專利名稱：二成分顯影劑及圖像形成方法
技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及在電子照相顯影方式的復(fù)印機和打印機等圖像形成裝置中使用的二成分顯影劑，特別是涉及經(jīng)過很長時間也不會產(chǎn)生圖像濃度下降和灰霧的二成分顯影劑。
背景技術(shù)：
電子照相顯影方式大致區(qū)分為一成分顯影方式和二成分顯影方式兩種。二成分顯影方式和一成分顯影方式相比，在高速顯影方面是一種有利的方法，一般用于現(xiàn)在的圖像形成裝置等中。其中，與其它顯影方式相比，由于圖像質(zhì)量優(yōu)良、能夠彩色印刷、調(diào)色劑比較便宜等原因，因此廣泛應(yīng)用二成分磁刷顯影法。下面，以二成分磁刷顯影法為例，對在二成分顯影方式中使用的顯影法中利用的一般顯影劑進行說明。
用于二成分磁刷顯影法等二成分顯影方式的顯影劑，通常由含有著色劑的調(diào)色劑粒子和磁性載體粒子組成，在顯影時攪拌使用。調(diào)色劑粒子和磁性載體粒子，通過攪拌發(fā)生摩擦帶電，調(diào)色劑粒子因該摩擦帶電而吸附在載體表面。
這樣的摩擦帶電狀態(tài)的二成分顯影劑，供給到內(nèi)部配備有磁鐵的顯影套管上。這時，由于顯影套管上的載體粒子受到內(nèi)部磁鐵的磁力吸引，從顯影套管的表面連結(jié)成鏈狀，形成磁刷。顯影劑在該狀態(tài)下用顯影套管搬送，送往具有靜電潛像的感光體。
然后，二成分顯影劑作為磁刷被感光體表面摩擦，帶電的調(diào)色劑粒子利用其與靜電潛像面的電位差產(chǎn)生的庫侖力，移動到靜電潛像面形成調(diào)色劑圖像。另一方面，帶有磁性的載體粒子，在被顯影套管內(nèi)的磁鐵吸引的狀態(tài)下，在顯影套管上保持殘留。靜電潛像面的調(diào)色劑圖像在后一階段轉(zhuǎn)印在轉(zhuǎn)印紙等上，定影形成圖像。
在這樣的二成分顯影方式中，二成分顯影劑中的調(diào)色劑粒子，通過與載體粒子一起攪拌常常受到應(yīng)力。因此，二成分顯影劑中的調(diào)色劑粒子在長時間的攪拌中會破碎，由此出現(xiàn)失效和灰霧等，成為圖像質(zhì)量劣化的原因。如果為了加速帶電的開始而提高攪拌速度，或者實現(xiàn)攪拌時應(yīng)力增加的高速顯影，這樣的問題更加顯著。
另一方面，近年來，從高圖像質(zhì)量及低調(diào)色劑消耗量的觀點考慮，尋求小直徑、高顏料濃度的調(diào)色劑粒子。由于小直徑調(diào)色劑粒子的凝集力高而且容易飛散，因此成為失效和灰霧的原因，其粒徑必須適當(dāng)控制。另外，高顏料濃度調(diào)色劑粒子在顏料界面容易產(chǎn)生裂紋。因此，小直徑調(diào)色劑粒子的耐久性低，在長期運轉(zhuǎn)中，小直徑調(diào)色劑粒子存在增加，因此，存在更容易發(fā)生成膜和灰霧的問題。
作為避免如上所述的問題，改善小直徑調(diào)色劑粒子的圖像質(zhì)量的技術(shù)，例如，文獻1中提出了使用將調(diào)色劑粒子的粒度分布控制在特定范圍的顯影劑的技術(shù)。具體來講，公開的技術(shù)內(nèi)容為設(shè)定調(diào)色劑粒子的體積平均粒徑為3至9μm，而且其粒度分布滿足規(guī)定的參數(shù)，將該調(diào)色劑粒子和樹脂覆蓋的載體混合，得到二成分顯影劑。
另外，文獻2中提出了與文獻1中公開的調(diào)色劑粒子相比微粉增加，控制了不超過5μm的調(diào)色劑粒子個數(shù)和8～12.7μm的調(diào)色劑粒子個數(shù)的二成分顯影劑。
另外，在文獻3中提出了以個數(shù)為基準(zhǔn)的粒子分布在1.0～2.0μm之間有峰值或極大值的調(diào)色劑。
但是，如上所述文獻1公開的二成分顯影劑，在使用粒度分布狹窄的調(diào)色劑粒子時，一般會存在形成的圖像缺乏清晰度(鮮鋭さ)的傾向，另外，為了在調(diào)色劑中均勻地受到應(yīng)力，調(diào)色劑粒子的耐久性方面還存在問題。
另外，在上述文獻2及文獻3中，使用的是微粉多、粗粉少的調(diào)色劑粒子，使用這樣的調(diào)色劑粒子時，盡管圖像的鮮明度(鮮明さ)可以提高，但是由于受微粉的影響，存在耐久性變差的問題，有必要進一步改善。
特別是，在上述文獻1及文獻2中公開的兩種調(diào)色劑粒子，都是在顏料濃度低的情況下上述問題的影響較少，但在將高顏料濃度的調(diào)色劑用于高速顯影方式的情況下，其影響變大，強烈要求開發(fā)避免上述問題的技術(shù)。
日本公開特許公報特開平9-68823號公報(
公開日平成9(1997)年3月11日)[文獻2]日本公開特許公報特開平2-877號公報(
公開日平成2(1990)年1月5日)[文獻3]日本公開特許公報特開2003-287918號公報(
公開日平成15(2003)年10月10日)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題進行的，其目的在于，提供二成分顯影劑及圖像形成方法，在二成分顯影方式中，即使是調(diào)色劑消耗量少的小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑，也可以抑制由其與載體的應(yīng)力引起的裂紋(割れ，cracking)和失效(スペント，spent)，可以得到經(jīng)過長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像。
