专利名称：静电荷显影用单组分磁性调色剂、成像处理盒及其再生方法
技术领域：
本发明涉及电摄影法中使用的用于静电荷像显影的单组分磁性调色剂。
背景技术：
近年来，静电复印方式中的干式显影方法不仅如以往所述用于复印机，而且已经扩展至打印机、传真机、甚至与复印机的复合机等个人用领域，因此，更加迫切地要求装置本身的小型化、轻量化。另外，随着以数码摄像机或数码相机为代表的个人用图像输入机器市场的迅速扩大，要求图像输出机器进一步高画质化。
而且，从重视环境的观点出发，为了节省电力或实现循环型消费社会，更迫切地要求将装置或墨粉卡盒设计成容易再生的结构。
为了适应上述需求，开始尝试对图像形成方法进行各种改善或开发新技术。
作为目前实用化的各种静电复印方式中的干式显影法，已知有使用调色剂及铁粉等载体的二组份显影方式，和不使用此类载体的单组分显影方式。二组份显影方式是使用最广泛的方式，但是该方式存在以下不足因调色剂粒子附着在载体表面而导致的显影剂劣化，以及由于仅消耗调色剂而使显影剂中调色剂的浓度比例降低，因此难以保持一定的载体与调色剂的混合比例，从而使显影装置大型化。
由于单组分显影方式不使用载体，因此不存在上述缺点，在实现装置小型化等方面是有利的。单组分显影方式分为使用非磁性调色剂的非磁性单组分显影方式，和使用磁性调色剂的磁性单组分显影方式。由于非磁性单组分显影方式在调色剂中不使用磁性体，因此适于进行彩色化。但是，由于非磁性单组分显影方式主要利用由显影剂承载体与显影剂彼此摩擦带电产生的静电力来使显影剂载带在显影剂承载体上，因此在显影剂带电量低时，存在容易在非图像部出现灰雾、或因调色剂飞散导致机器内污染的问题。另一方面，由于磁性单组分显影方式在使用内部设置了磁铁等磁场发生装置的显影剂承载体保持磁性调色剂的同时进行显影，因此虽然不存在上述问题，但是与二组份显影方式相比，仍然存在单组分显影方式中也存在的相同问题，即容易发生显影重影。
为了改善上述问题，进行了各种尝试。例如，特开平1-276174号公报或特开平7-281517号公报中公开了一种在显影剂承载体表面形成由以Mo、O及H为主成分的材料构成的涂膜、或形成含有导电性微粒的特定树脂层的方法。通过使用上述显影剂承载体，确实能够抑制调色剂带电，其结果为能够防止发生显影重影。但是，使用上述构成的显影剂承载体时，由于套筒本身对显影剂的带电赋予能力低，因此特别是在高温高湿环境下放置后进行图像形成的情况下，调色剂带电性降低，导致发生图像浓度低或图像浓度不均的问题。
为了同时解决上述显影重影问题和图像浓度低或图像浓度不均的问题，提出了使用磁性体作为调色剂外添加剂的方法。所述方法通过将具有特定的粒度分布的磁性体(例如，参见特开平11-84714号公报)、具有特定形状的磁性体(例如，参见特开平11-143121号公报)、以及实施了特定处理的磁性体(例如，参见特开平11-174729号公报)作为调色剂的外添加剂使用，解决了上述问题。
通过将上述各种磁性体作为调色剂的外添加剂使用，改善了显影重影和图像浓度低或图像浓度不均的问题。但是，从近年来对装置小型化、高速化、省电化、高画质化及易再生设计的需求方面考虑，还存在下述的各种问题。
对于调色剂粒子中含有磁性体的磁性调色剂而言，另外使用磁性体作为外添加剂时，可以认为外添加的磁性体主要利用库仑力来附着在磁性调色剂表面。通常，在库仑力的作用下，磁性外添加剂稳定地存在于调色剂粒子表面。但是，在显影过程中，该磁性调色剂被保持在内部设置了磁铁等磁场发生装置的显影剂承载体附近或显影剂承载体上时，含有磁性体的调色剂粒子与作为外添加剂的磁性体在显影剂承载体产生的磁场的作用下产生的力的方向不同。如果差异大，则结果导致磁性外添加剂无法在调色剂粒子表面上稳定存在、磁性外添加剂从调色剂粒子表面剥离(游离)等各种问题。
该磁性外添加剂的游离现象成为用于实现装置小型化的显影剂承载体小型化、高速化、以及用于易再生设计或省电化的调色剂设计的较大障碍。即，如果磁性外添加剂的游离(剥离)增多，则其他调色剂粒子或包括显影剂承载体的各种部件与调色剂表面上的树脂成分或蜡成分的接触概率变大，成为调色剂粒子间凝集或调色剂粒子熔结在各种部件上的原因，引起图像白色条纹等图像缺陷。上述现象随着显影剂承载体的小型化、高速化而更加显著。另外，从近年来对更高画质化的要求出发，也开始尝试使调色剂具有更小的粒径或添加高能外添加剂的方法，但是，随着上述调色剂整体中所含粒子的小粒径化或小粒径粒子的高含有率化的发展，上述问题也变得更加显著。另外，也为用于节省电力的低温定影等调色剂的材料设计带来障碍。
而且，游离的磁性外添加剂等小粒径粒子随后在磁力或显影剂承载体与调色剂层厚限制部件的摩擦力等的作用下粘结在内部设置有磁铁等磁场发生装置的显影剂承载体表面上的狭小凹凸部内。因此，有时引起显影时的调色剂带电不良。另外，在将使用后的墨粉卡盒分解进行重复利用方面，也需要更多的步骤。因此，从易再生设计的观点考虑也成为一个障碍。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使将装置小型化、高速化也不发生由调色剂凝集或熔结导致的图像缺陷的静电荷显影用单组分磁性调色剂。
