CN101498904A - 双组分显影剂、补充显影剂和用该显影剂的图像形成方法 - Google Patents

双组分显影剂、补充显影剂和用该显影剂的图像形成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及双组分显影剂、补充显影剂和用该显影剂的图像形成方法。本发明的目的在于抑制载体粘附于图像承载构件和在图像承载构件的表面层产生缺陷,以及改进静电潜像的点再现性等。该目的通过含磁性载体的双组分显影剂实现,其包括含树脂的磁性颗粒,其中多孔磁性核颗粒的堆积密度ρ1为0.80至2.40,和ρ1/ρ2(ρ2表示真密度)为0.20至0.42,多孔磁性核颗粒的电阻率、磁性载体的平均破碎强度以及通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数分别落在特定范围内。

Description

双组分显影剂、补充显影剂和用该显影剂的图像形成方法
技术领域
本发明涉及用于电子照像系统、静电记录系统或静电打印系统的双组分显影剂和补充显影剂,和使用该双组分显影剂和补充显影剂的图像形成方法。
背景技术
将显影系统如电子照像分为仅使用调色剂的单组分显影系统和使用磁性载体与调色剂的混合物的双组分显影系统。
由于在该双组分显影系统中使用所述磁性载体,因此调色剂进行摩擦起电的频率大,所以该调色剂的带电性质与在单组分显影系统的情况下相比是稳定的,双组分显影系统对于长期保持高图像质量是有利的。另外,由于所述磁性载体具有较高的将调色剂供给至显影区的能力,双组分显影系统特别地在高速机中频繁使用。
已经提出使用具有平均粒径25-55μm和特定磁化强度的树脂涂覆的磁性载体(见JP2002-91090A)和具有体积磁化强度20-60emu/cm3的磁性载体(见JP09-281805A)作为载体。
在这些建议的每一种中,使显影剂承载构件上的磁性载体的起穗致密,以改进点再现性,获得在常温常湿(25℃/50%RH)环境下优良的耐久性。然而,当将在图片或POD中使用的分别具有相对较大图像面积(50%或更大的图像面积)的图像,在常温低湿环境下打印在多张上时,与第一张相比,在多张打印过程中图像浓度可能下降,因此磁性载体仍然有待改进。
另外,已经提出通过将聚合物引入多孔磁性载体核中得到的磁性载体(见JP11-295933A),和设置有在多孔磁性载体核中的第一涂层和进一步涂覆在该第一涂层上的第二涂层的磁性载体(见JP2003-131436A)。
上述每种磁性载体均具有优良的摩擦起电性和带电稳定性,但是当该载体长期使用时,静电潜像的点再现性可能下降,或在静电潜像承载构件的表面层中产生缺陷,从而降低图像质量,因此所述每种磁性载体均仍有待改进。
此外,已经提出以下的树脂涂覆的磁性载体(见JP2004-77568A):所述载体通过将树脂引入用作磁性载体核材料的多孔磁性物质中得到,并在施加500V时具有10.0Ω·cm或更高的电阻LogR。
当使用上述树脂涂覆的载体时,该载体不粘附在图像上,并可避免因磁性载体损坏而在静电潜像承载构件上产生白点。然而,在实心图像部分的后端可能出现浓度下降,因此该载体仍然有待改进。
考虑到上述原因,期望一种含载体的双组分显影剂,其可获得改进点再现性、防止实心图像后端浓度下降、防止显影剂长期使用时图像浓度下降和防止静电潜像承载构件表面层的缺陷。
发明内容
本发明的一个目的在于抑制载体粘附于静电潜像承载构件,改进静电潜像的点再现性,抑制实心图像后端浓度下降,抑制显影剂长期使用时图像浓度下降,和抑制静电潜像承载构件表面层缺陷的产生。
本发明的另一目的在于抑制当图像在高温高湿下放置时图像浓度的下降。
本发明提供一种双组分显影剂,其包括磁性载体和调色剂,其中:
所述磁性载体包括含有通过将树脂引入多孔磁性核颗粒的孔中得到的含树脂磁性颗粒的载体;
当所述多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下;
该多孔磁性核颗粒具有1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的电阻率;
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示,具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体平均破碎强度由P2(MPa)表示时,P1为20以上至100以下,P2/P1为0.50以上至1.10以下;
所述调色剂具有各自至少包含粘结剂树脂和蜡的调色剂颗粒;和
所述调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数为3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
进一步地,本发明提供一种用于图像形成方法的补充显影剂,所述图像形成方法至少包括以下步骤:使静电潜像承载构件充电;在静电潜像承载构件表面上形成静电潜像;在显影装置中使用双组分显影剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像通过或不通过中间转印体转印至转印材料上;和将该转印的调色剂图像定影在转印材料上,其中所述显影装置根据显影装置中双组分显影剂的调色剂浓度的下降,使用所述补充显影剂补充,显影装置中过量的磁性载体由该显影装置排出,其中:
所述补充显影剂以2质量份以上至50质量份以下的配混比包括磁性载体和调色剂,相对于1质量份的磁性载体;
所述磁性载体包括含有通过将树脂引入多孔磁性核颗粒的孔中得到的含树脂磁性颗粒的载体;
当所述多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下;
该多孔磁性核颗粒具有1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的电阻率;
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示,具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体平均破碎强度由P2(MPa)表示时,P1为20以上至100以下,P2/P1为0.50以上至1.10以下;
所述调色剂具有各自至少包含粘结剂树脂和蜡的调色剂颗粒;和
所述调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
进一步地,本发明提供一种图像形成方法,其至少包括以下步骤:使静电潜像承载构件充电;在静电潜像承载构件表面上形成静电潜像;在显影装置中使用双组分显影剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像通过或不通过中间转印体转印至转印材料上;和将该转印的调色剂图像定影在转印材料上,其中所述显影装置根据显影装置中双组分显影剂的调色剂浓度的下降,使用所述补充显影剂补充,显影装置中过量的磁性载体由该显影装置排出,其中:
所述双组分显影剂和补充显影剂各自包括含磁性载体和调色剂的显影剂;
该补充显影剂基于1质量份磁性载体,以2质量份以上至50质量份以下的配混比包含调色剂;
所述磁性载体包括含有通过将树脂引入多孔磁性核颗粒的孔中得到的含树脂磁性颗粒的载体;
当所述多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下;
该多孔磁性核颗粒具有1.0×103Ω.cm以上至5.0×107Ω·cm以下的电阻率;
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示,具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体平均破碎强度由P2(MPa)表示时,P1为20以上至100以下,P2/P1为0.50以上至1.10以下;
所述调色剂具有各自至少包含粘结剂树脂和蜡的调色剂颗粒;和
所述调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
根据本发明,通过使用本发明的显影剂可抑制载体粘附于静电潜像承载构件和在该构件中产生缺陷。另外,静电潜像的点再现性可得到改进,实心图像后端的图像浓度下降和显影剂长期使用时图像浓度的下降可得到抑制。
本发明进一步的特征由以下示例性实施方案(参考附图)的说明将变得显而易见。
附图说明
图1为表面改性设备的示意图;
图2为另一表面改性设备的示意图;
图3为用于测量电阻率的设备的轮廓构造图;和
图4为在实施例19和比较例7中使用的显影装置的轮廓图。
附图标记说明
1        调色剂颗粒
2        自动进料器
3        进料嘴
4        表面改性设备的内部
5        热风导入口
6        冷风导入口
7        表面改性的调色剂颗粒
8        旋流分离器(cyclone)
9        鼓风机
30       主体外壳
31       冷却夹套
32       分散转子
33       方形盘
34       衬垫
35       分级转子
36       导向环
37       原料装入口
38       原料供给阀
39       原料供给口
40       产物排出口
41       产物排出阀
42       产物提取口
43       顶板
44       细粉排出部
45       细粉排出口
46       冷风导入口
47       第一空间
48       第二空间
49       表面改性区
50       分级区
11       下电极
12       上电极
13       绝缘材料
14       电流表
15       电压表
16       稳压器
17       磁性载体
18       导向环
E        电阻测量单元
L        样品厚度
101      要供给的显影剂的容器
102      显影装置
103      清洁单元
104      排出的显影剂的容器
105      补充显影剂导入口
106      排出口
具体实施方式
在本发明中使用的磁性载体为具有含树脂的磁性颗粒的载体,所述含树脂的磁性颗粒通过使用树脂填充多孔磁性核颗粒的孔而引入树脂来得到。该含树脂的磁性颗粒可将其置于载体中使用。可选地,当载体是通过向所述载体核表面提供涂层以为了例如赋予该载体以抗污染性和调节载体的电量而得到时,所述颗粒分别起到载体核的作用。
在本发明中,当所述多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,使用具有ρ1为0.80以上至2.40以下和ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下的多孔磁性核颗粒。进一步地,使用电阻率为1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的多孔磁性核颗粒。
作为研究的结果,本发明的发明人已经获得了如下知识,当使用电阻率为1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的多孔磁性核颗粒时,调色剂易于从载体脱离,并获得优良的显影性能。虽然对于前述的详细原因尚不明确,但与载体颗粒表面中电荷流动所起的作用相比,载体颗粒中电荷流动可以起到更加重要的作用。因此,不但载体的电阻率,而且核颗粒的电阻率大大地影响了显影性能。
应该指出的是,当多孔磁性核颗粒具有超过5.0×107Ω·cm的电阻率时,后面描述的相反电荷在载体颗粒中积累,所述载体强烈吸引所述调色剂,从而不能释放所述调色剂,导致显影性能下降,发生实心图像部分后端的浓度下降。
另一方面,当使用具有电阻率不足1.0×103Ω·cm的多孔磁性核颗粒的载体颗粒时,有时在静电潜像承载构件上的静电潜像的点再现性下降。该现象经以下机理发生:由于所述多孔磁性核颗粒具有低的电阻率,电荷通过在显影剂承载构件上形成的载体起穗传输,导致在显影剂承载构件与静电潜像承载构件间的电荷泄漏,干扰静电潜像。
在本发明中,多孔磁性核颗粒的形状和结构是特定的结构。结果,在引起在调色剂从载体颗粒脱离时残留在载体上的相反电荷逃逸到显影承载构件时,适当调节显影承载构件和静电潜像承载构件之间的电荷泄漏的情况,从而解决了上述问题。
在本发明中,使用以下颗粒作为多孔磁性核颗粒:当所述颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下。该具有堆积密度与真密度比相当小的多孔磁性核颗粒本身可具有大量的孔。在各自具有该结构的颗粒中,电荷流动适宜地受限于所述孔的存在,可导致相反电荷逃逸到显影剂承载构件,同时适宜地抑制显影剂承载构件与静电潜像承载构件间的泄漏。
当ρ1/ρ2低于0.20时,多孔磁性核颗粒中孔的数量过大以至于载体强度下降,所述载体当其长期使用时破碎,在某些情况下图像质量下降。
