CN115857294A - 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置 - Google Patents

静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115857294A
CN115857294A CN202210309416.6A CN202210309416A CN115857294A CN 115857294 A CN115857294 A CN 115857294A CN 202210309416 A CN202210309416 A CN 202210309416A CN 115857294 A CN115857294 A CN 115857294A
Authority
CN
China
Prior art keywords
toner
particles
image
acid compound
titanic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210309416.6A
Other languages
English (en)
Inventor
大竹谅
高桥左近
鹤见洋介
井口萌木
桥本安章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fujifilm Business Innovation Corp
Publication of CN115857294A publication Critical patent/CN115857294A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds
    • G03G9/09725Silicon-oxides; Silicates
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0819Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0821Developers with toner particles characterised by physical parameters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0827Developers with toner particles characterised by their shape, e.g. degree of sphericity
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08742Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08755Polyesters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08797Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

本发明提供静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置。静电图像显影用色调剂具有平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂,上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt相对于上述单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs之比例Rt/Rs为0.50以上3.50以下,当将上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率设为A%、将上述色调剂颗粒表面的上述钛酸化合物颗粒的外添被覆率设为B%时,A/B满足下式(1)。式(1)0<A/B≦2.00。

Description

静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒 以及图像形成装置
技术领域
本发明涉及静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置。
背景技术
日本特开2005-148405号公报中提出了“一种电子照相用色调剂,其特征在于,其包含:至少包含离型剂、着色剂和粘结性树脂的平均粒径10μm以下的色调剂母体颗粒;钛酸锶微粒;以及平均粒径为钛酸锶微粒的平均粒径的1/10以上1/3以下的疏水性无机微粒,在色调剂母体颗粒中外添钛酸锶微粒和疏水性无机微粒”。
发明内容
色调剂颗粒的平均圆度小于0.98的色调剂若在显影机构的内部施加较大的负荷,则外添剂可能会迁移到色调剂颗粒的凹部。
例如,在低温低湿环境下(例如温度10℃、湿度15%的环境下),在逐页插入预热操作(暖機運転)的同时进行图像形成的条件(以下也称为“低R/L条件”)下反复形成低图像密度(例如图像密度1%)的图像时,在显影机构的内部会对色调剂施加较大的负荷。并且,如果是显影机构内部被施加了较大负荷的色调剂,则外添剂会迁移到色调剂颗粒的凹部,由此外添结构可能发生显著变化。若向其中追加新的色调剂,则在外添结构发生了显著变化的色调剂与新追加的色调剂之间产生带电序列差异(帯電列差),可能会发生由于相互充电而使色调剂附着于非图像部并进行定影的现象(以下也称为“灰雾(カブリ;Fogging)”)。
本发明的目的在于提供一种静电图像显影用色调剂,并且提供静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置,与如下情况相比,本发明的静电图像显影用色调剂可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生,所述被比较的情况为:在具有平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂的静电图像显影用色调剂中,比例Rt/Rs小于0.50或大于3.50、存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例小于20个数%或者A/B的值大于2.00的情况。
根据本发明的第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,其具有平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂,上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt相对于上述单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs之比例Rt/Rs为0.50以上3.50以下,当设上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率为A%、设上述色调剂颗粒表面的上述钛酸化合物颗粒的外添被覆率为B%时,A/B满足下式(1),
式(1)0<A/B≦2.00。
根据本发明的第2方案,提供一种静电图像显影用色调剂,其具有平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂,存在于上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒之中,包含于包含上述钛酸化合物颗粒的凝集体中的上述单分散二氧化硅颗粒数的比例为20个数%以上。
根据本发明的第3方案,上述单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs为20nm以上70nm以下,上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt为20nm以上70nm以下。
根据本发明的第4方案,上述单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A为5%以上50%以下,上述钛酸化合物颗粒的外添被覆率B为5%以上50%以下。
根据本发明的第5方案,上述单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca大于0.86且小于0.94,上述钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb大于0.78且小于0.94。
根据本发明的第6方案,上述单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca为大于上述钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的值。
根据本发明的第7方案,上述单分散二氧化硅颗粒的比重Da为1.1以上1.3以下,上述钛酸化合物颗粒的比重Db为大于上述单分散二氧化硅颗粒的比重Da的值。
根据本发明的第8方案,上述钛酸化合物颗粒的比重Db为4.0以上6.5以下。
根据本发明的第9方案,上述钛酸化合物颗粒为钛酸碱土金属盐颗粒。
根据本发明的第10方案,上述钛酸化合物颗粒含有掺杂剂。
根据本发明的第11方案,上述掺杂剂为镧和二氧化硅中的至少一者。
根据本发明的第12方案,上述色调剂颗粒的体积平均粒径为5μm以上。
根据本发明的第13方案,上述色调剂颗粒的小径侧体积粒度分布指数为1.25以上。
根据本发明的第14方案,上述色调剂颗粒含有结晶性聚酯树脂。
根据本发明的第15方案,上述色调剂颗粒表面的上述结晶性聚酯树脂的露出率为2%以上10%以下。
根据本发明的第16方案,提供一种静电图像显影剂,其包含上述静电图像显影用色调剂。
根据本发明的第17方案,提供一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储上述静电图像显影用色调剂。
根据本发明的第18方案,提供一种在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储上述静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
根据本发明的第19方案,提供一种图像形成装置,其具备:图像保持体;充电机构,对上述图像保持体表面进行充电;静电图像形成机构,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;显影机构,存储上述静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印机构,将形成在上述图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影机构,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
发明的效果
根据上述第1方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与如下情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生,所述被比较的情况为:在具有平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂的静电图像显影用色调剂中,比例Rt/Rs小于0.50或大于3.50或者A/B的值大于2.00的情况。
根据上述第2方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与如下情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生,所述被比较的情况为:在具有平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂的静电图像显影用色调剂中,存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例小于20个数%的情况。
