CN1782892A - 磁性调色剂及使用该磁性调色剂的图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种磁性调色剂,由于含有如下粒子形状的磁性粉末,所以在能使带电量容易快速上升的同时,使提高带电量和防止因充电使非晶硅感光体的感光层在短期间内遭到绝缘破坏这两个相反特性均优良,能够在各种环境下形成良好的图像,所述粒子形状为:以作为由8个三角形围成的凸多面体的八面体为基础,所述八面体的各顶点和棱角线为曲面形状,同时其投影像的外周部具有可被视为直线的部分。在本发明的图像形成方法中,使用上述磁性调色剂,通过磁性1成分的突变显影方法,使静电潜影显影为调色剂像。
Description
技术领域
本发明涉及磁性调色剂及使用该磁性调色剂的图像形成方法。
背景技术
在利用电子照相法、静电记录法、静电印刷法的激光打印机、静电式复印机、普通电传装置及其多功能仪器等图像形成装置中,首先利用带电机构使感光体表面带相同的电,然后借助半导体激光器、发光二极管等曝光机构曝光,在上述表面上形成静电潜影,之后,利用显影机构将此静电潜影显影,显影为调色剂像。接着利用转印机构将此调色剂像直接转印在纸张等被印刷物的表面上,或者转印在中间转印体的表面上,之后,再转印在纸张等被印刷物的表面上,进而利用定影机构将其固定附着在上述表面上,从而结束一系列图像形成工序。
作为将静电图像显影为调色剂像的显影方法,大体上有干法和湿法两种方法,但是目前广泛使用的是干式显影方法。而且干式显影的方法,如果以使用的调色剂种类作为基准分类,则可以分为:使用在由粘合剂树脂组成的调色剂粒子中内包磁性粉末的磁性调色剂的显影方法(磁性1成分显影方法、磁性2成分显影方法等),和使用未内包磁性粉末的非磁性调色剂的显影方法(非磁性1成分显影方法、非磁性2成分显影方法等)。
其中在磁性1成分的显影方法中,一边在装入有固定磁铁的显影剂担载体上将磁性调色剂薄层化一边供给,接着用这种薄层化的磁性调色剂,对感光体表面上的静电潜影进行显影,形成调色剂像。而且作为磁性1成分显影方法,有使用具有导电性的磁性调色剂的显影方法,和使用绝缘性磁性调色剂的、被称为磁性1成分突变(jumping)显影方法的显影方法,目前后者即磁性1成分突变显影方法更为普及。
在这种磁性1成分突变显影方法中,首先,使磁性调色剂通过内置有固定磁铁的旋转显影剂担载体与设置得与该显影剂担载体接近的磁片间的间隙,从而一边使之之摩擦带电,一边把磁性调色剂提供给显影剂担载体的表面,并利用内置的固定磁铁的磁力保持调色剂,由此在显影剂担载体的表面上形成磁性调色剂的薄层。
接着,通过向保持静电潜影的感光体与显影剂担载体之间,施加直流偏压或在直流上重叠交流的偏压,使带电的磁性调色剂从薄层飞到感光体的表面上,将静电潜影显影成调色剂像,其中上述的静电潜影与形成的薄层互不接触而彼此之间保持有间隙,而且相对峙。
这种磁性1成分突变显影方法中,由于使用了绝缘性磁性调色剂,所以可以实现在采用导电性调色剂的情况下是不可能实现的操作,即利用电场把形成的调色剂像转印在纸张等被印刷物的表面上。另外,还能够防止感光体因电泄漏而遭到破坏。
另外,绝缘性的磁性调色剂,由于
容易使之带电,且
在用磁力保持磁性调色剂的状态下能与显影剂担载体充分摩擦,
还可以一边用磁力保持磁性调色剂,一边在与静电潜影不接触的状态下使静电潜影显影,
所以还可以防止调色剂附着在形成图像的非打印部分或空白部分上的基底灰雾现象,因而具有能够形成画质优良的图像的优点。作为在上述磁性1成分突变显影方法中用的感光体,与其他显影方法的情况同样,可以举出各种有机或无机的感光体,特别是当考虑其耐久性时,优选使用在导电性基体上备有由非晶硅(a-Si)形成的感光层(以下有时记载成“a-Si感光体”)的a-Si感光体。a-Si感光体与具有在粘合剂树脂中含有颜料和电荷输送剂等的有机的感光层(以下有时记作“有机感光层”)的有机感光体相比,用图像形成张数表示时,具有大约为10倍以上的高耐久性。这主要是因为,因与被印刷物或以下说明的弹性叶片等的滑动摩擦而被磨损时所造成的感光层厚度减小的速度,在a-Si感光层的情况下大约为有机感光层的1/100以下,因而难于被磨损的缘故。
而且将调色剂像转印在纸张等被印刷物的表面上以后,作为用于除去残留在感光层表面上的磁性调色剂的清洁机构,考虑到要使可动部分尽量小并且将图像形成装置小型化、简化机构,可以适用压接在该感光层的表面上的弹性叶片。
将调色剂像转印在被印刷物表面上后,在感光层表面上残留的磁性调色剂中的大部分,被弹性叶片从感光层表面上刮拭除去。但是其中的一部分,即调色剂粒子及作为其碎片的磁性粉末、树脂片或者为了改善流动性、带电性等而在磁性调色剂中另外添加的氧化硅等外添加剂的一部分,将会滞留在弹性叶片的尖端部分,即与感光层的压接部分。而且这些滞留物,一旦长时间与弹性叶片和感光层产生摩擦,就会产生带规定量以上电的过带电,即所谓充电的现象(charge up),其带电量一旦超过极限值,即感光层的耐压值,会向该微小区域放电(点放电)而破坏绝缘层,从而往往会产生不能修复的缺陷。放电主要发生在弹性叶片尖端部分的棱线部分。
a-Si感光层本来就容易遭到绝缘破坏,因此容易产生上述的绝缘破坏。因此,当使用备有a-Si感光层的a-Si感光体、弹性叶片和磁性调色剂,并利用磁性1成分突变显影法反复形成图像时,就会因上述机理而在短时间内产生异常放电(点放电、火花放电),因而a-Si感光层有可能遭受破坏,产生缺陷。之后,一旦使用a-Si感光层上产生了缺陷的a-Si感光体继续形成图像,该缺陷部分就会破坏后述的载流子(carrier)阻挡层,使其在带电工序中不能带电,因而会在形成的图像上产生微小黑点。
发生充电的主要原因,经发明人等研究发现,在于磁性调色剂所内包的磁性粉末的形状。
作为磁性粉末,现在一般使用被6个四边形围成的本身是凸多面体的六面体(立方体、长方体)状的、或被8个三角形围成的本身是凸多面体的八面体状的等多面体状磁性粉末和球状磁性粉末。
其中,在采用多面体状磁性粉末的磁性调色剂中,由于露出于调色剂粒子表面的磁性粉末尖端的顶点和、相邻面间的尖锐棱线容易放出电荷,所以磁性调色剂即使滞留在弹性叶片的尖端部分,并长时间被摩擦,在a-Si感光层引起绝缘层破坏之前,其带电电荷会通过上述顶点和棱线而释放,因而能够防止调色剂粒子充电。因此,很难引起a-Si感光层的绝缘层破坏。
但是,使用球状磁性粉末的磁性调色剂,尖的顶点和棱线不会在其表面上露出,很难释放出电荷。因此,当磁性调色剂在弹性叶片端部长滞留,并长时间产生摩擦时容易发生充电,一旦其带电量超过耐压值,a-Si感光层就会像上述那样遭受破坏,因而使其以后形成的图像上产生微小的黑点。
因此,如果仅仅考虑防止充电,则应当优选使用多面体状的磁性粉末。
但是,使用多面体状磁性粉末的磁性调色剂,由于磁性粉末的尖顶点或邻接面间的尖棱线在调色剂粒子的表面露出,电荷容易从这里释放,因此容易引起电荷泄漏。而且多面体状磁性粉末由于流动性低,对粘合剂树脂的分散性差,所以很难在该粘合剂树脂中均匀地分散。因此,在各个调色剂粒子中磁性粉末的分散状态和含量容易产生波动,所以各磁性调色剂的带电容易程度或带电量等也容易产生波动。
因而使用多面体状磁性粉末的磁性调色剂,不但带电量难于快速上升,带电量本身也下降,其结果存在容易产生图像浓度低和基材出现灰雾等图像缺陷的问题。另外,上述磁性调色剂,其带电的容易程度或带电量容易因图像形成时的温度、湿度环境而产生波动,特别是在高温、高湿环境等难于带电的环境下,更容易产生上述的图像缺陷。
于是,为了发挥球状磁性粉末和多面体状磁性粉末二者的长处,研究了具有各种各样粒子形状的磁性粉末。
例如,在下述各文献中,记载了具有如下粒子形状的磁性粉末,即,对六面体或八面体等多面体粒子的顶点或棱线实施倒角,形成小于构成多面体的各个面的平面,形成经倒角的粒子形状。
日本专利公开公报JP11-153882A(1999)
日本专利公开公报JP2000-162817A
日本专利公开公报JP2000-242429A
但是,在这些文献所记载的磁性粉末中,在构成多面体的面和经倒角的小平面之间依然存在尖的棱线,电荷容易从该棱线释放,所以电荷容易从磁性调色剂中泄漏,因而有可能出现图像浓度下降、产生基底灰雾等图像缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供下述两种相反特性均优异且在大范围的环境下通常能够更长时间地形成良好图像的磁性调色剂,以及使用这种调色剂的图像形成方法。上述的两种相反特性之一是能够在容易快速地提升带电量的同时提高带电量的特性,另一特性是能防止a-Si感光层在短时间内因充电而遭到绝缘破坏的特性。
为了解决上述课题,发明者研究了可否使用具有如下粒子形状的磁性粉末:以作为由8个三角形围成的凸多面体的八面体为基础,并且八面体的各个顶点和棱线为曲面状。
