CN107065469A - 静电荷图像显影剂、显影剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及静电荷图像显影剂、显影剂盒、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剂包含:静电荷图像显影用色调剂和静电荷图像显影用载体,所述静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外部添加剂,所述外部添加剂添加到所述色调剂颗粒并包含压缩凝集度为60%至95%且颗粒压缩比为0.20至0.40的二氧化硅颗粒;所述静电荷图像显影用载体具有在芯材用粘合剂树脂中包含磁性体的芯材和覆盖芯材表面的涂覆层,所述涂覆层包含涂覆层用树脂并具有0.25μm至0.4μm的表面粗糙度。
Description
技术领域
本发明涉及静电荷图像显影剂、显影剂盒、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
当前,通过电子照相术等经静电荷图像使图像信息可视化的方法应用于各种领域中。在电子照相术中,图像信息经由转印步骤和定影步骤可视化为图像,所述转印步骤中图像信息通过充电和照射步骤在图像保持部件(感光体)表面上形成为图像信息,并利用包含色调剂的显影剂在感光体表面上使色调剂图像显影,从而将该色调剂图像转印到诸如纸等记录介质的表面上;所述定影步骤中色调剂图像在所述记录介质的表面上定影。另外,作为色调剂,使用在色调剂颗粒中添加了各种外部添加剂的色调剂。
例如,专利文献1公开了一种静电荷图像显影用色调剂外部添加剂,其中,一次颗粒的平均粒径为0.01μm至5μm,其由满足条件(i)和(ii)的球形疏水性二氧化硅颗粒构成,其中,条件(i):当二氧化硅系颗粒和室温下为液态并且介电常数为1F/m至40F/m的有机化合物以1:5的重量比混合并震荡时,二氧化硅系颗粒分散在有机化合物中;条件(ii):当从其中二氧化硅系颗粒分散在甲醇中的分散液中通过蒸发器加热蒸出甲醇并将残余物在100℃保持两小时时,作为一次颗粒残留的一次颗粒量与开始存在的一次颗粒量之比为20%以上。
[专利文献1]JP-A-2000-330328
发明内容
顺便的是,在现有技术中,作为静电荷图像显影剂(下文中,简称为“显影剂”)中的载体,使用的是这样的载体(下文中,称为“磁性体分散型树脂涂覆载体”),其中在芯材用粘合剂树脂(下文中,简称为“芯材树脂”)中包含磁性体的芯材(所谓的磁性体分散型芯材)的表面涂覆有包含涂覆层用树脂(下文中,简称为“涂覆树脂”)的涂覆层(树脂涂覆层)。磁性体分散型树脂涂覆载体的表面具有较少的凹凸和较小的起伏(高低差),换言之,其特征是具有几乎光滑的表面,并且例如,表面粗糙度Ra为0.25μm至0.4μm。如果从色调剂上剥落的二氧化硅颗粒附着在磁性体分散型树脂涂覆载体的表面,并且二氧化硅颗粒处于插入在该载体和另一载体之间的状态,则可引起载体电阻的升高,结果,可产生称为缺损(starvation)(STV)的图像端部的缺失(图像缺陷)。
因此,本发明的目的是提供一种静电荷图像显影剂,与仅具有其中向色调剂颗粒添加二氧化硅颗粒(压缩凝集度小于60%或大于95%或者颗粒压缩比小于0.20或大于0.40,作为外部添加剂)的色调剂作为包含在静电荷图像显影剂中的静电荷图像显影用色调剂以及具有芯材(包含芯材树脂和在芯材树脂中的磁性体)和涂覆层(其涂覆芯材并包含涂覆树脂)的磁性体分散型树脂涂覆载体的显影剂相比,本发明的静电荷图像显影剂可防止图像缺失的发生。
根据本发明的第一方面,提供了一种静电荷图像显影剂,其包含:
静电荷图像显影用色调剂,所述静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外部添加剂,所述外部添加剂添加到所述色调剂颗粒并包含压缩凝集度为60%至95%并且颗粒压缩比为0.20至0.40的二氧化硅颗粒;和
静电荷图像显影用载体,所述静电荷图像显影用载体具有在芯材用粘合剂树脂中包含磁性体的芯材和覆盖所述芯材表面的涂覆层,所述涂覆层包含涂覆层用树脂并具有0.25μm至0.4μm的表面粗糙度。
根据本发明的第二方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述二氧化硅颗粒的平均圆当量直径为40nm至200nm。
根据本发明的第三方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述二氧化硅颗粒的颗粒分散度为90%至100%。
根据本发明的第四方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述二氧化硅颗粒的平均圆形度为0.85至0.98。
根据本发明的第五方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述二氧化硅颗粒是溶胶凝胶二氧化硅颗粒。
根据本发明的第六方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述二氧化硅颗粒以粘度为1,000cSt至50,000cSt的硅氧烷化合物进行表面处理,并且所述硅氧烷化合物的表面附着量为0.01重量%至5重量%。
根据本发明的第七方面,在第六方面所述的静电荷图像显影剂中,所述硅氧烷化合物是硅油。
根据本发明的第八方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述芯材的表面粗糙度Ra为0.3μm至0.5μm。
根据本发明的第九方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述涂覆层用树脂的厚度为0.1μm至3.0μm。
根据本发明的第十方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述载体的表面粗糙度Ra2与所述芯材的表面粗糙度Ra1之比(Ra2/Ra1)为0.72至0.83。
根据本发明的第十一方面,在第一方面所述的静电荷图像显影剂中,所述涂覆层用树脂包含导电性颗粒。
根据本发明的第十二方面,提供了一种显影剂盒,其包含:
含有第一方面至第十一方面中任一项所述的静电荷图像显影剂的容器,
其中,所述显影剂盒能够从图像形成装置上拆卸。
根据本发明的第十三方面,提供了一种处理盒,其包含:
显影单元,该显影单元包含第一方面至第十一方面中任一项所述的静电荷图像显影剂,并通过所述静电荷图像显影剂使在图像保持部件的表面上形成的静电荷图像显影,从而获得色调剂图像,
其中,所述处理盒能够从图像形成装置上拆卸。
根据本发明的第十四方面,提供了一种图像形成装置,其包含:
图像保持部件;
充电单元,其对所述图像保持部件的表面充电;
静电荷图像形成单元,其在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
显影单元,其收纳第一方面至第十一方面中任一项所述的静电荷图像显影剂,并通过所述静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的色调剂图像转印至记录介质的表面上;和
定影单元,其将转印到所述记录介质表面的所述色调剂图像定影。
根据本发明的第十五方面,提供了一种图像形成方法,所述方法包括:
对所述图像保持部件的表面充电;
在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
通过第一方面至第十一方面中任一项所述的静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电荷图像显影为色调剂图像;
将在所述图像保持部件的表面上形成的色调剂图像转移至记录介质的表面;和
将转印至所述记录介质的表面上的所述色调剂图像定影。
根据本发明的第一、第二、第四和第五方面以及第八方面至第十一方面中的任一项,可提供一种静电荷图像显影剂,与仅具有在色调剂颗粒中添加二氧化硅颗粒(压缩凝集度小于60%或大于95%或者颗粒压缩比小于0.20或大于0.40,作为外部添加剂)的色调剂作为包含在静电荷图像显影剂中的静电荷图像显影用色调剂以及具有芯材(包含芯材树脂和芯材树脂中的磁性体)和涂覆层(涂覆芯材并包含涂覆树脂)的磁性体分散型树脂涂覆载体的显影剂相比,本发明的静电荷图像显影剂防止图像缺失的发生。
根据本发明的第三方面,可提供一种静电荷图像显影剂,与二氧化硅颗粒的颗粒分散度小于90%的情况相比,本发明的静电荷图像显影剂防止图像缺失的发生。
根据本发明的第六或第七方面,可提供一种静电荷图像显影剂,与仅包含在色调剂颗粒中仅添加二氧化硅颗粒(表面以粘度小于1,000cSt或大于50,000cSt的硅氧烷化合物进行处理的二氧化硅颗粒、或者该硅氧烷化合物的表面附着量小于0.01重量%或大于5重量%的二氧化硅颗粒,作为外部添加剂)的色调剂作为包含在静电荷图像显影剂中的静电荷图像显影用色调剂以及具有芯材(包含芯材树脂和芯材树脂中的磁性体)和涂覆层(涂覆芯材并包含涂覆树脂)的磁性体分散型树脂涂覆载体的显影剂相比,本发明的静电荷图像显影剂防止图像缺失的发生。
根据本发明的第十二至第十五方面中任一项,可提供一种显影剂盒、一种处理盒、一种图像形成装置或者一种图像形成方法,与应用仅包含在色调剂颗粒中添加二氧化硅颗粒(压缩凝集度小于60%或大于95%或者颗粒压缩比小于0.20或大于0.40,作为外部添加剂)的色调剂作为包含在静电荷图像显影剂中的静电荷图像显影用色调剂以及具有芯材(包含芯材树脂和芯材树脂中的磁性体)和涂覆层(涂覆芯材并包含涂覆树脂)的磁性体分散型树脂涂覆载体的显影剂的情况相比,本发明的显影剂盒、处理盒、图像形成装置或者图像形成方法防止图像缺失的发生。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1是阐释二氧化硅颗粒插入在载体和另一载体之间的状态的示意图;
图2是示意性阐释示例性实施方式的图像形成装置的实例的构造图;和
图3是示意性阐释示例性实施方式的处理盒的实例的构造图。
具体实施方式
下文中,作为本发明的一个实例,将描述示例性实施方式。
静电荷图像显影剂
示例性实施方式的静电荷图像显影剂包括:具有色调剂颗粒和添加到色调剂颗粒的外部添加剂的静电荷图像显影用色调剂(下文中,简称为“色调剂”)、和静电荷图像显影用载体(下文中,简称为“载体”)。
载体具有芯材和涂覆层,芯材包含芯材树脂(芯材用粘合剂树脂)和芯材树脂中的磁性体,涂覆层涂覆芯材的表面、包含涂覆树脂(涂覆层用树脂)并具有0.25μm至0.4μm的表面粗糙度Ra。另外,用于作为芯材树脂的粘合剂树脂的树脂和所用的涂覆树脂可以相同或彼此不同。
外部添加剂包括压缩凝集度为60%至95%且颗粒压缩比为0.20至0.40的二氧化硅颗粒(下文中,称为“特定二氧化硅颗粒”)。
即使在示例性实施方式的显影剂使用满足以上要求的载体的情况下,通过在色调剂颗粒中添加特定二氧化硅颗粒也可防止图像缺失的发生。原因据推测如下。
在现有技术中,作为显影剂的载体,使用的是具有分散在芯材树脂中的磁性体如磁铁矿的芯材(所谓的磁性体分散型芯材)表面涂覆有包含涂覆树脂的涂覆层(树脂涂覆层)的载体(磁性体分散型树脂涂覆载体)。另外,磁性体分散型树脂涂覆载体具有下述性质:磁性体分散型芯材具有几乎光滑的表面,在其表面上形成的树脂涂覆层的膜厚度几乎均一,结果,表面具有较少的的凹凸和较小的起伏(高低差),换言之,具有几乎光滑的表面。特别是,在示例性实施方式中,载体表面的表面粗糙度Ra为0.25μm至0.4μm。
此处,添加到色调剂颗粒的二氧化硅颗粒可能因在显影单元中搅拌引起的机械负荷而从色调剂颗粒上剥落,并且从色调剂上剥落的二氧化硅颗粒可附着在载体表面。由于磁性体分散型树脂涂覆载体具有几乎光滑的表面,优选的是剥落的外部添加剂难以附着在其表面上,并且即使外部添加剂附着在该表面上也难以保持原样。
同时,如图1所示,如果从色调剂上剥落的二氧化硅颗粒56首先附着在磁性体分散型树脂涂覆载体50A和50B的表面,则二氧化硅颗粒56可嵌埋在涂覆芯材52表面的树脂涂覆层54中,并可插入在载体50A和另一载体50B之间。由于磁性体分散型树脂涂覆载体50A和50B在表面具有较少的凹凸和较小的起伏(高低差),因此如果二氧化硅颗粒56插入两个载体之间,则除了二氧化硅颗粒56插入部分之外,在载体50A和另一载体50B之间难以形成另一接触点。因此,没有形成通过载体50A和载体50B之间接触而形成的导电通路,这引起载体电阻的升高。另外,如果载体电阻提高,则载体倾向于过度带电。结果,当显影具有高浓度的实心图像时,要在实心图像端部显影的色调剂可通过包含过度带电载体的磁性刷而被静电刮除,并可能发生称为图像缺陷(STV)的图像端部缺失。
相对而言,压缩凝集度和颗粒压缩比满足上述范围的特定二氧化硅颗粒是具有高流动性和对色调剂颗粒的分散性高以及高凝集性和对色调剂颗粒的高附着性的二氧化硅颗粒。
此处,由于二氧化硅颗粒通常具有令人满意的流动性但具有低堆积密度,二氧化硅颗粒具有低附着性并难以凝集。
同时,出于提高二氧化硅颗粒的流动性和对色调剂颗粒的分散性的目的,已知的是利用疏水化剂对二氧化硅颗粒表面进行表面处理的技术。根据该技术,改善了二氧化硅颗粒的流动性和对色调剂颗粒的分散性,但凝集性如原来一样低。
