静电荷像显影用色粉、静电荷像显影剂、色粉盒、处理盒、图像形成装置及图像形成方法与流程

文档序号:22399752发布日期:2020-09-29 18:11阅读:238来源:国知局
静电荷像显影用色粉、静电荷像显影剂、色粉盒、处理盒、图像形成装置及图像形成方法与流程

本发明涉及一种静电荷像显影用色粉(electrostatic-imagedevelopingtoner)、静电荷像显影剂、色粉盒、处理盒、图像形成装置及图像形成方法。



背景技术:

在专利文献1中公开一种静电荷像显影用色粉,外添加有利用环状硅氧烷进行表面处理且碳含有率为5%以上且10%以下的二氧化硅粒子。

在专利文献2中公开一种电子照相用色粉,外添加有利用硅酮油进行了表面处理的无机物质粒子。

在专利文献3中公开一种色粉,含有利用钛酸酯系偶合剂进行了处理的二氧化硅。



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

本公开的课题在于提供如下的静电荷像显影用色粉:与分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量超过5ppm的静电荷像显影用色粉、或者代替分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷而包含分子量未满200或分子量超过600的低分子量硅氧烷的静电荷像显影用色粉相比,通过显影器内的搅拌而迅速达到所期待的带电量。

[解决问题的技术手段]

一种静电荷像显影用色粉,包含:色粉粒子;无机粒子,外添加至所述色粉粒子;以及低分子量硅氧烷,仅由硅氧烷键与烷基构成且分子量为200以上且600以下,所述低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量以质量基准计为0.01ppm以上且5ppm以下。

[发明的效果]

根据本发明,可提供如下的静电荷像显影用色粉:与分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量超过5ppm的静电荷像显影用色粉、或者代替分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷而包含分子量未满200或分子量超过600的低分子量硅氧烷的静电荷像显影用色粉相比,通过显影器内的搅拌而迅速达到所期待的带电量。

附图说明

图1是表示本实施方式的图像形成装置的一例的概略构成图。

图2是表示可拆卸地安装于本实施方式的图像形成装置中的处理盒的一例的概略构成图。

符号的说明

1y、1m、1c、1k、107:感光体(像保持体的一例)

2y、2m、2c、2k、108:带电辊(带电部件的一例)

3、109:曝光装置(静电荷像形成部件的一例)

3y、3m、3c、3k:激光光线

4y、4m、4c、4k、111:显影装置(显影部件的一例)

5y、5m、5c、5k:一次转印辊(一次转印部件的一例)

6y、6m、6c、6k、113:感光体清洁装置(清洁部件的一例)

8y、8m、8c、8k:色粉盒

10y、10m、10c、10k:图像形成单元

20:中间转印带(中间转印体的一例)

22:驱动辊

24:支撑辊

26:二次转印辊(二次转印部件的一例)

28、115:定影装置(定影部件的一例)

30:中间转印体清洁装置

p、300:记录纸(记录介质的一例)

112:转印装置(转印部件的一例)

116:安装导轨

117:框体

118:用以曝光的开口部

200:处理盒

具体实施方式

以下,对本公开的实施方式进行说明。这些说明及实施例对实施方式进行例示,并非对实施方式的范围进行限制。

本公开中,使用“~”表示的数值范围表示包含“~”前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。

本公开中阶段性地记载的数值范围中,一个数值范围中所记载的上限值或下限值也可置换为其他阶段记载的数值范围的上限值或下限值。另外,本公开中所记载的数值范围中,所述数值范围的上限值或下限值也可置换为实施例中所示的值。

本公开中,“步骤”这一用语不仅包含独立的步骤,而且即便在无法与其他步骤明确区分的情况下,只要达成所述步骤的所期望的目的,则也包含于本用语中。

本公开中参照附图对实施方式进行说明的情况下,所述实施方式的构成并不限定于附图中所示的构成。另外,各图中的构件的大小是概念上的大小,构件间的大小的相对关系并不限定于此。

本公开中,也可包含多种与各成分相符的物质。在本公开中提及组合物中的各成分的量的情况下,当组合物中存在多种与各成分相符的物质时,只要无特别说明,则是指组合物中存在的所述多种物质的合计量。

本公开中,也可包含多种与各成分相符的粒子。在组合物中存在多种与各成分相符的粒子的情况下,只要无特别说明,则各成分的粒径是指组合物中存在的所述多种粒子的混合物的值。

本公开中,也将“静电荷像显影用色粉”简称为“色粉”,也将“静电荷像显影剂”简称为“显影剂”。

<静电荷像显影用色粉>

本实施方式的色粉包含:色粉粒子;无机粒子,外添加至所述色粉粒子;以及低分子量硅氧烷,仅由硅氧烷键与烷基构成且分子量为200以上且600以下,所述低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量以质量基准计为0.01ppm以上且5ppm以下。ppm为百万分率(partspermillion)的简称。

本公开中,只要无特别说明,则所谓硅氧烷是指仅由硅氧烷键与烷基构成的硅氧烷。本公开中,分子量未满1000的硅氧烷进入低分子量硅氧烷的范围,分子量1000以上的硅氧烷进入硅酮油的范围。

本实施方式的色粉通过显影器内的搅拌而迅速达到所期待的带电量。因而,根据本实施方式的色粉,在运转不久可抑制雾化的产生。本公开中,所谓“雾化”是指色粉附着在像保持体的无静电荷像的部分而在记录介质上出现不期望的图像的现象。

关于本实施方式的色粉,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一部分或全部附着于作为外添加剂的无机粒子的表面,推测通过使附着于无机粒子表面的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力,色粉通过显影器内的搅拌而迅速达到所期待的带电量。

若分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量相对于色粉的质量而未满0.01ppm,则难以获得所述低分子量硅氧烷带来的所述效果。

若分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量相对于色粉的质量而超过5ppm,则色粉的介电常数相对变低,推测通过显影器内的搅拌难以达到所期待的带电量。

因而,推测通过分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量相对于色粉的质量而为0.01ppm以上且5ppm以下的虽微量但适度的范围,色粉通过显影器内的搅拌而迅速达到所期待的带电量。

关于本实施方式的色粉,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一部分或全部附着于作为外添加剂的无机粒子的表面。

代替分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷而在无机粒子表面附着有分子量未满200的低分子量硅氧烷的色粉由于所述低分子量硅氧烷的运动粘度相对低,故推测缺乏提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力的作用,与本实施方式的色粉相比,通过显影器内的搅拌难以达到所期待的带电量。

代替分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷而在无机粒子表面附着有分子量超过600的低分子量硅氧烷的色粉由于所述低分子量硅氧烷的导电性相对低,故推测色粉的介电常数相对变低,与本实施方式的色粉相比,通过显影器内的搅拌难以达到所期待的带电量。

只要为不妨碍本实施方式的色粉的效果的范围,则本实施方式的色粉也可包含选自分子量未满200的低分子量硅氧烷、分子量超过600且未满1000的低分子量硅氧烷及分子量为1000以上的硅酮油中的至少一种。

以下,对本实施方式的色粉的详情进行说明。

[色粉粒子]

色粉粒子例如包含粘结树脂、视需要的着色剂、脱模剂、以及其他添加剂而构成。

-粘结树脂-

作为粘结树脂,例如可列举包含苯乙烯类(例如苯乙烯、对氯苯乙烯、α-甲基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸酯类(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等)、乙烯性不饱和腈类(例如丙烯腈、甲基丙烯腈等)、乙烯基醚类(例如乙烯基甲醚、乙烯基异丁醚等)、乙烯基酮类(例如乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基异丙烯基酮等)、烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁二烯等)等单体的均聚物、或者将这些单体的两种以上组合而成的共聚物的乙烯基系树脂。

作为粘结树脂,例如也可列举:环氧树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素树脂、聚醚树脂、改性松香等非乙烯基系树脂、这些与所述乙烯基系树脂的混合物、或者在这些的共存下使乙烯基系单体进行聚合而获得的接枝聚合体等。

这些粘结树脂可单独使用一种,也可并用两种以上。

作为粘结树脂,优选为聚酯树脂。

作为聚酯树脂,例如可列举公知的非晶性聚酯树脂。聚酯树脂也可一同并用非晶性聚酯树脂与结晶性聚酯树脂。其中,结晶性聚酯树脂可以相对于所有粘结树脂而含量为2质量%以上且40质量%以下(优选为2质量%以上且20质量%以下)的范围使用。

