CN101354545A - 调色剂、双成分显影剂及使用其的图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种调色剂，在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转后重新开始打印时，可抑制调色剂带电量下降、防止灰雾发生、图像浓度下降。该调色剂含有：包括硼化合物、粘合树脂及着色剂的着色树脂粒子、及外添加剂。外添加剂被调整为：一次粒径为16nm以上30nm以下，体积电阻率为1×1012Ω·cm以上5×1015Ω·cm以下。

Description

调色剂、双成分显影剂及使用其的图像形成装置
技术领域
本发明涉及到一种在电子照相法等图像形成方法中用于使静电潜影等潜影可视化的调色剂、双成分显影剂及使用该显影剂的图像形成装置。
背景技术
在通过利用了电子照相方式的图像形成装置在记录介质上形成图像时，在记录介质上如下形成图像。首先，带电部使旋转驱动的感光体的表面平均带电。接着，曝光部向感光体表面照射激光，在感光体表面形成静电潜影。然后显影部将称为调色剂的含有带电微粒的显影剂提供到在感光体表面形成的静电潜影上，在感光体表面形成作为可视图像的调色剂图像。接着，转印部将调色剂图像转印到记录介质。之后，定影部使转印到记录介质的调色剂图像定影，从而在记录介质上形成图像。清洁部去除残留在感光体表面的转印残留调色剂，并且除电部对感光体表面的残留电荷进行除电，以备下一图像形成。
作为使感光体表面形成的静电潜影显影的显影剂，公知有仅由调色剂构成的单成分显影剂、及由调色剂和具有磁性的称为载体的粒子构成的双成分显影剂这二种。单成分显影剂因不使用载体，所以无需用于使调色剂和载体平均混合的搅拌机构等，具有显影部结构简单的优点，但存在调色剂的带电量不稳定的缺点。双成分显影剂由于需要使调色剂和载体平均混合的搅拌机构，因此存在显影部结构较复杂的缺点，但可使稳定的带电量施加到调色剂，因而适用于高速进行图像的形成的高速图像形成装置、形成彩色图像的彩色图像形成装置。
在高速图像形成装置及彩色图像形成装置中，用户对装置小型化的需求较强烈，因此要求收容显影剂的显影装置也实现小型化。对于小型化的显影装置中使用的双成分显影剂的调色剂，通过与显影槽内的载体接触，要求短时间内可获得最适于显影的调色剂带电量的性能(快速的带电上升性)，并要求在显影槽内调色剂带电量难变化的性能(带电稳定性)。为了实现上述快速带电上升性和带电稳定性，使用含有带电控制剂的调色剂。日本专利特公平7-13765号公报中，作为带电控制剂，公开了例如下述结构式(2)所示的含硼化合物的调色剂。结构式(2)所示的硼化合物具有较高的负带电性，因此具有良好的调色剂带电稳定性，在连续打印有效区域大的图像时，也可获得无灰雾的、稳定的图像浓度。并且，由于硼化合物是无色物质，因此适用于彩色调色剂的带电控制剂。
(化学式2)
Figure A20081014402200051
将日本专利特公平7-13765号公报公开的调色剂作为双成分显影剂使用时，一般含有对调色剂赋予流动性的外添加剂。图5A及图5B是表示具有现有技术中的调色剂110及载体114的双成分显影剂的结构的截面图。调色剂110包括：着色树脂粒子111，其由硼化合物112、粘合树脂、及着色剂形成；和外添加剂113。调色剂110如图5A所示，在着色树脂粒子111表面添加有外添加剂113。外添加剂113不仅具有对调色剂110赋予流动性以提高调色剂110的传送性的效果，而且具有防止着色树脂粒子111中的硼化合物112和载体114直接接触的效果(隔离效果)。通过该隔离效果，可防止硼化合物112保持的负电荷泄漏到载体114，可维持调色剂110的带电稳定性。
但是，使用含有调色剂110的双成分显影剂并利用图像形成装置形成图像时，连续打印调色剂110消耗量少、调色剂更换少的有效区域小的图像的情况下、或长期停止图像形成装置的运转的情况下，调色剂110在显影槽内搅拌的时间变长，如图5B所示，存在外添加剂113埋没到着色树脂粒子111中的情况。当外添加剂113埋没到着色树脂粒子111中时，着色树脂粒子111中的硼化合物112和载体114直接接触，硼化合物112保持的负电荷易于泄漏到载体114。因此，连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转后重新开始打印时，调色剂的带电量极端下降，产生灰雾，或图像浓度下降。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转后重新开始打印时，可抑制调色剂带电量下降、防止灰雾发生、防止图像浓度下降的调色剂、双成分显影剂、及使用该显影剂的图像形成装置。
本发明提供一种调色剂，其特征在于，含有：着色树脂粒子，其至少包括下述通式(1)所示的硼化合物、粘合树脂、及着色剂；和外添加剂，添加到着色树脂粒子的表面，外添加剂被调整为：一次粒径为16nm以上30nm以下，体积电阻率为1×1012Ω·cm以上5×1015Ω·cm以下，外添加剂对着色树脂粒子表面的被覆率为25％以上、50％以下，
(化学式3)
Figure A20081014402200061
上述通式中，R1及R4表示氢原子、烷基、取代或非取代的芳香环(也包括稠环)，R2及R3表示取代或非取代的芳香环(也包括稠环)，X+表示阳离子。
根据本发明，调色剂含有：着色树脂粒子，其包括具有特定结构的硼化合物、粘合树脂、及着色剂；和外添加剂，添加到着色树脂粒子的表面。外添加剂的一次粒径为16nm以上30nm以下，因此在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转时，可防止外添加剂完全埋没到着色树脂粒子中。并且，外添加剂的体积电阻率调整为1×1012Ω·cm以上5×1015Ω·cm以下，因此，可防止调色剂保持的电荷经由外添加剂而泄漏。因此可抑制调色剂的带电量下降，防止灰雾产生、图像浓度下降。进一步，外添加剂对着色树脂粒子表面的被覆率调整为25％以上50％以下。因此，可对调色剂赋予充分的流动性，并且可充分抑制调色剂带电量下降。
并且在本发明中优选：外添加剂是由表面进行了疏水化处理的二氧化硅构成的微粒。
根据本发明，外添加剂是由表面进行了疏水化处理的二氧化硅构成的微粒，因此可防止外添加剂吸湿，在高湿环境下也可防止调色剂带电量变得不稳定。
并且在本发明中优选：着色树脂粒子的体积平均粒径为5μm以上7μm以下，BET比表面积为1.5m2/g以上1.9m2/g以下。
根据本发明，着色树脂粒子的体积平均粒径调整为5μm以上7μm以下，BET比表面积为1.5m2/g以上1.9m2/g以下。因此，着色树脂粒子表面的凹凸变少，可防止外添加剂进入到凹部，使外添加剂平均附着到着色树脂粒子表面。其结果是，可对调色剂赋予充分的流动性，并且可充分获得外添加剂具有的隔离效果(防止调色剂保持的电荷泄漏的效果)，可防止获得的图像产生灰雾，并且防止调色剂飞散。
并且，本发明提供一种双成分显影剂，其含有上述调色剂、及具有磁性的载体，其特征在于，载体的体积电阻率为1×109Ω·cm以上2×1011Ω·cm以下。