另外,当ρ1/ρ2大于0.42时,多孔磁性核颗粒中孔的数量小,从而不能限制载体内的电荷流动,在显影剂承载构件和静电潜像承载构件间泄漏电荷,在某些情况下图像质量下降。
因此,使用各自具有这种结构的多孔磁性核颗粒,可达到获得优良显影性和抑制静电潜像或调色剂图像干扰之间的相容性。
另外,当将多孔磁性核颗粒的堆积密度ρ1(g/cm3)设定为0.80以上至2.40以下时,可将载体的磁力容易地控制在适宜范围内,可防止载体粘附于静电潜像承载构件,并可提高点再现性。
另外,在1,000/4π(kA/m)磁场中,上述磁性载体具有优选为30Am2/kg以上至80Am2/kg以下的磁化强度。
当所述载体的磁场强度落在该范围内时,可长时间获得具有各自具有良好点再现性的图像。当载体的磁化强度不足30Am2/kg时,载体易于在显影时飞落在静电潜像承载构件上,并趋于粘附于该构件。当载体的磁化强度超过80Am2/kg时,显影装置的显影剂控制刮板与显影剂承载构件间含载体的显影剂上的应力增加,如果长期使用该显影剂,存在显影剂劣化的趋势并降低图像浓度。
此外,上述磁性载体具有优选为1.0Am2/kg以上至20.0Am2/kg以下,或更优选2.0Am2/kg以上至5.0Am2/kg以下的残余磁化强度,并具有优选1.0kA/m以上至20.0kA/m以下,或更优选5.0kA/m以上至18.0kA/m以下的矫顽力。
当载体的残余磁化强度和矫顽力落在上述范围内时,含所述载体的显影剂的流动性变得特别好,并获得良好的点再现性。
进一步地,上述磁性载体具有优选为1.0×107Ω·cm以上至1.0×1010Ω·cm以下的电阻率。
当载体的电阻率落在上述范围内时,可抑制通过显影偏压产生的电荷注入载体,并可适宜地泄漏载体电荷。结果,可适宜地抑制载体粘附于静电潜像承载构件的,并可适宜地抑制静电潜像承载构件上的缺陷产生或载体转印于纸上导致的图像缺陷。另外,即使在用调色剂补充显影装置时,可适宜地为所述装置新补充的调色剂提供电荷,并可保持点再现性而不会下降。
载体的电阻率可根据例如磁性物质的种类、孔径和孔分布以及各该多孔磁性核颗粒的树脂含量来调节。
下面,将描述将所述多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度以及颗粒的电阻率调节在上述范围内的方法。
调节这些物理性质的方法的实例包括涉及选择适宜元素种类的方法和涉及控制例如所述颗粒的晶体直径、孔径、孔径分布和孔比例的方法。具体地说,例举了以下方法。
(i)调节通过煅烧形成所述多孔磁性核颗粒的温度和时间,以致调节控制各颗粒晶体生长的程度和速率以及颗粒的孔尺寸和孔分布状态等。
(ii)在所述多孔磁性核颗粒形成时,添加孔形成剂如发泡剂或有机细颗粒,以致在所述多孔磁性核颗粒中产生孔。此时,适宜地选择发泡剂的种类(如组成或粒径),并调节发泡剂的量。
对上述发泡剂没有特别限定,只要其为因在60-180℃挥发或分解而产生气体的物质即可。上述发泡剂的实例包括:发泡性偶氮聚合引发剂如偶氮二异丁腈、偶氮双二甲基戊腈和偶氮双环己腈;金属如钠、钾和钙的碳酸氢盐;碳酸氢铵;碳酸铵;碳酸钙;硝酸铵盐;叠氮化物;4,4’-氧代双(苯磺酰肼);烯丙基双(磺酰肼);和二氨基苯。
上述有机细颗粒的实例包括:可用作蜡的树脂;热塑性树脂如聚苯乙烯、丙烯酸类树脂和聚酯树脂;热固性树脂如酚醛树脂、聚酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂和硅酮树脂。它们的每一种在使用前转变成细颗粒。
可采用公知的方法作为将它们的每一种转变为细颗粒的方法。例如在粉碎步骤中将它们的每一种粉碎成各自具有期望粒径的颗粒。在该粉碎步骤中,例如采用以下方法:首先使用研磨机如破碎机、锤碎机或削磨机(feather mill)将它们的每一种进行粗碎,此外,使用由Kawasaki Heavy Industries生产的Kryptron系统、Nisshin Engineering Inc.生产的超级转子、Turbo KogyoCo.Ltd.生产的Turbo粉碎机(RSS转子/SNNB衬垫)或空气喷射粉碎机将该粗碎产物细碎。
可选地,可进行以下步骤:粉碎后将细颗粒分级以调节颗粒的微粒尺寸分布。用于所述分级的设备例如为分级机或筛分机如基于惯性分级系统的Elbow Jet(Nittetsu Mining Co.Ltd.制造)或基于离心分级系统的Turboplex(Hosokawa MicronCorporation制造)。
另外,用于所述多孔磁性组分核颗粒的材料为例如(1)具有氧化表面的铁粉,(2)非氧化铁粉,(3)由例如锂、钙、镁、镍、铜、锌、钴、锰、铬和稀土元素中的任意一种形成的金属颗粒,(4)含金属如铁、锂、钙、镁、镍、铜、锌、钴、锰、铬或稀土元素的合金颗粒,或含这些元素任一种的氧化物颗粒,或(5)磁铁矿颗粒或铁氧体颗粒。
上述铁氧体颗粒为由下式表示的烧结块:
(M12O)w(M2O)x(M32O3)y(Fe2O3)z
(在该式中,M1表示单价金属原子,M2表示二价金属原子,M3表示三价金属原子,w+x+y+z=1.0,w、x和y各自满足0≤(w,x,y)≤1.0的关系,z满足0.2<z<1.0的关系。)
另外,在上式中,可使用选自由Ni、Cu、Zn、Li、Mg、Mn、Sr、Ca和Ba组成的组中的金属原子作为M1至M3的每一个。
所述铁氧体颗粒的实例包括磁性Li铁氧体、Mn-Zn铁氧体、Mn-Mg铁氧体、Mn-Mg-Sr铁氧体、Cu-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体、Ba铁氧体和Mn铁氧体。
基于易于控制晶体生长速率的观点,Mn铁氧体如各自含氧化Mn的Mn铁氧体或Mn-Zn铁氧体是优选的。
所述多孔磁性核颗粒的电阻率通过在惰性气体中热处理所述磁性组分以减小磁性载体的磁性颗粒表面而非控制用于所述载体的磁性材料种类来调节。例如所述调节可通过以下方法实现:使所述磁性组分在惰性气体(如氮气)气氛中在600℃以上至1000℃以下进行热处理。
如上所述的具有本身包括大量孔的多孔磁性核颗粒的载体颗粒存在以下问题:通常情况下,各载体颗粒的物理强度趋于较低,颗粒易于破碎。
基于上述观点,本发明的发明人已经对通过作为用树脂填充颗粒具有的孔的结果而引入树脂,从而提高作为载体颗粒的各多孔磁性核颗粒的物理强度进行了研究。结果,本发明人已经获得了以下知识。
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示时,具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体的平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体的平均破碎强度由P2(MPa)表示时,该P1设定为20以上至100以下,P2/P1设定为0.50以上至1.10以下,或优选0.70以上至1.10以下,这是由于各磁性载体颗粒的机械强度可充分得到保证,此外,当长期使用该载体时,可抑制在静电潜像承载构件中缺陷的产生。
本发明的发明人认为上述原因如下所述。
当存在各自具有低强度的磁性载体颗粒时,该磁性载体由于应力而破碎,该应力通过在显影装置中搅拌时施加于载体上,或通过显影剂承载构件上的控制构件施加于载体上。各自具有高硬度的磁性颗粒细粉由该破碎的载体颗粒产生,因此,当该细粉迁移至静电潜像承载构件上时,在清洁该静电潜像承载构件时所述细粉易于擦伤静电潜像承载构件表面层,从而产生缺陷。结果,可在实心图像上形成白色条纹。
因此,磁性载体的平均破碎强度P1必须为20MPa以上。
另一方面,各所述多孔磁性核颗粒的强度必须提高以使得磁性载体的平均破碎强度P1大于100MPa。另一方面,当提高各所述多孔磁性核颗粒的强度以致磁性载体的平均破碎强度P1大于100MPa时,其变得难于保持各磁性载体的多孔结构。
此外,在具有粒径为10μm以上至小于20μm的载体情况下,与具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的载体相比,所述树脂几乎不能进入多孔磁性核颗粒的孔中,在所述树脂不能进入部分孔中的情况下,所述载体大大地受到影响,因此该载体的强度趋于下降。因此,特别是在具有粒径为10μm以上至小于20μm的载体颗粒中,树脂组分必须适宜地加入该多孔磁性核颗粒中,P2/P1必须为0.50以上。
然而,当P2/P1大于1.10时,具有粒径10μm以上至小于20μm的用于调色剂的载体的带电性能与具有粒径为D50-5μm以上至D50+5μm以下的载体不同。各自具有粒径为10μm以上至小于20μm的载体颗粒各自具有大的比表面积,各自大大地有助于调色剂的摩擦起电性能,因此当P2/P1大于1.10时,调色剂的摩擦带电量分布变宽,在某些情况下点再现性下降。
以下步骤足以将P2/P1设定为0.50以上至1.10以下:调节/选择由所述多孔磁性核颗粒所具有的直径和孔分布、要引入的树脂组分的组成和进一步的充填所述树脂的方法,以使得将所述树脂组分均匀充填。
应该指出的是,如下文中详细描述的,所述磁性载体具有优选为20μm以上至70μm以下的基于体积的50%粒径(D50)。
为使多孔磁性核颗粒的孔使用树脂组分均匀填充,例如优选使用通过将所述树脂组分与溶剂混合而制备的树脂组分溶液。树脂组分的量优选为1质量%以上至50质量%以下,或优选1质量%以上至30质量%以下。当使用具有超过50质量%的树脂组分量的树脂组分溶液时,溶液粘度高,从而存在难于使树脂组分溶液均匀充填入多孔磁性核颗粒的孔中的趋势。另外,当树脂组分量小于1质量%时,树脂组分的量小,树脂对于各多孔磁性核颗粒的粘附力趋于下降。
充填入所述多孔磁性核颗粒中的树脂组分优选表现出对于各多孔磁性核颗粒的磁性组分的高润湿性,可使用热塑性树脂和热固性树脂的每一种。当使用表现出高润湿性的树脂组分时,在使用所述树脂填充所述多孔磁性核颗粒的孔的同时,各多孔磁性核颗粒表面可容易地使用所述树脂涂覆。
所述热塑性树脂的实例可包括以下:聚苯乙烯;聚甲基丙烯酸甲酯;苯乙烯-丙烯酸酯共聚物;苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物;苯乙烯-丁二烯共聚物;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;聚氯乙烯;聚乙酸乙烯酯;聚偏氟乙烯树脂;氟碳树脂;全氟碳树脂;可溶于溶剂的全氟碳树脂;聚乙烯基吡咯烷酮;石油树脂;酚醛清漆树脂;芳香族聚酯树脂如饱和烷基聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和多芳基化合物(polyacrylate);聚酰胺树脂;聚缩醛树脂;聚碳酸酯树脂;聚醚砜树脂;聚砜树脂;聚苯硫醚树脂;和聚醚酮树脂。
所述热固性树脂的实例可包括以下:酚醛树脂;改性酚醛树脂;马来酸树脂;醇酸树脂;环氧树脂;丙烯酸树脂;通过马来酸酐、对苯二甲酸和多元醇缩聚得到的不饱和聚酯;脲树脂;三聚氰胺树脂;脲-三聚氰胺树脂;二甲苯树脂;甲苯树脂;胍胺树脂;三聚氰胺-胍胺树脂;乙酰胍胺树脂;甘肽树脂;呋喃树脂;硅酮树脂;聚酰亚胺;聚酰胺酰亚胺树脂;聚醚酰亚胺树脂和聚氨酯树脂。
通过改性这些树脂得到的树脂也是可行的。其中,优选含氟树脂如聚偏二氟乙烯树脂、氟碳树脂或全氟碳树脂、或可溶于溶剂的全氟碳树脂、丙烯酸类改性的硅酮树脂或硅酮树脂,因为这些树脂各自具有对于所述多孔磁性核颗粒的高润湿性。
其中,特别优选硅酮树脂。可使用常规公知的硅酮树脂作为所述硅酮树脂。硅酮树脂的具体实例包括:仅由有机硅氧烷键构成的直链硅酮树脂;和通过例如使用醇酸、聚酯、环氧或氨基甲酸酯改性直链硅酮树脂得到的硅酮树脂。
例如,可给出以下物质作为可商购获得的直链硅酮树脂。提及了由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KR271、KR255或KR152,或由Dow Corning Toray Co.,Ltd制造的SR2400或SR2405。可商购获得的改性硅酮树脂为例如由Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造的KR206(醇酸改性)、KR5208(丙烯酸改性)、ES1001N(环氧改性)或KR305(氨基甲酸酯改性),或由DowCorning Toray Co.,Ltd制造的SR2115(环氧改性)或SR2110(醇酸改性)。
将所述树脂组分充填入各所述多孔磁性核颗粒的常规方法涉及:使用溶剂稀释该树脂组分;和在该稀释的溶液中将所述溶液加入至多孔磁性核颗粒中。这里使用的溶剂只须能溶解各树脂组分。在可溶于有机溶剂的树脂的情况下,有机溶剂的实例包括甲苯、二甲苯、丁基溶纤剂乙酸酯、甲乙酮、甲基异丁酮和甲醇。此外,在水溶性树脂组分或乳液型树脂组分的情况下,只需使用水。将所述使用溶剂稀释的树脂组分加入到多孔磁性核颗粒中的方法为例如涉及以下步骤的方法:通过施涂法如浸涂法、喷涂法、刷涂法、流化床法或捏合法用所述树脂组分浸渍所述颗粒;和浸渍后挥发所述溶剂。
