CN103186077A - 显影设备和显影方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显影设备和显影方法。本发明的目的在于提供较少受到使用环境影响、具有在长期使用时的高显影效率并且可提供高品质图像而没有图像浓度不均匀的显影设备。本发明涉及一种显影设备，其中磁性调色剂承载构件具有特定范围内的在其表面处的功函数值，调节承载于磁性调色剂承载构件上的调色剂的调色剂调节构件在接触磁性调色剂的部位由特定材料制成，磁性调色剂具有0.950以上的平均圆形度，和磁性调色剂具有在特定范围内的表面张力指数。

Description

显影设备和显影方法

技术领域

本发明涉及一种用于基于电子照相法等的记录方法的显影设备和显影方法。

背景技术

安装在图像形成设备如复印机和打印机上的已知显影设备通常具有用作用于调节调色剂涂布量的调色剂调节构件(也称作显影刮板)的橡胶或金属制刮板与调色剂承载构件(也称作显影套筒)的表面接触的构造。

通过显影刮板和调色剂之间的摩擦和/或调色剂承载构件与调色剂之间的摩擦而赋予调色剂以正或负电荷。这是其中包含通过显影刮板薄地涂布于其上的调色剂的调色剂承载构件使得调色剂飞散并附着于与调色剂承载构件相对的静电潜像承载构件表面上的静电潜像的常规显影方法。

近来，需要图像形成设备技术致力于实现高图像品质以及长期使用的高图像稳定性。另一方面，打印环境已经发生变化，非常需要在从高温高湿环境至低温低湿环境变化的环境中打印。

为满足这些要求，需要调色剂均匀带电并具有高转印性的显影设备和磁性调色剂。

为满足上述要求，已经进行了改进显影刮板或调色剂承载构件等的多种尝试。

日本专利申请特开2004-4751提出了显影剂承载构件表面上的硬度和变形率，以及其中接触显影剂量调节刮板的显影剂承载构件表面的十点平均粗糙度(Rz)为0.3-20μm的显影设备。在该专利文献中，在显影设备上评价非磁性黑色调色剂，并证实改进了实心图像浓度以及防止不均匀和条纹。另一方面，未充分评价长期耐久试验中的稳定性。

日本专利申请特开2007-79118公开了通过采用特定的调色剂调节刮板以限定调色剂调节刮板与调色剂之间的附着强度来改进调色剂熔融附着和细线再现性的试验。然而，在该文献中，调色剂调节刮板的材料或外部添加剂的量未充分优化，因此在特别是长期耐久试验后发生的低浓度方面存在改进空间。

另一方面，调色剂已获得多种改进。日本专利申请特开H06-301236提出了通过捏合粘结剂树脂、磁性物质和任选的添加剂并将所述混合物粉碎和任选地分级以生产调色剂细粉，向调色剂细粉中添加外部添加剂，然后采用热风表面改性，同时将其分散以同时并立即进行外部添加剂的固定化、磁性物质的涂布和调色剂细粉的球形化。

日本专利申请特开2007-334118提出了使静电图像显影的调色剂，其中调节基础颗粒中的粘结剂树脂包含80重量%以上的聚酯树脂并具有0.5以上的蜡/二氧化硅重量比，和当通过具有元素分析功能的透射电子显微镜观察调色剂基础颗粒的截面时，(a)平均一次粒径为15nm以下的二氧化硅细颗粒包含在距调色剂基础颗粒表面0.5μm以上内侧的区域内，和(b)当将调色剂基础颗粒的截面染色以区别于粘结剂树脂部分和蜡部分时，上述(a)的二氧化硅细颗粒的50个数%以上存在于蜡部分中和其0.1μm范围内的周围区域中。

通过实施所谓热球形化处理，可实质上改进图像品质和长期使用的图像稳定性。然而，对于获得为了能够在由高温高湿环境至低温低湿环境变化的环境中打印而使磁性调色剂均匀带电并具有宽的转印区域的显影设备和磁性调色剂，仍然存在空间。此外，在因与显影设备的可能不充分的匹配而发生的具有低显影效率而没有图像浓度不均匀的调色剂还存在改进的空间。

发明内容

考虑到现有技术中的上述问题，本发明提供在由高温高湿环境至低温低湿环境变化的环境中具有长期使用的高显影效率并可提供具有较少图像浓度不均匀的高品质图像的显影设备和显影方法。

从而，本发明的第一方面为显影设备，其包括静电潜像形成于其上的静电潜像承载构件、使静电潜像显影的磁性调色剂、与静电潜像承载构件相对设置的用于承载和输送磁性调色剂的磁性调色剂承载构件，和接触磁性调色剂承载构件并调节磁性调色剂承载构件上承载的磁性调色剂的调色剂调节构件，其中：

磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.6eV-4.9eV，

调色剂调节构件的接触磁性调色剂的部位由聚苯硫醚或聚烯烃制成，和

磁性调色剂

i)包含磁性调色剂颗粒和无机细粉，各所述磁性调色剂颗粒含有粘结剂树脂和磁性粉末，

ii)具有负带电性，

iii)具有0.950以上的平均圆形度，和

iv)具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m的通过毛细管吸引时间法测量并由下式(1)计算的对于45体积%甲醇水溶液的表面张力指数I：

I=Pα/(A×B×10⁶)      (1)

其中，在式(1)中，I表示磁性调色剂的表面张力指数(N/m)；Pα表示磁性调色剂对于45体积%甲醇水溶液的毛细管压力(N/m²)；A表示磁性调色剂的比表面积(m²/g)；和B表示磁性调色剂的真密度(g/cm³)。

进一步地，本发明的第二方面是显影方法，其使用磁性调色剂使静电潜像承载构件上形成的静电潜像显影，所述磁性调色剂承载于与静电潜像承载构件相对设置的磁性调色剂承载构件上并通过接触磁性调色剂承载构件的调色剂调节构件来调节，其中：

磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.6eV-4.9eV，

调色剂调节构件的接触磁性调色剂的部位由聚苯硫醚或聚烯烃制成，和

磁性调色剂

i)包含磁性调色剂颗粒和无机细粉，各所述磁性调色剂颗粒含有粘结剂树脂和磁性粉末，

ii)具有负带电性，

iii)具有0.950以上的平均圆形度，和

iv)具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m的通过毛细管吸引时间法测量并由下式(1)计算的对于45体积%甲醇水溶液的表面张力指数I：

I=Pα/(A×B×10⁶)      (1)

其中，在式(1)中，I表示磁性调色剂的表面张力指数(N/m)；Pα表示磁性调色剂对于45体积%甲醇水溶液的毛细管压力(N/m²)；A表示磁性调色剂的比表面积(m²/g)；和B表示磁性调色剂的真密度(g/cm³)。

根据本发明，可提供在由高温高湿环境至低温低湿环境变化的环境中具有长期使用的高显影效率并可提供没有图像浓度不均匀的高品质图像的显影设备和磁性调色剂。

附图说明

图1是示出显影设备的磁性调色剂承载构件和调节构件周围的调色剂行为的图；

图2是示出图像形成设备的实例的截面图；

图3是示出表面改性设备的示意图；

图4是示出显影设备的实例的截面图；

图5是用于评价点再现性的方格图案；

图6是示出功函数测量曲线实例的图。

具体实施方式

本发明涉及显影设备和显影方法。可应用公知的电子照相工艺，而对除所述显影设备和显影方法以外的图像形成方法和定影方法没有限制。

为完成本发明，本发明人对可在由高温高湿环境至低温低湿环境变化的环境中提供长期使用的高显影效率的显影设备进行了研究。

首先，为改进显影效率，磁性调色剂从磁性调色剂承载构件表面向静电潜像承载构件的有效飞散是重要的。为实现该目的，需要显影设备提供足够的调色剂调节构件(以下也简称作调节构件)与磁性调色剂之间的摩擦和/或磁性调色剂承载构件与磁性调色剂之间的摩擦以使磁性调色剂均匀带电。为实现此目的，磁性调色剂在磁性调色剂承载构件接触调色剂调节构件的部位(以下称作调节部)充分循环以使得磁性调色剂有效带电是重要的。由于磁性调色剂承载构件的旋转力和来自调节构件的施加至调节部的加压压力以及磁性调色剂承载构件凹凸的影响，磁性调色剂承载构件表面附近的磁性调色剂在被搅拌替换的同时输送(参见图1)。磁性调色剂主要因其与磁性调色剂承载构件接触而带电。另一方面，磁性调色剂调节构件附近的磁性调色剂相对远离磁性调色剂承载构件的表面凹凸，从而难以搅动。另外，由于磁性调色剂的调节构件和磁性调色剂通常分别具有正带电性和负带电性，因此在调色剂调节构件与磁性调色剂之间可产生静电力。由于此，磁性调色剂在调色剂调节构件附近较少移动和较少被替换。因此，调色剂调节构件附近的磁性调色剂较少被搅动，和仅接触调色剂调节构件表面的磁性调色剂趋于带电。

在此情况下，需要磁性调色剂具有高流动性，以提供磁性调色剂与调色剂调节构件间的充分摩擦，从而使磁性调色剂均匀带电至期望水平。

然而，通过使用常规显影设备和磁性调色剂，显影设备中磁性调色剂的流动性和带电性可在不同打印环境下变化，在某些环境下可能不会获得充分的显影效率。

例如，在高温高湿环境下，可能由于吸湿，导致磁性调色剂趋于对调色剂调节构件或磁性调色剂承载构件具有较高的附着性，从而降低其流动性。由于流动性降低，磁性调色剂的摩擦带电的频率减少，带电量可能下降。

另一方面，在低温低湿环境下，常规磁性调色剂可相对容易地带电。

然而，常规磁性调色剂、调色剂调节构件和磁性调色剂承载构件趋于具有宽的带电量分布，因此其常常难以获得充分的高显影效率。其原因如下所述。

磁性调色剂在其通过上述调节部时，通过与调色剂调节构件或磁性调色剂承载构件的摩擦来带电。基于使磁性调色剂带电的能力考虑，磁性调色剂承载构件相对容易给予电荷，调色剂调节构件相对不易给予电荷。然而，与下述用于本发明的调色剂调节构件相比，常规调色剂调节构件通常容易给予电荷。

由于此，常规显影设备趋于提供过量的电荷，因此磁性调色剂趋于过度带电。过度带电的磁性调色剂趋于附着在调色剂调节构件和磁性调色剂承载构件上。这种与构件的附着导致在调节部处磁性调色剂的不充分替换、不均匀带电、宽的带电量分布和不充分的显影效率。

如上所述，不同打印环境可导致流动性或磁性调色剂带电量的变化以及磁性调色剂承载构件和调节显影设备中磁性调色剂的调节构件的带电性的变化，从而依赖于打印环境而降低显影效率。

进一步地，在打印环境差异方面获得了新见解：不仅显影效率不足，而且转印效率也可能不充分，和在某些环境下可能发生图像浓度不均匀。还存在显影效率和转印效率在长期使用中趋于下降的问题。

根据本发明人不拘泥于已惯例而进行的广泛研究，发现上述问题可通过优化调色剂调节构件、磁性调色剂承载构件和磁性调色剂来解决，从而完成了本发明。即，根据本发明，当在显影设备中通过磁性调色剂承载构件与调色剂调节构件使磁性调色剂带电时，控制调色剂调节构件的材料和磁性调色剂承载构件的功函数值，因此与常规构造的显影设备相比，改进了调节部的磁性调色剂的替换，以使磁性调色剂有效带电和使磁性调色剂均匀带电。

