專利名稱：顯影劑用載體粒子、顯影劑以及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如在用復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等以電子照相方式形成 圖像時(shí)使用的顯影劑用載體粒子、顯影劑和圖像形成裝置。
背景4支術(shù)
通常，在電子照相方式的圖像形成裝置中使用石茲刷顯影方式，
》茲性載體粒子構(gòu)成的》茲刷，并且擦過潛像承載體的靜電潛像，繼而 進(jìn)行顯影。作為磁刷顯影方式中使用的磁性載體粒子，開發(fā)了涂層 類載體，涂層類載體是通過在將鐵4分、鐵酸鹽和i茲鐵礦等這些》茲性 體分散在粘結(jié)劑樹脂等中所形成的芯材的表面上設(shè)置涂層而形成， 該涂層考慮到了對色調(diào)劑的帶電特性。各種涂層類載體被實(shí)際應(yīng) 用。
特別地，在表面上設(shè)置有樹脂涂層的樹脂涂層載體，由于其帶 電控制特性提高，并且環(huán)境依存性以及經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性得到改善，所以 被廣泛應(yīng)用。樹脂涂層中例如可以使用聚酯樹脂、氟類樹脂、丙烯 酸類樹脂和硅類樹脂。但是，即使是使用這樣的樹脂涂層載體的場合，也不能夠使色 調(diào)劑充分穩(wěn)定地帶電。長期使用會使樹脂涂層脫離，所以由于帶電
不良使圖像品質(zhì)下降。另外，會發(fā)生脫;f莫?jiǎng)┖碗姾煽刂苿┑鹊纳{(diào)
劑成份附著在載體上的耗盡現(xiàn)象等，樹脂涂層的功能喪失。這樣的 樹脂涂層的脫離(涂層脫離)引起帶電不良或耗盡現(xiàn)象，以至于在 圖像形成裝置的顯影部發(fā)生色調(diào)劑飛散或圖像模糊。
作為涂層脫離的對策，采用了材并+面的改良方法。例如，在曰
本專利公開2005-315907號7>才艮中，7>開了<吏用丙烯酸酯類單體共
聚物制作涂層材料。
作為抑制耗盡現(xiàn)象等的對策，可以列舉提高涂層的脫模性。但 是， 一般情況下，脫模性高的涂層材料與芯材之間的粘結(jié)性差，容 易脫離。因此，研究了通過例如改性硅樹脂或進(jìn)行硅烷偶聯(lián)處理等 -使其同時(shí)兼顧脫沖莫性和粘結(jié)性兩方面。
例如，在日本專利公開平2-33159號公報(bào)中公開了使用硅樹脂 和特定材料的化合物作為涂層材料。但是，由于與硅樹脂的相溶性 差，涂層變得不均勻，因此難于獲得帶電穩(wěn)定性。
另外，在日本專利/>開2004-45773號公報(bào)中公開了通過向涂層 中導(dǎo)入富勒烯或碳納米管來改善帶電穩(wěn)定性和耐久性。4旦是，卻存 在不能夠得到充分的脫模性的問題。
近年來，要求盡力地減少廢棄物，于是研究了將用完的載體清 洗并再利用。但是，如果涂層脫離，就有必要使所有的涂層脫離， 清洗后再次涂布。由于再涂布庫毛費(fèi)成本，所以為了抑制涂層脫離， 如果使用犧牲了脫才莫性而容易發(fā)生壽毛盡現(xiàn)象的材料，這就需要進(jìn)行 高頻率的清洗。但是，對用完的材料進(jìn)行清洗時(shí)，涂層也受到損傷， 因此難于耐受再利用所需的重復(fù)清洗。除了這樣的載體粒子自身的耐久性，作為載體粒子，還有必要
滿足以下條件與感光體4妄觸時(shí)，盡量不對感光體表面施加應(yīng)力，
即使是在載體粒子附著、轉(zhuǎn)印在感光體上等的顯影以外的步驟中， 也需要不損傷感光體和轉(zhuǎn)印帶等。
伴隨著圖像的高精細(xì)化而產(chǎn)生的色調(diào)劑的小粒徑化導(dǎo)致用感 光體清潔器不能完全除去微粉狀的色調(diào)劑或者色調(diào)劑的添加劑。因 此，有必要在顯影部中將殘存在感光體上的非圖像部的色調(diào)劑回收 到顯影器中。另外，伴隨著電子照相裝置的小型化，不使用感光體 清潔器的無清潔器處理也被廣泛地利用。在無清潔器處理中，特別 需要非顯影時(shí)的色調(diào)劑的回收能力。
通過將形成在顯影器內(nèi)的》茲輥上的由色調(diào)劑粒子和載體粒子 構(gòu)成的磁刷的穗尖接近感光體，可以提高回收能力。但是，如上所 述，如果4吏由載體粒子構(gòu)成的》茲刷的穗尖大量4妄觸感光體，則對感 光體表面的應(yīng)力增加。為了降低對感光體表面的應(yīng)力，有必要沖是高 載體粒子的脫模性和滑動(dòng)性。
這樣，就要求改善載體粒子的涂層材料的脫模性和耐久性等。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，沖艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，4是供了一種
顯影劑用載體粒子，包括芯材，含有^茲性粒子；以及涂層，形成 在所述芯材的表面，并且在涂層表面露出金剛石微粒子或類金剛石。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種顯影劑，包括載體 粒子以及色調(diào)劑粒子，其中，載體粒子包括芯材，含有i茲性粒子； 以及涂層，形成在所述芯材的表面，并且在涂層的表面露出金剛石 孩M立子或類金剛石。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種圖像形成裝置，通過
色調(diào)劑粒子在轉(zhuǎn)印介質(zhì)上形成圖像，包括形成有靜電潛像的圖像 承載體；以及顯影器，用于通過攪拌所述色調(diào)劑粒子和載體粒子使 其帶電，并且將所述色調(diào)劑粒子附著在所述圖像承載體的靜電潛像 上，繼而顯影，其中，所述的載體粒子包括芯材，含有磁性粒子； 以及涂層，形成在所述芯才才的表面，并且在'凃?qū)拥谋砻媛冻鼋饎偸?孩M立子或類金剛石。