另外,已知的是组合使用疏水化剂和硅油对二氧化硅颗粒的表面进行表面处理的技术。根据该技术,对色调剂颗粒的附着性得到改善,并且凝集性也得到改善。不过,反过来的是,流动性和对色调剂颗粒的分散性倾向于降低。
换言之,在二氧化硅颗粒中可以说流动性和对色调剂颗粒的分散性、以及凝集性和对色调剂颗粒的附着性是相反的关系。
相比之下,在特定二氧化硅颗粒中,如果压缩凝集度和颗粒压缩比处在所述范围内,则流动性、对色调剂颗粒的分散性、凝集性和对色调剂颗粒的附着性这四种性质变得令人满意。
接下来,对于将特定二氧化硅颗粒的压缩凝集度和颗粒压缩比设定在上述范围内的意义,将按照顺序描述。
首先,将描述将特定二氧化硅颗粒的压缩凝集度设定为60%至95%的意义。
压缩凝集度是指示二氧化硅颗粒的凝集性和对色调剂颗粒的附着性的指标。该指标指示了通过压缩二氧化硅颗粒获得二氧化硅颗粒成型体后,在使该二氧化硅颗粒成型体掉落时使成型体松散的困难程度。
因此,当压缩凝集度越高时,越容易提高二氧化硅颗粒的堆积密度并且凝集力(分子间力)倾向于变强,并且对色调剂颗粒的附着力倾向于变强。另外,计算压缩凝集度的方法将在下文中具体描述。
因此,如果压缩凝集度为60%至95%,则高度受控的特定二氧化硅颗粒具有令人满意的对色调剂颗粒的附着性和凝集性。从确保流动性和对色调剂颗粒的分散性并同时令人满意地保持对色调剂颗粒的附着性和凝集性的角度而言,压缩凝集度的上限为95%。
接下来,将描述设定特定二氧化硅颗粒的颗粒压缩比为0.20至0.40的意义。
颗粒压缩比是指示二氧化硅颗粒流动性的指标。具体而言,颗粒压缩比由二氧化硅颗粒的实表观比重和松表观比重之间的差与实表观比重的比((实表观比重-松表观比重)/实表观比重)指示。
因此,当颗粒压缩比降低时,二氧化硅颗粒具有高流动性。如果流动性高,则对色调剂颗粒的分散性倾向于提高。另外,计算颗粒压缩比的方法将在下文中具体描述。
因此,颗粒压缩比控制较低(为0.20至0.40)的特定二氧化硅颗粒具有令人满意的流动性和对色调剂颗粒的分散性。不过,从改善对色调剂颗粒的附着性和凝集性并同时令人满意地保持流动性和对色调剂颗粒的分散性的角度而言,颗粒压缩比的下限为0.20。
根据以上内容,特定二氧化硅颗粒具有特定性质,例如流动性、对色调剂颗粒的分散性、凝集力和对色调剂颗粒的附着力。因此,压缩凝集度和颗粒压缩比满足以上范围的特定二氧化硅颗粒是具有高流动性和对色调剂颗粒的分散性以及高凝集性和对色调剂颗粒的附着性的二氧化硅颗粒。
接下来,将描述当特定二氧化硅颗粒添加到色调剂颗粒中时的推定作用。
首先,由于特定二氧化硅颗粒具有高流动性和对色调剂颗粒的分散性,如果特定二氧化硅颗粒添加到色调剂颗粒,则特定二氧化硅颗粒容易均匀附着在色调剂颗粒的表面上。由于在色调剂颗粒上附着的特定二氧化硅颗粒具有高的对色调剂颗粒的附着性,特定二氧化硅颗粒难以因在显影单元中搅拌引起的机械负荷从色调剂颗粒上剥落。结果,剥落的二氧化硅颗粒较少附着于磁性体分散型树脂涂覆载体,并且降低了二氧化硅颗粒在载体和另一载体之间的插入。结果,防止了由二氧化硅颗粒在载体之间插入引起的载体电阻升高。
另外,即使在特定二氧化硅颗粒从色调剂颗粒上剥落并附着在磁性体分散型树脂涂覆载体表面上的情况中,载体表面上展示出高凝集性,并且颗粒容易凝集成凝集体。因此,颗粒容易从载体表面去除。因此,附着在载体表面上的二氧化硅颗粒难以如原样保持在载体表面上,并且减少了二氧化硅颗粒在载体和另一载体之间的插入。结果,防止了由二氧化硅颗粒在载体之间插入引起的载体电阻升高。
根据以上内容,推定示例性实施方式的显影剂可防止图像的缺失(图像缺陷)的发生。
在示例性实施方式的显影剂中,特定二氧化硅颗粒的颗粒分散度优选为90%至100%。
此处,将描述将特定二氧化硅颗粒的颗粒分散度设定为90%至100%的意义。
颗粒分散度是指示二氧化硅颗粒分散性的指标。该指标指示处于一次颗粒状态的二氧化硅颗粒对色调剂颗粒分散的容易程度。具体而言,当二氧化硅颗粒对色调剂颗粒的表面的计算覆盖率设定为C0并且实际测定覆盖率设定为C时,颗粒分散度是指附着靶标的计算覆盖率C0与实际测定覆盖率C之比(实际测定覆盖率C/计算覆盖率C0)。
因此,当颗粒分散度更高时,二氧化硅颗粒难以凝集在色调剂颗粒的表面上并容易分散在处于一次颗粒状态的色调剂颗粒中。另外,下文将详细描述计算颗粒分散度的方法。
通过将颗粒分散度控制至较高(为90%至100%),在压缩凝集度和颗粒压缩比控制在上述范围内时,特定二氧化硅颗粒具有更令人满意的对色调剂颗粒的分散性。通过这样做,提高了色调剂颗粒本身的流动性,并容易保持高流动性。结果,进一步地,特定二氧化硅颗粒容易几乎均匀地附着在色调剂颗粒的表面上并难以从色调剂颗粒上剥落,并且剥落的二氧化硅颗粒对磁性体分散型树脂涂覆载体的附着得到降低。
在示例性实施方式的显影剂中,作为如上所述具有高流动性和对色调剂颗粒的分散性和高凝集性和对色调剂颗粒的附着性的特定二氧化硅颗粒,优选例举表面附着有重量平均分子量相对较高的硅氧烷化合物的二氧化硅颗粒。具体而言,优选例举表面附着有粘度为1,000cSt至50,000cSt的硅氧烷化合物的二氧化硅颗粒(优选以0.01重量%至5重量%的表面附着量附着)。通过利用例如粘度为1,000cSt至50,000cSt的硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒的表面进行表面处理从而使表面附着量为0.01重量%至5重量%的方法,获得特定二氧化硅颗粒。
此处,表面附着量基于对二氧化硅颗粒的表面进行表面处理之前的二氧化硅颗粒(未处理二氧化硅颗粒)的比例。下文中,表面处理之前的二氧化硅颗粒(换言之,未处理二氧化硅颗粒)简称为“二氧化硅颗粒”。
在利用例如粘度为1,000cSt至50,000cSt的硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒的表面进行表面处理从而使表面附着量为0.01重量%至5重量%的特定二氧化硅颗粒中,流动性和对色调剂颗粒的分散性以及凝集性和对色调剂颗粒的附着性得到提高,并容易使压缩凝集度和颗粒压缩比满足上述要求。而且,容易防止发生图像的缺失(图像缺陷)。其原因不明,但据认为是由于以下原因。
如果粘度在上述范围内的具有相对较大粘度的硅氧烷化合物以上述范围内的较小量附着在二氧化硅颗粒的表面上,则可展示出源自二氧化硅颗粒的表面上的硅氧烷化合物的性质的功能。其机制不明,但当二氧化硅颗粒流动时,由于具有相对较大粘度的硅氧烷化合物以上述范围的较小量附着,容易展示出源自硅氧烷化合物的防粘性,或者二氧化硅颗粒之间的附着性因硅氧烷化合物的空间位阻导致的颗粒间力降低而下降。由于以上原因,二氧化硅颗粒的流动性和对色调剂颗粒的分散性进一步提高。
同时,当对二氧化硅颗粒施加压力时,二氧化硅颗粒的表面上硅氧烷化合物的长分子链纠缠,二氧化硅颗粒的紧密填充性提高,并且二氧化硅颗粒之间的凝集得到增强。另外,据认为,如果使二氧化硅颗粒流动,则硅氧烷化合物的长分子链纠缠引起的二氧化硅颗粒凝集力被放松。除此之外,对色调剂颗粒的附着力也因为二氧化硅颗粒的表面上硅氧烷化合物的长分子链而得到提高。
根据以上内容,在上述范围粘度的硅氧烷化合物以上述范围的较小量附着在二氧化硅颗粒的表面上的特定二氧化硅颗粒中,压缩凝集度和颗粒压缩比容易满足上述要求,并且颗粒分散度也容易满足上述要求。
下文中,将详细描述显影剂的构造。
色调剂
色调剂颗粒
色调剂颗粒被构造为包含例如粘合剂树脂,必要时包含着色剂和防粘剂、其他添加剂。
粘合剂树脂
粘合剂树脂的实例包括乙烯基树脂,乙烯基树脂包括例如以下单体的均聚物:苯乙烯(例如,苯乙烯、对氯苯乙烯或者α-甲基苯乙烯等),(甲基)丙烯酸酯(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、甲基丙烯酸月桂酯或者甲基丙烯酸2-乙基己酯等),烯属不饱和腈(例如,丙烯腈或者甲基丙烯腈等),乙烯基醚(例如,乙烯基甲基醚或者乙烯基异丁基醚等),乙烯基酮(乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮或者乙烯基异丙烯基酮等),和烯烃(例如,乙烯、丙烯或者丁二烯等);或者2种以上单体组合的共聚物。
粘合剂树脂的实例包括非乙烯基树脂如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、和改性的松香、这些树脂与乙烯基树脂的混合物、或通过在这些树脂存在下聚合乙烯基单体获得的接枝聚合物。
可以单独使用一种粘合剂树脂,或者可以组合使用其中两种以上。
优选聚酯树脂为粘合剂树脂。
聚酯树脂的实例包括已知的聚酯树脂。
聚酯树脂的实例包括多元羧酸和多元醇的缩聚物。另外,作为聚酯树脂,可以使用商售产品或可以使用合成树脂。
多元羧酸的实例包括脂族二羧酸(例如,草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、琥珀酸、烯基琥珀酸、己二酸或癸二酸等),脂环族二羧酸(例如,环己烷二羧酸等),芳香族二羧酸(例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸或萘二羧酸等),它们的酸酐,或其低级烷基(具有例如1至5个碳原子)酯。其中,作为多元羧酸,例如优选的是芳香族二羧酸。
作为多元羧酸,可以将具有交联结构或支链结构的三元以上的羧酸与二元羧酸组合使用。三元以上的羧酸的实例包含偏苯三酸、均苯四酸,其酸酐、或其低级(具有例如1至5个碳原子)烷基酯。
可以单独使用一种多元羧酸或可以将其中两种以上组合使用。
多元醇的实例包含脂肪族二醇(例如,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇或新戊二醇等),脂环族二醇(例如,环己烷二醇、环己烷二甲醇或氢化双酚A等)和芳香族二醇(例如,双酚A的环氧乙烷加合物或双酚A的环氧丙烷加合物等)。其中,作为多元醇,例如,优选芳香族二醇和脂环族二醇,更优选芳香族二醇。
作为多元醇,具有交联结构或支链结构的三元以上的多元醇可以与二元醇组合使用。三元以上的多元醇的实例包含甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇。
可以单独使用一种多元醇或可以将其中两种以上组合使用。
聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选50℃至80℃,更优选50℃至65℃。
另外,玻璃化转变温度通过差示扫描量热法(DSC)得到的DSC曲线确定,更具体地,玻璃化转变温度通过JIS K 7121-1987“塑料的转变温度测试方法”中用于获得玻璃化转变温度的方法中记载的“外推玻璃化转变起始温度”获得。
聚酯树脂的重量平均分子量(Mw)优选5,000至1,000,000,更优选7,000至500,000。
聚酯树脂的数量平均分子量(Mn)优选2,000至100,000。
聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选1.5至100,更优选2至60。
另外,通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定重量平均分子量和数量平均分子量。通过使用作为测定装置的TOSHO CORPORATION制造的测定装置GPC-HLC-8120和TOSHOCORPORATION制造的柱TSK GEL SUPER HM-M(15cm)以及THF溶剂,,进行GPC分子量测定。根据该测定结果,通过利用由单分散聚苯乙烯标准样品绘制的分子量校准曲线可以计算出重量平均分子量和数量平均分子量。
聚酯树脂通过已知的制备方法获得。具体而言,例如通过下述方法获得聚酯树脂:聚合温度设定为180℃至230℃,并且如果必要降低反应体系中的压力,同时除去缩合时产生的水或醇。
另外,在原料单体在反应温度下不溶或不相容的情况下,可加入高沸点溶剂作为使单体溶解的助溶剂。在此情况下,在蒸馏掉增溶剂的同时进行缩聚反应。在存在相容性低的单体的情况下,可以将相容性低的单体与要与该单体缩聚的酸或醇缩合后,将主要成分缩聚。
相对于全部色调剂颗粒,粘合剂树脂的含量为例如优选40重量%至95重量%,更优选50重量%至90重量%,并进而更优选60重量%至85重量%。
着色剂
着色剂的实施例包含各种颜料,例如炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉橙、火神橙(Vulcan Orange)、色淀红(Watch Young Red)、永久红、亮胭脂红3B、亮胭脂红6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索尔红、罗丹明B色淀、淀红C、颜料红、玫瑰红、苯胺蓝、群青、calco油蓝、氯化亚甲基蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿和孔雀绿草酸盐;和各种染料,如吖啶染料、呫吨染料、偶氮染料、苯醌染料、吖嗪染料、蒽醌染料、硫靛染料、二噁嗪染料、噻嗪染料、偶氮甲碱染料、靛染料、酞菁染料、苯胺黑染料、聚甲炔染料、三苯基甲烷染料、二苯基甲烷染料和噻唑染料。
可以单独使用一种着色剂或可以将两种以上组合使用。
作为着色剂,必要时可以使用表面处理的着色剂,或着色剂可以与分散剂组合使用。此外,多种着色剂可组合使用。