根据本发明，提供一种含有上述调色剂和具有磁性的载体的双成分显影剂。上述调色剂具有的外添加剂在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转时，可防止完全埋没到着色树脂粒子中，因此可抑制着色树脂粒子中的硼化合物和载体直接接触，防止硼化合物保持的负电荷泄漏到载体。因此，在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转后重新开始打印时，可防止调色剂的带电量极端下降，防止灰雾产生、图像浓度下降。
进一步，载体的体积电阻率为1×109Ω·cm以上2×1011Ω·cm以下。通过使载体的体积电阻率调整为1×109Ω·cm以上，使感光体承载的静电潜影显影时，可防止感光体的电荷泄漏到载体，防止获得的图像中产生刷毛条纹。并且，通过将载体的体积电阻率调整为2×1011Ω·cm以下，可防止与载体接触带电的调色剂的带电量过度上升，防止获得的图像的图像浓度下降。
并且在本发明中优选：载体含有：芯粒子、及被覆芯粒子的被覆层，被覆层的厚度为0.5μm以上5μm以下。
根据本发明，载体含有：芯粒子、及被覆芯粒子的被覆层，被覆层的厚度调整为0.5μm以上5μm以下。通过将被覆层的厚度调整为0.5μm以上，可防止感光体表面的电荷向载体移动，防止获得的图像中产生刷毛条纹。并且，通过将被覆层的厚度调整为5μm以下，可使调色剂显影后残留在载体上的对抗能量(Counter charge)迅速消失。
并且在本发明中优选：载体具有的被覆层含有导电剂，导电剂是吸油量为90ml/100g以上170ml/100g以下的碳黑。
根据本发明，载体具有的被覆层含有导电剂，导电剂是吸油量为90ml/100g以上170ml/100g以下的碳黑。这样一来，易于形成导电剂平均分散到被覆层中的被覆层，可进一步防止感光体表面的电荷移动到载体。
并且，本发明提供一种图像形成装置，含有：感光体，承载静电潜影；带电部，使感光体表面带电；曝光部，在感光体表面形成静电潜影；显影部，向感光体表面上形成的静电潜影提供显影剂，形成可视图像；转印部，将可视图像转印到记录介质；清洁部，去除残留在感光体表面的显影剂；和定影部，使转印到记录介质的可视图像定影，该图像形成装置的特征在于，显影剂是上述双成分显影剂。
根据本发明，用于图像形成装置形成图像的显影剂是上述双成分显影剂。由于使用可抑制调色剂保持的电荷泄漏到载体的双成分显影剂形成图像，因此在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转后重新开始打印时，可防止调色剂的带电量极端下降，防止灰雾发生、图像浓度下降。
本发明的目的、特色及优点通过下述详细说明及附图可得以明确。
附图说明
图1A及图1B是表示具有本发明的一个实施方式的调色剂及载体的双成分显影剂的结构的截面图。
图2是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置的结构的图。
图3是表示显影部的结构的截面图。
图4是表示显影辊具有的磁辊中的各磁极的磁力分布的图。
图5A及图5B是表示具有现有技术的调色剂及载体的双成分显影剂的结构的截面图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
本发明的调色剂含有：着色树脂粒子、和一次粒径及体积电阻率被调整为预定范围的外添加剂。
(着色树脂粒子)
着色树脂粒子至少包括硼化合物、粘合树脂及着色剂。
(硼化合物)
硼化合物是由下述通式(1)表示的化合物，具有较高的负带电性和带电稳定性。因此，通过将硼化合物添加到调色剂中，可赋予快速带电上升性及带电稳定性。
(化学式4)
Figure A20081014402200101
(该通式中，R1及R4表示氢原子、烷基、取代或非取代的芳香环(也包括稠环)，R2及R3表示取代或非取代的芳香环(也包括稠环)，X+表示阳离子)。
对通式(1)所示的化合物进行详细说明。R1及R4的烷基包括：甲基、乙基、正丁基、异戊基、正十二烷基、正十八烷基、环己基等，R1、R2、R3及R4的芳香环包括苯环、萘环等，取代基包括烷基、烷氧基、卤素原子、芳基、芳烷基、硝基、氰基等。阳离子可使用各种无机阳离子、有机阳离子。无机阳离子包括氢离子、金属离子，作为1价及2价的金属离子，包括Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+等。并且，作为有机阳离子包括铵离子、亚胺离子或锍离子等。该硼化合物的具体例如下表1所示。
表1
Figure A20081014402200111
硼化合物的添加量优选相对于100重量份下述粘合树脂为0.5重量份以上3重量份以下，进一步优选为1重量份以上2重量份以下。
(粘合树脂)
作为粘合树脂可以使用作为调色剂的粘合树脂所常用的树脂，例如包括：聚酯树脂，聚苯乙烯-丙烯酸酯共聚物等苯乙烯-丙烯酸类树脂，聚苯乙烯等苯乙烯类树脂，(甲基)丙烯酸树脂，氯化乙烯树脂，苯酚树脂，环氧树脂，聚氨酯树脂，聚乙烯醇缩丁醛树脂等。其中，优选线形或非线形的聚酯树脂。聚酯树脂具有可兼顾机械强度(不因磨损等而产生微粉)、定影性(定影后不易从纸张剥离)、及耐热偏移性。
聚酯树脂通过将二元以上的多元醇及多元酸、根据需要将三元以上的多元醇或多元酸构成的单体组成物共聚而获得。聚酯树脂的聚合所使用的二元醇例如包括：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-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇等二醇类；双酚A、氢化双酚A、聚氧乙烯化双酚A、聚氧丙烯化双酚A等双酚A环氧烷烃加成物等。
作为三元以上的多元醇，例如包括：山梨糖醇、1，2，3，6-己四醇、1，4-山梨糖醇酐、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1，3，5-三羟基甲苯。
作为二元的多元酸例如包括：马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲醛、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、这些酸的酸酐、低级烷基酯、正十二碳烯琥珀酸或正十二烷基琥珀酸等链烯基琥珀酸类或烷基琥珀酸类。
作为三元以上的多元酸例如包括：1，2，4-苯三羧酸、1，2，5-苯三羧酸、1，2，4-环己三羧酸、2，5，7-萘三羧酸、1，2，4-萘三羧酸、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-辛四羧酸、及其酸酐等。
(着色剂)
作为着色剂，可使用作为调色剂的着色剂常用的颜料、染料。作为黑色调色剂用的着色剂，包括碳黑、磁铁矿等。作为黄色调色剂用的着色剂例如包括：C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄98等乙酰乙酸芳基酰胺类单偶氮黄色颜料；C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄17等乙酰乙酸芳基酰胺类双偶氮黄色颜料；C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄155等缩合单偶氮类黄色颜料；C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄185等其他黄色颜料；C.I.溶剂黄19、C.I.溶剂黄77、C.I.溶剂黄79、C.I.分散黄164等黄色染料等。