此外，由于磁性调色剂具有提高的圆形度和增加的表面张力，其对调色剂调节构件和磁性调色剂承载构件具有较低的附着性，从而具有提高的流动性。因此，磁性调色剂本身还可以均匀方式容易地带电。

已经发现，通过这些协同效应，可改进显影效率。此外，通过采用显影设备的此构造和磁性调色剂，磁性调色剂从显影设备中的构件的剥离性提高。因此，在各种环境下可提高显影效率，和还可显著改进转印效率。

上述原因如下。

在调节部，调色剂在被搅拌的同时输送，导致带电。然而，通常，磁性调色剂承载构件附近的磁性调色剂被搅拌并适宜地替换，而在调色剂调节构件附近其很少被替换。另外，当磁性调色剂带电以产生带电量分布时，其具有降低的流动性。相反，本发明人提出了如下想法：如果在调节部处，磁性调色剂承载构件和调色剂调节构件附近的磁性调色剂良好地被替换，使磁性调色剂有效带电和即使在磁性调色剂带电时也可保持流动性，则可使带电量分布变窄和改进显影效率。因此，本发明人完成了本发明。

首先，磁性调色剂的替换可通过使用用于调色剂调节构件的聚苯硫醚(以下简称作PPS)或聚烯烃代替与磁性调色剂相比具有正带电性的常规材料如硅橡胶、聚氨酯和聚碳酸酯等来显著改进。PPS和聚烯烃与磁性调色剂相比具有几乎相同的电位或弱的负带电性，因此调色剂调节构件附近的磁性调色剂几乎不会通过与磁性调色剂调节构件的刮擦和摩擦来带电。

由于此，认为对于调色剂调节构件的静电力极低，因此磁性调色剂不会粘着在调色剂调节构件上。因此，认为可适当地替换调色剂调节构件附近的磁性调色剂并且带电量分布进一步变窄。

然而，通过使用用于磁性调色剂调节构件的PPS或聚烯烃，可降低磁性调色剂的带电量。如上所述，磁性调色剂通过其与调色剂承载构件和调色剂调节构件两者的刮擦引起的摩擦来带电。然而，调色剂调节构件如由PPS或聚烯烃制成的那些具有非常低的使磁性调色剂带电的能力。因此，磁性调色剂的带电依赖于其与磁性调色剂承载构件的接触和摩擦。

因此，需要磁性调色剂承载构件具有改进的带电性。根据本发明，调整磁性调色剂承载构件表面处的功函数值，以使得使磁性调色剂容易带电。

进一步地，为保持磁性调色剂的均匀带电量，改进磁性调色剂的流动性，以及增加磁性调色剂与磁性调色剂承载构件的接触和摩擦的频率。另外，为了维持甚至在磁性调色剂带电时的流动性，需要降低磁性调色剂与调色剂调节构件和磁性调色剂承载构件的附着强度。

从而，本发明的磁性调色剂旨在具有改进的流动性和降低的与上述构件的附着性。作为本发明人进行的锐意研究的结果，具有高圆形度和高表面张力的磁性调色剂使得能够改进流动性和降低与上述构件的附着强度，从而改进在调节部的磁性调色剂的替换。结果，磁性调色剂可有效且均匀地带电。

如上所述，根据本发明，使用PPS或聚烯烃作为调色剂调节构件的材料，从而防止磁性调色剂粘着在调色剂调节构件上并改进磁性调色剂在调节部的替换。另外，通过将磁性调色剂承载构件的功函数值调整至特定值，磁性调色剂可有效且均匀地带电。由于改进的流动性和降低的磁性调色剂对上述构件的附着强度，磁性调色剂在调节部被更好地替换并可均匀带电。

由于这些协同作用，磁性调色剂具有极窄的带电量分布。因此，可良好地追随显影偏压，改进显影效率，并还可改进图像浓度。

接着，关于转印效率，由于较少带电的调色剂被输送至高度带电的调色剂，因此常规磁性调色剂的显影效率有时可能高。由于此，过量的磁性调色剂供给至静电潜像承载构件上的潜像，在从静电潜像承载构件转印至记录介质上时难以追随转印偏压，导致转印效率下降。另外，由于其从静电潜像承载构件上的剥离性也低，因此转印效率进一步下降或易于产生图像浓度不均匀。

相反，本发明的磁性调色剂可均匀带电，因此以适宜的量供给至静电潜像承载构件上的静电潜像，从而获得高显影效率。由于此，在从静电潜像承载构件向记录介质转印时还可容易地改进转印效率。由于本发明的特征—均匀带电和磁性调色剂的高表面张力即从构件上的高剥离性，获得了显著改进的转印效率和图像浓度不均匀的改善。

现在详细描述本发明。

本发明使用的磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.6eV-4.9eV。功函数值通常为释放自由电子的容易性的指标，该值越低意味着释放自由电子的容易性越高。考虑到使磁性调色剂承载构件表面和磁性调色剂带电，具有较低功函数值的磁性调色剂承载构件表面能够更容易地使磁性调色剂带电，因为当其与磁性调色剂接触并摩擦时，更容易交换自由电子。因此，磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.9eV以下是重要的。

另一方面，不优选磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值大于4.9eV，因为难以适宜地在磁性调色剂承载构件表面与磁性调色剂之间交换自由电子，导致磁性调色剂的带电量和带电性下降。

不优选磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值小于4.6eV，因为尽管磁性调色剂具有良好的带电性，但是磁性调色剂的带电量过高，从而增加了反射力(reflection force)。结果，磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂变得较少移动，加宽了带电量分布。

在本发明中，磁性调色剂承载构件表面处的功函数值的调节可适宜地示例在形成磁性调色剂承载构件表面层的树脂层中包含下述导电性颗粒。所述导电性颗粒可包括金属(铝、铜、镍和银等)的细粉、导电性金属氧化物(氧化锑、氧化铟、氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化钼和钛酸钾等)的颗粒、结晶性石墨、碳纤维和导电性炭黑等。

在本发明中，这些导电性颗粒的类型和其量可适宜地选择，以调节磁性调色剂承载构件表面处的功函数值。

功函数值可通过例如大量添加具有低功函数值的导电性颗粒如铝、铜、银和镍等金属粉或石墨而降低。还可通过添加氧化炭黑或降低导电性颗粒本身的量来提高功函数值。

炭黑可采用已知技术氧化，其可示例例如采用臭氧等的表面氧化，和采用高锰酸钾的氧化等。通过根据该技术氧化炭黑表面，赋予炭黑表面以能够提高功函数值的表面官能团如羧基和磺酸基。

在本发明中，磁性调色剂承载构件优选具有0.60μm-1.50μm的表面粗糙度(算术平均粗糙度：RaS)，和磁性调色剂承载构件的表面粗糙度(算术平均粗糙度：RaS)与调色剂调节构件接触磁性调色剂的部位的表面粗糙度(算术平均粗糙度：RaB)之比[RaS/RaB]为1.0-3.0。磁性调色剂承载构件的表面粗糙度(算术平均粗糙度：RaS)更优选为0.8μm-1.3μm，和[RaS/RaB]更优选为1.5-2.5。

如上所述，本发明中非常重要的是在调节部处适宜地替换磁性调色剂。替换磁性调色剂的驱动力是磁性调色剂承载构件的表面凹凸。然而，相对远离磁性调色剂承载构件的调色剂调节构件附近的磁性调色剂几乎不受其影响。因此，认为赋予调色剂调节构件表面凹凸使得磁性调色剂能够适宜的替换。

基于本发明人进行的广泛研究，当RaS为0.60μm-1.50μm且RaS/RaB为1.0-3.0时，可进一步改进显影效率。

当磁性调色剂承载构件具有在上述范围内的表面粗糙度(RaS)时，可保持适宜的输送性，和当磁性调色剂承载构件的表面粗糙度(RaS)与调色剂调节构件与调色剂接触的部位的表面粗糙度(RaB)之比[RaS/RaB]在上述范围内时，在磁性调色剂的替换方面，可获得良好的性质。

本发明的具有在上述范围内的表面粗糙度(RaS)的磁性调色剂承载构件可通过例如改变磁性调色剂承载构件表面层的研磨状态或通过添加球形碳颗粒、碳细颗粒、石墨和树脂细颗粒等得到。调色剂调节构件的表面粗糙度(RaB)可通过在调色剂调节构件表面上实施锥形研磨(taper grinding)来调整。

如上所述，用于本发明的调色剂调节构件在接触磁性调色剂的部位由聚苯硫醚(PPS)或聚烯烃制成。

PPS和聚烯烃具有与磁性调色剂相比几乎相同的电位或者弱的负带电性，因此在调色剂调节构件附近的磁性调色剂很少通过与调色剂调节构件的刮擦和摩擦来带电。因此，认为磁性调色剂对调色剂调节构件具有极低的静电力，因此不会粘着到调色剂调节构件。由于这些原因，在本发明中，调色剂调节构件与磁性调色剂接触的部位包含PPS或聚烯烃。

在接触磁性调色剂的部位包含聚苯硫醚或聚烯烃的调色剂调节构件具有降低的由于摩擦导致的碎屑量(chipped amount)或在各环境下极小的弹性变化，使得可以使长期使用时的图像品质稳定，并且在各种环境下保持高显影效率和转印效率。

本发明的磁性调色剂具有0.950以上、优选0.960以上的平均圆形度。具有0.950以上的平均圆形度的磁性调色剂具有改进的流动性。具有高平均圆形度的磁性调色剂与具有低平均圆形度的磁性调色剂如常规非球形调色剂等相比具有均匀的表面轮廓，因此均匀带电。具有几乎球形的磁性调色剂具有较少的与构件的接触点，从而改进了从构件的剥离性。具有几乎球形的磁性调色剂能够使其可以最密填充。由于这些原因，改进了显影效率和转印效率，还使长期使用时的图像品质稳定。

在本发明中，优选2μm-10μm磁性调色剂的采用流式颗粒图像分析仪“FPIA-3000”(Sysmex Corporation)测量的纵横比为0.7-0.9。当作为不规则形状颗粒指数的纵横比为0.7以上时，磁性调色剂包含较少的不规则形状的调色剂如内聚的磁性调色剂，从而能够均匀带电，并具有改进的显影效率。当纵横比为0.9以下时，磁性调色剂趋于具有低的纵横比标准偏差和改进的流动性，从而能够实现更好的图像品质。

关于采用流式颗粒图像分析仪“FPIA-3000”(SysmexCorporation)测量的纵横比，还优选，当将颗粒分为具有0.5μm以上且小于2.0μm的圆当量直径的颗粒、具有2.0μm以上且小于10.0μm的颗粒和具有10.0μm以上且小于20.0μm的颗粒时，标准偏差优选为0.1以下。

当纵横比的标准偏差为0.1以下时，遍及具有小粒径的磁性调色剂至具有大粒径的磁性调色剂，磁性调色剂的纵横比几乎相等，由此磁性调色剂趋于具有改进的流动性并能够容易地提供更好的图像品质。

本发明的磁性调色剂优选具有3.0μm-10.0μm、更优选4.0μm-7.0μm的重均粒径(D4)。考虑到进一步改进图像品质和转印效率，具有在上述范围内的重均粒径(D4)的磁性调色剂是优选的。磁性调色剂的重均粒径(D4)可通过在调色剂生产阶段将磁性调色剂颗粒分级来调整。

本发明的磁性调色剂具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m的通过毛细管吸引时间法测量并由下式(1)计算的对于45体积%甲醇水溶液的表面张力指数I：