為了達到上述目的，本發(fā)明的二成分顯影劑的特征在于，在具有調(diào)色劑粒子及載體(carrier)粒子的二成分顯影劑中，所述調(diào)色劑粒子至少含有粘結(jié)樹脂和碳黑顏料，體積平均粒徑為5.5μm～7μm，體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％在數(shù)式(1)以下的區(qū)域(數(shù)式(1)以下の領(lǐng)域)，并且，體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％在數(shù)式(2)表示的上限和數(shù)式(3)表示的下限之間的區(qū)域(上限域數(shù)式(2)と下限域數(shù)式(3)の間の領(lǐng)域)，所述調(diào)色劑粒子中的碳黑顏料濃度為8～20wt％，所述載體粒子是體積平均粒徑為35μm～65μm的、樹脂涂覆的載體粒子。
y＝-15x+136 …(1)(x表示體積平均粒徑，y表示小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％)n＝15m-75 …(2)n＝7m-37…(3)(m表示體積平均粒徑，n表示8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％)在二成分顯影劑中使用的調(diào)色劑粒子中，如果體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的比例在上述的上限域以上，則由于微粉多，有時容易對載體粒子產(chǎn)生失效(spent)，帶電量發(fā)生變化，產(chǎn)生灰霧，因而導(dǎo)致圖像質(zhì)量劣化。
另外，如果體積平均粒徑為8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的比例在上述的上限域以上，則粗粒增多，會引起分辨率的下降，發(fā)生圖像質(zhì)量劣化。另外，如果體積平均粒徑為8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的比例在上述的下限域以下，則耐久性低，在長期運轉(zhuǎn)中，會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化。
而且，如果載體粒子的粒徑小于35μm，則載體粒子容易飛散，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。另外，如果載體粒子的粒徑大于65μm，則相對5.5μm～7μm的小直徑調(diào)色劑粒子，表面積過小，不能使調(diào)色劑粒子均勻地摩擦帶電。特別是在長期運轉(zhuǎn)中微粉量增多時，由于該影響顯著顯現(xiàn)，因此容易產(chǎn)生灰霧。
因此，根據(jù)具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的二成分顯影劑，即使是調(diào)色劑消耗量少的小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑，也可以抑制由其與載體的應(yīng)力引起的裂紋和失效，可以得到經(jīng)長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的圖像形成方法的特征在于，具有在潛像載體(潛像保持體)上形成潛像的工序、使用顯影劑載體(現(xiàn)像剤擔(dān)持體)上的顯影劑在該潛像載體上形成調(diào)色劑圖像的工序、將該調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印在圖像載體(像支持體)上的工序、將調(diào)色劑圖像定影在圖像載體上的工序；所述顯影劑的特征在于，是含有調(diào)色劑粒子及載體粒子的二成分顯影劑，所述調(diào)色劑粒子至少含有粘結(jié)樹脂和碳黑顏料，體積平均粒徑為5.5μm～7μm，體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％，在數(shù)式(1)以下的區(qū)域，而且，體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％，在數(shù)式(2)表示的上限和數(shù)式(3)表示的下限之間的區(qū)域，所述調(diào)色劑粒子中的碳黑顏料濃度為8～20wt％，所述載體粒子是體積平均粒徑為35μm～65μm的、樹脂涂覆的載體粒子。
y＝-15x+136 …(1)(x表示體積平均粒徑，y表示小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％)n＝15m-75 …(2)n＝7m-37…(3)(m表示體積平均粒徑，n表示8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％)根據(jù)上述方法，即使是調(diào)色劑消耗量少的小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑，也可以抑制由其與載體的應(yīng)力引起的裂紋和失效，可以得到經(jīng)長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像。
本發(fā)明的其它目的、特征及優(yōu)點通過下面所示的記載可以充分了解。另外，本發(fā)明的優(yōu)點參照以下


可以清楚。

