专利名称：使用非磁性单组份调色剂的显影设备及添加调色剂的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用非磁性单组份调色剂的显影设备。尤其是，本发明涉及当显影单元中的现有调色剂耗尽时可以将调色剂加入显影单元的设备，和用于将调色剂加入显影单元的方法。
背景技术：
使用非磁性单组份显影剂的传统显影设备中显影单元的使用寿命通常取决于盛放在显影单元中的调色剂量和打印速度。一般地，显影设备盛放有足以打印2000至3000张的调色剂。然而，显影单元的部件(例如，显影辊、显影刮刀(blade)、供料辊等)的使用寿命长于此。因此，当调色剂耗尽时，即使各部件仍然具有残余有效使用寿命，它们也必须更换。这具有许多优点。例如，制造商不必须提供售后服务，并且用户能够通过更换显影单元打印高质量图像。然而，由于应当尽可能减少环境浪费，所以已经对改变显影单元中的调色剂和重复使用显影单元的方法进行研究。这些方法通常已经用于使用双组份显影剂的显影设备。
当只更换显影单元中的调色剂时，使用具有与现有调色剂相同芯部(core)和外部添加剂的调色剂。该芯部是至少包括树脂和着色剂的颗粒，并具有3至10微米的平均直径。外部添加剂是蜡或电荷控制媒介(CCA)，它们不添加到芯部中。调色剂可以使用粉碎方法生产，其中原材料熔解并混合，然后粉碎并分类，或者使用单体悬浮并乳化以进行聚合的聚合方法。
一般地，当具有不同组份的调色剂混合到显影单元中时，一种调色剂阳性充电，另一调色剂阴性充电。于是，在打印的图像中产生背景污染，并且打印的图像的实心部分的光学密度不必要地增加，从而增大调色剂的消耗。在某些情况下，实心部分的光学密度减小，结果无法有规律地产生高质量图像。
因此，需要使用非磁性单组份调色剂并产生高质量图像的显影设备，该显影设备可以重新填充。
发明内容
本发明的一方面是阐述至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面是提供使用非磁性单组份调色剂的显影设备，即使在显影单元中使用具有不同组份的两种类型调色剂时，也能够通过该显影设备长时间打印高质量图像。
根据本发明的一方面，提供一种显影设备，它包括图像接收器和具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元。当显影单元中的现有调色剂耗尽时，调色剂可以加到显影单元中。所添加的调色剂的芯部或外部添加剂的至少其中之一与现有调色剂不同，并且调色剂的充电量分别为Q1和Q2，Q1/Q2的比大于0.6，小于1.7，并且Q1和Q2的绝对值分别是10μC/g或更大。
当两种不同类型的添加调色剂和现有调色剂的混合物的充电量为Q12时，Q1/Q12和Q2/Q12的比可以在0.6至1.7范围内。
显影辊上每单位重量(Q/M)的两种调色剂的充电量之间的差和每单位面积(M/A)的两种调色剂的调色剂重量之间的差可以分别为40％或更小。
显影单元可以包括两个或多个搅拌器，其搅拌显影单元中的调色剂并将该调色剂输送到显影辊。显影单元可以包括四个或更少搅拌器。
两种调色剂的体积平均直径可以处于4至12微米范围中，并且两种调色剂中具有5微米或以下直径的颗粒的百分比差可以在数值上小于15％。
两种调色剂的体积平均直径可以处于4至12微米范围中，并且两种调色剂的体积平均直径的差可以在1.5微米范围中。两种调色剂中具有5微米或以下直径的颗粒的百分比差可以在数值上小于15％。
两种调色剂可以具有聚酯型芯部，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度可以小于显影处理速度。
根据本发明的另一方面，提供一种显影设备，它包括图像接收器和具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元。当显影单元中现有调色剂耗尽时可以添加调色剂。显影单元包括两个或更多搅拌器，它搅拌显影单元内的调色剂并将其输送到显影辊。所添加调色剂的芯部或外部添加剂的至少其中之一不同于现有调色剂，并且两种调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中。
根据本发明的另一方面，提供一显影设备，它包括图像接收器和具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元。当显影单元中现有调色剂耗尽时，可以添加调色剂。显影单元包括两个或更多搅拌器，它搅拌显影单元内的调色剂并将该调色剂输送到显影辊。所添加调色剂的芯部不同于先前使用的调色剂的芯部，并且两种调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中，并且两种调色剂的体积平均直径的差在1.5微米范围中，两种调色剂中5微米或以下的颗粒的百分比差在数值上为15％或更小。