作为品红色调色剂用着色剂例如包括：C.I.颜料红48、C.I.颜料红49:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红81、C.I.颜料红122、C.I.颜料红5、C.I.颜料红146、C.I.颜料红184、C.I.颜料红238、C.I.颜料紫19等红色或血红色颜料；C.I.溶剂红49、C.I.溶剂红52、C.I.溶剂红58、C.I.溶剂红8等红色类染料等。作为青色调色剂用着色剂例如包括：C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4等铜酞菁及其衍生物的蓝色系染料颜料；C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36(酞菁绿)等绿色颜料等。此外，着色剂的添加量优选相对于100重量份粘合树脂为1重量份以上15重量份以下，进一步优选2重量份以上10重量份以下。
着色树脂粒子至少包括上述硼化合物、粘合树脂及着色剂。着色树脂粒子的体积平均粒径优选为3μm以上15μm以下，进一步优选5μm以上7μm以下，此时在点的重现性上较好。此外，体积平均粒径的测定使用Coulter Multisizer II(Bechman Coulter Inc.制造)以100μm的孔径来进行。并且，着色树脂粒子的BET比表面积优选1.5m2/g以上1.9m2/g以下。当BET比表面超过1.9m2/g时，着色树脂粒子表面凹凸变多，添加到下述调色剂表面的外添加剂进入到其凹部，难于将外添加剂平均附着到调色剂表面。其结果是，无法充分获得外添加剂具有的滚动效果(使调色剂流动性良好的效果)、隔离效果(防止电荷泄漏的效果)，易产生灰雾、调色剂飞散。并且，当BET比表面积小于1.5m2/g时，着色树脂粒子的表面过于平滑，因此易产生清洁不良，并产生灰雾。
BET比表面积为所需范围的着色树脂粒子通过形成为无角的粒子形状来获得。其方法例如包括：在将着色树脂粒子加入到圆筒状的配管中的状态下高速旋转的方法，在热气流中使调色剂瞬间熔融的弥漫系统(Suffusion System)等。此外，BET比表面积的测定使用BET比表面积测定装置Gemini 2360(島津製作所制造)，用三点测定法来进行。
着色树脂粒子可通过混炼粉碎法、共聚法等公知的方法来制造。制造着色树脂粒子时，除了上述硼化合物、粘合树脂、着色剂及导电剂外，还可添加脱模剂等添加剂。通过添加脱模剂，可提高调色剂对定影辊或定影带的脱模性，防止定影时的高温/低温偏移。脱模剂的添加量没有特定限定，可相对于100重量份粘合树脂，为1重量份以上5重量份以下。作为脱模剂包括：聚丙烯、聚乙烯等合成蜡；石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡及其改性蜡；巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡等植物类蜡等。
通过混炼粉碎法制造着色树脂粒子时，首先将硼化合物、粘合树脂、着色剂、导电剂、脱模剂及其他添加剂通过从亨舍尔混合机、高速混合机、机械磨机、Q型混合机等选定的混合机来混合。接着，将获得的混合物通过从双轴混炼机、单轴混炼机等选定的混炼机在70℃以上180℃以下左右的温度下熔融混炼。之后，将获得的混炼物冷却固化，并将固化物通过喷射磨机等气体式粉碎机粉碎，根据需要进行分级等粒度调整，从而可以制造出着色树脂粒子。
(外添加剂)
本发明的调色剂含有外添加剂。外添加剂添加到着色树脂粒子的表面，对调色剂赋予流动性，提高调色剂的传送性。外添加剂的一次粒径为16nm以上30nm以下。由于外添加剂的一次粒径为16nm以上，因此通过图像形成装置形成图像时，在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转时，也可防止外添加剂完全埋没到着色树脂粒子中。并且，由于外添加剂的一次粒径为30nm以下，因此可防止为了被覆着色树脂粒子而过度添加外添加剂，防止调色剂熔融并定影到记录介质时的定影性下降。
进一步，外添加剂的体积电阻率调整为1×1012Ω·cm以上5×1015Ω·cm以下。外添加剂的体积电阻率例如可根据构成外添加剂的基体的种类等来调整。作为构成外添加剂的基体，包括二氧化硅、氧化铝、氧化钛等无机材料。并且，也可通过改变对外添加剂的表面进行处理的表面处理剂的种类、处理量来进行调整，对此稍后详述。
如上所述，由于外添加剂的体积电阻率调整为1×1012Ω·cm以上，因此可防止调色剂保持的电荷经由外添加剂泄漏。因此，可抑制调色剂带电量下降，防止获得的图像中产生灰雾，防止图像浓度下降。并且，由于外添加剂的体积电阻率调整为5×1015Ω·cm以下，因此能以较低的成本制造外添加剂。此外，外添加剂的体积电阻率的测定利用按以下顺序进行的压缩法来进行。首先，将在温度20℃、湿度65％的环境下放置了24小时的外添加剂夹在二块铜板电极之间，以压力10kg/cm2冲压，制造成铜板电极间距离为8mm以上10mm以下的试料。接着，将电场强度500V/cm的电压施加到试料，在施加了电压15秒后测定电阻，计算出外添加剂的体积电阻率。
外添加剂优选是表面进行了疏水化处理的二氧化硅构成的微粒。这样一来，通过对外添加剂的表面进行疏水化处理，可防止外添加剂吸湿，防止调色剂带电量变得不稳定。并且，通过对外添加剂的表面进行疏水化处理，可防止着色树脂粒子中含有的硼化合物所保持的负电荷泄漏到正带电的外添加剂，外添加剂可长期保持正电荷。因此，保持正电荷的外添加剂与下述载体接触，从而可迅速地将正电荷转移到载体，保持调色剂的快速的带电上升性。
外添加剂的体积电阻率可通过改变使用的表面处理剂的种类、处理量来调整。作为疏水化表面处理剂包括有机硅烷偶合剂、钛偶合剂、硅油等。其中优选将具有良好疏水性的、防止调色剂带电量不稳定的效果较大的、作为有机硅烷偶合剂的六甲基二硅氮烷作为表面处理剂使用。外添加剂的添加量优选相对于100重量份着色树脂粒子以0.5重量份以上5重量份以下的比例混合。添加量过少时，难获得外添加剂的效果，相反添加量过多时，调色剂的定影性下降。
进一步，外添加剂对着色树脂粒子表面的被覆率调整为25％以上50％以下。由于被覆率调整为25％以上，因此外添加剂充分地被覆着色树脂粒子表面，对调色剂赋予充分的流动性，并且可充分抑制调色剂带电量下降。并且，由于被覆率调整为50％以下，因此可抑制附着到着色树脂粒子表面的外添加剂的量过多，防止外添加剂之间彼此干扰。因此，着色树脂粒子表面添加的外添加剂可在着色树脂粒子表面自由转动，对调色剂赋予充分的流动性，并且保持正电荷的外添加剂与下述载体充分接触，可迅速地将正电荷转移到载体，维持调色剂的快速的带电上升性。因此，可防止获得的图像中产生灰雾。
此外，外添加剂对着色树脂粒子表面的被覆率可通过下述公式(3)导出。
Cg＝Sg÷St×100…(3)
(该公式中，Cg表示被覆率(％)，Sg表示附着到着色树脂粒子表面的单位重量的外添加剂相对于着色树脂粒子的全投影面积(m2/g)，St表示单位重量的着色树脂粒子的全表面积(m2/g))。
即，被覆率可通过下述公式(4)计算。
Cg＝150×Wg÷(Bt×Dg×Rg)…(4)
