磁性调色剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于电子照相法、使静电图像可视化的图像形成方法和调色剂喷射法 的磁性调色剂（以下，有时简称为"磁性调色剂"）。
【背景技术】
[0002] 迄今为止，已经要求用于通过磁性单组分跳跃显影法形成图像的磁性调色剂具有 高流动性，从而实现向显影套筒的稳定供给、图像浓度和图像稳定化，并且作为赋予流动性 的外部添加剂，已经频繁使用具有小粒径的外部添加剂。然而，具有小粒径的外部添加剂涉 及的问题在于：当使磁性调色剂转印至介质时，大量的转印残留调色剂残留在鼓（电子照 相感光构件）上，因此，为了满足图像浓度，磁性调色剂的消耗量增多，结果是，每张的打印 成本变高。
[0003] 此外，近几年，对复印机和打印机等有高速化和长寿命化的要求，并且预想比以前 更大的剪切施加至显影套筒与调色剂调节刮板之间的磁性调色剂。因此，当以与以前相同 的方式使用具有小粒径的外部添加剂时，预想固着至磁性调色剂表面的具有小粒径的外部 添加剂被埋没，并且外部添加剂没有起到外部添加剂的作用。结果，在长期使用期间转印性 劣化，这可引起图像品质缺陷，结果，担心的是不能获得令人满意的图像浓度，并且与初期 阶段的相比，磁性调色剂的消耗量可能进一步增加。
[0004] 为了解决上述问题，近几年，提出了代替具有小粒径的外部添加剂的具有大粒径 的单分散球形外部添加剂（例如，专利文献1)。然而，当使用单分散球形外部添加剂的调色 剂应用于磁性单组分跳跃显影法时，虽然通过初期转印效率的改进来抑制调色剂消耗量， 但有在长期使用期间转印性劣化的可能性，这可引起图像品质缺陷。
[0005] 为了解决上述问题，提出了如在外部添加步骤期间增强粘合强度的方法和改变外 部添加剂本身的形状的方法等各种方法。
[0006] 例如，专利文献2公开了通过在外部添加剂混合槽内的旋转驱动部与壳体之间的 间隙施加强剪切将具有大粒径的无机细粉末固定在调色剂颗粒表面的方法。然而，该方法 对于粉碎的调色剂不一定有效，并且由于旋转驱动部与壳体之间的间隙的强剪切力使得无 机细粉末滚动至调色剂颗粒的凹部，结果是，存在无机细粉末不能充分起到外部添加剂作 用的可能性。
[0007] 例如，专利文献3提供其中外部添加具有大粒径的非球状无定形二氧化硅以抑制 上述埋没和滚动的实例。然而，当该实例应用于磁性单组分跳跃显影法时，与双组分显影剂 之间的滑动相比，显影套筒与调色剂调节刮板之间的滑动更强，并且外部添加剂可以游离 或者调色剂之间的粘结可能发生。结果，显影性和转印性劣化，并且有如白条纹和浓度不均 匀等问题可能发生的可能性。
[0008] 另外，专利文献4和专利文献5公开了使用其中无机颗粒固着至有机颗粒的表面 的有机-无机复合颗粒作为间隔物颗粒的实例。然而，考虑到将来高速化和长寿命化，当将 复合颗粒外部添加至负带电性磁性调色剂颗粒时，当复合颗粒为正带电性颗粒时，在高温 高湿环境下的带电性可能降低（专利文献4)。此外，即使当复合颗粒为负带电性颗粒时，在 假设进一步提高速度和寿命的情况下，仍存在改进的空间（专利文献5)。
[0009] 考虑到以上，仍存在改进的空间使得在磁性单组分跳跃显影法中满足初期转印性 和耐久稳定性与图像品质的稳定性二者。
[0010] 引f列表
[0011] 专利f献
[0012] 专利文献1 :日本专利申请特开No. 2002-318467
[0013] 专利文献2:日本专利申请特开No.JP2008-292675
[0014] 专利文献3:日本专利申请特开No. 2007-279702
[0015] 专利文献4:日本专利申请特开No. 2005-202131
[0016] 专利文献5:日本专利申请特开No. 2013-92748
【发明内容】