所谓树脂的“结晶性”是指在示差扫描量热测定(differentialscanningcalorimetry,dsc)中具有明确的吸热峰值而非阶段状的吸热量变化,具体而言,是指以升温速度10(℃/min)进行测定时的吸热峰值的半宽度为10℃以内。

另一方面,所谓树脂的“非晶性”是指半宽度超过10℃、显示出阶段状的吸热量变化、或未确认到明确的吸热峰值。

·非晶性聚酯树脂

作为非晶性聚酯树脂,例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚体。作为非晶性聚酯树脂,既可使用市售品,也可使用合成的树脂。

作为多元羧酸,例如可列举:脂肪族二羧酸(例如草酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、丁二酸、烯基丁二酸、己二酸、癸二酸等)、脂环式二羧酸(例如环己烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。这些中,作为多元羧酸,例如优选为芳香族二羧酸。

多元羧酸也可与二羧酸一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价以上的羧酸,例如可列举:偏苯三酸、均苯四甲酸、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯等。

多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。

作为多元醇,例如可列举:脂肪族二醇(例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇等)、脂环式二醇(例如环己二醇、环己二甲醇、氢化双酚a等)、芳香族二醇(例如双酚a的环氧乙烷加成物、双酚a的环氧丙烷加成物等)。这些中,作为多元醇,例如优选为芳香族二醇、脂环式二醇,更优选为芳香族二醇。

作为多元醇,也可与二醇一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的多元醇。作为三价以上的多元醇,例如可列举:甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇。

多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。

非晶性聚酯树脂的玻璃化转变温度(tg)优选为50℃以上且80℃以下,更优选为50℃以上且65℃以下。

玻璃化转变温度是根据通过示差扫描量热测定(dsc)而获得的dsc曲线来求出,更具体而言,根据日本工业标准(japaneseindustrialstandards,jis)k7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的玻璃化转变温度的求出方法中记载的“外插玻璃化转变引发温度”来求出。

非晶性聚酯树脂的重量平均分子量(mw)优选为5000以上且1000000以下,更优选为7000以上且500000以下。

非晶性聚酯树脂的数量平均分子量(mn)优选为2000以上且100000以下。

非晶性聚酯树脂的分子量分布mw/mn优选为1.5以上且100以下,更优选为2以上且60以下。

重量平均分子量及数量平均分子量是利用凝胶渗透色谱法(gelpermeationchromatography,gpc)来测定。利用gpc的分子量测定是使用东曹制造的gpc·hlc-8120gpc作为测定装置,并使用东曹制造的管柱·tskgelsuperhm-m(15cm),在thf溶媒下进行。重量平均分子量及数量平均分子量是根据所述测定结果并使用由单分散聚苯乙烯标准试样制成的分子量校准曲线来算出。

非晶性聚酯树脂可利用公知的制造方法来获得。具体而言,例如可利用如下的方法来获得:将聚合温度设为180℃以上且230℃以下,视需要将反应系统内减压,去除缩合时产生的水或醇并且进行反应。

在原料的单体在反应温度下不溶解或不相容的情况下,也可加入高沸点的溶剂作为溶解辅助剂来使其溶解。所述情况下,馏去溶解辅助剂并且进行缩聚反应。在共聚反应中存在相容性差的单体的情况下,可预先使相容性差的单体与和所述单体待缩聚的酸或醇进行缩合后与主成分进行缩聚。

·结晶性聚酯树脂

作为结晶性聚酯树脂,例如可列举多元羧酸与多元醇的缩聚体。作为结晶性聚酯树脂,既可使用市售品,也可使用合成的树脂。

此处,为了容易形成结晶结构,结晶性聚酯树脂优选为较具有芳香环的聚合性单体而言使用直链状脂肪族的聚合性单体的缩聚体。

作为多元羧酸,例如可列举:脂肪族二羧酸(例如草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,9-壬烷二羧酸、1,10-癸烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸、1,14-十四烷二羧酸、1,18-十八烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸等二元酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。

多元羧酸也可与二羧酸一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的羧酸。作为三价以上的羧酸,例如可列举:芳香族羧酸(例如1,2,3-苯三羧酸、1,2,4-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸等)、这些的酐、或这些的低级(例如碳数1以上且5以下)烷基酯。

作为多元羧酸,也可与这些二羧酸一同并用具有磺酸基的二羧酸、具有乙烯性双键的二羧酸。

多元羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。

作为多元醇,例如可列举脂肪族二醇(例如主链部分的碳数为7以上且20以下的直链型脂肪族二醇)。作为脂肪族二醇,例如可列举:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,14-二十烷癸二醇(1,14-eicosanedecanediol)等。这些中,作为脂肪族二醇,优选为1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇。

多元醇也可与二醇一同并用取得交联结构或分支结构的三价以上的醇。作为三价以上的醇,例如可列举:甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。

多元醇可单独使用一种,也可并用两种以上。

此处,多元醇以使脂肪族二醇的含量为80摩尔%以上为宜,优选为90摩尔%以上。

结晶性聚酯树脂的熔解温度优选为50℃以上且100℃以下,更优选为55℃以上且90℃以下,进而优选为60℃以上且85℃以下。

熔解温度是根据通过示差扫描量热测定(dsc)而获得的dsc曲线,根据jisk7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出。

结晶性聚酯树脂的重量平均分子量(mw)优选为6,000以上且35,000以下。

结晶性聚酯树脂例如与非晶性聚酯树脂同样地,通过公知的制造方法而获得。

相对于色粉粒子整体,粘结树脂的含量优选为40质量%以上且95质量%以下,更优选为50质量%以上且90质量%以下,进而优选为60质量%以上且85质量%以下。

-着色剂-

作为着色剂,例如可列举:碳黑、铬黄、汉撒黄、联苯胺黄、士林黄、喹啉黄、颜料黄、永久橙gtr、吡唑啉酮橙、伍尔坎橙(vulcanorange)、沃丘格红(watchungred)、永久红、亮胭脂红3b、亮胭脂红6b、杜邦油红、吡唑啉酮红、立索尔红、罗丹明b色淀、色淀红c、颜料红、玫瑰红(rosebengal)、苯胺蓝、群青蓝(ultramarineblue)、卡尔科油蓝(calcooilblue)、氯化亚甲蓝、酞菁蓝、颜料蓝、酞菁绿、孔雀石绿草酸盐等颜料;吖啶系、呫吨系、偶氮系、苯醌系、吖嗪系、蒽醌系、硫靛蓝(thioindigo)系、二噁嗪系、噻嗪系、偶氮甲碱系、靛蓝(indigo)系、酞菁系、苯胺黑系、聚次甲基系、三苯基甲烷系、二苯基甲烷系、噻唑系等染料。

着色剂可单独使用一种,也可并用两种以上。

着色剂视需要可使用经表面处理的着色剂,也可与分散剂并用。另外,着色剂也可并用多种。

相对于色粉粒子整体,着色剂的含量优选为1质量%以上且30质量%以下,更优选为3质量%以上且15质量%以下。

-脱模剂-

作为脱模剂,例如可列举:烃系蜡;巴西棕榈蜡、米蜡、小烛树蜡等天然蜡;褐煤蜡等合成或矿物·石油系蜡;脂肪酸酯、褐煤酸酯等酯系蜡等。脱模剂并不限定于此。

脱模剂的熔解温度优选为50℃以上且110℃以下,更优选为60℃以上且100℃以下。熔解温度是根据通过示差扫描量热测定(dsc)而获得的dsc曲线,根据jisk7121:1987“塑料的转变温度测定方法”的熔解温度的求出方法中记载的“熔解峰值温度”来求出。

相对于色粉粒子整体,脱模剂的含量优选为1质量%以上且20质量%以下,更优选为5质量%以上且15质量%以下。

-其他添加剂-

作为其他添加剂,例如可列举:磁性体、电荷控制剂、无机粉体等公知的添加剂。这些添加剂作为内添加剂而包含于色粉粒子中。

-色粉粒子的特性等-

色粉粒子也可为单层结构的色粉粒子,也可为包括芯部(核(core)粒子)与包覆芯部的包覆层(壳层)的所谓的核·壳结构的色粉粒子。核·壳结构的色粉粒子例如可包括包含粘结树脂与视需要的着色剂及脱模剂等其他添加剂而构成的芯部、以及包含粘结树脂而构成的包覆层。