具有上述粒子形状的磁性粉末,由于顶点和棱线均呈曲面状,不具有容易释放电荷的尖的顶点和棱线,所以与专利文献1~3所记载的、将多面体的顶点和棱线倒角成小的平面的磁性粉末相比,当其被内包在磁性调色剂中时,不易引起电荷泄漏。
另外,如上所述,这种磁性粉末,由于多面体的顶点和棱线均呈曲面状,所以流动性和对粘合剂树脂的分散性优良,容易被均匀分散在粘合剂树脂中,可以防止各个调色剂粒子中磁性粉末分散状态产生波动,能使各个磁性调色剂的带电容易程度或带电量等均匀化。
而且,这种磁性粉末由于基本形状是八面体,所以组成该八面体的夹持顶点或棱线相邻的面或夹持顶点相邻的棱线中总有以小于90℃的锐角相交的面或棱线,该面或该棱线以锐角相交的顶点和、面以锐角相交的棱线,虽然均呈曲面状,但是却有电荷容易集中的倾向。因此,可以从上述顶点和棱线以适当的比例释放出电荷,当其被内包在磁性调色剂中时,不易发生充电,能够防止a-Si感光层的绝缘破坏。
然而即使是上述粒子形状,当形成曲面状的顶点和棱线的曲率半径过大时,很难从上述顶点和棱线以适当的比例将电荷释放,不能获得通过使磁性调色剂难以发生充电而防止a-Si感光层的绝缘破坏的效果。因此,发明者研究了如何从使用透射型电子显微镜等拍摄的磁性粉末的投影像,规定形成曲面状的顶点以及棱线的曲率半径的范围。
结果发现:如果使用八面体的各顶点及棱线是曲面状,同时在投影像的外周部分具有可被视为直线的部分的磁性粉末,则能够从电荷容易集中的顶点和棱线以适当比例释放电荷,与使用顶点和棱线未形成曲面状的磁性粉末的情况相比,不但难以造成电荷泄漏,而且还难以使磁性调色剂充电,因而能够防止a-Si感光层的绝缘破坏。
即,形成为曲面状的顶点和棱线的曲率半径过大、邻接曲面相连、在投影像的外周部分没有可被视为直线的部分、近似球状的磁性粉末,与球状的相同,不能获得通过使磁性调色剂不易充电而防止a-Si感光层绝缘破坏的效果。
与此相比,八面体的各顶点和棱线呈曲面状的同时在该投影像的外周部分具有可被视为直线的部分的磁性粉末,虽然邻接面交叉的棱线和顶点构成曲面,但是由于该曲面的曲率半径比于具有同等粒径的球状磁性粉末的曲率半径小,所以能够从电荷容易集中的顶点和棱线以适当的比例释放电荷。
因此,将该磁性粉末内包在磁性调色剂中时,与使用顶点和棱线未形成曲面状的磁性粉末的情况相比,不但很难引起电荷泄漏,而且还难于使磁性调色剂产生充电,可以防止a-Si感光层的绝缘破坏。
而且发明者对磁性粉末的大小也进行了研究,结果发现:
(1)平均粒径小于0.01μm的磁性粉末,在调色剂粒子表面露出的比例会增加,电荷会从露出的磁性粉末释放,导致磁性调色剂带电不足,其结果,存在图像浓度降低的问题,
(2)另一方面,平均粒径超过0.50μm的磁性粉末,从调色剂粒子表面露出的比例反而会减少,从露出的磁性粉末释放的电荷减少,会导致磁性调色剂充电,特别是当反复形成图像时,会导致图像浓度降低,同时,不能防止a-Si感光层的绝缘破坏,
所以磁性粉末的平均粒径有必要在0.01~0.50μm的范围内。
因此,本发明的磁性调色剂,其是在采用a-Si感光体和弹性叶片的图像形成方法中使用的磁性调色剂,
所述a-Si感光体具备了由a-Si形成的、用于在表面保持静电潜影的感光层,而且所述a-Si感光体用于将保持在该感光层表面的静电潜影显影成调色剂像后转印在被印刷物的表面上而形成图像,
所述弹性叶片,为了除去形成图像后残留在感光层表面上的调色剂,被压接在该表面上,
其中,在以粘结剂树脂形成的调色剂粒子中内包有磁性粉末,所述磁性粉末的平均粒径为0.01~0.5微米,而且其粒子形状如下:以作为由8个三角形围成的凸多面体的八面体为基础,所述八面体的各顶点和棱角线为曲面形状,同时其投影像的外周部具有可被视为直线的部分。
另外,考虑到进一步提高防止发生上述(1)(2)的问题的效果,磁性粉末的平均粒径在上述的范围中还特别优选0.05~0.35μm。而且作为磁性粉末,考虑到给磁性调色剂带来良好的磁性特性,优选使用由磁铁矿(四氧化三铁)组成的磁性粉末,该磁铁矿相对于铁含有0.1~10原子%的选自Mn、Zn、Ni、Cu、Al、Ti和Si中的至少一种元素。而且由于相同的理由,磁性粉末在调色剂粒子中所占的比例优选为35~60质量%。
本发明的磁性调色剂优选用于采用感光层的膜厚为30微米以下的a-Si感光体的图像形成方法。a-Si感光体的最大缺点在于其生产率差。也就是说,a-Si感光体虽然是可以采用例如CVD等气相生长法在导电性基体的表面上使a-Si感光层成膜的方式制造,但是这种气相生长法与仅通过干燥已涂布在导电性基体上的含有粘合剂树脂等的涂布液就能形成的有机感光层相比,形成具有规定厚度的感光层所需的的时间显著延长,而且气相生长法由于是间歇式而不是连续式生产,所以生产率无论如何都较低。
因此,通常是利用a-Si感光层与有机感光层相比较难被磨损的性质,减小其厚度来提高a-Si感光体的生产效率。也就是说,将迄今为止采用30~60微米左右的a-Si感光层的厚度减薄到30微米以下的,备有这种厚度的薄层型a-Si感光层的a-Si感光体已经开始普及。薄层型a-Si感光层的主要优点很明显,与已有的相比其生产率优良,而且薄层化还有提高形成图像的分辨率的优点。
但是,a-Si感光层本质上抗绝缘破坏的能力较弱,特别是制成薄膜的情况下与通常的相比耐压值更低,所以更容易产生绝缘破坏。也就是说,因绝缘破坏造成的a-Si感光层的缺陷,在很大程度上依赖于感光体的耐针压(V)值,该a-Si感光层的膜厚越小,因绝缘破坏造成的缺陷就越容易产生。因此,将备有这种薄层型a-Si感光层的a-Si感光体,与弹性叶片以及含有以往的球状磁性粉末的磁性调色剂加以组合的情况下,存在因充电而在短时间内使a-Si感光层发生绝缘破坏之虞。
然而,当将备有薄层型a-Si感光层的a-Si感光体,与防止充电效果优良的上述本发明的磁性调色剂组合的情况下,不但具有上述的生产率良好和能提高形成图像的分辨率等薄层型a-Si感光层的优点,而且还能防止因充电作用在短时间内使a-Si感光层遭到绝缘破坏的现象,能在更长时间内形成良好的图像。
本发明涉及一种图像形成方法,其特征在于包括:
在内置有固定磁铁且旋转的显影剂担载体的表面上,形成上述的本发明的磁性调色剂的薄层的工序;
使上述显影剂担载体和具备了由a-Si形成的用于在表面保持静电潜影的感光层的a-Si感光体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和感光层的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到感光体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序;
将形成的调色剂像转印在被印刷物表面上的工序,和
利用被压接在该表面上的弹性叶片,除去将调色剂像转印在被印刷物表面上之后残留在感光层表面上的磁性调色剂的工序。
本发明的图像形成方法中,优选采用感光层膜厚为30微米以下的作为a-Si感光体。
附图说明
图1是表示本发明磁性调色剂中所含的磁性粉末的形状的侧视模式图。
图2是表示上述磁性粉末一例的电子显微镜照片。
图3是将图2磁性粉末的投影像简化后表示的图。
具体实施方式
《磁性调色剂》
<磁性粉末>
作为磁性粉末1,可使用如下的磁性粉末,所述粉末以图1中用双点划线和虚线表示的、作为被8个三角形围成的凸多面体的八面体2为基础,并且如同图中用实线所示,八面体2的各顶点和棱线呈曲面状,同时在图2所示的、用透射型电子显微镜(TEM)拍摄的照片(投影像)的外周部分,如将该投影图像简化的图3所示,具有可被视为直线的部分3。
上述磁性粉末1,由于不具有会成为电荷释放点的尖的顶点和棱线,如前面所述,在被磁性调色剂内包时不易引起电荷泄漏,此外流动性和对粘合剂树脂的分散性优异,容易被均匀分散在粘合剂树脂中,因而能够防止各调色剂粒子中的磁性粉末分散状态产生波动,能使各磁性调色剂的带电容易程度或带电量等均匀化。
而且,上述磁性粉末1由于其基本形状是八面体,构成该八面体的、夹持顶点或棱线相邻的面或夹持顶点相邻的棱线中必定有以小于90°的锐角相交的面或棱线,电荷容易在这种邻接的面或棱线以锐角相交的顶点上或邻接面以锐角相交的棱线上集中。另外,上述磁性粉末1在投影像的外周部分具有可被视为直线的部分3,虽然八面体的邻接面交叉的棱线或顶点构成为曲面,但是该曲面的曲率半径比具有同等粒径的球状磁性粉末的曲率半径小。因此,采用上述磁性粉末1能够从电荷容易集中的顶点或棱线以适当的比例释放电荷。
上述磁性粉末1的平均粒径必须为0.01~0.50μm。平均粒径小于0.01μm的磁性粉末,在调色剂粒子表面露出的比例增加,会从露出的磁性粉末释放电荷,结果会导致磁性调色剂的带电不足,造成图像浓度降低的问题。
另一方面,平均粒径超过0.50μm的磁性粉末,反而会使在调色剂粒子表面露出的比例减少,从露出的磁性粉末中释放的电荷减少,结果导致磁性调色剂充电,特别是在反复进行图像形成时,会出现图像浓度降低的问题。
