CN115113502A - 静电图像显影用载体、静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置和图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电图像显影用载体、静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置和图像形成方法,该载体具有磁性粒子以及被覆磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,其中,将对从显影剂A中取出的载体A、对从显影剂B中取出的载体B以及对从混合物C中取出的载体C分别进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度分别设为A、B、C,满足式1:0<(C‑A)/(B‑A)≤0.40,显影剂A是将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的,显影剂B是将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的,混合物C是将从显影剂B中取出的载体B和调色剂粒子在搅拌装置中搅拌2分钟后得到的。
Description
技术领域
本发明涉及静电图像显影用载体、静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置和图像形成方法。
背景技术
电子照相法等使图像信息可视化的方法目前在各种领域中被利用。在电子照相法中,通过充电和静电图像形成,在图像保持体的表面形成静电图像作为图像信息。然后,利用包含调色剂的显影剂,在图像保持体的表面形成调色剂图像,将该调色剂图像转印至记录介质后,将调色剂图像定影在记录介质上。经过这些步骤,将图像信息可视化为图像。
例如,专利文献1公开了“一种静电潜像显影用载体,其包含多个载体粒子,该载体粒子具备载体核和覆盖所述载体核的表面的第1涂层和第2涂层,其中,所述第1涂层和所述第2涂层具有从所述载体核的表面开始依次为所述第1涂层、所述第2涂层的层叠结构,所述第1涂层含有第1热固性树脂,所述第2涂层含有第2热固性树脂,所述第1涂层的表面吸附力为70nN以上100nN以下,所述第2涂层的铅笔硬度为2H以上6H以下。”。
专利文献2公开了“一种双成分显影剂,其包括在着色粒子上附着无机微粒而形成的体积中值粒径为3~8μm的调色剂、以及附着无机微粒而形成的质量平均粒径为20~40μm的载体,其特征在于,构成附着在调色剂上的无机微粒的元素(A)在载体表面上的由X射线分析装置测定的面积比率为0.5~3.0面积%。”。
专利文献3公开了“一种静电图像显影用显影剂,其含有在载体芯材上具有被覆树脂层的载体和调色剂,其特征在于,该载体在被覆树脂层中含有7~35质量%的二氧化硅或炭黑,被覆的树脂的重均分子量(Mw)为30万~60万,且该调色剂含有数均粒径为70~300nm的外部添加剂微粒。”。
专利文献4公开了“一种静电潜像显影用双成分显影剂,其特征在于,其由至少施加了核粒子的涂膜的涂层载体、以及在至少包含粘结性树脂、着色剂和极性控制剂的体积平均粒径为5~10μm的粒子中外部添加无机微粉后得到的调色剂构成,并且,如附图所示,在将横轴设为涂层载体的表面硬度(JISK5400中规定的铅笔划痕试验中的铅笔硬度),将纵轴设为调色剂的外部添加剂的BET法中的比表面积的平方根和相对于调色剂的添加量(wt%)的乘积时,它们的关系在由点A、B、C、D包围的范围内。”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-200372号公报
专利文献2:日本特开2007-219118号公报
专利文献3:日本特开2008-304745号公报
专利文献4:日本特开平7-181748号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种静电图像显影用载体,其具有磁性粒子以及被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,与下述Si的Net强度A、B、C的关系满足关系式:(C-A)/(B-A)>0.40的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
用于解决课题的手段
用于解决上述课题的手段包括下述的方式。
<1>一种静电图像显影用载体,其具有磁性粒子以及被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,
其中,在将对从显影剂A中取出的载体A进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为A、
将对从显影剂B中取出的载体B进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为B、
将对从混合物C中取出的载体C进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为C时,
满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40,其中,所述显影剂A是将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的,所述显影剂B是将二氧化硅粒子添加到所述显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的,所述混合物C是将从所述显影剂B中取出的载体B和调色剂粒子在Turbula搅拌装置中搅拌2分钟后得到的。
<2>如<1>所述的静电图像显影用载体,其中,所述被覆树脂层包含二氧化硅粒子作为所述无机粒子,
通过X射线光电子能谱分析(XPS)求出的所述被覆树脂层的表面中的Si的比率为6atom%以上12atom%以下。
<3>如<1>或<2>所述的静电图像显影用载体,其中,在观察沿着厚度方向切割所述被覆树脂层而得到的切割面时,所述无机粒子的面积率为10%以上50%以下。
<4>如<1>~<3>中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,所述无机粒子的平均粒径小于所述被覆树脂层的平均厚度。
<5>如<4>所述的静电图像显影用载体,其中,所述无机粒子的平均粒径与所述被覆树脂层的平均厚度之比(无机粒子的平均粒径/被覆树脂层的平均厚度)为0.005以上0.15以下。
<6>如<4>或<5>所述的静电图像显影用载体,其中,所述无机粒子的平均粒径为5nm以上90nm以下。
<7>如<4>~<6>中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,被覆树脂层的平均厚度为0.6μm以上1.4μm以下。
<8>如<1>~<7>中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,所述无机粒子为充电极性与调色剂的外部添加剂相同的粒子。
<9>如<1>~<8>中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,所述无机粒子为无机氧化物粒子。
<10>如<1>~<9>中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,相对于所述被覆树脂层的总质量,所述无机粒子的含量为20质量%以上50质量%以下。
<11>如<1>~<10>中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,所述被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量小于30万。
<12>如<11>所述的静电图像显影用载体,其中,所述被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量小于25万。
<13>一种静电图像显影用载体,其具有磁性粒子以及被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,
其中,载体B的充电量与载体A的充电量之比(B/A)为0.80以上1.00以下,其中,所述载体A从将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的显影剂A中取出,所述载体B从将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的显影剂B中取出。
<14>一种静电图像显影剂,其包括:静电图像显影用调色剂;以及
如<1>~<13>中任一项所述的静电图像显影用载体。
<15>一种可相对于图像形成装置进行拆装的处理盒,其包括:显影单元,其容纳如<14>所述的静电图像显影剂,并且利用所述静电图像显影剂将形成在所述图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像。
<16>一种图像形成装置,其具备:图像保持体;
充电单元,其对所述图像保持体的表面进行充电;
静电图像形成单元,其在所述图像保持体的充电后的表面上形成静电图像;
显影单元,其容纳如<14>所述的静电图像显影剂,并且利用所述静电图像显影剂将形成在所述图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像;
转印单元,其将形成在所述图像保持体的表面上的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及
定影单元,其对转印至所述记录介质的表面的调色剂图像进行定影。
<17>一种图像形成方法,其具有:充电步骤,对图像保持体的表面进行充电;
静电图像形成步骤,在所述图像保持体的充电后的表面上形成静电图像;
显影步骤,利用如<14>所述的静电图像显影剂将形成在所述图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像;
转印步骤,将形成在所述图像保持体的表面上的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及
定影步骤,对转印至所述记录介质的表面的调色剂图像进行定影。
发明效果
