧基)甲烷、1，2，7，8-辛基四羧酸、苯均四酸、聚乙烯醇三聚酸等。

从定影性优异的观点出发，聚酯类树脂的软化点优选为110～150℃，进一步优选为120～140℃。

此外，作为粘结树脂，虽然从定影性良好的观点出发，优选上述的热塑性树脂，但是不必仅使用热塑性树脂，也可以少量使用凝胶部分比例(交联部分的量)在0.1～10质量％左右范围内的交联树脂或热固性树脂。如此，通过使用少量的交联树脂或热固性树脂，可以在不降低定影性的情况下，提高调色剂的保存稳定性、形态保持性、或耐久性。此外，凝胶部分比例可以使用索氏提取器进行测定。

所述的热固性树脂的具体例子，可以例举：例如双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、酚醛树脂型环氧树脂、聚亚烃醚型环氧树脂、环状脂肪族型环氧树脂等的环氧类树脂；氰酸类树脂等。这些树脂可以单独使用，也可以组合两种以上来使用。

粘结树脂的玻璃转移温度(Tg)，优选50～70℃左右。当粘结树脂的玻璃转移温度低于50℃时，获得的调色剂之间相互热粘，存在保存稳定性下降的倾向。另一方面，当粘结树脂的玻璃转移温度超过70℃时，存在调色剂的定影性不足的倾向。此外，可以利用差示扫描量热仪(DSC)，从比热的变化点求得粘结树脂的玻璃转移温度。具体的例子如下所示，即，测定装置使用日本精工株式会社(Seiko Instruments Inc.)制造的差示扫描量热仪DSC-6200，把10mg的测定试样放入铝盘中，使用空的铝盘作为参照，在测定温度范围为25～200℃、升温速度为10℃/min的条件下进行测定，可以根据获得的吸热曲线的变化点来求得玻璃转移温度。

构成调色剂原料的脱模剂(蜡)，只要是现有的作为调色剂脱模剂使用的物质均可使用，没有特别限制。作为具体的例子，例如可以举出：棕榈蜡或甘蔗蜡、树蜡等的植物性蜡；蜂蜡或昆虫蜡、鲸蜡、羊毛蜡等的动物性蜡；在侧链具有酯的费托(以下，有时记载为“FT”)蜡、或聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等的合成烃类蜡等。其中，从具有优异的分散性的观点出发，优选在侧链具有酯的FT蜡或聚乙烯蜡。

用DSC测定的脱模剂(蜡)的吸热曲线的吸热主峰，优选处于70～120℃的范围。当吸热主峰处于未满70℃时，容易发生调色剂的粘连现象及高温蹭脏现象(hot-offset phenomenon)。而当吸热主峰处于超过120℃时，存在得不到低温定影性的倾向。

脱模剂(蜡)的添加量，优选相对于100质量份粘结树脂添加1～20质量份。当所述添加量不足1质量份时，很难得到充分的添加效果，当所述添加量超过20质量份时，耐阻塞性下降，而且，存在从调色剂脱离的危险。

作为构成调色剂原料的着色剂的具体例子，例如可以例举出：作为黑色颜料的乙炔碳黑、油烟黑、苯胺黑等碳黑；作为黄色颜料的铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、无机坚牢黄、镍钛黄、脐橙黄、萘酚黄S、汉撤黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、深喹啉黄、永久黄NCG、深柠檬黄等；作为橙色颜料的铬橙黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、乌尔康橙、活性艳橙RK、联苯胺橙G、活性艳橙GK等；作为红色颜料的铁丹、镉红、铅丹、硫化汞镉、永久红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、华琼红钙盐、深红D、亮胭脂红6B、曙红、罗丹明红B、茜素红、亮红3B等；作为紫色颜料的锰紫、固紫B、深甲基紫等；作为蓝色颜料的铁蓝、钴蓝、深碱性蓝、深维多利亚蓝、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝、品蓝BC等；作为绿色颜料的铬绿、氧化铬、颜料绿B、深孔雀绿、终极黄绿G等；作为白色颜料的锌白、氧化钛、锑白、硫化锌、重晶石粉、碳酸钡、粘土、硅石、白碳、滑石粉、铝白等。

相对于100质量份的粘结树脂，着色剂的添加量优选添加2～20质量份的着色剂，更优选添加3～15质量份。

构成调色剂原料的电荷控制剂，只要是现有的作为调色剂电荷控制剂使用的物质均可使用，没有特别限制。作为具体的例子，可以举出呈示正带电性的电荷控制剂，例如有：苯胺黑、季铵盐化和物、在树脂中结合了胺类化和物的树脂型电荷控制剂、等等。另外，对于彩色调色剂，优选使用无色或白色的电荷控制剂。

