CN102385267A - 静电图像显影用调色剂、显影剂和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种静电图像显影用调色剂、显影剂和图像形成装置，所述静电图像显影用调色剂在调色剂基体颗粒中添加有树脂微粒和无机微粒，所述调色剂基体颗粒至少含有粘结树脂和着色剂，所述树脂微粒以单分散状态固定在所述调色剂基体颗粒表面上，在设被固定的所述树脂微粒与所述调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径为a(nm)、被固定的所述树脂微粒的距接触面的平均高度为b(nm)、被固定的所述树脂微粒在b/2高度处的平均直径为c(nm)时，a＝70～160nm、b/a＝0.2～0.5、且c/a＝0.6～0.8。由此，在形成图像时可以抑制调色剂的带电不良且可以抑制调色剂载体的污染。

Description

静电图像显影用调色剂、显影剂和图像形成装置

技术领域

本发明涉及在电子照相方式中使用的静电图像显影用调色剂、静电图像显影用显影剂和图像形成装置。

背景技术

在通过电子照相方式在纸上形成图像的复印机、打印机或数码复合机等图像形成装置中，通过显影装置使用调色剂对在作为像载体的感光鼓的周面上形成的静电图像(静电潜影)进行显影，使静电图像作为调色剂图像显现。然后，通过转印装置把感光鼓上的调色剂图像转印到纸上后，通过定影装置进行加热和加压，将转印到纸上的调色剂图像定影在纸上。调色剂图像被定影后的纸最终被排出到图像形成装置外。

近年来，在所述的电子照相系统所使用的调色剂中，通过使树脂微粒变形并固定在调色剂表面上，来抑制树脂微粒附着在显影套筒及感光鼓上，由此实现图像质量的长期稳定。

随着应对数码复合机和打印机的高速化和节能化而向低温定影化的发展、以及随着应对高图像质量化而向小粒径化的发展，电子照相过程中所使用的调色剂因热应力或物理性应力而更容易受到状态变化(形状变化、添加剂的掩埋变化)。因该状态变化造成各过程的性能改变，由此造成使设计余量变窄，或导致产生不利的情况。因此怎么样抑制状态变化对于保持图像质量是非常重要的问题。

所述状态变化带来的最大影响是灰雾(fogging)和飞散(scattering oftoner)，具体地说，在将因在显影剂混合时作为无机微粒的添加剂掩埋在调色剂基体颗粒中从而产生的低带电能力的调色剂，与补充的高带电能力的调色剂混合时，产生带电不良，从而造成所述的灰雾和飞散。

为此，为了抑制带电不良，进行添加树脂微粒。这是因为树脂微粒的带电性能与无机微粒的带电性能不同，由于树脂微粒的带电系列与调色剂中的粘结树脂的带电性能接近，所以具有抑制带电不良的效果。特别是带正电性低的树脂微粒与载体混合时，开始时带正电性低，但带正电性逐渐变高，可以抑制无机微粒引起的带电变化，从而在抑制形成图像中的灰雾及调色剂飞散方面显示出明显效果。

作为在表面固定有树脂微粒的调色剂，公开有一种静电图像显影用调色剂，在该静电图像显影用调色剂中添加有个数平均粒径为50nm以上且为200nm以下、并且在强制搅拌试验前后的形状系数SF-1的变化率为10％以下的有机微粒，而且所述静电图像显影用调色剂的玻璃化温度为20℃以上且为45℃以下。

可是，所述的公知的现有技术是用于通过把不变形的特殊的硬树脂微粒固定在调色剂表面上，使其发挥间隔物的效果，从而实现确保稳定的定影性能和转印性能，添加树脂微粒的目的不是用于抑制带电不良。

此外，通常的树脂微粒的比重低到1～1.2g/cm³左右，不能充分固定在调色剂表面上而容易从调色剂表面脱离，并且因硬度低而容易变形，因此容易附着在(显影剂中的)载体上、或者附着在如显影套筒、感光鼓等的调色剂载体上，其结果存在导致产生图像缺陷的问题。

发明内容

鉴于所述问题，本发明的目的在于提供一种调色剂，将树脂微粒添加到调色剂基体颗粒时，伴随树脂微粒的变形而使该树脂微粒固定在该调色剂基体颗粒表面上，并且所述变形的程度予以控制，由此能够抑制调色剂的带电不良和调色剂载体的污染。本发明的目的还在于提供一种含有所述调色剂的静电图像显影用显影剂、和一种使用所述调色剂或所述显影剂来进行图像形成处理的图像形成装置。

