图像载体和装置及采用图像载体记录图像的方法

专利名称：图像载体和装置及采用图像载体记录图像的方法
技术领域：
本发明涉及一种间接转印型图像记录装置和间接转印型图像记录方法，其中在图像载体上形成的调色剂图像转印到记录到记录介质或中间转印物上以记录图像；本发明还涉及用于这种图像记录装置和图像记录方法中使用的图像载体。特别是，本发明涉及采用电摄影记录技术、静电记录技术、电离记录技术、磁强记录技术等的图像记录装置和图像记录方法，及用于这种图像记录装置和图像记录方法的记录载体。
背景技术：
传统上说，间接转印型图像记录装置与图像直接记录在记录纸等记录介质上的喷墨打印机等不同，通常在这种间接转印型图像记录装置中，调色剂图像首先在图像载体上形成。图像载体上形成的调色剂图像转印到记录纸等上。转印的调色剂图像被固色而得到记录的图像。接着，在调色剂图像转印到如记录纸等的记录介质上之后，图像载体上残留的调色剂基本上被清洁装置回收和清除。例如，在电摄影图像记录装置中，通过充电步骤、曝光步骤、显影步骤、转印步骤、固色步骤、清洁步骤来记录图像。在充电步骤中，表面具有感光层的图像载体表面被均匀地充电。在曝光步骤，图像载体的充电表面用图像光照射而形成静电潜像。在显影步骤，调色剂粘附在静电潜像上而形成调色剂图像。在转印步骤，调色剂图像转印到记录介质上。在固色步骤中，记录介质上调色剂图像被固色。在清洁步骤中，转印步骤中图像载体上的残留调色剂被除去。在这些步骤的清洁步骤中，具有挠性的像胶刮刀或刷子压靠在图像载体的表面，以便回收在图像载体表面的残留调色剂，回收的调色剂积聚在回收容器中并周期性地清除。
在这种图像记录装置中，必须总是检测或测量积聚在回收容器中的回收调色剂的量，以便在回收容器充满调色剂之前清除或更换回收容器。此外，如果将图像记录装置小型化而不需要安装回收容器的较大空间，则鼓状图像载体的内部可以用作回收调色剂的空间。在这种情况下，必须根据回收的调色剂的质量来确定更换图像载体的时间。而且，从环保的观点出发，继续重新利用回收的调色剂。然而，回收的调色剂的重新利用涉及多个问题，如分离的问题，传递和再利用的能量问题，回收方法和存储场所的问题，等等。
为了解决上述问题，已经考虑了以下的方法(1)第一个方法是提高调色剂图像转印到记录介质的转印效率。如果转印到记录介质的效率提高，则图像载体上残留的调色剂相应的减少。因此，回收和处理的调色剂量也减少。(2)第二方法是从图像载体上回收残留调色剂并使残留的调色剂返回到显影装置，从而重新利用调色剂来显影。如果回收的调色剂都被利用，则不必清除调色剂。(3)第三方法是解决由残留调色剂导致的缺点而不必清洁图像载体。因此，不必通过清洁来回收残留调色剂，则可以防止产生废调色剂。
对于第一种提高转印效率的方法，提出了如下的技术。
(a)在JP-A-56-126872的公开技术中，增加形成用于转印的电场的面积，以提高转印效率。
(b)在JP-A-58-88770或JP-A-58-140769公开的技术中，在转印位置形成交替的电场。该交替的电场向图像载体上的调色剂施加力而使调色剂振动。因此，加速了调色剂与图像载体的分离。
(c)在JP-A-52-126230公开的技术中，超声波辐射到位于转印位置的图像载体上，而产生振动。因此，调色剂粒子的粘性力减少。
(d)在JP-A-2-1870、JP-A-2-81053、JP-A-2-118671、JP-A-2-118672或JP-A-2-157766公开的技术中，可剥离的硅颗粒等包含在显影剂中。这些颗粒位于调色剂和光敏体之间。因此，调色剂和光敏体之间的粘性力降低，从而增加调色剂的转印效率。
(e)在JP-A-1-134485公开的技术中，透明、无色的调色剂粘附在图像载体上形成的潜像上，有色的调色剂进一步投放并粘附在其上。随后进行显影。在由此所形成的调色剂图像中，大约转印了100％的有色调色剂。
尽管(a)(b)(c)所公开的每一种技术都显示出提高转印效率的效果，一定量的调色剂在转印后仍然残留在图像载体的后面。因此，这些技术对于减少废调色剂来说并不是很令人满意。