电荷控制剂的添加量，相对于100质量份的粘结树脂，优选添加0.5～10质量份，进一步优选添加1～5质量份。

在不损害本发明效果的范围内，还可以向非磁性单成分调色剂中添加现有的、添加于调色剂中的表面处理剂等各种添加剂。

《实施例》

以下，通过实施例进一步详细说明本发明。再者，实施例对于本发明没有任何限定。另外，在说明书中的“以上”、“以下”、“范围”和“范围内”皆包括本数，例如，“X以上”指“大于等于X”，“X以下”指“小于等于X”，“从X到Y范围”指“大于等于X且小于等于Y的范围”，“超过”、“超出”、“高于”、“低于”、“未满”以及“不足”皆不包括本数。还有，记号“～”皆包括该记号的前后之数，例如，“X～Y”指“大于等于X且小于等于Y”，“X～Y的范围内”指“大于等于X且小于等于Y的范围”。

[实施例1～3及比较例1～2]

将包含70质量份苯乙烯和30质量份丙烯酸丁酯的单体混合物，在维持液体温度在60～80℃的同时，用3小时滴加到具有冷凝器、并装有200质量份甲苯和6质量份聚合引发剂(偶氮二异庚腈：和光纯药株式会社制造的V-65)的反应容器中。而且，通过冷凝器使甲苯回流。在滴加结束后，维持液体温度在60℃进行12小时的聚合反应。而后，通过减压蒸馏从得到的树脂溶液中除去甲苯，得到包含苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的粘结树脂。

相对于得到的100质量份粘结树脂，把4质量份的着色剂(碳黑：三菱化学株式会社制造的MA-100)、2质量份的电荷控制剂(东方化学工业株式会社制造的N-01)、5质量份的脱模剂(蜡：日本精蜡株式会社制造的FT-100)作为调色剂原料，使用如图3和图4所示的装置，按照所述的制造方法，制造了5种圆柱状调色剂粒子。

得到的圆柱状调色剂粒子的圆柱的直径D均约5μm，圆柱的长度L分别为4μm、5μm、7.5μm、10μm、以及12μm。而且，通过调整切断装置8的旋转刀10的旋转速度调整了圆柱长度L。上述圆柱状调色剂粒子的L/D分别为0.8、1、1.5、2以及2.4。

再者，如下所述求得了L/D。即，用扫描电子显微镜(SEM)拍摄圆柱状调色剂粒子的2000倍的图像，此时从摄入的图像中随机抽出100个圆柱状调色剂粒子，测定各圆柱状调色剂粒子的圆柱长度L和圆柱直径D。而后，求得圆柱长度L和圆柱直径D的平均值。并根据求得的平均值，计算圆柱状调色剂粒子的圆柱长度L除以圆柱直径D的L/D的数值。而且，当切断面与圆柱状调色剂的中心轴不垂直时(切断面倾斜或弯曲的情况)，把其中心轴的轴线长度作为圆柱长度L。

此外，得到的圆柱状调色剂粒子的弯曲强度是49MPa(500kgf/cm²)。再说，圆柱状调色剂粒子的弯曲强度，是通过把熔融状态的非磁性单成分调色剂，注入到长100mm、宽10mm、厚4mm的板状模具中，压缩成型，来制作成试样板，并依照JIS-K-7203的测定条件，进行弯曲试验而得到的。此时的弯曲速度是2mm/min。

(非磁性单成份调色剂的制造)

向100质量份如上述那样得到的圆柱状调色剂粒子中，添加1.2质量份作为外添剂的硅石：RA-200H(德固萨公司(Nippon Aerosil Co.，Ltd.)制造)，使用亨舍尔混合机(三井矿山株式会社制造)进行混合，制成如表1所示的5种形状的非磁性单成分调色剂。

(图像浓度评价)

把得到的5种非磁性单成分调色剂充填到采用非接触显影方式的普通纸传真机(把京瓷美达株式会社制造的激光传真机“LDC-790”的显影方式改造成非接触显影方式)中，在温度20℃、湿度65％的常温常湿环境下，基于原稿浓度4％的原稿形成图像，如下所述进行了图像浓度评价。

利用反射浓度计(东京电色株式会社制造的TC-6D)，对一张纸的三处形成图像的图像形成部分检测图像浓度，并求出得到的图像浓度的平均值(ID)。

另外，求取各形成图像的相当于白纸部分的图像浓度的平均值，求得从该相当于白纸部分的图像浓度的平均值，减去白纸的图像浓度的平均值的数值(FD)。

再者，图像浓度评价，在图像形成处理开始时(初期)及2万张间歇耐受印刷后这两个时间进行。此处的间歇耐受印刷是指在一张纸的印刷完全结束，并暂停驱动后，再进入下一个印刷动作的印刷模式。为了在图像形成前后达到稳定状态(非印刷驱动)，则相对于印刷张数的驱动时间变长。