(该公式中，Cg表示被覆率(％)，Wg表示每100重量份的着色树脂粒子对应的外添加剂的添加量(重量份)，Bt表示每1g着色树脂粒子对应的BET比表面积(m2/g)，Dg表示外添加剂的一次粒径(nm)，Rg表示外添加剂的比重(g/cm2))。
外添加剂可使用亨舍尔混合机等气流混合机来添加到着色树脂粒子。此外，外添加剂的一次粒径的测定通过计算利用扫描型电子显微镜测定的个数平均值来进行。
本发明的双成分显影剂包括上述调色剂和载体。图1A及图1B是表示具有本发明的一个实施方式的调色剂100及载体104的双成分显影剂的结构的截面图。上述本发明的调色剂100如图1A所示，在含有硼化合物102的着色树脂粒子101的表面添加有一次粒径及体积电阻率被调整为预定范围的外添加剂103。外添加剂103在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转时，如图1B所示，可防止被完全埋没到着色树脂粒子101中，因此可抑制着色树脂粒子101中的硼化合物102和载体104直接接触，防止硼化合物102保持的负电荷泄漏到载体104。因此，在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置的运转时，也可防止调色剂100的带电量极端下降，防止灰雾产生、图像浓度下降。
(载体)
载体是具有头发的材料。作为载体的饱和磁化，包各磁化越低，与感光体接触的磁刷越柔软，因此可获得忠实于静电潜影的图像，但当饱和磁化过低时，载体附着到感光体表面，获得的图像中易产生小孔现象，当饱和磁化过高时，因磁刷的刚直化，难于获得忠实于静电潜影的图像。因此，载体的饱和磁化优选调整为30emu/g以上100emu/g以下的范围。
并且，本发明的载体的体积电阻率调整为1×109Ω·cm以上2×1011Ω·cm以下。载体的体积电阻率例如可通过作为构成载体的基体的下述芯粒子的种类等来调整。并且，也可通过载体具有的被覆层中添加的导电剂的种类、添加量来调整，对此稍后详述。
如上所述，通过将载体的体积电阻率调整为1×109Ω·cm以上，使感光体上承载的静电潜影显影时，可防止感光体的电荷泄漏到载体，防止获得的图像中发生刷毛条纹。并且，通过将载体的体积电阻率调整为2×1011Ω·cm以下，可防止与载体接触带电的调色剂的带电量过度上升，防止获得的图像的图像浓度下降。
此外，载体的体积电阻率的测定按下述顺序用电桥法进行。首先，在温度20℃、湿度65％的环境下，在隔6.5mm间隙设置的宽30mm、高10mm的二块铜板电极之间，填充0.2g的载体。接着，通过以使N极和S极相对的方式配置在各铜板电极外侧的二个磁铁(100mT)的磁力线，在形成了载体产生的电桥的状态下，施加500V的电压，测定施加电压15秒后的电阻，计算出载体的体积电阻率。
并且，本发明的载体的体积平均粒径优选为30μm以上100μm以下。当载体的体积平均粒径过小时，在显影时，载体易于从显影辊向感光体移动，获得的图像中产生空点。当载体的体积平均粒径过大时，点重现性变差，获得的图像变粗糙。此外，载体的体积平均粒径的测定在激光衍射式粒度分布测定装置HELOS(SYMPATEC公司制造)中使用干式分散装置RODOS(SYMPATEC公司制造)，在分散压力3.0bar的条件下进行。
本发明的载体含有具有磁性的芯粒子、及被覆芯粒子的被覆层。
(芯粒子)
作为芯粒子可使用公知的磁性粒子，从带电性、耐久性出发，优选铁素体粒子。作为铁素体粒子可使用公知的，例如包括：锌类铁素体、镍类铁素体、铜类铁素体、镍-锌类铁素体、锰-镁类铁素体、铜-镁类铁素体、锰-锌类铁素体、锰-铜-锌类铁素体等。这些铁素体粒子可通过公知的方法制造。例如，首先将氧化铁(Fe2O3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)等铁素体原料混合，用加热炉加热、煅烧该混合粉。接着，冷却获得的煅烧物后，用振动磨机粉碎为1μm左右的粒子，向粉碎粉中加入分散剂和水，制造出浆液。之后，用湿式球磨机湿式粉碎获得的浆液，将获得的悬浮液用喷雾干燥器进行造粒干燥，从而制造出铁素体粒子。并且，铁素体粒子的体积电阻率优选调整为1×108Ω·cm以上5×1010Ω·cm以下。具有体积电阻率调整为上述范围的铁素体粒子的载体成为具有良好的电绝缘性、及去除载体表面残留的对抗电荷的能力的载体。因此，可防止灰雾、全图像周边部的边沿效果、及图像浓度下降。
(被覆层)
作为构成被覆层的材料，可使用公知的树脂材料，例如包括丙烯酸树脂、硅树脂等。其中优选硅树脂。其原因在于，具有由硅树脂构成的被覆层的载体的表面，硼化合物不易附着，可长期保持调色剂的带电赋予能力。
作为硅树脂可使用公知的，例如包括：硅漆(商品名：TSR115、TSR114、TSR102、TSR103、YR3061、TSR110、TSR116、TSR117、TSR108、TSR109、TSR180、TSR181、TSR187、TSR144、TSR165等(均为信越化学株式会社制造)，KR271、KR272、KR275、KR282、KR267、KR269、KR211、KR212等(均为株式会社東芝制造))；醇酸树脂改性硅漆(商品名：TSR184、TSR185等(均为株式会社東芝制造))；环氧改性硅漆(商品名：TSR194、YS54等(均为株式会社東芝制造))；聚酯改性硅漆(商品名：TSR187等(株式会社東芝制造))；丙烯酸改性硅漆(商品名：TSR170、TSR171等(均为株式会社東芝制造))；聚氨酯改性硅漆(商品名：TSR175等(株式会社東芝制造))；反应性硅树脂(商品名：KA1008、KBE1003、KBC1003、KBM303、KBM403、KBM503、KBM602、KBM603等(均为信越化学株式会社制造))等。
被覆层中为了调整载体的体积电阻率而添加导电剂。作为导电剂例如包括：氧化硅、氧化铝、氧化硅、氧化铝、碳黑、石墨、氧化锌、钛黑、氧化铁、氧化钛、氧化锡、钛酸钾、钛酸钙、硼酸铝、氧化镁、硫酸钡、碳酸钙等。其中，从制造稳定性、成本、及低电阻等角度出发，优选碳黑。碳黑的种类没有特别限定，从制造稳定性角度而言，优选DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸油量为90ml/100g以上170ml/100g以下的范围。并且，一次粒径50nm以下的具有良好的分散性，因此优选。导电剂可单独使用一种，也可同时使用二种以上。导电剂对被覆层的添加量相对于100重量份构成被覆层的树脂材料，为0.1重量份以上20重量份以下。
在芯粒子上形成被覆层的方法可采用公知的。例如，首先将构成被覆层的树脂材料及导电剂溶解到有机溶剂，制造出被覆树脂溶液。接着使用被覆树脂溶液在芯粒子表面形成被覆层。其方法包括：将芯粒子浸渍到被覆树脂溶液的浸渍法；将被覆树脂溶液喷雾到芯粒子的喷射法；通过流动气体将被覆树脂溶液喷雾到浮游状态的芯粒子的流动床法；在捏和机中混合芯粒子和被覆树脂溶液的捏和法等。以下说明通过浸渍法在芯粒子表面形成被覆层时的具体方法。在以下说明中，作为芯粒子使用铁素体粒子，作为构成被覆层的树脂材料使用热硬性硅树脂。首先，将把热硬性硅树脂溶解到甲苯而制造的被覆树脂溶液、及铁素体粒子以预定比例加入到搅拌机的容器中，搅拌预定时间。此时，在铁素体粒子的表面形成被覆膜。接着，将形成了被覆膜的铁素体粒子填充到固定式加热装置，加热到240℃左右。此时，硅树脂在铁素体粒子的表面上热硬化，成为被覆层。