另一方面，在(d)公开的技术中，必须向显影剂中添加足量的可剥离颗粒，并且用可剥离颗粒均匀地涂覆调色剂。然而，实际上很难用可剥离的颗粒均匀地涂覆所有的调色剂。因此不能根除未充分涂覆的调色剂的存在。此外，即使所有的调色剂都均匀地涂覆有可剥离的颗粒，可剥离颗粒也会由于显影机所施加的诸如搅动、层厚控制等各种压力而脱离调色剂。因此，为了使调色剂均匀地涂覆有可剥离的颗粒，必须要获得一种不对调色剂赋予压力的显影机。然而，由于必须要添加大量的可剥离颗粒，可剥离颗粒会由于长时间使用而粘附到调色剂表面或载体表面，从而使显影剂的起电特性变差，或使自由的可剥离颗粒絮凝。因此，显影剂的流动性可减弱而导致不均匀显影。此外，添加了大量可剥离颗粒的调色剂流动性强，而使得潜色剂在转印时抵靠记录介质时很容易扰乱调色剂图像。因此，因转印扰乱图像的现象很容易发生。
此外，在(e)公开的技术中，大量透明无色的调色剂在调色剂图像转印后残留在调色剂图像后。除非在形成下一个图像之前清洁并除去透明无色的调色剂，否则图像载体的表面无法变得均匀。因此必须采用清洁装置来回收和清除透明无色的调色剂。因此，无法解决减少废调色剂的问题。
对于重新利用回收的调色剂的技术(2)，提出了如下的技术。在JP-A-54-121133公开的技术中，由清洁装置回收的调色剂通过传递路径返回到显影机而被重新利用。在JP-A-53-125027公开的技术中，清洁装置和显影机集成为一个整体，清洁装置回收的调色剂降落或传递到存储腔中，用于显影的调色剂积聚在存储腔中。此外，例如在JP-A-54-109842、JP-A-59-133573、JP-A-59-157661等中公开了一种将图像载体上残留的调色剂由显影机回收而不再设置清洁装置的技术。在这样的装置中，当先前的调色剂图像已经转印后而显影出图像时，滞留在背景部分的调色剂在显影区域的电场中转印到显影辊上而被回收。
在上述JP-A-54-121 133、JP-A-53-125047、JP-A-54-109842、JP-A-59-133573和JP-A-59-157661所公开的装置，回收的调色剂不会聚积，但在转印等时陷入的纸张灰尘等也会在显影机中回收。因此，纸张灰尘可能导致图像缺陷。此外，起电性质因调色剂的重复使用而产生波动，从而破坏图像密度的稳定性。因此，必须更换一个新的容纳在显影机中的显影剂并清除旧的调色剂。此外，当采用特殊的装置来将调色剂传送到显影机上时，则结构就变得复杂了。
在例如JP-A-3-172880中公开了不进行清洁步骤的上述技术(3)。通常，除非在转印后清洁图像载体，否则就会发生诸如残留调色剂在下一次图像形成步骤中印出的正“鬼影”或由残留调色剂的光遮蔽效应引起的负“鬼影”的问题。在JP-A-3-172880公开的上述技术中，调色剂的转印效率提高到80％或更高，从而防止“鬼影”形成。另一方面，JP-A-3-114063公开了残留调色剂的量不大于0.35mg/cm2，从而避免鬼影的产生。此外，另一出版物公开了如下的技术转印后残留的调色剂被刷子等扰乱，从而防止残留的调色剂产生任何鬼影。然而，为了在这种装置中令人满意地防止鬼影的产生或翳影的产生，必须类似地提高转印效率。
因此，对于能够一起解决属于技术(1)～(3)中问题的技术，提出了如下的一些方法以在图像载体的表面上形成颗粒或高脱离性涂层。
JP-A-57-23975公开了一种对图像载体的表面进行处理从而使图像载体涂覆高脱离性的硅的技术。此外，JP-A-57-8569公开了一种对图像载体的表面进行含氟聚合物处理的技术。
此外，JP-A-7-234592公开了如下的技术在中间转印机构的表面设置弹性层，而同时微颗粒牢牢地固定在中间转印机构的表面，微颗粒的粒径不大于调色剂粒径的一半。
此外，USP 5666193或JP-A-9-230717公开了如下的技术体积重量直径小于约3微米的颗粒部分地植入中间转印件的表面的弹性层上。
而且，JP-A-9-212010公开了如下的技术其中各具有小于调色剂的直径的颗粒基本上均匀地粘附在图像载体的表面，调色剂转印到颗粒上。
另外，JP-A-2000-206801公开了中间转印件具有无机涂层的技术。