在使用所述树脂填充多孔磁性核颗粒的孔时,或在另一步骤中,优选采用以下工序:将相同的树脂施涂在各多孔磁性核颗粒的表面,以致各颗粒表面均用所述树脂涂布。各多孔磁性核颗粒的表面在填充的同时使用该树脂处理,从而即使当没有单独提供涂层时,也能容易地获得具有良好电阻率的载体。
可选地,基于例如改进载体的抗污染性,和调节载体的电荷提供性能(charge-providing performance)和电阻考虑,各所述含树脂磁性颗粒的表面可进一步使用不同于上述充填入多孔磁性核颗粒中的树脂组分的树脂组分涂布。
优选使用丙烯酸类树脂作为涂布各所述含树脂磁性核颗粒的表面的树脂组分,使用该树脂可改进磁性载体的耐久性。
基于对调色剂摩擦带电提供性能、抑制所述载体粘附于图像区域和防止静电潜像承载构件上静电潜像再现性下降的考虑,所述磁性载体具有优选20μm以上至70μm以下,或更优选30μm以上至60μm以下的基于体积的50%粒径(D50)。
当磁性载体的基于体积的50%粒径(D50)落在上述范围内时,可以抑制载体粘附于静电潜像承载构件,即使长时间后也可为调色剂保持良好的电荷提供性能,这是因为该载体具有足够的比表面积。
所述磁性载体的50%粒径(D50)可通过进行空气分级或筛分分级来调节。
另外,磁性载体的介电损耗正切值(tanδ=介电损耗指数ε’’/介电常数ε’)优选如下所述设定:在1×102Hz以上至1×104Hz以下的频率范围内,tanδ总是满足优选0.0010≤tanδ≤0.0450,或更优选0.0010≤tanδ≤0.0400的关系,以使得可有效避免载体对静电潜像承载构件的粘附和静电潜像承载构件上静电潜像的点再现性下降,此外,当图像在高温高湿下长期放置时,可避免实心图像后端的浓度下降和图像浓度下降。
在所述磁性载体中在相对较低频率如1×102Hz频率发生电荷转移。因此,该磁性载体的电场特性主要涉及上述特性如点再现性和图像浓度的波动。
当在1×102Hz频率下的tanδ值落在上述范围内时,载体颗粒几乎不会发生静电感应现象,并可保持对于显影偏压良好的追随性(followability),可抑制实心图像后端的图像浓度下降。另外,同时所述载体保持适中的绝缘性,从而可以以额外有利的方式抑制电荷泄漏,并可保持良好的点再现性。
另外,在相对高频率如1×104Hz频率下,在磁性载体中没有电荷转移,但在接触磁性载体颗粒之间的接触部的电荷转移占主导地位。
当在1×104Hz频率下的tanδ值落在上述范围内时,接触磁性载体颗粒间的电荷交换可有利地进行,即使在使用调色剂补充显影装置时,带电上升变得良好。此外,即使在显影剂长期静置后形成图像时,图像浓度也几乎不会下降。
将磁性载体的介电损耗正切值tanδ调节在上述范围内的可行方法涉及在多孔磁性核材料生产中调节磁性物质的材料质量和孔比例。
接着,将描述本发明中使用的调色剂。
根据本发明的调色剂具有各自包含粘结剂树脂、着色剂和蜡的调色剂颗粒。
根据本发明的调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂的表面张力常数(kN/m)为3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下,或优选4.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
当通过毛细管吸入时间法测量的调色剂毛细管压力由Pα(kN/m2)表示,调色剂的比表面积由A(m2/g)表示,和调色剂的真密度由B(g/cm3)表示时,调色剂表面张力常数(kN/m)由以下方程计算。
调色剂表面张力常数=Pα/(A×B×106)
调色剂表面张力常数表示调色剂最外表面的表面张力大小。将具有调色剂表面张力常数为3.0×10-6以上至1.0×10-4以下的调色剂与磁性载体组合使用可以将调色剂和载体间的粘附力控制在适宜范围内。结果,可减少实心图像后端的浓度下降,并改善静电潜像承载构件上静电潜像的点再现性。
具有在上述范围内的调色剂表面张力常数的调色剂具有其表面具有可控性质和可控粗糙度的调色剂颗粒;特别地,所述调色剂使得暴露于各调色剂颗粒表面的蜡量被适中地控制。
当调色剂的表面张力常数大于1.0×10-4(kN/m)时,含调色剂的显影剂的流动性下降,并易于发生实心图像后端的浓度下降。另外,当调色剂的表面张力常数小于3.0×10-6(kN/m)时,在混合调色剂与载体时的流动性变得过高。结果,其变得难于使显影剂承载构件适宜地保持显影剂,显影剂可由显影装置内部泄漏。另外,显影剂的搅拌性能下降,结果在某些情况下在静电潜像承载构件上的静电潜像点再现性下降。
调色剂的表面张力可根据使用的粘结剂树脂种类、蜡的种类和含量以及调色剂生产方法来调节,这是因为表面张力很大程度上受调色剂表面组成的影响。例如,基于100质量份的粘结剂树脂,所述蜡以优选0.5质量份以上至15质量份以下、或更优选2质量份以上至8质量份以下的量使用。另外,所述蜡具有优选45℃以上至140℃以下的熔点。
在本发明中使用的蜡的实例包括以下。烃类蜡,如低分子量聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯蜡、烯烃共聚物(alkylenecopolymer)、微晶蜡、石蜡或Fishcher-Tropsch蜡;烃类蜡的氧化物,如氧化的聚乙烯蜡及其嵌段共聚物;主要由脂肪酸酯组成的蜡,如巴西棕榈蜡、山嵛酸山俞酯蜡和褐煤酸酯蜡;和通过将部分或全部脂肪酸酯脱氧得到的蜡,如脱氧的巴西棕榈蜡。
可给出以下物质作为进一步的实例。饱和线性脂肪酸,如棕榈酸、硬脂酸和褐煤酸;不饱和脂肪酸,如巴西烯酸、桐酸和缬氨酸(valinaric acid);饱和醇,如硬脂醇、芳烷醇、山嵛醇、巴西棕榈醇、蜡醇和mericyl醇;多元醇,如山梨醇;由脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸、山嵛酸和褐煤酸与醇如硬脂醇、芳烷醇、山嵛醇、巴西棕榈醇、蜡醇和蜂花醇反应得到的酯;脂肪酰胺,如亚油酸酰胺、油酸酰胺和月桂酸酰胺;饱和脂肪双酰胺,如亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰胺和六亚甲基双硬脂酰胺;不饱和脂肪酰胺,如亚乙基双油酰胺、六亚甲基双油酰胺、N,N’-二油基己二酰胺和N,N’-二油基癸二酰胺;芳香族双酰胺,如间二甲苯双硬脂酰胺和N,N’-二硬脂基间苯二甲酰胺;脂肪金属盐(其通常称作“金属皂”),如硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁;由脂族烃蜡与乙烯基单体如苯乙烯或丙烯酸进行接枝反应得到的接枝蜡;由脂肪酸与多元醇反应得到的部分酯化产物,如山嵛酸单甘油酯;和具有羟基的甲酯化合物,其通过氢化植物油得到。
另外,粉碎后,例如优选使用由NARA MACHINERY CO.,LTD.制造的Hybridization系统或由Hosokawa MicronCorporation制造的Mechanofusion系统进行球化处理,或进行涉及在将调色剂颗粒生产中产生的细粉排出系统外的同时施加机械冲击力的处理。各调色剂颗粒的表面通过任意所述处理改性,以使得蜡以某种程度暴露于各调色剂颗粒的表面,从而可控制调色剂的表面张力。
使用上述调色剂和上述磁性载体的显影剂可有效防止耐久时图像浓度下降。另外,所述调色剂含蜡,因此能够定影图像而不需要将任何油施加于定影单元,并可控制定影图像的光泽。
下面,将描述包含在所述调色剂中的粘结剂树脂。
作为粘结剂树脂,可例举如下物质:聚酯和聚苯乙烯;苯乙烯衍生物的聚合物,如聚对氯苯乙烯和聚乙烯基甲苯;苯乙烯共聚物,如苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯代甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物;聚氯乙烯、酚醛树脂、改性酚醛树脂、马来酸类树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚乙酸乙烯酯和硅酮树脂;具有选自如下单体作为结构单元的聚酯树脂:脂族多元醇、脂族二羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二元醇和二酚;聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、香豆酮-茚树脂和石油树脂。
引入所述调色剂中的着色剂实例如下描述。
黑色着色剂为例如炭黑、磁性物质、或通过使用黄色着色剂、品红色着色剂和青色着色剂调色为黑色的着色剂。
颜料可单独用于所述着色剂中;更优选染料和颜料组合使用,以使得根据全色图像质量改进所述着色剂的定义。
作为用于品红色调色剂的着色颜料,例举以下物质:C.I.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、49、50、51、52、53、54、55、57、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、202、206、207、209和238;C.I.颜料紫19;和C.I.Bat红1、2、10、13、15、23、29和35。
作为用于品红色调色剂的染料,例举以下物质:C.I.溶剂红1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109和121;C.I.分散红9;C.I.溶剂紫8、13、14、21和27;油溶性染料如C.I.分散紫1、C.I.碱性红1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39和40;和碱性染料如C.I.碱性紫1、3、7、10、14、15、21、25、26、27和28。
作为用于青色调色剂的着色颜料,例举以下物质:C.I.颜料蓝2、3、15:3、15:4、16和17;C.I.Bat蓝6;和C.I.酸性蓝45和其酞菁骨架使用1-5个邻苯二甲酰亚胺甲基取代的铜酞菁颜料。
作为用于黄色的着色颜料,例举以下物质:C.I.颜料黄1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181和185;和C.I.Bat黄1、3和20。
作为用于黄色的着色染料,提及C.I.溶剂黄162。
所述着色剂基于100质量份粘结剂树脂,以优选0.1质量份以上至30质量份以下,更优选0.5质量份以上至15质量份以下,或最优选3质量份以上至10质量份以下的量使用。
需要时,可将电荷控制剂引入本发明的调色剂中。作为包含在调色剂中的电荷控制剂,可使用常规的电荷控制剂,特别是优选芳香族羧酸的金属化合物,这是因为其无色、具有高调色剂带电速率,并可稳定地保持恒定带电量。
作为使用的负电荷控制剂,例举水杨酸的金属化合物、萘酸的金属化合物、二羧酸的金属化合物、在侧链具有磺酸或羧酸的高分子化合物、在侧链具有磺酸盐或磺酸酯化产物的高分子化合物、具有羧酸盐或羧酸酯化产物的高分子化合物、硼化合物、脲化合物、硅化合物和杯芳烃(calixarene)。作为使用的正电荷控制剂,例举季铵盐、在侧链具有季铵盐的高分子化合物、胍化合物和咪唑化合物。所述电荷控制剂可内部或外部添加入调色剂颗粒中。所述电荷控制剂的添加量优选为0.2质量份以上至10质量份以下,基于100质量份的粘结剂树脂。
优选将外部添加剂加入所述调色剂中以改进调色剂的流动性。外部调色剂的优选实例包括由例如二氧化硅、氧化钛和氧化铝形成的无机细粉。优选使用疏水剂如硅烷偶联剂、硅油或其混合物使各无机细粉成疏水性的。
所述外部添加剂优选以0.1质量份以上至5.0质量份以下的量使用,基于100质量份的所述调色剂颗粒。
调色剂颗粒和外部添加剂可采用公知混合机如亨舍尔(Henschel)混合机混合。
为获得高图像质量和耐久性之间的相容性,所述调色剂具有优选3μm以上至11μm以下的重均粒径(D4)。当重均粒径(D4)落在上述范围内时,调色剂的流动性良好,并易于获得足够的带电量,并易于获得良好的分辨率。
另外,该调色剂具有优选0.930以上且低于0.990的平均圆形度。应该指出的是,所述平均圆形度基于作为如下分析结果的圆形度分布:其中使用流式颗粒图像测量设备测量的颗粒圆形度被分配至通过将0.20-1.00圆形度范围的圆形度分割成800份得到的通道,所述设备具有由512像素×512像素,且每个像素尺寸为0.37μm×0.37μm组成的一个视野的图像分辨率。
当调色剂的平均圆形度落在上述范围内时,载体与调色剂间的剥离性能良好,即使在实心图像部分后端也易于获得足够的图像浓度。另外,易于获得良好的清洁性能。
接着,将描述生产本发明的调色剂的方法。所述调色剂可通过例如以下步骤生产。
在原料混合步骤中,称量预定量的至少粘结剂树脂、着色剂和蜡,以及根据需要的另外组分如电荷控制剂,然后通过混合装置配混并混合在一起作为构成调色剂的试剂。混合装置的实例包括双锥混合机(double con mixer)、V型混合机、鼓型混合机、超级混合机、亨舍尔混合机和诺塔混合机。