被覆层的厚度优选调整为0.5μm以上5μm以下。当被覆层的厚度过薄时，感光体表面的电荷移动到载体，获得的图像产生刷毛条纹。相反当被覆层的厚度过厚时，在调色剂显影后，残留在载体的对抗能量无法迅速消失，成为有边沿的图像。此外，被覆层的厚度可通过在透过型电子显微镜中观察切削得很薄的载体的薄片来测定，也可在形成被覆层时，根据芯粒子的粒径比重、及被覆树脂溶液的涂敷量、比重来计算。
本发明的双成分显影剂可通过将上述调色剂和载体用诺塔混合机(Nauta Mixer)等混合机混合而制造。调色剂和载体如下混合：相对于100重量份载体，调色剂为3重量份以上、15重量份以下的比例。
图2是表示本发明的一个实施方式的图像形成装置31的结构的图。图像形成装置31是数字复印机，可选择复印模式和打印模式，在复印模式下，根据在下述扫描部29中读取的原稿的图像信息打印原稿的复印物，在打印模式下，根据来自经由网络与图像形成装置连接的外部设备的图像信息，可打印与其对应的图像。
图像形成装置31中用于形成图像的显影剂是上述双成分显影剂。在图像形成装置31中，使用抑制了调色剂保持的电荷泄漏到载体的双成分显影剂形成图像，因此在连续打印有效区域小的图像时、或长期停止图像形成装置31的运转后重新开始打印时，可抑制调色剂带电量极端下降、防止灰雾发生、图像浓度下降。
图像形成装置31包括：感光体20、带电部21、曝光部22、显影部1、转印部23、定影部25、清洁部24、送纸盘28、扫描部29、和排纸盘30。
感光体20是辊状部件，由未图示的驱动部可绕轴线旋转驱动地支撑，其表面具有形成静电潜影进而形成调色剂图像的感光膜。感光体20例如可使用含有未图示的导电性基体、及在导电性基体表面形成的未图示的感光膜的辊状部件。导电性基体可使用圆筒状、圆柱状、片状等导电性基体，其中优选圆筒状导电性基体。作为感光膜包括有机感光膜、无机感光膜等。作为有机感光膜包括：作为含有电荷产生物质的树脂层的电荷产生层、及作为含有电荷输送物质的树脂层的电荷输送层的层叠感光体；在一个树脂层中含有电荷产生物质和电荷输送物质的单层感光体等。作为无机感光膜包括含有从氧化锌、硒、非晶硅等中选定的一种或二种以上的膜。在导电性基体和感光膜之间可加入底涂膜，在感光膜表面也可设置主要用于保护感光膜的表面膜(保护膜)。
带电部21例如是对感光体21进行电晕放电的锯齿型带电器。未图示的电源连接到带电部21，向带电部21施加电压。带电部21从电源接受电压施加，进行电晕放电，使感光体20表面带电为预定极性及电位。作为带电部21不限于此，也可使用带电刷型带电器、辊状带电器、离子生成装置、磁刷等带电器。
曝光部22例如是含有光源的激光扫描装置。激光扫描装置是组合了光源、多棱镜、fθ透镜、反射镜等的装置。作为光源例如可使用：半导体激光、LED阵列、电致发光(EL)元件等。曝光部22输入在下述扫描部29中读取的原稿的图像信息或来自外部设备的图像信息，将和图像信息对应的信号光照射到处于带电状态的感光体20表面。这样一来，感光体20的表面形成和图像信息对应的静电潜影。
显影部1向由感光体20承载的静电潜影提供本发明的双成分显影剂，形成可视图像。图3是表示显影部1的结构的截面图。显影部1包括：显影槽2、显影辊3、第1搅拌部件4、第2搅拌部件5、传送部件6、限制部件7、限制部件支撑体8、引流板9、磁性部件10、磁性部件支撑体11、和调色剂浓度检测传感器12。显影槽2是具有内部空间的大致棱柱状的容器部件，自由旋转地支撑显影辊3、第1搅拌部件4、第2搅拌部件5及传送部件6，直接或间接地支撑限制部件7、引流板9等，并收容本发明的双成分显影剂。并且，显影槽2中，在面向感光体20的侧面上形成开口2a，从该开口2a将显影剂提供到感光体20表面形成的静电潜影。并且，显影槽2的上表面上形成作为补给调色剂的开口的调色剂补给口2b。
在显影槽2的铅垂方向上方设置未图示的调色剂盒及调色剂料斗。具体而言，从铅垂方向上方向下方依次设置调色剂盒、调色剂料斗、及显影槽2。调色剂盒在其内部空间收容调色剂，可装卸地设置在图像形成装置31的壁面。调色剂盒中收容的调色剂，通过调色剂盒由驱动部(未图示)绕轴线旋转而从调色剂盒上形成的开口向调色剂料斗下落，提供到调色剂料斗。在调色剂料斗上将作为从调色剂料斗向显影槽2排出调色剂的开口的调色剂排出口设置为：与显影槽2上形成的调色剂补给口2b在铅垂方向上连通。进一步，在调色剂料斗上，在调色剂排出口的铅垂方向上方设置调色剂补给辊19。调色剂补给辊19由调色剂料斗自由旋转地支撑，并通过未图示的驱动部旋转驱动。调色剂补给辊19的旋转驱动根据调色剂浓度检测传感器12对显影槽2内的调色剂浓度的检测结果，由图像形成装置上设置的未图示的控制单元控制。通过调色剂补给辊19的旋转驱动，调色剂从调色剂料斗通过调色剂补给口2b补给到显影槽2内。
显影辊3是辊状部件，其至少一部分由显影槽2自由旋转地支撑，通过未图示的驱动部绕轴心旋转驱动。显影辊3通过显影槽2的开口2a与感光体20相对配置。显影辊3相对于感光体20具有间隙地隔离设置，最接近的部分为显影夹持部。在显影夹持部中，从显影辊3表面的未图示的显影剂层向感光体20表面的静电潜影提供调色剂。显影夹持部中，从与显影辊3连接的未图示的电源向显影辊3施加显影偏压，顺利地进行调色剂从显影辊3表面的显影剂层到感光体20表面的静电潜影的转移。显影辊3包括磁辊13和套筒14。磁辊13是多极磁化型磁辊，其长度方向的两端部由显影槽2的显影槽壁支撑，在显影辊3的圆周方向位置上，截面形状为长方形的多个作为棒磁铁的磁极N1、N2、N3、N4及磁极S 1、S2、S3彼此隔离，并在显影辊3的半径方向上放射状地配置。各磁极在与显影辊3(套筒4)的旋转方向相反的方向上按照磁极N1、S1、N2、S2、N3、N4、S3的顺序配置。
在磁辊13中，磁极N3优选从磁极S2开始在显影辊3的旋转方向上游一侧(以下如无特殊限定称为“上游一侧”)中设定在特定的角度范围内。其中，角度范围的角度是指：配置磁极S2的显影辊3的截面中的半径(以下称为“半径S2”)、和配置磁极N3的显影辊3的截面中的半径(以下称为“N3”)所成的角的角度。角度范围优选为33°以上、半径S2和连接显影辊3的轴心及下述第1搅拌部件4的轴心的直线所成的角的角度以下(以下称为“第1搅拌部件4的设置角度”)。当角度范围小于33°时，易产生图像浓度不均等图像问题。并且，当超过第1搅拌部件4的设置角度时，半径N3的延长线和第1搅拌部件4的轴心相比向铅垂方向下方延伸。其结果是，第1搅拌部件4向显影辊3吸取显影剂的能力下降，易产生图像浓度下降、图像浓度不均等图像问题。
并且，在本实施方式中，磁辊13中的各磁极的配置如下所示，图4是表示显影辊3具有的磁辊13中的各磁极的磁力分布的图。磁极N1(峰值＝105.8mT)在和感光体20相对的位置上设置在连接显影辊3的轴心和感光体20的轴心的直线上。磁极S1(峰值＝-87.0mT)设置在距磁极N1在上游一侧50.55°的位置上。该角度是配置磁极S1的显影辊3的截面中的半径S1、与配置磁极N1的显影辊3的截面中的半径N1所成的角的角度。以下同样。磁极N2(峰值＝39.3mT)设置在距磁极N1在上游一侧111.33°的位置上。磁极S2(峰值＝-46.9mT)设置在距磁极N1在上游一侧153.73°的位置上。磁极N3(峰值＝52.8mT)设置在距磁极N1在上游一侧199.40°、距磁极S2在上游一侧45.67°的位置上。磁极N4(峰值＝46.8mT)设置在距磁极N1在上游一侧272.40°的位置上。磁极S3(峰值＝-83.2mT)设置在距磁极N1在上游一侧314.80°的位置上。
