CN1403879A - 显影装置、处理盒以及图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显影装置,该装置为至少具有用于容纳显影剂的显影容器、用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制在该显影剂载体上载持的显影剂的层厚的显影剂层厚限制部件的显影装置,其特征在于,上述显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质,球形度a=L0/L,式中,L0表示具有与粒子像相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影像的周长。另外,本发明提供具有上述显影剂的处理盒和使用上述显影剂的图像形成方法。
Description
发明领域
本发明涉及电子照相装置、静电记录装置和磁性记录装置等中使用的显影剂以及使用该显影剂的图像形成方法和具有该显影剂的处理盒。
另外,本发明还涉及预先在图像载体上形成调色剂图像后、将该调色剂图像转印到诸如转印材料的记录介质上形成图像的复印机、打印机、传真机和绘图仪等图像形成装置以及可以在这些图像形成装置上任意安装和拆卸的处理盒。
背景技术
近年来,在采用电子照相法的图像形成方法中,作为潜象载体等的被带电体的带电装置,提出了很多种接触带电装置的方案,因为与电晕带电器相比它具有低臭氧、低耗电等优点,而且,正在实用化。
所谓接触带电方式,是使图像载体等的被带电体与辊型(带电辊)、毛刷型、磁刷型、刮板型等导电性带电部件(接触带电部件、接触带电器)接触,在该接触带电部件上施加一定的偏压,使被带电体表面带电达到规定的极性和电位。
带电辊是使用导电或中电阻的橡胶材料或发泡体制作的,进一步将该橡胶材料或发泡体叠层以得到所希望的特性。
为了与被带电体形成一定的接触状态,使带电辊具有弹性,但由此摩擦阻力较大时,多数情况下,随被带电体从动或者以若干速度差被驱动。因此,即使想要直接注入带电,也不能避免绝对的带电能力低下、接触性不足或由辊的形状引起的接触不均匀、因被带电体上的附着物而引起的带电不均一。
图2是表示电子照相法中的接触带电的带电效率的例子的曲线图。横轴表示加在接触带电部件上的偏压,纵轴表示此时得到的被带电体(以下称之为感光体)的带电电位。
辊带电的场合的带电特性用A表示。即,外加电压超过约-500V的放电阈值后,感光体的表面电位开始上升,此后,相对于外加电压,感光体表面电位大致以倾率为1的线性增加。该阈值电压定义为带电开始电压Vth。因此,在带电-500V的场合,一般采用施加-1000V的直流电压,或者在-500V直流带电电压基础上,为了经常保持放电阈值以上的电位差,例如施加峰间电压1200V的交流电压,使感光体电位收敛至带电电位的方法。
即,为了得到电子照相所需要的感光体表面电位Vd,必须在带电辊上施加Vd+Vth这一必要值以上的DC电压。这样在接触带电部件上只施加DC电压进行带电的方法被称为“DC带电方式”。
但是,在DC带电中,由于环境因素的变动,接触带电部件的电阻值发生变化,另外,由于感光体削减致使膜厚变化时,Vth发生变化,因此难以使感光体的电位达到所希望的值。
另外,为了带电均一化而进行AC带电时,较多的臭氧的产生,由于AC电压的电场而引起接触带电部件和感光体产生振动噪音(AC带电音),另外,因放电而引起的感光体表面劣化等显著化,产生一系列新的问题。
此外,毛刷带电是使用具有导电性纤维的刷部的部件(毛刷带电器)作为接触带电部件,使该导电性纤维刷部与作为被带电体的感光体接触,在导电性纤维刷部上施加一定的带电偏压,使感光体面带电达到规定的极性和电位。
这种毛刷带电器已有固定型和辊型达到实用化。固定型是在基布中织入中电阻的纤维形成绒毛状,将其粘结到电极上而形成的带电器。辊型是将绒毛卷绕在芯轴上而形成的。纤维密度在100根/mm2左右的比较容易得到,但要想采用直接注入带电进行充分均一的带电,其接触性还不充分。要想采用直接注入带电进行充分均一的带电,相对于感光体必须使毛刷带电器具有速度差,但从机械结构角度来讲困难较大,因而是不现实的。
图2的B中示出该毛刷带电的施加直流电压时的带电特性。因此,在毛刷带电的场合,无论固定型还是辊型,大多是施加较高的带电偏压,利用放电现象进行带电。
与此相对,磁刷带电是使用具有用磁辊等对导电性磁性粒子进行磁约束、形成刷状的磁刷部的部件(磁刷带电器)作为接触带电部件,使该磁刷部与作为被带电体的感光体接触,施加一定的带电偏压,使感光体面带电形成规定的极性和电位。在磁刷带电的场合,其带电机构主要是直接注入带电机构。
作为构成磁刷部的导电性磁性粒子,使用粒径5-50μm的粒子,通过设置与感光体充分的速度差,可以实现接近于均一的直接注入带电。
图2C中示出磁刷带电的施加直流电压时的带电特性。如图2所示,可以获得大致与外加偏压成比例的带电电位。
但是,在磁刷带电方式中,机器的结构复杂,而且还存在构成磁刷部的导电性磁性粒子脱落附着在感光体上等弊端。因此,希望开发研制一种采用直接注入带电机构的、简易而稳定的均一带电装置,它基本上不产生臭氧等放电生成物,在较低的外加电压下就可以获得均一的带电。
另一方面,从节省资源、减少废弃物和有效利用调色剂的角度考虑,希望有一种没有废调色剂的图像形成方法。例如,利用调色剂使潜影显影,形成可视图像,将调色剂图像转印在纸等记录介质上,然后用各种方法清除未转印到记录介质上而残留在潜影载体上的调色剂,将该调色剂循环到显影装置内重新利用,这种调色剂再利用已经达到实用化。但是,由于清除部件与潜影载体表面压接造成潜影载体磨损,导致使用寿命缩短。
另外,从装置角度考虑,由于具备这样的调色剂再利用装置和清理装置,图像形成装置必然增大,因而要想使装置紧凑化有很大困难。
针对这一问题,作为无废调色剂的系统,有人提出了被称为显影兼清理或无清理器的技术方案。以往的与显影兼清理或无清理器有关的技术,如特开平5-2287中所述,主要是针对转印残留的调色剂对图像产生影响的正存储和负存储。但是,当今时代电子照相的应用日益广泛,需要对各种各样的记录介质转印调色剂图像,因而上述技术还不能满足对于各种各样记录介质的应用。
此外,特开平2-302772、特开平5-2289、特开平5-53482、特开平5-61383等中也公开了与无清理器有关的技术,但都没有关于所希望的图像形成方法的描述,也没有谈及调色剂的构成。
作为本质上没有清理装置、能适用于显影兼清理或无清理器的显影方法,以往由于必须用调色剂和调色剂载体擦过潜影载体表面,因而大多研究调色剂或显影剂与潜影载体接触的接触显影方法。这是因为,在显影装置中,为了回收转印残留调色剂粒子,调色剂或显影剂接触、擦过潜影载体的结构较为有利。但是,适用接触显影方法的显影兼清理或无清理器方法,经过长期使用,引起调色剂劣化,调色剂载体表面劣化,感光体表面劣化或磨损等,对于耐久性方面的问题还没有充分地解决。因此,希望研制开发采用非接触显影方法的显影兼清理方法。
这种显影兼清理方法、无清理器图像形成方法的关键在于,控制感光体上的转印残留调色剂粒子的带电极性和带电量,在显影工序中稳定地回收转印残留调色剂粒子,回收的调色剂不会使显影特性恶化。为此,用带电部件进行转印残留调色剂粒子的带电极性和带电量的控制。对于这一点,以一般的激光打印机为例具体地加以说明。
在使用施加负极性电压的带电部件、带负电的感光体和带负电的调色剂的反转显影的场合,在转印工序中,将利用施加正极性的电压的转印部件可视化的影像转印到记录介质上,但由于记录介质的种类(厚度、电阻、介电常数等不同)和图像面积等的关系,转印残留调色剂的带电极性发生改变,从具有正电荷变成具有负电荷。但是,即使转印残留调色剂在转印工序中偏向正极性,利用负极性的带电部件使感光体带电时,也可以使转印残留调色剂的带电极性与感光体表面一起同样转向负侧。作为显影方法使用反转显影的场合,在调色剂应当显影的明部电位部残留带负电的转印残留调色剂,另一方面,在调色剂不应当显影的暗部电位部存在的调色剂,由于显影电场的关系,被拉向调色剂载体,转印残留调色剂粒子没有残留在具有暗部电位的感光体上而被回收。即,在利用带电部件使感光体带电的同时,通过控制转印残留调色剂的带电极性,可以实现显影兼清理、无清理器图像形成方法。
但是,当转印残留调色剂粒子超过接触带电部件的调色剂带电极性控制能力而附着或混入接触带电部件时,不能使转印残留调色剂粒子的带电极性一致,在显影工序中难以回收调色剂。另外,即使转印残留调色剂粒子借助于摩擦等机械力而被回收到调色剂载体上,如果转印残留调色剂粒子的带电不均匀一致,也会对调色剂载体上的调色剂的摩擦带电性产生不利的影响,致使显影特性降低。即,在显影兼清理、无清理器图像形成方法中,转印残留调色剂粒子通过带电部件时的带电控制特性和附着、混入带电部件的特性与耐久性和图像品质特性密切相关。
在显影兼清理图像形成方法中,作为通过提高转印残留调色剂粒子通过带电部件时的带电控制特性而改善显影兼清理性能的技术,特开平11-15206中提出了使用具有调色剂粒子和无机微粉末的调色剂的图像形成方法,所述的调色剂粒子含有特定的碳黑和特定的偶氮系铁化合物。此外,还有人提出,在显影兼清理的图像形成方法中,采用规定了调色剂形状系数的转印效率良好的调色剂,减少转印残留调色剂粒子量,提高显影兼清理性能的方案。但是,其中所使用的接触带电还是采用放电带电机构,不是直接注入带电机构,因而存在上述由放电带电引起的问题。另外,这些技术方案虽然具有抑制接触带电部件由于转印残留调色剂粒子而引起的带电性低下的效果,但不可能期待积极提高带电性的效果。
在市售的电子照相打印机中,还的一种显影兼清理的图像形成装置,它在转印工序和带电工序之间使用与感光体当接的辊部件,帮助或控制显影时的转印残留调色剂粒子回收性。这样的图像形成装置显示出良好的显影兼清理性,可以大幅度减少废调色剂的量,但其成本高,在小型化方面损害了显影兼清理的优点。
另外,为了防止带电不均一、进行稳定的均一带电,特公平7-99442中公开了一种在与接触带电部件的被带电体面的接触面上涂布粉末的方案。但是,接触带电部件(带电辊)随被带电体(感光体)从动旋转(没有速度差驱动),与scorotron等电晕带电器相比,虽然臭氧生成物大为减少,但与上述辊带电的场合同样,带电原理仍然是以放电带电机构为主。特别是,为了获得更稳定的带电均一性,施加在DC电压上重叠AC电压的电压,因而因放电而产生的臭氧生成物增多。长期使用该装置时,容易出现因臭氧生成物而引起的图像漂动等弊端。另外,将上述结构用于无清理器的图像形成装置时,由于转印残留调色剂粒子的混入涂布的粉末难以均一地附着在带电部件上,进行均一带电的效果被削弱。
另外,特开平5-150539中公开了一种技术方案,在使用接触带电的图像形成方法中,长时间反复进行图像形成时,为了防止没有被刮板清除的调色剂粒子和氧化硅微粒子附着、蓄积在带电机构的表面而引起的带电障碍,在显影剂中至少含有显象粒子和平均粒径比显象粒子小的导电性粒子。但是,其中使用的接触带电或邻近带电是采用放电带电机构,不是直接注入带电机构,因而仍然存在因放电带电而引起的上述问题。此外,将该结构用到无清理器的图像形成装置上时,与具有清理机构的场合相比,对于大量导电性微粒子和转印残留调色剂粒子通过带电工序而引起的对于带电性的影响、这些大量导电性微粒子和转印残留调色剂粒子在显影工序中的回收性、回收的导电性微粒子和转印残留调色剂粒子对于显影剂的显影特性的影响等都丝毫没有加以考虑。此外,将直接注入带电机构用于接触带电时,无法向接触带电部件供给必要量的导电性微粒子,由于转印残留调色剂粒子的影响而产生带电不良。
在邻近带电中,由于通过大量的导电性微粒子和转印残留调色剂粒子,难以使感光体均一带电,不能获得使转印残留调色剂粒子的图案均匀的效果,因而转印残留调色剂粒子遮住图案图像曝光,产生重影。另外,图像形成过程中电源瞬间中断或卡纸时,由于显影剂而造成的机内污染更严重。
针对这一问题,特开平10-307456中公开了一种将含有调色剂粒子和具有调色剂粒径的1/2以下粒径的导电性带电促进粒子的显影剂用于使用直接注入带电机构的显影兼清理图像形成方法中的成象装置。采用该方案,可以得到不产生放电生成物、能大幅度减少废调色剂量、成本低而且有利于小型化的显影兼清理图像形成装置,可以获得不发生带电不良、图像曝光被遮光或扩散的良好图像。但该技术方案还有待进一步改进。
另外,特开平10-307421中公开了一种在使用直接注入带电机构的显影兼清理图像形成方法中使用含有具有调色剂粒径的1/50-1/2的粒径的导电性粒子的显影剂、使导电性粒子具有转印促进效果的图像形成装置。
另外,特开平10-307455中记载了,将导电性微粉末的粒径设定为构成像素的1像素的大小以下,并且,为了得到更好带电均一性,将导电性微粉末的粒径设定为10nm-50μm。
在特开平10-307457中记载了,考虑到人的视觉特点为了使带电不良部对图像的影响成为视觉上不易察觉的状态,将导电性粒子设定为约5μm以下,优选的是20nm-5μm。
另外,特开平10-307458中记载了通过将导电性微粉末的粒径设定为调色剂粒径以下,可以防止显影时阻碍调色剂的显影和显影偏压通过导电性微粉末而漏电,使图像不产生缺陷。同时,一种使用直接注入带电机构的显影兼清理图像形成方法,通过将上述导电性微粉末的粒径设定为大于0.1μm,导电性微粉末被埋置在影象载体中,解决了遮住曝光光线的问题,实现良好的图像记录。但该方法还有待进一步改进。
特开平10-307456中公开了一种显影兼清理图像形成装置,通过在调色剂中外部添加导电性微粉末,至少在挠性的接触带电部件与影象载体的接触部上述调色剂中含有的导电性微粉末在显影工序中附着在影象载体上,转印工序后仍残留在影象载体上,从而得到不产生带电不良和图像曝光遮光的良好图像。但是,对于这些技术方案,为了提高长期反复使用时的稳定性能和解像力,在使用粒径更小的调色剂粒子的场合其性能还有待于进一步改进。
另外,还有人提出外部添加规定平均粒径的导电性粒子的方案。例如,特开平9-146293中提出了一种调色剂,它是以平均粒径5-50nm的微粉末A和平均粒径0.1-3μm的微粉末B作为外部添加剂,使之在规定程度以上强力附着在4-12μm的调色剂母粒子上而形成的调色剂,其目的是减少微粉末B的游离以及从调色剂母粒子上脱落的比例。此外,特开平11-95479中提出了含有规定粒径的导电性氧化硅粒子和疏水化的无机氧化物的调色剂,其目的仅仅是在调色剂上过剩蓄积的电荷的、通过导电性氧化硅粒子向外部的漏电作用。
此外,特开平11-194530中提出了具有0.6-4μm的外添加剂微粒子A和无机微粉末B并且规定了粒度分布的调色剂,但其目的是防止由于外添加剂微粒子A的介在无机微粉末B埋入调色剂母粒子中而引起的调色剂劣化,并没有考虑外添加剂微粒子A在调色剂母粒子上的附着和游离。此外,特开平10-83096中提出了在内包着色剂的球型树脂微粒子表面上添加导电性微粒子和氧化硅微粒子的调色剂,但其目的在于使调色剂粒子表面具有导电性,加速调色剂粒子间的电荷移动和交换,提高调色剂的摩擦带电的均一性。
象这样,在具有注入带电工序的图像形成方法、具有显影兼清理工序的图像形成方法或无清理器图像形成方法中使用的显影剂,对于外部添加剂的研究并没有充分进行,在已经提出的含有外部添加剂的显影剂的方案中,对于如何适应具有注入带电工序的图像形成方法、显影兼清理图像形成方法或无清理器图像形成方法也没有进行充分的研究。
可是,对于图像形成装置不断地要求提高速度和降低成本。例如,目前已普及的采用电子照相方式的激光打印机中,被称为低端产品的面向个人的普及型机种的打印速度是每1分钟6-8页,目前正朝着每1分钟10-15页的高速、低价格发展。如果将打印速度换算成图像载体的移动速度(处理速度),目前已从50mm/秒提高到接近于100mm/秒,今后还将进一步提高速度。
处理速度加快时,一般地说,显影兼清理时转印残留调色剂粒子的回收性往往会降低。其原因据认为是,由于处理速度加快,一次带电的转印残留调色剂粒子的带电控制难以充分进行,由一次带电排出、向显影中的回收前进的转印残留调色剂粒子的带电容易不均一,而且难以抑制由于显影时回收的转印残留调色剂粒子的混入而引起的显影剂对于摩擦带电性的影响。这种倾向在非接触显影法中特别显著。这是因为,在接触显影法的转印残留调色剂粒子的回收时,通过显影剂载体和图像载体的接触,静电力更有效地发生作用,而且摩擦产生的物理的力也发挥作用,从而弥补了由于处理速度增大而引起的转印残留调色剂粒子的回收性降低。
另外,随着处理速度增大,直接注入带电的带电性趋向于降低。据推测,这是因为图像载体通过导电性微粉末与接触带电部件的接触几率降低,或者注入电荷使图像载体带电的带电时间缩短。此外,如果为了维持上述接触几率,与处理速度增大的同时,维持或增大带电部件相对于图像载体移动速度的移动速度比,转矩的大幅度提高导致成本增大,而且容易产生图像载体和带电部件损伤以及由于附着或混入带电部件上的转印残留调色剂粒子的飞散而引起机内污染等问题。因此,要求开发在更快的处理速度下将带电部件的移动速度抑制成较低、不发生图案回收不良和图像污染、反复使用后图像载体的带电性降低很小的显影剂及图像形成方法。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的,本发明的目的在于提供可以采用良好的显影兼清理工序进行调色剂图像形成的显影装置、处理盒以及图像形成方法。
本发明的另一个目的在于提供本质上不产生臭氧等放电生成物、可以采用在低的外加电压下获得均一带电的直接注入带电机构、简易而稳定地实现均匀带电的显影装置、处理盒和图像形成方法。
本发明的又一个目的在于提供可以大幅度减少废调色剂量、可以进行有利于降低成本和小型化的显影兼清理工序的显影装置、处理盒以及图像形成方法。
本发明的再一个目的在于提供即使为了提高解像性而使用粒径更小的调色剂粒子时也能稳定得到良好图像的、具有显影兼清理工序的图像形成方法以及处理盒。
本发明的另外一个目的在于提供不容易因反复复印或耐久而产生显影剂载体表面的导电性被覆层的劣化、具有高耐久性、可以得到稳定的画质的显影装置、处理盒以及图像形成方法。
本发明的另外一个目的在于提供在不同环境条件下长时期不会发生浓度低下、重影和影象模糊等问题、文字线条清晰性良好、可以稳定得到图像浓度高的高品质图像的显影装置、处理盒以及图像形成方法。
本发明还有一个目的是,提供抑制使用粒径小的调色剂时出现的显影剂载体表面的调色剂不均一带电、可以使调色剂迅速而适当地带电的显影剂载体、具有该显影剂载体的显影装置、处理盒及图像形成方法。
附图的简要说明
图1是表示本发明实施例的图像形成装置概略的结构图。
图2是表示各带电部件的带电特性的曲线图。
图3是表示由空间频率产生的人的视觉特性的曲线图。
图4是表示本发明中使用的显影剂的带电量测定装置的概略的示意图。
图5是表示作为本发明的图像载体的感光体层结构的示意图。
图6是表示本发明的实施例中使用的调色剂粒子球型化装置的示意图。
图7是表示本发明的实施例中使用的调色剂粒子球形化装置的处理部的示意图。
图8是用于测定树脂被覆层的带电极性的表面带电量测定装置的说明图。
发明的详细说明
上述目的是通过下面所述的本发明的构成方案实现的。
即,本发明的显影装置是至少具有用于收容显影剂的显影容器、用于载持收容在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制在该显影剂载体上载持的显影剂的层厚的显影剂层厚限制部件,其特征在于,所述的显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,该调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质。
式中,L0表示具有与粒子像相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影像的周长。
优选的是,上述显影剂载体的基体上形成的树脂被覆层中至少含有被覆层用粘结树脂和导电性物质。
优选的是,上述显影剂载体的基体上形成的树脂被覆层中至少含有被覆层用粘结树脂和润滑性物质。
另外,在上述显影装置中,优选的是,在上述显影剂载体的基体上形成的树脂被覆层中,作为正带电性物质具有含氮杂环化合物。
上述含氮杂环化合物优选的是咪唑化合物。
式中,R5和R6表示氢原子或选自烷基、芳烷基和芳基的取代基,R5和R6可以是相同的,也可以是不同的,R7表示碳原子数3-30的直链烷基。
该树脂被覆层优选的是,除了导电性物质和含氮杂环化合物外,进一步具有数均粒径0.3-30μm的球状粒子。
所述的球状粒子优选的是树脂粒子。
该球状粒子优选的是真密度3g/cm3或以下的导电性球状粒子。
另外,在上述显影装置中,优选的是,在上述显影剂载体的基体上形成的树脂被覆层中,作为正带电性物质含有共聚物,该共聚物含有来源于含氮乙烯基单体的单元。
优选的是,该含氮乙烯基单体具有乙烯基聚合性单体。
该共聚物优选的是具有3000-50000的重均分子量(Mw)。
该共聚物优选的是具有重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)3.5或以下。
该含氮乙烯基单体优选的是,具有选自具有含氮基团的(甲基)丙烯酸衍生物和含氮杂环式N-乙烯基化合物的1种或以上的单体。
该含氮乙烯基单体优选用同下列通式(3)表示的单体。
式中,R7、R8、R9和R10表示氢原子或碳原子数1-4的饱和烃基,n表示1-4的整数。
另外,在上述显影装置中,优选的是,在上述显影剂载体的基体上形成的树脂被覆层中,作为正带电性物质含有粘结树脂和乙烯基聚合性单体与含有磺酸基的丙烯酰胺的共聚物。另外,同时优选的是,被覆层用粘结树脂的一部分或全部,在其分子结构中至少具有-NH2基、=NH基或-NH键中的任一种。
优选的是上述乙烯基聚合性单体与含有磺酸基的丙烯酰胺系单体的共聚比(质量%)是98∶2-80∶20、重均分子量(Mw)2000-50000的共聚物。
上述共聚物优选的是乙烯基聚合性单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物。
优选的是,上述粘结树脂中至少含有酚醛树脂。
上述酚醛树脂优选的是使用含氮化合物作催化剂制造的酚醛树脂,其结构中具有-NH2基、=NH基或-NH-键中的任一种。
优选的是,上述粘结树脂中至少含有聚酰胺树脂。
优选的是,上述粘结树脂中至少含有聚氨酯树脂。
为了在被覆层表面上形成凹凸,上述树脂层中最好是含有球状粒子,该球状粒子的数均粒径最好是0.3-30μm。
优选的是,用于在被覆层表面上形成凹凸的粒子是球状,并且真密度是3g/cm3或以下。
优选的是,用于在被覆层表面上形成凹凸的粒子是导电性的球状粒子。
另外,上述本发明的显影装置具有的显影剂层厚限制部件优选的是磁性刮板或弹性刮板。
上述显影剂优选的是具有磁性调色剂粒子的磁性显影剂。
上述显影剂的重均粒径(D4)优选的是4-10μm。
优选的是,上述显影剂在有关粒径0.60-159.21μm的粒子的个数基准的粒度分布中,含有粒径在大于等于1.00μm、小于2.00μm范围的粒子为15-60个数%,并且,含有大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子为15-70个数%。
上述显影剂优选的是具有体积平均粒径0.1-10μm的导电性微粒子。
上述显影剂优选的是具有体积电阻值为100-109Ω·cm、更优选为101-106Ω·cm的导电性微粒子。
上述导电性微粒子最好是非磁性的。
上述导电性微粒子最好是含有选自氧化锌、氧化锡、氧化钛中的至少一种氧化物。
本发明的处理盒,是用于通过显影剂将潜象载体上形成的静电潜象作为显影剂象可视化,将该可视化的显影剂象转印在转印材料上而形成图像的处理盒。
本发明的处理盒的特征在于,至少具有用于载持静电潜象的潜象载体、用于使该潜象载体带电的带电机构、以及用于利用显影剂将上述潜象载体上形成的静电潜象显影而形成显影剂图像的显影装置,上述显影装置和潜象载体形成一体化,形成对于图像形成装置本体可以任意安装拆卸的结构,上述显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,上述显影装置至少具有用于容纳显影剂的显影容器、用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制显影剂载体上载持的显影剂层厚的显影剂层厚限制部件,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质。
式中,L0表示具有与粒子象相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影象的周长。
另外,本发明的处理盒的特征在于,上述显影装置通过用显影剂将在潜象载体上形成的静电潜象显影作为显影剂图像可视化的同时,回收该显影剂图像被转印到作为记录介质的转印材料上后残留在潜象载体上的显影剂。
上述带电机构优选的是通过与上述潜象载体当接而在该当接部施加电压、进行潜象载体的带电的带电部件。
优选的是,至少在带电机构与潜象载体的当接部,通过在上述显影剂具有的导电性微粒子介于之间的状态下施加电压,进行潜象载体的带电。
在上述处理盒中,可以优选使用上述本发明的显影装置。
本发明的图像形成方法,至少具有下列工序:使潜象载体带电的带电工序、在该带电工序中带电的潜象载体的带电面上以静电潜象写入图像信息的潜象形成工序、使用具有载持显影剂并将其运送到与上述潜象载体对向的显影区域的显影剂载体的显影装置将上述静电潜象显影成为显影剂图像而可视化的显影工序、将上述显影图像转印到转印材料上的转印工序、以及利用定影装置将转印到转印材料上的显影剂图像定影的定影工序,反复进行这些工序而形成图像,其特征在于,所述的显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,上述显影装置至少具有用于容纳显影剂的显影容器、用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制显影剂载体上载持的显影剂层厚的显影剂层厚限制部件,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质。
式中,L0表示具有与粒子象相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影象的周长。
本发明的图像形成方法中,其特征在于,所述的显影工序是在使静电潜象可视化的同时,回收上述显影剂象被转印到转印材料上后残留在潜象载体相的显影剂。
上述带电工序优选的是将潜象载体与带电机构当接,通过在该当接部上施加电压进行潜象载体的带电。
上述带电工序优选的是在上述显影剂具有的上述导电性微粒子介于之间的状态下,在带电机构与潜象载体的当接部施加电压,进行上述潜象载体的带电。
另外,在上述图像形成方法中,可以优选使用上述本发明的显影装置。
下面说明本发明的实施方式。<显影剂>
作为本发明中使用的显影剂,优选的是至少具有调色剂粒子和导电性微粉末的单成分系显影剂。
本发明中使用的显影剂优选至少具有调色剂粒子和导电性微粉末,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,在大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的个数基准的粒度分布中,含有粒径在大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子为15-60个数%,并且,含有大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子15-70个数%。进一步,作为外添加剂优选含有平均一次粒径为4-80nm的无机微粉末。
通过使用这种显影剂,可以稳定地赋予显影剂良好的带电性,即使显影剂长期反复使用也不会产生带电不良,可以得到良好的图像,并且使具有能大幅度减少废调色剂量、有利于低成本、小型化的显影兼清理工序的图像形成方法成为可能。
另外,使用这样的显影剂,基本上不产生臭氧等放电生成物,可以以简易的结构良好地进行使用在低外加电压下能够得到均一带电的直接注入带电机构的带电,使得即使显影剂长期反复使用也不会产生带电不良,可以得到良好的图像的图像形成方法成为可能。此外,使用这样的显影剂,使得即使大量显影剂成分附着或混入接触带电部件,仍然可以抑制均匀带电性的低下、可以抑制因图像载体带电不良而引起的图像不良的、采用接触带电的图像形成方法成为可能。
另外,在使用这种显影剂的显影兼清理图像形成方法中,可以得到稳定显示良好摩擦带电特性的显影剂,即使显影剂长期反复使用,也不会产生转印残留调色剂粒子回收不良或者因均匀带电或潜象形成的阻碍而引起的图像不良,得到良好的图像,并且使能大幅度减少废调色剂量、有利于低成本和小型化的显影兼清理图像形成方法成为可能。
显影剂具有的导电性微粉末,在图像载体上形成的静电潜象被显影时,与调色剂粒子一起,有适量从显影剂载体转移到潜象载体上。通过静电潜象被显影在潜象载体上形成的调色剂图像,在转印工序中转移到纸等转印材料上。此时,潜象载体上的导电性微粉末有一部分附着在转印材料上,其余的附着、残留在潜象载体上。在施加与调色剂粒子的带电极性相反极性的转印偏压而进行转印时,调色剂被吸引而积极地转移到转印材料一侧,但由于潜象载体上的导电性微粉末是导电性的,难以转移到转印材料一侧。因此,导电性微粉末的一部分附着在转印材料上,其余部分附着、残留在潜象载体上。
在不具有象清理工序那样将潜象载体上附着、残留的导电性微粉末从潜象载体上除去的工序的图像形成方法中,转印工序后的潜象载体表面上残留的调色剂粒子(以下称之为“转印残留调色剂粒子”)和导电性微粉末,在潜象载体上伴随着载持图像的面(以下称之为“图像载持面”)的移动而被运送到带电部。即,在带电工序中使用接触带电部件时,导电性微粉末被运送到潜象载体与接触带电部件接触形成的接触部,附着、混入接触带电部件。因此,潜象载体的接触带电是在潜象载体与接触带电部件在接触部上存在导电性微粉末的状态下进行的。
在本发明中,通过将导电性微粉末积极地运送到带电部,虽然由于转印残留调色剂粒子的附着或混入使接触带电部件受到污染,但可以维持接触带电部件的接触电阻,因此可以通过接触带电部件良好地进行潜象载体的带电。
但是,在接触带电部件的带电部上不存在足够量的导电性微粉末时,由于转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件容易引起图像载体的带电低下,产生图像污染。
另外,通过将导电性微粉末积极地运送到潜象载体与接触带电部件接触形成的接触部,可以维持接触带电部件与潜象载体的致密的接触性和接触电阻,因此可以通过接触带电部件良好地进行潜象载体的直接注入带电。
另外,附着或混入接触带电部件上的转印残留调色剂粒子,从接触带电部件上缓慢地被排出到潜象载体上,随着图像载持面的移动到达显影部,在显影工序中进行显影兼清理,即进行转印残留调色剂粒子的回收。附着或混入接触带电部件上的的导电性微粉末也同样从接触带电部件上缓慢地被排出到图像载体上,随着图像载持面的移动到达显影部。即,导电性微粉末与转印残留调色剂粒子一起存在于潜象载体上,在显影工序中进行转印残留调色剂粒子的回收。在显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收是利用显影偏压电场的场合下,转印残留调色剂粒子是利用显影偏压电场进行回收,与此相对潜象载体上的导电性微粉末是导电性的,因而难以回收。因此,导电性微粉末的一部分被回收,其余的附着、残留在潜象载体上。本发明人经研究发现,象这样在显影工序中难以回收的导电性微粉末存在于图像载体上,具有提高潜象载体上的转印残留调色剂粒子的回收性的效果。即,图像载体上的导电性微粉末起到潜象载体上转印残留调色剂粒子的回收助剂的作用,更加确保显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收,可以有效地防止因转印残留调色剂粒子的回收不良而产生的正象重影和翳影等图像缺陷。
以往,在显影剂中外部添加导电性微粉末的目的大多是,通过使导电性微粉末附着在调色剂粒子表面上来控制调色剂的摩擦带电性,从调色剂粒子上游离或脱离的导电性微粉末,引起显影剂特性的改变或劣化,因而被看成是一个弊端。与此相对,本发明的显影剂在使导电性微粉末积极地从调色剂粒子表面上游离这一点上与以往所研究的向显影剂中外部添加导电性微粉末是不同的。通过将导电性微粉末经由转印后的潜象载体上运送到图像载体与接触带电部件形成的接触部的带电部,通过使之介于其间,积极地提高潜象载体的带电性,可以稳定地实现均一的带电,防止因潜象载体的低下而引起的图像不良。另外,由于在显影工序中潜象载体上存在导电性微粉末,导电性微粉末起到潜象载体上的转印残留调色剂粒子的回收助剂的作用,可以进一步确保显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收,有效地防止因转印残留调色剂粒子回收不良而产生的正象重影和翳影等图像缺陷。
在本发明的显影剂中,附着在调色剂粒子表面上与调色剂粒子一起行动的导电性微粉末,对于本发明显影剂的效果的潜象载体的带电性促进和显影兼清理性能的提高的贡献并不大,由于调色剂粒子的显影性低下、在显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子回收性低下以及转印性的低下,转印残留调色剂粒子量增加,有时会产生阻碍均匀带电等弊端。
本发明的显影剂中含有的导电性微粉末,经过反复的图像形成,经带电工序和显影工序而转移到图像载持面上,再伴随图像载持面的移动,经过转印工序,被运送到带电部,从而可以逐次不断地将导电性微粉末供给带电部。因此,即使带电部上导电性微粉末脱落而减少或导电性微粉末的均匀带电性促进能力降低,由于连续不断地向带电部供给导电性微粉末,因而即使装置长期反复地使用,也可以防止图像载体的带电性降低,稳定地维持良好的均匀带电。
根据本发明人关于显影剂中添加的导电性微粉末粒径对潜象载体带电促进效果和显影兼清理性的影响的研究,导电性微粉末中粒径非常小的粒子(例如0.1μm左右以下的),容易牢固地附着在调色剂粒子表面上,在显影工序中不能充分地将导电性微粉末供给潜象载体上的非图像部,在转印工序中导电性微粉末也不会从调色剂粒子表面游离。为此,不能积极地使转印后的潜象载体上残留导电性微粉末,不能积极地向带电部供给导电性微粉末。因此,不能得到提高潜象载体带电性的效果,在转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件上的场合,由于潜象载体的带电性低下而产生图像不良。
在显影兼清理工序中,由于不能向潜象载体上供给导电性微粉末,另外,即使能向潜象载体上供给,由于导电性微粉末的粒径过小,得不到提高转印残留调色剂粒子的回收性的效果,不能有效防止因转印残留调色剂粒子的回收不良而引起的正象重影和翳影等图像缺陷。
另外,导电性微粉末中粒径过大的粒子(例如4μm左右以上的),即使被供给到带电部,由于粒径大,导电性微粉末容易从带电部件上脱落,难以稳定、持续地使带电部上存在足够粒子数的导电性微粉末,不能促进均一的潜象载体的带电性。此外,由于每单位重量的导电性微粉末的粒子数减少,为了使带电部上存在能充分获得潜象载体的均一带电促进效果的粒子数的导电性微粉末(由于通过增加带电部的潜象载体与导电性微粉末的接触点数,可促进潜象载体的均匀带电性的效果提高,所以,要求带电部上存在的导电性微粉末的粒子数多),不得不增大导电性微粉末相对于显影剂的添加量。但是,导电性微粉末的添加量过多时,会使显影剂整体的摩擦带电能和显影性降低,导致图像浓度低下或调色剂飞散。另外,由于导电性微粉末的粒径大,不能充分获得显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收助剂的效果。如果为了提高转印残留调色剂粒子的回收,当使导电性微粉末在图像载体上的存在量过大时,由于粒径大,有时对潜象形成工序产生不利影响,例如由于遮蔽图像曝光而产生图像缺陷。
本发明人由导电性微粉末的粒径出发,进而对与实际的显影剂的行为直接有关的、含有外部添加剂的显影剂的粒度分布进行了深入的研究,从而完成了本发明。
即,采用下述显影剂的组成,可以有效防止因接触带电引起的潜象载体的带电不良,提高直接注入带电机构的潜象载体的均匀带电性,所述显影剂的组成为:至少具有含有粘结树脂和着色剂的调色剂粒子、一次粒子的数均粒径4-80nm的无机微粉末、以及导电性微粉末,在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,含有大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒径范围的粒子15-60个数%,并且含有大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子15-70个数%。另外,可以提高显影兼清理时的转印残留调色剂粒子的回收,有效地防止因转印残留调色剂粒子的回收不良而引起的正象重影和翳影等图像出现。
更详细地说,本发明的显影剂具有的一次粒子的数均粒径为4-80nm的无机微粉末,通过附着在调色剂粒子表面上与调色剂粒子一起行动,改善了显影剂的流动性,使调色剂粒子的摩擦带电特性均一化,因此,可以提高调色剂粒子的转印性,减少转印残留调色剂粒子混入接触带电部件的量,防止潜象载体的带电性低下,减小显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收负荷。
该无机微粉末,附着在调色剂粒子表面上与调色剂粒子一起行动,并且一次粒子的数均粒径较小,只有4-80nm,在附着在调色剂上的状态下即使是凝集体粒径也在0.1μm或以下,对于显影剂的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布基本上没有影响。
与此相对,本发明的显影剂具有的导电性微粉末,对于在显影剂的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,含有粒径大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒子15-60个数%有所贡献。更具体地说,将本发明的显影剂具有的导电性微粉末限定为至少具有大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子,按照大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子在显影剂中有含量为上述范围那样使显影剂中含有该导电性微粉末,可以得到上述本发明的效果。本发明人经研究发现通过使显影剂中存在大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的导电性微粉末,可以有效地防止接触带电时因转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件上而引起的图像载体的带电不良,提高直接注入带电的潜象载体的均匀带电性,有效地防止在采用显影兼清理的图像形成方法中的带电不良和转印残留调色剂粒子的回收不良。另外,导电性微粉末作为显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收助剂的效果与导电性微粉末的粒径有很大关系,以作为转印残留调色剂粒子的回收助剂最适宜的导电性微粉末的粒径范围存在时,特别是具有大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒径的导电性微粉末的含量(个数%)与作为转印残留调色剂粒子的回收助剂的效果有很大关系。