对于图像浓度ID，把1.4以上的作为“优”，把1.3以上且不足1.4的作为“良”。此外，不足1.3的判定为“劣”。而且，把FD不足0.002的情况作为“优”，把FD在0.002以上且在0.005以下的情况作为“良”，把FD超过0.005的情况作为“劣”。结果表示在表1中。

表1

	圆柱长度L(μm)	圆柱直径D(μm)	L/D	初期		2万张间歇耐受印刷后
								ID	FD	ID	FD
				实施例1	7.5	5	1.5					1.523	0.001	1.476	0.002
实施例2	5	5	1.0					1.412	0.002	1.378	0.004
				实施例3	10	5	2.0					1.457	0.001	1.343	0.001
比较例1	4	5	0.8					1.372	0.003	1.189	0.009
				比较例2	12	5	2.4					1.390	0.001	1.120	0.002

由表1可知，使用含有实施例1～3的L/D在1～2范围内的圆柱状调色剂粒子的非磁性单成分调色剂时，与使用比较例1的L/D为0.8、及比较例2的L/D为2.4的圆柱状调色剂粒子的非磁性单成分调色剂的情况相比，在初期并在2万张间歇耐受印刷后的图像质量均良好(也就是都得到“良”以上的评价)。

[实施例4～7]

如表2所示，除了在粘结树脂的聚合过程中，通过改变反应时间来调整分子量分布，把圆柱状调色剂粒子的弯曲强度分别调整为7.9MPa(80kgf/cm²)、9.8MPa(100kgf/cm²)、196.1MPa(2000kgf/cm²)、以及225.4MPa(2300kgf/cm²)以外，其他与实施例1相同，制造了含有圆柱长度(L)为7.5μm、圆柱直径(D)为5μm、L/D为1.5的圆柱状调色剂粒子的非磁性单成分调色剂。

而后，把得到非磁性单成分调色剂充填到与实施例1相同的采用非接触显影方式的普通纸传真机中，在温度20℃、湿度65％的常温常湿环境下，基于原稿浓度0.2％的原稿形成图像，并与实施例1同样进行了图像浓度评价。结果表示在表2中。

表2

	弯曲强度(MPa)	初期		2万张间歇耐受印刷后
						ID	FD	ID	FD
		实施例1	49.0	1.523	0.001					1.378	0.003
实施例4	9.8					1.498	0.001	1.305	0.005
		实施例5	196.1	1.502	0.001					1.432	0.004
实施例6	7.9					1.489	0.001	1.189	0.009
		实施例7	225.4	1.478	0.001					1.176	0.020

由表2可知，使用圆柱状调色剂粒子的弯曲强度在9.8～196.1MPa范围内的、实施例1、4、5的非磁性单成分调色剂的情况，与使用含有实施例6的弯曲强度为7.9MPa的圆柱状调色剂粒子的非磁性单成分调色剂、及使用含有实施例7的弯曲强度为225.4MPa的圆柱状调色剂粒子的非磁性单成分调色剂的情况相比，在初期并在2万张间歇耐受印刷后的图像质量均良好(也就是都得到“良”以上的评价)。

如上所述，本发明提供一种非磁性单成分调色剂，用于非接触显影方式的显影装置，所述非磁性单成分调色剂由向圆柱长度(L)与圆柱直径(D)之比(L/D)在1～2范围内的圆柱状调色剂粒子外添添加剂而得到。把这种非磁性单成分调色剂用于非接触显影方式的显影时，调色剂不易附着在调色剂载体周围的部件上，且调色剂易于向像载体飞散。因此，能够提高显影时的显影性能，以得到足够的图像浓度。

此外，所述圆柱状调色剂粒子的弯曲强度，优选在9.8～196.1MPa的范围内。在上述弯曲强度范围内，不会损伤调色剂载体，而且可以抑制外添剂埋入圆柱状调色剂粒子中，所以可以长期得到稳定的图像浓度。

此外，所述圆柱状调色剂粒子的圆柱直径(D)在5～10μm范围内时，得到的非磁性单成分调色剂容易向像载体飞散，故优选。

此外，通过切断由调色剂原料形成的纤维来得到所述圆柱状调色剂粒子，由于粒子直径均匀，因此优选。

此外，当所述圆柱状调色剂粒子包含作为粘结树脂的聚苯乙烯类树脂，且所述聚苯乙烯类树脂在分子量分布中至少具有两个峰，即，其分子量在3000～20000范围的峰及在300000～1500000范围的峰，并且所述聚苯乙烯类树脂的质量平均分子量(Mw)与数量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)在10以上时，则可得到定影性和耐蹭脏性优异的非磁性单成分调色剂，故优选。