根据<1>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,其具有磁性粒子以及被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,与下述Si的Net强度A、B、C的关系满足式1:(C-A)/(B-A)>0.40的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<2>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与通过X射线光电子能谱分析(XPS)求出的被覆树脂层的表面中的Si的比率小于6atom%或大于12atom%的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<3>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与在观察沿着厚度方向切割被覆树脂层而得到的切割面时,无机粒子的面积率小于10%或大于50%的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<4>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与无机粒子的平均粒径大于被覆树脂层的平均厚度的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<5>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与无机粒子的平均粒径与被覆树脂层的平均厚度之比(无机粒子的平均粒径/被覆树脂层的平均厚度)小于0.005或大于0.15的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<6>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与无机粒子的平均粒径小于5nm或大于90nm的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<7>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与被覆树脂层的平均厚度小于0.6μm或大于1.4μm的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<8>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与无机粒子为充电极性与调色剂的外部添加剂不同的粒子的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<9>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与无机粒子为二氧化硅粒子以外的金属氧化物粒子的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<10>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与无机粒子的含量相对于被覆树脂层的总质量小于20质量%或大于50质量%的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<11>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量为30万以上的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<12>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,与被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量为25万以上的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
根据<13>所述的发明,提供一种静电图像显影用载体,其具有磁性粒子以及被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,其与载体B的充电量与载体A的充电量之比(B/A)小于0.80的情况相比,调色剂的充电维持性优异,其中,所述载体A从将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体后得到的显影剂A中取出,所述载体B从将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的显影剂B中取出。
根据<14>、<15>、<16>或<17>所述的发明,提供一种静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置或图像形成方法,与应用的静电图像显影用载体具有磁性粒子以及被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层、且下述Si的Net强度A、B、C的关系满足式1:(C-A)/(B-A)>0.40的情况相比,调色剂的充电维持性优异。
附图说明
图1是表示本实施方式的图像形成装置的一例的示意性结构图。
图2是表示可相对于本实施方式的图像形成装置进行拆装的处理盒的一例的示意性结构图。
具体实施方式
以下,对作为本发明的一例的实施方式进行说明。这些说明和实施例用于例示本发明,并不限制本发明。
本说明书中使用“~”表示的数值范围表示分别包含“~”之前和之后记载的数值作为最小值和最大值的范围。
在本说明书中阶段性记载的数值范围中,在一个数值范围中记载的上限值或下限值也可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本公开中记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可以被替换为实施例中所示的值。
在本说明书中,“步骤”这一用语不仅包括独立的步骤,而且即使在无法与其他步骤明确区分的情况下,只要可实现该步骤的预期目的,则也包含在本用语中。
在本说明书中,在参照附图对实施方式进行说明的情况下,该实施方式的结构并不限定于附图所示的结构。另外,各图中的部件的大小是示意性的,部件间的大小的相对关系并不限定于此。
在本说明书中,各成分可以包含多种相应的物质。在提及本公开中的组合物中的各成分的量的情况下,在组合物中与各成分相应的物质存在多种时,只要不特别说明,则指组合物中所存在的该多种物质的总量。
在本说明书中,与各成分相应的粒子可以包含多种。在组合物中存在多种与各成分相应的粒子的情况下,只要不特别说明,则各成分的粒径指关于组合物中存在的该多种粒子的混合物的值。
本说明书中的“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一者。
在本说明书中,“静电图像显影用调色剂”也简称为“调色剂”,“静电图像显影用载体”也简称为“载体”,“静电图像显影剂”也简称为“显影剂”。
<静电图像显影用载体>
-第一实施方式-
第一实施方式的载体具有磁性粒子以及被覆磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层。
并且,第一实施方式的载体在将对从显影剂A中取出的载体A进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为A、将对从显影剂B中取出的载体B进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为B、将对从混合物C中取出的载体C进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为C时,满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40,其中,显影剂A是将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的,显影剂B是将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的,混合物C是将从显影剂B中取出的载体B和调色剂粒子在Turbula搅拌装置中搅拌2分钟后得到的。
根据上述结构,在第一实施方式的载体中,调色剂的充电维持性优异。其理由推测如下。
调色剂和载体在显影单元内以共存的状态被搅拌。由此,调色剂被充电。
然而,当调色剂和载体被持续搅拌时,调色剂的外部添加剂(特别是二氧化硅粒子)附着在载体上。当外部添加剂相对于载体的附着量增加时,随着时间的推移,载体的充电能力降低,调色剂的充电性降低。
因此,在第一实施方式的载体中,满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40。
Si的Net强度A相当于在调色剂和载体混合后、外部添加到调色剂中的二氧化硅粒子附着在载体上的量。
Si的Net强度B相当于随着时间的推移对调色剂和载体施加搅拌引起的机械负荷后、外部添加到调色剂中的二氧化硅粒子附着在载体上的量。
Si的Net强度C相当于随着时间的推移对调色剂和载体施加搅拌引起的机械负荷后、二氧化硅粒子从附着有二氧化硅粒子的载体转移到未外部添加二氧化硅粒子的调色剂粒子后附着在载体上的量。
而且,满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40表示:调色剂和载体随着时间的推移对调色剂和载体施加搅拌引起的机械负荷后,附着在载体上的二氧化硅粒子容易从载体脱离。即,表示载体的表面(即被覆树脂层的表面)对二氧化硅粒子的附着力较弱。
因此,由于满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40的载体对二氧化硅粒子的附着力较弱,因此即使二氧化硅粒子暂时附着在载体上,也容易脱离,可抑制充电能力的降低。因此,调色剂的充电维持性变高。
由以上内容可以推测,在第一实施方式的载体中,调色剂的充电维持性优异。
-第二实施方式-
第二实施方式的载体具有磁性粒子以及被覆上述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层。
在第二实施方式的载体中,载体B的充电量与载体A的充电量之比(B/A)为0.80以上1.00以下,其中,上述载体A从将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的显影剂A中取出,上述载体B从将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的显影剂B中取出。
根据上述结构,在第一实施方式的载体中,调色剂的充电维持性也优异。其理由推测为,包含无机微粒的被覆树脂层因填料效果而变硬,可抑制从调色剂脱离的二氧化硅粒子的附着。
以下,将对与第一和第二实施方式的载体中的任一个相应的载体(以下,也称为“本实施方式的载体”)进行详细说明。其中,本发明的载体的一例只要是与第一和第二实施方式的载体中的任一个相应的载体即可。
以下,将对本实施方式的载体进行详细说明。
(式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40)
在本实施方式的载体中,“(C-A)/(B-A)”的值为大于0且为0.40以下,但从提高调色剂的充电维持性的观点出发,优选为大于0且为0.20以下、更优选为大于0且为0.10以下。
其中,各Si的Net强度A~C是如下测定的值。
对Si的Net强度A的测定进行说明。
首先,将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和目标载体以质量比8:92加入L容量的V型搅拌机中,在40rpm的搅拌速度下搅拌20分钟。由此得到显影剂A。
待与载体混合的“以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂”应用后述的实施例中的“显影剂的制作”中使用的“调色剂(T)”。
接着,从显影剂A中取出调色剂和载体的混合物,放置在孔径为0.016mm的ASADAMESH株式会社制造的筛网上。接着,对配置于筛网上的混合物,利用气枪从上方侧吹送空气压为0.5MPa/cm2的空气。其中,气枪的空气吹出口和混合物相隔10mm以上,向混合物吹送90秒空气。由此,从载体分离调色剂。
接着,对分离的载体A进行荧光X射线分析,测定Si的Net强度A。
对Si的Net强度B的测定进行说明。
首先,向显影剂A中添加二氧化硅粒子,利用Turbula搅拌装置搅拌20分钟。由此,得到显影剂B。
其中,待添加到显影剂A中的二氧化硅粒子应用“信越化学工业株式会社制造的X24-9600A”。此外,待添加到显影剂A中的二氧化硅粒子的添加量相对于显影剂A的载体15g为0.0024g。