大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的导电性微粉末的粒子,不容易牢固地附着在调色剂粒子表面上,在显影工序中被充分供给到图像载体上的非图像部,在转印工序中积极地从调色剂粒子表面游离,经过转印后的潜象载体面效率良好地被供给带电部。另外,由于上述导电性微粉末在带电部均一地分散存在,潜象载体的带电促进效果高,稳定地保持在带电部上,因而即使图像形成装置长期反复使用,也可以防止潜象载体的带电性低下,稳定地维持良好的均匀带电。此外,即使象带电工序中使用接触带电部件的显影兼清理图像形成方法那样,不能避免由于转印残留调色剂粒子引起的带电部件的污染的场合,也可以防止潜象载体的带电性低下。再有,由于导电性微粉末的粒子被有效地供给转印后的潜象载持面,作为转印残留调色剂粒子的回收助剂发挥特别良好的效果,可以提高显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子的回收性。
如上所述,本发明显影剂的特征是,在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中的大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒径范围的粒子含量是15-60个数%。通过将上述粒径范围内的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量限定在上述范围,可以提高带电工序中的图像载体的均匀带电性。另外,由于在带电部稳定地存在适量的导电性微粉末,在后续的曝光工序中,可以防止因导电性微粉末在图像载体上过剩存在而引起的曝光不良。在显影剂中的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子含量与上述范围相比过少时,不能充分提高由接触带电产生的图像载体的均匀带电性,有效防止显影兼清理中的转印残留调色剂粒子的回收不良的效果不充分。另外,显影剂中的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量与上述范围相比过多时,由于过剩的导电性微粉末被供给带电部,不能保持在带电部上的导电性微粉末被排出到图像载体上,遮敝了曝光光线,由于曝光不良而产生图像缺陷,或者飞散而导致机内污染等弊端。
本发明的显影剂的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中的粒径在大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒子的含量更优选的是20-50个数%,最好是20-45个数%。将上述粒子含量限定在这一范围,可以进一步提高由接触带电而产生的显影载体的均匀带电性,并且进一步提高有效地防止在使用显影兼清理的图像形成方法中的转印残留调色剂粒子的回收不良的效果。此外,可以防止向带电部供给过剩的导电性微粉末,可靠地抑制由于不能保持在带电部上的导电性微粉末大量排出到潜象载体上而引起的曝光不良造成图像缺陷。
如上所述,为了使本发明的显影剂在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中含有大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒子为15-60个数%,只要按照显影剂中的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量在上述范围那样使显影剂中含有该导电性微粉末即可。但是,显影剂中的在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中的大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒径范围粒子不仅仅限于上述导电性微粉末,也可包括调色剂粒子和添加到显影剂中的其它粒子。
本发明的显影剂中含有的含有粘结树脂和着色剂的调色剂粒子,可以采用公知的制造方法获得,取决于调色剂制造方法和制造条件(例如调色剂的均匀粒径和采用粉碎法制造时的粉碎条件),生成的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的调色剂粒子的量是不一样的。但是,在显影剂的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,起因于调色剂粒子的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量超过10个数%时,大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的调色剂粒子具有的摩擦带电性与平均粒径附近的粒径的调色剂粒子具有的摩擦带电性差别很大,因此有摩擦分布变宽,显影性降低的倾向。即,在显影剂的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,最好是含有起因于导电性微粉末的大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒子5-60个数%。
另外,本发明显影剂的特征是,在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,含有大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子15-70个数%。
在本发明的显影剂中,为了将潜象载体上形成的静电潜象显影,形成调色剂图像,将该调色剂图像转印到转印材料上在转印材料上形成调色剂图像,大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子必须有一定的量,另外,可以使大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子具有适合于在潜象载体上形成的静电潜象上静电附着、将静电潜象忠实地显影成为调色剂像的摩擦带电特性。
3.00μm以下粒径的粒子,保持过剩带电或者使摩擦带电电荷过度衰减,难以具有稳定的摩擦带电特性。因此,在显影载体上没有静电潜象的部分(图像的白色部)上的附着量容易过多,难以将静电潜象忠实地显影成为调色剂像。另外,3.00μm以下粒径的粒子,对于表面有凹凸的转印材料(例如表面上有纤维引起的凹凸的纸)难以维持良好的转印性,因而转印残留调色剂粒子增大。因此,转印残留调色剂粒子以大量附着在潜象载体上的状态被供给带电工序,大量的转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件上,因而潜象载体的带电受到阻碍,有损害接触带电部件通过导电性微粉末与潜象载体致密接触而提高潜象载体的带电性的本发明效果的倾向。另外,转印残留调色剂粒子过小时,在显影工序中作用于转印残留调色剂粒子的机械回收力、静电回收力、或者磁性调色剂场合的磁回收力减小,相对地转印残留调色剂粒子与潜象载体的附着力增大,显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收性降低,由于转印残留调色剂粒子的回收不良容易产生正象重影或翳影等图像缺陷。
另外,8.96μm以上粒径的粒子难以具有对于将静电潜象忠实地显影成为调色剂像来说足够高的摩擦带电性。一般地说,显影剂的粒径越大,所得到的调色剂图像的解象性越低,按照大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子在显影剂中的含量在规定范围那样含有导电性微粉末的本发明显影剂,由于显影剂中含有许多导电性微粉末,特别是粒径大的调色剂粒子的摩擦带电量容易降低,对于8.96μm以上粒径的粒子来说,难以使之具有对于将静电潜象忠实地显影成为调色剂像足够高的摩擦带电特性,获得具有良好解象性的调色剂图像更加困难。
因此,在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,将大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子的含量限定在上述范围,可以确保具有适合于将静电潜象忠实地显影成为调色剂图像的摩擦带电特性的调色剂粒子,使用按照大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子在显影剂中的含量为规定范围那样含有导电性微粉末的本发明的显影剂,可以以高的图像浓度获得解象性良好的图像。
在本发明中,显影剂中的大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子含量与上述范围相比过少时,难以确保具有适合于将静电潜象忠实地显影成为调色剂图像的摩擦带电特性的调色剂粒子。因此,所得到的图像翳影较多,图像浓度低或者解象性低。
另外,显影剂中的大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子含量与上述范围相比过多时,难以将上述大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子在显影剂中的含量限定在本发明规定的范围内。即使大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子在显影剂中的含量处于本发明规定的范围内,相对于大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子的含量,大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子相对不足。因此,不能充分提高由接触带电产生的图像载体的均匀带电性,也不能充分得到有效防止显影兼清理中的转印残留调色剂粒子的回收不良的效果。
本发明的显影剂中的在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中的粒径大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子的含量,更优选的是20-65个数%,最好是25-60个数%。将上述粒子含量限定在这一范围,可以进一步提高接触带电产生的图像载体的均匀带电性,进一步提高有效防止在采用显影兼清理的图像形成方法中的转印残留调色剂粒子的回收不良的效果,并且可以在高的图像浓度下得到翳影少、解象性优良的图像。
如上所述,为了确保具有适合于将静电潜象忠实地显影成为调色剂像的摩擦带电特性的粒子,在高图像浓度下得到翳影少、解象性优良的图像,本发明的显影剂在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中含有大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子15-70个数%。因此,大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子在显影剂中的含量希望是起因于调色剂粒子。但是,在显影剂中的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子不仅仅限于调色剂粒子,也可包括导电性微粉末和显影剂中添加的其它粒子。
本发明的显影剂优选含有,在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,8.96μm以上粒径的粒子为0-20个数%。
如上所述,按照大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子在显影剂中的含量达到本发明规定的范围那样含有导电性微粉末的本发明的显影剂,由于显影剂中含有许多导电性微粉末的粒子,难以使8.96μm以上粒径的粒子具有对于将静电潜象忠实地显影成为调色剂像足够高的摩擦带电特性。上述粒径范围中的8.96μm以上的粒子在显影剂中的含量,与上述范围相比过多时,作为显影剂整体难以具有对于将静电潜象忠实地显影成为调色剂图像足够高的摩擦带电特性,所得到的图像的解象性容易比较低。
另外,粒径8.96μm以上的调色剂粒子,在调色剂粒子表面上的局部容易保持高的摩擦带电电荷,在这样的部位附着导电性微粉末时,导电性微粉末不从调色剂粒子游离,与调色剂粒子一起行动,供给转印后的潜象载体上的导电性微粉末容易减少。
由此,有时不能充分得到在带电部上存在导电性微粉末而产生的潜象载体的带电促进效果。另外,供给到转印后的潜象载体上的导电性微粉末容易减少,有时不能得到提高转印残留调色剂粒子回收性的效果。
此外,粒径大的调色剂粒子,如果作为转印残留调色剂粒子被运送到带电部,会损害接触带电部件与潜象载体的接触性,引起潜象载体带电不良。即,有时不能得到接触带电部件通过导电性微粉末与潜象载体致密接触而提高潜象载体的均匀带电性的本发明效果。另外,要想在显影工序中回收粒径大的转印残留调色剂粒子的场合,有时不能回收粒径大的转印残留调色剂粒子,产生图像缺陷,或者在潜象形成工序中遮住曝光,导致图像缺陷。
因此,本发明的显影剂在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中8.96μm以上粒径的粒子在显影剂中为0-10个数%更好,最好是0-7个数%。上述粒子含量限定在这一范围,可以在更高图像浓度下获得翳影少、解象性优良的图像。另外,通过导电性微粉末使接触带电部件与潜象载体具有致密的接触性,可以更好地提高潜象载体的均匀带电性,进一步抑制显影时的转印残留调色剂粒子回收不良和潜象形成工序中因曝光遮光而产生的图像缺陷。
另外,设本发明的显影剂在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量为A个数%,大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量为B个数%时,优选满足A>B的关系,最好满足A>2B的关系。
即,大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量B个数%最好是比大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子含量A个数%少。本发明显影剂的大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布满足上述关系时,在带电部中可以均匀地分散、存在导电性微粉末,得到良好的均匀带电性。
上述A和B不满足A>B的关系时,带电部上存在的导电性微粉末的均一分散性低下,或者导电性微粉末在接触带电部件上的保持性差,潜象载体的带电均一化效果容易降低。另外,导电性微粉末向带电部的供给性恶化,长期反复使用后,潜象载体的带电促进效果降低,潜象载体的带电容易变得不稳定。此外,上述A>B的关系不成立时,由于使转印性较低的大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的调色剂粒子更多地被供给、保持到带电部上,使得导电性微粉末在带电部上的保持性相对低下,图像形成装置经长期反复使用后容易阻碍潜象载体的均匀带电性,转印残留调色剂粒子中的调色剂粒子的微粒子增加,转印残留调色剂粒子的回收性降低,容易产生正象重影和翳影。
即,大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子中的导电性微粉末,与具有大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒径的导电性微粉末相比,由于带电部上存在导电性微粉末而得到的带电促进效果大幅度降低,转印残留调色剂粒子在显影时的回收性提高效果恶化。大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子中的调色剂粒子,由于摩擦带电性不稳定,容易产生翳影,转印性也低。因此,更多的转印残留调色剂粒子被供给带电部,容易阻碍潜象载体的均匀带电。另外,由于转印残留调色剂粒子增加以及转印残留调色剂的摩擦带电性不稳定,显影中的转印残留调色剂粒子的回收性容易降低。因此,大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量少一些为好。即,在显影剂的粒度分布总体中的、具有大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒径的粒子的含有比率少一些为好。
根据这些观点,大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量A个数%比大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量B个数%多一些为好,最好是大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的含量A个数%比大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量B个数%的2倍还要大。
另外,设大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子的含量为C个数%,优选的是,C个数%比大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量B个数%的2倍还要大,最好是比其3倍还要大。
在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,大于等于2.00μm、小于3.00μm粒径范围的粒子的含量B个数%优选为20个数%以下,更优选为10个数%以下,最好是5个数%以下。
另外,本发明的显影剂,在大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的个数基准的粒度分布中,大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的由下列公式表示的个数分布的变动系数Kn优选为5-40。
个数基准的粒度分布的变动系数Kn=(Sn/D1)×100式中,Sn表示大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的个数分布的标准偏差,D1表示大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的个数基准的平均当量圆直径(μm)。
通过将上述变动系数Kn限定为5-40,可以得到调色剂粒子与导电性微粉末的均一的混合性,通过将导电性微粉末更均一地供给到潜象载体上,可以进一步提高潜象载体的带电均一化效果。另外,调色剂粒子的带电量分布更陡峭,产生翳影的调色剂粒子和转印残留调色剂粒子减少,可以更稳定地抑制潜象载体的带电阻碍。另外,可以更稳定地进行显影工序中的转印残留调色剂粒子的回收,因而可以更加抑制因回收不良而引起的图像缺陷。为了使调色剂粒子的带电量分布更加陡峭,上述变动系数Kn更优选的是5-30。
另外,本发明的显影剂优选根据大于等于0.60μm、小于159.21μm粒径范围的体积基准的粒度分布求出的显影剂的重量平均粒径(D4)是4-10μm,在大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围中,由下式表示的体积基准的粒度分布的变动系数Kv是10-30。
体积基准的粒度分布的变动系数Kv=(Sv/D4)×100式中,Sv表示大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的体积分布的标准偏差,D4表示大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的体积基准的体积平均粒径(μm)。
由于上述体积基准的粒度分布的变动系数Kv是10-30,在显影剂的大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的粒子的带电量分布变得陡峭,引起翳影的调色剂粒子和转印残留调色剂粒子减少,可以更稳定地抑制图像载体的带电阻碍。另外,由于可以提高在显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子的回收性,可以有效地防止因回收不良而引起的图像缺陷。因此,上述变动系数Kv更优选的是10-25。
上述变动系数Kn或Kv与上述范围相比过小时,调色剂粒子的制造有困难,上述变动系数Kn或Kv与上述范围相比过大时,难以获得调色剂粒子与无机微粉末和导电性微粉末的均一的混合性,不容易获得图像载体的稳定的带电促进效果。另外,显影剂总体的带电量分布变宽,图像浓度低下,由于翳影增大而引起画质低下。此外,转印残留调色剂粒子量增大,阻碍带电性,在显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子的回收率降低。
通过将上述变动系数Kv限定为15-30,可以使显影剂的大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的粒子的带电量分布变得陡峭,引起翳影的调色剂粒子和转印残留调色剂粒子减少,可以更稳定地抑制图像载体的带电阻碍。另外,由于可以提高在显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子的回收性,可以有效地防止因调色剂粒子回收不良而引起的图像缺陷。上述变动系数Kv更优选的是15-25。
本发明的显影剂,按下式求出的调色剂的平均球形度在0.970以下为宜。平均球形度在0.970或以上时,外添加剂难以保持在调色剂表面上,结果容易使带电变得不均一,产生翳影。另外,在长期使用中由于显影剂搅拌或升温等引起外添加剂的埋置,调色剂表面的劣化显著,耐久性等产生问题。
球形度a=L0/L式中,L0表示具有与粒子的投影象相同面积的圆的周长,L表示粒子的投影象的周长。
本发明的显影剂优选,在大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围内,由下式求出的球形度分布的标准偏差SD是0.045或以下。
标准偏差SD={∑(ai-am)2/n}1/2式中,ai表示大于等于3.00μm、小于15.04μm粒径范围的各粒子的球形度,am表示大于等于3.00μm、小于15.04μm的粒子和平均球形度,n表示粒径在大于等于3.00μm、小于15.04μm的粒子总数。
显影剂的上述球形度分布的标准偏差SD是0.045或以下时,导电性微粉末由调色剂粒子上的游离性稳定,向图像载体上供给导电性微粉末更加稳定,因而可以更稳定地抑制图像载体的带电阻碍,在进行显影和清理的工序(即显影兼清理工序)中的调色剂粒子的回收性更稳定。
在本发明中,显影剂的粒径、粒度分布和球形度分布,是将采用流动式粒子象分析装置FPIA-1000(东亚医用电子公司制造)测定的当量圆直径定义为“粒径”,使用粒径大于等于0.60μm、小于159.21μm的个数基准的粒度分布和球形度分布求出的数值。
采用流动式粒子相分析装置的测定按以下方法进行。通过过滤器除去微细的灰尘,在103cm3中滴加数滴在测定范围(例如当量圆直径大于等于0.60μm、小于159.21μm)的粒子数为20个以下的在10ml水中稀释的表面活性剂(最好是用除去微细灰尘的水将烷基苯磺酸盐稀释10倍左右)。向其中添加适量(例如0.5-20mg)的测定试料,用超声波均化器(输出功率50W、直径6mm、阶跃式放电管)进行3分钟分散处理,将测定试料的粒子浓度调整为7000-10000个/10-3cm3(以测定当量圆直径范围的粒子为对象),使用所得到的试料分散液,测定具有大于等于0.60μm、小于159.21μm的当量圆直径的粒子的粒度分布和球形度分布。
测定的大致程序在东亚医用电子(株)发行的FPIA-1000产品目录(1995年6月版)、测定装置的操作手册和特开平8-136439中有记载,具体说明如下。
使试料分散液通过扁平的透明流槽(厚约200μm)的流路(沿流动方向增宽)。相对于流槽在其相反的两侧安装闪光灯和CCD摄像机,形成相对于流槽厚度交叉通过的光路。在试料分散液流动过程中,闪光灯以1/30秒的间隔照射光,以得到流过流槽的粒子的图像。结果,各个粒子被摄影形成与流槽平行的具有一定范围的二维图像。根据各个粒子的二维图像的面积,计算出具有与该二维图像的面积相同面积的圆的直径作为当量圆直径。
另外,根据各粒子的二维图像求出各粒子的周长,再计算出与具有与该二维图像的面积相同的面积的圆的周长之比,求出球形度分布。
测定结果(粒度分布和球形度分布的频度%和累积%)如下面表1所示,将0.06-400μm的范围分割成226个间隔(相对于1倍频程分割成30个间隔)。实际测定时,是在当量圆直径大于等于0.60μm、小于159.21μm的范围进行粒子测定。表1
粒径范围(μm) | 粒径范围(μm) | 粒径范围(μm) | 粒径范围(μm) |
0.60~0.61 | 3.09~3.18 | 15.93~16.40 | 82.15~84.55 |
0.61~0.63 | 3.18~3.27 | 16.40~18.88 | 84.55~87.01 |
0.63~0.65 | 3.27~3.37 | 16.88~17.37 | 87.01~89.55 |
0.65~0.67 | 3.37~3.46 | 17.37~17.88 | 89.55~92.17 |
0.67~0.69 | 3.46~3.57 | 17.83~18.40 | 92.17~94.86 |
0.69~0.71 | 3.57~3.67 | 18.40~18.94 | 94.86~97.63 |
0.71~0.73 | 3.67~3.78 | 18.94~19.49 | 97.63~100.48 |
0.73~0.75 | 3.78~3.89 | 19.49~20.06 | 100.48~103.41 |
0.75~0.77 | 3.89~4.00 | 20.06~20.65 | 103.41~106.43 |
0.77~0.80 | 4.00~4.12 | 20.65~21.25 | 106.43~109.53 |
0.80~0.82 | 4.12~4.24 | 21.25~21.87 | 109.53~112.73 |
0.82~0.84 | 4.24~4.38 | 21.87~22.51 | 112.73~116.02 |
0.84~0.87 | 4.36~4.49 | 22.51~23.16 | 116.02~119.41 |
0.87~0.89 | 4.49~4.62 | 23.16~23.84 | 119.41~122.89 |
0.89~0.92 | 4.62~4.76 | 23.84~24.54 | 122.89~126.48 |
0.92~0.395 | 4.76~4.90 | 24.54~25.25 | 126.48~130.17 |
0.95~0.97 | 4.90~5.04 | 25.25~25.99 | 130.17~133.97 |
0.97~1.00 | 5.04~5.19 | 25.99~26.75 | 133.97~137.88 |
1.00~1.03 | 5.19~5.34 | 26.75~27.53 | 137.88~141.90 |
1.03~1.06 | 5.34~5.49 | 27.53~28.33 | 141.90~146.50 |
1.06~1.09 | 5.49~5.65 | 28.33~29.16 | 146.05~150.31 |
1.09~1.12 | 5.65~5.82 | 29.16~30.01 | 150.31~154.70 |
1.12~1.16 | 5.82~5.99 | 30.01~30.89 | 154.70~159.21 |
1.16~1.19 | 5.99~6.16 | 30.89~31.79 | 159.21~163.88 |
1.19~1.23 | 6.16~6.34 | 31.79~32.72 | 163.88~168.64 |
1.23~1.28 | 6.34~6.53 | 32.72~33.67 | 168.64~173.56 |
1.28~1.30 | 6.53~6.72 | 33.67~34.65 | 173.56~178.63 |
1.30~1.34 | 6.72~6.92 | 34.65~35.67 | 178.63~183.84 |
1.34~1.38 | 6.92~7.12 | 35.67~36.71 | 183.84~189.21 |
1.38~1.42 | 7.12~7.33 | 36.71~37.78 | 189.21~194.73 |
1.42~1.46 | 7.33~7.54 | 37.78~38.88 | 194.73~200.41 |
1.46~1.50 | 7.54~7.76 | 38.88~40.02 | 200.41~206.26 |
1.50~1.55 | 7.76~7.99 | 40.02~41.18 | 206.26~212.28 |
1.55~1.59 | 7.99~8.22 | 41.18~42.39 | 212.28~218.48 |
1.59~1.64 | 8.22~8.46 | 42.39~43.62 | 218.48~224.86 |
1.64~1.69 | 8.46~8.71 | 43.62~44.90 | 224.86~231.42 |
1.69~1.73 | 8.71~8.93 | 44.90~46.21 | 231.42~238.17 |
1.73~1.79 | 8.96~9.22 | 46.21~47.56 | 238.17~245.12 |
1.79~1.84 | 9.22~9.49 | 47.56~48.94 | 245.12~252.28 |
1.84~1.89 | 9.49~9.77 | 48.94~50.37 | 252.28~259.64 |
1.89~1.95 | 9.77~10.05 | 50.37~51.84 | 259.64~267.22 |
1.95~2.00 | 10.05~10.35 | 51.84~53.36 | 267.22~275.02 |
2.00~2.08 | 10.35~10.65 | 53.36~54.91 | 275.02~282.05 |
2.08~2.12 | 10.65~10.96 | 54.91~56.52 | 283.05~291.31 |
2.12~2.18 | 10.96~11.28 | 56.52~58.17 | 291.31~299.81 |
2.18~2.25 | 11.28~11.61 | 58.17~59.86 | 299.81~308.56 |
2.25~2.31 | 11.61~11.95 | 59.86~61.61 | 308.56~317.56 |
2.31~2.38 | 11.95~12.30 | 61.61~63.41 | 317.56~326.83 |
2.38~2.45 | 12.30~12.66 | 63.41~65.26 | 326.83~336.37 |
2.45~2.52 | 12.66~13.03 | 65.26~67.16 | 336.37~346.19 |
2.52~2.60 | 13.03~13.41 | 67.16~69.12 | 346.19~356.29 |
2.60~2.67 | 13.41~13.80 | 69.12~71.14 | 356.29~366.69 |
2.67~2.75 | 13.80~14.20 | 71.14~73.22 | 366.69~377.40 |
2.75~2.83 | 14.20~14.62 | 73.22~75.36 | 377.40~388.41 |
2.83~2.91 | 14.62~15.04 | 75.36~77.56 | 388.41~400.00 |
2.91~3.00 | 15.04~15.48 | 77.56~79.82 | |
3.00~3.09 | 15.48~15.93 | 79.82~82.15 |
*)粒径范围的上限,不包含该数值,表示“小于”。
另外本发明中使用的测定装置“FPIA-1000”采用下述计算方法,即,计算出各粒子的球形度,然后在计算平均球形度时,根据所得到的球形度,将球形度0.40-1.00分成61份的等级,使用分割点的中心值和频度进行平均球形度的计算。但是,用该计算方法算出的平均球形度的值与通过各粒子的球形度的相加平均算出的平均球形度的误差非常小,基本上可以乎略不计,在本发明中,出于缩短计算时间和简化计算等数据操作上的原因,也可以使用这样的计算方法。
另外,本发明的显影剂优选的是,每100个调色剂粒子具有5-500个粒径0.1-10μm的导电性微粉末的粒子。粒径0.1-10μm的导电性微粉末,容易从调色剂粒子上游离,均一附着且稳定地保持在带电部件上。因此,显影剂中每100个调色剂粒子具有5-500个粒径0.1-10μm的导电性微粉末的粒子时,可以进一步促进在显影工序和转印工序中向图像载体上供给导电性微粉末,使图像载体的带电性更稳定地均一化。另外,在显影剂中每100个调色剂粒子具有5-500个粒径0.1-10μm的导电性微粉末的粒子时,显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子的回收性更稳定。
在本发明的显影剂中,每100个调色剂粒子具有不足5个粒径0.1-10μm的导电性微粉末的粒子时,要想含有5-60个数%起因于导电性微粉末的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子十分困难,由含有15-60个数%上述大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子所带来的图像载体的带电促进效果和显影兼清理时的转印残留调色剂粒子的回收提高效果等本发明的效果显著减小。另外,在本发明的显影剂,每100个调色剂粒子具有的粒径0.1-10μm的导电性微粉末的粒子比500个多很多时,导电性微粉末的粒子相对于调色剂粒子的比率过高,因而会阻碍调色剂粒子的摩擦带电,使得显影剂的显影性和转印性低下,图像浓度降低,翳影增加,由于转印残留调色剂粒子的增加引起均匀带电性低下以及在显影兼清理时转印残留调色剂粒子的回收不良。从这样的角度考虑,显影剂中每100个调色剂粒子具有5-300个粒径0.1-10μm的导电性微粉末的粒子更好,最好是具有10-200个。
本发明显影剂中的每100个调色剂粒子的0.1-10μm的导电性微粉末的个数是按下述方法测定得到的值。即,将用扫描电子显微镜放大拍摄的显影剂的照片,与利用扫描电子显微镜上附设的XMA等元素分析装置按导电性微粉末含有的元素测绘的显影剂的照片进行对照,对于100个调色剂粒子,确定在调色剂粒子表面上附着或游离存在的导电性微粉末,对于确定的导电性微粉末中利用图像处理装置(例如将由日立制作所制造的FE-SEMS-800放大3000-10000倍的图像信息,通过接口导入例如Nireko公司制造的图像分析装置LuzexIII中进行分析)求出的当量圆直径0.1-10μm的导电性微粉末粒子数进行计数,得到上述值。
另外,本发明的显影剂优选的是,导电性微粉末的含量是显影剂总量的0.1-10%(质量)。将导电性微粉末的含量限定在上述范围,可以将为促进图像载体的带电的适量的导电性微粉末供给带电部,将在显影兼清理中为提高转印残留调色剂粒子的回收性所必要量的导电性微粉末供给到图像载体上。显影剂的导电性微粉末的含量与上述范围相比过小时,供给带电部的导电性微粉末量容易不足,难以得到图像载体的稳定的带电促进效果。这种场合,在使用显影兼清理的图像形成中,显影时与转印残留调色剂粒子一起存在于图像载体上的导电性微粉末量容易不足,有时不能充分提高转印残留调色剂粒子的回收性。另外,显影剂的导电性微粉末的含量与上述范围相比过大时,容易向带电部供给过剩的导电性微粉末,因不能保持在带电部上的导电性微粉末被大量排出到图像载体上,容易产生曝光不良。此外,有时还引起调色剂粒子的摩擦带电性低下,或者图像混乱、图像浓度低下及翳影增加等。
从上述观点考虑,显影剂的导电性微粉末的含量更优选的是0.1-10%(质量),最好是0.2-5%(质量)。
另外,为了赋予显影剂以潜象载体的带电促进效果和转印残留调色剂粒子回收性提高效果,导电性微粉末的电阻最好是109Ω·cm或以下。导电性微粉末的电阻与上述范围相比过大时,即使使导电性微粉末存在于带电部件与潜象载体的接触部或其附近的带电区域,维持借助导电微粉末的接触带电部件与潜象载体的致密接触性,为了获得潜象载体的良好的均匀带电性的带电促进效果也会减小。在显影兼清理中,导电性微粉末容易带上与转印残留调色剂粒子相同极性的电荷,如果导电性微粉末的电荷与转印残留调色剂粒子的极性相同增大,转印残留调色剂粒子回收性的提高效果将大幅度降低。
为了充分发挥导电性微粉末产生的潜象载体的带电促进效果,稳定地获得潜象载体的均匀带电性,导电性微粉末的电阻应小于接触带电部件的表面部或与潜象载体的接触部的电阻,最好是该接触带电部件的电阻的1/100或以下。
优选的是,导电性微粉末的电阻是106Ω·cm或以下,因为这样可以克服由于绝缘性的转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件引起的带电阻碍,更好地进行图像载体的均匀带电,而且可以更稳定地获得在显影兼清理时的转印残留调色剂粒子的回收性提高效果。导电性微粉末的电阻更优选的是100-105Ω·cm。
在本发明中,导电性微粉末的电阻测定可以采用片剂法测定并规一化求出。即,在底面积2.26cm2的圆筒内装入约0.5g的粉末试料,在配置在粉末试料的上部和下部的上、下电极之间加压147N(15kg),与此同时施加100V的电压,测量电阻值,然后规一化,算出比电阻。
导电性微粉末优选的是透明、白色或浅色的导电性微粉末,因为这样一来,转印到转印材料上的导电性微粉末形成翳影时不容易观察到。从防止成为潜象形成工序中的曝光光的阻碍的角度考虑,导电性微粉末也最好是透明、白色或浅色的导电性微粉末。另外,导电性微粉末对于形成静电潜象的图像曝光光线的透射率在30%或以上较好,该透射率最好是35%或以上。
下面给出本发明中的导电性微粉末的光透射性测定方法的一个例子。在一侧表面上具有粘结层的透明薄膜的粘结层上固定一层导电性微粉末,在这一状态下测定透射率。由与该片料垂直的方向照射光,收集透射到薄膜背面的光,测定其光量。根据只有薄膜时和附着了导电性微粉末时的光量之差,计算出作为净光量的光透射率。实际测定时可以使用X-Rite公司制造的310T透射型浓度计进行测定。
另外,导电性微粉末最好是非磁性的。导电性微粉末是非磁性时,容易得到透明、白色或浅色的导电性微粉末。反之,具有磁性的导电性材料难以成为透明、白色或浅色。此外,在为了载持显影剂而利用磁力进行显影剂的运送和保持的图像形成方法中,具有磁性的导电性微粉末难以被显影,由于向图像载体上供给导电性微粉末不足或导电性微粉末蓄积在显影剂载体表面上,容易引起妨碍调色剂粒子显影等弊端。此外,如果在磁性调色剂粒子中添加具有磁性的导电性微粉末,由于磁的凝集力,导电性微粉末难以从调色剂粒子上游离,导电性微粉末向图像载体上的供给性容易低下。
本发明中的导电性微粉末例如可以使用:碳黑、石墨等碳素微粉末,铜、金、银、铝、镍等金属微粉末,氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铝、氧化铟、氧化硅、氧化镁、氧化钡、氧化钼、氧化铁、氧化钨等金属氧化物,硫化钼、硫化镉、钛酸钾等金属化合物,或者它们的复合氧化物,必要时可以调整粒度和粒度分布后使用。
导电性微粉末最好是含有选自氧化锌、氧化锡、氧化钛中的至少一种氧化物。特别优选的是至少表面上具有氧化锌、氧化锡、氧化钛等无机氧化物的微粒子。这些氧化物可以将作为导电性微粉末的电阻设定较低,是非磁性的呈白色或浅色,转印到转印材料上的导电性微粉末不容易观察到翳影。