接着,熔融并捏合经混合的材料,将着色剂等分散在粘结剂树脂中。在熔融和捏合步骤中,可使用例如间歇捏合机如压力捏合机、班布里(Banbury)混合机等,或连续捏合机。近来,由于允许连续生产的优点,单螺杆或双螺杆挤出机成为主流。例如,可使用KOBE STEEL,LTD.的KTK系列双螺杆挤出机、TOSHIBA MACHINE CO.,LTD.的TEM系列双螺杆挤出机、Ikegai,Ltd.的PCM捏合机、KCK Corporation的双螺杆挤出机、Buss Co.,Ltd.的共捏合机等。
将通过熔融和捏合该调色剂原料得到的预着色(precolored)树脂组合物采用双辊等压出,然后通过水冷等冷却组合物的冷却步骤冷却。
随后,将该树脂组合物的冷却产物在粉碎步骤中粉碎成具有期望粒径的颗粒。在粉碎步骤中,将该冷却的产物使用研磨如破碎机、锤碎机或削磨机粗碎,进一步使用例如由KawasakiHeavy Industries制造的Kryptron系统、由Nisshin EngineeringInc.制造的超级转子、由Turbo Kogyo Co.,Ltd.制造的Turbo粉碎机(RSS转子/SNNB衬垫)或空气喷射粉碎机将粗碎产物细碎。
此后,根据需要,将得到的细颗粒使用分级机或筛分机如基于惯性分级系统的Elbow Jet(Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造)或基于离心分级系统的Turboplex(HosokawaMicronCorporation制造)分级,从而得到调色剂颗粒。
另外,粉碎后,根据需要,对调色剂颗粒的表面改性处理如球化处理可使用NARA MACHINERY CO.,LTD.制造的Hybridization System或由Hosokawa Micron Corporation制造的Mechanofusion System进行。
例如,在调色剂颗粒表面的改性中可使用图1所示的表面改性设备。将调色剂颗粒1由自动进料器2通过进料嘴3以恒定量供给至表面改性设备的内部4中。由于该表面改性设备的内部4使用鼓风机9抽吸,由进料嘴3引入的调色剂颗粒1在该设备中分散。在该设备中分散的调色剂颗粒1立即由通过热风导入口5引入的热风加热,以使得其表面被改性。在本发明中,热风由加热器产生;对该设备没有特别限制,只要其能够产生足以改性调色剂颗粒表面的热风即可。表面改性的调色剂颗粒7立刻使用由冷风导入口6引入的冷风冷却。在本发明中,使用液氮作为冷风;对该方式没有特别限制,只要表面改性调色剂颗粒7能够采用该方式立即冷却即可。该表面改性的调色剂颗粒7使用鼓风机9抽吸,并使用旋流分离器8收集。
可选地,还可使用进行涉及在调色剂颗粒生产中将生产的细粉排出系统外的同时施加机械冲击力的处理的设备。
图2为示出本发明设备构造实例的示意性截面图。图2中所示的表面改性设备由以下构件构成:外壳30;可通过冷却水或防冻剂的夹套31;作为表面改性装置的分散转子32,该分散转子32存在于外壳30中,并连接在中央旋转轴上,该分散转子32在其上表面具有多个方形盘33或圆柱销(未示出),所述分散转子32为高速旋转的盘形转子;以衬垫与转子之间的特定间隔位于分散转子32外围的衬垫34,该衬垫34在其表面设置有大量的凹槽(应该指出的是在该衬垫表面可没有凹槽);作为用于根据预定粒径分级表面改性原料的装置的分级转子35;用于导入冷风的冷风导入口46;用于引入待处理原料的原料进料口39;放置为可开关的用于自由调节表面改性时间的排出阀41;用于处理后排出粉末的粉末排出口45;和作为导向装置的圆柱形导向环36,其用于将分级转子35和一组分散转子32以及衬垫34之间的空间分割为在将原料引入分级转子35之前的第一空间47,和用于将采用分级转子35通过分级装置除去细粉的颗粒引入表面处理装置中的第二空间48。分散转子32与衬垫34间的间隙部分为表面改性区,分级转子35与其外围部分构成分级区。
在如上所述构成的表面改性设备中,当将细碎的产物在排出阀41关闭状态下由原料进料口39充填时,充填的细碎产物首先由鼓风机(未示出)抽吸,并使用分级转子35分级。此时,将作为分级的结果得到的具有粒径等于或小于预定粒径的细粉通过连续排出至设备外部而除去。将具有粒径等于或大于预定粒径的粗粉利用离心力通过分散转子32沿导向环36内周(第二空间48)产生的循环流动导入表面改性区。
该导入表面改性区的原料受到分散转子32和衬垫34间的机械冲击力,以进行表面改性处理。表面改性的颗粒利用冷风通过所述设备的内部,从而将该颗粒沿导向环36的外周(第一空间47)导入分级区。将此时产生的细粉再次通过分级转子35排出设备外,粗粉通过所述循环流动再次返回表面改性区。然后,使该粗粉重复受到表面改性作用。经过预定时间后,打开排出阀41,由产物排出口40收集表面改性颗粒。
在使用上述表面改性设备的表面改性处理步骤中,调色剂的圆形度可通过调节由原料进料口39开始充填细碎产物至排出阀打开为止的时间(循环时间),以及分散转子的转数来控制。
延长循环时间或提高分散转子的圆周速度可有效提高平均圆形度。当循环时间延长时,调色剂表面上的蜡量增加。因此,以下设定可有效地造成调色剂圆形度落在上述范围内:分散转子的圆周速度为50m/sec以上至500m/sec以下,循环时间为15到60秒。
双组分显影剂适用于采用双组分显影剂的已知图像形成方法。例如,可将所述双组分显影剂用于至少包括以下步骤的图像形成方法中:使静电潜像承载构件充电;在静电潜像承载构件表面上形成静电潜像;在显影装置中使用双组分显影剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像通过或不通过中间转印体转印至转印材料上;和将该转印的调色剂图像定影在所述转印材料上。在此情况下,将调色剂和磁性载体以基于100质量份的磁性载体,优选2质量份以上至35质量份以下,更优选4质量份以上至25质量份以下,或特别优选5质量份以上至20质量份以下的调色剂的比例混合。只要该混合比落在上述范围内,则可容易地抑制在图像形成设备中调色剂的起雾或飞散现象。
在至少包括以下步骤的图像形成方法中,含磁性载体和调色剂的显影剂还可用作补充显影剂:使静电潜像承载构件充电;在该静电潜像承载构件表面上形成静电潜像;在显影装置中使用双组分显影剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像通过或不通过中间转印体转印至转印材料上;和将该转印的调色剂图像定影在所述转印材料上,其中所述显影装置根据显影装置中双组分显影剂的调色剂浓度的下降,使用所述补充显影剂补充,将显影装置中过量的磁性载体由该显影装置排出。
另外,当在补充装置中将该显影剂用作补充显影剂时,可将在长期使用时带电性能和强度下降的载体排出,从而可防止长期使用后的浓度下降和静电潜像承载构件中的缺陷。当将该显影剂用作补充显影剂时,所述调色剂基于1质量份的磁性载体以优选2质量份以上至50质量份以下的量使用。
当在该补充显影剂中的混合比落入上述范围内时,可将显影装置使用显影剂补充的次数设定在适中范围,可有利地抑制带电不足的调色剂的生产和载体的过度劣化。另外,可将其中排出载体的量设定在适宜范围内。
此外,由于可抑制载体与调色剂之间的静电粘附力,只要通过双组分法测量的调色剂摩擦带电量的绝对值为10mC/kg以上至50mC/kg以下,该双组分显影剂即可获得额外良好的显影性能。
以下将描述上述磁性载体和调色剂的各种物理性质的测量方法。
<分离磁性载体的多孔磁性核颗粒的方法>
制备10.0g磁性载体并将其装入坩锅中。将该坩锅使用装有N2气导入口和排气单元的马弗炉(FP-310,由Yamato ScientificCo.Ltd.)在900℃加热16小时,同时引入N2气。此后,将该坩锅静置直至磁性载体的温度变为50℃以下。
将加热后的该磁性载体装填入50-cc的聚酯瓶(polybottle)中,并向该聚酯瓶中加入0.2g十二烷基苯磺酸钠和20g水以洗去附着在所述磁性载体上的煤烟等。此时,洗涤该磁性载体并同时使用磁体固定以免磁性载体流动。另外,将该磁性载体用水冲洗五次以上以免十二烷基苯磺酸钠残留在磁性载体上。其后,将该磁性载体在60℃下干燥24小时。
从而,将所述多孔磁性核颗粒与磁性载体分离。
应该指出的是,根据需要,上述操作可进行多次。
<多孔磁性核颗粒的堆积密度>
当多孔磁性核颗粒可作为样品制备时,将该样品用作测量样品。当仅磁性载体是可用的时,将如上所述取出的多孔磁性核颗粒用作测量样品。该样品的堆积密度使用Power TesterPT-R(Hosokawa Micron Corporation制造)测量。
在该测量中,将金属杯以18mm振幅垂直往复方式轻敲180次,同时通过采用具有500μm孔的筛以1mm振幅振动将该杯补充以多孔磁性核颗粒,直至该颗粒体积刚好10ml。然后,堆积密度(g/cm3)由轻敲后多孔磁性核颗粒的量计算。
<多孔磁性核颗粒和调色剂的真密度>
当多孔磁性核颗粒可作为样品制备时,将该样品用作测量样品。当仅磁性载体是可用的时,将如上所述取出的多孔磁性核颗粒作为测量样品。该样品的真密度采用干式自动密度计Autopycnometer(Yuasa Ionics Inc.制造)测量。在调色剂情况下,将所述调色剂原样作为样品。
样品池:SM样品池(10ml)
样品量:2.0g(载体)、1.5g(调色剂)
所述测量方法包括基于气相置换法测量固体或液体真密度。与液相置换法的情况一样基于Archimedes’原理的所述气相置换法,在用于具有细孔物质的测量中表现出高精度,这是因为使用气体(氩气)作为置换介质,因此微孔的测量精确。
<多孔磁性核颗粒和磁性载体的电阻率>
本发明的多孔磁性核颗粒和磁性载体的电阻率采用图3所示的测量设备测量。电阻测量池E填充有磁性载体17,放置下电极11和上电极12以与充填的磁性载体接触。在这些电极间施加电压,此时通过测量电流确定多孔磁性核颗粒和磁性载体的电阻率。
多孔磁性核颗粒的上述电阻率在以下条件下测量:所述颗粒与各电极之间的接触面积S为约2.4cm2,上电极的负荷为240g。称量10.0g样品,将其充填入电阻测量池中,并精确测量样品的厚度d。将电压在以下施加条件I、II和III下按照所述顺序施加,测量在施加条件III的外加电压下的电流。将100V/cm的施加条件III时(即,当外加电压值除以d等于100(V/cm)时)的电场强度下的电阻率定义为多孔磁性核颗粒的电阻率。
施加条件I:(电压由0V变为500V:电压以渐进方式每30秒升高100V)
II:(电压在500V保持30秒)
III:(电压由500V变为0V:电压以渐进形式每30秒下降100V)
载体颗粒的电阻率采用与上述多孔磁性核颗粒使用的相同测量设备测量。
测量条件如下所述。称量1.0g样品,并将其充填入电阻测量池中,并精确测量样品的厚度d。
电压在以下施加条件I、II和III下按照所述顺序施加,测量在施加条件III的外加电压下的电流。此后,通过计算确定各电场强度(V/cm)下的电阻率(Ω·cm)。将施加条件III为3,000V/cm时的电场强度下(即,当外加电压值除以d等于3,000(V/cm)时)的电阻率定义为磁性载体的电阻率。
施加条件I:(电压由0V变为1,000V:电压以渐进方式每30秒升高200V)
II:(电压在1,000V保持30秒)
III:(电压由1,000V变为0V:电压以渐进方式每30秒下降200V)
应该指出的是,所述电阻率可由以下方程确定。
电阻率(Ω·cm)=(外加电压(V)/测量电流(A))×S(cm2)/d(cm)(在该方程中,在多孔磁性核颗粒测量中“外加电压(V)/d(cm)”值为100(V/cm),或在所述载体测量中为3,000(V/cm)。)
<具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的载体的平均破碎强度和具有10μm以上至小于20μm粒径的载体的平均破碎强度>
所述载体的平均破碎强度采用显微压缩试验仪MCTM-500(Shimadzu Corporation制造)测量。测量设备的各种设定描述如下。
测量模式     1(压缩试验)
负荷         300mN
负荷速率     3.87mN/sec
位移范围     100μm
上部加压压头 具有50μm直径的平面压头
下部加压板   SKS平板
在下部加压板上的磁性载体使用该设备的光学监测器观察。当磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示时,任意选择具有粒径为D50-5μm以上至D50+5μm以下的磁性载体,并测量100个相应颗粒的破碎强度。将所述载体的平均破碎强度定义为载体的平均破碎强度(P1)(MPa)。
应该指出的是,在具有小于25μm的D50的载体的情况下,对具有粒径为20μm以上至D50+5μm以下的磁性载体进行相同测量,将得到的值定义为P1。
另外,同样任意选择具有粒径为10μm以上至小于20μm的载体,并测量30个相应颗粒的破碎强度。将平均破碎强度定义为具有粒径为10μm以上至小于20μm的载体的平均破碎强度(P2)(MPa)。
<测量磁性载体基于体积的50%粒径(D50)的方法>
