磁性调色剂及使用该磁性调色剂的图像形成方法

文档序号:2778870阅读:118来源:国知局
专利名称:磁性调色剂及使用该磁性调色剂的图像形成方法
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定影在上述表面上,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潜影保持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潜影保持体的表面上,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,还能够防止潜影保持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。
近年来,在图像形成装置中,图像形成速度的高速化、和装置的小型化这两种趋势非常明显。其中,在要求图像形成速度的高速化的、主要适用于商务用途的高速机中,随着印刷速度的高速化,形成图像的清晰度或画质有下降的倾向,为了防止这些情况发生,要求磁性调色剂的带电量比以往更容易快速地上升、其带电量要求比以往更稳定。
另一方面,在需要小型化的、以小型办公室或一般家庭为对象的中低速机中,由于电源的开启和切断频繁地重复,因此为了尽可能地缩短电源开启后的升温时间,要求磁性调色剂的初期带电性良好。另外,对于图像形成装置而言,不论由用途而引起的图象形成速度的差异如何,还都要求所形成图像的进一步高清晰化、高画质化和磁性调色剂的耐久性的提高、针对环境变化的稳定性的提高等。
同时,为了满足这些要求,长期在各种温度、湿度环境下稳定地维持良好的图像特性(图像浓度高、无基材灰雾,具有优异的画质),要求磁性调色剂带电量容易快速上升;即使在不易带电的高温、高湿环境等环境下,或相反地,在容易带电过量的低温、低湿环境等环境下,也不会产生带电量不足或充电(过带电),可以始终维持适度的带电量,同时,可以长期维持该适度的带电量。
但是,以目前通常所使用的磁性调色剂,如前所述,在图像形成速度的高速化或装置的小型化的过程中,还存在不能完全地严格满足这些要求的状况。其主要的原因,本发明人经研究发现,在于磁性调色剂所内包的磁性粉末。
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,由于磁性粉末的尖的顶点或邻接面间的尖的棱线露出至调色剂粒子的表面,电荷容易从这里释放,因此容易引起电荷泄漏。另外,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,因此在该粘合剂树脂中很难均匀地分散。因此,在各个调色剂粒子中,磁性粉末的分散状态或含量容易产生偏差,因此,各个磁性调色剂的带电容易程度或带电量等也容易产生偏差。
因此,使用了多面体状磁性粉末的磁性调色剂,除了带电量难于快速地上升之外,带电量本身也会下降,其结果容易造成图像浓度低和基材灰雾等图像缺陷。另外,上述磁性调色剂,根据图像形成时的温度、湿度环境,带电容易程度或带电量容易发生波动,特别是在难以带电的高温、高湿环境等环境下,更容易产生上述的图像缺陷。
另一方面,由于球状磁性粉末没有尖的顶点或棱线等,使用球状磁性粉末的磁性调色剂,不易从露出至调色剂粒子表面的磁性粉末释放电荷,因此不易产生电荷泄漏。另外,球状磁性粉末与多面体状的相比,由于流动性优异,同时,对粘合剂树脂的分散性也优异,因此,容易均匀地分散在粘合剂树脂中,可以防止各个磁性调色剂中的磁性粉末的分散状态产生偏差,也可以使带电的容易程度或带电量等均匀化。
但是,使用球状磁性粉末的磁性调色剂,由于电荷反而太容易积累,例如,在显影剂担载体和磁片的间隙中被反复摩擦时,磁性调色剂容易带规定量以上的电即会过量带电,也就是说容易产生所谓的充电,如果产生充电,反而容易产生以图像浓度降低为代表的图像缺陷。
因而,为了发挥球状磁性粉末和多面体状磁性粉末两者的优点,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JP2000-242029A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容易快速地提高带电量、且提高带电量和不易产生充电这两种相反的特性同时优异的、在大范围的环境下始终可以形成良好的图像的磁性调色剂,和使用该调色剂的图像形成方法。
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而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。
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,不能获得防止磁性调色剂发生充电的效果。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呈曲面状的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,而且还能防止磁性调色剂的充电。
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,不能获得防止磁性调色剂充电(charge up)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,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,而且还可防止磁性调色剂充电。
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,在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,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的特征在于,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,该磁铁矿中相对于铁含有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下述的图像形成方法,所述图像形成方法包括在内置有固定磁铁且旋转的显影剂担载体的表面上,形成磁性调色剂的薄层的工序;和使上述显影剂担载体和保持静电潜影的潜影保持体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和潜影保持体的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到潜影保持体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序。
另外本发明还涉及具有以下特征的图像形成方法包括在内置有固定磁铁且旋转的显影剂担载体的表面上,形成本发明的上述磁性调色剂的薄层的工序;和使上述显影剂担载体和保持静电潜影的潜影保持体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和潜影保持体的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到潜影保持体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序。