根据上述第3方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs小于20nm或大于70nm、钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt小于20nm或大于70nm的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第4方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A大于50%、或者钛酸化合物颗粒的外添被覆率B小于5%的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第5方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca为0.86以下或0.94以上、或者钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb为0.78以下或0.94以上的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第6方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca为小于钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的值的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第7方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与单分散二氧化硅颗粒的比重Da小于1.1或大于1.3的情况、或者钛酸化合物颗粒的比重Db为小于单分散二氧化硅颗粒的比重Da的值的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第8方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与钛酸化合物颗粒的比重Db小于4.0或大于6.5的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第9方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与钛酸化合物颗粒不是钛酸碱土金属盐颗粒的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第10方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与钛酸化合物颗粒不含有掺杂剂的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第11方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与掺杂剂不是镧和二氧化硅的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第12方案,提供一种静电图像显影用色调剂,即使色调剂颗粒的体积平均粒径为5μm以上,与比例Rt/Rs小于0.50或大于3.50、存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例小于20个数%、或者A/B的值大于2.00的情况相比,也可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第13方案,提供一种静电图像显影用色调剂,即使色调剂颗粒的小径侧体积粒度分布指数为1.25以上,与比例Rt/Rs小于0.50或大于3.50、存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例小于20个数%、或者A/B的值大于2.00的情况相比,也可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第14方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与色调剂颗粒的粘结性树脂由非晶性聚酯树脂形成的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第15方案,提供一种静电图像显影用色调剂,与色调剂颗粒表面的结晶性聚酯树脂的露出率小于2%的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
根据上述第16、17、18、19的各方案,提供具备静电图像显影用色调剂的静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、或者图像形成装置,与应用比例Rt/Rs小于0.50或大于3.50、存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例小于20个数%、或者A/B的值大于2.00的色调剂的情况相比,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
附图说明
图1为示出本实施方式的图像形成装置的示意性构成图。
图2是示出本实施方式的处理盒的示意性构成图。
具体实施方式
下面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出实施方式,并不限制发明的范围。
本说明书中阶段性地记载的数值范围中,以一个数值范围记载的上限值或下限值可以被替换成所记载的其他阶段的数值范围的上限值或下限值。另外,本说明书中记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可被替换成实施例中示出的值。
各成分可以包含两种以上相应的物质。
在提及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两种以上的情况下,只要不特别声明,是指组合物中所存在的该两种以上的物质的总量。
<静电图像显影用色调剂>
(第一实施方式)
第一实施方式的静电图像显影用色调剂(下文中也将静电图像显影用色调剂称为“色调剂”)具有:平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒;以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂。并且,上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt相对于上述单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs之比例Rt/Rs为0.50以上3.50以下,当设上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率为A%、设上述色调剂颗粒表面的上述钛酸化合物颗粒的外添被覆率为B%时,A/B满足下式(1)。
式(1)0<A/B≦2.00
需要说明的是,色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率是指,单分散二氧化硅颗粒所被覆的区域的面积相对于色调剂颗粒的总表面积的比例(%)。色调剂颗粒表面的钛酸化合物颗粒的外添被覆率也同样地是指,钛酸化合物颗粒所被覆的区域的面积相对于色调剂颗粒的总表面积的比例(%)。
如上所述,在低温低湿环境下、低R/L条件下反复形成低图像密度的图像时,会在显影机构的内部对色调剂施加较大的负荷,色调剂颗粒表面的外添剂可能会发生移动。特别是,色调剂颗粒的平均圆度小于0.98的色调剂由于色调剂颗粒表面具有凹凸,因此会由于较大的负荷而使外添剂迁移到色调剂颗粒的凹部,外添结构可能发生显著变化。若向其中追加新的色调剂,则在外添结构显著发生了变化的色调剂与新追加的色调剂之间产生带电序列差异,会因相互充电而产生灰雾。
与之相对,本实施方式中,比例Rt/Rs为上述范围内,并且A/B满足上述式(1)。因此,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。其理由尚不确定,据推测如下。
钛酸化合物颗粒容易通过摩擦充电而带有正电荷。另一方面,单分散二氧化硅颗粒容易通过摩擦充电而带有负电荷。因此,比例Rt/Rs为上述范围内时,由于钛酸化合物颗粒的粒径与单分散二氧化硅颗粒的粒径类似,因此认为钛酸化合物颗粒与单分散二氧化硅颗粒相互吸引而发生缓凝集。
并且,与单分散二氧化硅颗粒相比,比重大的钛酸化合物颗粒不容易在色调剂颗粒表面移动,即使是在施加负荷最多的色调剂颗粒表面的凸部也容易被固定。因此认为,存在于凸部的单分散二氧化硅颗粒之中,与钛酸化合物颗粒发生了缓凝集的单分散二氧化硅颗粒与钛酸化合物颗粒一起固定于凸部,该单分散二氧化硅颗粒向凹部的移动被抑制。
此外据认为,当A/B满足上述式(1)时,未与钛酸化合物颗粒缓凝集而单独存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒少。因此,即使色调剂颗粒的平均圆度小于0.98,存在于色调剂颗粒表面凹凸的钛酸化合物颗粒和单分散二氧化硅颗粒的分布不均也减小,即使施加较大的负荷,外添结构也不容易变化,因此推测不容易产生带电序列差异,可抑制灰雾的产生。
由于以上的理由可推测,第一实施方式的静电图像显影用色调剂可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
(第二实施方式)
第二实施方式的静电图像显影用色调剂具有:平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒;以及包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂。并且,存在于上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒之中,包含于包含上述钛酸化合物颗粒的凝集体中的上述单分散二氧化硅颗粒数的比例为20个数%以上。
下文中,存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例(%)也被称为“凝集二氧化硅比例”。
如上所述,当在低温低湿环境下、低R/L条件下反复形成低图像密度的图像时,会在显影机构的内部对色调剂施加较大的负荷,色调剂颗粒表面的外添剂可能会发生移动。特别是,色调剂颗粒的平均圆度小于0.98的色调剂由于色调剂颗粒表面具有凹凸,因此会由于较大的负荷而使外添剂迁移到色调剂颗粒的凹部,外添结构可能发生显著变化。若向其中追加新的色调剂,则在外添结构显著发生了变化的色调剂与新追加的色调剂之间产生带电序列差异,会因相互充电而产生灰雾。
与之相对,本实施方式中,凝集二氧化硅比例为上述范围内。因此,可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。其理由尚不确定,据推测如下。
钛酸化合物颗粒容易通过摩擦充电而带有正电荷,单分散二氧化硅颗粒容易通过摩擦充电而带有负电荷,因此钛酸化合物颗粒与单分散二氧化硅颗粒可能相互吸引而发生缓凝集。另外,与单分散二氧化硅颗粒相比,比重大的钛酸化合物颗粒不容易在色调剂颗粒表面移动,即使是在施加负荷最多的色调剂颗粒表面的凸部也容易被固定。因此认为,存在于凸部的单分散二氧化硅颗粒之中,与钛酸化合物颗粒发生了缓凝集的单分散二氧化硅颗粒与钛酸化合物颗粒一起固定于凸部,该单分散二氧化硅颗粒向凹部的移动被抑制。
并且,凝集二氧化硅比例为上述范围内、即包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒的比例高意味着与钛酸化合物颗粒发生了缓凝集的单分散二氧化硅颗粒多、未与钛酸化合物颗粒发生缓凝集而单独存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒少。因此认为,当凝集二氧化硅比例为上述范围内时,即使色调剂颗粒的平均圆度小于0.98,存在于色调剂颗粒表面凹凸的钛酸化合物颗粒和单分散二氧化硅颗粒的分布不均也减小,即使施加较大的负荷,外添结构也不容易变化。由此推测不容易产生带电序列差异,灰雾的产生被抑制。
由于以上的理由可推测,第二实施方式的静电图像显影用色调剂可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
下面将既符合第一实施方式的色调剂又符合第二实施方式的色调剂的色调剂称为“本实施方式的色调剂”进行说明。但是,本发明的色调剂的一例只要为符合第一实施方式的色调剂和第二实施方式的色调剂中的至少一者的色调剂即可。
下面对本实施方式的色调剂进行详细说明。
(色调剂颗粒)
色调剂颗粒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,例如可以举出由下述单体的均聚物、或者将这些单体2种以上组合而成的共聚物构成的乙烯基系树脂: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(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,还可以举出例如环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、改性松香等非乙烯基系树脂、这些树脂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,适宜为聚酯树脂。
作为聚酯树脂,例如可以举出公知的非晶性聚酯树脂。聚酯树脂中,也可以将非晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂合用。
本实施方式中,色调剂颗粒优选含有结晶性聚酯树脂。色调剂颗粒含有结晶性聚酯树脂,由此可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。其理由尚不确定,据推测如下。
在钛酸化合物颗粒与单分散二氧化硅颗粒的凝集体中,尽管通过摩擦充电而容易带正电荷的钛酸化合物颗粒与容易带负电荷的单分散二氧化硅颗粒的电荷相互抵消,但也可能以未被相互抵消而残留有电荷的状态存在于色调剂颗粒表面。当凝集体中残留有电荷时,凝集体彼此间相互排斥,在色调剂颗粒表面上的凝集体可能容易发生移动。
另一方面,色调剂颗粒含有结晶性聚酯树脂时,由于结晶性聚酯树脂的除电性而使凝集体的电荷被释放出,凝集体彼此间的排斥被抑制,由此可推测,即使施加较大的负荷,外添结构也不容易发生变化,可抑制灰雾的产生。
相对于全部粘结性树脂,结晶性聚酯树脂的含量可以在2质量%以上40质量%以下(优选2质量%以上20质量%以下)的范围使用。
需要说明的是,树脂的“结晶性”是指在差示扫描热量测定(DSC)中不存在阶梯状的吸热量变化、具有明确的吸热峰,具体地说,是指以升温速度10(℃/min)进行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发现明确的吸热峰。
·非晶性聚酯树脂
非晶性作为聚酯树脂,例如可以举出多元羧酸与多元醇的缩聚体。需要说明的是,作为非晶性聚酯树脂,可以使用市售品,也可以使用合成品。
作为多元羧酸,例如可以举出脂肪族二羧酸(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。这些之中,作为多元羧酸,例如优选芳香族二羧酸。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的3元以上羧酸合用。作为3元以上的羧酸,例如可以举出偏苯三酸、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,例如可以举出脂肪族二醇(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)。这些之中,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,也可以将二醇与采取交联结构或支链结构的3元以上多元醇合用。作为3元以上的多元醇,例如可以举出甘油、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。