接着,从显影剂B中取出调色剂和载体的混合物,从载体分离调色剂。分离方法采用与Si的Net强度A的测定相同的方法。
接着,对分离的载体B进行荧光X射线分析,测定Si的Net强度B。
对Si的Net强度C的测定进行说明。
首先,从显影剂B中取出调色剂和载体的混合物,从载体分离调色剂。分离方法采用与Si的Net强度A的测定相同的方法。
接着,将分离的载体B和调色剂粒子以质量比91.5:8.5放入60mL容量的Turbula搅拌装置中,以101rpm的搅拌速度搅拌2分钟。由此,得到混合物C。
待与载体B混合的“调色剂粒子”应用后述的实施例中的“显影剂的制作”中使用的“调色剂(TA)(即,未外部添加外部添加剂的调色剂粒子(TA))”。
接着,从混合物C中取出调色剂和载体的混合物,从载体分离调色剂粒子。分离方法采用与Si的Net强度A的测定相同的方法。
接着,对分离的载体C进行荧光X射线分析,测定Si的Net强度C。
对获取各Si的Net强度A~C的荧光X射线分析进行说明。
使用压缩成型机,将各待分析的载体约200mg以载荷10t且在60秒的加压下进行压缩,制作直径10mm厚度2mm的圆盘。将该圆盘作为试样,使用扫描型荧光X射线分析装置(理学株式会社制造的ZSXPrimusII),在下述测定条件下进行全部元素的分析,分别求出待测定的各Si的Net强度(单位:kilocountspersecond,kcps)。
·管电压:40kV
·管电流:70mA
·对阴极铑
·测定时间:15分钟
·分析直径:直径10mm
在本实施方式的载体中,为了满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40,优选的是,载体具有后述的优选形态。
(载体的结构)
本实施方式的载体具有磁性粒子以及被覆磁性粒子的被覆树脂层。
[磁性粒子]
磁性粒子没有特别限定,可应用作为载体的芯材使用的公知的磁性粒子。作为磁性粒子,具体而言,可以列举铁、镍、钴等磁性金属的粒子;铁氧体、磁铁矿等磁性氧化物的颗子;树脂浸渗到多孔质的磁性粉末中而得到的树脂浸渗磁性粒子;在树脂中分散混合磁性粉末而得到的磁性粉末分散树脂粒子;等等。作为本实施方式中的磁性粒子,优选铁氧体粒子。
磁性粒子的体积平均粒径优选为15μm以上100μm以下、更优选为20μm以上80μm以下、进一步优选为30μm以上60μm以下。
另外,磁性粒子的体积平均粒径通过以下方法测定。
使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置(LSParticleSizeAnalyzer(BeckmanCoulter公司制)测定装置)测定粒度分布。作为电解液,使用ISOTON-II(BeckmanCoulter公司制)。待测定的粒子数为50,000。
然后,对于将测定出的粒度分布进行划分而得到的粒度范围(区段),从小径侧对体积描绘累积分布,将累积50%处的粒径(D50v)定义为“体积平均粒径”。
磁性粒子的粗糙度曲线的算术平均高度Ra(JISB0601:2001)优选为0.1μm以上1μm以下、更优选为0.2μm以上0.8μm以下。
对于磁性粒子的粗糙度曲线的算术平均高度Ra,使用表面形状测定装置(例如株式会社KEYENCE制造的“超深度彩色3D形状测定显微镜VK-9700”)以适当的倍率(例如倍率1000倍)观察磁性粒子,以取样长度值0.08mm得到粗糙度曲线,从粗糙度曲线沿其平均线的方向抽出基准长度10μm而求出。对100个磁性粒子的Ra进行算术平均。
磁性粒子的磁力在3,000奥斯特的磁场中的饱和磁化优选为50emu/g以上、更优选为60emu/g以上。上述饱和磁化的测定使用振动试样型磁测定装置VSMP10-15(东英工业公司制)进行。将测定试样装入内径7mm、高度5mm的皿中,设置于上述装置中。测定时施加外加磁场,扫描至最大3,000奥斯特。接着,减少外加磁场,在记录纸上制作磁滞曲线。根据曲线的数据,求出饱和磁化、剩余磁化、保持力。
磁性粒子的体积电阻(体积电阻率)优选为1×105Ω·cm以上1×109Ω·cm以下、更优选为1×107Ω·cm以上1×109Ω·cm以下。
磁性粒子的体积电阻(Ω·cm)如下测定。在配置有20cm2的电极板的圆形的夹具的表面上,平坦地放置测定对象使其厚度成为1mm以上3mm以下,形成层。在其上放置另外一个20cm2的电极板而夹住层。为了消除测定对象之间的空隙,在配置于层上的电极板上施加4kg的载荷后测定层的厚度(cm)。层的上下两电极与静电计和高压电源产生装置连接。对两电极施加高电压使电场成为103.8V/cm,读取此时流动的电流值(A)。测定环境设为温度20℃、相对湿度50%。测定对象的体积电阻(Ω·cm)的计算式如下述式所示。
R=E×20/(I-I0)/L
在上述式中,R表示测定对象的体积电阻(Ω·cm),E表示施加电压(V),I表示电流值(A),I0表示施加电压0V时的电流值(A),L表示层的厚度(cm)。系数20表示电极板的面积(cm2)。
[被覆树脂层]
被覆树脂层包含树脂。而且,在被覆树脂层中包含无机粒子。
-树脂-
作为被覆树脂层中包含的树脂,可以列举:苯乙烯-丙烯酸树脂;聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂;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、聚乙烯基咔唑、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮等聚乙烯基系或聚亚乙烯基系树脂;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物;含有有机硅氧烷键的直链有机硅树脂或其改性物;聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯等氟树脂;聚酯;聚氨酯;聚碳酸酯;脲-甲醛树脂等氨基树脂;环氧树脂;等。
被覆树脂层优选含有具有脂环结构的丙烯酸树脂。作为具有脂环结构的丙烯酸树脂的聚合成分,优选(甲基)丙烯酸的低级烷基酯(例如烷基的碳原子数为1以上9以下的(甲基)丙烯酸烷基酯),具体而言,可以列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基已酯等。这些单体可以使用一种,也可以合用两种以上。
具有脂环结构的丙烯酸树脂优选包含(甲基)丙烯酸环己酯作为聚合成分。相对于具有脂环结构的丙烯酸树脂的总质量,源自具有脂环结构的丙烯酸类树脂中所含的源自(甲基)丙烯酸环己酯的单体单元的含量优选为75质量%以上100质量%以下、更优选为85质量%以上100质量%以下、进一步优选为95质量%以上100质量%以下。
被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量优选为小于30万、更优选为小于25万、进一步优选为小于20万。
当将被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量降低至上述范围时,与树脂的重均分子量为30万以上的情况相比,对磁性粒子的密合性高,在反复形成图像时,被覆树脂层不易剥离。因此,调色剂的充电维持性进一步提高。
其中,从对磁性粒子的密合性的观点出发,被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量的下限优选为5万以上、更优选为10万以上。
其中,重均分子量的测定通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。利用GPC的分子量测定是使用东曹公司制造的GPC·HLC-8120作为测定装置,使用东曹公司制造的色谱柱TSKgelSuperHM-M(15cm),在THF溶剂中进行的。重均分子量使用根据该测定结果通过单分散聚苯乙烯标准试样制作的分子量校正曲线算出。
-无机粒子-
作为被覆树脂层中含有的无机粒子,可以列举二氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化锡等金属氧化物粒子;硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾等金属化合物粒子;金、银、铜等金属粒子;等等。另外,在本实施方式中,炭黑不是无机粒子。
其中,从提高调色剂的充电维持性的观点出发,作为无机粒子,优选无机氧化物粒子、更优选二氧化硅粒子。
特别优选的是,无机粒子为充电极性与调色剂的外部添加剂(特别是二氧化硅粒子)相同的粒子。当无机粒子为充电极性与调色剂的外部添加剂相同的粒子时,从被覆树脂层露出的无机粒子的静电排斥作用发挥作用,载体对外部添加剂的附着力降低。其结果是,调色剂的充电维持性进一步提高。
具体而言,优选的是,无机粒子具有与作为调色剂的外部添加剂的二氧化硅粒子相同的充电极性(负极性)。
其中,粒子的充电极性的测定如下所述。粒子的充电极性的测定通过吹脱法进行测定。由于粒子的粒径相对于载体非常小,因此为了减少不能与载体接触的粒子的比例,需要降低粒子的混合比率。例如,可以以载体9.9g和粒子0.1g的比率进行混合,通过吹脱法进行测定,判断极性。
无机粒子表面可以被施以疏水化处理。作为疏水化处理剂,例如可以列举具有烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基等)的公知的有机硅化合物,具体例可以列举烷氧基硅烷化合物、硅氧烷化合物、硅氮烷化合物等。其中,疏水化处理剂优选硅氮烷化合物,优选六甲基二硅氮烷。疏水化处理剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为利用疏水化处理剂对无机粒子进行疏水化处理的方法,例如可以举出:利用超临界二氧化碳将疏水化处理剂溶解在超临界二氧化碳中,使疏水化处理剂附着在无机粒子表面的方法;在大气中,将包含疏水化处理剂和溶解上述疏水化处理剂的溶剂的溶液赋予(例如喷雾或涂布)至无机粒子表面,使疏水化处理剂附着在无机粒子表面的方法;在大气中,在无机粒子分散液中添加包含疏水化处理剂和溶解上述疏水化处理剂的溶剂的溶液并进行保持,之后将无机粒子分散液和上述溶液的混合溶液干燥的方法。
被覆树脂层中包含的无机粒子的含量相对于被覆树脂层的总质量优选为20质量%以上50质量%以下、更优选为25质量%以上45质量%以下、进一步优选为25质量%以上40质量%以下、特别优选为30质量%以上40质量%以下。
当无机粒子在上述范围内被大量包含于被覆树脂层时,由于无机粒子而形成的微细凹凸被赋予到树脂被覆层的表面,载体对外部添加剂的附着力降低。其结果是,调色剂的充电维持性进一步提高。
在被覆树脂层中,出于控制充电或电阻的目的,也可以包含导电性粒子。作为导电性粒子,例如可以列举炭黑、上述无机粒子中的具有导电性的粒子。
-被覆树脂层形成法-
作为在磁性粒子表面形成被覆树脂层的方法,例如可以列举湿式制法和干式制法。湿式制法是使用溶解或分散构成被覆树脂层的树脂的溶剂的制法。另一方面,干式制法是不使用上述溶剂的制法。
作为湿式制法,例如可以列举:将磁性粒子浸渍在被覆树脂层形成用树脂液中来进行被覆的浸渍法;将被覆树脂层形成用树脂液喷雾至磁性粒子表面的喷雾法;在磁性粒子在流化床中流动的状态下喷雾被覆树脂层形成用树脂液的流化床法;在捏合涂布机中将磁性粒子与被覆树脂层形成用树脂液混合来去除溶剂的捏合涂布机法;等。也可以将这些制法重复或组合。
湿式制法中使用的被覆树脂层形成用树脂液通过使树脂、无机粒子和其他成分溶解或分散在溶剂中而制备。作为溶剂没有特别限定,例如使用甲苯、二甲苯等芳香族烃类;丙酮、甲乙酮等酮类;四氢呋喃、二恶烷等醚类;等。