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立体模式图。
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。
具体实施例方式
《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,而且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的平均粒径有必要在0.01~0.50μm的范围内。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拍摄的照片(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,虽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升的速度吹入空气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粒子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各种水溶性的金属化合物,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、聚氨酯类树脂、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、一缩二丙二醇、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定影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,优选其中的一部分具有交联结构。通过部分地引入交联结构,可以在不影响定影性的条件下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一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,会粘附在潜影保持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。具体为,例如,使用セィコ一ィンスツルメンツ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。
尤其是作为官能团含有季铵盐、羧酸盐或羧基的苯乙烯-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。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,特别是高温高湿下的带电不良、图像不良等。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,或者不被分散而凝聚的电荷抑制剂将会污染感光体。
(蜡)蜡是为了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辊等上的偏移(offset),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、显示从潜影保持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。表面处理中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。
本发明的磁性调色剂特别优选使用于包括以下工序的图像形成方法即磁性1成分突变显影方法,所述工序为在内置有固定磁铁且旋转的显影剂担载体的表面上,形成磁性调色剂的薄层的工序;和使上述显影剂担载体和保持静电潜影的潜影保持体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和潜影保持体的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到潜影保持体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序。
《图像形成方法》本发明的图像形成方法的特征在于,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;和使上述显影剂担载体和保持静电潜影的潜影保持体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和潜影保持体的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到潜影保持体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序。
本发明的形成方法,可以和以往相同地实施。例如,作为潜影保持体,可以使用有机或无机的以往公知的各种感光体。
作为无机感光体,例如,可以列举在导电性基体上形成有由硒、硒-碲、硒-砷、硫化镉等无机光导电材料的薄膜组成的感光层的感光体。
另外,作为有机的感光体,可以列举在导电性基体上形成有单层型或层叠型的有机感光层的感光体。作为单层型的感光层,可以列举电荷产生剂、电荷输送剂等被分散在粘合剂树脂中的感光层。另外,作为层叠型的感光层,可以列举由电荷产生剂组成的电荷产生层和电荷输送剂被分散在粘合剂树脂中而成的电荷输送层以此顺序或相反顺序层叠而成的结构。
作为显影剂担载体,可以使用由以往公知的各种材料组成的显影剂担载体。特别优选使用铝制或不锈钢制的显影剂担载体。
若要在作为潜影保持体的感光体的表面上保持静电潜影,与以往相同,使用スコロトロン充电器等使感光体的表面同样地带电后,通过半导体激光器、发光二极管等曝光机构进行曝光,来除去曝光部分的电荷即可。
另外,为了将形成在感光体的表面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,特别优选转印辊。
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,附着在转印辊上的调色剂进入发泡体的气泡中,能防止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,与感光体间的间隙变小,因而有可能降低被印刷物的输送力。
使转印辊与感光体的表面接触的状态下,优选相对于感光体的表面以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%时对感光体表面的滑动量变大,存在使转印图像偏移的所谓的图像跳动增大的问题。
作为用于清除残留于感光体的表面的调色剂的清洁机构,优选使用压接在感光体表面的弹性叶片。另外,作为弹性叶片,可以采用由橡胶或软质的树脂等组成的以往公知的各种弹性叶片。具体地,例如可以列举由硅酮橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、尿烷树脂等组成的弹性叶片。考虑到很好地清除调色剂的同时避免在感光体的表面产生压接痕等,弹性叶片优选以10~50g/cm的线压进行压接。
实施例《磁性粉末的形状研究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)(粘合剂树脂的合成)在氮气氛围中,将845质量份的苯乙烯、155质量份的丙烯酸正丁酯、以及8.5质量份的二-叔-丁基过氧化物,溶解在125质量份的二甲苯中,制备溶液。
在装有温度计、搅拌器、氮气导管、以及回流管的反应容器中加入300质量份的二甲苯,一边从氮气导管连续导入氮气,一边加热反应容器,将液温维持在170℃,同时,用3个小时向上述反应容器中滴加上述制备的溶液,滴加完毕后,在170℃下再持续搅拌1个小时,之后除去溶剂,制得了作为粘合剂树脂的苯乙烯-丙烯酸正丁酯的共聚物。
(磁性调色剂的制备)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(f)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[日本アェロジル(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,使用作为潜影保持体搭载了有机感光体的、磁性1成分突变显影方式的多功能仪[兼备激光打印机、静电式复印机、以及普通电传装置的功能、京セラミタ(株)制的KM-1650、感光体的线速度100mm/s、显影剂担载体的线速度160mm/s],评价了实际进行图像形成时的下述各个特性。另外,使用直径为20Φ,表面的十点平均粗糙度Rz为4.0μm、SUS305制的材料作为显影剂担载体。
(A)常温、常湿试验将上述多功能仪在温度为20℃、相对湿度为65%RH的常温、常湿环境中静置8小时使其状态稳定之后,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],对使用上述多功能仪形成印字率为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10万张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)调色剂带电量使用带电量测定装置[トレツク(TREK)公司制备的Q/M meter210HS],分别测定初期形成图像时和连续形成图像后,分别在显影剂担载体的表面所形成的调色剂的薄层中的调色剂的带电量μC/g。
(4)层的不均匀性(调色剂薄层的状态)分别观察初期形成图像时和连续形成图像后在显影剂担载体的表面形成的调色剂的薄层的状态,以下述的基准来评价。
○薄层是均匀的,没有观察到紊乱。
△看见薄层稍微紊乱,但没有对形成图像造成影响。
×看见薄层紊乱,也看见对形成图像造成影响。特别是在满版图像部分观察到了浓度不均匀。
(B)高温、高湿试验将多功能仪在温度为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,在与上述所示的(1)~(3)相同的条件下测量了图像浓度和调色剂的带电量,并评价了基底灰雾和层的不均匀性。
(C)低温低湿试验将多功能仪在温度为10℃、相对湿度为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,与上述所示的(1)~(3)相同的条件下,测定图像浓度和调色剂的带电量,同时评价了基底灰雾和层的不均匀性。
以上结果如表1~3所示,另外,表中的磁性粉末的粒子形状栏的符号表示下述含义。
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-bevel八面体状且顶点及棱线被倒角成小平面的。
Cube-corner立方体状、并且顶点以及棱线没有形成曲面状。一般的立方体。
Cube-bevel立方体状,且顶点及棱线被倒角成小平面的。
Sphere球状的。
表1