套筒14是圆筒状部件，外嵌于磁辊13上，由显影槽2及未图示的支撑部件自由旋转地支撑，可在未图示的驱动部的作用下旋转。套筒14使用非磁性材料形成。在本实施方式中，套筒14逆时针旋转，感光体20顺时针旋转。因此，在显影夹持部中，套筒14和感光体20反方向旋转。
第1搅拌部件4及第2搅拌部件5均是辊状部件，由显影槽2自由旋转地支撑，且由未图示的驱动部可绕轴心旋转驱动地设置。在本实施方式中，第1搅拌部件4逆时针旋转，第2搅拌部件顺时针旋转。第1搅拌部件4设置在经由显影辊3与感光体20相对、且比显影辊3靠近铅垂方向下方的位置。在本实施方式中，半径S2与连接显影辊3的轴心及第1搅拌部件4的轴心的直线所成的角的角度、即第1搅拌部件4的设置角度为54°。第2搅拌部件5设置在经由第1搅拌部件4与显影辊3相对、且比显影辊3靠近铅垂方向下方的位置。第1搅拌部件4及第2搅拌部件5搅拌显影槽2内存储的显影剂，向调色剂提供平均的电荷，并且吸取处于带电状态的显影剂，传送到显影辊3的周围。
传送部件6是辊状部件，由显影槽2自由旋转地支撑，且通过未图示的驱动部可旋转驱动地设置。传送部件6设置在经由第2搅拌部件5和第1搅拌部件4相对、且位于调色剂补给口2b的铅垂方向下方的位置。传送部件6将经由调色剂补给口2b补给到显影槽2内的调色剂传送到第2搅拌部件5的周围。
限制部件7是与显影辊3的轴线方向平行延伸的板状部件，在显影辊3的铅垂方向上方，其宽度方向的一端由显影槽2和限制部件支撑体8支撑，且另一端相对显影辊3表面具有间隙地隔离设置。在本实施方式中，限制部件7设置在显影辊3的半径方向(显影辊3的半径的延长线)上，且使该延长线与配置磁极N1的显影辊3的截面中的半径N1所成的角的角度为90°。限制部件7例如由不锈钢、铝等具有弹性的非磁性金属、合成树脂等形成。在本实施方式中，限制部件7使用薄板状的不锈钢。限制部件支撑体8支撑显影槽2的同时支撑限制部件7。具体而言，使限制部件7的宽度方向的一端及其附近部分由限制部件支撑体8和显影槽2夹持地支撑。限制部件支撑体8例如由合成树脂、金属等材料形成。在本实施方式中，限制部件支撑体8由合成树脂形成。限制部件7从显影辊3表面承载的显影剂层中去除多余的显影剂，将显影剂层的厚度限制为一定，从而调整显影剂的传送量。并且，限制部件7通过宽度方向的另一端与显影剂层的摩擦，将电荷施加到显影剂层中含有的带电不充分的显影剂，使显影剂层中含有的显影剂充分带电。
引流板9是板状部件，在显影槽2内、在显影辊3的旋转方向上比限制部件7靠近上游一侧，设置在第1搅拌部件4及第2搅拌部件5的铅垂方向上方。引流板9的宽度方向的一端与显影辊3表面相对，具有间隙地隔离，另一端向离开显影辊3的方向延伸。在本实施方式中，引流板9的上表面在引流板9的宽度方向中的显影辊3侧的端部及其附近部分中，与水平方向平行，其以外的部分随着离开显影辊3而向铅垂方向下方下降地设置。引流板9在其铅垂方向下部由支撑部件9a支撑，支撑部件9a插通在引流板9的长度方向贯通地形成的贯通口。通过设置引流板9，显影槽2内的显影剂的顺利流动，防止调色剂的不平均的带电、调色剂的堵塞等。具体而言，由限制部件7从显影辊3表面去除的显影剂暂时滞留在显影辊3上方的空间，但当量较大时，在引流板9的上表面上向离开显影辊3的方向开始流动。显影剂沿引流板9的上表面流过，从引流板9的宽度方向中与显影辊3侧相反的端部向第2搅拌部件5下落。下落的显影剂通过第1搅拌部件4及第2搅拌部件5与其他显影剂及新提供的调色剂平均混合，向显影辊3传送。
此外，第1搅拌部件4、第2搅拌部件5、传送部件6、限制部件7、引流板9、及磁性部件10的尺寸，根据显影辊3的尺寸从适当的范围适当确定。调色剂浓度检测传感器12例如安装在第2搅拌部件5的铅垂方向下方的显影槽2的底面，传感器面露出到显影槽2的内部。调色剂浓度检测传感器12与未图示的控制单元电连接。控制单元如下控制：根据调色剂浓度检测传感器12的检测结果，旋转驱动调色剂盒，经由调色剂料斗将调色剂补给到显影槽2内部。即，当判断调色剂浓度检测传感器12的检测结果低于调色剂浓度设定值时，向使调色剂盒旋转驱动的驱动部发送控制信号，使调色剂盒旋转驱动。调色剂浓度检测传感器12可使用一般的调色剂浓度检测传感器，例如包括透过光检测传感器、反射光检测传感器、导磁率检测传感器等。其中优选导磁率检测传感器。
作为调色剂浓度检测传感器12使用导磁率检测传感器时，未图示的电源连接到调色剂浓度检测传感器12。电源将用于驱动调色剂浓度检测传感器12的驱动电压、及用于将调色剂浓度的检测结果输出到控制单元的控制电压，施加到调色剂浓度检测传感器12。电源对调色剂浓度检测传感器12的电压施加由控制单元控制。调色剂浓度检测传感器12是接受控制电压的施加并将调色剂浓度的检测结果作为输出电压值输出的类型的传感器，基本上，输出电压的中央值附近的灵敏度较强，因此施加可获得其附近的输出电压的控制电压。作为这种类型的调色剂浓度检测传感器12市场有售，例如包括TS-L、TS-A、TS-K(均为商品名，TDK株式会社制造)等。
根据显影部1，显影槽2中存储的显影剂通过第1搅拌部件4及第2搅拌部件5的旋转，传送到第1搅拌部件4的铅垂方向上方，从而由磁性部件10提升，提供到显影辊3表面。显影辊3在其表面承载显影剂层并旋转，由限制部件7对显影剂层进行层厚限制及接受显影剂的带电后，在显影夹持部将调色剂提供到感光体20上的静电潜影并显影。显影结束后，显影辊3进一步旋转，再度接受显影剂的供给。另一方面，由限制部件7从显影辊3表面去除的显影剂在引流板9的上表面上向离开显影辊3的方向流动，返回到第2搅拌部件5和传送部件6之间，从而与其他显影剂再度混合，传送到显影辊3。显影槽2内，产生上述显影剂的循环。并且，传送部件6根据调色剂浓度检测传感器12的检测结果，将补给到显影槽2内的调色剂传送到第2搅拌部件5的周围。
转印部23将感光体20表面的调色剂图像转印到记录介质。转印部23是辊状部件，通过未图示的支撑部件自由旋转地支撑，且可在未图示的驱动部的作用下旋转，并且与感光体20压接。转印部23例如使用含有直径8mm以上10mm以下的金属制芯棒、及在金属制芯棒表面形成的导电性弹性层的辊状部件。作为形成金属制芯棒的金属，可使用不锈钢、铝等。作为导电性弹性层可使用在乙丙橡胶(EPDM)、发泡EPDM、发泡聚氨酯等橡胶材料上调配了碳黑等导电剂的橡胶材料。在感光体20和转印部23的压接部(转印夹持部)，与通过感光体20的旋转传送调色剂图像同步，从送纸盘28经由未图示的拾取辊及定位辊逐张地提供记录介质。记录介质经过转印夹持部，从而使感光体20表面的调色剂图像转印到记录介质。转印部23中连接未图示的电源，将调色剂图像转印到记录介质时，与构成调色剂图像的调色剂的带电极性相反极性的电压施加到转印部23。从而使调色剂图像顺利转印到记录介质。
定影部25使转印了调色剂图像的记录介质通过定影夹持部，并使构成调色剂图像的调色剂熔融的同时，通过挤压记录介质将调色剂图像定影到记录介质。定影部25包括定影辊26、加压辊27。定影辊26是如下辊状部件：由未图示的支撑部件自由旋转地支撑，且由未图示的驱动部可绕轴线旋转地设置。定影辊26在其内部具有未图示的加热部件，对构成从转印夹持部传送的记录介质所承载的未定影调色剂图像的调色剂进行加热，使调色剂熔融并定影到记录介质。作为定影辊26例如可使用含有芯棒、弹性层的辊状部件。芯棒由铁、不锈钢、铝等金属形成。弹性层例如由硅胶、氟橡胶等弹性材料形成。加热部件从未图示的电源接收电压并发热。加热部件可使用卤素灯、红外灯等。