另外，本发明的目的在于提供一种即使将装置小型化、高速化也不发生调色剂导致的图像灰雾、能够维持高画质的静电荷显影用单组分磁性调色剂。
而且，本发明的目的还在于提供一种在墨粉卡盒使用后将其分解、容易将部件等再生的静电荷显影用单组分磁性调色剂。
本发明人等对显影剂的磁性体物性进行了深入研究，结果发现对于外添加磁性微粒的单组分磁性调色剂而言，通过使用调色剂粒子中所含的磁性微粒的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒的最大导磁率(μmB)满足一定关系的单组分磁性调色剂，能够实现上述目的。而且，本发明人等还发现通过使上述单组分磁性调色剂含有一定量的小粒径粒子，能够得到更良好的效果，从而完成了本发明。
即，本发明的静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，其特征为，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)满足下述式(1)的关系。
μmB/μmA≤1.8(1)另外，本发明还提供一种成像处理盒，所述成像处理盒一体地具有从图像承载体、清洁部件、带电部件中选择的至少一种部件与显影装置，可自由拆装地安装在电摄影装置上，其特征为，显影装置具有收容显影剂的收容部、具有内部具有固定磁铁的非磁性套筒且将显影剂载带在非磁性套筒上的显影剂承载体、以及以接触显影剂承载体的方式设置的用来限制显影剂承载体上的显影剂量的限制部件，上述显影剂为静电荷显影用单组分磁性调色剂，所述静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，调色剂粒子中所含的磁性微粒的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒的最大导磁率(μmB)满足上述式(1)的关系。
而且，本发明还提供一种成像处理盒的再生方法，是一体地具有从图像承载体、清洁部件、带电部件中选择的至少一种部件与显影装置、可自由拆装地安装在电摄影装置上的成像处理盒的再生方法，其特征为，显影装置具有收容显影剂的收容部、具有内部具有固定磁铁的非磁性套筒且将显影剂载带在非磁性套筒上的显影剂承载体、以及以接触显影剂承载体的方式设置的用来控制显影剂承载体上的显影剂量的控制部件，所述成像处理盒在显影剂用完或成像处理盒无法发挥所期望的性能时可以被从电摄影装置中取出，并且具有存储或显示该成像处理盒的使用经历信息的装置，该再生方法包括以下步骤根据上述使用经历信息，清扫或更换构成上述成像处理盒的部件或显影装置，或将显影剂补给到显影装置中，由此可以再次安装在电摄影装置内进行使用的再生步骤，进行上述再生时，在存储或显示上述使用经历的装置内存储或显示成像处理盒被更新的使用经历信息的步骤；上述显影剂为静电荷显影用单组分磁性调色剂，所述静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)满足上述式(1)的关系。
图1示出调色剂中所含的粒径为0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的调色剂个数累积测定中使用的粒度计的构成。
图2是图1粒度计的主要部分说明图。
图3示出可以适用本发明的单组分磁性调色剂的图像形成装置的一个实施例的简要构成。
图4示出可以适用本发明的单组分磁性调色剂的成像处理盒的一个实施例的构成。
具体实施例方式
本发明的静电荷显影用单组分磁性调色剂(以下简称为“单组分磁性调色剂”)具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该磁性调色剂粒子中的磁性微粒(B)，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)满足下述式(1)的关系。
μmB/μmA≤1.8(1)在本发明中，作为调色剂粒子中所含的(内添加)磁性微粒(A)及外添加(即与调色剂粒子混合使用)在调色剂粒子中的磁性微粒(B)，可以使用所有公知的磁性材料，例如，铁、钴、镍等金属及其合金；FeSO4、γ-Fe2O3、添加钴的氧化铁等金属氧化物；锰-锌铁素体、Ni-Zn铁素体等各种铁素体；以磁铁矿、赤铁矿等为主成分的粉末，而且，优选使用将上述物质的表面用硅烷偶合剂、钛酸盐偶合剂等表面处理剂进行了处理的物质，或被覆了聚合物的物质等。
从调色剂的运送性、显影性方面考虑，内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)优选为2.0～20.0μH/m，更优选为3.5～6.0μH/m。另外，磁性微粒(A)在79.6kA/m下的磁化强度优选为25～100Am2/kg。
另外，从在粘合树脂中的分散性方面考虑，内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)的个数平均粒径优选为0.05～1μm左右。另外，磁性微粒(A)的混合比例相对于粘合树脂100质量份，优选在40～200质量份的范围内，更优选在45～150质量份的范围内，特别优选在50～120质量份的范围内。
