CN1196035C - 双组份显影剂、使用该显影剂的图像形成方法及装置 - Google Patents

双组份显影剂、使用该显影剂的图像形成方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及在复印机、打印机、传真机等应用电子照相法、静电印刷法等时使用的双组份显影剂、使用该显影剂的图像形成方法及其图像形成装置。所述双组份显影剂至少含有磁性墨粉(A)和磁性载体(B)，磁性墨粉(A)包括磁性体，该磁性体是在磁性粒子表面上粘结着碳黑的复合磁性粒子。能充分赋与墨粉带电，防止墨粉飞散及背景污脏，能得到无带状污脏的良好图像。

Description

双组份显影剂、使用该显影 剂的图像形成方法及装置
                     技术领域
本发明涉及在复印机、打印机、传真机等应用电子照相法、静电印刷法等时使用的显影剂、使用该显影剂的图像形成方法及其图像形成装置。
                     背景技术
以往，作为使用墨粉使静电潜像显影的方法，以磁刷显影法(参照美国专利第2,874,063号说明书)为代表的双组份显影方法或单组份显影方法等广为人知。
在用于双组份显影方法的干式双组份显影剂中，微小的墨粉微粒通过因其与载体微粒的摩擦所产生的电吸力保持在较大的载体微粒表面上，若接近静电潜像，形成静电潜像的电场引起将墨粉微粒吸附到潜像上的吸力，上述吸力克服墨粉微粒与载体微粒之间的结合力，将墨粉微粒吸附到静电潜像上，使静电潜像成为可视像。并且，通过补充显影消耗的墨粉，反复使用显影剂。
因此，在上述双组份显影方法中，为了得到稳定的图像浓度，需要将载体与墨粉的混合比(墨粉浓度)设为一定，需要搭载墨粉补给机构及墨粉浓度传感器。这样，存在显影装置大型化以及动作机构复杂的缺点。
另一方面，在单组份显影方法中，不使用上述双组份显影方法中使载体微粒和墨粉微粒混合的显影剂，通过含有磁性体的磁性墨粉与内藏四氧化三铁的显影套之间的磁力，将墨粉保持在显影套上，若接近静电潜像，电场将墨粉微粒吸向潜像方向的吸力克服墨粉微粒与显影套之间的结合力，墨粉微粒被吸附到静电潜像上，使静电潜像成为可视像。
因此，在上述单组份显影方法中，没有必要控制墨粉浓度，具有显影装置能小型化的优点，但是，与双组份显影剂相比，在显影区域的墨粉微粒数少，墨粉在感光体上的显影不充分，高速复印机场合对应困难。
另一方面，在双组份显影方法中，高速复印机场合，显影套线速度变快，当墨粉带电量低时，显影剂中墨粉易脱离载体，即所谓墨粉易飞散，因此，在双组份显影方法中，也提出使用含有磁性墨粉的磁性双组份显影剂。
但是，在双组份显影剂中使用磁性墨粉场合，若磁性体量多，墨粉磁化变强，在双组份显影中，显影能力低下。另外，若磁性体量少，着色力低下，成为红色带状图像。为了改善这种状况，若合用碳黑等非磁性黑色颜料，则降低带电性，易发生背景污脏。
                     发明内容
本发明就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供能充分赋与墨粉带电、能得到无墨粉飞散、无背景污脏的良好图像的双组份显影剂。
为了实现上述目的，本发明提出一种双组份显影剂，其特征在于，至少包括含有磁性体的磁性墨粉和磁性载体，上述磁性体是在磁性粒子表面上粘结着碳黑的复合磁性粒子。
本发明通过使用在磁性粒子表面上粘结着碳黑的复合磁性粒子的磁性体，磁性体本身色调变黑，即使使用少量，墨粉也能得到足够的黑色度，能得到图像浓度良好的图像。另外，能使墨粉微粒充分带电，防止墨粉飞散及背景污脏。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉中磁性体含有量为10～30％重量。
通过使得磁性体含有量为10～30％重量，更好的是10～25％重量，能同时满足对显影能力以及防止墨粉飞散和背景污脏的要求。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉中的磁性体是将硅烷偶合剂作为粘结树脂、在磁性粒子表面上具有碳黑粉末包覆层的复合磁性粒子。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，相对磁性粒子，上述硅烷偶合剂为0.3～3.0％重量，相对磁性粒子，上述碳黑粉末为3～20％重量。
通过上述磁性体，碳黑牢固地固定在磁性粒子表面，制作墨粉时，在磁性体的分散工序中，磁性体表面的碳黑不会脱离，能防止背景污脏等问题。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉在1000Oe磁场中的磁化强度(σt)为10～30emu/g。
通过使得上述磁性墨粉在1000Oe磁场中的磁化强度(σt)为10～30emu/g，当取入墨粉时，显影剂能有效取入墨粉，即使反复复印墨粉消耗量多的图像，也能防止图像浓度低下。另外，因墨粉本身磁化引起朝显影剂载置体方向的磁束缚力，随着显影剂载置体回转，会引起墨粉飞散及背景污脏现象，而通过使得上述磁性墨粉在1000Oe磁场中的磁化强度(σt)为10～30emu/g，能有效防止上述墨粉飞散及背景污脏现象。也能防止显影剂从显影套脱离，附着到感光体上，通过使得构成显影剂的载体粒子小，能提高墨粉保有率，即使在高速复印机中也能实现足够的图像浓度，具有良好的细线再现性。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉中的磁性体是实质上不含有硅或铝元素的球状磁性体。