加压辊27是如下辊状部件：自由旋转地被支撑，且通过未图示的加压部件与定影辊26压接。加压辊27从动于定影辊26的旋转而旋转。定影辊26和加压辊27的压接部是定影夹持部。加压辊27在定影辊26进行调色剂图像到记录介质的加热定影时，使处于熔融状态的调色剂挤压记录介质，从而促进调色剂图像对记录介质的定影。加压辊27可使用和定影辊26同样结构的辊状部件。加压辊27的内部也可设置加热部件。加热部件可使用和定影辊26内部的加热部件相同的装置。定影了调色剂图像的记录介质由未图示的传送部排出到下述排纸盘30，并承载于排纸盘30上。
清洁部24使转印了调色剂图像后的感光体20的表面清洁化。清洁部24包括未图示的清洁刮板、及未图示的调色剂存储槽。清洁刮板是如下板状部件：与感光体20的长度方向平行地延伸设置，且其宽度方向的一端与感光体20表面抵接。在将调色剂图像转印记录介质后，清洁刮板从感光体20表面去除残留在感光体20表面的调色剂、纸粉等。调色剂存储槽是具有内部空间的容器状部件，暂时存储由清洁刮板去除的调色剂。
送纸盘28是收容普通纸、被覆纸、彩色复印纸、OHP膜等记录介质的盘。送纸盘28设置多个，各送纸盘28中收容尺寸不同的记录介质。记录介质的尺寸包括A3、A4、B5、B4等。并且，多个送纸盘28中也可收容相同尺寸的记录介质。与通过未图示的拾取辊、传送辊、定位辊将感光体20表面的调色剂图像传送到转印夹持部同步，逐张地传送记录介质。
扫描部29中设有未图示的原稿放置盘、自动反转原稿传送装置(RADF，Reversing Automatic Document Feeder)等，并且设有未图示的原稿读取装置。自动反转原稿传送装置将放置在原稿放置盘的原稿传送到原稿读取装置的原稿承载台。原稿读取装置包括原稿承载台、原稿扫描装置、反射部件、CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)行传感器等，以每多行、例如以每10行读取放置在原稿承载台的原稿的图像信息。原稿承载台是用于放置读取图像信息的原稿的玻璃制板状部件。
原稿扫描装置包括未图示的光源和第1反射镜，沿原稿承载台的铅垂方向下表面平行地以一定速度V往返移动，向原稿承载台上放置的原稿的图像形成面照射光。通过光的照射获得反射光图像。光源是向原稿承载台上放置的原稿照射的光的光源。第1反射镜将反射光图像反射向反射部件。反射部件包括未图示的第2反射镜和第3反射镜及光学透镜，使在原稿扫描装置中获得的反射光图像在CCD行传感器上成像。反射部件追随原稿扫描装置的往返移动，以V/2的速度往返移动。第2、第3反射镜以使反射光图像朝向光学透镜的方式使反射光图像反射。光学透镜使反射光图像在CCD行传感器上成像。CCD行传感器包括将由光学透镜成像的反射光图像光电变换为电信号的光电变换电路，将作为图像信息的电信号输出到控制单元中的图像处理部。光电变换电路包括：将光信号变换为电荷形态的电信号的光电晶体管等光电变换元件、及用于输出电荷的电荷耦合元件。图像处理部将从原稿读取装置或个人计算机等外部装置输入的图像信息变换为电信号，并输出到曝光部22。
图像形成装置31也可包括控制单元，用于单独或统一控制上述显影部1、带电部21、曝光部22、转印部23、清洁部24、及定影部25等的动作。控制单元包括存储部、计算部、控制部。存储部中写入：调色剂浓度检测传感器12等各种传感器的检测结果、设定值、图像信息、表格数据、程序等。存储部可使用本领域常用的，例如包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器(HDD)等。计算部取出存储部中输入的各种数据(打印命令、检测结果、图像信息等)、及用于执行各种控制的程序，进行各种检测及/或判断。控制部根据计算部中的判断结果，将控制信号发送到对应的构成要素，进行动作控制。控制部及计算部例如是具有中央处理装置(CPU)的微型计算机、微型处理器等实现的处理电路。
(实施例)
以下列举实施例及比较例具体说明本发明。首先，用下述方法制造实施例及比较例的双成分显影剂。
(着色树脂粒子的制造)
实施例及比较例的着色树脂粒子使用下述材料制造。
粘合树脂(将双酚A环氧丙烷、对苯二酸和偏苯三酸酐作为单体缩聚获得的聚酯树脂；玻璃转变温度60℃，软化温度130℃)：100重量份
化合物编号B1的硼化合物(日本Carlit公司制造：LR-147)：2重量份
碳黑(三菱化学制造：MA-100)：5重量份
聚丙烯蜡(三洋化成制造：Viscol 550P)：2重量份
将上述材料在气流混合机(三井鉱山公司制造：Henschel Mixer)中混合10分钟。将混合物混炼分散处理装置(三井鉱山公司制造：KNEADEX MOS140-800)中熔融混炼，使其混炼物冷却后，用切磨机粗粉碎。粗粉碎物通过微粉碎机(三井鉱山公司制造：CGS)微粉碎，利用风力分级机(HOSOKAWA MICRON CORPORATION制造：TSPSeparator)进行分级，从而获得体积平均粒径6.5μm、BET比表面积1.8m2/g的着色树脂粒子(J1)。
并且，除了使用化合物编号B2的硼化合物来替代化合物编号B1的硼化合物外，用和着色树脂粒子(J1)一样的制造方法制造出体积平均粒径6.5μm、BET比表面积1.8m2/g的着色树脂粒子(J2)。进一步，除了不使用化合物编号B 1的硼化合物以外，用和着色树脂粒子(J1)一样的制造方法制造出体积平均粒径6.5μm、BET比表面积1.8m2/g的着色树脂粒子(J3)。
(外添加剂的制造)
实施例及比较例中使用的外添加剂如表2所示。通过用六甲基二硅氮烷对一次粒径12nm的二氧化硅微粒(BET比表面积约140m2/g)进行表面处理，制造出外添加剂(G1)。并且，除了二氧化硅微粒的一次粒径不同以外，用和外添加剂(G1)同样的制造方法制造出一次粒径不同的外添加剂G4、G7、G10、G11及G12。并且，除了六甲基二硅氮烷的处理量不同以外，用和外添加剂(G1)同样的制造方法制造出体积电阻率不同的外添加剂G2、G3及G13。并且，除了六甲基二硅氮烷的处理量不同以外，用和外添加剂(G4)同样的制造方法制造出体积电阻率不同的外添加剂G5、G6及G14。进一步，除了六甲基二硅氮烷的处理量不同以外，用和外添加剂(G7)同样的制造方法制造出体积电阻率不同的外添加剂G8、G9及G15。
表2
  外添加剂编号   一次粒径(nm) 体积电阻率(Ω·cm)
  G1   20 7×1013
  G2   20 2×1013
  G3   20 1×1012
  G4   30 2×1013
  G5   30 8×1012
  G6   30 1×1012
  G7   16 6×1013
  G8   16   3×1013
  G9   16   2×1012
  G10   50   2×1013
  G11   12   3×1013
  G12   7   4×1013
  G13   20   1×1011
  G14   30   8×1010
  G15   16   2×1011