需要说明的是,玻璃化转变温度由通过差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线求出,更具体地说,按照JIS K 7121-1987“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”求出。
非晶性聚酯树脂的重均分子量(Mw)优选为5000以上1000000以下、更优选为7000以上500000以下。
非晶性聚酯树脂的数均分子量(Mn)优选为2000以上100000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。
需要说明的是,重均分子量和数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定。基于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溶剂进行测定。重均分子量和数均分子量使用由单分散聚苯乙烯标准试样制作的分子量校正曲线根据该测定结果计算出。
非晶性聚酯树脂通过公知的制造方法得到。具体地说,例如,通过下述方法得到:使聚合温度为180℃以上230℃以下,根据需要对反应体系内进行减压,一边除去缩合时生成的水或醇一边进行反应。
需要说明的是,原料单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,可以加入高沸点溶剂作为溶解辅助剂使其溶解。这种情况下,一边蒸馏除去溶解辅助剂一边进行缩聚反应。在存在相容性差的单体的情况下,可以预先使相容性差的单体与要与该单体缩聚的酸或醇进行缩合,之后与主成分一起进行缩聚。
·结晶性聚酯树脂
结晶性聚酯树脂例如可以举出多元羧酸与多元醇的缩聚物。需要说明的是,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,为了使结晶性聚酯树脂容易形成晶体结构,与使用具有芳香族的聚合性单体得到的缩聚物相比,结晶性聚酯优选使用具有直链状脂肪族的聚合性单体得到的缩聚物。
作为多元羧酸,例如可以举出脂肪族二羧酸(例如草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二甲酸、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(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸等二元酸等)、它们的酸酐、或者它们的低级(例如碳原子数1~5)烷基酯。
多元羧酸中,也可以将二羧酸与采取交联结构或支链结构的3元以上羧酸合用。作为三元羧酸,例如可以举出芳香族羧酸(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,也可以将这些二羧酸与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,例如可以举出脂肪族二醇(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,例如可以举出乙二醇、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、1,14-二十烷二醇等。这些之中,作为脂肪族二醇,优选1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇。
多元醇中,也可以将二醇与采取交联结构或支链结构的3元以上的醇合用。作为3元以上的醇,例如可以举出甘油、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,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。
需要说明的是,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”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树脂同样地通过公知的制造方法得到。
作为粘结性树脂的含量,例如,相对于色调剂颗粒整体优选为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、罗丹明B色淀、色淀红C、颜料红、玟瑰红、苯胺蓝、组青蓝、油溶蓝、亚甲基蓝氯化物、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐等各种颜料、或者吖啶系、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、噻唑系等各种染料等。
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。另外,着色剂可以将两种以上合用。
作为着色剂的含量,例如相对于色调剂颗粒整体优选为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,例如可以举出烃系蜡;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·石油系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯系蜡;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。
需要说明的是,熔解温度根据由差示扫描量热测定(DSC)得到的DSC曲线按照JISK 7121-1987“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”求出。
作为离型剂的含量,例如相对于色调剂颗粒整体优选为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,例如可以举出磁性体、电荷控制剂、无机粉体等公知的添加剂。这些添加剂以内添剂的形式包含在色调剂颗粒中。
-色调剂颗粒的特性等-
色调剂颗粒可以为单层结构的色调剂颗粒,也可以为由芯部(核颗粒)和被覆芯部的被覆层(壳层)构成的所谓核/壳结构的色调剂颗粒。
此处,核/壳结构的色调剂颗粒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。
作为色调剂颗粒的体积平均粒径(D50v),可以为5μm以上、可以为5μm以上10μm以下、也可以为5μm以上8μm以下。
色调剂颗粒的小径侧体积粒度分布指数(以下也称为“下GSDv”)可以为1.25以上,优选为1.25以上1.50以下。小径侧体积粒度分布指数为上述范围时,外添剂容易以接近均匀的状态被覆色调剂颗粒、带电分布变窄,容易表现出抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾的效果。
上述的下GSDv为基于下式计算出的值。
式:下GSDv=(D50v/D16v)1/2
上述式中,D16v和D50v分别是指,基于粒度分布从小径侧起描绘累积分布,体积基准的累积16%点的粒径(D16v)和累积50%点的粒径(D50v)。
需要说明的是,关于色调剂颗粒的各种平均粒径以及各种粒度分布指数,使用Coulter Multisizer II(Beckman Coulter公司制造),电解液使用ISOTON-II(BeckmanCoulter公司制造)来进行测定。
在测定时,作为分散剂,向表面活性剂(优选烷基苯磺酸钠)的5%水溶液2ml中加入0.5mg以上50mg以下的测定试样。将其添加在100ml以上150ml以下的电解液中。
将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使用孔径为100μm的孔对粒径2μm以上60μm以下的范围的颗粒的粒度分布进行测定。需要说明的是,采样的颗粒数为50000个。
对于以所测定的粒度分布为基准划分出的粒度范围(区段)从小径侧起分别将体积、数量描绘出累积分布,将累积16%点的粒径定义为体积粒径D16v、数粒径D16p,将累积50%点的粒径定义为体积平均粒径D50v、累积数均粒径D50p,将累积84%点的粒径定义为体积粒径D84v、数粒径D84p。
色调剂颗粒的平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98,可以为0.90以上0.98以下,也可以为0.93以上0.98以下。
色调剂颗粒的平均圆度Cc利用(等效圆周长)/(周长)[(与颗粒图像具有相同的投影面积的圆的周长)/(颗粒投影图像的周长)]来求出。具体地说,为利用下述方法测定得到的值。
首先,吸引采集测定对象——色调剂颗粒,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颗粒图像,利用对该颗粒图像进行图像分析的流式颗粒图像分析装置(Sysmex公司制造的FPIA-3000)来求出平均圆度。并且将求出平均圆度Cc时的采样数设为3500个。
需要说明的是,在色调剂具有外添剂的情况下,使测定对象——色调剂(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,得到除去外添剂的色调剂颗粒。
色调剂颗粒含有结晶性聚酯树脂的情况下,色调剂颗粒表面的结晶性聚酯树脂的露出率优选为2%以上10%以下、更优选为3%以上9%以下、进一步优选为4%以上9%以下。
通过使结晶性聚酯树脂的露出率为上述范围,与低于上述范围的情况相比,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。据推测其原因在于,通过提高结晶性聚酯树脂的露出率,容易得到结晶性聚酯树脂的除电效果。
另外,通过使结晶性聚酯树脂的露出率为上述范围,与高于上述范围的情况相比,带电维持性良好。可认为其原因在于,结晶性聚酯树脂的电阻低,若露出率过高,则可能招致带电降低。并且据推测,通过使结晶性聚酯树脂的露出率为上述范围,可抑制因上述带电降低引起的灰雾的恶化。
色调剂颗粒表面的结晶性聚酯树脂的露出率如下进行测定。
具体地说,在干燥器内利用四氧化锇或四氧化钌对色调剂颗粒表面进行染色。利用扫描型电子显微镜(SEM)对表面染色后的色调剂颗粒进行观察。结晶性聚酯树脂露出的区域和未露出的区域由利用四氧化锇或四氧化钌对树脂进行染色的程度所引起的浓淡来区分,利用该方法求出结晶性聚酯树脂的露出率。具体地说,将结晶性聚酯树脂露出的区域的面积相对于色调剂颗粒表面整体的面积的比例(%)作为结晶性聚酯树脂的露出率(%)。
需要说明的是,在测定对象——色调剂颗粒表面外添有外添剂的情况下,与离子交换水和表面活性剂的混合溶液一起进行20分钟超声波处理来除去外添剂,进行表面活性剂的除去、色调剂颗粒的干燥以及色调剂颗粒的回收,之后进行测定。外添剂的除去处理可以反复进行至除去外添剂为止。
(外添剂)
外添剂包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒。
-单分散二氧化硅颗粒-
作为单分散二氧化硅颗粒,只要为以二氧化硅、即SiO2作为主成分的颗粒即可。本说明书中,“主成分”是指在2种以上成分的混合物中占混合物总质量的50质量%以上的成分。
此处,本说明书中的“单分散”是指下述所示的粒度分布指数为1.25以下。
单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs优选为20nm以上70nm以下。
通过使单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs为上述范围,与小于上述范围的情况相比,可抑制在连续形成低图像密度的图像的情况下被埋没在色调剂颗粒中。由此,可抑制因单分散二氧化硅颗粒埋没在色调剂颗粒中所引起的转印效率的降低、低带电化、画质的降低等。
另外,通过使单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs为上述范围,与大于上述范围的情况相比,可抑制在连续形成高图像密度的图像的情况下从色调剂颗粒上游离。由此可抑制因游离出的单分散二氧化硅颗粒向载体迁移所引起的低带电化、因外添剂结构的变化所引起的画质的降低等。
单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs更优选为25nm以上70nm以下、进一步优选为30nm以上65nm以下。
单分散二氧化硅颗粒的粒度分布指数为1.25以下。
从进一步抑制单分散二氧化硅颗粒的凝集、进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,单分散二氧化硅颗粒的粒度分布指数优选为1.05以上1.25以下、更优选为1.05以上1.2以下、进一步优选为1.05以上1.15以下。
此处,单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径和粒度分布指数通过下述方法进行测定。
将测定对象——二氧化硅颗粒分散在体积平均粒径100μm的树脂颗粒本体(例如聚酯树脂、重均分子量Mw=500000)中,对于分散后的一次颗粒利用扫描型电子显微镜SEM(Scanning Electron Microscope)装置(S-4100、日立制作所公司制造)进行观察,拍摄(倍率4万倍)图像。随机选择200个测定对象——二氧化硅颗粒,将其图像信息导入到图像分析装置(Winroof)中,通过图像分析对每一颗粒的面积进行测定,由该面积值计算出等效圆直径。将所得到的等效圆直径在体积基准的累积频率中的50%径作为平均一次粒径。
之后求出所得到的等效圆直径在体积基准的累积频率中的16%径(D16)和84%径(D84)。将所求出的84%径(D84)除以16%径(D16)的平方根作为粒度分布指数(=(D84/D16)1/2)。需要说明的是,对于电子显微镜进行倍率调整,以使在1个视野中拍摄10个以上50个以下左右的测定对象——二氧化硅颗粒,综合多个视野的观察,求出一次颗粒的等效圆直径。