通过使得磁性墨粉中的磁性体是实质上不含有硅或铝元素的球状磁性体，能减小因湿度环境变化而引起的墨粉带电量的变化。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉中磁性体在1000Oe磁场中的磁化强度(σt)为30～90emu/g。
通过使得磁性墨粉(A)中磁性体在1000Oe磁场中的磁化强度(σt)为30～90emu/g，更好的是30～70emu/g，能满足墨粉的磁特性。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉中磁性体的平均粒径为0.2～0.4μm。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性墨粉中磁性体的比表面积为1～60m2/g。
通过使得磁性墨粉中磁性体的比表面积为1～60m2/g，能满足墨粉电阻与带电性两方面的要求，能得到图像浓度高、无背景污脏的图像。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述磁性载体的重量平均粒径为20～100μm，上述磁性墨粉的体积平均粒径为5～15μm。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉与磁性载体的重量比为10∶90～50∶50。
通过使得双组份显影剂的磁性墨粉与磁性载体的重量比为10∶90～50∶50，在显影区域墨粉量多，能提高墨粉保有率，即使在高速复印机中也能实现足够的图像浓度，具有良好的细线再现性。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉包含极性控制剂，该极性控制剂的平均粒径小于或等于3μm，相对粘结剂100重量份，该极性控制剂为0.2～10重量份。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉包含着色剂，相对粘结剂100重量份，该着色剂为0.1～3重量份。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉包含脱模剂，相对粘结剂100重量份，该脱模剂为0.1～10重量份。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性载体具有厚度为0.1～20μm的硅树脂包覆层。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性载体的包覆层中含有导电赋与剂，相对包覆树脂100重量份，该导电赋与剂为5～20重量份。
根据本发明中所述的双组份显影剂，其特征还在于，上述双组份显影剂的磁性载体的包覆层中含有硅烷偶合剂。
为了实现上述目的，本发明提出一种显影容器，其特征在于，该容器中充填本发明中所述的双组份显影剂，该显影容器包括：
第1分隔部，用于储存上述双组份显影剂中的磁性墨粉；
第2分隔部，用于储存上述双组份显影剂中的磁性载体。
为了实现上述目的，本发明提出一种图像形成装置，至少包括：
显影剂载置体，内部设有磁场发生装置，载置并运送至少包含墨粉和载体的双组份显影剂；
第1规制部件，规制在显影剂载置体上被载置运送的显影剂的量；
显影剂收纳部，配设在上述第1规制部件的沿显影剂载置体的显影剂运送方向上游侧，收纳由上述第1规制部件刮落的显影剂；
墨粉收纳部，配设在上述显影剂收纳部的沿运送方向上游侧，向显影剂载置体供给墨粉；
第2规制部件，用于设定与显影剂载置体之间的间隙，当显影剂载置体上的显影剂的墨粉浓度上升、显影剂层厚增加场合，用于规制显影剂增加部分的通过；
通过该第2规制部件，根据显影剂载置体上显影剂的墨粉浓度变化，使得显影剂与墨粉的接触状态变化，使得显影剂载置体上显影剂的墨粉取入状态变化；其特征在于：
上述双组份显影剂是本发明中所述的双组份显影剂。
通过使用上述显影剂，即使在不将墨粉补给机构及墨粉浓度传感器作为必要的小型廉价显影装置中，能使墨粉粒子充分带电，且磁性体本身色调变黑，即使少量使用，也能得到图像浓度高的良好图像。
为了实现上述目的，本发明提出一种图像形成方法，在感光体上形成潜像，用显影剂进行显影，其特征在于，上述显影剂使用本发明中所述的双组份显影剂。
下面说明本发明的效果。
按照本发明的双组份显影剂以及使用该双组份显影剂的图像形成方法、图像形成装置，能充分赋与墨粉带电，防止墨粉飞散及背景污脏，能得到无带状污脏的良好图像。
                     附图说明
附图简要说明如下：
图1是本发明图像形成装置的显影装置部分一例的概略截面图；
图2是说明本发明图像形成装置中显影剂流向一例的局部侧截面图；
图3是说明本发明图像形成装置中显影剂流向一例的局部侧截面图；
图4是说明本发明图像形成装置中显影剂流向一例的局部侧截面图。
                   具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明。
本发明中使用的墨粉可以用以往公知方法制得。具体地说，由粘结树脂、磁性体、极性控制剂、根据需要的任意添加剂构成混合物，在热辊式磨碎机中将该混合物熔融混炼后，冷却固化，再将其粉碎分级，再根据需要混入外添剂而得。
