专利名称：双组分显影剂和图像形成方法
技术领域：
本发明涉及双组分显影剂和图像形成方法。
背景技术：
随着近来OA设备的惊人发展，利用电子照相方式进行图像形成的复印机、打印机、传真装置等图像形成装置正广泛普及。利用电子照相方式的图像形成装置，经由例如带电工序、曝光工序、显影工序、转印工序、清洁工序、除电工序和定影工序而形成图像。在带电工序中，利用带电装置使被旋转驱动的感光体的表面均勻地带电，在曝光工序中，利用曝光装置对带电的感光体表面照射激光，从而在感光体表面形成静电潜像。接着，在显影工序中，利用显影装置使用显影剂使感光体表面的静电潜像显影，从而在感光体表面形成调色剂像，在转印工序中，利用转印装置将感光体表面的调色剂像转印到转印材料。然后，在定影工序中，通过用定影装置进行加热，使调色剂像定影在转印材料上。另外，在图像形成动作之后，感光体表面上残留的转印残留调色剂，在清洁工序中，由清洁装置除去并回收到预定的回收部中，在除电工序中， 为了准备下一次的图像形成，利用除电装置除去清洁后感光体表面的残留电荷。利用电子照相方式的图像形成装置中，作为用于使感光体表面的静电潜像显影的显影剂，可以使用仅含调色剂的单组分显影剂、以及含有调色剂和载体的双组分显影剂。双组分显影剂利用载体赋予调色剂搅拌、输送和带电的功能，因此调色剂不需要兼具载体的功能，并且由于功能被调色剂和载体分担，因此与仅单独含有调色剂的单组分显影剂相比， 具有控制性提高、容易得到高画质图像的特征。因此，对制造适合与载体并用的调色剂的方法的研究正在盛行。载体具有如下2个基本功能使调色剂稳定地带有所期望的带电量的功能、和将调色剂输送到感光体的功能。另外，载体在显影槽内被搅拌，然后被输送到磁辊上而形成磁穗，通过限制刮刀后再次回到显影槽内，从而被反复使用。因此，对于载体而言，在继续使用中，要求稳定的基本功能、特别是稳定地使调色剂带电的功能。为了维持上述的载体的功能，例如，提出了如下方法将载体芯材表面用表面张力高的苯乙烯丙烯酸共聚物树脂或聚氨酯树脂、表面张力低的含氟树脂包覆，从而在载体芯材表面形成由这些树脂构成的树脂包覆层。但是，用表面张力高的树脂形成树脂包覆层时， 虽然与载体芯材的密合性良好，但存在调色剂易消耗的问题。另外，用表面张力低的含氟树脂形成树脂包覆层时，虽然对调色剂消耗有效，但与载体芯材的密合性差，因此存在将树脂包覆载体在显影槽内搅拌时树脂包覆层会剥离而不能实现带电的稳定化的问题。为了解决上述的问题，日本特开平H84862号公报中公开了一种树脂包覆载体， 其为了将载体芯材用有机硅树脂包覆，进而得到所期望的带电性，使树脂包覆层中含有具有氨基的有机硅偶联剂。近年来，随着电子照相的全彩色化，调色剂的改良也在盛行。外添加于调色剂表面的外添加剂的改良也是其中一环。调色剂的外添加剂具有赋予调色剂流动性以及作为带电A 量的控制助剂的功能。由于在全彩色化下为了提高调色剂的转印效率而倾向于增大其粒径，然而，外添加于调色剂表面的外添加剂的粒径越增大，调色剂与载体的接触机会越会受到阻碍，从而难以使调色剂稳定地带电。而且，彩色调色剂与单色调色剂相比，由于其材料导致绝缘性高，因而难以使带电稳定化。日本特开平H84862号公报中公开的树脂包覆载体，在为了提高调色剂的转印效率而增大外添加剂的粒径时，不能使调色剂充分地带电。作为使调色剂稳定地带电的树脂包覆载体，日本特开2007-121911号公报中公开了使树脂包覆层中含有非磁性微粒的树脂包覆载体。