作为干式制法,例如可以列举将磁性粒子与被覆树脂层形成用树脂的混合物在干燥状态下加热来形成被覆树脂层的方法。具体而言,例如将磁性粒子与被覆树脂层形成用树脂在气相中混合并加热熔融,形成被覆树脂层。
(被覆树脂层的表面中的Si的比率)
在被覆树脂层包含二氧化硅粒子作为无机粒子的情况下,通过X射线光电子能谱分析(XPS)求出的被覆树脂层的表面中的Si的比率优选为6atom%以上12atom%以下。
当Si的比率在上述范围内时,通过二氧化硅粒子,Si适度地在被覆树脂层的表面露出,赋予微细凹凸,与外部添加剂的接触面积减少。由此,载体对外部添加剂的附着力降低,载体的充电能力的降低被抑制。其结果是,调色剂的充电维持性进一步提高。
从提高调色剂的充电维持性的观点出发,被覆树脂层的表面中的Si的比率更优选为6atom%以上10atom%以下、进一步优选为6.5atom%以上9atom%以下。
另外,被覆树脂层的表面中的Si的比率能够通过被覆树脂层中包含的二氧化硅粒子量来控制,二氧化硅粒子相对于树脂的量越多,被覆树脂层的表面的Si的比率越高。
其中,被覆树脂层的表面中的Si的比率被如下测定。
将载体作为试样,在下述条件下通过X射线光电子能谱法(X-ray PhotoelectronSpectroscopy,XPS)进行分析,测定全部元素的峰强度。然后,根据得到的全部元素的峰强度,求出Si的比率(atomic%)。
·XPS装置:ULVAC-PHI公司制、VersaProbeII
·蚀刻枪:氩枪
·加速电压:5kV
·放射电流:20mA
·溅射区域:2mm×2mm
·溅射速率:3nm/min(SiO2换算)。
(无机粒子的面积率)
在观察沿着厚度方向切割被覆树脂层而得到的切割面时,无机粒子的面积率优选为10%以上50%以下。
当无机粒子的面积率在上述范围内时,无机粒子对被覆树脂层的表面适度地赋予微细凹凸,载体对外部添加剂的附着力降低。其结果是,调色剂的充电维持性进一步提高。
从提高调色剂的充电维持性的观点出发,无机粒子的面积率更优选为10%以上40%以下、进一步优选为15%以上35%以下。
另外,无机粒子的面积率能够通过被覆树脂层中包含的二氧化硅粒子量来控制,无机粒子相对于树脂的量越多,无机粒子的面积率越高。
其中,将载体用环氧树脂包埋,用切片机切削,制作载体截面作为观察面的试样。在载体截面中,将利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)拍摄被覆树脂层的截面而得到的SEM图像(倍率20,000倍)导入图像处理分析装置,进行图像分析。
测定载体截面的SEM图像中的被覆树脂层的截面中的无机粒子的面积,根据关系式:无机粒子的面积率=无机粒子的总面积/被覆树脂层的面积×100,算出无机粒子的面积率。
另外,被覆树脂层的截面中的无机粒子的鉴定通过SEM-EDX(能量分散型X射线光谱法)进行。
(无机粒子的平均粒径/被覆树脂层的平均厚度)
在本实施方式的载体中,优选的是,无机粒子的平均粒径小于被覆树脂层的平均厚度。
具体而言,无机粒子的平均粒径与被覆树脂层的平均厚度之比(无机粒子的平均粒径/被覆树脂层的平均厚度)优选为0.005以上0.15以下、更优选为0.007以上0.05以下。
当无机粒子的平均粒径小于被覆树脂层的平均厚度、且无机粒子在被覆树脂层中分散而从被覆树脂层露出时,无机粒子对被覆树脂层的表面赋予微细凹凸,载体对外部添加剂的附着力降低。其结果是,调色剂的充电维持性进一步提高。
从提高调色剂的充电维持性的观点出发,无机粒子的平均粒径优选为5nm以上90nm以下、更优选为5nm以上70nm以下、进一步优选为5nm以上50nm以下、更进一步优选为8nm以上50nm以下。
被覆树脂层中包含的无机粒子的平均粒径能够通过在被覆树脂层的形成中使用的无机粒子的大小来控制。
从提高调色剂的充电维持性的观点出发,被覆树脂层的平均厚度优选为0.6μm以上1.4μm以下、更优选为0.8μm以上1.2μm以下、进一步优选为0.8μm以上1.1μm以下。
被覆树脂层的平均厚度能够通过在被覆树脂层的形成中使用的树脂的量来控制,树脂的量相对于磁性粒子的量越多,被覆树脂层的平均厚度越厚。
其中,被覆树脂层中包含的无机粒子的平均粒径和被覆树脂层的平均厚度通过下述方法测定。
将载体用环氧树脂包埋,用切片机切削,制作载体截面作为观察面的试样。在载体截面中,将利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)拍摄被覆树脂层的截面而得到的SEM图像(倍率20,000)导入图像处理分析装置,进行图像分析。随机选择100个被覆树脂层中的无机粒子(一次粒子),求出各自的等效圆直径(nm),进行算术平均,将该算术平均值作为无机粒子的平均粒径(nm)。此外,对每1个载体例子随机选择10处,测定被覆树脂层的厚度(μm),进一步对100个载体进行测定,对全部值进行算术平均,将该算术平均值作为被覆树脂层的平均厚度(μm)。
(载体的特性)
-初始和劣化后的载体的充电量比-
载体B的充电量与载体A的充电量之比(B/A)为0.8以上1.0以下、更优选为0.9以上1.0以下、进一步优选为0.95以上1.0以下,其中,上述载体A从将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的显影剂A中取出,上述载体B从将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的显影剂B中取出。
当初始和劣化后的载体的充电量比在上述范围内时,调色剂的充电维持性进一步提高。
载体A和载体B以与Si的Net强度的测量相同的方式获得。
载体A和载体B的充电量使用东芝化学株式会社制造的的吹脱粉体充电量测定装置(TB-200)进行测定。
-磁性粒子的露出面积率-
本实施方式的载体表面的磁性粒子的露出面积率优选为5%以上30%以下、更优选为7%以上25%以下、进一步优选为10%以上25%以下。载体中的磁性粒子的露出面积率能够通过在被覆树脂层形成中使用的树脂量来控制,树脂的量相对于磁性粒子的量越多,露出面积率越小。
载体表面的磁性粒子的露出面积率为通过下述方法求出的值。
准备作为对象的载体和从作为对象的载体去除被覆树脂层后得到的磁性粒子。作为从载体去除被覆树脂层的方法,例如可以列举利用有机溶剂溶解树脂成分来去除被覆树脂层的方法、通过在800℃左右加热使树脂成分消失来去除被覆树脂层的方法等。分别将载体和磁性粒子制成测定试样,通过XPS对试样表面的Fe浓度(atomic%)进行定量,计算出(载体的Fe浓度)÷(磁性粒子的Fe浓度)×100,将计算值作为磁性粒子的露出面积率(%)。
本实施方式的载体的体积平均粒径优选为10μm以上120μm以下、更优选为20μm以上100μm以下、进一步优选为30μm以上80μm以下。
另外,载体的体积平均粒径是指在体积基准的粒度分布中从小径侧起累积50%处的粒径D50v,通过与磁性粒子的体积平均粒径相同的方法来测定。
<静电图像显影剂>
本实施方式的显影剂是包含本实施方式的载体和调色剂的双成分显影剂。调色剂包含调色剂粒子和必要时的外部添加剂。
显影剂中的载体与调色剂的混合比(质量比)优选为载体:调色剂=100:1~100:30、更优选为100:3~100:20。
[调色剂粒子]
调色剂粒子例如包含粘结性树脂以及必要时的着色剂、离型剂和其他添加剂来构成。
-粘结性树脂-
作为粘结性树脂,例如可以列举由下述单体的均聚物或者两种以上的这些单体组合得到的共聚物形成的乙烯基系树脂:苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸酯类(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、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等)、烯键式不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚类(例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁醚等)、乙烯基酮类(例如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮等)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)等。
作为粘结性树脂,例如还可以列举环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、改性松香等非乙烯基系树脂;它们与上述乙烯基系树脂的混合物;或者在它们的共存下将乙烯基系单体进行聚合而得到的接枝聚合物等。
这些粘结性树脂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为粘结性树脂,聚酯树脂是适合的。
作为聚酯树脂,例如可以列举公知的非晶性聚酯树脂。聚酯树脂可以将非晶性聚酯树脂和结晶性聚酯树脂合用。其中,相对于全部粘结性树脂,结晶性聚酯树脂最好在2质量%以上40质量%以下(优选为2质量%以上20质量%以下)的含量范围内使用。
树脂的“结晶性”是指,在差示扫描量热测定(DSC)中不存在阶梯状的吸热量变化、具有明确的吸热峰,具体而言,是指以升温速度10(℃/min)测定时的吸热峰的半峰宽为10℃以内。
另一方面,树脂的“非晶性”是指半峰宽大于10℃、显示出阶梯状的吸热量变化或者未确认到明确的吸热峰。
·非晶性聚酯树脂
作为非晶性聚酯树脂,例如可以列举多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为非晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成物。
作为多元羧酸,例如可以列举脂肪族二羧酸(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、癸二酸等)、脂环式二羧酸(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、萘二羧酸等)、它们的酸酐或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。其中,作为多元羧酸,例如优选芳香族二羧酸。
多元羧酸可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的三元以上的羧酸合用。作为三元以上的羧酸,例如可以列举偏苯三酸、苯均四酸、它们的酸酐或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯等。
多元羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为多元醇,例如可以列举脂肪族二醇(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇等)、脂环式二醇(例如环己二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A等)、芳香族二醇(例如双酚A的环氧乙烷加成物、双酚A的环氧丙烷加成物等)。其中,作为多元醇,例如优选芳香族二醇、脂环式二醇、更优选芳香族二醇。
作为多元醇,可以将二醇与采取交联结构或支链结构的三元以上的多元醇合用。作为三元以上的多元醇,例如可以列举甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。
多元醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为50℃以上80℃以下、更优选为50℃以上65℃以下。