从墨粉卡盒使用后的易再生性等方面考虑，外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)优选为2.0～6.5μH/m，更优选为2.5～6.0μH/m，特别优选为2.5～5.4μH/m。另外，磁性微粒(B)在79.6kA/m下的磁化强度优选为20～80Am2/kg。
另外，外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的个数平均粒径优选为0.05～3μm左右，混合比例相对于调色剂粒子的质量优选在0.1～2.0质量％的范围内。
内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)及外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的个数平均粒径可以通过用数字化仪等测定经透射电子显微镜等放大拍摄的照片来求出。
磁通量密度、磁场与导磁率μ的关系用下式表示。
B＝μ·H在上述式中，B表示磁通量密度，H表示磁场。由此可知，相对于一定的磁场，导磁率越大的物质表现出越高的磁化程度，用磁铁产生磁场时，物质被磁铁强力吸引。
本发明的最大导磁率值可以使用各种测定方法进行测定。
例如，作为在粉体状态下直接测定磁性体的方法，使用震动试样型磁力计(东英工业社制VSM-3)，在支持台上放置规定量的待测磁性粉末，将最大外加磁场设定为796(kA/m)得到B-H曲线，利用该曲线可以得到最大导磁率值。另外，也可以采用以下的测定方法在螺旋管状磁芯上均匀地绕线，施加适当的交流磁场，由此时的电感器变化来求出最大导磁率值。
而且，本发明中使用的磁性微粒(A)及(B)还优选使用如上所述实施了疏水化处理的物质。通过实施疏水化处理，可以提高调色剂本身的湿度特性，也减少了环境变化引起的显影特性变化。
作为对磁性微粒进行疏水化处理的方法，例如，相对于磁性微粒100质量份，用0.01～5质量份比例的钛偶合剂、硅烷偶合剂等进行疏水化处理。作为具体的处理剂，可以举出钛酸四丁酯、钛酸四辛酯、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三(癸基苯磺酰基)钛酸异丙酯及二(焦磷酸二辛酯)羟乙酸钛酸酯等钛偶合剂，γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-乙烯基苄基氨基乙基-N-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、邻甲基苯基三甲氧基硅烷及对甲基苯基三甲氧基硅烷等硅烷偶合剂。疏水化处理通常如下进行在用各种磨搅拌干燥后的磁性粉末的过程中，以充分分散的速度滴加并混合将偶合剂溶于甲苯、苯等能够溶解偶合剂的溶剂中得到的溶液，反应后，蒸发除去溶剂及反应副产物。
在显影剂承载体等磁场中，为了使附着在调色剂粒子上(即外添加在调色剂粒子中)的磁性微粒(B)稳定地存在于调色剂粒子表面，内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)的比值(μmA/μmB)必须为1.8或1.8以下。该比值(μmA/μmB)优选为1.4或1.4以下，特别优选为0.9或0.9以下。
为了使该比值(μmA/μmB)在上述范围内，可以举出在制造调色剂时适当选择调色剂粒子中含有的磁性微粒(A)及外添加的磁性微粒(B)的种类及量的方法。另外，为了使内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)分别为规定的值，可以举出选择磁性材料或对磁性材料实施热处理或在旋转磁场中进行处理等公知的处理方法。
构成本发明的单组分磁性调色剂的调色剂粒子中含有的粘合树脂，例如，可以举出聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯及聚乙烯基甲苯等苯乙烯取代物的均聚物或苯乙烯共聚物等苯乙烯类树脂，聚氯乙烯、酚醛树脂、天然改性酚醛树脂、天然改性马来酸树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚乙酸乙烯酯、硅树脂、聚酯树脂、聚氨酯、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、萜树脂、香豆酮-茚树脂、石油类树脂等。其中，交联的苯乙烯类树脂或聚酯树脂是优选的粘合树脂。
作为苯乙烯共聚物，可以举出苯乙烯-对氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物及苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物等。
