专利名称：调色剂、调色剂粒子的制造方法、图像形成装置及方法
技术领域：
本发明涉及图像形成中所使用的调色剂、调色剂粒子的制造方法、图像形成装置以及图像形成方法。
背景技术：
作为电子照相等图像形成中所使用的调色剂，公知的有通过在含有粘结树脂、着色剂、蜡、电荷控制剂等的调色剂粒子中添加二氧化硅粒子等添加剂所形成的调色剂。
作为调色剂粒子的制造方法，如特开平5-100484号公报所记载的那样，包括在着色剂、蜡、以及电荷控制剂等存在下，悬浊聚合用于形成粘结树脂的单体的悬浊聚合法；以及在粘结树脂中熔融混炼着色剂、蜡、及电荷控制剂等，然后粉碎的熔融混炼法。
作为所述调色剂的主成分的调色剂粒子，如特开2004-138691号公报所记载的那样，从提高图像形成时的转印效率和图像质量的观点出发，优选圆度(或者球形度)高的调色剂粒子。
但是，当在具备感光体和清洁装置(其中，所述的清洁装置通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除残留在感光体上的所述调色剂，以去除残留的所述调色剂)的图像形成装置中使用以圆度高的调色剂粒子为主成分的调色剂时，存在如下问题当用清洁刮板刮除残留在感光体上的调色剂时，调色剂会挤过清洁刮板和感光体之间的间隙。并且，由于调色剂挤过清洁刮板，存在着感光体的清洁性降低的问题。当清洁不充分时，在所形成的图像上产生纵条纹等，产生图像污染的问题。
为了解决所述问题，公知的是在调色剂粒子中添加作为添加剂的较大的无机粒子(例如，特开平5-346682号公报、特开平6-313980号公报、特开2000-81723号公报等)。通过使用添加了较大的无机粒子的调色剂，可以使初期的清洁性提高。但是，当长期连续使用时，却存在着清洁性慢慢降低的问题。这是因为，无机粒子慢慢从调色剂粒子的表面脱离。另外，当在调色剂粒子中添加无机粒子时，在定影时无机粒子吸收热量，导致有时产生对于记录纸等，调色剂的定影性降低的问题。
另外，在调色剂粒子中添加其他树脂微粒子的调色剂也是公知的(例如，特开2004-138691号公报)。但是，当调色剂粒子中所包含的粘结树脂与所添加的其他树脂微粒子的树脂成分的组成不同时，调色剂的定影性可能会降低，另外，存在树脂微粒子的制造成本升高的问题。
通过悬浊聚合法得到的调色剂粒子，与通过熔融混炼法得到的调色剂粒子相比，粒径均匀、粒径分布尖锐，从这些方面出发是优选的。但是，当通过悬浊聚合法制造调色剂粒子时，会产生细微的聚合微粒子副产物。可以认为，这样的聚合微粒子在聚合时，部分单体溶解于水相中，发生乳化聚合。当产生聚合微粒子副产物时，悬浊聚合后的调色剂粒子的过滤处理变得困难，所得到的调色剂的流动性降低，因此，当用作显影剂时，存在补充性、带电性降低等问题。因此，在现有技术的悬浊聚合法中，为了抑制由于所述乳化聚合所导致的聚合微粒子的产生，而采用添加阻聚剂等的方法(例如，特开平5-100484号公报)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于包括感光体的图像形成装置的、长期清洁性和定影性都优良的调色剂。另外，本发明的目的在于提供一种包含在所述调色剂中的调色剂粒子的制造方法、以及使用所述调色剂的图像形成装置和图像形成方法。
本发明的一个方面涉及含有调色剂粒子的调色剂，其特征在于，每100个所述调色剂粒子中，含有80个以上在粒径为3～12μm的主聚合粒子的表面上固载粒径为100～2000nm的聚合微粒子而形成的微粒子固载型调色剂粒子。
本发明另一个方面涉及调色剂粒子的制造方法，其特征在于，在规定的温度下，边加热边搅拌包含由悬浊聚合的主产物所产生的体积平均粒径为5～10μm的主聚合粒子、与由所述悬浊聚合的副产物所产生的粒径为100～2000nm的聚合微粒子的粒子混合物，以使所述聚合微粒子固载在所述主聚合粒子的表面上。
本发明另一个方面涉及图像形成装置，其特征在于包括感光体，通过曝光形成规定图像的静电潜影；显影装置，将调色剂供给给形成有所述静电潜影的所述感光体的表面以形成调色剂像；转印装置，将所述调色剂像转印到被转印体上；以及清洁装置，通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除转印后残留在所述感光体上的所述调色剂，从而除去残留的所述调色剂，其中，作为调色剂，使用前面所叙述的调色剂。
本发明另一个方面涉及图像形成方法，其特征在于包括如下步骤静电潜影形成步骤，通过曝光在感光体表面上形成规定图像的静电潜影；显影步骤，将调色剂供给给形成有所述静电潜影的所述感光体的表面以形成调色剂像；转印步骤，将所述调色剂像转印到被转印体上；以及清洁步骤，通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除转印后残留在所述感光体上的所述调色剂，从而除去残留的所述调色剂，其中，作为调色剂，使用前面所叙述的调色剂。
