CN102998921B - 色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和方法 - Google Patents

色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。所述静电荷图像显影色调剂包含色调剂颗粒和外添剂。所述色调剂颗粒的水分含量为0.1质量％～5.0质量％，所述外添剂的体积平均粒径为约70nm～约400nm且平均圆形度为0.5～0.9。

Description

色调剂、显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和方法
技术领域
本发明涉及静电荷图像显影色调剂、静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
通常，在电子照相方法中，图像是通过包括以下工序在内的多个工序形成的：利用各种手段在使用光电导材料的感光体(静电潜像保持部件)的表面上通过电形成潜像；使用包含色调剂的显影剂使所形成的潜像显影，从而形成显影图像；如有必要，经由中间转印部件将所述显影图像转印至转印部件(例如纸张)的表面；以及通过加热、加压、加热且加压等方式将转印的图像定影。
例如，JP-A-11-174731(专利文献1)提出了“一种色调剂，所述色调剂至少包含：色调剂颗粒；和外添剂，所述外添剂用于实现防止因长期使用而引起的色调剂劣化、防止所述色调剂粘附到感光体表面等目的，其中，所述色调剂具有(a)0.920～0.995的平均圆形度，且在用流式颗粒图像分析仪所测得的颗粒圆形度分布中，圆形度小于0.950的颗粒以个数计占2％～40％，且具有(b)用Coulter法测得的2.0μm～9.0μm的重量平均粒径，所述外添剂至少含有以一次颗粒或二次颗粒状态存在于色调剂颗粒上的、平均长轴尺寸为10μm～400μm且形状系数SF-1为100～130的无机细粉(A)和通过使多个颗粒一体化而形成的、形状系数SF-1大于150的非球形无机细粉(B)”。
JP-A-2004-295110(专利文献2)提出了“一种静电潜像显影色调剂，所述静电潜像显影色调剂包含：通过加聚或缩聚而获得的树脂；和着色剂，其中，所述色调剂具有：(1)0.95～0.99的平均圆形度，(2)2.6μm～7.4μm的平均等价圆直径，(3)小于20mgKOH/g的酸值和7mg KOH/g～57mg KOH/g的羟值，(4)在将所述色调剂于30℃和80％RH的环境下静置2小时后利用Karl Fischer水分仪测得的0.10％以上但小于0.70％的水量，和(5)3000～9500的峰顶分子量和1.5～2.8的Mw/Mn”。
JP-A-2007-121882(专利文献3)提出了“一种用于静电荷图像显影的无磁性色调剂，所述无磁性色调剂包含：有色颗粒，所述有色颗粒是使用包括在含有分散稳定剂的水性分散介质中造粒的过程的方法形成的，其中，所述有色颗粒的体积平均粒径为3μm～10μm，所述用于静电荷图像显影的无磁性色调剂在32℃的温度和80％的相对湿度下的吸收水分量为0.1重量％～0.25重量％”。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电荷图像显影色调剂，所述静电荷图像显影色调剂使色彩条纹的产生得到抑制，同时防止了静电潜像保持部件的磨耗。
根据本发明的第一方面，提供了静电荷图像显影色调剂，所述静电荷图像显影色调剂包含：色调剂颗粒；和外添剂，其中，所述色调剂颗粒的水分含量为0.1质量％～5.0质量％，并且所述外添剂的体积平均粒径为约70nm～约400nm且平均圆形度为0.5～0.9。
本发明的第二方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，所述外添剂的圆形度的标准偏差为约0.3以下。
本发明的第三方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，所述色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
本发明的第四方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，所述外添剂的体积平均粒径为约100nm～约250nm。
本发明的第五方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，所述外添剂的圆形度的标准偏差为约0.1以下。
本发明的第六方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，所述外添剂为多个二氧化硅颗粒。
本发明的第七方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，相对于100质量份的所述色调剂颗粒，所述外添剂的含量为0.9质量份～3.5质量份。
本发明的第八方面提供第一方面所述的静电荷图像显影色调剂，其中，所述外添剂为通过下述过程获得的多个二氧化硅颗粒：制备碱催化剂溶液的过程，其中所述碱催化剂溶液在含醇溶剂中包含浓度为约0.6mol/l～约0.85mol/l的碱催化剂；以及相对于所述醇，以约0.002mol/(mol·min)～约0.009mol/(mol·min)的供应量将四烷氧基硅烷供应到所述碱催化剂溶液中，并且相对于每分钟所供应的所述四烷氧基硅烷的总供应量的每1mol，以约0.1mol～约0.4mol的量供应碱催化剂，从而获得多个二氧化硅颗粒的过程。
根据本发明的第九方面，提供了一种静电荷图像显影剂，所述静电荷图像显影剂包含第一方面所述的静电荷图像显影色调剂。
本发明的第十方面提供第九方面所述的静电荷图像显影剂，其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为约0.3以下。
本发明的第十一方面提供第九方面所述的静电荷图像显影剂，其中，所述静电荷图像显影色调剂的色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
根据本发明的第十二方面，提供了一种色调剂盒，所述色调剂盒包含色调剂容器，所述色调剂容器含有第一方面所述的静电荷图像显影色调剂。
根据本发明的第十三方面，提供了一种用于图像形成装置的处理盒，所述处理盒包含：图像保持部件；和显影单元，所述显影单元使用显影剂使形成在所述图像保持部件的表面上的静电潜像显影，从而形成色调剂图像，其中，所述显影剂对应于第九方面所述的静电荷图像显影剂。
本发明的第十四方面提供第十三方面所述的处理盒，其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为约0.3以下。
根据本发明的第十五方面，提供了一种图像形成装置，所述图像形成装置包含：图像保持部件；充电单元，所述充电单元对所述图像保持部件的表面进行充电；潜像形成单元，所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像；显影单元，所述显影单元使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影，从而形成色调剂图像；和转印单元，所述转印单元将已显影的色调剂图像转印到转印介质上，其中，所述显影剂为第九方面所述的静电荷图像显影剂。
本发明的第十六方面提供第十五方面所述的图像形成装置，其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为约0.3以下。
本发明的第十七方面提供第十五方面所述的图像形成装置，其中，所述静电荷图像显影色调剂的色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
根据本发明的第十八方面，提供了一种图像形成方法，所述图像形成方法包括：对图像保持部件的表面进行充电；在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像；使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影从而形成色调剂图像；和将已显影的色调剂图像转印到转印介质上，其中，所述显影剂为第九方面所述的静电荷图像显影剂。
本发明的第十九方面提供第十八方面所述的图像形成方法，其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为约0.3以下。
本发明的第二十方面提供第十八方面所述的图像形成方法，其中，所述静电荷图像显影色调剂的色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