还有,为了进一步提高防止这些问题出现的效果,磁性粉末的平均粒径在上述范围内还特别优选0.05~0.35μm,更优选0.15~0.30μm。
磁性粉末的平均粒径,是将用透射型电子显微镜摄影的照片(倍率为1万倍)扩大4倍后印在照片上,并对其中的300个磁性粉末进行测量而得的马丁直径(当量圆直径)的平均值。
作为磁性粉末,可以列举由以下物质组成的磁性粉末:铁、钴、镍等显示强磁性的金属或其合金、或含有这些元素的化合物,不含有强磁性元素但是通过实施适当的热处理而显示强磁性的合金,以及二氧化铬等。其中优选由铁素体、磁铁矿组成的磁性粉末。特别考虑到赋予磁性调色剂以良好的磁特性,作为磁性粉末优选使用由相对铁含有0.1~10原子%的从Mn、Zn、Ni、Cu、Al、Ti和Si中选出的至少一种元素的磁铁矿形成的磁性粉末。
由上述磁铁矿组成且八面体各个顶点及棱线呈曲面状,同时在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分并且平均粒径处于前面规定范围内的磁性粉末,例如,可以用下述方法制备。
即,把26.7升含1.5mol/升Fe2+的硫酸亚铁盐水溶液,加入事先向反应容器中加入的25.9升(Fe2+相当于1.10当量)3.4N氢氧化钠水溶液中,加热至90℃,一边维持pH10.5,一边生成含有氢氧化亚铁胶体的亚铁盐悬浮液。
接着,将上述悬浮液的液温维持在90℃的同时,以每分钟100升的速度不断吹入空气80分钟,使之发生氧化反应,直到亚铁盐的氧化反应率达到60%为止。
然后向上悬浮液中添加硫酸水溶液使其pH达到6.5之后,维持液温在90℃,同时不断以每分钟100升的速度吹如空气50分钟,使悬浮液中生成磁铁矿粒子。
并且向含有上述磁铁矿的悬浮液中添加氢氧化钠水溶液,使其pH达到10.5之后,一边维持液温90℃,一边不断以每分钟100升的速度吹入空气20分钟后,水洗生成的磁铁矿粒子,过滤、干燥、粉碎磁铁矿粒子的凝聚物。这样就可以合成由粒子形状以八面体为基础且其顶点及棱线为曲面状的磁铁矿粒子组成的磁性粉末。
另外,进行上述合成反应时,如果在碱金属氢氧化物水溶液、或者含有氢氧化亚铁胶体的亚铁盐反应水溶液中,按照换算成金属计,相对于铁以0.1~10原子%比例加入水溶性的硅酸盐等水溶性的各种金属化合物,同时在第一阶段的反应中,将开始通入含氧气体时的液体pH调整至8.0~9.5,则所合成的磁性粉末就能形成为由相对于铁以上述规定的比例含有自Mn、Zn、Ni、Cu、Al、Ti和Si中选出的至少一种元素的磁铁矿组成的磁性粉末。
磁性粉末在调色剂粒子中所占的比例优选35~60重量%,更优选35~55重量%。磁性粉末的比例小于该范围时,在显影剂担载体内置的固定磁铁磁力的作用下,在该显影剂担载体的表面保持磁性调色剂薄层的效果就会降低,特别是在反复进行图像形成时有基材产生灰雾之虞。而且当磁性粉末的比例超过该范围的情况下,由于在该显影剂担载体的表面保持磁性调色剂薄层的效果反而过强,所以图像浓度有降低之虞。另外,由于粘合剂树脂的比例相对降低,所以存在磁性调色剂在纸张等被印刷物的表面固定的性能降低,或者耐久性降低的问题。
作为磁性粉末,考虑到要良好地分散在粘合剂树脂中,可以用钛类偶合剂、硅烷类偶合剂、铝类偶合剂、各种脂肪酸等表面处理剂对其进行表面处理。其中,优选硅烷类偶合剂,作为其具体的化合物,例如可以举出六甲基二硅氨烷、三甲基硅烷、三甲基一氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基一氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、苄基二甲基一氯硅烷、溴甲基二甲基一氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基一氯硅烷、三有机甲硅烷基硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、三有机甲硅烷基丙烯酸酯、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等。而且可以使用1分子中具有2~12个硅氧烷单元并且在末端位置上的硅氧烷硅单元中各含有一个与硅原子键合的羟基的二甲基聚硅氧烷等。
(粘合剂树脂)
作为粘合剂树脂,例如可以举出聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚氨脂类树脂、聚乙烯醇类树脂、乙烯醚类树脂、N-乙烯基类树脂、苯乙烯-丁二烯类树脂等,特别优选聚苯乙烯类树脂、聚酯类树脂。
作为聚苯乙烯类树脂,除苯乙烯均聚物以外,还可以举出苯乙烯和其他单体的2元或3元以上的共聚物。作为可以与苯乙烯共聚的其他单体,例如,可以举出对氯苯乙烯,乙烯基萘,乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等乙烯不饱和单烯烃类,氯代乙烯、溴代乙烯、氟代乙烯等卤代乙烯类,乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯类等乙烯酯类,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸-2-氯代乙酯、丙烯酸苯酯、α-氯代丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸酯类,丙烯腈、异丁烯腈、丙烯酰胺等其他的丙烯酸衍生物,乙烯基甲基醚、乙烯基异丁基醚等的乙烯基醚类,乙烯基甲基酮、乙烯基乙酮、甲基异丙烯基酮等乙烯基酮类,N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物类等中的1种或2种以上。
另外作为聚酯类树脂,可以列举使醇成分和羧酸成分缩聚或共缩聚得到的各种聚酯类树脂。其中作为醇成分,例如可以举出乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-丁烯二醇、1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、二缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁撑二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇等二醇类;
双酚A、氢加成双酚A、聚氧乙烯化双酚A、聚氧丙烯化双酚A等双酚类;
山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨糖醇酐、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、双甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-三羟基甲基苯等三元以上的醇类等。
而且作为羧酸成分,可以举出草酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己烷二甲酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、烷基丁二酸(正丁基丁二酸、异丁基丁二酸、正辛基丁二酸、正十二(烷)基丁二酸、异十二(烷)基丁二酸等)、烯基丁二酸(正丁烯基丁二酸、异丁烯基丁二酸、正辛烯基丁二酸、正十二碳烯基丁二酸、异十二碳烯基丁二酸等)之类二元的羧酸类;
1,2,4-苯三甲酸(偏苯三酸)、1,2,5-苯三甲酸、2,5,7-萘三甲酸、1,2,4-萘三甲酸、1,2,4-丁烷三甲酸、1,2,5-己烷三甲酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、1,2,4-环己烷三甲酸、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛烷四甲酸、苯均四酸、ェンポ一ル三聚体酸等三元以上的羧酸类等。
考虑到要用在通常的图像形成装置中使用的热固定机构将本发明的磁性调色剂很好地定影在纸等被印刷物的表面上,聚酯类树脂的软化点优选为80~150℃,更优选为90~140℃。
粘合剂树脂,优选其中的部分具有交联结构。通过部分地引入交联结构,不仅可以降低定影性,而且还可以提高磁性调色剂的保存稳定性、外形保持性和耐久性等。若要使粘合剂树脂的部分形成为交联结构,可以采用添加交联剂使树脂交联的方法,或者配入热固性树脂的方法。
作为热固性树脂,例如,可以列举双酚A环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、可溶性酚醛型环氧树脂、聚亚烷基醚型环氧树脂、环状脂肪族型环氧树脂等环氧类树脂或氰酸酯树脂等中的1种或2种以上。