然而，上述传统技术具有如下问题。即，在JP-A-57-23975或JP-A-57-8569公开的技术中，用高脱离性硅对图像载体的表面进行涂层处理，或对图像载体的表面进行含氟聚合物处理。在这样的技术中，初始转印率不能提高超过约95％，对转印率的改善有所限制。此外，存在的问题是受到硅涂层或含氟聚合物处理的表面随着时间的推移而被污染，从而使转印率逐渐变差。
另一方面，在JP-A-234592公开的技术中，初始转印率是足以令人接受的。然而，问题是牢牢地固着在中间转印机构表面的微颗粒随时间推移而脱离，从而使转印率不能长时间保持。
此外，在US 5666193或JP-A-9-230717公开的技术中，需要将颗粒确定地植入中间转印件表面的弹性层。然而，实际上很难将颗粒确定地植入中间转印件表面的弹性层。此外，与JP-A-7-234592公开的技术的情况相同，植入的颗粒随时间推移而脱离，从而使初始转印率和转印率的保持性都不太高。
另外，在JP-A-9-212010公开的技术中，其各自直径小于调色剂的颗粒基本上均匀地粘附到图像载体的表面，调色剂转印到颗粒上。初始转印率是足以令人接受的。然而，存在的问题是图像载体的表面由于机械应力脱离或由于与调色剂的粘性力而被去除，从而使转印率的保持性不足。
此外，在JP-A-2000-206801公开的技术中，中间转印件是无机涂层。与JP-A-57-23975或JP-A-57-8569中的情况相同，初始转印率不能提高超过95％。因此，存在的问题是对转印率的提高受到限制。
如上所述，为了最大程度减少要回收/清除的调色剂，或省略对调色剂的清除/处理，必须使转印率和其保持性都优于传统技术。此外，为了根除要清除的调色剂，必须明显地提高转印效率而即使在转印后残留调色剂未被清除也可以防止产生诸如鬼影、翳影等图像缺陷。

发明内容
因此，本发明旨在解决传统技术中存在的上述问题。本发明的目的在于提供一种图像载体，采用该图像载体的图像记录技术和图像记录方法，其中当调色剂图像转印到记录纸或中间转印件上时转印率大辐度提高，从而减少要回收/清除的调色剂；或另外，可以根据需要省去或简化清洁单元；可以最大程度地减少废调色剂的产生；进一步地长时间保持高转印效率。
为解决上述问题，本发明的图像载体及采用该图像载体的图像记录装置和图像记录方法的特征是带有调色剂图像的图像载体表面由一种对颗粒具有高附着性的材料形成，粒径小于调色剂的且其表面处理成疏水的，处理成疏水性的颗粒层设置在图像载体的表面。
使潜像可见的调色剂转印到颗粒层上。因此，调色剂层叠在颗粒层上而形成调色剂图像。通常，调色剂通过静电力(偶尔为受磁性吸引)粘附到图像载体上，但非静电的粘性力(如范德华力等)也作用在调色剂上。然而，如果如上所述在颗粒层上形成调色剂图像，就可能在调色剂粒子和图像载体之间形成间隙，或可能减少调色剂粒子与图像载体之间的接触面积。因此，诸如范德华力等非静电粘性力降低。因此，如果电场在转印时作用在调色剂粒子上，则调色剂粒子很容易由于静电力而被转印，从而可以以接近100％的高转印率转印。
为了使这种机理持续较长的时间，先决条件是在调色剂粒子和图像载体之间存在颗粒层。因此必须确保在图像载体的表面保持颗粒层。
因此，根据本发明，图像载体的表面由对颗粒具有高附着性的材料形成，粒径小于调色剂的尺寸，且颗粒的表面被处理成疏水的，处理成疏水性的颗粒层保持在图像载体的表面。
作为对处理成疏水性的颗粒具有高附着性的材料，例如可以存在疏水性处理剂。图像载体表面的活性集团，如-C＝O，-OH，-COOH等通常很容易与这些活性官能团具有联接功能的疏水性处理剂反应，从而在图像载体的表面形成疏水性官能团。另一方面，颗粒的表面也可以处理成疏水性的，从而在颗粒的表面也存在疏水性官能团。因此，具有高附着性的疏水性官能团由于范德华力等彼此吸引。故可以设想颗粒可以确实地保持在图像载体的表面。
作为表示这种附着性的另一种形式，可以采用SP(溶解度参数)值。已经证实SP值彼此接近的材料具有相互较高的附着性。此外，已经证实，如果颗粒疏水剂的SP值与图像载体材料的SP值之间的差值不大于1.1，颗粒的疏水剂与图像载体上的材料相互紧密接触，从而使其转印率和保持性都极高。