應(yīng)該知道，上面的概括性描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性的 和解釋性的，并不限制本發(fā)明。


結(jié)合于此并構(gòu)成說明書的 一部分的附圖闡明了本發(fā)明的具體 實(shí)施方式和說明書，并用于解釋本發(fā)明的原則。
圖l示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的基于4串聯(lián)式的處理的圖像 形成裝置的示意圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的實(shí)施例和比較例的顯影劑的組成 和評價(jià)結(jié)果的表；
圖3根據(jù)基于樣品2、 8和20以及比較例1和3的帶電量的測 定結(jié)果，示出了色調(diào)劑帶電特性的帶電控制劑添加量依存性；
圖4示出了基于樣品1 ~4、 5、 8、 14和18的評價(jià)結(jié)果的色調(diào) 劑帶電特性的帶電控制劑添加量依存性；
圖5示出了基于樣品5-23的測量結(jié)果而得到的色調(diào)劑帶電特 性的金剛石孩￡粒子量依存性；
8圖6示出了電子照相打印才幾的示意圖7示出了感光體灰霧色調(diào)劑(灰霧量)的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打 印張數(shù))依存性；
圖8示出了消耗水平的強(qiáng)制試-瞼時(shí)間(打印張數(shù))依存性；
圖9示出了感光體的消減量的強(qiáng)制試-瞼時(shí)間(打印張數(shù))依存
性；
圖10示出了載體粒子附著量的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù))依 存性；
圖11示出了伴隨清洗的灰霧量的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù)) 依存性；
圖12示出了伴隨清洗的感光體上的載體粒子附著量的強(qiáng)制試 驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù))依存性；
圖13示出了基于無清潔器處理的電子照相打印機(jī)的示意圖14示出了回收殘留色調(diào)劑濃度的間隙依存性，該間隙是指 顯影輥和感光體之間的間隙；以及
圖15示出了感光體的表面粗糙度的間隙依存性，該間隙是指 顯影輥和感光體之間的間隙。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)4亍詳細(xì)4又述。
9本實(shí)施方式的顯影劑用載體粒子包括芯材，含有不茲性粒子； 以及涂層，形成在芯材表面，并且在涂層表面露出了金剛石微粒子
或類金剛石。
含有磁性粒子的芯材使用混入了鐵酸鹽(ferrite )、》茲4失礦 (magnetite)和氧化鐵等磁性粒子或磁性粉的樹脂粒子。其中，為 了容易控制對涂層形成后的載體特性有影響的芯材的表面、形狀和 電阻等，優(yōu)選使用4失酸鹽粒子。
這才羊的芯才才的斗立4圣^尤選在20 pm ~ 50 pm。 ^口果小于20 |imi,貝寸 一個(gè)粒子的》茲力小，所以容易/人顯影劑岸義載體脫離并附著在感光體
上。另一方面，如果大于50pm,》茲刷變石更，》茲刷的刷毛痕跡顯現(xiàn) 在圖像上，很難進(jìn)行致密的色調(diào)劑供給。更加優(yōu)選在25 pm ~ 40 fim。
形成于芯材的表面的涂層，優(yōu)選覆蓋芯材的整個(gè)表面。但是只 要具有作為涂層的賦予帶電和脫模性等功能即可，也可以使一部分 不被覆蓋，例如，在形成涂層時(shí)成為芯材的支撐面(點(diǎn))而未被覆 蓋的區(qū)域等。
優(yōu)選這樣的涂層的平均膜厚為0.3 nm~5 (Lim。如果小于0.5jam， 則難于獲得穩(wěn)定的帶電控制特性和耐磨損性等。另外，如果超過 3(am，則帶電性下降。更力口l尤選在0.5nm 3jam的范圍內(nèi)。
涂層中使用的被稱為納米金剛石的金剛石微粒子是具有良好 的耐磨損性和脫才莫性的粒子。金剛石孩i粒子以一部分露出于表面的 狀態(tài)分散到樹脂中，并覆蓋在芯材表面。
作為樹脂，可以使用塑料、熱塑性彈性體、或含有橡膠的彈性 體。例如，優(yōu)選^f吏用丙烯酸類樹脂、氟類沖對脂、石圭樹脂、三聚氰胺 類樹脂、聚氨酯類樹脂和聚氨酯彈性體等。樹脂中金剛石微粒子的含量優(yōu)選為0.1wt%~20wt°/。。如果含量 超過20wt。/。，就不能夠得到充分的帶電性能。如果含量過少，則金 剛石孩t粒子不能充分地露出在表面而#1埋沒，因而不能夠得到充分 的耐磨損性和脫才莫性。更加優(yōu)選在lwt%~ 10wt%。
這樣的在樹脂中含有金剛石孩t粒子的涂層，例如可以通過下面 的方法形成在稀釋了樹脂的溶液中加入金剛石微粒子，用球磨機(jī) 等攪拌，并將由此調(diào)制而成的分散液涂布到芯材上。例如可以使用 流4匕床型的涂布裝置， 一邊加熱一邊f(xié)余布。這時(shí)，通過調(diào)整纟余布速 度或反復(fù)涂布，可以改變涂層的膜厚。可以4吏用其它的方法如浸漬 法、噴涂法、刷涂法和捏合(kneading)法等。不僅僅是使用溶液 的濕式法，也可以使用覆蓋樹脂粉的干式法。
通過使用這樣的在樹脂層中包含金剛石微粒子的涂層，可以提 高涂層的耐久性，同時(shí)可以提高載體粒子的潤滑性。而且，能夠改 善對色調(diào)劑粒子的帶電特性。