粘合剂树脂的玻璃态化温度Tg优选为50~65℃,更优选50~60℃。在玻璃态化温度小于该范围时,调色剂粒子之间容易熔融粘着,保存稳定性可能会下降。而且由于树脂的强度低,会粘附在感光体的表面上不能分离,可能造成所谓的调色剂的粘附。而且反之当玻璃态化温度超过该范围时,在纸等被印刷物的表面上的定影性可能降低。
其中,粘合剂树脂的玻璃态化温度,可从使用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线中的比热容的变化点求得。具体地,例如,使用セィコ一ィンスッルメンッ社製的差示扫描量热计DSC-6200,将10mg测定试样加入到铝盘中,同时使用空的铝底盘作为参照,在25~200℃测定温度范围、和10℃/分的升温速度条件下,在常温、常压下进行测定,由所得吸热曲线中的比热容的变化点可以求得粘合剂树脂的玻璃态化温度。
在本发明的磁性调色剂中,也可以含有例如着色剂、电荷控制剂、蜡等过去公知的各种添加剂。其中,作为着色剂,可以列举炭黑等颜料,以及酸性紫等染料。着色剂在调色剂粒子中所占的比例优选为0.5~5质量%。
(电荷控制剂)
电荷控制剂是为提高磁性调色剂的带电水平和带电上升特性(短时间内带电至一定电荷水平的指标),同时提高耐久性和稳定性而配入的。电荷控制剂分为正带电性的和负带电性的两种,可以根据磁性调色剂的带电极性,混合其中的任一种。
作为正带电性的电荷控制剂,例如可以举出哒嗪、嘧啶、吡嗪、邻噁嗪、间噁嗪、对噁嗪、邻噻嗪、间噻嗪、对噻嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4-三嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-噁二嗪、1,3,4-噁二嗪、1,2,6-噁二嗪、1,3,4-噻二嗪、1,3,5-噻二嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,5-四嗪、1,2,4,6-噁三嗪、1,3,4,5-噁三嗪、酞嗪、喹唑林、喹喔啉等吖嗪类化合物类;由吖嗪坚牢红FC、吖嗪坚牢红12BK、吖嗪紫BO、吖嗪棕3G、吖嗪浅棕GR、吖嗪墨绿BH/C、吖嗪深黑EW、吖嗪深黑3RL等由吖嗪化合物组成的直接染料类;苯胺黑(nigrosine)、苯胺黑盐、苯胺黑衍生物等苯胺黑化合物类;由苯胺黑BK、苯胺黑NB、苯胺黑Z等苯胺黑化合物组成的酸性染料类;环烷酸或高级脂肪酸的金属盐类;烷氧化胺;烷基酰胺;苄基甲基己基癸基铵、癸基三甲基氯化铵等季铵盐类等中的一种或两种以上。特别是苯胺黑化合物,由于可以获得更加迅速的带电上升特性,因此适于作为正带电性调色剂。
另外作为正带电性的电荷控制剂,也可以使用含有季铵盐的树脂或低聚物、含有羧酸盐的树脂或低聚物、具有羧基的树脂或低聚物等。具体讲可以举出含有季铵盐的聚苯乙烯类树脂、含有季铵盐的丙烯酸类树脂、含有季铵盐的苯乙烯—丙烯酸类树脂、含有季铵盐的聚酯类树脂、含有羧酸盐的聚苯乙烯类树脂、含有羧酸盐的丙烯酸类树脂、含有羧酸盐的苯乙烯—丙烯酸类树脂、含有羧酸盐的聚酯类树脂、具有羧基的聚苯乙烯类树脂、具有羧基的丙烯酸类树脂、具有羧基的苯乙烯—丙烯酸类树脂、具有羧基的聚酯类树脂等中的一种或两种以上。
尤其是含有以季铵盐、羧酸盐或羧基作官能团的苯乙烯—丙烯酸类树脂(苯乙烯—丙烯酸类共聚物),因能够容易地将其带电量调整到期望的范围内,因而可以适用。另外作为与苯乙烯一起组成苯乙烯—丙烯酸类树脂的丙烯酸类单体,可以列举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙基酯、丙烯酸异丙基酯、丙烯酸正丁基酯、丙烯酸异丁基酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类。
此外作为季铵盐化合物,可以使用由二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯出发经过季铵化工序衍生的单元。作为被衍生出来的二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯单元,例如可以举出二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二丙基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、二丁基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯等二(低级烷基)氨基乙基(甲基)丙烯酸酯类;二甲基甲基丙烯酰胺;二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺是适用的。而且聚合时,也可以并用羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺等含有羟基的聚合性单体。
作为负带电性的电荷控制剂,例如有机金属络合物或螯合物是有效的,其中优选乙酰丙酮金属络合物、水杨酸类金属络合物或盐,特别优选水杨酸类金属络合物或盐。其中作为乙酰丙酮金属络合物,例如可以列举乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铁(II)等。另外,作为水杨酸类金属络合物或盐,例如可以列举3,5-二-叔丁基水杨酸铬等。
电荷控制剂在调色剂粒子中所占的比例,优选为0.5~15质量%,更优选0.5~8.0重量%,特别优选0.5~7.0重量%。电荷控制剂的比例小于该范围时,很难使磁性调色剂具有稳定的带电特性,从而有图像浓度降低或者耐久性降低之虞。反之当超过上述范围的情况下,容易造成磁性调色剂的耐环境性的不良,特别是高温高湿下带电不良、图形不良等。而且因容易引起在粘合剂树脂中的分散不良,而有可能变成基底灰雾的原因,不被分散而凝聚的电荷抑制剂将会感光体污染。
(蜡)
蜡是为提高磁性调色剂对纸张等被印刷物表面的定影性,防止定影时磁性调色剂附着在图像形成装置的定影滚筒等上的偏移,提高耐偏移性,或者防止附着在定影辊上的磁性调色剂因再附着在被印刷物表面而污染图像即为防止图像被蹭脏而配入的。
作为蜡,例如,可以选择聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等烯烃系蜡类;巴西棕榈蜡、米蜡、小烛树蜡等植物系蜡类;褐煤蜡等矿物系蜡类;由煤及天然气等通过费歇尔-汤普森法制成的费歇尔·汤普森蜡类;石蜡、微晶蜡等石油系蜡类;酯系蜡类;特氟隆(注册商标)系蜡类等中的一种或两种以上使用。
蜡在调色剂粒子中所占的比例优选1~5重量%。蜡的比例在小于此范围时不能充分获得提高磁性调色剂的抗偏移性,或防止图像蹭脏的效果;反之当超过此范围的情况下,存在因调色剂之间易熔融而使保存稳定性降低的缺点。
(磁性调色剂的制备)
本发明的磁性调色剂,可通过如下方法制备,即,使用亨舍尔混合机等搅拌混合机混合上述各成分,接着用挤压机等混练机混练后冷却,接着进行粉碎,同时在必要时经过分级而制成。另外,也可以湿式混合上述各成分。这样制得的本发明的磁性调色剂,以体积为基准的中心粒径优选为5~10μm。
另外,为提高流动性和保存稳定性、显示从感光体的表面上清洗除去的容易程度的清洗性等,必要时也可以例如通过用胶体二氧化硅、疏水性二氧化硅、氧化铝、氧化钛等微粒子(外部添加剂,平均粒径通常在1.0μm以下)对所制得的磁性调色剂的表面进行表面处理。表面处理优选将磁性调色剂与外部添加剂进行干式混合,特别是为了防止外部添加剂被埋入调色剂粒子表面,优选使用亨舍尔混合机或诺塔(固体)混合机等进行混合。外部添加剂的添加量,相对于调色剂粒子优选为0.2~10.0重量%。而且外部添加剂必要时也可以用氨基硅烷、硅油、硅烷系偶合剂(六甲基二硅氨烷等)、钛系偶合剂等进行表面处理。
如上所述,本发明的磁性调色剂,是与a-Si感光体组合而用于图像形成的,此时,因上述粒子形状上的特征,容易使带电量迅速提高,而且提高带电量和防止因充电而在短期间内a-Si感光层遭到绝缘破坏这两种相反的特性均优良,所以能使在各种环境条件下形成良好图像的时间持续得更长。
<a-Si感光体>
作为a-Si感光体,可以使用例如以鼓状等规定形状形成的导电性基体的表面上形成了a-Si感光层的感光体,特别优选使用a-Si感光层膜厚为30微米以下的、具有薄膜型的a-Si感光层的感光体。
a-Si感光层,除实际上具有感光层功能的单层或两层以上的层以外,还可以具有载流子阻挡层或表面保护层等。具有这种层叠结构的a-Si感光层的情况下,其总膜厚优选处于30微米以下。具有这种薄层型a-Si感光层的a-Si感光体,正如上述说明的那样,除生产率优良以外,还具有能够形成分辨率高图像的优点。