表2

表3

由表可知,使用八面体状、并且顶点以及棱线没有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的平面的磁性粉末的比较例3的磁性调色剂,在常温、常湿试验以及高温、高湿试验中,初期的带电量都明显小,此外,图像浓度低、并且产生了基底灰雾,同时,耐久后的基底灰雾明显恶化,由此发生了调色剂的带电电荷的泄漏。
另外,使用立方体状、并且顶点以及棱线没有形成曲面状的磁性粉末的比较例4,以及使用立方体状、并且顶点以及棱线被倒角成小的平面的磁性粉末的比较例5的磁性调色剂,也同样地在常温、常湿试验以及高温、高湿试验中,初期的带电量明显小,此外,图像浓度低、并且产生了基底灰雾,同时,耐久后的基底灰雾明显恶化,由此发生了调色剂的带电电荷的泄漏。
而且,使用八面体状、并且顶点以及棱线形成为曲面状、但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,以及使用球状的磁性粉末的比较例6的磁性调色剂,在常温、常湿试验以及高温、高湿试验中,耐久后的带电量都明显上升,同时,图像浓度降低、并且产生了基底灰雾,由此发生了充电现象。另外,如果采用使用了球状的磁性粉末的比较例6的磁性调色剂,在低温、低湿试验中,在初期已经发生了图像不均匀。究其原因,断定为在显影剂担载体的表面,调色剂薄层没有均匀地形成。因此,对此没有进行耐久性的评价。
与此相反,使用八面体状、并且顶点以及棱线形成为曲面状、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、高湿试验的每一种情况下,可以大致稳定地维持初期以及耐久后的带电量和图像浓度,同时,可以防止基底灰雾的产生,能形成良好的图像。
《磁性粉末的形状研究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[日本アェロジル(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,使用搭载了有机感光体作为潜影保持体的、磁性1成分突变显影方式的多功能仪[上述的京セラミタ(株式会社)制备的KM-1650N],评价了实际形成图像时的上述的各种特性。使用直径为20Φ、表面的十点平均粗糙度为4.0μm的SUS305制担载体作为显影剂担载体。
结果与实施例1的结果一并示于表4~6之中。
表4