另外，在涂層中所使用的作為非結(jié)晶碳的類金剛石(下面記作 DLC)是具有良好的耐磨損性和耐久性的材料。DLC膜可以通過 CVD ( Chemical Vapor Deposition: 4匕學(xué)氣相:^積)法等的成月莫處理
而在芯材表面成膜。這時(shí)，芯材表面也可以不#:完全覆蓋。雖然
DLC膜在單層情況下就可以充分地發(fā)揮作為涂層的功能，但是也可
以是多層。通過形成為多層，可以覆蓋在形成涂層時(shí)作為芯材的支 撐面(點(diǎn))而未—皮覆蓋的區(qū)域，所以幾乎能夠?qū)⑿静谋砻嫒扛采w。
通過4吏用這樣的含有DLC膜的涂層可以改善載體粒子的^f氐摩 擦性。由于DLC膜是不使用溶劑的無機(jī)結(jié)構(gòu)，所以在再循環(huán)時(shí)， 可以容易地清洗用完的色調(diào)劑。另外，由于是通過CVD方法等在 芯材的表面成膜，所以能夠牢固地附著在芯材的表面，能夠提高涂 層的耐久性。這樣地，由于清洗容易，耐久性優(yōu)良，所以4吏半永久
ii性的循環(huán)成為可能。因此，盡管在成膜時(shí)耗費(fèi)制造成本，但是從長 遠(yuǎn)看可以減小環(huán)境負(fù)擔(dān)，降低運(yùn)營成本。另外，可以改善帶電特性。
這樣的具有含有金剛石卩斂粒子或DLC的涂層的載體粒子，一 般被認(rèn)為供電子性高。也就是說，在摩擦帶電時(shí)，使對象負(fù)極性地 帶電的能力較高。近年的電子照相裝置中的多數(shù)使用帶電性為負(fù)極 性的色調(diào)劑，因此如果使用本發(fā)明的涂層，相容性就非常好。
這樣的載體粒子與色調(diào)劑粒子共同作為雙組分顯影劑被用于 圖像形成。色調(diào)劑粒子由粘結(jié)劑樹脂、著色劑和脫模劑等構(gòu)成。
作為粘結(jié)劑樹脂，可以使用聚酯樹脂、苯乙烯類樹脂、苯乙烯 -丙烯酸類樹脂等。作為著色劑，可以使用公知的顏料、染料等，如 炭黑、縮合多環(huán)類顏沖+、偶氮類顏沖+、酞菁類顏沖+和無才幾顏沖+。另 外還可以使用酯蠟等的脫模劑、用于控制摩擦帶電電荷量的含金屬
偶氮化合物等的帶電控制劑(CCA)、或以流動(dòng)性、帶電性和^f呆管 特性的穩(wěn)定為目的的硅石、礬土和氧化鈦等的無機(jī)微粒子和有機(jī)微 粒子等。這些可以使用公知的組成通過粉碎法或化學(xué)制法等形成。
這才羊的色調(diào)劑斗立子的體積平均斗立徑伊C選為3fam-7fim。如果小 于3/im,則一旦賦予各個(gè)色調(diào)劑粒子僅由電場控制的電荷量，就會 使與單位重量的帶電量變得過大，難于得到所期望的顯影量。另外，
如果大于7pm，則精細(xì)圖像的再現(xiàn)性和粒狀性劣化。更加優(yōu)選為 4, ~ 6(im。
4吏用這樣的顯影劑，可以通過例如4串聯(lián)式電子照相處理等的 圖4象形成處理來形成圖1象。
圖1示出了基于4串聯(lián)式的中間轉(zhuǎn)印方式的圖像形成裝置的示 意圖。如圖l所示，配置有顯影器，分別收容有黃色、品紅色、 青色和黑色的各種色調(diào)劑粒子和載體粒子；以及圖像形成單元20Y、20M、 20c和20k，包括作為圖像承載體的感光體和帶電、曝光、轉(zhuǎn) 印裝置。各個(gè)圖像形成單元20y、 20M、 20c和20K在分別與中間轉(zhuǎn) 印帶10相接觸的位置上具有作為圖像承載體(靜電潛像承載體) 的感光體21Y、 21M、 21c和21k，感光體21y、 21m、 21c和21k形 成為外周面能夠向相同的方向旋轉(zhuǎn)。作為感光體，可以使用帶正電 或帶負(fù)電的OPC ( Organic Photoconductor,有才幾感光體)以及無定 形硅等公知的感光體。
i殳置有中間轉(zhuǎn)印帶10，—奪通過各個(gè)感光體21Y、 21M、 21c和 2lK所形成的各色圖像按照圖中箭頭方向拍定送。中間轉(zhuǎn)印帶10向著 箭頭方向以固定速度進(jìn)行頭尾相連的運(yùn)動(dòng)，各個(gè)圖像形成單元20Y、 20M、 20c和20K沿著中間轉(zhuǎn)印帶10的拍i送方向#皮直列地配置。
各個(gè)感光體21y、 21m、 21c和2lK上分別連"t妾有未凈皮圖示的用 于使各個(gè)感光體21Y、 21M、 21c和2lK以預(yù)定的圓周速度旋轉(zhuǎn)的滾 筒電斗幾(drum motor)。各個(gè)感光體21Y、 21M、 21c和2lK的軸線^皮 配置為與通過中間轉(zhuǎn)印帶10拍《送圖^^的方向垂直。各個(gè)感光體鼓 21Y、 21M、 21c和2l!^皮配置為4由線之間等間隔。
在各個(gè)感光體21y、 21m、 21c和21k的周園，分別沿著對應(yīng)的 感光體21y、 21m、 21c和2lK的旋轉(zhuǎn)方向分別配置有作為帶電裝置 的帶電器22y、 22M、 22c和22k,作為顯影裝置的包括磁輥等的顯 影器23y、 23m、 23c和23k，作為轉(zhuǎn)印裝置的一次轉(zhuǎn)印輥24y、 24m、 24c和24K以及作為清理裝置的清潔器25Y、 25M、 25c和25k。
另外，各個(gè)一次轉(zhuǎn)印輥24v、 24m、 24c和24K被設(shè)置在中間轉(zhuǎn) 印帶10的內(nèi)側(cè)，與對應(yīng)的感光體鼓21y、 21M、 21c和"k之間夾持
中間轉(zhuǎn)印帶io的位置。