作为上述粘结剂树脂，公知物全部可以使用。例如，聚苯乙烯、聚p-氯苯乙烯、聚乙烯甲苯等苯乙烯及其置换体的单聚物；苯乙烯-p-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲基共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物等苯乙烯系共聚物；聚氯乙烯、苯酚树脂、天然改性苯酚树脂、天然树脂改性马来酸树脂、丙烯树脂、甲基丙烯树脂、聚醋酸乙烯酯、硅酮树脂、聚酯树脂，聚氨基甲酸乙酯树脂、聚酰胺树脂、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、松香、改性松香、萜烯树脂、香豆酮-茚树脂、脂肪族或脂环碳氢化合物树脂、芳香族系石油树脂、氯化石蜡、石蜡蜡等，可以单独使用或混合使用。
尤其在加热加压定影方式中，通过使用聚酯树脂作为粘结树脂，所得到的墨粉不易熔融到氯乙烯材质上，不易移转到热辊上。
在使用加压定影方式场合，可以使用例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲烯、聚氯基甲酸乙酯合成橡胶、乙烯-乙基丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、线形饱和聚酯、石蜡等。
最好将极性控制剂内添在墨粉微粒中，或外添在墨粉微粒上。通过极性控制剂能控制与显影系统相应的最适电荷量，在本发明中，通过使用极性控制剂，使用上述不控制墨粉浓度的显影方法场合，特别有效。
作为用于墨粉的极性控制剂可以使用公知物。作为正极性控制剂可以使用例如水溶对氮苯黑及脂肪酸金属盐等改性物，三丁基苄基铵-1-羟基-4-萘磺酸盐、四丁基铵四氟硼酸盐等四级铵盐，二丁基锡氧化物、二辛基锡氧化物、二环己基锡氧化物等二有机锡氧化物，二丁基锡硼酸盐、二辛基锡硼酸盐、二环己基锡硼酸盐等二有机锡硼酸盐，可以单独使用或混合使用。其中，水溶对氮苯黑系化合物、有机四级铵盐尤其合适。
作为负极性控制剂可以使用例如有机金属化合物，螯形化合物，很有效。可以列举例如铝乙酰丙酮配位基、铁(II)乙酰丙酮配位基、3，5-二特-丁基水杨酸铬等，较好的是乙酰丙酮金属配位化合物，单偶氮金属配位化合物，萘甲酸或水杨酸系的金属配位化合物或盐，最好是水杨酸系的金属配位化合物，单偶氮金属配位化合物或水杨酸系的金属盐。
上述极性控制剂最好使用微粒状，平均粒径最好为3μm以下。
用于墨粉的极性控制剂的使用量由粘结树脂的种类、有否根据需要使用添加剂、包含分散方法的墨粉制作方法决定，并不是由单因素限定，较好的是，相对粘结树脂100重量份，处于0.1～20重量份范围，更好的是，处于0.2～10重量份范围。不满0.1重量份场合，墨粉带电量不足，不实用；而超过20重量份场合，墨粉带电量过多，与载体之间的静电吸力增大，降低显影剂的流动性，引起图像浓度低下。
作为用于本发明的磁性墨粉(A)的磁性体可以按以下方法制作：将硅烷偶合剂作为粘结树脂，在四氧化三铁、赤铁、铁素体等磁性氧化铁的表面包复碳黑。其中，最好使用四氧化三铁。
用作硅烷偶合剂的量可以是：相对磁性粒子，为0.3～3.0％重量，最好为0.3～1.5％重量。不满0.3％重量场合，碳黑不能牢固地附着在磁性粒子上，在制作墨粉时的磁性体分散工序中，磁性体表面的碳黑脱离，发生背景污脏等问题。若超过3％重量场合，磁性粒子表面的碳黑包复层不均一，向墨粉中的分散性变差，极端场合，成为复合磁性粒子。
用作碳黑的量可以是：相对磁性粒子，为3～20％重量，最好为5～15％重量。不满3％重量场合，磁性体本身的黑色度变差，发生输出图像浓度低的问题。若超过20％重量场合，磁性体流动性低下，墨粉制作时磁性体分散性差，进而，碳黑易从磁性体离脱，成为背景污脏等异常图像。
可以一边将硅烷偶合剂溶液喷雾在磁性粒子上，一边进行混合搅拌，将硅烷偶合剂包覆在磁性粒子粉末的粒子表面上。
作为用于粘结树脂的硅烷偶合剂可以列举如下：例如，六甲基二硅氨烷，三甲基硅烷，三甲基氯硅烷，三甲基乙氧基硅烷，二甲基二氯硅烷，甲基三氯硅烷，烯丙基二甲基氯硅烷，烯丙基苯基二氯硅烷，苄基甲基氯硅烷，溴甲基二甲基氯硅烷，α-氯乙基三氯硅烷，β-氯乙基三氯硅烷，氯甲基二甲基氯硅烷，三有机硅烷硫醇，三甲基甲硅烷硫醇，三有机甲硅烷丙烯酸酯，乙烯二甲基乙酸硅烷，二甲基乙氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，二苯基二乙氧基硅烷，六甲基二硅氧烷，1，3-二乙烯四甲基二硅氧烷，1，3-二苯基四甲基二硅氧烷。
可以使用公知制作方法制作四氧化三铁作为磁性粒子。例如，用碱性水溶液中和硫酸铁水溶液，得到氢氧化铁。此后，用含有氧的气体氧化将pH值调整到10以上的氢氧化铁悬浮液，得到四氧化三铁浆。接着，对该浆进行水洗、过滤、干燥、粉碎，得到四氧化三铁粒子。
上述磁性体最好为实质上不含硅或铝的球状磁性体。平均粒径为0.2～0.4μm，最好为0.2～0.3μm。
含在磁性墨粉中的量可以是：相对墨粉，较好的是5～80％重量，最好为10～30％重量。
另外，本发明中使用的磁性墨粉(A)在1000Oe磁场中的磁化强度为10～30emu/g，最好为15～25emu/g。若比10emu/g小，墨粉的磁偏压效果小，易发生墨粉飞散或背景污脏；而若比30emu/g大，墨粉的磁偏压效果大，图像浓度变低。
用于本发明的磁性墨粉(A)的磁性体的含有量可以是10～30％重量，最好为15～25％重量。比表面积为1～60m2/g，最好为3～20m2/g。通过将含有量及比表面积设为上述范围，能满足墨粉电阻及带电性要求，能得到图像浓度高、且无背景污脏的图像。