按照本发明，可以得到长期清洁性和定影性都优良的调色剂，可以有效地制造调色剂粒子，可以得到感光体的长期清洁性以及调色剂的定影性都优良的图像形成装置，而且，通过本发明的图像形成方法，可以使感光体的长期清洁性以及调色剂的定影性均优异。
通过如下详细说明和附图，可以更清楚地了解本发明的目的、特征、具体内容、以及优点。
图1为本发明的固载有聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子的示意图。
图2为表示图像形成装置的一个实例的结构简图。
具体实施例方式
下面对本发明一个实施方式的调色剂进行说明。
本实施方式的调色剂为含有调色剂粒子的调色剂，其中，如图1的示意图所示，每100个所述调色剂粒子中，含有80个以上在主聚合粒子1表面上固载粒径为100～2000nm的聚合微粒子2而形成的调色剂粒子(在本说明书中，有时称为“微粒子固载型调色剂粒子”)。
这样的微粒子固载型调色剂粒子在后文中有详细的说明，例如，可以通过在悬浊聚合法的主产物的主聚合粒子的表面上固载副产物的聚合微粒子来得到。
本实施方式的调色剂，含有粒径为100～2000nm的聚合微粒子被固载在粒径为3～12μm的主聚合粒子表面上的微粒子固载型调色剂粒子。
并且，在图像形成装置中使用所述调色剂时，感光体的清洁性提高。这是因为，当通过清洁刮板刮除残留在感光体表面上的调色剂时，由于所述微粒子固载型调色剂粒子表面的细微的凹凸发挥阻挡作用，导致其难以挤过清洁刮板和感光体之间的间隙。
在所述微粒子固载型调色剂粒子中，由于聚合微粒子固载在主聚合粒子的表面上，因此聚合微粒子难以脱离。因此，即使长期连续使用图像形成装置时，也能够保持高清洁性。另一方面，当使用含有聚合微粒子未固载在主聚合粒子表面上、而是仅仅通过凝聚等方式来附着在主聚合粒子表面的调色剂粒子的调色剂时，由于聚合微粒子发生脱离，不能保持充分的清洁性、特别是长期连续使用时的清洁性。
微粒子固载型调色剂粒子优选是主聚合粒子以及聚合微粒子通过悬浊聚合得到的粒子，且是通过在作为悬浊聚合的主产物得到的主聚合粒子表面上，固载作为副产物得到的聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子。在这种情形中，由于主聚合粒子与聚合微粒子的组成基本上相同，因此聚合微粒子的固载不会对调色剂的定影性产生不良影响。另外，根据这种制造方法，与例如将通过其他步骤制造的聚合微粒子固载在通过悬浊聚合得到的主聚合粒子表面上进行制造的情形相比，能够以较低成本简便地得到微粒子固载型调色剂粒子。
在本实施方式的微粒子固载型调色剂粒子中，从图像形成装置得到的图像质量优良的观点出发，优选主聚合粒子的体积平均粒径为5～10μm。另外，从能够得到在图像形成时转印效率优良、且图像质量良好的调色剂的观点出发，优选含有通过动态颗粒图像分析装置测定的主聚合粒子的圆度为0.970以上的微粒子固载型调色剂粒子。
另一方面，本实施方式的固载在主聚合粒子表面上的聚合微粒子的粒径为100～2000nm。另外，固载在主聚合粒子表面上的聚合微粒子的数均粒径优选为200～800nm、更优选为300～600nm。当聚合微粒子的数均粒径超过800nm时，存在调色剂的流动性会降低的倾向。另外，当聚合微粒子的数均粒径小于200nm时，存在清洁性会变得不充分的倾向。
本实施方式的调色剂包含调色剂粒子，每100个该调色剂粒子中，含有80个以上在粒径为3～12μm的主聚合粒子表面上固载粒径为100～2000nm的聚合微粒子所形成的微粒子固载型调色剂粒子。换言之，相对于调色剂中所包含的调色剂粒子总量，个数比例80％以上的粒子为所述微粒子固载型调色剂粒子。当每100个所述调色剂粒子中所述微粒子固载型调色剂粒子少于80个时，提高清洁性的效果不够。
另外，在所述微粒子固载型调色剂粒子中，相对于1个主聚合粒子所固载的聚合微粒子的数量并没有特别的限制，至少固载1个以上即可。
聚合微粒子固载于主聚合粒子表面的情况、固载在主聚合粒子上的聚合微粒子的粒径的情况、以及调色剂粒子总数量中的微粒子固载型调色剂粒子的个数比例的情况，可以通过如下方法确认。
首先，在调色剂中，加入能够使其充分分散剂量的甲醇制备分散液。接着，在所得到的分散液中，使用超声波，充分解除调色剂粒子的凝聚。然后，通过过滤包含解凝聚的调色剂粒子的分散液，分离调色剂粒子。其后，通过减压干燥所分离的滤纸上的调色剂粒子，由此得到样品。通过扫描电镜(S E M)观察所得到的样品，确认在主聚合粒子的表面上是否残留聚合微粒子。更具体地说，当在主聚合粒子的表面上残留聚合微粒子时，可以判断聚合微粒子固载在主聚合粒子上。另外，调色剂粒子总量中的微粒子固载型调色剂粒子的个数比例(个数％)的计算，可以通过计算随机选择的100个调色剂粒子中的微粒子固载型调色剂粒子的数目来进行。通过这样的方法，可以测定调色剂粒子总量中的微粒子固载型调色剂粒子的个数比例，进而测定固载于主聚合粒子的聚合微粒子的粒径。