根据日本特开2007-121911号公报中公开的树脂包覆载体，即使树脂包覆层因与调色剂一起搅拌而磨耗，由于非磁性微粒发挥隔离物的作用而使调色剂与载体芯材的距离保持为一定值，因此能够抑制调色剂与载体芯材的范德华力增大，从而抑制调色剂向树脂包覆载体的附着，由此仍然能够维持对调色剂的带电赋予能力。另外，日本特开2009-93135号公报中公开了使树脂包覆层中含有金、钼、钯等贵金属并利用该贵金属形成平均连接粒子数为4个以上的链状结构体的树脂包覆载体。根据专利文件日本特开2009-93135号公报中公开的树脂包覆载体，通过在树脂包覆层中形成链状结构体来设置导电路径，能够提高对调色剂的带电赋予能力。此外，日本特开平10-333363号公报中公开了使树脂包覆层中含有1 20μπι 的碳微粒或对碳微粒进行了镀覆等导电性处理的微粒的树脂包覆载体。根据日本特开平 10-333363号公报中公开的树脂包覆载体，能够抑制调色剂向树脂包覆载体的附着，从而能够加速带电的上升(立6上力5 )。另外，日本特开昭61196363号公报中公开了使树脂包覆层中含有金属氧化物微粒的树脂包覆载体。根据日本特开昭61196363号公报中公开的树脂包覆载体，能够将物理附着于感光体的调色剂剥离，从而能够形成良好的图像。但是，日本特开2007-121911号公报、日本特开2009-93135号公报、日本特开平 10-333363号公报中公开的树脂包覆载体，不能长期充分地维持对调色剂的带电赋予能力， 因而不能使调色剂稳定地带电。另外，日本特开昭6H96363号公报中没有记载外添加了外添加剂的调色剂，且利用与树脂包覆载体组合的调色剂，转印效率不充分。
发明内容
本发明的目的在于，提供转印效率良好、且能够长期使调色剂稳定地带电的双组分显影剂和图像形成方法。本发明是一种双组分显影剂，其特征在于，含有调色剂，其外添加有平均一次粒径各自不同的多种外添加剂，且上述多种外添加剂中，至少1种外添加剂的平均一次粒径为0. 1 μ m以上；和树脂包覆载体，其具有载体芯材和树脂包覆层，所述载体芯材由体积平均粒径为 25 μ m以上且90 μ m以下的铁氧体构成，所述树脂包覆层形成于载体芯材的表面，包含体积平均粒径为0. 1 μ m以上且2 μ m以下的磁性微粒和有机硅树脂，且相对于有机硅树脂100 重量份含有磁性微粒40重量份以上且100重量份以下，
并且，以上述调色剂的总投影面积相对于上述树脂包覆载体的总表面积的比率表示的、上述树脂包覆载体与上述调色剂的混合比为30%以上且70%以下。根据本发明，双组分显影剂含有调色剂和树脂包覆载体。调色剂外添加有平均一次粒径各自不同的多种外添加剂，且这些多种外添加剂中，至少1种外添加剂的平均一次粒径为0. 1 μ m以上。树脂包覆载体由铁氧体形成的载体芯材和形成于载体芯材的表面且包含有机硅树脂和磁性微粒的树脂包覆层构成。就双组分显影剂而言，通过对调色剂外添加平均一次粒径不同的多种外添加剂、 且使这些多种外添加剂中至少1种外添加剂的平均一次粒径为0. 1 μ m以上，能够提高转印效率。另外，与这种外添加了多种外添加剂的调色剂组合的树脂包覆载体，通过使树脂包覆层中含有磁性微粒，能够长期使调色剂稳定地带电。通过使用这种双组分显影剂形成图像， 能高清晰度地再现图像，从而能够稳定地形成色彩再现性良好且图像浓度高、灰雾等图像缺陷少的高画质图像。另外，载体芯材的体积平均粒径为25 μ m以上且90 μ m以下。通过使载体芯材的体积平均粒径为25 μ m以上且90 μ m以下，能够稳定地向形成于感光体的静电潜像输送调色剂，并且能够长期形成高清晰度的图像。此外，磁性微粒的体积平均粒径为0. 