圖1(a)是以體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％為縱軸、以體積平均粒徑為橫軸的圖，其中對實施例1～13及比較例1～6進行圖示，圖1(b)是以體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％為縱軸、以體積平均粒徑為橫軸的圖，其中對實施例1～13及比較例1～21進行圖示。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。本發(fā)明的二成分顯影劑含有調(diào)色劑粒子及載體粒子，所述調(diào)色劑粒子至少含有粘結(jié)樹脂和碳黑顏料。亦即，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子是以粘結(jié)樹脂及顏料為其主成分構(gòu)成的，根據(jù)需要也可以添加帶電控制劑(帯電制御剤)和蠟類等。
本發(fā)明的調(diào)色劑粒子中使用的粘結(jié)樹脂，可以從包括公知樹脂的寬范圍中選擇，例如可以舉出苯乙烯、氯苯乙烯等苯乙烯類、乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯等單烯烴類、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、安息香酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等乙烯酯類、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二烷基酯等α-亞甲基脂肪族一元羧酸的酯類、乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基丁基醚等乙烯基醚類、乙烯基甲基酮、乙烯基己基酮、乙烯基異丙烯基酮等的乙烯基酮類等的均聚物及共聚物，苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴等。另外，也可以使用聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、硅氧烷樹脂、聚酰胺、改性松香、石蠟等。代表性的粘結(jié)樹脂例如可以舉出聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物等苯乙烯類樹脂、氯乙烯樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂及聚乙烯醇縮丁醛等，可以單獨使用這些樹脂中的任一種，也可以將至少兩種樹脂并用。
另外，這些樹脂也可以是在合成階段將結(jié)晶蠟類和不相容的物質(zhì)預(yù)先進行微分散形成的物質(zhì)。其中，尤其優(yōu)選以樹脂彈性等熱性質(zhì)優(yōu)良的聚酯樹脂或聚醚多元醇樹脂為主成分構(gòu)成。
另外，作為本發(fā)明的調(diào)色劑粒子中使用的碳黑顏料，可以使用未處理的顏料，也可以使用用樹脂等進行了表面處理的顏料。另外，除碳黑以外，也可以將氧化銅、二氧化錳、苯胺黑、活性碳、非磁性鐵氧體、磁性鐵氧體及磁鐵礦等黑色顏料并用。
需要說明的是，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子中的碳黑顏料濃度范圍，優(yōu)選為8～20重量％，更優(yōu)選為10～15重量％。如果其濃度在8重量％以下，則雖然由于調(diào)色劑的耐久性高而在長期運轉(zhuǎn)中能夠得到穩(wěn)定的圖像，但是，著色度低，為了得到一定濃度的圖像，其調(diào)色劑量多，因此不經(jīng)濟。另外，其濃度在20重量％以下時，則可以防止定影性和帶電特性的降低。
另外，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子也可以含有粘結(jié)樹脂和著色劑以外的添加劑，例如帶電控制劑和蠟類等。作為彩色調(diào)色劑用的帶電控制劑，在正帶電性的情況下優(yōu)選使用季銨鹽、在負帶電性的情況下優(yōu)選使用烷基水楊酸的金屬鹽等無色的帶電控制劑。
本發(fā)明的調(diào)色劑粒子的制造方法可以按如下操作進行在粘結(jié)樹脂、顏料(著色劑)或預(yù)先將顏料(著色劑)分散在粘結(jié)樹脂中的所謂的母料(master batch)組合物等的主成分中，根據(jù)需要添加帶電控制劑、蠟類、分散劑等添加材料，用混合機干式混合后，熱熔融捏練以使其均勻分散，將所得材料粉碎和分級?；旌蠙C可以利用例如HenschelMixer(三井礦山公司制)、Super Mixer(川田公司制)、Mechanomill(岡田精工公司制)等亨舍爾(Henschel)型混合裝置、Ongmill(ホソカワミクロン公司制)、Hybridization System(奈良機械制作所制)、CosmoSystem(川崎重工業(yè)公司制)等裝置等。另外，捏練機可以使用例如TEM-100B(東芝機械制)、PCM-65/87(池貝制)等單螺桿或雙螺桿的擠出機或Kneadex(三井礦山公司制)等開式輥(open roll)方式的捏練機。
尤其是在熔融捏練操作中，為了使添加劑更有效地分散，希望在溶融時的樹脂粘度不過度下降的低溫下進行高剪切捏練，特別優(yōu)選開式輥方式的捏練機等。
另外，調(diào)色劑粒子的粉碎可以使用利用噴射氣流的碰撞式氣流粉碎機、機械式粉碎機等，通過風(fēng)力等進行分級，調(diào)整至規(guī)定粒度。另外，也可以通過在水溶液中生成調(diào)色劑粒子的懸浮法、乳化凝集法、溶融懸浮法等所謂的聚合法得到。