详细说明如下:当a-Si感光层的膜厚超过30微米的情况下,因热载流子的移动速度加快,而使暗衰减特性降低,a-Si感光层容易产生与其厚度正交方向上的潜影流,所以会使图像的分辨率降低。另外,因利用气相生长法的成膜时间延长,使异物等附着的概率增高,使成品率降低,因而使a-Si感光体的生产性降低。与此相比,若使a-Si感光层的膜厚处于30微米以下,由于可以抑制潜影流,所以能够形成分辨率高的图像。此外,由于成膜时间缩短,而且成品率得到改善,所以能提高a-Si感光体的生产性能。
还有,a-Si感光层的膜厚优选处于10微米以上。当膜厚小于10微米时,除了不能获得充分的感光层带电性能以外,用于曝光的激光光线会在导电性基体的表面发生漫反射,所以存在一半图案中产生干涉条纹之虞。
a-Si感光层,例如能够采用发光放电分解法、溅射法、ECR法、蒸镀法等气相生长法形成,在形成时,也可以使a-Si感光层含有H或卤素元素。而且为了调整a-Si感光层的特性,可以使之含有C、N、O等元素,或者也可以使之含有周期表(长周期型)13族元素和15族元素。
具体讲,a-Si感光层,例如除a-Si以外,还可以用a-SiC、a-SiO、a-SiON等a-Si系的具有光导电性的各种材料形成。特别优选采用a-SiC,这种情况下可以将Si1-xCx中的x值设定在0<x≤0.5范围内,优选设定在0.05≤x≤0.45范围内。若处于此范围内,则a-SiC层不但能维持良好的输送载流子特性,而且能够比a-Si层具有更高的阻抗,提高a-Si感光体的光感度特性。作为13族元素和15族元素分别为B和P时,不但共价键形成性优良,而且能够获得更敏感的半导体特性,还可以获得优良的光感度,因此优选。
此外,如果将a-Si感光层作成将提高了产生光载流子功能的层区域(光激发层区域)和具有载流子输送功能的层区域(载流子输送层区域)层叠而成的结构,就能够同时提高a-Si感光体的光感度和耐电压特性。此时,为了提高光载流子的生成效率,光激发层区域在成膜时优选采用以下措施完成成膜:(1)将成膜速度设定得较低,(2)提高成膜成分的用H2和He时的稀释率,和(3)使掺杂元素量比载流子输送层区域更多。
另外,载流子输送层区域主要有提高a-Si感光层的耐压的功能,同时还有顺利地将从光激发层注入的载流子输送到导电性基体中的作用,而在该层区域中,在透过光激发区域的光线的作用下可以生成载流子,所以有利于提高a-Si感光体的光感度。
如上所述,a-Si感光层的厚度优选处于30微米以下,其中特别是相对于用a-Si感光层对于曝光波长光的吸收系数求出的光吸收深度,优选再附加0.1~2.0微米。而且当如上所述将a-Si感光层制成层叠了光激发层区域和载流子输送层区域的层叠结构的情况下,优选将光激发层区域的厚度设定得与上述光吸收深度大体相等。
优选在a-Si感光层与导电性基体之间设定载流子阻挡层。载流子阻挡层在显影时具有如下功能,即,a-Si感光层的表面被施加电压偏压的同时与磁性调色剂接触时,能阻止载流子从导电性基体注入a-Si感光层,所以能够提高曝光部分与未曝光部分的静电反差,在使图像浓度提高的同时,还有降低基底灰雾的作用。作为载流子阻挡层,优选使用由各自具有绝缘性的a-SiC、a-SiO、a-SiN、a-SiON、a-SiCON等形成的无机绝缘层,或者用聚对苯二甲酸乙二醇酯、パリレン(注册商标)、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚氟代乙烯丙烯、聚氨酯、环氧树脂、聚酯、聚碳酸酯、醋酸乙烯酯树脂和其他树脂形成的有机绝缘层等。
另外,对载流子阻挡层而言,不但要求其具有绝缘层,同时还要求与导电性基体或a-Si感光层的密着性良好,而且在形成a-Si感光层时的加热也不会引起显著变质等特性。考虑到这些特性,优选也用a-SiC形成载流子阻挡层。若要使形成载流子阻挡层的a-SiC体现绝缘性,使载流子阻挡层中所含的C量比a-Si感光层多即可。载流子阻挡层的厚度,优选处于0.01~5微米范围内,更优选处于0.1~3微米范围内。
此外,a-Si感光层的表面优选用由有机或无机绝缘材料组成的表面保护层覆盖加以保护。这样能够防止因带电机构等放电时a-Si感光层的表面被氧化而形成容易吸附放电产物和水分子等的氧化物薄膜。而且还能提高绝缘耐压性,或者反复使用时的耐磨损性。其中优选采用由a-SiC、a-SiN、a-SiO、a-SiCO、a-SiNO等a-Si系绝缘材料形成的层,这些层可以用与a-Si感光层同样的薄膜形成方法形成,特别优选用a-SiC形成。
表面保护层采用a-SiC的情况下,为了赋予绝缘性,与载流子阻挡层同样,可以使所含的碳量比a-Si感光层多。具体讲,优选将Si1-xCx中的x值设定在0.3≤x<1.0范围内,优选设定在0.5≤x≤0.9范围内。由这种a-SiC组成的表面保护层,具有高达1012~1013Ω·cm的体积电阻率。因此,a-Si感光层的表面被表面保护层覆盖的a-Si感光体,由于电位在该表面保护层的面方向上的流动少,所以不但静电潜影的维持能力强,而且耐湿性也优良,抑制因吸水而导致图像产生流动的效果也变得更加优良。
此外,这种高电阻的表面保护层,将阻止由通过磁性调色剂的偏压引起的电荷注入,提高曝光区域与未曝光区域间电位的反差,在其表面上吸附更多磁性调色剂而使调色剂像的浓度增加,因而还具有充分提高图像浓度的功能。而且还能抑制基底灰雾。此外也能提高a-Si感光体的绝缘耐压性。
还有,用a-SiC以外的其他材料形成的表面保护层,在图像形成后也有继续扑捉光载流子,用通常的除电工序不能确实除去残余电位。但是,用a-SiC形成的表面保护层,由于具有虽然能有效地阻止来自表面的正电荷但是比较容易通过来自导电性基体的负电荷的性质,所以采用通常的除电工序能够有效地消除图像形成后的残余电位,可继续形成图像。
此外,用a-SiC形成的表面保护层,因为与由a-SiC等形成的a-Si感光层的密着性良好,同时耐磨损性和耐环境性也优良,所以具有能在长时间内进行稳定的图像形成的优点。用a-SiC形成的表面保护层,既可以在该层内形成C量沿着厚度方向的梯度,而且也可以与C同时含有N、O、Ge等元素,进一步提高耐湿性。
表面保护层的厚度,优选处于5000~20000埃以下,更优选为5000~15000埃。厚度低于5000埃时,特别是在转印调色剂像时,对于从转印机构流入的负电流的耐压性能降低,存在早期表面保护层劣化之虞。而且超过20000埃的情况下,具有成膜时间延长、感光体的生产性能降低之虞。
对于图像形成时a-Si感光体的带电电位并无特别限制,但是优选使表面电位达到+200~+500V。表面电位低于+200V时,因显影电场不足而存在不能形成浓度足够高的图像的问题。而且当表面电位超过+500V的情况下,在不同的感光层膜厚条件下,不但会使带电能力不足,而且还容易出现因绝缘破坏而产生黑点的问题,所以不能形成浓度足够高的图像。而且还会产生臭氧发生量增加的问题。其中考虑到在显影性能和带电能力之间的平衡,优选使表面电位处于上述范围内,特别优选为+200~+300V范围内。
(清洁机构)
作为为了除去a-Si感光体的a-Si感光层表面上残留的调色剂而采用的清洁机构,可以使用被压接在a-Si感光层表面上的弹性叶片。而且弹性叶片可以采用用橡胶或软质树脂等制成的、过去公知的各种弹性叶片。具体讲,可以举出用硅酮橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、尿烷树脂等制成的弹性叶片。考虑到能很好地除去调色剂的同时避免在a-Si感光层表面上产生压痕,优选以10~50克/厘米的线压将弹性叶片压接在a-Si感光层表面上。
《图像形成方法》
本发明的图像形成方法,其特征在于包括:
在内置有固定磁铁且旋转的显影剂担载体的表面上,形成本发明的上述的磁性调色剂的薄层的工序;
使上述显影剂担载体和具备了由非晶硅形成的用于在表面保持静电潜影的感光层的非晶硅感光体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和感光层的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到感光体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序;
将形成的调色剂像转印在被印刷物表面上的工序,和
利用被压接在该表面上的弹性叶片,除去将调色剂像转印在被印刷物表面上之后残留在感光层表面上的磁性调色剂的工序。
(显影剂保持体)
作为显影剂担载体,可以使用由过去公知的各种材料制成的,特别优选采用铝制或不锈钢制的显影剂担载体。
(其他)
若要将静电潜影保持在a-Si感光层的表面上,与过去同样,使用スコロトロン带电器等使a-Si感光层的表面同样带电后,通过半导体激光器、发光二极管等曝光机构进行曝光,除去曝光部分的电荷即可。