I=Pα/(A×B×10⁶)        (1)

其中，在式(1)中，I表示磁性调色剂的表面张力指数(N/m)；Pα表示磁性调色剂对于45体积%甲醇水溶液的毛细管压力(N/m²)；A表示磁性调色剂的比表面积(m²/g)；和B表示磁性调色剂的真密度(g/cm³)。

磁性调色剂的表面张力指数是磁性调色剂表面上剥离性的指标。表面张力指数越高意味着剥离性越高，即磁性调色剂的附着强度越低。这里限定的表面张力指数由向磁性调色剂施加压力并使得在其微结构上吸引甲醇时磁性调色剂的毛细管压力、磁性调色剂的比表面积和磁性调色剂的真密度来计算。

磁性调色剂的疏水性和剥离性例如基于甲醇润湿性来常规地评价。由于甲醇水溶液不能渗入磁性调色剂表面的微细区域内，因此甲醇润湿性受到外部添加剂的显著影响。由于此，较少反映由磁性调色剂颗粒和磁性调色剂表面上微细区域的影响，因而不能评价各种环境下的显影效率和长期使用时的影响。

另一方面，与常规评价相比，磁性调色剂的表面张力指数使得能够评价包括受更微细结构的影响的磁性调色剂的剥离性。

本发明人认为通过考虑这类微细结构的影响，可讨论磁性调色剂从构件的剥离性。

磁性调色剂具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m、优选5.0×10^-3N/m-3.0×10^-2N/m的表面张力指数I。

具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m表面张力指数I的磁性调色剂具有高的剥离性，从而具有高的滚动性，因此其能够有效且均匀地带电。另外，由于具有更好的从构件的剥离性，其具有改进的显影效率和转印效率。

具有小于5.0×10^-3N/m表面张力指数I的磁性调色剂具有降低的均匀带电性和降低的剥离性，从而降低显影效率和转印效率以及产生图像浓度不均匀。

另一方面，具有大于1.0×10^-1N/m表面张力指数I的磁性调色剂在长期使用期间明显劣化，导致长期使用时降低的图像品质。

在本发明中，上述表面张力指数可通过均匀赋予磁性调色剂颗粒和包含外部添加剂的磁性调色剂表面以疏水性来获得。

可具体地通过例如采用已知疏水性物质(处理剂)处理磁性调色剂表面来均匀赋予磁性调色剂表面以疏水性。此类处理剂可以是偶联剂、采用偶联剂处理的细颗粒、蜡、油、清漆和有机化合物等。

具体地，疏水性可通过在采用热风表面处理磁性调色剂时用蜡处理磁性调色剂颗粒表面来赋予。然而，该方法不限制本发明。

当磁性调色剂采用热风表面处理同时在磁性调色剂表面上提供过量的热时，过量的蜡可转移至磁性调色剂颗粒表面上或可导致不均匀的蜡分布。为解决该问题，可控制生产条件如热风温度、和冷却风的温度等，从而控制蜡的溶出量(elutionamount)和分布，由此获得具有上述范围内的表面张力指数I的磁性调色剂。据此，磁性调色剂的带电量趋于均匀，和带电量在各种环境中稳定。

本发明的磁性调色剂包含磁性调色剂颗粒和无机细粉。优选无机细粉包含二氧化硅细粉。还优选本发明的磁性调色剂当浸渍在1当量(以下简称作1N)碱性水溶液中时，具有10质量%-50质量%的硅元素减少率。在本文中，硅元素是源于二氧化硅细粉的硅元素。以下详细描述采用碱性水溶液的处理方法。通过在碱性水溶液中浸渍磁性调色剂，从其上分离微弱附着在磁性调色剂上的硅化合物。硅元素减少率用于计算从磁性调色剂中分离的硅化合物的比例。

当采用碱性水溶液处理时，具有50质量%以下的硅元素减少率的磁性调色剂包含更多强烈附着于磁性调色剂上的硅元素，从而当其长期使用时可容易地保持上述表面张力指数I。因此，可容易地长期保持显影效率和转印效率，可保持图像品质和可连续获得没有图像浓度不均匀的图像。当硅元素减少率为10质量%以上时，磁性调色剂趋于具有高滚动性和更好的带电上升，导致更好的初期显影效率和转印效率。

在本发明中，用于磁性调色剂的粘结剂树脂可以是公知作为粘结剂树脂的各种树脂。这类树脂可包括例如乙烯基树脂、酚醛树脂、天然树脂改性的酚醛树脂、天然树脂改性的马来酸树脂、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚醋酸乙烯酯、硅酮树脂、聚酯树脂、聚氨酯、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、萜烯树脂、苯并呋喃-茚树脂和石油树脂等，其中基于带电性和定影性能考虑，优选聚酯树脂和乙烯基树脂。这些树脂中的一种或两种以上的组合可用作粘结剂树脂。

形成聚酯树脂的单体可包括以下。

醇组分可包括乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、氢化双酚A、下式(1-1)表示的双酚衍生物和下式(1-2)表示的二醇。

[化学式1]

形成聚酯树脂的酸组分可包括苯二羧酸或其酸酐，例如邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和邻苯二甲酸酐；烷基二羧酸或其酸酐，例如琥珀酸、己二酸、癸二酸和壬二酸以及采用具有6-18个碳原子的烷基或烯基取代的琥珀酸或其酸酐；不饱和二羧酸或其酸酐，例如富马酸、马来酸、柠康酸和衣康酸。

包含三元以上的多元羧酸或其酸酐和/或三元以上的多元醇的聚酯树脂是优选的，因为可容易地控制分子量和粘度。三元以上的多元羧酸或其酸酐可包括1,2,4-苯三羧酸、1,2,4-环己烷三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、苯均四酸、其酸酐及其低级烷基酯。三元以上的多元醇可包括1,2,3-丙三醇、三羟甲基丙烷、己三醇和季戊四醇等。

形成乙烯基树脂的乙烯基单体可包括如下：

苯乙烯；苯乙烯衍生物，如邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯和对正十二烷基苯乙烯；不饱和单烯烃，如乙烯、丙烯、丁烯和异丁烯；不饱和多烯，如丁二烯和异戊二烯；乙烯基卤化物，如氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯和氟乙烯；乙烯基酯，如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；α-亚甲基脂肪族单羧酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸二甲基氨乙酯和甲基丙烯酸二乙基氨乙酯；丙烯酸酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-氯乙酯和丙烯酸苯酯；乙烯基醚，如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和乙烯基异丁基醚；乙烯基酮，如乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮和甲基异丙烯基酮；N-乙烯基化合物，如N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚和N-乙烯基吡咯烷酮；乙烯基萘；丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物，如丙烯腈、甲基丙烯腈和丙烯酰胺；

进一步地，不饱和二元酸，如马来酸、柠康酸、衣康酸、烯基琥珀酸、富马酸和中康酸；不饱和二元酸酐，如马来酸酐、柠康酸酐、衣康酸酐和烯基琥珀酸酐；不饱和二元酸的半酯，如马来酸半甲酯(maleic acid methyl half ester)、马来酸半乙酯、马来酸半丁酯、柠康酸半甲酯、柠康酸半乙酯、柠康酸半丁酯、衣康酸半甲酯、烯基琥珀酸半甲酯、富马酸半甲酯和中康酸半甲酯；不饱和二元酯，如马来酸二甲酯和富马酸二甲酯；α,β-不饱和酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸；α,β-不饱和酸酐，如巴豆酸酐和肉桂酸酐、α,β-不饱和酸与低级脂肪酸的酸酐；烯基丙二酸、烯基戊二酸、含羧基单体如烯基己二酸及其酸酐和其单酯；

进一步地，含羟基单体，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯如丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯和甲基丙烯酸2-羟丙酯；4-(1-羟基-1-甲基丁基)苯乙烯和4-(1-羟基-1-甲基己基)苯乙烯。

在本发明中，用于构成磁性调色剂的粘结剂树脂的乙烯基树脂可具有与交联剂交联的两个以上的乙烯基的交联结构。在此情况下，交联剂可包括如下：

芳香族二乙烯基化合物，如二乙烯基苯和二乙烯基萘；

经由烷基链连接的二丙烯酸酯化合物，如乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯及其中用甲基丙烯酸酯代替丙烯酸酯的其甲基丙烯酸酯替代物；

经由包含醚键的烷基链连接的二丙烯酸酯化合物，如二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇#400二丙烯酸酯、聚乙二醇#600二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯和用甲基丙烯酸酯代替丙烯酸酯的其甲基丙烯酸酯替代物；

经由包含芳香基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物，如聚氧乙烯(2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯、聚氧乙烯(4)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷二丙烯酸酯和用甲基丙烯酸酯代替丙烯酸酯的其甲基丙烯酸酯替代物；

聚酯型二丙烯酸酯化合物，如商品名MANDA(NipponKayaku Co.,Ltd.)。

多官能交联剂可包括季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、低聚酯丙烯酸酯和用甲基丙烯酸酯代替丙烯酸酯的其甲基丙烯酸酯替代物；三烯丙基氰脲酸酯和三烯丙基偏苯三酸酯。

交联剂的用量相对于100质量份其它单体组分，优选为0.01质量份-10质量份，还更优选0.03质量份-5质量份。

这些交联剂中，考虑到长期使用时的稳定性，可提及芳香族二乙烯基化合物(特别是二乙烯基苯)和经由包含芳香基团和醚键的链连接的二丙烯酸酯化合物作为适用于粘结剂树脂的化合物。

用于乙烯基树脂生产的聚合引发剂可包括2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、二甲基-2,2’-偶氮二异丁酸酯、1,1’-偶氮二(1-环己烷甲腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)-异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、2-苯基偶氮-2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈、2,2-偶氮二(2-甲基丙烷)、酮过氧化物如过氧化甲乙酮、过氧化乙酰丙酮和过氧化环己酮、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、叔丁基氢过氧化物、氢过氧化枯烯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基枯基、过氧化二枯基、α,α’-双(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化异丁基、过氧化辛酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化3,5,5-三甲基己酰、过氧化苯甲酰、过氧化间三甲苯基(m-trioyl peroxide)、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二-2-乙基己酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化碳酸二-2-乙氧基乙酯、过氧化二碳酸二甲氧基异丙酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)过氧化碳酸酯、乙酰环己基磺酰基过氧化物、叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、二叔丁基过氧化间苯二甲酸酯、叔丁基过氧化烯丙基碳酸酯、叔戊基过氧化2-乙基己酸酯、二叔丁基过氧化六氢对苯二甲酸酯和二叔丁基过氧化壬二酸酯。

本发明使用的粘结剂树脂优选具有45℃-70℃、更优选55℃-67℃的玻璃化转变温度(Tg)。还优选粘结剂树脂具有2,500-50,000的数均分子量(Mn)和10,000-1,000,000的重均分子量(Mw)。

粘结剂树脂的数均分子量和重均分子量可由通过粘结剂树脂在四氢呋喃(THF)中的溶液的凝胶渗透色谱(GPC)测量的计数(保留时间)和由多个单分散聚苯乙烯标准样品制作的校准曲线的对数值来求得。粘结剂树脂的分子量可通过聚合条件、是否存在交联剂和粘结剂树脂的捏合等来调整。