而且，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子中，根據(jù)用途也可以使用流化劑(流動化剤)、帶電調(diào)整劑、表面電阻調(diào)整劑等外部添加劑(外添剤)。為此使用的無機微粉體例如可以舉出硅石微粉體、氧化鈦微粉體、氧化鋁微粉體等。另外，為了疏水化和帶電性控制，無機微粉體也可以根據(jù)需要用硅有機樹脂清漆(silicone varnish)、各種改性硅有機樹脂清漆、硅油、各種改性硅油、硅烷偶聯(lián)劑、具有官能團的硅烷偶聯(lián)劑、其它有機硅化合物等的表面處理劑進行處理。需要說明的是，這些表面處理劑，當(dāng)然也可以根據(jù)目的將至少兩種組合使用。
作為其它的添加劑，適合使用例如聚四氟乙烯、硬脂酸鋅、聚偏氟乙烯、硅油粒子(含約40％的硅石)等的潤滑劑。另外，也可以少量使用與調(diào)色劑粒子反極性的白色微粒子作為顯像性改善劑。
另外，本發(fā)明的載體粒子，是樹脂涂覆的載體粒子。亦即，在本發(fā)明中使用的是用樹脂覆蓋鐵氧體和氧化鐵粉、鎳等磁性粒子的涂覆載體粒子。如果是這樣的涂覆載體粒子，由于用樹脂覆蓋了磁性粒子，因此耐久性優(yōu)良。
這樣的樹脂涂覆的載體粒子中使用的用于覆蓋的樹脂，可以使用氟碳類樹脂(フツ素系樹脂)、硅氧烷類樹脂、丙烯酸類樹脂等。另外，在二成分類顯影劑中，調(diào)色劑粒子和載體粒子的混合比可以適當(dāng)設(shè)定，但一般優(yōu)選重量比為1∶99～15∶85的范圍。
另外，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子，其特征在于，體積平均粒徑為5.5μm～7μm，體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％，在數(shù)式(1)以下的區(qū)域，并且，體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％，在數(shù)式(2)表示的上限和數(shù)式(3)表示的下限之間的區(qū)域，所述調(diào)色劑粒子中的碳黑顏料濃度為8～20wt％，所述載體粒子是體積平均粒徑為35μm～65μm的、樹脂涂覆的載體粒子。
y＝-15x+136 …(1)(x表示體積平均粒徑，y表示小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％)n＝15m-75 …(2)n＝7m-37 …(3)(m表示體積平均粒徑，n表示8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％)在此，所謂的“體積平均粒徑小于5μm”，是指體積平均粒徑不超過5μm的意思，所謂的“個數(shù)％”，是指在全部調(diào)色劑粒子個數(shù)中所占的比例(％)的意思。另外，所謂的“體積％”，是指在全部調(diào)色劑粒子的體積中所占的比例(％)的意思。
如上所述，二成分顯影方式中的調(diào)色劑粒子，通過和載體粒子攪拌經(jīng)常受到應(yīng)力，由此在長期運轉(zhuǎn)中會發(fā)生破碎，這成為失效(spent)和灰霧的原因，致使圖像質(zhì)量劣化。另一方面，近年來，從高圖像質(zhì)量及低調(diào)色劑消耗量的觀點出發(fā)，必須做成小直徑化且高顏料濃度化的調(diào)色劑粒子。由于小直徑調(diào)色劑粒子的凝集力高，而且容易飛散，因此成為失效和灰霧的原因，必須對其粒徑進行適當(dāng)控制。另外，高顏料濃度調(diào)色劑粒子在顏料界面容易產(chǎn)生裂紋，致使耐久性變低，另外在長期運轉(zhuǎn)中由于小直徑調(diào)色劑粒子存在的增加，因此，更容易發(fā)生成膜(filing)和灰霧。
因此，本發(fā)明的二成分顯影劑，通過在小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑粒子中，對調(diào)色劑粒子的粒度分布及載體粒子的粒徑進行適當(dāng)控制，實現(xiàn)了在長期運轉(zhuǎn)中不產(chǎn)生圖像質(zhì)量劣化的二成分顯影劑。
亦即，在本發(fā)明中，如后述的實施例所示，如果體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的比例超過上述數(shù)式(1)表示的上限時，則由于微粉多，對載體粒子的失效(spent)變得容易發(fā)生，使帶電量發(fā)生變化，或者產(chǎn)生灰霧，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量劣化。
另外，如后述的實施例所示，如果體積平均粒徑為8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的比例超過上述數(shù)式(2)表示的上限域，則因粗粒增多，會引起分辨率的下降，產(chǎn)生圖像質(zhì)量劣化。另外，如果體積平均粒徑為8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的比例在上述數(shù)式(3)表示的下限域以下，則調(diào)色劑粒子的耐久性低，在長期運轉(zhuǎn)中，會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化。
因此，為了達到本發(fā)明中所希望的效果，必須使調(diào)色劑粒子滿足上述的數(shù)值范圍。
而且，本發(fā)明的二成分顯影劑的載體粒子，其體積平均粒徑為35μm～65μm。這如后述的實施例所示，如果載體粒子的粒徑小于35μm，則載體粒子容易飛散，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。另外，如果載體粒子的粒徑大于65μm時，則相對于5.5～7μm的小直徑調(diào)色劑粒子表面積過小，使調(diào)色劑粒子不能均勻地摩擦帶電。特別是在長期運轉(zhuǎn)中微粉量增多時，該影響明顯地顯現(xiàn)，因此容易產(chǎn)生灰霧。