根据本发明的另一方面，提供了一种将调色剂添加到显影单元的方法，该显影单元具有由设置在其中的芯部和外部添加剂组成的现有调色剂。该方法包括将添加调色剂添加到显影单元中，从而与现有调色剂混合的步骤。所添加调色剂由芯部和外部添加剂组成，并且所添加调色剂的芯部或外部添加剂中的至少一个不同于现有调色剂。而且，在调色剂的充电量分别为Q1和Q2的情况下，Q1/Q2的比处于0.6至1.7范围中，Q1和Q2的绝对值为10μC/g或更大。
根据本发明的另一方面，提供了一种将调色剂添加到显影单元的方法，该显影单元具有由设置在其中的芯部和外部添加剂组成的现有调色剂。该方法包括将添加的调色剂添加到显影单元中，从而与现有调色剂混合的步骤。所添加调色剂由芯部和外部添加剂组成，并且所添加调色剂的芯部或外部添加剂的至少其中之一不同于现有调色剂。现有调色剂和添加调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中。
根据本发明的另一方面，提供了一种将调色剂添加到显影单元的方法，该显影单元具有由设置在其中的芯部和外部添加剂组成的现有调色剂。该方法包括将添加的调色剂添加到显影单元中，从而与现有调色剂混合的步骤。所添加调色剂由芯部和外部添加剂组成，并且所添加调色剂的芯部不同于现有调色剂的。现有调色剂和添加调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中，现有调色剂和添加调色剂的体积平均直径的差处于1.5微米之内，具有5微米或以下直径的颗粒的百分比差在数值上为15％或以下。
从下面结合附图的描述中将更加明确本发明的某些示例性实施例的上述和其他目的、特征和优点，其中图1是本发明的示例性实施例所述显影设备的示意图；图2图1的显影单元的分解透视图；图3是本发明的另一示例性实施例所述显影设备的示意图；以及图4是说明两类调色剂的部件充电量的比与图像的背景污染的关系的图表。
在整个附图中，相同附图标记将理解为表示相同元件、特征和结构。
具体实施例方式
说明书中限定的如详细构造和元件之类的情况提供用于帮助理解本发明的示例性实施例，并且仅仅是示范性的。因此，本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以作出对此处所述示例性实施例的各种改变和修改。同样，为了清楚和简明，省略了对已知功能和构造的描述。
现在将参照附图更加完全地描述本发明，其中示出了本发明的示例性图1是本发明示例性实施例的电子照相显影设备的示意性视图，并且图2是图1的显影单元的分解透视图。参照图1和2，显影设备包括图像接收器1、充电单元2、曝光单元(exposing unit)3、显影单元30、转印单元4和定影单元5。图像接收器1可以是光敏鼓或光敏带或静电鼓或静电带。在本示例性实施例中使用光敏鼓。充电单元2在图像接收器1的表面上充有均匀电势。充电单元2可以是充电偏压施加到其上的充电辊，或者是电晕放电单元(corona discharging unit)。曝光单元3将与图像信息相对应的光扫描到图像接收器1的表面上，以形成静电潜像。曝光单元3可以是使用激光二极管作为光源的激光扫描单元(LSU)。当静电鼓或带用作图像接收器1时，用静电记录头代替曝光单元3。显影单元30将调色剂供给到静电潜像，并将该静电潜像显影为可见调色剂图像。调色剂图像通过施加到转印单元4上的转印偏压转印到记录介质P，然后由定影单元5定影。
显影单元30包括显影辊11、调节刮刀12、供料辊13和两个搅拌器14。本示例性实施例的非接触型显影设备的显影辊11的表面与图像接收器1的表面分离显影间隙Dg。显影间隙Dg的范围可以从几十到几百微米。显影偏压施加到显影辊11上，以将调色剂显影为静电潜像。搅拌器14将调色剂输送到显影辊11和供料辊13。搅拌器14可以是如图2中所示的螺旋加料器。在调色剂已经通过显影间隙Dg之后，供料辊13将残留在显影辊11上的调色剂去除，并且同时将新的调色剂供给到显影辊11的表面。偏压施加到供料辊13，以将调色剂粘附到显影辊11上。调节刮刀12弹性按压在显影辊11的表面上，以对粘附到显影辊11的表面上的调色剂充电。同时，它调节调色剂的厚度。偏压可以施加到调节刮刀12上，对调色剂充电。
调色剂料斗20改变，以将新的调色剂添加到显影单元30。输送单元16将从调色剂料斗20到显影单元30的调色剂输送到搅拌器14。