另外,为将在a-Si感光层的表面形成的调色剂像转印在被印刷物的表面上,例如可以使用电晕带电器、锯齿状电极、转印辊等,特别优选采用转印辊。
作为转印辊,例如优选由发泡EPDM等软发泡体制成的辊。使用发泡体辊作为转印辊时,在纸张产生堵塞时,能防止附着在转印辊上的调色剂进入发泡体的气泡中而在操作再启动时被印刷物的背面被污染的现象。所以不需要对转印辊进行清洗,因而能降低初期成本和维持费用。
另外,由软质发泡体制成的转印辊硬度,以阿斯卡C硬度表示优选为30~40°。转印辊比该范围更软时有可能产生转印不良,反之比该范围更硬的情况下,与a-Si感光层间的间隙变小,因而有可能降低被印刷物的输送力。
使转印辊与a-Si感光层的表面接触的状态下,优选相对于a-Si感光层的表面以3~5%的线速度差旋转。线速度差小于3%时,调色剂像的转印性低,可能产生文字遗漏,而超过5%时对a-Si感光层表面的滑动量变大,存在使转印图像偏移的所谓的图像跳动增大的问题。
实施例
《磁性粉末形状的研究I》
(平均粒径的测定)
将用透射型电子显微镜拍摄的照片(倍率为1万倍)扩大4倍,对被印在照片上的300个磁性粉末的马丁直径(当量圆直径)进行测定,求出其平均值作为磁性粉末的平均粒径。
(实施例1)
作为粘合剂树脂采用了这样一种苯乙烯-丙烯酸系树脂,在用凝胶渗透色谱法测定的分子量分布中,在分子量8000与分子量130500处具有分子量分布峰,而且其玻璃转变点Tg为55℃。
粘合剂树脂分子量分布的凝胶渗透色谱法测定,是以下记方式进行的。作为装置采用了高速GPC装置(东ソ株式会社制造的HLC-8220GPC)。测定用色谱柱采用了两根聚苯乙烯凝胶柱(东ソ株式会社制造的TSKgelGMHXL)串联。检出器采用了RI检出器。作为用于制作工作曲线的标准样品,使用了分子量分布为单分散而且分子量分别为3.84×106、1.09×106、3.55×105、1.02×105、4.39×104、9.10×103和2.98×103的七种东ソ株式会社制造的TSK标准聚苯乙烯。
将测定分子量分布用的粘合剂树脂加入四氢呋喃中,混合,静置1小时后,用过滤器(仓敷纺织株式会社制造的クロマトディスク25N、非水系、孔径0.45微米)将静置后的混合液过滤,除去固形分后得到了测定样品。将测定样品的粘合剂树脂浓度调节到3毫克/毫升。
使色谱柱在40℃温室中静置稳定后,保持上述温度的情况下首先以1毫升/分钟流速使四氢呋喃在上述柱中流过,然后注入大约1微升测定样品进行测定。
之后,利用上述七种TSK标准聚苯乙烯,用同样方法测定并由其结果制作工作曲线,由其中的对数值与读数(保留时间)之间的关系为基础计算测定结果,求出分子量分布曲线后,像上述说明的那样确认了在分子量8000与分子量130500处是否具有分子量分布峰。
作为磁性粉末,使用了符合以下条件的磁性粉末:由相对于Fe含有1.1原子%Zn的磁铁矿组成,粒子形状如图1~图3所示,是作为被8个三角形围成的凸多面体的八面体,八面体的各个顶点及棱线呈曲面状,同时,在该投影像的外周部分具有可被视为直线的部分,平均粒径为0.22μm。
使用亨舍尔混合机混合49重量份粘合剂树脂、45重量份上述磁性粉末、3重量份作脱模剂用的费歇尔·汤普森蜡[サゾ一ル公司制造的サゾ一ル蜡H1],和3重量份作为正电荷控制剂的季铵盐[ォリェント化学(株式会社)公司制的ボントロンP-51],用双螺杆挤压机混练,冷却后,用锤磨机粉碎。接着用机械式粉碎机粉碎成微粉后,用气流式分选机进行分级,制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
(比较例1)
作为磁性粉末,使用与实施例1相等量的、由组成与实施例1中使用的相同的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状为作为被8个三角形围成的凸多面体的八面体状,并且其顶点及棱线未形成为曲面状,平均粒径为0.22μm,其余与实施例1相同地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
(比较例2)
作为磁性粉末,使用与实施例1相等量的、由组成与实施例1中使用的相同的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状以作为被8个三角形围成的凸多面体的八面体为基础,并且八面体各顶点及棱线形成为曲面状,在其投影像的外周部分不具有可被视为直线的部分,平均粒径为0.24μm,其余与实施例1相同地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
(比较例3)
作为磁性粉末,使用与实施例1相等量的、由组成与实施例1中使用的相同的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状为作为被8个三角形围成的凸多面体的八面体状,并且其顶点及棱线如JP11-153882A(1999)的图6(b)所示,被倒角成小于构成八面体的各面的平面,平均粒径为0.20μm,其余与实施例1相同地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
(比较例4)
作为磁性粉末,使用与实施例1相等量的、由组成与实施例1中使用的相同的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状为立方体状,并且其顶点及棱线未形成为曲面状,平均粒径为0.20μm,其余与实施例1相同地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
(比较例5)
作为磁性粉末,使用与实施例1相等量的、由组成与实施例1中使用的相同的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状为立方体状,并且其顶点及棱线如JP11-153882A(1999)的图6(b)所示,被倒角成小于构成立方体的各面的平面,平均粒径为0.20μm,其余与实施例1相同地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
(比较例6)
作为磁性粉末,使用与实施例1相等量的、由组成与实施例1中使用的相同的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状为球状,平均粒径为0.22μm,其余与实施例1相同地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
在100重量份的上述各个实施例、比较例的磁性调色剂中,加入1.0重量份二氧化硅[日本ァェロジル(株式会社)公司制备的RA-200H],和2.0重量份氧化钛[钛工业(株式会社)制备的EC-100],用亨舍尔混合机混合后,使用作为感光体搭载了a-Si感光体的、磁性1成分突变显影方式的页式印刷机[京セラミタ(株)制的FS-3830N]上,评价了实际进行图像形成时的下述各个特性。
其中作为a-Si感光体,使用了a-Si感光层总膜厚为14微米的材料。而且作为清洁机构,采用了尿烷橡胶制的弹性叶片。此外,使用了表面的十点平均粗糙度Rz为5.0μm的、用SUS305制的作为显影剂保持体。
(A)常温、常湿试验:
使上述页式印刷机在温度为20℃、相对湿度为65%RH的常温、常湿环境中静置8小时使状态稳定,在相同的常温、常湿环境中评价了下述各个特性。
(1)图像浓度:
分别用麦克贝思反射浓度针[グレタグ·マクベス公司制备的RD914],对使用上述页式印刷机形成印字率为5%的标准图案时的第一张图像(初期图像)的图像浓度,和连续形成30万张ISO4%原稿后形成的印字率为5%的标准图案的图像(耐久后的图像)的图像浓度进行了测定。图像浓度处于1.30以上的评价为合格,小于1.30的评价为不合格。
(2)基底灰雾
观察上述(1)中形成的初期图像以及耐久后图像的空白部分,以下述基准评价灰雾的有无。
○:完全看不见基底灰雾。
△:仅看见少量基底灰雾。
×:看见很严重的基底灰雾。
(3)薄层的状态
观察形成上述初期图像和耐久后图像时在显影剂保持体的表面上形成的调色剂薄层,按照以下列基准评价了其状态。
○:薄层厚度均匀,形成了没有缺陷和不均的漂亮的薄层。
△:虽然可以看见有厚度不规则的薄的部分和厚的部分,但是对形成图像没有造成影响。
×:可以看见有厚度不规则的薄的部分和厚的部分,也可以看到对形成图像产生了影响。
(4)清洁性
观察了形成初期图像和耐久后图像时a-Si感光体的周边和形成的图像。观察a-Si感光体的周边时,考察了因清洁不良产生的下记不良情况的有无。
(a)调色剂是否嵌入a-Si感光层与弹性叶片的压接部分?
(b)调色剂成分或纸粉是否附着在a-Si感光层的表面上?
(c)a-Si感光层的表面上是否有伤?