作为与苯乙烯单体形成苯乙烯共聚物的共聚单体，可以举出丙烯酸、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-乙基己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯腈、甲基丙烯腈及丙烯酰胺之类具有双键的单羧酸或其取代物；马来酸、马来酸丁酯、马来酸甲酯及马来酸二甲酯之类具有双键的二羧酸及其取代物；氯乙烯、乙酸乙烯酯及苯甲酸乙烯酯之类乙烯基酯；乙烯、丙烯及丁烯之类乙烯类烯烃；乙烯基甲基酮及乙烯基己基酮之类乙烯基酮；以及乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚及乙烯基异丁基醚之类乙烯基醚。这些乙烯基单体可以单独、也可以2种或2种以上组合与苯乙烯单体一同使用。
作为在获得苯乙烯共聚物时可以使用的交联剂，主要可以举出具有2个或2个以上可聚合双键的化合物。例如，可以举出二乙烯基苯及二乙烯基萘之类芳香族二乙烯基化合物；二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯及1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯之类具有2个双键的羧酸酯；二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫醚及二乙烯基砜等二乙烯基化合物；以及具有3个或3个以上乙烯基的化合物。上述交联剂可以单独使用，也可以2种或2种以上混合使用。
聚酯树脂可以经醇与羧酸缩聚得到，作为所使用的醇，可以举出聚乙二醇、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-丁烯二醇等二醇类；1，4-二(羟甲基)环己烷、双酚A、氢化双酚A、聚氧乙烯化双酚A或聚氧丙烯化双酚A等醚化双酚类；将上述物质用碳原子数为3～22的饱和或不饱和烃基取代的二元醇单体；其他的二元醇单体。
另外，作为为了获得聚酯树脂而使用的羧酸，例如，可以举出马来酸、富马酸、中康酸、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、环己烷二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、丙二酸、将上述物质用碳原子数为3～22的饱和或不饱和烃基取代的二元有机酸单体，上述酸的酸酐、低级烷基酯与亚麻酸的二聚物、其他的二元有机酸单体。
为了获得作为粘合树脂使用的聚酯树脂，不仅可以使用仅由上述二官能性单体形成的聚合物，而且也可以使用含有由三官能或三官能以上的多官能性单体形成的成分的聚合物。作为该多官能性单体的三元或三元以上的多元醇单体，例如，可以举出山梨糖醇、1，2，3，6-己四醇、1，4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、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、1，3，5-三羟甲基苯及其他三元或三元以上的多元醇单体。
另外，作为三元或三元以上的多元羧酸单体，例如，可以举出1，2，4-苯三甲酸、1，2，5-苯三甲酸、1，2，4-环己烷三甲酸、2，5，7-萘三甲酸、1，2，4-萘三甲酸、1，2，4-丁烷端三甲酸、1，2，5-己三甲酸、1，3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1，2，7，8-辛烷端四甲酸、Enpol三聚酸(polybutyrenesuccinate co adipate terephthalate)、上述酸的酸酐及其他三元或三元以上的多元羧酸单体。
本发明的单组分磁性调色剂中，优选将带电控制剂配合(内添加)在调色剂粒子内，或与调色剂粒子混合(外添加)使用。利用带电控制剂，能够根据显影体系最适当地控制调色剂的带电量。作为将单组分磁性调色剂控制为负带电性的物质，可以举出下述材料。
例如，有机金属配位化合物或螯合物是有效的，还有单偶氮金属配位化合物、乙酰丙酮金属配位化合物、芳香族羟基羧酸的金属配位化合物、芳香族二羧酸的金属配位化合物。除此之外还有芳香族羟基羧酸、芳香族单羧酸及芳香族多元羧酸或从上述羧酸组中选择的羧酸的金属盐或酯类、芳香族多元羧酸的酸酐、双酚等酚衍生物类。
作为将本发明的单组分磁性调色剂控制为正带电性的物质，有下述材料。可以举出经苯胺黑及脂肪酸金属盐等处理的改性物；1-羟基-4-萘磺酸三丁基苄基铵、四氟硼酸四丁基铵之类季铵盐；及作为其类似物的磷鎓盐之类鎓盐及其色淀颜料；三苯甲烷染料及其色淀颜料(作为色淀化剂，有磷钨酸、磷钼酸、磷钨钼酸、单宁酸、月桂酸、棓氨酸、铁氰化物、亚铁氰化物等)；高级脂肪酸的金属盐；氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、氧化二环己基锡之类氧化二有机基锡；硼酸二丁基锡、硼酸二辛基锡、硼酸二环己基锡之类硼酸二有机基锡。可以单独使用上述化合物，也可以将2种或2种以上的上述化合物组合使用。