[0017] 发明要解决的问题
[0018] 本发明的目的是提供一种解决了上述问题的磁性调色剂。
[0019] 具体地，本发明的目的是提供一种磁性调色剂，其在磁性单组分跳跃显影法中具 有令人满意的初期转印性和令人满意的耐久稳定性。
[0020] 用于解决问题的方案
[0021] 根据本发明的一方面，提供一种磁性调色剂，其包括：
[0022] 包含粘结剂树脂和磁性材料的磁性调色剂颗粒；
[0023] 第一外部添加剂；和
[0024] 第二外部添加剂，
[0025]其中：
[0026] 第一外部添加剂
[0027] i)为有机-无机复合细颗粒，多个源自无机细颗粒的凸部存在于所述有机-无机 复合细颗粒的表面上，和
[0028] ii)具有50nm以上且500nm以下的数均粒径；
[0029] 第二外部添加剂
[0030] i)为二氧化硅细颗粒，和
[0031] ii)具有5nm以上且30nm以下的数均粒径；
[0032] 当在测量容器内，将圆盘状的盘在5.OkPa的垂直载荷下向通过将9.OkPa的垂直 载荷施加至磁性调色剂制造的磁性调色剂粉末层的表面加压，并且被加压的盘以（/10 弧度）/min旋转31 /36弧度时，由旋转力矩计算的剪切载荷为0. 50kPa以上且2.OOkPa以 下；和
[0033] 分散在水中的磁性调色剂颗粒的zeta电位ζ(T)与分散在水中的第一外部添加 剂的zeta电位ζ(Α1)之间的差的绝对值|ζ(Τ)-ζ(Α1) |为50mV以下。
[0034] 发明的效果
[0035] 根据本发明的一个实施方案，在通过改进初期转印效率和抑制由于耐久性劣化引 起的外部添加剂的埋没和游离来抑制构件的污染的同时，通过长期使用可赋予优异的转印 性。
[0036] 参考附图从以下示例性实施方案的描述中，本发明的进一步特征将变得显而易 见。
【附图说明】
[0037] 图1A为用于剪切载荷值的测量的螺旋桨型叶片的说明图。
[0038] 图1B为用于剪切载荷值的测量的螺旋桨型叶片的说明图。
[0039] 图2为用于剪切载荷值的测量的圆盘状的盘型叶片的说明图。
【具体实施方式】
[0040] 当考虑减低打印成本时，有必要进一步改进初期转印性并且降低磁性调色剂的消 耗量。此外，当假设高速化和长寿命化时，要求与现有技术相比耐久稳定性和图像品质的稳 定性更高。如果实现上述，则磁性调色剂的消耗量长期恒定地保持在少量，这可以大幅降低 打印成本。作为本发明的发明人研究的结果，发现调色剂与鼓之间的摩擦特性和调色剂之 间的内聚性与转印性相互关联，并且调色剂的劣化与耐久稳定性和图像品质的稳定性大大 相关。
[0041] 当使用如现有技术中的具有小粒径的外部添加剂时，观察到其中调色剂与鼓之间 的间隔物效果不充分，并且调色剂与鼓之间的摩擦力增大的趋势。因此，当使调色剂转印至 介质时，引起其中调色剂从调色剂层的中途转印至介质而调色剂的一部分没有从鼓转印至 介质的所谓的"分离（parting)"问题。因此，问题在于，为了满足图像浓度，有必要使鼓上 更大量的调色剂显影，这增加调色剂的消耗量并且增加每张的打印成本。
[0042] 作为实现调色剂与鼓之间的摩擦力降低的方法，例如，考虑利用通过使用具有大 粒径的单分散球形二氧化硅获得的高间隔物效果。然而，根据该方法，虽然抑制调色剂与鼓 之间的摩擦力，但调色剂之间的内聚力增大，结果是，转印效率不能提高。
[0043] 此外，发现在现有技术的磁性单组分跳跃现象中调色剂的劣化主要归因于由显影 单元内的显影套筒与调色剂调节刮板之间的滑动和显影单元内通过搅拌叶片而试剂循环 时调色剂之间的滑动引起的具有小粒径的外部添加剂的埋没。结果，调色剂与鼓之间的摩 擦力和调色剂之间的内聚力增加，从而引起带电不良和流动性降低，结果是，由于转印缺陷 引起图像浓度降低。