也可以根据需要在本发明的磁性墨粉(A)中添加颜料或染料等着色剂。作为颜料，例如作为黑色着色剂，可以使用碳黑，苯胺黑，炉黑，灯黑等；作为青色着色剂，可以使用例如酞菁蓝，亚甲蓝，维多利亚蓝，甲基紫，苯胺蓝，群青蓝等；作为品红色着色剂，可以使用例如若丹明6G色淀，二甲基喹吖酮，沃丘格红，孟加拉玫红，若丹明B，茜素色淀等；作为黄色着色剂，可以使用例如铬黄，联苯胺黄，汉撒黄，纳夫妥黄，钼橙，喹啉黄，酒石黄等。相对墨粉的粘结树脂100重量份，添加量可以为0.1～20重量份，最好为2～10重量份。作为染料，可以列举例如偶氮系染料，蒽醌系染料，呫吨系染料，次甲基系染料等，相对墨粉的粘结树脂100重量份，添加量可以为0.05～10重量份，最好为0.1～3重量份。
为了提高墨粉的带电稳定性、显影性、流动性、耐久性，最好在本发明的墨粉中使用添加剂。作为这种添加剂可以列举例如氧化铈、氧化锆、氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锑、氧化锡等金属氧化物、碳化硅、氮化硅等微粉末等提高流动性剂；例如氟系树脂微粒、硅酮系树脂微粒、丙烯酸系树脂微粒等树脂微粒、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸镁等金属皂系润滑剂等清洗辅助剂。其中，作为提高流动性剂，氧化硅、氧化钛特别好，作为清洗辅助剂，硬脂酸锌特别好。
用于本发明的提高流动性剂最好根据需要合用硅漆、各种改性硅漆、硅油、各种改性硅油、硅烷偶合剂、具有官能团的硅烷偶合剂、其它有机硅化合物等处理剂、或各种处理剂。
为了使定影时脱模性良好，在本发明的墨粉中也可以含有脱模剂。作为脱模剂可以使用公知物，例如低分子量聚乙烯，低分子量聚丙烯，微晶蜡，巴西棕榈蜡，萨索尔蜡(sasol waxes)，石蜡蜡等。相对粘结树脂100％重量，将0.1～10％重量的脱模剂加入磁性墨粉中。
在本发明中，作为构成显影剂的载体，将在1000Oe磁场中的磁化强度设为30～120emu/g，最好为40～100emu/g，由于显影区域中显影剂向显影套的磁束缚力变大，能有效防止载体往感光体上附着现象，得到良好图像。
在本发明中，作为构成显影剂的磁性墨粉，体积平均粒径为5～15μm，最好为6～10μm，这样，细线再现性好，中间色调均一性好。作为载体，重量平均粒径为20～100μm，最好为20～80μm，这样，由于能提高显影区域中显影剂层的墨粉浓度，即使在高速机显影中也能得到图像浓度高的良好图像。
在本发明中，作为构成显影剂的载体的核体粒子可以使用公知物，可以列举例如铁、钴、镍等强磁性金属，四氧化三铁、赤铁、铁素体等合金或化合物，上述强磁性体微粒与树脂的复合体等。
为了耐久性目的，最好用树脂包覆在本发明中使用的载体。
作为形成包覆层的树脂可以列举如下：例如聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等聚烯烃系树脂；聚苯乙烯、丙烯基(例如聚甲基丙烯酸酯)、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯咔唑、聚乙烯醚、聚乙烯酮等聚乙烯及聚亚乙烯系树脂；氯乙烯-醋酸乙烯共聚物；由有机硅氧烷键构成的硅树脂或其改性品(例如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯等改性品)；聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯四氟乙烯等氟树脂；聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、尿素-甲醛树脂等氨基树脂；环氧树脂等。其中，从防止失效墨粉(spent-toner)角度考虑，硅树脂或其改性品、氟树脂较好，尤其，硅树脂或其改性品最好。
作为硅树脂可以使用以往所知的任何硅树脂，可以列举下面一般式(1)表示的仅由有机硅氧烷键构成的纯硅以及用醇酸、聚酯、环氧、尿烷等改性的硅树脂。
上式中R1表示氢原子、碳原子1～4的烷基或苯基，R2及R3表示氢基、碳原子数1～4的烷氧基、苯基、苯氧基、碳原子数2～4的链烯基、碳原子数2～4的链烯羟基、羟基、羧基、环氧乙烷基、环氧丙基或下面一般式(2)表示的基。
Figure C0113655000152
上式中R4、R5表示羟基、羧基、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～4的烷氧基、碳原子数2～4的链烯基、碳原子数2～4的链烯羟基、苯基、苯氧基，k、l、m、n、o、p表示1以上整数。
上述各取代基除了未取代之外，也可以具有例如氨基、羟基、羧基、巯基、烷基、苯基、环氧乙烷基、缩水甘油基、卤素原子那样的取代基。
为了控制体积固有电阻，本发明中使用的载体也可以将赋与导电性材料分散到包覆层中。上述被分散的赋与导电性的材料可以是公知材料，可以列举例如铁、金、铜等金属，铁素体、四氧化三铁等氧化铁，碳黑等颜料。
其中，尤其通过使用作为碳黑之一的炉黑与乙炔黑的混合物，添加少量导电性微粉末，能有效调整导电性，能得到包覆层的耐摩耗性良好的载体。这种导电性微粉末粒径最好为0.01～10μm左右，相对包覆树脂100重量份，所添加的导电性微粉末较好的是为2～30重量份，更好的是为5～20重量份。
另外，为了提高载体包覆层中与核体粒子的粘结性，或为了提高赋与导电性材料的分散性，也可以添加硅烷偶合剂、钛偶合剂等。
作为本发明中使用的硅烷偶合剂可以是下面一般式表示的化合物：
YRSiX3                         (3)