根据本发明第一方面和第三到第七方面的静电荷图像显影色调剂，与不具有水分含量为0.1质量％～5.0质量％的色调剂颗粒和体积平均粒径为约70nm～约400nm且平均圆形度为0.5～0.9的外添剂的组合的情况相比，能够提供使色彩条纹的产生得到抑制且同时防止静电潜像保持部件的磨耗的静电荷图像显影色调剂。
根据本发明第二方面的静电荷图像显影色调剂，与外添剂的圆形度的标准偏差在上述范围之外的情况相比，可以抑制静电潜像保持部件的不均匀磨耗。
根据本发明第八方面的静电荷图像显影色调剂，与外添剂为通过上述过程以外的其他过程获得的二氧化硅颗粒的情况相比，可以使色彩条纹的产生得到抑制并同时防止静电潜像保持部件的磨耗。
根据本发明第九到第二十方面，与使用不具有水分含量为0.1质量％～5.0质量％的色调剂颗粒和体积平均粒径为约70nm～约400nm且平均圆形度为0.5～0.9的外添剂的组合的静电荷图像显影剂的情况相比，能够提供使色彩条纹的产生得到抑制并同时防止静电潜像保持部件的磨耗的静电荷图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，在附图中：
图1是示意性显示示例性实施方式的图像形成装置的实例的构造的视图；和
图2是示意性显示示例性实施方式的处理盒的实例的构造的视图。
具体实施方式
下文将对本发明的示例性实施方式进行详细描述。
[静电荷图像显影色调剂]
本示例性实施方式的静电荷图像显影色调剂(下文简称其为“色调剂”)包含色调剂颗粒和外添剂。
色调剂颗粒的水分含量为0.1质量％～5.0质量％(或约0.1质量％～约5.0质量％)。
外添剂的体积平均粒径为70nm～400nm(或约70nm～约400nm)且平均圆形度为0.5～0.9(或约0.5～约0.9)。
由于上述构造，本示例性实施方式的色调剂使色彩条纹的产生得到抑制并同时防止了静电潜像保持部件(例如，电子照相感光体)的磨耗。
其原因尚不清楚，但可能是以下原因。
首先，在过去，为了抑制由机械载荷造成的外添剂埋入色调剂颗粒中，已使用球形的大直径外添剂来作为外添剂。
然而，当使用球形的大直径外添剂时，外添剂会穿过清洁刮板和静电潜像保持部件之间的接触部，并可能产生色彩条纹。特别是，当在低温低湿度环境下连续印刷低图像浓度的同一图案的图像时，外添剂不易保留在位于非图像部位置的清洁刮板和静电潜像保持部件之间的接触部中，从而容易明显地出现上述现象。
同时，当外添剂不规则时，会提高相对于清洁刮板的刮擦性，因此认为可抑制外添剂从清洁刮板和静电潜像保持部件之间的接触部穿过。
然而，当外添剂不规则时，外添剂与色调剂颗粒的接触面积减小，因此外添剂容易从色调剂颗粒脱离，结果，外添剂被过量地供应至清洁刮板和静电潜像保持部件之间的接触部。因此，静电潜像保持部件的磨耗趋于增加。
在本示例性实施方式中，采用了下述外添剂，所述外添剂具有使外添剂具有外添剂功能(间隔物功能)且难以从色调剂颗粒脱离的体积平均粒径(70nm～400nm)，并且该外添剂为不规则的(平均圆形度为0.5～0.9)，以实现抑制外添剂从清洁刮板和静电潜像保持部件之间的接触部穿过的目的。
通过将不规则形状的外添剂和保持有适量水分的色调剂颗粒(水分含量在上述范围内的色调剂颗粒)组合，不规则形状的外添剂对色调剂颗粒的粘附力因色调剂颗粒表面上存在的水分的液体交联力而得到了提高，因此认为可抑制不规则形状的外添剂从色调剂颗粒脱离。
因此，认为本示例性实施方式的色调剂有助于抑制色彩条纹的产生，同时防止静电潜像保持部件的磨耗。
下文将详细描述本示例性实施方式的色调剂的构造。
(色调剂颗粒)
色调剂颗粒的水分含量为0.1质量％～5.0质量％(或约0.1质量％～约5.0质量％)，优选为0.3质量％～3.5质量％(或约0.3质量％～约3.5质量％)，更优选为0.5质量％～2.0质量％(或约0.5质量％～约2.0质量％)。
通过将色调剂颗粒的水分含量调整至0.1质量％以上，色调剂颗粒表面上存在的水分的液体交联力不易表现，因此降低了外添剂对色调剂颗粒的粘附力，并且抑制了外添剂的脱离。
通过将色调剂颗粒的水分含量调整至5.0质量％以下，抑制了因保持过量水分而降低色调剂颗粒表面硬度所导致的外添剂包埋。
作为将色调剂颗粒的水分含量调整至上述范围内的方法，例如，采用熔融悬浮法、乳化凝集聚并法或溶解悬浮法等已知方法，其实例包括调整色调剂颗粒的干燥温度和干燥时间的方法。
色调剂颗粒的水分含量是采用在22.5℃/50％RH的环境下静置24小时的色调剂使用Karl Fischer滴定仪通过恒定电压极化电压(constant-voltage polarization-voltage)滴定法测得的。例如，使用由三菱化成社制造的容量滴定型水分含量测量设备KF-06来测量水分含量。即，用微量注射器精确称取10μl纯水，并由将水除去所必需的试剂的滴定量来计算出相对于每1毫升Karl Fischer试剂的水分(mg)。接下来，精确称取100mg～200mg的测量样品，并用磁力搅拌器将其在在测量烧瓶中充分分散5分钟。分散之后，开始进行测量，积算得到滴定所需的Karl Fischer试剂的滴定量(ml)，从而通过以下表达式来计算水分量和水分含量，并用所述水分含量来表示Karl Fischer水分含量。
水分量(mg)＝试剂消耗量(ml)×试剂滴定度(mg H2O/ml)
水分含量(％)＝[水分量(mg)/样品量(mg)]×100
具体而言，色调剂颗粒包含例如粘合剂树脂，并在必要时包含着色剂、防粘剂和其他添加剂。
对所述粘合剂树脂没有特别限制，但其实例包括：下述单体的均聚物，例如，苯乙烯类(如苯乙烯、对氯代苯乙烯和α-甲基苯乙烯)；含有乙烯基的酯类(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯)；乙烯腈类(例如丙烯腈和甲基丙烯腈)；乙烯基醚类(例如乙烯基甲基醚和乙烯基异丁基醚)；乙烯基酮类(例如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基异丙烯基酮)；和聚烯烃(例如乙烯、丙烯和丁二烯)；两种以上上述单体的共聚物；以及它们的混合物。所述实例还包括：非乙烯基缩合树脂，例如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚醚树脂，这些树脂与乙烯基树脂的混合物，在这些树脂存在的情况下通过乙烯基单体的聚合而获得的接枝聚合物。
苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸类树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸类共聚物树脂是例如单独使用或适当地组合使用苯乙烯单体和(甲基)丙烯酸单体通过已知方法获得的。“(甲基)丙烯酰基”是包含“丙烯酰基”和“甲基丙烯酰基”中任一种的表述。
聚酯树脂是通过选择和组合二羧酸成分和二醇成分中的适当一种并使用常规已知方法(例如酯交换法或缩聚法)进行合成来获得的。
当使用苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸类树脂和它们的共聚物树脂来作为粘合剂树脂时，优选使用重均分子量Mw为20,000～100,000且数均分子量Mn为2,000～30,000的树脂。当使用聚酯树脂来作为粘合剂树脂时，优选使用重均分子量Mw为5,000～40,000且数均分子量Mn为2,000～10,000的树脂。
粘合剂树脂的玻璃化转变温度优选为40℃～80℃。当玻璃化转变温度在上述范围内时，容易保持最低定影温度。
对着色剂没有特别限制，只要其是已知的着色剂即可。其实例包括：炭黑，例如耐晒黑、槽法炭黑、乙炔黑和热炭黑；无机颜料，例如铁丹、普鲁士蓝和氧化钛；偶氮颜料，例如永固黄、双偶氮黄、吡唑啉酮红、螯合红、亮胭脂红和直接棕(para brown)；酞菁颜料，例如酞菁铜和无金属酞菁；和多环染料，例如黄士酮黄、二溴蒽酮橙、二萘嵌苯红、喹吖啶酮红和二噁嗪紫。
特别的是，在这些着色剂中，从偶氮类颜料的量不会变得比色调剂的水分量小得多的角度考虑，优选使用偶氮类颜料。据认为其原因是由于偶氮基团部分具有亲水性，水分可以通过与粘合剂树脂的亲水性基团部分相互作用而保持在一定水平。
即，从防止静电潜像保持部件的磨耗和抑制色彩条纹的产生的角度考虑，优选的是，本示例性实施方式的色调剂具有拥有包含偶氮类颜料的品红色色调剂颗粒的品红色色调剂的样子。
偶氮类颜料的优选实例包括：双偶氮类颜料，例如C.I.颜料红37、C.I.颜料红38、C.I.颜料红41、C.I.颜料红111和C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙15、C.I.颜料橙16、C.I.颜料橙34、C.I.颜料橙44，以及缩合双偶氮类颜料，例如C.I颜料红144、C.I.颜料红166、C.I.颜料红214、C.I.颜料红220、C.I.颜料红221、C.I.颜料红242、C.I.颜料红248、C.I.颜料红262和C.I.颜料橙31。