另外,在导电性微粉末由导电性无机氧化物构成或者含有导电性无机氧化物的场合,为了控制电阻值,也可以使用含有与该导电性无机氧化物的主金属元素不同的锑、铝等元素的金属氧化物或导电性材料,例如含有铝的氧化锌,含有锑的氧化锡微粒子,或者用含有锑氧化锡处理氧化钛、硫酸钡或硼酸铝的表面而得到的微粒子。导电性无机氧化物中含有锑、铝等元素的量优选0.05-20%(质量),更优选的是0.05-10%(质量),最好是0.1-5%(质量)。
另外,该无机氧化物还可以使用氧欠缺型的导电性无机氧化物。
作为市售的氧化锡·锑处理过的导电性氧化钛微粒子,例如可以举出EC-300(Titan工业株式会社)、ET-300、HJ-1、HI-2(以上是石原产业株式会公司制造)、W-P(三菱材料株式会社制)等。
作为市售的掺杂锑的导电性氧化锡,例如可以举出T-1(三菱材料株式会社)、SN-100P(石原产业株式会社)等,另外,作为市售的氧化锡(SnO2)可以举出SH-S(日本化学产业株式会社)等。
从获得高的白度或透光性角度考虑,作为特别优选的氧化物可以举出含有铝的氧化锌等金属氧化物、氧欠缺型的氧化锌、氧化锡、氧化钛等金属氧化物,以及至少表面上含有这些氧化物的微粒子。
另外,粒径在0.1-10μm为宜。导电性微粉末的体积平均粒径与上述范围相比过小时,为了防止显影性低下,必须将导电性微粉末相对于显影剂的含量设定为较小。如果将导电性微粉末的添加量设定过少,不能确保有效量的导电性微粉末,在带电工序中,不可能使带电部件与潜象载体的接触部或其附近的带电区域存在对于克服因绝缘性转印残留调色剂粒子附着或混入而引起的接触带电部件的带电阻碍、良好地进行潜象载体的带电来说足够量的导电性微粉末,容易产生带电不良。从这个角度考虑,导电性微粉末的体积平均粒径应在0.1μm或以上,优选的是0.15μm或以上,最好是0.2μm或以上。
另外,导电性微粉末的体积平均粒径与上述范围相比过大时,由于从带电部件上脱落的导电性微粉末将形成静电潜象的曝光光线遮蔽或使之漫射,有时会产生静电潜象的缺陷,导致图像品质低下,因而不可取。另外,导电性微粉末的体积平均粒径与上述范围相比过大时,由于每单位重量的导电性微粉末的粒子数减少,不能充分得到转印残留调色剂粒子的回收性的提高。此外,由于导电性微粉末的粒子数减少,因导电性微粉末从带电部件上脱落而引起带电部件及其附近存在的导电性微粉末减少和劣化,为了向带电部件与图像载体的接触部或其附近的带电区域逐次供给导电性微粉末使之连续不断地存在,另外,为了使接触带电部件通过导电性微粉末保持与图像载体的致密接触性,稳定地得到良好的均匀带电性,不得不增大导电性微粉末相对于显影剂的含量。但是,导电性微粉末的含量如果过大,特别是在高湿环境下,使得显影剂整体的带电能和显影性低下,产生图像浓度低下和调色剂飞散。从这个角度考虑,导电性微粉末的体积平均粒径在10μm或以下更好,最好是5μm或以下。
下面举例说明上述导电性微粉末的体积平均粒径和粒度分布的测定方法。在Coulter Electronics公司制造的LS-230型激光衍射式粒度分布测定装置上安装液态模块,以0.04-2000μm的粒径作为测定范围,根据所得到的体积基准的粒度分布计算出导电性微粉末的体积平均粒径。测定程序是,在10cc纯水中添加微量的表面活性剂,再添加10mg导电性微粉末试料,用超声波分散机(超声波均化器)分散10分钟后,按测定时间90秒、测定次数1次的条件进行测定。
在由调色剂的测定中,对于100g纯水,添加微量的表面活性剂,然后添加2-10g调色剂,用超声波分散机(超声波均化器)分散10分钟后,利用离心分离机将调色剂粒子和上述导电性微粉末分离。在磁性调色剂的场合,也可以利用磁体。按测定时间90秒,测定次数1次的条件测定分离的分散液。
在本发明中,作为导电性微粉末的粒径和粒度分布的调整方法,除了设定制造方法和制造条件以使导电性微粉末的一次粒子在制造时得到所希望的粒径和粒度分布的方法之外,还可以采用使一次粒子的小粒子凝集的方法、将一次粒子的大粒子的粉碎的方法或者进行分级的方法,此外还可以采用将导电性粒子附着或固定在所希望的粒径和粒度分布的基材粒子的表面和一部分或全部上的方法,所希望的粒度和粒度分布的粒子使用具有分散导电性成分的形态的导电性微粒子的方法,还可以将这些方法组合,调整导电性微粉末的粒径和粒度分布。
在导电性微粉末的粒子以凝集体的形式构成的场合,其粒径被定义为该凝集体的平均粒径。导电性微粉末不仅可以以一次粒子的状态存在,也可以以二次粒子的凝集状态存在。无论什么样的凝集状态,只要作为凝集体存在于带电部件与图像载体的接触部或其附近的带电区域、能够实现带电补充或促进的作用即可,不管其形态如何。
本发明的显影剂进一步具有一次粒子的数均粒径为4-80nm的无机微粉末。无机微粉末的一次粒子的数均粒径与上述范围相比过大场合,或者未添加上述范围的无机微粉末场合,转印残留调色剂粒子附着到带电部件上时,容易固着在带电部件上,难以稳定地得到潜象载体的良好的均匀带电性。另外,在显影剂中使导电性微粉末相对于调色剂粒子均一分散比较困难,容易产生向潜象载体上供给导电性微粉末不均一,向接触带电部件上供给不均一时,产生与导电性微粉末供给不足的部分相对应的潜象的潜象载体带电不良,容易形成图像缺陷。此外,在显影兼清理时,如果在潜象载体上的导电性微粉末的存在量出现不均一,由于转印残留调色剂粒子的回收性暂时或部分地低下,造成回收不良。而且,由于不能获得显影剂的良好流动性,调色剂粒子的摩擦带电容易不均一,容易产生翳影增大、图像浓度低下、调色剂飞散等问题。无机微粉末的一次粒子的数均粒径比4nm小时,无机微粉末的凝集性强,容易以不是一次粒子、而是具有通过破碎处理难以解离的、很强凝集性的粒度分布很宽的凝集体行为,因而由于无机微粉末的凝集体的显影而产生图像遗漏,由于损伤图像载体、显影剂载体或接触带电部件而产生图像缺陷。从这个角度考虑,无机微粉末的一次粒子的数均粒径优选为6-50nm,最好是8-35nm。
即,在本发明中,具有上述一次粒子的平均粒径的无机微粉末,不仅是为了通过附着在调色剂粒子表面上而改善显影剂的流动性、使调色剂粒子的摩擦带电均一化而添加的,还同时具有使导电性微粉末在显影剂中相对于调色剂粒子均一分散、将导电性微粉末均一地供给潜象载体上的效果。
在本发明中,无机微粉末的一次粒子的数均粒径是采用下述方法测定得到的值。即,将用扫描电子显微镜放大摄制的显影剂的照片,与用扫描电子显微镜上附设的XMA等元素分析装置按无机微粉末含有的元素绘制的显影剂的照片进行对照,测定100个以上在调色剂表面上附着或游离存在的无机微粉末的一次粒子,即可求出数均粒径。
在本发明中,无机微粉末最好是含有选自一次粒子的数均粒径为4-80nm的氧化硅、氧化钛、氧化铝中的至少一种。例如,作为氧化硅微粉末,可以使用通过卤化硅的气相氧化生成的所谓干式法或被称为热解法二氧化硅的干式二氧化硅以及由水玻璃制成的所谓湿式二氧化硅两者,优先选用处于表面和二氧化硅微粉末内部的硅烷醇基少,并且Na2O、SO3-等制造残渣少的干式二氧化硅。另外,在干式氧化硅中,通过在制造过程中例如将氯化铝、氯化钛等金属卤化物与卤化硅一起使用,可以得到二氧化硅与其它金属氧化物的复合氧化物,这些复合氧化物也包括在本发明中。
另外,在本发明中,无机微粉末最好是经过疏水化处理。通过对无机微粉末进行疏水化处理,可以防止无机微粉末在高湿环境中带电性降低,提高表面上附着有无机微粉末的调色剂粒子的摩擦带电量的环境稳定性,进一步提高显影剂的图像浓度、翳影等显影特性的环境稳定性。通过抑制无机微粉末的带电性和表面上附着有无机微粉末的调色剂粒子的摩擦带电量随环境而改变,可以防止导电性微粉末从调色剂粒子上游离的容易程度的变动,使导电性微粉末向图像载体上的供给量稳定化,提高图像载体的带电性和转印残留调色剂粒子回收性的环境稳定性。
作为疏水化处理的处理剂,可以单独或组合使用有机硅清漆、各种改性有机硅清漆、硅油、各种改性硅油、硅烷化合物、有机硅烷偶合剂、其它有机硅化合物、有机钛化合物等处理剂。其中,特别优选的是,无机微粉末至少用硅油处理过。
上述硅油优先选用25℃下的粘度是10-200000mm2/s的硅油,特别是3000-80000mm2/s的硅油。硅油的粘度与上述范围相比过小时,无机微粉末的处理没有稳定性,处理过的硅油由于热和机械应力的作用而脱离、转移或劣化,画质往往劣化。反之,粘度与上述范围相比过大时,无机微粉末的均一的处理常常变得困难。
作为所使用的硅油,例如优选二甲基硅油、甲基苯基硅油、α-甲基苯乙烯改性硅油、氯苯基硅油、氟改性硅油等。
硅油处理的方法,例如可以使用享舍尔(Henschel)混合机等混合机将用硅烷化合物处理过的无机微粉末和硅油直接混合,也可以采用将硅油喷雾到无机微粉末上的方法。或者还可以采用将硅油溶解或分散于适当的溶剂中,然后添加氧化硅微粉末进行混合,除去溶剂的方法。从无机微粉末的凝集体生成较少的角度考虑,优选的是使用喷雾机的方法。
硅油的处理量,相对于100份(质量)无机微粉末为1-23份(质量),优选的是5-20份(质量)。硅油的量与上述范围相比过少时,不能得到良好的疏水性,过多时,有时会产生翳影等弊端。
另外,在本发明中,无机微粉末优选在至少在用硅烷化合物处理的同时或处理之后用硅油进行处理。无机微粉末的处理最好是使用硅烷化合物,这样可以提高硅油在无机微粉末上的附着性,使无机微粉末的疏水性和带电性均一化。
作为无机微粉末的处理条件,例如,作为第一段反应,进行硅烷化反应,利用化学键使硅烷醇基消失,然后作为第二段反应,利用硅油在表面上形成疏水性的薄膜。
另外,本发明的显影剂优选的是,无机微粉末的含量是显影剂总量的0.1-3.0%(质量)。无机微粉末的含量与上述范围相比过少时,不能充分获得添加无机微粉末的效果,反之,与上述范围相比过多时,相对于调色剂粒子过剩的无机微粉末被覆导电性微粉末,导电性微粉末显示出与电阻高的场合同样的行为,导致导电性微粉末向图像载体的供给性低下,带电促进效果低下,转印残留调色剂粒子的回收性低下,损害了本发明的效果。无机微粉末的含量更优选的是显影剂总量的0.3-2.0%(质量),最好是0.5-1.5%(质量)。
本发明中使用的一次粒子的数均粒径4-80nm的无机微粉末,其用BET测定的根据氮吸附的比表面积在20-250m2/g为宜,优选的是40-200m2/g。所述的比表面积,可以采用BET法,使用比表面积测定装置AUTOSOBE 1(Yuasa Ionics Co.公司制造)使试料表面吸附氮气,用BET多点法计算出来。
在本发明中,调色剂粒子是含有粘结树脂和着色剂的着色树脂粒子。调色剂粒子的电阻优选的是1010Ω·cm或以上,最好是1012Ω.cm或以上。如果调色剂粒子实质上不显示绝缘性,显影性和转印性两者就难以兼顾。另外,容易发生由于显影电场引起的电荷向调色剂粒子的注入,使显影剂的带电紊乱,产生翳影。
本发明中使用的调色剂粒子所含有的粘结树脂的种类,例如可以使用苯乙烯类树脂、苯乙烯类共聚树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、酚醛树脂、天然树脂改性的酚醛树脂、天然树脂改性马来酸树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、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、萜烯树脂、香豆酮茚树脂、石油类树脂等。
上述苯乙烯类共聚物中可与苯乙烯单体共聚的共聚用单体例如可以使用下列的乙烯类单体:例如乙烯基甲苯等苯乙烯衍生物;例如,丙烯酸或丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、丙烯酸苯酯等丙烯酸酯类;例如甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯等甲基丙烯酸酯类;例如,马来酸或马来酸丁酯、马来酸甲酯、马来酸二甲基酯等具有双键的二羧酸或其酯类;例如,丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、丁二烯;氯乙烯;醋酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯基酯类;例如,乙烯、丙烯、丁烯等乙烯系烯烃类;例如,乙烯基甲酮、乙烯基己酮等乙烯基酮类;例如,乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类。这些单体可以单独使用或者2种或以上组合使用。
其中,作为交联剂主要使用具有2个或以上可以聚合的双键的化合物,例如二乙烯基苯、二乙烯基萘等芳香族二乙烯基化合物;例如乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯等具有2个双键的羧酸酯;二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫醚、二乙烯基砜等二乙烯基化合物;以及具有3个或以上乙烯基的化合物。这些化合物可以单独使用或者作为混合物使用。
粘结树脂的玻璃转化温度(Tg)在50-70℃为宜。玻璃转化温度与上述范围相比过低时,显影剂的保存性低下,过高时定影性差。
本发明的显影剂优选的是,在用差示热分析测定装置(DSC)测定的DSC图的吸热曲线中,最大吸热峰在高于等于70℃、低于120℃的温度范围。为了在这样的温度范围具有最大吸热峰,最好是使调色剂粒子中含有蜡成分。
本发明中使用的调色剂粒子所含有的蜡可以举出:低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、聚烯烃、聚烯烃共聚物、微晶蜡、石蜡、费-托(Fischer-Tropsch)蜡等脂肪族烃系蜡;氧化聚乙烯蜡等脂肪族烃系蜡的氧化物;或者它们的嵌段共聚物;巴西棕榈蜡、褐煤酸酯蜡等以脂肪酸酯为主要成分的蜡类;脱氧巴西棕榈蜡等将脂肪酸酯类部分或全部脱氧的蜡等。另外,还可以举出:棕榈酸、硬脂酸、褐煤酸、或者具有更长链的烷基的长链烷基羧酸类等饱和直链脂肪酸类;巴西烯酸、桐酸、十八碳四烯酸等不饱和脂肪酸类;硬脂醇、芳烷基醇、山萮醇、巴西棕榈醇、鲸蜡醇、蜂花醇、或者具有更长链的烷基的长链烷基醇类等饱和醇类;山梨糖醇等多元醇类;亚油酸酰胺、油酸酰胺、月桂酸酰胺等脂肪酸酰胺类;亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双癸酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺等饱和脂肪酸双酰胺类;亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N’-二油基己二酸酰胺、N,N’-二油基癸二酸酰胺等不饱和脂肪酸酰胺类;间二甲苯双硬脂酸酰胺、N,N’-二硬脂基间苯二甲酸酰胺等芳香族系双酰胺类;硬脂酸钙、月桂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等脂肪族金属盐(一般称为金属皂);用苯乙烯或丙烯酸等乙烯基单体在脂肪族烃类蜡上接技的蜡类;甘油单山嵛酸酯等脂肪酸与多元醇的部分酯化物;通过植物性油脂加氢得到的具有羟基的甲基酯化合物等。
在本发明中,相对于100份(质量)粘结树脂,上述蜡优选使用0.5-20份(质量),最好是使用0.5-15份(质量)。
本发明中使用的调色剂粒子所含有的着色剂,可以单独或混合使用下列以往公知的染料或颜料:炭黑、灯黑、氧化铁黑、群青、尼格染料、苯胺蓝、酞菁蓝、酞菁绿、汉撒黄G、若丹明6G、焦油蓝、铬黄、喹丫啶酮、联苯胺黄、孟加拉玫红、三芳甲烷类染料、单偶氮类染料、双偶氮类染料等。
本发明的显影剂优选的是,在79.6kA/m磁场中的磁化强度为10-40Am2/kg的磁性显影剂,更优选的是,显影剂的磁化强度是20-35Am2/kg。
在本发明中规定在79.6kA/m磁场中的磁化强度的理由如下。通常,作为表示磁性体的磁特性的量使用磁饱和的磁化强度(饱和磁化),但在本发明中,在图像形成装置内实际作用于磁性显影剂的磁场的磁场中的磁性显影剂的磁化强度是非常重要的。在图像形成装置中使用磁性显影剂时,作用于磁性显影剂的磁场,为了不使磁场向图像形成装置外的泄漏增大或者为了将磁场发生源的成本降低,在市售的许多图像形成装置中该磁场是数十至数百kA/m,作为在图像形成装置内实际作用于磁性显影剂的磁场的有代表性的值,选择磁场79.6kA/m(1000奥斯特),规定在磁场79.6kA/m中的磁化强度。
显影剂在磁场79.6kA/m中的磁化强度与上述范围相比过小时,利用磁力运送显影剂比较困难,不能使显影剂载体上均一地载持显影剂。另外,在利用磁力运送显影剂时,由于不能均一地形成单组分系磁性显影剂的出穗,导电性微粉末向潜象载体的供给性低下,转印残留调色剂粒子的回收性也低下。显影剂在磁场79.6kA/m中的磁化强度与上述范围相比过大时,调色剂粒子的磁凝集性高,导电性微粉末在显影剂中的均一分散和向潜象载体的供给比较困难,损害了本发明的效果的图像载体的带电促进效果和调色剂回收性促进效果。
作为获得样的磁性显影剂的方法,可以使调色剂粒子含有磁性体。在本发明中,作为为使显影剂成为磁性显影剂而在调色剂粒子中含有的磁性体,可以举出磁铁矿、磁赤铁矿、铁氧体等磁性氧化铁、铁;钴、镍等金属或这些金属与铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨、钒等金属的合金以及混合物。
这些磁性体的磁特性优选的是,在磁场795.8kA/m下饱和磁化为10-200Am2/kg,残留磁化为1-100Am2/kg,矫顽力为1-30kA/m。相对于100份(质量)粘结树脂,这些磁性体的用量为20-200份(质量)。在这样的磁性体中,特别优选的是以磁铁矿为主的磁性体。
在本发明中,磁性显影剂的磁化强度可以使用振动型磁力计VSMP-1-10(东英工业公司制造),在25℃的室温和79.6kA/m的外部磁场条件下测定。另外,磁性体的磁特性可以在25℃的室温和796kA/m外部磁场条件下测定。
此外,在本发明中,显影剂对于可以通过网眼大小149μm的筛、不能通过网眼大小74μm的筛(通过149μm筛目-74μm筛目的筛上物)的粒径的球型铁粉的摩擦带电量以绝对值计在20-100mC/kg为宜。显影剂的摩擦带电量以绝对值计与上述范围相比过小时,调色剂粒子的转印性低下,转印残留调色剂粒子增大,因而潜象载体的带电性容易降低,转印残留调色剂粒子的回收负荷增大,容易发生回收不良。显影剂的摩擦带电量以绝对值计与上述范围相比过大时,显影剂的静电凝集性高,导电性微粉末在显影剂中的均一分散和向图像载体的供给变得困难,会损害本发明的效果的图像载体的带电促进效果和调色剂回收性促进效果。特别是在磁性显影剂的场合,由于显影剂同时具有磁凝集性,必须更好地抑制静电凝集性,磁性显影剂对于可以通过网眼大小149μm的筛、不能通过网眼大小74μm的筛的球型铁粉的摩擦带电量以绝对值计最好是25-50mC/kg。
下面使用附图详细说明本发明显影剂的摩擦带电量的测定方法。图4是测定显影剂的摩擦带电量的装置的说明图。在23℃和60%相对湿度的环境中,首先,将待测定摩擦带电量的显影剂与可以通过网眼大小149μm的筛、不能通过网眼大小74μm的筛的粒径的球形铁粉(例如可以使用同和铁粉公司制造的球形铁粉DSP138)的质量比为5∶95(例如在0.5g显影剂中混入9.5g铁粉)的混合物装入容量50-100ml的聚乙烯制的瓶子中,摇动100次。然后,将约0.5g上述混合物装入底部带有网眼大小为31μm的筛23的金属制的测定容器22中。盖上金属制的盖子24。称量此时测定容器22的总重量,设该总重量为W1(g)。然后,在吸引机21(至少与测定装置22相接的部分是绝缘体)中,由吸引口27吸引,通过调整风量调节阀26使真空计25的压力为2450Pa。在该状态下进行充分(约1分钟)的吸引,吸引除去调色剂。此时电位计29的电位为V(伏特)。其中,28是电容器,电容为C(μF)。另外,称量吸引后的测定容器总重量,设其为W2(g)。按下列公式计算该显影剂的摩擦带电量。
显影剂的摩擦带电量(mC/kg)=C×V/(W1-W2)
在本发明中,显影剂最好是含有带电控制剂。在带电控制剂中,作为将显影剂控制成带电正电荷的控制剂例如有下列物质。
苯胺黑和由脂肪酸金属盐的改性物,三丁基苄基铵-1-羟基-4-萘磺酸盐、四丁基铵四氟硼酸盐等季铵盐、以及它们的类似物鏻盐等鎓盐和它们的色淀颜料、三苯基甲烷染料以及它们的色淀颜料(作为色淀化剂,例如,磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、单宁酸、月桂酸、没食子酸、氰铁酸、氰亚铁酸等)、高级脂肪酸的金属盐;氧化二丁锡、氧化二辛锡、氧化二环己锡等氧化二有机基锡;二丁基硼酸锡、二辛基硼酸锡、二环己基硼酸锡等二有机基硼酸锡类;胍化合物、咪唑化合物。上述化合物可以单独使用或者2种或以上组合使用。其中优选三苯基甲烷化合物、抗衡离子不是卤素的季铵盐。另外,还可以使用通式(4)表示的单体的均聚物;与上述苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等聚合性单体的共聚物作为带正电荷性控制剂。在这种场合,这些带电控制剂还具有作为粘结树脂(的全部或一部分)的作用。式中,R1、R2、R3表示氢原子或碳原子数1-4的饱和烃基。
R7、R8和R9彼此可以是相同的,也可以是不同的,表示氢原子、卤原子、烷基、烷氧基。A-表示硫酸根离子、硝酸根离子、硼酸根离子、磷酸根离子、氢负离子、有机硫酸根离子、有机磺酸根离子、有机磷酸根离子、羧酸根离子、有机硼酸根离子、四氟硼酸根离子等阴离子。
另外,作为将显影剂控制成带负电性的控制剂可以举出下列物质。例如,有机金属配位化合物、螯合物是有效的、单偶氮金属配位化合物、乙酰丙酮金属配位化合物、芳香族羟基羧酸、芳香族二羧酸系的金属配位化合物。除此之外还有芳香族羟基羧酸、芳香族一元羧酸和多元羧酸及其金属盐、酸酐、酯类、双酚等酚衍生物类。
优选下面所示的通式(6)表示的偶氮类金属配位化合物。式中,M表示配位中心金属,例如可以举出Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni、Mn、Fe。Ar是芳基,例如可以举出苯基、萘基,也可以具有取代基。所述的取代基可以举出硝基、卤基、羧基、酰苯胺基和碳原子数1-18的烷基、烷氧基。X、X’、Y、Y’是-O-、-CO-、-NH-或-NR-(R表示碳原子数1-4的烷基)。K表示氢、钠、钾、铵、脂肪族铵。
作为中心金属特别优选的是Fe、Cr,作为取代基特别优选的是卤素、烷基、酰苯胺基,作为抗衡离子特别优选的是氢、铵、脂肪族铵离子。或者,下面通式(7)所示的碱性有机酸金属配位化合物盐也能赋予带负电性,可以在本发明中使用。式中,M表示配位中心金属,例如可以举出Cr、Co、Ni、Mn、Fe、Zn、Al、Si、B、Zr。A表示:(也可以具有烷基等取代基)(X表示氢原子、卤原子、硝基或烷基)和(R表示氢原子、C1-C18的烷基或C2-C18的链烯基)。Y可以举出氢、钠、钾、铵、脂肪族铵或者无。Z是-O-或
在通式(4)中,特别是作为中心金属优选Fe、Al、Zn、Zr、Cr,作为取代基优选卤素、烷基、酰苯胺基,作为抗衡离子优选氢、碱金属、铵、脂肪族铵离子。另外,还可以使用抗衡离子不同的配盐的混合物。
使显影剂中含有带电控制剂的方法有,在调色剂粒子内部添加的方法和外添加的方法。这些带电控制剂的用量是根据粘结树脂的种类、有无其它添加剂、包括分散方法在内的调色剂制造方法等来确定,不能一概而论,优选的是相对于100份(质量)粘结树脂为0.1-10份(质量),更优选的是0.1-5份(质量)。
在制造本发明的调色剂粒子时,用球磨机或其它混合机将上述构成材料充分混合,然后使用加热辊、捏和机、挤压机等热混炼机充分混炼,冷却固化后,进行粉碎、分级,必要时还进行调色剂形状调整等表面处理,得到调色剂粒子。
用于调色剂粒子的形状调整的处理,可以举出将用粉碎法得到的调色剂粒子分散于水中或有机溶液中进行加热或膨润的方法,使之通过热气流中的热处理法,施加机械能进行处理的机械冲击法等。作为施加机械冲击力的方法,例如可以举出,象Hosokawa Micron公司制造的机械系统或奈良机械制作所制造的混成系统等装置那样,利用高速旋转的叶片通过离心力将调色剂粒子压到壳体的内侧,通过压缩力和/或摩擦力等向调色剂粒子施加机械冲击力的方法。
在本发明中进行施加机械冲击的处理时,从防止凝集和提高生产率的角度考虑,最好是将处理时的气氛温度设定为调色剂粒子的玻璃化转变点Tg附近的温度(Tg±30℃)。更优选的是,处理时的气氛温度在调色剂的玻璃化转变点Tg±20℃范围的温度下,利用热机械的冲击进行调色剂粒子的球型化处理,可以有效地使导电性微粉发挥作用。
下面参照图6和图7,详细地说明通过反复施加热机械冲击力进行调色剂粒子的球型化处理的方法的一个例子。
图6是表示下述调色剂粒子的制造例2-4中使用的调色剂粒子球型化处理装置的结构的示意图,图7是表示图6的处理部1的结构的局部剖面图。
该调色剂粒子球形化处理装置,是利用高速旋转的叶片借助于离心力将调色剂粒子压到壳体的内侧,至少利用压缩力和摩擦力反复地施加热机械的冲击力,对调色剂粒子进行球形化处理。如图7所示,在处理部I中,在铅直方向上设置4片旋转叶轮72a、72b、72c和72d。这些旋转叶轮72a-72d,利用电动机84使旋转驱动轴73转动而被驱动旋转,其最外缘部的圆周速度例如达到100m/秒。此时旋转叶轮72a-72d的转速例如是130s-1。然后,开动吸引式风机85(参照图6),抽吸与通过与各旋转叶轮72a-72d设置成一体的叶片79a-79d的旋转产生的气流量同等或更多的风量。调色剂粒子与空气一起由送料器86被吸引导入料斗82中,被导入的调色剂粒子通过粉末供给管81和粉末供给口80被导入第1圆筒状处理室89a的中央部。该调色剂粒子在第1圆筒状处理室89a中借助于叶片79a和侧壁77受到球形化处理,然后受到球形化处理的调色剂粒子通过设置在导板78a的中央部的第1粉末排出口90a被导入第2圆筒状处理室89b的中央部,借助于叶片79b和侧壁77受到球形化处理。
在第2圆筒状处理室89b中球形化处理后的调色剂粒子,通过设置在导板78b的中央部的第2粉末排出口90b被导入第3圆筒状处理室89c的中央部,再借助于叶片79c和侧壁77受到球形化处理,然后通过设置在导板78c中央部的第3粉末排出口90c将调色剂粒子导入第4圆筒状处理室89d的中央部,借助于叶片79d和侧壁77受到球形化处理,随后通过设置在导板78d中央部的第3粉末排出口90d,由排出管93排出。运送调色剂粒子的空气,经由第1-第4圆筒状处理室89a-89d,通过排出管93、旋风分离器91、袋滤器92和吸引式风机85被排出到装置系统外。
被导入各圆筒状处理室89a-89d内的调色剂粒子,借助于各叶片79a-79d受到瞬间的机械打击作用,进而撞击到侧壁77上,受到机械冲击力。通过分别设置在旋转叶轮72a-72d上的规定大小的叶片79a-79d的旋转,在旋转叶轮面的上方空间内产生由中央部向外周和由外周向中央部循环的对流。调色剂粒子滞留在圆筒状处理室89a-89d内,受到球形化处理。由于机械冲击力产生的热,调色剂粒子表面的温度上升到构成调色剂粒子的粘结树脂的玻璃化转变温度附近,利用热机械的冲击力使调色剂粒子球形化。由于经过各圆筒状处理室89a-89d,可以连续、高效地使调色剂粒子球形化。
调色剂粒子的球形化程度,可以通过调色剂粒子在球形化处理部的滞留时间和温度进行调整,具体地说,可以通过旋转叶轮的转速、叶片的高度、宽度和片数、叶片外周与侧壁的间隙、吸引式风机的抽风量、导入球形化处理部时的调色剂粒子温度和运送调色剂粒子的空气温度等进行调整。
另外,作为分批式的装置,奈良机械(株)制造的己商品化的混成系统是一个优选的例子。
为了控制用粉碎法得到的调色剂粒子的形状,可以适当选择粘结树脂等调色剂粒子构成材料以及适当设定粉碎时的条件,如果要想用气流式粉碎机提高调色剂粒子的球形度,生产率容易降低,最好是使用机械式粉碎机,设定提高调色剂粒子的球形度的条件。
在本发明中,为了将调色剂粒子粒度分布的变动系统抑制较低,从生产率角度考虑,最好是在分级工序中使用多分割分级机。另外,为了减少大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的调色剂粒子的超微粒子,最好是在粉碎工序中使用机械式粉碎机。
在上述得到的调色剂粒子中添加外部添加剂,用混合机混合,必要时过筛,就可以制成本发明的显影剂。
用粉碎法制造调色剂粒子时使用的制造装置,作为混合机例如可以举出享舍尔混合机(三井矿山公司制造)、超级混合机(Kawata公司制造)、Ribocone(大川原制作所制造)、Nauta混合机、Turbulizer、Cyclomix(Hosokawa Micron公司制造)、螺旋销混合机(太平洋机工公司制造)、Rhedige混合机(Matsubo公司制造),作为混炼机例如可以举出KRC捏和机(栗本铁工所制造)、Buss co-kneader(Buss公司制造)、TEM型挤出机(东芝机械公司制造)、TEX双螺杆混炼机(日本制钢所制造)、PCM混炼机(池贝铁工所制造)、三辊磨、辊式混炼机、捏和机(井上制作所制造)、Kneader(三井矿山公司制造)、MS型加压捏和机、KneaderRuder(森山制作所制造)、班伯里混炼机(神户制钢所制造),作为粉碎机例如可以举出逆喷射式磨机、超细喷咀、Inomizer(Hosokawa Micron公司制造)、IDS型磨机、PJM喷射研磨机(日本Pneumatic工业公司制造)、横向喷射磨(栗本铁工所制造)、Ulmax(Nisso Engineering公司制造)、SK喷射磨(Seishin企业公司制造)、Criptron(川崎重工业公司制造)、涡轮研磨机(Turbo工业公司制造),其中优先选用Criptron、涡轮研磨机等机械式粉碎机。作为分级机例如可以举出Classyl、超细分级机、斯派泰克分级机(Seishin企业公司制造)、涡轮分级机(日清工程公司制造)、Micron Separator、Turboprex(ATP)、TSP分选机(HosokawaMicron公司制造)、Elbow Jet(日铁矿业公司制造)、分散分离机(日本Pneumatic工业公司制造)、YM Microcut(安川商事公司制造),其中,优先选用弯头喷咀等多分割分级机。作为用于筛分粗粒的筛装置可以举出Ultrasonic(晃荣产业公司制造)、Rezona Sieve、Gyrosifter(德寿工作所制造)、Vibrasonic System(Dulton公司制造)、Soniclean(新东工业公司制造)、Turbo Screener(Turbo工业公司制造)、Microsifter(槙野产业公司制造)、圆型振动筛等。
作为本发明中使用的、用于赋予各种特性的显影剂中的添加剂,例如可以使用下列物质。
(1)作为研磨剂可以举出钛酸锶、氧化铈、氧化铝、氧化镁、氧化铬等金属氧化物;氮化硅等氮化物;碳化硅等碳化物;硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙等金属盐。
(2)作为润滑剂可以举出聚偏氯乙烯、聚四氟乙烯等氟树脂粉末;有机硅树脂粉末;硬脂酸锌、硬脂酸钙等脂肪酸金属盐。
相对于100份(质量)调色剂粒子,这些添加剂使用0.05-10份(质量),优选的是0.1-5份(质量)。这些添加剂可以单独使用,也可以几种并用。
<显影装置、处理盒及图像形成方法>
下面说明可以使用本发明显影剂的本发明的显影装置和图像形成方法,另外还要说明本发明的处理盒。
本发明的显影装置,至少具有:(I)用于容纳显影剂的显影容器、(II)用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及(III)用于限制载持在显影剂载体上的显影剂的层厚的显影剂层厚限制部件。
本发明的图像形成方法是具有下列工序、重复这些工序而进行图像形成的方法,所述的工序为:(I)使潜象载体带电的带电工序,(II)在带电工序中被带电的潜象载体的带电面上作为静电潜象写入图像信息的潜象形成工序,(III)使用具有一面载持显影剂、一面将显影剂运送到与潜象载体对向的显影区域的显影剂载体的显影装置将上述静电潜象显影、形成显影剂图像而可视化的显影工序,(IV)将显影工序中形成的显影剂图像转印到转印材料上的转印工序,以及(V)利用定影机构将转印到上述转印材料上的显影剂图像定影的定影工序。
本发明的图像形成方法的第1方案是使用接触带电方法,即,上述带电工序是使潜象载体与带电机构接触进行带电在工序,通过在带电机构与潜象载体的当接部存在上述显影剂所具有的导电性粒子的状态下施加电压,使图像载体带电。
另外,本发明的图像形成方法的第2方案是,上述显影工序是在使静电潜象可视化的同时,将上述显影剂图像转印到转印材料上,然后回收残留在上述潜象载体上的显影剂的工序。
即,第2方案的图像形成方法是采用所谓的显影兼清理法,即显影工序兼带回收将调色剂图像转印到转印材料后残留在图像载体上的显影剂的工序。
本发明的处理盒的结构为,至少具有用于载持静电潜象的潜象载体、用于使上述潜象载体带电的带电机构、使用本发明的显影剂将上述图像载体上形成的静电潜象显影而形成显影剂图像的显影机构,所述的显影装置和潜象载体形成一体,可以任意装卸地安装在图像形成装置的本体上。
本发明的处理盒的第1方案式是采用接触带电方法,即,上述带电机构与潜象载体接触,在该接触部位存在上述显影剂所具有的导电性微粒子的状态下施加电压,使潜象载体带电。
本发明的处理盒的第2方案是,上述显影装置在利用显影剂将上述潜象载体上形成的静电潜象显影,形成显影剂图像进行可视化的同时,进行在该显影剂图像被转印到转印材料上后残留在潜象载体上的显影剂的回收。
本发明的上述显影机构优选的是,至少具有与上述潜象载体对向配置的显影剂载体以及在该显影剂载体上形成很薄的显影剂层的显影剂层厚限制部件,通过使上述显影剂由显影剂载体上的显影剂层转移到上述潜象载体上而形成上述调色剂图像。
上述显影机构优选的是,至少具有与上述潜象载体对向配置的显影剂载体以及在该显影剂载体上形成薄层的显影剂层的显影剂层厚限制部件。
下面详细地说明本发明的显影装置、处理盒和图像形成方法。
首先,本发明的图像形成方法中的带电工序采用作为带电机构的电晕带电器等非接触型带电装置或者接触带电装置进行,所述的接触带电装置是,使被带电体的图像载体与辊型(带电辊)、毛刷型、磁刷型、刮板型的导电性带电部件(接触带电部件、接触带电器)接触,在该带电部件(以下简称“接触带电部件”)上施加一定的带电偏压,使被带电体面带电成为规定的极性和电位。在本发明中,与电晕带电器等非接触型带电装置相比,优先选用具有低臭氧、低电耗等优点的接触带电装置。
另外,潜象载体上的转印残留调色剂粒子可以考虑有与形成的图像的图案相对应的转印残留调色剂粒子以及由于没有形成图像的部分的所谓翳影调色剂而引起的转印残留调色剂粒子。与形成的图像的图案相对应的转印残留调色剂粒子,在显影兼清理时难以完全回收,如果回收不充分,回收不良的调色剂粒子就原封不动地出现在随后形成的图像上,产生图案重影。与图像的图案对应的转印残留调色剂粒子,通过使转印残留调色剂粒子的图案弄平,可以大幅度提高在显影兼清理时的回收性。例如,如果显影工序是接触显影工艺,通过使载持显影剂的显影剂载体的移动速度和与显影剂载体接触的潜象载体的移动速度保持相对的速度差,在将转印残留调色剂粒子的图案弄平的同时可以高效率地回收转印残留调色剂粒子。但是,在图像形成过程中电源瞬间中断或者发生塞纸时图像载体上残留大量转印残留调色剂粒子的场合,由于转印残留调色剂粒子以残留在图像载体上的图案阻碍图像曝光等潜象形成,产生图像重影。与此相对,在使用接触带电装置的场合,利用接触带电部件将转印残留调色剂粒子的图案弄平,即使显影工序是非接触显影时,也能高效率地回收转印残留调色剂粒子,可以防止因回收不良而产生图案重影。另外,在潜象载体上残留大量的转印残留调色剂粒子的场合,接触带电部件一旦将转印残留调色剂粒子拦住,将转印残留调色剂粒子的图案弄平,缓慢地使转印残留调色剂粒子喷出到图像载体上,可以防止因潜象形成阻碍而引起的图案重影。对于大量的转印残留调色剂粒子被接触带电部件拦住时由于接触带电部件的污染可能会引起潜象载体的带电性低下的问题,采用本发明的特定的显影剂可以将潜象载体的均匀带电性的低下减小到实用上不存在问题的程度。从这一点考虑,在本发明中也优选接触带电装置。
在本发明中优选的是,在带电部件表面的移动速度和潜象载体表面的移动速度之间设置相对的速度差。在带电部件表面的移动速度和图像载体表面的移动速度之间设置相对的速度差时,接触带电部件与潜象载体之间的转矩大幅度增大,接触带电部件和潜象载体表面产生明显的切削,但通过在接触带电部件和潜象载体的接触部存在显影剂所具有的成分,可以获得润滑效果(减低摩擦效果),使设置速度差而不产生大幅度转矩增大和明显的切削成为可能。
优选的是,在潜象载体和与潜象载体接触的带电部件的接触部存在的显影剂所具有的成分至少含有上述导电性微粉末。更优选的是,相对于在该接触部存在的显影剂成分全体导电性微粉末的含有比率,比上述本发明的显影剂中所含有的导电性微粉末(供给本发明图像形成之前的显影剂中的导电性微粉末)的含有比率高。通过使上述接触部存在的显影剂具有的成分至少含有导电性微粉末,可以确保潜象载体和接触带电部件之间的导通路,抑制由于转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件而引起的潜象载体的均匀带电性低下。另外,由于相对于上述接触部存在的显影剂成分全体导电性微粉末的含有比率,比上述本发明的显影剂含有的导电性微粉末的含有比率高,可以更稳定地抑制由于转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件而引起的潜象载体的均匀带电性低下。另外,使用本发明的显影剂,即使在带电部上保持较大的接触带电部件和潜象载体的相对移动速度,通过向带电部供给含有许多发挥良好润滑性的大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子的导电性微粉末,仍然可以抑制接触带电部件和潜象载体的切削和损伤。
对于接触带电部件施加的带电偏压是单纯的直流电压时,也能得到潜象载体的良好带电性,不过也可以在直流电压上重叠交变电压(交流电压)。这样的交变电压的波形可以适当使用正弦波、矩形波、三角波等。另外,交变电压也可以是通过周期性开、关直流电源而形成的脉冲波电压。作为交变电压,可以使用具有电压值周期变化的波形的偏压。
在本发明中,对于接触带电部件施加的带电偏压最好是在不产生放电生成物的范围内施加。即,该放电偏压最好是比接触带电部件与被带电体(潜象载体)之间的开始放电电压要低。另外,最好是直接注入带电机构占支配地位的带电方法。
在显影兼清理方法中,由于残留在潜象载体上的绝缘性转印残留调色剂粒子与接触带电部件接触,或者附着、混入其中,潜象载体的带电性降下,在放电带电机构占支配地位的带电方法的场合,由于附着在接触带电部件表面上的调色剂层形成阻碍放电电压的电阻时开始,潜象载体的带电性降下加剧。与此相对,在直接注入带电机构占支配地位的带电方法的场合,由于附着或混入接触带电部件的转印残留调色剂粒子降低了接触带电部件表面与被带电体的接触几率,被带电体(潜象载体)的均匀带电性降低,导致静电潜象的对比度和均一性低下,图像浓度降低或翳影增大。根据放电带电机构和直接注入带电机构的带电性低下的机理,至少在潜象载体和与潜象载体接触的带电部件的接触部存在导电性微粉末而产生的潜象载体带电低下的防止效果和带电促进效果,在直接注入带电机构中更为显著,在直接注入带电机构中优选使用本发明的显影剂。即,在放电带电机构中,在潜象载体和与潜象载体接触的带电部件的接触部至少存在导电性微粉末时,为了不使转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件而形成的调色剂层成为阻碍由带电部件到潜象载体的放电电压的电阻,必须进一步增大在潜象载体和与潜象载体接触的带电部件的接触部及其附近的带电区域存在的、导电性微粉末相对于显影剂成分总体的含有比率。因此,在大量的转印残留调色剂粒子附着或混入接触带电部件的场合,为了限制附着或混入的转印残留调色剂粒子量,使附着或混入接触带电部件上的的调色剂层成为阻碍放电电压的电阻,不得不向潜象载体上喷出更多的转印残留调色剂粒子,从而容易阻碍潜象形成。与此相对,在直接注入带电机构中,通过至少在潜象载体和与潜象载体接触的带电部件的接触部存在导电性微粉末,可以容易地通过导电性微粉末确保接触带电部件与被带电体的接触点,防止附着或混入接触带电部件的转印残留调色剂粒子使接触带电部件与被带电体的接触几率降低,抑制潜象载体的带电性低下。