表5

表6

由表可知,使用八面体状、并且顶点以及棱线呈曲面状、同时在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分的、其平均粒径小于0.01μm的磁性粉末的比较例7的磁性调色剂,在各种环境下的试验中,初期图像浓度都低于1.30,另外,在常温、常湿试验以及高温、高湿试验中,耐久后的图像浓度低于1.30,并且在高温、高湿试验中产生了基底灰雾。究其原因,断定为因露出至调色剂粒子的表面的磁性粉末的比例增加,电荷从露出的磁性粉末被释放之后,导致了磁性调色剂的带电不足。
另外,使用八面体状、并且顶点以及棱线是曲面状、同时,在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分、但其平均粒径超过0.50μm的磁性粉末的比较例8的磁性调色剂,在各种环境下的试验中,耐久后的带电量上升、同时,图像浓度降低,并且产生了基底灰雾,由此导致了充电现象的发生。究其原因,断定为因露出至调色剂粒子表面的磁性粉末比例减少,导致了从露出的磁性粉末中释放出的电荷量的减少。
与此相反,使用八面体状、并且顶点以及棱线中曲面状、同时在其投影像的外周部分具有可被视为直线的部分而且其平均粒径为0.01~0.50μm的磁性粉末的实施例1~5的磁性调色剂,在常温、常湿试验、低温、低湿试验、以及高温、高湿试验的任一种情况下,都可以大致稳定地维持初期以及耐久后的带电量以及图像浓度,同时,可以防止产生基底灰雾,形成良好的图像。
另外,比较各个实施例可知,磁性粉末的平均粒径越小,初期的带电量越小,相反地,平均粒径越大,特别在低温、低湿试验中,耐久后的带电量有上升的趋势。由这样的结果,可知磁性粉末的平均粒径优选为0.05~0.35μm,更优选为0.15~0.30μm。
权利要求
1.一种磁性调色剂,其特征在于,在以粘合剂树脂形成的调色剂颗粒中内包有磁性粉末,所述磁性粉末的平均粒径为0.01~0.5μm,且其颗粒形状如下以作为用8个三角形包围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.如权利要求1所述的磁性调色剂,其特征在于,磁性粉末的平均粒径为0.05~0.35μm。
3.如权利要求1所述的磁性调色剂,其特征在于,所述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中选择的至少一种元素的磁铁矿形成。
4.如权利要求1所述的磁性调色剂,其特征在于,磁性粉末的含有率为35~65质量%。
5.如权利要求1所述的磁性调色剂,其特征在于,用于图像形成方法,其中所述图像形成方法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磁性调色剂的薄层的工序;和使上述显影剂担载体和保持静电潜影的潜影保持体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和潜影保持体的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到潜影保持体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序。
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;和使所述显影剂担载体和保持静电潜影的潜影保持体以保持间隔的方式对峙,以避免所述薄层和潜影保持体的表面互相接触,在此状态下,使磁性调色剂从薄层飞到潜影保持体的表面上,将静电潜影显影为调色剂像的工序。
全文摘要
一种磁性调色剂,由于含有如下粒子形状的磁性粉末(1),所以在能使带电量容易快速上升的同时,使提高带电量和不易发生充电现象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(3)。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。
文档编号G03G13/08GK1773381SQ20051002300
公开日2006年5月17日 申请日期2005年9月30日 优先权日2004年10月8日
发明者中山幸则, 寺本浩三, 水畑浩司, 佐藤甲介 申请人:京瓷美达株式会社
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