1 μ m以上且2 μ m以下。通过使磁性微粒的体积平均粒径为0. 1 μ m以上且2 μ m以下，在载体芯材表面形成树脂包覆层时，能够稳定地防止磁性微粒在树脂包覆层中以及树脂包覆载体之间不均勻分布，并且，由于树脂包覆层表面没有因磁性微粒而形成凹凸，因此能够形成均勻的树脂包覆层。因此，能够进一步提高树脂包覆载体对调色剂的带电赋予能力，从而能够长期使调色剂稳定地带电。另外，树脂包覆层相对于有机硅树脂100重量份含有磁性微粒40重量份以上且 100重量份以下。通过相对于有机硅树脂100重量份含有磁性微粒40重量份以上且100重量份以下，能够充分发挥使树脂包覆层含有磁性微粒的效果，并且能够形成均勻的树脂包覆层。此外，由于以调色剂的投影面积相对于树脂包覆载体的总表面积的比率表示的、 树脂包覆载体与调色剂的混合比为30%以上且70%以下，因此在显影时调色剂的带电性能维持在充分良好的状态下，即使是高速图像形成装置，也能够稳定且长期地形成高画质图像。另外，本发明中，优选上述树脂包覆层还包含由有机物构成的有机微粒。根据本发明，树脂包覆层还包含由有机物构成的有机微粒。通过使树脂包覆层中含有有机微粒，能够更稳定地控制带电性。此外，本发明中，优选上述有机微粒由选自苯代三聚氰胺树脂、三聚氰胺树脂和具有三嗪环的树脂中的树脂构成。根据本发明，由于上述有机微粒由选自苯代三聚氰胺树脂、三聚氰胺树脂和具有三嗪环的树脂中的树脂构成，因此能更进一步稳定地控制调色剂的带电性。另外，本发明是一种图像形成方法，其特征在于，包括在像承载体上形成潜像的工序；和使用上述双组分显影剂，使像承载体上形成的潜像显影而形成调色剂像的工序。根据本发明，由于图像形成方法包括在像承载体上形成潜像的工序、和使用本发明的双组分显影剂使像承载体上形成的潜像显影而形成调色剂像的工序，因此能够稳定且长期地形成包括色彩再现性的图像再现性优良、高清晰度且高图像浓度的图像。
具体实施例方式以下详细地说明本发明的优选实施方式。1、双组分显影剂作为本发明的一个实施方式的双组分显影剂，含有调色剂和树脂包覆载体。(调色剂)调色剂包含调色剂母粒。作为调色剂母粒原料，以粘合树脂和着色剂为必须成分， 此外还可以使用电荷控制剂、蜡等。另外，调色剂母粒上外添加有平均一次粒径各自不同的多种外添加剂。作为粘合树脂，没有特殊限制，可以使用黑色调色剂或彩色调色剂用的公知的粘合树脂。可以列举例如聚酯类树脂，聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚树脂等苯乙烯类树脂，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类树脂，聚乙烯等聚烯烃类树脂，聚氨酯，环氧树脂等。另外，可以使用在原料单体混合物中混合蜡并进行聚合反应而得到的树脂。粘合树脂可以单独使用1种，或者并用2种以上。作为用于得到聚酯树脂的芳香类的醇成分，可以列举例如双酚A、聚环氧乙烷-(2.幻-2，2_ 二(4-羟苯基)丙烷、聚环氧乙烷-(2. 0)-2，2-二(4-羟苯基)丙烷、聚环氧丙烷-(2. 0) -2，2- 二(4-羟苯基)丙烷、聚环氧丙烷-(2. 2)-聚环氧乙烷-(2. 0) -2，2- 二 (4-羟苯基)丙烷、聚环氧丙烷-(6)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷、聚环氧丙烷-(2. 2)-2，2_二 (4-羟苯基)丙烷、聚环氧丙烷-0.4)-2,2-二(4-羟苯基)丙烷、聚环氧丙烷-(3. 