调色剂是由基础树脂和内部添加剂组成的芯部与外部添加剂的混合物。调色剂的组份可以根据显影设备的类型改变。由于将添加到显影单元30的调色剂必须具有与先前使用的调色剂相同的组份，也就是不能使用具有不同组份的调色剂，所以制造商应当对每种显影设备生产调色剂。因此，即使在使用与原始调色剂不同组份的调色剂(例如，芯部或外部添加剂的至少其中一个不同的调色剂)时，使用本发明的示例性实施例的非磁性单组份调色剂的显影设备要也能够保持高质量图像。
调色剂在显影单元30中由搅拌器14搅拌。当具有不同组份的调色剂快速混合时，无法打印高质量图像。于是，两个以上的搅拌器14可以安装在显影单元30中，用于调色剂混合物的适度和有效搅拌。然而，当使用多个搅拌器时，用于转动搅拌器的电机的驱动力矩增大，用于驱动搅拌器的装置变得复杂，并且搅拌和混合时间增长。因此，搅拌器14的数量可以是从2个到4个。搅拌器14的转动速度可以相等或不等，并且搅拌器14的最大半径可以相等或不等。然而，在搅拌器中，靠近显影单元11的至少两个搅拌器14最好具有相同直径。搅拌器14的转动方向可以是任何方向，只要调色剂可以供给到供料辊13和显影辊11即可。同样，搅拌器14的转动方向可以与供料辊13或显影辊11的转动方向相同或不同。供料辊13和显影辊11在通常单组份显影方法中在相同方向上转动。换句话说，在供料辊13和显影辊11彼此面对的区域中，其表面在不同方向上移动。为了以适度方式混合具有不同组份的调色剂，并将它们移动到显影辊11和供料辊13彼此面对的区域，由搅拌器14移动的调色剂的移动速度低于显影处理速度。搅拌器14的转速设置成满足这些条件。
当具有与原始调色剂不同组份的调色剂添加到显影单元30，并且添加的调色剂和原始调色剂由搅拌器14搅拌到一起时，添加的调色剂应当充电成与原始调色剂相同的极性。如果极性相同，则即使在不同组份的两种调色剂混合时，也可以产生高质量图像。在本发明的显影期间发现，当不同类型的调色剂的充电量分别为Q1和Q2时，如果充电量Q1/Q2的比在0.6至1.7范围中，并且Q1和Q2的绝对值高于10μC/g，则调色剂的充电极性相同，并且可以打印高质量图像。此处，调色剂根据显影设备的类型充电成阳性或阴性，并且充电量以绝对值表示。使用Japanese Image Society在1998年12月建立的方法可以测量调色剂充电量，如Journal of ImagingSociety of Japan，vol.37，p.461中所述的那样，并且可以使用由ToshibaChemicals制造的TB203型喷出充电测量设备(blow-off charge measurementapparatus)进行。
当以1∶1的重量比混合的两种不同调色剂的混合调色剂的充电量为Q12时，该Q12用喷出充电测量设备测量，如果Q12与上述Q1和Q2的比，也就是Q1/Q12和Q2/Q12处于0.6至1.7范围内，则在两种不同调色剂混合之后仍然可以打印高质量图像。
为了将具有不同组份的调色剂正确和均匀混合，每种调色剂的体积平均直径的平均值(D50)应当在4至12微米范围中。当调色剂颗粒的直径为4微米或以下时，调色剂的流动性减小，并且无法正确混合。当调色剂颗粒的直径为12微米或更大时，调色剂彼此接触的可能性将减小，并且调色剂无法均匀充电。这是由于当调色剂的直径较大时，调色剂颗粒之间的间隙也较大。为了测量调色剂颗粒的体积平均直径，可以使用从BeckmanCoulter，Fullerton，California获得的Coulter Multisizer型2或3，或者能够测量体积平均直径、体积直径分布、数量平均直径、数量直径分布、体积百分比和数量百分比的其他任何测量装置。当搅拌器14将具有不同组份的调色剂适度混合时，通过只控制调色剂颗粒的直径可以产生高质量图像。
调色剂颗粒的体积平均直径之间的差可以是1.5微米或更小，以将调色剂均匀和适当混合。如果该差大于1.5微米，调色剂可能不会均匀混合，并且调色剂的表观密度也可能不均匀，从而导致图像质量降低。
具有5微米或以下直径的微细调色剂的含量影响调色剂的流动性、充电特性和耐久性。尽管微细调色剂的体积和重量较小，但是颗粒的数量较大。于是，最好以调色剂的颗粒数量为基础，调节微细调色剂对图像质量的影响。使用如Coulter Multisizer之类的能够测量数量分布的颗粒尺寸分析仪，可以测量微细调色剂的含量。具有8至12微米的体积平均直径的调色剂中具有5微米或以下直径的微细调色剂的百分比可以取决于调色剂的制造方法和分类方法，但是一般在5至30％。当调色剂的体积平均直径减小时，具有5微米或以下直径的微细调色剂的百分比增大，于是具有4微米体积平均直径的调色剂中微细调色剂的百分比可以大于60％。当具有5微米或以下直径的微细调色剂的百分比改变时，充电不足和流动性不足的概率可能增大。先前调色剂和补充调色剂中具有5微米或以下直径的微细调色剂的百分比之间的差最好设置成15％或以下。例如，当先前使用的调色剂中具有5微米或以下直径的微细调色剂的百分比为10％时，后加入的调色剂中微细调色剂的百分比应当不大于25％。同样，当先前使用的调色剂中微细调色剂的百分比为20％，将加入的调色剂中微细调色剂的百分比允许从5至35％。这是由于当先前使用的调色剂和补充调色剂中微细调色剂的百分比之间的差大于15％时，两种调色剂的混合物的表观密度的不规律性增大，从而导致图像质量下降。