相对于总的色调剂颗粒,着色剂的含量例如优选1重量%至30重量%,更优选3重量%至15重量%。
防粘剂
防粘剂的实例包含烃蜡;天然蜡,如巴西棕榈蜡,米糠蜡和小烛树蜡;合成或矿物石油蜡如褐煤蜡;和酯蜡,如脂肪酸酯和褐煤酸酯等。所述防粘剂不限于此。
防粘剂的熔融温度优选50℃至110℃,更优选60℃至100℃。
另外,根据示差扫描量热计(DSC)测定的DSC曲线,通过JIS K 7121-1987“塑料的转变温度测试方法”中用于确定熔融温度的方法所述的“熔融峰温度”获得所述熔融温度。
相对于总的色调剂颗粒,防粘剂的含量例如优选1重量%至20重量%,更优选5重量%至15重量%。
其他添加剂
其他添加剂的实例包括已知添加剂,如磁性体、电荷控制剂和无机粉末。这些添加剂可作为内部添加剂包含在色调剂颗粒中。
色调剂颗粒的性质
色调剂颗粒可以是具有单层结构的色调剂颗粒,和具有由芯材(芯颗粒)和涂覆所述芯材的涂覆层(壳层)构成的所谓芯/壳结构的色调剂颗粒。
此处,具有芯/壳结构的色调剂颗粒可构造为包含:例如,包含其他添加剂如粘合剂树脂以及必要时的着色剂和防粘剂的芯材以及包含粘合剂树脂的涂覆层。
色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v)优选为2μm至10μm,更优选4μm至8μm。
另外,色调剂颗粒的各种平均粒径和各种粒径分布指数通过使用COULTERMULTISIZER II(由Beckman Coulter,Inc.制造)来测量,以ISOTON-II(由BeckmanCoulter,Inc.制造)为电解液。
测量时,将0.5mg~50mg测量样品添加至作为分散剂的2ml 5%的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)水溶液中。将其添加至100ml~150ml电解液中。
通过超声分散器对悬浮有样品的电解液进行1分钟的分散,并通过CoulterMultisizer II利用孔径为100μm的孔测量粒径为2μm~60μm的颗粒的粒径分布。此外,取样的颗粒数量为50,000。
相对于基于所测量的粒径分布划分出的粒径范围(信道),从小直径侧分别绘制体积和数量的累积分布。将累积为16%的粒径定义为体积粒径D16v和数量粒径D16p,将累积为50%的粒径定义为体积粒径D50v和数量粒径D50p,并且将累积为84%的粒径定义为体积粒径D84v和数量粒径D84p。
利用这些值,将体积平均粒径分布指数(GSDv)计算为(D84v/D16v)1/2,将数量平均粒径分布指数(GSDp)计算为(D84p/D16p)1/2。
色调剂颗粒的形状系数SF1优选为110~150,更优选为120~140。
此外,形状系数SF1通过以下等式获得。
等式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
在该等式中,ML表示色调剂的绝对最大长度,A表示色调剂的投影面积。
具体而言,通过使用图像分析仪分析显微图像或SEM(扫描电子显微镜)图像来对形状系数SF1进行数字化,并进行如下计算。换言之,按以下方式获得形状系数SF1:使用摄影机将分布于载玻片表面上的颗粒的光学显微图像输入Luzex图像分析仪中;获得100个颗粒的最大长度和投影面积,并根据上述等式进行计算,并获得其平均值。
外部添加剂
色调剂中的外部添加剂包括特定二氧化硅颗粒。外部添加剂可包括除特定二氧化硅颗粒之外的其他外部添加剂。换言之,只有特定二氧化硅颗粒添加到色调剂颗粒中,或者其他外部添加剂和特定二氧化硅颗粒可添加到色调剂颗粒中。
特定二氧化硅颗粒
压缩凝集度
从确保特定二氧化硅颗粒中的流动性和对色调剂颗粒的分散性(特别是,从而防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言)并同时令人满意地保持凝集性和对色调剂颗粒的附着性的角度而言,特定二氧化硅颗粒的压缩凝集度为60%至95%,,但压缩凝集度优选为70%至95%和更优选80%至95%。
压缩凝集度通过以下方法计算。
在直径为6cm的盘状模中填充6.0g特定二氧化硅颗粒。接下来,利用压缩成型机(MaekawTesting Machine MFG.Co.,LTD.制造)以5.0t/cm2的压力压制该模60秒,从而获得特定二氧化硅颗粒的压制盘状成型体(下文中,称为“掉落前的成型体”)。之后,测定掉落前的成型体的重量。
随后,掉落前的成型体设置在孔径为600μm的筛上,通过振动筛分机(TSUTSUISCIENTIFIC INSTRUMENTS CO.,LTD.制造:产品编号VIBRATING MVB-1)以1mm的振幅和1分钟的振动时间使掉落前的成型体掉落。通过这样做,特定二氧化硅颗粒从掉落前的成型体上经由振动筛选而掉落,特定二氧化硅颗粒的成型体保持在筛分筛上。之后,测定剩余的特定二氧化硅颗粒成型体(下文中,称为“掉落后的成型体”)的重量。
然后,利用以下等式(1)由掉落后的成型体的重量与掉落前的成型体的重量之比计算压缩凝集度。
等式(1):压缩凝集度=(掉落后的成型体的重量/掉落前的成型体的重量)×100
颗粒压缩比
从确保特定二氧化硅颗粒的流动性和对色调剂颗粒的分散性(特别是,从而防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言)并同时令人满意地保持凝集性和对色调剂颗粒的附着性的角度而言,特定二氧化硅颗粒的颗粒压缩比为0.20至0.40,但颗粒压缩比优选为0.24至0.38,更优选0.28至0.36。
颗粒压缩比通过以下方法计算。
二氧化硅颗粒的松表观比重和实表观比重利用粉末测定仪(HosokawMicroGroup.制造,产品编号PT-S型)。然后,利用以下等式(2)由二氧化硅颗粒的实表观比重和松表观比重之差与实表观比重之比来计算颗粒压缩比。
等式(2):颗粒压缩比=(实表观比重-松表观比重)/实表观比重
另外,“松表观比重”是通过以二氧化硅颗粒填充容量为100cm3的容器并将颗粒称重而获得的测量值,并且是指使特定二氧化硅颗粒自然落入容器中的状态下的填充比重。“实表观比重”是指在松表观比重状态下以18mm的滑块行程和50次/分钟的敲击速度通过对容器底部反复施加冲击(敲击)180次从容器中脱气,使特定二氧化硅颗粒重排并更致密地填充容器的表观比重。
颗粒分散度
从获得更令人满意的对色调剂颗粒的分散性(更具体而言,从防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言,特定二氧化硅颗粒的颗粒分散度优选为90%至100%,更优选95%至100%,进而更优选100%。
颗粒分散度是对色调剂颗粒的实际测定覆盖率C与计算覆盖率C0的比率,并通过以下等式(3)计算。
等式(3):颗粒分散度=实际测定覆盖率C/计算覆盖率C0
此处,当色调剂颗粒的体积平均粒径设为dt(m),特定二氧化硅颗粒的平均圆当量直径设为da(m),色调剂颗粒的比重设为ρt,特定二氧化硅颗粒的比重设为ρa,色调剂颗粒的重量设为Wt(kg),并且特定二氧化硅颗粒的添加量设为Wa(kg)时,可通过以下等式(3-1)计算利用特定二氧化硅颗粒对色调剂颗粒的表面的计算覆盖率C0。
等式(3-1):计算覆盖率C0=√3/(2π)×(ρt/ρa)×(dt/da)×(Wa/Wt)×100(%)
利用XPS(X-射线光电子分光器)(“JPS-9000MX”:JOEL Ltd.制造)分别对单独的色调剂颗粒、单独的特定二氧化硅颗粒、和涂覆(附着)有特定二氧化硅颗粒的色调剂颗粒测定由特定二氧化硅颗粒产生的硅原子信号强度,并通过以下等式(3-2)计算结果从而获得利用特定二氧化硅颗粒对色调剂颗粒的表面的实际测定覆盖率C。
等式(3-2):实际测定覆盖率C=(z-x)/(y-x)×100(%)
(在等式(3-2)中,x代表单独色调剂颗粒的源自特定二氧化硅颗粒的硅原子信号强度。y代表单独特定二氧化硅颗粒的源自特定二氧化硅颗粒的硅原子信号强度。z代表涂覆(附着)有特定二氧化硅颗粒的色调剂颗粒的源自特定二氧化硅颗粒的硅原子信号强度。
平均圆当量直径
从获得特定二氧化硅颗粒的令人满意的流动性、对色调剂颗粒的分散性、凝集性和对色调剂颗粒的附着性的角度而言(更具体而言,从防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言),特定二氧化硅颗粒的平均圆当量直径优选为40nm至200nm,更优选50nm至180nm,并进而更优选60nm至160nm。
特定二氧化硅颗粒的平均圆当量直径D50如下获得:通过扫描电子显微镜(SEM)(Hitachi,Ltd.制造:S-4100)观察特定二氧化硅颗粒添加到色调剂颗粒后的一次颗粒从而捕获图像;在图像分析仪(LUZEXIII,由NIRECO.制造)中获取该图像;通过对一次颗粒进行图像分析测定各颗粒的面积;根据该面积值计算特定二氧化硅颗粒的圆当量直径;并将所得的圆当量直径的体积基准的累积频率中50%的直径(D50)视为特定二氧化硅颗粒的平均圆当量直径D50。另外,调整电子显微镜的放大倍数,从而在一个视野中捕捉到约10至50个特定二氧化硅颗粒,并通过将该视野与观察到的多个视野合并获得一次颗粒的圆当量直径。
平均圆形度
从获得特定二氧化硅颗粒中令人满意的流动性、对色调剂颗粒的分散性、凝集性、和对色调剂颗粒的附着性的角度而言(更具体而言,从防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言),特定二氧化硅颗粒的形状可以为球形或异形,但特定二氧化硅颗粒的平均圆形度优选为0.85至0.98,更优选0.90至0.98,并进而更优选0.93至0.98。
特定二氧化硅颗粒的平均圆形度通过以下所示方法测定。
首先,特定二氧化硅颗粒的圆形度如下获得:通过SEM观察二氧化硅颗粒添加到色调剂颗粒中之后的一次颗粒;从获得的一次颗粒的平面图像分析根据以下等式计算“100/SF2”,将其作为圆形度。
等式:圆形度(100/SF2)=4π×(A/I2)
[该等式中,I代表图像上一次颗粒的周长,A表示一次颗粒的投影面积。]
另外,将从图像平面分析获得的100个一次颗粒的圆形度的累积频率中50%的圆形度作为特定二氧化硅颗粒的平均圆形度。
此处,将描述色调剂中特定二氧化硅颗粒的各性质(压缩凝集度、颗粒压缩比、颗粒分散度、和平均圆形度)的测定方法。
首先,如下将外部添加剂(特定二氧化硅颗粒)与色调剂分离。在将色调剂投入甲醇中,分散并搅拌,通过在超声浴中处理色调剂,可以将外部添加剂与色调剂分离。外部添加剂的粒径和比重决定了外部添加剂与色调剂分离的容易程度,并且可通过调整超声处理的条件来分离特定二氧化硅颗粒。通过对所得物离心来沉淀色调剂颗粒,从而仅收集其中分散有外部添加剂的甲醇。之后,通过使甲醇挥发可提取特定二氧化硅颗粒。而且,通过利用分离的特定二氧化硅颗粒测定各性质。
下文中,将详细描述特定二氧化硅颗粒的构造。
特定二氧化硅颗粒
特定二氧化硅颗粒是包含二氧化硅(换言之,SiO2)作为主要成分的颗粒,并且该颗粒可以为晶型或非晶型。特定二氧化硅颗粒可以是利用硅化合物如水玻璃和烷氧基硅烷为原料制备的颗粒,或者通过粉碎石英而获得的颗粒。
特定二氧化硅颗粒的具体实例包括通过溶胶凝胶法制备的二氧化硅颗粒(下文中,“溶胶凝胶二氧化硅颗粒”)、水性胶体二氧化硅颗粒、醇性二氧化硅颗粒、通过气相法获得的气相二氧化硅颗粒、和熔融二氧化硅颗粒;其中,优选所述溶胶凝胶二氧化硅颗粒。
表面处理
为了使压缩凝集度、颗粒压缩比和颗粒分散度在上述特定范围内,优选以硅氧烷化合物对特定二氧化硅颗粒进行表面处理。
作为表面处理方法,优选利用超临界二氧化碳对二氧化硅颗粒的表面在超临界二氧化碳中进行表面处理。另外,下文将描述表面处理方法。
硅氧烷化合物
硅氧烷化合物没有特别限制,只要化合物在分子结构中具有硅氧烷骨架即可。
硅氧烷化合物的实例包括硅油和硅酮树脂。其中,从以几乎均匀的状态对二氧化硅颗粒的表面进行表面处理的角度而言,优选硅油。
硅油的实例包括二甲基硅油、甲基氢硅油、甲基苯基硅油、氨基改性硅油、环氧基改性硅油、羧基改性硅油、卡必醇(carbinol)改性硅油、甲基丙烯酸改性硅油、巯基改性硅油、苯酚改性硅油、聚醚改性硅油、甲基苯乙烯基改性硅油、烷基改性硅油、高级脂肪酸酯改性硅油、高级脂肪酸酰胺改性硅油和氟改性硅油。其中,优选二甲基硅油、甲基氢硅油和氨基改性硅油。
可以单独使用一种硅氧烷化合物或者可以将其中两种以上组合使用。
粘度
从获得特定二氧化硅颗粒的令人满意的流动性、对色调剂颗粒的分散性、凝集性、和对色调剂颗粒的附着性而角度而言(更具体而言,从防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言),硅氧烷化合物的粘度(动力学粘度)优选为1,000cSt至50,000cSt,更优选2,000cSt至30,000cSt,并进而更优选3,000cSt至10,000cSt。
硅氧烷化合物的粘度按以下顺序获得。将甲苯加入到特定二氧化硅颗粒并通过超声分散器分散30分钟。之后,收集上清。此时,获得浓度为1g/100ml的硅氧烷化合物的甲苯溶液。通过以下等式(A)获得此时的特定粘度[ηsp](25℃)。
等式(A):ηsp=(η/η0)–1(η0:甲苯的粘度,η:溶液的粘度)
接下来,将特定粘度[ηsp]代入以下等式(B)所示的Huggins关系表达式中,以获得固有粘度[η].