单分散二氧化硅颗粒表面可以被实施疏水化处理。疏水化处理例如将单分散二氧化硅颗粒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,具体地说,例如可以举出硅氮烷化合物(例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;四甲基二硅氮烷等)等硅烷系偶联剂。另外,疏水化处理剂还可以举出硅油、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂等。这些处理剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
作为疏水化处理剂的量,例如可以举出相对于单分散二氧化硅颗粒100质量份为1质量份以上200质量份以下。
单分散二氧化硅颗粒的含量相对于色调剂颗粒的质量优选为0.01质量%以上10质量%以下、更优选为0.05质量%以上5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以上2.5质量%以下。
-单分散二氧化硅颗粒的制造-
单分散二氧化硅颗粒优选通过湿式法制造。
本实施方式中,区别于气相法,“湿式法”是指,通过将硅酸钠利用无机酸进行中和或者将烷氧基硅烷水解来制造的方法。
湿式法中,单分散二氧化硅颗粒优选通过溶胶凝胶法来制造。
下面以溶胶凝胶法为例对本实施方式中使用的单分散二氧化硅颗粒的制造方法进行说明。
需要说明的是,单分散二氧化硅颗粒的制造方法并不限于该溶胶凝胶法。
单分散二氧化硅颗粒的粒径可以通过溶胶凝胶法的水解、缩聚步骤的烷氧基硅烷、氨、醇、水的重量比、反应温度、搅拌速度、供给速度而自由地进行控制。
下面对基于溶胶凝胶法的单分散二氧化硅颗粒的制造方法进行具体说明。
即,在水、醇的存在下,将氨水作为催化剂,一边加热一边滴加四甲氧基硅烷并进行搅拌。接下来,从通过反应得到的硅溶胶悬浮液中除去溶剂,进行干燥,由此得到目标单分散二氧化硅颗粒。
之后,将所得到的单分散二氧化硅颗粒根据需要进行疏水化处理。
需要说明的是,在通过溶胶凝胶法制造单分散二氧化硅颗粒时,可以同时进行二氧化硅颗粒表面的疏水化处理。
这种情况下,如上所述,对通过反应得到的硅溶胶悬浮液进行离心分离,分离成湿润硅胶、醇和氨水后,向湿润硅胶中加入溶剂,再次制成硅溶胶的状态,加入疏水化处理剂,进行二氧化硅颗粒表面的疏水化。接着,从该疏水化处理硅溶胶中除去溶剂、进行干燥,由此得到目标物——单分散二氧化硅颗粒。
另外,也可以对这样得到的单分散二氧化硅颗粒再次进行疏水化处理。
作为对二氧化硅颗粒表面的疏水化处理,可以采用下述方法:基于喷雾干燥法等的干式法,该方法中,对于悬浮在气相中的二氧化硅颗粒喷雾疏水化处理剂或包含疏水化处理剂的溶液;湿式法,该方法中,将二氧化硅颗粒浸渍在含有疏水化处理剂的溶液中,进行干燥;混合法,该方法中,将疏水化处理剂和二氧化硅颗粒利用混合机进行混合;等等。
另外,在二氧化硅颗粒表面的疏水化处理后,可以追加利用溶剂对二氧化硅颗粒进行清洗,除去残留的疏水化处理剂或低沸点残留成分的步骤等。
-钛酸化合物颗粒-
作为钛酸化合物颗粒,只要为以钛酸化合物作为主成分的颗粒即可。
钛酸化合物被称为偏钛酸盐,例如是由氧化钛和其他金属氧化物或其他金属碳酸盐生成的盐。
作为钛酸化合物颗粒,优选为钛酸碱土金属盐颗粒。
此处,作为钛酸碱土金属盐,为通式RTiO3(式中,R为碱土金属中的1种或2种以上)所表示的盐。
通过使用钛酸碱土金属盐颗粒作为钛酸化合物颗粒,达到饱和充电的时间缩短,因此可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
作为钛酸化合物颗粒,具体地说,例如可以举出钛酸锶(SrTiO3)、钛酸钙(CaTiO3)、钛酸镁(MgTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)等颗粒。
从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,作为钛酸化合物颗粒,优选为选自由钛酸锶颗粒、钛酸钙颗粒以及钛酸镁颗粒组成的组中的至少一种。
这些钛酸化合物颗粒可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt优选为20nm以上70nm以下。
通过使钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt为上述范围,与小于上述范围的情况相比,可抑制在连续形成低图像密度的图像的情况下被埋没在色调剂颗粒中。由此,可抑制因钛酸化合物颗粒埋没在色调剂颗粒中所引起的转印效率的降低、低带电化、画质的降低等。
另外,通过使钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt为上述范围,与大于上述范围的情况相比,可抑制在连续形成高图像密度的图像的情况下从色调剂颗粒上游离。由此可抑制因游离出的钛酸化合物颗粒向载体迁移所引起的低带电化、因外添剂结构的变化所引起的画质的降低等。
钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt更优选为25nm以上70nm以下、进一步优选为30nm以上65nm以下。
此处,钛酸化合物颗粒的平均一次粒径的计算与单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径的计算相同。
钛酸化合物颗粒优选含有掺杂剂。
通过使钛酸化合物颗粒含有掺杂剂,钛酸化合物的结晶性降低,形成适度有棱角的形状。由此,例如容易使钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb为大于0.78且小于0.94的范围内。因此,容易使钛酸化合物颗粒固定在色调剂颗粒表面。由此,可进一步抑制钛酸化合物颗粒从色调剂颗粒上游离。根据上述情况可推测,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
作为钛酸化合物颗粒的掺杂剂,优选这样的金属元素:在离子化时具有可进入到构成钛酸化合物颗粒的晶体结构中的离子半径的金属元素。从这方面出发,钛酸化合物颗粒的掺杂剂优选离子化时的离子半径为40pm以上200pm以下的金属元素,更优选该离子半径为60pm以上150pm以下的金属元素。
作为钛酸化合物颗粒的掺杂剂,具体地说,可以举出镧系、二氧化硅、铝、镁、钙、钡、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、铌、钼、钌、钯、铟、锑、钽、钨、铼、铱、铂、铋、钇、锆、铌、银、锡。作为镧系,优选镧、铈。这些之中,从离子半径为容易进入到构成钛酸锶颗粒的晶体结构中的大小的方面以及容易使钛酸化合物成为适度有棱角的形状的方面出发,优选为镧和二氧化硅中的至少一者。
关于钛酸化合物颗粒内的掺杂剂的量,从使钛酸化合物成为适度有棱角的形状的角度考虑,相对于钛酸化合物颗粒中含有的碱土金属原子,掺杂剂优选为0.1摩尔%以上20摩尔%以下的范围、更优选为0.1摩尔%以上15摩尔%以下的范围、进一步优选为0.1摩尔%以上10摩尔%以下的范围。
可以对钛酸化合物颗粒表面实施疏水化处理。作为疏水化处理剂,可以举出公知的表面处理剂,具体地说,例如可以举出硅烷偶联剂、硅油等。
作为硅烷偶联剂,例如可以举出六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、苄基二甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、羟基丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、正十八烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷等。
作为硅油,例如可以举出二甲基聚硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等。
钛酸化合物颗粒的含量相对于单分散二氧化硅颗粒的含量以质量比计优选为0.1以上20以下、更优选为0.2以上18以下、进一步优选为0.3以上15以下。
钛酸化合物颗粒的含量相对于色调剂颗粒的质量优选为0.01质量%以上10质量%以下、更优选为0.05质量%以上8质量%以下、进一步优选为0.1质量%以上5质量%以下。
-钛酸化合物颗粒的制造-
钛酸化合物颗粒的制造方法没有特别限制,从控制粒径和形状的角度考虑,优选为湿式制法。
钛酸化合物颗粒的湿式制法例如为向钛酸化合物所含有的金属元素源的混合液中添加碱性水溶液并同时进行反应,接下来进行酸处理的制造方法。本制造方法中,通过金属元素源的混合比例、反应初期的金属元素源浓度、添加碱性水溶液时的温度和添加速度等对钛酸化合物颗粒的粒径进行控制。
此处,作为钛酸化合物所含有的金属元素源,可以举出钛化合物的水解物的无机酸解胶物(解膠品)和含有除钛以外的金属元素的硝酸盐、氯化物等。
具体地说,钛酸化合物颗粒为钛酸碱土金属盐颗粒的情况下,可以举出钛化合物的水解物的无机酸解胶物和含有碱土金属元素的硝酸盐、氯化物等。
更具体地说,钛酸化合物颗粒为钛酸锶颗粒的情况下,可以举出钛化合物的水解物的无机酸解胶物(以下也称为钛源)和硝酸锶、氯化锶等(以下也称为锶源)。
以下,作为钛酸化合物颗粒的制造方法的一例,对钛酸锶颗粒的制造方法进行说明,但并不限于此。
氧化钛源与锶源的混合比例以SrO/TiO2摩尔比计优选为0.9以上1.4以下、更优选为1.05以上1.20以下。反应初期的氧化钛源浓度以TiO2计优选为0.05摩尔/升以上1.3摩尔/升以下、更优选为0.5摩尔/升以上1.0摩尔/升以下。
优选向氧化钛源与锶源的混合液中添加掺杂剂源。作为掺杂剂源,可以举出除钛和锶以外的金属的氧化物。作为掺杂剂源的金属氧化物例如以溶解在硝酸、盐酸、硫酸等中的溶液的形式添加。关于掺杂剂源的添加量,相对于锶100摩尔,作为掺杂剂的金属优选为0.1摩尔以上10摩尔以下的量、更优选为0.5摩尔以上10摩尔以下的量。
另外,可以在向氧化钛源与锶源的混合液中添加碱性水溶液时添加掺杂剂源。亦于此时,掺杂剂源的金属的氧化物以溶解在硝酸、盐酸或硫酸中的溶液的形式添加即可。
作为碱性水溶液,优选氢氧化钠水溶液。添加碱性水溶液时的温度越高,越倾向于得到结晶性良好的钛酸锶颗粒,本实施方式中,优选为60℃以上100℃以下的范围。
关于碱性水溶液的添加速度,添加速度越慢,越可得到大粒径的钛酸锶颗粒,添加速度越快,越可得到小粒径的钛酸锶颗粒。碱性水溶液的添加速度相对于投料原料例如为0.001当量/h以上1.2当量/h以下,适合为0.002当量/h以上1.1当量/h以下。
添加碱性水溶液后,为了除去未反应的锶源,进行酸处理。酸处理例如使用盐酸将反应液的pH调整为2.5~7.0、更优选调整为4.5~6.0。
在酸处理后,将反应液进行固液分离,对固体成分进行干燥处理,得到钛酸锶颗粒。
通过调整固体成分的干燥处理条件,对钛酸锶颗粒的含水率进行控制。
另外,在对钛酸锶颗粒表面进行疏水化处理的情况下,可以通过调整该疏水化处理后的干燥处理条件来进行含水率的控制。
此处,作为含水率控制时的干燥条件,例如优选干燥温度为90℃以上300℃以下(优选100℃以上150℃以下)、干燥时间为1小时以上15小时以下(优选5小时以上10小时以下)。
·疏水化处理
对于钛酸锶颗粒表面的疏水化处理例如如下进行:制备将疏水化处理剂和溶剂混合而成的处理液,在搅拌下将钛酸锶颗粒和处理液进行混合,进一步继续进行搅拌,由此进行疏水化处理。
在表面处理后,为了除去处理液的溶剂,进行干燥处理。
作为疏水化处理剂,可以举出上述物质。
作为上述处理液的制备中使用的溶剂,优选醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇)、烃类(例如苯、甲苯、正己烷、正庚烷)等。
上述处理液中,疏水化处理剂的浓度优选为1质量%以上50质量%以下、更优选为5质量%以上40质量%以下、进一步优选为10质量%以上30质量%以下。
关于疏水化处理中使用的疏水化处理剂的量,如上所述,相对于钛酸锶颗粒的质量优选为1质量%以上50质量%以下、更优选为5质量%以上40质量%以下、进一步优选为5质量%以上30质量%以下、特别优选为10质量%以上25质量%以下。
-其他外添剂-
本实施方式中使用的色调剂中,作为其他外添剂,可以包含除上述单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒以外的其他颗粒。
作为其他颗粒,可以举出除二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒以外的无机颗粒。
作为无机颗粒,可以举出Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO·SiO2、K2O·(TiO2)n、Al2O3·2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等。
作为其他外添剂的无机颗粒表面可以被施以疏水化处理。疏水化处理例如将无机颗粒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,例如可以举出硅烷系偶联剂、硅油、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂等。它们可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
疏水化处理剂的量相对于无机颗粒100质量份优选为1质量份以上10质量份以下。
作为其他颗粒,还可以举出树脂颗粒(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺树脂等树脂颗粒)、清洁活化剂(例如氟类高分子量体的颗粒)等。
在包含其他外添剂的情况下,其他外添剂的含量相对于外添剂的总含量优选为1质量%以上99质量%以下、更优选为10质量%以上90质量%以下、进一步优选为20质量%以上85质量%以下。
(外添剂的物性值关系)
-平均一次粒径之比-
上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt相对于单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs之比例Rt/Rs为0.5以上3.5以下。从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,比例Rt/Rs优选为0.6以上2.00以下、更优选为0.7以上1.50以下、进一步优选为0.80以上1.20以下。