上式中，X是与硅原子结合的加水分解基，例如氯基、烷氧基、乙酸基、烷基氨基、丙烯基羟基(propenoxy group)；Y是与有机基体(organic matrix)反应的有机官能团，可以列举乙烯基、异丁烯基、环氧基、缩水甘油氧基(glycidoxy group)、氨基、巯基等。R是碳原子数1～20的烷基或烷撑基。
在上述硅烷偶合剂中，为了得到具有负带电性的显影剂，最好使用在Y中具有氨基的氨基硅烷偶合剂，为了得到具有正带电性的显影剂，最好使用在Y中具有环氧基的环氧基硅烷偶合剂。
关于包覆层的形成方法，可以采用公知技术，例如采用喷雾法、浸渍法等方法在载体核体粒子表面涂布包覆层形成液。包覆层厚度最好为0.1～20μm。
下面，说明本发明涉及的显影装置。
图1表示本发明一例的图像形成装置的显影装置部分的概略图。显影装置13配置在作为潜像载置体的感光体鼓1的侧面，主要由支承壳体14、作为显影剂载置体的显影套15、显影剂收纳部件16、作为显影剂规制部件的第1刮板17等构成。
支承壳体14朝感光体鼓1侧有开口，内部形成作为墨粉收纳部的墨粉料斗19，用于在内部收纳墨粉18。墨粉料斗19的靠近感光体鼓1一侧设有显影剂收纳部件16，该显影剂收纳部件16与支承壳体设为一体，上述显影剂收纳部件16形成用于收纳显影剂22的显影剂收纳部16a，显影剂22由墨粉18和磁性微粒载体构成。另外，在支承壳体14的位于显影剂收纳部件16下方位置形成墨粉供给开口部20，其形成设有对向面14b的突出部14a，通过显影剂收纳部件16下部23与上述对向面14b所形成的空间，供给墨粉18。
在墨粉料斗19内部，配设作为墨粉供给机构的墨粉搅拌部件21，通过没有图示的驱动机构驱动上述墨粉搅拌部件回转。墨粉搅拌部件21搅拌墨粉料斗19内的墨粉18，将其朝墨粉供给开口部20送出。另外，在墨粉料斗19的与感光体鼓1侧的相反侧配设墨粉用尽检测装置14c，用于在墨粉料斗19内的墨粉18量变少时进行检测。
在感光体鼓1与墨粉料斗19之间的空间配设显影套15。通过没有图示的驱动机构驱动上述显影套15按图示箭头方向回转，在其内部配设作为磁场发生装置的四氧化三铁(没有图示)，该四氧化三铁相对显影装置13保持相对位置不变。在显影剂收纳部件16的与支承壳体安装侧的相反侧配设第1刮板17，其与显影剂收纳部件16安装成一体。第1刮板17的前端与上述显影套15的外周面之间保持一定的间隙。
在显影剂收纳部件16的靠近墨粉供给开口部20的部位配设作为显影剂规制部件的第2刮板23。第2刮板23的基端与显影剂收纳部件16形成为一体，第2刮板23的自由端相对上述显影套15的外周面保持一定的间隙，朝着妨害形成在显影套15表面的显影剂22层的流动的方向，即，使得自由端朝着显影套15的中心。
显影剂收纳部16a构成为具有足够的空间，在显影套15的磁力所涉及的范围，能使显影剂22循环移动。对向面14b形成所定长度，从墨粉料斗19侧向着显影套15侧呈向下倾斜。这样，发生振动、设于显影套15内部的没有图示的磁石的磁力分布不匀、显影剂22中局部墨粉浓度上升等时，显影剂收纳部16a内的载体即使从第2刮板23与显影套15的外周面之间落下，该落下的载体落在对向面14b上，向显影套15侧移动，被磁力吸附在显影套15上，再次供给到显影剂收纳部16a内。这样，能防止减少显影剂收纳部16a内的载体量，能防止发生在显影套15轴方向的图像浓度不匀。对向面14b的倾斜角度α为5°左右，所定长度l较好的是2～20mm，更好的是，3～10mm。
通过上述结构，用墨粉搅拌部件21从墨粉料斗19内部送出的墨粉18通过墨粉供给开口部20供给到载置在显影套15上的显影剂22上，被运向显影剂收纳部16a。并且，显影剂收纳部16a内的显影剂22载置在显影套15上，被运送到与感光体鼓1外周面对向的位置，仅仅墨粉18与形成在感光体鼓1上的静电潜像静电结合，在感光体鼓1上形成墨像。
在图1中，符号100表示装有墨粉的容器，向墨粉料斗19供给墨粉；符号101表示装有显影剂的容器，向显影剂收纳部16a供给显影剂。符号12表示转印辊，其将形成在感光体鼓1上的墨像转印到记录材料28上。
在此，说明形成上述墨像时的显影剂22的动向。若在显影装置13中装入仅由磁性载体22a构成的初始成份，则如图2所示，磁性载体22a被分为磁吸在显影套15表面的部分和收纳在显影剂收纳部16a内部分。随着显影套15沿箭头a方向回转，收纳在显影剂收纳部16a内的磁性载体22a由于受到来自显影套15内的磁力影响，朝箭头b方向以1mm/s以上的移动速度循环移动。在磁吸在显影套15表面的磁性载体22a的表面与在显影剂收纳部16a内移动的磁性载体22a的表面之间的分界部形成分界面X。
接着，若将墨粉18装入墨粉料斗19中，则墨粉18从墨粉供给开口部20供给到载置在显影套15的磁性载体22a上。因此，显影套15载置成为墨粉18和磁性载体22a混合物的显影剂22。
在显影剂收纳部16a内，由于存在所收纳的显影剂22，对于由显影套15运送的显影剂22作用着要使上述运送停止的力。若存在于载置在显影套15的显影剂22表面的墨粉18被运向上述分界面X，分界面X附近的显影剂22间的摩擦力降低，分界面X附近的显影剂22的运送力降低，这样，分界面X附近的显影剂22的运送量减少。