因此，為了達到本發(fā)明中所希望的效果，必須使載體粒子滿足上述的數(shù)值范圍。
而且，在本發(fā)明中，調(diào)色劑粒子是通過將體積平均粒徑不同的2種調(diào)色劑粒子混合而制作的，在設(shè)體積平均粒徑小的調(diào)色劑粒子的比例為a％，體積平均粒徑大的調(diào)色劑粒子的比例為b％時，優(yōu)選a＞b。
這里的“a＞b”，是指在某一粒徑的調(diào)色劑粒子中，加入某一定量的粗粒子的意思，通過使用這樣的調(diào)色劑粒子，可以在長期運轉(zhuǎn)中得到穩(wěn)定的圖像質(zhì)量。其原因尚不明確，推測這可能是因為通過將粒徑大的調(diào)色劑粒子按某一定比例加入，起到在載體粒子間加入的隔離物的功能，可以緩和對小直徑的調(diào)色劑粒子的應(yīng)力。推測可能是因為即使粒徑大的調(diào)色劑粒子由于應(yīng)力而破壞，粒徑只是多少變小，影響較少，另外由于初期的比例也少因而影響也少。
另外，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子中所含的粘結(jié)樹脂，特別優(yōu)選聚酯樹脂或聚醚多元醇樹脂。聚酯樹脂和聚醚多元醇樹脂與苯乙烯丙烯酸樹脂等其它樹脂相比，耐久性高。因此，用這些樹脂制作的調(diào)色劑，即使長期運轉(zhuǎn)也由于其耐久性高，從而可以提供圖像質(zhì)量劣化少的二成分顯影劑。
需要說明的是，使用上述的二成分顯影劑的圖像形成方法也包含在本發(fā)明中。亦即，本發(fā)明的圖像形成方法，除使用上述的二成分顯影劑的構(gòu)成以外，可以利用以往公知的圖像形成方法中的各種工序，對具體的工序不特別限定。
例如，在具有在潛像載體上形成潛像的工序、使用顯影劑擔(dān)體上的顯影劑在該潛像載體上形成調(diào)色劑圖像的工序、將該調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到圖像載體上的工序、將調(diào)色劑圖像定影在圖像載體上的工序的圖像形成方法中，可以使用上述的本發(fā)明的二成分顯影劑作為所述顯影劑。
根據(jù)所述的圖像形成方法，可以有效利用本發(fā)明的二成分顯影劑的優(yōu)點，長期形成高圖像質(zhì)量的圖像。
由于本發(fā)明涉及電子照相方式的復(fù)印機和打印機等的圖像形成裝置中使用的二成分顯影劑，因此，在這樣的圖像形成裝置的制造、銷售等中具有工業(yè)實用性。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的二成分顯影劑，即使是調(diào)色劑消耗量少的小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑，也可以抑制由其與載體的應(yīng)力造成的裂紋和失效(spent)，可以得到經(jīng)長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像。另外，在使用上述二成分顯影劑的圖像形成方法中，也可以得到同樣的效果。
另外，在本發(fā)明的二成分顯影劑中，上述調(diào)色劑粒子是通過將體積平均粒徑不同的2種調(diào)色劑粒子混合制作而成的，在設(shè)體積平均粒徑小的調(diào)色劑粒子的比例為a％，體積平均粒徑大的調(diào)色劑粒子的比例為b％時，優(yōu)選a＞b。
具有優(yōu)選的粒度分布的調(diào)色劑粒子，可以通過將體積平均粒徑不同的2種調(diào)色劑粒子混合進行制作。這時，在設(shè)粒徑小的調(diào)色劑粒子的比例為a％，粒徑大的調(diào)色劑粒子的比例為b％時，優(yōu)選以a＞b的比例混合。
通過使用這樣的調(diào)色劑粒子，在長期運轉(zhuǎn)中可以得到穩(wěn)定的圖像質(zhì)量。其原因尚不明確，推測可能是因為通過將粒徑大的調(diào)色劑粒子按某一定比例加入，在載體粒子間加入的粒徑大的調(diào)色劑粒子起到隔離物的功能，可以緩和對小直徑的調(diào)色劑粒子的應(yīng)力。亦即，推測可能因為即使粒徑大的調(diào)色劑粒子通過應(yīng)力遭到破壞，粒徑只是多少變小，影響較少，另外由于初期的比例也少因而影響也少。
另外，本發(fā)明的調(diào)色劑粒子中，所述粘結(jié)樹脂優(yōu)選聚酯樹脂或聚醚多元醇樹脂。
聚酯樹脂和聚醚多元醇樹脂與苯乙烯丙烯酸樹脂等其它樹脂相比，耐久性高。因此，根據(jù)上述構(gòu)成，即使長期運轉(zhuǎn)其耐久性也高，從而可以提供圖像質(zhì)量劣化少的二成分顯影劑。
下面，使用實施例，對本發(fā)明的實施方式進行更詳細地說明。當(dāng)然本發(fā)明并不限定于這些實施例，在細節(jié)上可以進行各種變更。而且，本發(fā)明也并不限定于上述過的實施方式，在權(quán)利要求書中所示的范圍內(nèi)，可以進行各種變更，將各種公開的技術(shù)手段進行適當(dāng)組合得到的實施方式，也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的實施例中使用的調(diào)色劑粒子的制造方法如下所示。具體來講，首先，將以下材料投入亨舍爾混合機中玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg＝61℃、1/2流動軟化溫度(フロ一軟化溫度)Tm＝117℃的聚醚多元醇樹脂(TPO-267；三井化學(xué)公司制)的粘結(jié)樹脂66重量份；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg＝60℃、1/2流動軟化溫度Tm＝105℃的聚酯樹脂(SE-123，大日本油墨化學(xué)工業(yè)社制)；通過預(yù)先捏練25重量份碳黑顏料(顏料濃度10％)而得到的分散有40重量％碳黑顏料的捏練物；帶電控制劑(烷基水楊酸金屬鹽；BONTRON E-84；Orient化學(xué)公司制)、蠟(PolywaxTM-500；商品名；東洋Petrolite公司制)，混合10分鐘得到原材料混合物。