上述带电控制剂优选以微粒状使用，此时上述带电控制剂的个数平均粒径优选为2μm或2μm以下，更优选为1μm或1μm以下。将上述带电控制剂内添加在调色剂粒子中时，相对于粘合树脂100质量份，优选为0.1～20质量份，特别优选为0.2～10质量份。
在本发明的单组分磁性调色剂中，优选将蜡配合(内添加)到调色剂粒子内使用。可以举出石蜡、微晶蜡、矿蜡之类石油蜡及其衍生物；褐煤蜡及其衍生物；费-托法合成蜡及其衍生物；以聚乙烯为代表的烯烃蜡及其衍生物；巴西棕榈蜡、小烛树蜡之类天然蜡及其衍生物，衍生物包括氧化物或与乙烯类单体形成的嵌段共聚物、接枝改性物。而且，可以举出高级脂肪醇、硬脂酸、软脂酸之类脂肪酸，或其化合物、酰胺蜡、酯蜡、酮、固化蓖麻油及其衍生物、植物类蜡、动物性蜡，使用上述蜡时能够提高调色剂的耐偏移性。
本发明的单组分磁性调色剂使用蜡时，相对于粘合树脂100质量份，蜡的含量优选在0.5～50质量份的范围内。
另外，本发明的单组分磁性调色剂也可以根据需要混合其他添加物。作为添加物，例如，有氟树脂、硬脂酸锌之类润滑剂或氧化铈、碳化硅等研磨剂、耐结块剂、或例如炭黑、氧化锡等导电性赋予剂、或低分子量聚烯烃等定影辅助剂等。另外，作为本发明的单组分磁性调色剂中作为流动性改进剂使用的无机微粒，可以单独使用氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡及上述微粒的疏水化处理物等公知的任一种无机微粒，或将2种或2种以上的无机微粒混合使用。另外，作为本发明中使用的无机微粒的表面处理剂，可以使用下述任一种处理剂甲基氢化聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等各种硅油；甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、正十八烷基二甲基(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)氯化铵等各种烷基硅烷；三氟甲基乙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷等各种氟烷基硅烷；特别是以乙烯基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶合剂为代表的硅烷类·钛类·铝类·氧化铝-氧化锆类等各金属偶合剂，也可以将2种或2种以上的上述物质混合使用。
作为制造本发明的调色剂粒子的方法，优选如下方法将上述调色剂构成材料用球磨机等混合机充分混合后，使用热辊捏合机、挤出机之类热混炼机充分混炼，冷却固化后，进行机械性粉碎，将粉碎粉末分级，由此获得调色剂粒子。另外，还可以举出以下方法在构成粘合树脂的单体中混合规定材料制成乳化悬浮液后，使其聚合得到调色剂粒子，利用该聚合法制造调色剂的方法；使树脂微粒与规定材料在分散介质中凝集制造调色剂的方法；对于由芯材及壳材构成的所谓微囊调色剂而言，使芯材或壳材或两者均含有规定材料的方法；将构成材料分散在粘合树脂溶液中之后进行喷雾干燥，由此得到调色剂粒子的方法。而且，将本发明中的磁性微粒(B)以及根据需要添加的所希望的添加剂、以及调色剂粒子用亨舍尔混合机之类混合机充分混合，可以制造本发明的磁性单组分调色剂。
本发明的调色剂粒子的重均粒径优选为3.0～12.0μm，特别优选为5.0～9.0μm。
另外，对于本发明的调色剂而言，从实现装置小型化、轻量化、高画质化、使墨粉卡盒的再生容易的观点考虑，本发明调色剂中所含的粒径为0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的调色剂的累积比例在以粒径为0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的粒子为对象进行测定时优选为10～50个数％，更优选为10～40个数％，特别优选为10～30个数％。
调色剂中所含的粒径为0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的调色剂的累积比例使用东亚医用电子社制的流式粒径分析装置(FPIA-1000型)进行测定。
下面说明流式粒径分析装置。首先，本发明使用的测定装置的简图如图1所示。另外，图2是该测定装置的主要部分的说明图。如图1所示，该装置具有以下部分测定中使用的鞘液(sheath fluid)的供给源7和用于暂时储存鞘液、并送出规定量的鞘液室6，与从鞘液室6导入的鞘液一同从图中未示出的供给源导入试样、形成试样流的平板状鞘液池1，设置在平板状鞘液池1的下方的废液室5，夹持平板状鞘液池1的中央部地配置在两侧、间隔一定时间发光的闪光灯2及对物透镜3，和设置在对物透镜3后方的CCD相机4。
测定时，使用将调色剂粒子分散悬浮在表面活性剂水溶液中形成的试样悬浮液，由图中未示出的吸管吸收一定量的悬浮液。吸收的试样悬浮液通过图中未示出的试样过滤器，导入平板鞘液池1。如图2所示，在平板鞘液池1内，鞘液被从鞘液室内导入，利用鞘液形成扁平的试样流。试样悬浮液以被鞘液夹持的形式通过平板鞘液池1的中央部。