色粉粒子的体积平均粒径(d50v)优选为2μm以上且10μm以下,更优选为4μm以上且8μm以下。

色粉粒子的各种平均粒径及各种粒度分布指标是使用库尔特粒度计数仪(coultermultisizer)ii(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)且电解液是使用伊索通(isoton)-ii(贝克曼库尔特(beckman-coulter)公司制造)来进行测定。

测定时,作为分散剂,向表面活性剂(优选为烷基苯磺酸钠)的5质量%水溶液2ml中加入0.5mg以上且50mg以下的测定试样。将其添加至100ml以上且150ml以下的电解液中。

悬浮有试样的电解液是利用超声波分散器进行1分钟分散处理,利用库尔特粒度计数仪ii并使用孔径100μm的孔,来测定2μm以上且60μm以下的范围的粒径的粒子的粒度分布。取样的粒子数为50000个。

针对以所测定的粒度分布为基础进行分割而得的粒度范围(通道),对体积、数量分别自小径侧起描绘累计分布,将累计达到16%的粒径定义为体积粒径d16v、数量粒径d16p,将累计达到50%的粒径定义为体积平均粒径d50v、累计数量平均粒径d50p,将累计达到84%的粒径定义为体积粒径d84v、数量粒径d84p。

使用这些,体积粒度分布指标(gsdv)被算出为(d84v/d16v)1/2,数量粒度分布指标(gsdp)被算出为(d84p/d16p)1/2

色粉粒子的平均圆形度优选为0.94以上且1.00以下,更优选为0.95以上且0.98以下。

色粉粒子的平均圆形度是通过(圆相当周长)/(周长)[(具有与粒子像相同的投影面积的圆的周长)/(粒子投影像的周长)]而求出。具体而言,为利用以下的方法所测定的值。

首先,利用如下的流动式粒子像分析装置(希森美康(sysmex)公司制造的fpia-3000)而求出:对作为测定对象的色粉粒子进行抽吸提取,使其形成扁平的流动,并使其短暂地频闪(strobo)发光,由此以静止图像的形式导入粒子像,并对所述粒子像进行图像分析。然后,将求出平均圆形度时的取样数设为3500个。

在色粉具有外添加剂的情况下,在将作为测定对象的色粉(显影剂)分散至包含表面活性剂的水中后,进行超声波处理而获得除去了外添加剂的色粉粒子。

[外添加剂]

本实施方式的色粉包含无机粒子作为外添加剂。作为所述无机粒子,可列举:sio2、tio2、al2o3、cuo、zno、sno2、ceo2、fe2o3、mgo、bao、cao、k2o、na2o、zro2、cao·sio2、k2o·(tio2)n、al2o3·2sio2、caco3、mgco3、baso4、mgso4等。

作为外添加剂的无机粒子的表面可实施疏水化处理。疏水化处理例如是将无机粒子浸渍于疏水化处理剂中等进行。疏水化处理剂并无特别限制,例如可列举:硅烷系偶合剂、硅酮油、钛酸酯系偶合剂、铝系偶合剂等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。

相对于无机粒子100质量份,疏水化处理剂的量优选为1质量份以上且10质量份以下。

关于本实施方式,优选为在外添加的无机粒子的一部分或全部附着有分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷。

在无机粒子为实施了疏水化表面处理的疏水性无机粒子的情况下,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷优选为附着于经疏水化处理后的无机粒子的表面。

本实施方式的色粉也可包含无机粒子以外的粒子作为外添加剂。作为无机粒子以外的外添加剂,可列举:树脂粒子(聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、三聚氰胺树脂等的树脂粒子)、清洁活化剂(例如,硬脂酸锌所代表的高级脂肪酸的金属盐、氟系高分子量体的粒子)等。

相对于色粉粒子,外添加剂的外添加量优选为0.01质量%以上且5质量%以下,更优选为0.01质量%以上且2.0质量%以下。

[溶胶-凝胶二氧化硅粒子]

作为外添加剂,优选为溶胶-凝胶二氧化硅粒子。通过溶胶-凝胶二氧化硅粒子适度地包含水,外添加有溶胶-凝胶二氧化硅粒子的色粉通过显影器内的搅拌而容易达到所期待的带电量。

溶胶-凝胶二氧化硅粒子所含有的水的量可利用加热时的质量减少比例进行评价。溶胶-凝胶二氧化硅粒子优选为以升温速度30℃/min自30℃加热至250℃为止时的质量减少比例为1质量%以上且10质量%以下。

若所述质量减少比例为1质量%以上,则色粉粒子表面的溶胶-凝胶二氧化硅粒子的流动得到抑制,溶胶-凝胶二氧化硅粒子在色粉粒子表面维持均匀性高的分散状态,因此色粉通过显影器内的搅拌而容易达到所期待的带电量。就所述观点而言,所述质量减少比例更优选为2质量%以上,进而优选为3质量%以上。

若所述质量减少比例为10质量%以下,则通过溶胶-凝胶二氧化硅粒子的电荷泄漏得到抑制,因此色粉通过显影器内的搅拌而容易达到所期待的带电量。就所述观点而言,所述质量减少比例更优选为9质量%以下,进而优选为8质量%以下。

本实施方式中对溶胶-凝胶二氧化硅粒子进行加热时的质量减少比例是利用下述测定方法来求出。

将约30mg的溶胶-凝胶二氧化硅粒子放入热重量测定装置(岛津制作所(股)制造,型号dtg-60ah)的试样室中,以升温速度30℃/min自30℃升温至250℃为止,根据与初始质量的差分算出质量减少比例。

供于热重量测定装置的试样是作为色粉材料的溶胶-凝胶二氧化硅粒子、或自色粉分离的溶胶-凝胶二氧化硅粒子。自色粉分离溶胶-凝胶二氧化硅粒子的方法并无限制,例如对使色粉分散于包含表面活性剂的水中而成的分散液施加超声波后,使分散液高速离心,使上清液在常温(23℃±2℃)下干燥而获得溶胶-凝胶二氧化硅粒子。

在经疏水化处理的溶胶-凝胶二氧化硅粒子为外添加剂的情况下,将经疏水化处理后的溶胶-凝胶二氧化硅粒子设为试样来进行所述测定。

溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径优选为20nm以上且90nm以下。

若溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径为20nm以上,则不易埋没于色粉粒子中。就所述观点而言,溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径更优选为25nm以上,进而优选为30nm以上。

若溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径为90nm以下,则容易存留于色粉粒子的表面。就所述观点而言,溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径更优选为85nm以下,进而优选为80nm以下。

本实施方式中,所谓溶胶-凝胶二氧化硅粒子的一次粒径是具有与一次粒子像相同的面积的圆的直径(所谓圆相当直径),拍摄外添加有溶胶-凝胶二氧化硅粒子的色粉的电子显微镜图像,并对至少300个色粉粒子上的溶胶-凝胶二氧化硅粒子进行图像分析而求出。所谓溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径是一次粒径的个数基准的分布中自小径侧起累计达到50%的粒径。

溶胶-凝胶二氧化硅粒子例如可如以下般获得。

向包含醇化合物与氨水的碱催化剂溶液中滴加四烷氧基硅烷,使四烷氧基硅烷进行水解及缩合,获得包含溶胶-凝胶二氧化硅粒子的悬浮液。继而,自悬浮液中去除溶媒而获得粒状物。继而,通过对粒状物进行干燥而获得溶胶-凝胶二氧化硅粒子。溶胶-凝胶二氧化硅粒子的平均一次粒径可利用相对于碱催化剂溶液的量的四烷氧基硅烷的滴加量来控制。溶胶-凝胶二氧化硅粒子所含有的水的量、即以升温速度30℃/min自30℃加热至250℃为止时的质量减少比例可根据将粒状物干燥时的干燥条件来控制。

溶胶-凝胶二氧化硅粒子也可为实施了疏水化表面处理的疏水性溶胶-凝胶二氧化硅粒子。用于疏水化表面处理的疏水化处理剂并无特别限制,但优选为含硅的有机化合物。作为含硅的有机化合物,可列举烷氧基硅烷化合物、硅氮烷化合物、硅酮油。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。

作为溶胶-凝胶二氧化硅粒子的疏水化处理剂,优选为硅氮烷化合物(例如,二甲基二硅氮烷、三甲基二硅氮烷、四甲基二硅氮烷、五甲基二硅氮烷、六甲基二硅氮烷等),特别优选为1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷(1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane,hmds)。