本发明中所使用的调色剂的基础树脂可以是聚酯树脂，它具有快速摩擦充电速度。形成两种不同类型调色剂的聚酯的单组份物质不需要相同。如果使用苯乙烯丙烯酸酯型树脂，则充电速度较低，并且外部添加剂的组份应当优化，从而导致调色剂成份问题。
通过使用粘附到显影辊11上的调色剂，可以测量每单位重量充电量(Q/M)和每单位面积调色剂重量(M/A)。当两种调色剂的每单位调色剂重量充电量(Q/M)之间的差和两种调色剂的每单位面积(M/A)的调色剂重量之间的差分别为40％或以下时，混合两种调色剂时也可以实现高质量图像。
下文中，将描述试验示例性实施例和比较示例性实施例，其中通过控制芯部和外部添加剂的组份混合两种添加剂，以测试图像质量。在试验中，使用经改造的试验设备，尤其是由本发明的申请人Samsung ElectronicsCo.，Ltd.，制造的Samsung CLP-510型彩色激光打印机打印图像。该CLP-510激光打印机具有6页/分钟的彩色图像打印速度和24页/分钟的黑白图像打印速度，及150mm/s的显影处理速度。该打印机使用这样的显影方法，该显影方法使用非接触型单组份非磁性调色剂。
第一示例性实施例具有相同芯部和不同外部添加剂的两种调色剂用于检查图像质量。调色剂AA是芯部A和外部添加剂A的混合物，并且调色剂AB是芯部A和外部添加剂B的混合物。调色剂AA和调色剂AB的平均直径在4至12微米范围内。
芯部A聚酯树脂(酸性值为5，Mw/Mn＝30，Mw(重量平均分子量)＝90000，Mn(数量平均分子量)＝30000)92％/硼络合物基(boron complexbased)的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm(熔化温度)＝70±3℃ 3％/体积平均直径8.5微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量上)，具有5微米或以下直径的颗粒为17％(数量上)外部添加剂A疏水硅石，它具有200m2/g的特定表面(根据BET方法)且用HMDS(六甲基二硅氮烷)处理表面1％/疏水硅石1％，它具有50m2/g的特定表面(根据BET方法)，且用HMDS处理表面/TiO20.2％外部添加剂B疏水硅石1％，它具有300m2/g的特定表面(根据BET方法)和用硅油处理表面/疏水硅石1％，它具有120m2/g的特定表面(根据BET方法)，且用硅油处理表面/TiO20.2％如图1中所示，显影单元30包括两个搅拌器14。首先，调色剂AA加入到显影单元30。打印出高质量图像。
当显影单元30中消耗20％的调色剂AA时，添加由芯部A和外部添加剂B组成的调色剂AB。打印出高质量图像。
调色剂AA加到空的显影单元30，并且当消耗50％的调色剂AA时，添加调色剂AB。打印出高质量图像。
调色剂AA添加到空的显影单元30，并且当调色剂AA消耗90％时，添加调色剂AB。打印出高质量图像。当消耗显影单元30中调色剂AA和调色剂AB的混合调色剂的90％时，添加调色剂AA。打印出高质量图像。
第二示例性实施例具有不同芯部和不同外部添加剂的两种调色剂用于检查图像质量。调色剂AA是芯部A(与示例性实施例1中相同)和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂BC是芯部B和外部添加剂C的混合物。调色剂AA和调色剂BC的平均直径处于4至12微米范围。调色剂AA和调色剂BC的平均直径的差为1.2微米，它小于1.5微米。调色剂AA和调色剂BC中的具有5微米或以下直径的微细颗粒的百分比的差为11％，它小于15％。
芯部B聚酯树脂(酸性值为10，Mw/Mn＝10，Mw＝30000，Mn＝3000)92％/硼络合物基的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm(熔化温度)＝70±3℃3％/体积平均直径(D50，重量平均值)7.3微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量上)，具有5微米或以下直径的颗粒为28％(数量上)外部添加剂C疏水硅石1.5％，它具有130m2/g的特定表面(根据BET方法)，且用硅油处理表面/疏水硅石2％，它具有50m2/g的特定表面(根据BET方法)，且用硅油处理表面/TiO20.2％/具有0.1微米平均直径的树脂珠0.2％如图1中所示，显影单元30包括两个搅拌器14。首先，调色剂AA加入到显影单元30。打印出高质量图像。
