处理盒、图像形成方法和电子照相设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及处理盒、图像形成方法和电子照相设备。
【背景技术】
[0002] 在典型的电子照相过程中，使电子照相感光构件的表面均匀地带电，通过曝光形 成潜像，使该潜像通过用调色剂显影而可视化为调色剂图像，将调色剂图像转印至转印材 料如纸上，然后将调色剂图像定影在转印材料上，从而获得打印物。留在电子照相感光构件 而没有被转印到转印材料上的调色剂通过清洁装置从电子照相感光构件除去。清洁装置例 如是，刮板、毛刷或辊。
[0003] 近年来，从电子照相设备的小型化和生态学的观点，期望的是其中留在电子照相 感光构件上的调色剂通过显影装置而不使用清洁装置回收的所谓的"无清洁器系统〃。
[0004] 在仅省去此类清洁装置的无清洁器系统中，由于通过充电构件的污染而引起的充 电不良而导致缺陷图像（所谓的起雾图像）趋向于形成。为抑制充电构件的污染，日本专 利特开No. 2008-70518公开了设置通过摩擦充电构件的表面来清洁充电构件的清洁构件。 日本专利特开No. 10-207186和No. 10-312102还公开了充电构件的污染通过配置第二接触 充电构件从而控制残余调色剂的极性来抑制。
【发明内容】
[0005] 根据本发明方面的处理盒可拆卸地安装至电子照相设备的主体。处理盒包括圆筒 状的电子照相感光构件；使所述电子照相感光构件带电的充电装置；和通过使用调色剂显 影在所述电子照相感光构件上形成调色剂图像的显影装置。电子照相感光构件具有包含选 自由聚芳酯树脂和聚碳酸酯树脂组成的组的至少之一的表面层。电子照相感光构件的外径 为23mm以下。显影装置构成为回收在调色剂图像转印至转印材料上之后留在电子照相感 光构件上的残余调色剂。调色剂的重均粒径（D4)为7. 1 μπι以上且10. 0 μπι以下，平均圆 形度为〇. 95以上，和平均长径比为0. 90以上。
[0006] 根据本发明方面的图像形成方法包括：用充电装置使圆筒状的电子照相感光构件 带电的步骤；在带电的电子照相感光构件上形成静电潜像的静电潜像形成步骤；通过用调 色剂使所述静电潜像显影而在所述电子照相感光构件上形成调色剂图像的显影步骤；和将 在所述电子照相感光构件上形成的调色剂图像经由中间转印体或不使用中间转印体转印 至转印材料上的转印步骤。电子照相感光构件具有包含选自由聚芳酯树脂和聚碳酸酯树脂 组成的组的至少之一的表面层。电子照相感光构件的外径为23mm以下。在显影步骤中， 回收在转印步骤之后留在电子照相感光构件上的残余调色剂。调色剂的重均粒径（D4)为 7. 1 μπι以上且10. 0 μπι以下，平均圆形度为0. 95以上，和平均长径比为0. 90以上。
[0007] 根据本发明方面的电子照相设备包括：圆筒状的电子照相感光构件；使所述电子 照相感光构件带电的充电装置；和通过使用调色剂显影在所述电子照相感光构件上形成调 色剂图像的显影装置。电子照相感光构件具有包含选自由聚芳酯树脂和聚碳酸酯树脂组成 的组的至少之一的表面层。电子照相感光构件的外径为23mm以下。显影装置构成为回收在 调色剂图像转印至转印材料上之后留在电子照相感光构件上的残余调色剂。调色剂的重均 粒径（D4)为7. 1 μπι以上且10. Ο μπι以下，平均圆形度为0. 95以上，和平均长径比为0. 90 以上。
[0008] 参考附图从以下示例性实施方案的描述中本发明的进一步特征将变得明显。
【附图说明】
[0009] 图1示出包含包括根据本发明实施方案的电子照相感光构件的处理盒的电子照 相设备的示意性结构的实例。
[0010] 图2Α和图2Β示出电子照相感光构件的层结构的实例。
[0011] 图3示出将驱动力传递至电子照相感光构件和充电辊的驱动力传递装置。