玻璃化转变温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线求出,更具体而言,根据JISK7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的测定方法中记载的“外推玻璃化转变起始温度”来求出。
非晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5,000以上1,000,000以下、更优选为7,000以上500,000以下。
非晶性聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2,000以上100,000以下。
非晶性聚酯树脂的分子量分布Mw/Mn优选为1.5以上100以下、更优选为2以上60以下。
重均分子量和数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。在利用GPC的分子量测定中,作为测定装置使用东曹制GPC·HLC-8120GPC,使用东曹制柱·TSKgelSuperHM-M(15cm),利用THF溶剂来进行。重均分子量和数均分子量根据该测定结果使用由单分散聚苯乙烯标准试样制作的分子量校正曲线来计算出。
非晶性聚酯树脂通过公知的制造方法得到。具体而言,例如通过下述方法得到:设聚合温度为180℃以上230℃以下,根据需要将反应体系内减压,一边除去缩合时产生的水或醇一边使其反应。
在原料单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可以加入高沸点的溶剂作为溶解辅助剂使其溶解。在这种情况下,一边蒸馏除去溶解辅助剂一边进行缩聚反应。在共聚反应中存在相容性较差的单体的情况下,可以预先使相容性较差的单体与准备与该单体缩聚的酸或醇缩合,之后与主成分进行缩聚。
结晶性聚酯树脂
作为结晶性聚酯树脂,例如可以列举多元羧酸与多元醇的缩聚物。作为结晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成物。
此处,为了容易形成晶体结构,与具有芳香环的聚合性单体相比,结晶性聚酯树脂优选使用直链状脂肪族的聚合性单体得到的缩聚物。
作为多元羧酸,例如可以列举脂肪族二羧酸(例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如二元酸,如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸等)、它们的酸酐或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
多元羧酸可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的三元以上的羧酸合用。作为三元羧酸,例如可以列举芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1,2,4-萘三甲酸等)、它们的酸酐或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
作为多元羧酸,可以将这些二羧酸和具有磺酸基的二羧酸、具有烯键式双键的二羧酸合用。
多元羧酸可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为多元醇,例如可以列举脂肪族二醇(例如主链部分的碳原子数为7以上20以下的直链型脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如可以列举乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,20-二十烷二醇等。其中,作为脂肪族二醇,优选1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇。
多元醇可以将二醇与采取交联结构或支链结构的三元以上的醇合用。作为三元以上的醇,例如可以列举甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
多元醇可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
此处,在多元醇中,脂肪族二醇的含量可以为80摩尔%以上,优选为90摩尔%以上。
结晶性聚酯树脂的熔解温度优选为50℃以上100℃以下、更优选为55℃以上90℃以下、进一步优选为60℃以上85℃以下。
熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线按照JISK7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的测定方法中记载的“熔解峰温度”来求出。
结晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为6,000以上35,000以下。
结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯同样地通过公知的制造方法得到。
相对于调色剂粒子整体,粘结性树脂的含量优选为40质量%以上95质量%以下、更优选为50质量%以上90质量%以下、进一步优选为60质量%以上85质量%以下。
-着色剂-
作为着色剂,例如可以举出炭黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、还原黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、耐硫化橙、沃丘格红、永固红、亮胭脂3B、亮胭脂6B、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索红、若丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玟瑰红、苯胺蓝、佛青蓝、油溶蓝、亚甲基蓝氯化物、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐等颜料;吖啶系、呫吨系、偶氮系、苯醌系、吖嗪系、蒽醌系、硫靛系、二噁嗪系、噻嗪系、偶氮甲碱系、靛蓝系、酞菁系、苯胺黑系、聚甲炔系、三苯甲烷系、二苯基甲烷系、噻唑系等染料。
着色剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
着色剂可以使用根据需要进行了表面处理的着色剂,也可以与分散剂合用。此外,多种着色剂可以组合使用。
相对于调色剂粒子整体,着色剂的含量优选为1质量%以上30质量%以下、更优选为3质量%以上15质量%以下。
-离型剂-
作为离型剂,例如可以举出:烃类蜡;巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡等天然蜡;褐煤蜡等合成或矿物/石油类蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯类蜡;等等。离型剂并不限于此。
离型剂的熔解温度优选为50℃以上110℃以下、更优选为60℃以上100℃以下。
熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线按照JISK7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的测定方法中记载的“熔解峰温度”来求出。
相对于调色剂粒子整体,离型剂的含量优选为1质量%以上20质量%以下、更优选为5质量%以上15质量%以下。
-其他添加剂-
作为其他添加剂,例如可以列举磁性体、充电控制剂、无机粉体等公知的添加剂。这些添加剂可以作为内部添加剂包含在调色剂粒子中。
-调色剂粒子的特性等-
调色剂粒子可以为单层结构的调色剂粒子,也可以为由芯部(核粒子)和被覆芯部的被覆层(壳层)构成的所谓的核/壳结构的调色剂粒子。
核/壳结构的调色剂粒子例如可以由芯部和被覆层构成,该芯部通过包含粘结性树脂以及必要时的着色剂和离型剂等其他添加剂来构成,该被覆层通过包含粘结性树脂来构成。
调色剂粒子的体积平均粒径(D50v)优选为2μm以上10μm以下、更优选为4μm以上8μm以下。
关于调色剂粒子的体积平均粒径(D50v),使用Coulter Multisizer II(BeckmanCoulter公司制)、以ISOTON-II(Beckman Coulter公司制)为电解液来进行测定。
在测定时,在作为分散剂的表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5质量%水溶液2ml中添加0.5mg以上50mg以下的测定试样。将其添加到100ml以上150ml以下的电解液中。
对悬浮有试样的电解液利用超声波分散器进行1分钟分散处理,利用CoulterMultisizer II使用孔径100μm的孔测定2μm以上60μm以下的范围的粒径的粒子的粒度分布。采样的粒子数为50,000个。从小径侧起描绘体积基准的粒度分布,将累积50%点的粒径作为体积平均粒径D50v。
调色剂粒子的平均圆度优选为0.94以上1.00以下、更优选为0.95以上0.98以下。
调色剂粒子的平均圆度利用(等效圆周长)/(周长)、即(与粒子图像具有相同投影面积的圆的周长)/(粒子投影图像的周长)来求出。具体而言,为利用下述方法测定得到的值。
首先,吸引采集作为测定对象的调色剂粒子,使其形成扁平流,通过使其瞬时频闪发光而获取作为静止图像的粒子图像,利用对该粒子图像进行图像分析的流式粒子图像分析装置(Sysmex公司制造的FPIA-3000)来求出平均圆度。并且,设求出平均圆度时的采样数为3500个。
调色剂具有外部添加剂的情况下,使作为测定对象的调色剂(显影剂)分散在包含表面活性剂的水中,之后进行超声波处理,得到除去外部添加剂的调色剂粒子。
-调色剂粒子的制造方法-
调色剂粒子可以通过干式制法(例如混炼粉碎法等)、湿式制法(例如凝集合并法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)中的任一种进行制造。这些制法没有特别限制,采用公知的制法。其中,通过凝集合并法来得到调色剂粒子为宜。
具体而言,例如,在通过凝集合并法制造调色剂粒子的情况下,经下述步骤制造调色剂粒子:准备分散有作为粘结性树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液的步骤(树脂粒子分散液准备步骤);在树脂粒子分散液中(混合必要时的其他粒子分散液后的分散液中),使树脂粒子(必要时的其他粒子)凝集,形成凝集粒子的步骤(凝集粒子形成步骤);以及将分散有凝集粒子的凝集粒子分散液加热,使凝集粒子融合/合并,形成调色剂粒子的步骤(融合/合并步骤)。
以下对各步骤的详情进行说明。
在以下的说明中,对得到包含着色剂和离型剂的调色剂粒子的方法进行说明,但着色剂、离型剂是根据需要使用的添加剂。当然也可以使用着色剂、离型剂以外的其他添加剂。
-树脂粒子分散液准备步骤-
准备分散有作为粘结性树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液,并同时准备例如分散有着色剂粒子的着色剂粒子分散液、分散有离型剂粒子的离型剂粒子分散液。
树脂粒子分散液例如通过将树脂粒子利用表面活性剂分散在分散介质中来制备。
作为树脂粒子分散液中使用的分散介质,例如可以列举水系介质。