即便在溶胶-凝胶二氧化硅粒子为实施了疏水化表面处理的疏水性溶胶-凝胶二氧化硅粒子的情况下,加热时的质量减少比例也优选为所述范围,且平均一次粒径也优选为所述范围。

在溶胶-凝胶二氧化硅粒子为实施了疏水化表面处理的疏水性溶胶-凝胶二氧化硅粒子的情况下,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷优选为附着于经疏水化处理后的溶胶-凝胶二氧化硅粒子的表面。

溶胶-凝胶二氧化硅粒子及实施了疏水化表面处理的疏水性溶胶-凝胶二氧化硅粒子的布厄特(brunauer-emmett-teller,bet)比表面积优选为100m2/g以上且240m2/g以下,更优选为120m2/g以上且220m2/g以下,进而优选为150m2/g以上且200m2/g以下。

溶胶-凝胶二氧化硅粒子(包含实施了疏水化表面处理的疏水性溶胶-凝胶二氧化硅粒子)的bet比表面积利用使用氮气的bet多点法进行测定。

供于测定的试样是作为色粉材料的溶胶-凝胶二氧化硅粒子、或自色粉分离的溶胶-凝胶二氧化硅粒子。自色粉分离溶胶-凝胶二氧化硅粒子的方法并无限制,例如对使色粉分散于包含表面活性剂的水中而成的分散液施加超声波后,使分散液高速离心,使上清液在常温(23℃±2℃)下干燥而获得溶胶-凝胶二氧化硅粒子。

相对于色粉粒子的质量,溶胶-凝胶二氧化硅粒子的外添加量优选为0.01质量%以上且10质量%以下,更优选为0.05质量%以上且5质量%以下,进而优选为0.1质量%以上且1质量%以下。

[分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷]

分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一部分或全部优选为附着于作为外添加剂的无机粒子的一部分或全部上。

就相对地提高低分子量硅氧烷的运动粘度,结果提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力的观点而言,低分子量硅氧烷的分子量为200以上,优选为250以上,更优选为280以上,进而优选为300以上。

就相对地提高低分子量硅氧烷的导电性,结果相对地提高色粉的介电常数的观点而言,低分子量硅氧烷的分子量为600以下,优选为550以下,更优选为500以下,进而优选为450以下。

分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一分子中的si原子的个数最少为2个。

就相对地提高低分子量硅氧烷的运动粘度,结果提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力的观点而言,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一分子中的si原子的个数优选为3个以上,更优选为4个以上,进而优选为5个以上。

就相对地提高低分子量硅氧烷的导电性,结果相对地提高色粉的介电常数的观点而言,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一分子中的si原子的个数优选为7个以下,更优选为6个以下,进而优选为5个以下。

就所述两观点而言,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷特别优选为一分子中的si原子的个数为5个。

就适度地提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力的观点而言,分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的25℃下的运动粘度优选为2mm2/s以上且5mm2/s以下。

本实施方式中,所谓硅氧烷的运动粘度(mm2/s)是使用毛细管粘度计的一种即奥斯特瓦尔德粘度计(ostwaldviscometer)测定的25℃下的粘度除以密度而得的值。

作为分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一例,可列举硅氧烷键未进行分支的直链状硅氧烷。

作为分子量200以上且600以下的低分子量直链状硅氧烷,例如可列举:六烷基二硅氧烷、八烷基三硅氧烷、十烷基四硅氧烷、十二烷基五硅氧烷、十四烷基六硅氧烷、十六烷基七硅氧烷(其中,分子量为200以上且600以下)。

作为这些低分子量直链状硅氧烷所具有的烷基,例如可列举:碳数1以上且10以下(优选为碳数1以上且6以下,更优选为碳数1以上且3以下,进而优选为碳数1或2)的直链状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的分支状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的环状烷基。其中,优选为碳数1以上且3以下的烷基,更优选为甲基及乙基中的至少一者,进而优选为甲基。低分子量直链状硅氧烷一分子中所具有的多个烷基可相互相同也可不同。

作为分子量200以上且600以下的低分子量直链状硅氧烷的具体例,可列举:八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷、十四甲基六硅氧烷、十六甲基七硅氧烷。

作为分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一例,可列举硅氧烷键进行分支的分支状硅氧烷。

作为分子量200以上且600以下的低分子量分支状硅氧烷,例如可列举:1,1,1,3,5,5,5-七烷基-3-(三烷基硅氧基)三硅氧烷、四(三烷基硅氧基)硅烷、1,1,1,3,5,5,7,7,7-九烷基-3-(三烷基硅氧基)四硅氧烷等分支状硅氧烷(其中,分子量为200以上且600以下)。

作为这些低分子量分支状硅氧烷所具有的烷基,例如可列举:碳数1以上且10以下(优选为碳数1以上且6以下,更优选为碳数1以上且3以下,进而优选为碳数1或2)的直链状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的分支状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的环状烷基。其中,优选为碳数1以上且3以下的烷基,更优选为甲基及乙基中的至少一者,进而优选为甲基。低分子量分支状硅氧烷一分子中所具有的多个烷基可相互相同也可不同。

作为分子量200以上且600以下的低分子量分支状硅氧烷的具体例,可列举:甲基三(三甲基硅氧基)硅烷(分子式c10h30o3si4)、四(三甲基硅氧基)硅烷(分子式c12h36o4si5)、1,1,1,3,5,5,7,7,7-九甲基-3-(三甲基硅氧基)四硅氧烷(分子式c12h36o4si5)。

作为分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的一例,可列举仅由硅氧烷键构成的具有环状结构的环状硅氧烷。

作为分子量200以上且600以下的低分子量环状硅氧烷,例如可列举:六烷基环三硅氧烷、八烷基环四硅氧烷、十烷基环五硅氧烷、十二烷基环六硅氧烷、十四烷基环七硅氧烷、十六烷基环八硅氧烷(其中,分子量为200以上且600以下)。

作为这些低分子量环状硅氧烷所具有的烷基,例如可列举:碳数1以上且10以下(优选为碳数1以上且6以下,更优选为碳数1以上且3以下,进而优选为碳数1或2)的直链状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的分支状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的环状烷基。其中,优选为碳数1以上且3以下的烷基,更优选为甲基及乙基中的至少一者,进而优选为甲基。低分子量环状硅氧烷一分子中所具有的多个烷基可相互相同也可不同。

作为分子量200以上且600以下的低分子量环状硅氧烷的具体例,可列举:六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、十四甲基环七硅氧烷、十六甲基环八硅氧烷。

作为分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷,就包含低分子量硅氧烷的色粉通过显影器内的搅拌而容易达到所期待的带电量的观点而言,优选为选自由低分子量直链状硅氧烷及低分子量分支状硅氧烷所组成的群组中的至少一种,更优选为低分子量分支状硅氧烷,进而优选为具有四结构的低分子量硅氧烷。所谓具有四结构的硅氧烷是指分子中具有至少一个下述结构(即四硅氧基硅烷结构)的硅氧烷。

[化1]

作为具有四结构的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷,可列举四(三烷基硅氧基)硅烷,此处作为烷基,例如可列举:碳数1以上且10以下(优选为碳数1以上且6以下,更优选为碳数1以上且3以下,进而优选为碳数1或2)的直链状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的分支状烷基、碳数3以上且10以下(优选为碳数3以上且6以下,更优选为碳数3或4)的环状烷基。其中,优选为碳数1以上且3以下的烷基,更优选为甲基及乙基中的至少一者,进而优选为甲基。具有四结构的低分子量硅氧烷一分子中的烷基可相互相同也可不同。

作为分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷,就包含低分子量硅氧烷的色粉通过显影器内的搅拌而容易达到所期待的带电量的观点而言,特别优选为四(三甲基硅氧基)硅烷。

就提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力的观点而言,相对于色粉的质量,色粉中所含的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的总含量为0.01ppm以上,优选为0.05ppm以上,更优选为0.1ppm以上。

就不降低色粉的介电常数的观点而言,相对于色粉的质量,色粉中所含的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的总含量为5ppm以下,优选为1ppm以下,更优选为0.5ppm以下。