本实施方式的调色剂例如可以通过下述方法来制造。
首先，使用球磨机等混合用于形成粘结树脂的自由基聚合性单体、交联剂、聚合引发剂、着色剂、以及根据需要添加的电荷控制剂、蜡等，制备聚合用组成物。
作为所述自由基聚合性单体，例如可以列举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3，4-二氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯等苯乙烯及其衍生物；乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等的乙烯不饱和单烯烃类；氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、氟乙烯等的卤化乙烯类；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯(vinyl benzoate)等的乙烯酯类；甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸-2-乙基己基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯等的α-亚甲基脂肪族单羧酸酯类；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸2-氯乙基酯、丙烯酸苯基酯等的丙烯酸酯类；乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基异丁基醚等乙烯基醚类；乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、甲基异丙烯基酮等乙烯酮类；N-乙烯吡咯、N-乙烯咔唑、N-乙烯吲哚、N-乙烯吡咯烷酮等N-乙烯化合物；乙烯萘类；丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺等的丙烯酸或者甲基丙烯酸衍生物等。这些可以单独使用，或者将两种以上组合使用。
另外，作为交联剂，例如可以列举出二乙烯苯、二乙烯萘、二乙烯醚、二乙烯砜、二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、一缩二丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2，2-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2，2-双(4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、二溴代新戊二醇二甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯等。这些可以单独使用，或者将两种以上组合使用。交联剂的混合量，相对于100质量份所述自由基聚合性单体，优选为0.5～1.5质量份。如果交联剂的混合量在这样的范围内，则能够得到抗粘连性(blocking resistance)、耐久性、定影性都优良、并难以产生蹭脏现象的调色剂。
作为聚合引发剂，例如可以列举出偶氮二异丁腈、苯甲酰基过氧化物、甲基乙基酮过氧化物、异丙基过氧化物、异丙基过氧碳酸酯、异丙苯过氧化氢、2，4-二氯苯甲酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、2，2-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)等现有公知的聚合引发剂。聚合引发剂的混合量，相对于100质量份所述自由基聚合性单体，优选为0.1～10质量份。
作为着色剂，可以使用现有技术公知的颜料或染料。作为颜料，例如可以列举出铬黄、镉黄、无机坚牢黄、脐橙黄、萘酚黄S、汉撒黄、永固黄N C G、Tartlane dilake、赤口铬黄(orange chrome)、钼橙、永固橙G T R、吡唑啉酮橙、联苯胺橙G、镉红、永固红4 R、华琼红钙盐(Watchung red calcium salt)、Euciso lake、亮胭脂红3B、锰紫、坚牢紫B、深甲基紫、铁蓝(iron blue)、钴蓝、深碱性蓝、深维多利亚蓝、酞菁蓝、坚牢天蓝、阴丹士林蓝B C、铬绿、氧化铬、颜料绿B、深孔雀绿、终极黄绿G、炭黑、乙炔黑、烟黑等。作为染料，例如可以列举出C.I.直接红1、C.I.直接红4、C.I.酸性红1、C.I.碱性红1、C.I.媒介红、C.I.直接蓝1、C.I.酸性蓝1、C.I.酸性蓝2、C.I.酸性蓝9、C.I.酸性蓝15、C.I.碱性蓝3、C.I.碱性蓝、C.I.媒介蓝7、C.I.直接绿6、C.I.碱性绿4、C.I.碱性绿6等。