作为水系介质,例如可以列举蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些介质可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为表面活性剂,例如可以列举:硫酸酯盐系、磺酸盐系、磷酸酯系、皂系等阴离子表面活性剂;胺盐型、季铵盐型等阳离子表面活性剂;聚乙二醇系、烷基苯酚环氧乙烷加成物系、多元醇系等非离子系表面活性剂;等等。其中,特别列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂也可以与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂合用。
表面活性剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为在树脂粒子分散液使树脂粒子分散在分散介质中的方法,例如可以列举使用旋转剪切型均化器或具有介质的球磨机、砂磨机、珠磨机等的常见分散方法。另外,根据树脂粒子的种类,也可以利用转相乳化法使树脂粒子分散在分散介质中。转相乳化法是指:使要分散的树脂溶解在可溶解该树脂的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(O相)中加入碱来进行中和,之后投入水系介质(W相),由此从W/O转相为O/W,使树脂以粒子状分散在水系介质中。
作为分散在树脂粒子分散液中的树脂粒子的体积平均粒径,例如优选为0.01μm以上1μm以下、更优选为0.08μm以上0.8μm以下、进一步优选为0.1μm以上0.6μm以下。
关于树脂粒子的体积平均粒径,使用激光衍射式粒度分布测定装置(例如堀场制作所制造的LA-700)的测定得到的粒度分布,对于所划分的粒度范围(区段),从小粒径侧起绘制累积体积分布,测定相对于全部粒子的累积50%点的粒径,将其作为体积平均粒径D50v。其他分散液中的粒子的体积平均粒径也同样地进行测定。
树脂粒子分散液中所含的树脂粒子的含量优选为5质量%以上50质量%以下、更优选为10质量%以上40质量%以下。
与树脂粒子分散液同样地还制备例如着色剂粒子分散液、离型剂粒子分散液。即,在树脂粒子分散液中的粒子的体积平均粒径、分散介质、分散方法以及粒子的含量方面,分散在着色剂粒子分散液中的着色剂粒子以及分散在离型剂粒子分散液中的离型剂粒子也是同样的。
-凝集粒子形成步骤-
接着,将树脂粒子分散液、着色剂粒子分散液以及离型剂粒子分散液混合。
之后,在混合分散液中使树脂粒子、着色剂粒子以及离型剂粒子异质凝集,形成具有与目标调色剂粒子的直径相近的直径且包含树脂粒子、着色剂粒子以及离型剂粒子的凝集粒子。
具体而言,例如,在混合分散液中添加凝集剂,并且将混合分散液的pH调节至酸性(例如pH2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂,之后加热至与树脂粒子的玻璃化转变温度相近的温度(具体而言,例如树脂粒子的玻璃化转变温度-30℃以上且玻璃化转变温度-10℃以下),使分散在混合分散液中的粒子凝集,形成凝集粒子。
在凝集粒子形成步骤中,例如,可以在利用旋转剪切型均化器对混合分散液进行搅拌的条件下,在室温(例如25℃)下添加凝集剂,将混合分散液的pH调整至酸性(例如pH2以上5以下),根据需要添加分散稳定剂后进行加热。
作为凝集剂,例如可以列举与混合分散液中所含的表面活性剂极性相反的表面活性剂、无机金属盐、二元以上的金属络合物。在使用金属络合物作为凝集剂的情况下,表面活性剂的用量降低,充电特性提高。
根据需要,可以与凝集剂一起使用与该凝集剂的金属离子形成络合物或者类似键的添加剂。作为该添加剂,优选使用螯合剂。
作为无机金属盐,例如可以列举氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐;聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合物;等等。
作为螯合剂,可以使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可以列举酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸等羟基羧酸;亚氨基二乙酸(IDA)、次氮基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)等氨基羧酸;等等。
螯合剂的添加量相对于树脂粒子100质量份优选为0.01质量份以上5.0质量份以下、更优选为0.1质量份以上小于3.0质量份。
-融合/合并步骤-
接着,将分散有凝集粒子的凝集粒子分散液加热至例如树脂粒子的玻璃化转变温度以上(例如比树脂粒子的玻璃化转变温度高10℃至高30℃的温度),使凝集粒子融合/合并,形成调色剂粒子。
经过以上的步骤,得到调色剂粒子。
在得到分散有凝集粒子的凝集粒子分散液后,可以经下述步骤制造调色剂粒子:将该凝集粒子分散液与分散有树脂粒子的树脂粒子分散液进一步混合,凝集以使树脂粒子进一步附着在凝集粒子表面,形成第2凝集粒子的步骤;以及对分散有第2凝集粒子的第2凝集粒子分散液进行加热,使第2凝集粒子融合/合并,形成核/壳结构的调色剂粒子的步骤。
在融合/合并步骤结束后,对于在溶液中形成的调色剂粒子实施公知的清洗步骤、固液分离步骤以及干燥步骤,得到干燥状态的调色剂粒子。关于清洗步骤,从充电性的观点出发,可以充分实施利用离子交换水的置换清洗。关于固液分离步骤,从生产率的观点出发,可以实施抽滤、加压过滤等。关于干燥步骤,从生产率的观点出发,可以实施冷冻干燥、气流干燥、流化干燥、振动式流化干燥等。
之后,例如向所得到的干燥状态的调色剂粒子中添加外部添加剂并进行混合,由此制造本实施方式的调色剂。混合例如可以利用V型搅拌机、亨舍尔混合机、Loedige混合机等来进行。进而可以根据需要使用振动筛分机、风力筛分机等除去调色剂的粗大粒子。
-外部添加剂-
作为外部添加剂,例如可以列举无机粒子。作为该无机粒子,可以列举SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等。
作为外部添加剂的无机粒子表面可以被施以疏水化处理。疏水化处理例如将无机粒子浸渍在疏水化处理剂中等来进行。疏水化处理剂没有特别限制,例如可以举出硅烷类偶联剂、硅油、钛酸酯类偶联剂、铝类偶联剂等。它们可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
疏水化处理剂的量通常例如相对于无机粒子100质量份为1质量份以上10质量份以下。
作为外部添加剂,还可以列举树脂粒子(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺树脂等树脂粒子)、清洁活化剂(例如以硬脂酸锌为代表的高级脂肪酸的金属盐、氟系高分子量体的粒子)等。
外部添加剂的添加量相对于调色剂粒子优选为0.01质量%以上5.0质量%以下、更优选为0.01质量%以上2.0质量%以下。
<图像形成装置、图像形成方法>
本实施方式的图像形成装置具备:图像保持体;充电单元,其对图像保持体的表面进行充电;静电图像形成单元,其在图像保持体的充电后的表面上形成静电图像;显影单元,其容纳静电图像显影剂,并且利用静电图像显影剂将形成在图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像;转印单元,其将形成在图像保持体的表面上的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及定影单元,其对转印至记录介质的表面的调色剂图像进行定影。并且,作为静电图像显影剂,应用本实施方式的静电图像显影剂。
在本实施方式的图像形成装置中实施具有下述步骤的图像形成方法(本实施方式的图像形成方法):充电步骤,对图像保持体的表面进行充电;静电图像形成步骤,在图像保持体的充电后的表面上形成静电图像;显影步骤,利用本实施方式的静电图像显影剂将形成在图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像;转印步骤,将形成在图像保持体的表面上的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及定影步骤,对转印至记录介质的表面的调色剂图像进行定影。
本实施方式的图像形成装置适用于下述公知的图像形成装置:将形成在图像保持体的表面上的调色剂图像直接转印至记录介质的直接转印方式的装置;将形成在图像保持体的表面上的调色剂图像一次转印至中间转印体的表面,将转印至中间转印体的表面的调色剂图像二次转印至记录介质的表面的中间转印方式的装置;具备对调色剂图像转印后、充电前的图像保持体的表面进行清洁的清洁单元的装置;具备在调色剂图像的转印后、充电前对图像保持体的表面照射除电光而进行除电的除电单元的装置;等等。
在本实施方式的图像形成装置为中间转印方式的装置的情况下,转印单元采用例如具有下述部件的结构:将调色剂图像转印至表面的中间转印体;将形成在图像保持体的表面上的调色剂图像一次转印至中间转印体的表面的一次转印单元;以及将转印至中间转印体的表面的调色剂图像二次转印至记录介质的表面的二次转印单元。
在本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为可相对于图像形成装置进行拆装的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如优选使用容纳本实施方式的静电图像显影剂且具备显影单元的处理盒。
下面将示出本实施方式的图像形成装置的一例,但并不限定于此。在以下的说明中,对附图所示的主要部分进行说明,其他部分则省略其说明。
图1为示出本实施方式的图像形成装置的示意性结构图。
图1所示的图像形成装置具备:基于分色后的图像数据的、输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的各色图像的电子照相方式的第1至第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K(图像形成单元)。这些图像形成单元(以下有时简称为“单元”)10Y、10M、10C、10K在水平方向上相互间隔开预先设定的距离并列排布。这些单元10Y、10M、10C、10K可以为可相对于图像形成装置进行拆装的处理盒。
在各单元10Y、10M、10C、10K的上方,中间转印带(中间转印体的一例)20穿过各单元而延伸设置。中间转印带20卷绕设置在驱动辊22和支持辊24上,使其沿着从第1单元10Y朝向第4单元10K的方向行进。支持辊24通过未图示的弹簧等沿着与驱动辊22分离的方向施加力,对于卷绕在这两者上的中间转印带20施加张力。在中间转印带20的图像保持体侧面具备与驱动辊22对置的中间转印体清洁装置30。
向各单元10Y、10M、10C、10K的显影装置(显影单元的一例)4Y、4M、4C、4K分别供给容纳在调色剂盒8Y、8M、8C、8K中的黄色、品红色、青色、黑色的各调色剂。
由于第1至第4单元10Y、10M、10C、10K具有相同的结构和动作,因此,此处仅以配设在中间转印带行进方向的上游侧的形成黄色图像的第1单元10Y为代表进行说明。第2至第4单元10M、10C、10K中的1M、1C、1K是与第1单元10Y中的感光体1Y对应的感光体,2M、2C、2K是与充电辊2Y对应的充电辊,3M、3C、3K是与激光线3Y对应的激光线,6M、6C、6K是与感光体清洁装置6Y对应的感光体清洁装置。
第1单元10Y具有作为图像保持体发挥作用的感光体(图像保持体的一例)1Y。在感光体1Y的周围依次配置有:充电辊(充电单元的一例)2Y,其将感光体1Y的表面充电至预先设定的电位;曝光装置(静电图像形成单元的一例)3,其利用基于分色后的图像信号的激光线3Y将充电后的表面曝光形成静电图像;显影装置(显影单元的一例)4Y,其将充电后的调色剂供给至静电图像以使静电图像显影;一次转印辊5Y(一次转印单元的一例),其将显影后的调色剂图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁单元的一例)6Y,其除去一次转印后残留在感光体1Y的表面上的调色剂。