特别是在接触带电部件表面的移动速度和潜象载体表面的移动速度之间设置相对的速度差的场合,通过接触带电部件与潜象载体的滑动摩擦来限制在潜象载体与接触带电部件的接触部存在的显影剂成分总量,可以更可靠地抑制潜象载体的带电阻碍,并且通过显著增加在接触带电部件与潜象载体的接触部导电性微粉末与潜象载体接触的机会,可获得接触带电部件与潜象载体的更高的接触性,进一步促进借助于导电性微粉末向潜象载体的直接注入带电。与此相对,放电带电不是潜象载体与接触带电部件的接触部,而是在潜象载体与接触带电部件非接触的具有微小间隙的区域进行放电,因而期待得到通过限制存在于接触部的显影剂成分总量达到抑制带电阻碍的效果。
从这一角度考虑,在本发明中,优选直接注入带电机构占支配地位的带电方法,即不依赖于放电带电机构的直接注入带电机构点支配地位。
为了实现带电方法,对于接触带电部件施加的带电偏压最好是比接触带电部件与被带电体(潜象载体)之间的开始放电电压要低。
作为在接触带电部件表面的移动速度和潜象载体表面的移动速度之间设置相对的速度差的构成方案,最好是通过旋转驱动接触带电部件来设置速度差。
另外,带电部件表面的移动方向和潜象载体表面的移动方向最好是彼此相反。即,带电部件和潜象载体最好是彼此反向移动。为了提高被接触带电部件携带的潜象载体上的转印残留调色剂粒子暂时回收到接触带电部件上并将其弄平的效果,接触带电部件和潜象载体最好是彼此反向地移动。例如,最好是旋转驱动接触带电部件,使其旋转方向与潜象载体表面的移动方向反向地旋转。也就是说,通过反向旋转使图像载体上的转印残留调色剂粒子离开潜象载体并进行带电,可以优势地进行直接注入带电并抑制潜象形成的阻碍。另外,由于将转印残留调色剂粒子的图案弄平的效果,可以提高转印残留调色剂粒子的回收性,更可靠地防止因回收不良而产生图案重影。
也可以使带电部件与潜象载体表面的移动方向同方向地移动来设置相对的速度差。但是,由于直接注入带电的带电性依赖于潜象载体的移动速度与带电部件相对于潜象载体的移动速度的相对移动速度之比,为了获得与反向时相同的相对移动速度比,在同方向时带电部件的移动速度要比反向时大,因此在移动速度这一点上,使带电部件反向移动较为有利。另外,在将转印残留调色剂粒子的图案弄平的效果方面,使带电部件与潜象载体表面的移动方向反向地移动也是有利的。
在本发明中,潜象载体的移动速度与带电部件的移动速度之比(相对移动速度比)在10-500%为宜,优选的是20-400%。相对移动速度比与上述范围相比过小时,不能充分增加接触带电部件与潜象载体的接触几率,难以维持通过直接注入带电产生的潜象载体的带电性。另外,通过接触带电部件与潜象载体的滑动摩擦限制在潜象载体与接触带电部件的接触部存在的导电性微粉末量而抑制潜象载体的带电阻碍的效果,以及将转印残留调色剂粒子的图案弄平、提高显影兼清理时的显影剂回收性的效果有时也不能充分得到。相对移动速度比与上述范围相比过大时,为了提高带电部件的移动速度,会造成潜象载体与接触带电部件的接触部上携带的显影剂成分飞散,容易产生装置内的污染,潜象载体和接触带电部件容易产生摩损或损伤,致使工作寿命缩短。
另外,在带电部件的移动速度是0的场合(带电部件静止的状态),由于带电部件与潜象载体的接触点为定点,带电部件与图像载体的接触部容易产生摩损或劣化,抑制潜象载体的带电阻碍的效果以及将转印残留调色剂粒子的图案弄平、提高显影兼清理时的显影剂回收性的效果容易降低,因而不可取。
表示上述相对的速度差的相对移动速度比可以用下面的公式表示。式中,带电部件的移动速度为Vc,潜象载体的移动速度为Vp,在接触部上带电部件表面与潜象载体表面同方向移动时,带电部件的移动速度是与潜象载体的移动速度相同符号的值。
相对移动速度比(%)=|[(Vc-Vp)/Vp]×100|
在本发明中,为了在将潜象载体上的转印残留调色剂粒子暂时回收到带电部件上的同时,将导电性微粉末载持带电部件上,设置潜象载体与带电部件的接触部,优势地进行直接注入带电,接触带电部件最好是具有弹性。另外,为了利用接触带电部件将转印残留调色剂粒子的图案弄平,提高转印残留调色剂粒子的回收性,接触带电部件也最好是具有弹性。
在本发明中,为了通过对带电部件施加电压使潜象载体带电,带电部件最好是导电性的。因此,带电部件最好是弹性导电辊、具有磁约束磁性粒子的磁刷部、使该磁刷部与被带电体接触的磁刷接触带电部件,或者是由导电性纤维构成的刷。为了使带电部件的结构简化,更优选的是,带电部件是弹性导电辊或者具有导电性的刷辊,为了使附着或混入带电部件的显影剂成分(例如转印残留调色剂粒子或导电性微粉末)不飞散和稳定地保持,带电部件最好是弹性导电辊。
作为辊部件的弹性导电辊的硬度过低时,由于形状不稳定,与被带电体的接触性变差,另外,由于在带电部件与潜象载体的接触部存在的导电性微粉末会切削或损伤弹性导电辊的表层,不能得到潜象载体的稳定的带电性,反之,其硬度过高时,不仅在与被带电体之间不能确保带电接触部,而且与被带电体(潜象载体)表面的微接触性恶化,因而不能得到潜象载体的稳定的带电性。此外,将转印残留调色剂粒子的图案弄平的效果低下,不能提高转印残留调色剂粒子的回收性。如果为了充分获得带电接触部和弄平效果而提高弹性导电辊与潜象载体的接触压力,则接触带电部件或潜象载体容易产生切削或损伤等。基于这些考虑,作为辊部件的弹性导电辊的アスカ-C硬度在20-50范围为宜,优选的是25-50的范围,最好是25-40的范围。アスカ-C硬度是使用JISK6301中规定的弹簧式硬度计アスカ-C(高分子计器株式会公司制造)测定的硬度。在本发明中,将载荷设定为9.8N,以辊的形态进行测定。
在本发明中,为了稳定地保持导电性微粉末,作为接触带电部件的辊部件表面最好是具有微小的穴窝或凹凸。
另外,导电性弹性辊在具有弹性、获得与潜象载体的充分接触状态的同时,作为具有对于使移动的潜象载体带电足够低电阻的电极发挥作用是十分重要的。另一方面,在潜象载体上存在气孔等缺陷部位的场合,必须防止电压的泄漏。在使用电子照相用感光体等潜象载体作为被带电体的场合,为了获得足够的带电性和耐泄漏,导电性弹性辊的电阻优选103-108Ω·cm,更优选的是104-107Ω·cm。导电性弹性辊的电阻可以按下面所述测定,即,在该辊上施加49N/m的接触压力,将辊压接到直径30mm的圆筒状铝鼓上,在这一状态下,在芯棒与铝鼓之间施加100V进行测定。
例如,导电性弹性辊可以通过在芯棒上形成作为挠性部件的橡胶或发泡体的中电阻层来制作。中电阻层是由树脂(例如氨基甲酸酯)、导电性粒子(例如碳黑)、硫化剂、发泡剂等配制而成,在芯棒上形成滚筒状,然后根据需要进行切削,研磨表面,修整形状,制成导电性弹性辊。
导电性弹性辊的材质不限于弹性发泡体,作为弹性体的材料还可以举出乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、聚氨酯、丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶和异戊二烯橡胶等橡胶材料,为了调整电阻,还可以分散碳黑和金属氧化物等导电性物质。此外,还可以举出将它们发泡形成的发泡体。另外,还可以不分散导电性物质或者与导电性物质并用使用离子导电性的材料来调整电阻。
导电性弹性辊相对于作为被带电体的潜象载体、抗拒弹性以规定的压力压接配置,形成导电性弹性辊与潜象载体的接触部即带电接触部。该带电接触部的宽度没有特别的限制,不过为了使导电性弹性辊和潜象载体稳定地获得密切的附着性,其宽度优选的是1mm或以上,最好是2mm或以上。
另外,本发明的带电工序中使用的带电部件,也可以通过在由导电性纤维构成的刷(刷部件)上施加电压使潜象载体带电。作为这样的接触带电部件的带电刷,可以使用在常用的纤维中分散导电材料、调整电阻而形成的刷。所述的纤维可以使用公知的纤维,例如尼龙、丙烯酸、人造丝、聚碳酸酯和聚酯等。所述的导电材料可以使用公知的导电材料,例如镍、铁、铝、金、银等导电性金属,或者氧化铁、氧化锌、氧化锡、氧化锑、氧化钛等导电性金属氧化物,此外还可以举出碳黑等导电粉末。这些导电材料可以根据需要为了疏水化、调整电阻等目的而进行表面处理。在使用时,考虑到与纤维的分散性和生产率可以适当选择上述导电材料使用。
作为接触带电部件的带电刷有固定型和可以转动的辊状的带电刷。所述的辊状带电刷例如有将导电性纤维形成绒面的带呈螺旋形卷绕在金属制的芯棒上形成辊刷。导电性纤维最好是选用纤维粗细为1-20旦(纤维直径10-500μm左右)、刷的纤维长度1-15mm、刷密度为每1平方英寸1万-30万根(每1平方米1.5×107-4.5×108根)。
带电电刷最好尽可能使用电刷密度高的,最好也由数根~数百根细纤维制作1根纤维。例如,像300旦/50单纤维那样,也可以将300旦的细纤维50根形成1束作为1根纤维进行植毛。但是,在本发明中,决定直接注入带电的带电电刷,主要取决于带电部件与潜像载体的带电接触部及其附近的导电性微粉末的存在密度,因此扩大带电部件的选择范围。
带电刷的电阻值和弹性导电性辊的情况相同,为了得到与像载体的充分带电性和耐泄漏性,优选103~108Ω·cm,更优选104~107Ω·cm。
作为带电刷的材质,有Unichika,Ltd.制的人造纤维REC-B、REC-C、REC-M1、REC-M10,还有东丽(株)制的SA-7、Nihon Sanmo K.K.制的Thunderon、Kanebo,Ltd.制的Belltron、Claray Co.,Ltd.制的Clacarbo、在人造丝中分散碳的纤维、三菱丽阳(株)制的Roabal等,在环境稳定性这点上,特别优选使用REC-B、REC-C、REC-M1、REC-M10。
另外,接触带电部件具有可挠性,可使在接触带电部件和潜像载体的接触部处,导电性微粉末与潜像载体的接触机会增加,能够得到高的接触性,使直接注入带电性提高,所以是优选的。即,接触带电部件通过导电性微粉末紧密地接触潜像载体,存在于接触带电部件和潜像载体的接触部的导电性微粉末,无间隙地摩擦潜像载体表面,因而由接触带电部件产生的潜像载体的带电,不使用放电现象,通过导电性微粉末的稳定而且安全的直接注入带电占支配地位。因此,通过使用借助于导电性微粉末的直接注入带电,可得到在利用以往的放电带电的辊带电等得不到的高带电效率,能够在潜像载体上给予与外加在接触带电部件上的电压大致同等的电位。此外,通过使接触带电部件具有可挠性,在向接触带电部件供给多量的转印残留有机调色剂粒子的场合下,提高暂时阻挡转印残留有机调色剂粒子的效果和使转印残留有机调色剂粒子的图形均匀的效果,可以可靠地防止潜像形成阻碍及由转印残留有机调色剂粒子的回收不良引起的图像不良的发生。
潜像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量,如果过少,就不能充分地得到由导电性微粉末产生的润滑效果,由于潜像载体和接触带电部件的摩擦变大,所以使接触带电部件相对潜像载体保持速度差进行旋转驱动变得困难。即,如果导电性微粉末的存在量少,驱动转矩就变得过大,如果过分地使其旋转,就容易刮削接触带电部件和潜像载体的表面。而且有时也不能充分得到由导电性微粉末产生的接触机会增加的效果,有时也得不到潜像载体的良好带电性能。另一方面,如果上述接触部中的导电性微粉末的存在量过多,导电性微粉末从接触带电部件的脱落就会显著地增加,引起图像曝光的遮光等潜像形成阻碍,容易对成像产生不良影响。
根据本发明人的研究,潜像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量,优选103个/mm2或以上,更优选为104个/mm2或以上。通过使该导电性微粉末的存在量保持在103个/mm2或以上,驱动转矩就不会变得过大,可充分地得到由导电性微粉末产生的润滑效果。如果其存在量远低于103个/mm2,就不能充分地得到所希望的接触机会增加的效果,有产生像载体的带电性降低的倾向。
另外,在以直接注入带电方式作为在显影兼清理图像形成中的潜像载体的均匀带电方式使用的场合下,担心由转印残留调色剂粒子向带电部件附着或混入引起的潜像载体的带电性降低。为了抑制转印残留调色剂粒子向带电部件附着或混入,或者克服由转印残留调色剂粒子向带电部件附着或混入引起的潜像载体的带电阻碍,进行良好的直接注入带电,像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量优选为104个/mm2或以上。如果其存在量比远远低于104个/mm2,在转印残留调色剂粒子多的情况下,潜像载体的带电性容易变低。
在带电过程中的潜像载体上的导电性微粉末存在量的合适范围,也取决于以多大密度将导电性微粉末涂布在潜像载体上,可得到潜像载体的均匀带电性的效果。
潜像载体的带电时,必须至少比记录解像度更均匀地接触带电是不言而喻的。但是,如图3表示的肉眼的视觉特性的曲线那样,在空间频率是10循环/mm或以上时,图像上的识别谐调数无限地接近于1,即不能识别浓度不匀。如果积极地利用该特性,在潜像载体上附着导电性微粉末的场合,至少在像载体上使导电性微粉末以10循环/mm或以上的密度存在,进行直接注入带电即可。即使在不存在导电性微粉末处,在潜像载体上发生微带电不良,因为该带电不良发生的图像上的浓度不匀,发生在超过人的视觉特性的空间频率范围,所以,在图像上不会产生任何问题。
在改变导电性微粉末向潜像载体上的涂布密度时,关于在图像上作为浓度不匀的带电不良能否被认知,虽然只要稍微涂布一点导电性微粉末(例如10个/mm2),就可以得到抑制带电不匀发生的效果,但图像上的浓度不匀对人来说能否容许一点上还是不充分的。如果将其涂布量设定为102个/mm2或以上,在图像的客观评价中就会迅速地得到好的结果。此外,通过使涂布量增加至103个/mm2或以上,就完全消除起因于带电不良的图像上的问题。
利用直接注入带电方式的带电和放电带电方式根本不同,带电部件通过切实地接触到被带电体上进行带电,但即使在像载体上过剩地涂布导电性微粉末,也一定存在不能接触的部分。然而,由于本发明进行积极地利用人的视觉特性的导电性微粉末的涂布,实用上解决了该问题。
另外,导电性微粉末在潜像载体上的存在量的上限值是导电性微粉末在潜像载体上均匀地涂布1层的量,即使进行1层以上涂布,也不一定使效果提高,相反由于在带电过程后,过剩的导电性微粉末被喷出,产生遮蔽曝光光源,或使其散射等弊端。
涂布密度上限值也随导电性微粉末的粒径、接触带电部件的导电性微粉末的保持性等不同而变化,因此不能一概而论,但如果非要记载其上限的话,可以将使导电性微粉末在像载体上均匀地涂布1层的量作为其上限。
导电性微粉末在潜像载体上的存在量也取决于导电性微粉末的粒径等,如果超过5×105个/mm2,就会出现导电性微粉末从潜像载体的脱落显著地增加的倾向,不仅对图像形成装置内造成污染,而且还会发生不管导电性微粉末自身的光透过性如何,向潜像载体的曝光量不足的问题。该存在量如果在5×105个/mm2或以下,可以将脱落的粒子量抑制至较低,减低因导电性微粉末的飞散引起的装置内的污染的同时,改善曝光的阻碍。
此外,在显像兼清理过程中,对由潜像载体上的导电性微粉末的存在量产生的转印残留调色剂粒子的回收性提高效果也进行了实验,如果带电后显像前的潜像载体上的导电性微粉末存在量超过102个/mm2,与潜像载体上不存在导电性微粉末的情况相比,明显地提高了转印残留调色剂粒子的回收性,直到导电性微粉末在潜像载体上均匀地涂布至1层程度为止、得到了没有图像缺陷的由显像兼清理形成的图像。与导电性微粉末在转印后带电前的潜像载体上的存在量的情况相同,从导电性微粉末的存在量超过5×105个/mm2时开始,出现导电性微粉末从潜像载体的脱落变得显著,对潜像形成造成影响,翳影增加的倾向。即,为使潜像载体的带电性良好,转印残留调色剂粒子的回收性良好,形成没有因装置内污染或曝光阻碍引起的图像缺陷的图像,优选将潜像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量设定成103个/mm2或以上,并且将成潜像载体上的导电性微粉末的存在量设定为102个/mm2或以上、但不远远超过5×105个/mm2。更优选是将潜像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量设定为104个/mm2或以上。
由于潜像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量和潜像形成过程中的潜像载体上的导电性微粉末的存在量之间的关系,取决于①向潜像载体和接触带电部件的接触部的导电性微粉末供给量,②导电性微粉末对潜像载体和接触带电部件的附着性,③接触带电部件对导电性微粉末的保持性,④潜像载体对导电性微粉末的保持性等因素,所以不能一概决定。在实验上,潜像载体和接触带电部件的接触部中的导电性微粉末的存在量在103~106个/mm2的范围内,测定潜像载体上的脱落的粒子存在量(在潜像形成工序中的潜像载体上的导电性微粉末的存在量)时,为102~105个/mm2。
下面,叙述带电接触部中的导电性微粉末的存在量和潜像形成工序中的潜像载体上的导电性微粉末的存在量的测定方法。带电部中的导电性微粉末的存在量最好直接测定接触带电部件和潜像载体的接触面部中的值,但在形成接触部的接触带电部件表面的移动方向与潜像载体表面的移动方向为反时,由于在接触接触带电部件之前存在于潜像载体上的粒子的大部分向反方向移动的同时,被接触的带电部件剥离,因此在本发明中以到达接触面部之前的接触带电部件表面的粒子量作为存在量。具体地说,在不施加带电偏压的状态停止像载体和弹性导电性辊的旋转,用视频显微镜(0LYMPUS制OVM1000N)和数字静态记录器(DELTIS制SR-3100)对潜像载体和弹性导电性辊的表面摄影。关于弹性导电性辊,以和弹性导电性辊接触像载体相同的条件接触玻璃载片,从玻璃载片的背面,在视频显微镜上用1000倍的对物镜对接触面摄影10处以上。为了从所得到的数字图像将各个粒子进行区域分离,保持某一阀值进行2值化处理,使用所希望的图像处理软件计测粒子存在的区域数。另外,对于潜像载体上的存在量,也使用同样的视频显微镜,对像载体上摄影,进行同样的处理后计测。
潜像载体上的导电性微粉末的存在量,用与上述相同的手段,对转印后带电前和带电后显影前的潜像载体摄影,使用图像处理软件进行计测。
在本发明中,优选通过使潜像载体的最表面层的体积电阻为1×109~1014Ω·cm,优选为1×1010~1014Ω·cm,可提供更良好的潜像载体的带电性。在利用电荷的直接注入的带电方式中,通过使被带电体侧的电阻下降,可以进行更良好的电荷的授受。为此,作为最表面层的体积电阻值优选为1×1014Ω·cm或以下。另一方面,作为潜像载体,为了使静电潜像保持一定的时间,作为最表面层的体积电阻值优选为1×109Ω·cm或以上。即使在高湿环境下,为了实现尽管是微小潜像也没有乱地保持静电潜像,作为电阻值优选为1×1010Ω·cm或以上。
此外,优选的是潜像载体是电子照像感光体,通过使该电子照像感光体的最表面层的体积电阻为1×109~1×1014Ω·cm,即使在处理速度快的装置中,也可使像载体具有充分的带电性。
另外,潜像载体优选为具有非晶态硒、CdS、ZnO2、非晶态硅或者像有机系感光物质的光导电绝缘物质层的感光鼓或者带,特别优选使用具有非晶态硅感光层或者有机感光层的感光体。
作为有机感光层,既可以是在同一层中含有电荷发生物质和具有电荷输送性能的物质的单一层型感光层,也可以是具有电荷输送层和电荷发生层的机能分离型感光层。在导电性基体上以电荷发生层、接着电荷输送层的顺序叠层结构的叠层型感光层是优选例之一。
通过调整潜像载体的表面电阻,能够更稳定地进行潜像载体的均匀带电。
以通过调整潜像载体的表面电阻,使电荷注入更效率化或者促进电荷注入为目的,也优选在电子照像感光体的表面上设置电荷注入层。电荷注入层优选为在树脂中分散导电性微粒子的形态。
作为设置电荷注入层的形态,例如有
(i)在硒、非晶态硅等的无机感光体或者单一层型有机感光体上设置电荷注入层;
(ii)作为机能分离型有机感光体的电荷输送层,可以使具有电荷输送剂和树脂的表面层的构成兼具作为电荷注入层的机能(例如,作为电荷输送层在树脂中分散电荷输送剂和导电性粒子,或者电荷输送剂自身或根据其存在状态,使电荷输送层具有作为电荷注入层的机能);
(iii)在机能分离型有机感光体上,作为最表面层设置电荷注入层等方案,但重要的是最表面层的体积电阻处于优选范围。
作为电荷注入层,例如由金属蒸镀膜等无机材料层、或者在粘结树脂中分散导电性微粒子的导电粉分散树脂层等构成,蒸镀膜利用蒸镀形成,导电粉分散树脂层利用浸涂涂布法、喷涂法、辊涂法和射束涂布法等适当的涂布法进行涂布而形成。
另外,它也可以是在绝缘性的粘合剂中混合或共聚具有光透过性高的离子导电性的树脂而构成,或者由具有中等电阻的光导电性的树脂单体构成。
其中,优选潜像载体的最表面层为至少由金属氧化物构成的导电性微粒子(以下,记作“氧化物导电微粒子”)分散的树脂层。即,通过这样来构成像载体的最表面层,可使电子照像感光体表面的电阻下降,更有效地进行电荷的授受,并且由于使表面的电阻下降,可以抑制由在像载体保持静电潜像期间潜像电荷扩散引起的潜像的模糊或者流动,因此是优选的。
在分散上述氧化物导电微粒子的树脂层的场合,为了防止由分散的粒子引起的入射光的散射,优选氧化物导电微粒子的粒径比入射光的波长更小。因此,作为分散的氧化物导电微粒子的粒径,优选0.5μm或以下。相对最外层的总质量,氧化物导电微粒子的含量优选为2~90质量%,更优选为5~70质量%。在氧化物导电微粒子的含量与上述范围过相比过小时,膜强度降低,难以得到所期望的体积电阻值,另外,在其含量与上述范围相比太大时,电荷注入层变得容易削损,感光体的寿命有变短的倾向,并且由于电阻变得过低,容易产生由潜像电位变小引起的图像不良。
另外,电荷注入层的层厚以0.1~10μm为佳,在得到潜像轮廓的清晰度,更优选为5μm或以下,从电荷注入层的耐久性方面考虑,更优选为1μm或以上。
电荷注入层的粘合剂,也可以使其与下层的粘合剂相同,但此情况下,在电荷注入层的涂布时,存在使下层(例如电荷输送层)的涂布面混乱的可能性,因此必须特别选择形成方法。
再者,本发明中的潜像载体最表面层的体积电阻的测定方法,是通过在表面蒸镀金的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜上制作与像载体的最表面层相同组成的层,使用体积电阻测定装置(惠普公司制4140BpAMATER),在温度23℃、湿度65%的环境下,施加100V的电压进行测定的。
另外,在本发明中,优选赋予潜像载体表面脱模性,优选潜像载体表面对水的接触角在85度或以上。更优选潜像载体表面对水的接触角为90度或以上。
潜像载体表面具有高的接触角,表示潜像载体表面对调色剂粒子显示具有高的脱模性。通过该效果,可提高在显像兼清理工序中显影剂的回收效率。另外,由于可显著地减少转印残留调色剂粒子量,所以,也能够抑制由转印残留调色剂粒子引起的潜像载体的导电性降低。
作为赋予潜像载体表面以脱模性的方法,例如可举出
①作为构成膜的树脂本身使用表面能低的物质。
②添加可赋予防水、亲油性的添加剂。
③将具有高脱模性的材料制成粉状体而进行分散。
作为①,可通过在树脂的结构中,导入含氟基团、含硅基团来实现。作为②,将表面活性剂作为添加剂添加即可。作为③,可举出使用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和氟化碳等的含氟原子的化合物,有机硅系树脂或者聚烯烃系树脂。
利用这些方法,能够使潜像载体表面对水的接触角达到85度以上。
其中,潜像载体表面层优选分散有由选自氟系树脂、有机硅系树脂或者聚烯烃系树脂中的至少一种或以上的材料组成的润滑剂微粒的层。特别优选使用聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯等的氟树脂。在本发明中,作为③的粉体,在以含氟树脂作为脱模性粉体使用时,向最表面层的分散是合适的。
为在表面含有这些粉体,在感光体最表面层设置在粘合剂树脂中分散该粉体的层,或者如果本来就是以树脂作为主体而构成的有机感光体的话,不重新设置表面层,在最表面层中分散该粉体即可。
具有上述的脱模性的粉体向潜像载体表面层的添加量,相对表面层总质量,优选为1~60质量%,更优选为2~50质量%。如果添加量与上述范围相比过少,转印残留调色剂粒子不能充分地减少,显像兼清理装置中的显影剂的回收率不充分。如果添加量与上述范围相比过大,会出现膜的强度降低,向感光体的入射光量显著地降低,有损于像载体的带电性的问题,所以不可取。关于该粉体的粒径,从图像质量方面考虑,优选为1μm或以下,更优选为0.5μm或以下,如果粒径与上述范围相比过大,由于入射光的散射,轮廓的清晰度容易变差,有损于解像度。
在本发明中,接触角的测定使用纯水,装置使用协和界面科学(株)制接触角计CA-DS型。
以下,说明作为本发明中使用的潜像载体的感光体的优选形态之一。作为导电性基体,使用铝或者不锈钢等金属、具有由铝合金或者氧化铟-氧化锡形成的被膜层的塑料、含浸导电性粒子的纸或者塑料、具有导电性聚合物的塑料的圆筒状圆筒及薄膜。
在这些导电性基体上,出于提高感光层的粘结性、改善涂布性、基体的保护、基体上缺陷的覆盖、改善从基体的电荷注入性或者保护感光层免遭电气破坏的目的,也可以设置底层。
底层可由聚乙烯醇、聚N-乙烯基咪唑、聚环氧乙烷、乙基纤维素、甲基纤维素、硝基纤维素、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、酪蛋白、聚酰胺、共聚尼龙、动物胶、明胶、聚氨酯或者氧化铝等材料形成。底层的膜厚通常为0.1~10μm,优选为0.1~3μm。
电荷发生层可通过将偶氮系颜料、酞菁系颜料、靛蓝系颜料、二萘嵌苯系颜料、多环醌系颜料、squarilium染料、吡喃鎓盐类、噻喃鎓盐类、三苯基甲烷系色素或者硒或非晶态硅等的无机物质等的电荷发生物质分散于适当的粘合剂中进行涂布或者通过蒸镀来形成。其中,特别酞菁系颜料在感光体感度调整成适合于本发明的感度时优选。作为粘合剂,例如可举出聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、环氧树脂、乙酸乙烯酯树脂。在电荷发生层中含有的粘合剂的量为80质量%或以下,优选为0~40质量%。电荷发生层的膜厚优选5μm或以下,特别优选0.05~2μm。
电荷输送层具有在电场存在下接收来自电荷发生层的电荷载体,输送该电荷载体的机能。电荷输送层通过根据需要使电荷输送物质和粘结树脂一起溶解于溶剂中,进行涂布来形成,其膜厚一般是5~40μm。作为电荷输送物质,可举出在主链或者侧链具有联苯、蒽、芘和菲等结构的多环芳香族化合物;像吲哚、咔唑、噁二唑和吡唑啉等的含氮环式化合物;腙化合物;苯乙烯基化合物;硒;硒-碲;非晶态硅;硫化镉。
作为使这些电荷输送物质分散的粘结树脂,可举出聚碳酸酯、聚酯树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯树脂、丙烯酸酯树脂和聚酰胺树脂等的树脂;聚N-乙烯基咔唑和聚乙烯基蒽的有机光导电性聚合物。
作为表面层,为了使电荷注入更效率化或促进电荷注入,也可以设置在树脂中分散导电性微粒子的层。作为表面层的树脂,可以单独或组合二种或以上使用聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂,或者这些树脂的固化剂。作为导电性微粒子的例子,可举出金属或者金属氧化物。优选的有氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铋、氧化锡被覆氧化钛、锡被覆氧化铟、锑被覆氧化锡或者氧化锆的超微粒子。这些可以单独使用,也可以混合2种或以上使用。
图5是作为表面层设置电荷注入层的潜像载体(感光体)的层构成模型图。即感光体是通过在导电性基体(铝滚筒基体)11上顺序地重叠涂布导电层12、正电荷注入防止层13、电荷发生层14、电荷输送层15的一般有机感光体鼓上,涂布电荷注入层16,来提高由电荷注入产生的带电性能的感光体。
作为在潜像载体的最表面层上形成的电荷注入层16,最重要的是表层的体积电阻在1×109~1×1014Ω·cm的范围内。即使在没有设置像本构成的电荷注入层的场合下,例如作为潜像载体的最表层的电荷输送层15在上述电阻范围内时,可得到同等效果。例如,使用表层的体积电阻约为1013Ω·cm的非晶态硅感光体等,也可同样得到由电荷注入产生的良好的带电性。
在本发明中,在潜像载体的带电面上形成静电潜像的潜像形成工序和潜像形成机构,优选通过图像曝光在潜像载体表面写入作为静电潜像的图像信息的工序和图像曝光机构。作为为形成静电潜像的图像曝光机构,并不限于形成数字潜像的激光扫描曝光机构,通常的模拟式图像曝光或LED等的其他发光元件也可以,荧光灯等发光元件和液晶快门等的组合等,只要是能够形成对应图像信息的静电潜像的机构即可。
潜像载体也可以是静电记录介电体。在此情况下,使作为像载体的介电体面一次均匀地带电成规定的极性、电位后,通过利用消电针头、电子枪等电机构选择性地进行消电,写入目的的静电潜像来形成。
如上所述,本发明的显影剂,从为了防止调色剂的劣化的调色剂表面上的外添加剂的保持的观点来考虑,调色剂的平均圆形度优选小于0.970。但是,如果调色剂的圆形度低,带电量就变得不充分,容易产生转印效率的降低。另外,即使巧妙地调整添加在调色剂粒子中的导电性微粒子的粒径,在大多数情况下也不能完全防止调色剂粒子的摩擦带电特性的降低。因此,在这样的平均圆形度不到0.970,并且使用外添加导电性微粒子的调色剂的场合,有必要提高由显影剂载体产生的带电赋予性。
因此,在本发明中,作为该显影剂载体,使用具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层、在该树脂被覆层上含有正带电性的物质。进一步为了防止显影剂的过剩带电、使带电量适当化,优选在该树脂被覆层中至少含有导电性物质,该树脂被覆层成为导电性树脂被覆层。
作为在本发明中使用的显影剂载体的被覆层用粘结树脂,可以使用一般公知的树脂的任一种。例如可以使用苯乙烯系树脂、乙烯基系树脂、苯乙烯-二烯系树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰胺树脂、氟树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂等热塑性树脂,环氧树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、尿素树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂等热固性或者光固化性树脂等。其中,优选使用有机硅树脂、氟树脂等的脱模性优良的树脂,或者聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂等的机械性能优良的树脂。
也优选在这些公知的粘结树脂中添加正带电性物质来使用。
所谓正带电性物质,只要是单独与铁粉混合使其摩擦带电时,正极性带电的物质即可。另外,在分散的被覆层用粘结树脂中,如果显示正带电,在与这样的树脂组合使用时,并不一定限于在单独与铁粉混合摩擦带电的场合时带正电的物质。
作为这样的正带电性物质,有苯胺黑系染料、三苯基甲烷系染料、季铵盐、胍衍生物、咪唑衍生物、胺系和多胺系化合物等的作为一般正电荷控制剂使用的物质,合成二氧化硅、石英粉、氧化铝粉、水滑石类化合物等的无机粉体,作为构成单体具有磺酸基丙烯酸酰胺的共聚物。另外,还有对这些无机粉体进行氨基硅烷偶联剂处理后使用的方法。
其中,下面列举出的化合物,为使显影剂良好地带电,优选使用。
①作为正带电性物质,最好在被覆层中含有含氮杂环化合物。
作为在此时使用的含氮杂环化合物,使用数均粒径优选在20μm或以下的、更优选为0.1~15μm的含氮杂环化合物。即,在含氮杂环化合物的数均粒径超过20μm时,在构成显像套筒的导电性树脂被覆层中的含氮杂环化合物产生分散不良,难以充分地得到带电性能提高的效果,因此不可取。
作为在本发明中使用的含氮杂环化合物,可举出的有咪唑、咪唑啉、咪唑啉酮、吡唑啉、吡唑、吡唑啉酮、噁唑啉、噁唑、噁唑酮、噻唑啉、噻唑、噻唑酮、硒唑啉、硒唑、硒唑酮、噁二唑、噻二唑、四唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并硒唑、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、噁嗪、噻嗪、四嗪、聚吖嗪(polyazaine)、哒嗪、嘧啶、吡嗪、吲哚、异吲哚、吲唑、咔唑、喹啉、吡啶、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、酞嗪、嘌呤、吡咯、三唑、吩嗪等的化合物。在本发明中,由于咪唑化合物可促进由在本发明中使用的显影剂载体和调色剂的相互作用产生的效果,因此特别优选。
在本发明中,在咪唑化合物中,特别是如果将下述通式(1)或者(2)表示的咪唑化合物,用于显影剂载体的导电性树脂被覆层中,可以赋予调色剂以迅速而且均匀的带电赋予能,进一步,可提高导电性树脂被覆层的强度,因此更优选。式中,R1和R2表示氢原子、或者选自烷基、芳烷基和芳基中的取代基,R1和R2可以相同,也可以不同。R3和R4表示碳原子数3~30的直链状烷基,R3和R4可以相同,也可以不同。式中,R5和R6表示氢原子、或者选自烷基、芳烷基和芳基中的取代基,R5和R6可以相同,也可以不同。R7表示碳原子数3~30的直链状烷基。
作为优选使用具有上述结构的咪唑化合物的理由,被认为具有上述通式(1)或者(2)表示的结构的咪唑化合物,由于作为取代基具有碳原子数3~30的直链状烷基,所以,对被覆层用粘结树脂的分散性良好,因此与显像套筒的导电性树脂被覆层的其他构成材料一同被良好地分散,可以形成特别优良的分散状态的导电性树脂被覆层表面,结果使显像套筒对调色剂的摩擦带电特性变得更良好。
适合在本发明中使用的、具有上述通式(1)或者(2)表示的结构的咪唑化合物等的含氮杂环化合物,构成它的含氮杂环基可以是单环,也可以与其他基团形成缩环,另外,也可以是被取代的。进而,在适合于本发明中使用的含氮杂环化合物的含杂环基被取代时,作为其取代基,例如可以使用烷基、芳烷基、链烯基、炔基、烷氧基、芳基、取代的氨基、脲基、尿烷基、芳氧基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷基-或者芳硫基、烷硫基、芳基磺酰基、烷基-或者芳基亚磺酰基、羟基、卤素原子、氰基、磺基、芳氧基羰基、酰基、烷氧羰基、酰氧基、碳酰胺基、磺酰胺基、羧基、磷酸酰胺基、二酰基氨基、酰亚胺基等的取代基。这些取代基也进一步具有取代基。作为此时的取代基的例子,可以使用作为含氮杂环的取代基在上述例举的取代基。
接着,说明导电性树脂被覆层的含氮杂环化合物及导电性微粒子的含量。但是,这只是本发明中的优选范围,本发明并不受此限定。首先,作为分散在导电性树脂被覆层中的含氮杂环化合物的含量,相对100质量份的被覆层用粘结树脂,在优选为0.5~60质量份、更优选为1~50质量份的范围时,会产生特别好的结果。即,在含氮杂环化合物的含量不到0.5质量份时,含氮杂环化合物的添加效果小,在超过60质量份时,难以将导电性树脂被覆层的体积电阻控制在较低的水平,容易发生过度充电(charge-up)现象。
在导电性树脂被覆层中作为和含氮杂环化合物并用、分散含有的导电性微粒子的含量,相对100质量份的被覆层用粘结树脂,如果在优选40质量份或以下,更优选在2~35质量份的范围使用,可得到特别好的效果。即,在导电性微粒子的含量超过40质量份时,因认为导电性树脂被覆层的被膜强度的降低、以及调色剂的带电量的降低,因此不可取。
②在本发明的显影剂载体中,作为正带电性物质,也优选在被覆层中含有含氮杂环化合物。作为这样的材料,例如可举出含有来自含氮乙烯基单体的单元的共聚物。作为形成共聚物的聚合物,优选乙烯基聚合性单体。由于树脂被覆层含有的粘合剂树脂具有机械强度高的乙烯基聚合性单体和对显影剂具有高的负摩擦带电特性的含氮乙烯基单体的共聚物,所以显影剂载体具有树脂被覆层的耐磨损性、耐调色剂附着·熔着性高,多页耐久后仍具有良好摩擦带电赋予性。
另外,因为该共聚物具有含氮乙烯基单体,所以提高了碳黑和石墨等的导电性微粉末在树脂被覆层中的分散性。因此,由于树脂被覆层的电阻良好地降低,而且树脂被覆层表面的摩擦带电赋予特性的均匀性提高,对显影剂的摩擦带电赋予特性更高,而且显影剂的带电量分布变得陡陡峭,并且树脂被覆层自身的被膜强度也提高,所以多页耐久性更优良。虽然由于共聚物具有该含氮乙烯基单体,碳黑和石墨等的导电性微粉末在树脂被覆层中的分散性提高的理由,尚未明确,但认为,由于含有基于含氮乙烯基单体中的氮原子的极性基,对溶剂,尤其对具有极性的溶剂的溶解性良好,因此树脂溶解的溶解液对导电性微粒子的润湿性提高,在涂布溶解液中的导电性微粒子而形成树脂被覆层时,树脂被覆层中的导电性微粒子的分散性提高。尤其,导电性微粒子在表面上具有碳黑等的极性基的物质时,由于基于氮原子的极性基的存在亲和性进一步提高,因此是更有效。
在本发明中,具有乙烯基聚合性单体(M)和含氮乙烯基单体(N)的共聚物的共聚摩尔比优选满足M∶N=4∶1~999∶1。在M的比例超过999∶1时,几乎没有含氮乙烯基单体的添加效果,即提高摩擦带电赋予性的效果极少,几乎看不到使其共聚的效果。在M的比例不到4∶1时,例如由于Tg(玻璃化温度)降低,树脂层不稳定,或由于电子照像装置本身的升温有可能损害树脂层的带电赋予特性、耐磨损性特性,使调色剂容易固着。另外,即使含氮乙烯基单体的比例提高至上述比例以上,带电赋予效果也已达到饱和,因此是没有必要的。
在本发明中,作为可成为上述共聚物的主成分的乙烯基聚合性单体,例如可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸苯基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸羟乙基酯、丙烯酸二甲基(氨基)乙基酯、丙烯酸二乙基(氨基)乙基酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸二甲基(氨基)乙基酯、甲基丙烯酸二乙基(氨基)乙基酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺等的具有双键的一元羧酸,或者其酯化合物;例如马来酸、马来酸丁酯、马来酸甲酯、马来酸二甲酯等的具有双键的二元羧酸,及其酯化合物;这些化合物可以单独使用,也可以2种或以上混合使用。尤其,使其含有乙烯基的酸单体或者含有酸酯单体时,对显影剂载体上的显影剂的带电稳定性有效果。在此情况下,作为摩擦带电量的稳定效果,使用酸单体比酸酯单体稍好些。
在本发明中,作为乙烯基聚合性单体,优选使用甲基丙烯酸甲酯。在甲基丙烯酸甲酯作为聚合物使用时,机械强度优良。另外,在含在套筒表面层的粘结树脂中使用时,可得到对显影剂的良好的摩擦带电赋予性。但是,在作为均聚物使用时,摩擦带电赋予性往往是不充分的,碳黑、石墨等颜料的分散性也不怎么好。通过像本发明那样,使用含有含氮乙烯基单体的共聚物,可提高摩擦带电赋予性。另外,在本发明中,由于优选以80%或以上的比例含有甲基丙烯酸甲酯成分,因此与甲基丙烯酸甲酯的均聚物相比,也不损害机械强度,例如耐磨损性。进而由于含有含氮乙烯基单体成分,因此在树脂层中分散导电性微粉末等的颜料成分的情况下,提高分散性,在这点上对耐磨损性等也是优选的。