作为具有与颗粒高附着性的材料的另一种形式，可以是在150℃或更低温度沸腾的材料或者是在150℃或更低温度水解的材料。通过使用这种材料，可以在100℃或更低的相对低温(包括室温)对图像载体进行表面处理。因此，可以防止由于在表面处理步骤中的加热而出现橡胶材料热变形、多层结构元件的界面剥离等。这种界面剥离是由于在多层元件的组成材料中热膨胀系数的差别而引起的。结果是，可以对构成图像载体或中间转印件的任何材料进行处理。
满足这些性能要求的材料的例子包括六甲基二硅氮烷(SP值6.5，沸点126℃)，三甲基甲氧基硅烷(SP值6.7，沸点57℃)，甲基三甲氧基硅烷(SP值7.3，沸点102℃)，三乙基氯代硅烷(SP值7.8，沸点145℃)，三甲基溴代硅烷(SP值7.8，沸点80℃)等。
下面将通过示例描述用六甲基二硅氮烷的表面处理方法。
球形硅粉末(颗粒)事先用六甲基二硅氮烷进行表面处理，从而在表面具有(CH3)3Si-官能团，且平均粒径为150nm。一份重量的硅粉末混合搅拌到100份重量的六甲基二硅氮烷溶剂中。硅粉末和六甲基二硅氮烷溶剂都具有共同的(CH3)3Si-官能团。因此，硅粉末和六甲基二硅氮烷溶剂彼此具有很强的兼容性，从而使它们很容易分散。故，不产生沉淀，制备和应用溶液的工作容易进行。
利用辊涂敷器将该溶液施加到作为中间转印件的中间转印鼓上，在温度为22℃、湿度为55％的条件下空气干燥5小时，并进一步在100℃的干燥炉中热处理1小时。在空气干燥和热处理的过程中，作为溶剂的六甲基二硅氮烷与空气中的水分反应，从而被水解，并与中间转印鼓的表面层材料所含的活性官能团反应，从而在表面层形成(CH3)3Si-官能团。因此，硅粉末和中间转印件表面在固体层状态和溶液状态都具有共同的化学物质。因而可能形成高粘性的薄层。
尽管上述描述是针对六甲基二硅氮烷作为硅粉末的溶剂的情况进行的，硅粉末的处理剂及其溶剂不必是同一类型的。例如，即使采用上述硅粉末分散在三乙基氯代硅烷中的溶液作为涂层，也可以获得类似的效果。可以进行各种不同的组合。
此外，作为另一种形式，上述高附着性材料不必随后在图像载体表面形成。也就是说可以进行安排，从而使形成图像载体表面的材料相对高附着性材料具有低附着性，且高附着性材料分散到图像载体的表面材料中。通过这种安排，出现所谓的“渗漏”现象，从而使高粘附性材料逐渐流出图像载体的表面。因此，有可能获得与高粘附性材料施加到图像载体表面相同的效果。
下面对这一示例进行描述。例如，在采用丙烯酸树脂和硅数脂作为表面层材料的中间转印鼓中，Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.生产的KPN 3504或KBM 3103及KBM 7103事先添加到表面层材料中。这种溶液通过辊涂覆方法等施加，从而形成表面层。上述添加剂在涂层膜形成步骤(热处理步骤)中因为其是低分子量成分而漂移到表面层的表面。当上述用六甲基二硅氧烷进行表面处理的硅粉末分散到六甲基二硅氧烷中的溶液施加到添加剂已漂移到其表面的中间转印鼓上时，事先添加的添加剂与六甲基二硅氧烷反应而形成更牢固的表面处理层。顺便说一下，Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.生产的KPN 3504是氨基硅烷，KBM 3103是癸基三甲基硅烷，而KBM 7103是疏基丙基三甲氧基硅烷。
顺便说一下，所有转印到颗粒基本上均匀粘附的图像载体上的调色剂粒子不必总是转印到粘附到图像载体的颗粒上。如果大部分调色剂粒子转印到颗粒上，即使有一部分调色剂粒子直接转印到图像载体上，仍可以获得基本上与所有调色剂粒子转印到颗粒上的情况一样好的转印效果。
此外，当图像记录装置是一种具有感光层的图像载体被图像光照射从而形成潜像的装置，或是当图像记录方法是用图像光照射具有感光层的图像载体而形成潜像时，颗粒可以构成光传输材料。在这种情况下，在图像载体表面形成均匀颗粒层后，如果图像载体的表面被均匀充电并从上面的颗粒层用图像光照射，则可以形成准确的潜像。因此，由于调色剂的粘附而具体化的图像变得清晰。在这种情况下，相对于图像曝光所用波长的光来说，光传输性包括在有效传输性中。就是说，如果颗粒的粒径不大于用于图像曝光的光的波长的1/2，即使颗粒在材料结构上是不透明的，颗粒也不会妨碍曝光，这种颗粒包括在本发明所称的光传输颗粒中。