[0044] 作为上述问题的对策，例如，给出添加大量的由二氧化硅代表的具有小粒径的外 部添加剂。该对策对于相对于显影和转印时的耐久稳定性的寿命延长是有效的，但不能防 止在长期使用期间外部添加剂在磁性调色剂表面的埋没，结果是，流动性降低，并且不利地 影响图像品质。此外，发现，即使当大量添加二氧化硅时，二氧化硅也容易固着至二氧化硅， 并且调色剂之间的内聚力和调色剂与鼓之间的摩擦力的降低效果在一定的覆盖量下达到 最大。
[0045] 此外，为了确保稳定的流动性，考虑与具有小粒径的外部添加剂一起使用的能够 用作磁性调色剂之间的间隔物的具有大粒径的外部添加剂的方法。然而，当作为具有大粒 径的外部添加剂施用通过湿式溶胶-凝胶法制造的球形二氧化硅时，由于球形使得难以使 具有大直径的外部添加剂固着至磁性调色剂表面。结果，外部添加剂从磁性调色剂游离并 且不能在长期使用期间充分地起到间隔物的作用。因此，虽然抑制由外部添加至调色剂表 面的具有大粒径的外部添加剂的"埋没"引起的表面状态的变化，但具有大粒径的外部添加 剂由于在调色剂表面上的"滚动"现象的发生使得不能充分地起到外部添加剂的作用。结 果，带电性降低从而导致图像缺陷，此外，游离的外部添加剂可污染显影单元内的构件。可 选择地，具有大粒径的外部添加剂在磁性调色剂表面上滚动，这可由此使一起使用的具有 小直径的外部添加剂被埋没，从而降低流动性并降低转印效率。
[0046] 虽然为了改变外部添加剂的形状的目的，将异形二氧化硅用作通过耐久充分发挥 间隔物作用的外部添加剂，但由于显影套筒与调色剂调节刮板之间等的滑动使得外部添加 剂的裂化和碎裂发生，结果是，不能防止外部添加剂在调色剂表面中的埋没。
[0047] 如上所述，实际上难以同时抑制影响转印性的调色剂与鼓之间的摩擦力和调色剂 之间的内聚力，和由因为例如，在显影单元内显影套筒与调色剂调节刮板之间的滑动引起 的调色剂的劣化导致的转印性降低。
[0048] 本发明的发明人认为，为了同时抑制调色剂与鼓之间的摩擦力和调色剂之间的内 聚力和为了获得具有强的耐调色剂劣化性的磁性调色剂，有必要控制具有大粒径的外部添 加剂与磁性调色剂母材之间的关系，以及具有大粒径的外部添加剂的设计，即，本发明的发 明人认为，为了提高转印性，有必要使用与鼓具有较少接触点的具有大粒径的外部添加剂， 从而降低调色剂与鼓之间的摩擦力并且控制磁性调色剂颗粒与具有大粒径的外部添加剂 之间的电特性以缓和调色剂之间的内聚力。此外，本发明的发明人认为，具有小粒径的外部 添加剂与具有大粒径的外部添加剂的一起使用可以控制对磁性调色剂表面的固着均匀性， 在长期使用期间使转印效率稳定，和减少调色剂消耗量。
[0049] 作为本发明的发明人认真研究的结果，发现为了抑制调色剂与鼓之间的摩擦力和 调色剂之间的内聚力，此外为了抑制由调色剂的劣化引起的带电性的降低和流动性的降 低，即，为了使转印性稳定，需要满足以下项目。
[0050] 具体地，有必要使用各自具有特定粒径的有机-无机复合细颗粒作为外部添加至 磁性调色剂的第一外部添加剂，并且将施加至压实的磁性调色剂粉末层表面的剪切载荷值 和磁性调色剂颗粒与第一外部添加剂之间的电位差ζ控制在一定的范围内。
[0051] 用于本发明的第一外部添加剂为其各表面上存在多个源自无机细颗粒的凸部的 有机-无机复合细颗粒。有机-无机复合细颗粒可以包含树脂颗粒和嵌入树脂颗粒中的无 机细颗粒，从而存在多个源自无机颗粒的凸部。
[0052] 在第一外部添加剂为单一的树脂颗粒的情况下，调色剂与鼓之间的摩擦力增大， 并且转印效率大大降低。另一方面，在第一外部添加剂为如二氧化硅等单一的无机细粉末 的情况下，难以满足调色剂与鼓之间的摩擦力和调色剂之间的内聚力二者，因此，不能期待 对转印效率提高的效果。
[0053] 此外，作为不具有凸部的第一外部添加剂，考虑完全