作为含有来自含氮乙烯基单体的单元的共聚物分子量,按重均分子量Mw计优选在3000~50000范围内。在重均分子量Mw不到3000时,低分子量成分过多,因此或调色剂容易附着或者固着在套筒上,树脂的带电赋予性降低。另外在Mw超过50000时,分子量过高,并且溶剂中的树脂粘度高,因此会成为涂布不良或在添加颜料类的情况下,成为分散不良的原因,也会成为树脂层的组成变得不均匀、调色剂带电不稳定、表面粗造度不稳定、耐磨损性降低等的原因。
另外,表示含有来自含氮乙烯基单体的单元的共聚物的重均分子量和数均分子量之比的Mw/Mn优选为3.5或以下。在Mw/Mn超过3.5时,低分子量成分增加,因此调色剂的附着性增加或熔着增加,或者容易发生向调色剂的摩擦带电赋予性的降低。
在本发明中,如下测定由含有来自含氮乙烯基单体的单元的共聚物的GPC(气相分配色谱法)产生的色谱图的分子量分布。即在40℃的热室中使色谱柱稳定化,向该温度下的色谱柱中,作为溶剂以每分钟1ml的流速使THF(四氢呋喃)流动,注入100μlTHF试样溶液进行测定。在测定试样的分子量时,从由数种的单分散聚苯乙烯标准试样制成的测量性对数值和计数的关系计算出试样具有的分子量分布。作为制作测量线用的标准聚苯乙烯试样,例如使用Toso公司制或者昭和电工公司制的分子量102~107左右的聚苯乙烯试样,使用至少10点左右的标准聚苯乙烯试样是合适的。另外,作为检测器使用RI(折射率)检测器。另外,作为色谱柱,可以组合数根市售的聚苯乙烯凝胶柱,例如可举出昭和电工公司制的ShodexGPCKF-801、802、803、804、805、806、807、800P的组合,或Toso公司制的TSKgelG1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSKguardcolumn的组合。
作为含氮乙烯基单体的代表例,例如可举出对二甲氨基苯乙烯、丙烯酸二甲氨基甲酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基甲酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙氨基甲酯、甲基丙烯酸二甲氨基丙酯、甲基丙烯酸二乙氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯,进一步,还可举出N-乙烯基咪唑、N-乙烯基苯并咪唑、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基哌啶、N-乙烯基吗啉、N-乙烯基吲哚等的含氮杂环式N-乙烯基化合物。
特别是优选使用丙烯酸二甲氨基甲酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基丙酯、丙烯酸二乙氨基甲酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙氨基丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基甲酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯等的下述通式表示的含氮乙烯基单体。式中,R7、R8、R9和R10表示氢原子或者碳原子数1~4的饱和烃基,n是1~4的整数。
特别优选使用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯等的下述通式表示的含氮乙烯基单体。式中,R1、R2、R3表示氢原子或者碳原子数1~4的饱和烃基。
式中,R5表示氢原子或甲基,R6表示碳原子数为1-4的亚烷基,R7-R9表示甲基,乙基或丙基,X1表示-COO-或-CONH-,A-表示Cl-,(1/2)SO4 2-等的阴离子。
在本发明中,含有含氮乙烯基单体的共聚物,可以将其单独作为被覆层用粘结树脂使用,也可以将其添加在其他的粘结树脂中使用。在将其添加到其他的粘结树脂中使用时,可以使用上述的一般公知的树脂。如果考虑到显影剂载体所要求的机械强度,热固化性树脂更好,但只要是具有足够的机械强度,热塑性树脂也可以使用。
另外,也可以将这样的树脂混入比其强度更高的热固性树脂等作为电荷控制剂来使用。在这样的场合,利用起因于该含氮乙烯基单体的效果,套筒的正带电性变得良好。
③进而,在本发明的显影剂载体中,作为正带电性物质,优选在显影剂载体表面至少含有乙烯基聚合性单体和含磺酸基的丙烯酰胺单体的共聚物、并且同时,作为被覆层用粘结树脂,优选使用在其分子结构中至少含有-NH2基、=NH基、或者-NH-键的任一种的树脂。
在本发明中,虽然所说的显示正带电性的理由尚不清楚,但据认为,当将乙烯基聚合性单体和含磺酸基丙烯酰胺单体的共聚物分散在分子结构中至少具有-NH2基、=NH基、或者-NH-键的至少任一种的被覆层用粘结树脂中使用时,由于均匀地分散,上述共聚物和粘结树脂的结构的相互作用,使得树脂组合物全体的带电性成为具有均匀而且充分的正带电性。
本发明中的上述聚合物,优选基于乙烯基聚合性单体和含磺酸基丙烯酰胺单体的质量的共聚比为98∶2~80∶20、重均分子量为2000~50000的聚合物。如果含磺酸基丙烯酰胺单体的比例少于2质量%,对调色剂使正电荷感应的能力会劣化。如果超过20质量%,就发生耐湿性等的环境稳定性的降低、被覆膜特性的降低,因此不可取。另外,如果重均分子量不到2000,低分子量成分过多,因此调色剂变得容易附着或者固着在套筒上,或树脂的带电赋予性降低。如果重均分子量超过50000,与树脂的相溶性会降低,得不到耐环境变化或经时稳定的带电性,另外,由于溶剂中的树脂粘度高,会成为涂布不良或添加颜料类的场合的分散不良的原因,以及成为树脂被覆层的组成变得不均匀、调色剂带电不稳定、进而树脂被覆层的表面粗造度不稳定、耐磨损性降低等的原因。
在如上述所示的本发明中使用的含磺酸基丙烯酰胺单体的添加量,相对100质量份的粘结树脂,优选为1~100质量份。在不到1质量份时,得不到由添加而产生的带电赋予性的提高,如果超过100质量份,容易导致向粘结树脂中的分散不良,被膜强度的降低的问题。
作为可在制造本发明中的上述共聚物中使用的乙烯基聚合性单体,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二甲基(氨基)乙基酯、(甲基)丙烯酸二乙基(氨基)乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯,这些可以单独使用,也可以2种或以上混合使用。优选可举出苯乙烯与丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的组合。再者,由于一般调色剂用粘结树脂的玻璃转变温大多为70℃以下或60℃以下,所以,在使用上述乙烯基聚合性单体时,为避免调色剂向被覆膜表面附着,优选适当地选择作为被覆层用粘结树脂,以便形成具有65℃以上、优选70℃以上、最好90℃以上的玻璃转变温度的被覆膜。
另外,作为含磺酸基丙烯酰胺单体,可举出2-丙烯酰胺基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基正丁烷磺酸、2-丙烯酰胺基正己烷磺酸、2-丙烯酰胺基正辛烷磺酸、2-丙烯酰胺基正十二烷磺酸、2-丙烯酰胺基正十四烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-苯基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2,2,4-三甲基戊烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基苯基乙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-(4-氯苯基)丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-羧甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-(2-吡啶基)丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙烷磺酸、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-正癸烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-正十四烷磺酸。优选可举出2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸。
作为可在使上述乙烯基聚合性单体和含磺酸基丙烯酰胺单体共聚时使用的聚合引发剂,为过氧化物引发剂或者偶氮系引发剂等,但以其分解物具有羧基、对负带电性有效果的过氧化物引发剂为佳,优选相对单体混合物在0.5~5质量%的范围使用该引发剂。另外,作为其聚合法,可以使用溶液聚合、悬浮聚合、块状聚合等的任一种,并没有特别的限制,但特别优选采用在含有甲醇、异丙醇、丁醇等低级醇的有机溶剂中,使上述单体混合物进行共聚的溶液聚合法。
作为在此场合的显影剂载体中的被覆层的粘结树脂,使用上述乙烯基聚合性单体和含磺酸基丙烯酰胺单体的共聚物、以及在其一部分或者全部,其分子结构中至少具有-NH2基、=NH基、或者-NH-键的任一种的粘结树脂。
作为具有-NH2基的物质,可举出由R-NH2表示的伯胺或者具有该伯胺的多胺、由RCO-NH2表示的伯酰胺或者具有该伯酰胺的聚酰胺等,作为具有=NH基的物质,可举出以R=NH表示的仲胺或者具有该仲胺的多胺,由(RCO)2=NH表示的仲酰胺或者具有该仲酰胺的聚酰胺等,作为具有-NH-键的物质,可举出除上述的多胺、聚酰胺以外具有-NHCO-键的聚氨酯等,可适当使用1种或者1种以上,或者作为共聚物含有的工业上合成的树脂。其中,优选以氨作为催化剂的酚醛树脂、聚酰胺树脂以及聚氨酯树脂。作为构成本发明中使用的粘结树脂的酚醛树脂,本发明人反复进行深入研究的结果得知,在其制造工序中,通过使用以含氮化合物作为催化剂使用的酚醛树脂,在加热固化时容易引起与上述共聚物的结构的相互作用,使树脂组合物全体的带电性成为具有均匀而且充分的正带电性。
因此,通过作为构成本发明中的显影剂载体上的被覆层的材料的一种使用这样的酚醛树脂,可得到良好的负带电赋予性。在本发明中使用的酚醛树脂的制造工序中,作为催化剂使用的含氮化合物,例如作为酸性催化剂可例举出硫酸铵、磷酸铵、氨磺酸铵(ammonium sulfamide)、碳酸铵、乙酸铵、马来酸铵的酸的铵或者胺类,另外,作为碱性催化剂有氨、或者如二甲胺、二乙胺、二异丙胺、二异丁胺、二戊胺、三甲胺、三乙胺、三正丁胺、三戊胺、二甲基苄胺、二乙基苄胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺、n,n-二正丁基苯胺、n,n-二戊基苯胺、n,n-二叔戊基苯胺、n-甲基乙醇胺、n-乙基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、乙基二乙醇胺、正丁基二乙醇胺、二正丁基乙醇胺、三异丙醇胺、1,2-乙二胺、六亚甲基四胺的氨基化合物,如吡啶、α-甲基吡啶、β-甲基吡啶、γ-甲基吡啶、2,4-卢剔啶、2,6-卢剔啶的吡啶及其衍生物,如喹啉化合物、咪唑、2-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑的含氮杂环式化合物。
另外,作为构成本发明中使用的粘结树脂的聚酰胺树脂,例如尼龙6、66、610、11、12、9、13、Q2尼龙、或者以它们作为主成分的尼龙的共聚物、或者N-烷基改性尼龙、N-烷氧基烷基改性尼龙中的任一种均可使用。进而,像聚酰胺改性酚醛树脂等那样的用聚酰胺改性的各种树脂,或者作为固化剂使用聚酰胺树脂的环氧树脂,以如上述那样的,只要是含有聚酰胺树脂成分的树脂,均可使用。
另外,作为构成本发明中使用的粘结树脂的聚氨酯树脂,只要是包含尿烷键的树脂,均可良好地使用。该尿烷键通过聚异氰酸酯和多元醇的聚合加成反应而得到。
作为该聚氨酯树脂的主原料的聚异氰酸酯,可以使用二亚苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-双环己基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、邻甲苯胺二异氰酸酯、亚萘基二异氰酸酯、二异氰酸二甲苯酯、对苯二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸甲酯、二异氰酸二甲酯。
另外,成为聚氨酯树脂的主原料的多元醇,可以使用聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚己二酸二甘醇酯、聚己二酸己烯酯、聚己酸内酯等的聚酯多元醇,聚1,4-丁二醇、聚丙二醇的的聚醚多元醇。
在本发明中,优选将用上述的材料在显影剂载体表面形成的树脂被覆层的体积电阻调整至103Ω·cm或以下,更好是调整至103~10-2Ω·cm。即,在树脂被覆层的体积电阻超过103Ω·cm时,容易发生过度充电,容易引起重影的恶化或浓度降低。因此,在本发明的显影装置中,为了将显影剂载体表面的树脂被覆层的体积电阻调整至上述那样的优选范围,在树脂被覆层的被膜形成材料的粘结树脂中分散含有导电性物质。作为此时使用的导电性物质,优选使用其粒径(按数均粒径)为20μm或以下的导电性物质,更优选使用其粒径为100μm或以下的导电性物质。进而,为了避免在树脂被覆层表面形成凹凸,优选使用1μm或以下的导电性物质。
作为能够在此时使用的导电性物质,例如可举出如炉黑、灯黑、热碳黑、乙炔黑、槽法碳黑等的碳黑,如氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化钼、钛酸钾、氧化锑和氧化铟等的金属氧化物,如铝、铜、银、镍等的金属,如石墨、金属纤维、碳纤维等的无机系填充剂。作为树脂被覆层表面中的这些导电性物质的添加量,相对100质量份粘结树脂,优选100质量份或以下的范围使用。如果添加量超过100质量份,容易引起被膜强度的降低,另外,添加多量的导电性物质,有引起调色剂的带电量降低的倾向。
此外,在本发明的显影装置中,作为在所使用的显影剂载体的表面设置的树脂被覆层表面构成,优选在上述的正带电性物质或导电性物质的基础上,进一步在树脂被覆层中分散粒径0.3~30μm左右的球状粒子的构成。若采用这样的构成,可以使显影剂载体的表面粗造度稳定化,使影剂载体上的调色剂涂布量最佳化成为可能。另外,使树脂被覆层中含有球状粒子,可以使在显影剂载体表面保持均匀的表面粗造度的同时,即使在设置在显影剂载体表面的树脂被覆层发生磨损的情况下,也能够使该被覆层的表面粗造度的变化变少,因此得到不易发生调色剂对显影剂载体的污染或调色剂熔着的效果。进而,当使其含有这样的球状粒子,通过与树脂被覆层中含有的含氮杂环化合物的相互作用,含氮杂环化合物具有的电荷控制的效果进一步提高,从而可以进一步够提高对调色剂的迅速且均匀的带电赋予特性,并且还具有使带电赋予特性稳定化的效果。
作为在本发明中使用的球状粒子,数均粒径是0.3~30μm,优选为2~20μm。即,如果树脂被覆层中含有的球状粒子的数均粒径不到0.3μm,在显影剂载体的表面赋予均匀的粗造度的效果及提高带电赋予性能的效果低,在向显影剂的迅速且均匀的带电会变得不充分的同时,存在因树脂被覆层的磨损而发生调色剂的电荷上升或调色剂污染及调色剂熔着的倾向,容易产生重影的恶化、图像浓度降低,因此也不可取。另一方面,在添加数均粒径超过30μm的球状粒子时,存在树脂被覆层表面的粗造度变得过大的倾向,在不易充分地进行调色剂的带电的同时,树脂被覆层的机械强度也会降低,因此也不可取。
此外,作为在本发明中使用的球状粒子,可以使用其真密度为3g/cm3以下、优选为2.7g/cm3以下、更优选为0.9~2.3g/cm3的球状粒子。即,在球状粒子的真密度超过3g/cm3时,树脂被覆层中的球状粒子的分散性变得不充分,在被覆层表面难以给予均匀的粗造度的同时,也不能均匀地进行含氮杂环化合物的分散,向调色剂的迅速且均匀的带电赋予能力以及被覆层的强度变得不充分,因此不可取。另一方面,在球状粒子的真密度小于0.9g/cm3时,被覆层中的球状粒子的分散性也容易变得不充分,因此不可取。
在本发明中所说的球状粒子中的球状,意味着粒子的长径/短径之比在1.0~1.5左右,但优选使用长径/短径之比更近似于1.0~1.2的真球状的球状粒子。即,在球状粒子的长径/短径之比超过1.5时,在导电性树脂被覆层中的球状粒子的分散性降低的同时,正带电性物质向该被覆层中的分散性降低,以及发生被覆层表面的粗造度不均匀,从对调色剂的迅速且均匀的带电赋予性以及形成的树脂被覆层的被膜强度的角度考虑,也是不可取的。
作为在本发明中使用的球状粒子,可以使用公知的球状粒子。例如可举出球状的树脂粒子、球状的金属氧化物粒子、球状的碳化物粒子等。另外,作为球状的树脂粒子,例如可举出具有利用悬浮聚合、分散聚合法等直接得到的具有所希望粒径的球状树脂粒子。在本发明中,即使在这些之中,特别球状的树脂粒子以更少的添加量得到合适的表面粗造度,容易得到更均匀的表面形状,因此是优选的。作为这样的球状的树脂粒子,可举出如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等的丙烯酸系树脂粒子,如尼龙等的聚酰胺系树脂粒子,如聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃系树脂粒子,有机硅系树脂粒子、酚醛系树脂粒子、聚氨酯系树脂粒子、苯乙烯系树脂粒子、苯并胍胺粒子。这些树脂粒子,不限于利用先前所述的聚合法得到的树脂粒子,也可以使用将由粉碎法得到的树脂粒子进行热球化或者物理球化处理得到的树脂粒子。
进而,在本发明中,使无机微粉末附着或者固着在上述的球状粒子的表面上,也可以使用。作为此时使用的无机微粉末,例如可举出的有SiO2、SrTiO3、CeO2、CrO、Al2O3、ZnO、MgO等的氧化物,SiN4等的氮化物,SiC等的碳化物,CaSO4、BaSO4、CaCO3等的硫酸盐或碳酸盐。这样的无机微粉末,也可以使用经偶联剂处理的无机微粉末。
尤其,以提高与粘结树脂的附着力为目的,或者对球状粒子赋予疏水性等为目的,优选使用用偶联剂处理的无机微粉末。作为此时使用的偶联剂,例如有硅烷偶联剂、钛偶联剂、锆铝酸盐偶联剂。更具体地说,作为硅烷偶联剂,例如可举出六甲基二硅烷基胺、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、苄基二甲基氯硅烷、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、三有机甲硅烷基硫醇、三甲代甲硅烷基硫醇、丙烯酸三有机甲硅烷基酯、乙烯基二甲基乙酰氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、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、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷,以及每1分子中具有2~12个硅氧烷单元、并且在位于末端的单元中具有键于各硅原子上的羟基的二甲基聚硅氧烷。
如上所述,优选将用偶联剂处理的无机微粒子附着或者固着在球状粒子表面进行处理,可以提高球状粒子向导电性树脂被覆层中的分散性、该被覆层表面的均匀性或耐污染性、向调色剂的带电赋予性、导电性树脂被覆层的耐磨损性等。
此外,在本发明中,作为上述的球状粒子优选使用导电性的球状粒子。即,通过使球状粒子具有导电性,由于该导电性,在球状粒子表面难以蓄积电荷,因此可以减少调色剂向显影剂载体表面的附着,使对调色剂的带电赋予能力提高。作为此时使用的球状粒子,优选是具有体积电阻值为106Ω·cm或以下,更优选为10-3~106Ω·cm的导电性的球状粒子。即,在本发明中使用的球状粒子的体积电阻如果超过106Ω·cm,就会以由于磨损而露出被覆层表面的球状粒子为中心容易发生调色剂的污染,与此同时,不易进行迅速且均匀的调色剂的带电,因此是不可取的。
作为得到具有这样的体积电阻的导电性球状粒子的方法,优选使用以下方法,但也不一定限于这些方法。即,作为能够得到适合在本发明中使用的导电性球状粒子的方法,例如可举出将树脂系球状粒子或中碳微珠粒烧成,进行碳化和/或石墨化而得到低密度且良好导电性的球状碳粒子的方法。于是,作为在此时使用的树脂系球状粒子,例如可举出如酚醛树脂、萘树脂、呋喃树脂、二甲苯树脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯腈等的树脂。另外,中碳微珠粒通常通过将在加热烧成中沥青过程中生成的球状结晶,用多量的煤焦油、中油、喹啉等的溶剂进行洗净来制造。
作为得到能够在本发明中使用的更优选的导电性球状粒子的方法,可举出这样的方法,该方法利用机械化学法在如酚醛树脂、萘树脂、呋喃树脂、二甲苯树脂、二乙烯基苯聚合物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、聚丙烯腈等的球状树脂粒子表面被覆块状中阶段沥青,在氧化性氛围中将被覆的粒子加热处理后,在惰性气氛或者真空下烧成进行碳化和/或石墨化,得到导电性球状碳粒子。用该方法得到的球状碳粒子,通过石墨化,进行球状碳粒子的被覆部的结晶化,成为导电性提高的球状碳粒子,因此作为在本发明中使用的球状粒子是更合适的。
用上述的方法得到的导电性的球状粒子,无论用哪一种方法制造时,通过改变烧成条件,都能某种程度地控制所得到的球状碳粒子的导电性,因此容易得到能够适合在本发明中使用的球状碳粒子。并且,用上述的方法得到的球状碳粒子,根据情况为了更提高导电性,以导电性球状粒子的真密度不超过3g/cm3程度的范围,也可以在其表面实施电镀导电性的金属和/或金属氧化物。
作为得到能够适合在本发明中使用的导电性球状粒子的其他方法,可举出下述的方法,该方法对由球状树脂粒子构成的芯粒子,通过以适当的配合比机械地混合比芯粒子的粒径小的导电性微粒子,利用范德瓦耳斯力和静电力的作用,使在芯粒子的周围均匀地附着导电性微粒子后,例如通过给予机械的撞击力而产生的局部的温度上升,使芯粒子表面软化,使导电性微粒子固着在芯粒子表面,用该粒子被覆芯粒子表面,而得到导电化处理的球状树脂粒子。对于上述芯粒子来说,最好使用由有机化合物构成的真密度小的球形树脂粒子。作为树脂,例如可举出PMMA、丙烯酸树脂、聚丁二烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、或者它们的共聚物、苯并胍胺树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、尼龙、氟树脂、有机硅树脂、环氧树脂、聚酯树脂。作为被覆在由这些材料构成的芯粒子(母粒子)的表面的导电性微粒子(小粒子),为了做到在芯粒子表面均匀地设置由导电性微粒子构成的被膜,作为小粒子,最好使用相对母粒子,其粒径是1/8或以下的小粒子。
此外,作为得到能够适合在本发明中使用的导电性微粒子的其他方法,可举出通过在球状树脂粒子中均匀地分散导电性微粒子,得到导电性微粒子分散的导电性球状粒子的方法。作为使导电性微粒子均匀地分散在球状树脂粒子的方法,例如可举出混炼粘结树脂和导电性微粒子,使导电性微粒子分散后,进行冷却固化后,粉碎成规定的粒径,通过机械的处理和热处理,进行球形化,而得到导电性球状粒子的方法;或者在含有分散稳定剂的水相中利用搅拌机等将在聚合性单体中加入聚合引发剂、导电性微粒子和其他的添加剂,用分散机进行均匀地分散的聚合性单体组合物悬浮并进行聚合,以便形成规定的粒径,而得到分散导电性微粒子的球状粒子的方法等。
即使在用这些方法得到的粘结树脂中分散导电性微粒子的导电性球状树脂粒子的场合下,也可以以该导电性球状树脂粒子作为芯粒子,与上述相同地以适当的配合比机械地混合粒径比该芯粒子小的导电性微粒子,利用范德瓦耳斯力和静电力的作用,使导电性微粒子均匀地附着在导电性球状粒子的周围后,例如通过给予机械的撞击力而产生的局部的温度上升,使导电性球状粒子的表面软化,使导电性微粒子固着在芯粒子表面,用导电性微粒子被覆芯粒子表面,进一步提高导电性来使用。
此外,作为分散在上述导电性树脂被覆层中的球状粒子的含量,相对100质量份被覆层用粘结树脂,在优选为2~120质量份、更优选为2~80质量份范围内,可得到特别好的结果。即,在球状粒子的含量不到2质量份时,球状粒子的添加效果小,在超过120质量份时,调色剂的带电性有时变得过低。
另外,在本发明的显像装置中,作为显像载体,在设置在显像载体表面的树脂被覆层中,除上述构成外,如果再进一步分散润滑性物质,就会进一步促进本发明的效果,由此为优选。作为能够在此时使用的润滑性物质,例如可举出石墨、二硫化钼、氮化硼、云母、氟化石墨、银-硒化铌、氯化钙-石墨、滑石、硬脂酸锌等的脂肪酸金属盐。即使在这些之中,特别石墨,因不损害导电性树脂被覆层的导电性而优选使用。另外,作为这些润滑性物质,优选使用数均粒径优选为0.2~20μm、更优选为0.3~15μm的润滑性物质。
此外,相对100质量份被覆层用粘结树脂,作为上述润滑性物质的添加量在较好是5~120质量份、更优选为10~100质量份的范围时,可得到特别好的结果。即,在润滑性粒子的含量超过120质量份时,会导致被膜强度的降低和调色剂的带电量降低,在不到5质量份时,使用7μm或以下的小粒径调色剂,在长时间使用显像装置的情况等下,会出现树脂被覆层表面容易发生调色剂污染的倾向。
在本发明中使用的显影剂载体,至少由基体及在其上形成的由上述说明的材料构成的导电性树脂被覆层来构成。作为基体,使用金属圆筒管,但作为金属圆筒管,例如适合使用不锈钢和铝制的圆筒管。
在本发明中,在利用像上述的构成材料形成树脂被覆层的场合,在以中心线平均粗造度(以下,称做“Ra”)表示其表面粗造度时,优选将Ra值调整成优选为0.3~3.5μm,更优选为0.5~3.0μm。即,在导电性树脂被覆层表面的Ra不到0.3μm时,调色剂的运送性降低,往往得不到充分的图像浓度,另一方面,在导电性树脂被覆层表面的Ra超过3.5μm时,调色剂的运送量变得过多,往往产生调色剂不能充分地带电的问题。
此外,像上述构成的树脂被覆层,将其层厚设定为优选25μm或以下、更优选为20μm或以下、最优选4~20μm时,可得到均匀的膜厚,所以优选。但是,并不不限于该层厚。这样的层厚的树脂被覆层,也取决于该树脂被覆层的形成材料,但作为附着重量,只要达到4000~20000mg/m2左右即可。
以下,叙述有关本发明的物性的测定方法。
(1)树脂被覆层的带电极性的测定
<试样板的制作方法>:使用绕线棒刮涂器(#60),在SUS板上涂布用于形成待测定带电极性的树脂被覆层(除碳和石墨等导电性物质以外的物质)的树脂溶液,通过干燥·加热等使树脂溶液成膜(干燥·加热温度及时间,在热塑性树脂的场合至溶液完全蒸发,在热固性树脂的场合进行至树脂的交联完全),制作试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜。
<粒子的调整方法>:在铁粉(粒径约100μm)接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜或以上。
<测定方法>:在23℃、相对湿度60%的环境下进行测定。首先,将上述制成的试样板固定在图8所示的表面带电量测定装置TS-100AS(东芝化学(株)制)上,将电位计接地使值为0。在滴下器52中装入以上述调湿的铁粉51,按下起动开关,同时20秒将铁粉51下滴在试样板53上,用预先实施接地的接收容器54接收。读取此时的电位计55显示的极性,作为树脂被覆层(仅树脂部分)对铁粉的带电极性。56是电容器。
(2)中心线平均粗造度(Ra)的测定
按照JISB0601的表面粗造度的测定方法,使用小坂研究所制Surfcoader SE-300,对轴向3点×圆周方向2点=6点分别进行测定,取其平均值。
(3)粒子的体积电阻的测定
将粒状试料放入直径40mm的铝环中,以2500N进行加压成形,在电阻率计LOW-RESTAR AP或者HI-RESTAR IP(均为三菱油化公司制)上,使用4端子测头测定体积电阻值。测定环境是20~25℃、50~60%相对湿度。
(4)树脂被覆层的体积电阻的测定
在厚100μm的PET板上,形成7~20μm厚的被覆层,制作测定用试样,根据ASTM标准(D-991-82)和日本橡胶协会标准规格SRIS(2301-1969),使用设置导电性橡胶和塑料的体积电阻测定用的4端子结构的电极的电压下降式数字欧姆计(川口电机制作所制)对该试样进行测定。测定环境是20~25℃、50~60%相对湿度。
(5)球状粒子的真密度的测定
使用干式密度计ACUPIC 1330(岛津制作所制)测定在本发明中使用的球状粒子的真密度。
(6)球状粒子的粒径测定
使用激光衍射型粒度分布计的Coulter LS-130型粒度分布计(Coulter公司制),如下所述进行测定。作为测定方法,使用水系模式,作为测定溶剂使用纯水。首先,用纯水将粒度分布计的测定系内洗净约5分钟,作为消泡剂,在测定系内加入10~25mg亚硫酸钠,实行背景功能。接着,向10ml纯水中加入3~4滴表面活性剂,再添加5~25mg测定试料。用超声波分散机将悬浮该试料的水溶液进行约1~3分钟分散处理,而得到测定用的试料,向上述测定装置的测定系内慢慢地加入试料溶液,进行测定。此时,调整测定系内的试料浓度,使装置的画面上的PIDS成为45~55%,进行测定,从个数分布通过计算求出数均粒径。
(7)显影剂中含有的导电性微粒子的粒径测定
使用电子显微镜测定导电性微粒子的粒径。摄影倍率是6万倍,但在困难的场合,以低倍率摄影后再将照片放大印刷成6万倍。在照片上测定一次粒子的粒径。此时,测定长轴和短轴,以平均值作为粒径。对100个试样测定粒径,取50%值作为平均粒径。
接着,说明本发明中的合适的显影条件。
在本发明中,优选在显影剂载体上形成3~30g/m2的显影剂层。由于在显影剂载体上形成3~30g/m2的显影剂层,因而容易形成均匀的显影剂层,由于向在像载体上均匀地供给导电性微粉末,因此容易得到像载体的均匀的带电。在显影剂载体上的显影剂量与上述范围相比过少时,难以得到充分的图像浓度,显影剂载体上的显影剂层的微小不匀,容易作为由图像浓度不匀和导电性微粉末的供给不匀产生的像载体的带电不匀而显现出来。在显影剂载体上的显影剂量与上述范围相比过多时,向调色剂粒子赋予摩擦带电就容易变得不充分,容易发生调色剂飞散,由于翳影的增大、转印性的降低,容易阻碍像载体的带电。
另外,在显影剂载体上优选形成5~25g/m2的显影剂层。通过在显影剂载体上形成5~25g/m2的显影剂层,更容易均匀地进行向显影剂载体上的显影剂的摩擦带电赋予,减轻回收的转印残留调色剂粒子对显影剂载体附近的调色剂粒子的摩擦带电的影响,可得到更稳定的显影兼清理性。在显影剂载体上的显影剂量与上述范围相比过少时,回收的转印残留调色剂粒子容易对显影剂载体附近的调色剂粒子的摩擦带电造成影响,产生由一部分的调色剂粒子的摩擦带电过剩而引起的显影剂层的不匀,转印残留调色剂粒子的回收性往往变得不均匀。在显影剂载体上的显影剂量与上述范围相比过多时,回收的转印残留调色剂粒子未再次被充分地摩擦带电,就被再次运送到显影部而供显影,所以更容易产生翳影。
另外,在本发明中,载持显影剂的显影剂载体表面,可以与显影剂载体表面的移动方向相同的方向移动,也可以沿与其相反方向移动。在其移动方向为相同方向时,希望对显影剂载体的移动速度的比是100%或以上。如果不到100%,图像品质往往恶化。
显影剂载体表面的移动速度对像载体表面的移动速度的移动速度比如果是100%以上(显影剂载体表面的移动速度大于像载体表面的移动速度或者相同),由于充分地进行调色剂粒子从显影剂载体侧向像载体侧的供给,因此容易得到充分的图像浓度,也由于充分地进行导电性微粉末的供给,因此可得到像载体的良好的带电性。
此外,显影剂载体表面的移动速度相对像载体表面的移动速度,优选为1.05~3.0倍的速度。移动速度比越高,供给显影部的调色剂的量越多,调色剂对潜像的着脱频度变大,通过将不需要部分刮掉、对必要部分赋予这样的反复操作,可提高转印残留调色剂粒子的回收性,更可靠地抑制由回收不良产生的图像重影的发生。进而,可得到忠实于潜像的图像。另外,在接触显影过程中,移动速度比越高,利用像载体和显影剂载体的摩擦,越能提高转印残留调色剂粒子的回收性。但是,如果移动速度比大大超过上述范围,就容易产生因显影剂从显影剂载体上的飞散引起的翳影,图像污染,在接触显影过程中由于像载体或者显影剂载体由摩擦引起的磨损或削掉,而容易寿命变短。在控制显影剂载体上的显影剂量的显影剂层厚控制部件,通过显影剂接触显影剂载体时,显影剂层厚控制部件或者显影剂载体由于摩擦产生的磨损或削掉,而容易寿命变短。从上述角度考虑,显影剂载体表面的移动速度,相对像载体表面的移动速度,优选为1.1~2.5倍的速度。
在本发明中,为了使用非接触型显影方法,优选在显影剂载体上形成比显影剂载体对像载体的规定的间隔距离更薄的显影剂层。按照本发明,能够以高图像品质实现使用以往是困难的非接触型显影方法的显影兼清理图像形成。在显影工序中,使用使显影剂层对像载体非接触,以像载体的静电潜像作为调色剂图像可视化的非接触型显影方法,因此即使在显影剂中多量地添加电阻值低的导电性微粉末,也不发生由显影偏压向像载体注入引起的显影翳影。因此,能够得到良好的图像。
另外,显影剂载体优选相对像载体具有100~1000μm的间隔距离、相对地设置。如果显影剂载体对像载体的间隔距离与上述范围相比过小,显影剂对间隔距离偏差的显影特性的变化变大,因此大量生产满足稳定的图像性的图像形成装置变得困难。如果像载体对显影剂载体的间隔距离与上述范围相比过大,调色剂粒子对像载体上的潜像的追随性降低,因此容易导致解像度的降低、图像浓度的降低等的图像品质降低。另外,导电性微粉末向像载体上的供给性也容易降低,像载体的带电性变得容易降低。显影剂载体相对像载体更优选具有100~600μm的间隔距离、相对地设置。通过使显影剂载体相对像载体的间隔距离为100~600μm,在显影兼清理工序中的转印残留调色剂粒子的回收性可以优势地进行。如果间隔距离与上述范围相比过大,转印残留调色剂粒子向显影装置的回收性就会降低,变得容易产生由回收不良引起的翳影。
在本发明中,优选在显影剂载体和像载体之间形成交变电场(交流电场),在进行显影的显影工序中进行显影。交变电场可以通过在显影剂载体和像载体之间施加交流电场来形成。施加的显影偏压也可以是在直流电压上重叠交变电压(交流电压)。
作为交变电压的波形,可以使用正弦波、矩形波、三角形波等。另外,也可以是通过周期地开/关直流电源而形成的脉冲波。像这样作为交变电压的波形,可以使用其电压值周期地变化的偏压。
在担载显影剂的显影剂载体和像载体之间,优选通过施加显像偏压,形成至少峰间的电场强度为3×106~10×106V/m、频率100~5000Hz的交流电场(交变电场)。通过施加显影偏压形成上述范围的交流电场,可使添加在显影剂中的导电性微粉末容易均等地向像载体侧移动,通过得到在带电部通过导电性微粉末的接触带电部件和像载体的均匀而且致密的接触,可以显著地促进像载体的均匀带电(尤其直接注入带电)。另外,因为通过显影偏压形成交流电场,所以即使在显影剂载体和像载体之间存在高电位差时,也会不发生向显影部中的像载体的电荷注入,因此即使在显影剂中多量地添加导电性微粉末,也不会发生由显影偏压向像载体注入电荷引起的显影翳影,能够得到良好的图像。如果在显影剂载体和像载体之间通过外加显影偏压形成的交流电场的强度与上述范围相比过小,向像载体供给的导电性微粉末的量就容易不足,像载体的均匀的带电性容易降低。另外,因为显影力小,所以容易成为图像浓度低的图像。另一方面,如果交流电场的强度与上述范围相比过大,因为显影力过大,所以容易产生由细线的崩溃引起的解像度的降低、由翳影增大引起的图像品质降低以及像载体的带电性降低,容易产生由显影偏压向像载体的泄漏而引起的图像缺陷。另外,如果在显影剂载体和像载体之间通过施加显影偏压形成的交流电场的频率与上述范围相比过小,就难以向像载体均匀地供给导电性微粉末,容易产生像载体的均匀带电的不匀。如果交流电场的频率与上述范围相比过大,向像载体供给的导电性微粉末的量就容易不足,像载体的均匀带电性容易降低。
另外,在担载显影剂的显影剂载体和潜像载体之间,优选通过施加显影偏压,形成至少峰间的电场强度为4×106~10×106V/m、频率500~4000Hz的交流电场(交变电场)。因为通过施加显影偏压形成上述范围的交流电场,所以添加在显影剂中的导电性微粉末容易均等地向潜像载体侧移动,能够在转印后的潜像载体上均匀地涂布导电性微粉末,即使在使用非接触型显影方法的场合,也能够维持高的转印残留调色剂粒子的回收性。
如果在显影剂载体和像载体之间通过施加显影偏压形成的交流电场的强度与上述范围相比过小,转印残留调色剂粒子向显影装置的回收性就会降低,容易产生由回收不良引起的翳影。另外,如果在显影剂载体和像载体之间通过施加显影偏压形成的交流电场的频率与上述范围相比过小,调色剂粒子对潜像的着脱频度变少,转印残留调色剂粒子向显影装置的回收性容易降低,图像品质也容易降低。如果交流电场的频率与上述范围相比过大,能够追随电场变化的调色剂粒子变少,因此转印残留调色剂粒子的回收性降低,容易产生由转印残留调色剂粒子的回收不良引起的正重影。
在本发明中,转印工序也可以是将由显影工序形成的调色剂图像转印到中间转印体上后,再转印在纸等记录媒体上的工序。即,从潜像载体接受调色剂图像的转印的转印材也可以是转印鼓等中间转印体。在以中间转印体作为转印材料的场合,通过从中间转印体再转印在纸等记录媒体上,可得到调色剂图像。通过使用中间转印体,可以不依赖于厚纸等的各种记录媒体减低潜像载体上的转印残留调色剂粒子量。
另外,在本发明中,在转印时转印部件优选借助于转印材料(记录媒体)接触潜像载体。
一边通过借助转印材料使潜像载体与转印机构接触,一边将潜像载体上的调色剂图像转印在转印材料上的接触转印工序中,作为转印机构的接触压力,线压优选为29.4~980N/m,更优选为19.6~490N/m。如果转印机构的接触压力与上述范围相比过小时,容易引起产生转印材的运送偏移或转印不良,因此不可取。在接触压力与上述范围相比过大时,会引起潜像载体表面的劣化或调色剂粒子的附着,其结果,往往发生调色剂向潜像载体表面的熔着。
另外,作为接触转印工序中的转印机构,优选使用转印辊或者具有转印带的装置。转印辊至少具有芯轴和被覆芯轴的导电性弹性层,导电性弹性层最好是在如聚氨酯橡胶、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)的弹性材料中配合分散碳黑、氧化锌、氧化锡、碳化硅等导电性赋予剂、将电阻值(体积电阻率)调整成106~1010Ω·cm的中电阻、由密实或者发泡质的层等形成的弹性体。
作为在转印辊下的优选的转印工艺条件,转印辊的接触压优选为29.4~490N/m,更优选为19.6~294N/m。在作为接触压力的线压与上述范围相比过小时,转印残留调色剂粒子增加,容易阻碍潜像载体的带电性。如果转印机构的接触压力与上述范围相比过大,由于挤压力,导电性微粉末容易转印在转印材上,导电性微粉末向潜像载体或者带电接触部件的供给量减少,因此潜像载体的带电促进效果降低,在显影兼清理中的转印残留调色剂粒子的回收性降低。另外,在图像上的调色剂的飞散增加。
一边通过转印材使转印机构接触潜像载体,一边将调色剂图像静电转印在转印材上的工序中,所施加的直流电压优选是±0.2~±10kV。