图像载体上的颗粒在该图像记录装置投入使用之前可以事先被均匀地转印，或者可以在该图像记录装置投入使用时在早期将颗粒通过颗粒供应机构供应到图像载体上。在这两种情况中，至少图像载体的表面必须事先涂覆有对处理成疏水性的颗粒具有高附着性的材料。
此外，优选的是，颗粒供应机构适当地补充与调色剂一起从图像载体转印到记录介质等上的颗粒，从而在形成图像时使颗粒基本上均匀地粘附到图像载体上。可以采用各种形式作为将颗粒转印到图像载体上的机构。例如，可以采用与显影机具有相同结构的机构，容纳粉末颗粒来代替彩色调色剂；或采用容纳包括调色剂和粉末的显影剂的机构，既起到颗粒供应机构的作用，也起到显影机的作用。这种起到颗粒供应机构和显影机作用的机构在形成潜像和转印调色剂之前的未形成潜像的状态就均匀地转印粉末。或者，该机构将包括在显影剂中的颗粒与调色剂一起同时转印到潜像载体上，从而形成或保持均匀的颗粒层。另一方面，作为使颗粒电附着在图像载体表面的方法，不同于上述具有与显影机相同结构的机构，还有一种方法是颗粒通过电场力似烟尘一样分散并粘附到图像载体的表面。作为使颗粒象烟尘一样分散并粘附到图像载体表面的手段，例如，方法是采用机械振动、空气、超声波或交替电场，或采用如下的方法，即，使颗粒附着到如辊子、刷子、网幅或漆刷等主体上，并且转动、振动或移动该带有颗粒的主体。或者，可以采用旋转刷、粒子在其中由磁力连接成穗状的磁性刷、由柔性弹性体制成的辊、毡、油漆刷等机械地摩擦颗粒。这种机械方法可以和上述电方法一起使用。
颗粒平滑机构与颗粒供应机构分开制备。由颗粒供应机构供应到图像载体上的颗粒并不总是均匀的。此外，颗粒具有随时间累积的趋势。在这种情况下，颗粒平滑机构是有效的。可以采用各种形式作为颗粒平滑机构。旋转刷、旋转辊、环形带等是优选的。具体地说，优选的是旋转刷、旋转辊或环形带是导电的，体积电阻率在106Ωcm到1013Ωcm的范围内，当旋转刷、旋转辊、环形带与图像载体具有速度差时，施加到旋转刷、旋转辊、环形带上的偏压范围为-1000V到+1000V。采用这种结构，效果是供应到图像载体上的颗粒的沉淀散开而被弄平滑。尽管该机构不十分被了解，但即使存在图像载体上的颗粒脱离的部分，颗粒供应到该部分上，在图像载体上对颗粒具有高粘附性的材料优先吸引颗粒。因此，其效果是颗粒层很容易修复。
或者，也可以采用另一种机构来作为颗粒平滑机构而无需提供特殊的颗粒平滑机构。作为也可用作颗粒平滑机构的装置或步骤，有清洁装置、暂时清洁装置、接触充电装置、接触转印装置等。在每一种情况下，这些装置在其原步骤的同时或不同时可以用作颗粒平滑器。在这些情形下，从上述描述明显看出，在每一种情况下与图像载体的速度差是有效的。此外，如果在图像载体之间存在速度差，例如在感光体和中间转印件等之间，图像载体以相同的方式起到颗粒平滑器的作用。采用其它元件同时作为颗粒平滑机构对于简化装置的构型具有很大的优点。
作为颗粒平滑机构的另一种形式，采取的方法是摩擦颗粒与上述颗粒分开供应。作为摩擦颗粒，可以以上述颗粒相同的方式采用尺寸比调色剂小的颗粒。然而，优选的是不限定摩擦颗粒的形状，或其表面是不光滑的。上述颗粒平滑机构还可以用作供应摩擦颗粒的机构。然而，摩擦颗粒的平滑能力很高，以使得在过多供应摩擦颗粒的情况下破坏成像装置的表面。因此，优选的是，摩擦颗粒通常以相对于调色剂以0.01％-1.0％范围内的重量比供应。作为供应摩擦颗粒的方法，可以以与上述颗粒相同的方式设置单独的供应装置，或者摩擦颗粒可以包含在显影剂中。
对于上述颗粒性质来说，优选的是体积电阻率设定在1×108Ωcm到1×1014Ωcm的范围内。通过使用满足这一条件的颗粒，即使图像载体和颗粒之间的粘性力降低，也可能减少从图像载体静电转印到记录介质等上的颗粒量。因此，颗粒层的保持性提供，从而稳定地获得良好的转印性能。下面将描述获得这种良好效果的原因。上述颗粒位于调色剂和图像载体之间，从而减少两者之间的粘性力。因此，颗粒具有改进转印效率的效果。在调色剂图像转印之后，大部分颗粒本身还留在图像载体上。然而，当调色剂图像转印时，部分颗粒与调色剂一起转印。这种趋势与粘附到图像载体上的颗粒的体积电阻率之间相互关联。也就是说，在转印调色剂图像时，体积电阻率高的颗粒更易于与调色剂一起转印。