着色剂的混合量，相对于100质量份所述自由基聚合性单体，优选使用5～15质量份。
作为电荷控制剂，例如可以列举出含金属染料、苯胺黑染料、季铵盐化合物、包含极性基团的树脂等。
作为蜡，例如可以列举出脂肪酸的多元醇酯、脂肪酸的高级醇酯、亚烷基双脂肪酰胺化合物、天然蜡等各种蜡类；数均分子量为1,000～10,000、优选在2,000～6,000范围内的聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯共聚合体等低分子量烯烃系树脂等。其中，优选低分子量聚丙烯。
另外，可以认为在悬浊聚合中，由于部分单体在水相中发生乳化聚合，产生聚合微粒子副产物。因此，为了控制作为悬浊聚合的副产物的聚合微粒子的量，优选在聚合用组成物中添加适量的水溶性的阻聚剂。另外，当阻聚剂的混合量过多时，由于过分地抑制聚合微粒子的产生，所以阻聚剂的混合量，相对于100质量份的所述自由基聚合性单体，优选为0.01质量份以下。
作为阻聚剂，可以使用水溶性阻聚剂，具体来说，例如可以列举出氯化铜、亚硝酸钠、亚硝酸钾等金属盐；以及氢醌等。这些阻聚剂可单独使用，也可以将两种以上混合使用。
另外，在得到磁性调色剂的情形中，可以在聚合用组成物中添加磁性粉末。作为磁性粉末的具体实例，例如可以列举出铁、钴、镍等显示出强磁性的金属或合金或包含这些元素的化合物(例如，铁氧体、磁铁矿等)；通过对不含强磁性元素的材料实施适当的热处理而使其显示出强磁性的合金；二氧化铬等。磁性粉的混合量，相对于100质量份所述自由基聚合性单体，优选为20～100质量份。
接着，将所述得到的聚合用组成物加入到水等水系介质中，进而加入悬浊稳定剂，通过搅拌机、高速搅拌机、均质器等进行搅拌，并悬浊造粒，制备分散液。
水系介质的量，相对于100质量份聚合用组成物，优选为200～800质量份左右。另外，悬浊造粒可以在能够形成所希望的粒径(例如3～15μm的液滴)的条件下，例如，通常在20～50℃下搅拌10～30分钟的条件下进行。
作为悬浊稳定剂，可以使用有机分散剂或无机分散剂。作为有机分散剂的具体实例，例如可以列举出明胶；淀粉；羧甲基纤维素等水溶性纤维素衍生物；聚乙烯醇；阴离子系、非离子系、阳离子系、或两性系的表面活性剂等。作为无机分散剂的具体实例，例如可以列举出三代磷酸钙、碳酸钙、磷酸镁、碳酸镁、二氧化硅、氧化铝、滑石、膨润土等的各种粘土、硅藻土等难溶性的无机微粒子等。这些可以单独使用，也可以将两种以上混合使用。
悬浊稳定剂的使用量，相对于100质量份水系介质，优选为0.1～10质量份。如果在这样的范围内，则悬浊粒子能够稳定地分散，此外，能够抑制由于悬浮稳定剂残留在调色剂粒子的表面上而导致的调色剂的耐湿性的降低。
而后，通过一边搅拌分散液、一边在50～100℃左右的惰性气氛下保持3～12小时，生成作为主产物的主聚合粒子，同时生成作为副产物的聚合微粒子(聚合步骤)。另外，可以认为，聚合微粒子是通过从悬浊粒子溶解于水相中的部分单体乳化聚合而生成的。
并且，过滤所得到的聚合步骤后的分散液，然后通过对过滤物进行洗涤干燥，得到包含主聚合粒子和聚合微粒子的调色剂原粉。另外，也可以在过滤之前，通过洗涤分散液，预先除去分散液中的悬浊稳定剂。
从图像形成装置得到的图像质量优良的观点出发，优选这样得到的主聚合粒子的体积平均粒径为5～10μm。
另外，这样得到的调色剂原粉中的聚合微粒子没固载在主聚合粒子表面上。另外，调色剂原粉中的主聚合粒子与聚合微粒子的质量比，相对于100质量份主聚合粒子，优选为聚合微粒子为0.1～10质量份左右。
接着，在规定的温度，例如，30～50℃左右，加热所得到的调色剂原粉，同时进行高速搅拌，从而使聚合微粒子固载在主聚合粒子的表面上(以下称为“固定化步骤”)。
如上所述，通过加热调色剂原粉的固定化步骤，使热容量低的聚合微粒子优先发生软化或熔融，并固载在主聚合粒子上。另外，这时的温度是装在搅拌装置内的调色剂原粉的温度。按照这样的固定化步骤，不会对调色剂性能产生不良影响，而且能够使聚合微粒子充分地固载在主聚合粒子的表面上。
另外，所述固定化步骤中的搅拌优选以较强的剪切力进行，具体来说，例如使用亨舍尔混合机，在1000～5000rpm、1～10分钟的条件下进行。
另外，作为固定化步骤，除了所述方法之外，还可以在过滤、洗涤聚合步骤后的分散液之后，进行干燥时，通过在亨舍尔混合机等搅拌机中、在所述条件下进行干燥处理，同时进行干燥和固定化步骤。