粘结剂树脂的玻璃化转变温度通常可通过选择粘结剂树脂的组分(可聚合单体)来调整以获得45-80℃的理论玻璃化转变温度，其记载于出版的Polymer Handbook第2版III第139-192页中(John Wiley&Sons)。粘结剂树脂的玻璃化转变温度可使用差示扫描量热计如PerkinElmer Inc.的DSC-7或TA Instruments Inc.Japan的DSC2920，根据AS TM D3418-82测量。玻璃化转变温度低于上述范围的粘结剂树脂可提供不足的磁性调色剂的贮存性，和玻璃化转变温度高于上述范围的粘结剂树脂可提供不足的磁性调色剂的定影性能。

粘结剂树脂可采用公知的各种生产方法生产而没有限制。例如，可使用例如本体聚合法、溶液聚合法、悬浮聚合法和乳液聚合法的聚合方法。当使用羧酸单体或酸酐单体时，由于单体性质，优选使用本体聚合法或溶液聚合法。

在本发明中，磁性调色剂可包含蜡。所述蜡优选烃蜡，如低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡、石蜡，这是由于它们容易分散在磁性调色剂中并具有高剥离性。除上述烃蜡外，视需要可组合使用少量一种或两种以上蜡。这类蜡包括以下：

脂族烃蜡或其嵌段共聚物的氧化物，如氧化聚乙烯蜡；包含脂肪酸酯作为主要组分的蜡，如巴西棕榈蜡、沙索(Sasol)蜡和褐煤酯蜡；部分或完全脱酸的脂肪酸酯，如脱酸巴西棕榈蜡；进一步地，饱和直链脂肪酸，如棕榈酸、硬脂酸、褐煤酸；不饱和脂肪酸，如巴西烯酸、桐酸和十八碳四烯酸；饱和醇，如硬脂醇、芳烷基醇、山萮醇、巴西棕榈醇、蜡醇和蜂花醇；长链烷基醇；多元醇如山梨醇；脂肪酸酰胺如亚油酸酰胺、油酸酰胺和月桂酸酰胺；饱和脂肪酸双酰胺，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；不饱和脂肪酸酰胺，如亚乙基双油酰胺、六亚甲基双油酰胺、N,N’-二油基己二酸酰胺和N,N-二油基癸二酸酰胺；芳香族双酰胺，如间二甲苯双硬脂酰胺和N,N-二硬脂基间苯二甲酸酰胺；脂肪酸金属盐(通常称作金属皂)，如硬脂酸钙、月硅酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸镁，以及通过将乙烯基单体如苯乙烯和丙烯酸接枝至脂族烃蜡上得到的蜡；脂肪酸与多元醇的部分酯化产物，如山萮酸单甘油酯和通过植物油的氢化得到的含羟基的甲基酯化合物。

定义为在差示扫描量热计(DSC)上升温期间最大吸热峰的峰值温度的蜡的熔点优选为70-140℃。当熔点为70℃以上时，磁性调色剂的粘度可容易地保持，磁性调色剂趋于保持带电，并可容易地保持长期使用时的显影效率。当熔点为140℃以下时，磁性调色剂趋于具有改进的低温定影性。

蜡的“熔点”在差示扫描量热计(DSC)DSC-7(PerkinElmerInc.)上根据ASTM D3418-82来测量。

精确称取测量样品(10mg)。

将样品放置在铝盘上。采用空铝盘做参比，在常温和常湿条件下在30-200℃测量温度范围内以10℃/min的升温速率进行测量。

在升温的第二次循环期间在40-100℃温度范围内得到最大吸热峰，将峰值温度用作蜡的熔点。

磁性调色剂中蜡的量相对于100质量份粘结剂树脂，优选为0.1质量份-20质量份，更优选0.5质量份-10质量份。

可通过在树脂生产期间，将树脂溶解在溶剂中，升高树脂溶液的温度，在搅拌的同时添加蜡，或通过在磁性调色剂生产期间在熔融捏合时添加蜡，将蜡包含在粘结剂树脂中。

本发明的磁性调色剂优选包含下述磁性粉末，并具有在特定范围内的磁性。即，在本发明中，磁性调色剂具有35Am²/kg-45Am²/kg的在795.8kA/m的测量磁场中的饱和磁化强度σs，1.0Am²/kg-3.0Am²/kg的残余磁化强度σr。磁性调色剂的磁性可通过磁性粉末的磁性和量适宜地调整。

根据本发明的用于磁性调色剂的磁性粉末包括铁氧化物，如四氧化三铁和γ-氧化铁作为主要组分，并可包含磷、钴、镍、铜、镁、锰、铝和硅等元素。特别地，由于可进一步容易地调整磁性，优选包含磷和硅的磁性粉末。磁性粉末优选具有2m²/g-30m²/g、更优选3m²/g-20m²/g的根据氮吸附法的BET比表面积。磁性粉末优选具有5-7的莫氏硬度。

考虑到易于进行适于本发明的磁性的调整，磁性粉末适合具有球形、多面体或六面体等形状。磁性粉末的形状可通过扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)证实。当存在形状分布时，磁性粉末的形状定义为在存在的形状中出现最为频繁的形状。

基于调整磁性调色剂的磁性考虑，本发明的磁性粉末优选具有75Am²/kg-85Am²/kg、更优选77Am²/kg-83Am²/kg的在795.8kA/m的测量磁场中的饱和磁化强度σs。另一方面，磁性粉末优选具有1.5Am²/kg-5.0Am²/kg、更优选2.0Am²/kg-4.5Am²/kg的在795.8kA/m的测量磁场中的残余磁化强度σr。

基于获得充分的黑色度和着色强度二者考虑，磁性粉末优选具有0.05μm-0.40μm的体积平均粒径。

磁性粉末的体积平均粒径可采用透射电子显微镜测量。具体地，将待观察的磁性调色剂颗粒充分分散于环氧树脂中，然后在40℃温度的气氛下固化2天，以得到固化制品。采用切片机从固化制品上得到薄切片样品，并采用透射电子显微镜(TEM)观察，以在10,000或40,000倍放大率下获取照片。测量视野中100个磁性粉末颗粒的直径。基于等于磁性粉末投影面积的圆当量直径，计算体积平均粒径。还可采用图像分析仪测量粒径。

在本发明中，在振动型磁力计VSM P-1-10(Toei IndustryCo.,Ltd.)上，在25℃室温和795.8kA/m的外部磁场下，测量磁性粉末和磁性调色剂的饱和磁化强度σs和残余磁化强度σr。

基于控制本发明磁性调色剂的磁性和带电量分布考虑，相对于100质量份粘结剂树脂，磁性粉末含量优选为40质量份-150质量份，更优选50质量份-120质量份，特别优选60质量份-110质量份。

磁性调色剂中磁性粉末的含量可采用PerkinElmer Inc.的热分析仪TGA7来测量。关于测量方法，将磁性调色剂在氮气气氛下以25℃/分钟的升温速率从常温加热至900℃，取100℃-750℃的质量损失为粘结剂树脂的量，并近似地取剩余质量为磁性粉末的量。

根据本发明的磁性调色剂可视需要添加有电荷控制剂，以改进带电性。在本发明中，由于磁性调色剂具有负带电性，因此优选添加具有负带电性的电荷控制剂。具有负带电性的电荷控制剂有利地为例如有机金属配合物和螯合物，其具体地可包括单偶氮金属配合物；乙酰丙酮金属配合物；和芳香族羟基羧酸或芳香族二羧酸的金属配合物及其金属盐、酸酐、酯和酚类衍生物如双酚。

具有负带电性的电荷控制剂的具体例子可包括例如SpilonBlack TRH、T-77和T-95(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)和

S-34、S-44、S-54、E-84、E-88和E-89(OrientChemical Industries Co.,Ltd.)。

可使用这些电荷控制剂中的一种，或组合使用它们的两种以上。基于调色剂的带电量考虑，相对于100质量份粘结剂树脂，电荷控制剂的使用量优选为0.1质量份-5.0质量份。

基于改进磁性调色剂的流动性、转印性和带电稳定性的目的，本发明的磁性调色剂包含无机细粉。

本发明使用的无机细粉可适宜地示例二氧化硅细粉、氧化钛细粉和氧化铝细粉等。无机细粉优选包括二氧化硅细粉。使用的二氧化硅细粉可例如为通过卤化硅的气相氧化生产的所谓干法或气相二氧化硅的干法二氧化硅以及由水玻璃等生产的所谓湿法二氧化硅二者。

可使用的氧化钛细粉是通过硫酸法、氯法、挥发性钛化合物如烷氧基钛、卤化钛和乙酰丙酮络钛的低温氧化(热分解、水解)得到的氧化钛细粉。可使用任何结晶体系的氧化钛，如锐钛矿型、金红石型、其混合晶体和无定形。

无机细粉优选采用偶联剂、硅油或有机硅化合物在其表面上进行疏水化处理。无机细粉表面的疏水化处理可示例采用与无机细粉反应或物理吸附于无机细粉上的有机硅化合物化学或物理处理无机细粉的方法。

添加的无机细粉量相对于100质量份磁性调色剂颗粒，优选为0.1质量份-8.0质量份，更优选0.1质量份-4.0质量份。

基于赋予流动性考虑，无机细粉优选具有0.004μm-0.30μm的一次颗粒的数均粒径(D1)。无机细粉一次颗粒的数均粒径(D1)通过采用用扫描电子显微镜获得的磁性调色剂的放大照片来测量。具体地，测量至少300个无机细粉一次颗粒的粒径，并通过将一次颗粒的最大直径算术平均来得到一次颗粒的数均粒径(D1)。

以下描述本发明磁性调色剂的生产方法，其不限制本发明。

本发明的磁性调色剂优选通过包括示例为下述表面改性步骤的调整平均圆形度的步骤的方法来生产。对生产中的其它步骤没有特别限制，磁性调色剂可通过已知的生产方法制备。首先，混合例如粘结剂树脂和磁性粉末以及任选的蜡和电荷控制剂等材料(原料混合步骤)。将得到的混合物熔融捏合(熔融捏合步骤)、冷却并粉碎(粉碎步骤)。任选地，对得到的粉碎材料进行球形化处理，用热风表面处理和分级，以得到磁性调色剂颗粒。向得到的磁性调色剂颗粒中外部添加无机细粉，以生产磁性调色剂。本发明的磁性调色剂颗粒或磁性调色剂更优选通过用热风表面改性而获得。

以下是一个生产例子。在用于混合原料以供给至熔融捏合步骤的原料混合步骤中，称量一定量的例如粘结剂树脂和磁性粉末以及任选的蜡和电荷控制剂的材料，在混合机中组合并混合。混合机的例子包括双锥混合机、V型混合机、鼓式混合机、超级混合机、亨舍尔(Henschel)混合机和诺塔(nauta)混合机。

熔融捏合用于磁性调色剂的混合原料，以熔融树脂，并在其中分散磁性粉末等。在熔融捏合步骤中，可使用间歇式捏合机如加压捏合机和班伯里(Banbury)混炼机和连续捏合机。近来，由于其能够连续生产的优势，单螺杆或双螺杆挤出机成为主流。例如，通常使用Kobe Steel,Ltd.制的KTK型双螺杆挤出机、Toshiba Machine Co.,Ltd.制的TEM型双螺杆挤出机、KCKCo.制的双螺杆挤出机、Buss AG制的Ko-kneader等。熔融捏合后，将通过熔融捏合磁性调色剂原料得到的树脂组合物通过在双辊等上施加压力压延，并在冷却步骤中通过水冷却等来冷却。

将如此得到的冷却的树脂组合物在粉碎步骤中粉碎，以获得期望粒径。在粉碎步骤中，将树脂组合物采用破碎机、锤磨机、削磨机(feather mill)等粗破碎，并进一步采用KawasakiHeavy Industries,Ltd.制的Kryptron体系、Nisshin EngineeringInc.制的超级转子(Super Rotor)等粉碎，以获得粉碎产物。