13為了在各個(gè)感光體21y、 21M、 21c和21k的外周上形成被色分 解的靜電潛像，配置有照射激光束的曝光裝置26y、26m、26c和26k。 一這些3暴光裝置26Y、 26M、 26c和26K分另'j孚皮酉己置在帶電器22Y、 22M、 22c一口 22K牙口顯，》器23Y、 23M、 23c禾口 23K之間的感光體21Y、 21M、 21c和21k的外周面上，以形成有曝光點(diǎn)。
另夕卜，二次轉(zhuǎn)印輥11與中間轉(zhuǎn)印帶IO接觸，通過在中間轉(zhuǎn)印 帶10和二次轉(zhuǎn)印輥11之間通過轉(zhuǎn)印介質(zhì)12，可以將圖像從中間轉(zhuǎn) 印帶IO轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)12上。另外，在此列舉了圖4象形成單元4安 照黃色、品紅色、青色和黑色的顏色順序排列的例子，但是該顏色 順序沒有特殊的限定。另外，也可以^使用不具有清潔器的無清潔器 處理。
使用這樣的圖像形成裝置如下地形成圖像。首先，帶電器22y 使感光體21v全部地負(fù)性(-)帶電。曝光裝置26y進(jìn)行基于圖像信
息的曝光，從而使帶電的感光體21v形成靜電潛像。感光體21y上 的靜電潛像通過顯影器23y被反向顯影，在感光體2"上形成色調(diào)
劑圖像。
通過未圖示的電源，對一次轉(zhuǎn)印輥24y施加與色調(diào)劑的帶電極 性相反的偏壓(+ )。其結(jié)果是，通過在感光體21v和一次轉(zhuǎn)印輥24Y
之間形成的轉(zhuǎn)印電場，感光體2lY上的色調(diào)劑圖〗象^皮一次轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn) 印帶10上。結(jié)束轉(zhuǎn)印的感光體21v^皮圖傳" 義載體清潔器25Y清掃之 后，再次重復(fù)帶電、曝光和顯影的過程。
在圉像形成卓元20y中形成色調(diào)劑圖像的同時(shí)，在圖像形成單 元20M、 20c和20K中也執(zhí)行了相同的處理。形成在圖像形成單元 20M、 20c和20k的感光體上的品紅色、青色和黑色的色調(diào)劑圖像也 一皮依次一次轉(zhuǎn)印在中間4爭印帶10上。從紙盒(未圖示)中搬送來的轉(zhuǎn)印介質(zhì)12，與中間轉(zhuǎn)印帶10
上的色調(diào)劑圖像同步地，被定向輥(未圖示)送出至中間轉(zhuǎn)印帶10 。
通過電源(未圖示)向二次轉(zhuǎn)印輥11上施加與色調(diào)劑的帶電
極性相反的偏壓(+ )。其結(jié)果是，通過在中間轉(zhuǎn)印帶10和二次轉(zhuǎn) 印輥ll之間形成的專爭印電場，中間轉(zhuǎn)印帶10上的色調(diào)劑圖傳^皮轉(zhuǎn) 印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)12上。通過設(shè)置有用于定影轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)12上的 色調(diào)劑的定影器(未圖示)，并且使紙張通過定影器，可以得到定
影圖像。
這時(shí)，沒有被完全轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印介質(zhì)12上的殘留在轉(zhuǎn)印帶上的 一部分色調(diào)劑(殘留轉(zhuǎn)印色調(diào)劑)被清潔器13清除。另外，在無 清潔器處理中，殘留的色調(diào)劑在顯影的同時(shí)被回收。
下面，4艮據(jù)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的"^兌明。首先，如下地形 成載體粒子。作為芯材，使用粒徑約35|am~45|am (平均粒徑約 40|am)的3求形鐵酸鹽(Mn-Mg-Sr類鐵酸鹽)，如下地形成涂層。
(含有DLC膜的涂層的形成) 將芯材導(dǎo)入到等離子體CVD裝置中，在 原料氣體C2H4/H2/NF3 (流量比90/200/400SCCM ) RF功率100W
自偏壓10W 反應(yīng)壓2.5Pa的條件下，在芯材表面形成DLC膜。在20分鐘-100分鐘范 圍內(nèi)調(diào)整成膜時(shí)間，使DLC膜的膜厚(涂層厚度)為0.3nm、 0.5(im、 3(nm和5jLim,,人而纟尋到了圖2所示的沖羊品1 ~ 4。
另外，涂層厚度是通過下述方法測定的在芯材表面上形成涂 層后，將載體粒子包埋在樹脂中，然后切斷，用SEM (Scanning Electron Microscope:掃描電子顯孩"竟)》見察切面。這時(shí)，由于難于 均勻地形成涂層，所以對每個(gè)載體4立子隨才幾測定5個(gè)部位的厚度， 并將3個(gè)粒子的測定結(jié)果的平均值作為涂層厚度。以下相同。
(在樹脂中含有金剛石微粒子的涂層的形成)
分別將稀釋100份的硅類樹脂(樹脂A)和丙烯酸類樹脂(樹 脂B )，使固體成分為5wt%。在稀釋了的樹脂A和樹脂B中按照圖 2所示的比例加入0.05wt。/o的金剛石孩i粒子((才木)new metals & chemicals制、或住友石炭礦業(yè)(林)制)，并用球磨機(jī)混合，從而 調(diào)制分散液。
使用流化床型的涂布裝置，4吏環(huán)境溫度為100°C,以約50g/min 的速度將調(diào)制的分散液涂布在芯材表面。并且，通過在25(TC的溫 度下加熱2小時(shí)，/人而在芯材表面形成了厚度為0.5nm的涂層。
同樣地，使金剛石孩i粒子的濃度為0.05wt。/。 40wt。/。，并通過 調(diào)整分散液的涂布速度、或者反復(fù)進(jìn)行涂布，使涂層厚度分別為 0.5[im 5.0(am，從而得到了圖2所示的樣品5 23。