另一方面，对于从合流点Y沿显影套15回转方向上游侧的显影剂22，由于没有受到上述显影剂收纳部16a内那种对于由显影套15运送的显影剂22作用着的要使上述运送停止的力，所以，运送到合流点Y的显影剂22与在分界面X运送的显影剂22的运送量的平衡被打破，显影剂22发生碰撞状态，如图3所示，合流点Y的位置上升，包含分界面X的显影剂22的层厚增加。另外，通过第1刮板17的显影剂22的层厚也逐渐增加，该增加的显影剂22被第2刮板23刮落。通过第1刮板17的显影剂22一达到所定墨粉浓度，如图4所示，被第2刮板23刮落的成为层状的增加部分的显影剂22堵塞墨粉供给开口部20，在该状态下墨粉18取入结束。这时，在上述显影剂收纳部16a内，由于墨粉浓度变高，显影剂22密度增大，这样，显影剂收纳部16a内空间变狭，显影剂22按图示箭头b方向循环移动的移动速度也降低。在堵塞墨粉供给开口部20的显影剂22层中，由第2刮板23刮落的显影剂22如图4中箭头c所示，以速度1mm/s以上的移动速度移动，落在对向面14b上，由于对向面14b朝显影套15侧以角度α向下方倾斜，且具有所定长度l，能防止显影剂22因显影剂22层移动而落向墨粉料斗19，显影剂22的量能经常保持一定，能对墨粉供给进行自控制保持常时一定。
下面，通过磁性体制作例、墨粉制作例、载体制作例及实施例更具体地说明本发明。
磁性体制作例1
在四氧化三铁100重量份中添加甲基三甲氧基硅烷溶液的固形部分0.5重量份，在Henshel混合器混合搅拌30分钟。
接着，添加12重量份的碳黑，进行60分钟混合搅拌，使得碳黑微粒粉末附着包覆到甲基三甲氧基硅烷上之后，使用干燥机在105℃温度下干燥60分钟，得到磁性体1作为碳复合磁性粒子。
该磁性体1的特性如下：
平均粒径：0.20μm；
FeO含有量：20％重量；
比表面积：8.3m2/g；
磁化强度：61emu/g。
磁性体制作例2-9
采用与磁性体制作例1相同的方法，按表1中配方得到作为碳复合磁性粒子的磁性体2-9。
下面表示墨粉制作例。
墨粉制作例1
聚酯树脂        100重量份
含铬偶氮染料    3重量份
巴西棕榈蜡      5重量份
磁性体1         70重量份
将上述配方的混合物在Henshel混合器混合后，通过设定在140℃的混炼挤压机进行混炼后，冷却固化，在切断式粉碎机中进行粗粉碎，再使用机械式粉碎机进行微粉碎，使用利用附壁效应的多分割分级机对所得微粉碎物进行粉碎分级，得到平均粒径8μm的母体粒子。相对该母体粒子100重量份，添加经疏水化处理的胶态二氧化硅0.3重量份，经疏水化处理的氧化钛0.2重量份，在Henshel混合，得到墨粉粒子a。该墨粉的在10000 Oe磁场中的磁化强度为24emu/g。
墨粉制作例2-9
使用表1所示配方的磁性体2-9作为磁性体，其它与制作例1相同，制作墨粉，得到墨粉粒子b-i。
                           表1
  墨粉  墨粉名  磁性体名 硅烷偶合剂量(重量份)   碳添加量(重量份)
  制作例1     A   磁性体1     0.5     12
  制作例2     B   磁性体2     0.3     12
  制作例3     C   磁性体3     1.5     12
  制作例4     D   磁性体4     3.0     12
  制作例5     E   磁性体5     7.0     12
  制作例6     F   磁性体6     0.0     12
  制作例7     G   磁性体7     0.5     3
  制作例8     H   磁性体8     0.5     20
  制作例9     I   磁性体9     0.0     0
墨粉制作例10
聚酯树脂          100重量份
含铬偶氮染料      3重量份
巴西棕榈蜡        5重量份
碳复合磁性粒子    70重量份
该碳复合磁性粒子的特性如下：
平均粒径：0.20μm；
FeO含有量：20％重量；
比表面积：8.0m2/g；
磁化强度：61emu/g。
将上述配方的混合物在Henshel混合器混合后，通过设定在140℃的混炼挤压机进行混炼后，冷却固化，在切断式粉碎机中进行粗粉碎，再使用机械式粉碎机进行微粉碎，使用利用附壁效应的多分割分级机对所得微粉碎物进行粉碎分级，得到平均粒径8μm的母体粒子。相对该母体粒子100重量份，添加经疏水化处理的胶态二氧化硅0.3重量份，经疏水化处理的氧化钛0.2重量份，在Henshel混合，得到墨粉粒子j。该墨粉的在10000Oe磁场中的磁化强度为24emu/g。
墨粉制作例11-20
使用表2所记载配方的碳复合磁性粒子作为碳复合磁性体粒子，其它与制作例10相同，制作墨粉，得到墨粉粒子k-t。
墨粉制作例21
不使用碳复合磁性体，其它与墨粉制作例1相同，制作墨粉，得到墨粉粒子u。
特性表示在表2中。
表2
墨粉  墨粉名     墨粉磁化强度(emu/g)    磁性体添加量(重量份)                      磁性体
   磁化强度(emu/g)  平均粒径(μm)    FeO量(wt％)     比表面积(m2/g)
制作例10   J     24     70     61   0.2     20      8.0
制作例11   K     30     70     76   0.23     22      7.1
制作例12   L     18     70     45   0.26     19      9.4
制作例13   M     11     70     29   0.33     15      3.9
制作例14   N     26     70     67   0.4     21      4.2
制作例15   O     26     70     65   0.14     19      13.8