[0012] 图4示出测量充电辊的体积电阻率的方法。
【具体实施方式】
[0013] 在采用无清洁器系统的日本专利特开No. 2008-70518、No. 10-207186和 No. 10-312102中公开的方法中，设置其他构件（清洁构件或第二接触充电构件），因而电子 照相设备的小型化未充分地实现。
[0014] 作为由本发明人进行的进一步研究的结果，发现了当图像用此类无清洁器系统重 复形成时，趋向于形成其中调色剂图像显影在白色背景上的起雾图像。特别地，当电子照相 感光构件的外径设定为23mm以下时，趋向于进一步形成起雾图像。
[0015] 本发明旨在于提供一种处理盒、图像形成方法和电子照相设备，其中甚至使用其 中残余调色剂通过显影装置回收的无清洁器系统重复进行图像形成，也抑制起雾图像的形 成。
[0016] 根据本发明实施方案的包括电子照相感光构件、充电装置和显影装置的处理盒具 有以下三个特征。第一，电子照相感光构件具有包含选自由聚芳酯树脂和聚碳酸酯树脂组 成的组的至少之一的表面层，并且电子照相感光构件的外径为23mm以下。第二，显影装置 包括回收在调色剂图像转印至转印材料上之后留在电子照相感光构件上的残余调色剂的 无清洁器系统。第三，调色剂的重均粒径（D4)为7.1 μπι以上且10.0 μπι以下，平均圆形度 为0. 95以上，和平均长径比为0. 90以上。
[0017] 本发明人推测即使图像形成重复地进行，通过上述特征也抑制起雾图像的形成的 原因如下。
[0018] 重复使用之后显影装置中的调色剂的观察揭示了失去其外部形状的异型调色剂 的比例增大。因此，推测不仅因为仅污染充电装置（充电构件）的带电不良出现，而且还因 为失去其外部形状的异型调色剂不提供充分的电荷量（摩擦带电），所以形成起雾图像，因 而显影为起雾图像。这样的异型调色剂分类为两种。首先，异型调色剂最初包含在未使用 的显影剂中。该异型调色剂没有适当地提供摩擦带电，并且显影为起雾图像。第二，异型调 色剂因为应力容易施加至其而容易破裂。因而，破裂的异型调色剂没有充分地提供摩擦带 电，并且显影为起雾图像。特别地，当电子照相感光构件的外径为23mm以下时，曲率增大。 因此，认为用配置在电子照相感光构件周围的装置（例如，显影装置和充电装置）的线性载 荷增加，这增加破裂的异型调色剂的量。因此，趋向于形成起雾图像。
[0019] 本发明的实施方案中，当采用使用外径为23mm以下的电子照相感光构件的无清 洁器系统时，具有上述第三特征的调色剂用于进一步抑制由于异型调色剂而引起的起雾图 像的形成。通过使用这样的调色剂，异型调色剂的比例可以减少。稍后将描述其详细原因。
[0020] 下面将参考附图来描述可拆卸地安装至根据本发明实施方案的电子照相设备的 处理盒。
[0021] 图1中，圆筒状的电子照相感光构件1围绕轴2以预定的圆周速度沿箭头所指的 方向旋转。
[0022] 旋转的电子照相感光构件1的外周面通过充电辊3在预定的正或负电压下均匀地 充电（充电步骤）。随后，电子照相感光构件1接收从曝光装置（图像曝光装置，未示出） 如狭缝曝光装置或激光束扫描曝光装置发出的曝光光（图像曝光光）4。由此，对应于预期 图像的静电潜像顺序地形成在电子照相感光构件1上（静电潜像形成步骤）。施加至充电 辊3的电压可以是直流电压，或者可以是通过叠加直流电压和交流电压而获得的电压。
[0023] 形成于电子照相感光构件1上的静电潜像用显影装置5的调色剂显影从而形成调 色剂图像（显影步骤）。随后，将形成于电子照相感光构件1上的调色剂图像通过来自转印 装置（例如，转印辊）6的转印偏压而转印至转印材料（例如，纸）P上（转印步骤）。将转 印材料P与电子照相感光构件1的旋转同步地从转印材料进给装置（未示出）进给至电子 照相感光构件1与转印装置6之间的部分（接触部）。注意形成于电子照相感光构件1上 的调色剂图像可以使用中间转印体（例如，中间转印带）而转印至转印材料P上。