-平均圆度Ca和平均圆度Cb-
优选单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca大于0.86且小于0.94,钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb大于0.78且小于0.94。
通过使单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的平均圆度为上述范围内,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
其理由据推测如下。
通过使单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca和钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的数值范围为上述范围内,单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒这两者容易适度地形成异形形状。因此,单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒不容易在色调剂颗粒上滚动,即使在显影机构的内部施加较大的负荷,也可进一步抑制向载体迁移、向色调剂颗粒表面的凹部的移动。根据以上情况可推测,通过使单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca和钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的数值范围为上述范围内,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca更优选为0.87以上0.93以下、进一步优选为0.88以上0.92以下。
从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb更优选为0.79以上0.93以下、进一步优选为0.80以上0.92以下。
单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca优选为大于钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的值。
通过使单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca和钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb为上述关系,与单分散二氧化硅颗粒相比,钛酸化合物颗粒容易具有带棱角的形状。这样,与单分散二氧化硅颗粒相比,钛酸化合物颗粒容易固定在色调剂颗粒表面。另一方面,与钛酸化合物颗粒相比,单分散二氧化硅颗粒容易形成圆润的形状。这样,与钛酸化合物颗粒相比,单分散二氧化硅颗粒容易在色调剂颗粒表面上滚动,容易与固定在色调剂颗粒表面的凸部和凹部这两处的钛酸化合物颗粒分别发生缓凝集。其结果,单分散二氧化硅颗粒也容易存在于色调剂颗粒表面的凸部和凹部这两处,并且向凹部的移动被抑制。根据以上情况可推测,通过使单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca为大于钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的值,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca与钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb之差(Ca-Cb)优选为0.01以上0.16以下、更优选为0.03以上0.15以下、进一步优选为0.05以上0.14以下。
此处,单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的平均圆度通过下述方法测定。
将外添在色调剂颗粒表面的测定对象——颗粒(单分散二氧化硅颗粒或钛酸化合物颗粒)利用扫描型电子显微镜SEM(Scanning Electron Microscope)装置(S-4100、日立制作所公司制造)进行观察,拍摄(倍率4万倍)图像。随机选择200个测定对象——颗粒,将其图像信息导入到图像分析装置(Winroof)中,根据所得到的一次颗粒的平面图像分析由下式计算出平均圆度。
·式:圆度=(4π×A)/I2
[式中,I表示图像上的一次颗粒的周长,A表示一次颗粒的投影面积。]
并且,测定对象——颗粒(单分散二氧化硅颗粒或钛酸化合物颗粒)的平均圆度作为通过上述平面图像分析得到的200个一次颗粒的圆度累积频率中的50%圆度获得。
需要说明的是,在对外添于色调剂颗粒之前的单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的平均圆度进行测定的情况下,可以将测定对象——颗粒(单分散二氧化硅颗粒或钛酸化合物颗粒)分散在体积平均粒径100μm的树脂颗粒本体(例如聚酯树脂、重均分子量Mw=500000)中,对于分散后的一次颗粒进行观察。
-单分散二氧化硅颗粒的比重Da和钛酸化合物颗粒的比重Db-
优选单分散二氧化硅颗粒的比重Da为1.1以上1.3以下,并且钛酸化合物颗粒的比重Db为大于单分散二氧化硅颗粒的比重Da的值。
通过使单分散二氧化硅颗粒的比重Da和钛酸化合物颗粒的比重Db满足上述关系,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
其理由据推测如下。
通过使钛酸化合物颗粒的比重Db为大于单分散二氧化硅颗粒的比重Da的值,在对于色调剂颗粒进行单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添时,钛酸化合物颗粒容易优先附着于色调剂颗粒表面。这样,单分散二氧化硅颗粒容易与固定在色调剂颗粒表面的凸部和凹部这两处的钛酸化合物颗粒分别发生缓凝集,由此容易存在于色调剂颗粒表面的凸部和凹部这两处,并且向凹部的移动被抑制。根据以上情况可推测,通过使单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的比重为上述范围内,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
钛酸化合物颗粒的比重Db优选为4.0以上6.5以下、更优选为4.1以上5.5以下、进一步优选为4.2以上5.0以下。
通过使钛酸化合物颗粒的比重Db为上述数值范围内,钛酸化合物颗粒相对于色调剂颗粒表面的附着性容易进一步提高。由此,单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒更不容易从色调剂颗粒游离出,可进一步抑制单分散二氧化硅颗粒向色调剂颗粒表面的凹部移动。据推测,由此可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。
从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,单分散二氧化硅颗粒的比重Da与钛酸化合物颗粒的比重Db之差(Db-Da)优选为2.7以上5.4以下、更优选为3.0以上5.0以下、进一步优选为3.5以上4.5以下。
单分散二氧化硅颗粒的比重Da和钛酸化合物颗粒的比重Db使用勒夏特里尔氏(LeChatelier)比重瓶依据JIS K 0061(2001)进行测定。操作如下进行。
(1)向勒夏特里尔氏(Le Chatelier)比重瓶中投入250ml的乙醇,按照凹液面达到刻度位置的方式进行调整。
(2)将比重瓶浸入恒温水槽中,在液温达到20.0±0.2℃时,由比重瓶的刻度准确读取凹液面的位置(精度0.025ml)。
(3)量取试样约100g,将该质量作为W(g)。
(4)将量取出的试样投入到比重瓶中,并除去气泡。
(5)将比重瓶浸入恒温槽中,在液温达到20.0±0.2℃时,由比重瓶的刻度准确读取凹液面的位置(精度0.025ml)。
(6)根据下式计算出比重。
D=W/(L2-L1)
ρ=D/0.9982
式中,D为试样的密度(20℃)(g/cm3),ρ为试样的比重(20℃),W为试样的表观质量(g),L1为将试样投入到比重瓶之前的凹液面的读数(20℃)(ml),L2为将试样投入到比重瓶之后的凹液面的读数(20℃)(ml),0.9982为水在20℃的密度(g/cm3)。
-单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率和钛酸化合物颗粒的外添被覆率-
当将色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率设为A%、将色调剂颗粒表面的钛酸化合物颗粒的外添被覆率设为B%时,A/B满足下式(1)。从进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生的角度考虑,A/B优选满足下式(2)、更优选满足下式(3)、进一步优选满足下式(4)。
式(1)0<A/B≦2.00
式(2)0.05≦A/B≦1.50
式(3)0.10≦A/B≦1.20
式(4)0.20≦A/B≦1.00
单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A%例如可以举出5%以上50%以下的范围,优选为5%以上40%以下、更优选为5%以上20%以下、进一步优选为5%以上15%以下。
通过使单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A%为上述范围,与高于上述范围的情况相比,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。其理由尚不确定,据推测是由于未与钛酸化合物颗粒发生缓凝集而单独存在于色调剂颗粒表面的二氧化硅颗粒减少所致的。
另外,通过使单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A%为上述范围,与低于上述范围的情况相比,可得到色调剂的流动性。
需要说明的是,单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A%例如可通过调整单分散二氧化硅颗粒的添加量、外添条件(例如在使用亨舍尔混合机的情况下的搅拌速度、混合时间等)来进行控制。
钛酸化合物颗粒的外添被覆率B%例如可以举出5%以上50%以下的范围,优选为5%以上40%以下、更优选为8%以上30%以下、进一步优选为10%以上20%以下。
通过使钛酸化合物颗粒的外添被覆率B%为上述范围,与低于上述范围的情况相比,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。其理由尚不确定,据推测是由于未与钛酸化合物颗粒发生缓凝集而单独存在于色调剂颗粒表面的二氧化硅颗粒减少所致的。
另外,通过使钛酸化合物颗粒的外添被覆率B%为上述范围,与高于上述范围的情况相比,带电维持性良好。作为其理由,据认为是由于,钛酸化合物颗粒的电阻低,钛酸化合物颗粒过量被覆而可能招致带电降低,通过使外添被覆率B%为上述范围,可抑制因带电降低引起的灰雾的恶化。
需要说明的是,钛酸化合物颗粒的外添被覆率B%例如通过调整钛酸化合物颗粒的添加量、外添条件(例如使用亨舍尔混合机的情况下的搅拌速度、混合时间等)来进行控制。
单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A%和钛酸化合物颗粒的外添被覆率B%如下求出。
利用扫描型电子显微镜SEM装置(株式会社日立制作所制:S-4700)在50000倍、100视野的条件下对色调剂进行观察,拍摄图像。根据拍摄得到的SEM图像,计算出色调剂颗粒的总表面积、附着有单分散二氧化硅颗粒的区域的面积、附着有钛酸化合物颗粒的区域的面积。
上述SEM图像中,附着有单分散二氧化硅颗粒的区域、附着有钛酸化合物颗粒的区域以及既未附着单分散二氧化硅颗粒也未附着钛酸化合物颗粒的区域如下进行辨别。具体地说,使用安装于电子显微镜S4100的能量色散型X射线分析装置EMAX model16923H(株式会社堀场制作所制)在加速电压20kV下进行面扫(mapping),求出已分辨出了外添剂种类的外添剂的图像面积。
并且,之后根据下式计算出各外添剂的被覆率。
式(5):A(%)=(单分散二氧化硅颗粒附着区域的面积)/(色调剂颗粒的总表面积)×100
式(6):B(%)=(钛酸化合物颗粒附着区域的面积)/(色调剂颗粒的总表面积)×100
-包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例-
存在于色调剂颗粒表面的单分散二氧化硅颗粒之中,包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数的比例、即凝集二氧化硅比例为20个数%以上。
凝集二氧化硅比例优选为20个数%以上70个数%以下、更优选为30个数%以上65个数%以下、进一步优选为40个数%以上60个数%以下。通过使凝集二氧化硅比例为上述范围,与低于上述范围的情况相比,可进一步抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。另外,通过使凝集二氧化硅比例为上述范围,与高于上述范围的情况相比,单分散二氧化硅不会过度地偏在,带电分布变狭窄,结果可抑制灰雾的产生。
凝集二氧化硅比例如下求出。
利用扫描型电子显微镜SEM装置(株式会社日立制作所制:S-4700)在50000倍、100视野的条件下对色调剂进行观察,拍摄图像。根据拍摄得到的SEM图像,确认附着于色调剂颗粒的外添剂之中色调剂颗粒表面所存在的单分散二氧化硅颗粒总数以及包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数,通过下式(7)求出凝集二氧化硅比例。
式(7):凝集二氧化硅比例(%)=(包含于包含钛酸化合物颗粒的凝集体中的单分散二氧化硅颗粒数)/(色调剂颗粒表面所存在的单分散二氧化硅颗粒总数)×100