通过这样的聚合步骤和固定化步骤，可以得到含有微粒子粘结调色剂粒子的调色剂粒子。
所得到的调色剂粒子可以直接用作调色剂，或者根据需要加入添加剂之后用作调色剂。
作为添加剂的具体实例，例如可以列举出二氧化硅、氧化钛、氧化铝等无机氧化物；硬脂酸钙等金属皂等。添加剂的添加量，相对于100质量份调色剂粒子，优选为0.3～4质量份左右。
另外，添加剂可以在所述固定化步骤时添加到搅拌机中，也可以在聚合微粒子的固定化的同时添加，但是，由于在固定化步骤中进行加热，调色剂粒子发生软化而掩埋添加剂，从而导致可能难以充分发挥添加剂的功能。因此，添加剂的添加优选在固定化步骤之后添加到调色剂粒子中，并使用亨舍尔混合机等进行混合。
另外，所得到的调色剂可以与载体组合以二成分显影剂的形式使用，也可以以单成分系显影剂的形式使用。作为载体，可以使用磁体粒子、或将磁体分散到粘结树脂中的树脂粒子等公知的载体。
所述含有调色剂粒子的调色剂优选用于具备调色剂的清洁装置的常规电子照相方式的图像形成装置，特别优选用于具备感光体清洁用清洁刮板的图像形成装置。
参照图2的示意图对这样的图像形成装置的一个实例进行说明。
在图2的图像形成装置10中，通过带电装置14使沿着箭头方向转动的感光体12带电，然后对感光体12的表面进行曝光形成图像的静电潜影。接着，通过显影装置18将调色剂供给给形成有静电潜影的感光体12的表面，使用调色剂对静电潜像进行显影。接着，通过转印装置20将所形成的调色剂像转印到图中未示出的纸等被转印体上。并且，在转印之后，通过与所述感光体抵接的清洁刮板22刮除残留在感光体12表面上的调色剂。这时，通过使用本发明的调色剂，残留在感光体12表面上的调色剂难以挤过清洁装置22和感光体12之间的间隙，因此感光体12的清洁性提高。还有，由于能够长时间地保持高清洁性，所以能够长期稳定地形成高品质的图像。
实施例下面，通过实施例对本发明进行具体的说明。另外，本发明并不受实施例的任何限制。另外，在说明书中的“以上”和“以下”皆包括本数，例如，“X以上”指“大于等于X”，“X以下”指“小于等于X”，“超过”、“超出”、“高于”、“低于”、“未满”以及“不足”皆不包括本数。还有，记号“～”皆包括该记号的前后之数，例如，“X～Y”指“大于等于X且小于等于Y”。
实施例1首先，对调色剂的制造进行说明。
聚合步骤使用球磨机充分混合80份(质量份、以下同)苯乙烯、20份2-乙基己基甲基丙烯酸酯、5份炭黑(M A-77、三菱化学株式会社制)、3份低分子量聚丙烯(Sanwax LEL-250，三洋化成工业株式会社制)、2份电荷控制剂(Bontron S-34、东方化学工业株式会社(OrientChemical Industries Ltd.)制)、1份二乙烯苯(交联剂)的混合溶液，然后进一步加入3份作为聚合引发剂的2，2-偶氮双(2，4-二甲基戊腈)，制备聚合用组成物。
在所得到的聚合用组成物中加入400份离子交换水、5份作为悬浊稳定剂的三代磷酸钙、0.1份十二烷基苯磺酸钠，使用T K高速搅拌机(特殊机化工业公司(PRIMIX Corporation)制)，以6000rpm转速搅拌45分钟制备分散液。接着，使用100rpm的搅拌桨搅拌所得到的分散液，同时在氮气氛下，在70℃下悬浊聚合反应10小时。然后，通过酸洗所得到的悬浊聚合液，除去三代磷酸钙。
接着，通过对洗浄后的悬浊聚合液进行过滤和洗净、然后干燥，得到包含作为主产物的主聚合粒子以及作为副产物的聚合微粒子的调色剂原粉。所得到的主聚合粒子的体积平均粒径为7.8μm、圆度为0.974。另外，体积平均粒径使用粒度分析仪III(库尔特公司(Coulter Counter)制)测定，圆度使用动态颗粒图像分析装置(F P I A-2100、希森美康公司(Sysmex Corporation)制)测定。
固定化步骤使用亨舍尔混合机(FM-10C型、三井矿山株式会社(MitsuiMining Company，Limited)制)，在45℃、3500rpm的条件下搅拌500g所得到的调色剂原粉10分钟，使聚合微粒子固载在主聚合粒子表面上，得到调色剂粒子。
添加处理在所得到的调色剂粒子100份中，加入0.8份作为添加剂的粒径12nm的二氧化硅(R974、德固萨公司(Nippon Aerosil Co.，Ltd.)制)。并且，使用亨舍尔混合机(FM-10C型、三井矿山株式会社制)，在20℃、2000rpm的条件下搅拌调色剂粒子和二氧化硅两分钟，得到调色剂。
固载的聚合微粒子的确认将1g所得到的调色剂分散到20g甲醇中，使用超声波分散处理1分钟，得到分散液。并且，在对所得到的分散液进行过滤之后，对作为过滤物的调色剂粒子进行减压干燥。