任选地，可接着采用筛分机的分级以获得分级产物，所述筛分机包括例如为惯性分级体系的Elbow Jet(Nittetsu MiningCo.,Ltd.制)或为离心分级体系的Turboplex(Hosokawa MicronCorporation)的分级机。

本发明使用的磁性调色剂颗粒优选通过采用图3所示表面处理设备用热风对上述粉碎产物进行表面处理然后分级而得到。可选地，优选将预先分级的产物采用图3所示表面处理设备用热风进行表面处理。

根据本发明优选进行的用热风表面处理的步骤用具体实例描述于下文中。磁性调色剂颗粒或磁性调色剂的表面改性可例如通过采用图3所示表面改性设备来进行。将磁性调色剂颗粒101以恒定量从自动进料器102通过进料喷嘴103供给至表面改性设备104内。由于采用鼓风机109使表面改性设备104内部抽真空，因此通过进料喷嘴103引入的磁性调色剂颗粒101分散在设备中。通过由热风入口105引入的热风，向如此分散的磁性调色剂颗粒101瞬间施加热，从而使它们表面改性。在本发明中，通过加热器产生热风；然而，对所述装置没有特别限制，只要其可产生足以用于磁性调色剂颗粒表面改性的热风即可。将表面改性的磁性调色剂颗粒107通过由冷风入口106引入的冷风瞬间冷却。在本发明中，使用液氮作为冷风；然而，对该方式没有特别限制，只要其能够瞬间冷却表面改性的磁性调色剂颗粒107即可。将表面改性的磁性调色剂颗粒107采用鼓风机109抽真空，并收集在旋风分离器108中。

在本发明磁性调色剂表面改性步骤中使用的热风优选为160℃-450℃。160℃以上的热风可容易地改进表面张力。450℃以下的热风可容易地抑制磁性调色剂颗粒的聚集。

任选地，可通过采用例如Nara Machinery Co.,Ltd.制的Hybridization System或Hosokawa Micron Corporation制的Mechanofusion system，进行进一步的表面改性和球形化处理。在此情况下，任选地使用筛分机，如为风力式筛(air shifer)的High Bolter(Shin Tokyo Kikai Co.,Ltd.)。

另一方面，可通过例如以预定量配合分级的磁性调色剂颗粒和无机细粉并采用外部添加设备如向粉末施加剪切力的高速搅拌机如亨舍尔混合机和超级混合机等搅拌并混合，向磁性调色剂颗粒中外部添加无机细粉。当用热风使磁性调色剂进行表面处理时，可在热风处理前和/或后，外部添加无机细粉。外部添加优选在热风处理前进行，因为可容易地降低在碱性水溶液中浸渍磁性调色剂时硅元素减少率，这是本发明的优选实施方案。

如上所述，本发明涉及显影设备，其包括静电潜像形成于其上的静电潜像承载构件、用于使静电潜像显影的磁性调色剂、与静电潜像承载构件相对设置的用于承载和输送磁性调色剂的磁性调色剂承载构件以及接触磁性调色剂承载构件并调节磁性调色剂承载构件上承载的磁性调色剂的调色剂调节构件。本发明的显影设备的特征在于，磁性调色剂承载构件表面处的功函数值在特定范围内，调色剂调节构件在接触磁性调色剂的部位包含聚苯硫醚或聚烯烃，和其包含本发明的磁性调色剂。

以下通过附图详细描述本发明的显影设备，其不限制本发明。

图4是示出本发明显影设备的例子的截面图。图2是示出包含本发明显影设备的图像形成设备的例子的截面图。

在图2或4中，作为在其上已经形成静电潜像的图像承载构件的静电潜像承载构件(感光构件)1沿箭头R1方向旋转。磁性调色剂承载构件3承载在显影装置4中的磁性调色剂14并沿箭头R2方向旋转，因此将磁性调色剂14输送至磁性调色剂承载构件3与静电潜像承载构件(感光构件)1相对的显影区域。在磁性调色剂承载构件3中，设置磁体16以将磁性调色剂磁性吸引并保持在磁性调色剂承载构件3上。

在静电潜像承载构件(感光构件)1的周围设置充电辊2、转印构件(转印辊)5、清洁器容器6、清洁刮板7、定影单元8、拾取辊9等。静电潜像承载构件(感光构件)1通过充电辊2充电。通过采用来自激光产生器11的激光照射静电潜像承载构件(感光构件)1进行曝光，以形成对应于预期图像的静电潜像。采用显影设备4中的磁性调色剂使静电潜像承载构件(感光构件)1上的静电潜像显影，以提供调色剂图像。将调色剂图像通过转印构件(转印辊)5转印至转印材料(纸)10上，所述转印构件5在转印材料介于其间的情况下与静电潜像承载构件(感光构件)1接触。包含调色剂图像的转印材料(纸)10输送至定影单元8，并进行在转印材料(纸)10上的定影。另外，将在静电潜像承载构件(感光构件)1上残留至一定程度的磁性调色剂14通过清洁刮板7刮除，并贮存在清洁器容器6中。

在本发明的显影设备中进行的充电步骤中，优选使用接触充电设备，其中静电潜像承载构件通过形成接触部分与充电辊接触，并向充电辊施加一定充电偏压，以在期望的极性和电位下使静电潜像承载构件表面充电。此接触充电使得稳定且均匀的充电并可降低产生的臭氧量。

然而，当使用固定型充电构件时，在充电构件与旋转的静电潜像承载构件之间难以保持均匀接触，导致频繁发生充电不均匀。为保持与静电潜像承载构件的均匀接触并获得均匀充电，充电辊优选沿与静电潜像承载构件相同的方向旋转。

当使用所述充电辊时优选的工艺条件可示例充电辊的接触压力：4.9-490.0N/m(5.0-500.0g/cm)；DC电压或AC与DC叠加电压。当叠加AC电压时，优选AC电压为0.5-5.0kVpp，AC的频率为50-5kHz，DC电压具有200-1500V的绝对值。电压的极性取决于使用的显影设备。

在充电步骤中使用的AC电压的波形可以是正弦波、矩形波和三角波等。

用于充电辊的弹性体材料可包括但不限于通过在乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、聚氨酯、丁二烯丙烯腈橡胶(NBR)、硅橡胶、异戊二烯橡胶等中分散导电性物质如炭黑或金属氧化物等以调整电阻而得到的橡胶材料，及其发泡材料。还可在不分散导电性物质的情况下调整电阻，或通过将导电性物质与离子导电性材料组合使用来调整电阻。

充电辊的芯轴可包括铝和SUS等。通过将其以抵抗弹性的预定加压压力压向待充电的构件即静电潜像承载构件来设置充电辊，以使得形成作为充电辊与静电潜像承载构件之间的接触部的充电接触部。

现在具体描述优选应用于本发明显影设备的接触转印步骤。在接触转印步骤中，静电潜像承载构件与其间夹持的记录介质的转印构件接触，从而将调色剂图像静电转印至记录介质上。转印构件的接触压力作为线压力优选为2.9N/m(3.0g/cm)以上，更优选为19.6N/m(20.0g/cm)以上。当作为线压力的接触压力小于2.9N/m(3.0g/cm)时，趋于发生记录介质输送时的偏移和不良转印。

应用接触转印的本发明显影设备特别有利地用于包括具有小直径如50mm以下的静电潜像承载构件的图像形成设备。即，具有小直径的静电潜像承载构件相对于相同线压力具有较大曲率和压力趋于集中在接触部分。相同现象可发生在具有带形的静电潜像承载构件。本发明对于在转印部具有25mm以下曲率半径的图像形成设备也是有效的。

在本发明的显影设备中，为获得没有起雾的高图像品质，优选将磁性调色剂以使得厚度小于磁性调色剂承载构件与静电潜像承载构件之间最短路径(S-D)的距离施涂在磁性调色剂承载构件上，并将施涂的磁性调色剂用于显影步骤中静电潜像的显影。

公知的用于调节磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂的调节构件包括磁性切割装置和调节刮板，其中本发明优选使用调节刮板。容易的是调节刮板可在如上所述的接触磁性调色剂的部位包含聚苯硫醚或聚烯烃。

在本发明中，调节构件可以是通过使聚苯硫醚或聚乙烯原样成型得到的片状制品。可选地，其可适宜地为其上粘贴或涂布有树脂的金属基体(金属弹性体)。

聚烯烃可以是聚丙烯或聚乙烯，和具体地，可适宜地使用Novatec PP FW4BT(Japan Polypropylene Corporation)和Thermorun3855(Mitsubishi Chemical Corporation)。聚苯硫醚可适宜地为Torelina(Toray Industries,Inc.)。调色剂调节构件优选为通过在金属弹性体上粘贴聚烯烃膜(聚丙烯膜、聚乙烯膜等)或聚苯硫醚膜得到的调色剂调节构件。

聚苯硫醚和聚烯烃可以20质量%以下的量包含其它树脂或添加剂，以调整带电性等。

以沿磁性调色剂承载构件母线方向(generator direction)的线压力表示的调节构件与磁性调色剂承载构件间的接触压力优选为4.9-118.0N/m(5-120g/cm)。当接触压力低于4.9N/m时，难以均匀的涂布磁性调色剂，这可能导致线图像周围起雾或斑点。另一方面，当接触压力高于118.0N/m时，将高压力施加至磁性调色剂，这可能导致磁性调色剂劣化。

磁性调色剂层优选以7.0g/m²-18.0g/m²在磁性调色剂承载构件上形成。当磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂量小于7.0g/m²时，不能得到足够的图像浓度。其原因如下：在静电潜像承载构件上显影的磁性调色剂的量由[磁性调色剂承载构件上的调色剂量]×[磁性调色剂承载构件的圆周速率与静电潜像承载构件的圆周速率之比]×[显影效率]求得；然而，当磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂量低时，无论显影效率多高，均不能使足够量的调色剂显影。

另一方面，当磁性调色剂承载构件上的调色剂量大于18.0g/m²时，似乎即使当显影效率低时，也能获得足够的图像浓度。然而，实际上，其趋于难以使得磁性调色剂均匀带电，并因此不能充分提高显影效率和不能得到足够的图像浓度。另外，由于均匀带电性劣化，因此转印性下降和起雾增加。

在本发明中，磁性调色剂承载构件上调色剂的量可通过改变磁性调色剂承载构件的表面粗糙度(RaS)、调节构件的自由长度或调节构件的接触压力适宜地改变。磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂量如下测量：将圆筒状滤纸附着在外径6.5mm的抽吸口上，然后安装至真空清洁器以抽吸磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂。通过将调色剂的抽吸量(g)除以抽吸面积(m²)得到磁性调色剂承载构件上的磁性调色剂量。

用于本发明的磁性调色剂承载构件优选为由金属或金属合金如铝和不锈钢等制成的导电性圆筒形制品。导电性圆筒形制品可由具有足够机械强度和导电性的树脂组合物制成，或可以是导电性橡胶辊。

用于本发明的磁性调色剂承载构件优选包括固定于其中的多极磁体，磁极数量优选为3-10。

在本发明中，显影步骤优选为将交变电场作为显影偏压施加至磁性调色剂承载构件上，从而将磁性调色剂转移至静电潜像承载构件的静电潜像上以形成磁性调色图像的步骤。施加的显影偏压可以是叠加有交变电场的DC电压。