需要说明的是,上述SEM图像中,存在单分散二氧化硅颗粒的区域、存在钛酸化合物颗粒的区域以及既不存在单分散二氧化硅颗粒也不存在钛酸化合物颗粒的区域如下进行辨别。具体地说,使用安装于电子显微镜S4100的能量色散型X射线分析装置EMAXmodel16923H(株式会社堀场制作所制)在加速电压20kV下进行面扫(mapping),分辨外添剂种类。
(色调剂的制造方法)
接下来,对本实施方式的色调剂的制造方法进行说明。
本实施方式的色调剂通过在色调剂颗粒的制造后对色调剂颗粒进行外添剂的外添而得到。
色调剂颗粒可以通过干式制法(例如,混炼粉碎法等)、湿式制法(例如凝集合一法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)中的任一方法来制造。色调剂颗粒的制法不特别限于这些制法,可以采用公知的制法。
这些之中,从得到平均圆度Cc小于0.98的色调剂颗粒的方面出发,可以通过混炼粉碎法得到色调剂颗粒。
具体地说,例如,在通过混炼粉碎法制造色调剂颗粒的情况下,经下述步骤制造色调剂颗粒:混炼步骤,将包含粘结性树脂和根据需要使用的离型剂等的色调剂颗粒构成成分熔融混炼;冷却步骤,将熔融混炼物冷却;粉碎步骤,将冷却后的混炼物粉碎;以及分级步骤,将粉碎物进行分级。
以下对各步骤的详情进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,对于得到包含着色剂以及离型剂的色调剂颗粒的方法进行说明,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。
-混炼步骤-
混炼步骤是将包含粘结性树脂、着色剂以及离型剂的构成成分(色调剂颗粒形成材料)熔融混炼而得到混炼物的步骤。
作为混炼步骤中使用的混炼机,例如可以举出三辊机型、单螺杆型、双螺杆型、班伯里混炼机型。
另外,作为熔融温度,根据进行混炼的粘结性树脂和离型剂的种类、混配比等来确定即可。
需要说明的是,在混炼步骤中,相对于色调剂颗粒形成材料100质量份,可以添加0.5质量份以上5质量份以下的水系介质(例如蒸馏水、离子交换水等水、醇类等)。
-冷却步骤-
冷却步骤是将上述混炼步骤中形成的混炼物冷却的步骤。
冷却步骤中,为了保持混炼步骤刚结束后的分散状态,优选以4℃/秒以上的平均降温速度由混炼步骤结束时的混炼物的温度冷却至40℃以下。
需要说明的是,平均降温速度是指由混炼步骤结束时的混炼物的温度降温至40℃的速度的平均值。
作为冷却步骤中的冷却方法,例如可以举出使用使冷水或盐水在其中循环的压延辊和夹层式(挟み込み式)冷却带等的方法。需要说明的是,在通过上述方法进行冷却的情况下,其冷却速度由压延辊的速度、盐水的流量、混炼物的供给量、混炼物压延时的坯片厚度等来确定。优选坯片厚度为1mm以上3mm以下的薄片。
-粉碎步骤-
将通过冷却步骤冷却后的混炼物利用粉碎步骤进行粉碎,由此形成颗粒。
在粉碎步骤中,例如使用机械式粉碎机、喷射式粉碎机等。
需要说明的是,也可以根据需要利用热风等对通过粉碎步骤得到的颗粒进行加热处理。
另外,也可以根据需要在通过粉碎步骤得到的颗粒和通过后述的分级步骤得到的颗粒中的至少一者的表面被覆树脂。树脂在颗粒表面的被覆例如可以通过使用干式颗粒复合化装置使树脂颗粒机械碰撞颗粒表面来进行。
-分级步骤-
通过粉碎步骤得到的颗粒可以根据需要利用分级步骤进行分级。
在分级步骤中,使用以往使用的离心式分级机、惯性式分级机等,除去微粉(即,比目标范围的粒径小的颗粒)和粗粉(即,比目标范围的粒径大的颗粒)。
经过以上的步骤,得到色调剂颗粒。
并且,本实施方式的色调剂例如通过向所得到的色调剂颗粒中添加外添剂并进行混合来制造。混合可以利用例如V搅拌机、亨舍尔混合机、罗迪格混合机等来进行。也可以进一步根据需要使用振动筛分机、风力筛分机等来除去色调剂的粗大颗粒。
<静电图像显影剂>
本实施方式的静电图像显影剂至少包含本实施方式的色调剂。
本实施方式的静电图像显影剂可以为仅包含本实施方式的色调剂的单组分显影剂,也可以为该色调剂与载体混合而成的双组分显影剂。
作为载体没有特别限制,可以举出公知的载体。作为载体,例如可以举出:在由磁性粉形成的芯材的表面被覆有被覆树脂的被覆载体;在基体树脂中分散混配有磁性粉的磁性粉分散型载体;在多孔质的磁性粉中浸渗树脂而成的树脂浸渗型载体;等等。
需要说明的是,磁性粉分散型载体和树脂浸渗型载体是以该载体的构成颗粒作为芯材并利用被覆树脂被覆该芯材而得到的载体。
作为磁性粉,例如可以举出铁、镍、钴等磁性金属、铁素体、磁铁矿等磁性氧化物等。
作为被覆树脂和基体树脂,例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、聚乙烯基酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、包含有机硅氧烷键而构成的纯有机硅树脂或其改性物、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、酚树脂、环氧树脂等。
需要说明的是,在被覆树脂和基体树脂中也可以包含导电性颗粒等其他添加剂。
作为导电性颗粒,可以举出金、银、铜等金属、炭黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾等颗粒。
此处,为了将被覆树脂被覆在芯材的表面,可以举出将被覆树脂以及必要时的各种添加剂溶解在适当的溶剂中并使用所得到的被覆层形成用溶液进行被覆的方法等。作为溶剂没有特别限定,考虑所使用的被覆树脂、涂布适性等进行选择即可。
作为具体的树脂被覆方法,可以举出:浸渍法,将芯材浸渍在被覆层形成用溶液中;喷雾法,将被覆层形成用溶液喷雾至芯材表面;流化床法,在利用流动空气使芯材悬浮的状态下喷雾被覆层形成用溶液;捏合涂布机法,在捏合涂布机中将载体的芯材与被覆层形成用溶液混合,之后除去溶剂;等等。
双组分显影剂中的色调剂与载体的混合比(质量比)优选为色调剂:载体=1:100~30:100、更优选为3:100~20:100。
<图像形成装置/图像形成方法>
对本实施方式的图像形成装置/图像形成方法进行说明。
本实施方式的图像形成装置具备:图像保持体;充电机构,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成机构,在经充电的图像保持体表面形成静电图像;显影机构,存储静电图像显影剂并利用静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;转印机构,将形成在图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影机构,将转印至记录介质表面的色调剂图像进行定影。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。
利用本实施方式的图像形成装置实施图像形成方法(本实施方式的图像形成方法),该方法具有下述步骤:充电步骤,对图像保持体表面进行充电;静电图像形成步骤,在经充电的图像保持体表面形成静电图像;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表面的静电图像显影为色调剂图像;转印步骤,将形成在图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及定影步骤,将转印至记录介质表面的色调剂图像进行定影。
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表面的色调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表面的色调剂图像一次转印至中间转印体表面,将转印至中间转印体表面的色调剂图像二次转印至记录介质表面的中间转印方式的装置;具备对色调剂图像的转印后、充电前的图像保持体表面进行清洁的清洁机构的装置;具备在色调剂图像的转印后、充电前对图像保持体表面照射除电光而进行除电的除电机构的装置;等等。
在为中间转印方式的装置的情况下,转印机构例如应用具有下述部件的构成:将色调剂图像转印至表面的中间转印体;将形成在图像保持体表面的色调剂图像一次转印至中间转印体表面的一次转印机构;以及将转印至中间转印体表面的色调剂图像二次转印至记录介质表面的二次转印机构。
需要说明的是,本实施方式的图像形成装置中,例如包含显影机构的部分也可以为在图像形成装置中装卸的墨盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如适于使用如下处理盒,该处理盒具备存储有本实施方式的静电图像显影剂的显影机构。
以下示出本实施方式的图像形成装置的一例,但并不限定于此。需要说明的是,对图中示出的主要部分进行说明,对于其他部分,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构成图。
图1所示的图像形成装置具备基于分色图像数据输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的各色图像的电子照相法的第1~第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K(图像形成机构)。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。需要说明的是,这些单元10Y、10M、10C、10K也可以为在图像形成装置中装卸的处理盒。
在各单元10Y、10M、10C、10K的附图中的上方,作为中间转印体的中间转印带20经过各单元而延伸设置。中间转印带20卷绕设置在沿图中从左向右的方向相互分开地配置的驱动辊22以及与中间转印带20内面相接的支持辊24上,使其沿着从第1单元10Y向着第4单元10K的方向运转。需要说明的是,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施加着张力。另外,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。
另外,向各单元10Y、10M、10C、10K的显影装置(显影机构)4Y、4M、4C、4K分别进行包括黄色、品红、蓝色、黑色这4色色调剂的色调剂供给,黄色、品红、蓝色、黑色这4色色调剂储存于色调剂盒8Y、8M、8C、8K。
第1~第4单元10Y、10M、10C、10K具有同等的构成,因此,此处以配设在中间转印带运转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。需要说明的是,对于与第1单元10Y同等的部分,附以带有品红色(M)、青色(C)、黑色(K)来代替黄色(Y)的参考符号,由此省略第2~第4单元10M、10C、10K的说明。
第1单元10Y具有起到图像保持体作用的感光体1Y。在感光体1Y的周围依序配设有:充电辊(充电机构的一例)2Y,将感光体1Y表面充电至预先设定的电位;曝光装置(静电图像形成机构的一例)3,基于分色图像信号利用激光线3Y将充电后的表面曝光而形成静电图像;显影装置(显影机构的一例)4Y,将充电后的色调剂供给至静电图像以使静电图像进行显影;一次转印辊5Y(一次转印机构的一例),将显影后的色调剂图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁机构的一例)6Y,除去一次转印后残留在感光体1Y表面上的色调剂。
需要说明的是,一次转印辊5Y配置在中间转印带20的内侧,被设于与感光体1Y对置的位置。此外,各一次转印辊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。各偏压电源通过利用未图示的控制部进行的控制而改变施加至各一次转印辊的转印偏压。
下面对第1单元10Y中的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表面充电至-600V~-800V的电位。
感光体1Y是在导电性(例如20℃的体积电阻率:1×10-6Ωcm以下)的基体上层积感光层而形成的。该感光层通常为高电阻(常见的树脂的电阻),但具有在照射激光线3Y时被照射了激光线的部分的电阻率发生变化的性质。于是,根据从未图示的控制部送出的黄色用图像数据,藉由曝光装置3将激光线3Y输出到充电后的感光体1Y表面。将激光线3Y照射至感光体1Y表面的感光层,由此在感光体1Y表面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表面的图像,其是所谓的负潜像,该负潜像是如下形成的:利用激光线3Y降低感光层的被照射部分的电阻率,使感光体1Y表面的充电后的电荷流动;另一方面,未照射激光线3Y的部分的电荷发生残留,由此形成该负潜像。
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上的静电图像可视化(显影)为色调剂图像。
在显影装置4Y内存储有例如至少包含黄色色调剂和载体的静电图像显影剂。黄色色调剂在显影装置4Y的内部通过被搅拌而摩擦带电,具有与在感光体1Y上充电的充电电荷相同极性(负极性)的电荷,并被保持在显影剂辊(显影剂保持体的一例)上。并且,感光体1Y表面经过显影装置4Y,由此黄色色调剂静电附着于感光体1Y表面上的经除电的潜像部,利用黄色色调剂使潜像进行显影。形成有黄色色调剂图像的感光体1Y继续以预先设定的速度运转,将在感光体1Y上显影的色调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,由感光体1Y朝向一次转印辊5Y的静电力作用于色调剂图像,将感光体1Y上的色调剂图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压具有与色调剂的极性(-)相反的(+)极性,例如在第1单元10Y中利用控制部(未图示)控制为例如+10μA。
另一方面,残留在感光体1Y上的色调剂利用感光体清洁装置6Y除去并被回收。
另外,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,利用第1单元10Y转印了黄色调剂图像的中间转印带20经第2~第4单元10M、10C、10K依次被传送,使各颜色的色调剂图像以叠加方式进行多重转印。