相反，体积电阻率低的颗粒易于留在图像载体上。这是因为颗粒的起电性能。如果粘附到图像载体表面的颗粒的体积电阻高，则颗粒在图像载体充电的步骤中很容易充电。例如，在图像载体的起电极性为负时，颗粒被充电为负。此时，颗粒电荷的电势低于图像载体的电势。然而，由于某些体积电阻率，其电势达到图像载体电势的百分之几到百分之十几。当以这种方式充以与图像载体的起电极性相同极性的颗粒在转印步骤中受到相反极性的转印电场，一部分颗粒通过静电力(库仑力)与调色剂一起转印。因此，如果颗粒的体积电阻率低，即如果体积电阻率低于1×1014Ωcm，防止不必要的充电，从而在转印时防止颗粒因库仑力而从图像载体的表面被转印。因此，可以保持图像载体的颗粒层。相反，如果颗粒的体积电阻率低于1×108Ωcm，通过图像载体的颗粒发生电荷转移。因此，如果图像载体是感光体，引起的缺陷是静电潜像不清楚(图像是模糊的)。
优选的是，图像载体的颗粒厚度不大于3μm，颗粒层形成1至5层。如果厚度增加，颗粒层易于不均匀而引起转印密度的不均匀。即使可以形成均匀的层，转印电场因颗粒层变弱，从而降低转印率。
与摩擦颗粒相反，球形或光滑表面凸形可以用作颗粒的形状。这是因为这种形状可以很容易地形成均匀的颗粒层，也就是说，图像载体和颗粒之间的接触很容易变得均匀，形成的颗粒层与调色剂之间的接触也很容易变得均匀，从而使转印率变得均匀。
对于要改进转印率的颗粒层，可以采用任何调色剂形状和任何调色剂粒径。然而，球形调色剂是更优选的。球形调色剂的调色剂粘性力是如此的低且均匀，以致于转印率很高。因此可以省略清洁器。
作为使本发明在使用中更有效的另一种形式，图像载体的表面由对处理成疏水性的颗粒具有高附着性的材料制成，具有处理成疏水性的颗粒的图像载体表面相对于纯水的接触角设定为不大于100°，优选不大于90°。在传统系统中，例如在JP-A-8-152786中，为了可以省去清洁单元，必须使感光体表面的接触角不小于90°。大接触角导致表面能量的降低。因此，对于调色剂，粘附变得困难。其结果是，转印效率提高。这听起来是符合逻辑的。另一方面，根据本发明人的敏锐调查，已经证实如果接触角不小于100°，初始转印率实际上是很好的，但由于尚不为人知的原因，其保特性并不很好。相反，已证实的是如果接触角不大于100°，初始转印率和保持性都非常好，特别是如果接触角不大于90°，上述性能则变得特别优秀。可以预计当图像载体的接触角不小于100°时，颗粒对于图像载体的粘性力弱而很容易分离。作为本发明的图像载体，可以采用如下的一种，其中处理成疏水性的颗粒设置在图像载体的表面，表面具有颗粒的图像载体的接触角不大于100°，特别是不大于90°。
作为使本发明在使用中更有效的另一种形式，还未涂覆对颗粒具有附着性材料的图像载体表面具有树脂层，图像载体的基体具有弹性。对颗粒具有附着性的材料更牢固且稳定地固定，从而使转印率的保持性变得更好。在这种情况下，图像载体的基体可以设定为JISA硬度不大于30°。调色剂与图像载体之间的粘性提高。因此，不仅在调色剂转印到图像载体上时，而且在调色剂从图像载体上转印时(如，当调色剂从作为中间转印件的感光体上转印时)，转印效率都有所提高。此外，在图像载体基体的微硬度在20°-60°范围内时也可获得相似的效果。
在这里，形成用于测量微硬度的微硬度测量仅，用于测量用传统的ASKER-C橡胶硬度测量仅等无法测量的小、薄、软橡胶的硬度。微硬度测量仅的测量值与传统硬度测量值相比具有微观测量部分表面附近的硬度信息。作为这种类型的微硬度测量仪，有KOBUNSHI KEIKI，CO.，LTD.生产的“微硬度计(MD-1型)”。该MD-1型硬度计在本发明中用作微硬度测量仅。


图1是本发明实施例1的图像记录装置的示意图；图2是本发明实施例1的图像记录装置的显影单元的示意图；图3A至3D为示出本发明实施例2的图像记录装置的图像记录过程的示意图；图4为本发明实施例2的图像记录装置的颗粒供应单元的示意图；图5是本发明实施例3的图像记录装置的示意图；图6是示出颗粒层厚度与转印残留调色剂密度之间关系的图表；图7是本发明实施例4的图像记录装置的示意图；图8是示出中间转印鼓的示意剖视图；图9是示出最终转印辊的示意剖视图；图10是示出图像载体表面接触角和转印残留调色剂密度之间关系的图表。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