磁性载体基于体积的50%粒径(D50)采用例如如下所述的多图像分析仪(Beckman Coulter,Inc制造)测量。将通过将具有浓度约1%的NaCl水溶液和甘油50vol%:50vol%混合而制备的溶液用作电解质溶液。这里,所述NaCl水溶液仅使用一级氯化钠制备,或例如ISOTON(注册商标)-II(Coulter Scientific Japan,Co.制造)也可用作所述水溶液。甘油只需为试剂级或一级试剂。
将0.5ml作为分散剂的表面活性剂(优选十二烷基苯磺酸钠)添加至电解质溶液(约30ml)中。进一步地,将10mg测量样品加入该混合物中。将其中已经悬浮有样品的电解质溶液使用超声分散单元进行分散处理约1分钟,从而得到分散液。
所述装置如下所述设定,其使用200μm孔作为孔和具有20倍放大率的透镜,计算圆当量(circle-eq uivalent)。
在测量柜内的平均亮度:                  220-230
测量柜设定:                            300
阈值(SH)                                50
二值化水平(binarization level):        180
将所述电解质溶液和分散液加入玻璃测量容器中,并将该测量容器中磁性载体颗粒的浓度设定为10vol%。在最大搅拌速率下搅拌该玻璃测量容器中的内容物。将样品的抽吸压设定为10kPa。当磁性载体颗粒具有过大比重以至于趋于沉降时,将测量时间设定为20分钟。另外,该测量每5分钟中断,所述容器使用样品液和电解质溶液与甘油的混合溶液补充。
测量2,000个颗粒。测量完毕后,在设备的主体内,将污损图像、团聚颗粒(多个颗粒同时进行测量)等使用软件从颗粒图像画面中除去。
所述磁性载体的圆当量直径由以下方程计算。
圆当量直径=(4·面积/π)1/2
将这里使用的术语“面积”定义为二值化颗粒图像的投影面积。当将所述“面积”作为真实圆面积时,该圆当量直径表示为真实圆的直径。将得到的单独的圆当量直径分成介于4-100μm之间的256份,基于体积绘制在对数坐标图上,从而确定基于体积的50%粒径。
<磁性载体的介电损耗正切值>
所述磁性载体的介电损耗正切值采用4284A Precision LCRMeter(Hewlett-Packward公司制造)测量。具体地说,上述设备在使用前于1×102Hz和1×104Hz频率下校准。
使用前将待进行测量的磁性载体在常温常湿环境(23℃/60%)下静置24小时以上。使用在其上部安装具有25mm直径的介电常数测量夹具并在其下部安装具有40mm直径的介电常数测量夹具的ARES(TA Instruments制造)作为用于固定样品的设备。将形成直径35mm且高l0mm环形的Teflon树脂用在上部和下部介电常数测量夹具之间,以使得进行湿度调节的磁性载体均匀化以具有恒定厚度。将该环形Teflon树脂放置在下部介电常数测量夹具上位于该夹具中央,并将所述磁性载体充填入该环中以填充中空部分。其后,输入在由上部介电常数测量夹具施加0.98N(100g)负荷的状态下成型样品的精确厚度,并在常温(23℃)下使用LCR Meter测量介电损耗正切值。该介电损耗正切值(tanδ)在102Hz、103Hz或104Hz频率下测量三次,并计算各频率的平均值,从而得到各频率下的损耗正切值。
<载体的磁化强度、残余磁化强度和矫顽力>
载体的磁化强度可使用例如振动磁场型磁性设备“振动样品磁力计”(VSM)或DC磁化性能记录仪(B-H绘图仪)确定。该磁化强度可优选使用振动磁场型磁性设备测量。振动磁场型磁性设备的实例包括Riken Denshi.Co.,Ltd.制造的振动磁场型磁性自动记录仪BHV-30。所述磁化强度可使用该记录仪按照以下步骤测量。将载体充填入具有截面积约2.5cm2的圆柱形塑料容器中,以使得该容器用所述载体紧密填满至足够程度。在该状态下,测量载体的磁矩(magnetizing moment),测量充填样品(载体)时的实际体积,并通过使用该磁矩和体积来确定每单位体积的磁化强度。该测量如下进行:逐渐施加磁场,变为高至3,000/4π(kA/m),然后将其降低。最终,获得样品的磁滞曲线。由该曲线确定磁场为1,000/4π(kA/m)时载体的磁化强度(Am2/kg)、残余磁化强度(Am2/kg)和矫顽力(kA/m)。
<调色剂的平均圆形度>
使用流式颗粒图像分析仪“FPIA-3000型”(SYSMEXCORPORATION制造),在与该设备校准操作时相同的测量和分析条件下,测量调色剂的平均圆形度。
所述流式颗粒图像分析仪“FPIA-3000型”(SYSMEXCORPORATION制造)的测量原理如下:将流动颗粒拍摄为静态图像,并分析该图像。将添加入样品室的样品使用样品吸取注射器转移至平面鞘层流动池(flat sheath flow cell)。将该转移至平面鞘层流动池的样品夹在鞘液(sheath liquid)之间形成平流。经平面鞘层流动池内部通过的样品使用频闪光以1/60秒间隔照射,从而流动颗粒可拍摄为静态图像。此外,由于颗粒流是平面的(flat),因此所述颗粒在焦点下拍照。颗粒图像使用CCD照相机拍摄,所拍摄的图像在以下图像处理分辨率下进行图像处理:一个视野由512×512像素组成,且每个像素尺寸为0.37μm×0.37μm,从而各颗粒图像的边界被取样。然后,测量各颗粒图像的投影面积、周长等。
接着,测量各测量颗粒图像的投影面积S和颗粒投影图像的周长L。使用该面积S和周长L的值,确定圆当量直径和圆形度。将所述圆当量直径定义为具有与颗粒图像投影面积相同面积的圆的直径,将所述圆形度定义为通过将由圆当量直径确定的圆直径除以颗粒投影图像的周长得到的值,该圆当量直径和圆形度由以下方程计算。
圆当量直径C=2×(π×S)1/2/L
当颗粒图像为完全圆形时,图像中颗粒的圆形度为1.000。随着颗粒图像的周长不均匀度增加,颗粒的圆形度下降。
在计算各颗粒的圆形度后,将该圆形度分配至通过将范围0.200-1.000之间的圆形度分割成800份得到的通道。平均值通过使用每个通道的中心值作为代表性值计算,以计算平均圆形度。
具体测量方法如下所述。将0.02g表面活性剂,优选十二烷基苯磺酸钠盐作为分散剂加入20ml离子交换水中,然后将0.02g测量样品加入该混合物中。添加样品后,将该混合物用具有振荡频率为50kHz和电输出为150W的桌面超声清洗和分散机(如“VS-150”(VELVO-CLEAR制造))进行分散处理2分钟,从而得到用于测量的分散液。此时,将该分散液适宜地冷却,以具有10℃以上至40℃以下的温度。
在该测量中使用安装有标准物镜(10倍放大率)的流式颗粒图像分析仪,使用颗粒鞘层“PSE-900A”(SYSMEXCORPORATION制造)作为鞘液。将按照该步骤制备的分散液导入该流式颗粒图像分析仪中,并根据HPF测量模式的总计数模式测量3,000个调色剂颗粒的粒径。然后,在将颗粒分析时的二值化阈值设定为85%且待分析的粒径限制为各自相应于2.00μm以上至200.00μm以下圆当量直径的粒径的情况下,测定所述调色剂的平均圆形度。
测量开始前,通过使用标准乳胶颗粒(通过用离子交换水稀释例如Duke Scientific制造的5200A而获得)进行自动调焦。其后,调焦优选自测量开始起每两小时进行一次。
应该指出的是,在各实例中,使用收到由SYSMEXCORPORATION颁发的校准证书的流式颗粒图像分析仪,除了将待分析的粒径限制为各自相应于圆当量直径为2.00μm以上至200.00μm以下的粒径,测量在与收到校准证书时相同的测量和分析条件下进行。
<调色剂重均粒径(D4)的测量方法>
调色剂的重均粒径(D4)采用基于孔电阻法的精密粒度分布测量设备测量,同时将有效测量通道数设定为25,000,所述设备设置有100μm口管(aperture tube)“Coulter Counter Multisizer3”(注册商标,Beckman Coulter,Inc制造)和该设备包含的用于设定测量条件和分析测量数据的专用软件“Beckman CoulterMultisizer 3 Version 3.51”(Beckman Coulter,Inc制造)。分析该测量数据以计算重均粒径。
可使用通过在离子交换水中溶解试剂级氯化钠以具有约1质量%浓度而制备的电解质溶液,例如“ISOTON II”(BeckmanCoulter,Inc制造)可作为在该测量中使用的电解质溶液。
应该指出的是,在测量和分析前将该专用软件如下所述设定。
在该专用软件的“改变标准测量法(SOM)”界面中,将控制模式的总计数数量设定为50,000个颗粒,将测量次数设定为1,通过使用“各自具有粒径为10.0μm的标准颗粒”(BeckmanCoulter,Inc制造)得到的值设定为Kd值。阈值和噪声水平通过按下阈值/噪声水平测量按钮自动设定。另外,将电流设定为1,600μA,将增益设定为2,将电解质溶液设定为ISOTON II,在关于测量后是否冲洗口管的选择框中打勾。
在该专用软件的“脉冲向粒径转化设定”界面中,将箱(bin)间隔设定为对数粒径,将粒径箱数设定为256,将粒径范围设定为2μm-60μm。
具体测量方法如下所述。
(1)将约200ml所述电解质溶液加入Multisizer 3专用的250ml圆底玻璃烧杯中。将该烧瓶放置在样品台上,并用搅拌棒以24圈/秒逆时针方向搅拌该烧杯中的电解质溶液。然后,通过该分析软件的“孔洗(aperture flush)”功能除去口管中的污垢和泡沫。
(2)将约30ml电解质溶液加入100ml平底玻璃烧杯中,并将通过使用三倍质量的离子交换水稀释“Contaminon N”(用于洗涤精确测量装置的中性洗涤剂的10质量%水溶液,其由非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和有机增洁剂组成,pH为7,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)而制备的稀释溶液约0.3ml作为分散剂加入该电解质溶液中。
(3)将预定量的离子交换水加入超声分散单元“UltrasonicDispersion System Tetra 150”(由Nikkaki Bios Co.Ltd.制造)的水箱中,在该超声分散单元中设有两个各自具有振荡频率为50kHz的振荡器,以形成180°的反相,并且其具有120W的电输出。将约2ml Contaminon N加入该水箱中。
(4)将(2)部分的烧杯放在所述超声分散单元的烧杯固定孔中,并运转该超声分散单元。然后,调节烧杯的高度,以使得烧杯中的电解质溶液的液面可与来自超声分散单元的超声波最大限度地发生共振。
(5)在(4)部分的烧杯中的电解质溶液用超声波辐射的状态下,将约10mg调色剂逐渐加入并分散于该电解质溶液中。然后,继续额外进行超声分散处理60秒。应该指出的是,在超声分散时,将所述水箱中的水温适宜地调节至10℃以上至40℃以下。
(6)将已经分散调色剂的(5)部分中的电解质溶液用吸液管滴入置于样品台上的(1)部分中的圆底烧杯中,并将要测量的调色剂浓度调节为约5%。然后,进行测量直至测量50,000个颗粒的粒径。
(7)使用包括在该设备中的专用软件分析测量数据,并计算重均粒径(D4)。应该指出的是,当该专用软件设置为显示以vol%为单位的图表时,在该专用软件的“分析/体积统计值(算术平均值)”界面中的“平均直径”即为重均粒径(D4)。
<调色剂的比表面积>
将样品的表面通过使用比表面积测量设备Tristar3000(Shimadzu Corporation制造)吸收氮气,并通过采用BET多点法计算调色剂的比表面积。
样品池圆型烧瓶型(球形部分的内体积为约5cm3)
样品量  1.0g
<调色剂的毛细管压力>
将5.5g调色剂轻轻充填入测量池中,将该池用SANKYOPIO-TECH.CO.,Ltd.制造的Tapping Machine PTM-1型以30次/min的轻敲速率进行轻敲操作1分钟。将如此得到的样品放入SANKYO PIO-TECH.CO.,Ltd.制造的WTMY-232A型Wet Tester中,并测量调色剂的毛细管压力。
该毛细管压力通过恒定流速法测定。
溶剂              45vol%甲醇水溶液
测量模式          恒定流速法(A2模式)
液体流速          2.4ml/min
测量池            Y型测量池
应该指出的是,调色剂的表面张力常数通过使用所得的毛细管压力由上述方程计算。
<来自双组分法的调色剂摩擦带电量>
在50ml聚酯瓶中称量9.2g磁性载体。在该磁性载体上称量0.8g调色剂,将该调色剂与磁性载体的层压体在常温常湿环境(23℃,60%)下进行湿度调节24小时。湿度调节后,盖上该聚酯瓶,并用滚磨机以1圈/秒的速率旋转15次。随后,将该含样品的聚酯瓶连接在振动器上,并以150次/min的击打下振动,以使得调色剂与磁性载体混合5分钟,从而制备用于测量的显影剂。