得到的原材料混合物，用三井礦山株式會社制的ニ一デイックスMOS140-800，在設(shè)定溫度125℃進行熔融捏練使之分散。這樣得到的捏練物，經(jīng)過冷卻、粗碎工序，用噴射式粉碎機進行微粉碎后，進行風(fēng)力分級，得到體積平均粒徑為5.0μm、變動系數(shù)為約26的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-1。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為5.5μm、變動系數(shù)為約22的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-2。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為5.5μm、變動系數(shù)為約25的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-3。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為6.0μm、變動系數(shù)為約22的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-4。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為6.5μm、變動系數(shù)為約20的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-5。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為6.0μm、變動系數(shù)為約22的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-6。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為7.0μm、變動系數(shù)為約25的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-7。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為8.1μm、變動系數(shù)為約21的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-8。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為8.0μm、變動系數(shù)為約25的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-9。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為7.9μm、變動系數(shù)為約30的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-10。
通過調(diào)節(jié)在和T-1同配合及同熔融捏練條件制作的捏練物的粉碎分級工序，得到在體積平均粒徑為9.1μm、變動系數(shù)為約26的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-11。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為9.0μm、變動系數(shù)為約30的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-12。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為10.1μm、變動系數(shù)為約25的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-13。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為5.1μm、變動系數(shù)為約25的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-14。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為7.5μm、變動系數(shù)為約19的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-15。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為3.1μm、變動系數(shù)為約35的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-16。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為7.6μm、變動系數(shù)為約17的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-17。