而后，使用扫描电镜(SEM)观察经过减压干燥的调色剂粒子。在SEM图像中所出现的调色剂粒子中，随机选择100个调色剂粒子进行观察，确认了在粒径3～12μm的主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子的存在。
并且，求出在所述主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子的个数，求出全部调色剂粒子中的微粒子固载型调色剂粒子的个数比例。另外，测定固载在主聚合粒子上的聚合微粒子的数均粒径。
结果是，能够确认所观察的全部100个调色剂粒子的表面上都固载有粒径100nm以上的聚合微粒子。并且，固载的聚合微粒子的数均粒径为500nm。
调色剂的评价针对所得到的调色剂，以具备图像形成装置的下述复印机作为评价机，通过如下方法，评价初期清洁性、长期清洁性、以及定影性。
·评价机机型由佳能LBP-2410的带电系统改造而成的机型线速度117mm/sec鼓负带电OPC显影非磁性单成分显影清洁刮板(聚氨酯橡胶)橡胶厚2mm、突起7.5mm、硬度70°、线压力40gf/cm、压接角33.5°·初期清洁性将所得到的调色剂安装到所述评价机中，连续输出4条横向并列的、纵向长10cm×横向长2cm的纵条图像，通过目视并按照如下基准判断清洁不良的发生。
◎连续输出50张，也未在图像上发现污染或纵条纹。
○当连续输出10～50张时，在图像上发现污染或纵条纹。
×当连续输出小于10张时，在图像上发现污染或纵条纹。
●长期清洁性将所得到的调色剂安装到所述评价机中，连续输出1000张黑色率5％的原稿(黑色占有率比5％的原稿(5％-duty document))之后，连续输出10张4条横向并列的、纵向长10cm×横向长2cm的纵条图像，通过目视并按照如下基准判断清洁不良的发生。
◎完全没有发现污染或纵条纹。
○在非图像形成区域，发现轻微的污染或纵条纹。
×在图像上发现污染或纵条纹。
●定影性试验(胶带剥离试验)将所得到的调色剂安装到所述评价机中，在纸的前端输出30mm×30mm的黑色图像(实心图像(solid image))。而且，在输出过程中打开装置主体的盖子取出未定影图像，使用吸引装置吸取吸附在未定影图像上的调色剂。从吸取的调色剂的量计算出残留在纸上的调色剂量。然后，调整显影偏压使得纸上调色剂量达到0.4～0.5(mg/cm2)。并且，在调整后，输出定影的黑色图像。在输出的黑色图像上轻轻贴上隐形胶带(住友3M公司制、相当于No.810-3-12)，以2.30gf/cm2的压力反复刮贴胶带5次。并且，以约90度的角度缓缓剥离胶带，观察剥離后的黑色图像，按照如下基准进行评价。
○在黑色图像中，调色剂未剥离。
×在黑色图像中，调色剂被剥离、且有看到下方的纸的部分。
结果如表1所示。
实施例2除了在聚合步骤制备聚合用组成物时加入0.01份氯化铜(阻聚剂)之外，与实施例1同样地制造调色剂、并进行评价。所得到的粒径为3～12μm的主聚合粒子的体积平均粒径为7.8μm、圆度为0.973。另外，可以确认在调色剂粒子总量中，80个数％的调色剂粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子。另外，固载的聚合微粒子的数均粒径为300nm。评价结果如表1所示。
实施例3除了在聚合步骤制备聚合用组成物时加入0.01份氢醌(阻聚剂)之外，与实施例1同样地制造调色剂、并进行评价。所得到的粒径为3～12μm的主聚合粒子的体积平均粒径为7.5μm、圆度为0.97。另外，确认在全部的调色剂粒子的表面上都固载有粒径100nm以上的聚合微粒子。另外，固载的聚合微粒子的数均粒径为200nm。评价结果如表1所示。
比较例1除了在聚合步骤之后不进行固定化处理之外，与实施例1同样地制造、评价调色剂。结果确认在调色剂粒子总量中完全没有在主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的调色剂粒子。评价结果如表1所示。
比较例2除了在聚合步骤制备聚合用组成物时加入0.02份氯化铜(阻聚剂)之外，与实施例1一样，制造、评价调色剂。所得到的主聚合粒子的体积平均粒径为7.5μm、圆度为0.975。另外，可以确认在调色剂粒子总量中有70个数％的调色剂粒子的主聚合粒子表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子。另外，固载的聚合微粒子的数均粒径为200nm。评价结果如表1所示。
比较例3除了在聚合步骤制备聚合用组成物时加入0.1份氯化铜(阻聚剂)，并且不进行固定化处理之外，与实施例1同样地制造、评价调色剂。另外，当加入0.1份阻聚剂时，几乎不产生聚合微粒子。所得到的主聚合粒子的体积平均粒径为7.2μm、圆度为0.978。另外，确认在调色剂粒子总量中完全没有在主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的调色剂粒子。评价结果如表1所示。