本发明人经过专心研究的结果发现：通过使用具有下述构成的静电图像显影用调色剂，可以解决所述问题，并通过在所述发现的基础上进一步进行研究，完成了本发明。

即，本发明提供一种静电图像显影用调色剂，在调色剂基体颗粒中添加有树脂微粒和无机微粒，所述调色剂基体颗粒至少含有粘结树脂和着色剂，所述树脂微粒以单分散状态固定在所述调色剂基体颗粒表面上，在设被固定的所述树脂微粒与所述调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径为a、被固定的所述树脂微粒的距所述接触面的平均高度为b、被固定的所述树脂微粒在b/2高度处的平均直径为c、且所述a、所述b及所述c的单位都是nm时，a＝70nm～160nm，b/a＝0.2～0.5，且c/a＝0.6～0.8。

此外，本发明还提供一种静电图像显影用显影剂，含有所述的静电图像显影用调色剂和载体。

此外，本发明还提供一种图像形成装置，使用所述的静电图像显影用调色剂或所述的静电图像显影用显影剂。

根据本发明，在进行图像形成处理时，可以抑制调色剂的带电不良并且可以抑制调色剂载体的污染。

附图说明

图1是表示树脂微粒固定在调色剂基体颗粒表面上的调色剂的一个例子的简图。

具体实施方式

[静电图像显影用调色剂]

本实施方式的静电图像显影用调色剂是在调色剂基体颗粒中添加有树脂微粒和无机微粒的调色剂。所述调色剂基体颗粒至少含有粘结树脂和着色剂。所述树脂微粒以单分散状态固定在所述调色剂基体颗粒表面上，在设被固定的所述树脂微粒与所述调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径为a(nm)、被固定的所述树脂微粒的距接触面的平均高度为b(nm)、被固定的所述树脂微粒在b/2高度处的平均直径为c(nm)时，a＝70nm～160nm、b/a＝0.2～0.5、且c/a＝0.6～0.8。

按照所述的构成，可以得到下面的效果。即：首先，通过在调色剂中添加树脂微粒和无机微粒，可以提高调色剂的流动性，并且可以很好地抑制因无机微粒造成的带电不良。此外，通过使所述a、b/a、c/a的各数值处于所述范围内地对树脂微粒进行变形而固定在调色剂表面上，可以抑制树脂微粒附着在显影套筒及感光鼓上。因此，可以同时抑制带电不良和调色剂载体污染，可以实现使图像质量长期稳定。

下面对构成本实施方式的调色剂的调色剂基体颗粒和添加剂(树脂微粒和无机微粒)进行详细叙述。

<调色剂基体颗粒>

调色剂基体颗粒是在粘结树脂中配入着色剂、脱模剂或电荷控制剂等而形成的。例如，通过把所述原料用搅拌器等混合，用挤出机等熔融混炼后冷却，把得到的固体物质粉碎并分级等，来制造调色剂基体颗粒。调色剂基体颗粒的体积平均粒径为2～12μm，更优选的是4～10μm，进一步优选的是6～8μm。

(粘结树脂)

在本实施方式中，作为粘结树脂可以不特别限定地使用以往一直作为调色剂基体颗粒的粘结树脂使用的物质。作为所述粘结树脂的具体的例子，可以例举：苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、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-乙烯类树脂及苯乙烯-丁二烯类树脂等热可塑性树脂。可以单独使用所述粘结树脂中的一种，也可以组合使用两种以上。

在本实施方式中，从使定影性能优良的观点出发，作为粘结树脂优选的是使用所述的热可塑性树脂，但不必仅使用热可塑性树脂，也可以添加交联剂，或作为粘结树脂的一部分使用热固性树脂。这样，通过在粘结树脂内导入一部分交联结构、或者使用热可塑性树脂之外一部分还使用热固性树脂，可以不使定影性能降低就可以提高调色剂的保存稳定性及形态保持性能。

作为在本实施方式中可以使用的热固性树脂，可以例举：双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、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及氰酸酯树脂等。可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用两种以上。

粘结树脂的玻璃化温度例如优选的是50～70℃，更优选的是55～65℃。在粘结树脂的玻璃化温度小于50℃的情况下，存在当图像形成装置运转时在显影装置内调色剂之间熔融粘着在一起，或在保管及输送调色剂时在调色剂容器内调色剂之间熔融粘着在一起，从而造成调色剂的保存稳定性下降的倾向。另一方面，在粘结树脂的玻璃化温度大于70℃的情况下，存在调色剂的低温定影性能下降的倾向。

(着色剂)

在本实施方式中，作为着色剂可以不特别限定地使用以往一直作为黑白调色剂用或彩色调色剂用的着色剂使用的物质。作为所述着色剂的具体例子，可以例举：炭黑等黑色颜料、颜料黄180等黄色颜料、钼橙等橙色颜料、C.I.颜料红238等红色颜料、甲基紫色淀等紫色颜料、酞菁蓝等青色颜料、颜料绿B等绿色颜料及各种染料，等等。