一次转印辊5Y配置在中间转印带20的内侧,设于与感光体1Y对置的位置。各单元的一次转印辊5Y、5M、5C、5K分别与施加一次转印偏压的偏压电源(未图示)连接。各偏压电源通过未图示的控制部的控制来改变施加至各一次转印辊的转印偏压的值。
下面对在第1单元10Y中形成黄色图像的动作进行说明。
首先,在动作之前,利用充电辊2Y将感光体1Y的表面充电至-600V~-800V的电位。
感光体1Y在导电性(例如20℃时的体积电阻率1×10-6Ωcm以下)的基体上层积感光层而形成。该感光层通常具有高电阻(常见的树脂的电阻),但具有这样的性质:在照射激光线时,被照射了激光线的部分的电阻率会发生变化。因此,根据从未图示的控制部发送出的黄色图像数据,将激光线3Y由曝光装置3照射至感光体1Y的充电后的表面。由此在感光体1Y的表面上形成黄色图像图案的静电图像。
静电图像是通过充电而形成在感光体1Y的表面上的图像,其是如下形成的所谓的负潜像:利用激光线3Y降低感光层的被照射部分的电阻率,感光体1Y表面的充电电荷流动,而未照射激光线3Y的部分的电荷发生残留。
在感光体1Y上形成的静电图像随着感光体1Y的运转而旋转至预先设定的显影位置。并且,在该显影位置,通过显影装置4Y使感光体1Y上的静电图像显影为调色剂图像而进行可视化。
在显影装置4Y内容纳有例如至少包含黄色调色剂和载体的静电图像显影剂。黄色调色剂在显影装置4Y的内部通过被搅拌而摩擦充电,具有与在感光体1Y上充电的充电电荷极性相同(负极性)的电荷,被保持在显影剂辊(显影剂保持体的一例)上。之后使感光体1Y的表面经过显影装置4Y,由此使黄色调色剂静电附着于感光体1Y表面上的除电后的潜像部,利用黄色调色剂使潜像显影。形成有黄色调色剂图像的感光体1Y继续以预先设定的速度运转,将在感光体1Y上显影的调色剂图像传送至预先设定的一次转印位置。
当感光体1Y上的黄色调色剂图像被传送至一次转印位置时,对一次转印辊5Y施加一次转印偏压,从感光体1Y朝向一次转印辊5Y的静电力作用于调色剂图像,将感光体1Y上的调色剂图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压的极性是与调色剂的极性(-)相反的极性(+),在第1单元10Y中利用控制部(未图示)控制为例如+10μA。
利用感光体清洁装置6Y除去并回收残留在感光体1Y上的调色剂。
施加至第2单元10M以后的一次转印辊5M、5C、5K的一次转印偏压也按照第1单元进行控制。
这样,在第1单元10Y转印了黄色调色剂图像的中间转印带20依次被传送通过第2至第4单元10M、10C、10K,各色的调色剂图像以叠加方式被多重转印。
通过第1至第4单元多重转印了4色的调色剂图像的中间转印带20到达二次转印部,该二次转印部由中间转印带20、与中间转印带的内表面相接的支持辊24以及配置在中间转印带20的图像保持面侧的二次转印辊(二次转印单元的一例)26构成。藉由供给构件将记录纸(记录介质的一例)P在预先设定的时机送至二次转印辊26与中间转印带20接触的间隙,并对支持辊24施加二次转印偏压。此时所施加的转印偏压的极性是与调色剂的极性(-)相同的极性(-),从中间转印带20朝向记录纸P的静电力作用于调色剂图像,将中间转印带20上的调色剂图像转印至记录纸P上。此时的二次转印偏压根据通过检测二次转印部的电阻的电阻检测单元(未图示)检测出的电阻来确定,并且被控制。
之后,将记录纸P送入定影装置(定影单元的一例)28中的一对定影辊的压接部(咬合部),将调色剂图像定影在记录纸P上,形成定影图像。
作为转印调色剂图像的记录纸P,例如可以列举在电子照相方式的复印机、打印机等中使用的普通纸。作为记录介质,除了记录纸P以外,还可以列举OHP透明胶片等。
为了进一步提高定影后的图像表面的平滑性,记录纸P的表面也优选是平滑的,例如优选使用利用树脂等对普通纸的表面进行涂布而得到的涂布纸、印刷用的美术纸等。
将其上已完成彩色图像的定影的记录纸P向排出部送出,结束一系列的彩色图像形成动作。
<处理盒>
本实施方式的处理盒具备显影单元,其容纳本实施方式的静电图像显影剂,并且利用静电图像显影剂将形成在图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像,该处理盒可相对于图像形成装置进行拆装。
本实施方式的处理盒并不限于上述结构,也可以为具备显影单元、以及必要时的例如选自图像保持体、充电单元、静电图像形成单元和转印单元等其他单元中的至少一者的结构。
下面将示出本实施方式的处理盒的一例,但并不限定于此。在以下的说明中,对附图所示的主要部分进行说明,其他部分则省略其说明。
图2为示出本实施方式的处理盒的示意性结构图。
图2所示的处理盒200例如通过具备安装导轨116和用于曝光的开口部118的壳体117将感光体107(图像保持体的一例)与感光体107的周围所具备的充电辊108(充电单元的一例)、显影装置111(显影单元的一例)以及感光体清洁装置113(清洁单元的一例)一体地组合并进行保持来构成,从而形成盒。
在图2中,109表示曝光装置(静电图像形成单元的一例)、112表示转印装置(转印单元的一例)、115表示定影装置(定影单元的一例)、300表示记录纸(记录介质的一例)。
[实施例]
下面通过实施例对发明的实施方式进行详细说明,但发明的实施方式并不限于这些实施例。在以下的说明中,只要不特别说明,“份”和“%”为质量基准。
<实施例1>
[铁氧体粒子的制作]
将1318份Fe2O3、587份Mn(OH)2和96份Mg(OH)2混合,在900℃的温度下预烧制4小时。向水中投入预烧制品、聚乙烯醇6.6份、作为分散剂的聚羧酸0.5份和介质直径1mm的氧化锆珠,用砂磨机进行粉碎和混合,得到分散液。分散液中的粒子的体积平均粒径为1.5μm。
将分散液作为原料,利用喷雾干燥器进行造粒和干燥,得到体积平均粒径37μm的粒状物。接着,在氧分压为1%的氧氮混合气氛下,使用电炉在1450℃的温度下主烧制4小时,接着,在大气中在900℃的温度下加热3小时,得到烧制粒子。将烧制粒子破碎和分级,得到体积平均粒径35μm的铁氧体粒子(1)。铁氧体粒子(1)的粗糙度曲线的算术平均高度Ra(JISB0601:2001)为0.6μm。
[涂布剂(1)]
·树脂(1)全氟丙基甲基丙烯酸乙酯·甲基丙烯酸甲酯共聚物(质量基准的聚合比30:70,重均分子量Mw=19000):12.1份
·树脂(2)甲基丙烯酸环己酯树脂(重均分子量35万):8.1份
·炭黑(Cabot公司,VXC72):0.8份
·无机粒子(1):9份
(市售品亲水性二氧化硅粒子(气相二氧化硅粒子、无表面处理、体积平均粒径40nm))
·甲苯:250份
·异丙醇:50份
将上述材料和玻璃珠(直径1mm,与甲苯等量)投入到砂磨机中,以旋转速度190rpm搅拌30分钟,得到固体成分11%的涂布剂(1)。
[载体(1)的制作]
将1,000份铁氧体粒子(1)和一半量的涂布剂(1)投入捏合机中,在室温(25℃)下混合20分钟。接着,加热至70℃,并进行减压干燥。
将干燥物冷却至室温(25℃),追加投入一半量的涂布剂(1),在室温(25℃)下混合20分钟。接着,加热至70℃,并进行减压干燥。
接着,从捏合机中取出干燥物,用孔径75μm的筛网除去粗粉,得到载体(1)。
<实施例2~33、比较例1>
根据表1,变更了树脂(1)的量、树脂(2)的量以及无机粒子的种类和量,除此以外与实施例1同样地操作,得到各例的载体。
<载体的各种特性>
按照已述的方法测定各例的载体的下述特性。
·Si的Net强度A~C
·被覆树脂层的表面中的Si的比率(表中,记为“Si比率”)
·在观察沿着厚度方向切割被覆树脂层而得到的切割面时的无机粒子的面积率(表中,记为“无机粒子面积率”)
·从将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的显影剂A中取出的载体A的充电量(表中,记为“初始的载体充电量CA”)
·从将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的显影剂B中取出的载体B的充电量(表中,标记为“劣化后的载体充电量CB”)。
<显影剂的制作>
[非晶性聚酯树脂分散液(A1)的制作]
·乙二醇:37份
·新戊二醇:65份
·1,9-壬二醇:32份
·对苯二甲酸:96份
将上述材料投入到烧瓶中,在1小时内将温度升至200℃,确认反应体系内被均匀地搅拌后,投入1.2份的二丁基氧化锡。一边蒸馏去除所生成的水,一边在6小时内将温度升至240℃,在240℃下持续搅拌4小时,得到非晶性聚酯树脂(酸值9.4mgKOH/g、重均分子量13,000、玻璃化转变温度62℃)。将非晶性聚酯树脂在熔融状态下,以每分钟100g的速度移送至乳化分散机(CavitronCD1010,Eurotec公司)。另外,将用离子交换水稀释试剂氨水后得到的0.37%浓度的稀氨水放入罐中,用热交换器加热至120℃,同时以每分钟0.1升的速度与非晶性聚酯树脂一起移送至乳化分散机。将乳化分散机在转子的转速60Hz、压力5kg/cm2的条件下运行,得到体积平均粒径160nm、固体成分20%的非晶性聚酯树脂分散液(A1)。
[结晶性聚酯树脂分散液(C1)的制作]
·癸二酸81份
·己二醇:47份
将上述材料投入到烧瓶中,在1小时内将温度升至160℃,确认反应体系内被均匀地搅拌后,投入0.03份的二丁基氧化锡。一边蒸馏去除所生成的水,一边在6小时内将温度升至200℃,在200℃下持续搅拌4小时。接着,冷却反应液,进行固液分离,在40℃的温度/减压下干燥固体物,得到结晶性聚酯树脂(C1)(熔点64℃、重均分子量15,000)。
·结晶性聚酯树脂(C1):50份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制,NEOGENRK):2份
·离子交换水:200份
将上述材料加热至120℃,用均化器(ULTRA-TURRAXT50,IKA公司)充分分散后,用压力排出型均化器进行分散处理。在体积平均粒径达到180nm时回收,得到固体成分20%的结晶性聚酯树脂分散液(C1)。
[离型剂粒子分散液(W1)的制作]
·石蜡(日本精蜡株式会社制造的HNP-9):100份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制,NEOGENRK):1份
·离子交换水:350份
将上述材料混合并加热至100℃,使用均化器(IKA公司制造的ULTRA-TURRAXT50)进行分散后,用压力排出型Gaulin均化器进行分散处理,得到分散有体积平均粒径200nm的离型剂粒子的离型剂粒子分散液。在该离型剂粒子分散液中加入离子交换水,将固体成分量调制为20%,制成离型剂粒子分散液(W1)。
[着色剂粒子分散液(K1)的制作]
·炭黑(Cabot公司制,Regal330):50份
·阴离子型表面活性剂(第一工业制药株式会社制,NEOGENRK):5份
·离子交换水:195份
将上述材料混合,使用高压冲击式分散机(ULTIMAIZERHJP30006,Sugino Machine公司)进行60分钟的分散处理,得到固体成分量为20%的着色剂粒子分散液(K1)。
[调色剂粒子(TA)的制作]
·离子交换水:200份
·非晶性聚酯树脂分散液(A1):150份
·结晶性聚酯树脂分散液(C1):10份
·离型剂粒子分散液(W1):10份
着色剂粒子分散液(K1)15份
·阴离子型表面活性剂(TaycaPower):2.8份