关于着色剂，如有必要，可以使用经表面处理的着色剂，并且可以组合使用分散剂。可以组合使用各种类型的着色剂。
着色剂的含量优选为粘合剂树脂总质量的1质量％～30质量％。
防粘剂的实例包括：烃类蜡；天然蜡，例如巴西棕榈蜡、米糠蜡和小烛树蜡；合成蜡或者矿物及石油类蜡，例如褐煤蜡；酯类蜡，例如脂肪酸酯和褐煤酸酯；等等。但防粘剂并不限于此。
从保存性的角度考虑，防粘剂的熔点优选为50℃以上，更优选为60℃以上。此外，从耐沾污性的角度考虑，熔点优选为110℃以下，更优选为100℃以下。
防粘剂的含量优选为1质量％～15质量％，更优选为2质量％～12质量％，进一步优选为3质量％～10质量％。
其他添加剂的实例包括磁性材料、电荷控制剂、无机粉末等。
色调剂颗粒的形状系数SF1可以是125～140(优选为125～135，更优选为130～135)，而形状系数SF2可以是105～130(优选为110～125，更优选为115～120)。
色调剂颗粒的形状系数SF1是通过以下表达式获得的。
表达式：形状系数SF1＝(ML2/A)×(π/4)×100
在该表达式中，ML表示色调剂颗粒的绝对最大长度，A表示色调剂颗粒的投影面积。
形状系数SF1主要通过用图像分析仪对显微镜图像或电子扫描显微镜(SEM)图像进行分析来量化，并且可以按下述方法计算出。即，通过摄像机在LUZEX图像分析仪中拍摄涂覆到载玻片表面上的色调剂颗粒的光学显微照片，以获得100个色调剂颗粒的最大长度和投影面积，并使用上述表达式来计算形状系数，随后取其平均值，由此得到形状系数SF1。
色调剂颗粒的形状系数SF2是按以下方法获得的。
使用扫描电子显微镜(例如由日立株式会社制造的S-4100)来观察色调剂颗粒，并拍摄图像。将该图像导入图像分析仪(例如由Nireco Corporation制造的LUZEX III)，并基于以下表达式计算出100个色调剂颗粒各自的SF2。取其平均值并设为形状系数SF2。调整电子显微镜的放大率以使得在一个视场中拍摄到约3～20个外添剂。利用对多个视场进行的观察，基于以下表达式来计算SF2。
表达式：形状系数SF2＝[PM2/(4×A×π)]×100
此处，在表达式中，PM表示色调剂颗粒的周长。A表示色调剂颗粒的投影面积。π表示圆周率常数。
色调剂颗粒的体积平均粒径优选为2μm～10μm，更优选为4μm～8μm。
色调剂颗粒的体积平均粒径是使用Coulter Multisizer-II(由BeckmanCoulter，Inc.制造)以50μm的孔隙直径来测量的。此时，用超声波将色调剂颗粒在电解质水溶液(ISOTON溶液)中分散30秒以上，随后进行测量。
在该测量中，将0.5mg～50mg测量样品添加到2ml含有表面活性剂(优选为烷基苯磺酸钠)作为分散剂的5％水溶液中，随后将该混合物添加到100ml～150ml的电解液中。使用超声分散仪对含有悬浮的测量样品的电解液进行约1分钟的分散处理，并测量颗粒的粒径分布。被测量的颗粒数量是50,000个。
将测得的粒径分布累积，从而在划分的粒径范围(区间)内针对体积从最小直径侧起绘出累积分布，并且将与累积分布中的50％对应的粒径定义为体积平均粒径。
(外添剂)
外添剂的体积平均粒径为70nm～400nm，且平均圆形度为0.5～0.9。
外添剂的体积平均粒径为70nm～400nm(或约70nm～约400nm)，优选为100nm～350nm(或约100nm～约350nm)，更优选为100nm～250nm(或约100nm～约250nm)。
通过将外添剂的体积平均粒径调整到70nm以上，可获得作为外添剂的功能(间隔物功能)。
通过将外添剂的体积平均粒径调整到400nm以下，可抑制从色调剂颗粒脱离和机械载荷所引起的缺陷。
关于外添剂的体积平均粒径，使用扫描电子显微镜(SEM)设备观察将二氧化硅颗粒分散在色调剂颗粒中之后的二氧化硅颗粒的100个一次颗粒，并通过对所述一次颗粒进行图像分析来测得每个颗粒的最大长度和最小长度，并且从所述最大长度和最小长度之间的中间值测得球等价直径。将所获得的球等价直径的累积频率中的50％直径(D50v)定为外添剂的体积平均粒径。
外添剂的平均圆形度为0.5～0.9，优选为0.5～0.8。
通过将外添剂的平均圆形度调整到0.5以上，在施加机械载荷时应力的集中得到抑制，并且可防止机械载荷所引起的缺陷。
通过将外添剂的平均圆形度调整到0.9以下，外添剂具有不规则形状，并可抑制外添剂在清洁刮板和静电潜像保持部件之间的接触部穿过。
在将二氧化硅颗粒分散在色调剂颗粒中后，用SEM设备观察外添剂的一次颗粒，得到一次颗粒的图像，从对该图像的分析以“100/SF2”获得外添剂的圆形度，所述圆形度是通过下述表达式计算出的。
圆形度(100/SF2)＝4π×(A/I2)
在该表达式中，I表示图像上的二氧化硅颗粒的一次颗粒的周长，A表示外添剂的一次颗粒的投影面积。SF2表示形状系数。
在通过上述图像分析而获得的100个一次颗粒的等价圆直径的累积频率中以50％圆形度获得外添剂的平均圆形度。
外添剂的圆形度的标准偏差可以是0.3以下(或约0.3以下)，优选为0.2以下(或约0.2以下)，更优选为0.1以下(或约0.1以下)。
通过将外添剂的圆形度的标准偏差调整至0.3以下，整个外添剂中圆形度相同的外添剂的比率容易增大。因此，外添剂引起的静电潜像保持部件的不均匀磨耗容易受到抑制。据认为其原因是：当外添剂的圆形度不同时，静电潜像保持部件的磨耗程度也有所不同，因此当整个外添剂中圆形度相同的外添剂的比率增大时，磨耗程度得到均匀化。
关于外添剂的圆形度的标准偏差，按上文的描述获得外添剂的圆形度；关于所获得的外添剂的圆形度，获得每个外添剂的圆形度与平均圆形度之差的平方和，并除以全部外添剂颗粒的数目。获取并计算出所得值的平方根来作为标准偏差。
外添剂的实例包括满足上述特性的已知的外添剂，例如无机颗粒和有机颗粒。无机颗粒的实例包括二氧化硅(例如气相法二氧化硅、溶胶-凝胶二氧化硅等)、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化铁、碳酸钙、碳酸镁、磷酸三钙、氧化铈等通常用作色调剂表面外添剂的所有颗粒。
有机颗粒的实例包括乙烯基类树脂、聚酯树脂、硅酮树脂、氟类树脂等通常用作色调剂表面外添剂的所有颗粒。
可以对这些添加剂进行表面疏水化处理。
在这些外添剂中，优选使用二氧化硅颗粒来作为外添剂。
二氧化硅颗粒可以通过例如使用水玻璃作为原料来获得二氧化硅溶胶的方法或使用硅化合物(以烷氧基硅烷为代表)作为原料用溶胶-凝胶法形成颗粒的所谓湿法来制得。然而，从获得满足上述特性的形状不规则的二氧化硅颗粒的角度考虑，优选通过以下二氧化硅颗粒制造方法(下文称其为二氧化硅颗粒制造方法)来获得二氧化硅颗粒。
在下文中，将描述二氧化硅颗粒制造方法。
所述二氧化硅颗粒制造方法具有以下过程：制备碱催化剂溶液的过程(下文在某些情况下称之为“碱催化剂溶液制备过程”)，所述碱催化剂溶液在含醇溶剂中包含浓度为0.6mol/l～0.87mol/l(或约0.6mol/l～约0.87mol/l)；以及将四烷氧基硅烷供应至所述碱催化剂溶液中并且相对于每分钟所供应的所述四烷氧基硅烷的总供应量的每1mol以0.1mol～0.4mol(或约0.1mol～约0.4mol)的量供应碱催化剂的过程(下文在某些情况下称之为“颗粒形成过程”)。
即，在所述二氧化硅颗粒制造方法中，在包含上述浓度的碱催化剂的醇的存在下，供应作为原料的四烷氧基硅烷和作为催化剂的单独的碱催化剂来形成其间的上述关系，并且使四烷氧基硅烷反应以形成硅烷颗粒。
在二氧化硅颗粒制造方法中，通过上述方法，可以在较少产生粗凝集体的情况下获得满足上述特性的形状不规则的二氧化硅颗粒。
特别是，在二氧化硅颗粒制造方法中，由于获得了表面构造为弯曲形状的形状不规则的圆形二氧化硅颗粒，与通过干式制备法获得的表面具有锐角形凸起的形状不规则的二氧化硅颗粒相比，与色调剂颗粒的接触面积得以增加。此外，甚至在二氧化硅颗粒具有不规则形状时，也容易抑制从色调剂颗粒脱离，或容易抑制机械载荷所引起的缺陷。因此，可防止静电潜像保持部件的磨耗，并且容易抑制色彩条纹的产生。
其原因尚不清楚，但可能是以下原因。
首先，制备了在含醇溶剂中包含碱催化剂的碱催化剂溶液，并且在将四烷氧基硅烷和碱催化剂供应到该溶液中时，供应到碱催化剂溶液中的四烷氧基硅烷发生反应，并形成核心颗粒。此时，当碱催化剂在碱催化剂溶液中的浓度在上述范围内时，据认为形成了圆形度低的核心颗粒，同时抑制了诸如二次凝集体等粗凝集体的形成。据认为其原因是：除了催化剂的作用以外，碱催化剂配位到所形成的核心颗粒的表面，并且有助于核心颗粒的形状和分散的稳定性，但是当其量在上述范围内时，碱催化剂并不会均匀地覆盖核心颗粒的表面(即，碱催化剂不均匀地粘附在核心颗粒的表面上)，因此保持了核心颗粒的分散稳定性，但是核心颗粒的表面张力和化学亲和力会出现部分偏差，形成了圆形度低的核心颗粒。