当消耗20％的调色剂AA时，添加调色剂BC，并打印图像。打印出高质量图像。
调色剂AA加到空的显影单元30，并且当消耗50％的调色剂AA时，添加调色剂BC。打印出高质量图像。
调色剂AA添加到空的显影单元30，并且当调色剂AA消耗90％时，添加调色剂BC。打印出高质量图像。然后，当消耗显影单元30中调色剂AA和调色剂BC的混合调色剂的90％时，添加调色剂AA。打印出高质量图像。
第三示例性实施例具有不同芯部和不同外部添加剂的两种调色剂用于检查图像质量。调色剂CA是芯部C和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂DA是芯部D和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂CA和调色剂DA的平均直径处于4至12微米范围。调色剂CA和调色剂DA的平均直径的差为1.1微米，它小于1.5微米。调色剂CA和调色剂DA的具有5微米或以下直径的微细颗粒的百分比的差为13％，它小于15％。
芯部C聚酯树脂(酸性值为5，Mw/Mn＝30，Mw＝90000，Mn＝300)92％/硼络合物基的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm＝70±3℃3％/体积平均直径(D50，重量平均值)4.8微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量)，具有5微米或以下直径的颗粒为65％(数量)芯部D聚酯树脂(酸性值为10，Mw/Mn＝10，Mw＝30000，Mn＝3000)92％/金属(主金属中包括Fe)络合物基的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm＝70±3℃3％/平均直径(D50，重量平均值)5.9微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量)，具有5微米或以下直径的颗粒为52％(数量)如图3中所示，显影单元30使用三个搅拌器14。首先，调色剂CA加入到显影单元30。打印出高质量图像。
当显影单元30中消耗20％的调色剂CA时，添加调色剂DA，并打印图像。保持高质量图像。
调色剂CA添加到空的显影单元30，并且当调色剂CA消耗90％时，添加调色剂DA。打印出高质量图像。然后，当消耗显影单元30中调色剂CA和调色剂DA的混合调色剂的90％时，添加调色剂CA。打印出高质量图像。
第四示例性实施例具有不同芯部和不同外部添加剂的两种调色剂用于检查图像质量。调色剂ED是芯部E和外部添加剂D的混合物。调色剂EE是芯部E和外部添加剂E的混合物。调色剂ED和调色剂EE的平均直径处于4至12微米范围。
芯部E聚酯树脂(酸性值为10，Mw/Mn＝30，Mw＝90000，Mn＝3000)92％/硼络合物基的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm(熔化温度)＝70±3℃3％/平均直径(D50，重量平均值)8.5微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量)，具有5微米或以下直径的颗粒为21％(数量)外部添加剂D疏水硅石1％，它具有300m2/g的特定表面(根据BET方法)并用硅油处理表面/疏水硅石1％，它具有130m2/g的特定表面(根据BET方法)，并用HMDS处理表面/TiO20.4％外部添加剂E疏水硅石1％，它具有200m2/g的特定表面(根据BET方法)并用硅油处理表面/疏水硅石1％，它具有120m2/g的特定表面(根据BET方法)，并用硅油处理表面/TiO20.2％如图1中所示，显影单元30包括两个搅拌器14。首先，调色剂ED加入到显影单元30。打印出高质量图像。
当显影单元30中消耗20％的调色剂ED时，添加调色剂EE。打印出高质量图像。
调色剂ED加到空的显影单元30，并且当消耗50％的调色剂ED时，添加调色剂EE。打印出高质量图像。
调色剂ED添加到空的显影单元30，并且当调色剂ED消耗90％时，添加调色剂EE。打印出高质量图像。
当消耗显影单元30中调色剂ED和调色剂EE的混合调色剂的90％时，添加调色剂AA。打印出高质量图像。