色粉中所含的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的总含量是使用气相色谱质量分析计(岛津制作所(股)制造,gcms-qp2020)及无极性管柱(瑞斯泰克(restek)公司制造,rtx-1,10157,膜厚1.00μm,长度60m,内径0.32mm),利用顶空(headspace)法进行测定。具体的确定方法如以下般。

在玻璃瓶中秤量色粉,对玻璃瓶加盖密封,以加热时间3分钟升温至190℃为止。继而,将玻璃瓶内的挥发成分导入管柱,在下述条件下进行分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的检测。

·载气种类:氦

·载气压力:120kpa(压力一定)

·烘箱温度:40℃(5分钟)→(15℃/min)→250℃(6分钟)(合计25分钟)

·离子源温度:260℃

·接口温度:260℃

使用利用乙醇稀释基准物质(四(三甲基硅氧基)硅烷1)并改变了浓度的标准液来制成标准曲线。根据试样的色谱中出现的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的峰值面积与基准物质的标准曲线,求出所述低分子量硅氧烷的量。在试样的色谱中存在多个相当于分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的峰值时,根据这些峰值面积的合计面积与基准物质的标准曲线来求出所述低分子量硅氧烷的合计量。进而,算出相对于色粉总量的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷在静电荷像显影用色粉中的总含量(ppm)。

就提高在无机粒子之间发挥作用的摩擦力的观点而言,相对于色粉中所含的无机粒子的总含量,色粉中所含的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的总含量优选为1ppm以上,更优选为5ppm以上,进而优选为10ppm以上,进一步优选为15ppm以上,进而更优选为20ppm以上。

就不降低色粉的介电常数的观点而言,相对于色粉中所含的无机粒子的总含量,色粉中所含的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的总含量优选为1000ppm以下,更优选为500ppm以下,进而优选为200ppm以下,进一步优选为100ppm以下,进而更优选为50ppm以下。

所述质量比例是将{色粉中所含的分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷的总含量÷色粉中所含的无机粒子的总含量}换算成百万分率而得的值。

在无机粒子为经疏水化处理的无机粒子的情况下,所谓无机粒子的质量是指经疏水化处理后的无机粒子的质量,是包含源自疏水化处理剂的成分的质量。

色粉中所含的无机粒子的总含量是利用下述测定方法来求出。

对使色粉分散于包含表面活性剂的水中而成的分散液施加超声波后,使分散液高速离心,使上清液在常温(23℃±2℃)下干燥而获得无机粒子,并秤量自上清液获得的无机粒子。此处,有时在自上清液获得的无机粒子的表面附着有低分子量硅氧烷,但附着的低分子量硅氧烷的质量与无机粒子的质量相比是微量的,故无视。

分子量200以上且600以下的低分子量硅氧烷例如可通过外添加至色粉粒子;用作作为外添加剂的无机粒子(特别是溶胶-凝胶二氧化硅粒子)的表面处理剂等方法而包含于色粉中。

[色粉的制造方法]

本实施方式的色粉通过在制造色粉粒子后,对色粉粒子外添加有外添加剂来获得。

色粉粒子也可利用干式制法(例如,混炼粉碎法等)、湿式制法(例如,凝聚合一法、悬浮聚合法、溶解悬浮法等)的任一方法来制造。这些制法并无特别限制,可采用公知的制法。这些中,可利用凝聚合一法来获得色粉粒子。

具体而言,例如在利用凝聚合一法来制造色粉粒子的情况下,经过以下步骤来制造色粉粒子:准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液的步骤(树脂粒子分散液准备步骤);在树脂粒子分散液中(视需要将其他粒子分散液混合后的分散液中),使树脂粒子(视需要其他粒子)凝聚而形成凝聚粒子的步骤(凝聚粒子形成步骤);以及对分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液进行加热,使凝聚粒子融合·合一而形成色粉粒子的步骤(融合·合一步骤)。

以下,对各步骤的详情进行说明。在以下的说明中,对获得包含着色剂、及脱模剂的色粉粒子的方法进行说明,但着色剂、脱模剂为视需要使用者。当然,也可使用着色剂、脱模剂以外的其他添加剂。

-树脂粒子分散液准备步骤-

准备分散有成为粘结树脂的树脂粒子的树脂粒子分散液、以及例如分散有着色剂粒子的着色剂粒子分散液、分散有脱模剂粒子的脱模剂粒子分散液。

树脂粒子分散液例如通过利用表面活性剂使树脂粒子分散于分散介质中来制备。

作为用于树脂粒子分散液中的分散介质,例如可列举水系介质。作为水系介质,例如可列举:蒸馏水、离子交换水等水、醇类等。这些可单独使用一种,也可并用两种以上。

作为表面活性剂,例如可列举:硫酸盐系、磺酸盐系、磷酸酯系、皂系等阴离子表面活性剂;胺盐型、四级铵盐型等阳离子表面活性剂;聚乙二醇系、烷基苯酚环氧乙烷加成物系、多元醇系等非离子系表面活性剂等。这些中特别是可列举阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂。非离子系表面活性剂也可与阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂并用。表面活性剂可单独使用一种,也可并用两种以上。

在树脂粒子分散液中,作为将树脂粒子分散于分散介质中的方法,例如可列举:旋转剪切型均质机、或具有介质的球磨机、砂磨机、戴诺磨机(dynomill)等一般的分散方法。另外,也可根据树脂粒子的种类,利用转相乳化法来使树脂粒子分散于分散介质中。所谓转相乳化法,为如下方法:使应分散的树脂溶解于所述树脂可溶的疏水性有机溶剂中,向有机连续相(o相)中加入碱并中和后,投入水系介质(w相),由此进行自w/o向o/w的转相,从而将树脂以粒子状分散于水系介质中。

作为分散于树脂粒子分散液中的树脂粒子的体积平均粒径,例如优选为0.01μm以上且1μm以下,更优选为0.08μm以上且0.8μm以下,进而优选为0.1μm以上且0.6μm以下。

树脂粒子的体积平均粒径是使用通过激光衍射式粒度分布测定装置(例如,堀场制作所制造的la-700)的测定而获得的粒度分布,相对于经分割的粒度范围(通道),对于体积而言自小粒径侧起绘制累计分布,将相对于总粒子而累计达到50%的粒径作为体积平均粒径d50v来进行测定。再者,其他分散液中的粒子的体积平均粒径也同样地进行测定。

树脂粒子分散液中所含的树脂粒子的含量优选为5质量%以上且50质量%以下,更优选为10质量%以上且40质量%以下。

与树脂粒子分散液同样地,例如也制备着色剂粒子分散液、脱模剂粒子分散液。即,关于树脂粒子分散液中的粒子的体积平均粒径、分散介质、分散方法、及粒子的含量,分散于着色剂粒子分散液中的着色剂粒子、及分散于脱模剂粒子分散液中的脱模剂粒子也相同。

-凝聚粒子形成步骤-

其次,将树脂粒子分散液、着色剂粒子分散液、及脱模剂粒子分散液混合。

然后,在混合分散液中使树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子进行异质凝聚,从而形成具有接近设为目标的色粉粒子的直径的直径、且包含树脂粒子与着色剂粒子及脱模剂粒子的凝聚粒子。

具体而言,例如将凝聚剂添加至混合分散液中,并且将混合分散液的ph值调整为酸性(例如ph值为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂后,在接近树脂粒子的玻璃化转变温度的温度(具体而言,例如树脂粒子的玻璃化转变温度-30℃以上且玻璃化转变温度-10℃以下)下进行加热,使分散于混合分散液中的粒子进行凝聚来形成凝聚粒子。

在凝聚粒子形成步骤中,例如也可对于混合分散液,利用旋转剪切型均质机在搅拌下、室温(例如25℃)下添加凝聚剂,将混合分散液的ph值调整为酸性(例如ph值为2以上且5以下),视需要添加分散稳定剂后,进行加热。

作为凝聚剂,例如可列举:与混合分散液中所含的表面活性剂为相反极性的表面活性剂、无机金属盐、二价以上的金属络合物。在使用金属络合物作为凝聚剂的情况下,可减少表面活性剂的使用量,带电特性得到提高。