此外，当持续供应四烷氧基硅烷和碱催化剂时，所形成的核心颗粒因四烷氧基硅烷的反应而生长，获得了硅烷颗粒。此处，据认为通过供应四烷氧基硅烷和碱催化剂并同时保持其供应量以形成其间的上述关系，抑制了诸如二次凝集体等粗凝集体的形成，圆形度低的核心颗粒在保持其不规则性的同时得到生长，从而形成了圆形度低的二氧化硅颗粒。据认为其原因是：通过形成四烷氧基硅烷和碱催化剂的供应量之间的上述关系，保持了核心颗粒的分散，并且保持了核心颗粒表面的张力和化学亲和力上的部分偏差，由此使核心颗粒在保持不规则性的同时得到生长。
从以上描述中，据认为在所述二氧化硅颗粒制造方法中，可以在较少产生粗凝集体的情况下获得形状不规则的二氧化硅颗粒。
此外，据认为在所述二氧化硅颗粒制造方法中，由于核心颗粒在保持不规则性的同时得到生长，因此可以获得表面构造为弯曲形状的形状不规则的圆形二氧化硅颗粒。
此处，据认为四烷氧基硅烷的供应量与二氧化硅颗粒的粒径分布和圆形度有关。据认为通过将四烷氧基硅烷的供应量调整至大于或等于0.002mol/(mol·min)且小于0.0055mol/(mol·min)，会降低滴下的四烷氧基硅烷与核心颗粒间的接触概率，因此，在四烷氧基硅烷发生反应前，将四烷氧基硅烷无偏差地供应至核心颗粒。因此，据认为可以无偏差地引起四烷氧基硅烷与核心颗粒的反应。结果，据认为颗粒生长上的变化受到了抑制，可以产生分布宽度窄的二氧化硅颗粒。
据认为二氧化硅颗粒的体积平均粒径与四烷氧基硅烷的总供应量相关。
此外，在所述二氧化硅颗粒制造方法中，由于据认为形状不规则的核心颗粒形成并在保持其不规则形状的同时得到生长，由此形成了二氧化硅颗粒，所以据认为可以获得与机械载荷相关的形状稳定性高的形状不规则的二氧化硅颗粒。
此外，在所述二氧化硅颗粒制造方法中，由于据认为形状不规则的核心颗粒形成并在保持不规则形状的同时得到生长，由此形成了二氧化硅颗粒，所以据认为可以获得对机械载荷有强抗性且不易被压碎的二氧化硅颗粒。
此外，在所述二氧化硅颗粒制造方法中，通过将四烷氧基硅烷和碱催化剂供应到碱催化剂溶液中，四烷氧基硅烷发生反应并由此形成颗粒。因此，与通过常规的溶胶-凝胶法制造形状不规则的二氧化硅颗粒的情况相比，使用的碱催化剂的总量降低，并因此还可实现碱催化剂除去过程的省略。这在将二氧化硅颗粒应用到要求高纯度的产品时特别有利。
接下来，将描述碱催化剂溶液制备过程。
在碱催化剂溶液制备过程中，准备了含醇溶剂，并且向其中添加碱催化剂来制备碱催化剂溶液。
含醇溶剂可以是单一醇溶剂，或在必要时为与其他溶剂的混合溶剂，所述其他溶剂为：例如，水，诸如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮等酮类，诸如甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂和乙酸溶纤剂等溶纤剂，和诸如二噁烷和四氢呋喃等醚类。
对于混合溶剂的情况，相对于其他溶剂，醇的量可以是80质量％以上(优选90质量％以上)。
醇的实例包括低级醇，例如甲醇和乙醇。
碱催化剂是用于促进四烷氧基硅烷反应(水解反应、缩合反应)的催化剂。其实例包括碱性催化剂，例如氨、尿素、单胺和季铵盐，特别是，优选使用氨。
碱催化剂的浓度(含量)为0.6mol/l～0.87mol/l，优选为0.63mol/l～0.78mol/l，更优选为0.66mol/l～0.75mol/l。
当碱催化剂的浓度小于0.6mol/l时，在所形成的核心颗粒的生长过程中，核心颗粒的分散性变得不稳定，由此形成了诸如二次凝集体等粗凝集体或出现了胶凝化，因此粒径分布可能变差。
另一方面，当碱催化剂的浓度大于0.87mol/l时，所形成的核心颗粒的稳定性过度增加，因此形成了球形的核心颗粒，可能难以获得平均圆形度为0.90以下的形状不规则的核心颗粒。
碱催化剂的浓度是相对于醇催化剂溶液(碱催化剂+含醇的催化剂)的浓度。
将描述颗粒形成过程。
颗粒形成过程为下述过程：其中，将四烷氧基硅烷和碱催化剂供应至碱催化剂溶液中，并使四烷氧基硅烷在碱催化剂溶液中反应(水解反应、缩合反应)来形成二氧化硅颗粒。
在该颗粒形成过程中，在四烷氧基硅烷的起始供应期，因四烷氧基硅烷的反应而形成了核心颗粒(核心颗粒形成步骤)，随后通过核心颗粒的生长形成了二氧化硅颗粒(核心颗粒生长步骤)。
供应至碱催化剂溶液中的四烷氧基硅烷的实例包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等。然而，从对反应速度和所获得的二氧化硅颗粒的形状、粒径和粒径分布等的可控性的角度考虑，优选使用四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷。
相对于碱催化剂溶液中的醇，四烷氧基硅烷的供应量为0.002mol/(mol·min)～0.0055mol/(mol·min)。
这意味着，相对于碱催化剂溶液制备过程中所使用的醇的1mol，每分钟以0.002mol/(mol·min)～0.0055mol/(mol·min)的供应量供应四烷氧基硅烷。
关于二氧化硅颗粒的粒径，根据四烷氧基硅烷的类型和反应条件，将颗粒形成反应中所使用的四烷氧基硅烷的总供应量调整至相对于例如1L二氧化硅颗粒分散液为0.756mol以上来获得粒径为70nm以上的一次颗粒，并调整至相对于1L二氧化硅颗粒分散液为4.4mol以下来获得粒径为400nm以下的一次颗粒。
当四烷氧基硅烷的供应量低于0.002mol/(mol·min)时，滴下的四烷氧基硅烷和核心颗粒间的接触概率降低。然而，四烷氧基硅烷的总供应量的滴下结束需要较长时间，生产效率变低。
当四烷氧基硅烷的供应量高于0.0055mol/(mol·min)时，据认为在滴下的四烷氧基硅烷和核心颗粒间的反应之前，四烷氧基硅烷就发生了反应。因此，促进了四烷氧基硅烷向核心颗粒中的不均匀供应，并且在核心颗粒的形成上引起了变化，由此扩大了形状分布的分布宽度，可能难以产生圆形度标准偏差为0.3以下的二氧化硅。
四烷氧基硅烷的供应量优选为0.002mol/(mol·min)～0.0045mol/(mol·min)，更优选为0.002mol/(mol·min)～0.0035mol/(mol·min)。
供应至碱催化剂溶液中的碱催化剂的实例包括上述实例。被供应的碱催化剂可以与预先包含在碱催化剂溶液中的碱催化剂为相同的种类或不同的种类，但优选使用相同的种类。
相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量的每1mol，碱催化剂的供应量为0.1mol～0.4mol，优选为0.14mol～0.35mol，更优选为0.18mol～0.30mol。
当碱催化剂的供应量小于0.1mol时，在所形成的核心颗粒的生长过程中，核心颗粒的分散性变得不稳定，因此形成了诸如二次凝集体等粗凝集体或出现了胶凝化，由此粒径分布可能变差。
另一方面，当碱催化剂的供应量大于0.4mol时，所形成的核心颗粒的稳定性过度增加。因此，即使在核心颗粒形成步骤中形成了圆形度低的核心颗粒，核心颗粒在核心颗粒生长步骤中也会生长成球形，在一些情况下，不会获得圆形度低的二氧化硅颗粒。
此处，在颗粒形成过程中，四烷氧基硅烷和碱催化剂被供应至碱催化剂溶液中，但此供应方法可以是连续供应法或间歇供应法。
此外，在颗粒形成过程中，碱催化剂溶液中的温度(供应时的温度)可以是例如5℃～50℃，优选为15℃～40℃。
通过上述过程，获得了二氧化硅颗粒。在此状态下，所获得的二氧化硅颗粒以分散液状态获得，但通过除去溶剂将二氧化硅颗粒取出，并作为二氧化硅颗粒粉末来使用。
除去二氧化硅颗粒分散液中的溶剂的方法的实例包括已知方法，例如1)通过过滤、离心或蒸馏等来除去溶剂并随后使用真空干燥器或盘式干燥器等进行干燥的方法，和2)使用流化床干燥器或喷雾干燥器等直接干燥浆体的方法。对干燥温度没有特别限制，但优选为200℃以下。当干燥温度高于200℃时，容易出现因残留在二氧化硅颗粒表面上的硅烷醇基团的缩合所致的一次颗粒的结合，以及产生粗颗粒。
如有必要，使经干燥的二氧化硅颗粒破裂，并可以通过筛分来除去粗颗粒和凝集体。对破裂方法没有特别限制，但例如通过干式粉碎机(例如喷射磨机、振动磨机、球磨机或针磨机)来进行。筛分方法例如使用已知的机器(例如振动筛或风力分级器)来进行。
此处，可以利用供使用的疏水化处理剂对通过二氧化硅颗粒制造方法获得的二氧化硅颗粒进行表面疏水化处理。
疏水化处理剂的实例包括已知的含有烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基等)的有机硅化合物。其具体实例包括硅氮烷化合物(例如，诸如甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷和三甲基甲氧基硅烷等硅烷化合物，六甲基二硅氮烷，四甲基二硅氮烷等)。疏水化处理剂可以单独使用，或者可以组合使用多种疏水化处理剂。