使用吸取分离型电荷量测量装置SepasoftS TC-1-C1型(SANKYO PIO-TECH.C O.,Ltd.制造)作为用于测量摩擦带电量的装置。将具有20μm孔的筛网(金属网)放置在样品承载器(holder)(法拉第笼)底部,将0.10g显影剂放置于该网上,并盖上该承载器。此时称量样品承载器的总质量,并以W1(g)表示。接下来,将样品承载器安装在该装置的主体上,并通过调节空气量控制阀将吸取压设定为2kPa。在此状态下,通过吸取2分钟而除去调色剂。此时的电量用Q(μC)表示。另外,称量吸取后样品承载器的总质量,并由W2(g)表示。由于如此测定的Q对应于载体电荷测量值,因此调色剂的摩擦带电量与Q极性相反。该显影剂的摩擦带电量绝对值(mC/kg)由以下方程计算。应该指出的是,所述测量同样在常温常湿环境(23℃,60%)下进行。
摩擦带电量(mC/kg)=Q/(W1-W2)
以下,将描述本发明的具体实施例。然而,本发明并不仅限于这些实施例。
<载体的生产>
[多孔磁性核颗粒的生产实施例1]
1、称重和混合步骤
称量以下材料。
Fe2O3            66.5质量%
MnCO3            28.1质量%
Mg(OH)2          4.8质量%
SrCO3            0.6质量%
将水加入上述铁氧体原料中,并对该混合物用球磨机进行湿混。
2、临时煅烧步骤
将上述混合物干燥并粉碎,然后将其在900℃煅烧2小时,从而生产铁氧体。
3、粉碎步骤
将所述铁氧体用破碎机粉碎成各自具有粒径约0.1-1.0mm的颗粒。其后,将水加入颗粒中,并将得到的颗粒用湿球磨机细碎成各自具有粒径为0.1-0.5μm的颗粒,从而得到铁氧体浆料。
4、造粒步骤
将5%作为孔形成剂的聚酯细颗粒(具有重均粒径2μm)和2%作为粘结剂的聚乙烯醇加入所述铁氧体浆料中,并将该混合物用Spray Dryer(生产商:OHKAWARA KAKOHKI CO.,LTD.)造粒成球形颗粒。
5、煅烧步骤
将所述球形颗粒在电炉中于具有氧浓度为1.0%的氮气气氛下在1,200℃煅烧4小时,并在无氧氮气气氛下在750℃煅烧30分钟。
6、分选步骤1
将得到的煅烧产物用具有250μm孔的筛子筛选,以除去粗颗粒。
7、分选步骤2
将得到的颗粒用空气分级器(Elbow Jet Lab EJ-L3,NittetsuMining Co.,Ltd.制造)分级,从而得到多孔磁性核颗粒1。
[多孔磁性核颗粒的生产实施例2、3和10]
除了将在造粒步骤中聚酯细颗粒的添加量由5%变为10%;和将造粒步骤中聚乙烯醇的添加量由2%变为4%之外,磁性载体的多孔磁性核颗粒2采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
除了将在造粒步骤中聚酯细颗粒的添加量由5%变为3%之外,磁性载体的多孔磁性核颗粒3采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
除了将在造粒步骤中聚酯细颗粒的添加量由5%变为20%;和将造粒步骤中聚乙烯醇的添加量由2%变为7%之外,磁性载体的多孔磁性核颗粒10采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
[多孔磁性核颗粒的生产实施例4]
除了在所述煅烧步骤和分选步骤1之间进行以下煅烧步骤2:将得到的煅烧产物在氮气气氛下于800℃煅烧1小时之外,多孔磁性核颗粒4采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
[多孔磁性核颗粒的生产实施例5]
除了在所述煅烧步骤中,将所述球形颗粒在电炉中于具有氧浓度为1.5%的氮气气氛下在1,150℃煅烧4小时之外,多孔磁性核颗粒5采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
[多孔磁性核颗粒的生产实施例6]
除了使用以下铁氧体原料之外,多孔磁性核颗粒6采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
Fe2O3       75.0质量%
ZnO         13.0质量%
CuO         12.0质量%
[多孔磁性核颗粒的生产实施例7]
除了使用以下铁氧体原料之外,多孔磁性核颗粒7采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
Fe2O3        78.0质量%
ZnO          12.0质量%
CuO          10.0质量%
[多孔磁性核颗粒的生产实施例8、9和13]
除了改变在造粒步骤中使用Spray Dryer喷雾的条件和在分选步骤2中使用空气分级器(Elbow Jet Lab EJ-L3,NittetsuMining Co.,Ltd.制造)的分级条件之外,多孔磁性核颗粒8、9和13各自采用与多孔磁性核生产实施例1中相同的方式获得。
应该指出的是,在生产多孔磁性核颗粒8和13的每种时,Spray Dryer的喷雾盘转数增加,并改变条件以使得在空气分级时除去大颗粒。
另外,在生产多孔磁性核颗粒9时,Spray Dryer的喷雾盘转数下降,同时,改变条件以使得在空气分级时除去小颗粒。
[多孔磁性核颗粒的生产实施例11]
除了将在造粒步骤中聚酯细颗粒的添加量由5%变为1%;和在煅烧步骤中,将所述球形颗粒在电炉中于具有氧浓度为0.5%的氮气气氛下在1,100℃煅烧4小时之外,多孔磁性核颗粒11采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
[多孔磁性核颗粒的生产实施例12]
除了使用以下铁氧体原料之外,多孔磁性核颗粒12采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。
Fe2O3       69.0质量%
ZnO         16.0质量%
CuO         15.0质量%
[磁性核颗粒1]
使用具有如表1所示的物理性质的球形铁粉作为磁性核颗粒。
将上述粉末定义为磁性核颗粒1。
[磁性核颗粒2的生产实施例]
除了在造粒步骤中未使用聚酯细颗粒;和在煅烧步骤中,将所述球形颗粒在电炉中于具有氧浓度为1.0%的氮气气氛下在1,300℃煅烧4小时之外,磁性核颗粒2采用与多孔磁性核颗粒生产实施例1中相同的方式获得。得到的磁性核颗粒2不是各自具有多孔形状的颗粒。
这里,表1示出多孔磁性核颗粒和磁性核颗粒的物理性质。
[表1]
 
核颗粒 基于体积的50%粒径D50(μm)   电阻率(Ω·cm) 堆积密度ρ1(g/cm2 真密度ρ2(g/cm2) ρ1/ρ2
多孔磁性核颗粒1 36 6.7×106 1.72 4.94 0.35
多孔磁性核颗粒2 40 4.2×107 1.08 4.85 0.22
多孔磁性核颗粒3 50 5.2×105 2.01 4.93 0.41
多孔磁性核颗粒4 42 2.1×103 1.72 4.74 0.36
多孔磁性核颗粒5 65 4.8×107 1.61 4.88 0.33
多孔磁性核颗粒6 43 5.8×105 1.72 5.02 0.34
多孔磁性核颗粒7 41 1.2×106 2.11 5.18 0.41
多孔磁性核颗粒8 24 6.8×106 1.70 4.92 0.35
多孔磁性核颗粒9 75 7.0×106 1.79 4.94 0.36
多孔磁性核颗粒10 42 7.3×107 0.72 4.76 0.15
多孔磁性核颗粒11 52 4.2×104 2.56 4.98 0.51
多孔磁性核颗粒12 75 8.2×108 1.83 5.02 0.36
多孔磁性核颗粒13 15 7.4×106 1.75 4.93 0.35
磁性核颗粒1 43 2.7×102 4.31 7.91 0.54
磁性核颗粒2 38 4.2×106 2.72 4.80 0.57
[磁性载体的生产实施例1]
1、树脂液的制备步骤
直链硅酮(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KR255)
                                      20.0质量%
γ-氨丙基三乙氧基硅烷                 0.5质量%
甲苯                                 79.5质量%
将上述材料混合,从而制得树脂液1。
2、树脂引入步骤
将所述多孔磁性核颗粒1使用树脂液1填充,以使得该硅酮树脂的质量占多孔磁性核颗粒质量的10质量%。将颗粒通过使用通用混合搅拌机(产品名:NDMV;Fuji Paudal CO.,1td.制造)在50kPa真空度下使用所述树脂液填充,同时将颗粒加热至70℃。该树脂液1在0分钟、10分钟和20分钟以三部分加入。填充后,将颗粒搅拌1小时。
3、干燥步骤
通过采用通用混合搅拌机(产品名NDMV;Fuji Paudal CO.,1td.制造)在5kPa真空度下除去甲苯,同时将颗粒在100℃下加热5小时。
4、固化步骤
将得到的颗粒用烘箱在氮气气氛下于200℃加热3小时,以使所述树脂固化。
5、筛分步骤
将得到的颗粒使用振动筛(300MM-2型,TSUTSUISCIENTIFIC INSTRUMENTS CO.,LTD.制造,孔径75μm)筛分,从而得到含树脂的磁性颗粒1。该含树脂的磁性颗粒1定义为磁性载体1。表2示出得到的磁性载体的物理性质。
应该指出的是,这里得到的磁性载体1具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例2]
在磁性载体生产实施例1的树脂引入步骤中,使用多孔磁性核颗粒2代替多孔磁性核颗粒1,该多孔磁性核颗粒引入有所述树脂,以使得树脂的质量占颗粒质量的20质量%。
除了上述变化之外,将含树脂的磁性颗粒2采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式得到。将该含树脂的磁性核颗粒2定义为磁性载体2。
应该指出的是,这里得到的磁性载体2具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例3]
在磁性载体生产实施例1的树脂引入步骤中,使用多孔磁性核颗粒3代替多孔磁性核颗粒1,该多孔磁性核颗粒引入有所述树脂,以使得树脂的质量占颗粒质量的5质量%。
除了上述变化之外,含树脂的磁性颗粒3采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式得到。将该含树脂的磁性核颗粒3定义为磁性载体3。
应该指出的是,这里得到的磁性载体3具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例4-7、10、11和14]
除了使用以下多孔磁性核颗粒代替在磁性载体生产实施例1的树脂引入步骤中的多孔磁性核颗粒1之外,含树脂的磁性颗粒4-7、10、11和14采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式获得。将得到的含树脂的磁性颗粒4-7、10、11和14分别定义为磁性载体4-7、10、11和14。
磁性载体4:使用多孔磁性核颗粒4。
磁性载体5:使用多孔磁性核颗粒5。
磁性载体6:使用多孔磁性核颗粒6。
磁性载体7:使用多孔磁性核颗粒7。
磁性载体10:使用多孔磁性核颗粒10。
磁性载体11:使用多孔磁性核颗粒11。
磁性载体14:使用多孔磁性核颗粒14。
应该指出的是,这里得到的每种磁性载体均具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例8]
1、树脂液的制备步骤
聚甲基丙烯酸甲酯(MW=56,000)         1.2质量%
甲苯                                 98.8质量%
将上述材料混合,从而得到树脂液2。
2、树脂引入步骤
将多孔磁性核颗粒1使用树脂液2填充,以使得聚甲基丙烯酸甲酯的质量占多孔磁性核颗粒质量的4质量%。通过采用通用混合搅拌机(产品名NDMV;Fuji Paudal CO.,1td.制造)在60℃下使用该树脂液填充该颗粒。将所述树脂液2在0分钟、10分钟和20分钟以三部分加入。填充后,搅拌该颗粒1小时。
3、干燥步骤
采用通用混合搅拌机(产品名NDMV;Fuji Paudal CO.,1td.制造)在5kPa真空度下除去甲苯,同时将颗粒在100℃下加热5小时。
4、固化步骤
将得到的颗粒用烘箱在氮气气氛下于220℃加热3小时,以使所述树脂固化。
5、筛分步骤
将得到的颗粒使用振动筛(300MM-2型,TSUTSUISCIENTIFIC INSTRUMENTS CO.,LTD.制造,孔径75μm)筛分,从而得到含树脂的磁性颗粒8。将该含树脂的磁性颗粒8定义为磁性载体8。
应该指出的是,这里得到的磁性载体8具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例9]
除了在磁性载体生产实施例1的筛分步骤后,将磁性载体1使用冲击型空气粉碎机粉碎,然后用空气分级器(Elbow Jet LabEJ-L3,Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造)分级之外,含树脂的磁性颗粒9采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式得到。将含树脂的磁性颗粒9定义为磁性载体9。
应该指出的是,这里得到的磁性载体9具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例12]
除了将多孔磁性核颗粒2变为多孔磁性核颗粒10之外,含树脂的磁性颗粒12采用与磁性载体生产实施例2中相同的方式得到。将含树脂的磁性颗粒12定义为磁性载体12。
应该指出的是,这里得到的磁性载体12具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例13]
除了将多孔磁性核颗粒3变为多孔磁性核颗粒11之外,含树脂的磁性颗粒13采用与磁性载体生产实施例3中相同的方式得到。将含树脂的磁性颗粒13定义为磁性载体13。
应该指出的是,这里得到的磁性载体13具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例15]
在磁性载体生产实施例1的树脂引入步骤中,改变加入的树脂液的量以使得硅酮树脂的质量占多孔磁性核颗粒质量的3质量%,并将树脂液1全部量在0分钟处加入。
除了上述变化之外,含树脂的磁性颗粒15采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式获得。将含树脂的磁性颗粒15定义为磁性载体15。
应该指出的是,这里得到的磁性载体15具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
[磁性载体生产实施例16]
除了在该生产实施例的树脂引入步骤中将多孔磁性核颗粒2变为多孔磁性核颗粒13之外,磁性颗粒采用与磁性载体生产实施例2中相同的方式得到。得到的磁性颗粒具有使用充填入颗粒孔中的树脂涂覆表面的多孔磁性核颗粒。
将20质量%得到的磁性颗粒和80质量%的磁性载体1混合,从而得到含树脂的磁性颗粒16。将该含树脂的磁性颗粒16定义为磁性载体16。
[磁性载体生产实施例17]
除了在该生产实施例的固化步骤和筛分步骤之间实施以下4-2~4-5步骤之外,含树脂的磁性颗粒17采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式获得。将含树脂的磁性颗粒17定义为磁性载体17。
应该指出的是,在这里得到的磁性载体17中,多孔磁性核颗粒的孔使用源自树脂液1的树脂填充,且每个颗粒的表面均使用源自树脂液3的树脂与该树脂一起涂覆。
4-2、树脂液制备步骤2
氟-丙烯酸树脂(丙烯酸全氟辛基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物;Mw=86,000)                           10质量%
三聚氰胺树脂细颗粒(体积平均粒径350nm)     5质量%
甲苯                                      85质量%
将上述材料混合,从而得到树脂液3。
4-3、树脂引入步骤
将树脂液3施涂于多孔磁性核颗粒1上,该多孔磁性核颗粒1通过采用通用混合搅拌机(产品名NDMV;Fuji Paudal co.,1td制造)在70℃下使用固化步骤完成后的所述树脂填充,以使得树脂的固体浓度为1质量%。应该指出的是,初始加入树脂液3的全部量,将得到的颗粒搅拌2小时。
4-4、干燥步骤2
采用常规混合搅拌机(产品名NDMV;Fuji Paudal co.,1td制造)在5kPa真空度下除去甲苯,同时将颗粒在90℃加热5小时。
4-5、固化步骤2
将得到的颗粒在230℃下加热2.5小时以使得该树脂固化。
[磁性载体生产实施例18和19]
在磁性载体生产实施例1的树脂引入步骤中,使用磁性核颗粒1或磁性核颗粒2代替多孔磁性核颗粒1,并将该磁性核颗粒1或2使用硅酮树脂涂覆,以使得树脂质量占颗粒质量的1质量%。
除了上述变化之外,树脂涂覆的磁性颗粒18和树脂涂覆的磁性颗粒19采用与磁性载体生产实施例1中相同的方式获得。将该树脂涂覆的磁性颗粒18定义为磁性载体18,将该树脂涂覆的磁性颗粒19定义为磁性载体19。
Figure A200810108630D00551
<调色剂的生产>
[调色剂生产实施例1]
杂化树脂(Hybrid Resin)1的生产
向滴液漏斗中装入2.0mol苯乙烯、0.21mol丙烯酸2-乙基己酯、0.14mol富马酸、0.03molα-甲基苯乙烯的二聚体和0.05mol过氧化二枯基作为用于乙烯基聚合物单元的材料。向4L四颈玻璃烧瓶中装入7.0mol聚氧化丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、3.0mol聚氧化乙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷、3.0mol对苯二酸、1.9mol偏苯三酸酐、5.0mol富马酸和0.2g钛酸四丁酯作为用于聚酯单元的材料。将温度计、搅拌棒、冷凝器和氮气导管安装在该四颈烧瓶上,并将该四颈烧瓶置于电加热套(mattleheater)中。接着,用氮气置换该四颈烧瓶内的空气,然后将烧瓶的温度逐渐升高,同时搅拌烧瓶内的混合物。然后,由所述滴液漏斗向烧瓶中经6小时滴加上述用于获得乙烯基聚合物单元的单体和聚合引发剂,同时在145℃温度下搅拌烧瓶内的混合物。接着,将得到的产物的温度升至200℃,然后使该产物进行反应6小时,从而得到杂化树脂1。杂化树脂1具有145,000的重均分子量(Mw),和4,500的数均分子量(Mn),通过GPC测量为15,500的峰值分子量,并具有61℃的Tg和45mgKOH/g的酸值。
上述杂化树脂1                            100质量份
精制常规石蜡(DSC在70℃处具有最高吸热峰)   5质量份
C.I.颜料蓝15:3                           5质量份
将上述材料使用亨舍尔混合器(FM-75型,Mitsui MiikeMachinery Co.,Ltd.制造)良好混合,然后将混合物用温度设定为130℃的双轴挤出机(PCM-30型,Ikegai,Ltd.制造)捏合。冷却得到的捏合产物,并使用锤碎机粗碎为尺寸为1mm以下的产物,从而得到粗碎产物。将该得到的粗碎产物通过采用利用高压气体的冲击型空气粉碎机细碎。得到的细碎产物具有4.9μm的重均粒径(D4)和0.915的平均圆形度。
接着,将得到的细碎产物用图2所示的表面改性设备进行表面处理。将该细碎的产物数次装入表面改性设备中(每次装填1.3kg),并在分散转子32的转数设定为6,300rpm(对应于130m/sec的最外部分的圆周速率)下进行表面处理70秒,同时在分级转子35的转数设定为8,200rpm下将细颗粒从所述产物中除去。换言之,在完成由原料进料口39装入细碎产物后,将该产物处理70秒,然后通过打开产物排出阀41将其作为处理过的产物取出。
该表面改性设备的设置如下所述。将十个方形盘33放置在分散转子32的上部,导向环36与分散转子32上的各方形盘33之间的间隔设定为30mm,分散转子32与衬垫34之间的间隔设定为5mm。另外,鼓风机风量设定为14m3/min,通过夹套的冷却剂的温度和冷风温度T1各自设定为-10℃。所述设备在该状态下连续运转20分钟,从而将分级转子35后部的温度T2稳定在27℃。
进一步地,使用网面固定的风力筛Hi-bloter从上述处理的产物中除去粗粉,其中将具有直径30cm、孔径29μm和金属丝平均直径30μm的金属网(NR-300型,Shin Tokyo Kikai KK制造:金属网后面安装有气刷)放置在5m3/min风量下,从而得到调色剂颗粒。
将1.0质量份具有数均粒径40nm并经疏水处理的氧化钛细粉,和0.5质量份具有数均粒径110nm并经疏水处理的二氧化硅细粉作为无机细颗粒外部添加,并与100质量份得到的调色剂颗粒混合,从而得到调色剂1。
[调色剂生产实施例2]
在调色剂生产实施例1中,使用由2.0mol对苯二酸、0.1mol偏苯三酸酐和2.1mol聚氧化丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷合成的聚酯树脂1代替杂化树脂1。
聚酯树脂1具有38,000的重均分子量(Mw)、6,000的数均分子量(Mn)和通过GPC测定为8,500的峰值分子量,并具有55℃的Tg和38mg KOH/g的酸值。
另外,使用5质量份C.I.颜料红122代替5质量份C.I.颜料蓝15:3。
进一步地,进行表面处理150秒,同时在分级转子35的转数设定为7,300rpm、分散转子的转数设定为5,800rpm下除去细颗粒,通过夹套的冷却剂温度和冷风温度T1均设定为-20℃。
除上述变化外,调色剂2采用与调色剂生产实施例1中相同的方式获得。
[调色剂生产实施例3]
除了使用4质量份C.I.颜料黄74代替调色剂生产实施例2中的5质量份C.I.颜料红122之外,调色剂3采用与调色剂生产实施例2中相同的方式获得。
[调色剂生产实施例4]
在调色剂生产实施例1中,使用由78.4质量%苯乙烯、20.8质量%丙烯酸正丁酯、2.0质量%甲基丙烯酸和0.8质量%2,2-双(4,4-二叔丁基过氧环己基)丙烷合成的苯乙烯丙烯酸类树脂1代替杂化树脂1。
苯乙烯丙烯酸类树脂1具有35,000的重均分子量(Mw)、8,000的数均分子量(Mn)和通过GPC测定为12,000的峰值分子量,并具有63℃的Tg和10mg KOH/g的酸值。
另外,使用5质量份炭黑代替5质量份C.I.颜料蓝15:3,和使用4质量份Fischer-Tropsch蜡(DSC在77.0℃处具有最高吸热峰)代替5质量份精制常规石蜡。
除了上述变化之外,调色剂4采用与调色剂生产实施例1相同的方式获得。
[调色剂生产实施例5]
苯乙烯                   3质量份
丙烯酸正丁酯             6质量份
丙烯腈                   9质量份
过氧化二叔丁基           1质量份
将80质量份二甲苯和10质量份聚乙烯蜡加入反应容器中,将该混合物的温度升至170℃。向该混合物中经4小时滴加上述组分的混合液。进一步地,将得到的混合物的温度在170℃保持1小时。其后,通过蒸馏除去有机溶剂,并将得到的聚合物进行冷拉伸、固化和粉碎,从而得到具有将聚烯烃接枝于乙烯基树脂上的结构的接枝聚合物1。
上述杂化树脂1                            100质量份
精制常规石蜡(DSC在70℃处具有最高吸热峰)  5质量份
C.I.颜料蓝15:3                           5质量份
上述接枝聚合物1                          2质量份
将上述材料使用亨舍尔混合器(FM-75型,Mitsui MiikeMachinery Co.,Ltd.制造)良好混合,然后将混合物用温度设定为130℃的双轴挤出机(PCM-30型,Ikegai,Ltd.制造)捏合。冷却得到的捏合产物,并将其使用锤碎机粗碎为具有尺寸为1mm以下的产物,从而得到粗碎产物。将该得到的粗碎产物使用采用高压气体的冲击型空气粉碎机细碎。
将得到的细碎产物用图1所示的表面改性设备进行表面改性。表面改性时的条件如下:原料供给速率为2.0kg/hr,热风的排出温度为220℃。
接着,将表面改性的细碎产物使用利用Coanda作用的空气分级机(Elbow Jet Lab EJ-L3,Nittetsu Mining Co.,Ltd.制造)分级,以同时分级并除去细粉和粗粉,从而得到具有5.1μm重均粒径(D4)的调色剂颗粒。
将1.5质量份具有数均粒径为40nm并经疏水处理的氧化钛细粉,和0.8质量份具有数均粒径110nm并经疏水处理的二氧化硅细粉作为无机细颗粒外部加入,并与100质量份得到的调色剂颗粒混合,从而得到调色剂5。
[调色剂生产实施例6]
在调色剂生产实施例5中,将100质量份由2.0mol对苯二酸、0.1mol偏苯三酸酐和2.1mol丙二醇合成的聚酯树脂2用作粘结剂树脂,替代100质量份的杂化树脂1。
聚酯树脂2具有24,000的重均分子量(Mw),5,500的数均分子量(Mn)和通过GPC测定为8,000的峰值分子量,并具有55℃的Tg和64mg KOH/g的酸值。
另外,使用10质量份精制常规石蜡(DSC在60℃下具有最高吸热峰)替代5质量份的精制常规石蜡(DSC在70℃下具有最高吸热峰)。
在表面改性时的原料供给速率和热风排出温度分别改为1.0kg/hr和280℃下进行表面改性。
除了上述变化之外,调色剂6采用与调色剂生产实施例5中相同的方式得到。
[调色剂生产实施例7]