如图1所示，用闪光灯2每间隔一定时间发出的光照射通过平板鞘液池1的试样悬浮液，此时，用CCD相机4通过对物透镜3拍摄试样悬浮液中调色剂粒子的静止图像。对由CCD相机拍摄到的粒子像进行图像解析。由此，用粒子像的投影面积和周长计算当量圆直径和圆形度，求出粒度分布或圆形度分布等。
而且，本发明的静电荷显影用单组分磁性调色剂可以装入成像处理盒后使用，所述成像处理盒一体地具有从像承载体、清洁部件、带电部件中选择的至少一个部件和显影装置，可自由拆装地安装在电摄影装置上。特别优选使用具有显影装置的成像处理盒，所述显影装置具有收容显影剂的收容部；具有内部含有固定磁铁的非磁性套筒且将显影剂承载在非磁性套筒上的显影剂承载体；以及以接触上述显影剂承载体的方式设置的用于限制显影剂承载体上的显影剂量的限制部件。
通过在上述构成的成像处理盒内使用本发明的单组分静电荷显影用磁性调色剂，使作为外添加剂的磁性体难以从调色剂粒子表面游离，因此具有在显影剂承载体上的附着量少、能够抑制图像白色条纹或灰雾发生的效果，除此之外，还能够容易地对成像处理盒使用后的部件进行再生，显著地实现增加再生次数的效果，是优选的方案。
作为本发明的成像处理盒中使用的图像承载体，优选使用具有非晶硅感光层或有机类感光层的感光体，特别优选具有有机类感光层的感光体。作为有机感光层，可以为感光层在同一层内含有电荷发生物质及具有电荷传递性能的物质的单一层型，或者也可以为包含电荷传递层与电荷发生层的功能分离型感光层。优选例之一为导电性基体上按照电荷发生层、电荷传递层的顺序叠层而构成的叠层型感光层。
作为清洁部件，可以使用刮刀、毛刷等，从清洁性方面考虑，特别优选使用将聚氨酯或硅橡胶作为材质成形为刮刀形状而得到的部件。
作为带电部件，有使用电晕带电器的非接触式，和使用导电辊、导电刷、导电薄片等的接触式，可以使用任一种方式的部件。由于接触式不需要高压，能够有效率地均匀带电，简便、且臭氧发生率低，因此是优选的构成，特别优选使用采用带电辊的接触式部件。
作为使用带电辊作为带电部件时的优选处理条件，带电辊与图像承载体的接触压为4.9～490N/m(5～500g/cm)，使用在直流电压上重叠交流电压得到的电压时，优选为交流电压＝0.5～5kVpp，交流频率＝50Hz～5kHz，直流电压＝±0.2～±1.5kV；使用直流电压时，优选为直流电压＝±0.2～±5kV。
显影装置具有收容显影剂的收容部，由内部具有固定磁铁的非磁性套筒构成的显影剂承载体，以与上述显影剂承载体接触的方式设置的限制非磁性套筒上承载的显影剂量的限制部件。
显影套筒上载带的显影剂的量在旋转时由以接触显影套筒方式设置的限制部件限制。由此，使显影剂以具有一定厚度的层的形式载带在上述显影套筒上。从稳定对显影剂的限制、使磁性调色剂具有优选的层厚方面考虑，限制显影剂层厚的限制部件与上述显影剂承载体(显影套筒)的接触压力优选为线压5～50g/cm。限制上述显影剂层厚的限制部件的接触压力不足线压5g/cm时，控制上述显影剂的力减弱，成为灰雾或显影剂由显影套筒漏出的原因。线压超过50g/cm时，限制部件对显影剂的损害增大，容易成为显影剂劣化或显影剂熔结在上述显影剂承载体及限制上述显影剂层厚的限制部件上的原因。
作为限制显影剂层厚的限制部件的材质，可以使用由聚氨酯橡胶、硅橡胶等具有橡胶弹性的材料，或磷青铜或不锈钢等具有金属弹性的材料构成的弹性板等。其中，特别优选使用能够均匀地限制显影剂层厚、减弱对显影剂的负荷、对显影剂承载体磨削等具有有利效果的聚氨酯橡胶或硅橡胶。
作为显影剂承载体中使用的载带显影剂的非磁性套筒，优选使用由喷砂设备等使铝、不锈钢等金属圆筒的外侧表面变粗糙的部件，或在上述圆筒的外侧表面具有由分散了炭黑、石墨等导电性粒子的树脂形成的表面层的部件。作为用于形成上述表面层的树脂，可以使用酚醛树脂、苯乙烯类树脂、聚酰胺树脂等。特别优选酚醛树脂。
对于成像处理盒而言，可以在像承载体、带电部件、显影装置及清洁部件等各构成部件内设置存储或显示上述各部件或成像处理盒本身的使用经历信息的装置。另外，也可以在上述成像处理盒自身内设置存储装置或显示成像处理盒或成像处理盒内安装的各部件的使用经历信息的装置。在上述情况下，再生成像处理盒时，可以根据上述存储或显示的使用经历信息，进行预先设定的部件交换或清扫。由此可以减轻或省略再生时对各部件的检查等操作。
使用经历信息的存储或显示方法例如有下述具体例。可以举出根据使用次数粘贴表示次数的数字的贴纸；粘贴对应于使用次数的颜色的标记；通过刻印等方式直接写入使用次数；在成像处理盒上搭载存储器，在该存储器内写入对应于使用次数的信息；使成像处理盒可以识别，对应于识别信息事先存储各部件的经历信息等。
静电荷显影用单组分显影剂用完或成像处理盒无法发挥所希望的性能时，将成像处理盒从电摄影装置中取出。根据使用经历信息，清扫或更换构成成像处理盒的部件，或将静电荷显影用单组分磁性调色剂补给入显影装置中，从而将取出的成像处理盒再生。进行再生时，采用规定的方法更新使用经历信息，使更新后的使用经历信息能够有助于成像处理盒的下一次再生。