然后，测量由搅拌器14输送的调色剂的移动速度。此处，不同颜色的调色剂添加到显影单元30，并且测量这些调色剂的移动速度。调色剂的移动速度为12mm/s，并且低于150mm/s的显影处理速度。
第五示例性实施例使用喷出充电测量设备测量示例性实施例1的两种不同组份的调色剂，也就是调色剂AA和调色剂AB的充电量。使用Japanese Image Society在1998年12月建立的方法测量调色剂充电量，如Journal of Imaging Society ofJapan，vol.37，p.461中所述的那样，并且使用由Toshiba Chemicals制造的TB203型喷出充电测量设备进行该测量。调色剂AA的充电量Q1为-20.4μC/g，调色剂AB的充电量为-21.3μC/g，并且图像接收器1上的背景的污染水平为0.02。使用光学密度测量设备测量该背景污染水平；测量值越大，背景因调色剂而污染的水平越高。然后，通过改变调色剂AB的CCA的种类和含量以及外部添加剂的种类和添加量控制充电量。充电量受到控制的调色剂称为调色剂ab。于是，调色剂AA和调色剂ab的Q1/Q2比控制在0.4至1.7范围内。通过将金属络合物基CCA的添加量显著增大8％，或者通过将CCA的添加量保持在1至3％范围中并使用疏水硅石作为外部添加剂都可以减小充电量。为了增大充电量，具有130m2/g的特定表面(根据BET方法)的硅石可以添加1％以上，或者具有0.05至0.5微米平均直径的如丙烯树脂或三聚氰胺树脂之类的微细颗粒可以添加到0.1至1.0％范围内。
以上述方式制造的并具有几个充电量的调色剂ab与调色剂AA以1∶1的重量比混合。打印出与示例性实施例1相同的图像。如图4中所示，当Q1/Q2的比在0.6至1.7范围内时，获得具有0.03或以下的背景污染水平的高质量图像。然而，当Q1/Q2的比偏离该范围时，背景的污染水平快速升高。
第一比较例子具有不同芯部和相同外部添加剂的两种调色剂用于检测图像质量。调色剂AA为芯部A(与示例性实施例1中相同)和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂FA为芯部F和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂AA和调色剂FA的平均直径处于4至12微米范围内。调色剂AA和调色剂FA的平均直径的差为1.9微米，大于1.5微米。调色剂AA和调色剂FA的5微米或以下的微细颗粒百分比的差为18％，大于15％。
芯部F聚酯树脂(酸性值为10，Mw/Mn＝10，Mw＝30000，Mn＝3000)92％/硼络合物基的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm＝70±3℃3％/平均直径(D50，重量平均值)6.6微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量)，具有5微米或以下直径的颗粒为35％(数量)
如图1中所示，显影单元30包括两个搅拌器14。首先，调色剂AA加入到显影单元30。毫无问题地打印出高质量图像。
当显影单元30中消耗20％的调色剂AA时，添加调色剂FA，打印图像。调色剂粘附到打印出的图像的无图像部分上，也就是，图像具有背景污染。
调色剂AA加到空的显影单元，并且当消耗50％的调色剂AA时，添加调色剂FA，并打印图像。然而，仍然出现背景污染。
调色剂AA添加到空的显影单元30，并且当调色剂AA消耗90％时，添加调色剂FA。然而，仍然出现背景污染。当消耗调色剂AA和调色剂FA的混合调色剂的90％时，添加调色剂FA，并打印图像。然而，仍然出现背景污染。
第二比较例子具有不同芯部和相同外部添加剂的两种调色剂用于检测图像质量。调色剂AA为芯部A(与示例性实施例1中相同)和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂GA为芯部G和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂AA和调色剂GA的平均直径处于4至12微米范围内。调色剂AA和调色剂GA的平均直径的差为0.4微米，小于1.5微米。调色剂AA和调色剂GA中的5微米或以下的微细颗粒百分比的差为3％，小于15％。同样，芯部G使用苯乙烯丙烯酸酯型树脂。另外，尽管未说明，但是使用包括一个搅拌器14的显影单元。
芯部G苯乙烯丙烯酸酯树脂(Mw＝30000)92％/硼络合物基的电荷控制媒介(CCA)1％/碳黑4％/酯类蜡Tm＝70±3℃3％/平均直径(D50，重量平均值)8.1微米，具有20微米或更大直径的颗粒为0.1％(重量)，具有5微米或以下直径的颗粒为20％(数量)首先，调色剂AA加入到显影单元30。毫无问题地打印出高质量图像。