通过第1~第4单元而多重转印了4色色调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、与中间转印带内面相接的支持辊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(二次转印机构的一例)26构成。另一方面,记录纸(记录介质的一例)P藉由供给构件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为与色调剂的极性(-)相同极性的(-)极性,从中间转印带20朝向记录纸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至记录纸P上。需要说明的是,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机构(未图示)所检测出的电阻来确定,并且被控制着电压。
之后,将记录纸P送入定影装置(定影机构的一例)28中的一对定影辊的压接部(咬合部),将色调剂图像定影在记录纸P上,形成定影图像。
作为转印色调剂图像的记录纸P,例如可以举出电子照相法的复印机、打印机等中使用的普通纸。关于记录介质,除了记录纸P以外,还可以举出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,优选记录纸P的表面也是平滑的,例如,适于使用将普通纸的表面利用树脂等进行涂布而得到的铜版纸、印刷用的美术纸等。
将已完成彩色图像的定影的记录纸P向排出部送出,结束一系列的彩色成像动作。
<处理盒/色调剂盒>
对本实施方式的处理盒进行说明。
本实施方式的处理盒是在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储本实施方式的静电图像显影剂,利用静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
需要说明的是,本实施方式的处理盒并不限于上述构成,也可以为具备显影装置以及必要时的例如选自图像保持体、带电机构、静电图像形成机构以及转印机构等其他机构中的至少一者的构成。
以下示出本实施方式的处理盒的一例,但并不限定于此。需要说明的是,对图中示出的主要部分进行说明,对于其他部分,省略其说明。
图2是示出本实施方式的处理盒的示意性构成图。
图2所示的处理盒200例如利用具备安装导轨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(充电机构的一例)、显影装置111(显影机构的一例)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,制成墨盒。
需要说明的是,图2中,109表示曝光装置(静电图像形成机构的一例),112表示转印装置(转印机构的一例),115表示定影装置(定影机构的一例),300表示记录纸(记录介质的一例)。
接着对本实施方式的色调剂盒进行说明。
本实施方式的色调剂盒为存储本实施方式的色调剂且在图像形成装置中装卸的色调剂盒。色调剂盒存储用于供给至设于图像形成装置内的显影机构的补给用色调剂。
需要说明的是,图1所示的图像形成装置是具有装卸色调剂盒8Y、8M、8C、8K的构成的图像形成装置,显影装置4Y、4M、4C、4K与对应于各显影装置(颜色)的色调剂盒利用未图示的色调剂供给管进行连接。另外,在存储在色调剂盒内的色调剂不足的情况下,更换该色调剂盒。
实施例
以下对实施例进行说明,但本发明并不受这些实施例的任何限定。需要说明的是,在以下的说明中,只要不特别声明,“份”和“%”全部为质量基准。
<色调剂颗粒(A)>
(非晶性聚酯树脂1的制造)
将聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷76.9质量份(0.167摩尔)、对苯二甲酸24.1质量份(0.145摩尔)以及四丁氧基钛0.5质量份装入玻璃制4升的四口烧瓶中,安装温度计、搅拌棒、冷凝器和氮气导入管并置于加热套内。接着将烧瓶内用氮气置换后,在搅拌下慢慢地升温,一边在200℃的温度进行搅拌一边反应3.5小时(第1反应步骤)。其后添加偏苯三酸酐2.0质量份(0.010摩尔),在180℃反应1小时(第2反应步骤),得到非晶性聚酯树脂1。
该非晶性聚酯树脂1的酸值为10mgKOH/g,羟值为65mgKOH/g。另外,GPC测得的分子量如下:重均分子量(Mw)为7,800、数均分子量(Mn)为3,300、峰分子量(Mp)为5,500。
(非晶性聚酯树脂2的制造)
将聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟苯基)丙烷71.3质量份(0.155摩尔)、对苯二甲酸24.1质量份(0.145摩尔)以及四丁氧基钛0.6质量份装入玻璃制4升的四口烧瓶中,安装温度计、搅拌棒、冷凝器和氮气导入管并置于加热套内。接着将烧瓶内用氮气置换后,在搅拌下慢慢地升温,一边在200℃的温度进行搅拌一边反应2小时(第1反应步骤)。其后添加偏苯三酸酐5.8质量份(0.030摩尔%),在180℃反应9小时(第2反应步骤),得到非晶性聚酯树脂2。
该非晶性聚酯树脂2的酸值为15mgKOH/g,羟值为7mgKOH/g。另外,GPC测得的分子量如下:重均分子量(Mw)为190,000、数均分子量(Mn)为5,000、峰分子量(Mp)为10,000。
(苯乙烯丙烯酸类树脂3的制造)
·低密度聚乙烯(Mw1380、Mn840、基于DSC的最大吸热峰为100℃):18质量份
·苯乙烯:66质量份
·丙烯酸正丁酯:13.5质量份
·丙烯腈:2.5质量份
将上述成分投入高压釜中,将体系内氮气置换后,进行升温并在搅拌下保持在180℃。用时4.5小时向体系内连续地滴加2质量%的叔丁基氢过氧化物的二甲苯溶液50质量份,冷却后分离除去溶剂,得到乙烯基树脂成分与上述低密度聚乙烯反应而成的苯乙烯丙烯酸类树脂3。对苯乙烯丙烯酸类树脂3的分子量进行测定,结果重均分子量(Mw)为7000、数均分子量(Mn)为3000。
(结晶性聚酯树脂4的制造)
·癸二酸:81份
·己二醇:47份
将上述材料投入烧瓶中,用时1小时升温至温度160℃,确认到反应体系内正在被均匀搅拌后,投入二丁基氧化锡0.03份。一边蒸馏除去所生成的水一边用时6小时将温度升至200℃,在200℃继续搅拌4小时。接下来将反应液冷却,进行固液分离,将固体物质在温度40℃/减压下干燥,得到结晶性聚酯树脂4(熔解温度64℃、重均分子量15,000)。
(色调剂颗粒(A)的制造)
·非晶性聚酯树脂1:50.0质量份
·非晶性聚酯树脂2:50.0质量份
·苯乙烯丙烯酸类树脂3:5.0质量份
·结晶性聚酯树脂4:2.0质量份
·费托蜡(DSC最大吸热峰76℃):6.0质量份
·C.I.颜料蓝15:3:5.0质量份
·3,5-二叔丁基水杨酸铝化合物:0.5质量份
使用亨舍尔混合机(FM-75型、日本焦化工业株式会社制造)将上述配方所示的原材料在转速20s-1、旋转时间5min的条件下进行混合,得到色调剂组合物(A)。接下来,在设定为温度125℃的双螺杆混炼机(PCM-30型、株式会社池贝制)中进行混炼,得到熔融混炼物(A)。将所得到的熔融混炼物(A)冷却,利用锤击式粉碎机粗粉碎至1mm以下,接着利用机械式粉碎机(T-250、Turbo工业株式会社制)进行微粉碎,得到粉碎物(A)。
将所得到的粉碎物(A)使用表面改性装置Hybridization系统(奈良机械制作所制)或Mechano Fusion系统(Hosokawa Micron公司制造)进行表面改性处理以得到所期望的圆度。
接着使用网面固定式风力筛除去粗粒,得到色调剂颗粒(A)。在网面固定式风力筛中设置直径30cm、筛孔20μm、线的平均径为30μm的金属丝网,将色调剂粉体置于风量5Nm3/min的气流中,以处理量150kg/hr进行供给,利用袋式过滤器直接获取。此时的筛分前后的差压为1.0kPa。
色调剂颗粒(A)的体积平均粒径(D50v)为6.74μm,小径侧体积粒度分布指数(下GSDv)为1.41,平均圆度Cc为0.952、表面的结晶性聚酯树脂的露出率为8.61%。
<色调剂颗粒(B)>
除了不使用结晶性聚酯树脂4以外,与色调剂颗粒(A)同样地得到色调剂颗粒(B)。
色调剂颗粒(B)的体积平均粒径(D50v)为6.77μm,小径侧体积粒度分布指数(下GSDv)为1.40,平均圆度Cc为0.950、表面的结晶性聚酯树脂的露出率为0%。
<单分散二氧化硅颗粒(S1)>
(二氧化硅颗粒分散液(1)的制备)
在具备搅拌机、滴头、温度计的玻璃制反应容器中添加甲醇320份、10%氨水72份并进行混合,得到碱性催化剂溶液。将该碱性催化剂溶液调整为34℃(滴加开始温度)后,在搅拌下同时进行四甲氧基硅烷45份和8%氨水9份的滴加,得到亲水性的二氧化硅颗粒分散液(固体成分量12%)。此处,滴加时间为10分钟。其后,将所得到的二氧化硅颗粒分散液利用旋转过滤器R-Fine(寿工业公司制造)浓缩至固体成分量40%。将该浓缩物作为二氧化硅颗粒分散液(1)。
(单分散二氧化硅颗粒(S1)的制备)
使用二氧化硅颗粒分散液(1),如以下所示在超临界二氧化碳气氛下对于二氧化硅颗粒进行硅氧烷化合物表面处理。需要说明的是,在表面处理中使用具备二氧化碳储瓶、二氧化碳泵、夹带剂泵、带有搅拌机的高压釜(容量500ml)、压力阀的装置。
首先,向带有搅拌机的高压釜(容量500ml)中投入二氧化硅颗粒分散液(1)300份,使搅拌机在100rpm进行旋转。其后向高压釜内注入液化二氧化碳,一边利用加热器升温一边利用二氧化碳泵升压,使高压釜内成为150℃、15MPa的超临界状态。利用压力阀使高压釜内保持在15MPa,同时由二氧化碳泵流通超临界二氧化碳,从二氧化硅颗粒分散液(1)中除去甲醇和水(溶剂除去步骤),得到二氧化硅颗粒(未处理的二氧化硅颗粒)。
接着,在流通的超临界二氧化碳的流通量(累积量:按照标准状态的二氧化碳的流通量进行测定)达到了900份的时刻,停止超临界二氧化碳的流通。
其后,利用加热器维持温度150℃、利用二氧化碳泵维持压力15MPa,在高压釜内在维持二氧化碳超临界状态的状态下,将如下得到的处理剂溶液利用夹带剂泵注入到高压釜内,之后在搅拌下在180℃反应20分钟,所述处理剂溶液是相对于上述二氧化硅颗粒(未处理的二氧化硅颗粒)100份,预先将作为硅氧烷化合物的粘度10000cSt的二甲基硅油(DSO:商品名“KF-96(信越化学工业公司制造)”)0.3份溶解在作为疏水化处理剂的六甲基二硅氮烷(HMDS:有机合成化学药品工业公司制造)20份中而得到的。其后再次流通超临界二氧化碳,除去剩余的处理剂溶液。其后停止搅拌,打开压力阀,将高压釜内的压力释放至大气压,将温度降低至室温(25℃)。
由此,依次进行溶剂除去步骤、HMDS表面处理和DSO表面处理,得到单分散二氧化硅颗粒(S1)。
所得到的单分散二氧化硅颗粒(S1)的平均一次粒径Rs为45nm,粒度分布指数为1.25以下,平均圆度Ca为0.90,比重Da为1.2。
<单分散二氧化硅颗粒(S2)>
在二氧化硅颗粒分散液的制备中,将甲醇320份变更为甲醇340份、将10%氨水72份变更为10%氨水76份、将8%氨水9份变更为8%氨水15份、将滴加时间10分钟变更为13分钟、将滴加开始温度34℃变更为31℃,除此以外与单分散二氧化硅颗粒(S1)同样地得到单分散二氧化硅颗粒(S2)。
所得到的单分散二氧化硅颗粒(S2)的平均一次粒径Rs为70nm,粒度分布指数为1.25以下,平均圆度Ca为0.94,比重Da为1.2。
<钛酸化合物颗粒(T1)>
采取脱硫和解胶后的作为钛源的偏钛酸0.7摩尔(以TiO2计),装入反应容器中。接着向反应容器中添加氯化锶水溶液0.77摩尔以使SrO/TiO2摩尔比为1.1。接下来向反应容器中添加将氧化镧溶解在硝酸中而得到的溶液,相对于锶100摩尔,镧的添加量为1.0摩尔。使3种材料的混合液中的初期TiO2浓度为0.75摩尔/升。接着,将混合液搅拌,将混合液加热至90℃,一边将液温维持在90℃进行搅拌,一边用时2小时添加10N(mol/L)氢氧化钠水溶液153mL,进一步一边将液温维持在90℃,一边继续搅拌1小时。接着将反应液冷却至40℃,添加盐酸至pH5.5,进行1小时搅拌。接着通过反复进行倾滗和在水中的再分散而对沉淀物进行清洗。向清洗后的包含沉淀物的浆料中加入盐酸,调整至pH6.5,滤出固体成分,进行干燥。向干燥后的固体成分中添加异丁基三甲氧基硅烷(i-BTMS)的乙醇溶液,相对于固体成分100份,i-BTMS的添加量为20份,进行1小时搅拌。滤出固体成分,将固体成分在130℃的大气中干燥7小时,得到钛酸化合物颗粒(T1)。
所得到的钛酸化合物颗粒(T1)的平均一次粒径Rt为45nm,平均圆度Cb为0.86,比重Db为4.6。
<钛酸化合物颗粒(T2)>
除了将氢氧化钠水溶液的添加时间从2小时变更为7小时以外,与钛酸化合物颗粒(T1)同样地得到钛酸化合物颗粒(T2)。
所得到的钛酸化合物颗粒(T2)的平均一次粒径Rt为70nm,平均圆度Cb为0.86,比重Db为4.6。
<钛酸化合物颗粒(T3)>
除了将氢氧化钠水溶液的添加时间由2小时变更为10小时以外,与钛酸化合物颗粒(T1)同样地得到钛酸化合物颗粒(T3)。
所得到的钛酸化合物颗粒(T3)的平均一次粒径Rt为90nm,平均圆度Cb为0.90,比重Db为4.6。
<实施例1:色调剂1的制作>
向色调剂颗粒(A)100份中添加作为外添剂的单分散二氧化硅颗粒(S1)0.12份、钛酸化合物颗粒(T1)1.4份,利用5L的亨舍尔混合机以搅拌圆周速度30m/秒混合15分钟,得到色调剂1。
<实施例2~9:色调剂2~9的制作>
除了使单分散二氧化硅颗粒的种类和添加量以及钛酸化合物颗粒的种类和添加量为表1所记载的以外,与实施例1同样地得到色调剂2~9。
<实施例10:色调剂10的制作>
除了使用色调剂颗粒(B)100份来代替色调剂颗粒(A)100份以外,与实施例1同样地得到色调剂10。
<比较例1~3:色调剂C1~C3的制作>
除了使单分散二氧化硅颗粒的种类和添加量以及钛酸化合物颗粒的种类和添加量为表1所记载的以外,与实施例1同样地得到色调剂C1~C3。
<测定和评价>
(色调剂的特性)
将所得到的色调剂中的比例Rt/Rs示于表1。
另外,通过上述方法求出所得到的色调剂中的单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A%、钛酸化合物颗粒的外添被覆率B%、A/B的值以及凝集二氧化硅比例(表中的“凝集比例”),将结果示于表1。