等式(B):ηsp=[η]+K’[η]2(K’:Huggins的定数K’=0.3(当[η]=1至3)时)
接下来,将固有粘度[η]代入以下等式(C)所示的A.Kolorlov等式,以获得分子量M。
等式(C):[η]=0.215×10-4M0.65
分子量M代入以下等式(D)所示的A.J.Barry等式,以获得硅氧烷粘度[η]。
等式(D):logη=1.00+0.0123M0.5
表面附着量
从获得特定二氧化硅颗粒的令人满意的流动性、对色调剂颗粒的分散性、凝集性和对色调剂颗粒的附着性(更具体而言,从防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言)的角度而言,对二氧化硅颗粒(表面处理之前的二氧化硅颗粒),硅氧烷化合物对特定二氧化硅颗粒表面的表面附着量优选为0.01重量%至5重量%,更优选0.05重量%至3重量%,并进而更优选0.10重量%至2重量%。
表面附着量通过以下所示方法测定。
将100mg特定二氧化硅颗粒分散在1mL氯仿中,并向其中加入1μL的DMF(N,N-二甲基甲酰胺)作为内部标准溶液,将所得物通过使用超声清洗装置进行超声处理30分钟,来将硅氧烷化合物提取在氯仿溶剂。然后,利用JNM-AL400型核磁共振仪(JEOL Ltd.制造)测量氢原子核的光谱,并从源自硅氧烷化合物的峰面积与源自DMF的峰面积的比率确定硅氧烷化合物的量。另外,从硅氧烷化合物的量确定表面附着量。
此处,特定二氧化硅颗粒以粘度为1,000cSt至50,000cSt的硅氧烷化合物进行表面处理,并且硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒的表面的表面附着量为为0.01重量%至5重量%。
通过满足上述要件,能够容易地获得具有令人满意的流动性和对色调剂颗粒的分散性,以及改善的凝集性和对色调剂颗粒的附着性的特定二氧化硅颗粒。
外部添加量
从防止发生图像的缺失(图像缺陷)的角度而言,对色调剂颗粒,特定二氧化硅颗粒的外部添加量(含量)优选为0.1重量%至6.0重量%,更优选0.3重量%至4.0重量%,并进而更优选0.5重量%至2.5重量%。
特定二氧化硅颗粒的制备方法
特定二氧化硅颗粒通过以下过程制得:用粘度为1,000cSt~50,000cSt的硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒表面进行表面处理,并使表面附着量相对于二氧化硅颗粒为0.01重量%~5重量%。
根据特定二氧化硅颗粒的制备方法,能够获得具有令人满意的流动性和对色调剂颗粒的分散性以及改善的凝集性和对色调剂颗粒的附着性的二氧化硅颗粒。
表面处理方法的实例包括:在超临界二氧化碳中用硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒表面进行表面处理的方法;和在空气中用硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒表面进行表面处理的方法。
表面处理方法的具体实例包括:通过利用超临界二氧化碳将硅氧烷化合物溶解在超临界二氧化碳中而将硅氧烷化合物附着在二氧化硅颗粒表面上的方法;通过将包含硅氧烷化合物和溶解硅氧烷化合物的溶剂的溶液施加(例如喷雾或涂覆)至二氧化硅颗粒表面上而在空气中将硅氧烷化合物附着在二氧化硅颗粒表面上的方法;和在将包含硅氧烷化合物和溶解硅氧烷化合物的溶剂的溶液添加至二氧化硅颗粒分散液中并保持在空气中之后,使二氧化硅颗粒分散液和溶液的混合溶液干燥的方法。
其中,作为表面处理方法,优选使用超临界二氧化碳将硅氧烷化合物附着在二氧化硅颗粒表面上的方法。
如果表面处理在超临界二氧化碳中进行,超临界二氧化碳中的硅氧烷化合物变为溶解状态。由于超临界二氧化碳具有低界面张力的性质,因而据认为在超临界二氧化碳中处于溶解状态的硅氧烷化合物与超临界二氧化碳容易一起扩散到达二氧化硅颗粒表面的孔洞深部,因此不仅二氧化硅颗粒表面并且孔洞深部均以硅氧烷化合物进行了表面处理。
因此,据认为,用超临界二氧化碳中的硅氧烷化合物进行表面处理的二氧化硅颗粒变成了表面被硅氧烷化合物处理为几乎均匀状态的二氧化硅颗粒(例如,表面处理层为薄膜形状态)。
另外,在特定二氧化硅颗粒的制备方法中,可以通过在超临界二氧化碳中使用疏水化剂与硅氧烷化合物进行对二氧化硅颗粒表面赋予疏水性的表面处理。
在此情况中,疏水化剂与硅氧烷化合物一起在超临界二氧化碳中处于溶解状态。据认为,在超临界二氧化碳中处于溶解状态的疏水性化剂和硅氧烷化合物容易与超临界二氧化碳一起扩散到达二氧化硅颗粒表面的孔洞深部,从而硅氧烷化合物和疏水化剂不仅对二氧化硅颗粒表面而且对孔洞深部进行了表面处理。
结果,在用超临界二氧化碳中的硅氧烷化合物和疏水化剂进行表面处理的二氧化硅颗粒中,其表面被硅氧烷化合物和疏水化剂处理至几乎均匀的状态,并容易被赋予高疏水性。
另外,在特定二氧化硅颗粒的制备方法中,超临界二氧化碳可用于二氧化硅颗粒的其他制备步骤(例如,溶剂去除步骤等)。
在其他制备步骤中,使用超临界二氧化碳制备特定二氧化硅颗粒的方法的实例包括包含以下步骤的二氧化硅颗粒制备方法:利用溶胶凝胶法制备包含二氧化硅颗粒和溶剂(包含醇和水)的二氧化硅颗粒分散液的步骤(下文称为“分散液制备步骤”);使超临界二氧化碳流动从而从二氧化硅分散液中去除溶剂的步骤(下文称为“溶剂去除步骤”);和使用超临界二氧化碳中的硅氧烷化合物在去除溶剂后对二氧化硅的表面进行表面处理的步骤(下文中,称为“表面处理步骤”)。
如果使用超临界二氧化碳从二氧化硅颗粒分散液中去除溶剂时,容易抑制粗粉末的出现。
尽管原因尚不清楚,不过据认为原因如下:1)当去除二氧化硅分散液中的溶剂时,由于超临界二氧化碳的性质(“界面张力不起作用”),由此可以在没有在去除溶剂时的液桥力导致的颗粒相互凝集的情况下去除溶剂;和2)由于超临界二氧化碳的下述性质,即“超临界二氧化碳是在温度和压力为临界点以上的二氧化碳并具有气体的扩散性质和液体的溶解性质”,因而通过使溶剂与超临界二氧化碳在相对较低的温度(如250℃以下)有效地接触而溶解溶剂,去除溶解有溶剂的超临界二氧化碳,因此可去除二氧化硅分散液中的溶剂,而不会形成因硅烷醇基缩合而导致的诸如二次凝集体等粗粉末。
此处,溶剂去除步骤和表面处理步骤可以分开进行,不过优选的是连续进行(也就是,各个步骤在对大气压下不开放的状态下进行)。当各步骤连续进行时,在溶剂去除步骤后,二氧化硅颗粒没有机会吸附水,并且表面处理可以在防止二氧化硅上过量吸附水分的状态下进行。因此,不需要使用大量的硅氧烷化合物或通过大量加热在高温下进行溶剂去除步骤和表面处理。结果,可以容易地更有效地防止粗粉末的出现。
下文详细描述特定二氧化硅颗粒的制备方法的各个步骤。
另外,特定二氧化硅颗粒的制备方法不限于此,并且例如,该方法可以具有:1)仅在表面处理步骤中使用超临界二氧化碳的方面或2)各步骤分开进行的方面。
下文中,详细描述各个步骤。
分散液制备步骤
在分散液制备步骤中,制备包含例如二氧化硅颗粒和溶剂(包含醇和水)的二氧化硅颗粒分散液。
具体而言,在分散液制备步骤中,二氧化硅颗粒分散液通过例如湿法(如溶胶-凝胶法等)制备,并制备该分散液。特别地,二氧化硅颗粒分散液可通过作为湿法的溶胶-凝胶法制备,并且具体而言,优选二氧化硅颗粒通过在碱催化剂的存在下于包含醇和水的溶剂中使四烷氧基硅烷反应(水解反应和缩合反应)制得,而制备二氧化硅颗粒分散液。
另外,二氧化硅颗粒的平均当量圆粒径的优选范围和平均圆形度的优选范围如上所述。
在分散液制备步骤中,例如,当二氧化硅颗粒通过湿法获得时,获得处于其中二氧化硅颗粒分散在溶剂中的分散液状态的二氧化硅颗粒(二氧化硅颗粒分散液)。
此处,在转移至溶剂去除步骤时,在所制备的二氧化硅颗粒分散液中,水与醇的重量比例如为0.05~1.0,优选为0.07~0.5,更优选为0.1~0.3。
在二氧化硅颗粒分散液中,如果水与醇的重量比在上述范围内,则在表面处理后较少出现二氧化硅颗粒的粗粉末,并且容易制得具有令人满意的电阻性的二氧化硅颗粒。
如果水与醇的重量比低于0.05,则在溶剂去除步骤中,由于去除溶剂时在二氧化硅颗粒表面上的硅烷醇基较少缩合,在溶剂去除后吸附至二氧化硅颗粒表面的的水分将增大。因而,表面处理后二氧化硅颗粒的电阻将过度减小。另外,当水的重量比超过1.0时,在溶剂去除步骤中,在去除二氧化硅颗粒分散液中的溶剂的终点附近将保留大量的水,并且由于液桥张力二氧化硅颗粒可能容易相互凝集,并在表面处理后作为粗粉末存在。
另外,在转移至溶剂去除步骤时,在所制备的二氧化硅颗粒分散液中,水-二氧化硅颗粒重量比为例如0.02~3,优选为0.05~1,更优选为0.1~0.5。
在二氧化硅颗粒分散液中,如果水-二氧化硅颗粒重量比在上述范围内,则较少出现二氧化硅颗粒的粗粉末,并且容易获得具有良好电阻性的二氧化硅颗粒。
如果水-二氧化硅颗粒重量比低于0.02,则在溶剂去除步骤中,去除溶剂时二氧化硅颗粒表面上的硅烷醇基极少缩合,并且溶剂去除后吸附至二氧化硅颗粒表面的水分增大。因此,二氧化硅颗粒的电阻将过度减小。
同时,如果水重量比超过3,则在溶剂去除步骤中在去除二氧化硅颗粒分散液中的溶剂的终点附近将保留大量的水,因而由于液桥张力二氧化硅颗粒可能容易相互凝集。
另外,在转移至溶剂去除步骤时,在所制备的二氧化硅颗粒分散液中,二氧化硅颗粒与二氧化硅颗粒分散液的重量比为例如0.05~0.7,优选为0.2~0.65,更优选为0.3~0.6。
如果二氧化硅颗粒与二氧化硅颗粒分散液的重量比低于0.05,则在溶剂去除步骤中,所用的超临界二氧化碳的量可能增大,因而生产率可能降低。
另外,如果二氧化硅颗粒与二氧化硅颗粒分散液的重量比高于0.7,则二氧化硅颗粒分散液中二氧化硅颗粒之间的距离变近,因而由于二氧化硅颗粒的凝集或凝胶化而可能容易形成粗粉末。
溶剂去除步骤
溶剂去除步骤是通过例如使超临界二氧化碳流动来去除二氧化硅颗粒分散液中的溶剂的步骤。
换言之,在溶剂去除步骤中,通过使超临界二氧化碳流动,并使超临界二氧化碳与二氧化硅颗粒分散液接触,由此去除溶剂。
具体而言,在溶剂去除过程中,例如,将二氧化硅颗粒分散液置于密闭反应器中。然后,在密闭反应器中添加液化二氧化碳并加热,通过高压泵增大反应中的压力,从而使二氧化碳达到超临界状态。然后,将超临界二氧化碳引入密闭容器中并排出,来使其在密闭反应器即在二氧化硅颗粒分散液中流动。
因此,超临界二氧化碳溶解溶剂(水和醇),这使得溶剂排出至二氧化硅颗粒分散液的外部(密闭反应器的外部),由此去除溶剂。
此处,超临界二氧化碳是处于临界点以上的温度和压力下并具有气体的扩散性质和液体的溶解性质的二氧化碳。
去除溶剂的温度,即超临界二氧化碳的温度可以例如为31℃~350℃,优选为60℃~300℃,更优选为80℃~250℃。
如果该温度低于上述范围,由于溶剂难以溶于超临界二氧化碳中,可能难以去除溶剂。另外,据认为,由于溶剂或超临界二氧化碳的液桥力可能容易形成粗粉末。另一方面,如果该温度超过上述范围,据认为,由于二氧化硅颗粒表面上硅烷醇基缩合而容易形成如二次凝集体等粗粉末。
溶剂去除的压力,即超临界二氧化碳的压力可以例如为7.38MPa~40MPa,优选为10MPa~35MPa,更优选为15MPa~25MPa。
如果该压力低于上述范围,溶剂趋于难溶于超临界二氧化碳中,同时,如果压力超过上述范围,装置成本趋于增大。
另外,超临界二氧化碳引入和排出密闭反应器的量可以例如为15.4L/min/m3~1540L/min/m3,优选为77L/min/m3~770L/min/m3。
如果该引入和排出量小于15.4L/min/m3,需要较多时间来去除溶剂,因而生产率趋于容易降低。
另一方面,如果该引入和排出量超过1540L/min/m3时,超临界二氧化碳通过时间短,因而与二氧化硅颗粒分散液接触的时间缩短,由此导致趋于难以有效去除溶剂。
表面处理步骤
表面处理是例如与溶剂去除步骤连续的通过超临界二氧化碳中的硅氧烷化合物对二氧化硅颗粒表面进行处理的步骤。
也就是,在表面处理步骤中,例如,在从溶剂去除步骤转移之前,在不暴露至大气环境的情况下使用超临界二氧化碳中的硅氧烷化合物处理二氧化硅颗粒的表面。
具体而言,例如,在表面处理步骤中在停止将超临界二氧化碳引入和排出密闭反应器后,调整密闭反应器中的温度和压力,并向存在超临界二氧化碳状态下的密闭反应器中以预定的相当于二氧化硅颗粒的比例添加硅氧烷化合物。然后,使硅氧烷化合物在保持上述状态的条件下,即,在超临界二氧化碳中反应,从而对二氧化硅颗粒进行表面处理。
此处,在表面处理步骤中,硅氧烷化合物的反应可以在超临界二氧化碳中(也就是在超临界二氧化碳气氛中)进行,并且在使超临界二氧化碳流动(也就是将超临界二氧化碳引入和排出密闭反应器)的同时;或在超临界二氧化碳部流动的同时进行表面处理。
在表面处理步骤中,二氧化硅颗粒相对于反应器体积的量(投入量)例如为30g/L~600g/L,优选为50g/L~500g/L,更优选为80g/L~400g/L。
如果该量小于上述范围,硅氧烷化合物相对于超临界二氧化碳的浓度可能降低,与二氧化硅颗粒表面的接触可能性可能降低,由此导致反应可能难以不进行。另一方面,如果该量超过上述范围,硅氧烷化合物相对于超临界二氧化碳的浓度可能增大,因而硅氧烷化合物可能不完全溶解于超临界二氧化碳中,并且分散不良,并且可能容易形成粗凝集体。
超临界二氧化碳的密度可以例如为0.10g/ml~0.80g/ml,优选为0.10g/ml~0.60g/ml,更优选为0.2g/ml~0.50g/ml。
如果密度小于上述范围,硅氧烷化合物在超临界二氧化碳中的溶解度降低,形成凝集体。另一方面,如果密度高于上述范围,由于向二氧化碳孔中的扩散性降低,因而表面处理可能变得不充分。特别是,对于包含许多硅烷醇基的溶胶凝胶二氧化碳颗粒,可以在上述范围内进行表面处理。
另外,超临界二氧化碳的密度通过温度和压力调节。
硅氧烷化合物的实例如上所述。并且,硅氧烷化合物的粘度优选范围也如上所述。
在硅氧烷化合物中,如果采用硅油,硅油容易以几乎均匀的状态附着在二氧化硅颗粒的表面,并且容易改善二氧化硅颗粒的流动性、分散性和处理性。
从可以容易将二氧化硅颗粒的表面附着量控制在0.01重量%~5重量%的角度来看,相对于二氧化硅颗粒,硅氧烷化合物的用量可以例如为0.05重量%~3重量%,优选为0.1重量%~2重量%,更优选为0.15重量%~1.5重量%。
另外,硅氧烷化合物可以单独使用,但也可以作为与容易溶解该硅氧烷化合物的溶剂混合的溶液使用。溶剂的实例包括甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等。
在表面处理步骤中,二氧化硅颗粒的表面处理可以用疏水化剂和硅氧烷化合物的混合物进行。
疏水化剂的实例包括硅烷类疏水化剂。硅烷类疏水化剂的实例包括具有烷基(如甲基、乙基、丙基或丁基等)的已知硅化合物。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、三甲基甲氧基硅烷等硅烷化合物、六甲基二硅氮烷、或四甲基二硅氮烷等)等。可以单独使用一种疏水化剂,或可以使用其中多种。
在硅烷类疏水化剂中,优选的是具有三甲基的硅化合物,如三甲基甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷(HMDS)等,特别优选的是六甲基二硅氮烷(HMDS)。
硅烷类疏水化剂的用量没有特别限制,相对于二氧化硅颗粒,其例如可以为1重量%~100重量%,优选为3重量%~80重量%,更优选为5重量%~50重量%。
另外,硅烷类疏水化剂可以单独使用,但可以作为与容易溶解硅烷类疏水化剂的溶剂混合的溶液使用。溶剂的实例包括甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等。
表面处理的温度条件、即超临界二氧化碳的温度可以例如为80℃~300℃,优选为100℃~250℃,更优选为120℃~200℃。
如果温度低于上述范围,硅氧烷化合物的表面处理能力可能降低。另一方面,如果温度超过上述范围,二氧化硅颗粒的硅烷醇基之间将进行缩合反应,由此可能出现颗粒凝集。特别是,对于具有许多硅烷醇基的溶胶凝胶二氧化硅颗粒,表面处理可在上述温度范围内进行。
另一方面,表面处理的压力条件、即超临界二氧化碳的压力可以是满足上述密度的条件,并且可以例如为8MPa~30MPa,优选为10MPa~25MPa,更优选为15MPa~20MPa。
通过以上各步骤,获得了特定二氧化硅颗粒。
其他外部添加剂
其他外部添加剂的实例包括无机颗粒。无机颗粒的实例包括:SiO2(不过,不包括特定二氧化硅颗粒)、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4,和MgSO4。
作为其他外部添加剂的无机颗粒的表面可进行疏水化处理。疏水化处理例如通过将无机颗粒浸入疏水化剂中而进行。疏水化剂没有特别限制,其实例包括硅烷类偶联剂、硅油、钛酸酯类偶联剂、铝类偶联剂等。这些处理剂可以单独使用,或可以两种以上组合使用。
基于100重量份无机颗粒,疏水化剂的量通常例如为1重量份~10重量份。
其他外部添加剂的其他实例包括:树脂颗粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和三聚氰胺树脂等的树脂颗粒)、清洁助剂(例如,以硬脂酸锌代表的高级脂肪酸的金属盐和氟聚合物颗粒)等。
相对于色调剂颗粒,其他外部添加剂的外部添加量例如为0.1重量%~4.0重量%,优选为0.3重量%~2.0重量%。
色调剂的制备方法
下面将描述本示例性实施方式的色调剂的制备方法。
本示例性实施方式使用的色调剂通过在制备色调剂颗粒后将外部添加剂添加至色调剂颗粒中而获得。
色调剂颗粒可以通过干式制备法(例如,捏合粉碎法等)或湿式制备法(例如,凝集聚并法、悬浮聚合法或溶解悬浮法等)来制备。色调剂颗粒的制备方法不限于这些制备方法,并且可以采用已知的方法。
其中,色调剂颗粒可通过凝集聚并法获得。
具体而言,例如,在通过凝集聚并法制备色调剂颗粒的情况下,
色调剂颗粒通过以下步骤制备:制备其中分散有作为粘合剂树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液的步骤(树脂颗粒分散液制备步骤);通过使树脂颗粒分散液(必要时,混合其他颗粒分散液之后的分散液)中的树脂颗粒(必要时的其他颗粒)凝集而形成凝集颗粒的步骤(凝集颗粒形成步骤),和加热其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液并使凝集颗粒融合聚并而形成色调剂颗粒(聚并步骤)。
下面详细描述各步骤。
另外,在以下描述中,尽管描述了制备含有着色剂和防粘剂的色调剂颗粒的方法,但是着色剂和防粘剂根据需要而使用。当然可以添加除着色剂和脱模剂以外的任何添加剂。
树脂颗粒分散液制备步骤
首先,制备出其中分散有作为粘合剂树脂的树脂颗粒的树脂颗粒分散液和例如其中分散有着色剂颗粒的着色剂颗粒分散液和其中分散有防粘剂颗粒的防粘剂颗粒分散液。
此处,树脂颗粒分散液例如通过使用表面活性剂将树脂颗粒分散在分散介质中而制备。
作为用于树脂颗粒分散液的分散介质,例如例举水性介质。
水性介质的实例包括水(如蒸馏水和离子交换水)和醇。可以单独使用一种水性介质,或者可以将其中两种以上组合使用。
表面活性剂的实例包括:阴离子表面活性剂,如硫酸盐类表面活性剂、磺酸盐类表面活性剂、磷酸酯类和皂类表面活性剂等;阳离子表面活性剂,如胺盐类表面活性剂和季铵盐类表面活性剂等;和非离子表面活性剂,如聚乙二醇表面活性剂、烷基酚氧化乙烯加合物类表面活性剂和多元醇类表面活性剂等。其中,例举阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂。非离子表面活性剂可以与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂组合使用。
可以单独使用一种表面活性剂,或者可以将其中两种以上组合使用。
在树脂颗粒分散液中,用于将树脂颗粒分散在分散介质中的方法的实例包括常规分散方法,如旋转剪切型均化器或者使用介质的球磨机、砂磨机或戴诺磨等。此外,取决于树脂颗粒的种类,例如可以利用转相乳化法将树脂颗粒分散在树脂颗粒分散液中。
另外,转相乳化法是下述方法,其中,将拟分散的树脂溶解在能够溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,添加碱中和有机连续相(O相),然后向其中添加水性介质(W相),使树脂由W/O交换至O/W(所谓的转相)形成非连续相,由此将树脂以颗粒形状分散在水性介质中。
分散在树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的体积平均粒径优选例如为0.01μm~1μm,更优选为0.08μm~0.8μm,进而更优选为0.1μm~0.6μm。
另外,通过以下方式测定树脂颗粒的体积平均粒径:使用通过激光衍射粒径分布测定装置(例如,由HORIBA,Ltd.制备,LA-700)测量获得的粒径分布,基于划分的粒径范围(信道)由小直径侧形成基于体积的累积分布,并将全部颗粒的累积50%处的粒径测定为体积平均粒径D50v。另外,其他分散液中颗粒的体积平均粒径将以同样的方式测量。
包含于树脂颗粒分散液中的树脂颗粒的含量例如优选为5重量%~50重量%,且更优选为10重量%~40重量%。
另外,可以以与树脂颗粒分散液相同的方式制备着色剂分散液和防粘剂颗粒分散液。换言之,对于颗粒的体积平均粒径、分散介质、分散方法和树脂颗粒分散液中的颗粒含量,同样适用于分散在着色剂分散液中的着色剂颗粒和分散在防粘剂颗粒分散液中的防粘剂颗粒。
凝集颗粒形成步骤
接下来,将着色剂颗粒分散液和防粘剂颗粒分散液与树脂颗粒分散液混合。
然后,通过混合分散液中的树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒进行异质凝集,形成目标直径与色调剂颗粒的直径相近的凝集颗粒,其含有树脂颗粒、着色剂颗粒和防粘剂颗粒。
具体而言,例如,将凝集剂添加至混合分散液,并将混合分散液pH调整为酸性(例如,pH为2~5),必要时,向其中添加分散稳定剂,随后,加热树脂颗粒至玻璃化转变温度(具体而言,(树脂颗粒玻璃化转变温度-30℃)至(树脂颗粒玻璃化转变温度-10℃)),来使分散于混合分散液中的颗粒凝集,由此形成凝集颗粒。
在凝集颗粒形成步骤中,例如,在以旋转剪切型均化器搅拌混合分散液后,于室温(例如,25℃)向其中添加凝集剂,并将混合分散液的pH调节至酸性(例如,pH为2~5),必要时向其中添加分散稳定剂,随后进行加热。
凝集剂的实例包括极性与用作分散剂而添加至混合分散液中的表面活性剂相反的表面活性剂,无机金属盐和二价以上金属络合物。特别是,在使用金属络合物作为凝集剂的情况下,表面活性剂的使用量降低,结果充电性质得到改善。
必要时,可以使用与凝集剂中的金属离子形成络合物或类似键的添加剂。优选使用螯合剂作为该添加剂。
无机金属盐的实例包括:金属盐,如氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝和硫酸铝等;和无机金属盐共聚物,如聚氯化铝、聚氢氧化铝和多硫化钙等。
作为螯合剂,可以使用水溶性螯合剂。螯合剂的实例包括:羟基羧酸,如酒石酸、柠檬酸和葡糖酸等;亚氨基二乙酸(IDA);次氮基三乙酸(NTA);和乙二胺四乙酸(EDTA)等。
相对于100重量份树脂颗粒,螯合剂的添加量优选为0.01重量份~5.0重量份,且更优选为0.1重量份~3.0重量份。
聚并步骤
接下来,通过将其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液加热例如至树脂颗粒的玻璃化转变温度以上(例如,等于树脂颗粒的玻璃化转变温度或比其高10℃~30℃)使凝集颗粒融合聚并,以形成色调剂颗粒。
通过以上步骤,获得色调剂颗粒。
另外,可以通过以下步骤制备色调剂颗粒:在获得其中分散有凝集颗粒的凝集颗粒分散液后,将凝集颗粒分散液和其中分散有树脂颗粒的树脂颗粒分散液进一步相互混合从而凝集,以使树脂颗粒进一步附着在凝集颗粒表面上,从而形成二次凝集颗粒的步骤;和通过加热其中分散有二次凝集颗粒的二次凝集颗粒分散液使二次凝集颗粒聚并而形成具有芯-壳结构的色调剂颗粒的步骤。
在聚并步骤完成之后,对于溶液中形成的色调剂颗粒进行已知的清洁步骤、固液分离步骤和干燥步骤,来获得干燥状态的色调剂颗粒。
作为清洁步骤,考虑到带电性质,优选使用离子交换水充分进行置换清洁。另外,固液分离步骤没有特别限制,但考虑到生产率,优选进行抽滤或压滤。另外,干燥步骤没有特别限制,不过考虑到生产率,优选进行冷冻干燥、气流干燥、流化干燥或振动式流化干燥等。
另外,本示例性实施方式使用的色调剂通过例如向所获得的干燥色调剂颗粒中添加外部添加剂并混合所述颗粒而制备。优选的是,可以通过例如V型混合器、亨舍尔混合器和LODIGE混合器等进行混合。此外,必要时,可以使用振动筛或风力筛分机等除去粗颗粒。
载体
示例性实施方式中使用的静电荷图像显影用载体包括芯材和涂覆层,芯材包含芯材树脂(芯材用粘合剂树脂)中的磁性体,涂覆层涂覆芯材的表面并包含涂覆树脂(涂覆层用树脂),涂覆层的表面粗糙度R为0.25μm至0.4μm。
芯材
芯材的表面粗糙度Ra
芯材的表面粗糙度Ra优选为0.3μm至0.5μm,更优选0.35μm至0.5μm,并进而更优选0.4μm至0.5μm.
载体的表面粗糙度Ra2与芯材的表面粗糙度Ra1之比(Ra2/Ra1)优选为0.72至0.83。
另外,芯材的表面粗糙度Ra通过超深度彩色3D形状测定用显微镜(VK-9500,KEYENCE CORPORATION制造)基于JIS-B0601(1994)测定。
将芯材的表面粗糙度Ra控制在上述范围的方法没有特别限制,但当将芯材的数量平均粒径设为D(μm)时,具有特定粒径的颗粒优选包含在从芯材表面起1/8D(μm)之内的区域(下文中,简称为“最外层部分”)中。由于颗粒包含在最外层部分,颗粒从芯材表面突出从而形成起伏,并实现表面粗糙度Ra。另外,具有特定粒径的颗粒可为磁性体颗粒或者非磁性体颗粒。
而且,根据以下方法进行芯材数量平均粒径的测定。
30重量份的载体加入到70重量份的二组分粘着剂QUICK 30(Konishi Co.,Ltd.制造)的混合液中并进一步混合,在25℃的环境中放置48小时,使液体固化。在以剃刀调整固化嵌埋产物的形状后,用配备有金刚石刀SK2035(由Sumitomo Electric Industries,Ltd.制造)的超微切割机(LEICA,URUTRACUT UCT制造)切割产品(表面整形)。进而,进行切割直至形成光滑的切片,对切片的光滑度进一步以光学显微镜确认,从而制备测试片。以扫描电子显微镜观察所得测试片来获得测试片的截面图形。所得图形在图像分析软件WinROOF(由MITANI Corporation制造)变为单色图像,然后进行分析。从而测定数量平均粒径。对每一个载体的4个点进行测试,并根据随机选择的50个载体计算平均值。
芯材的最外层部分中包含的颗粒
具体而言,在芯材的最外层部分优选包含粒径0.8μm至5μm的颗粒,更优选粒径为1.5μm至5μm的颗粒,进而更优选粒径1.5μm至4μm的颗粒。
另外,对最外层部分中所含颗粒的粒径进行测定,将以扫描显微镜观察到的芯材表面以图像分析软件(WinROOF)获取为单色图像,然后测定最大部分的粒径。
由于芯材的最外层部分中包含粒径在上述范围内的颗粒,据认为在高温高湿下可令人满意地进行显影装置中色调剂和载体的混合和搅拌,色调剂均匀存在于载体的表面,获得具有优异粒度的图像。
磁性体颗粒
作为芯材中所含磁性体颗粒的材料,可采用磁性金属,如铁、钢、镍,和钴;它们和锰、铬、稀土金属等的合金(例如,镍-铁合金,钴-铁合金,铝铁合金等);和磁性氧化物,如铁氧体和磁铁矿,其中,从稳定性的角度优选铁氧体和磁铁矿。
磁性体颗粒的粒径优选为0.01μm至5μm,更优选0.1μm至2μm,并进而更优选0.1μm至1μm。
包含颗粒的区域
芯材中包含的粒径在上述范围的颗粒特别优选包含在芯材的最外层部分中。
粘合剂树脂(芯材树脂)
构成芯材的粘合剂树脂的实例包括苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物树脂、聚烯烃树脂和酚树脂。
另外,芯材还可以含有其他成分,所述其他成分的实例包括电荷控制剂和含氟颗粒。
芯材的制备方法
芯材的制备方法可以是任何众所周知的方法,例如,以下(1)至(4)所示的方法。
(1)熔融捏合法
使用班伯里混合机或捏合机等将磁性体和粘合剂树脂熔融捏合并冷却。然后,将所得物粉碎和分级。
(2)悬浮聚合法
粘合剂树脂的单体单元和磁性体分散溶剂中以制备悬浮液,并将悬浮液聚合。
(3)喷雾干燥法
将磁性体混合分散在树脂溶液中之后,将所得物喷雾干燥。
(4)聚合法
将粘合剂树脂的可聚合单体与磁性体混合,将组合物造粒并聚合。所有上述制备方法均包括下述步骤:通过任何构造制备磁性体,并将磁性体颗粒与粘合剂树脂相互混合,从而将磁性体包含在粘合剂树脂中。
另外,作为将粒径在上述范围内的颗粒(磁性体颗粒或者非磁性体颗粒,或者可包括二者)包含在芯材的最外层部分中的方法,例如,除了根据与处理芯材所含磁性体的方法不同的方法处理芯材的最外层部分中包含的磁性体颗粒或者非磁性体颗粒的方法之外,根据上述(1)“熔融捏合法”,例举当熔融捏合时降低温度并将颗粒加入到熔融捏合后半部分中从而进行附着的方法。另外,根据上述(2)“悬浮聚合法”和(4)“聚合法”,例举在进行聚合时在聚合完成之前加入颗粒以进行附着的方法。根据上述(3)“喷雾干燥法”,例举在喷雾的后半部分中加入颗粒从而附着的方法。
另外,根据这些方法,获得芯材,其中在最外层部分存在上述颗粒并且包含该颗粒的部分,和不包含颗粒的部分一体化形成(界面没有确认)。
涂覆层
芯材表面涂覆有示例性实施方式中使用的载体,并且载体具有包含涂覆树脂(涂覆层用树脂)的涂覆层。
构成涂覆层的树脂没有特别限制,并且根据需要选择树脂。其实例包括树脂,包括聚烯烃树脂如聚乙烯和聚丙烯;聚乙烯基树脂如聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯咔唑、聚乙烯基醚和聚乙烯基酮,和聚偏二烯树脂;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;苯乙烯-丙烯酸共聚物;包括有机硅氧烷键的直链硅酮树脂或它们的改性产物;氟树脂如聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氯三氟乙烯;有机硅树脂;聚酯;聚氨酯;聚碳酸酯;酚树脂;氨基树脂,如脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂,和聚酰胺树脂;环氧树脂。此外,其实例包括:包含环烷基的单体的均聚物,包含环烷基的两种或更多种单体的共聚物,和包含环烷基的单体和不包含环烷基的单体的共聚物。可以单独使用这些中的一种,或者组合使用其两种以上。
涂覆层可包含涂覆树脂中的导电性颗粒。此处,导电性表示体积电阻小于107Ω·cm。
导电性颗粒的实例包括金属颗粒,例如金、银,和铜;半导体氧化物颗粒,如炭黑颗粒、氧化钛,和氧化锌;和氧化钛、氧化锌、硫酸钡、硼酸铝,和钛酸钾粉末的表面涂覆有氧化锡、碳黑、和金属的颗粒。可单独使用其中一种或者可以将其中2种以上组合使用。其中,炭黑颗粒是优选的。
炭黑的类型没有特别限制,优选DBP吸油量为50ml/100g至250ml/100g的炭黑。
涂覆层可以含有蜡。蜡没有特别限制,蜡的实例包括低分子量聚烯烃蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡、石蜡、微晶蜡、费托蜡和固体酸的酯蜡。在这些中,特别优选石蜡和费托蜡。
可单独使用其中一种或者可以将其中2种以上组合使用。.