实施例1图2示出本发明实施例1的图像记录装置。
该图像记录装置具有感光鼓101、充电器102、颗粒供应单元103、图像存入单元104、显影单元105、转印充电器106、分离充电器107、传送带110和去静电曝光单元108。感光鼓101在被均匀充电后是用图像光照射的图像载体，从而在表面形成静电潜像。充电器102设置在感光鼓101的外圆周上。充电器102是用于使感光鼓101的表面充电至预定电势的充电装置。颗粒供应单元103将光传输颗粒均匀地供应到感光鼓101的表面。图像存入单元104照射在图像数据的基础上用图像光照射感光鼓101的表面，从而形成静电潜像。显影单元105选择性地将调色剂转印到静电潜像上，从而使静电潜像可视。转印充电器106将感光鼓101表面的调色剂图像转印到由纸张导引件109供给的作为记录介质的纸张上。分离充电器107使已经转印了调色剂图像的纸张与感光鼓101的表面分离。传送带110将分离的纸张传送到未示出的固定单元。去静电曝光单元108去除已经与纸张分离的感光鼓101表面的静电。
感光鼓101设置成由未示出的驱动装置驱动而在箭头所示方向以预定的速度旋转。具有不同感光层的鼓可以用作感光鼓101。例如，可以采用具有由有机光导体(OPC)形成的感光层的鼓。
感光鼓101的表面由对颗粒具有高附着性的材料制成，该颗粒的尺寸小于调色剂且其表面已经处理成疏水性的。因此，如图3A-3D所示，处理成疏水性的颗粒层在感光鼓101的表面均匀地形成。
作为对处理成疏水性的颗粒具有高附着性的材料，例如可以使用疏水性处理剂。作为疏水性处理剂，希望是一种在150℃或更低温度下沸腾的材料，或是在150℃或更低温度下水解的材料。通过使用这种材料，可以在不超过100℃的较低温度(包括室温)下对图像载体的表面进行处理。因此，可以防止由于表面处理步骤的加热而产生橡胶材料的热变形，界面剥离等。这种界面剥离是由于构成多层感光层的各层间热膨胀系数差而引起的。其结果是，可以对构成图像载体或中间转印件的任何材料进行处理。
满足这些特性要求的材料的例子包括六甲基二硅氮烷(SP值6.5，沸点126℃)，三甲基甲氧基硅烷(SP值6.7，沸点57℃)，甲基三甲氧基硅烷(SP值7.3，沸点102℃)，三乙基氯代硅烷(SP值7.8，沸点145℃)，三甲基溴代硅烷(SP值7.8，沸点80℃)等。
例如，疏水性处理剂溶液施加到感光鼓101的表面。因此，感光鼓101的表面由对处理成疏水性的颗粒具有高附着性的材料形成。通常，如-C＝O，-OH，-COOH之类的活性官能团存在于感光鼓101的表面。这些活性官能团易于与具有和这些活性官能团联接功能的疏水性处理剂反应，从而在感光鼓101的表面形成疏水官能团。
另一方面，处理成疏水性的颗粒的例子包括SiO2、TiO2等。疏水性硅颗粒的例子包括以下列方式生产的高疏水性硅颗粒用烟化硅作为原材料，用有机氯硅烷(如甲基三甲氧基硅烷等)或有机硅氧烷(如聚三乙基氯代硅烷等)处理，从而将表面的硅醇官能团封离，其中烟化硅是通过采用挥发性硅化合物(如四氯化硅等)在蒸气状态燃烧水解而获得的；燃烧从电弧炉蒸发的一氧化硅而获得的电弧硅颗粒；表面的硅醇颗粒通过用六甲基二硅氮烷处理封离而产生的疏水硅颗粒；等。
可以改变使氧化钛颗粒表面疏水性的处理剂的种类，如硅、钛、铝、锌、钛酸盐、铝酸盐等联接剂，硅油等，或者可以适当地调整处理剂的加入量。
此外，作为处理成疏水性的颗粒，除了上述颗粒外还可以使用受到类似表面处理的氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、氧化铈等。
用如SP值来判定形成感光鼓101表面的材料是否对处理成疏水性的颗粒具有高附着性。已经证实SP值相互接近的材料彼此具有高附着性。当颗粒的疏水处理剂和感光鼓101表面材料之间的SP值的差不大于1.1时，颗粒和感光鼓101表面可以很好地相互紧密接触。因此，转印率和保持性如下所述变得非常好。