另外,对所形成的图像的观察中,调查了是否有黑条等由清洁不良引起的图像不良。并且按照以下基准评价了清洁性。
○:感光体周边和形成的图像上均未见到不良。
△:虽然在感光体周边见到了不良,但是形成的图像上未见到不良。
×:在感光体周边见到不良,在形成的图像上也看到了不良。
(5)画质
观察用页式印刷机将照片原稿形成为图像的第一张照片图像(初期图像),和连续形成30万张ISO4%原稿后将相同照片原稿形成为图像的照片图像(耐久后图像),按照下记基准评价了各自的画质。
○:是没有粗糙感的均匀、细致的图像。
△:虽然一部分图像有粗糙感,存在均匀性欠缺部分,但是处于实用上没有问题的范围内。
×:全体有粗糙感,是不均匀而粗造的图像。
(6)微小黑点
准备一种经过改造的机器,即对页式印刷机加以改造,使其能够在以下两种模式之间进行选择,所述模式为形成于a-Si感光层表面上的调色剂像不被转印在纸张上而被输送到弹性叶片处的试验模式、和调色剂像被转印在纸张上的通常模式。
使用这种改造机器,选择试验模式,在a-Si感光层表面上形成相当于满版黑图案的静电潜影后,将其显影成调色剂像,之后,不转印在纸张上而输送到弹性叶片处,借助弹性叶片从a-Si感光层的表面上除去,将该操作连续重复伍万次后,选择通常模式,使白纸原稿(若a-Si感光层无异常,则显影工序中调色剂不会附着在a-Si感光层的表面上)在纸张表面上形成为图像。
之后,在因a-Si感光层被绝缘破坏而产生了缺陷的部分,用点数分析仪(王子计测器株式会社制造的DA-5000S)计数显影工序中因附着调色剂而产生的微小黑点,在形成的图像上究竟发生了几个。计数的范围定为A4横向的5mm×210mm的范围。
○:微小黑点数为0。
△:微小黑点数为1~20个,微小黑点数处于此范围内的图像外观,在前面基底灰雾的评价中相当于○~△范围内,所以可以断定对于通常的图像形成几乎没有影响。
×:微小黑点数为20~1000个,观察图像外观会发现有大量黑点,由于看起来像黑带,所以断定对图像形成有影响。
××:微小黑点数有1001个以上,微小的黑点与前面的情况相比生成得更多,所以没有进行下列的高温、高湿试验和低温低湿试验。
(B)高温、高湿试验
将与常温常湿试验中用的相同的页式印刷机,在温度为33℃、相对湿度为85%RH的高温、高湿环境中静置8小时使状态稳定之后,在相同的高温、高湿环境中,进行了上述所示的(1)~(6)的各试验,和下记图像流动试验,评价了其特性。
(7)图像流动
在高温、高湿环境中用上述页式印刷机,将ISO4%原稿连续形成为5000张图像后,静置12小时使状态稳定,之后将浓淡点图(half tone)和文字原稿形成为图像,观察形成的图像,用以下基准评价图像流动的有无。
○:未见图像流动,可以很好地再现浓淡点图和文字。
△:图像流动处于容许的范围内,仅见到文字部分有微弱的阴墨。
×:图像流动显著,浓淡点图有缺失,文字流动。
(C)低温低湿试验
将与常温常湿试验中使用的相同的页式印刷机,在温度10℃、相对湿度20%RH的低温、低湿环境中静置8小时使状态稳定之后,在相同的低温、低湿环境中,进行了前面所示的(1)~(6)的各项试验,评价了其特性。
以上结果示于表1~6中。其中在表中磁性粉末的粒子形状一栏的符号含义如下。
Octahedron-round:八面体状且顶点及棱线呈曲面状,同时在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分的。
Octahedron-corner:八面体状且顶点及棱线未形成曲面状的。通常的八面体。
Octahedron-large round:八面体状且顶点及棱线呈曲面状,同时曲面的曲率半径过大,其投影像的外周部分没有可被视为直线的部分的。
Octahedron-chamfer:八面体状且顶点及棱线被倒角成小平面的。
Cube-corner:立方体状且顶点及棱线未形成曲面状的。通常的立方体。
Cube-chamfer:立方体状且顶点及棱线被倒角成小平面的。
Sphere:球状的。
表1
磁性粉末的粒子形状 | 常温、常湿试验(温度20℃、相对湿度65%RH) | |||||
图像浓度 | 基底灰雾 | 微小黑点 | ||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
实施例1 | Octahedron-Round | 1.40 | 1.41 | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | Octahedron-Corner | 1.01 | 1.11 | △ | × | ○ |
比较例2 | Octahedron-largeround | 1.40 | 1.29 | ○ | ○ | × |
比较例3 | Octahedron-chamfer | 1.10 | 1.18 | △ | × | ○ |
比较例4 | Cube-Corner | 1.15 | 1.22 | △ | × | ○ |
比较例5 | Cube-chamfer | 1.18 | 1.25 | △ | × | ○ |
比较例6 | Sphere | 1.38 | 1.05 | ○ | × | ×× |
表2
磁性粉末的粒子形状 | 常温、常湿试验(温度20℃、相对湿度65%RH) | ||||||
薄层的状态 | 清洁性能 | 画质 | |||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | ||
实施例1 | Octahedron-Round | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | Octahedron-Corner | ○ | ○ | △ | △ | × | × |
比较例2 | Octahedron-large round | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例3 | Octahedron-chamfer | ○ | ○ | △ | × | × | × |
比较例4 | Cube-Corner | ○ | ○ | △ | △ | × | △ |
比较例5 | Cube-chamfer | ○ | ○ | △ | △ | × | △ |
比较例6 | Sphere | ○ | △ | △ | × | ○ | × |
表3
磁性粉末的粒子形状 | 高温、高湿试验(温度33℃、相对湿度85%RH) | |||||
图像浓度 | 基底灰雾 | 微小黑点 | ||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
实施例1 | Octahedron-Round | 1.38 | 1.41 | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | Octahedron-Corner | 0.90 | 1.08 | △ | × | ○ |
比较例2 | Octahedron-largeround | 1.35 | 1.27 | ○ | ○ | △ |
比较例3 | Octahedron-chamfer | 1.05 | 1.15 | △ | × | ○ |
比较例4 | Cube-Corner | 1.06 | 1.18 | △ | × | ○ |
比较例5 | Cube-chamfer | 1.10 | 1.22 | △ | × | ○ |
比较例6 | Sphere | 1.37 | 1.02 | ○ | × | × |
表4
磁性粉末的粒子形状 | 高温、高湿试验(温度33℃、相对湿度85%RH) | |||||||
薄层的状态 | 清洁性能 | 画质 | 图像流动 | |||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
实施例1 | Octahedron-Round | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | Octahedron-Corner | ○ | ○ | △ | △ | × | × | ○ |
比较例2 | Octahedron-largeround | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | △ |
比较例3 | Octahedron-chamfer | ○ | ○ | △ | △ | × | × | ○ |
比较例4 | Cube-Corner | ○ | ○ | △ | × | × | × | ○ |
比较例5 | Cube-chamfer | ○ | ○ | △ | × | × | × | ○ |
比较例6 | Sphere | ○ | △ | × | × | ○ | × | × |
表5
磁性粉末的粒子形状 | 低温、低湿试验(温度10℃、相对湿度20%RH) | |||||
图像浓度 | 基底灰雾 | 微小黑点 | ||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
实施例1 | Octahedron-Round | 1.41 | 1.43 | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | Octahedron-Corner | 1.20 | 1.23 | △ | × | ○ |
比较例2 | Octahedron-largeround | 1.35 | 1.23 | ○ | ○ | × |
比较例3 | Octahedron-chamfer | 1.24 | 1.28 | △ | × | ○ |
比较例4 | Cube-Corner | 1.18 | 1.20 | △ | × | ○ |
比较例5 | Cube-chamfer | 1.16 | 1.26 | △ | × | ○ |
比较例6 | Sphere | - | - | - | - | - |
表6
磁性粉末的粒子形状 | 低温、低湿试验(温度10℃、相对湿度20%RH) | ||||||
薄层的状态 | 清洁性能 | 画质 | |||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | ||
实施例1 | Octahedron-Round | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | Octahedron-Corner | ○ | ○ | △ | △ | × | × |
比较例2 | Octahedron-large round | ○ | △ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例3 | Octahedron-chamfer | ○ | ○ | △ | × | × | × |
比较例4 | Cube-Corner | ○ | ○ | △ | × | × | × |
比较例5 | Cube-chamfer | ○ | ○ | △ | × | × | × |
比较例6 | Sphere | - | - | - | - | - | - |
由表可知,使用八面体状、并且顶点及棱线未形成曲面状的磁性粉末的比较例1,以及使用八面体状、并且顶点以及棱线被倒角成小平面的磁性粉末的比较例3的磁性调色剂,在所有环境下的试验中图像浓度都低而且产生了基底灰雾,同时由于耐久后的基底灰雾明显恶化,因而可以确认调色剂的带电电荷产生了泄漏。
另外,使用立方体状且顶点及棱线未形成曲面状的磁性粉末的比较例4,以及使用立方体状且顶点及棱线被倒角成小平面的磁性粉末的比较例5的磁性调色剂也同样,在所有环境下的试验中图像浓度都低而且产生了基底灰雾,同时由于耐久后的基底灰雾明显恶化,因而可以确认调色剂的带电电荷产生了泄漏。
而且,使用了虽然八面体状且顶点及棱线形成为曲面状但是曲面的曲率半径过大、在其投影像的外周部分没有可被视为直线的部分的磁性粉末的比较例2的磁性调色剂,以及使用了球状磁性粉末的比较例6的磁性调色剂,在常温、常湿试验以及高温、高湿试验中,由于耐久后的图像浓度均降低,而且产生了基底灰雾,所以可以确认产生了充电(charge up)。还有如果采用使用了球状磁性粉末的比较例6的磁性调色剂,在低温、低湿试验中,在初期就已经出现图像不均匀。究其原因可断定,调色剂薄层在显影剂担载体的表面没有均匀地形成。因而没有进行耐久性的评价。
另外,在常温常湿试验中一旦使用比较例6的磁性调色剂,就会在形成的图像上产生极大量微小的黑点。使用比较例2的磁性调色剂的情况下,虽然程度不及比较例6,但是也产生了不能实用的大量微小的黑点。因此可以确认,使用比较例2、6的磁性调色剂的情况下,将产生充电,a-Si感光层遭到了破坏。