另外,涂覆层可包含树脂颗粒。作为构成树脂颗粒的树脂,使用热塑性树脂或热固性树脂。
在热塑性树脂的情况下,其实例包括聚烯烃树脂,例如,聚乙烯和聚丙烯;聚乙烯和聚偏乙烯树脂,例如,聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚丙烯腈、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯咔唑、聚乙烯基醚和聚乙烯基酮;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;苯乙烯-丙烯酸共聚物;包括有机硅氧烷键的直链硅酮树脂,或它们的改性产物;氟树脂,例如,聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚氯三氟乙烯;聚酯;和聚碳酸酯。
热固性树脂的实例包括酚树脂;氨基树脂,例如脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲醛树脂和聚酰胺树脂;和环氧树脂。
涂覆层的形成
示例性实施方式所用载体中涂覆层的形成方法没有特别限制,只要通过该方法可形成具有上述构造的载体即可。例如,涂覆层通过利用搅拌装置(例如,砂磨机等)搅拌分散其中溶解涂覆用树脂的溶液获得的涂覆层形成用溶液喷洒在芯材表面的喷洒法;和将在捏合涂布机中将涂覆层形成用溶液与芯材相互混合并随后去除溶剂的捏合涂布机法制备。
涂覆层的厚度
涂覆层的厚度没有特别限制,优选为0.1μm至3.0μm,更优选0.2μm至2.0μm,和特别是优选0.2μm至1.0μm。
另外,涂覆层的厚度通过以下方法测定。
30重量份的载体加入到70重量份的二组分粘着剂QUICK 30(Konishi Co.,Ltd.制造)的混合液中并进一步混合,在25℃的环境中放置48小时,使液体固化。在以剃刀调整固化嵌埋产物的形状后,用配备有金刚石刀SK2035(由Sumitomo Electric Industries,Ltd.制造)的超微切割机(LEICA,URUTRACUT UCT制造)切割产品(表面整形)。进而,进行切割直至形成光滑的切片,对切片的光滑度进一步以光学显微镜确认,从而制备测试片。以扫描电子显微镜观察所得测试片来获得测试片的截面图形。所得图形在图像分析软件WinROOF(由MITANI Corporation制造)变为单色图像。然后,对随机选择的一个芯材测定间隔90度的4个点的涂覆层的厚度,对50个芯材重复进行测量,通过计算获得平均值。
示例性实施方式中使用的载体具有几乎光滑的表面性质作为其性质,并且利用表面粗糙度Ra作为指标代表表面起伏。从防止由二氧化硅和二氧化硅对载体的附着(作为原因)引起的色调剂和载体之间的摩擦带电抑制(二氧化硅的间隔物效应)的角度而言,更具体而言,为了防止图像的缺失(图像缺陷),载体的表面粗糙度Ra,即,构成表面的涂覆层的表面粗糙度Ra为0.25μm至0.4μm和优选0.3μm至0.4μm。在Ra小于0.25μm的情况下,二氧化硅的间隔物效应变大,并且因载体的电阻升高而导致缺失(图像缺陷)劣化。同时,当Ra大于0.4μm时,防止了载体电阻的最初升高;不过,在长时间使用后二氧化硅向载体的移行量提高,并且引起图像浓度降低等图像缺陷。
载体的体积平均粒径优选为10μm至100μm和进而更优选20μm至50μm。如果体积平均粒径为10μm以上,则抑制了显影剂从显影装置中飞散,如果体积平均粒径为100μm以下,提高了所形成的图像中的图像浓度。
此处,测定体积平均粒径的方法如下。
利用激光衍射/散射粒径分布测定装置(LS粒径分析仪(由Beckman Coulter,Inc.制造))测定粒径分布。ISOTON-II(由Beckman Coulter,Inc.制造)作为电解质。需要测定的颗粒数量为50,000。
另外,在测定的粒径分布中,从相对于划分的颗粒范围(信道)的小粒径侧得到体积累计分布,并将累计50%的粒径(由“D50v”表示)定义为“体积平均粒径”。
示例性实施方式的显影剂中色调剂与载体的混合比(重量比)(色调剂:载体)优选1:100至30:100,更优选3:100至20:100。
图像形成装置/图像形成方法
现将描述本发明示例性实施方式的图像形成装置/图像形成方法。
本示例性实施方式的图像形成装置包括:图像保持部件;充电单元,其对该图像保持部件的表面充电;静电荷图像形成单元,其在图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;显影单元,其用于收纳静电荷图像显影剂,并使用该静电荷图像显影剂使形成于该图像保持部件表面上的静电荷图像显影为色调剂图像;转印单元,其将形成于该图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质的表面上;和定影单元,其用于将转印至记录介质的表面上的色调剂图像定影。另外,使用本示例性实施方式的静电荷图像显影剂作为静电荷图像显影剂。
在示例性实施方式的图像形成装置中,执行下述图像形成方法(本示例性实施方式的图像形成方法),所述方法包括:对图像保持部件的表面充电;在图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;使用本示例性实施方式的静电荷图像显影剂使形成于图像保持部件表面上的静电荷图像显影为色调剂图像;将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质的表面上;和将转印至记录介质的表面上的色调剂图像定影。
作为示例性实施方式的图像形成装置,采用已知的图像形成装置,如:直接转印系统的装置,其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像直接转印至记录介质上;中间转印系统的装置,其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像一次转印至中间转印体表面上,并将转印至中间转印体表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上;包括清洁装置的装置,所述清洁装置在色调剂图像转印后且在充电前清洁图像保持部件的表面;和包括擦除单元的装置,所述擦除单元在色调剂图像转印后且在充电前通过使用擦除光照射图像保持部件表面而擦除电荷。
在中间转印系统的装置的情形中,作为转印单元,例如,应用以下构造,包括:中间转印部件,其中色调剂图像被转印至表面上;一次转印单元,其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像一次转印至中间转印部件的表面上;和二次转印单元,其将转印至中间转印体表面上的色调剂图像二次转印至记录介质的表面上。
另外,在本示例性实施方式的图像形成装置中,例如,包括显影单元的部分可以具有可与图像形成装置拆卸的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如包含收纳本示例性实施方式的静电荷图像显影剂的显影单元的处理盒。
下文中,将显示本示例性实施方式的图像形成装置的一个实例,但是,图像形成装置并不限于此。另外,将描述附图中所示的主要组件,而省略其他组件的描述。
图2是示出了本示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图。
图2显示的图像形成装置包括基于色分解图像数据输出包括黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的各色的电子照相方式的第一图像形成单元至第四图像形成单元10Y、10M、10C和10K(图像形成单元)。这些图像形成单元(下文简称为“单元”)10Y、10M、10C和10K以预定间隔在水平方式彼此分开地平行排列。另外,这些单元10Y、10M、10C和10K可以是能够从图像形成装置拆卸的处理盒。
在各单元10Y、10M、10C和10K的图的上方穿过各个单元布置中间转印带20作为中间转移部件。中间转印带20缠绕在图中从左到右相互分离设置的驱动辊22和与中间转印带20的内表面相接触的支撑辊24上而布置,并沿从第一单元10Y到第四单元10K的方向运转。另外,使用弹簧等(未示出)对支撑辊24在与驱动辊22分开的方向上施加力,并对这二个辊缠绕的中间转印带20上施加张力。另外,与驱动辊22相对的中间转印部件清洁单元30包括在中间转印带20的图像保持部件的侧表面。
另外,可以将色调剂盒8Y、8M、8C和8K中所容纳的4-色(黄、品红、青、黑)色调剂分别供给至各单元10Y、10M、10C和10K的显影装置(显影单元)4Y、4M、4C和4K。
由于第一至第四单元10Y、10M、10C和10K具有相同的构造,因此此处只代表性描述布置在中间转印带运转方向的上游侧、形成黄色图像的第一单元10Y。另外,通过将用品红色(M)、青色(C)和黑色(K)来代替黄色(Y)的附图标记分配给第一单元10Y中的等同部分,可以省略对第二至第四单元10M、10C和10K的描述。
第一单元10Y具有起图像保持部件作用的感光体1Y。在感光体1Y周围依次提供有充电辊(充电单元的实例)2Y、曝光装置(静电荷图像形成单元的一个实例)3、显影装置(显影单元的一个实例)4Y、一次转印辊5Y(一次转印单元的一个实例)和感光体清洁装置(清洁单元的一个实例)6Y。充电辊2Y以预定电势使感光体1Y表面充电。曝光单元3利用基于色分解图像信号的激光束3Y使充电表面曝光,以形成静电荷图像。显影单元4Y通过向静电荷图像供给充电的色调剂来显影静电荷图像。一次转印辊5Y将经显影的色调剂图像转印到中间转印带20上。在一次转印之后,感光体清洁单元6Y除去感光体1Y表面残存的色调剂。
另外,一次转印辊5Y布置在中间转印带20的内侧,并且布置在与感光体1Y相对的位置上。此外,用于施加一次转印偏压的偏压电源(未示出)分别连接在各个一次转印辊5Y、5M、5C和5K上。通过控制器(未示出)的控制,各偏压电源可以改变施加到各个一次转印辊上的转印偏压。
下文中,将描述在第一单元10Y中形成黄色图像的操作。
首先,在进行操作之前,先使用充电辊2Y以约-600V~-800V的电势为感光体1Y的表面充电。
感光体1Y通过在导电(20℃下的体积电阻率:小于或等于1×10–6Ωcm)基体上层压感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(通常,为树脂的电阻),并且如果以激光束3Y照射感光层,感光层具有激光束照射部分的比电阻将发生变化的性质。另外,根据由控制器(未示出)发出的用于黄色的图像数据,将激光束3Y通过曝光装置3输出到经充电的感光体1Y的表面上。使用激光束3Y照射感光体1Y表面上的感光层,由此在感光体1Y表面上形成黄色图像图案的静电荷图像。
静电荷图像是指在感光体1Y表面上由充电形成的图像,并且是所谓是通过下述方式形成的负潜像:感光层被激光束3Y照射的部分的比电阻降低,感光体1Y表面的充电电荷发生流动,而未被激光束3Y照射的部分仍保留着电荷。
随着感光体1Y的运转,使感光体1Y上形成的静电荷图像旋转到预定显影位置。另外,在此显影位置,利用显影单元4Y使感光体1Y上的静电荷图像变为可视化图像,作为显影图像色调剂图像。
包含例如至少黄色色调剂和载体的静电荷图像显影剂收纳在显影装置4Y中。黄色色调剂通过在显影单元4Y内部搅拌而摩擦带电,而且具有与感光体1Y上所充的电荷具有相同的极性(负极性),并保持在显影剂辊(显影剂保持部件的一个实例)上。此外,随着感光体1Y的表面通过显影单元4Y,从而使黄色色调剂静电附着在感光体1Y表面上擦除的潜像部分,由此使用黄色色调剂显影潜像。然后以预定速度传送其上形成了黄色色调剂图像的感光体1Y,并将在感光体1Y上显影的色调剂图像发送到预定的一次转印位置。
此处,显影装置4Y可以是在所收纳的显影剂中部分载体交换(排除并供给)的同时使图像显影的流淌显影系统的显影装置。
另外,当显影装置4Y是流淌显影系统的显影装置时,显影装置中可采用下述构造:其中,通过将显影剂盒替代色调剂盒8Y与显影剂供给管(未示出)连接来供给供给用显影剂,显影剂具有其中收纳的黄色色调剂和载体。
另外,所要排出的载体包含由于在显影装置4Y中搅拌而劣化的载体。
当感光体1Y上的黄色色调剂图像供给一次转印辊位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,从感光体1Y到一次转印辊5Y的静电力作用于色调剂图像,并将感光体1Y上的色调剂图像转印到中间转印带20上。此时,所施加的转印偏压具有与色调剂极性(-)相反的极性(+),例如,可以通过控制单元(未示出)将第一单元10Y中的转印偏压调整为约+10μA。
同时,通过感光体清洁单元6Y除去并回收感光体1Y上残存的色调剂。
另外,施加到第二单元10M及其后的一次转印辊5M、5C和5K上的一次转印偏压基于第一单元进行控制。
以此方式,将其中由第一单元10Y转印黄色色调剂图像的中间转印带20,使其依次通过第二至第四单元10M、10C和10K,从而将各颜色的色调剂图像多种方式覆盖和转印。
其中通过第一至第四单元以多重方式转印了四种颜色的色调剂图像的中间转印带20到达二次转印部分,所述二次转印部分构造为包括中间转印带20、与中间转印带的内表面接触的支撑辊24,和布置在中间转印带20的图像保持表面一侧的二次转印辊(二次转印单元的一个实例)26。同时,以预定时序通过供给机构将记录纸(记录介质的一个实例)P供给到其中二次转印辊26和中间转印带20彼此接触的间隙中,并对支撑辊24施加预定的二次转印偏压。此时,所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到记录纸P的静电力作用于色调剂图像,将中间转印带20上的色调剂图像转印到记录纸P上。根据用于检测二次转印部分电阻的电阻检测器(未示出)所检测的电阻来确定二次转印偏压,并进行电压控制。
之后,将记录纸P输送到定影单元(定影单元的一个实例)28中定影辊对的缝隙处,色调剂图像定影在记录纸P上,并形成定影图像。
作为转印有色调剂图像的记录纸P,例举用于电子照相复印机或打印机的普通纸。作为记录介质,除记录纸P之外,示例OHP纸。
为了改善定影图像表面的光滑性,记录纸P的表面优选光滑,并且优选使用例如在普通纸的表面上涂覆树脂的涂覆纸或印刷用艺术纸等。
将完成彩色图像定影的记录纸P排出至排出部,并完成形成系列彩色图像的操作。
处理盒/显影剂盒
现描述本发明的示例性实施方式的处理盒。
本示例性实施方式的处理盒是可与图像形成装置可拆卸的处理盒,其收纳本示例性实施方式的静电荷图像显影剂,并包括通过利用静电荷图像显影剂使图像保持部件上形成的静电荷图像显影为色调剂图像的显影单元。
另外,本示例性实施方式的处理盒不限于上述的构造,并且可以具有包括显影装置和必要时的例如选自诸如图像保持部件、充电单元、静电荷图像形成单元和转印单元等其他单元中的至少一种的构造。
下文中,将显示本示例性实施方式的处理盒的一个实例,不过该处理盒不限于该实施例。另外,将描述附图中示出的主要部分,而省略了其他部分的描述。
图3是示出了本示例性实施方式的处理盒的结构示意图。
图3所示的处理盒200是具有下述构造的处理盒,例如,感光体107(图像保持部件的一个实例)和包括在感光体107周围的充电辊108(充电单元的一个实例)、显影装置111(显影单元的一个实例)和感光体清洁装置113(清洁单元的一个实例)通过包括安装轨116和曝光用开口118的外壳117而一体化组合并保持,从而成为盒。
另外,在图3中,附图标记109指代曝光装置(静电荷图像形成单元的一个实例),附图标记112指代转印装置(转印单元的一个实例),附图标记115指代定影装置(定影单元的一个实例),且附图标记300指代记录纸(记录介质的一个实例)。
接下来,将描述本发明的示例性实施方式的显影剂盒。
本示例性实施方式的显影剂盒是包含本示例性实施方式的显影剂并从图像形成装置拆卸的显影剂盒。显影剂盒是包含供给用显影剂的盒,其用于对图像形成装置中设置的显影单元供给显影剂。显影剂盒可具有包含显影剂的容器。
示例性实施方式的显影剂盒优选供给至包含流淌(trickle)系统显影装置的图像形成装置。
例如,图2所示的图像形成装置可以是这样的图像形成装置:进行显影,同时色调剂盒8Y、8M、8C和8K更换为示例性实施方式的显影剂盒,显影剂从该显影剂盒供给至显影装置4Y、4M、4C和4K,并且更换显影装置4Y、4M、4C和4K中收纳的载体。
另外,当显影剂盒中收纳的显影剂减少时,可更换显影剂盒。
实施例
下文中,利用实施例来描述示例性实施方式,但示例性实施方式不限于这些实施例。另外,在以下描述中,除非特别指出,否则“份”和“%”分别表示“重量份”和“重量%”。
色调剂颗粒的制备
树脂颗粒分散液(1)的制备
在10摩尔份聚氧乙烯(2,0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、90摩尔份聚氧丙烯(2,2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、10摩尔份对苯二甲酸、67摩尔份富马酸、3摩尔份正十二碳烯基琥珀酸、20摩尔份偏苯三酸和0.05摩尔份二丁基氧化锡投入加热干燥的两颈瓶中后,向容器中引入氮气并保持惰性气氛加热。然后,在使温度保持150℃至230℃的同时,将所得物共缩聚聚合15小时,然后在使温度保持210℃至250℃的同时缓慢减压,从而合成聚酯树脂(1)。聚酯树脂(1)的重量平均分子量Mw为130,000,并且玻璃化转变温度Tg为73℃。
在将3,000份所得聚酯树脂(1)、10,000份离子交换水和90份表面活性剂十二烷基苯磺酸钠投入高温高压乳化装置(Cavitron CD1010,狭缝:0.4mm)的乳化罐中后,将所得物在130℃温度下加热熔融,然后在110℃的温度、3L/分钟的流速、10,000的转速下分散30分钟,从而通过冷却罐,并收集树脂颗粒分散液,由此获得树脂颗粒分散液(1)。