3)-2, 2-二(4-羟苯基)丙烷及它们的衍生物等。另外，作为聚酯树脂的多元酸成分，可以列举丁二酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、 十二烯基丁二酸、正十二烷基丁二酸、丙二酸、马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、 环己烷二羧酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等二元酸类、偏苯三酸、间苯三酸、均苯四甲酸等三元以上的酸类以及它们的酸酐、低级烷基酯类，从耐热聚集性方面出发，优选对苯二甲酸或其低级烷基酯。聚酯树脂的酸值优选为5 30mgK0H/g。聚酯树脂的酸值小于5mgK0H/g时，树脂的带电特性下降，而且电荷控制剂难以在聚酯树脂中分散。因此，给带电上升性(帯電立6 上力5 >9性)、连续使用时的带电稳定性带来不良影响。聚酯树脂的酸值大于30mgK0H/g时， 聚酯树脂的吸湿性升高，调色剂的带电性变得不稳定。作为着色剂，可以使用该领域中常用的着色剂，可以列举例如黄色调色剂用着色剂、品红色调色剂用着色剂、青色调色剂用着色剂、黑色调色剂用着色剂等。作为黄色调色剂用着色剂，可以列举例如按照颜色指数进行分类的C. I.颜料黄 UC. I.颜料黄5、C. I.颜料黄12、C. I.颜料黄15及C. I.颜料黄17等偶氮类颜料；氧化铁黄、黄土等无机类颜料；C. I.酸性黄1等硝基类染料；C. I.溶剂黄2、C. I.溶剂黄6、C. I.溶剂黄14、C. I.溶剂黄15、C. I.溶剂黄19及C. I.溶剂黄21等油溶性染料等。作为品红色调色剂用着色剂，可以列举例如按照颜色指数进行分类的C. I.颜料红49、C. I.颜料红57、C. I.颜料红81、C. I.颜料红122、C. I.溶剂红19、C. I.溶剂红49、C. I.溶剂红52、C. I.碱性红10以及C. I.分散红15等。作为青色调色剂用着色剂，可以列举例如按照颜色指数进行分类的C. I.颜料蓝 15、C. I.颜料蓝16、C. I.溶剂蓝55、C. I.溶剂蓝70、C. I.直接蓝25以及C. I.直接蓝86寸。作为黑色调色剂用着色剂，可以列举例如槽法炭黑、辊筒炭黑、盘法炭黑、煤气炉黑、油料炉黑、热裂法炭黑以及乙炔黑等炭黑。也可以根据想要得到的调色剂的设计特性， 从上述各种炭黑中适当选择合适的炭黑。除这些颜料之外，还可以使用红色颜料、绿色颜料等。着色剂可以单独使用1种， 也可以并用2种以上。另外，可以使用2种以上同色系的颜料，也可以分别使用1种或者2 种以上不同色系的颜料。着色剂可以以母料的形式使用。着色剂的母料可以与通常的母料同样地制造。例如，可以通过混炼合成树脂的熔融物和着色剂以使着色剂均勻分散到合成树脂中，然后将所得熔融混炼物造粒来制造。合成树脂可以使用与调色剂的粘合树脂相同种类的树脂、或者对调色剂的粘合树脂具有良好的相容性的树脂。此时，合成树脂和着色剂的使用比例没有特殊限制，但优选相对于合成树脂100重量份为30 100重量份。另外，母料可造粒成粒径为约2mm 约3mm。着色剂的使用量没有特殊限制，但优选相对于粘合树脂100重量份为5 20重量份。这不是母料量，而是母料中所含的着色剂本身的量。通过在该范围内使用着色剂，能够不损害调色剂的各种物性而形成具有高的图像浓度、画质品味非常良好的图像。作为电荷控制剂，可以使用在该领域中常用的正电荷控制用和负电荷控制用的电荷控制剂。