当显影单元30中消耗20％的调色剂AA时，添加调色剂GA，并打印图像。打印出的图像具有背景污染。
调色剂AA加到空的显影单元，并且当消耗50％的调色剂AA时，添加调色剂GA，并打印图像。然而，仍然出现背景污染。
调色剂AA添加到空的显影单元30，并且当调色剂AA消耗90％时，添加调色剂GA。然而，仍然出现背景污染。当消耗调色剂AA和调色剂GA的混合调色剂的90％时，添加调色剂AA，并打印图像。然而，仍然出现背景污染。
第三比较例子具有不同芯部和相同外部添加剂的两种调色剂用于检测图像质量。调色剂AA为芯部A(与示例性实施例1中相同)和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂BA为芯部B(与示例性实施例2中相同)和外部添加剂A(与示例性实施例1中相同)的混合物。调色剂AA和调色剂BA的平均直径处于4至12微米范围内。调色剂AA和调色剂BA的平均直径的差为1.2微米，小于1.5微米。调色剂AA和调色剂BA中的5微米或以下的微细颗粒百分比的差为11％，小于15％。另外，尽管未说明，但是使用只包括一个搅拌器的显影单元。
首先，调色剂AA加入到显影单元30。毫无问题地打印出高质量图像。
当显影单元30中消耗20％的调色剂AA时，添加调色剂BA，并打印图像。打印出的图像具有背景污染。
调色剂AA加到空的显影单元，并且当消耗50％的调色剂AA时，添加调色剂BA，并打印图像。然而，仍然出现背景污染。
调色剂AA添加到空的显影单元30，并且当调色剂AA消耗90％时，添加调色剂BA。然而，仍然出现背景污染。当消耗调色剂AA和调色剂BA的混合调色剂的90％时，添加调色剂BA，并打印图像。然而，仍然出现背景污染。
如上所述，在本发明示例性实施例所述的显影单元中，即使在使用具有不同芯部和/或外部添加剂的两种或多种调色剂的混合物时，也可以产生高质量图像。
尽管已经参照其某些示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其中的形式和细节作出各种改变。
权利要求
1.一种显影设备，包括图像接收器和具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元，并且其中当显影单元中的现有调色剂耗尽时，调色剂可以加到显影单元中，其中，现有的和添加的调色剂包括芯部和外部添加剂，并且所添加的调色剂的芯部或外部添加剂的至少其中之一与现有调色剂的不同，调色剂的充电量分别为Q1和Q2，Q1/Q2的比处于0.6至1.7范围中，Q1和Q2的绝对值分别是10μC/g或更大。
2.如权利要求1所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂具有聚酯型芯部。
3.如权利要求2所述的显影设备，其中，显影单元包括两个或多个搅拌器，它搅拌显影单元中的调色剂并将该调色剂输送到显影辊，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度小于显影处理速度。
4.如权利要求1所述的显影设备，其中，所添加的调色剂和现有调色剂的混合物的充电量为Q12，并且Q1/Q12和Q2/Q12的比处于0.6至1.7范围内。
5.如权利要求4所述的显影设备，其中，显影辊上所添加的和现有的调色剂的每单位重量(Q/M)的充电量之间的差和所添加的和现有的调色剂的每单位面积(M/A)的调色剂重量之间的差可以分别为40％或更小。
6.如权利要求5所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂具有聚酯型芯部，该显影单元包括两个或多个搅拌器，该搅拌器搅拌调色剂并将该调色剂输送到显影辊，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度小于显影处理速度。
7.如权利要求1所述的显影设备，其中，显影单元包括两个或多个搅拌器，该搅拌器搅拌调色剂并将该调色剂输送到显影辊。
8.如权利要求7所述的显影设备，其中，显影单元包括四个或更少的搅拌器。
9.如权利要求7所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂的体积平均直径可以处于4至12微米范围中，并且具有5微米或以下直径的颗粒的百分比差可以在数值上为15％或更小。