此外，当所述圆柱状调色剂粒子含有玻璃转移温度(Tg)在50～70℃的范围内的粘结树脂时，则该调色剂具有优异的定影性和保存稳定性，故优选。

另外，本发明还提供一种显影装置，安装于非接触显影方式的图像形成装置主体内，该显影装置包括：壳体，收容如上所述的非磁性单成分调色剂；圆筒状的调色剂载体，配置于壳体内，通过绕辊轴的旋转，其圆周面可以承载由所述调色剂形成的调色剂层；以及层厚限制部件，设置在所述调色剂载体的圆周面上，与所述调色剂载体抵接，限制所承载的调色剂层的厚度，并且使调色剂带电。当使用这种显影装置时，则可以在像载体上形成图像浓度足够的调色剂图像。

另外，本发明还提供一种非接触显影方式的图像形成装置，该图像形成装置具有圆筒状的像载体，并且，沿着所述像载体的旋转方向，按顺序配置有：带电器，使所述像载体带电；曝光器，针对由所述带电器带电的所述像载体的表面进行曝光，来形成静电潜影；如上所述的显影装置，把非磁性单成分调色剂供给到形成有静电潜影的所述像载体，以形成调色剂图像；转印装置，把在所述像载体表面形成的调色剂图像转印到纸上；以及除去装置，除去在把调色剂图像转印到纸上后残留在所述像载体表面的调色剂；其中，所述显影装置配置于：所述调色剂载体的圆周面与所述像载体的圆周面在保持给定的间隙下，该两周面相面对配置的位置上。当使用这种图像形成装置时，则可以得到图像浓度足够的图像。

Claims (8)

1.一种非磁性单成分调色剂，用于非接触显影方式的显影装置，其特征在于，所述非磁性单成分调色剂由向圆柱长度(L)与圆柱直径(D)之比(L/D)在1～2范围内的圆柱状调色剂粒子外添添加剂而得到。

2.根据权利要求1所述的非磁性单成分调色剂，其特征在于，所述圆柱状调色剂粒子的弯曲强度在9.8～196.1MPa的范围内。

3.根据权利要求1所述的非磁性单成分调色剂，其特征在于，所述圆柱状调色剂粒子的圆柱直径(D)在5～10μm的范围内。

4.根据权利要求1所述的非磁性单成分调色剂，其特征在于，所述圆柱状调色剂粒子是通过切断由调色剂原料所形成的纤维而得到。

5.根据权利要求1所述的非磁性单成分调色剂，其特征在于，所述圆柱状调色剂粒子包含作为粘结树脂的聚苯乙烯类树脂，所述聚苯乙烯类树脂在分子量分布中至少具有两个峰，即，分子量在3000～20000范围的峰及在300000～1500000范围的峰，并且所述聚苯乙烯类树脂的质量平均分子量(Mw)与数量平均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)在10以上。

6.根据权利要求1所述的非磁性单成分调色剂，其特征在于，所述圆柱状调色剂粒子包含玻璃转移温度(Tg)在50～70℃的范围内的粘结树脂。

7.一种显影装置，安装于非接触显影方式的图像形成装置主体内，其特征在于包括：

壳体，收容权利要求1至6的任意一项所述的非磁性单成分调色剂；

圆筒状的调色剂载体，配置于壳体内，通过绕辊轴的旋转，其圆周面可以承载由所述调色剂形成的调色剂层；

以及层厚限制部件，设置在所述调色剂载体的圆周面上，与所述调色剂载体抵接，限制所承载的调色剂层的厚度，并且使调色剂带电。

8.一种非接触显影方式的图像形成装置，其特征在于，具有圆筒状的像载体，并且，沿着所述像载体的旋转方向，按顺序配置有：

带电器，使所述像载体带电；

曝光器，针对由所述带电器带电的所述像载体的表面进行曝光，来形成静电潜影；

权利要求7所述的显影装置，把非磁性单成分调色剂供给到形成有静电潜影的所述像载体，以形成调色剂图像；

转印装置，把在所述像载体表面形成的调色剂图像转印到纸上；

以及除去装置，除去在把调色剂图像转印到纸上后残留在所述像载体表面的调色剂；其中，

所述显影装置配置于：所述调色剂载体的圆周面与所述像载体的圆周面在保持给定的间隙下，该两周面相面对配置的位置上。

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