实施例下面用实施例具体说明本发明，但是本发明并不限定于此。需要说明的是实施例中的份数全部表示质量份。
(实施例1)预先将作为粘合树脂的苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(苯乙烯与丙烯酸丁酯的摩尔比＝80/20，Mn＝7200，Mw＝280000)100份、磁性氧化铁(Fe2O3，平均粒径0.25μm，最大导磁率为2.0μH/m)90份、作为负带电控制剂的单偶氮铁配位化合物(T-77，保土谷化学工业(株)制)3份、费-托合成蜡(熔点＝107℃，Mn＝550，Mw＝910)2份及醇蜡(Unilin 700(东洋PETROLITE社制))2份均匀混合，将混合物用加热至130℃的双螺杆挤出机熔融混炼。将得到的混炼物冷却，用锤磨机进行粗粉碎，将粗粉碎物用喷射磨进行微粉碎，将得到的微粉碎物用风力分级机进行分级，得到黑色调色剂粒子(重均粒径6.8μm)。在得到的黑色调色剂粒子100份中添加经硅油处理的磁性氧化铁(平均粒径0.30μm，最大导磁率为3.6μH/m)0.5份与具有疏水性的二氧化硅微粉(经六甲基二硅氮烷疏水化处理，BET比表面积＝200m2/g)1.2份，用亨舍尔混合机、以1500rpm的转速搅拌·混合2分钟后，用150目(孔径为100μm)的筛除去粗粒，得到单组分磁性调色剂1。调色剂1中粒径0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的调色剂的累积比例为19个数％。
(实施例2～25)将实施例1中内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)及外添加的磁性微粒(B)替换为表1所示的磁性氧化铁，除此之外，采用与上述实施例1同样的方法，得到单组分磁性调色剂2～25。需要说明的是实施例13中使用的磁性微粒(A)z在79.6kA/m下的磁化强度为69Am2/kg，磁性微粒(B)在79.6kA/m下的磁化强度为35Am2/kg。
(比较例1及2)将实施例1中内添加在调色剂粒子中的磁性微粒(A)及外添加的磁性微粒(B)替换为表1所示的磁性氧化铁，除此之外，采用与上述实施例1同样的方法，得到单组分磁性调色剂26及27。
各调色剂中使用的内添加磁性微粒(A)及外添加磁性微粒(B)的最大导磁率、两者的最大导磁率之比(μmB/μmA)如表1所示。
表1
(评价)使用安装了图4所示的成像处理盒16的图3所示的图像形成装置，将实施例1～25及比较例1～2中制造的单组分磁性调色剂1～27放置在该装置的成像处理盒内，根据如下的图像评价方法进行评价。评价结果如表2～5所示。
本实施例中使用的成像处理盒及图像形成装置在作为图像承载体的感光体1的周围依次配置一次带电装置2、曝光光学系统3、显影装置4、转印装置9及清洁部件11。此处，一次带电装置使用接触感光体表面的接触带电辊，在该带电辊上施加直流电压-625V、交流电压峰间电压1.8kV、频率370Hz的带电电压，将感光体一次带电。
曝光光学系统3将对应于应形成的图像控制为ON/OFF的激光照射在一次带电后的感光体1上，由此形成静电潜像。
显影装置4具有如下部分与感光体1的表面对向且具有与感光体1的旋转轴平行的旋转轴的辊状调色剂承载体5，在该调色剂承载体5附近有开口部、收容单组分磁性调色剂13(作为收容部的)的调色剂容器15，为了搅拌该调色剂容器15内的单组分磁性调色剂并将其运送至调色剂承载体5而在调色剂容器15内设置的调色剂搅拌装置7(图4中省略)，用于限制被调色剂搅拌装置7运送并载带在调色剂承载体5表面上的调色剂量使其具有均匀厚度的调色剂层厚限制部件6，及对显影剂承载体5施加显影偏压的显影偏压电源8。显影剂承载体5的外径为10mm，显影时的角速度为21.0rad/sec。利用该显影装置4、由单组分磁性调色剂将利用曝光光学系统3在感光体1上形成的静电潜像显影，作为调色剂像被可视化。
感光体1上的调色剂像在由转印电流发生装置10施加了转印偏压的转印装置9的作用下转印至运送到该感光体1与转印装置9的接触部(压接部)的纸等转印材料P上，由定影装置12定影，得到定影图像。另一方面，调色剂像转印至转印材料P上后，利用清洁部件11除去残留在感光体1表面上的调色剂(转印残留调色剂)，除去的转印残留调色剂蓄积在废调色剂容器14内。
另外，该图像形成装置在装置本体上可拆卸地安装如图4所示成一体地具有感光体1、一次带电装置2、显影装置4、清洁部件11及废调色剂容器14的成像处理盒16。
下面，说明使用上述各磁性调色剂进行的评价。
(1)耐久性评价i)图像白色条纹将图像面积比例约为3％的图像在高温·高湿环境(33.0℃，95％RH(相对湿度))下打印输出5000张。该过程中在打印初期(第10张)及每1000张输出一张半色调图像(副扫描方向1点·2间隔)，按下述评价基准评价得到的图像在各耐久张数时的白色条纹水平。评价结果如表2所示。