另外,本发明的显影装置可特别有效地用于作为潜像载体具有直径30mm或以下的小直径的感光体的图像形成装置中。即,由于在转印工序后而且带电工序前不具有独立的清理工序,所以带电、曝光、显影、转印各工序的配置的自由度提高,通过使其与直径30mm或以下的小直径的感光体进行组合,可以实现图像形成装置的小型化、节省空间。即使带状感光体,也同样地可提高各工序的配置自由度,由此实现图像形成装置的小型化、节省空间,因此,对于使用在接触部的曲率半径为25mm或以下的感光体带的图像形成装置,也是有效的。
另外,本发明的图像形成装置可以是将上述的至少具有潜像载体和显影机构的可拆装地装在图像形成装置上的图像形成装置。该处理盒也可以进一步具有上述带电机构。
实施例
以下,列举实施例更具体地说明本发明,但本发明并不受这些实施例的限制。
首先,叙述作为在本发明的实施例中使用的潜像载体的感光体制造例。
<感光体制造例>
制造使用负带电用的有机光导电性物质的感光体(以下,记作“OPC感光体”)。对于感光体的基体来说,使用直径24mm的铝制的圆筒。在该圆筒上通过浸渍涂布下述的各层,顺序地进行叠层,制成如图5所示构成的感光体。
第1层是导电层12,是为了使铝基体11的缺陷等均匀,并且为了防止由激光曝光的反射产生的干涉条纹的发生而设置的厚约20μm的导电性粒子分散树脂层(以在酚醛树脂中分散氧化锡和氧化钛的粉末形成的物质为主体)。
第2层是防止正电荷注入层13,起到防止由铝基体11注入的正电荷抵消在感光体表面带的负电荷的作用,利用甲氧基甲基化尼龙调整为106Ω·cm左右的、厚约1μm的中电阻层。
第3层是电荷发生层14,是在缩丁醛树脂中分散双偶氮系的颜料的厚约0.3μm的层,通过接受激光曝光发生正负的电荷对。
第4层是电荷输送层15,是在聚碳酸酯树脂中分散腙化合物的厚约25μm的层,是P型半导体。因此,在感光体表面带的负电荷不能向该层移动,只有在电荷发生层发生的正电荷能够向感光体表面输送。
第5层是电荷注入层16,是在光固化性的丙烯酸树脂中分散导电性氧化锡超微粒子和粒径约0.25μm的四氟乙烯树脂粒子的层。具体地说,相对树脂,分散100质量%的掺杂锑而低电阻化的粒径约0.03μm的氧化锡粒子、20质量%的四氟乙烯树脂粒子、1.2质量%的分散剂的层。利用喷涂法将这样调制成的涂布液涂布成厚约2.5μm,形成电荷注入层16。
这样制作而得到的感光体的最表面层中的体积电阻为5×1012Ω·cm、感光体表面对水的接触角为102度。
接着,叙述在本发明的实施例中使用的带电部件的制造例。
<带电部件的制造例>
以直径6mm、长264mm的SUS辊作为芯轴,在芯轴上辊状地形成由聚氨酯树脂、作为导电性粒子的碳黑、硫化剂、发泡剂等配制的中电阻的发泡聚氨酯层,再进行切削研磨来调整形状和表面性。这样制成直径12mm、长234mm的具有可挠性的发泡聚氨酯辊的带电辊。
所得到的带电辊,发泡聚氨酯辊的电阻是105Ω·cm、其硬度以AskerC硬度计为30度。
<调色剂粒子的制造例Ts-1>
·苯乙烯-丙烯酸丁酯-马来酸单丁酯共聚物
(Tg:63℃、分子量:Mp12000、Mn6500、Mw230000)
100质量份
·磁性氧化铁(平均粒径0.2μm、795.5kA/m磁场下的矫顽力(Hc)5.2kA/m、饱和磁化(σs)85Am2/kg、残留磁化(σr)5.0Am2/kg)
90质量份
·单偶氮铁配合物(负带电性控制剂) 2质量份
·低分子量乙烯-丙烯共聚物 4质量份
用混合机将上述材料混合,利用加热至130℃的挤压机使混合物熔融混炼,将得到的混炼物冷却后,进行粗粉碎,再使用喷射气流的微粉碎机进行微粉碎。再在利用附壁效应的多分割分级装置中进行严格地分级,得到从大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的体积基准的粒度分布求出的重量平均粒径7.9μm的调色剂粒子Ts-1。调色剂粒子Ts-1的电阻为1014Ω·cm或以上。
如发明的实施方案中所述那样,以使用流动式粒子像分析装置FPIA-1000(东亚医用电子公司制)测定圆形度分布。更详细地说,在内径30mm、高65mm的硬质玻璃制螺纹口瓶(例如,日电理化硝子株式会社制30ml用螺纹口瓶SV-30)中,加入通过过滤器去除微细灰尘的水(最好在圆当量径大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的粒子数为103cm3中规定为测定20个以下)10ml、稀释的表面活性剂(最好用去除微细灰尘的水将烷基苯磺酸盐稀释至10倍左右的表面活性剂)数滴。向其中适量(例如,0.5~20mg)加入测定试料,以便以测定圆当量径范围的粒子作为对象,使测定试料的粒子浓度成为7000~10000个/103cm,使用用超声波均化器进行3分钟分散处理(在输出50W、频率20kHz的株式会社SMT公司制超声均化器UH-50上,使用6mm直径等级型切片,将动力控制电位器的刻度设定成7,即以使用相同的切片时的最大输出的一半程度的分散力处理)的试料分散液,测定具有大于等于0.60μm、小于159.21μm的圆当量径的粒子的粒度分布和圆形度分布。
从所得到的粒度分布求出大于等于1.00μm、小于2.00μm的粒径范围的粒子含量(个数%)、圆形度。表2中示出了调色剂粒子Ts-1的上述各物性值。
<调色剂粒子的制造例Ts-2>
用机械式分散机将调色剂粒子的制造例Ts-1中得到的粗粉碎物微粉碎。用多分割分级装置将得到的微粉碎品分级,得到从大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的体积基准的粒度分布求出的重量平均粒径6.8μm的调色剂粒子Ts-2。调色剂粒子的电阻为1014Ω·cm或以上。
<调色剂粒子的制造例Ts-3>
使用图6和图7所示的调色剂粒子球形化处理装置,对粒子反复给予热机械的撞击力,将调色剂粒子的制造例Ts-2中得到的分级品进行球形化处理,得到从大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的体积基准的粒度分布求出的重量平均粒径6.5μm的调色剂粒子Ts-3。
<调色剂粒子的制造例Ts-4>
将调色剂粒子的制造例Ts-3中得到的分级品进行瞬时地通过300℃热风中的球形化处理,得到重量平均粒径6.9μm的磁性的调色剂粒子Ts-4。磁性的调色剂粒子Ts-4的电阻为1014Ω·cm。
<调色剂粒子的制造例Tp-1>
·聚酯树脂(Tg60℃、酸价20mgKOH/g、羟值30mgKOH/g、分子量:Mp7000、Mn3000、Mw550000)
100质量份
·磁性氧化铁(平均粒径0.2μm、795.5kA/m磁场下Hc9.2kA/m、σs82Am2/kg、σr11.5Am2/kg)
90质量份
·单偶氮铁配合物(负带电性控制剂) 2质量份
·低分子量乙烯-丙烯共聚物 4质量份
用和与色剂粒子的制造例Ts-1相同的方法将上述材料熔融混炼·粗粉碎,用利用喷射气流的微粉碎机进行微粉碎,然后进行分级,得到从大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的体积基准的粒度分布求出的重量平均粒径8.1μm的调色剂粒子Tp-1。调色剂粒子Tp-1的电阻是1014Ω·cm以上。
<调色剂粒子的制造例Tp-2>
用机械式分散机将调色剂粒子的制造例Tp-1中得到的粗粉碎物微粉碎。用多分割分级装置将得到的微粉碎品分级,得到从大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的体积基准的粒度分布求出的重量平均粒径7.0μm的调色剂粒子Tp-2。调色剂粒子的电阻为1014Ω·cm以上。
<调色剂粒子的制造例Tp-3>
使用图6和图7所示的调色剂粒子球形化处理装置,对粒子反复给予热机械的撞击力,将调色剂粒子的制造例Tp-2中得到的分级品进行球形化处理,得到从大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的体积基准的粒度分布求出的重量平均粒径6.7μm的调色剂粒子Tp-3。
<调色剂粒子的制造例Tp-4>
将调色剂粒子的制造例Tp-3中得到的分级品进行瞬时地通过300℃热风中的球形化处理,得到重量平均粒径7.2μm的磁性的调色剂粒子Tp-4。磁性的调色剂粒子Tp-4的电阻为1014Ω·cm。
上述各调色剂粒子Ts-1~4和Tp-1~4的代表性的物性值示于表2中。
表2
调色剂粒子 | 粒度分布 | 圆形度 | 表面改性条件 | |||||
重均粒径(μm) | 1.00~2.00μm个数% | 圆周速度(m/s) | 改性时间(分) | 机内最高温度(℃) | ||||
Ts-1 | 7.9 | 8.9 | 0.951 | 未处理 | ||||
Ts-2 | 6.8 | 15.7 | 0.954 | 未处理 | ||||
Ts-3 | 6.5 | 3.0 | 0.965 | 80 | 3 | 62 | ||
Ts-4 | 6.9 | 3.2 | 0.991 | 300℃热风处理 | ||||
Tp-1 | 8.1 | 9.2 | 0.948 | 未处理 | ||||
Tp-2 | 7.0 | 16.1 | 0.951 | 未处理 | ||||
Tp-3 | 6.7 | 3.3 | 0.960 | 80 | 3 | 62 | ||
Tp-4 | 7.2 | 3.4 | 0.983 | 300℃热风处理 |
<无机微粉末的制造例I-1>
以在用六甲基二硅氮烷处理后,用二甲基硅油处理的疏水性干式二氧化硅微粉体作为无机微粉末I-1。该无机微粉末I-1的一次粒子的数均粒径为12nm,BET比表面积为120m2/g。
<无机微粉末的制造例I-2>
以在用六甲基二硅氮烷处理的干式二氧化硅微粉体作为无机微粉末I-2。该无机微粉末I-2的一次粒子的数均粒径为16nm,BET比表面积为170m2/g。
上述各无机微粉末I-1~I-2的代表性的物性值示于表3中。
表3
无机微粉末 | 材质 | 一次粒径(nm) | BET(m2/g) | 处理 |
I-1 | 干式二氧化硅 | 12 | 120 | 六甲基二硅氮烷处理后硅油处理 |
I-2 | 干式二氧化硅 | 16 | 170 | 六甲基二硅氮烷处理 |
<导电性微粒子的例C-1~3>
以体积平均粒径0.07μm、1.52μm、2.03μm的氧化锌作为导电性微粒子C-1、C-2、C-3。使用在发明的实施方案中叙述的片剂法测定的导电性微粒子的电阻分别为1.2×103Ω·cm、8.9×103Ω·cm、2.7×104Ω·cm。
<导电性微粒子的例C-4~6>
以体积平均粒径0.50μm、1.15μm、5.22μm的氧化锡作为导电性微粒子C-4、C-5、C-6。使用在发明的实施方案中叙述的片剂法测定的导电性微粒子的电阻分别为7.3×104Ω·cm、1.2×105Ω·cm、1.8×107Ω·cm。
<导电性微粒子的例C-7>
将在粒径约0.1μm的氧化钛粉体上,按质量比附着50%的氧化锡的导电性微粒子作为导电性微粒子C-7。使用在发明的实施方式中叙述的片剂法测定的导电性微粒子的电阻为3.1×102Ω·cm。
上述各导电性微粒子C-1~C-7的代表的物性值示于表4中。
表4
导电性微粒子 | 材质 | 体积平均粒径(μm) | 体积电阻值(Ω·cm) |
C-1 | 氧化锌 | 0.07 | 1.2×103 |
C-2 | 氧化锌 | 1.52 | 8.9×103 |
C-3 | 氧化锌 | 2.03 | 2.7×104 |
C-4 | 氧化锡 | 0.50 | 7.3×104 |
C-5 | 氧化锡 | 1.15 | 1.2×105 |
C-6 | 氧化锡 | 5.22 | 1.8×107 |
C-7 | 导电性处理氧化钛 | 0.32 | 3.1×102 |
<显影剂的制造例Rs-0>
相对100质量份调色剂粒子的制造例Ts-1中得到的磁性调色剂粒子Ts-1,添加1.23质量份的无机微粉末I-1,用混合机均匀地混合,得到显影剂Rs-0。
如上述调色剂粒子制造例中所述,以使用流动式粒子像分析装置FPIA-1000(东亚医用电子公司制)的方法测定得到的磁性显影剂Rs-0的大于等于0.60μm、小于159.21μm的粒径范围的个数基准的粒度分布。显影剂Rs-0的上述各物性值示于表5中。
<显影剂的制造例Rs-1>
相对100质量份的调色剂粒子的制造例Ts-1中得到的磁性调色剂粒子Ts-1,添加1.23质量份的无机微粉末I-1和1.03质量份的导电性微粒子C-4,用混合机均匀地混合,得到显影剂Rs-1。
<显影剂的制造例Rs-2~7>
在显影剂的制造例Rs-1中,除了代替导电性微粒子C-4分别使用C-5、C-2、C-3、C-7、C-6、C-1以外,与显影剂的制造例Rs-1相同地制作,得到Rs-2、Rs-3、Rs-4、Rs-5、Rs-6、Rs-7。
<显影剂的制造例Rs-8~10>
在显影剂的制造例Rs-1中,除了代替调色剂粒子Ts-1分别使用Ts-2、Ts-3、Ts-4以外,与显影剂的制造例Rs-1相同地制作,得到显影剂Rs-8、Rs-9、Rs-10。
<显影剂的制造例Rp-0>
相对100质量份的调色剂粒子的制造例Tp-1中得到的磁性调色剂粒子Tp-1,添加1.23质量份的无机微粉末I-2,用混合机均匀地混合,得到显影剂Rp-0。
<显影剂的制造例Rp-1>
相对100质量份调色剂粒子的制造例Tp-1得到的磁性调色剂粒子Tp-1,添加1.23质量份的无机微粉末I-1和1.03质量份的导电性微粒子C-4,用混合机均匀地混合,得到显影剂Rp-1。
<显影剂的制造例Rp-2~7>
在显影剂的制造例Rp-1中,除了代替导电性微粉末C-4分别使用C-5、C-2、C-3、C-7、C-6、C-1以外,与显影剂的制造例Rp-1相同地制作,得到显影剂Rp-2、Rp-3、Rp-4、Rp-5、Rp-6、Rp-7。
<显影剂的制造例Rp-8~10>
在显影剂的制造例Rp-1中,除了代替调色剂粒子Tp-1分别使用Tp-2、Tp-3、Tp-4以外,与显影剂的制造例Rp-1相同地制作,得到显影剂Rp-8、Rp-9、Rp-10。
上述各显影剂Rs-0~10和Rp-0~10的重量平均粒径大于等于1.00μm、小于2.00μm和大于等于3.00μm、小于8.96μm的粒径范围的粒子含量(个数%)分别示于表5中。
表5
显影剂制造例 | 调色剂粒子 | 无机微粉末 | 导电性微粒子 | 显影剂的重量平均粒径(μm) | 粒度分布 | |
大于等于1.00μm、小于2.00μm的个数% | 大于等于3.00μm、小于8.96μm的个数% | |||||
Rs-0Rs-1Rs-2Rs-3Rs-4Rs-5Rs-6Rs-7Rs-8Rs-9Rs-10 | Ts-1Ts-1Ts-1Ts-1Ts-1Ts-1Ts-1Ts-1Ts-2Ts-3Ts-4 | I-1I-1I-1I-1I-1I-1I-1I-1I-1I-1I-1 | 无C-4C-5C-2C-3C-7C-6C-1C-4C-4C-4 | 7.67.27.77.87.96.98.26.77.06.97.0 | 24.522.028.931.017.216.515.915.536.525.232.5 | 45.242.039.837.740.129.755.229.246.551.241.2 |
Rp-0Rp-1Rp-2Rp-3Rp-4Rp-5Rp-6Rp-7Rp-8Rp-9Rp-10 | Tp-1Tp-1Tp-1Tp-1Tp-1Tp-1Tp-1Tp-1Tp-2Tp-3Tp-4 | I-2I-2I-2I-2I-2I-2I-2I-2I-2I-2I-2 | 无C-4C-5C-2C-3C-7C-6C-1C-4C-4C-4 | 7.97.68.18.28.37.28.67.07.47.27.4 | 23.420.927.529.516.315.915.315.134.723.930.9 | 47.244.141.839.642.131.258.030.748.853.843.3 |
<显影剂载体制造例Dp-I-1>
作为正带电性物质的含氮杂环化合物,使用通式B-1表示的数均粒径3μm的咪唑化合物粒子。
·酚醛树脂A型酚醛树脂溶液(含有50%甲醇) 400质量份
·含氮杂环化合物B-1(咪唑化合物) 15质量份
·异丙醇 335质量份
使用直径2mm的玻璃粒子将上述材料进行1小时砂磨机分散,此后用筛子分离玻璃粒子,用绕线棒刮涂器(#60)将该树脂溶液涂布在SUS板上,以150℃/30分将其加热.固化,制成试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜,如上所述,测定与铁粉的摩擦带电性时,显示正带电性。
作为导电性球状粒子,使用用混砂机(自动乳钵,石川工业制)在100质量份的数均粒径7.8μm的球状酚醛树脂粒子上均匀地覆盖14质量份的数均粒径2μm以下的煤系块状中阶段沥青粉末,在空气中、在280℃进行热稳定化处理后,通过在氮气氛围下、在2000℃烧成而石墨化,再进行分级而得到的数均粒径7.2μm的球状导电性碳粒子。
·导电性碳黑 20质量份
·数均粒径3.4μm的石墨 80质量份
·酚醛树脂A型酚醛树脂溶液(含有50%甲醇) 400质量份
·含氮杂环化合物B-1(咪唑化合物) 15质量份
·球状碳粒子(数均粒径7.2μm) 10质量份
·异丙醇 125质量份
使用直径2mm的氧化锆粒子将上述材料进行3小时砂磨机分散,此后用筛子分离氧化锆粒子,得到用异丙醇将固形分调整成40%的涂布液(c(碳)/GF(石墨)/B(酚醛树脂)/CA(含氮杂环化合物B-1)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.0/0.15/0.1)。用绕线棒刮涂器将该涂布液涂布在绝缘薄板上,并进行干燥,将其切割成规定形状,用低电阻率计LOW-RESTAR(三菱化学公司制)测定时,体积电阻率为3.52Ω·cm。
用喷涂法使该涂料在直径16mm的A1圆筒体上形成15m的被膜,接着,利用热风干燥器进行150℃/30分钟加热·固化,制成显影剂载体Dp-I-1。使用Surfcoader SE-3300(小坂研究所制)评价该显影剂载体上的导电性被覆层表面的Ra,在长4mm测定6点,计算出其平均值,Ra=1.21μm。
<显影剂载体制造例Dp-I-2~4>
与显影剂载体制造例Dp-I-1相同地测定该咪唑化合物粒子与铁粉的摩擦带电极性,都显示正带电性。
以与显影剂载体制造例Dp-I-1相同的操作将其分散·涂布,制作显影剂载体制造例Dp-I-2~4,进行同样的评价。
<显影剂载体制造例Dp-n-1>
·酚醛树脂A型酚醛树脂溶液(含有50%甲醇) 600质量份
·含氮杂环化合物B-1(咪唑化合物) 20质量份
·异丙醇 447质量份
使用直径2mm的玻璃粒子对上述材料进行1小时砂磨机分散,此后用筛子分离玻璃粒子,用绕线棒刮涂器(#60)将该树脂溶液涂布在SUS板上,以150℃/30分将其加热·固化,制成试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜,如发明实施方案中所述,测定其与铁粉的摩擦带电性时,显示正带电性。
·导电性碳黑 20质量份
·数均粒径3.4μm的石墨 80质量份
·酚醛树脂A型酚醛树脂溶液(含有50%甲醇) 600质量份
·含氮杂环化合物B-1(咪唑化合物) 20质量份
·球状碳粒子(数均粒径3.7μm) 10质量份
·异丙醇 700质量份
在上述材料中作为媒介粒子加入直径2mm的氧化锆珠粒,使用砂磨机进行2小时分散,使用筛子分离珠粒,得到用异丙醇将固形分调整成40%的涂布液(c(碳)/GF(石墨)/B(粘结树脂)/CA(含氮杂环化合物B-1)/R(球状粒子)=0.2/0.8/3.0/0.2/0.1)。
用与显影剂载体制造例Dp-I-1相同的操作进行分散·涂布该涂布液,制作显影剂载体制造例Dp-n-1,进行同样的评价。
<显影剂载体制造例Dp-n-2-4>
在显影剂载体制造例Dp-n-1中,除将含氮杂环化合物改为B-2~4以外,与显影剂载体制造例Dp-n-1同样,制作显影剂载体Dp-n-2~4,进行同样的评价。
表6
显影剂载体 | 含氮杂环化合物(CA) | 球状粒子(R) | c/GF/B/CA/R比 | 体积电阻(Ω·cm) | Ra(μm) | |
材质 | 数均粒径(μm) | |||||
Dp-I-1 | B-1 | 碳粒子 | 7.2 | 0.2/0.8/2/0.15/0.1 | 3.52 | 1.21 |
Dp-I-2 | B-2 | 4.62 | 1.18 | |||
Dp-I-3 | B-3 | 5.72 | 1.11 | |||
Dp-I-4 | B-4 | 7.23 | 1.26 | |||
Dp-n-1 | B-1 | 碳粒子 | 3.7 | 0.2/0.8/3/0.2/0.1 | 9.22 | 0.87 |
Dp-n-2 | B-2 | 10.50 | 0.80 | |||
Dp-n-3 | B-3 | 11.20 | 0.76 | |||
Dp-n-4 | B-4 | 13.50 | 0.92 |
<显影剂载体制造例Dm-I-1>
·酚醛树脂A型酚醛树脂(固形分50%) 320质量份
·甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-1(固形分50%)(摩尔比90∶10、Mw=10200、Mn=4500、Mw/Mn=2.3)
80质量份
·MEK 400质量份
使用直径2mm的玻璃粒子对上述材料进行1小时砂磨机分散,此后用筛子分离玻璃粒子,用绕线棒刮涂器(#60)将该树脂溶液涂布在SUS板上,以150℃/30分将其加热·固化,制成试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜,如本发明的实施方案中所述,测定与铁粉的摩擦带电性时,显示正带电性。
作为球状粒子,使用用混砂机(自动乳钵,石川工业制)在100质量份的数均粒径7.8μm的球状酚醛树脂粒子上均匀地被覆14质量份的数均粒径2μm以下的煤系块状中阶段沥青粉末,在空气中、在280℃进行热稳定化处理后,通过在氮气氛围下、在2000℃烧成进行石墨化,再进行分级而得到的数均粒径11.7μm的球状导电性碳粒子。
·碳黑 20质量份
·数均粒径4.8μm的结晶性石墨 80质量份
·酚醛树脂A型酚醛树脂(固形分50%) 320质量份
·甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-1(固形分50%)(摩尔比90∶10、Mw=10200、Mn=4500、Mw/Mn=2.3)
80质量份
·球状碳粒子(数均粒径11.7μm) 30质量份
·MEK 130质量份
使用2mm的氧化锆粒子对上述材料进行3小时砂磨机分散,此后用筛子分离氧化锆粒子,用MEK将固形分调整成40%,得到涂布液(c(碳)/GF(石墨)/B(酚醛树脂)/D(共聚物P-1)/R(球状粒子)=0.2/0.8/1.6/0.4/0.3)。用绕线棒刮涂器将该涂布液涂布在绝缘薄板上,进行干燥,将其切割成规定形状,用低电阻率计LOW-RESTAR(三菱化学公司制)测定时,体积电阻率为5.03Ω·cm。
用喷涂法使该涂料在直径16mm的A1圆筒体上形成15μm的被膜,接着,利用热风干燥器进行150℃/30分钟加热·固化,制成显影剂载体Dm-I-1。使用SurfcoaderSE-3300(小坂研究所制)评价该显影剂载体上的导电性被覆层表面的Ra,在评价长度4mm上测定6点,计算出其平均值,Ra=1.27μm。
<显影剂载体制造例Dm-I-2~4>
代替显影剂载体Dm-I-1中使用的共聚物P-1,使用改变共聚物的分子量和甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩尔比的共聚物P-2-4,与显影剂载体Dm-I-1相同地制作显影剂载体Dm-I-2~4,进行和显影剂载体Dm-I-1相同的评价。
在显影剂载体Dm-I-2中使用的共聚物
甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-2(固形分40%)(摩尔比90∶10、Mw=40000、Mn=19000、Mw/Mn=2.1)
在显影剂载体Dm-I-3中使用的共聚物
甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-3(固形分40%)(摩尔比90∶10、Mw=3700、Mn=2300、Mw/Mn=1.6)
在显影剂载体Dm-I-4中使用的共聚物
甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-4(固形分40%)(摩尔比70∶30、Mw=8500、Mn=2900、Mw/Mn=2.9)
<显影剂载体制造例Dm-n-1>
·酚醛树脂A型酚醛树脂(固形分50%) 460质量份
·甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-1(固形
分50%) 140质量份
·MEK 400质量份
使用直径2mm的玻璃粒子对上述材料进行1小时砂磨机分散。此后用筛子分离玻璃粒子,用绕线棒刮涂器(#60)将该树脂溶液涂布在SUS板上,以150℃/30分将其加热·固化,制成试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜,如本发明的实施方案所述,测定与铁粉的摩擦带电性时,显示正带电性。
·碳黑 20质量份
·数均粒径4.8μm的结晶性石墨 80质量份
·酚醛树脂A型酚醛树脂(固形分50%) 460质量份
·甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物P-1(固形
分50%) 140质量份
·球状碳粒子(数均粒径7.2μm) 30质量份
·MEK 130质量份
作为介质粒子向述材料中加入直径2mm的氧化锆珠粒,使用砂磨机进行2小时分散,用筛子分离珠粒,用MEK将固形分调整成40%,得到涂布液(c(碳)/GF(石墨)/B(粘结树脂)/D(共聚物P-1)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.3/0.7/0.3)。
与显影剂制造例Dm-I-1相同操作,分散·涂布该涂布液,制作显影剂制造例Dm-n-1,进行相同的评价。
<显影剂制造例Dm-n-2~4>
在显影剂制造例Dm-n-1中,除了将共聚物替换成P-2~4以外,与显影剂制造例Dm-n-1相同地制作显影剂载体Dm-n-2~4,进行相同的评价。
表7
MMA:甲基丙烯酸酯单体DM:甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体
显影剂载体 | 共聚物(D) | 球状粒子(R) | c/GF/B/CA/R比 | 体积电阻(Ω·cm) | Ra(μm) | |||||||
单体-1 | 单体-2 | 比率 | Mw | Mn | Mw/Mn | 材质 | 数均粒径(μm) | |||||
Dm-1-1 | P-1 | MMA | DM | 90∶10 | 10.200 | 4.500 | 2.3 | 碳粒子 | 11.7 | 0.2/0.8/1.6/0.4/0.3 | 5.03 | 1.27 |
Dm-1-2 | P-2 | ↑ | 40.000 | 19.000 | 2.1 | 5.89 | 1.33 | |||||
Dm-1-3 | P-3 | ↑ | 3.700 | 2.300 | 1.6 | 6.55 | 1.37 | |||||
Dm-1-4 | P-4 | 70∶30 | 8.500 | 2.900 | 2.9 | 7.20 | 1.41 | |||||
Dm-n-1 | P-1 | MMA | DM | 90∶10 | 10.200 | 4.500 | 2.3 | 碳粒子 | 7.2 | 0.2/0.8/2.3/0.7/0.3 | 11.20 | 0.89 |
Dm-n-2 | P-2 | ↑ | 40.000 | 19.000 | 2.1 | 12.30 | 0.94 | |||||
Dm-n-3 | P-3 | ↑ | 3.700 | 2.300 | 1.6 | 12.50 | 0.91 | |||||
Dm-n-4 | P-4 | 70∶30 | 8.500 | 2.900 | 2.9 | 13.10 | 1.01 |
<显影剂载体制造例Df-1-1>
<电荷控制树脂的制造>
·甲醇: 300质量份
·甲苯: 100质量份
·苯乙烯: 468质量份
·丙烯酸2-乙基己酯: 90质量份
·2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸: 42质量份
·过氧化月桂酰: 6质量份
将上述原料装入烧瓶中,安装搅拌装置、温度测定装置、氮气导入装置,在氮气氛围、65℃下进行溶液聚合,保持10小时,使聚合反应结束。将得到的聚合物减压干燥、粉碎,得到重均分子量10000的电荷控制树脂F-1。
以下,通过如表8所示变更组成比,得到电荷控制树脂F-2、F-3。
将50质量份的电荷控制树脂F-1溶解于50质量份的丁酮中,制成电荷控制树脂溶液F-1。
·酚醛树脂(含有甲醇50%) 340质量份
·电荷控制树脂溶液(含有50%MEK) 60质量份
·异丙醇 267质量份
将上述材料用直径2mm的玻璃粒子,进行1小时砂磨机分散,此后用筛子分离玻璃粒子,使用绕线棒刮涂器(#60)将该树脂溶液涂布在SUS板上,以150℃/30分钟将其加热·固化,制作试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜。如本发明的实施方案所述,测定与铁粉的摩擦带电性,显示正带电性。
·碳黑 20质量份
·数均粒径5.5μm的结晶性石墨 80质量份
·以氨作为催化剂制成的酚醛树脂(含有50%甲醇)
340质量份
·电荷控制树脂溶液F-1(含有50%MEK) 60质量份
·球状碳粒子(数均粒径11.7μm) 20质量份
·异丙醇 120质量份
在上述材料中加入作为介质粒子的直径2mm的氧化锆珠粒,用砂磨机将上述材料进行2小时分散,用筛子分离珠粒,用异丙醇调整成固形分40%,得到涂布液(c(碳)/GF(石墨)/B(粘结树脂)/CA(电荷控制树脂F-1)/R(球状粒子)=0.2/0.8/1.7/0.3/0.2)。使用绕线棒刮涂器(#60)将该涂布液涂布在绝缘薄板上,进行干燥,将其切割成规定形状,使用低电阻率计LOW-RESTAR(三菱化学公司制)进行测定,体积电阻率为2.13Ω·cm。
用喷涂法使该涂料在直径16mm的A1圆筒体上形成15μm的被膜,接着利用热风干燥器进行150℃/30分钟加热·固化,制成显影剂载体Df-1-1。使用Surfcoader SE-3300(小坂研究所制)评价该显影剂载体上的导电性被覆层表面的Ra,在评价长度4mm上测定6点,计算出其平均值,Ra=1.07μm。
<显影剂载体制造例Df-I-2>
在显影剂载体制造例Df-I-1中,除代替以氨作为催化剂制造的酚醛树脂使用以六亚甲基四胺作为催化剂制造的酚醛树脂以外,与显影剂载体制造例Df-I-1相同地,制作显影剂载体制造例Df-I-2,进行与显影剂载体制造例Df-I-1相同的评价。
<显影剂载体制造例Df-I-3>
在显影剂载体制造例Df-I-1中,除代替所使用的电荷控制树脂F-1,使用组成比变更成表8所示而得到的电荷控制树脂F-2,代替以氨作为催化剂制造的酚醛树脂使用聚酰胺树脂以外,与显影剂载体制造例Df-I-1相同地制作显影剂载体Df-I-3,进行与显影剂载体制造例Df-I-1相同的评价。
<显影剂载体制造例Df-I-4>
在显影剂载体制造例Df-I-1中,除代替所使用的电荷控制树脂F-1,使用组成比变更成表8所示而得到的电荷控制树脂F-3,用聚氨酯树脂代替以氨作为催化剂制造的酚醛树脂以外,与显影剂载体制造例Df-I-1相同地制作显影剂载体Df-I-4,进行与显影剂载体制造例Df-I-1相同的评价。
<显影剂载体制造例Df-n-1>
·酚醛树脂(含有甲醇50%) 500质量份
·电荷控制树脂溶液(含有50%MEK) 100质量份
·异丙醇 400质量份
使用直径2mm的玻璃粒子,对上述材料进行1小时砂磨机分散,此后用筛子分离玻璃粒子,使用绕线棒刮涂器(#60)将该树脂溶液涂布在SUS板上,以150℃/30分钟将其加热·固化,制作试样板。在该试样板接地的状态,在23℃、相对湿度60%的环境下放置一夜。如本发明的实施方案所述,测定与铁粉的摩擦带电性,显示正带电性。
·碳黑 20质量份
·数均粒径5.5μm的结晶性石墨 80质量份
·以氨作为催化剂制造的酚醛树脂(含有50%甲醇)
500质量份
·电荷控制树脂溶液F-1(含有50%MEK) 100质量份
·球状碳粒子(数均粒径7.2μm) 20质量份
·异丙醇 120质量份
在上述材料中加入作为介质粒子的直径2mm的氧化锆珠粒,使用砂磨机将上述材料进行2小时分散,用筛子分离珠粒,用异丙醇调整成固形分40%,得到涂布液(c(碳)/GF(石墨)/B(粘结树脂)/CA(电荷控制树脂F-1)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.5/0.5/0.2)。
以与显影剂制造例Df-I-1相同的操作,涂布该涂布液,制作显影剂载体Df-n-1,进行与显影剂载体制造例Df-I-1相同的评价。
<显影剂载体制造例Df-n-2>
在显影剂载体制造例Df-n-1中,除以六亚甲基四胺作为催化剂制造的酚醛树脂代替以氨作为催化剂制造的酚醛树脂此外,与显影剂载体制造例Df-n-1相同地制作显影剂载体Df-n-2,进行与显影剂载体制造例Df-I-1相同的评价。
<显影剂载体制造例Df-n-3>
在显影剂载体制造例Df-n-1中,除代替所使用的电荷控制树脂F-1,使用组成比变更成表8所示而得到的电荷控制树脂F-2,用聚酰胺酯树脂代替以氨作为催化剂制造的酚醛树脂此外,与显影剂载体制造例Df-n-1相同地制作显影剂载体Df-n-3,进行与显影剂载体制造例Df-n-1相同的评价。
<显影剂载体制造例Df-n-4>
在显影剂载体制造例Df-n-1中,除代替所使用的电荷控制树脂F-1,使用组成比变更成表8所示而得到的电荷控制树脂F-3,用聚氨酯树脂代替以氨作为催化剂制造的酚醛树脂此外,与显影剂载体制造例Df-n-1相同地制作显影剂载体Df-n-4,进行与显影剂载体制造例Df-n-1相同的评价。
表8
·苯乙烯系单体:苯乙烯丙烯酸系单体:丙烯酸2-乙基己酯·聚合引发剂:氧化月桂酰
显影剂载体 | 电荷控制树脂(CA) | 球状粒子(R) | 粘结树脂(B) | c/GF/B/CA/R比 | 体积电阻(Ω·cm) | Ra(μm) | ||||||
·苯乙烯/丙烯酸系单体 | 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 | ·聚合引发剂 | Mw | 材质 | 数均粒径(μm) | 在制造酚醛树脂时使用的催化剂 | ||||||
Df-1-1 | F-1 | 93质量% | 7质量% | 1质量% | 10.000 | 碳粒子 | 11.7 | 苯酚 | 氨 | 0.2/0.8/1.7/0.3/0.2 | 2.13 | 1.07 |
Df-1-2 | 六亚甲基四胺 | 2.78 | 1.15 | |||||||||
Df-1-3 | F-2 | 82质量% | 18质量% | 3质量% | 3.000 | 聚酰胺 | - | 3.14 | 1.19 | |||
Df-1-4 | F-3 | 96质量% | 4质量% | 0.3质量% | 40.000 | 聚氨酯 | - | 3.57 | 1.24 | |||
Df-n-1 | F-1 | 93质量% | 7质量% | 1质量% | 10.000 | 碳粒子 | 7.2 | 苯酚 | 氨 | 0.2/0.8/2.5/0.5/0.2 | 8.23 | 0.78 |
Df-n-2 | 六亚甲基四胺 | 8.55 | 0.81 | |||||||||
Df-n-3 | F-2 | 82质量% | 18质量% | 3质量% | 3.000 | 聚酰胺 | - | 8.96 | 0.85 | |||
Df-n-4 | F-3 | 96质量% | 4质量% | 0.3质量% | 40.000 | 聚氨酯 | - | 9.27 | 0.88 |
<图像形成装置例的说明>
图1是表示本发明的图像形成装置的构成例之一的图。该图像形成装置,是利用转印式电子照像方法的显影兼清理系统(无清洁器系统)的激光打印机(记录装置)。它是具有去除清理刮板等清理部件的清理单元的处理盒,作为显影剂使用磁性1成分系显影剂(即,具有外添剂和磁性调色剂粒子的磁性调色剂),使显影剂载体上的显影剂层和像载体非接触地配置的非接触显影的图像形成装置的一例。
(1)图像形成装置的构成
1是作为潜像载体的感光体制造例1的旋转鼓式的OPC感光体,沿时针方向(箭头方向)具有100mm/s的圆周速度(处理速度)被旋转驱动。
2是作为接触带电部件的带电部件制造例的带电辊,由芯轴2a和弹性层2b构成。带电辊2相对感光体1弹性地反抗,以规定的挤压力压接而配置。n是感光体1和带电辊2的接触部的带电部。在本实施例中,带电辊2在是与感光体1的接触部的带电部n中,沿相反方向(与感光体表面的移动方向相反的方向),以141mm/s(相对移动速度比250%)的圆周速度被旋转驱动。另外,在带电辊2的表面,预先涂布与加入调色剂粒子t中导电性微粉末m相同的导电性微粉末m,以便在其表面上形成基本均匀的一层。
另外,在带电辊2的芯轴2a上作为带电偏压,从带电偏压施加电源S1施加-700V的直流电压。在本实施例中,对感光体1的表面在与对带电辊2的施加电压大致相等的电位(-680V)以直接注入带电方式进行一样地带电处理。关于这种带电处理将在下面叙述。
3是包含激光二极管、多角棱镜等的激光束扫描器(曝光器)。该激光束扫描器,对应于目的图像信息的时间序贯电数字像素信号,输出强度变调的激光(波长740nm),用该激光对感光体1的均匀带电面进行扫描曝光。通过该扫描曝光,在感光体1上形成对应于目的图像信息的静电潜像。
4是显影装置。感光体1表面的静电潜像通过该显影装置,作为调色剂图像被显影。本实施例的显影装置4是作为显影剂使用负带电性1成分绝缘显影剂的显影剂1的非接触型的反转显影装置。显影剂4d具有调色剂粒子t和导电性微粉末m。
4a是作为显影剂载体运送部件的内包有磁体辊4b的直径16mm的非磁性显影套筒。该显影套筒4a相对感光体1以300μm的间隔距离相对配置,在与感光体1的对置部的显影部(显影区域部)a处,沿与感光体1的旋转方向的相同方向以感光体1的圆周速度的120%的圆周速度(圆周速度120mm/s)被旋转。
在该显影套筒4a上,由弹性刮板4c将显影剂4d薄层地涂布。在利用弹性刮板4c控制显影套筒4上的显影剂4d的层厚的同时,赋予电荷。
涂布在显影套筒4a上的显影剂4d,通过套筒4a的旋转,被运送到感光体1与该套筒4a的对置部的显影部a处。另外,通过显影偏压施加电源S2在套筒4a上施加显影偏压电压,。显影偏压使用重叠-420V的直流电压和频率1600Hz、峰间电压1500V(电场强度5×106V/m)的矩形交流电压的重叠电压,在显影套筒4a和感光体1之间进行1成分的跳动显影。
5是作为接触转印机构的中电阻的转印辊,与感光体1以98N/m的线压压接形成转印接触部b。从未图示的给纸部以规定的定时向该转印接触部b供纸给作为记录煤体的转印材P,而且从转印偏压施加电源S3对转印辊5施加规定的转印偏压电压,由此感光体1侧的调色剂像顺序地被转印在向转印接触部b供给的转印材P的表面上。
在本实施例中,转印辊5使用电阻为5×108Ω·cm的转印辊,施加+3000V的直流电压进行转印。即,向转印接触部b导入的转印材P被夹持运送至该转印接触部b,在其表面侧用静电力和挤压力顺序地转印在感光体1的表面形成载体的调色剂图像。