比较例4除了在添加处理中进一步加入1.2份数均一次粒径为100nm的二氧化硅(日本触媒公司制、Seahostar KE-P10)之外，与比较例3同样地制造、评价调色剂。确认在调色剂粒子总量中完全没有在主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的调色剂粒子。评价结果如表1所示。
比较例5除了在添加处理中进一步加入1.2份数均一次粒径为200nm的三聚氰胺树脂粒子(日本触媒公司制、Epostar S)之外，与比较例3同样地制造、评价调色剂。确认在调色剂粒子总量中完全没有在主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的调色剂粒子。评价结果如表1所示。
比较例6除了在聚合步骤制备组成物时加入0.02份氢醌(阻聚剂)之外，与实施例1同样地制造、评价调色剂。确认在调色剂粒子总量中完全没有在主聚合粒子的表面上固载有粒径100nm以上的聚合微粒子的调色剂粒子，但是可以确认固载有粒径小于100nm的聚合微粒子的调色剂粒子。评价结果如表1所示。
表1
由表1可知，各个实施例的调色剂是在每100个所述调色剂粒子中，包含80个以上在作为悬浊聚合的主产物的粒径为3～12μm的主聚合粒子的表面上，固载有数均粒径100nm以上的聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子，如果使用这样的调色剂，则初期清洁性、长期清洁性、定影性均良好。
另一方面，未进行固定化处理的比较例1得到的调色剂的初期清洁性虽然良好，但是长期清洁性降低。可以认为这是由于尽管最初聚合微粒子凝聚在主聚合粒子的表面上，所以初期清洁性良好，但是由于未实施固定化步骤，因而聚合微粒子逐渐脱落所导致的结果。
另外，比较例2的调色剂由于阻聚剂的使用量大，因此在表面上固载有聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子的数量少，不能达到提高清洁性的效果。
比较例3的调色剂的阻聚剂的使用量更多，因此完全不能发现在表面上固载有聚合微粒子的微粒子固载型调色剂粒子，不能达到提高清洁性的效果。
在比较例4的调色剂中，由于添加了数均粒径100nm的二氧化硅代替聚合微粒子，所以能够达到提高初期清洁性的效果，但是长期清洁性以及定影性降低。
在比较例5的调色剂中，由于添加了数均粒径200nm的三聚氰胺树脂粒子代替聚合微粒子，三聚氰胺树脂粒子逐渐从调色剂粒子上脱离，因此虽然初期清洁性良好，但是由于三聚氰胺树脂粒子逐渐从调色剂粒子上脱离，因而长期清洁性降低。另外，由于主聚合粒子与所添加的树脂粒子的组成不同，因此定影性差。
在比较例6的调色剂中，虽然可以确认在粒径为3～12μm的主聚合粒子的表面上固载有粒径小于100nm的聚合微粒子的调色剂粒子，但是却不能达到提高清洁性的效果。
如上所述，本发明的一个方面涉及含有调色剂粒子的调色剂，其特征在于，每100个所述调色剂粒子中，含有80个以上在粒径为3～12μm的主聚合粒子的表面上固载粒径为100～2000nm的聚合微粒子而形成的微粒子固载型调色剂粒子。通过在具备感光体清洁用的清洁刮板等的图像形成装置中使用这样的调色剂，感光体的长期清洁性良好。
另外，从图像形成装置得到的图像质量优良的观点出发，优选所述主聚合粒子的体积平均粒径为5～10μm。
另外，从清洁效果特别好的观点出发，优选固载在所述主聚合粒子表面上的聚合微粒子的数均粒径为200～800nm。
另外，从聚合物微粒子的固载不对调色剂的定影性产生不良影响的观点出发，优选所述主聚合粒子以及聚合微粒子分别含有基本相同组成的树脂成分。
另外，从形成在图像形成时的转印效率高、且图像质量也优良的调色剂的观点出发，优选所述主聚合粒子的圆度为0.970以上。
另外，从容易制造的观点出发，优选所述主聚合粒子以及所述聚合微粒子是通过悬浊聚合得到的粒子。
另外，从容易制造、且成本性也优良的观点出发，优选所述聚合微粒子为作为所述悬浊聚合的副产物得到的粒子。
另外，本发明的另一个方面涉及调色剂粒子的制造方法，其中，在规定的温度下，边加热边搅拌含有由悬浊聚合的主产物所产生的体积平均粒径为5～10μm的主聚合粒子、与由所述悬浊聚合的副产物所产生的粒径为100～2000nm的聚合微粒子的粒子混合物，使得所述聚合物微粒子固载在所述主聚合粒子的表面上。按照这样的制造方法，能够容易且低成本地得到每100个调色剂粒子中含有80个以上在粒径为3～12μm的主聚合粒子表面上固载粒径100～2000nm的聚合微粒子而形成的微粒子固载型调色剂粒子的调色剂粒子，故优选。