通過調(diào)節(jié)在和T-1相同配合及相同熔融捏練條件下制作的捏練物的粉碎分級工序，得到體積平均粒徑為3.0μm、變動系數(shù)為約26的調(diào)整為大致正態(tài)分布的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑粒子T-18。
按下述表1的比例將得到的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑混合而得到的沒有添加外部添加劑的調(diào)色劑100重量份中，混合用六甲基二硅氮烷處理過的疏水性硅石微粉體兩種(RX-2001.0重量份，RX-500.5重量份，都是日本アエロジル公司制)1.5重量份，得到負摩擦帶電性的調(diào)色劑。用コ一ルタ一マルチサイザ一II測定得到的調(diào)色劑的粒徑，測定值如表1所示。
制作的調(diào)色劑的粒徑分布

在此，圖1(a)是以體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％為縱軸、以體積平均粒徑為橫軸的圖，其中對實施例1～13及比較例1～6進行了圖示，圖1(b)是以體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％為縱軸、以體積平均粒徑為橫軸的圖，其中對實施例1～13及比較例1～21進行了圖示。
如上述表1及圖1(a)(b)所示，比較例1～6的調(diào)色劑由于粒徑小的調(diào)色劑的比例多，分布也寬，因此，不超過5μm的個數(shù)％比實施例的調(diào)色劑多。
另外，比較例7～12的調(diào)色劑是單一粒度的調(diào)色劑，由于分布窄，體積平均粒徑為8～12.7μm的體積％少。
另外，比較例7和13的調(diào)色劑由于粒徑小，因此，不超過5μm的個數(shù)％比實施例的調(diào)色劑多，體積平均粒徑為8～12.7μm的體積％少。
另外，比較例20和21的調(diào)色劑由于粒徑大，因此，體積平均粒徑為8～12.7μm的體積％比實施例的調(diào)色劑多。
另外，比較例8～12及17～19的調(diào)色劑，體積平均粒徑為8～12.7μm的體積％比實施例的調(diào)色劑少。
另外，比較例14～16的調(diào)色劑，8～12.7μm的體積％比實施例的調(diào)色劑多。
其次，使用由上述的方法得到的調(diào)色劑，在硅氧烷涂覆過的平均粒徑為50μm的鐵氧體載體中進行混合，將調(diào)色劑濃度調(diào)整為5重量％，使其混合，做成二成分的顯像劑。然后，用夏普公司制AR-705S(プロセススビ一ド395mm/sec)制成評價圖像。
用下述方法評價制成的評價圖像的圖像濃度和灰霧。亦即，關(guān)于“圖像濃度”，是將初期的圖像濃度和將印字率為5％的原稿每5張間歇印刷在200,000張紙上后的圖像濃度進行比較?！皥D像濃度”用Macbeth反射濃度計(Macbeth公司制RD-914)測定，印刷200,000張紙后的圖像濃度未滿1.3時記作“×”，大于等于1.3時記作“○”。
另外，關(guān)于“灰霧”，是在顯像劑初期設(shè)定后、放置了17小時時的調(diào)色劑補給時間的計量和在放置后測定印刷的圖像的白底灰霧(日本電色工業(yè)社制ハンタ一白度計)。白底灰霧值未滿1.0時記作“○”，1.0～1.5時記作“△”，大于等于1.5時記作“×”。
關(guān)于“圖像質(zhì)量(點再現(xiàn)性)評價”，是指壓印出1個on點和1個off點的印刷圖案，將1點的on/off等間隔可以再現(xiàn)的記作“○”；可以辨認1點，但在1點的on/off的間隔有偏差的記作“△”；點之間粘在一起，缺乏作為點的再現(xiàn)性欠缺的記作“×”，按此進行判定。
上述評價結(jié)果如下述表2所示。
圖像評價結(jié)果

如上述結(jié)果可知，比較例的調(diào)色劑，“圖像濃度”、“灰霧”、“圖像質(zhì)量(點再現(xiàn)性)評價”的至少任一項中存在問題，而實施例的“圖像濃度”、“灰霧”、“圖像質(zhì)量(點再現(xiàn)性)評價”的全部指標(biāo)，都是高品質(zhì)的。
另外，使用實施例3(體積平均粒徑為6.0μm)的調(diào)色劑，除變更為平均粒徑不同的鐵氧體載體以外，用與實施例1同樣的方法進行評價。載體種類及評價結(jié)果如表3所示。
載體種類及評價結(jié)果

從上述結(jié)果可知，即使使用平均粒徑不同的載體的情況下，比較例的調(diào)色劑，“圖像濃度”、“灰霧”、“圖像質(zhì)量(點再現(xiàn)性)評價”的至少任一項中是有問題的，但實施例的“圖像濃度”、“灰霧”、“圖像質(zhì)量(點再現(xiàn)性)評價”的全部指標(biāo)都是高品質(zhì)的。
在此，根據(jù)以上結(jié)果，如果求出實施例和比較例的邊界線，則如圖1(a)(b)所示，體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％在數(shù)式(1)以下的區(qū)域，并且，體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％在上限域數(shù)式(2)和下限域數(shù)式(3)之間的區(qū)域的二成分顯像劑，適合于達到本發(fā)明的目的。