(调色剂的制造)
对100重量份着色树脂粒子(J1～J3)添加下述表3所示比例的外添加剂(G1～G15)，通过将搅拌叶片的前端速度设定为15m/秒的气流混合机(井鉱山公司制造：Henschel Mixer)混合2分钟，制造出着色树脂粒子表面添加了外添加剂的调色剂(T1～T30)。
表3
Figure A20081014402200331
Figure A20081014402200341
(载体的制造)
实施例及比较例的载体通过下述方法制造。将铁素体原料在球磨机中混合后，在回转炉中以900℃煅烧，将获得的煅烧粉通过湿式粉碎机，作为粉碎介质使用钢珠微粉碎为平均粒径2μm以下。将获得的铁素体微粉末通过喷雾干燥方式造粒，以1300℃烧结造粒物。烧结后使用压碎机解碎，获得体积平均粒径约50μm、体积平均粒径1×109Ω·cm的铁素体成分构成的芯粒子。接着，作为用于被覆芯粒子的被覆用涂液，将100重量份硅树脂(商品名：TSR115，信越化学公司制造)、3重量份碳黑(一次粒径25nm、吸油量150ml/100g)溶解分散到甲苯中，调制出被覆用涂液。通过喷雾被覆装置对芯粒子喷射上述被覆用涂液，被覆上述芯粒子。完全蒸发去除甲苯，制造出体积平均粒径50μm、硅树脂膜厚1μm、体积电阻率2×1010Ω·cm、饱和磁化65emu/g的载体。
(双成分显影剂的制造)
作为实施例及比较例的双成分显影剂，通过混合调色剂(T1～T30)和上述载体，制造出表4所示的实施例1～20及比较例1～10的双成分显影剂。双成分显影剂的混合方法是：将6重量份调色剂和94重量份的载体投入到诺塔混合机(商品名：VL-0，HOSOKAWA MICRONCORPORATION制造)，通过20分钟的搅拌混合，制造出实施例及比较例的双成分显影剂。
使用制造的双成分显影剂，通过图像形成装置进行连续打印测试。图像形成装置31的显影条件设定为：感光体20的圆周速度为400mm/秒，显影辊3的圆周速度为560mm/秒，感光体20和显影辊3的间隙为0.42mm，显影辊3和限制刮板的间隙为0.5mm，全图像(100％浓度)中纸上的调色剂附着量为0.5mg/cm2，在非图像部中的调色剂附着量最少的条件下，分别调整感光体20的表面电位及显影偏压。试验纸使用A4尺寸的电子照相用纸(Multi Receiver，Sharp Document SystemsCorporation制造)。分别进行试验纸上记录的打印图像的有效区域为3％的文本图像的打印测试。表4同时表示使用实施例及比较例的双成分显影剂时的带电量、图像浓度、灰雾浓度的评价结果。此外，评价方法如下所示。
(带电量)
调色剂带电量使用吸引式小型带电量测定装置(Trek Japan公司制造：210HS-2A)来测定。
(图像浓度)
图像浓度在打印一边为3cm的全图像(100％浓度)时，用反射浓度计(Macbeth公司制造：RD918)测定其图像浓度，并进行评价。评价基准如下。
○：良好。图像浓度为1.3以上，试验纸的纤维被调色剂完全覆盖的状态。
△：略有不良。图像浓度为1.2以上并小于1.3。
×：不良。图像浓度小于1.2，试验纸的纤维被调色剂不完全覆盖的状态。
(灰雾浓度)
灰雾浓度通过作为用图像形成装置31打印的试验纸中的非图像部(0％浓度)的浓度的灰雾浓度来评价。灰雾浓度的测定方法如下。首先，使用白度计(日本電色工業公司制造：Z-∑ 90 COLORMEASURING SYSTEM)提前测定打印前的试验纸的白色度。接着使用上述白度计测定打印后的试验纸的非图像部中的白色度，求出与打印前的试验纸的白色度的差，作为灰雾浓度。评价基准如下。
○：良好。灰雾浓度小于0.6，肉眼基本看不到灰雾的状态。
△：略有不良。灰雾浓度为0.6以上并小于1.0。
×：不良。灰雾浓度为1.0以上，肉眼可明显看到灰雾的状态。
如表4所示，在使用了实施例1～20所示的本发明的双成分显影剂的连续打印测试中，在连续打印1000张3％有效区域(低有效区域)的图像时，调色剂带电量稳定，获得图像浓度高、无灰雾的图像。并且，连续打印后，在使图像形成装置静止12小时后，调色剂带电量下降也较少，获得打印图像中图像浓度高、无灰雾的图像。
另一方面，在比较例1(使用不含有硼化合物的调色剂的显影剂)中，在1000张连续打印测试中，虽然调色剂带电量下降较少，但产生未带电调色剂造成的调色剂的喷出，出现了图像浓度下降、灰雾。并且，如比较例2、3所示，在使用被覆率过高、过低的调色剂的连续打印测试中，连续打印1000张时或静止12小时后，调色剂带电量下降，产生灰雾。并且，如比较例4、5所示，在使用了一次粒径大的外添加剂的调色剂中，产生定影不良，无法获得充分的图像浓度。并且，如比较例8、9、10所示，在使用了体积电阻率小的外添加剂的调色剂中，虽然连续打印1000张时的调色剂带电量下降较少，但在图像形成装置静止12小时后，调色剂带电量下降，产生灰雾。
表4
Figure A20081014402200381
本发明在不脱离其主旨和主要特征的前提前可通过各种方式实施。因此，上述实施方式从各方面而言仅是单纯的示例，本发明的范围如权利要求所示，不受说明书正文的任何约束。并且，属于权利要求范围内的变形、变更均属本发明范围内。

Claims (7)

1.一种调色剂，其特征在于，
含有：着色树脂粒子，其至少包括下述通式(1)所示的硼化合物、粘合树脂、及着色剂；和
外添加剂，添加到着色树脂粒子的表面，
外添加剂被调整为，一次粒径为16nm以上30nm以下、体积电阻率为1×1012Ω·cm以上5×1015Ω·cm以下，
外添加剂对着色树脂粒子表面的被覆率为25％以上50％以下，
(化学式1)
Figure A2008101440220002C1
上述通式中，R1及R4表示氢原子、烷基、取代或非取代的芳香环(也包括稠环)，R2及R3表示取代或非取代的芳香环(也包括稠环)，X+表示阳离子。
2.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，外添加剂是由表面进行了疏水化处理的二氧化硅构成的微粒。
3.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，着色树脂粒子的体积平均粒径为5μm以上7μm以下，BET比表面积为1.5m2/g以上1.9m2/g以下。
4.一种双成分显影剂，含有权利要求1所述的调色剂、及具有磁性的载体，其特征在于，
载体的体积电阻率为1×109Ω·cm以上2×1011Ω·cm以下。
5.根据权利要求4所述的双成分显影剂，其特征在于，
载体含有：芯粒子、及被覆芯粒子的被覆层，
被覆层的厚度为0.5μm以上5μm以下。
6.根据权利要求5所述的双成分显影剂，其特征在于，
载体具有的被覆层含有导电剂，
导电剂是吸油量为90ml/100g以上170ml/100g以下的碳黑。
7.一种图像形成装置，包括：感光体，承载静电潜影；带电部，使感光体表面带电；曝光部，在感光体表面形成静电潜影；显影部，向感光体表面上形成的静电潜影提供显影剂，形成可视图像；转印部，将可视图像转印到记录介质；清洁部，去除残留在感光体表面的显影剂；和定影部，使转印到记录介质的可视图像定影，该图像形成装置的特征在于，
显影剂是权利要求4所述的双成分显影剂。
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