6是热定影方式等的定影装置。向转印夹持部b供给的接受感光体1侧的调色剂像的转印的转印材P,与感光体1的表面分离,被导入该定影装置6中,使调色剂像的定影,作为图像形成物(打印品、复制品)向装置外排出。
本例的图像形成装置去掉了清理单元,在调色剂像对转印材P的转印后的感光体1的表面残留的转印残留的显影剂(转印残留调色剂粒子),不是用清理机构去除,而是伴随感光体1的旋转,经由带电部n到达显影部a,在显影装置4中被显影兼清理(回收)。
本例的图像形成装置,以感光体1、带电辊2、显影装置4的3个处理机器作为一体,对图像形成装置本体可自由拆装的处理盒7而构成。在本发明中,处理盒化的处理机器的组合等不限于上述,而是任意的。8是处理盒着脱导向·保持部件。
(2)导电性微粉末的行为
显影装置4的显影剂4d中含有的导电性微粉末m,在由感光体1侧的静电潜像的显影装置4进行调色剂显影时,与调色剂粒子t一起以适当量向感光体1侧移动。
感光体1上的调色剂图像(即调色剂粒子),在转印部b由于转印偏压的影响,被引向记录媒体的转印P侧积极地转移。但是,由于感光体1上的导电性微粉末是导电性的,因此不积极地向转印材P侧转移,在感光体1上实质上被附着保持而残留。
在本实施例中,图像形成装置由于具有清理工序,因此在转移后的感光体1的表面残存的转印残留调色剂粒子和导电性微粉末,伴随感光体1的旋转,被运送到与感光体1接触带电部件的带电辊2的接触部的带电部n,附着在带电辊2上。因此,以在感光体1和带电辊2的接触部n上存在导电性微粉末m的状态进行感光体1的直接注入带电。
由于存在该导电性微粉末,即使在带电辊2上附着转印残留调色剂粒子的场合,也能够维持带电辊2向感光体1的致密的接触性和接触电阻,因此能够利用该带电辊2进行感光体1的直接注入带电。
也就是说,带电辊2通过导电性微粉末m紧密地接触感光体1,该导电性微粉末m无间隙地摩擦感光体1表面。由此,使由带电辊2产生的感光体1的带电,不使用放电现象、稳定而且安全的直线注入带电起支配作用成为可能,得到用以往的带电辊带电等得不到的高带电效率。由此,可以给予感光体1以与施加在带电辊2上的电压大致同等的电位。
另外,在带电辊2上附着或者混入的转印残留调色剂粒子,被从带电辊2逐渐地吐出到感光体1上,伴随感光体1表面的移动到达显影部a,在显影装置4中被显影兼清理(回收)。
显影兼清理是在图像形成工序的下次或以后的显影时(显影后,通过再次带电工序、曝光工序后的潜像的显影时),利用显影装置的翳影消除偏压(施加在显影装置上的直流电压与感光体的表面电位间的电位差的翳影消除电位差Vback)回收在转移后残留在感光体1上的残留调色剂粒子。像本实施例中的图像形成装置那样,在反转显影时,该显影兼清理,是通过从利用显影偏压的感光体的暗部将调色剂粒子回收到显影套筒上的电场和从显影套筒向感光体的明部附着调色剂粒子(进行显影)的电场作用来实现的。
另外,通过图像形成装置运转,在显影装置4的显影剂中含有的导电性微粉末m,在显影部a向感光体1表面移动,伴随感光体1表面的移动,经过转印部b被运送到带电部n,由此持续向带电部n供给新的导电性微粉末m,因此在带电部n上减少导电性微粉末的脱落等,或即使带电部n的导电性微粉末m发生劣化,也可防止带电性降低的发生,稳定地维持感光体1的良好的带电性。
这样,在接触带电方式、转印方式、调色剂再循环工艺的图像形成装置中,作为接触带电部件使用简易的带电辊2,能够用施加电压对作为像载体的感光体1赋予均匀的带电性。而且,即使在转印残留调色剂粒子到达带电部的场合下,可是时间稳定地维持无臭氧的直接注入带电,能够赋予均匀的带电性。因此,可以得到没有由臭氧生成物引起的障碍、由带电不良引起的障碍等,构成简易、低成本的图像形成装置。
如上所述,为了不损害带电性,导电性微粉末的电阻值必须在1×109Ω·cm或以下。如果导电性微粉末的电阻值大于1×109Ω·cm,带电辊2通过导电性微粉末就紧密地接触感光体1,即使导电性微粉末摩擦感光体1表面,也不能充分地进行向感光体1的电荷注入,难以使感光体1带电达到所希望的电位。另外,在使用显影剂直接接触感光体1的接触显影装置的场合,在显影部a通过显影剂中的导电性微粉末,利用显影偏压向感光体1中注入电荷,发生图像翳影或者图像的缺陷、浓度低。
在本实施例中,由于显影装置为非接触显影装置,所以不用向感光体1注入显影偏压,即可得到良好的图像。另外,在显影部a不发生向感光体1注入电荷,通过交流偏压等使显影套筒4a与感光体1之间维持高电位差成为可能。由此导电性微粉末m容易被均等地显影,可在感光体1表面均匀地涂布导电性微粉末m,在带电部进行均匀的接触,得到良好的带电性,使得得到良好的图像成为可能。
利用介于带电辊2和感光体1的接触面之间的导电性微粉末的润滑效果(减低摩擦效果),在带电辊2和感光体之间能够容易有效地设置速度差成为可能。利用该润滑效果,减低带电辊2和感光体1的摩擦,减低驱动转矩,可以防止带电辊2或感光体1的表面的磨削或者损伤。另外,通过设置该速度差,在带电辊2
感光体1的相互接触部(带电部)n,导电性微粉末接触感光体1的机会显著增加,由此可得到高接触性。因此,可进行良好的直接注入带电。
在本实施例中,通过旋转驱动带电辊2,使其旋转方向与感光体1表面的移动方向相反,得到了被运送到带电部n的感光体1上的转印残留调色剂粒子暂时地回收到带电辊2上,使存在于带电部n上的转印残留调色剂粒子的存在量均匀的效果。因此,可防止由转印残留调色剂粒子在带电部n的偏在产生的带电不良的发生,可得到更稳定的带电性。
此外,由于使带电辊2沿相反方向旋转,一旦使感光体1上的转印残留调色剂粒子离开感光体1,便进行带电,使得优势地进行直接注入带电成为可能。另外,不引起由导电性微粉末从带电辊2过度的脱落产生的带电性的降低。
实施例L-1
使用显影剂Rs-1、显影剂载体Dp-I-1的组合。在处理盒内填充120g的显影剂Rs-1,在评价环境23℃/60%,通过连续印刷5%覆盖率的图像3500张,使用至处理盒内显影剂量变得很少。作为转印材使用90g/m2的A4复印纸。其结果,即使在初期和3500张的连续印刷后,图像浓度也十分高、翳影少,并且看不到显影性的降低。
另外,在3500张的连续印刷后,观察在带电辊上对应于与感光体的接触部n的部分,虽然确认有微量的转印残留调色剂粒子,但几乎全部被导电性微粒子C-4覆盖。
另外,在导电性微粒子C-4存在于感光体和带电辊的接触部n的状态,而且导电性微粒子C-4的电阻十分低,因此从初期至连续印刷3500张后,未发生起因于带电不良的图像缺陷,得到了良好的直接注入带电性。
另外,通过作为潜像载体使用感光体的最表面层的体积电阻为5×1012Ω·cm的感光体,可以维持静电潜像,得到清晰轮廓的文字图像,实现了在连续印刷35000张后也可得到充分的带电性的直接注入带电。连续印刷3500张后的直接注入带电后,相对施加带电偏压-700V,感光体电位是-690V,未出现从初期的带电性降低,也未能确认到由带电性的降低引起的图像品质的降低。
进而,与使用潜像载体对水的表面的接触角为102度的感光体相结合,在初期和连续印刷35000张后转印效率都非常优良。即使考虑在转印后的感光体上转印残留调色剂粒子量少,在连续印刷3500张后的带电辊上的转印残留调色剂粒子也是微量的以及非图像部的翳影少,因此理解为显影下的转印残留调色剂粒子的回收性良好。
以下,叙述印刷图像的评价法。
(a)图像浓度
初期及结束3500张连续印刷结束后,放置2天,再根据接通电源的第1张图像浓度进行评价。图像浓度使用“Macbeth反射浓度计”(Macbeth公司制),测定原稿浓度对0.00空白部分印刷输出图像的相对浓度。在表11中示出评价结果。表11中的各符号分别意味着以下的评价。
A:非常良好,为高品位地表现直至图形的图像的充分的图像浓度(1.40或以上)。
B:良好,为得到非图形得到高品位的图像品质的充分的图像浓度(大于等于1.35、小于1.40)。
C:普通,在识别文字上是充分的、可被允许的图像浓度(大于等于1.20、小于1.35)。
D:差。非常低的图像浓度(不到1.20)。
(b)图像翳影
初期及3500张连续印刷输出结束后,进行印刷输出图像抽样,从印刷输出图像的空白部分的白色度和转印纸的白色度的差,计算出翳影浓度(%),评价图像翳影。使用“反射计”(东京电色公司制)测定白色度。在表11中示出评价结果。表11中的各符号分别意味着以下的评价。
A:非常良好,用肉眼一般不能识别的翳影(不到1.5%)。
B:良好,不特别注意看不能识别的翳影(大于等于1.5%、小于2.5%)。
C:普通。容易识别的翳影,但被允许的翳影(大于等于2.5%、小于4.0%)
D:差。被认为是图像污染的翳影(4.0%以上)。
(c)重影
在进行实心白部和实心黑部邻接的图像显影后,进行中间色调图像显影,用目视观察起因于在中间色调图像上出现的实心白部和实心黑部的边界的浓淡差,按以下的基准进行评价。
A:完全看不到浓淡差。
B:看到轻微的浓淡差
C:看到轻微浓淡差,可实用。
D:看到显著的浓淡差。
(d)转印性
在初期和3500张印刷输出终了后,进行转印性的评价。利用Mylar带进行带卷绕,将实心黑图像形成时的感光体上的转印残留调色剂粒子剥出,从将剥出的Mylar带贴在纸上的麦克贝斯浓度,减去仅将Mylar带贴在纸上的麦克贝斯浓度的数值来评价转印性。在表11中示出评价结果。表11中的各符号分别意味着以下的评价。
A:非常良好(不到0.05)
B:良好(大于等于0.05、小于0.01)
C:普通(大于等于0.10、小于0.20)
D:差(大于等于0.20)
(e)像载体的带电性
在约40~50张印刷输出后,以及3500张的连续印刷输出终了后,与通常一样使感光体带电,在显影器位置配置传感器测定此时的感光体表面电位,根据两时点的电位差别评价像载体的带电性。评价结果示于表11中。差值负的越大,就显示潜像载体的带电性的降低越大。
(f)图形回收不良
将纵线的同一图形(2点98间隔的纵线重复)连续印刷输出后,进行中间色调图像(2点3间隔的纵线重复)的印刷输出试验,用目视评价在中间色调图像上是否发生对应于纵线的图形的浓淡。评价结果示于表11中。表11中的各符号分别意味着以下的评价。
A:非常良好(未发生)
B:良好(稍微看到浓淡的发生)
C:普通(发生浓淡不匀,但在实用允许范围内)
D:差(显著地发生浓淡不匀)
(g)图像污染
用目视观察定影后的图像,基于以下的评价基准进行图像污染的评价。评价结果示于表11中。
A:未发生。
B:略微发生。对图像的影响是极轻微的。
C:某种程度发生。是在实用上能够允许的水平。
D:图像污染显著。
以上述结果作为实施例L-1的评价,示于表11中。
实施例L-2~60、85~108
用如表9和10所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表11~13、14~15中。
实施例L-61~72
用如表10所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表13中。从初期翳影就稍多。图形回收不良稍微恶化。3500张连续印刷输出终了后的像载体的带电性的降低稍大,但是仍在实用上能够允许的范围。
实施例L-73~84
用如表10所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表14中。从初期开始图像浓度稍低,有图像回收不良发生,但仍在实用允许的范围内。
比较例L-0
组合未外添导电性微粉末的显影剂制造例Rs-0、显影剂载体Dp-I-1,进行评价,像载体的带电性的降低大,翳影恶化。
比较例L-1~9、22
用80#非晶态氧化铝粒子将直径16mm的A1圆筒体进行喷砂,使用Ra=0.32的显影剂载体。显影剂为表9和10所示的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表11~15中。图像浓度低。
比较例L-10~21
用如表10所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表15中。调色剂粒子表面的导电性微粉末变得容易脱落,因此像载体的带电性降低大,翳影和图像污染也明显。表9
表10
表11
表12
表13
表14
表15
显影剂 | 显影剂载体 | |
实施例L-1 | Rs-1 | Dp-1-1 |
实施例L-2 | Dp-1-2 | |
实施例L-3 | Dp-1-3 | |
实施例L-4 | Dp-1-4 | |
实施例L-5 | Dm-1-1 | |
实施例L-6 | Dm-1-2 | |
实施例L-7 | Dm-1-3 | |
实施例L-8 | Dm-1-4 | |
实施例L-9 | Df-1-1 | |
实施例L-10 | Df-1-2 | |
实施例L-11 | Df-1-3 | |
实施例L-12 | Df-1-4 | |
比较例L-0 | Rs-0 | Dp-1-1 |
比较例L-1 | Rs-1 | A1喷砂 |
实施例L-13 | Rs-2 | Dp-1-1 |
实施例L-14 | Dp-1-2 | |
实施例L-15 | Dp-1-3 | |
实施例L-16 | Dp-1-4 | |
实施例L-17 | Dm-1-1 | |
实施例L-18 | Dm-1-2 | |
实施例L-19 | Dm-1-3 | |
实施例L-20 | Dm-1-4 | |
实施例L-21 | Df-1-1 | |
实施例L-22 | Df-1-2 | |
实施例L-23 | Df-1-3 | |
实施例L-24 | Df-1-4 | |
比较例L-2 | A1喷砂 | |
实施例L-25 | Rs-3 | Dp-1-1 |
实施例L-26 | Dp-1-2 | |
实施例L-27 | Dp-1-3 | |
实施例L-28 | Dp-1-4 | |
实施例L-29 | Dm-1-1 | |
实施例L-30 | Dm-1-2 | |
实施例L-31 | Dm-1-3 | |
实施例L-32 | Dm-1-4 | |
实施例L-33 | Df-1-1 | |
实施例L-34 | Df-1-2 | |
实施例L-35 | Df-1-3 | |
实施例L-36 | Df-1-4 | |
比较例L-3 | A1喷砂 | |
实施例L-37 | Rs-4 | Dp-1-1 |
实施例L-38 | Dp-1-2 | |
实施例L-39 | Dp-1-3 | |
实施例L-40 | Dp-1-4 | |
实施例L-41 | Dm-1-1 | |
实施例L-42 | Dm-1-2 | |
实施例L-43 | Dm-1-3 | |
实施例L-44 | Dm-1-4 | |
实施例L-45 | Df-1-1 | |
实施例L-46 | Df-1-2 | |
实施例L-47 | Df-1-3 | |
实施例L-48 | Df-1-4 | |
比较例L-4 | A1喷砂 | |
实施例L-49 | Rs-5 | Dp-1-1 |
实施例L-50 | Dp-1-2 | |
实施例L-51 | Dp-1-3 | |
实施例L-52 | Dp-1-4 | |
实施例L-53 | Dm-1-1 | |
实施例L-54 | Dm-1-2 | |
实施例L-55 | Dm-1-3 | |
实施例L-56 | Dm-1-4 | |
实施例L-57 | Df-1-1 | |
实施例L-58 | Df-1-2 | |
实施例L-59 | Df-1-3 | |
实施例L-60 | Df-1-4 | |
比较例L-5 | A1喷砂 |
显影剂 | 显影剂载体 | |
实施例L-61 | Rs-6 | Dp-1-1 |
实施例L-62 | Dp-1-2 | |
实施例L-63 | Dp-1-3 | |
实施例L-64 | Dp-1-4 | |
实施例L-65 | Dm-1-1 | |
实施例L-66 | Dm-1-2 | |
实施例L-67 | Dm-1-3 | |
实施例L-68 | Dm-1-4 | |
实施例L-69 | Df-1-1 | |
实施例L-70 | Df-1-2 | |
实施例L-71 | Df-1-3 | |
实施例L-72 | Df-1-4 | |
比较例L-6 | A1喷砂 | |
实施例L-73 | Rs-7 | Dp-1-1 |
实施例L-74 | Dp-1-2 | |
实施例L-75 | Dp-1-3 | |
实施例L-76 | Dp-1-4 | |
实施例L-77 | Dm-1-1 | |
实施例L-78 | Dm-1-2 | |
实施例L-79 | Dm-1-3 | |
实施例L-80 | Dm-1-4 | |
实施例L-81 | Df-1-1 | |
实施例L-82 | Df-1-2 | |
实施例L-83 | Df-1-3 | |
实施例L-84 | Df-1-4 | |
比较例L-7 | A1喷砂 | |
实施例L-85 | Rs-8 | Dp-1-1 |
实施例L-86 | Dp-1-2 | |
实施例L-87 | Dp-1-3 | |
实施例L-88 | Dp-1-4 | |
实施例L-89 | Dm-1-1 | |
实施例L-90 | Dm-1-2 | |
实施例L-91 | Dm-1-3 | |
实施例L-92 | Dm-1-4 | |
实施例L-93 | Df-1-1 | |
实施例L-94 | Df-1-2 | |
实施例L-95 | Df-1-3 | |
实施例L-96 | Df-1-4 | |
比较例L-8 | A1喷砂 | |
实施例L-97 | Rs-9 | Dp-1-1 |
实施例L-98 | Dp-1-2 | |
实施例L-99 | Dp-1-3 | |
实施例L-100 | Dp-1-4 | |
实施例L-101 | Dm-1-1 | |
实施例L-102 | Dm-1-2 | |
实施例L-103 | Dm-1-3 | |
实施例L-104 | Dm-1-4 | |
实施例L-105 | Df-1-1 | |
实施例L-106 | Df-1-2 | |
实施例L-107 | Df-1-3 | |
实施例L-108 | Df-1-4 | |
比较例L-9 | A1喷砂 | |
比较例L-10 | Rs-10 | Dp-1-1 |
比较例L-11 | Dp-1-2 | |
比较例L-12 | Dp-1-3 | |
比较例L-13 | Dp-1-4 | |
比较例L-14 | Dm-1-1 | |
比较例L-15 | Dm-1-2 | |
比较例L-16 | Dm-1-3 | |
比较例L-17 | Dm-1-4 | |
比较例L-18 | Df-1-1 | |
比较例L-19 | Df-1-2 | |
比较例L-20 | Df-1-3 | |
比较例L-21 | Df-1-4 | |
比较例L-22 | A1喷砂 |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图象污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例L-1 | Rs-1 | Dp-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B |
实施例L-2 | Dp-1-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-3 | Dp-1-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-4 | Dp-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-5 | Dm-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-6 | Dm-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-7 | Dm-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-8 | Dm-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-9 | Df-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-10 | Df-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-11 | Df-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-12 | Df-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
比较例L-0 | Rs-0 | Dp-1-1 | A | C | A | D | B | C | B | C | -130 | C | D |
比较例L-1 | Rs-1 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
实施例L-13 | Rs-2 | Dp-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B |
实施例L-14 | Dp-1-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-15 | Dp-1-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-16 | Dp-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-17 | Dm-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-18 | Dm-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-19 | Dm-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-20 | Dm-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-21 | Df-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-22 | Df-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-23 | Df-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-24 | Df-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
比较例L-2 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例L-25 | Rs-3 | Dp-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B |
实施例L-26 | Dp-1-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-27 | Dp-1-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-28 | Dp-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-29 | Dm-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-30 | Dm-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-31 | Dm-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-32 | Dm-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-33 | Df-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-34 | Df-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-35 | Df-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-36 | Df-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
比较例L-3 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C | |
实施例L-37 | Rs-4 | Dp-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B |
实施例L-38 | Dp-1-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-39 | Dp-1-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-40 | Dp-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-41 | Dm-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-42 | Dm-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-43 | Dm-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-44 | Dm-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-45 | Df-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-46 | Df-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-47 | Df-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-48 | Df-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
比较例L-4 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例L-49 | Rs-5 | Dp-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B |
实施例L-50 | Dp-1-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-51 | Dp-1-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-52 | Dp-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-53 | Dm-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-54 | Dm-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-55 | Dm-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-56 | Dm-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-57 | Df-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-58 | Df-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-59 | Df-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
实施例L-60 | Df-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | B | |
比较例L-5 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -40 | C | C | |
实施例L-61 | Rs-6 | Dp-1-1 | A | B | B | C | A | A | B | B | -30 | B | B |
实施例L-62 | Dp-1-2 | B | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例L-63 | Dp-1-3 | B | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例L-64 | Dp-1-4 | A | B | B | C | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-65 | Dm-1-1 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例L-66 | Dm-1-2 | A | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例L-67 | Dm-1-3 | A | B | B | C | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-68 | Dm-1-4 | A | B | B | C | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-69 | Df-1-1 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例L-70 | Df-1-2 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例L-71 | Df-1-3 | A | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例L-72 | Df-1-4 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
比较例L-6 | A1喷砂 | B | D | C | D | C | D | B | B | -50 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例L-73 | Rs-7 | Dp-1-1 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B |
实施例L-74 | Dp-1-2 | C | C | A | B | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-75 | Dp-1-3 | C | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例L-76 | Dp-1-4 | B | C | A | B | A | A | B | B | -10 | B | B | |
实施例L-77 | Dm-1-1 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例L-78 | Dm-1-2 | B | C | A | B | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-79 | Dm-1-3 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例L-80 | Dm-1-4 | B | C | A | B | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-81 | Df-1-1 | B | C | A | B | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例L-82 | Df-1-2 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例L-83 | Df-1-3 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例L-84 | Df-1-4 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
比较例L-7 | A1喷砂 | C | D | B | D | C | D | B | B | -30 | C | C | |
实施例L-85 | Rs-8 | Dp-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B |
实施例L-86 | Dp-1-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | 0 | A | B | |
实施例L-87 | Dp-1-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-88 | Dp-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-89 | Dm-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | 0 | A | B | |
实施例L-90 | Dm-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-91 | Dm-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-92 | Dm-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | 0 | A | B | |
实施例L-93 | Df-1-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-94 | Df-1-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | 0 | A | B | |
实施例L-95 | Df-1-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
实施例L-96 | Df-1-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | B | |
比较例L-8 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例L-97 | Rs-8 | Dp-1-1 | A | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B |
实施例L-98 | Dp-1-2 | B | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B | |
实施例L-99 | Dp-1-3 | B | A | A | B | B | B | A | A | -10 | A | B | |
实施例L-100 | Dp-1-4 | A | A | A | B | B | B | A | A | -10 | A | B | |
实施例L-101 | Dm-1-1 | A | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B | |
实施例L-102 | Dm-1-2 | A | A | A | B | B | B | A | A | -10 | A | B | |
实施例L-103 | Dm-1-3 | A | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B | |
实施例L-104 | Dm-1-4 | A | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B | |
实施例L-105 | Df-1-1 | A | A | A | B | B | B | A | A | -10 | A | B | |
实施例L-106 | Df-1-2 | A | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B | |
实施例L-107 | Df-1-3 | A | A | A | B | B | B | A | A | -10 | A | B | |
实施例L-108 | Df-1-4 | A | A | A | B | B | B | A | A | 0 | A | B | |
比较例L-9 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | D | |
比较例L-10 | Rs-10 | Dp-1-1 | A | B | C | D | C | C | A | B | -80 | D | D |
比较例L-11 | Dp-1-2 | B | B | C | D | C | C | A | B | -70 | D | D | |
比较例L-12 | Dp-1-3 | B | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | D | |
比较例L-13 | Dp-1-4 | A | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | D | |
比较例L-14 | Dm-1-1 | A | B | C | D | C | C | A | B | -80 | D | D | |
比较例L-15 | Dm-1-2 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | D | |
比较例L-16 | Dm-1-3 | A | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | D | |
比较例L-17 | Dm-1-4 | A | B | C | D | C | C | A | B | -110 | D | D | |
比较例L-18 | Df-1-1 | A | B | C | D | C | C | A | B | -120 | D | D | |
比较例L-19 | Df-1-2 | A | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | D | |
比较例L-20 | Df-1-3 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | D | |
比较例L-21 | Df-1-4 | A | B | C | D | C | C | A | B | -80 | D | D | |
比较例L-22 | A1喷砂 | B | C | C | D | D | D | B | C | -130 | D | D |
实施例N-1~60、85~108