在本实施方式中，所述着色剂的配入量例如相对于100质量份的粘结树脂为1～15质量份。

此外，在本实施方式中，作为含有调色剂的显影剂，可以是含有调色剂但不含载体的单组份显影剂，也可以是含有调色剂和载体的双组份显影剂。作为所述单组份显影剂所使用的调色剂大多是在磁性单组份显影方式的图像形成装置中使用的调色剂，即大多是磁性调色剂。在所述的磁性调色剂的情况下，作为含在调色剂中的着色剂使用磁粉。此外，作为含在磁性调色剂中的着色剂，只要含有磁粉即可，也可以含有所述的颜料和染料等着色剂。作为所述磁粉只要是以往一直作为磁性调色剂的磁粉使用的，就可以没有特别的限制地使用。具体地说，作为所述磁粉，可以例举：铁、钴、镍等显示强磁性的金属；含有所述金属的合金；含有构成所述金属和所述合金的元素的化合物；虽不含有构成所述金属和所述合金的元素，但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，优选的是含有构成所述金属和所述合金的元素的化合物，更优选的是铁氧体和磁铁矿。此外，在作为着色剂使用磁粉的情况下，例如，所述磁粉的含量优选的是相对于100质量份的粘结树脂为40～100质量份左右。

(脱模剂)

在本实施方式中，为了提高调色剂的定影性能和防止蹭脏性能下降等，配入脱模剂。在本实施方式中，作为脱模剂可以不特别限定地使用以往一直作为调色剂基体颗粒的脱模剂使用的物质。作为所述脱模剂的具体的例子，可以例举：聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、特富龙(注册商标)类蜡、费托合成蜡、石蜡、酯蜡、巴西棕榈蜡、褐煤蜡及米蜡等。可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用两种以上。

在本发明中，脱模剂的配入量例如相对于100质量份的粘结树脂为1～10质量份。在脱模剂的配入量小于1质量份的情况下，存在不能完满地实现提高调色剂的定影性能和防止蹭脏性能下降的倾向。另一方面，在脱模剂的配入量大于10质量份的情况下，存在调色剂之间熔融粘着在一起，造成调色剂的保存稳定性降低的倾向。

(电荷控制剂)

在本实施方式中，为了保持调色剂的带电量和提高带电增长特性(在短时间内带电到规定电量的特性)等，配入电荷控制剂。在使调色剂带正电后用于显影的情况下，使用带正电性的电荷控制剂，在使调色剂带负电后用于显影的情况下，使用带负电性的电荷控制剂。

在本实施方式中，作为带正电性的电荷控制剂可以不特别限定地使用以往一直作为调色剂基体颗粒的带正电性的电荷控制剂使用的物质。作为带正电性的电荷控制剂的具体的例子，可以例举：哒嗪、嘧啶、吡嗪、邻嗪、间嗪、对嗪、邻噻嗪、间噻嗪、对噻嗪、1，2，3-三嗪等吖嗪化合物。可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用两种以上。

在本实施方式中，作为带负电性的电荷控制剂可以不特别限定地使用以往一直作为调色剂基体颗粒的带负电性的电荷控制剂使用的物质。作为所述带负电性的电荷控制剂的具体的例子，可以例举：乙酰丙酮金属络合物、水杨酸类金属络合物等有机金属络合物；乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铁(II)等螯合物。可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用两种以上。

在本实施方式中，电荷控制剂的配入量例如相对于100质量份的粘结树脂为0.5～15质量份。在电荷控制剂的配入量小于0.5质量份的情况下，存在形成图像的图像浓度降低或在形成图像中灰雾增加的倾向。另一方面，在电荷控制剂的配入量大于15质量份的情况下，存在有在高温高湿条件下带电不良和图像不良增加的倾向。

<添加剂>

(树脂微粒)

添加剂是本实施方式的主要技术特征之一，在本实施方式的调色剂中添加有树脂微粒。

本实施方式的树脂微粒如上所述那样，以单分散状态固定在调色剂基体颗粒表面上来使用。即，树脂微粒之间不会集聚成一体，而是分散固定在调色剂基体颗粒表面上，如果树脂微粒集聚在一起则不能得到本发明的效果。

此外，在本实施方式中，在设被固定的树脂微粒与调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径(也就是，所检测的各个接触面的圆的直径的平均值)为a(nm)、被固定的树脂微粒的距接触面的平均高度为b(nm)、被固定的树脂微粒在b/2高度处的平均直径为c(nm)时(参照图1)，树脂微粒在a＝70nm～160nm、b/a＝0.2～0.5、且c/a＝0.6～0.8的范围内变形。如果树脂微粒伴随所述的变形被固定，则由于树脂微粒与调色剂表面的接触面积增大，所以可以抑制树脂微粒从调色剂表面脱离而附着在显影套筒及感光鼓上，从而可以实现使图像质量长期稳定。再说，所述“接触面的圆的直径”是指与被固定的树脂微粒和调色剂基体颗粒表面的接触面的面积相同面积的圆的直径。