制作例16   P     19     70     49   0.03     22      60.0
制作例17   Q     25     70     64   0.21     11      8.3
制作例18   R     9     20     60   0.45     26      2.3
制作例19   S     40     20.0     61   0.22     20      8.0
制作例20   T     24     70     61   0.22     26      8.0
制作例21   U     0     0     -   -     -      -
下面表示载体制作例。
载体制作例1
相对用湿式法制作的四氧化三铁100重量份，将聚乙烯醇2重量份，水60重量份放入球磨机中，12小时混合，调制四氧化三铁浆液。用喷雾式干燥机喷上述浆液，成为平均粒径54μm的球形粒子。
在氮环境下将该粒子在1000℃温度下经三小时焙烧后冷却，得到核体粒子1。
硅树脂溶液               100重量份
甲苯                     100重量份
γ-氨丙基三甲氧基硅烷    6重量份
碳黑                     10重量份
将上述混合物在高速混合器经20分钟分散，调制涂覆层形成液1。
使用流化床型涂覆装置，将上述涂覆层形成液涂覆在核体粒子1的1000重量份的表面上，得到硅树脂包覆载体A。该载体粒子的特性如下：
重量平均粒径：58μm；
磁化强度：65emu/g。
载体制作例2
将水加入到CuO 24mol％，ZnO 25mol％，Fe2O3 51mol％中，用湿式球磨机经12小时粉碎混合，得到浆液。干燥粉碎该浆液后，在1000℃温度下进行焙烧。焙烧后再在湿式球磨机经10小时粉碎，加入分散剂及粘结剂，接着，用喷雾式干燥机成粒，干燥，在电炉中在1100℃温度下经三小时焙烧后，进行粉碎，分级，得到平均粒径为51μm的核体粒子2。对于该核体粒子，采用与载体制作例1相同的方法形成包覆层，得到载体B。该载体粒子的特性如下：
重量平均粒径：55μm；
磁化强度：51emu/g。
载体制作例3
聚酯树脂    30重量份
四氧化三铁(平均粒径0.8μm)    70重量份
将上述混合物熔融混炼后，粉碎，分级，得到平均粒径为53μm的载体粒子C。该载体粒子的特性如下：
重量平均粒径：53μm；
磁化强度：42emu/g。
实施例1
相对载体制作例1所制得的载体C1 100重量份，加入墨粉制作例1所制得的墨粉a 25重量份，在Turbula混合器混合，得到显影剂。
接着，将图1所示显影装置组装到理光公司制的imagioMF200中，进行图像形成试验，通过下面所述评价方法，对图像浓度、背景污脏、中间色调再现性、图像浓度控制性进行评价。结果表示在表3中。
实施例2-实施例19，比较例1-比较例2
与实施例1一样，将表3所示的墨粉及载体进行组合，制作显影剂，用与实施例1一样的方法进行评价。结果表示在表3中。
试验评价方法如下：
图像浓度
用Macbeth反射浓度计(型号：RD514)测定配置在原稿图像上部、中部、下部的九处实心图像。
背景污脏
用五等级对配置在原稿图像中央部的非图像部的背景污脏进行评价，等级3-5为许可范围，具体如下：
等级5：背景无污脏；
等级4：背景稍稍有点污脏，几乎不被注意的程度；
等级3：背景发生一些污脏，但处于允许程度；
等级2：背景发生不能允许程度的污脏；
等级1：背景极污脏。
中间色调再现性
复印柯达公司灰度图像No.Q-13，评价可达到灰度等级的数，评价基准如下：
◎：13以上(最好)
○：10～12
△：7～9
×：5～7
××：5以下(最差)
图像浓度控制性
连续复印20张原稿浓度为1.6的100％实心图像，评价图像浓度的变化，评价基准如下：
◎：图像浓度差＜0.1(最好)
○：0.1≤图像浓度差＜0.2
△：0.2≤图像浓度差＜0.5
×：0.5≤图像浓度差(最差)
表3
  墨粉种类  载体种类                        评价结果
    图像浓度  背景污脏  中间色调再现性  图像浓度控制性
实施例1     a   A     1.55     5     ○     ◎
实施例2     b   A     1.49     4     ○     ◎
实施例3     c   A     1.55     5     ○     ◎
实施例4     d   A     1.51     4     ○     ◎
实施例5     e   A     1.55     4     ○     ◎
实施例6     f   A     1.47     2     ○     ◎
实施例7     g   A     1.36     5     ○     ◎
实施例8     h   A     1.57     4     ○     ◎
比较例1     I   A     1.16     5     ○     ◎
实施例9     j   A     1.50     5     ○     ◎
实施例10     k   A     1.38     5     ○     ◎
实施例11     l   A     1.54     5     ◎     ○
实施例12     m   A     1.51     4     ◎     △