用表16和17所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表18~21中。
实施例N-61~72
用表17所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表20中。从初期翳影就稍多,图形回收不良稍微恶化。3500张连续印刷终了后的像载体的带电性的降低也稍大,但是实用上能够允许的范围。
实施例N-73~84
用表17所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表21中。从初图像浓度就稍微降低,也看到发生图形回收不良,但是实用上能够允许的范围。
比较例N-0
用未外添导电性微粉末的显影剂制造例Rp-0与显影剂载体Dp-n-1的组合,进行评价,像载体的带电性的降低大,翳影恶化。
比较例N-1~9、22
使用比较例L-1~9、22的A1喷砂显影剂载体,显影剂为表16和17所示的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表18~22中。图像浓度降低。
比较例N-10~21
用表17所示的显影剂与显影剂载体的组合,与实施例L-1相同地进行评价。结果示于表22中。调色剂粒子表面的导电性微粉末变得容易脱落,因此像载体的带电性降低变大,翳影和图像污染也明显。表16
表17
表18
表18、表19
表20
表21
表22
显影剂 | 显影剂载体 | |
实施例N-1 | Rp-1 | Dp-n-1 |
实施例N-2 | Dp-n-2 | |
实施例N-3 | Dp-n-3 | |
实施例N-4 | Dp-n-4 | |
实施例N-5 | Dm-n-1 | |
实施例N-6 | Dm-n-2 | |
实施例N-7 | Dm-n-3 | |
实施例N-8 | Dm-n-4 | |
实施例N-9 | Df-n-1 | |
实施例N-10 | Df-n-2 | |
实施例N-11 | Df-n-3 | |
实施例N-12 | Df-n-4 | |
比较例N-0 | Rp-0 | Dp-n-1 |
比较例N-1 | Rp-1 | A1喷砂 |
实施例N-13 | Rp-2 | Dp-n-1 |
实施例N-14 | Dp-n-2 | |
实施例N-15 | Dp-n-3 | |
实施例N-16 | Dp-n-4 | |
实施例N-17 | Dm-n-1 | |
实施例N-18 | Dm-n-2 | |
实施例N-19 | Dm-n-3 | |
实施例N-20 | Dm-n-4 | |
实施例N-21 | Df-n-1 | |
实施例N-22 | Df-n-2 | |
实施例N-23 | Df-n-3 | |
实施例N-24 | Df-n-4 | |
比较例N-2 | A1喷砂 | |
实施例N-25 | Rp-3 | Dp-n-1 |
实施例N-26 | Dp-n-2 | |
实施例N-27 | Dp-n-3 | |
实施例N-28 | Dp-n-4 | |
实施例N-29 | Dm-n-1 | |
实施例N-30 | Dm-n-2 | |
实施例N-31 | Dm-n-3 | |
实施例N-32 | Dm-n-4 | |
实施例N-33 | Df-n-1 | |
实施例N-34 | Df-n-2 | |
实施例N-35 | Df-n-3 | |
实施例N-36 | Df-n-4 | |
比较例N-3 | A1喷砂 | |
实施例N-37 | Rp-4 | Dp-n-1 |
实施例N-38 | Dp-n-2 | |
实施例N-39 | Dp-n-3 | |
实施例N-40 | Dp-n-4 | |
实施例N-41 | Dm-n-1 | |
实施例N-42 | Dm-n-2 | |
实施例N-43 | Dm-n-3 | |
实施例N-44 | Dm-n-4 | |
实施例N-45 | Df-n-1 | |
实施例N-46 | Df-n-2 | |
实施例N-47 | Df-n-3 | |
实施例N-48 | Df-n-4 | |
比较例N-4 | A1喷砂 | |
实施例N-49 | Rp-5 | Dp-n-1 |
实施例N-50 | Dp-n-2 | |
实施例N-51 | Dp-n-3 | |
实施例N-52 | Dp-n-4 | |
实施例N-53 | Dm-n-1 | |
实施例N-54 | Dm-n-2 | |
实施例N-55 | Dm-n-3 | |
实施例N-56 | Dm-n-4 | |
实施例N-57 | Df-n-1 | |
实施例N-58 | Df-n-2 | |
实施例N-59 | Df-n-3 | |
实施例N-60 | Df-n-4 | |
比较例N-5 | A1喷砂 |
显影剂 | 显影剂载体 | |
实施例N-61 | Rp-6 | Dp-n-1 |
实施例N-62 | Dp-n-2 | |
实施例N-63 | Dp-n-3 | |
实施例N-64 | Dp-n-4 | |
实施例N-65 | Dm-n-1 | |
实施例N-66 | Dm-n-2 | |
实施例N-67 | Dm-n-3 | |
实施例N-68 | Dm-n-4 | |
实施例N-69 | Df-n-1 | |
实施例N-70 | Df-n-2 | |
实施例N-71 | Df-n-3 | |
实施例N-72 | Df-n-4 | |
比较例N-6 | A1喷砂 | |
实施例N-73 | Rp-7 | Dp-n-1 |
实施例N-74 | Dp-n-2 | |
实施例N-75 | Dp-n-3 | |
实施例N-76 | Dp-n-4 | |
实施例N-77 | Dm-n-1 | |
实施例N-78 | Dm-n-2 | |
实施例N-79 | Dm-n-3 | |
实施例N-80 | Dm-n-4 | |
实施例N-81 | Df-n-1 | |
实施例N-82 | Df-n-2 | |
实施例N-83 | Df-n-3 | |
实施例N-84 | Df-n-4 | |
比较例N-7 | A1喷砂 | |
实施例N-85 | Rp-8 | Dp-n-1 |
实施例N-86 | Dp-n-2 | |
实施例N-87 | Dp-n-3 | |
实施例N-88 | Dp-n-4 | |
实施例N-89 | Dm-n-1 | |
实施例N-90 | Dm-n-2 | |
实施例N-91 | Dm-n-3 | |
实施例N-92 | Dm-n-4 | |
实施例N-93 | Df-n-1 | |
实施例N-94 | Df-n-2 | |
实施例N-95 | Df-n-3 | |
实施例N-96 | Df-n-4 | |
比较例N-8 | A1喷砂 | |
实施例N-97 | Rp-9 | Dp-n-1 |
实施例N-98 | Dp-n-2 | |
实施例N-99 | Dp-n-3 | |
实施例N-100 | Dp-n-4 | |
实施例N-101 | Dm-n-1 | |
实施例N-102 | Dm-n-2 | |
实施例N-103 | Dm-n-3 | |
实施例N-104 | Dm-n-4 | |
实施例N-105 | Df-n-1 | |
实施例N-106 | Df-n-2 | |
实施例N-107 | Df-n-3 | |
实施例N-108 | Df-n-4 | |
比较例N-9 | A1喷砂 | |
比较例N-10 | Rp-10 | Dp-n-1 |
比较例N-11 | Dp-n-2 | |
比较例N-12 | Dp-n-3 | |
比较例N-13 | Dp-n-4 | |
比较例N-14 | Dm-n-1 | |
比较例N-15 | Dm-n-2 | |
比较例N-16 | Dm-n-3 | |
比较例N-17 | Dm-n-4 | |
比较例N-18 | Df-n-1 | |
比较例N-19 | Df-n-2 | |
比较例N-20 | Df-n-3 | |
比较例N-21 | Df-n-4 | |
比较例N-22 | A1喷砂 |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例N-1 | Rp-1 | Dp-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A |
实施例N-2 | Dp-n-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-3 | Dp-n-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-4 | Dp-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-5 | Dm-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-6 | Dm-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-7 | Dm-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-8 | Dm-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-9 | Df-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-10 | Df-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-11 | Df-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-12 | Df-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
比较例N-0 | Rp-0 | Dp-n-1 | A | C | A | D | B | C | B | C | -130 | C | C |
比较例N-1 | Rp-1 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
实施例N-13 | Rp-2 | Dp-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A |
实施例N-14 | Dp-n-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-15 | Dp-n-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-16 | Dp-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-17 | Dm-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-18 | Dm-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-19 | Dm-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-20 | Dm-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-21 | Df-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-22 | Df-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-23 | Df-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-24 | Df-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
比较例N-2 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例N-25 | Rp-3 | Dp-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A |
实施例N-26 | Dp-n-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-27 | Dp-n-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-28 | Dp-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-29 | Dm-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-30 | Dm-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-31 | Dm-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-32 | Dm-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-33 | Df-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-34 | Df-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-35 | Df-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-36 | Df-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
比较例N-3 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C | |
实施例N-37 | Rp-4 | Dp-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A |
实施例N-38 | Dp-n-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-39 | Dp-n-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-40 | Dp-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-41 | Dm-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-42 | Dm-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-43 | Dm-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-44 | Dm-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-45 | Df-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-46 | Df-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-47 | Df-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-48 | Df-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
比较例N-4 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例N-49 | Rp-5 | Dp-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A |
实施例N-50 | Dp-n-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-51 | Dp-n-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-52 | Dp-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-53 | Dm-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-54 | Dm-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-55 | Dm-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-56 | Dm-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-57 | Df-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-58 | Df-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-59 | Df-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-60 | Df-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
比较例N-5 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C | |
实施例N-61 | Rp-6 | Dp-n-1 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B |
实施例N-62 | Dp-n-2 | B | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例N-63 | Dp-n-3 | B | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例N-64 | Dp-n-4 | A | B | B | C | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例N-65 | Dm-n-1 | A | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例N-66 | Dm-n-2 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例N-67 | Dm-n-3 | A | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例N-68 | Dm-n-4 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例N-69 | Df-n-1 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
实施例N-70 | Df-n-2 | A | B | B | C | A | A | B | B | -30 | B | B | |
实施例N-71 | Df-n-3 | A | B | B | C | A | A | B | B | -50 | B | B | |
实施例N-72 | Df-n-4 | A | B | B | C | A | A | B | B | -40 | B | B | |
比较例N-6 | A1喷砂 | B | D | C | D | C | D | B | B | -60 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例N-73 | Rp-7 | Dp-n-1 | B | C | A | B | A | A | B | B | -10 | B | B |
实施例N-74 | Dp-n-2 | C | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-75 | Dp-n-3 | C | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-76 | Dp-n-4 | B | C | A | B | A | A | B | B | -10 | B | B | |
实施例N-77 | Dm-n-1 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-78 | Dm-n-2 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-79 | Dm-n-3 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-80 | Dm-n-4 | B | C | A | B | A | A | B | B | -10 | B | B | |
实施例N-81 | Df-n-1 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-82 | Df-n-2 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-83 | Df-n-3 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
实施例N-84 | Df-n-4 | B | C | A | B | A | A | B | B | -20 | B | B | |
比较例N-7 | A1喷砂 | C | D | B | D | C | D | B | B | -40 | C | C | |
实施例N-85 | Rp-8 | Dp-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A |
实施例N-86 | Dp-n-2 | B | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-87 | Dp-n-3 | B | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-88 | Dp-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-89 | Dm-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-90 | Dm-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -20 | A | A | |
实施例N-91 | Dm-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-92 | Dm-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-93 | Df-n-1 | A | A | A | A | A | A | B | B | 0 | A | A | |
实施例N-94 | Df-n-2 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-95 | Df-n-3 | A | A | A | A | A | A | B | B | -10 | A | A | |
实施例N-96 | Df-n-4 | A | A | A | A | A | A | B | B | 0 | A | A | |
比较例N-8 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C |
显影剂 | 显影剂载体 | 图像浓度 | 翳影 | 套筒重影 | 转印效率 | 带电性ΔV | 图形回收不良 | 图像污染 | |||||
初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 初期 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | 3,500张后 | |||
实施例N-97 | Rp-9 | Dp-n-1 | A | A | A | A | B | B | A | A | 0 | A | A |
实施例N-98 | Dp-n-2 | B | A | A | A | B | B | A | A | -10 | A | A | |
实施例N-99 | Dp-n-3 | B | A | A | A | B | B | A | A | -10 | A | A | |
实施例N-100 | Dp-n-4 | A | A | A | A | B | B | A | A | 0 | A | A | |
实施例N-101 | Dm-n-1 | A | A | A | A | B | B | A | A | -10 | A | A | |
实施例N-102 | Dm-n-2 | A | A | A | A | B | B | A | A | 0 | A | A | |
实施例N-103 | Dm-n-3 | A | A | A | A | B | B | A | A | -10 | A | A | |
实施例N-104 | Dm-n-4 | A | A | A | A | B | B | A | A | 0 | A | A | |
实施例N-105 | Df-n-1 | A | A | A | A | B | B | A | A | 0 | A | A | |
实施例N-106 | Df-n-2 | A | A | A | A | B | B | A | A | -10 | A | A | |
实施例N-107 | Df-n-3 | A | A | A | A | B | B | A | A | -10 | A | A | |
实施例N-108 | Df-n-4 | A | A | A | A | B | B | A | A | 0 | A | A | |
比较例N-9 | A1喷砂 | B | D | B | D | C | D | B | C | -30 | C | C | |
比较例N-10 | Rp-10 | Dp-n-1 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | C |
比较例N-11 | Dp-n-2 | B | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | C | |
比较例N-12 | Dp-n-3 | B | B | C | D | C | C | A | B | -80 | D | C | |
比较例N-13 | Dp-n-4 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | C | |
比较例N-14 | Dm-n-1 | A | B | C | D | C | C | A | B | -110 | D | C | |
比较例N-15 | Dm-n-2 | A | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | C | |
比较例N-16 | Dm-n-3 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | C | |
比较例N-17 | Dm-n-4 | A | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | C | |
比较例N-18 | Df-n-1 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | C | |
比较例N-19 | Df-n-2 | A | B | C | D | C | C | A | B | -90 | D | C | |
比较例N-20 | Df-n-3 | A | B | C | D | C | C | A | B | -100 | D | C | |
比较例N-21 | Df-n-4 | A | B | C | D | C | C | A | B | -110 | D | C | |
比较例N-22 | A1喷砂 | B | C | C | D | D | D | B | C | -140 | D | C |
如以上所述,按照本发明,可以使实现转印残留调色剂粒子的回收性优良的显影兼清理图像形成方法成为可能,尤其,即使在使用在以往是困难的非接触型显影方法的场合下,也得到了图像品位优良的显影兼清理图像形成方法成为可能的显影剂。
另外,在接触带电方式、转印方式、调色剂粒子再循环处理的图像形成装置中,对潜像形成的阻碍被抑制、转印残留调色剂粒子的回收性优良、图形重影被充分地抑制的显影兼清理图像形成装置成为可能。
此外,控制导电性微粉末向接触带电部件的供给性,得到克服由转印残留调色剂粒子的附着·混入产生的带电阻碍、能够良好地进行像载体的带电的显影剂。并且,可得到显示良好的显影兼清理性,能够大幅度地减少废调色剂量,在低成本、小型化方面都有优势的处理盒。
另外,作为接触带电部件能够使用简易的部件,尽管由接触带电部件的转印残留调色剂粒子引起污染,但能够用施加电压,长期稳定地维持无臭氧的直接注入带电,而且能够给予像载体的均匀的带电性。因此,能够得到没有由臭氧生成物产生的障碍及由带电不良产生的障碍、构成简易、低成本的处理盒。
此外,在利用介于带电部件和像载体的接触部的导电性微粉末的长期重复使用的情况下,能够大幅度地减少像载体上的损伤,能够抑制图像上的图像缺陷。
按照本发明,与以往使用的显影剂载体相比,均匀而且迅速向调色剂赋予带电能提高的同时,耐久性进一步提高,因此可以保持在能够长期提供良好的图像的状态。
因此,按照本发明,使用不产生由重复复制或者耐久引起的显影剂载体表面的被覆层的磨损及像调色剂污染的劣化的高耐久性而且带电赋予能力良好的显影剂载体,能够长期提供即使在不同的环境下,也不发生图像浓度降低或套筒重影、翳影恶化,文字的清晰性良好、图像浓度高的高品位的图像。
另外,按照本发明能够长期提供,即使在不同的环境下,使对调色剂的负带电赋予性长期稳定化,而且使调色剂涂布均匀化,使用不产生由重复复制或者耐久引起的显影剂载体表面的被覆层的磨损和由调色剂引起的套筒的污染以及由套筒熔着等的高耐久性显影剂载体,能够长期提供没有图像浓度降低或重影发生、翳影的恶化的高品位的图像。
Claims (38)
1.一种显影装置,该装置为至少具有用于容纳显影剂的显影容器、用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制在该显影剂载体上载持的显影剂的层厚的显影剂层厚限制部件的显影装置,其特征在于,上述显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质,式中,L0表示具有与粒子像相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影像的周长。
2.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的树脂被覆层含有导电性物质。
3.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的树脂被覆层含有润滑性物质。
4.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的树脂被覆层含有导电性物质和润滑性物质。
5.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的正带电性物质是含氮杂环化合物。
6.如权利要求5所述的显影装置,其特征在于,所述的含氮杂环化合物是咪唑化合物。
8.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的树脂被覆层作为正带电性物质含有含氮杂环化合物,并且含有导电性物质和数均粒径0.3-30μm的球状粒子。
9.如权利要求8所述的显影装置,其特征在于,所述的球状粒子是树脂粒子。
10.如权利要求8所述的显影装置,其特征在于,所述的球状粒子是真密度为3g/cm3或以下的导电性球状粒子。
11.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的正带电性物质是至少含有来源于含氮乙烯基单体的单元的共聚物。
12.如权利要求11所述的显影装置,其特征在于,所述的共聚物的重均分子量(Mw)为3000-50000。
13.如权利要求11所述的显影装置,其特征在于,所述的共聚物的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比(Mw/Mn)为3.5或以下。
14.如权利要求11所述的显影装置,其特征在于,所述的含氮乙烯基单体选自具有含氮基团的(甲基)丙烯酸衍生物和含氮杂环式N-乙烯基化合物中的1种或以上的单体。
15.如权利要求11所述的显影装置,其特征在于,所述的含氮乙烯基单体由下式(3)表示,式中,R7、R8、R9和R10表示氢原子或碳原子数1-4的饱和烃基,n表示1-4的整数。
16.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的正带电性物质是乙烯基聚合性单体与含有磺酸基的丙烯酰胺单体的共聚物,并且,上述被覆层用粘结树脂在其分子结构中至少具有-NH2基、=NH基或-NH-键中的任一种。
17.如权利要求16所述的显影装置,其特征在于,所述的共聚物其乙烯基聚合性单体与含有磺酸基的丙烯酰胺单体的共聚比(质量%)是98∶2-80∶20,重均分子量(Mw)为2000-50000。
18.如权利要求16所述的显影装置,其特征在于,所述的共聚物是乙烯基聚合性单体与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物。
19.如权利要求16所述的显影装置,其特征在于,所述的被覆层用粘结树脂至少含有酚醛树脂。
20.如权利要求19所述的显影装置,其特征在于,所述的酚醛树脂是使用含氮化合物作催化剂制造的酚醛树脂,在其结构中具有-NH2基、=NH基或-NH-键中的任一种。
21.如权利要求16所述的显影装置,其特征在于,所述的被覆层用粘结树脂中至少含有聚酰胺树脂。
22.如权利要求16所述的显影装置,其特征在于,所述的被覆层用粘结树脂中至少含有聚氨酯树脂。
23.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的被覆树脂层含有数均粒径为0.3-30μm的粒子。
24.如权利要求23所述的显影装置,其特征在于,所述的粒子是球状的,并且真密度为3g/cm3或以下。
25.如权利要求24所述的显影装置,其特征在于,所述的粒子是导电性的球状粒子。
26.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的显影剂在有关粒径0.60-159.21μm的粒子的个数基准的粒度分布中,含有大于等于1.00μm、小于2.00μm粒径范围的粒子15-60个数%,并且,含有大于等于3.00μm、小于8.96μm粒径范围的粒子15-70个数%。
27.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的导电性微粒子的体积平均粒径为0.1-10μm。
28.如权利要求27所述的显影装置,其特征在于,所述的导电性微粒子的体积电阻系数为100-109Ω·cm。
29.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的导电性微粒子是非磁性的。
30.如权利要求1所述的显影装置,其特征在于,所述的导电性微粒子含有选自氧化锌、氧化锡、氧化钛中的至少一种氧化物。
31.一种处理盒,其特征在于,至少具有用于载持静电潜象的潜象载体、用于使潜象载体带电的带电机构、以及用于利用显影剂将上述潜象载体上形成的静电潜象显影而形成显影剂图像的显影装置,上述显影装置和潜象载体形成一体化,可以任意拆卸地安装在图像形成装置本体上,上述显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,上述显影装置至少具有用于容纳显影剂的显影容器、用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制显影剂载体上载持的显影剂层厚的显影剂层厚限制部件,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质,式中,L0表示具有与粒子象相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影象的周长。
32.如权利要求31所述的处理盒,其特征在于,所述的显影装置利用显影剂将在潜象载体上形成的静电潜象显影形成显影剂图像进行可视化的同时,回收该显影剂图像被转印到作为记录介质的转印材料上后残留在上述潜象载体上的显影剂。
33.如权利要求31所述的处理盒,其特征在于,所述的带电机构通过与上述潜象载体接触,在该接触部存在上述显影剂所具有的上述导电性微粒子的状态下施加电压、进行上述潜象载体的带电。
34.如权利要求31所述的处理盒,其特征在于,所述的显影装置是如权利要求2-30中任一项所述的显影装置。
35.一种图像形成方法,至少具有下列工序:使潜象载体带电的带电工序、在该带电工序中带电的潜象载体的带电面上写入图像信息形成静电潜象的潜象形成工序、使用具有载持显影剂并将其运送到与上述潜象载体对向的显影区域的显影剂载体的显影装置将上述静电潜象显影成为显影剂图像进行可视化的显影工序、将上述显影剂图像转印到转印材料上的转印工序、以及利用定影装置将转印到转印材料上的显影剂图像定影的定影工序,反复进行这些工序进行成象,其特征在于,所述的显影剂至少具有调色剂粒子和导电性微粒子,所述的调色剂粒子含有粘结树脂和着色剂,该调色剂粒子按下列公式求出的球形度a小于0.970,上述显影装置至少具有用于容纳显影剂的显影容器、用于载持容纳在该显影容器中的显影剂并将其运送到显影区域的显影剂载体、以及用于限制显影剂载体上载持的显影剂层厚的显影剂层厚限制部件,该显影剂载体至少具有基体和在该基体上形成的树脂被覆层,该树脂被覆层至少含有被覆层用粘结树脂和正带电性物质,
式中,L0表示具有与粒子象相同投影面积的圆的周长,L表示粒子的投影象的周长。
36.如权利要求35所述的图像形成方法,其特征在于,所述的显影工序是在使静电潜象可视化的同时,回收上述显影剂图像被转印到转印材料上后残留在上述潜象载体上的显影剂的工序。
37.如权利要求35所述的图像形成方法,其特征在于,所述的带电工序是使潜象载体与带电机构接触进行带电的工序,在带电机构与潜象载体的接触部、在上述显影剂具有的上述导电性微粒子介于之间的状态下施加电压,进行上述潜象载体的带电。
38.如权利要求35所述的图像形成方法,其特征在于,所述的显影装置是如权利要求2-30中任一项所述的显影装置。
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