(比一交例的涂層的形成)
作為涂層，分別使用單體形式的硅類樹脂(樹脂A)和丙烯酸 類樹脂(樹脂B),與含有金剛石微粒子的涂層的形成同樣地涂布在芯材表面、并加熱。同樣地調(diào)整涂布速度，4吏涂層厚度為0.5[im 或0.3jam，從而獲得了圖2所示的比較例1 ~3。
使用這樣的樣品1 ~23以及比較例1 ~3的載體粒子，進(jìn)行如
下評價(jià)。
(色調(diào)劑帶電特性的帶電控制劑添加量依存性評價(jià))
作為色調(diào)劑粒子，使用以苯乙烯-丙烯酸類樹脂為主要成分的粉 碎色調(diào)劑，并將作為負(fù)帶電型的帶電控制劑(CCA)的CrAC (含 4各偶氮染料)的添加量變化為Owt%、 0.5wt。/。和lwt。/。以調(diào)制色調(diào)劑 粒子。將180g的樣品以及比較例的載體粒子和20g的調(diào)整后的各 個(gè)色調(diào)劑粒子裝入到塑料制的瓶子中，通過用手振蕩約180秒來攪 拌。取攪拌后的試料(顯影劑)，使用HOSOKAWAMICRON社制 造的帶電量分布測定裝置(E-SPART analyzer)測定單〗立重量的帶 電量(q/m )。
圖3根據(jù)基于樣品2、 8和20以及比較例1和3的帶電量的測 定結(jié)果，示出了色調(diào)劑帶電特性的帶電控制劑添加量依存性。對于 在涂層中使用了 DLC膜或金剛石微粒子的載體粒子，即使色調(diào)劑 粒子中沒有加入CCA，也可以賦予色調(diào)劑粒子穩(wěn)定的帶負(fù)電特性。 可以得知，對于使用了金剛石樣i粒子的載體粒子，樣品8和20、即 石圭類樹脂(樹脂A)和丙烯酸類樹脂(樹脂B)之間幾乎無有意義 的差。
另一方面，對于比較例的載體粒子，在沒有CCA的狀態(tài)下正 極性地帶電，通過加入CCA可以實(shí)現(xiàn)帶負(fù)電。也就是iJt,通過偵: 用本實(shí)施例的載體粒子，不在色調(diào)劑粒子中加入CCA也能夠穩(wěn)定 地帶負(fù)電。例如，即使在CCA從色調(diào)劑粒子上脫離或被埋沒在色 調(diào)劑粒子中的情況下，也可以得到穩(wěn)定的帶電特性。進(jìn)一步地，也
17可以使用無CCA的色調(diào)劑粒子。這被認(rèn)為是與金剛石的供電子性有關(guān)。
進(jìn)一步i也，圖4示出了基于才羊品1 ~4、 5、 8、 14和18的^H介 結(jié)果的色調(diào)劑帶電特性的帶電控制劑添加量依存性。對于在涂層中 使用了 DLC膜或金剛石微粒子的載體粒子，比較涂層厚度分別為 0.5jam和3.0pm時(shí)的帶電特性，可知，帶電凈爭性幾乎無變動(dòng)。另夕卜， 可知，在0.3iam和5.(Him的情況下，雖然帶電特性降低一些，但是 與比4交例1相比有所改善。
(色調(diào)劑帶電特性的金剛石微粒子量依存性評價(jià))
作為色調(diào)劑粒子，與上述同樣地，^使用以苯乙烯-丙烯酸類^T脂 為主要成分的粉碎色調(diào)劑，在不加入CCA的條件下調(diào)制了色調(diào)劑 粒子。將180g樣品以及比較例的載體粒子和20g調(diào)整后的各個(gè)色 調(diào)劑粒子與上述同樣地裝入到塑一牛制的瓶子中，通過用手振蕩約 180秒以攪拌。與上述同樣地，取經(jīng)過攪拌的試料(顯影劑)，使用 HOSOKAWAMICRON公司制造的帶電量分布測定裝置(E-SPART analyzer)測定單^f立重量的帶電量(q/m)。這才羊，在未力。入CCA的 狀態(tài)下，評價(jià)基于載體粒子的色調(diào)劑粒子的帶電特性。
圖5示出了基于樣品5 ~ 23的測量結(jié)果而得到的色調(diào)劑帶電特 性的金剛石微粒子量依存性。沒有加入金剛石微粒子時(shí)，色調(diào)劑粒 子的帶電量為10(^C/g，與此相對，添加量為0.05wtQ/。時(shí)，幾乎沒有 效果。添加量為0.1wtQ/。 20wt。/。時(shí)，色調(diào)劑粒子的帶電量為-10KiC/g 以下，顯示了加入的效果。更進(jìn)一步地，在添加量為恥wt。/。時(shí)，帶 電量的絕對值變小，幾乎得不到加入的效果。
對于硅類樹脂(樹脂A ),幾乎沒有得到平均涂層厚度約0.5nm (樣品5~ 11 )和約3|am (樣品12~ 17)之間的有意義的差。對于丙烯酸類樹脂(樹脂B)，也得到了與硅類樹脂相同的傾向。認(rèn)為 帶電特性的添加量的最適范圍不依存于涂層厚度和樹脂的種類。
(基于連續(xù)耐久試驗(yàn)的灰霧量的評價(jià))
作為色調(diào)劑粒子，與上述同樣地，使用以苯乙烯-丙烯酸類樹脂
為主要成分的粉碎色調(diào)劑，調(diào)制了作為CCA的CrAC (含鉻偶氮染 料)的添加量為Owt。/o和0.5wt。/。的色調(diào)劑并立子。 一尋才羊品以及比4交例 的載體粒子和調(diào)整后的色調(diào)劑粒子投入到使用有機(jī)感光體的電子 照相打印機(jī)的雙組分顯影器中，在6%的打印率下進(jìn)行了 A4尺寸的
連續(xù)打印試驗(yàn)。
圖6示出了電子照相打印才幾的示意圖。感光體61為層壓型的 帶負(fù)電型的有才幾感光體。通過轉(zhuǎn)印輥62在感光體61上施加+600V 至+lkV左右的電壓，將色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印在作為最終轉(zhuǎn)印介質(zhì)的紙 63上。進(jìn)一步地，通過定影器(未圖示)將色調(diào)劑圖像定影在紙上。 感光體61上的轉(zhuǎn)印殘留色調(diào)劑被清潔器64除去。