视需要也可与凝聚剂一同使用所述凝聚剂的金属离子与络合物或者形成类似的键的添加剂。作为所述添加剂,可优选地使用螯合剂。

作为无机金属盐,例如可列举:氯化钙、硝酸钙、氯化钡、氯化镁、氯化锌、氯化铝、硫酸铝等金属盐;聚氯化铝、聚氢氧化铝、多硫化钙等无机金属盐聚合体等。

作为螯合剂,也可使用水溶性的螯合剂。作为螯合剂,例如可列举:酒石酸、柠檬酸、葡糖酸等羟基羧酸;亚氨基二乙酸(iminodiaceticacid,ida)、次氮基三乙酸(nitrilotriaceticacid,nta)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraaceticacid,edta)等氨基羧酸等。

相对于树脂粒子100质量份,螯合剂的添加量优选为0.01质量份以上且5.0质量份以下,更优选为0.1质量份以上且未满3.0质量份。

-融合·合一步骤-

其次,将分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液加热至例如树脂粒子的玻璃化转变温度以上(例如较树脂粒子的玻璃化转变温度高10℃至30℃的温度以上),使凝聚粒子进行融合·合一,从而形成色粉粒子。

经过以上的步骤来获得色粉粒子。

再者,也可经过以下步骤来制造色粉粒子:在获得分散有凝聚粒子的凝聚粒子分散液后,进而将所述凝聚粒子分散液、与分散有树脂粒子的树脂粒子分散液混合,以进而将树脂粒子附着于凝聚粒子的表面的方式进行凝聚,而形成第2凝聚粒子的步骤;以及对分散有第2凝聚粒子的第2凝聚粒子分散液进行加热,使第2凝聚粒子融合·合一而形成核·壳结构的色粉粒子的步骤。

在融合·合一步骤结束后,对溶液中所形成的色粉粒子实施公知的清洗步骤、固液分离步骤、及干燥步骤而获得干燥状态的色粉粒子。就带电性的观点而言,清洗步骤可充分地实施利用离子交换水的置换清洗。就生产性的观点而言,固液分离步骤可实施抽吸过滤、加压过滤等。就生产性的观点而言,干燥步骤可实施冷冻干燥、气流干燥、流动干燥、振动型流动干燥等。

而且,本实施方式的色粉例如可通过向所获得的干燥状态的色粉粒子中添加外添加剂并加以混合来制造。混合例如可利用v型搅拌器、亨舍尔混合机、罗地格混合机(loedigemixer)等进行。进而,视需要也可使用振动筛分机、风力筛分机等来去除色粉的粗大粒子。

<静电荷像显影剂>

本实施方式的静电荷像显影剂至少包含本实施方式的色粉。

本实施方式的静电荷像显影剂可为仅包含本实施方式的色粉的单组分显影剂,也可为将所述色粉与载体混合的双组分显影剂。

作为载体,并无特别限制,可列举公知的载体。作为载体,例如可列举:在包含磁性粉末的芯材的表面包覆树脂的包覆载体;将磁性粉末分散于基质树脂中并加以调配的磁性粉末分散型载体;使树脂含浸于多孔质的磁性粉末中的树脂含浸型载体等。

磁性粉末分散型载体、树脂含浸型载体也可为将所述载体的构成粒子设为芯材并利用树脂包覆所述表面的载体。

作为磁性粉末,例如可列举:铁、镍、钴等磁性金属;铁氧体、磁铁矿等磁性氧化物等。

作为包覆用树脂及基质树脂,例如可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯醚、聚乙烯酮、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、包含有机硅氧烷键而构成的纯硅酮树脂或其改性品、氟树脂、聚酯、聚碳酸酯、苯酚树脂、环氧树脂等。也可在包覆用树脂及基质树脂中包含导电性粒子等其他添加剂。作为导电性粒子,可列举:金、银、铜等金属、碳黑、氧化钛、氧化锌、氧化锡、硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾等粒子。

以树脂包覆芯材的表面时,可列举利用将包覆用树脂及各种添加剂(视需要使用)溶解于适当的溶媒中而成的包覆层形成用溶液进行包覆的方法等。作为溶媒,并无特别限定,只要考虑所使用的树脂的种类或涂布适应性等来选择即可。

作为具体的树脂包覆方法,可列举:将芯材浸渍于包覆层形成用溶液中的浸渍法;对芯材表面喷雾包覆层形成用溶液的喷雾法;在利用流动空气使芯材浮游的状态下喷雾包覆层形成用溶液的流化床法;在捏合涂布机中将载体的芯材与包覆层形成用溶液混合,之后去除溶剂的捏合涂布机法等。

双组分显影剂中的色粉与载体的混合比(质量比)优选为色粉:载体=1:100至30:100,更优选为3:100至20:100。

<图像形成装置、图像形成方法>

对本实施方式的图像形成装置及图像形成方法进行说明。

本实施方式的图像形成装置包括:像保持体;带电部件,使像保持体的表面带电;静电荷像形成部件,在经带电的像保持体的表面形成静电荷像;显影部件,收纳静电荷像显影剂,利用静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像;转印部件,将形成于像保持体的表面的色粉图像转印至记录介质的表面;以及定影部件,对转印至记录介质的表面的色粉图像进行定影。而且,作为静电荷像显影剂,可应用本实施方式的静电荷像显影剂。

在本实施方式的图像形成装置中,实施图像形成方法(本实施方式的图像形成方法),所述图像形成方法具有:带电步骤,使像保持体的表面带电;静电荷像形成步骤,在经带电的像保持体的表面形成静电荷像;显影步骤,利用本实施方式的静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像;转印步骤,将形成于像保持体的表面的色粉图像转印至记录介质的表面;以及定影步骤,对转印至记录介质的表面的色粉图像进行定影。

本实施方式的图像形成装置可应用如下公知的图像形成装置:将形成于像保持体的表面的色粉图像直接转印至记录介质的直接转印方式的装置;将形成于像保持体的表面的色粉图像一次转印至中间转印体的表面,并将转印至中间转印体的表面的色粉图像二次转印至记录介质的表面的中间转印方式的装置;包括在色粉图像的转印后对带电前的像保持体的表面进行清洁的清洁部件的装置;包括在色粉图像的转印后在带电前对像保持体的表面照射除电光而进行除电的除电部件的装置等。

在本实施方式的图像形成装置为中间转印方式的装置的情况下,转印部件例如可应用如下构成,所述构成具有将色粉图像转印至表面的中间转印体、将形成于像保持体的表面的色粉图像一次转印至中间转印体的表面的一次转印部件、将转印至中间转印体的表面的色粉图像二次转印至记录介质的表面的二次转印部件。

在本实施方式的图像形成装置中,例如包含显影部件的部分也可为可拆卸地安装于图像形成装置的盒结构(处理盒)。作为处理盒,例如可优选地使用收纳本实施方式的静电荷像显影剂且包括显影部件的处理盒。

以下,示出本实施方式的图像形成装置的一例,但并不仅限定于此。在以下的说明中,对图中所示的主要部分进行说明,对于其他部分省略其说明。

图1是表示本实施方式的图像形成装置的概略构成图。

图1所示的图像形成装置包括基于经颜色分解的图像数据,输出黄色(y)、品红(m)、青色(c)、黑色(k)的各种颜色的图像的电子照相方式的第1至第4的图像形成单元10y、10m、10c、10k(图像形成部件)。这些图像形成单元(以下,有时简称为“单元”)10y、10m、10c、10k在水平方向上彼此隔开预定的距离而并排设置。这些单元10y、10m、10c、10k也可为可拆卸地安装于图像形成装置的处理盒。

在各单元10y、10m、10c、10k的上方通过各单元而延伸设置有中间转印带(中间转印体的一例)20。中间转印带20是缠绕于驱动辊22及支撑辊24而设置,如图1所示沿自第1单元10y朝第4单元10k的方向顺时针方向移行。利用未图示的弹簧等在远离驱动辊22的方向上对支撑辊24施加力,从而对缠绕于两者上的中间转印带20赋予张力。在中间转印带20的像保持体侧面与驱动辊22相向而包括中间转印体清洁装置30。

对各单元10y、10m、10c、10k的显影装置(显影部件的一例)4y、4m、4c、4k的各个供给收容于色粉盒8y、8m、8c、8k中的黄色、品红、青色、黑色的各色粉。