在这些疏水化处理剂中，优选含有三甲基基团的有机硅化合物，例如三甲基甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷。
对所使用的疏水化处理剂的量没有特别限制。然而，为了获得疏水化效果，该量为二氧化硅颗粒的1质量％～100质量％、优选5质量％～80质量％。
获得用疏水化处理剂进行过疏水化处理的疏水性二氧化硅颗粒分散液的方法的实例包括下述方法：通过将必要量的疏水化处理剂添加到二氧化硅颗粒分散液中并在搅拌下在30℃～80℃的温度范围下引发反应，来对二氧化硅颗粒进行疏水化处理，从而获得疏水性二氧化硅颗粒分散液。当反应温度低于30℃时，疏水化反应不易进行，而当温度高于80℃时，可能容易出现由疏水化处理剂的自缩合引起的分散液胶凝化，且可能容易出现二氧化硅颗粒的相互凝集。
获得粉末状疏水性二氧化硅颗粒的方法的实例包括：用上述方法获得疏水性二氧化硅颗粒分散液并随后用上述方法使其干燥来获得疏水性二氧化硅颗粒粉末的方法；干燥二氧化硅颗粒分散液来获得亲水性二氧化硅颗粒粉末并随后添加疏水化处理剂来对该粉末进行疏水化处理从而获得疏水性二氧化硅颗粒粉末的方法；获得疏水性二氧化硅颗粒分散液并随后将其干燥来获得疏水性二氧化硅颗粒粉末、随后添加疏水化处理剂来对该粉末进行疏水化处理从而获得疏水性二氧化硅颗粒粉末的方法等。
此处，对粉末状二氧化硅颗粒进行疏水化处理的方法的实例包括下述方法：在亨舍尔混合器或处理容器(例如流化床)中搅拌粉末状亲水性二氧化硅颗粒，向其中添加疏水化处理剂，随后对所述处理容器的内部进行加热以使疏水化处理剂气化，从而使之与粉末的二氧化硅颗粒表面上的硅烷醇基团反应。对处理温度没有特别限制，但例如可以是80℃～300℃，优选为120℃～200℃。
相对于100质量份的下文将描述的色调剂颗粒，优选以0.5质量份～5.0质量份、更优选以0.7质量份～4.0质量份、进一步优选为0.9质量份～3.5质量份(或约0.9质量份～约3.5质量份)的量来添加上述外添剂。
接下来将描述本示例性实施方式的色调剂的制造方法。
本示例性实施方式的色调剂是通过制造色调剂颗粒，并随后将作为外添剂的外添剂外添到所述色调剂颗粒中而获得的。
优选进行湿式造粒法来作为制造色调剂颗粒的方法。湿式造粒法的实例包括已知的熔融悬浮法、乳化凝集聚并法、溶解悬浮法等。
将外添剂外添到所获得的色调剂颗粒中的方法的实例包括使用已知混合器(例如V形共混器、亨舍尔混合器或混合器)的混合方法。
[静电荷图像显影剂]
本示例性实施方式的静电荷图像显影剂至少包含本示例性实施方式的色调剂。
本示例性实施方式的静电荷图像显影剂可以是仅包含本示例性实施方式的色调剂的单成分显影剂，或者可以是其中混有所述色调剂和载体的双成分显影剂。
对载体没有特别限制，其实例包括已知的载体，例如树脂涂覆载体、磁分散型载体和树脂分散型载体。
双成分显影剂中的本示例性实施方式的色调剂和载体的混合比(质量比)优选为约1∶100至30∶100(色调剂∶载体)，更优选为3∶100至20∶100。
[图像形成装置和图像形成方法]
接下来将描述使用本示例性实施方式的色调剂的本示例性实施方式的图像形成装置和图像形成方法。
本示例性实施方式的图像形成装置包含：静电潜像保持部件；充电单元，所述充电单元对所述静电潜像保持部件的表面进行充电；静电潜像形成单元，所述静电潜像形成单元在所述静电潜像保持部件的表面上形成静电潜像；显影单元，所述显影单元包含本示例性实施方式的用于静电荷显影的显影剂，并使用所述显影剂使在所述静电潜像保持部件表面上形成的所述静电潜像显影，从而形成色调剂图像；和转印单元，所述转印单元将所述色调剂图像转印到转印介质(记录介质)上。所述图像形成装置还可以包含：定影单元，所述定影单元将记录介质的色调剂图像定影；和清洁单元，所述清洁单元具有清洁刮板，所述清洁刮板在色调剂图像转印后与静电潜像保持部件的表面接触并清洁该表面。
根据本示例性实施方式的图像形成装置，进行下述图像形成方法，所述图像形成方法包括：对静电潜像保持部件的表面进行充电；在所述静电潜像保持部件的已充电的表面上形成静电潜像；使用本示例性实施方式的用于静电荷显影的显影剂，使在所述静电潜像保持部件表面上形成的所述静电潜像显影，从而形成色调剂图像；和将已显影的色调剂图像转印到转印介质(记录介质)上。所述图像形成方法还可以包括：将所述记录介质的色调剂图像定影；和使用清洁刮板清洁所述静电潜像保持部件的表面，其中所述清洁刮板在所述色调剂图像转印后与上述表面接触。
例如，当使用电子照相感光体来作为静电潜像保持部件时，按以下方式来用本示例性实施方式的图像形成装置进行图像形成。首先，用电晕管充电设备或接触型充电设备等对电子照相感光体的表面进行充电，随后对其进行曝光来形成静电荷图像。接下来，使该图像接触或接近在其表面上形成有显影剂层的显影辊，从而使色调剂粘附到静电潜像上，进而在电子照相感光体上形成了色调剂图像。使用电晕管充电设备将所形成的色调剂图像转印到记录介质(例如纸张)的表面上。进一步，用定影设备将转印到记录介质表面上的色调剂图像定影，从而在记录介质上形成了图像。此外，在色调剂图像转印后，用清洁刮板清洁静电潜像保持部件的表面，随后再次对其进行充电。
在本示例性实施方式的图像形成装置中，例如，包含显影单元的部分可以具有以可分离的方式安装在所述图像形成装置上的盒结构(色调剂盒、处理盒等)。
作为色调剂盒，例如，优选使用包含本示例性实施方式的静电荷图像显影色调剂并以可分离的方式安装在图像形成装置上的色调剂盒。
作为处理盒，例如，优选使用包含显影单元并以可分离的方式安装在图像形成装置上的处理盒，其中所述显影单元含有本示例性实施方式的用于静电荷显影的显影剂并使用所述用于静电荷显影的显影剂使形成在静电潜像保持部件表面上的静电潜像显影以形成色调剂图像。
下文中将展示本示例性实施方式的图像形成装置的实例，但其实例并不限于此。将描述附图中所显示的主要部分，其他部分的描述将省略。
图1是示意性显示四鼓串联式彩色图像形成装置的构造的视图。图1所示的图像形成装置包含电子照相型的第一至第四图像形成单元10Y、10M、10C和10K(图像形成单元)，基于色彩分离图像数据，这些图像形成单元分别输出黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的有色图像。图像形成单元(在下文中有时简称其为“单元”)10Y、10M、10C和10K以预定的相互距离排列。单元10Y、10M、10C和10K可以是能够以可分离的方式安装在图像形成装置主体上的处理盒。
作为中间转印部件的中间转印带20被设置在图中的单元10Y、10M、10C和10K的上方，经由这些单元而延伸。中间转印带20卷绕在与中间转印带20的内表面接触的、在图中的左右侧彼此分离的驱动辊22和支持辊24上，并沿着从第一单元10Y向第四单元10K的方向行进。通过弹簧等(未示出)沿离开驱动辊22的方向推压支持辊24，由此向卷绕在这两个辊上的中间转印带20施加张力。此外，在中间转印带20的位于图像保持部件一侧的表面设置有与驱动辊22相对的中间转印部件清洁设备30。
单元10Y、10M、10C和10K的显影设备(显影单元)4Y、4M、4C和4K可以分别供应包括黄色、品红色、蓝绿色和黑色四色色调剂的色调剂，这四色色调剂分别收纳在色调剂盒8Y、8M、8C和8K中。
上述第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造，因此将仅代表性地描述第一单元10Y，该单元用于形成黄色图像并被设置在中间转印带的行进方向中的上游侧。将通过带有品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)来代替黄色(Y)的附图标记来表示与第一单元10Y中相同的部分，并将略去对第二至第四单元10M、10C和10K的描述。
第一单元10Y包含作为图像保持部件的感光体1Y。在感光体1Y周围，依次布置：将感光体1Y的表面充电至预定电位的充电辊2Y，基于色彩分离图像信号使用激光束3Y使已充电的表面曝光以形成静电荷图像的曝光设备(静电荷图像形成单元)3，将带电的色调剂供应至静电荷图像以使所述静电荷图像显影的显影设备(显影单元)4Y，将已显影的色调剂图像转印到中间转印带20上的一次转印辊(一次转印单元)5Y，和具有将一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂除去的清洁刮板6Y-1的感光体清洁设备(清洁单元)6Y。
一次转印辊5Y被设置在中间转印带20内，并且被设置在与感光体1Y相对的位置。施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别与一次转印辊5Y、5M、5C和5K连接。在控制器(未示出)的控制下，所述偏压电源改变施加到各一次转印辊的偏压。