在所述c/a＞0.8的情况下，树脂微粒容易从调色剂表面脱离。此外即使c/a≥0.6，但在b/a＞0.5的情况下，树脂微粒也同样非常容易从调色剂表面脱离，在b/a＜0.2的情况下，不能对使调色剂的带电性稳定做出贡献，抑制带电不良的效果变小，所以是不理想的。此外，在a＞160nm的情况下，抑制带电不良的效果小，在a＜70nm的情况下，为了调整粒径需要大量的乳化剂，其结果树脂微粒变得容易产生变形，不能把所述b/a控制在0.2以上。

此外，作为本树脂微粒的“固定”的方式，包括通过机械冲击固定、热融合及粘接等方式。

例如使用日本电子株式会社制造的场致发射扫描电子显微镜JSM-7401F等，在0.5Kv的加速电压、100000倍的放大率的条件下，从侧面拍摄树脂微粒固定后的调色剂十个颗粒的表面照片，测量a、b和c，计算出平均值，从而可以求出树脂微粒与调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径a(nm)、树脂微粒的距接触面的平均高度b(nm)、树脂微粒在b/2高度处的平均直径c(nm)。

下面对构成在本实施方式中使用的树脂微粒的树脂材料进行说明。

作为树脂微粒的树脂，可以不特别限定地使用与用于所述调色剂基体颗粒的粘结树脂的树脂相同的树脂。

具体地说，例如可以使用苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂、聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、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-乙烯类树脂、苯乙烯-丁二烯树脂等热可塑性树脂。从带电的稳定性的观点出发，作为特别优选的树脂可以举出苯乙烯-丙烯酸类树脂。

此外，树脂微粒的平均一次粒径优选的是在40nm～140nm范围内，更优选的是在50nm～125nm范围内。由于树脂微粒在所述范围内能够以本发明的适当的强度固定在所述调色剂基体颗粒上，所以可以更可靠地实现使图像质量长期稳定，此外，在向调色剂基体颗粒固定的固定操作性能等方面，树脂微粒在所述范围内也是理想的。如果所述平均一次粒径小于40nm，则耐热性能低的乳化剂变得过多，树脂微粒非常容易变形，此外如果所述平均一次粒径大于140nm，则由于树脂微粒变得难以向调色剂表面固定，树脂微粒从调色剂表面脱离，污染显影套筒及感光鼓等调色剂载体，所以是不理想的。此外，树脂微粒的平均一次粒径例如可以通过所述的场致发射扫描电子显微镜(日本电子株式会社制造，JSM-7700F)进行测量。

此外，优选的是，使树脂微粒的添加量相对于100质量份的调色剂基体颗粒为0.05～2质量份的范围内的值。如果树脂微粒的添加量小于0.05质量份，则对带电稳定性的贡献过小，此外，如果树脂微粒的添加量大于2质量份，则会损害定影性能，并且调色剂载体的污染会变得明显，导致使图像质量下降，所以是不理想的。

作为在本实施方式中使用的树脂微粒的制造方法没有特别的限定，例如可以举出乳化聚合法和自由基聚合法等制造方法。作为特别适合的制造方法可以举出乳化聚合法。

对乳化聚合法进行具体地说明，例如首先准备添加了月桂酸硫酸钠等乳化剂和过硫酸铵等聚合引发剂等的溶液。接着，向所述溶液滴入所述的树脂材料，得到乳液。最后通过使所述的乳液干燥，可以得到树脂微粒。

(树脂微粒的固定方法)

对于把树脂微粒固定在调色剂基体颗粒上的方法，只要能以使树脂微粒以单分散状态固定在调色剂基体颗粒表面上，并且在设被固定的树脂微粒与调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径为a(nm)、被固定的树脂微粒的距接触面的平均高度为b(nm)、被固定的树脂微粒在b/2高度处的平均直径为c(nm)时，a＝70nm～160nm、b/a＝0.2～0.5、且c/a＝0.6～0.8的方式进行固定的方法，就没有特别的限定。

作为所述的固定方法例如可以举出通过机械冲击来固定、热融合、粘接等方法。作为更具体的实施方式的例子，可以例举后面叙述的实施例中记载的方法等。

(无机微粒)

本实施方式的调色剂还含有作为添加剂的无机微粒。通过含有作为添加剂的无机微粒，可以适当调节显影剂的流动性。

作为可以使用的无机微粒可以不特别限定地使用以往一直作为添加在调色剂基体颗粒中的添加剂使用的物质。作为所述无机微粒的具体的例子，例如可以使用以作为助流剂使用的二氧化硅、氧化铝、磁铁矿等以及作为研磨剂使用的氧化钛等为代表的无机微粒。其中，从赋予带电性及能更可靠地调节调色剂的流动性的观点出发，优选的是使用二氧化硅微粒。