作为正电荷控制用的电荷控制剂，可以列举例如碱性染料、季铵盐、季憐盐、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯基甲烷衍生物、胍盐、脒盐等。作为负电荷控制用的电荷控制剂，可以列举例如石油炭黑、7 口 X，7夕 (Spiron Black)等油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、环烷酸金属盐、水杨酸及其衍生物的金属络合物及金属盐(金属为铬、锌、锆等)、硼化合物、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐、树脂酸皂等。这些中，硼化合物作为不含重金属的物质而特别优选。电荷控制剂可以单独使用1 种或根据需要并用2种以上。电荷控制剂的使用量没有特殊限制，可以在宽的范围内适当选择，但优选相对于粘合树脂100重量份为0. 5 3重量份。作为蜡，可以使用该领域中常用的蜡，可以列举例如石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡；费托合成蜡及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍生物、低分子量聚丙烯蜡及其衍生物、聚烯烃类聚合物蜡(低分子量聚乙烯蜡等)及其衍生物等烃类合成蜡；巴西棕榈蜡及其衍生物、米蜡及其衍生物、小烛树蜡及其衍生物、木蜡等植物类蜡；蜂蜡、鲸蜡等动物类蜡；脂肪酸酰胺、苯酚脂肪酸酯等油脂类合成蜡；长链羧酸及其衍生物、长链醇及其衍生物、有机硅类聚合物、高级脂肪酸等。另外，衍生物中包括氧化物、乙烯类单体与蜡的嵌段共聚物、乙烯类单体与蜡的接枝改性物等。蜡的使用量没有特殊限制，可以在宽的范围内适当选择，优选相对于粘合树脂100重量份为0. 2 20重量份。制作调色剂时，这些调色剂母粒原料可以利用亨舍尔混合机、超级混合机(supermixer)、机械磨、Q型混合机等混合机进行混合。所得的混合物可以利用双螺杆混炼机、单螺杆混炼机、连续式双辊型混炼机等混炼机在约70°C 约180°C的温度下进行溶融混炼， 所得溶融混炼物被冷却固化。冷却固化后的熔融混炼物由切碎机、绒磨机(feather mill)等粗粉碎成粗粉碎物，然后将粗粉碎物进行微粉碎。微粉碎可以使用气流粉碎机、流化床式气流粉碎机等。这些粉碎机通过使来自多个方向的含有粗粉碎物的气流撞击而使粗粉碎物之间撞击，从而进行粗粉碎物的粉碎。这样的粉碎机例如由* m ” ο>株式会社等出售。由此，能得到调色剂母粒。另外，可以根据需要进行分级等粒度调整。在本实施方式中，调色剂母粒上外添加有平均一次粒径各自不同的多种外添加剂，并且这些多种外添加剂中，至少1种外添加剂的平均一次粒径为0. Ιμπι以上。通过外添加平均一次粒径不同的多种外添加剂、并使这些外添加剂中至少1种外添加剂的平均一次粒径为0. Ιμπι以上，能够提高转印效率。另外，优选这些多种外添加剂的平均一次粒径为0. 2μ 以下。作为平均一次粒径不同的多种外添加剂，在使用例如平均一次粒径不同的2种外添加剂时，优选平均一次粒径小的外添加剂的平均一次粒径为0. 007 μ m以上且0. 05 μ m以下，并且优选平均一次粒径大的外添加剂的平均一次粒径为0. 05 μ m以上且0. 2 μ m以下。 另外，优选平均一次粒径小的外添加剂的平均一次粒径与平均一次粒径大的外添加剂的平均一次粒径的比率为1 5 1 20。