這樣進(jìn)行連續(xù)打印，每打印20k張測定灰霧量。首先，用膠接 磁帶提取空白電位的感光體上的灰霧色調(diào)劑，之后貼付到白紙上， 使用MINOLTA公司制造的色差計(jì)，測定反射率。另外，同樣地將 膠接磁帶單體貼付到白紙上，測定反射率。將這些反射率的差定義 為灰霧量。
感光體灰霧越少越好。在附著有相反纟及性(帶正電)的色調(diào)劑 的情況下，雖然基本上在被轉(zhuǎn)印的紙上不顯示出來，但是由于灰霧 成份被感光體清潔器除去，所以造成色調(diào)劑浪費(fèi)，增加廢色調(diào)劑。 一般將灰霧量在3。/。以下判斷為良好。
圖7示出了感光體灰霧色調(diào)劑(灰霧量)的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打 印張數(shù))依存性?？梢缘弥?，對于在涂層中使用了 DLC膜或者金剛石微粒子的栽體粒子，即使實(shí)施長時(shí)間的連續(xù)試驗(yàn)，與現(xiàn)有的具 有只含樹脂的涂層的載體粒子相比較，灰霧量也得到了抑制。
現(xiàn)有的載體粒子， 一般來說，在約30k張時(shí)灰霧量超過3%， 與此相對，使用了 DLC膜的載體粒子在100k張后，灰霧量也能夠 保持3%以下。這是因?yàn)?，如上所述，?吏反復(fù)打印使色調(diào)劑粒子 的CCA4皮埋沒或者脫離，也可以進(jìn)行穩(wěn)定地帶電。
對于使用在涂層中使用了 DLC膜或者金剛石樣i粒子的載體粒 子，即使在沒有加入CCA的情況下，也可以改善感光體灰霧。雖 然不多，但是加入了 CCA的一方的灰霧量得到了抑制，這是因?yàn)椋?即使使用了 DLC膜或者金剛石微粒子的涂層由于色調(diào)劑成份等附 著在涂層上而發(fā)生了劣化，通過CCA的作用，雖然不多，也可以 使得帶電性得到維持。
(基于連續(xù)耐久試驗(yàn)的消耗水平(spent level)的評價(jià))
與灰霧量的評價(jià)同樣地進(jìn)行了連續(xù)打印試驗(yàn)，每20k張從顯影 器取數(shù)克顯影劑，通過從碳量來推測色調(diào)劑成份的附著量，從而評 價(jià)消耗水平。
圖8示出了消耗水平的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù))依存性。這 意味著值越大，色調(diào)劑成份就越附著在載體粒子表面。與現(xiàn)有的具 有僅含樹脂的涂層的載體粒子相比，在涂層中使用了 DLC膜或者 金剛石微粒子的載體粒子的消耗水平被抑制。也就是說，色調(diào)劑成 份難于附著，脫沖莫性良好。在上述灰霧量評價(jià)中的DLC膜或金剛 石微粒子的效果也可以認(rèn)為是來源于高脫模性。
根據(jù)CCA的有無，在消^^水平上面幾乎看不到有意義的差。 隨著消耗的進(jìn)行，涂層的效果劣化，雖然從灰霧量上能夠看到些許 的加入CCA的效果，但是從消耗水平上看不出CCA加入的效果。
20(基于連續(xù)耐久試驗(yàn)的感光體的消減量的評價(jià)) 與灰霧量的評價(jià)同樣地，進(jìn)行了連續(xù)打印試驗(yàn)，使用渦電流式
的膜厚度計(jì)每20k張測定感光體的厚度，從而評價(jià)感光體的消減量。
圖9示出了感光體的消減量的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù))依存 性。與現(xiàn)有的具有僅含樹脂的涂層的載體粒子相比較，在涂層中使
量。也就是說，對感光體的應(yīng)力#:抑制。
(基于連續(xù)耐久試—驗(yàn)的感光體上的載體粒子附著量的評價(jià))
與灰霧量的評價(jià)同樣地，進(jìn)行了連續(xù)打印試-驗(yàn)，每20k張?jiān)谠O(shè) 定空白電位時(shí)對附著在感光體上80cn^上的載體粒子進(jìn)行計(jì)H，從 而評價(jià)相對于空白的感光體上的載體粒子附著量。
載體粒子的附著主要在載體的電阻下降時(shí)容易發(fā)生，并成為表 示載體的涂層脫離狀態(tài)的一個(gè)指標(biāo)。如果載體粒子的附著多，不僅 在紙上表現(xiàn)為圖傳-缺陷(白斑)，而且也會^f吏感光體受損，所以成 為卓交大的問題。載體粒子的附著量越少越好，并且穩(wěn)定地控制在感 光體上每80 112為12個(gè)以下即可。
圖10示出了載體粒子附著量的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù))依 存性。特別地，對于在涂層中使用了 DLC膜的載體粒子，即使反 復(fù)打印也完全沒有變化，在100k張以內(nèi)，載體粒子的附著量都維 持在5個(gè)以下。也就是說，涂層相對于芯材的緊貼性高，載體粒子 的涂層幾乎沒有脫離。
與現(xiàn)有的具有僅含樹脂的涂層的載體粒子相比，在涂層中使用 了金剛石樣i粒子的載體粒子的附著量^皮抑制。這是因?yàn)?，雖然由于 用于涂層的樹脂相同而使涂層相對于芯材的緊貼性本身沒有得到
21改善，但是由于分散有金剛石微粒子，而提高脫模性和滑動(dòng)性。也 就是說，施加到載體上的機(jī)械應(yīng)力受到了控制，涂層難于脫離，載 體粒子的附著,皮抑制。此處，也沒有發(fā)現(xiàn)色調(diào)劑中有無加入CCA 而引起的大的影響。
根據(jù)這些基于連續(xù)耐久試驗(yàn)的評價(jià)，通過使用本實(shí)施例的載體
粒子，即使在色調(diào)劑粒子中沒有加入CCA,也可以使色調(diào)劑帶電特
性長期穩(wěn)定，能夠維持高畫質(zhì)。進(jìn)一步地，通過在色調(diào)劑粒子中加