作为二氧化硅微粒的具体的例子，可以例举：用干式高温加水分解法(是一种通过把四氯化硅等氯化硅气化，在高温的氢火焰中进行气相反应来合成二氧化硅微粒的干式方法)制造的气相二氧化硅；用爆燃法(是一种通过使硅在氧的气流中氧化，并利用反应热变成蒸气，之后通过冷却合成二氧化硅微粒的干式方法)制造的二氧化硅；用溶胶-凝胶法(是一种通过烷氧基硅烷(alkoxysilane)的加水分解合成二氧化硅微粒的湿式方法)制造的二氧化硅；以及通过胶体法(是一种通过水玻璃的加水分解合成二氧化硅微粒的湿式方法)制造的二氧化硅。

此外，对于所述的无机微粒，根据情况不同，也可以使用以硅油、氨基硅烷、六甲基二硅氮烷等为代表的硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂等，对表面进行疏水化处理。更具体地说，例如可以利用二甲基聚硅氧烷等硅油对二氧化硅微粒实施疏水化处理。

在本实施方式中使用的无机微粒的平均一次粒径通常为7nm～500nm，优选的是12nm～120nm。这是因为：如果无机微粒的平均一次粒径小于7nm，则容易掩埋在调色剂基体颗粒中，其结果，流动性降低且从调色剂载体飞行的性能降低，导致形成图像的图像浓度不足，如果无机微粒的平均一次粒径大于500nm，则无机微粒容易从调色剂基体颗粒脱离，调色剂载体的污染恶化，容易产生图像缺陷。

此外，优选的是，使无机微粒的添加量相对于100质量份的调色剂基体颗粒为0.4～10质量份的范围内的值。如果无机微粒的添加量小于0.4质量份，则调色剂的流动性及从调色剂载体飞行的性能降低，导致形成图像的图像浓度不足，此外，如果无机微粒的添加量大于10质量份，则调色剂从调色剂载体飞行的性能过高，容易引起调色剂从显影装置飞散及在形成图像上容易产生灰雾，是不理想的。

就把无机微粒添加到调色剂基体颗粒中的处理而言，例如通过以干式的方式对调色剂基体颗粒和无机微粒进行搅拌混合，来可以进行。在该情况下，优选的是，所述的搅拌混合使用亨舍尔混合机、脱步勒混合机(Turbula Mixer)、高速混合器(super mixer)等进行，使得不使无机微粒掩埋在调色剂基体颗粒的表面中。再说，添加无机微粒的处理可以与所述把树脂微粒固定在调色剂基体颗粒上的处理同时进行。

这样，通过使用所述的树脂微粒和无机微粒作为调色剂的添加剂，伴随所述树脂微粒的变形将所述树脂微粒固定在调色剂基体颗粒表面上，并控制所述变形的程度，从而可以同时抑制图像形成中的带电不良及调色剂载体等的污染。进而可以长期保持图像质量。

[静电图像显影用显影剂]

如上所述，本发明的静电图像显影用调色剂可以单独使用作为单组份显影剂，也可以与载体混合使用作为双组份显影剂。即，单组份显影剂是含有所述构成的静电图像显影用调色剂的静电图像显影用显影剂，双组份显影剂是含有所述构成的静电图像显影用调色剂和载体的静电图像显影用显影剂。下面以双组份显影剂为中心进行说明，而单组份显影剂也参照下面的说明。

<载体>

在本实施方式中，作为载体可以不特别限定地使用以往一直作为双组份显影剂的载体使用的物质。作为所述载体的具体的例子，例如可以使用通过树脂包覆载体芯材表面而得到的载体。

作为所述载体芯材，可以例举通过对磁性材料进行烧结和喷雾等制造出的磁性颗粒，所述磁性材料包括：铁、镍、钴等磁性金属；所述磁性金属的合金；含有稀土类的合金类；赤铁矿；磁铁矿；锰-锌类铁氧体、镍-锌类铁氧体、锰-镁类铁氧体、锂类铁氧体等软铁氧体、铜-锌类铁氧体等铁类氧化物；以及上述物质的混合物等。

此外，作为包覆所述载体芯材表面的树脂，例如除了可以使用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)等氟类树脂以外，也可以使用聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯酸类树脂及直链硅氧烷(Straight Silicone)等。

用电子显微镜法得到的载体的粒径为15～100μm，更优选的是20～70μm，进一步优选的是25～50μm。载体的表观密度因磁性材料的组成和表面构造等不同而不同，通常优选的是在3000～8000kg/m³范围内。