视需要，交变电场的波形可以为正弦波、矩形波和三角波等。其可以是通过周期性开/关DC电源形成的脉冲波。因此，使用的交变电场波形可以是具有周期性改变的电压值的偏压。

本发明的显影方法是采用磁性调色剂使在静电潜像承载构件上形成的静电潜像显影的方法，所述磁性调色剂承载于与静电潜像承载构件相对设置的磁性调色剂承载构件上并通过接触磁性调色剂承载构件的调色剂调节构件来调节，其中：

磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.6eV-4.9eV，

调色剂调节构件的接触磁性调色剂的部位包含聚苯硫醚或聚烯烃，和

磁性调色剂

i)包含各自含有粘结剂树脂和磁性粉末的磁性调色剂颗粒，和无机细粉，

ii)具有负带电性，

iii)具有0.950以上的平均圆形度，和

iv)具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m的通过毛细管吸引时间法测量并由下式(1)计算的对于45体积%甲醇水溶液的表面张力指数I：

I=Pα/(A×B×10⁶)       (1)

其中，在式(1)中，I表示磁性调色剂的表面张力指数(N/m)；Pα表示磁性调色剂对于45体积%甲醇水溶液的毛细管压力(N/m²)；A表示磁性调色剂的比表面积(m²/g)；和B表示磁性调色剂的真密度(g/cm³)。

现在描述根据本发明测量各种物理性质的方法。

<测量磁性调色剂重均粒径(D4)的方法>

磁性调色剂的重均粒径(D4)如下计算。使用的测量仪器为“Coulter Counter Multisizer3”(注册商标，Beckman Coulter,Inc.)，基于孔电阻原理操作的并装备有100μm口管的精密粒径分布测量仪。采用附带的专用软件，即“Beckman CoulterMultisizer3Version3.51”(Beckman Coulter,Inc.)设定测量条件和分析测量数据。在有效测量通道数为25,000个通道下进行测量。

用于测量的电解质水溶液通过将特级氯化钠溶解在离子交换水中以提供约1质量%的浓度来制备，例如可使用“ISOTONII”(Beckman Coulter,Inc.)。

在测量和分析前如下设置专用软件。

在专用软件的“改变标准测量方法(SOM)”界面中，将控制模式的总计数设定为50,000个颗粒；将测量次数设定为1次；和将Kd值设定为采用“标准颗粒10.0μm”(Beckman Coulter,Inc.)得到的值。通过按下“阈值/噪音水平测量按钮”自动设定阈值和噪音水平。另外，将电流设定为1600μA；将增益设定为2；和将电解液设定为ISOTON II；确认“测量后口管冲洗”。

在专用软件的“脉冲至粒径的转换设定”界面中，将元件间隔设定为对数粒径；将粒径元件设定为256个粒径元件；和将粒径范围设定为2μm-60μm。

具体测量步骤如下。

(1)将约200mL上述电解质水溶液引入专用于Multisizer3的250mL圆底玻璃烧杯中，并将其放置在样品台上，和在24转/秒下进行采用搅拌棒的逆时针搅拌。通过专用软件的“口冲洗(aperture flush)”功能，预先除去口管中的污垢和气泡。

(2)将约30mL上述电解质水溶液引入100mL平底玻璃烧杯中。向其中添加作为分散剂的约0.3mL通过用离子交换水将“Contaminon N”(用于清洁精密测量仪器的包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂的中性pH7清洁剂的10质量％水溶液，购自Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)稀释约三倍(质量)制备的稀释液。

(3)准备“Ultrasonic Dispersion System Tetora150”(NikkakiBios Co.,Ltd.)；这是具有120W电输出并装备有设置为位相为180度的两个振荡器的超声波分散器。将约3.3L的离子交换水引入该超声波分散器的水槽中，并向水槽中添加约2mLContaminon N。

(4)将(2)中所述烧杯放置在超声波分散器上的烧杯固定孔中，并启动超声波分散器。以使得烧杯中电解质水溶液的表面的共振条件为最大的方式调节烧杯的高度。

(5)在用超声波照射根据(4)中设置的烧杯内的电解质水溶液的同时，将约10mg磁性调色剂以小等份添加至电解质水溶液中并进行分散。超声波分散处理继续另外60秒。超声波分散期间，将水浴的水温适宜地控制为10℃-40℃。

(6)采用吸液管，将(5)中制备的包含分散的磁性调色剂的电解质水溶液滴入如(1)中所述放置在样品台上的圆底烧杯中，调节至提供约5%的测量浓度。然后进行测量，直至测量的颗粒数达到50,000。

(7)通过所述仪器提供的上述专用软件分析测量数据，并计算重均粒径(D4)。当采用专用软件设定为图/体积%时，“分析/体积统计值(算术平均)”界面的“平均直径”为重均粒径(D4)。

<测量磁性调色剂的平均圆形度和纵横比的方法>

采用流式颗粒图像形成分析仪“FPIA-3000”(SysmexCorporation)，使用由校准作业时的测量和分析条件，测量磁性调色剂的平均圆形度。

具体测量方法如下。首先，将约20mL已经预先除去固体杂质等的离子交换水置于玻璃容器中。向其中添加作为分散剂的约0.2mL的稀释液，该稀释液通过采用离子交换水将“Contaminon N”(用于清洁精密测量仪器的包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂的中性pH7清洁剂的10质量%水溶液，购自Wako Pure Chemical Industrier,Ltd.)稀释约三倍(质量)而制备。还添加约0.02g测量样品，并采用超声波分散器进行分散处理2分钟，以提供测量的分散液。在该处理期间适当地进行冷却，以提供10℃-40℃的分散温度。这里使用的超声波分散器是台式超声清洁器/分散器，其具有50kHz振荡频率和150W的电输出(例如Velvo-Clear Co.,Ltd.制的“VS-150”)；将预定量的离子交换水添加至水槽中，还向水槽中添加约2mL上述Contaminon N。

将前述安装有物镜“UPlanApro”(10倍放大率，开口数(numerical aperture)：0.40)的前述流式颗粒图像分析仪用于测量，和将颗粒鞘(Particle Sheath)“PSE-900A”(SysmexCorporation)用于鞘液(sheath solution)。将根据上述步骤制备的分散液添加至流式颗粒图像分析仪中，并在HPF测量模式下根据总计数模式测量3000个磁性调色剂颗粒。用颗粒分析期间设定为85%的二值化阈值和将分析的粒径限制为1.985μm以上且小于39.69μm的圆当量直径来测定磁性调色剂的平均圆形度。

纵横比和纵横比标准偏差采用0.5μm以上且小于20.0μm的限定的圆当量直径来测定。

对于该测量，在开始测量前，采用参比胶乳颗粒(例如DukeScientific的“RESEARCH AND TEST PARTICLES LatexMicrosphere Suspensions5200A”的离子交换水稀释液)进行自动焦点调整。然后，开始测量后优选每2小时进行焦点调整。

在本申请的实施例中，使用的流式颗粒图像分析仪已经由Sysmex Corporation校准，并由Sysmex Corporation发放校准证书。除了将分析粒径限制为1.985μm以上且小于39.69μm圆当量直径以外，测量在与收到校准证书时相同的测量和分析条件下进行。

<测量蜡的熔点(最大吸热峰的峰值温度)的方法>

蜡的熔点(最大吸热峰的峰值温度)基于ASTM D3418-82采用“Q1000”差示扫描量热计(DSC)(TA Instruments,Inc.)测量。

采用铟和锌的熔点进行仪器检测部分的温度校正，同时使用铟的熔化热校正热量。

具体地，精确称量约10mg蜡，并将其放置在铝盘中。使用空铝盘作为参比，在30℃-200℃测量温度范围内，以10℃/分钟的升温速率进行测量。对于该测量，将温度升至200℃，然后降至30℃，随后再次升高。由此第二次升温步骤在30℃-200℃温度范围内的DSC曲线的最大吸热峰的峰值温度定义为蜡的熔点。

<磁性调色剂的四氢呋喃不溶物的测量方法>

称量磁性调色剂(约1.5g)(W1g)，并放置在预先称重的圆筒形滤纸(如商品名No.86R(外径28mm×全长100mm)，TokyoRoshi Kaisha,Ltd.)中，然后将其放置在索氏(Soxhlet)萃取设备内。使用溶剂200mL四氢呋喃(THF)萃取10小时。以一次约5分钟进行通过溶剂的萃取的回流速度来进行萃取。

萃取后，回收圆筒形滤纸，风干，在40℃下真空干燥8小时，并称量包含萃取残余物的质量，从其中减去圆筒形滤纸的质量来计算萃取残余物的质量(W2g)。

接着，如下测定除树脂组分以外的组分的含量(W3g)。在30ml预先称重的磁性坩锅中，称量约2g磁性调色剂(Wa g)。将坩锅放置在电炉中，并在约900℃下加热约3小时，在电炉中放置冷却，在干燥器中在常温下放置冷却超过1小时，并称量包含灼烧残余灰份的质量，从其中减去坩锅质量，以计算灼烧残余灰份(Wb g)。在W1g样品中灼烧残余灰份的质量(W3g)由下式(1)算出。

W3=W1×(Wb/Wa)     (1)

在此情况下，四氢呋喃不溶物可由下式(2)求得。

四氢呋喃不溶物(质量%)={(W2–W3)/(W1–W3)}×100     (2)

<硅元素在碱性水溶液中的减少率>

(1)向15g磁性调色剂中添加400ml1mol/L的NaOH水溶液，和约1ml的“Contaminon N”在离子交换水中的约三倍(质量)稀释液。将磁性调色剂通过超声波分散10分钟。

(2)在50℃下进一步搅拌分散液30分钟。

(3)将搅拌的溶液在10,000rpm下离心10分钟，并除去上清液。

(4)向分离上清液后的残余固体中添加1mol/L的NaOH水溶液，通过超声波分散5分钟，并离心10分钟，以除去上清液。

(5)向分离上清液后的残余固体中添加离子交换水，通过超声波分散5分钟并离心。

(6)排出上清液并干燥固体。

(7)在X射线荧光光谱仪上，将(6)中得到的干燥物质的Si量和磁性调色剂的Si量定量，并从得到的结果计算硅元素减少率。这里定义，减少的硅元素源自对应于无机细粉的二氧化硅。

采用X射线荧光光谱仪的上述测量基于JIS K0119-1969，具体如下。

使用的测量仪器是“Axios”(PANalytical)，波长分散型X射线荧光光谱仪和附带的用于设定测量条件和测量数据分析的专用软件“SuperQ ver.4.0F”(PANalytical)。X射线管的阳极为Rh，测量气氛为真空，测量直径(准直掩模直径)为27mm，和测量持续时间为10秒。分别在比例计数器(PC)和闪烁计数器(SC)上检测轻元素和重元素。

测量样品是通过将约4g调色剂引入专用的加压用铝环中，使之扁平并在片剂成型压缩机“BRE-32”(Maekawa TestingMachine Mfg.Co.,Ltd.)上在20MPa下加压60秒得到的厚度约2mm和直径约39mm的成型片。采用上述条件进行测量，基于得到的X射线的峰位置鉴定元素，并由显示单位时间内X射线光子数的计数率(单位：cps)计算其浓度。

向100质量份磁性调色剂中，添加0.10质量份二氧化硅(SiO₂)细粉，并采用咖啡磨充分混合。以类似的方式，将磁性调色剂分别与0.20质量份和0.50质量份二氧化硅细粉混合，以得到用于校准曲线的样品。