入CCA，可以使色調(diào)劑帶電特性更加穩(wěn)定，能夠顯著地提高色調(diào)劑 i殳計(jì)的自由度。
(使用了 DLC膜的載體粒子的清洗效果的評價(jià))
使用在涂層中使用了 DLC膜的樣品2的載體粒子，同樣地通 過連續(xù)打印試驗(yàn)測定灰霧量以及感光體上的載體粒子附著量。打印 150k張后，使用篩網(wǎng)使色調(diào)劑粒子和載體粒子從顯影劑中分離。將 被分離的載體粒子用六氟異丙醇或二氯苯等的溶劑清洗，干燥后， 再次與被分離的色調(diào)劑粒子混合，從而再生顯影劑。同樣地使用所 再生的顯影劑通過連續(xù)打印試驗(yàn)測定灰霧量以及感光體上的載體 粒子附著量。將此反復(fù)操作到累計(jì)450k張紙。
圖11示出了伴隨清洗的灰霧量的強(qiáng)制試驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù)) 依存性。進(jìn)行150k張連續(xù)打印試驗(yàn)后，清洗，恢復(fù)到初期的水平。 接著再進(jìn)行150k張連續(xù)打印試驗(yàn)，灰霧量與從初期狀態(tài)到150k張 的試-險(xiǎn)結(jié)果同樣地增加。再次同樣地清洗載體粒子，恢復(fù)到初期的 灰霧水平。
圖12示出了伴隨清洗的感光體上的載體粒子附著量的強(qiáng)制試 驗(yàn)時(shí)間(打印張數(shù))依存性。載體粒子附著量與清洗無關(guān)，從初期開始幾乎沒有變化。即使清洗載體粒子，涂層也不脫離，只是除去
了附著物。
根據(jù)這些結(jié)果，只要清洗載體粒子，就可以恢復(fù)到初期的灰霧 水平，載體粒子附著量也沒有變化，因此通過清洗，使半永久性的 載體粒子的再利用成為可能。
(無清潔器處理的評價(jià)) (回收能力的評價(jià)) 圖13示出了基于無清潔器處理的電子照相打印機(jī)的示意圖。
在感光體131的沒有清潔器的點(diǎn)上，與圖6所示的電子照相打印才幾 不同。轉(zhuǎn)印殘留色調(diào)劑粒子被回收在包括顯影輥132的顯影器133。 為了將轉(zhuǎn)印殘留色調(diào)劑粒子回收到顯影器133中，通過電暈帶電器 134 4吏轉(zhuǎn)印殘留色調(diào)劑粒子帶電，之后在顯影部上施加強(qiáng)電場，顯 影劑與感光體131 4妄觸并4皮才幾才成性地^己錄。
4吏用這樣的電子照相打印才幾評價(jià)改變顯影輥和感光體之間的 間隙時(shí)的將色調(diào)劑粒子回收到顯影器的能力。這時(shí)，與上述同樣地， 所使用混合有在以苯乙烯-丙烯酸類樹脂為主要成分的粉碎色調(diào)劑 中加入了 0.5\\4%的CCA的色調(diào)劑粒子和樣品2、 6以及比較例1 的載體粒子的顯影劑。
在轉(zhuǎn)印部上不施加偏壓，在lcn^左右的面積上，使面積率50% 的半色調(diào)圖像殘留在感光體上。殘存的圖^f象沒有凈皮清除，而是直接 地通過電暈帶電器134帶負(fù)電。使感光體為-500V,顯影偏壓為-150V,回收到顯影器133中，之后用膠接磁帶提取殘留在感光體 131上的色調(diào)劑粒子。將提取的色調(diào)劑粒子貼附在白紙上，用麥克比思反射濃度計(jì)測 定反射濃度。另外，同樣地，將粘接磁帶單體貼附在白紙上，測定 反射濃度。將這些反射濃度的差作為回收殘留色調(diào)劑濃度。另外，
在不用顯影器133回收的條件下，回收殘留色調(diào)劑濃度為0.7，被 全部回收時(shí)回收殘留色調(diào)劑濃度為0。顯影輥132和感光體131的 圓周速度比在同方向的時(shí)為2:1，在反方向的時(shí)為1:1。
圖14示出了回收殘留色調(diào)劑濃度的間隙依存性，該間隙是指 顯影輥和感光體之間的間隙?？梢钥吹脚c顯影輥和感光體的4t轉(zhuǎn)為 同方向時(shí)相比，顯影輥和感光體的旋轉(zhuǎn)為反方向時(shí)的回收殘留色調(diào) 劑濃度低，顯影器的回收能力高。在任何一種場合，如果間隙大于 50(Vm左右，則回收能力急劇下降。
與現(xiàn)有的具有僅含樹脂的涂層的載體粒子(比較例1)相比， 對于使用DLC膜的載體粒子(樣品2 )以及使用金剛石微粒子的載 體粒子(樣品6),雖然不多，^f旦是可以看到回收能力增高的傾向。
(基于連續(xù)耐久試驗(yàn)的感光體表面粗糙度的評價(jià))
使用同樣的電子照相打印機(jī)，評價(jià)改變顯影輥和感光體之間的 間隙時(shí)的感光體的表面粗糙度。使用與回收能力的評價(jià)相同的顯影 劑，與灰霧量的評價(jià)同樣地進(jìn)行了連續(xù)打印試驗(yàn)，測定打印10k張 之后的感光體的表面相4造度。這時(shí)，4吏用4妄觸式的表面粗4造度計(jì) (SURFCOAT ),測定十點(diǎn)表面4且4造度(Rz )。
圖15示出了感光體的表面粗糙度的間隙依存性，該間隙是指 顯影輥和感光體之間的間隙。對于現(xiàn)有的具有^f叉含樹脂的涂層的載 體粒子(比4交例1)，間隙在500|im以下時(shí)，感光體的表面^4造度 急劇升高。與此相對，對于使用了 DLC膜的載體粒子(樣品2)和 使用了金剛石微粒子的載體粒子(樣品6)，沒有看到大的變動(dòng)。根據(jù)以上的結(jié)果來觀察，在無清潔器處理中，在顯影部中，形 成基于載體的出穗(磁刷)，穗的高度為使部分載體粒子直徑為
40(im時(shí)13個(gè)粒子緊密排列的500[xm左右。在間隙為500(im以下 的情況下，磁刷的穗尖成為接觸感光體的狀態(tài)。根據(jù)機(jī)械性的記錄 效果，如果間隙在500pm以下，色調(diào)劑的回4欠能力升高，另一方面， 因?yàn)榇潘⒌乃爰饨佑|感光體，所以感光體表面被粗糙化。