将上述材料放入圆型不锈钢制烧瓶中,添加0.1N的硝酸,将pH调整为3.5后,添加使2份聚氯化铝(王子制纸株式会社制,30%粉末品)溶解于30份离子交换水后而得到的聚氯化铝水溶液。使用均化器(IKA公司制造的ULTRA-TURRAXT50)在30℃下分散后,在加热用油浴中加热至45℃,保持直至体积平均粒径为4.9μm。接着,追加60份非晶性聚酯树脂分散液(A1)并保持30分钟。接着,在体积平均粒径为5.2μm时,进一步追加非晶性聚酯树脂分散液(A1)60份,保持30分钟。接着,加入10%的NTA(次氮基三乙酸)金属盐水溶液(CHELEST70,Chelest株式会社制)20份,添加1N的氢氧化钠水溶液将pH调整为9.0。接着,投入阴离子性表面活性剂(TaycaPower)1份,一边继续搅拌一边加热至85℃,保持5小时。接着,以20℃/分钟的速度冷却至20℃。接着,过滤,用离子交换水充分洗涤,使其干燥,由此得到体积平均粒径5.7μm、平均圆度0.971的调色剂粒子(TA)。
[调色剂(T)的制作]
将100份调色剂粒子(T)和1.5份疏水性二氧化硅粒子(日本AEROSIL公司制,RY50)放入样品粉碎机中,在10,000rpm的转速下混合30秒。接着,用孔径45μm的振动筛进行筛分,得到体积平均粒径5.7μm的调色剂(T)。
[显影剂的制作]
将各例的载体和调色剂(T)以载体:调色剂=100:10(质量比)的混合比放入V型搅拌机中搅拌20分钟,分别得到显影剂。
<调色剂的充电维持性评价>
在图像形成装置(富士施乐株式会社制造的“IridesseProductionPress”)中,将显影剂投入到黑色位置的显影装置中。
通过该图像形成装置,印刷5万张,将初始和印刷5万张后的显影剂取样约20g,通过吹脱,从显影剂中去除调色剂,仅分离载体。相对于得到的载体10g,新加入制作显影剂时使用的调色剂0.8g,用Turbula混合器搅拌5分钟,进行充电量的测定。计算初始显影剂与印刷5万张后的显影剂的载体充电量之比(相对于初始显影剂的印刷5万张后的显影剂的充电比),根据下述基准评价调色剂的充电维持性。
A:载体充电量的比为0.9以上
B:载体充电量的比为0.85以上且小于0.9
C:载体充电量的比为0.8以上且小于0.85
D:载体充电量的比为0.7以上且小于0.8
E:载体充电量之比小于0.7
由上述结果可知,在本实施例中,与比较例相比,调色剂的充电维持性优异。
另外,表中的简称如下。
·PFEM/MM:全氟丙基甲基丙烯酸乙酯·甲基丙烯酸甲酯共聚物(质量基准的聚合比30:70,重均分子量Mw=19000)
·CHM:甲基丙烯酸环己酯树脂(重均分子量Mw=35万)
·Mw:混合树脂或单独树脂的重均分子量
<以内加方式添加在载体被覆树脂层中的无机粒子>
以内加方式添加在载体被覆树脂层中的无机粒子如下所述。
[无机粒子(1)]
准备市售品亲水性二氧化硅粒子(气相二氧化硅粒子、无表面处理、体积平均粒径40nm),将其作为无机粒子(1)。
[无机粒子(2)]
向具备搅拌机、滴下喷嘴和温度计的1.5L的玻璃制反应容器中投入甲醇890份、9.8%氨水210份并混合,得到碱性催化剂溶液。将碱性催化剂溶液调整为45℃后,一边搅拌一边在450分钟内同时滴加四甲氧基硅烷550份和7.6%氨水140份,得到二氧化硅粒子分散液(A)。二氧化硅粒子分散液(A)中的二氧化硅粒子的体积平均粒径为4nm,体积粒度分布指标(在体积基准的粒度分布中从小径侧起累积16%处的粒径D16v与累积84%处的粒径D84v之比的平方根(D84v/D16v)1/2)为1.2。
将300份二氧化硅粒子分散液(A)投入带有搅拌机的高压釜中,使搅拌机以100rpm的转速旋转。一边继续旋转搅拌机,一边通过泵将液化二氧化碳从二氧化碳瓶注入高压釜内,并且一边通过加热器使高压釜内升温,一边通过泵进行升压,使高压釜内成为150℃且15MPa的超临界状态。操作压力阀使高压釜内保持15MPa,同时使超临界二氧化碳流通,从二氧化硅粒子分散液(A)中去除甲醇和水。在供给到高压釜内的二氧化碳量达到900份时,停止二氧化碳的供给,得到二氧化硅粒子的粉体。
在利用加热器和泵使高压釜内保持150℃和15MPa来维持二氧化碳的超临界状态的状态下,继续旋转高压釜的搅拌机,同时相对于100份二氧化硅粒子,将50份六甲基二硅氮烷注入高压釜内,使高压釜内升温至180℃,反应20分钟。接着,使超临界二氧化碳再次在高压釜内流通,去除剩余的六甲基二硅氮烷。接着,停止搅拌,打开压力阀,将高压釜内的压力释放至大气压,使温度下降至室温(25℃)。如此,得到利用六甲基二硅氮烷进行了表面处理的二氧化硅粒子。二氧化硅粒子的体积平均粒径为4nm。将得到的二氧化硅粒子作为无机粒子(2)。
[无机粒子(3)]
与无机粒子(2)的制作相同,其中,增加在制作二氧化硅粒子分散液(A)时的四甲氧基硅烷和7.6%氨水的滴加量,使二氧化硅粒子分散液中的二氧化硅粒子的体积平均粒径变更为7nm,由此得到利用六甲基二硅氮烷进行了表面处理的二氧化硅粒子。二氧化硅粒子的体积平均粒径为7nm。将得到的二氧化硅粒子作为无机粒子(3)。
[无机粒子(4)]
准备市售品疏水性二氧化硅粒子(通过六甲基二硅氮烷进行了表面处理的气相二氧化硅粒子、体积平均粒径12nm),将其作为无机粒子(4)。
[无机粒子(5)]
准备市售品亲水性二氧化硅粒子(气相二氧化硅粒子、无表面处理、体积平均粒径62nm),将其作为无机粒子(5)。
[无机粒子(6)]
准备市售品疏水性二氧化硅粒子(通过六甲基二硅氮烷进行了表面处理的气相二氧化硅粒子、体积平均粒径88nm),将其作为无机粒子(6)。
[无机粒子(7)]
准备市售品疏水性二氧化硅粒子(通过六甲基二硅氮烷进行了表面处理的气相二氧化硅粒子、体积平均粒径93nm),将其作为无机粒子(7)。
[无机粒子(8)]
准备市售品碳酸钙粒子(体积平均粒径40nm),将其作为无机粒子(8)。
[无机粒子(9)]
准备市售品碳酸钡粒子(体积平均粒径40nm),将其作为无机粒子(9)。
[无机粒子(10)]
准备市售品硫酸钡粒子(BARIFINEBF-40、体积平均粒径10nm),将其作为无机粒子(10)。
[无机粒子(11)]
准备市售品硫酸钡粒子(BARIFINEBF-20、体积平均粒径30nm),将其作为无机粒子(11)。
[无机粒子(12)]
准备市售品硫酸钡粒子(BARIFINEBF-21、体积平均粒径50nm),将其作为无机粒子(12)。
[无机粒子(13)]
准备市售品硫酸钡粒子(BARIFINEBF-10、体积平均粒径60nm),将其作为无机粒子(13)。
Claims (17)
1.一种静电图像显影用载体,其具有:
磁性粒子;以及
被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,其中,
在将对从显影剂A中取出的载体A进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为A、
将对从显影剂B中取出的载体B进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为B、
将对从混合物C中取出的载体C进行荧光X射线分析时得到的Si的Net强度设为C时,
满足式1:0<(C-A)/(B-A)≤0.40,其中,所述显影剂A是将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的,所述显影剂B是将二氧化硅粒子添加到所述显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的,所述混合物C是将从所述显影剂B中取出的载体B和调色剂粒子在Turbula搅拌装置中搅拌2分钟后得到的。
2.如权利要求1所述的静电图像显影用载体,其中,
所述被覆树脂层包含二氧化硅粒子作为所述无机粒子,
通过X射线光电子能谱分析(XPS)求出的所述被覆树脂层的表面中的Si的比率为6atom%以上12atom%以下。
3.如权利要求1或2所述的静电图像显影用载体,其中,
在观察沿着厚度方向切割所述被覆树脂层而得到的切割面时,所述无机粒子的面积率为10%以上50%以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,
所述无机粒子的平均粒径小于所述被覆树脂层的平均厚度。
5.如权利要求4所述的静电图像显影用载体,其中,
所述无机粒子的平均粒径与所述被覆树脂层的平均厚度之比(无机粒子的平均粒径/被覆树脂层的平均厚度)为0.005以上0.15以下。
6.如权利要求4或5所述的静电图像显影用载体,其中,
所述无机粒子的平均粒径为5nm以上90nm以下。
7.如权利要求4~6中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,
被覆树脂层的平均厚度为0.6μm以上1.4μm以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,
所述无机粒子为充电极性与调色剂的外部添加剂相同的粒子。
9.如权利要求1~8中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,
所述无机粒子为无机氧化物粒子。
10.如权利要求1~9中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,
相对于所述被覆树脂层的总质量,所述无机粒子的含量为20质量%以上50质量%以下。
11.如权利要求1~10中任一项所述的静电图像显影用载体,其中,
所述被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量小于30万。
12.如权利要求11所述的静电图像显影用载体,其中,
所述被覆树脂层中包含的树脂的重均分子量小于25万。
13.一种静电图像显影用载体,其具有:
磁性粒子;以及
被覆所述磁性粒子且包含无机粒子的被覆树脂层,其中,
载体B的充电量与载体A的充电量之比(B/A)为0.80以上1.00以下,其中,所述载体A从将以外加方式添加有二氧化硅粒子的调色剂和载体混合后得到的显影剂A中取出,所述载体B从将二氧化硅粒子添加到显影剂A中并用Turbula搅拌装置搅拌20分钟后得到的显影剂B中取出。
14.一种静电图像显影剂,其包括:
静电图像显影用调色剂;以及
如权利要求1~13中任一项所述的静电图像显影用载体。
15.一种处理盒,其具备:
显影单元,其容纳如权利要求14所述的静电图像显影剂,并且利用所述静电图像显影剂将形成在图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像,所述处理盒可相对于图像形成装置进行拆装。
16.一种图像形成装置,其具备:
图像保持体;
充电单元,其对所述图像保持体的表面进行充电;
静电图像形成单元,其在所述图像保持体的充电后的表面上形成静电图像;
显影单元,其容纳如权利要求14所述的静电图像显影剂,并且利用所述静电图像显影剂将形成在所述图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像;
转印单元,其将形成在所述图像保持体的表面上的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及
定影单元,其对转印至所述记录介质的表面的调色剂图像进行定影。
17.一种图像形成方法,其具有:
充电步骤,对图像保持体的表面进行充电;
静电图像形成步骤,在所述图像保持体的充电后的表面上形成静电图像;
显影步骤,利用如权利要求14所述的静电图像显影剂将形成在所述图像保持体的表面上的静电图像显影为调色剂图像;
转印步骤,将形成在所述图像保持体的表面上的调色剂图像转印至记录介质的表面;以及
定影步骤,对转印至所述记录介质的表面的调色剂图像进行定影。
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