由各样品，采用片剂成型压缩机采用上述方式制备用于校准曲线的样品片，并测量使用季戊四醇(PET)作为分光晶体时在衍射角(2θ)=109.08°下观察的Si-Kα线的计数率(单位：cps)。在此情况下，X射线产生器的加速电压和电流的值分别为24kV和100mA。分别在Y轴和X轴上画出得到的X射线计数率和添加至各校准曲线用样品中的SiO₂量，以得到线性函数的校准曲线。然后使用待分析的磁性调色剂采用片剂成型压缩机制备如上所述的片，由其测量Si-Kα线的计数率。然后基于校准曲线，求得磁性调色剂中SiO₂的含量。

硅元素减少率[质量%]由下式求得。

[(磁性调色剂中Si的量-(6)中得到的干燥物质中Si的量)/磁性调色剂中Si的量]×100(%)

<磁性调色剂表面张力指数的测量方法>

如下测量磁性调色剂的表面张力指数。

将约5.5g磁性调色剂缓慢地加入测量池中，并使之在敲击机(tapping machine)PTM-1型(Sankyo Pio-Tech Co.,Ltd.)上以30次/min的敲击速度(tapping speed)进行敲击操作(tappingoperation)1分钟。将所述池放置在测量用测量仪器(SankyoPio-Tech Co.,Ltd.：WTMY-232A型Wet Tester)中。通过毛细管吸引时间法测量毛细管压力Pα(N/m²)。测量条件如下。

溶剂               ：45体积%甲醇水溶液

测量模式           ：恒定流量法(A2模式)

液体流动速率       ：2.4ml/min

池                 ：Y型测量池

磁性调色剂的表面张力指数I(N/m)由下式(1)计算，其中Pα(N/m²)是通过毛细管吸引时间法测量的磁性调色剂的毛细管压力，A(m²/g)是磁性调色剂的比表面积，和B(g/cm³)是磁性调色剂的真密度。磁性调色剂的比表面积和真密度通过下述方法测量。

I=Pα/(A×B×10⁶)     （1）

<磁性调色剂比表面积的测量方法(BET法)>

磁性调色剂的比表面积(BET法)在比表面积分析仪Tristar3000(Shimadzu Corporation)上测量。

根据BET法，使氮吸附至样品表面上，并采用BET多点法计算磁性调色剂的比表面积。在比表面积测量前，在样品管中精确称量约2g样品，并将管在室温下抽真空24小时。抽真空后，测量整个样品池的质量，并由测量质量与空样品池质量之差计算样品的精确质量。

接着，将空样品池设置在上述测量设备的各平衡端口和分析端口。然后，将包含液氮的杜瓦瓶(Dewar flask)设置在预定位置，并使用饱和蒸气压(P0)测量命令测量P0。完成P0测量后，将准备的样品池设置在分析端口，并输入样品质量和P0。然后，通过BET测量命令启动测量。随后，自动计算BET比表面积。

<磁性调色剂真密度的测量方法>

采用干式自动密度计Autopycnometer(Yuasa Ionics Inc.)在以下条件下测量磁性调色剂的真密度。

池              SM池(10ml)

样品量          约2.0g

所述测量设备基于气相置换法测量固体或液体的真密度。与液相置换法一样基于Archimedes原理的气相置换法，由于使用气体(氩气)作为置换介质而显示出高精度。

<测量磁性调色剂承载构件表面处的功函数值的方法>

磁性调色剂承载构件表面处的功函数值采用光电子光谱仪AC-2[Riken Keiki Co.,Ltd.]在以下条件下测量。

照射能量                   ：4.2eV-6.2eV

光强度                     ：300nW

计数时间                   ：10秒/1点

阳极电压(plate voltage)    ：2900V

通过将磁性调色剂承载构件切成1cm×1cm尺寸来制备测量试验片。采用UV光，以0.05eV间隔按照由低至高的能量水平顺序从4.2-6.2ev扫描试验片。计数此时释放的光电子，并由量子效率的幂的图中的阈值计算功函数值。

上述条件下测量得到的功函数测量曲线示于图6。在图6中，X轴表示激发能[eV]，Y轴表示作为释放光电子数的0.5次方的值Y(标准化光子产率(normalized photon yield))。通常，当激发能超过一定阈值时，释放的光电子的量，即标准化光子产率急剧增加，功函数测量曲线急速上升。将上升的点定义为功函数值[Wf]。

<测量表面粗糙度(RaS)和(RaB)的方法>

表面粗糙度(RaS)和(RaB)为基于JIS B0601(2001)的表面粗糙度[具体地，Ra：算术平均粗糙度]，并采用Kosaka LaboratoryLtd.制的Surfcorder SE-3500测量。测量条件为：剪切值(cut-off)：0.8mm，评价长度：8mm，供给速率：0.5mm/s。

当样品为磁性调色剂承载构件时，取总计九个点的进行的测量结果的平均值，所述九个点为磁性调色剂承载构件的中心点，和中心点与涂层两端之间的各中点(总计三个点)，将磁性调色剂承载构件旋转90度后的类似的三个点，和将磁性调色剂承载构件进一步旋转90度后的三个点。当所述样品为调色剂调节构件时，取五个点进行的测量结果的平均值，所述五个点为接触磁性调色剂承载构件的部位的中心点、两端和中心点与两端之间的各中点。

<测量石墨化度d(002)的方法>

将石墨化颗粒填充于无反射样品板上，并在RigakuCorporation制的具有CuKα源的水平样品型强力X射线衍射计RINT/TTR-II(商品名)上得到X射线衍射图。所述CuKα射线采用单色仪单色化。

对于该X射线衍射图的晶格间距d(002)，测定基于X射线衍射光谱的石墨(002)面的衍射线的峰位置，并由Bragg方程(以下式(2))计算石墨d(002)。CuKα射线的波长λ为0.15418nm。

石墨d(002)=λ/2sinθ       (2)

测量条件：

光学体系                 ：平行光束光学体系

测角仪                   ：转子水平型测角仪(TTR-2)

管电压/电流              ：50kV/300mA

测量方法                 ：连续法

扫描轴                   ：2θ/θ

测量角度                 ：10°-50°

取样间隔                 ：0.02°

扫描速率                 ：4°/min

发散狭缝                 ：开

发散纵狭缝               ：10mm

散射狭缝                 ：开

接受狭缝                 ：1.00mm

实施例

以下将借助生产例和实施例更加具体地描述本发明，但决不限制本发明。除非另外说明，否则“份数”和“%”基于质量。

<磁性调色剂承载构件的生产例>

<磁性调色剂承载构件1的生产>

通过溶剂分级从煤焦油沥青中提取β-树脂，并对其进行氢化和重质化处理(heavy-duty treatment)，然后采用甲苯除去溶剂可溶物，从而得到中间相沥青。将中间相沥青粉末精细粉碎，并在空气中在约300℃下氧化，然后在氮气气氛中在2800℃下热处理并分级，从而得到具有3.4μm的体积平均粒径和0.39的石墨化度d(002)的石墨化颗粒A。

接着，将以固成分计的100质量份的通过采用铵催化剂得到的可溶型酚醛树脂(Dainippon Ink&Chemicals,Inc.,商品名：J325)、40质量份导电性炭黑A(Degussa，商品名：Special Black4)、60质量份石墨化颗粒A和150质量份甲醇在使用直径1mm的玻璃珠作为介质颗粒的砂磨机中混合并分散2小时，从而得到中间涂料M1。

将上述可溶型酚醛树脂(50质量份的固成分)、30质量份季铵盐(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.，商品名：P-51)、30质量份导电性球形颗粒1(Nippon Carbon Co.,Ltd.，商品名：Nicabeads ICB0520)和40质量份甲醇在使用直径2mm的玻璃珠作为介质颗粒的砂磨机中混合并分散45分钟，从而得到中间涂料J1。混合中间涂料M1和中间涂料J1混合并搅拌，从而得到涂布液B1。

然后向涂布液B1中添加甲醇以将固体物质浓度调整至38%。在旋转台上旋转通过研磨加工得到的铝制的外径为10mm和算术平均粗糙度Ra为0.2μm的圆筒形管，在两端施加掩模，和通过以恒定速率下降空气喷枪在其表面上采用涂布液B1涂布，以形成导电性树脂涂层。涂布条件为30℃/35%RH环境下，通过采用控温浴将涂布液温度控制在28℃下进行涂布。然后通过在热风干燥箱中在150℃下加热固化导电性树脂涂层30分钟，以制备算术平均粗糙度Ra(RaS)为0.95μm的磁性调色剂承载构件1。测量磁性调色剂承载构件1在表面处的功函数值，得到为4.8eV。

<磁性调色剂承载构件2的生产例>

除了使用10质量份导电性炭黑B(Tokai Carbon Co.,Ltd.，商品名：#5500)代替40质量份导电性炭黑A，和使用90质量份石墨化颗粒A以外，采用与上述相同的方式制备涂布液B2。以与上述相同的方式使用涂布液B2，以制备具有0.95μm算术平均粗糙度Ra(RaS)的磁性调色剂承载构件2。测量磁性调色剂承载构件2表面处的功函数值，得到为4.6eV。

<磁性调色剂承载构件3-9>

除了使用表1所示配方，采用与磁性调色剂承载构件1相同的方式得到磁性调色剂承载构件3-9。磁性调色剂承载构件3-9的组成和得到的磁性调色剂承载构件的物理性质示于表1。

[表1]

在上表中，银颗粒(SPH02J)购自Mitsui Mining&SmeltingCo.,Ltd.，球形颗粒ICB1020是购自Nippon Carbon Co.,Ltd.的Nicabeads ICB1020(商品名)。

[粘结剂树脂的生产例]

<粘结剂树脂1的生产例>

向四颈烧瓶中装入300质量份二甲苯，同时加热和回流，经5小时滴加78质量份苯乙烯、22质量份丙烯酸正丁酯和2质量份过氧化二叔丁基的混合溶液，以得到低分子量聚合物(L-1)溶液。

向另一个四颈烧瓶中，装入180质量份脱气水和20质量份2质量%的聚乙烯醇水溶液，然后添加74质量份苯乙烯、26质量份丙烯酸正丁酯、0.005质量份二乙烯基苯和0.1质量份2,2-双(4,4-二叔丁基过氧化环己基)丙烷(10小时半衰期温度：92℃)的混合溶液并搅拌，以得到悬浮液。用氮气充分置换烧瓶内部后，将温度升至85℃并进行聚合；保持24小时后，添加0.1质量份过氧化苯甲酰(10小时半衰期温度：72℃)，并继续保持另外12小时，以完成高分子量聚合物(H-1)的聚合。

向300质量份的上述低分子量聚合物(L-1)的均匀溶液中添加24质量份高分子量聚合物(H-1)，并在回流下充分混合，然后蒸馏除去有机溶剂，得到粘结剂树脂1，其是苯乙烯-丙烯酸类树脂(表2中表述为苯乙烯-丙烯酸类树脂)。该粘结剂树脂的玻璃化转变温度(Tg)为54℃，重均分子量(Mw)为200,000，数均分子量(Mn)为10,000。

<粘结剂树脂2的生产例>

向反应容器中，添加50质量份下式(A)表示的双酚A-氧化丙烯(PO)(2摩尔)加合物(其中R表示丙烯基和x+y的平均值为2)、20质量份下式(A)表示的双酚A-氧化乙烯(EO)(2摩尔)加合物(其中R表示乙烯基和x+y的平均值为2)、20质量份对苯二甲酸、5质量份富马酸、5质量份偏苯三酸酐和0.5质量份氧化二丁基锡，并在220℃下缩聚，以获得作为聚酯的粘结剂树脂2(表2中描述为聚酯树脂)。该树脂的重均分子量(Mw)为680,000，酸值为24mg-KOH/g，和玻璃化转变温度(Tg)为59℃。