树脂颗粒分散液(2)的制备
在44摩尔份1,9-壬二醇、56摩尔份十二烷二羧酸、和催化剂0.05摩尔份氧化二丁基锡投入加热干燥的三颈瓶中,通过升压操作利用氮气将容器中的空气变为惰性氛围,并对所得物180℃温度下机械搅拌2小时。之后,减压下将所得物的温度缓慢提高至230℃,搅拌5小时,并在所得物变为粘稠状态时冷却,终止反应从而合成聚酯树脂(2)。聚酯树脂(2)的重量平均分子量Mw是27,000,熔融温度Tm为72℃。之后,在与树脂颗粒分散液(1)制备相同的条件下,利用高温高压乳化装置(Cavitron CD1010,狭缝:0.4mm)获得树脂颗粒分散液(2),不同之处在于采用聚酯树脂(2)替代聚酯树脂(1)。
着色剂分散液的制备
炭黑(由Cabot Corporation R330制造):25份
阴离子表面活性剂(由DKS Co.Ltd.,NEOGEN RK制造):2份
离子交换水:125份
利用高压冲击分散器ALTIMIZER(由SUGINO MACHINE LIMITED制造,HJP30006)将上述成分混合、溶解并分散1小时,制备通过分散着色剂(炭黑)获得的着色剂分散液。着色剂分散液中着色剂(炭黑)的体积平均粒径为0.12μm,并且着色剂颗粒浓度为24重量%。
防粘剂分散液的制备
石蜡(NIPPON SEIRO CO.,LTD.HNP0190):100份
阴离子表面活性剂(由NOF Corporation,NEW-REX R制造):2份
离子交换水:300份
将上述成分加热至95℃的温度并利用均质机(由IKA制造,ULTRA-TURRAX T50)分散,所得物通过压力排放Gaulin均质机(Gaulin Co.)分散,并且制备通过分散体积平均粒径为200nm的防粘剂而获得的防粘剂分散液(防粘剂浓度:20重量%)。
色调剂颗粒(1)的制备
树脂颗粒分散液(1):320份
树脂颗粒分散液(2):80份
着色剂分散液:50份
防粘剂分散液:60份
硫酸铝(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):15份
氯化锡(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造):5份
表面活性剂水溶液:10份
0.3M硝酸水溶液:50份
离子交换水:500份
将上述成分放在圆底不锈钢烧瓶中,并利用均质机(由IKA,ULTRA-TURRAX T50制造)分散之后,在油浴中搅拌所得物的同时将所得物加热至45℃的温度。将所得物保持48℃之后,在确认形成平均粒径为5.2μm的凝集颗粒的阶段,向其中加入100份额外的树脂颗粒分散液(2),并保持30分钟。随后,在向其中加入0.5份10%EDTA(乙二胺四乙酸)金属盐水溶液(Chelest Mg·40,由CHELEST CORPORATION制造)后,向其中温和加入1N氢氧化钠水溶液直至pH达到7.0。之后,将所得物加热至90℃的温度同时连续搅拌所得物,并保持2小时。然后,过滤反应产物,以离子交换水洗涤,并利用真空干燥器干燥,从而获得色调剂颗粒(1)。作为色调剂颗粒(1)的体积平均粒径D50v的测量结果,体积平均粒径D50v为6.2μm,体积平均粒径分布指数GSDv为1.20。作为由Luzex制造的Luzex图像分析仪观察色调剂颗粒的结果,观察到颗粒的形状系数SF1为135,并且颗粒为非球形。而且,色调剂颗粒(1)的玻璃化转变温度为52℃。
外部添加剂的制备
二氧化硅颗粒分散液(1)的制备
在设置有搅拌器、滴液喷嘴和温度计的1.5L玻璃制反应器中,添加300份甲醇和70份10%氨水并混合,以制备碱性催化剂溶液。
将碱性催化剂溶液调节至30℃,并在搅拌溶液的同时向溶液逐滴添加185份四甲氧基硅烷和50份8.0%氨水,以制备亲水性二氧化硅颗粒分散液(固体内含物:12.0重量%)。滴加时间为30分钟。
然后,利用旋转过滤器R-FINE(Cotobuki Kogyo Co.,Ltd.制造)将所得的二氧化硅颗粒分散液浓缩至固体内含物为40重量%。使用该浓缩分散液作为二氧化硅颗粒分散液(1)。
二氧化硅颗粒分散液(2)至(8)的制备
以与二氧化硅颗粒分散液(1)相同的方式制备二氧化硅颗粒分散液(2)~(8),不同之处在于,在制备二氧化硅颗粒分散液(1)时,将碱催化剂溶液(甲醇量和10%氨水的量)和二氧化硅颗粒制备条件(向碱催化剂溶液滴加的四甲氧基硅烷(标记为TMOS),8%氨水的总滴加量和滴加时间)按照表1改变。
下文中,二氧化硅颗粒分散液(1)至(8)的细节汇总于表1中。
表1
经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)的制备
使用二氧化硅颗粒分散液(1)在超临界二氧化碳气氛下用硅氧烷化合物如下对二氧化硅颗粒进行表面处理。另外,对于表面处理,使用包括二氧化碳料筒(bombe)、二氧化碳泵、进料泵、具有搅拌器的高压釜(容积500ml)和压力阀的装置进行。
首先,在具有搅拌器的高压釜(容积500ml)中,放入250份二氧化硅颗粒分散液(1),并使搅拌器在100rpm旋转。然后,将液化二氧化碳注入高压釜中,并在用加热器使其温度升高的同时通过二氧化碳泵增大其压力,由此在高压釜中产生150℃和15MPa的超临界状态。然后,通过二氧化碳泵使超临界二氧化碳循环,同时通过压力阀将高压釜中的压力保持在15MPa,以从二氧化硅颗粒分散液(1)中去除甲醇和水(溶剂去除步骤),以获得二氧化硅颗粒(未处理二氧化硅颗粒)。
接下来,当循环的超临界二氧化碳的量(累积量:测定为以标准状态循环的二氧化碳的量)为900份时,停止超临界二氧化碳的循环。
随后,在用加热器将温度保持在150℃且用二氧化碳泵将压力保持在15Mpa从而将高压釜中保持二氧化碳的超临界状态的状态下,事先使用进料泵,相对于100份二氧化硅颗粒(未处理二氧化硅颗粒),将先前通过将0.3份粘度为10,000cSt且用作硅氧烷化合物的二甲基硅油(DSO:商品名"KF-96(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)")溶解在20份作为疏水化剂的六甲基二硅氮烷(HMDS:Yuki Gosei Kogyo Co.,Ltd.制造)而获得的处理剂溶液注入高压釜中,然后在搅拌下于180℃反应20分钟。然后,使超临界二氧化碳再次循环以去除多余的处理剂溶液。随后,停止搅拌,通过打开压力阀将高压釜中的压力释放至大气压,并将温度降低至室温(25℃)。
由此,依次进行溶剂去除步骤和用硅氧烷化合物的表面处理,从而制得经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)。
经表面处理的二氧化硅颗粒(S2)~(S5)、(S7)~(S9)和(S12)~(S17)的制备
通过与经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)相同的方式制备经表面处理的二氧化硅颗粒(S2)~(S5)、(S7)~(S9)和(S12)~(S17),不同之处在于,在经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)制备中,将二氧化硅颗粒分散液和表面处理条件(处理气氛、硅氧烷化合物(类型、粘度和其添加量)和疏水化剂及其添加量)按照表2改变。
经表面处理的二氧化硅颗粒(S6)的制备
使用与用于制备经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)中使用的二氧化硅颗粒分散液(1)相同的分散液,如下所述在空气气氛下用硅氧烷化合物对二氧化硅进行表面处理。
将酯接合器和冷凝管安装在用于制备二氧化硅颗粒分散液(1)的反应容器上,并将二氧化硅颗粒分散液(1)加热至60℃~70℃,馏除甲醇。此时,向其中添加水,并进一步加热分散液至温度70℃~90℃而馏除甲醇,由此获得二氧化硅颗粒的水分散液。相对于到100份在水分散液中二氧化硅固体内含物,在室温添加3份甲基三甲氧基硅烷(MTMS:Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.制造)添加并反应2小时,由此对二氧化硅颗粒进行表面处理。在将甲基异丁基酮添加至该表面处理分散液中后,将所得物加热至80℃~110℃,除去甲醇和水,相对于100份在所得分散液中的二氧化硅固体内含物,添加80份六甲基二硅氮烷(HMDS:YUKIGOSEI KOGYO CO.,Ltd.制造)和1.0份粘度为10,000cSt用作硅氧烷化合物的二甲基硅油(DSO:商品名"KF-96(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)")添加,随后在120℃反应3小时,并冷却。然后,所得物通过喷射干燥器进行干燥,获得经表面处理的二氧化硅颗粒(S6)。
经表面处理的二氧化硅颗粒(S10)的制备
基于经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)制备经表面处理的二氧化硅颗粒(S10),不同之处在于,使用气相二氧化硅OX50(AEROSIL OX 50,NIPPON AEROSIL CO.,LTD.制造)代替二氧化硅颗粒分散液(1)。也就是,将100份OX50注入与用于制备经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)的具有搅拌器的相同高压釜中,并使搅拌器以100rpm旋转。然后,将液化二氧化碳注入高压釜中,并在用加热器提高温度的同时通过二氧化碳泵增大高压釜中的压力,由此在高压釜中产生180℃和15MPa的超临界状态。在通过压力阀将在高压釜中的压力保持在15MPa的状态下,事先使用进料泵,将通过将0.3份粘度为10,000cSt且用作硅氧烷化合物的二甲基硅油(DSO:商品名"KF-96(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)")溶解在20份作为疏水化剂的六甲基二硅氮烷(HMDS:Yuki Gosei Kogyo Co.,Ltd.制造)而获得的处理剂溶液注入高压釜中。然后,在搅拌所得物的同时于180℃使所得物反应20分钟。然后,使超临界二氧化碳循环,去除多余的处理剂溶液,由此获得经表面处理的二氧化硅颗粒(S10)。
经表面处理的二氧化硅颗粒(S11)的制备
基于经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)制备经表面处理的二氧化硅颗粒(S11),不同之处在于,使用气相二氧化硅A50(AEROSIL A50,Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造)代替二氧化硅颗粒分散液(1)。也就是,将100份A50注入与用于制备经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)的具有搅拌器的相同高压釜中,并使搅拌器以100rpm旋转。然后,将液化二氧化碳注入高压釜中,并在用加热器提高温度的同时通过二氧化碳泵增大高压釜中的压力,由此在高压釜中产生180℃和15MPa的超临界状态。然后,通过压力阀将在高压釜中的压力保持在15MPa的状态下,事先使用进料泵,将通过将1.0份粘度为10,000cSt且用作硅氧烷化合物的二甲基硅油(DSO:商品名"KF-96(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)")溶解在40份作为疏水化剂的六甲基二硅氮烷(HMDS:Yuki Gosei Kogyo Co.,Ltd.制造)而获得的处理剂溶液引入高压釜中。然后,在搅拌所得物的同时使所得物于180℃反应20分钟。然后,使超临界二氧化碳循环,去除多余的处理剂溶液,由此获得经表面处理的二氧化硅颗粒(S11)。
经表面处理的二氧化硅颗粒(SC1)的制备
以与经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)相同的方式制备经表面处理的二氧化硅颗粒(SC1),不同之处在于,在经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)的制备中未添加硅氧烷化合物。
经表面处理的二氧化硅颗粒(SC2)至(SC4)
以与经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)相同的方式制备经表面处理的二氧化硅颗粒(CS2)~(CS4),不同之处在于,在经表面处理的二氧化硅颗粒(S1)的制备中,将二氧化硅颗粒分散液和表面处理条件(处理气氛、硅氧烷化合物(类型、粘度和其添加量)和疏水化剂及其添加量)按照表3改变。
经表面处理的二氧化硅颗粒(SC5)的制备
以与经表面处理的二氧化硅颗粒(S6)相同的方式制备经表面处理的二氧化硅颗粒(SC5),不同之处在于,在经表面处理的二氧化硅颗粒(S6)制备中未添加硅氧烷化合物。
经表面处理的二氧化硅颗粒(SC6)的制备
在过滤二氧化硅颗粒分散液(8)并在120℃的温度干燥后,将所得物投入电炉中并在400℃的温度烘焙6小时。然后,通过喷雾干燥器相对于二氧化硅颗粒喷洒10份HMDS并干燥,由此制造经表面处理的二氧化硅颗粒(SC6)。
经表面处理的二氧化硅颗粒的物理性质
对于所获得的经表面处理的二氧化硅颗粒,通过上述方法测量平均圆当量直径、平均圆形度、未处理二氧化硅颗粒上附着的硅氧烷化合物的量(表中为“表面附着量”)、压缩凝集度、颗粒压缩比和颗粒分散度。
下文中,表2和表3中示出了经表面处理的二氧化硅颗粒的细节清单。另外,在表2和表3中的缩写如下。
DSO:二甲基硅油
HMDS:六甲基二硅氮烷
载体的制备
(1)形成芯材
芯材通过以下方法形成。
磁性体颗粒A的制备
在将500份平均粒径为0.27μm的磁铁矿颗粒投入亨舍尔混合器中并充分搅拌,向其中添加5.0份硅烷偶联剂,使温度升至100℃,充分搅拌混合30分钟。然后,获得涂覆有硅烷偶联剂的磁铁矿的磁性体颗粒A。
磁性体颗粒B的制备
将100份平均粒径为0.7μm的磁铁矿颗粒投入亨舍尔混合器中并充分搅拌,向其中添加0.03份硅烷偶联剂,使温度升至100℃,充分搅拌混合30分钟。然后,获得涂覆有硅烷偶联剂的磁铁矿的磁性体颗粒B。
芯材颗粒(1)的制备
接下来,在1L四颈瓶中搅拌混合60份苯酚、90份37%福尔马林、420份亲脂性处理的磁性体颗粒A、16份28%氨水溶液和40份水。随后,在搅拌所得物的同时将所得物30分钟加热至45℃,之后在观察烧瓶中状态的同时降低搅拌转子的转数,向其中加入7份磁性体颗粒B和10份水,完成添加后提高转数至初始转数,以30分钟温度提升至85℃,并使所得物在该温度下反应180分钟。之后,温度降低至25℃,并向所得物中加入500ml水。然后,去除上清液,以水洗涤沉淀物。将所得物减压下通过空气干燥,获得芯材颗粒(1)。
(2)树脂层的形成
按照以下方法,在芯材表面形成树脂层。
涂覆层形成用材料溶液(a)的制备
将以下组成的成分通过搅拌器搅拌分散60分钟,制备涂覆层形成用材料溶液(a)。
甲苯:85份
苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(重量比为90:10):12份
炭黑(R330,由Cabot Corporation制造):4份
载体CA1的制备
100份芯材颗粒(1)和12份涂覆层形成用材料溶液(a)投入真空除气型捏合机,并将所得物在60℃减压至-200mmHg并混合15分钟,同时搅拌所得物。然后将所得物加热升压,并在94℃的温度和-720mmHg的压力下搅拌干燥所得物30分钟,从而获得树脂涂覆颗粒。接下来,通过75μm网的筛网筛分颗粒,从而获得载体CA1。
载体CA2的制备
按照与芯材颗粒(1)制备相同的方法制备芯材颗粒(2),不同之处在于磁性体颗粒B的添加量变为10份。
另外,按照与载体CA1制备相同的方法获得载体CA2,不同之处在于芯材颗粒(2)用作芯材颗粒,并且涂覆层形成用材料溶液(a)的添加量变为14份。
载体CA3的制备
按照与芯材颗粒(1)制备相同的方法制备芯材颗粒(3),不同之处在于磁性体颗粒B制备中平均粒径为0.7μm的磁铁矿颗粒变为平均粒径为0.8μm的磁铁矿颗粒,并且磁性体颗粒B的添加量变为13份。
另外,按照与载体CA2制备相同的方法获得载体载体CA3,不同之处在于芯材颗粒(3)用作芯材颗粒。
载体CA4的制备
按照与芯材颗粒(1)制备相同的方法制备芯材颗粒(4),不同之处在于磁性体颗粒B制备中平均粒径为0.7μm的磁铁矿颗粒变为平均粒径为4μm的磁铁矿颗粒,并且磁性体颗粒B的添加量变为15份。
另外,按照与载体CA2制备相同的方法获得载体载体CA4,不同之处在于芯材颗粒(4)用作芯材颗粒。
载体CA5的制备
按照与芯材颗粒(1)制备相同的方法制备芯材颗粒(5),不同之处在于磁性体颗粒B制备中平均粒径为0.7μm的磁铁矿颗粒变为平均粒径为4.8μm的磁铁矿颗粒,并且磁性体颗粒B的添加量变为15份。
另外,按照与载体CA1制备相同的方法获得载体载体CA5,不同之处在于芯材颗粒(5)用作芯材颗粒。
载体CA6的制备
按照与芯材颗粒(1)制备相同的方法制备芯材颗粒(6),不同之处在于磁性体颗粒B制备中平均粒径为0.7μm的磁铁矿颗粒变为平均粒径为0.3μm的磁铁矿颗粒,并且磁性体颗粒B的添加量变为10份。
另外,按照与载体CA1制备相同的方法获得载体载体CA6,不同之处在于芯材颗粒(6)用作芯材颗粒。
载体CA7的制备
按照与芯材颗粒(1)制备相同的方法制备芯材颗粒(7),不同之处在于磁性体颗粒B制备中平均粒径为0.7μm的磁铁矿颗粒变为平均粒径为5.2μm的磁铁矿颗粒,并且磁性体颗粒B的添加量变为15份。