下文将描述在第一单元10Y中形成黄色图像的操作。首先，在操作之前，通过充电辊2Y将感光体1Y表面充电至约-600V～-800V的电位。
通过将光电导层层积在导电性基体(20℃下体积电阻率为1×10-6Ωcm以下)上而形成感光体1Y。该光电导层通常具有高电阻(相当于一般树脂的电阻的电阻)，但具有下述性质：当将激光束3Y施加到所述光电导层时，该激光束所照射的部分的比电阻会发生变化。因此，根据从控制器(未示出)送出的黄色图像数据，通过曝光装置3将激光束3Y输出到已充电的感光体1Y的表面。将激光束3Y施加到感光体1Y表面上的光电导层，由此在感光体1Y表面上形成了黄色印刷图案的静电荷图像。
所述静电荷图像是通过充电而形成在感光体1Y表面上的图像，是所谓的负潜像，其形成原因是：通过将激光束3Y施加到光电导层，被照射部分的比电阻降低，并且使电荷在感光体1Y表面流动，而在未施加激光束3Y的部分，电荷得以停留。
随着感光体1Y的行进，使以此方式在感光体1Y上形成的静电荷图像转动到预定的显影位置。通过显影设备4Y，在显影位置使感光体1Y上的静电荷图像可视化(形成显影的图像)。
至少包含例如黄色色调剂和载体的本示例性实施方式的静电荷图像显影剂收纳在显影设备4Y中。通过在显影设备4Y中搅拌黄色色调剂来使其摩擦带电，从而使之具有与感光体1Y上所带的电荷极性相同(负极性)的电荷，并且保持在显影辊(显影剂保持部件)上。通过使感光体1Y的表面经过显影设备4Y，从而使黄色色调剂静电粘附至感光体1Y表面上的无电荷的潜像部分，由此用黄色色调剂使潜像显影。接下来，表面上形成有黄色色调剂图像的感光体1Y以预定的速度持续行进，将感光体1Y上的已显影的色调剂图像传输至预定的一次转印位置。
当将感光体1Y上的黄色色调剂图像传输到一次转印位置时，将一次转印偏压施加到一次转印辊5Y上，从感光体1Y指向一次转印辊5Y的静电力作用在所述色调剂图像上，由此将感光体1Y上的色调剂图像转印到中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂的极性(-)相反的极性(+)，并且用控制器(未示出)在第一单元10Y中将其控制在约+10μA。
另一方面，由清洁设备6Y的清洁刮板6Y-1除去并收集残留在感光体1Y表面上的色调剂。
以与第一单元的情况中相同的方式，也对施加到第二单元10M和后续单元的一次转印辊5M、5C和5K的一次转印偏压进行控制。
以此方式，在第一单元10Y中其上转印有黄色色调剂图像的中间转印带20依次传输经过第二至第四单元10M、10C和10K，并且以重叠方式多重转印上各色的色调剂图像。
经过第一至第四单元而在其上多重转印有四色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部，所述二次转印部包含中间转印带20、与中间转印带内表面接触的支持辊24和设置在中间转印带20的图像承载表面一侧上的二次转印辊(二次转印单元)26。另一方面，通过供应机制在预定的时机将记录纸(转印介质)P供应到相互压接的二次转印辊26和中间转印带20之间的空隙中，并将二次转印偏压施加至支持辊24。此时施加的转印偏压具有与色调剂的极性(-)相同的极性(-)，从中间转印带20指向记录纸P的静电力作用在所述色调剂图像上，由此将中间转印带20上的色调剂图像转印到记录纸P上。二次转印偏压根据检测二次转印部的电阻的电阻检测器(未示出)所检测出的电阻来确定，并且受到电压控制。
随后，将记录纸P输送至定影设备(辊状定影单元)28中的一对定影辊的压接部(挤压部)，加热色调剂图像，将色彩重叠的色调剂图像熔融并定影到记录纸P上。
其上将转印有色调剂图像的转印介质的实例包括电子照相复印机和打印机等中所使用的普通纸张或OHP片。
为了进一步提高定影后的图像表面的光滑度，转印介质的表面优选尽可能地光滑。例如，可以优选使用通过用树脂等涂布普通纸张表面而获得的涂布纸或用于印刷的铜版纸等。
将其上已完成彩色图像定影的记录纸P向排出部运输，一系列彩色图像形成操作结束。
以上例示的图像形成装置具有将色调剂图像经由中间转印带20转印到记录纸P上的构造。然而，本发明并不限于该构造，可以具有可将色调剂图像从感光体直接转印到记录纸上的构造。
<处理盒、色调剂盒>
图2是示意性显示包含本示例性实施方式的静电荷图像显影剂的处理盒的实例的优选示例性实施方式的构造的视图。除了感光体107外，处理盒200还具有与其连接且用轨道116组合并一体化的充电辊108、显影设备111、具有清洁刮板113-1的感光体清洁设备113、用于曝光的开口部118和用于除电曝光的开口部117。图2中的附图标记300表示转印介质。
处理盒200以可分离的方式安装在包含转印设备112、定影设备115和其他组成部分(未示出)的图像形成装置上。
图2所示的处理盒200包含充电设备108、显影设备111、清洁设备113、用于曝光的开口部118和用于除电曝光的开口部117，但可以选择性地组合这些设备。除了感光体107外，本示例性实施方式的处理盒可以包含选自由充电设备108、显影设备111、清洁设备(清洁单元)113、用于曝光的开口部118和用于除电曝光的开口部117组成的组中的至少一个。
将描述本示例性实施方式的色调剂盒。本示例性实施方式的色调剂盒是包含静电荷图像显影色调剂并且以可分离的方式安装在图像形成装置上的色调剂盒。
图1所示的图像形成装置是具有以可分离方式安装有色调剂盒8Y、8M、8C和8K的构造的图像形成装置。显影设备4Y、4M、4C和4K经由色调剂供应管(未示出)与对应于各个显影设备(色彩)的色调剂盒连接。此外，当包含在色调剂盒中的色调剂快用完时，更换色调剂盒。
实施例
下文将使用实施例来详细描述本示例性实施方式，但本示例性实施方式并不限于这些实施例中的任何一个。在以下描述中，除非给出了特别注释，否则“份”和“％”的意思分别是“质量份”和“质量％”。
[色调剂颗粒的制备]
(色调剂颗粒1)
-聚酯树脂分散液的制备-
乙二醇(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)37份
新戊二醇(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)65份
1，9-壬二醇(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)32份
对苯二甲酸(由Wako Pure Chemical Industries，Ltd.制造)96份
将单体投入烧瓶中，并用1小时使温度升高到200℃。在确认反应系统中的搅拌后，装入1.2份二丁基氧化锡。随后，用6小时使温度从200℃上升到240℃并同时蒸馏掉所产生的水，于240℃进一步继续进行4小时的脱水缩合反应，由此得到酸值为9.4mg KOH/g、重均分子量为13,000且玻璃化转变温度为62℃的聚酯树脂A。
接下来，将熔融态的聚酯树脂A以100份/分钟的速度输送到CAVITRON CD1010(由Eurotech公司制造)中。将通过用离子交换水对试剂氨水进行稀释而获得的浓度为0.37％的稀氨水投入单独准备的水介质槽中，并在由热交换器于120℃加热的同时，将其以0.1升/分钟的速度与熔融聚酯树脂一起输送到CAVITRON中。使CAVITRON在转子旋转速度为60Hz且压力为5kg/m2的条件下运作，由此得到了无定形聚酯树脂分散液，其中分散有体积平均粒径为160nm、固体含量为30％、玻璃化转变温度为62℃且重均分子量Mw为13,000的树脂颗粒。
-着色剂分散液1的制备-
蓝绿色颜料(颜料蓝15∶3，由Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.，Ltd.制造)10份
阴离子表面活性剂(NEOGEN SC，由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.制造)2份
离子交换水80份
使用高压冲击分散机Ultimizer(HJP30006，由Sugino Machine Ltd.制造)将这些成分混合并分散1小时，由此得到体积平均粒径为180nm且固体含量为20％的着色剂分散液。
-防粘剂分散液的制备-
石蜡(HNP-9，由Nippon Seiro Co.，Ltd.制造)50份
阴离子表面活性剂(NEOGEN SC，由Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.制造)2份
离子交换水200份
于120℃加热上述成分，使用ULTRA TURRAX T50(由IKA Works Gmbh&Co.KG制造)将其充分混合并分散。随后，使用压力排出型均质器对上述混合物进行分散处理，由此得到体积平均粒径为200nm且固体含量为20％的防粘剂分散液。
-色调剂颗粒1的制备-
聚酯树脂分散液200份
着色剂分散液125份