另外，从抑制主聚合粒子之间的相互固载、同时容易使聚合微粒子固载在主聚合粒子表面上的观点出发，所述规定的温度优选为30～50℃。
另外，本发明的再一个方面涉及图像形成装置，其包括感光体，通过曝光形成规定图像的静电潜影；显影装置，将调色剂供给给形成有所述静电潜影的所述感光体的表面以形成调色剂像；转印装置，将所述调色剂像转印到被转印体上；以及清洁装置，通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除转印后残留在所述感光体上的所述调色剂，从而除去残留的所述调色剂，其中，所述调色剂使用前面所叙述的调色剂。这种图像形成装置的感光体的长期清洁性、以及调色剂的定影性都优良。
另外，本发明的又一个方面涉及图像形成方法，其包括静电潜影形成步骤，通过曝光在感光体表面上形成规定图像的静电潜影；显影步骤，将调色剂供给给形成有所述静电潜影的所述感光体的表面以形成调色剂像；转印步骤，将所述调色剂像转印到被转印体上；以及清洁步骤，通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除转印后残留在所述感光体上的所述调色剂，从而除去残留的所述调色剂，其中，所述调色剂使用前面叙述的调色剂。
权利要求
1.一种调色剂，包含调色剂粒子，其特征在于，每100个所述调色剂粒子中，包含80个以上在粒径为3～12μm的主聚合粒子的表面上固载粒径100～2000nm的聚合微粒子而形成的微粒子固载型调色剂粒子。
2.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，所述主聚合粒子的体积平均粒径为5～10μm。
3.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，所述聚合微粒子的数均粒径为200～800nm。
4.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，所述主聚合粒子与所述聚合微粒子分别含有基本相同组成的树脂成分。
5.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，所述主聚合粒子的圆度为0.970。
6.根据权利要求1所述的调色剂，其特征在于，所述主聚合粒子以及所述聚合微粒子是通过悬浊聚合得到的粒子。
7.根据权利要求6所述的调色剂，其特征在于，所述聚合微粒子为作为所述悬浊聚合的副产物得到的粒子。
8.一种调色剂粒子的制造方法，其特征在于，在规定的温度下，边加热边搅拌包含由悬浊聚合的主产物所产生的体积平均粒径为5～10μm的主聚合粒子、与由所述悬浊聚合的副产物所产生的粒径为100～2000nm的聚合微粒子的粒子混合物，以使所述聚合微粒子固载在所述主聚合粒子的表面上。
9.根据权利要求8所述的调色剂粒子的制造方法，其特征在于，所述规定的温度为30～50℃。
10.一种图像形成装置，其特征在于包括感光体，通过曝光形成规定图像的静电潜影；显影装置，将调色剂供给给形成有所述静电潜影的所述感光体的表面以形成调色剂像；转印装置，将所述调色剂像转印到被转印体上；以及清洁装置，通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除转印后残留在所述感光体上的所述调色剂，从而除去残留的所述调色剂，其中，所述调色剂使用权利要求1～7中任意一项所述的调色剂。
11.一种图像形成方法，其特征在于包括如下步骤静电潜影形成步骤，通过曝光在感光体表面上形成规定图像的静电潜影；显影步骤，将调色剂供给给形成有所述静电潜影的所述感光体的表面以形成调色剂像；转印步骤，将所述调色剂像转印到被转印体上；以及清洁步骤，通过与所述感光体抵接设置的清洁刮板刮除转印后残留在所述感光体上的所述调色剂，从而除去残留的所述调色剂，其中，所述调色剂使用权利要求1～7中任意一项所述的调色剂。
全文摘要
本发明提供调色剂、所述调色剂包含的调色剂粒子的制造方法、使用所述调色剂的图像形成装置以及使用所述调色剂的图像形成方法，其中，每100个所述调色剂粒子中，包含80个以上在粒径为3～12μm的主聚合粒子的表面上固载粒径100～2000nm的聚合微粒子而形成的微粒子固载型调色剂粒子。当在具备感光体清洁用的清洁刮板的图像形成装置中使用这样的调色剂时，感光体的长期清洁性良好。
文档编号G03G15/00GK101082786SQ200710105919
公开日2007年12月5日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年5月31日
发明者小山明纪 申请人:京瓷美达株式会社