10.如权利要求9所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂具有聚酯型芯部，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度小于显影处理速度。
11.如权利要求7所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中，并且所添加的和现有的调色剂的体积平均直径的差在1.5微米范围中。
12.如权利要求11所述的显影设备，其中，两种调色剂中具有5微米或以下直径的颗粒的百分比差可以在数值上为15％或更小。
13.如权利要求12所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂具有聚酯型芯部，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度可以小于显影处理速度。
14.一种显影设备，包括图像接收器；及具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元，及两个或多个搅拌器，该搅拌器设置在显影单元中，以搅拌显影单元内的调色剂并将该调色剂输送到显影辊，其中当显影单元中现有调色剂耗尽时可以添加调色剂，并且其中所添加的和现有的调色剂包括芯部或外部添加剂，并且所添加的调色剂的芯部或外部添加剂的至少其中之一不同于现有调色剂的，并且所添加的和现有的调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中。
15.如权利要求14所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂具有聚酯型芯部，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度可以小于显影处理速度。
16.如权利要求15所述的显影设备，其中，调色剂的充电量分别为Q1和Q2，并且Q1/Q2的比处于0.6至1.7范围内，Q1和Q2的绝对值分别为10μC/g或更大。
17.如权利要求16所述的显影设备，其中，所添加的调色剂和现有调色剂的混合物的充电量为Q12，并且Q1/Q12和Q2/Q12的比处于0.6至1.7范围内。
18.如权利要求16所述的显影设备，其中，显影辊上所添加的和现有的调色剂的每单位重量(Q/M)的充电量之间的差和所添加的和现有的调色剂的每单位面积(M/A)的调色剂重量之间的差可以分别为40％或更小。
19.一种显影设备，包括图像接收器；及具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元，及两个或多个搅拌器，该搅拌器搅拌显影单元内的调色剂并将该调色剂输送到显影辊，其中当显影单元中现有调色剂耗尽时，可以添加调色剂，现有的和所添加的调色剂包括芯部和外部添加剂，并且所添加调色剂的芯部不同于现有调色剂的芯部，及现有的和所添加的调色剂的体积平均直径处于4至12微米范围中，并且现有的和所添加的调色剂的体积平均直径的差在1.5微米范围中，且具有5微米或以下直径的颗粒的百分比差在数值上为15％或更小。
20.如权利要求19所述的显影设备，其中，所添加的和现有的调色剂具有聚酯型芯部，并且由搅拌器所移动的调色剂的移动速度小于显影处理速度。
21.如权利要求20所述的显影设备，其中，调色剂的充电量分别为Q1和Q2，并且Q1/Q2的比处于0.6至1.7范围内，且Q1和Q2的绝对值分别为10μC/g或更大。
22.如权利要求21所述的显影设备，其中，所添加的调色剂和现有调色剂的混合物的充电量为Q12，并且Q1/Q12和Q2/Q12的比处于0.6至1.7范围内。
23.如权利要求22所述的显影设备，其中，显影辊上所添加的和现有的调色剂的每单位重量(Q/M)的充电量之间的差和所添加的和现有的调色剂的每单位面积(M/A)的调色剂重量之间的差可以分别为40％或更小。
全文摘要
本发明公开了一种显影设备，其包括图像接收器和具有面对该图像接收器的显影辊的显影单元。当显影单元中的现有调色剂耗尽时，新的调色剂可以加到显影单元中。所添加的调色剂和现有的调色剂由芯部或外部添加剂组成。所添加的调色剂的芯部或外部添加剂的至少其中之一与现有调色剂不同。当两种调色剂的充电量分别为Q1和Q2时，Q1/Q2的比大于0.6，小于1.7，并且Q1和Q2的绝对值分别是10μC/g或更大。
文档编号G03G15/08GK1967404SQ20061013173
公开日2007年5月23日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年11月17日
发明者常见宏一, 金相佑, 金俊澔 申请人:三星电子株式会社