聚氯化铝0.4份
离子交换水100份
将上述成分装入不锈钢烧瓶中，使用ULTRA TURRAX(由IKA Works Gmbh&Co.KG制造)将其充分混合并分散。随后，在搅拌该烧瓶的同时用加热油浴将上述混合物加热到48℃。使被加热的物质在48℃保持30分钟，随后向其中逐渐添加70份与上文描述中相同的聚酯树脂分散液。
随后，使用浓度为0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将体系pH调到8.0。随后，将不锈钢瓶密封，搅拌轴的密封为磁力密封，在持续搅拌的同时将体系加热至90℃并保持3小时。在反应结束后，使系统以2℃/分钟的温度下降速度冷却，随后进行过滤，并用离子交换水充分清洗，而后通过Nutsche型抽滤来进行固液分离。使用温度为30℃的3L离子交换水将所得到的物质重新分散，以300rpm搅拌和清洗15分钟。再重复进行6次清洗操作，当滤出液的pH变为7.54且电导率变为6.5μS/cm时，通过Nutsche型抽滤使用5A号滤纸来进行固液分离。接下来，持续进行12小时的真空干燥，由此得到色调剂颗粒1。
色调剂颗粒1的体积平均粒径D50v经Coulter计数器测量为5.8μm，且SF1为130。
(色调剂颗粒2)
以与色调剂颗粒1的情况中相同的方式获得色调剂颗粒2，不同之处在于：使真空干燥持续8小时。
(色调剂颗粒3)
-着色剂分散液2的制备-
以与着色剂分散液1的情况中相同的方式制备着色剂分散液2，不同之处在于：将着色剂变为C.I.颜料红144(缩合的双偶氮类颜料：由Ciba-Geigy K.K.制造，CromophtalRed BRN)。
-色调剂颗粒3的制备-
以与色调剂颗粒1的情况中相同的方式获得色调剂颗粒3，不同之处在于：使用了着色剂分散液2。
(色调剂颗粒4)
以与色调剂颗粒3的情况中相同的方式获得色调剂颗粒4(品红色色调剂颗粒)，不同之处在于：使真空干燥持续8小时。
(色调剂颗粒5)
将83质量份聚酯树脂A、作为着色剂的5质量份C.I.颜料红144(缩合的双偶氮类颜料：由Ciba-Geigy K.K.制造，Cromophtal Red BRN)和作为防粘剂的9质量份石蜡(由NIPPON SEIRO CO.，Ltd.制造，HNP-9，熔点为75℃)熔解并用Banbury捏和机进行捏合。使捏合产物冷却，随后进行粗粉碎。用喷射磨-粉碎机将粉碎的物质进一步粉碎，随后用气力分级器(Elbow-jet，EJ-LABO)进行分级。由此制得体积平均粒径为7μm的色调剂颗粒5(品红色色调剂颗粒)。
(色调剂颗粒6)
以与色调剂颗粒3的情况中相同的方式获得色调剂颗粒6(品红色色调剂颗粒)，不同之处在于：使真空干燥持续4小时。
[外添剂的制备]
(二氧化硅颗粒1)
-碱催化剂溶液制备过程(碱催化剂溶液(1)的制备)-
将600质量份甲醇和90质量份10％的氨水投入配有搅拌叶、滴嘴和温度计的容量为2L的玻璃制反应容器中并进行搅拌和混合。由此得到碱催化剂溶液(1)。此时，碱催化剂溶液(1)中的氨催化剂的量(NH3量：NH3(mol)/(NH3+甲醇+水)(L))为0.62mol/L。
-二氧化硅颗粒形成过程(二氧化硅颗粒悬浮液(1)的制备)-
接下来，将碱催化剂溶液(1)的温度调至25℃，并对碱催化剂溶液(1)进行氮气替换。随后，在以120rpm搅拌碱催化剂溶液(1)的同时，开始以下述供应量同时滴下280质量份四甲氧基硅烷(TMOS)和120质量份的催化剂(NH3)浓度为4.44质量％的氨水。使滴下进行20分钟，由此得到二氧化硅颗粒的悬浮液(二氧化硅颗粒悬浮液(1))。
此处，将四甲氧基硅烷(TMOS)的供应量调节至15g/min，即，相对于碱催化剂溶液(1)中的甲醇的总摩尔数为0.0053mol/(mol·min)。此外，相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量，将4.44％氨水的供应量调节至6.0g/min。这相当于相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量的1mol为0.170mol/min。
随后，通过加热蒸馏来蒸馏掉所获得的二氧化硅颗粒悬浮液(1)中的250质量份的溶剂，并添加250质量份纯水，随后用冷冻干燥器进行干燥，由此得到形状不规则的亲水性二氧化硅颗粒(1)。
-二氧化硅颗粒疏水化处理-
进一步，将20质量份三甲基硅烷添加到100质量份亲水性二氧化硅颗粒(1)中，并于150℃反应2小时。由此得到了形状不规则的疏水性二氧化硅颗粒，其中二氧化硅表面受到了疏水化处理。
将所得到的形状不规则的疏水性二氧化硅颗粒设定为二氧化硅颗粒1。
(二氧化硅颗粒2)
以与二氧化硅颗粒1的情况中相同的方式获得二氧化硅颗粒2，不同之处在于：供应180质量份的4.44％的氨水，并且相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量，将供应量调节至9.0g/min。
(二氧化硅颗粒3)
供应450质量份四甲氧基硅烷(TMOS)和250质量份4.44％的氨水，将四甲氧基硅烷(TMOS)的供应量调节至9g/min，即相对于碱催化剂溶液(1)中的甲醇的总摩尔数为0.0032mol/(mol·min)。此外，基于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量，将4.44％氨水的供应量调节至5.0g/min。这相当于相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量的1mol为0.22mol/min。
除上述情况以外，以与二氧化硅颗粒1的情况中相同的方式获得二氧化硅颗粒3。
(二氧化硅颗粒4)
供应420质量份四甲氧基硅烷(TMOS)和300质量份4.44％的氨水，将四甲氧基硅烷(TMOS)的供应量调节至7g/min，即相对于碱催化剂溶液(1)中的甲醇的总摩尔数为0.0025mol/(mol·min)。此外，相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量，将4.44％氨水的供应量调节至5.0g/min。这相当于相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量的1mol为0.283mol/min。
除上述情况以外，以与二氧化硅颗粒1的情况中相同的方式获得二氧化硅颗粒4。
(二氧化硅颗粒5)
-碱催化剂溶液制备过程(碱催化剂溶液(2)的制备)-
将500质量份甲醇和120质量份10％的氨水投入配有搅拌叶、滴嘴和温度计的容量为2L的玻璃制反应容器中并进行搅拌和混合。由此得到碱催化剂溶液(2)。此时，碱催化剂溶液(2)中的氨催化剂的量(NH3量：NH3(mol)/(NH3+甲醇+水)(L))为0.94mol/L。
此外，使用碱催化剂溶液(2)，供应250质量份四甲氧基硅烷(TMOS)和250质量份4.44％的氨水，将四甲氧基硅烷(TMOS)的供应量调节至5g/min，即相对于碱催化剂溶液(2)中的甲醇的总摩尔数为0.0021mol/(mol·min)。此外，相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量，将4.44％氨水的供应量调节至5.0g/min。这相当于相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量的1mol为0.397mol/min。
除上述情况以外，以与二氧化硅颗粒1的情况中相同的方式获得二氧化硅颗粒5。
(二氧化硅颗粒6)
供应600质量份四甲氧基硅烷(TMOS)和300质量的4.44％的氨水，将四甲氧基硅烷(TMOS)的供应量调节至10g/min，即相对于碱催化剂溶液(1)中的甲醇的总摩尔数为0.0035mol/(mol·min)。此外，相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量，将4.44％氨水的供应量调节至5.0g/min。这相当于相对于每分钟所供应的四烷氧基硅烷的总供应量的1mol为0.198mol/min。
除上述情况以外，以与二氧化硅颗粒1的情况中相同的方式获得二氧化硅颗粒6。
表1显示了所制得的二氧化硅颗粒的特性。
[实施例1～13和比较例1～4]
根据表2中的组合，将0.4质量份作为外添剂的二氧化硅颗粒和0.2质量份增塑剂(RX50，由Nippon.Aerosil Co.，Ltd.制造)添加到20质量份色调剂颗粒(1)中，并用亨舍尔混合器在2000rpm下混合3分钟，由此得到色调剂。
将得到的各种色调剂和载体以色调剂(1)∶载体＝5∶95(质量比)的比率投入V形共混器中并搅拌20分钟，由此获得显影剂。
使用如下制备的材料作为载体。