第1至第4的单元10y、10m、10c、10k具有同等的构成及动作,因此此处对配设于中间转印带移行方向的上游侧的形成黄色图像的第1单元10y进行代表性说明。

第1单元10y具有作为像保持体发挥作用的感光体1y。在感光体1y的周围依序配置有:带电辊(带电部件的一例)2y,使感光体1y的表面带电有预定的电位;曝光装置(静电荷像形成部件的一例)3,对于经带电的表面,利用基于经颜色分解的图像信号的激光光线3y进行曝光而形成静电荷像;显影装置(显影部件的一例)4y,对静电荷像供给带电的色粉并将静电荷像显影;一次转印辊(一次转印部件的一例)5y,将经显影的色粉图像转印至中间转印带20上;以及感光体清洁装置(清洁部件的一例)6y,将一次转印后残存于感光体1y的表面的色粉去除。

一次转印辊5y配置于中间转印带20的内侧,并设于与感光体1y相向的位置。在各单元的一次转印辊5y、5m、5c、5k上分别连接有施加一次转印偏压的偏压电源(未图示)。各偏压电源通过利用未图示的控制部的控制来改变施加至各一次转印辊上的转印偏压的值。

以下,对第1单元10y中形成黄色图像的动作进行说明。

首先,在动作之前,利用带电辊2y使感光体1y的表面带电有-600v至-800v的电位。

感光体1y是在导电性(例如20℃下的体积电阻率为1×10-6ωcm以下)的基体上层叠感光层来形成。所述感光层通常为高电阻(一般的树脂的电阻),具有当照射激光光线时经激光光线照射的部分的比电阻发生变化的性质。因此,依据自未图示的控制部发送的黄色用的图像数据,从曝光装置3对经带电的感光体1y的表面照射激光光线3y。由此,在感光体1y的表面形成黄色的图像图案的静电荷像。

所谓静电荷像是通过带电而形成于感光体1y的表面的像,且为通过利用激光光线3y,感光层的被照射部分的比电阻降低,感光体1y的表面的带电的电荷流动,另一方面未被激光光线3y照射的部分的电荷残留而形成的所谓的负型潜像。

形成于感光体1y上的静电荷像随着感光体1y的移行而旋转至预定的显影位置。然后,在所述显影位置,感光体1y上的静电荷像利用显影装置4y而显影为色粉图像,并使其可见。

在显影装置4y内例如收纳有至少包含黄色色粉与载体的静电荷像显影剂。黄色色粉在显影装置4y的内部进行搅拌而摩擦带电,具有与感光体1y上带电的带电荷为同极性(负极性)的电荷,并保持于显影剂辊(显影剂保持体的一例)上。然后,感光体1y的表面难以通过显影装置4y,由此黄色色粉以静电方式附着于感光体1y表面上的经除电的潜像部,潜像利用黄色色粉而进行显影。形成有黄色的色粉图像的感光体1y继而以预定的速度移行,将显影至感光体1y上的色粉图像搬送至预定的一次转印位置。

当将感光体1y上的黄色色粉图像搬送至一次转印位置时,对一次转印辊5y施加一次转印偏压,自感光体1y朝一次转印辊5y的静电力作用于色粉图像,从而将感光体1y上的色粉图像转印至中间转印带20上。此时施加的转印偏压为与色粉的极性(﹣)为相反极性的(﹢)极性,在第1单元10y中,通过控制部(未图示)而控制为例如﹢10μa。

另一方面,残留于感光体1y上的色粉由感光体清洁装置6y去除并加以回收。

施加至第2单元10m以后的一次转印辊5m、5c、5k上的一次转印偏压也根据第1单元进行控制。

如此,在第1单元10y中转印有黄色的色粉图像的中间转印带20通过第2单元至第4单元10m、10c、10k而依次进行搬送,使各种颜色的色粉图像重合而进行多重转印。

通过第1单元至第4单元而多重转印有四种颜色的色粉图像的中间转印带20到达包括中间转印带20、与中间转印带的内表面相接的支撑辊24、以及配置于中间转印带20的像保持面侧的二次转印辊(二次转印部件的一例)26的二次转印部。另一方面,使记录纸(记录介质的一例)p经由供给机构在预定的时间点供给至二次转印辊26与中间转印带20接触的间隙,并对支撑辊24施加二次转印偏压。此时施加的转印偏压为与色粉的极性(﹣)为同极性的(﹣)极性,自中间转印带20朝记录纸p的静电力作用于色粉图像,从而将中间转印带20上的色粉图像转印至记录纸p上。此时的二次转印偏压是根据由检测二次转印部的电阻的电阻检测部件(未图示)检测出的电阻来决定,并控制电压。

之后,记录纸p被送入定影装置(定影部件的一例)28中的一对定影辊的压接部(夹持部),并将色粉图像定影于记录纸p上,从而形成定影图像。

作为转印色粉图像的记录纸p,例如可列举电子照相方式的复印机、打印机等中所使用的普通纸。作为记录介质,除记录纸p以外,也可列举ohp片等。

为了进一步提高定影后的图像表面的平滑性,优选为记录纸p的表面也平滑,例如可优选地使用利用树脂等对普通纸的表面进行涂布而成的涂布纸、印刷用的铜版纸等。

彩色图像的定影完成后的记录纸p朝向排出部而被搬出,从而一连串的彩色图像形成动作结束。

<处理盒、色粉盒>

对本实施方式的处理盒进行说明。

本实施方式的处理盒为可拆卸地安装于图像形成装置中的处理盒:其包括显影部件,所述显影部件收纳本实施方式的静电荷像显影剂,利用静电荷像显影剂而将形成于像保持体的表面的静电荷像显影为色粉图像。

本实施方式的处理盒并不限于所述构成,也可为如下构成:包括显影部件、以及视需要的选自例如像保持体、带电部件、静电荷像形成部件、及转印部件等其他部件中的至少一种。

以下,示出本实施方式的处理盒的一例,但并不仅限定于此。在以下的说明中,对图中所示的主要部分进行说明,对于其他部分省略其说明。

图2是表示本实施方式的处理盒的概略构成图。

图2所示的处理盒200例如利用包括安装导轨116及用以曝光的开口部118的框体117,将感光体107(像保持体的一例)、在感光体107的周围具有的带电辊108(带电部件的一例)、显影装置111(显影部件的一例)、及感光体清洁装置113(清洁部件的一例)一体地加以组合保持而构成,从而进行盒化。

图2中,109表示曝光装置(静电荷像形成部件的一例),112表示转印装置(转印部件的一例),115表示定影装置(定影部件的一例),300表示记录纸(记录介质的一例)。

其次,对本实施方式的色粉盒进行说明。

本实施方式的色粉盒是收纳本实施方式的色粉并可拆卸地安装于图像形成装置中的色粉盒。色粉盒收纳用以供给至设于图像形成装置内的显影部件的补给用的色粉。

图1所示的图像形成装置为具有供色粉盒8y、8m、8c、8k可拆卸地安装的构成的图像形成装置,显影装置4y、4m、4c、4k利用未图示的色粉供给管而与对应于各种显影装置(颜色)的色粉盒进行连接。在收纳于色粉盒内的色粉变少的情况下,更换所述色粉盒。

[实施例]

以下,通过实施例对发明的实施方式进行详细说明,但发明的实施方式并不受这些实施例的任何限定。在以下的说明中,只要无特别说明,则“份”为质量基准。

[色粉粒子(1)的制作]

-聚酯树脂粒子分散液(1)的制备-

·乙二醇(和光纯药工业公司制造):37份

·新戊二醇(和光纯药工业公司制造):65份

·1,9-壬二醇(和光纯药工业公司制造):32份

·对苯二甲酸(和光纯药工业公司制造):96份

将所述材料装入烧瓶中,花1小时而提高至温度200℃为止,确认反应系统内进行搅拌后,投入1.2份的二丁基氧化锡。将所生成的水馏去并且自所述温度花6小时将温度提高至240℃为止,在240℃下持续进行4小时脱水缩合反应,从而获得酸价为9.4mgkoh/g、重量平均分子量13,000、玻璃化转变温度62℃的聚酯树脂(1)。

在熔融状态下以每分钟100份的速度将聚酯树脂(1)移送至卡比特隆(cavitron)cd1010(欧泰(eurotech)公司制造)。对于另外准备的浓度0.37%的稀氨水,利用热交换器加热至120℃并且以每分钟0.1升的速度与聚酯树脂(1)一同移送至卡比特隆(cavitron)cd1010。在转子的旋转速度为60hz、压力为5kg/cm2的条件下使卡比特隆(cavitron)cd1010运转,从而获得固体成分30质量%的聚酯树脂粒子分散液(1)。聚酯树脂粒子分散液(1)中所含的树脂粒子的体积平均粒径为160nm。