[0024] 其上转印有调色剂图像的转印材料P与电子照相感光构件1的外周面分离并且被 输送到定影装置8。在调色剂图像定影之后，转印材料P从电子照相设备输出为图像形成制 品（打印件或复印件）。
[0025] 调色剂图像已经转印之后的电子照相感光构件1的外周面用从预曝光装置（未示 出）发出的预曝光光照射从而除电，然后电子照相感光构件1重复地用于图像形成。转印 步骤之后，留在电子照相感光构件上的残余调色剂通过与显影同时进行的清洁使用下一次 电子照相过程中的显影装置来回收。
[0026] 在与显影同时进行的清洁中，转印步骤之后留在感光构件上的调色剂使用留在感 光构件上的调色剂与显影装置之间的电位差来回收。因此，残余调色剂需要带负电。预曝 光光对于使调色剂（残余调色剂）带负电是有效的。
[0027] 将上述电子照相感光构件1、充电辊3和显影装置5 -体化支承从而构成处理盒。 处理盒可拆卸地安装至电子照相设备的主体。
[0028] 本发明的实施方案中，例如，在电子照相感光构件1与充电辑3之间产生圆周速度 差，因为这对于使残余调色剂带负电是有效的。为产生圆周速度差，将电子照相感光构件和 充电辊一体化。存在传递引起旋转以使电子照相感光构件和充电辊的接触部沿相同方向移 动并且以使充电辊的圆周速度高于电子照相感光构件的圆周速度的驱动力的驱动力传递 装置。如图3中所示，驱动力传递装置包括由电子照相感光构件保持的电子照相感光构件 齿轮la和由充电辊保持的从动齿轮2a。通过从电子照相感光构件齿轮la到从动齿轮2a 的齿轮车，充电辊与电子照相感光构件连动驱动。圆周速度差通过控制各齿轮的齿轮比来 产生。
[0029] 将详细地描述用于本发明实施方案的调色剂和圆筒状的电子照相感光构件。
[0030] 调色剂
[0031] 本发明的实施方案中，调色剂满足以下要求。
[0032] 调色剂的重均粒径（D4)为7. 1 μπι以上且10. 0 μπι以下，平均圆形度为0. 95以上， 和平均长径比为0.90以上。
[0033] 如果调色剂的重均粒径小于7. Ιμπι，则对转印材料（纸或中间转印体）的接触面 积和接触压力都不足够高，因而转印效率下降。在无清洁器系统中，低转印效率导致充电装 置的污染，并且趋向于形成起雾图像。如果调色剂的重均粒径大于10. 〇 μm，则难以提供适 当的电荷，并且从电子照相设备的使用开始就趋向于形成起雾图像。
[0034] 当调色剂具有高平均圆形度时，调色剂具有接近于球状的形状，因此与电子照相 感光构件的接触面积减少。当在转印材料（纸或中间转印体）上进行转印时，这有利地影响 与电子照相感光构件的脱模性。本发明的实施方案中，调色剂的平均圆形度为0.95以上， 如0.95以上且0.99以下。在无清洁器系统的情况下，如上所述，低转印效率导致充电装置 的污染，并且趋向于形成起雾图像。
[0035] 调色剂的平均长径比为0. 90以上。异型调色剂的存在百分率可以通过使用平均 长径比和平均圆形度来表示。这里使用的术语〃异型调色剂〃是指含有各自通过两个调色 剂颗粒的聚结而形成的萌芦状调色剂颗粒的调色剂。认为萌芦状调色剂不像球状调色剂， 由于其形状而趋向于局部受到外部压力，进而容易破裂。在电子照相过程中，调色剂受到来 自显影装置、转印装置和充电装置的许多压力，因而异型调色剂容易破裂。认为破裂的异型 调色剂，如上所述，不充分地提供摩擦带电，并且形成起雾图像。例如，调色剂的平均长径比 为0.90以上且0.95以下。
[0036] 通过同时规定平均圆形度和平均长径比，可以表示异型调色剂的存在百分率。当 具有例如萌芦状的异型调色剂的存在百分率增大时，平均圆形度增大并且平均长径比减 小。例如，假设以数量计在整个调色剂中包含15%的其中两个相同的圆相互重叠10%的面 积的萌芦状的异型调色剂，则调色剂的平均圆形度为〇. 95和平均长径比为0. 88。