通过例如使用球磨机对调色剂和载体进行干式搅拌混合，可以制备双组份显影剂。双组份显影剂中的调色剂浓度为3～20质量％，更优选的是5～15质量％，进一步优选的是6～10质量％。在调色剂浓度小于3质量％的情况下，存在形成图像的图像浓度过低的倾向。另一方面，在调色剂浓度大于20质量％的情况下，存在在图像形成装置运转时会产生调色剂从显影装置飞散的倾向，并且存在在形成图像中的灰雾和图像形成装置内的污染增强的倾向。

[图像形成装置]

本发明的图像形成装置把所述构成的静电图像显影用调色剂单独作为单组份显影剂来使用，或者把所述构成的静电图像显影用调色剂与载体混合，来作为双组份显影剂使用。图像形成装置一般包括在周面上形成静电图像(静电潜影)的感光鼓(像载体)以及使用调色剂使所述感光鼓上的所述静电图像显影的显影装置。在本发明中，所述调色剂是所述构成的静电图像显影用调色剂。

在感光鼓的周围配置有带电装置、曝光装置、显影装置、转印装置和清洁装置。

作为感光鼓可以使用有机感光体(OPC)或非晶态硅感光体等，但特别优选的是使用寿命长的非晶态硅感光体。带电装置通过产生电晕放电将规定电位施加在感光鼓的周面上。曝光装置根据图像数据通过照射光有选择地使感光鼓周面的电位衰减，从而形成静电图像。显影装置通过使用调色剂使在感光鼓周面上形成的静电图像显影，来形成调色剂图像。转印装置把在感光鼓上形成的调色剂图像转印到纸上。在把调色剂图像转印到纸上后，清洁装置去除残留在感光鼓周面上的调色剂等。

图像形成装置还包括定影装置，该定影装置具有加热辊和加压辊。定影装置通过对转印有调色剂图像的纸进行加热和加压，把调色剂图像定影在纸上。

显影装置包括：外壳，在双组份显影剂的情况下，容纳含有调色剂和载体的双组份显影剂；以及搅拌辊、磁辊和显影辊(调色剂载体)，所述搅拌辊、磁辊和显影辊以可以转动的方式设置在所述外壳内。

搅拌辊通过对新补充的调色剂进行搅拌使其带电，并且使调色剂均匀分散在双组份显影剂中。磁辊在周面上承载从搅拌辊提供的双组份显影剂作为磁刷。此外，在磁辊的周围配置控制刮板，该控制刮板用于控制所述磁辊上的磁刷的厚度。显影辊配置成靠近磁辊，通过仅使调色剂从磁辊上的磁刷向显影辊的周面上移动，在显影辊的周面上形成调色剂薄层。此外，显影辊与感光鼓隔开规定的距离相对配置，通过使调色剂从周面上的调色剂薄层向感光鼓上移动(该“移动”包括显影辊的周面和感光鼓的周面之间分开，调色剂从显影辊的周面飞向感光鼓的周面(落地显影方式))，使感光鼓上的静电图像显现。

此外，图像形成装置也可以是单组份显影剂用的装置。此外，图像形成装置也可以是串列式彩色图像形成装置，该彩色图像形成装置具有在把彩色图像转印到纸上之前把各颜色的调色剂图像重叠成一个的中间转印带。

实施例

下面通过实施例对本发明进行更详细地说明。此外，本发明不受实施例的任何限制。

[显影剂的制造]

(二氧化硅A的制备)

将100g的二甲基聚硅氧烷和100g的3-氨基丙基三甲氧基硅烷(都为信越化学工业株式会社制造)溶解到200g的甲苯中，并稀释到10倍。接着，边对200g气相二氧化硅(产品名称：AEROSIL#90(日本AEROSIL株式会社制造))进行搅拌，边把得到的稀释溶液逐渐地滴下，进行30分钟的超声波照射、搅拌，成为混合物。在把该混合物用150℃的高温槽加热后，使用旋转蒸发器蒸馏掉甲苯，然后用减压干燥机对得到的固体物质进行干燥，直到在设定的温度50℃下不再减少重量。再用电炉在氮气气流下，在200℃下进行3小时的加热处理。把得到的粉体用气流粉碎机破碎，并用袋滤器收集，得到平均一次粒径为20nm的二氧化硅A。

(树脂微粒A的制备)

把200质量份的去离子水和4质量份的月桂酸硫酸钠加入装备有温度计、回流冷凝器、氮气导入管及搅拌器的玻璃制的反应器中，在氮气氛围下加热到80℃，在搅拌下添加1质量份的过硫酸铵，再用1小时滴入由45质量份的甲基丙烯酸甲酯、50质量份的苯乙烯及5质量份的二乙烯基苯构成的单体混合物，随后继续搅拌1小时。把这样得到的乳液进行干燥，得到平均一次粒径为65nm的树脂微粒A。