-着色剂粒子分散液(1)的制备-

·青色颜料(铜酞菁,c.i.颜料蓝15:3,大日精化公司制造):10份

·阴离子性表面活性剂(乃奥根(neogen)sc,第一工业制药公司制造):2份

·离子交换水:80份

将所述材料混合,利用高压冲击式分散机阿鲁体玛扎(ultimizer)(hjp30006,速技能机械(suginomachine)公司制造)实施1小时分散处理,从而获得固体成分20质量%的着色剂粒子分散液(1)。着色剂粒子分散液(1)中所含的着色剂粒子的体积平均粒径为180nm。

-脱模剂粒子分散液(1)的制备-

·巴西棕榈蜡(carnaubawax)(rc-160,熔融温度84℃,东亚化成公司制造):50份

·阴离子性表面活性剂(乃奥根(neogen)sc,第一工业制药公司制造):2份

·离子交换水:200份

将所述材料加热至120℃,以ika公司制造的乌鲁塔拉库斯(ultraturrax)t50实施分散处理,继而利用压力喷出型高林(gaulin)均质机实施分散处理,从而获得固体成分20质量%的脱模剂粒子分散液(1)。脱模剂粒子分散液(1)中所含的脱模剂粒子的体积平均粒径为200nm。

-色粉粒子的制作-

·聚酯树脂粒子分散液(1):200份

·着色剂粒子分散液(1):25份

·脱模剂粒子分散液(1):30份

·聚氯化铝:0.4份

·离子交换水:100份

将所述材料投入至不锈钢制烧瓶中,以ika公司制造的乌鲁塔拉库斯(ultraturrax)实施分散处理,利用加热用油浴,对于不锈钢制烧瓶进行搅拌并且加热至48℃为止。在48℃下保持30分钟后,追加70份的聚酯树脂粒子分散液(1)。

继而,使用浓度0.5mol/l的氢氧化钠水溶液将系统内的ph值调整为8.0后,将不锈钢制烧瓶密闭并对搅拌轴封进行磁力密封,持续进行搅拌并且加热至90℃为止,保持3小时。继而,以降温速度2℃/min冷却并进行过滤,利用离子交换水进行清洗后,通过吸滤器式抽吸过滤进行固液分离。将固体成分再分散于30℃的离子交换水中,以旋转速度300rpm搅拌15分钟并加以清洗。进而重复6次所述清洗操作,在滤液的ph值成为7.54且导电度成为6.5μs/cm时,通过吸滤器式抽吸过滤并使用滤纸进行固液分离。对固体成分实施真空干燥而获得色粉粒子(1)。色粉粒子(1)的体积平均粒径为5.8μm。

[疏水性二氧化硅粒子(1)的制作]

-二氧化硅粒子的造粒步骤-

向具备搅拌机、滴加喷嘴及温度计的玻璃制反应容器中放入混合甲醇300份与10%氨水70份,获得碱催化剂溶液。将碱催化剂溶液调整至30℃后,搅拌碱催化剂溶液并且滴加四甲氧基硅烷(tetramethoxysilane,tmos)60份与10%氨水1.7份,获得二氧化硅粒子分散液。tmos与10%氨水同时开始滴加,花3分钟滴加各总量。继而,使用旋转过滤器(寿工业公司制造的r-fine)将二氧化硅粒子分散液浓缩至固体成分浓度40质量%为止。将浓缩后的二氧化硅粒子分散液设为二氧化硅粒子分散液(1)。

-二氧化硅粒子的表面处理步骤-

向二氧化硅粒子分散液(1)250份中添加作为疏水化处理剂的六甲基二硅氮烷(hmds)100份,加热至130℃并使其反应2小时后,在表1记载的干燥条件下进行干燥,获得疏水性二氧化硅粒子(s1)。继而,相对于二氧化硅粒子分散液(1)的量准备0.020质量%的四(三甲基硅氧基)硅烷,利用甲醇稀释为5倍后,添加至疏水性二氧化硅粒子(s1),在80℃下在反应系统内进行搅拌并且加以干燥,从而获得疏水性二氧化硅粒子(1)。

[疏水性二氧化硅粒子(2)~疏水性二氧化硅粒子(8)及疏水性二氧化硅粒子(c1)~疏水性二氧化硅粒子(c2)的制作]

与二氧化硅粒子(1)的制作同样地,其中如表1记载般变更用于二氧化硅粒子的表面处理步骤的低分子量硅氧烷的种类,制作疏水性二氧化硅粒子。

[疏水性二氧化硅粒子(9)~疏水性二氧化硅粒子(12)及疏水性二氧化硅粒子(c3)~疏水性二氧化硅粒子(c4)的制作]

与二氧化硅粒子(1)的制作同样地,其中如表1记载般变更用于二氧化硅粒子的表面处理步骤的低分子量硅氧烷的添加量,制作疏水性二氧化硅粒子。

[疏水性二氧化硅粒子(13)~疏水性二氧化硅粒子(16)的制作]

与二氧化硅粒子(1)的制作同样地,其中如表1记载般变更二氧化硅粒子的造粒步骤,制作疏水性二氧化硅粒子。

[疏水性二氧化硅粒子(17)~疏水性二氧化硅粒子(20)的制作]

与二氧化硅粒子(1)的制作同样地,其中如表1记载般变更二氧化硅粒子的表面处理步骤的干燥条件,制作疏水性二氧化硅粒子。

[载体的制作]

·铁氧体粒子(体积平均粒径36μm):100份

·甲苯:14份

·苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物:2份

(聚合质量比90:10,重量平均分子量8万)

·碳黑(卡博特(cabot)公司制造的r330):0.2份

将甲苯与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物及碳黑混合,并利用搅拌器搅拌10分钟而制备分散液。继而,将分散液与铁氧体粒子放入真空脱气型捏合机中,在60℃下搅拌30分钟,继而加温并且进行减压、脱气而使其干燥,从而获得载体。

[实施例1]

将色粉粒子(1)与疏水性二氧化硅粒子(1)以色粉粒子(1):疏水性二氧化硅粒子(1)=99:1(质量比)的比例放入至亨舍尔混合机中,以搅拌圆周速度30m/sec搅拌15分钟,获得外添加色粉。

将外添加色粉与载体以外添加色粉:载体=10:100(质量比)的比例放入v型搅拌器中,搅拌20分钟而获得显影剂。

[实施例2~实施例20、比较例1~比较例4]

与实施例1同样地,其中如表2记载般变更疏水性二氧化硅粒子的种类,从而制作外添加色粉及显影剂。

[性能评价]

-带电上升-

将显影剂在温度28℃且相对湿度85%的环境下放置24小时并进行调温调湿。继而,在所述环境下将显影剂7.5g放入三维混合机(turbulamixer)中进行搅拌,利用吹出(blowoff)带电量测定装置测定搅拌10秒钟后的显影剂的带电量(μc/g),将所述值作为初始带电量。进而将显影剂搅拌10分钟,利用吹出带电量测定装置测定搅拌10分钟后的显影剂的带电量(μc/g),将所述值作为饱和带电量。算出初始带电量相对于饱和带电量的比例(%)={初始带电量÷饱和带电量×100},并分类为下述的a~e。a~c为容许范围。将评价结果示于表2。

a:95%以上

b:90%以上且未满95%

c:85%以上且未满90%

d:80%以上且未满85%

e:未满80%

-雾化-

将显影剂放入富士施乐(fujixerox)公司制造的图像形成装置(文档中心彩色400的改造机)中,在温度28℃且相对湿度85%的环境下放置24小时并进行调温调湿。继而,在所述环境下使用a4尺寸的普通纸(富士施乐(fujixerox)公司制造的c2纸),形成10张日本图像学会测试图no.1图像。通过肉眼与倍率20倍的放大镜观察第3张图像的背景部分,并分类为下述的a~e。a~c为容许范围。将评价结果示于表2。

a:通过肉眼无法确认到雾化,即便使用放大镜也无法确认到。

b:有通过肉眼无法确认到雾化,使用放大镜时在1mm2内可确认到1粒~9粒的色粉的部位。

c:有通过肉眼无法确认到雾化,使用放大镜时在1mm2内可确认到10粒以上的色粉的部位。

d:通过肉眼可轻微确认到雾化。

e:通过肉眼可明确确认到雾化。

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