y＝-15x+136 …(1)(x表示體積平均粒徑，y表示小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％)n＝15m-75 …(2)n＝7m-37…(3)(m表示體積平均粒徑，n表示8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％)因此，根據(jù)使用本發(fā)明所示的數(shù)值范圍的調(diào)色劑的二成分顯像劑，即使是調(diào)色劑消耗量少的小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑，也可以抑制由其與載體的應(yīng)力造成的裂紋和失效，可以得到經(jīng)長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像。
發(fā)明的詳細說明項中作出的具體實施方式
或?qū)嵤├?，始終是明確本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的，不能狹義地解釋為僅限于該具體例，在本發(fā)明的思想和后述的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，是可以進行各種變更的。
權(quán)利要求
1.二成分顯影劑，含有調(diào)色劑粒子和載體粒子，其特征在于，所述調(diào)色劑粒子至少含有粘結(jié)樹脂和碳黑顏料，體積平均粒徑為5.5μm～7μm，體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％，在數(shù)式(1)以下的區(qū)域，并且，體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％，在數(shù)式(2)表示的上限和數(shù)式(3)表示的下限之間的區(qū)域，所述調(diào)色劑粒子中的碳黑顏料濃度為8～20wt％，所述載體粒子是體積平均粒徑為35～65μm的、樹脂涂覆的載體粒子，y＝-15x+136 …(1)其中，x表示體積平均粒徑，y表示小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％；n＝15m-75 …(2)n＝7m-37 …(3)其中，m表示體積平均粒徑，n表示8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％。
2.如權(quán)利要求1記載的二成分顯影劑，其特征在于，所述調(diào)色劑粒子，是通過將體積平均粒徑不同的2種調(diào)色劑粒子混合而制作的，在設(shè)體積平均粒徑小的調(diào)色劑粒子的比例為a％，體積平均粒徑大的調(diào)色劑粒子的比例為b％時，a＞b。
3.如權(quán)利要求1或2記載的二成分顯影劑，其特征在于，所述粘結(jié)樹脂是聚酯樹脂或聚醚多元醇樹脂。
4.圖像形成方法，具有在潛像載體上形成潛像的工序、使用顯影劑載體上的顯影劑在該潛像載體上形成調(diào)色劑圖像的工序、將該調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印在圖像載體上的工序、將調(diào)色劑圖像定影在圖像載體上的工序，其特征在于，所述顯影劑是含有調(diào)色劑粒子及載體粒子的二成分顯影劑，所述調(diào)色劑粒子至少含有粘結(jié)樹脂和碳黑顏料，體積平均粒徑為5.5μm～7μm，體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％，在數(shù)式(1)以下的區(qū)域，并且，體積平均粒徑為8μm～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％，在數(shù)式(2)表示的上限和數(shù)式(3)表示的下限之間的區(qū)域，所述調(diào)色劑粒子中的碳黑顏料濃度為8～20wt％，所述載體粒子是體積平均粒徑為35～65μm的、樹脂涂覆的載體粒子，y＝-15x+136…(1)其中，x表示體積平均粒徑，y表示小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％；n＝15m-75 …(2)n＝7m-37 …(3)其中，m表示體積平均粒徑，n表示8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％。
全文摘要
本發(fā)明提供二成分顯影劑及圖像形成方法，在二成分顯影方式中，即使是調(diào)色劑消耗量少的小直徑且高顏料濃度的調(diào)色劑，也可以抑制由其與載體的應(yīng)力造成的裂紋和失效，可以得到經(jīng)長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像。通過使用下述調(diào)色劑粒子和載體粒子的二成分顯影劑，可以得到經(jīng)長期也不會發(fā)生圖像質(zhì)量劣化的穩(wěn)定的圖像調(diào)色劑粒子含有粘結(jié)樹脂和顏料，體積平均粒徑為5.5～7μm，將體積平均粒徑小于5μm的調(diào)色劑粒子的個數(shù)％和體積平均粒徑為8～12.7μm的調(diào)色劑粒子的體積％設(shè)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，調(diào)色劑粒子中的顏料濃度為6～20wt％、載體粒子是體積平均粒徑為35～65μm的樹脂涂覆的載體粒子。
文檔編號G03G9/087GK1763637SQ20051011404
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者芝井康博, 椿賴尚, 紀(jì)川敬一 申請人:夏普株式會社