(显影剂的制作)
将所得到的各色调剂与下述树脂被覆载体以色调剂:载体=9.2:91.8(质量比)的比例装入V型搅拌机中,搅拌20分钟,得到显影剂。
-载体-
·Mn-Mg-Sr系铁素体颗粒(平均粒径40μm):100份
·甲苯:14份
·聚甲基丙烯酸甲酯:2份
·炭黑(VXC72:Cabot制):0.12份
将除了铁素体颗粒以外的上述材料与玻璃珠(直径1mm、与甲苯同量)进行混合,使用关西涂料公司制造的砂磨机以旋转速度1200rpm搅拌30分钟,得到分散液。将该分散液与铁素体颗粒装入真空脱气型捏合机中,在搅拌下进行减压干燥,由此得到树脂被覆载体。
(灰雾评价)
将所得到的显影剂存储在图像形成装置“DocuCentre-VI C7771(富士施乐公司制造)”的改造机(将在环境变动下浓度自动控制传感器断开的改造机)”的显影装置中。使用该图像形成装置的改造机实施灰雾评价。
具体地说,在低温低湿环境下(10℃、15%RH环境下),在低R/L条件、即在图像形成与图像形成之间插入电源停止和10秒预热操作(暖機運転),同时在A4纸上反复形成1万张图像密度1%的图像,此时实施最后30张图像的灰雾评价。灰雾评价指标如下所述,将结果示于表1。
[灰雾评价指标]
G1:在30张上全部未观察到灰雾。
G2:仅在1张上观察到灰雾,为实用上的容许范围。
G3:在多张上观察到轻微的灰雾,为实用上的容许范围。
G4:在多张上观察到明显的灰雾,不适于实用。
G5:在30张上全部在整个面上观察到灰雾。
[表1]
Figure BDA0003567353800000431
由上述结果可知,本实施例的色调剂可抑制在低温低湿环境下、低图像密度以及低R/L的条件下反复进行图像形成时的灰雾产生。

Claims (19)

1.一种静电图像显影用色调剂,其具有:
平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒;以及
包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂,
上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt相对于上述单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs之比例Rt/Rs为0.50以上3.50以下,
当将上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率设为A%、将上述色调剂颗粒表面的上述钛酸化合物颗粒的外添被覆率设为B%时,A/B满足下式(1),
式(1)0<A/B≦2.00。
2.一种静电图像显影用色调剂,其具有:
平均圆度Cc为0.80以上且小于0.98的色调剂颗粒;以及
包含单分散二氧化硅颗粒和钛酸化合物颗粒的外添剂,
存在于上述色调剂颗粒表面的上述单分散二氧化硅颗粒之中,包含于包含上述钛酸化合物颗粒的凝集体中的上述单分散二氧化硅颗粒数的比例为20个数%以上。
3.如权利要求1或2所述的静电图像显影用色调剂,其中,
上述单分散二氧化硅颗粒的平均一次粒径Rs为20nm以上70nm以下,
上述钛酸化合物颗粒的平均一次粒径Rt为20nm以上70nm以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,
上述单分散二氧化硅颗粒的外添被覆率A为5%以上50%以下,
上述钛酸化合物颗粒的外添被覆率B为5%以上50%以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca大于0.86且小于0.94,
上述钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb大于0.78且小于0.94。
6.如权利要求5所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述单分散二氧化硅颗粒的平均圆度Ca为大于上述钛酸化合物颗粒的平均圆度Cb的值。
7.如权利要求1~6中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,
上述单分散二氧化硅颗粒的比重Da为1.1以上1.3以下,
上述钛酸化合物颗粒的比重Db为大于上述单分散二氧化硅颗粒的比重Da的值。
8.如权利要求7所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述钛酸化合物颗粒的比重Db为4.0以上6.5以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述钛酸化合物颗粒为钛酸碱土金属盐颗粒。
10.如权利要求1~9中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述钛酸化合物颗粒含有掺杂剂。
11.如权利要求10所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述掺杂剂为镧和二氧化硅中的至少一者。
12.如权利要求1~11中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述色调剂颗粒的体积平均粒径为5μm以上。
13.如权利要求1~12中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述色调剂颗粒的小径侧体积粒度分布指数为1.25以上。
14.如权利要求1~13中任一项所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述色调剂颗粒含有结晶性聚酯树脂。
15.如权利要求14所述的静电图像显影用色调剂,其中,上述色调剂颗粒表面的上述结晶性聚酯树脂的露出率为2%以上10%以下。
16.一种静电图像显影剂,其包含权利要求1~15中任一项所述的静电图像显影用色调剂。
17.一种在图像形成装置中装卸的色调剂盒,其存储权利要求1~15中任一项所述的静电图像显影用色调剂。
18.一种在图像形成装置中装卸的处理盒,其具备显影机构,该显影机构存储权利要求16所述的静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像。
19.一种图像形成装置,其具备:
图像保持体;
充电机构,对上述图像保持体表面进行充电;
静电图像形成机构,在经充电的上述图像保持体表面形成静电图像;
显影机构,存储权利要求16所述的静电图像显影剂,利用上述静电图像显影剂将形成在上述图像保持体表面的静电图像显影为色调剂图像;
转印机构,将形成在上述图像保持体表面的色调剂图像转印至记录介质表面;以及
定影机构,将转印至上述记录介质表面的色调剂图像进行定影。
CN202210309416.6A 2021-09-24 2022-03-28 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置 Pending CN115857294A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021156192A JP2023047230A (ja) 2021-09-24 2021-09-24 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、及び画像形成装置
JP2021-156192 2021-09-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115857294A true CN115857294A (zh) 2023-03-28

Family

ID=85660001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210309416.6A Pending CN115857294A (zh) 2021-09-24 2022-03-28 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230102175A1 (zh)
JP (1) JP2023047230A (zh)
CN (1) CN115857294A (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7098890B2 (ja) * 2017-07-28 2022-07-12 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
JP7443048B2 (ja) * 2018-12-28 2024-03-05 キヤノン株式会社 トナー

Also Published As

Publication number Publication date
US20230102175A1 (en) 2023-03-30
JP2023047230A (ja) 2023-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7375393B2 (ja) 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
CN112526841A (zh) 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、图像形成装置和方法
EP4063962B1 (en) Electrostatic charge image developing carrier, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
US11829103B2 (en) Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, and toner cartridge
US11733618B2 (en) Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
US11188004B2 (en) Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
US11067913B1 (en) Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
US11126099B2 (en) Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
CN113495440A (zh) 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒、成像装置和成像方法
CN115857294A (zh) 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒以及图像形成装置
EP4063960B1 (en) Electrostatic charge image developing carrier, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
US20230098242A1 (en) Toner for developing electrostatic charge image and electrostatic charge image developer
US11556071B2 (en) Electrostatic charge image developing carrier, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
US11181841B2 (en) Toner for electrostatic image development, electrostatic image developer, and toner cartridge
JP7395897B2 (ja) 画像形成装置及びトナーカートリッジ
EP4095616B1 (en) Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developer, toner cartridge, process cartridge, and image forming apparatus
EP4063961B1 (en) Electrostatic charge image developing carrier, electrostatic charge image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method
US11181843B2 (en) Electrostatic-image developing toner, electrostatic-image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP7395899B2 (ja) 画像形成装置
US20220382176A1 (en) Electrostatic image developing toner, electrostatic image developer, and toner cartridge
CN113204184A (zh) 静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置以及图像形成方法
CN115390382A (zh) 静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置以及图像形成方法
CN115113500A (zh) 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
CN115373236A (zh) 静电图像显影剂、处理盒、图像形成装置和图像形成方法
CN115857296A (zh) 静电图像显影用色调剂、静电图像显影剂、色调剂盒、处理盒和图像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination