專利名稱：雙組分顯影劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于各電子照相法和靜電記錄法中的含有調(diào)色劑和磁性載體的雙組 分顯影劑。
背景技術：
電子照相顯影系統(tǒng)分為僅涉及使用調(diào)色劑的單組分顯影系統(tǒng)和涉及使用調(diào)色劑 和磁性載體的混合物的雙組分顯影系統(tǒng)。與所述單組分顯影系統(tǒng)相比，所述雙組分顯影系統(tǒng)提供穩(wěn)定的摩擦帶電特性并且 有利于長時間維持高圖像品質(zhì)，這是由于以下原因所述雙組分顯影系統(tǒng)涉及磁性載體的 使用，因此所述磁性載體經(jīng)常經(jīng)歷與所述調(diào)色劑的摩擦帶電。此外，所述雙組分顯影系統(tǒng) 通常特別地用于高速機器，這是因為所述磁性載體顯示出高的供給調(diào)色劑至顯影區(qū)域的能 力。通常將鐵粉或重金屬類鐵氧體載體用作用于雙組分顯影系統(tǒng)的磁性載體。然而， 由于外部添加劑的嵌入(embedment)，任何這樣的磁性載體易于引起顯影劑如消耗于磁性 載體的調(diào)色劑的劣化或者調(diào)色劑的劣化，這是因為以下原因磁性載體具有大的比重和高 的磁化強度，因此磁刷變得剛性(rigid)。考慮到前述，為了控制磁刷的磁力的目的，已經(jīng)提出其體積磁化強度限定為20至 60emu/cm3的磁性載體(參見JP09-281805A)，以及具有其平均粒徑和在79. 6kA/m (IkOe)中 限定的磁化強度的樹脂涂布的磁性載體(參見JP 2002-91090A)。這建議各自描述借助于 改進點再現(xiàn)性而改進圖像品質(zhì)，并且在長時間內(nèi)的圖像穩(wěn)定性可以通過以下步驟來實現(xiàn) 控制顯影劑承載構件上的磁刷為軟的和致密的至能夠抑制載體對靜電潛像承載構件的附 著的程度。然而，當調(diào)色劑的摩擦帶電量在低濕環(huán)境下增加時，殘留在磁性載體上的相反電 荷(counter charge)也增加，因而在施加交流電場時變得不能充分地抑制載體的附著。同時，為了降低磁性載體的比重的目的，已經(jīng)對通過將樹脂填充至磁性載體的核 中的空孔獲得的樹脂填充型磁性載體進行了研究。例如，日本專利申請?zhí)亻_2007-57943用 具有以下結(jié)構的磁性載體實現(xiàn)了比重的降低將樹脂填充入多孔鐵氧體核中的空孔(其特 征在于各空孔從核的表面連續(xù)地到達核的內(nèi)部)，以致樹脂層和鐵氧體層可以交替存在。然 而，當原料不均勻時，即使是通過將樹脂充分地填充至具有由原料形成的空孔的鐵氧體中 獲得的磁性載體也不能穩(wěn)定地獲得足以使磁性載體承受在混合和攪拌顯影劑時磁性載體 所受到的應力的強度。考慮到前述，日本專利申請?zhí)亻_2007-34249提出了具有改進的耐磨耗性同時基 于以下步驟實現(xiàn)其比重降低的磁性載體形成具有微細多孔結(jié)構的鐵氧體核，此外，將非磁 性氧化物引入核中以賦予所述核以強度。減輕了在混合和攪拌顯影劑時施加至磁性載體的應力。此外，改進了磁性載體自 身的耐磨耗性。結(jié)果，磁性載體使得高速顯影和在長時間內(nèi)維持圖像穩(wěn)定性，并且實現(xiàn)了延 長磁性載體的更換壽命。然而，非磁性氧化物具有高電阻，并且磁性載體的電阻最終增加。結(jié)果，含有磁性載體的顯影劑特別地在低濕環(huán)境下顯影性能差，不充分的顯影性能會導致 圖像缺陷如空白點。此外，日本專利申請?zhí)亻_2007-218955提出了使用具有以下特性的多孔核的載體 規(guī)定多孔核的孔體積，將載體核(即多孔核)進行電阻增加處理(resistance-increasing treatment)以具有高得足以抑制在施加高電壓時的擊穿的電阻，并且多孔核的耐消耗性優(yōu) 良。載體的使用抑制消耗并且提供高品質(zhì)圖像。然而，包含具有增加電阻的載體核的顯影 劑的顯影性能差。結(jié)果，即使當圖像濃度充分時，也會出現(xiàn)以下圖像缺陷(下文中稱作“空 白點”)半色調(diào)圖像部后端的調(diào)色劑在半色調(diào)圖像部和實心圖像部之間的邊界處被刮除， 結(jié)果形成白條紋而加亮實心圖像部的邊緣。此外，當增加調(diào)色劑的摩擦帶電量從而額外減 輕起霧和額外改進點再現(xiàn)性時，要求額外改進顯影性能，因此要求基于對載體改性來改進 顯影性能。如上所述，為了防止顯影劑劣化、可以實現(xiàn)改進圖像品質(zhì)和增加進行顯影時的速 度，已經(jīng)對減輕在混合和攪拌顯影劑時施加至磁性載體的應力的方法進行了研究。因此，需 要在各種環(huán)境下都能夠滿足顯影性能和耐久性的雙組分顯影劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的是提供雙組分顯影劑，其解決了如上所述的問題；并且能夠穩(wěn)定 地形成高清晰圖像。具體而言，目的是提供雙組分顯影劑，其點再現(xiàn)性優(yōu)良；不引起載體 的附著；在各種環(huán)境下都具有高顯影性能；具有充分的圖像濃度；以及即使在耐久性試驗 后也能夠維持這些特性。用于解決問題的手段解決上述問題的本發(fā)明的構造如下所述。即，本發(fā)明提供包括以下的雙組分顯影劑通過用樹脂涂布磁性核獲得的磁性載 體；和調(diào)色劑，其中所述磁性核至少含有鐵氧體組分和選自由SiO2和Al2O3組成的組的 至少一種氧化物；所述氧化物的含量為4. 0質(zhì)量％以上至40. 0質(zhì)量％以下，相對于磁性 核；所述磁性核在以下測量條件下在施加l，000V/cm時具有電阻率為5. OX IO4 Ω · cm以 上至5. OX IO8 Ω · cm以下；所述磁性載體在79. 6kA/m下的磁化強度為40. OAmVkg以上至 65. OAmVkg以下，并且在施加79. 6kA/m的外部磁場后的殘余磁化強度為3. OAmVkg以下； 以及所述調(diào)色劑具有重均粒徑(D4)為3. 0 μ m以上至10. 0 μ m以下，平均圓形度為0. 940 以上至0. 990以下測量條件在具有截面積為2. 4cm2測量空間的圓筒狀樹脂容器內(nèi)的上部和下部設置有各自 具有與所述測量空間的截面形狀相同形狀的測量表面的上部電極和下部電極，將0. 7g所 述磁性核填充至上部電極和下部電極之間的間隙中，并在將填充的磁性核在50g/cm2的壓 力下夾持于上部電極和下部電極之間的同時將其進行測量。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，能夠提供雙組分顯影劑，其點再現(xiàn)性優(yōu)良；不引起 載體的附著；在各種環(huán)境下具有高顯影性能；不引起圖像缺陷如空白點；具有充分的圖像濃度；即使在耐久性試驗后也能夠維持這些特性；以及能夠穩(wěn)定地形成高清晰圖像。


圖1是用于本發(fā)明的含SiO2磁性核的SEM反射電子圖像。圖2是說明在磁性核截面的SEM反射電子圖像中用于本發(fā)明的鐵氧體組分的連接 相最大長度和磁性核最大直徑的概略圖。圖3是通過將用于本發(fā)明的含SiO2磁性核的SEM反射電子圖像處理以將鐵氧體 相和任何其它部分二值化獲得的圖像的示意圖。圖4是通過將用于本發(fā)明的含SiO2磁性核的SEM反射電子圖像處理以將空孔部 分和任何其它部分二值化獲得的圖像的示意圖。圖5是通過將用于本發(fā)明的含SiO2磁性核的SEM反射電子圖像處理以將SiO2相 部分和任何其它部分二值化獲得的圖像的示意圖。圖6(a)和6(b)各自為用于測量用于本發(fā)明的磁性核的電阻率的設備的概略截面 圖。圖6(a)說明空白狀態(tài)，圖6(b)說明填充了樣品的狀態(tài)。圖7是說明用于本發(fā)明的磁性載體㈧、(E)和(K)的電阻率數(shù)據(jù)的圖。
圖8是示出用于本發(fā)明的磁性核(a)和(c)的電阻率數(shù)據(jù)的圖。
附圖標記說明
1鐵氧體組分
2Si02組分
3空孔部分
4可用直線限定的連接相的長度
5磁性核的最大直徑
6樹脂容器
7下部電極
8支承臺座
9上部電極
10樣品
11靜電計
12計算機
A電阻測量池
d樣品厚度
具體實施例方式考慮到解決雙組分顯影劑中的上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)廣泛研究。結(jié)果，本 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在將合適量的非磁性、低比重組分引入磁性核中的條件下，顯影劑的顯影性能 能夠通過控制磁性核的電阻率來改進。此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當適當控制通過用樹脂涂布磁性核獲得的磁性載體的磁性 時，能夠抑制載體的附著，能夠改進顯影劑的點再現(xiàn)性，并且能夠減輕在混合和攪拌顯影劑 時施加至載體的應力。
此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以下當控制調(diào)色劑各顆粒的粒徑和形狀，并且將本發(fā)明的磁 性載體與調(diào)色劑組合使用從而可改進點再現(xiàn)性時，即使調(diào)色劑具有高摩擦帶電性能也能夠 實現(xiàn)高顯影性能，并因此能夠額外改進對起霧的影響。作為前述的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當使用本發(fā)明的雙組分顯影劑時，所述雙組分顯 影劑在各種環(huán)境下具有高顯影性能，沒有圖像缺陷如空白點，具有充分的圖像濃度，即使在 耐久性試驗后也能夠維持這些特性，以及能夠穩(wěn)定形成高清晰圖像。下文中將詳細描述本 發(fā)明。本發(fā)明的雙組分顯影劑具有包括以下的特征通過用樹脂涂布磁性核獲得的磁性 載體；和調(diào)色劑，其中所述磁性核至少含有鐵氧體組分和選自由SiO2和Al2O3組成的組的 至少一種氧化物；所述氧化物的含量為4. 0質(zhì)量％以上至40. 0質(zhì)量％以下，相對于磁性 核；所述磁性核在以下測量條件下在施加l，000V/cm時具有電阻率為5. OX IO4 Ω · cm以 上至5. OX IO8 Ω · cm以下；所述磁性載體在79. 6kA/m下的磁化強度為40. OAmVkg以上至 65. OAmVkg以下，并且在施加79. 6kA/m的外部磁場后的殘余磁化強度為3. OAmVkg以下； 以及所述調(diào)色劑具有重均粒徑(D4)為3. 0 μ m以上至10. 0 μ m以下和平均圓形度為0. 940 以上至0. 990以下測量條件在具有截面積為2.4cm2的測量空間的圓筒狀樹脂容器內(nèi)的上部和下部，設置有 各自具有與所述測量空間的截面形狀相同形狀的測量表面的上部電極和下部電極，將0. 7g 所述磁性核填充至上部電極和下部電極之間的間隙中，并且在將填充的磁性核在50g/cm2 的壓力下夾持于所述上部電極和下部電極之間的同時，對其進行測量。如上所述，要用于本發(fā)明的磁性核至少含有鐵氧體組分，以及同時選自由SiO2和 Al2O3組成的組的至少一種氧化物(下文中稱作非磁性、低比重組分)，由此氧化物即SiO2 或Al2O3、或者SiO2和Al2O3 (下文中也稱作SiO2和/或Al2O3)的含量為4. 0質(zhì)量％以上至 40. 0質(zhì)量％以下，相對于磁性核。應當注意的是，包括SiO2和Al2O3兩者的情況也是可以 的，只要總含量在上述范圍內(nèi)即可。設定非磁性、低比重組分的含量和磁性核的電阻率在上述范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)磁性 核比重的降低和高顯影性能。前述的原因如下所述。由于作為非磁性、低比重組分和作為 高電阻相的SiO2*/或Al2O3的存在，作為磁性核中的低電阻相的鐵氧體組分具有失真電流 通路(distorted current path)。此外，低電阻相的比率降低，因而在不存在電場時，磁性 載體的電阻增加，通過載體和調(diào)色劑之間的摩擦獲得的摩擦帶電量能夠維持在高水平。另 一方面，當施加顯影偏壓時，充分的電流能夠在作為低電阻相的鐵氧體相中流動，因而載體 的電阻突然降低。結(jié)果，可以實現(xiàn)載體的電極效應，換言之，可以改進顯影性能。此外，充分 的顯影性能的表現(xiàn)為能夠用調(diào)色劑的電荷對靜電潛像充電。此外，在施加顯影電場時載體 的電阻降低，因而通過調(diào)色劑的顯影產(chǎn)生的殘留在磁性載體表面上的相反電荷立即衰減， 并且能夠抑制調(diào)色劑的拉回(pullback)。通過這樣的機理，可防止空白點。當磁性核中SiO2和/或Al2O3的含量超過40. 0質(zhì)量％時，作為磁性核低電阻相的 鐵氧體相的量降低，結(jié)果磁性核的電阻率增加，顯影性能劣化。此外，空白點變得顯著。另一方面，當SiO2和/或Al2O3的含量低于4. 0質(zhì)量％時，作為磁性核低電阻相的 鐵氧體相的電流通路不失真，此外，磁性核的電阻率降低。結(jié)果，在施加顯影偏壓時，磁性載
7體的電阻易于經(jīng)歷擊穿。因此，顯影偏壓通過磁性載體將電荷注入潛像部分中以干擾潛像， 由此降低點再現(xiàn)性。此外，將電荷注入到靜電潛像承載構件上降低起霧除去電壓(fogging removingvoltage) (Vback)，因而不能獲得充分的Vback，易于發(fā)生起霧。此外，由于將電荷 注入載體自身，可發(fā)生磁性載體附著至靜電潛像承載構件。此外，在不存在電場時，磁性載 體電阻的降低可抑制通過載體和調(diào)色劑之間的摩擦獲得的摩擦帶電量的維持。應當注意的是，SiO2和/或Al2O3的上述含量優(yōu)選10質(zhì)量％以上至35質(zhì)量％以 下、或更優(yōu)選15質(zhì)量％以上至30質(zhì)量％以下，相對于磁性核。此外，上述磁性核在以下測量條件下在施加l，000V/cm時必須具有電阻率為 5. OX IO4 Ω · cm以上至5. OX IO8 Ω · cm以下。測量條件在具有截面積為2.4cm2的測量空間的圓筒狀樹脂容器內(nèi)的上部和下部，設置有 各自具有與所述測量空間的截面形狀相同形狀的測量表面的上部電極和下部電極，將0. 7g 所述磁性核填充至上部電極和下部電極之間的間隙中，并且在將填充的磁性核在50g/cm2 的壓力下夾持于所述上部電極和下部電極之間的同時，對其進行測量。當上述磁性核在施加1，000V/cm時具有電阻率為5. 0 X IO4 Ω · cm以上至 5.0Χ108Ω -cm以下時，特別是在磁性核在使用前涂布有樹脂的情況下，可以容易地引起殘 留在所得的磁性載體上的相反電荷漏泄，因而改進顯影劑的顯影性能，并能夠容易地獲得 高圖像濃度。此外，在半色調(diào)部分和實心部分之間的邊界處的邊緣沒有加亮，并且能夠抑制 由于半色調(diào)部分的調(diào)色劑朝向?qū)嵭牟糠謩冸x導致的空白點的出現(xiàn)。當上述磁性核在施加1，000V/cm時具有電阻率為小于5. OX IO4 Ω · cm時，即使磁 性核涂布有樹脂，電荷的部分泄漏也是不可避免的，因而將電荷注入到靜電潛像承載構件 上從而降低點再現(xiàn)性，并且在一些情況下不能保持調(diào)色劑的摩擦帶電量。作為磁性核內(nèi)或表面上的高電阻相的由SiO2*/或Al2O3組成的相的存在，能夠降 低作為低電阻相的鐵氧體相的電阻。因此，重要的是使由SiO2和/或Al2O3組成的相存在， 以使所得磁性核的電阻率可以為5.0Χ104Ω .cm以上至5.0Χ108Ω · cm以下。磁性核的 電阻可以依賴于例如以下來適當?shù)乜刂畦F氧體的組成、燒制前鐵氧體的粒徑和粒徑分布、 燒制時的溫度和氣氛、氧化處理或還原處理，以及SiO2和/或Al2O3的粒徑、粒徑分布和添 加量。用于本發(fā)明雙組分顯影劑中的磁性載體在79. 6kA/m (1 kOe)中的磁化強度是 40. OAmVkg以上至65. OAmVkg以下，并且在施加79. 6kA/m的外部磁場后的殘余磁化強度 為0. OAmVkg以上至3. OAmVkg以下。更優(yōu)選地，磁性載體在79. 6kA/m下的磁化強度是 45. OAmVkg以上至60. OAmVkg以下，并且在施加79. 6kA/m的外部磁場后的殘余磁化強度 為2. OAmVkg以下。設定磁性載體的磁性在以上范圍內(nèi)能夠賦予顯影劑以優(yōu)良的點再現(xiàn)性；實現(xiàn)防 止載體的附著；以及減輕施加至磁性載體的應力。結(jié)果，能夠改進在各種環(huán)境下顯影劑的顯 影性能和耐久性。當磁性載體在79. 6kA/m中的磁化強度超過65. 0Am2/kg時，磁刷變得剛性和粗糙， 結(jié)果降低點再現(xiàn)性。此外，調(diào)色劑的劣化可以通過在調(diào)色劑層控制部處的調(diào)色劑的堆積而 加速。另一方面，當在79. 6kA/m下的磁化強度小于40. 0Am2/kg時，變得難以防止載體附著至潛像承載構件。另一方面，當殘余磁化強度超過3. OAmVkg時，在遠離顯影劑承載構件的磁場的位 置處發(fā)生由磁化導致的磁性載體顆粒的附聚。結(jié)果，載體相對于調(diào)色劑的表面積降低，因而 不能給調(diào)色劑提供充分的摩擦帶電量，并且在一些情況下發(fā)生起霧。應當注意的是，磁性載 體的上述磁性質(zhì)可以通過適當?shù)剡x擇鐵氧體的組成、控制燒制溫度和燒制環(huán)境以及SiO2和 /或Al2O3的添加量來調(diào)整，以落入上述范圍內(nèi)。特別地，Mn的引入能夠適當?shù)亟⑵谕?磁性和期望的電阻特性之間的平衡。用于本發(fā)明的雙組分顯影劑的調(diào)色劑具有重均粒徑(D4)為3.0μπι以上至 10. Oym以下和平均圓形度為0. 940以上至0. 990以下，或更優(yōu)選地具有重均粒徑(D4)為 4. 0 μ m以上至8. 0 μ m以下和平均圓形度為0. 950以上至0. 985以下。當調(diào)色劑與本發(fā)明的磁性載體組合使用時，設定調(diào)色劑的重均粒徑和平均圓形度 在上述范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)在各種環(huán)境下都優(yōu)良的點再現(xiàn)性和高顯影性能。當調(diào)色劑的重均粒 徑小或者調(diào)色劑的平均圓形度低時，摩擦電荷或由于施加顯影偏壓的電荷易于會聚在各調(diào) 色劑顆粒的邊緣，因而用于本發(fā)明的磁性載體易于接受從低電阻相注入的電荷。結(jié)果，發(fā)生 帶電量變化如帶電量的部分增加，這可能是差的顯影性能或起霧的原因。調(diào)色劑帶電量的 增加與高度帶電的調(diào)色劑能夠充分顯影的顯影性能之間的相容性，能夠通過設定調(diào)色劑的 平均圓形度至期望值和適度分布磁性載體的低電阻相來實現(xiàn)。此外，如上所述的調(diào)色劑形 狀的控制，抑制由于外部添加劑的嵌入引起的顯影劑如消耗于磁性載體的調(diào)色劑的劣化或 者調(diào)色劑的劣化，并且即使在持續(xù)輸出(duration output)的情況下，也能夠使得顯影性能 維持在高水平。當調(diào)色劑的重均粒徑(D4)超過10. 0 μ m時，顯影性能變得良好，但是調(diào)色劑的帶 電量易于降低，并且點再現(xiàn)性下降，因而難以獲得高清晰圖像。另一方面，當重均粒徑小于 3. 0 μ m時，如上所述，調(diào)色劑的表面積增加，并且調(diào)色劑的摩擦帶電量分布變寬，因而即使 在使用本發(fā)明的磁性載體的情況下，顯影性能也可能降低。應當注意的是，當調(diào)色劑通過捏 合粉碎法來生產(chǎn)時，調(diào)色劑的上述重均粒徑能夠依賴于例如粉碎條件和分級條件來控制。 此外，當調(diào)色劑通過聚合法來生產(chǎn)時，重均粒徑能夠依賴于造粒時分散穩(wěn)定劑的濃度和攪 拌條件來調(diào)整，以落在上述范圍內(nèi)。此外，當調(diào)色劑的平均圓形度為小于0. 940時，如上所述，即使在使用本發(fā)明的磁 性載體的情況下，顯影性能也可能降低。此外，調(diào)色劑的比表面積增加，并存在由于大量調(diào) 色劑邊緣的存在導致的外部添加劑微弱地附著至調(diào)色劑的位點。因此，易于發(fā)生調(diào)色劑外 部添加劑遷移至磁性載體，并且由于持續(xù)時間發(fā)生調(diào)色劑帶電量的變化，以致顯影性能可 能易于變化。當平均圓形度超過0. 990時，在使顯影劑承載構件承載顯影劑的情況下，通過 混合調(diào)色劑和磁性載體獲得的顯影劑易于滑移。由于顯影劑承載構件承載顯影劑的程度不 充分，不能實現(xiàn)圖像濃度的均勻化，并且在一些情況下發(fā)生圖像濃度的降低。此外，外部添 加劑易于被嵌入，因此，隨著持續(xù)輸出的進行，調(diào)色劑劣化，并且在一些情況下顯影性能降 低。應當注意的是，當調(diào)色劑通過捏合粉碎法來生產(chǎn)時，調(diào)色劑的上述平均圓形度能夠通過 采用如機械球形化或熱球形化的方法來調(diào)整，以落在上述范圍內(nèi)。作為另外研究的結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)用于本發(fā)明的磁性核中的各鐵氧體相和由 SiO2組分和/或Al2O3組分組成的相的存在狀態(tài)，有助于顯影性能。圖1說明用于本發(fā)明的實施例的含SiO2磁性核的截面的SEM反射電子圖像的實例。鐵氧體組分1、SiO2組分2和 空孔部分3存在于圖1中。上述相存在的狀態(tài)限定如下在磁性核的截面的圖像中，磁性核的至少一種選自 由SiO2和Al2O3組成的組的氧化物(SiO2組分和/或Al2O3組分)的截面積的總量占優(yōu)選 2%以上至35%以下，或更優(yōu)選8%以上至33%以下，相對于磁性核的截面積。當SiO2組分和/或Al2O3組分的截面積的總量相對于磁性核的截面積占大于35% 時，SiO2組分和/或Al2O3組分作為非充電區(qū)域存在于作為充電區(qū)域的鐵氧體組分中，因此， 在一些情況下，鐵氧體組分的連接相被中斷的位點的數(shù)量增加。結(jié)果，磁性核的電阻率增 加。最后，涂布或填充有樹脂的磁性載體的電阻增加，在磁性載體接近經(jīng)歷擊穿時的電場強 度也增加。因此，不能夠發(fā)揮電極效應，并且顯影性能降低，因此，在一些情況下，特別在低 濕環(huán)境下發(fā)生圖像缺陷如空白點。另一方面，當截面積的總量相對于磁性核的截面積占小于2%時，磁性核的電阻率 變低，但是磁性核的空孔部分的數(shù)量必須增加，從而可以滿足降低磁性載體比重的要求。在 這種情況下，磁性核不能獲得充分的強度，并且即使通過將樹脂填充至空孔部分中獲得的 磁性載體也不能獲得強度，因此磁性載體在其使用期間破壞，并且在一些情況下該破環(huán)是 載體附著的原因。應當注意的是，磁性核的SiO2組分和/或Al2O3組分的截面積的總量可 以通過在磁性核最終燒制前，在造粒時的顆粒狀態(tài)下添加期望量的SiO2和/或Al2O3來調(diào) 整，以落在上述范圍內(nèi)。此外，優(yōu)選將SiO2*/或Al2O3顆粒的重均粒徑調(diào)整為2μπι以上 至5μπι以下，并且由于以下原因所用的顆粒優(yōu)選為球形造粒前高電阻相與鐵氧體組分極 好地混合，高電阻相熔融時高電阻相的分散狀態(tài)變得良好，建立鐵氧體連續(xù)相和高電阻相 之間的平衡，并且能夠容易地將磁性核的電阻控制至低值。在上述磁性核的截面圖像中，可以用直線限定而不包括SiO2區(qū)域和/或Al2O3區(qū) 域以及空孔區(qū)域的鐵氧體組分的各連接相的最大長度(例如，由圖2中附圖標記4表示的 長度)與磁性核的最大直徑(例如，由圖2中附圖標記5表示的直徑)的比率(該比率是 由10個磁性核顆粒的截面獲得的平均值)，優(yōu)選為40%以上至90%以下，或更優(yōu)選為50% 以上至85%以下。磁性核的鐵氧體組分的連接相是在高溫狀態(tài)下，燒結(jié)作為鐵氧體原料的細顆粒獲 得的單個晶粒的聚集體。各晶粒的組成和晶粒的分散狀態(tài)極大地影響磁性載體的強度和電 特性。當各連接相的最大長度與磁性載體的最大直徑的比率落在上述范圍內(nèi)時，晶粒之間 的接觸面積大，晶粒之間的附著性(adhesiveness)高。當磁性核具有該結(jié)構時，即使磁性 核有空孔，磁性核也能滿足一定強度。此外，充電路徑之間的連接性高，因此殘留在磁性載 體上的相反電荷的衰減變快，將調(diào)色劑拉回的力消失。結(jié)果，改進顯影性能。應當注意的是，上述平均值通過將由10個磁性核顆粒的截面得到的各值平均而 獲得；當各自具有適中連接相長度的磁性載體顆粒占大部分磁性載體時，在顯影區(qū)域可以 有利進行該相反電荷的衰減而不具有不均勻性。上述平均值可以通過以下調(diào)整，以落在上 述范圍內(nèi)將SiO2和/或Al2O3顆粒的粒徑和形狀設定在期望的范圍內(nèi)，以改進在燒制前顆 粒與鐵氧體顆粒的混合性能；控制燒制溫度和燒制環(huán)境。用于本發(fā)明的磁性核優(yōu)選在其截面含有空孔部分，并且空孔部分的截面積的總和 占優(yōu)選2%以上至15%以下、或更優(yōu)選3%以上至10%以下，相對于磁性核的截面積。當
10空孔部分的截面積的總和與磁性核的截面積的比率落在上述范圍內(nèi)時，只要在使用磁性核 前將樹脂填充至磁性核中，就能夠建立所得磁性載體的強度和磁性載體比重降低之間的平 衡。此外，為了可以使得通過鐵氧體的充電路徑(electrification paths)之間的連接性 連同由SiO2和/或Al2O3組成的相是適度的，優(yōu)選將該比率設定在上述范圍內(nèi)。充電路徑 被彎曲的程度越低，電流流過路徑的容易性就越大；連接彎曲充電路徑促進顯影電場失真 的發(fā)生，由此可以額外改進顯影性能。使空孔以及由SiO2和/或Al2O3組成的相存在可以 增加在彎曲連接相的形成中的自由度。應當注意的是，空孔部分的截面積的總和與磁性核的截面積的上述比率可以通過 使用空孔形成劑、降低燒制溫度從而增加空孔部分的數(shù)量或控制燒制環(huán)境來調(diào)整，以落在 上述范圍內(nèi)。當空孔形成劑的使用量為10質(zhì)量份以下(相對于100質(zhì)量份的鐵氧體組分與 SiO2組分和/或Al2O3組分的總和)時，可以調(diào)整該比率，以落在上述范圍內(nèi)?？湛仔纬蓜?的實例包括發(fā)泡劑和樹脂細顆粒。所述發(fā)泡劑的實例包括碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鋰、 碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰和碳酸銨。所述樹脂細顆粒的實例包括各自由聚酯、聚苯 乙烯或苯乙烯_丙烯酸酯共聚物制成的樹脂細顆粒。用于本發(fā)明的磁性核的鐵氧體組分優(yōu)選至少含有Mn原子。當鐵氧體組分含有Mn 原子時，能夠改進將含非磁性組分如SiO2或Al2O3的鐵氧體的電阻率和磁性控制為落在此 期望范圍內(nèi)的容易性。接著，示例生產(chǎn)用于本發(fā)明的磁性核的方法。然而本發(fā)明不限于實例。用于本發(fā)明的磁性核適合含有用于降低磁性核真密度的鐵氧體。此外，鐵氧體組 分更適合具有用于降低磁性載體表觀密度的空孔。使用含有包含磁性核的磁性載體的雙組 分顯影劑能夠提供良好的點再現(xiàn)性；減輕施加至調(diào)色劑的應力，從而發(fā)揮防止調(diào)色劑消 耗的效果；和減輕在混合和攪拌顯影劑時磁性載體接受的應力。作為在鐵氧體組分中形成空孔的方法，能夠采用涉及調(diào)整燒制時的溫度至低值， 從而控制鐵氧體組分的晶體生長速率的方法，或者涉及添加空孔形成劑如發(fā)泡劑或有機細 顆粒的方法。用于上述磁性核的鐵氧體組分含有由以下通式表示的燒結(jié)體(M120)x(M20) y(Fe2O3)z(其中Ml表示一價金屬原子，M2表示二價金屬，x+y+z = 1.0，χ和y各自滿足關 系 0 ≤(X，y)≤ 1. 0，ζ 滿足關系 0. 2 < ζ < 1. 0)。在上式中，M表示Li等，M2表示選自由Ni、Cu、Zn、Mg、Mn、Sr、Ca和Ba組成的組 的金屬原子。這些金屬原子可以單獨使用或者可以多種組合使用。具體實例包括磁性Li 鐵氧體(如(Li2O) a (Fe2O3) b (0. 0 < a < 0. 4，0. 6 彡 b < 1. 0， a+b = 1))、Mn 鐵氧體(如(MnO) a (Fe2O3)b (0· 0 < a < 0· 5，0· 5 ≤ b < 1· 0，a+b = 1)) ,Mn-Mg 鐵氧體(如(MnO)a(MgO)b(Fe2O3)c (0· 0 < a < 0· 5，0· 0 < b < 0· 5，0· 5 ≤ c < 1· 0，a+b+c =l))、Mn-Mg-Sr 鐵氧體(如(MnO) a (MgO)b (SrO) c (Fe2O3) d (0. 0 < a < 0. 5,0. 0 < b < 0. 5, 0. 0 < c < 0. 5,0. 5 ^ d < 1. 0, a+b+c+d = 1))禾口 Cu-Zn 鐵氧體(如(CuO)a(ZnO)b(Fe2O3) c(0. 0 < a < 0. 5,0. 0 < b < 0. 5,0. 5 ≤ c < 1. 0,a+b+c = 1))。應當注意的是，上述鐵氧 體各自表示主要元素，并且也可含有痕量其它金屬。從易于控制晶體生長速度和易于控制磁性核的磁強度和電阻率的觀點，含有Mn 元素的Mn鐵氧體、Mn-Mg鐵氧體或Mn-Mg-Sr鐵氧體是優(yōu)選的。
可選擇地，能夠通過在惰性氣體或氫氣中熱處理磁性顆粒來減少磁性顆粒的表面 代替選擇磁性材料的種類來調(diào)整磁性核的電阻率。例如，所述熱處理可以在600至1，000°C 的溫度下在氮氣氣氛下進行。此外，將SiO2和/或Al2O3引入磁性核的方法具體為例如以下方法。將用于鐵氧體組分的原料以目標組成比共混，接著進行濕法混合。濕法混合后，將 所得物煅燒，從而可以生產(chǎn)鐵氧體。其后，將鐵氧體細粉碎。在此使用的粉碎機不特別限定。 粉碎機的實例包括壓碎機、錘磨機、球磨機、珠磨機、行星式磨機和噴射式磨機。優(yōu)選鐵氧體 用球磨機細粉碎，這是因為可以容易地將各顆粒的粒徑控制至期望粒徑。為了可以控制基于空孔形成的鐵氧體連接相的最大直徑和撓曲性，或與SiO2和 /或Al2O3顆粒的混合性能的改進，鐵氧體的細粉碎產(chǎn)物優(yōu)選具有50%體積粒徑(D50)為 0. Iym以上至5μπι以下，優(yōu)選具有90%體積粒徑(D90)為3μπι以上至10 μ m以下。將 SiO2和/或Al2O3添加至所得的鐵氧體的細粉碎產(chǎn)物。要添加的SiO2和/或Al2O3的重均 粒徑優(yōu)選1 μ m至10 μ m(更優(yōu)選2 μ m至5 μ m)，并且SiO2和/或Al2O3優(yōu)選以5質(zhì)量份至 45質(zhì)量份的量添加，相對于100質(zhì)量份鐵氧體的細粉碎產(chǎn)物。此外，SiO2和/或Al2O3的形 狀優(yōu)選球形。具有在上述范圍內(nèi)的重均粒徑的球形SiO2和/或Al2O3顆粒的添加，改進細粉 碎產(chǎn)物與顆?；旌系臓顟B(tài)，并且促進空孔的形成?？湛仔纬蓜┛梢耘c顆粒組合使用，以額外 促進空孔的形成。以在上述范圍內(nèi)的量添加SiO2和/或Al2O3，能夠最終控制SiO2和/或 Al2O3相對于磁性核的含量在4. 0質(zhì)量％至40. 0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。同時，將具有重均分子量為1，000至5，000的聚乙烯醇、分散劑如聚羧酸胺 (polyammonium carboxylate)、潤濕劑如非離子表面活性劑和水添加至混合物。調(diào)節(jié)所得 漿料的粘度，能夠最終控制磁性核的粒徑和空孔。接著，將由這些組分的混合物組成的鐵 氧體漿料造粒，并且在具有升至100°C以上至300°C以下溫度的氣氛下，用噴霧干燥器干 燥。將造粒的產(chǎn)物在適當?shù)臍夥障略跍囟葹?00至1，300°C的電爐中燒制，由此獲得含有由 SiO2和/或Al2O3組成的相的磁性核。接著，描述生產(chǎn)通過用樹脂涂布上述磁性核獲得的磁性載體的方法。然而，本發(fā)明 不限于以下描述。此處，短語“用樹脂涂布磁性核”是指將磁性核的表面用樹脂覆蓋。此外， 術語“表面”是包括全部表面和部分表面的概念。此外，術語“涂布”涵蓋以下概念將磁性 核用樹脂涂布從而可以將樹脂填充至磁性核中。涂布或填充樹脂至各磁性核中的通常方法包括用溶劑稀釋樹脂組分；和添加稀 釋的溶液至磁性核。此處所用的溶劑不特別限定，只要溶劑能夠溶解各樹脂組分即可。在可溶于有機溶劑的樹脂的情況下，可以使用有機溶劑如甲苯、二甲苯、丁基溶纖 劑醋酸酯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮和甲醇。在水溶性樹脂組分或乳液型樹脂組分的情況 下，可以使用水。將用溶劑稀釋的樹脂組分添加至磁性核中的方法是，例如，包括以下的方 法通過施涂法如浸漬法、噴霧法、刷涂法、流化床法或捏合法，將磁性核用樹脂組分浸漬； 和在浸漬后將溶劑揮發(fā)。優(yōu)選在溶劑粘度為5. OmPa · s以上至100. OmPa · s以下在減壓下通過浸漬法，將 樹脂填充至磁性核的空孔部分。此外，在填充樹脂或用樹脂涂布時，因為樹脂能夠有利地填 充至磁性核中，所以期望采用以下步驟將樹脂溶液裝入多個部分中，并且重復溶劑的去除 和裝入。因此，磁性載體能夠獲得期望的電阻率，或者能夠控制在磁性載體接近經(jīng)歷擊穿時的電場強度。優(yōu)選將樹脂溶液裝入3個以上至10個以下部分中，或更優(yōu)選3個以上至5個 以下部分中。上述樹脂的涂布量優(yōu)選為2質(zhì)量份以上至15質(zhì)量份以下，或更優(yōu)選5質(zhì)量份以上 至12質(zhì)量份以下，相對于100質(zhì)量份磁性核。通常已知樹脂可以用作涂布磁性核的用于本發(fā)明的樹脂。各熱塑性樹脂和熱固性 樹脂均可用作該樹脂；優(yōu)選顯示出對于磁性核高潤濕性的樹脂。熱塑性樹脂的實例包括以下聚苯乙烯；聚甲基丙烯酸甲酯；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-丁二烯共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物； 聚氯乙烯；聚乙酸乙烯酯；聚偏二氟乙烯樹脂；氟碳樹脂；全氟碳樹脂；溶劑可溶性全氟碳 樹脂；聚乙烯吡咯烷酮；石油樹脂；酚醛清漆樹脂；飽和烷基聚酯樹脂；芳香族聚酯樹脂如 聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯和多芳基化合物；聚酰胺樹脂；聚縮醛樹脂；聚 碳酸酯樹脂；聚醚砜樹脂；聚砜樹脂；聚苯硫醚樹脂；和聚醚酮樹脂。熱固性樹脂的實例可以包括以下酚醛樹脂；改性酚醛樹脂；馬來樹脂；醇酸樹 脂；環(huán)氧樹脂；丙烯酸類樹脂；通過馬來酸酐、對苯二甲酸和多元醇的縮聚獲得的不飽和聚 酯；脲醛樹脂；三聚氰胺樹脂；尿素_三聚氰胺樹脂；二甲苯樹脂；甲苯樹脂；三聚氰二胺樹 脂；三聚氰胺_三聚氰二胺樹脂；乙酰胍胺樹脂；甘酞樹脂；呋喃樹脂；硅酮樹脂；聚酰亞 胺；聚酰胺酰亞胺樹脂；聚醚酰亞胺樹脂；和聚氨酯樹脂。在上述樹脂中，優(yōu)選將含有以下共聚物的樹脂用作涂布磁性核用樹脂，所述共聚 物至少使用具有由下式(Al)表示的結(jié)構的單體和具有由下式(A2)表示的結(jié)構的大分子單 體作為共聚組分。共聚物的含量優(yōu)選為50質(zhì)量％至100質(zhì)量％，相對于上述涂布磁性核用 樹脂。此外，在上述涂布磁性核用樹脂中，上述通常已知樹脂中的任一種都可以用作除了上 述共聚物以外的組分。[化學式1]
權利要求
一種雙組分顯影劑，其包括通過用樹脂涂布磁性核獲得的磁性載體；和調(diào)色劑，其中所述磁性核至少含有鐵氧體組分和至少一種選自由SiO2和Al2O3組成的組的氧化物；所述氧化物的含量為4.0質(zhì)量％以上至40.0質(zhì)量％以下，相對于所述磁性核；所述磁性核在以下測量條件下在施加1,000V/cm時具有電阻率為5.0×104Ω·cm以上至5.0×108Ω·cm以下；所述磁性載體在79.6kA/m中的磁化強度為40.0Am2/kg以上至65.0Am2/kg以下，并且在施加79.6kA/m的外部磁場后的殘余磁化強度為3.0Am2/kg以下；以及所述調(diào)色劑具有重均粒徑(D4)為3.0μm以上至10.0μm以下和平均圓形度為0.940以上至0.990以下測量條件在具有截面積為2.4cm2的測量空間的圓筒狀樹脂容器中的上部和下部設置有各自具有與所述測量空間的截面形狀相同形狀的測量表面的上部電極和下部電極，將0.7g所述磁性核填充至所述上部電極和下部電極之間的間隙中，并且在將所述填充的磁性核在50g/cm2的壓力下夾持于所述上部電極和下部電極之間的同時將其進行測量。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙組分顯影劑，其中，在所述磁性核的截面中，所述至少一種 選自由SiO2和Al2O3組成的組的氧化物的截面積總量占2%以上至35%以下，相對于所述 磁性核的截面積。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的雙組分顯影劑，其中所述磁性核在其截面中含有空孔部 分，并且所述空孔部分的截面積總和占2%以上至15%以下，相對于所述磁性核的截面積。
4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述的雙組分顯影劑，其中所述磁性核的所述鐵氧體組 分至少含有Mn原子。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的雙組分顯影劑，其中所述磁性載體具有表觀密度 為 1. 55g/cm3 以上至 1. 90g/cm3 以下。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的雙組分顯影劑，其中，在所述磁性核的截面中，鐵 氧體連接相的最大長度與所述磁性核截面的最大直徑的比率為40%以上至90%以下。
7.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的雙組分顯影劑，其中所述用于涂布所述磁性核的 樹脂包括含有以下共聚物的樹脂所述共聚物至少使用具有由下式(Al)表示的結(jié)構的單 體和具有由下式(A2)表示的結(jié)構的大分子單體作為共聚組分，[化學式1]
8.根據(jù)權利要求1至7任一項所述的雙組分顯影劑，其中在所述磁性載體接近經(jīng)歷擊 穿時的電場強度為1，300V/cm以上至6，500V/cm以下。
9.根據(jù)權利要求1至8任一項所述的雙組分顯影劑，其中通過使用所述調(diào)色劑和所述 磁性載體的雙組分法測量的調(diào)色劑的摩擦帶電量的絕對值為40. OmC/kg以上至80. OmC/kg 以下。
全文摘要
提供一種雙組分顯影劑，其包含通過用樹脂涂布磁性核獲得的磁性載體；和調(diào)色劑，其中所述磁性核至少含有鐵氧體組分和至少一種選自由SiO2和Al2O3組成的組的氧化物；所述氧化物的含量為4.0質(zhì)量％以上至40.0質(zhì)量％以下，相對于所述磁性核；所述磁性核在施加1,000V/cm時具有電阻率為5.0×104Ω·cm以上至5.0×108Ω·cm以下；所述磁性載體在79.6kA/m中的磁化強度為40.0Am2/kg以上至65.0Am2/kg以下，在施加79.6kA/m的外部磁場后的殘余磁化強度為3.0Am2/kg以下；以及所述調(diào)色劑具有重均粒徑(D4)為3.0μm以上至10.0μm以下和平均圓形度為0.940以上至0.990以下。
文檔編號G03G9/08GK101965543SQ200980108119
公開日2011年2月2日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權日2008年3月11日
發(fā)明者岡本直樹, 石上恒, 遠藤知子, 馬場善信 申請人:佳能株式會社