[0037] 根据本发明实施方案的调色剂可以通过公知的粉碎法来生产，并且进行公知的表 面处理如热球形化处理，或者可以通过公知的聚合法来生产。为实现上述的平均圆形度和 平均长径比，例如，采用下述悬浮聚合法。
[0038] 根据本发明实施方案的调色剂例如是，通过生产调色剂颗粒的方法来生产的调色 剂，所述方法包括造粒过程和聚合过程。造粒过程是其中含有聚合性单体、着色剂和聚酯树 脂的聚合性单体组合物的颗粒在含有分散稳定剂A的第一水系介质中形成的过程。聚合过 程是其中将聚合性单体组合物的颗粒中含有的聚合性单体聚合从而获得调色剂颗粒的过 程。聚酯树脂的酸值为0. 3mgK0H/g以上且1. 5mgK0H/g以下，并且调色剂含有基于聚合性 单体组合物为5. 0质量％以上且20质量％以下的聚酯树脂。第一水系介质含有基于聚合 性单体组合物为1. 5质量％以上且5. 9质量％以下的氯化钠。
[0039] 在根据本发明实施方案的调色剂颗粒的生产方法中，出于生产具有高平均长径比 的调色剂的目的，重要的是聚酯树脂的酸值低，并且聚合性单体组合物中的聚酯树脂的含 量是5. 0质量％以上且20质量％以下。认为当具有低酸值的聚酯树脂以特定量包含时，着 色剂在聚合性单体组合物中的分散性在造粒过程和聚合过程中得到改善，进而聚合性单体 组合物的颗粒在水系介质中得到稳定。因而，抑制了聚结的调色剂颗粒（具有例如，萌芦状 的异型调色剂）的形成，并且认为生产出具有高平均长径比的调色剂。
[0040] 当包含大量的具有高酸值的聚酯树脂时，趋向于获得宽的粒径分布。认为聚合性 单体中包含的树脂由于其高酸值而趋向于在水相与油相之间的界面处取向并且使颗粒稳 定。然而，高含量的具有高酸值的树脂有时候劣化着色剂在聚合性单体组合物中的分散性， 并且损害液滴的稳定性。
[0041] 具有低酸值的聚酯树脂的含量基于聚合性单体组合物例如是，5.0质量％以上且 20质量％以下。通过设定聚酯树脂的含量在该范围内，将调色剂的平均长径比控制为0.90 以上。因此，抑制聚合性单体组合物的粘度的增加，并且维持良好的生产稳定性。
[0042] 出于抑制细颗粒的形成的目的，重要的是控制具有低酸值的聚酯树脂的含量以及 还有将基于聚合性单体组合物为1. 5质量％以上且5. 9质量％以下的氯化钠添加至水系介 质。特定量的氯化钠添加至水系介质产生盐析效果，这可以抑制聚合性单体组合物的颗粒 中包含的聚合性单体在水系介质中的溶解。如果聚合性单体溶解于水系介质中，分散稳定 剂粘附至单体并且形成如所谓的乳液颗粒等的细颗粒。另外，乳液颗粒可以使具有期望的 粒径的聚合性单体组合物的颗粒相互粘附从而形成聚结的颗粒。通常，分散稳定剂在水系 介质中产生副产物盐。然而，难以实现由副产物盐产生的盐析效果和具有期望粒径的调色 剂颗粒的生产两者。氯化钠的含量例如是，1. 5质量％以上且5. 9质量％以下，因为抑制了 细颗粒的形成和调色剂的带电性的降低。
[0043] 调色剂颗粒的生产方法进一步包括将造粒过程中获得的聚合性单体组合物的颗 粒与第二水系介质混合的步骤，第二水系介质含有例如，基于分散稳定剂A为5. 0质量％ 以上且40质量％以下的分散稳定剂B。当第二水系介质以上述量含有分散稳定剂B时，补 充在造粒过程中不足的分散稳定剂，因而可以生产出具有更高平均长径比的调色剂。当分 散稳定剂B的含量是5. 0质量％以上且40质量％以下时，生产出具有高平均长径比的调色 剂。另外，可以抑制由于在聚合期间分散稳定剂B粘附至挥发性聚合性单体而导致的细颗 粒的数量增加。
[0044] 分散稳定剂A通过例如，将氯化钙水溶液和磷酸钠水溶液混合来制备。如由下式 (1)表示的，羟基磷灰石和为副产物盐的氯化钠由氯化钙和磷酸钠生产。羟基磷灰石是可 用于使聚合性单