与此相比,使用八面体状且顶点及棱线呈曲面状的同时,在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分的磁性粉末的实施例1的磁性调色剂,在常温常湿试验、低温低湿试验以及高温高湿试验的各种情况下,初期及耐久后的带电量和图像浓度均大致保持恒定,而且没有产生基底灰雾,同时也没有产生微小的黑点,所以可以确认不会产生电荷的泄漏或因充电而引起的a-Si感光层的绝缘破坏,能够在各种环境条件下长期形成良好的图像。
《磁性粉末形状的研究II》
实施例2~5、比较例7、8:
作为磁性粉末,使用了由与实施例1所用的具有相同组成的磁铁矿组成的粉末,其粒子形状为作为被8个三角形围成的凸多面体的八面体,并且其顶点及棱线呈曲面状,同时在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分,平均粒径为0.006μm(比较例7)、0.016μm(实施例2)、0.083μm(实施例3)、0.33μm(实施例4)、0.39μm(实施例5)以及0.64μm(比较例8),且磁性粉末使用量与实施例1等量,其余与实施例1同样地制备了以体积为基准的中心粒径为8.0μm的磁性调色剂。
在100重量份上述各实施例、比较例的磁性调色剂中,加入1.0重量份二氧化硅[日本ァェロジル(株式会社)制备的RA-200H]和2.0重量份氧化钛[钛工业(株式会社)制备的EC-100],用亨舍尔混合机混合后,使用搭载了a-Si感光体作为感光体的、磁性1成分突变显影方式的页式印刷机[京セラミタ(株式会社)制备的FS-3830N],评价了实际形成图像时的下记各种特性。
其中作为a-Si感光体使用了a-Si感光层的总膜厚为14微米的感光体。而且作为清洁机构采用了尿烷橡胶制的弹性叶片。此外,作为显影剂保持体采用了表面十点平均粗糙度Rz为5.0μm的SUS305制的担载体。
结果与实施例1的结果一并示于表7~12之中。
表7
平均粒径(微米) | 常温、常湿试验(温度20℃、相对湿度65%RH) | |||||
图像浓度 | 基底灰雾 | 微小黑点 | ||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
比较例7 | 0.006 | 1.18 | 1.36 | △ | ○ | × |
实施例2 | 0.016 | 1.33 | 1.37 | ○ | ○ | △ |
实施例3 | 0.083 | 1.38 | 1.39 | ○ | ○ | ○ |
实施例1 | 0.22 | 1.40 | 1.41 | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.33 | 1.42 | 1.38 | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 0.39 | 1.41 | 1.33 | ○ | ○ | ○ |
比较例8 | 0.64 | 1.38 | 1.20 | ○ | × | × |
表8
平均粒径(微米) | 常温、常湿试验(温度20℃、相对湿度65%RH) | ||||||
薄层的状态 | 清洁性能 | 画质 | |||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | ||
比较例7 | 0.006 | ○ | ○ | △ | × | × | ○ |
实施例2 | 0.016 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | 0.083 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例1 | 0.22 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.33 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 0.39 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例8 | 0.64 | ○ | ○ | × | × | ○ | × |
表9
平均粒径(微米) | 高温、高湿试验(温度33℃、相对湿度85%RH) | |||||
图像浓度 | 基底灰雾 | 微小黑点 | ||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
比较例7 | 0.006 | 1.18 | 1.25 | △ | ○ | × |
实施例2 | 0.016 | 1.35 | 1.39 | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | 0.083 | 1.37 | 1.36 | ○ | ○ | ○ |
实施例1 | 0.22 | 1.38 | 1.41 | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.33 | 1.42 | 1.41 | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 0.39 | 1.40 | 1.37 | ○ | ○ | ○ |
比较例8 | 0.64 | 1.39 | 1.18 | ○ | ○ | × |
表10
平均粒径(微米) | 高温、高湿试验(温度33℃、相对湿度85%RH) | |||||||
薄层的状态 | 清洁性能 | 画质 | 图像流动 | |||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
比较例7 | 0.006 | ○ | ○ | △ | × | × | △ | △ |
实施例2 | 0.016 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | 0.083 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例1 | 0.22 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.33 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 0.39 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例8 | 0.64 | ○ | ○ | △ | △ | ○ | × | × |
表11
平均粒径(微米) | 低温、低湿试验(温度10℃、相对湿度20%RH) | |||||
图像浓度 | 基底灰雾 | 微小黑点 | ||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | |||
比较例7 | 0.006 | 1.21 | 1.27 | × | × | × |
实施例2 | 0.016 | 1.35 | 1.40 | ○ | ○ | △ |
实施例3 | 0.083 | 1.39 | 1.38 | ○ | ○ | ○ |
实施例1 | 0.22 | 1.41 | 1.43 | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.33 | 1.42 | 1.41 | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 0.39 | 1.41 | 1.34 | ○ | ○ | ○ |
比较例8 | 0.64 | 1.38 | 1.08 | ○ | × | × |
表12
平均粒径(微米) | 低温、低湿试验(温度10℃、相对湿度20%RH) | ||||||
薄层的状态 | 清洁性能 | 画质 | |||||
初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | 初期 | 耐久后 | ||
比较例7 | 0.006 | ○ | ○ | × | × | × | × |
实施例2 | 0.016 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例3 | 0.083 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例1 | 0.22 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | 0.33 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | 0.39 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例8 | 0.64 | ○ | ○ | △ | △ | × | × |
由表可知,使用虽然为八面体状、并且顶点及棱线呈曲面状、同时其投影的外周部分具有可被视为直线的部分但是其平均粒径小于0.01微米的磁性粉末的比较例7的磁性调色剂,在各种环境下初期图像浓度均降低到1.3以下,而且在常温、常湿试验以及高温、高湿试验中,耐久后的浓度降低至1.3以下。此外在高温、高湿试验中也产生了灰雾。对其原因调查后判定,磁性粉末在调色剂粒子表面露出的比例增加,从露出的磁性粉末释放电荷,从而导致了磁性调色剂的带电不足。
另外,从产生微小黑点的事实可以判断,由于发生了充电a-Si感光层遭到了破坏。其原因可推测为,由于磁性粉末的分散性差而生成了调色剂粒子中的磁性粉末分布存在偏差的磁性调色剂,和磁性粉末含量显著降低的磁性调色剂。也就是说,这些磁性调色剂与弹性叶片或a-Si感光层产生了摩擦,由此发生了充电现象,从而引发了会使a-Si感光层遭到绝缘破坏的放电。
此外,使用了虽然为八面体状且顶点及棱线呈曲面状、同时其投影图像的外周部分具有可被视为直线的部分但是其平均粒径却超过0.50微米磁性粉末的比较例8的磁性调色剂,在各种试验环境中耐久后的图像浓度均低,而且都产生了灰雾,所以可以确认产生了充电。此外,由于产生了大量微小的黑点,所以可以确认充电导致了a-Si感光层的绝缘破坏。对其原因调查后发现,这是因为磁性粉末在调色剂表面露出的比例减少,从露出的磁性粉末中释放的电荷减少的缘故。
与此相比,使用了八面体状且顶点及棱线均呈曲面状、同时其投影图像的外周部分具有近似直线、其平均粒径为0.01~0.50微米的磁性粉末的实施例1~5的磁性调色剂,无论是在常温常湿试验、低温低湿试验还是在高温高湿试验中,初期和耐久后的图像浓度几乎保持一定,而且没有产生灰雾,此外也没有产生微小黑点,所以可以确认没有因电荷泄漏或充电而引起的a-Si感光层的绝缘层破坏,能够在各种环境下长期形成良好的图像。
另外,对各实施例进行比较就可以发现,从图像浓度的变化等考虑,磁性粉末的平均粒径优选0.05~0.35微米,更优选0.15~0.30微米。
Claims (7)
1.一种磁性调色剂,其是在采用非晶硅感光体和弹性叶片的图像形成方法中使用的磁性调色剂,
所述非晶硅感光体具备了由非晶硅形成的、用于在表面保持静电潜影的感光层,而且所述非晶硅感光体用于将保持在该感光层表面的静电潜影显影成调色剂像后转印在被印刷物的表面上而形成图像,
所述弹性叶片,为了除去形成图像后残留在感光层表面上的调色剂,被压接在该表面上,
其中,在以粘合剂树脂形成的调色剂粒子中,内包有磁性粉末,所述磁性粉末的平均粒径为0.01~0.5微米,而且其粒子形状如下:以作为由8个三角形围成的凸多面体的八面体为基础,所述八面体的各顶点和棱角线为曲面形状,同时其投影像的外周部具有可被视为直线的部分。
2.按照权利要求1所述的磁性调色剂,其中磁性粉末的平均粒径为0.05~0.35微米。
3.按照权利要求1所述的磁性调色剂,其中磁性粉末是由相对于Fe含有0.1~10原子%的从Mn、Zn、Ni、Cu、Al、Ti和Si中选出的至少一种元素的磁铁矿形成的。
4.按照权利要求1所述的磁性调色剂,其中磁性粉末的含量为35~60重量%。
5.按照权利要求1所述的磁性调色剂,其可用于采用感光层膜厚在30微米以下的非晶硅感光体的图像形成方法。
6.一种图像形成方法,其特征在于包括:
在内置有固定磁铁且旋转的显影剂担载体的表面上,形成权利要求1的磁性调色剂的薄层的工序;
使上述显影剂担载体和具备了由非晶硅形成的用于在表面保持静电潜影的感光层的非晶硅感光体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和感光层的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到感光体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序;
将形成的调色剂像转印在被印刷物表面上的工序,和
利用被压接在该表面上的弹性叶片,除去将调色剂像转印在被印刷物表面上之后残留在感光层表面上的磁性调色剂的工序。
7.按照权利要求6所述的图像形成方法,其中作为非晶硅感光体采用感光层的膜厚在30微米以下的感光体。
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