[化学式2]

<磁性粉末1的生产>

将硫酸亚铁水溶液与1.0铁离子当量的苛性钠溶液混合，以制备含氢氧化亚铁的水溶液。将该水溶液保持在pH9，在吹入空气，以在80℃下进行氧化反应，从而制备用于生产晶种的浆液。

向浆液中添加硫酸亚铁水溶液，以使得相对于碱的初始量(苛性钠的钠组分)为0.9-1.2当量，保持在pH7.6下，并进行氧化反应，同时在其中吹入空气，以获得包含磁性氧化铁的浆液。过滤并洗涤后回收水性浆液。过滤水性浆液、充分洗涤并干燥，将得到的颗粒粉碎，以获得磁性粉末1。得到的磁性粉末1的体积平均粒径为0.23μm，和在79.6kA/m(1000奥斯特)磁场中的饱和磁化强度和残余磁化强度分别为67.3Am²/kg(emu/g)和4.5Am²/kg(emu/g)。

[磁性调色剂的生产例]

<磁性调色剂1的生产例>

粘结剂树脂1：100质量份

磁性粉末1：90质量份

单偶氮铁配合物(T-77：Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)：2质量份

低分子量聚乙烯蜡(熔点：92℃)：4质量份

将上述原料在亨舍尔混合机中预混合，并采用在110℃下加热的双螺杆挤出机熔融捏合。冷却捏合材料，采用锤磨机粗粉碎，以获得粗粉碎的磁性调色剂。将粗粉碎的材料采用机械粉碎用机械粉碎机涡轮磨(Turbo Mill)(Turbo Kogyo Co.,Ltd.；转子和定子表面涂布有包含碳化铬的铬合金镀层(镀层厚度：150μm，表面硬度：HV1050))微细粉碎。采用基于柯恩达效应的多级分级机(Nittetsu Mining,Co.,Ltd.的Elbow Jet分级机)对得到的微细粉碎材料进行分级，以将细粉末和粗粉末同时分级并回收。

在亨舍尔混合机(Mitsui Miike Kakoki K.K.)中将磁性调色剂颗粒(100质量份)与1.5质量份疏水性二氧化硅细粉混合，，以在热风处理前进行外部添加，其中所述疏水性二氧化硅细粉通过将数均一次粒径为12nm的二氧化硅细粉用六甲基二硅氮烷处理，然后使用硅油处理以使得处理后的BET值为120m²/g而得到。

采用Meteorainbow(Nippon Pneumatic Mfg.Co.,Ltd.)对热风处理前外部添加后的磁性调色剂颗粒进行表面改性，所述Meteorainbow是采用热风鼓风机进行磁性调色剂颗粒表面改性的装置。表面改性条件为原料供给速率2kg/hr，热风流速700L/min和热风排出温度300℃。

在亨舍尔混合机(Mitsui Miike Kakoki K.K.)中将热风处理后的磁性调色剂颗粒(100质量份)与1.0质量份疏水性二氧化硅细粉混合，以在热风处理后进行外部添加，从而获得重均粒径(D4)为6.5μm的磁性调色剂1，其中所述疏水性二氧化硅细粉通过将数均一次粒径为12nm的二氧化硅用六甲基二硅氮烷处理，然后使用硅油处理以使得处理后的BET值为120m²/g而得到。磁性调色剂1的物理性质示于表2。

<磁性调色剂2-8、10-11、13和15-16的生产例>

磁性调色剂2-8、10-11、13和15-16通过改变热风的条件、在热风处理前的外部添加、和在热风处理后外部的添加而获得。所述磁性调色剂的物理性质示于表2。

<磁性调色剂9、12、14和17的生产例>

磁性调色剂9、12、14和17通过使用粘结剂树脂2代替用于磁性调色剂1的粘结剂树脂1，并改变热风的条件、在热风处理前的外部添加、和在热风处理后的外部添加而制备。所述磁性调色剂的物理性质示于表2。

实施例1

在市售激光打印机(Laser Jet P3015(HP))的处理盒中，加入其中包括具有750高斯显影磁极的磁体的磁性调色剂承载构件1，并使用包括其上粘贴有100μm厚度的聚苯硫醚膜(Torelina膜型3000，Toray Industries,Inc.)的刮板材料的厚度为100μm的磷青铜板的支承构件的调色剂调节构件。对聚苯硫醚表面进行锥形研磨，接触磁性调色剂承载构件的部位处的表面粗糙度(RaB)为0.48μm。

将调色剂调节构件12固定在显影剂容器中，以使得如图4所示，调色剂调节构件12的一个自由端用两个金属弹性体13夹持，并用螺钉固定，以防止沿纵向波动。调色剂调节构件12的另一自由端以预定压力在其末端处接触磁性调色剂承载构件3的表面，以使得其形状弹性变化。调色剂调节构件12通过磁体16的磁性调节吸引至磁性调色剂承载构件表面的磁性调色剂14的层的厚度。在本实施例中，通过调色剂调节构件12施加至磁性调色剂承载构件3的压力为10N/m，调色剂调节构件接触磁性调色剂承载构件的位置与自由端间的间隔为2mm。构成的概述示于表3。

将上述改造的处理盒安装在上述LBP打印机(Laser JetP3015，HP)上。在以下环境下实施评价：常温常湿(25℃、50%RH)、低温低湿(15℃、10%RH)和高温高湿(32.5℃、80%RH)。

在打印耐久试验初期或4000张打印耐久试验后进行以下评价。评价结果示于表4-6。

<图像浓度>

在初期或完成4000张打印后，形成实心图像区域，并用于评价。采用图像浓度测量设备“MacBeth反射浓度计(MacBethCorporation)”，测量作为与浓度为0.00的印出图像中的白色区的相对浓度的图像浓度。

A：1.50以上

B：1.40以上且小于1.50

C：1.30以上且小于1.40

D：小于1.30

<点再现性>

通过打印图5所示的80μm×50μm方格图案用于图像打印试验，并采用显微镜观察黑色区中是否存在缺陷，来评价点再现性。

A：100个中存在两个以下缺陷

B：100个中存在3-5个缺陷

C：100个中存在6-10个缺陷

D：100个中存在11个以上缺陷

<转印效率>

转印效率由下式近似地计算，其中C是通过转印实心黑色图像后剥离残留在感光构件上的调色剂得到的纸张上迈拉(Mylar)带的MacBeth浓度，D是其上安装转印后和定影前的磁性调色剂的纸张上迈拉带的MacBeth浓度，和E是未使用的纸张上迈拉带的MacBeth浓度。

转印效率(%)={(D-C)/(D-E)}×100

90%以上的转印效率可以提供没有问题的图像。

A：97%以上

B：94%至小于97%

C：90%至小于94%

D：小于90%

<图像浓度不均匀>

在图像打印试验中，打印出半色调图像，并评价其图像不均匀性(图像浓度不均匀)。浓度采用MacBeth反射浓度计(MacBeth Corporation)测量。

A：最大和最小浓度间的反射浓度差小于0.03

B：最大和最小浓度间的反射浓度差为0.03以上且小于0.06

C：最大和最小浓度间的反射浓度差为0.06以上且小于0.10

D：最大和最小浓度间的反射浓度差为0.10以上

[实施例2-21和比较例1-9]

以与实施例1相同的方式采用表3所示构成进行评价。评价结果示于表4-6。

[表3]

在上表中，PPS表示上述聚苯硫醚膜，聚碳酸酯片(PC)表示Panlite片(PC-2151：Teijin Chemicals Ltd.)，PET表示聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Teijin Tetoron膜G2：Teijin DuPont Films JapanLimited)，和硅酮表示硅橡胶片(SC50NNS：Kureha ElastomerCo.,Ltd.)。作为烯烃，使用聚丙烯膜(Novatec PP FW4BT：JapanPolypropylene Corporation)。与实施例1一样，使用的调节构件为通过在厚度为100μm的磷青铜板表面上粘贴PC、PET、烯烃或硅酮并进行锥形研磨得到的调节构件。

[表4]

[表5]

[表6]

Claims (5)

1.一种显影设备，其包括静电潜像形成于其上的静电潜像承载构件、用于使所述静电潜像承载构件上形成的所述静电潜像显影的磁性调色剂、与所述静电潜像承载构件相对设置的用于承载和输送所述磁性调色剂的磁性调色剂承载构件、和接触所述磁性调色剂承载构件并调节所述磁性调色剂承载构件上承载的所述磁性调色剂的调色剂调节构件，其中：

所述磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.6eV-4.9eV，

所述调色剂调节构件的接触所述磁性调色剂的部位由聚苯硫醚或聚烯烃制成，和

所述磁性调色剂

i)包含磁性调色剂颗粒和无机细粉，各所述磁性调色剂颗粒含有粘结剂树脂和磁性粉末，

ii)具有负带电性，

iii)具有0.950以上的平均圆形度，和

iv)具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m的通过毛细管吸引时间法测量并由下式(1)计算的对于45体积%甲醇水溶液的表面张力指数I：

I=Pα/(A×B×10⁶)       (1)

其中，在式(1)中，I表示所述磁性调色剂的表面张力指数，其单位为N/m；Pα表示所述磁性调色剂对于45体积%甲醇水溶液的毛细管压力，其单位为N/m²；A表示所述磁性调色剂的比表面积，其单位为m²/g；和B表示所述磁性调色剂的真密度，其单位为g/cm³。

2.根据权利要求1的显影设备，其中所述磁性调色剂承载构件具有0.60μm-1.50μm的表面粗糙度RaS，和

所述磁性调色剂承载构件的表面粗糙度RaS与所述调色剂调节构件的接触所述磁性调色剂的部位的表面粗糙度RaB之比[RaS/RaB]为1.0-3.0。

3.根据权利要求1的显影设备，其中所述无机细粉包含二氧化硅细粉，和当在碱性水溶液中浸渍时，所述磁性调色剂具有10质量%-50质量%的硅元素减少率。

4.根据权利要求1的显影设备，其中所述磁性调色剂颗粒或所述磁性调色剂通过用热风表面处理而得到。

5.一种显影方法，其采用磁性调色剂使在静电潜像承载构件上形成的静电潜像显影，所述磁性调色剂承载在与静电潜像承载构件相对设置的磁性调色剂承载构件上并且通过接触所述磁性调色剂承载构件的调色剂调节构件来调节，其中：

所述磁性调色剂承载构件在表面处的功函数值为4.6eV-4.9eV，

所述调色剂调节构件的接触所述磁性调色剂的部位由聚苯硫醚或聚烯烃制成，和

所述磁性调色剂

i)包含磁性调色剂颗粒和无机细粉，各所述磁性调色剂颗粒含有粘结剂树脂和磁性粉末，

ii)具有负带电性，

iii)具有0.950以上的平均圆形度，和

iv)具有5.0×10^-3N/m-1.0×10^-1N/m的通过毛细管吸引时间法测量并由下式(1)计算的对于45体积%甲醇水溶液的表面张力指数I：

I=Pα/(A×B×10⁶)        (1)

其中，在式(1)中，I表示所述磁性调色剂的表面张力指数，其单位为N/m；Pα表示所述磁性调色剂对于45体积%甲醇水溶液的毛细管压力，其单位为N/m²；A表示所述磁性调色剂的比表面积，其单位为m²/g；和B表示所述磁性调色剂的真密度，其单位为g/cm³。

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