将1,000份Mn-Mg铁酸盐(体积平均粒径：50μm，由Powder-tech制造，形状系数SF1：120)装入捏合机中，并向其中添加通过将150份甲基丙烯酸全氟辛酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(共聚比：20/80，Tg：72℃，重均分子量：72,000，由Soken Chemical&Engineering Co.，Ltd.制造)溶解在700份甲苯中而得到的溶液，并于室温混合20分钟，随后于70℃对其加热以进行减压干燥。随后，取出该混合物，由此获得了经涂布的载体。而后，用带75μm开口的筛网将得到的经涂布的载体筛分以除去粗粉末，由此得到载体。该载体的形状系数SF1为122。
[评估]
将实施例中所得的显影剂填充到Docu Centre Color 400的改造装置(由富士施乐株式会社制造)的显影单元中，进行色彩条纹评估和感光体磨耗评估。将其结果示于表2中。
-色彩条纹评估-
如下进行色彩条纹评估。
将所得的显影剂填充到Docu Centre Color 400的改造装置(由富士施乐株式会社制造)的显影单元中，在低温低湿度环境(10℃，15％RH)下输出10000张图像浓度为1％的图像。随后，输出100张图像浓度为100％的全幅图像，并对图像部中产生条纹的图像的数量进行计数。
评估基准如下。
A：未产生色彩条纹
B：5幅以下图像产生了色彩条纹
C：少于10幅图像产生了色彩条纹
D：10幅以上图像产生了色彩条纹
-感光体磨耗评估-
如下进行感光体磨耗评估。
在于低温低湿度环境(10℃，15％RH)下输出100000幅灰度图后的感光体中，用涡电流膜厚仪根据HDT 0.45Mpa(ISO-75-2)在10个点测量了热变形温度，并且从磨耗量的平均值选出感光体磨耗率。此处的感光体磨耗率是指每1000次印刷的感光体磨耗量。
明显的是，感光体磨耗量小是可取的。然而，该量需要为20nm以下，优选为15nm以下，更优选为10nm以下，进一步优选为5nm以下。
表1
体积平均粒径(nm) 平均圆形度 圆形度的标准偏差
二氧化硅颗粒1 140 0.53 0.15
二氧化硅颗粒2 140 0.8 0.08
二氧化硅颗粒3 340 0.64 0.27
二氧化硅颗粒4 340 0.88 0.19
二氧化硅颗粒5 120 0.95 0.03
二氧化硅颗粒6 450 0.66 0.28
表2
从上述结果中发现，与比较例相比，在实施例中，在色彩条纹评估和感光体磨耗评估中都得到了良好的结果。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽或将本发明限制于所披露的精确形式。显然，许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途，由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。

Claims (20)

1.一种静电荷图像显影色调剂，所述静电荷图像显影色调剂包含：
色调剂颗粒；和
外添剂，
其中，所述色调剂颗粒的水分含量为0.1质量％～5.0质量％，并且
所述外添剂的体积平均粒径为70nm～400nm且平均圆形度为0.5～0.8，但不包括0.8，
其中，在将所述外添剂分散在所述色调剂颗粒中后，用扫描电子显微镜设备观察所述外添剂的一次颗粒，得到一次颗粒的图像，从对该图像的分析以“100/SF2”获得所述外添剂的圆形度，所述圆形度是通过下述表达式计算出的：
圆形度(100/SF2)＝4π×(A/I2)
在该表达式中，I表示图像上的所述外添剂的一次颗粒的周长，A表示所述外添剂的一次颗粒的投影面积，SF2表示形状系数；
在通过上述图像分析而获得的100个一次颗粒的等价圆直径的累积频率中以50％圆形度获得所述外添剂的平均圆形度。
2.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，所述外添剂的圆形度的标准偏差为0.3以下。
3.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，所述色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
4.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，所述外添剂的体积平均粒径为100nm～250nm。
5.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，所述外添剂的圆形度的标准偏差为0.1以下。
6.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，所述外添剂是多个二氧化硅颗粒。
7.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，相对于100质量份的所述色调剂颗粒，所述外添剂的含量为0.9质量份～3.5质量份。
8.如权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂，
其中，所述外添剂为通过下述过程获得的多个二氧化硅颗粒：
制备碱催化剂溶液的过程，其中所述碱催化剂溶液在含醇溶剂中包含浓度为0.6mol/l～0.85mol/l的碱催化剂；以及
相对于所述醇，以0.002mol/(mol·min)～0.009mol/(mol·min)的供应量将四烷氧基硅烷供应到所述碱催化剂溶液中，并且相对于每分钟所供应的所述四烷氧基硅烷的总供应量的每1mol，以0.1mol～0.4mol的量供应碱催化剂，从而获得多个二氧化硅颗粒的过程。
9.一种静电荷图像显影剂，所述静电荷图像显影剂包含：
权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂。
10.如权利要求9所述的静电荷图像显影剂，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为0.3以下。
11.如权利要求9所述的静电荷图像显影剂，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
12.一种色调剂盒，所述色调剂盒包含：
色调剂容器，所述色调剂容器含有权利要求1所述的静电荷图像显影色调剂。
13.一种用于图像形成装置的处理盒，所述处理盒包含：
图像保持部件；和
显影单元，所述显影单元使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的静电潜像显影，从而形成色调剂图像，
其中，所述显影剂对应于权利要求9所述的静电荷图像显影剂。
14.如权利要求13所述的用于图像形成装置的处理盒，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为0.3以下。
15.一种图像形成装置，所述图像形成装置包含：
图像保持部件；
充电单元，所述充电单元对所述图像保持部件的表面进行充电；
潜像形成单元，所述潜像形成单元在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像；
显影单元，所述显影单元使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影，从而形成色调剂图像；和
转印单元，所述转印单元将已显影的色调剂图像转印到转印介质上，
其中，所述显影剂为权利要求9所述的静电荷图像显影剂。
16.如权利要求15所述的图像形成装置，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为0.3以下。
17.如权利要求15所述的图像形成装置，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
18.一种图像形成方法，所述图像形成方法包括：
对图像保持部件的表面进行充电；
在所述图像保持部件的表面上形成静电潜像；
使用显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电潜像显影，从而形成色调剂图像；和
将已显影的色调剂图像转印到转印介质上，
其中，所述显影剂为权利要求9所述的静电荷图像显影剂。
19.如权利要求18所述的图像形成方法，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的外添剂的圆形度的标准偏差为0.3以下。
20.如权利要求18所述的图像形成方法，
其中，所述静电荷图像显影色调剂的色调剂颗粒的水分含量为0.3质量％～3.5质量％。
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