另外,按照与载体CA1制备相同的方法获得载体载体CA7,不同之处在于芯材颗粒(7)用作芯材颗粒。
上述载体CA1至CA5的芯材表面粗糙度Ra(称为“Ra1”)、芯材最外层部分的粒径范围和树脂层表面粗糙度R(称为“Ra2”)的测定结果如表所示。
表4
实施例1至23和比较例1至8
根据表5所示的份数,将表5所示二氧化硅颗粒添加到表5所示的100份色调剂颗粒中,并将所得物用亨舍尔混合器在2,000rpm混合3分钟,从而获得各实施例的色调剂。
另外,将所得的各色调剂和表5所示载体以色调剂:载体比例=5:95(重量比)投入V型混合器中,并搅拌20分钟,从而获得显影剂。
评价
对各实施例中获得的显影剂评价色调剂图像端部的缺失(图像缺陷)和色条。另外,评价从色调剂上剥落的二氧化硅颗粒对载体的附着程度。结果如表5所示。
图像端部的缺失(图像缺陷)
根据以下方法,评价初期图像端部的缺失(图像缺陷)出现的的程度和长期运行后色条出现的状态。
缺失(图像缺陷)
将包含所获得的显影剂由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的DocuCentre IV5570改型机放置在10℃/RH10%环境中3天,并在100张A4纸上打印图像浓度为1%的图像。然后,将实心图像与半色调图像合并的评价图表打印在10张纸上,并视觉确定实心图像后端部的缺失程度。
评价标准如下。
A:几乎观察不到缺失
B:稍微观察到缺失(后端部为白色并且观察为雾状)
C:可确认缺失(缺失宽度≤1mm)
D:可明显确认缺失(缺失宽度>1mm)
图像浓度下降的评价
利用包含所获得的显影剂由Fuji Xerox Co.,Ltd.制造的Apeorport IV C5570改型机打印实心图像,通过利用由X-Rite Inc制造的反射密度仪(X-RITE938)确认初始图像浓度(SAD)。然后,在15,000张纸上在30℃/RH80%环境中以1%图像浓度进行打印,然后在10张纸上在15℃/RH20%环境中以100%图像浓度进行打印,并测定每张纸5个点的图像浓度。计算平均SAD,并测定与初始SAD相比的下降程度。
评价标准如下。
A:几乎观察不到浓度下降(ΔSAD≤0.05)
B:稍微观察到浓度下降,但实际使用没有问题(0.05<ΔSAD≤0.10)
C:观察到浓度下降,但实际使用没有问题(0.10<ΔSAD≤0.20)
D:明显观察到浓度下降(ΔSAD>0.20)
从色调剂上剥落的二氧化硅颗粒对载体的附着量
在上述评价测试中,从色调剂上剥落的二氧化硅颗粒对载体的初始附着量根据以下评价方法评价。
将所测试的显影剂投入网孔径为20μm的测量器中,并通过空气吹送分离色调剂和载体。利用XRF1500(由Shimazu Corporation制造的X射线荧光测定装置)测定所获得载体的Si元素含量,并获得Si元素的Net强度。从所获得的Net强度中减去通过测定载体的Si元素含量得到的Net强度所得的值视为二氧化硅向载体的迁移量,并根据以下标准评价该值。
A:向载体的迁移量≤0.5
B:0.5<向载体的迁移量≤0.8
C:0.8<向载体的迁移量≤1.0
D:向载体的迁移量>1.0
表5
根据以上内容,可以理解的是,与比较例相比,实施例中防止了缺失(图像缺陷)的发生。
更具体而言,可以理解的是,与比较例相比,在采用压缩凝集度为70%至95%并且颗粒压缩比为0.28至0.36的二氧化硅颗粒作为外部添加剂的实施例1至5、14和18至23中防止了图像端部的缺失(图像缺陷)和色条的发生。
提供对本发明的示例性实施方式的以上描述是为了说明和描述的目的。它的意图不在于穷举本发明所披露的精确形式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。选择并描述这些示例性实施方式是为了能够最大限度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所期望的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由所附权利要求及其等同物所限定。
Claims (15)
1.一种静电荷图像显影剂,其包含:
静电荷图像显影用色调剂,所述静电荷图像显影用色调剂包含色调剂颗粒和外部添加剂,所述外部添加剂添加到所述色调剂颗粒并包含压缩凝集度为60%至95%并且颗粒压缩比为0.20至0.40的二氧化硅颗粒;和
静电荷图像显影用载体,所述静电荷图像显影用载体具有在芯材用粘合剂树脂中包含磁性体的芯材和覆盖所述芯材表面的涂覆层,所述涂覆层包含涂覆层用树脂并具有0.25μm至0.4μm的表面粗糙度。
2.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述二氧化硅颗粒的平均圆当量直径为40nm至200nm。
3.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述二氧化硅颗粒的颗粒分散度为90%至100%。
4.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述二氧化硅颗粒的平均圆形度为0.85至0.98。
5.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述二氧化硅颗粒是溶胶凝胶二氧化硅颗粒。
6.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述二氧化硅颗粒以粘度为1,000cSt至50,000cSt的硅氧烷化合物进行表面处理,并且所述硅氧烷化合物的表面附着量为0.01重量%至5重量%。
7.如权利要求6所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述硅氧烷化合物是硅油。
8.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述芯材的表面粗糙度Ra为0.3μm至0.5μm。
9.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述涂覆层用树脂的厚度为0.1μm至3.0μm。
10.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述载体的表面粗糙度Ra2与所述芯材的表面粗糙度Ra1之比(Ra2/Ra1)为0.72至0.83。
11.如权利要求1所述的静电荷图像显影剂,
其中,所述涂覆层用树脂包含导电性颗粒。
12.一种显影剂盒,其包含:
含有权利要求1至11中任一项所述的静电荷图像显影剂的容器,
其中,所述显影剂盒能够从图像形成装置上拆卸。
13.一种处理盒,其包含:
显影单元,该显影单元包含权利要求1至11中任一项所述的静电荷图像显影剂,并通过所述静电荷图像显影剂使在图像保持部件的表面上形成的静电荷图像显影,从而获得色调剂图像,
其中,所述处理盒能够从图像形成装置上拆卸。
14.一种图像形成装置,其包含:
图像保持部件;
充电单元,其对所述图像保持部件的表面充电;
静电荷图像形成单元,其在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
显影单元,其收纳权利要求1至11中任一项所述的静电荷图像显影剂,并通过所述静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的静电荷图像显影为色调剂图像;
转印单元,其将在所述图像保持部件的表面上形成的色调剂图像转印至记录介质的表面;和
定影单元,其将转印到所述记录介质表面的所述色调剂图像定影。
15.一种图像形成方法,所述方法包括:
对图像保持部件的表面充电;
在所述图像保持部件的经充电表面上形成静电荷图像;
通过权利要求1至11中任一项所述的静电荷图像显影剂使在所述图像保持部件的表面上形成的所述静电荷图像显影为色调剂图像;
将在所述图像保持部件的表面上形成的色调剂图像转移至记录介质的表面;和
将转印至所述记录介质的表面的所述色调剂图像定影。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110928151A (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-27 | 富士施乐株式会社 | 静电荷像显影剂及处理盒 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7459471B2 (ja) | 2019-09-24 | 2024-04-02 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP7404890B2 (ja) | 2020-01-28 | 2023-12-26 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP2021135470A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
US11747744B2 (en) * | 2020-02-28 | 2023-09-05 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Electrostatic charge image developing carrier, electrostatic charge image developer, and image forming apparatus |
JP2022178661A (ja) * | 2021-05-20 | 2022-12-02 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
JP2022178660A (ja) * | 2021-05-20 | 2022-12-02 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1050782A1 (en) * | 1993-11-30 | 2000-11-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner and developer for developing electrostatic image, process for production thereof and image forming method |
JP2000330328A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-11-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電荷像現像用トナー外添剤 |
JP2008015151A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Canon Inc | 磁性微粒子含有型樹脂キャリアを用いた二成分系現像剤 |
CN101283315A (zh) * | 2005-09-29 | 2008-10-08 | 同和电子科技有限公司 | 电子照相显影用载体芯材、电子照相显影用载体及其制造方法、以及电子照相显影剂 |
CN102455614A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-16 | 富士施乐株式会社 | 静电潜像显影剂、成像方法和成像装置 |
JP2012198422A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像用現像剤、現像剤カートリッジ、画像形成装置、およびプロセスカートリッジ |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3525662B2 (ja) * | 1996-12-24 | 2004-05-10 | 富士ゼロックス株式会社 | 電子写真用トナー組成物及び画像形成方法 |
JP3450671B2 (ja) * | 1997-10-29 | 2003-09-29 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
US7650104B2 (en) * | 2006-02-24 | 2010-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing apparatus including developer carrying member and developer regulating member with surface roughness parameters |
JP2007286092A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用キャリア及び静電潜像現像用現像剤 |
JP2009157161A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | トナー |
EP2281778B1 (en) * | 2008-05-16 | 2016-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Hydrophobic inorganic fine particle and toner |
JP2010217405A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用現像剤および画像形成装置 |
JP5630601B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2014-11-26 | 戸田工業株式会社 | 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、並びに二成分系現像剤 |
JP5615156B2 (ja) * | 2010-12-15 | 2014-10-29 | キヤノン株式会社 | トナー |
JP5911235B2 (ja) * | 2011-08-29 | 2016-04-27 | キヤノン株式会社 | トナー |
JP6020367B2 (ja) * | 2013-06-18 | 2016-11-02 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 |
-
2016
- 2016-02-10 JP JP2016024113A patent/JP6645234B2/ja active Active
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1050782A1 (en) * | 1993-11-30 | 2000-11-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner and developer for developing electrostatic image, process for production thereof and image forming method |
JP2000330328A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-11-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電荷像現像用トナー外添剤 |
CN101283315A (zh) * | 2005-09-29 | 2008-10-08 | 同和电子科技有限公司 | 电子照相显影用载体芯材、电子照相显影用载体及其制造方法、以及电子照相显影剂 |
JP2008015151A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Canon Inc | 磁性微粒子含有型樹脂キャリアを用いた二成分系現像剤 |
CN102455614A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-16 | 富士施乐株式会社 | 静电潜像显影剂、成像方法和成像装置 |
JP2012198422A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像用現像剤、現像剤カートリッジ、画像形成装置、およびプロセスカートリッジ |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110928151A (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-27 | 富士施乐株式会社 | 静电荷像显影剂及处理盒 |
CN110928151B (zh) * | 2018-09-20 | 2024-02-23 | 富士胶片商业创新有限公司 | 静电荷像显影剂及处理盒 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107065469B (zh) | 2021-02-19 |
JP6645234B2 (ja) | 2020-02-14 |
US9726998B1 (en) | 2017-08-08 |
JP2017142387A (ja) | 2017-08-17 |
US20170227875A1 (en) | 2017-08-10 |
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