除了将调色剂生产实施例1中的精制常规石蜡(DSC在70℃下具有最高吸热峰)变为聚丙烯蜡(DSC在130℃下具有最高吸热峰),和表面改性设备的分散转子32的转数由5,800rpm变为1,000rpm之外,调色剂7采用与调色剂生产实施例1中相同的方式得到。
[调色剂生产实施例8]
除了将调色剂生产实施例1中的精制常规石蜡(DSC在70℃下具有最高吸热峰)变为精制常规石蜡(DSC在43℃下具有最高吸热峰)之外,调色剂8采用与调色剂生产实施例1中相同的方式获得。
[调色剂生产实施例9]
在调色剂生产实施例5中,将5质量份精制常规石蜡(DSC在70℃下具有最高吸热峰)变为20质量份精制常规石蜡(DSC在45℃下具有最高吸热峰),且不使用接枝聚合物1。
另外,在表面改性时的原料供给速率和热风排出温度分别设定为1.0kg/hr和330℃下进行表面改性。
除了上述变化之外,调色剂9采用与调色剂生产实施例5中相同的方式得到。
[调色剂生产实施例10]
除了在未使用调色剂生产实施例1中的精制常规石蜡(DSC在70℃下具有最高吸热峰)之外,调色剂10采用与调色剂生产实施例1中相同的方式得到。
[调色剂生产实施例11]
除了使用1质量份精制常规石蜡(DSC在60℃下具有最高吸热峰)替代调色剂生产实施例1中的5质量份精制常规石蜡(DSC在43℃下具有最高吸热峰)之外,调色剂11采用与调色剂生产实施例1中相同的方式得到。
表3显示了上述获得的调色剂的物理性质。
[表3]
Figure A200810108630D00621
[实施例1-20和比较例1-10]
下面,将双组分显影剂和补充显影剂通过组合如表4所示的由此制备的磁性载体和调色剂而生产。
每种双组分显影剂均包含90质量%:10质量%配混比的磁性载体和调色剂。
在实施例19和比较例7中使用的补充显影剂包含配混比5质量%:95质量%的磁性载体和调色剂,根据其它实施例和比较例任意一个的补充显影剂仅包含调色剂(调色剂含量100质量%)。
[表4]
Figure A200810108630D0062101340QIETU
Figure A200810108630D00631
*1通过双组分法采用所述调色剂和磁性载体测量的调色剂摩擦带电量的绝对值
下面,将彩色复印机CLC-5100(Canon Inc.制造)如下改装:用PFA管替换该机器定影单元的定影辊表面层;除去油施加机构。图像通过采用该改装装置输出,并进行评估试验。该机器的显影装置用400g双组分显影剂装填,根据需要,使用与打印相关的补充显影剂补充。
另外,在实施例19和比较例7中,改装CLC-5100的显影装置,以使得补充显影剂能够由补充显影剂导入口105导入,过量的磁性载体由位于显影装置的显影室中的排出口106排出(见图4)。
耐久试验在以下条件下进行。在该耐久试验之前和之后评估每幅图像的下述各种项目。表5-7显示了评估结果。
打印环境       温度23℃/湿度60%RH(以下称作“N/N”)
温度23℃/湿度5%RH(以下称作“N/L”)
纸             彩色激光复印纸(81.4g/m2)
               (可由Canon Marketing Japan Inc.获得)
图像形成速率   400mm/sec
初始图像       具有50%图像面积的实心图像
打印张数       100,000张
<点再现性>
在调节来自CLC-5100(Canon Inc.制造)的激光束的斑直径,以使得图像承载构件上的单点的面积成为20,000μm2以上至小于25,000μm2的同时,形成单点图像。
使用数字显微镜VHX-500(安装有宽范围变焦镜VH-Z100的透镜,KEYENCE CORPORATION制造)测量1,000个点的面积。
计算所述点面积的数量平均值(S)和标准偏差(σ),由以下方程计算点再现性指数。
点再现性指数(I)=(σ/S)×100
A:I低于4.0。
B:I为4.0以上至小于6.0。
C:I为6.0以上至小于8.0。
D:I为8.0以上。
<载体粘附>
在调节显影电压以使得调色剂在纸上的负载水平为0.1mg/cm2的同时,打印实心图像(1cm×1cm)。
当所述实心图像在图像承载构件上使用调色剂显影时,关闭复印机主体的电源,使用光学显微镜计数附着在图像承载构件上的磁性载体数量。
A:3以下
B:4以上至10以下
C:11以上至20以下
D:21以上
<图像承载构件上缺陷的产生>
在调节显影电压以使得调色剂在纸上的负载水平为0.6mg/cm2的同时,打印实心图像(3cm×3cm)。
目视和用放大镜观察在图像上有无条纹产生。
A:没有条纹存在。
B:在图像上存在3条以下各自具有长0.3mm以下的条纹。
C:在图像上存在4条以上至10条以下各自具有长0.3mm以上的条纹。
D:在图像上存在11条以上各自具有长0.3mm以上的条纹。
<前端和后端的密度差>
在调节显影电压以使得调色剂在纸上的负载水平为0.6mg/cm2的同时,打印具有100%图像面积的实心图像(3cm×5cm)。测定得到的图像的“前端图像浓度”和“后端图像浓度”,并基于以下关于密度差的标准评估图像。
应该指出的是,图像浓度均使用Macbeth Co.制造的安装有SPI过滤器的Macbeth Densitometer RD918测量。
前端图像浓度:测量在各自距离图像前端(先打印的部分)0.5cm的三个点处的密度,并将测量值的平均定义为前端图像浓度。
后端图像浓度:测量在各自距离图像后端(后打印的部分)0.5cm的三个点处的密度,并将测量值的平均定义为后端图像浓度。
A:小于0.05
B:0.05以上至小于0.10
C:0.10以上至小于0.20
D:0.20以上
<耐久前的浓度和耐久后的浓度之间的差>
耐久试验前调节显影电压,以使得调色剂在纸上的负载水平为0.6mg/cm2。在该条件下打印具有100%图像面积的实心图像(3cm×3cm)。耐久试验后,在与耐久试验前相同的显影电压下打印具有100%图像面积的实心图像。
图像浓度均使用Macbeth Co.制造的安装有SPI过滤器的Macbeth Densitometer RD918测量,并测量耐久前和后的差值。
A:小于0.05
B:0.05以上至小于0.10
C:0.10以上至小于0.20
D:0.20或更高
<放置前后的浓度差>
在各环境下进行100,000张耐久试验后,确定测量环境“H/H(30℃/80%RH)”。
调节显影电压,以使得调色剂在纸上的负载水平为0.6mg/cm2。在该条件下打印具有100%图像面积的实心图像(3cm×3cm)。打印后24小时,打印同样的图像,并确定放置24小时之前的图像浓度和放置24小时之后的图像浓度之间的差。
A:0.00以上至小于0.05
B:0.05以上至小于0.10
C:0.10以上至小于0.20
D:0.20以上
[表5]
Figure A200810108630D00671
[表6]
Figure A200810108630D00681
[表7]
Figure A200810108630D00691
尽管本发明已经参考示例性实施方案进行描述,但应理解本发明不仅限于公开的示例性实施方案。以下权利要求书的范围符合最宽的解释,从而包括所有的此类改进和等同的结构和功能。
本申请要求2008年2月1日提交的日本专利申请2008-22658号的优先权,在此将其整体引入以作参考。

Claims (9)

1.一种双组分显影剂,其包括磁性载体和调色剂,其中:
所述磁性载体包括含有通过将树脂引入多孔磁性核颗粒的孔中得到的含树脂的磁性颗粒的载体;
当该多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下;
该多孔磁性核颗粒具有1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的电阻率;
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示,该具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体的平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体的平均破碎强度由P2(MPa)表示时,P1为20以上至100以下,P1/P2为0.50以上至1.10以下;
所述调色剂具有各自包含至少粘结剂树脂和蜡的调色剂颗粒;和
所述调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数为3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
2.根据权利要求1所述的双组分显影剂,其中所述磁性载体具有0.70以上至1.10以下的P2/P1。
3.根据权利要求1所述的双组分显影剂,其中所述磁性载体具有20μm以上至70μm以下的D50。
4.根据权利要求1所述的双组分显影剂,其中在频率范围1×102Hz以上至1×104Hz以下所述磁性载体总是具有由介电损耗指数ε”与介电常数ε’之比表示的介电损耗正切tanδ在0.0010以上至0.0450以下的范围内。
5.根据权利要求1所述的双组分显影剂,其中所述多孔磁性核颗粒各自由铁氧体形成,且各自包含氧化Mn。
6.根据权利要求1所述的双组分显影剂,其中所述含树脂的磁性颗粒的每一个的表面用引入所述孔中的树脂涂布。
7.根据权利要求1所述的双组分显影剂,其中所述磁性载体具有1.0×107Ω·cm以上至1.0×1010Ω·cm以下的电阻率。
8.一种用于图像形成方法的补充显影剂,所述方法至少包括以下步骤:使静电潜像承载构件充电;在静电潜像承载构件的表面上形成静电潜像;在显影装置中使用双组分显影剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像通过或不通过中间转印体转印至转印材料上;和将该转印的调色剂图像定影在转印材料上,其中所述显影装置根据显影装置中双组分显影剂的调色剂浓度的下降,使用所述补充显影剂补充,显影装置中过量的磁性载体由该显影装置排出,该补充显影剂基于1质量份磁性载体,以2质量份以上至50质量份以下的配混比包含磁性载体和调色剂,其中:
所述磁性载体包括含有通过将树脂引入多孔磁性核颗粒的孔中得到的含树脂的磁性颗粒的载体;
当该多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下;
该多孔磁性核颗粒具有1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的电阻率;
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示,该具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体的平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体的平均破碎强度由P2(MPa)表示时,P1为20以上至100以下,P1/P2为0.50以上至1.10以下;
所述调色剂具有各自包含至少粘结剂树脂和蜡的调色剂颗粒;和
所述调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数为3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
9.一种图像形成方法,其至少包括以下步骤:使静电潜像承载构件充电;在静电潜像承载构件的表面上形成静电潜像;在显影装置中使用双组分显影剂显影该静电潜像以形成调色剂图像;将该调色剂图像通过或不通过中间转印体转印至转印材料上;和将该转印的调色剂图像定影在转印材料上,其中所述显影装置根据显影装置中双组分显影剂的调色剂浓度的下降,使用所述补充显影剂补充,显影装置中过量的磁性载体由该显影装置排出,其中:
该双组分显影剂和补充显影剂各自包含含有磁性载体和调色剂的显影剂;
该补充显影剂基于1质量份磁性载体,以2质量份以上至50质量份以下的配混比包含调色剂;
所述磁性载体包括含有通过将树脂引入多孔磁性核颗粒的孔中得到的含树脂的磁性颗粒的载体;
当该多孔磁性核颗粒的堆积密度和真密度分别由ρ1(g/cm3)和ρ2(g/cm3)表示时,ρ1为0.80以上至2.40以下,ρ1/ρ2为0.20以上至0.42以下;
该多孔磁性核颗粒具有1.0×103Ω·cm以上至5.0×107Ω·cm以下的电阻率;
当所述磁性载体基于体积的50%粒径(D50)由D50表示,该具有(D50-5μm)以上至(D50+5μm)以下粒径的磁性载体的平均破碎强度由P1(MPa)表示,具有10μm以上至小于20μm粒径的磁性载体的平均破碎强度由P2(MPa)表示时,P1为20以上至100以下,P1/P2为0.50以上至1.10以下;
所述调色剂具有各自包含至少粘结剂树脂和蜡的调色剂颗粒;和
所述调色剂具有通过毛细管吸入时间法测量的在45vol%甲醇水溶液中的调色剂表面张力常数为3.0×10-6kN/m以上至1.0×10-4kN/m以下。
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