作为构成外添加剂的材料，可以使用该领域中常用的材料，可以列举例如二氧化硅、氧化钛、碳化硅、氧化铝、钛酸钡等。构成多种外添加剂的材料各自可以相同，也可以不同。另外，外添加剂可以进行疏水化处理后使用。外添加剂的外添加量没有特殊限制，但优选相对于调色剂母粒100重量份为 0. 1 3. 0重量份。(树脂包覆载体)树脂包覆载体包含载体芯材和形成于载体芯材的表面的树脂包覆层。作为载体芯材，可以使用该领域中常用的载体芯材，可以列举例如铁、铜、镍、钴等磁性金属，铁氧体、磁铁矿等磁性金属氧化物等。载体芯材为上述的磁体时，能得到适合磁刷显影法中使用的显影剂的树脂包覆载体。载体芯材的体积平均粒径为25 μ m以上且90 μ m以下。通过使载体芯材的体积平均粒径为25 μ m以上且90 μ m以下，能够稳定地向形成于感光体的静电潜像输送调色剂，并且能够长期形成高清晰度的图像。载体芯材的体积平均粒径小于25 μ m时，难以抑制树脂包覆载体对感光体的载体附着。载体芯材的体积平均粒径大于90 μ m时，不能形成高清晰度的图像。包覆载体芯材表面的树脂包覆层由有机硅树脂构成。通过使树脂包覆层由有机硅树脂构成，能够抑制调色剂的消耗，并且能够使载体芯材与树脂包覆层的密合性良好。作为有机硅树脂，没有特殊限制，可以使用该领域中常用的有机硅树脂，但优选交联型有机硅树脂。如下所示，交联型有机硅树脂是与Si原子键合的羟基之间或者羟基与OX 基通过加热脱水反应、常温固化反应等而交联、固化的公知的有机硅树脂。加热脱水反应
权利要求
1.一种双组分显影剂，其特征在于，含有调色剂，其外添加有平均一次粒径各自不同的多种外添加剂，且所述多种外添加剂中， 至少1种外添加剂的平均一次粒径为0. 1 μ m以上；和树脂包覆载体，其具有载体芯材和树脂包覆层，所述载体芯材由体积平均粒径为25 μ m 以上且90 μ m以下的铁氧体构成，所述树脂包覆层形成于载体芯材的表面，包含体积平均粒径为0. 1 μ m以上且2 μ m以下的磁性微粒和有机硅树脂，且相对于有机硅树脂100重量份含有磁性微粒40重量份以上且100重量份以下，并且，以所述调色剂的总投影面积相对于所述树脂包覆载体的总表面积的比率表示的、所述树脂包覆载体与所述调色剂的混合比为30%以上且70%以下。
2.如权利要求1所述的双组分显影剂，其特征在于，所述树脂包覆层还包含由有机物构成的有机微粒。
3.如权利要求2所述的双组分显影剂，其特征在于，所述有机微粒由选自苯代三聚氰胺树脂、三聚氰胺树脂和具有三嗪环的树脂中的树脂构成。
4.一种图像形成方法，其特征在于，包括在像承载体上形成潜像的工序；和使用权利要求1所述的双组分显影剂，使像承载体上形成的潜像显影而形成调色剂像的工序。
全文摘要
本发明提供双组份显影剂和图像形成方法，该双组分显影剂含有调色剂和树脂包覆载体。调色剂外添加有平均一次粒径各自不同的多种外添加剂，且这些多种外添加剂中，至少1种的平均一次粒径为0.1μm以上。树脂包覆载体具有载体芯材和树脂包覆层，所述载体芯材由体积平均粒径为25μm以上且90μm以下的铁氧体构成，所述树脂包覆层形成于载体芯材的表面，包含体积平均粒径为0.1μm以上且2μm以下的磁性微粒和有机硅树脂，且相对于有机硅树脂100重量份含有磁性微粒40重量份以上且100重量份以下。
文档编号G03G9/10GK102445868SQ20111030667
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者加本贵则, 和田统, 山中隆幸, 岩松正 申请人:夏普株式会社