A完全没有发生白色条纹C虽然发生白色条纹，但是不能用肉眼明确地确认E可以用肉眼明确地确认发生多条白色条纹B为A与C的中间水平，D为C与E的中间水平。
ii)图像灰雾使用图像白色条纹的评价图像，基于下述基准进行灰雾评价。评价结果如表3所示。
A完全没有发生灰雾C能够容易地确认灰雾E全面地确认灰雾B为A与C的中间水平，D为C与E的中间水平。
(2)再生容易性的评价上述(1)的耐久性评价结束后，分解成像处理盒，取出附着调色剂的调色剂承载体，用空气枪(airgun)喷吹30秒钟空气，除去调色剂承载体上附着的调色剂。用肉眼确认调色剂承载体上未附着调色剂后，使用该调色剂承载体与其他的新成像处理盒构成部件，再次组装成成像处理盒。
将该成像处理盒再次安装在上述图像形成装置内，与上述耐久性评价同样地进行图像白色条纹与图像灰雾的评价。评价结果如表4及表5所示。
表2、图像白色条纹的评价结果
图3、图像灰雾的评价结果
图4、调色剂承载体再生后的图像白色条纹评价结果
图5、调色剂承载体再生后的图像灰雾评价结果
如上所述，本发明的磁性单组分显影剂由于调色剂粒子中含有的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)具有一定的关系，因此作为外添加剂的磁性微粒(B)对调色剂粒子表面具有较高的附着稳定性，难以发生游离，因此即使在图像形成装置小型化、高速化的情况下，也能够具有高画质及高图像耐久性。
另外，本发明的磁性单组分显影剂由于作为外添加剂的磁性微粒(B)难以从调色剂粒子表面游离，因此相对于显影承载体的附着量小，可以能使成像处理盒使用后的部件的再生变得容易。
权利要求
1.一种静电荷显影用单组分磁性调色剂，所述静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，其特征为，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)满足下述式(1)的关系，μmB/μmA≤1.8 (1)。
2.如权利要求1所述的静电荷显影用单组分磁性调色剂，其特征为，粒径为0.6μm或0.6μm以上、4μm或4μm以下的调色剂的累积比例为10～50个数％。
3.一种成像处理盒，所述成像处理盒一体地具有从像承载体、清洁部件、带电部件中选择的至少一种部件与显影装置，可自由拆装地安装在电摄影装置上，其特征为，显影装置具有收容显影剂的收容部，具有内部具有固定磁铁的非磁性套筒且将显影剂载带在非磁性套筒上的显影剂承载体，以及以接触显影剂承载体的方式设置的用于限制显影剂承载体上的显影剂量的限制部件，所述显影剂为静电荷显影用单组分磁性调色剂，所述静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，其特征为，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)满足下述式(1)的关系，μmB/μmA≤1.8 (1)。
4.一种成像处理盒的再生方法，是一体地具有从像承载体、清洁部件、带电部件中选择的至少一种部件与显影装置、可自由拆装地安装在电摄影装置上的成像处理盒的再生方法，其特征为，显影装置具有收容显影剂的收容部，具有内部具有固定磁铁的非磁性套筒且将显影剂载带在非磁性套筒上的显影剂承载体，以及以接触显影剂承载体的方式设置的用于限制显影剂承载体上的显影剂量的限制部件，所述成像处理盒在显影剂用完或成像处理盒无法发挥所期望的性能时可以被从电摄影装置中取出，并且具有存储或显示该成像处理盒的使用经历信息的装置，所述再生方法包括如下步骤根据所述使用经历信息，清扫或更换构成所述成像处理盒的部件或显影装置，或将显影剂补给入显影装置，由此可以再次安装在电摄影装置内进行使用的再生步骤，进行所述再生时，将成像处理盒被更新的使用经历信息存储或显示在所述存储或显示使用经历的装置内的步骤；所述显影剂为静电荷显影用单组分磁性调色剂，所述静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，其特征为，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μmA)与外添加在调色剂粒子中的磁性微粒(B)的最大导磁率(μmB)满足下述式(1)的关系，μmB/μmA≤1.8 (1)。
全文摘要
本发明涉及一种静电荷显影用单组分磁性调色剂、成像处理盒及其再生方法，所述静电荷显影用单组分磁性调色剂即使在装置小型化、高速化的情况下也不发生由调色剂凝集或熔结所引起的图像缺陷，另外能够容易地将成像处理盒再生。本发明的静电荷显影用单组分磁性调色剂具有至少含有磁性微粒(A)与粘合树脂的调色剂粒子和外添加在该调色剂粒子中的磁性微粒(B)，调色剂粒子中所含的磁性微粒(A)的最大导磁率(μm
文档编号G03G9/083GK1577124SQ20041007093
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月16日 优先权日2003年7月16日
发明者加藤一宪, 会田修一 申请人:佳能株式会社