(树脂微粒B的制备)

除了把4质量份的月桂酸硫酸钠变成2质量份以外，通过与树脂微粒A相同的制备方法，得到了平均一次粒径为93nm的树脂微粒B。

(树脂微粒C的制备)

除了把4质量份的月桂酸硫酸钠变成6质量份以外，通过与树脂微粒A相同的制备方法，得到了平均一次粒径为52nm的树脂微粒C。

(树脂微粒D的制备)

除了把4质量份的月桂酸硫酸钠变成1质量份以外，通过与树脂微粒A相同的制备方法，得到了平均一次粒径为123nm的树脂微粒D。

(树脂微粒E的制备)

除了把甲基丙烯酸甲酯变成50质量份、且不添加二乙烯基苯以外，通过与树脂微粒A相同的制备方法，得到了平均一次粒径为80nm的树脂微粒E。

(树脂微粒F的制备)

除了把甲基丙烯酸甲酯变成40质量份、且把二乙烯基苯变成10质量份以外，通过与树脂微粒A相同的制备方法，得到了平均一次粒径为88nm的树脂微粒F。

(调色剂基体颗粒A的制备)

将100质量份的作为粘结树脂的苯乙烯-丙烯酸类树脂，4质量份的石蜡(脱模剂)，12质量份的作为着色剂的Nipex 60(德固赛公司制造)，1质量份的作为电荷控制剂的FCA-1001-NS(藤仓化成株式会社制造)，分别装入亨舍尔混合机中进行混合后，用双轴挤出机熔融混炼，然后用鼓式刨片机冷却。接着用锤式粉碎机进行粗粉碎后，用涡轮碾磨机进行细粉碎，用风力分级机分级，制备出体积平均粒径为6.81μm、平均圆度为0.951的调色剂颗粒A。

(载体A的制备)

把30g的聚酰胺酰亚胺树脂用2L水稀释后，使120g的四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)分散，再使3g的氧化硅分散，从而得到包覆层形成液。把该包覆层形成液和10kg的无涂层铁氧体EF-35B(PowdertechCo.，Ltd.制造，35μm)放入流化床包覆装置中进行包覆。此后在250℃下焙烧1小时，得到载体A。

(显影剂A的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，添加40g的二氧化硅A及20g的树脂微粒A，用亨舍尔混合机以40m/s(转动叶片前端的速度)混合15分钟，得到了调色剂A。随后把30g的调色剂A和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂A。

(显影剂B的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒B，用亨舍尔混合机以40m/s(转动叶片前端的速度)混合5分钟，得到了调色剂B。随后把30g的调色剂B和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂B。

(显影剂C的制备)

除了代替添加20g的树脂微粒A而添加20g的树脂微粒C以外，通过与调色剂A相同的方法，得到了调色剂C。随后把30g的调色剂C和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂C。

(显影剂D的制备)

除了用亨舍尔混合机混合5分钟以外，通过与调色剂A相同的方法，得到了调色剂D。随后把30g的调色剂D和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂D。

(显影剂E的制备)

除了代替添加20g的树脂微粒A而添加20g的树脂微粒B以外，通过与调色剂A相同的方法，得到了调色剂E。随后把30g的调色剂E和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂E。

(显影剂F的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒D，用亨舍尔混合机以40m/s(转动叶片前端的速度)混合5分钟，得到了调色剂F。随后把30g的调色剂F和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂F。

(显影剂G的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒D，用亨舍尔混合机以30m/s(转动叶片前端的速度)混合10分钟，得到了调色剂G。随后把30g的调色剂G和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂G。

(显影剂H的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒C，用亨舍尔混合机以30m/s(转动叶片前端的速度)混合10分钟，得到了调色剂H。随后把30g的调色剂H和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂H。

(显影剂I的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒B，用亨舍尔混合机以30m/s(转动叶片前端的速度)混合5分钟，得到了调色剂I。随后把30g的调色剂I和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂I。

(显影剂J的制备)

除了用亨舍尔混合机以40m/s混合20分钟以外，通过与调色剂A相同的方法，得到了调色剂J。随后把30g的调色剂J和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂J。

(显影剂K的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒E，用亨舍尔混合机以40m/s(转动叶片前端的速度)混合5分钟，得到了调色剂K。随后把30g的调色剂K和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂K。

(显影剂L的制备)

对于2kg的调色剂基体颗粒A，代替添加20g的树脂微粒A，添加20g的树脂微粒F，用亨舍尔混合机以40m/s(转动叶片前端的速度)混合5分钟，得到了调色剂L。随后把30g的调色剂L和300g的载体A用球磨机混合30分钟，制备出显影剂L。