因此，通過應(yīng)用使用了滑動(dòng)性良好的DLC膜或金剛石微粒子 的載體粒子，盡管為了在顯影部中回收感光體上的色調(diào)劑而4吏顯影 劑和感光體相4妻觸，仍然可以降^f氐對感光體的應(yīng)力。也就是i兌，在 不使用清理刀片(blade)的無清潔器處理中，在提高回收能力的同 時(shí)，可以進(jìn)一步地抑制感光體表面的粗糙化。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)感光 體的長壽命化。
考慮到此處7>開的本發(fā)明的說明書和實(shí)踐，本發(fā)明的其它實(shí)施 方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。本說明書和實(shí)施例僅旨在 作為示例，而在權(quán)利要求書內(nèi)表述了本發(fā)明的實(shí)際范圍和精神。
權(quán)利要求
1. 一種顯影劑用載體粒子，包括芯材，含有磁性粒子；以及涂層，形成在所述芯材的表面，并且在所述涂層的表面露出金剛石微粒子或類金剛石。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述涂層的膜厚為0.3fim ~ 5pm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述涂層的膜厚為0.5|im ~ 3^im。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述涂層包括將金剛石微粒子分散在樹脂中的層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述樹脂包含丙烯酸類樹脂、氟類樹脂、硅類樹脂、三聚氰胺類樹脂、聚氨酯類樹脂和聚氨酯彈性體之中的任何一個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述樹脂中的所述金剛石微粒子的含量為0.1wt% ~20wt%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯影劑用載體粒子，其中，在所述芯材上涂布在所述樹脂中分散所述金剛石纟效粒子而得到的分散液，繼而形成所述顯影劑用載體粒子。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述涂層包i舌類金剛石層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述類金剛石層是通過CVD法形成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述栽體粒子為負(fù)極性帶電型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影劑用載體粒子，其中，所述載體粒子^皮清洗然后^皮再利用。
12. —種顯影劑，包括載體粒子以及色調(diào)劑粒子，其中，所述載體粒子包括芯材，含有磁性粒子；以及涂層，形成在所述芯材的表面，并且在所述涂層的表面露出金剛石微粒子或類金剛石。
13. —種圖像形成裝置，通過色調(diào)劑粒子在轉(zhuǎn)印介質(zhì)上形成圖像，包括形成有靜電潛像的圖像承載體；以及顯影器，用于通過攪拌所述色調(diào)劑粒子和載體粒子使其帶電，并且將所述色調(diào)劑粒子附著在所述圖像承載體的靜電潛4象上，繼而顯影，其中，所述載體粒子包括芯材，含有》茲性粒子；以及涂層，形成在所述芯材的表面，并且在所述涂層的表面露出金剛石微粒子或類金剛石。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像形成裝置，其中，所述涂層的月莫厚為0.3萍~ 5,。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像形成裝置，其中，所述涂層的膜厚為0.5nm ~ 3pm。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像形成裝置，其中，所述涂層包括將金剛石微粒子分散在樹脂中的層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像形成裝置，其中，所述涂層包括類金剛石層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像形成裝置，其中，所述載體粒子是用于所述顯影之后纟皮清洗了的所述載體粒子。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像形成裝置，其中，在所述顯影時(shí)，使用所述載體粒子將殘存在所述圖像承載體上的所述色調(diào)劑粒子回收到所述顯影器中。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像形成裝置，其中，所述顯影器具有與所述圖像承載體對置的顯影輥，所述顯影輥和所述圖像承載體之間的間隙為500nm以下。
全文摘要
一種用于圖像形成裝置的顯影劑用載體粒子，包括芯材，含有磁性粒子；以及涂層，形成在所述芯材的表面，并且在所述涂層表面露出金剛石微粒子或類金剛石。
文檔編號G03G9/107GK101470367SQ20081018943
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
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