实施例13     n   A     1.44     5     ○     ◎
实施例14     o   A     1.46     5     ○     ◎
实施例15     p   A     1.50     5     ◎     ○
实施例16     q   A     1.49     5     ○     ◎
实施例17     r   A     1.53     3     ◎     △
实施例18     s   A     1.26     5     △     ◎
实施例19     t   A     1.52     5     ○     ◎
比较例2     u   A     1.04     4     ○     ◎
当然，本发明并不局限于上述实施例，在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.双组份显影剂，其特征在于，至少包括含有磁性体的磁性墨粉和磁性载体，上述磁性墨粉中的磁性体是将硅烷偶合剂作为粘结树脂、在磁性粒子表面上粘结有碳黑粉末包覆层的复合磁性粒子。
2.根据权利要求1中所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性墨粉中磁性体含有量为10～30％重量。
3.根据权利要求1中所述的双组份显影剂，其特征在于，相对磁性粒子，上述硅烷偶合剂为0.3～3.0％重量.相对磁性粒子，上述碳黑粉末为3～20％重量。
4.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性墨粉在1000Oe磁场中的磁化强度σt为10～30emu/g。
5.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性墨粉中的磁性体是不含有硅或铝元素的球状磁性体。
6.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性墨粉中磁性体在1000Oe磁场中的磁化强度σt为30～90emu/g。
7.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性墨粉中磁性体的平均粒径为0.2～0.4μm。
8.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性墨粉中磁性体的比表面积为1～60m2/g。
9.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述磁性载体的重量平均粒径为20～100μm，上述磁性墨粉的体积平均粒径为5～15μm。
10.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉与磁性载体的重量比为10∶90～50∶50。
11.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉包含极性控制剂，该极性控制剂的平均粒径小于或等于3μm，相对粘结剂100重量份，该极性控制剂为0.2～10重量份。
12.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉包含着色剂，相对粘结剂100重量份，该着色剂为0.1～3重量份。
13.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性墨粉包含脱模剂，相对粘结剂100重量份，该脱模剂为0.1～10重量份。
14.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性载体具有厚度为0.1～20μm的硅树脂包覆层。
15.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性载体的包覆层中含有导电赋与剂，相对包覆树脂100重量份，该导电赋与剂为5～20重量份。
16.根据权利要求1-3中任一个所述的双组份显影剂，其特征在于，上述双组份显影剂的磁性载体的包覆层中含有硅烷偶合剂。
17.显影容器，其特征在于，该容器中充填权利要求1-16中任一个所述的双组份显影剂，该显影容器包括：
第1分隔部，用于储存上述双组份显影剂中的磁性墨粉；
第2分隔部，用于储存上述双组份显影剂中的磁性载体。
18.图像形成装置，至少包括：
显影剂载置体，内部设有磁场发生装置，载置并运送至少包含墨粉和载体的双组份显影剂：
第1规制部件，用于规制在显影剂载置体上被载置运送的显影剂的量；
显影剂收纳部，配设在上述第1规制部件的沿显影剂载置体的显影剂运送方向上游侧，收纳由上述第1规制部件刮落的显影剂；
墨粉收纳部，配设在上述显影剂收纳部的沿运送方向上游侧，向显影剂载置体供给墨粉；
第2规制部件，用于设定与显影剂载置体之间的间隙，当显影剂载置体上的显影剂的墨粉浓度上升、显影剂层厚增加场合，用于规制显影剂增加部分的通过；
通过该第2规制部件，根据显影剂载置体上显影剂的墨粉浓度变化，使得显影剂与墨粉的接触状态变化，使得显影剂载置体上显影剂的墨粉取入状态变化；其特征在于：
上述双组份显影剂是权利要求1-16中任一个所述的双组份显影剂。
19.图像形成方法，在感光体上形成潜像，用显影剂进行显影，其特征在于，上述显影剂使用权利要求1-16中任一个所述的双组份显影剂。
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