[评价]

(树脂微粒的粒径等)

使用日本电子株式会社制造的场致发射扫描电子显微镜JSM-7401F，在将电子束的加速电压设定为0.5Kv、放大率为100000倍的条件下，从侧面拍摄了调色剂十个颗粒的表面照片。然后测量了a、b和c，并计算出平均值。

把所述制备出的显影剂A～显影剂L(将显影剂A～显影剂F设为实施例1～实施例6，将显影剂G～显影剂L设为比较例1～比较例6)装在京瓷美达株式会社制造的彩色数码复合机(商品名称“TASKalfa500ci”)中，在下述各种条件下对下面的灰雾、载体耗尽量及套筒电阻的测量进行了评价。

(图像灰雾浓度)

使用格灵达-麦克贝斯公司制造的SpectroEye反射浓度计，对打印率为0.2％的原稿连续打印3000张后，测量了打印率为20％的原稿在打印时的最大灰雾值。此外，将最大灰雾值在0.008以下评价为合格。

(载体耗尽量)

在对打印率为5％的原稿连续打印300000张后，用吸尘器通过635目筛从显影剂中吸引去除调色剂，用株式会社堀场制作所制造的碳分析仪EMIA-110测量了分离后的载体的碳含量。将测量出的碳含量作为载体耗尽量，将载体耗尽量小于1.1％评价为合格。

(显影套筒电阻)

在对打印率为5％的原稿连续打印300000张后，用高电阻率测量仪Hiresta MCP-HT450(三菱化学株式会社制造)施加10V的电压测量了显影套筒中央部位的表面电阻。将表面电阻在1×10⁵Ω/□～5×10⁷Ω/□范围内评价为合格。

将如上所述进行的评价试验的结果汇总于表1。

表1

根据表1可以确定：树脂微粒向调色剂表面上固定时的变形程度在本发明的范围内的调色剂A～调色剂F(实施例1～实施例6)，没有灰雾，载体耗尽量也在合格的范围内，此外，显影套筒表面电阻也良好。

与此相对，树脂微粒在固定时的变形程度在本发明范围外的调色剂G～调色剂J和调色剂L(比较例1～比较例4和比较例6)以及树脂微粒集聚在一起的调色剂K(比较例5)，都得到了图像灰雾或载体耗尽量中的某一个被评价为不合格的结果。载体耗尽量明显变高的比较例1、比较例3和比较例6，显影套筒表面电阻也变高。

从上面的内容可以确定：如果使树脂微粒向调色剂表面固定时的变形的程度在本发明的范围内，则可以长期保持稳定的图像质量。

按照上面说明过的调色剂的构成，首先，通过在调色剂中添加树脂微粒和无机微粒，可以提高调色剂的流动性，并且可以很好地抑制因无机微粒造成的带电不良。此外，通过使调色剂表面的树脂微粒变形从而恰当地固定，可以抑制树脂微粒附着在显影套筒及感光鼓上。因此，可以同时抑制带电不良和调色剂载体的污染，可以实现长期使图像质量稳定。

Claims (7)

1.一种静电图像显影用调色剂，其特征在于，在调色剂基体颗粒中添加有树脂微粒和无机微粒，

所述调色剂基体颗粒至少含有粘结树脂和着色剂，

所述树脂微粒以单分散状态固定在所述调色剂基体颗粒表面上，

在设被固定的所述树脂微粒与所述调色剂基体颗粒表面的接触面的圆的平均直径为a、被固定的所述树脂微粒的距所述接触面的平均高度为b、被固定的所述树脂微粒在b/2高度处的平均直径为c、且所述a、所述b及所述c的单位都是nm时，

a＝70nm～160nm，

b/a＝0.2～0.5，且

c/a＝0.6～0.8。

2.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂，其特征在于，所述树脂微粒的添加量相对于100质量份的所述调色剂基体颗粒为0.05～2质量份，并且所述无机微粒的添加量相对于100质量份的所述调色剂基体颗粒为0.4～10质量份。

3.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂，其特征在于，所述树脂微粒是从由苯乙烯-丙烯酸类树脂微粒、聚丙烯酰胺树脂微粒、聚氯乙烯树脂微粒和聚氨酯树脂微粒构成的组中选择的至少一种。

4.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂，其特征在于，所述树脂微粒的平均一次粒径为40nm～140nm。

5.根据权利要求1所述的静电图像显影用调色剂，其特征在于，所述无机微粒为二氧化硅微粒。

6.一种静电图像显影用显影剂，其特征在于，含有如权利要求1至5中任一项所述的静电图像显影用调色剂和载体。

7.一种图像形成装置，其特征在于，使用如权利要求1至5中任一项所述的静电图像显影用调色剂或权利要求6所述的静电图像显影用显影剂。

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