例如在制造感光鼓101时，处理成疏水性的颗粒层在感光鼓101的表面均匀地形成。然而，对上述描述没有任何限制的情况下，处理成疏水性的颗粒层可以在图像成形步骤前均匀地形成在感光鼓101的表面。
下面将通过实例描述制造感光鼓101时，采用六甲基二硅氮烷作为疏水处理剂来均匀地形成处理成疏水性的颗粒层的情况。
球形硅粉末(颗粒)事先用六甲基二硅氮烷进行表面处理，从而在表面具有(CH3)3Si-官能团，且其平均粒径为150nm，1份重量的上述硅粉末混合并搅拌到100份重量的六甲基二硅氮烷溶剂中。硅粉末和六甲基二硅氮烷溶剂具有共同的(CH3)3Si-官能团。因此，硅粉末和六甲基二硅氮烷溶剂具有很高的兼容性，从而很容易分散。因此，不产生沉淀而且容易制备和应用溶液。
该溶液通过辊涂敷器施加到感光鼓101上，在温度为20℃、湿度为55％的情况下空气干燥5小时，并且进一步在干燥炉中100℃下热处理1小时。在空气干燥和热处理的过程中，作为溶剂的六甲基二硅氮烷与空气中的水分处理从而水解，并与感光鼓101表面层的材料中所含的活性官能团反应，从而在该表面层上形成(CH3)3Si-官能团。因此，硅粉末和感光鼓101的表面在固体层状态和溶液状态下具有共同的化学物质。其结果是，可以形成高粘性的薄层。
为感光鼓101的表面均匀充电的充电器102将高电压施加到电极线上，从而在电极线和感光鼓101之间产生电晕放电。因此，感光鼓101的表面被均匀充电。顺便说，可以将诸如充电辊、充电刮刀，充电薄膜等的接触型充电器用作充电器102。
图像存入单元104具有在所形成的图像的宽度方向排列的大量发光元器件(LEDs)。这些发光元器件在图像信号的基础上通断，从而在被驱动转动的感光鼓101上进行图像曝光。作为图像存入单元104，无需多言，在扫描感光鼓101时，激光束可以在图像信号的基础上通断，从而在其上进行曝光。
如图2所示，显影单元105在显影单元壳体138中具有圆柱形显影辊131和显影剂调节件132。显影辊131设置成靠近感光鼓101并与其相对。显影剂调节件132调整显影辊131上的显影剂量。显影辊131由磁性辊140和非磁性中空圆柱形显影套筒139构成。磁性辊140在圆周方向具有多个磁极。显影套筒139绕显影辊140可转动地被支承。包括载体和调色剂的显影剂可以被磁性吸引到显影套筒139外圆周上并被传输。
此外，用于将显影剂供给显影辊131的叶片133设置在显影辊131后，第一搅拌室136和第二搅拌室137又在叶片133后形成。第一搅拌室136和第二搅拌室137分别带有第一螺旋推运器134和第二螺旋推运器135，用于在搅拌显影剂时在显影辊131的轴向传送显影剂。作为用在该显影单元105中的显影剂，采用磁性载体和显影剂的混合物。此外，外部的添加剂可以加入调色剂中。顺便说一下，要求采用大致球形的调色剂作为调色剂。
颗粒供应单元103具有与显影单元相同的结构。然而，作为磁性载体和光传输颗粒的混合物的颗粒进给剂代替显影剂(feed agent)容纳在颗粒供应单元101的内部。当最初未在感光鼓101的表面形成颗粒层时，颗粒供应单元103用于在图像成形操作的早期将颗粒均匀地供应到感光鼓101的表面，从而形成颗粒层。相反，当最初在感光鼓101表面形成颗粒层时，颗粒供应单元103在图像成形步骤中用于补充从感光鼓101的表面脱离的颗粒。
作为由颗粒供应单元103供应的颗粒，如上地采用那些类似于最初在感光鼓101表面形成颗粒层的颗粒。也就是说，作为颗粒，可以采用例如球形硅粉末，其事先用六甲基二硅氮烷进行表面处理而在表面具有(CH3)3Si-官能团，且平均粒径为150nm。
当感光鼓101用作图像载体时，上述颗粒在感光鼓101的表面形成均匀的一层。因此，颗粒必须具有足够好的光传输性，以便通过图像曝光形成静电潜像。当颗粒由光传输材料形成时，即使以如下的方式亦可以形成准确的潜像。也就是说，在感光鼓101的表面形成均匀的颗粒层之后，感光鼓101的表面被均匀充电，并用来自颗粒层上方的图像光照射。因此，由于调色剂的粘附而具体化的图像变得清晰。在这种情况下，光传输特性相对于在图像曝光中使用的波长的光而包括在有效传输特性中。即，如果颗粒的粒径不大于图像曝光所用光波长的1/2，即使颗粒在材料结构上是不透明的，颗粒也不会妨碍曝光。这种颗粒包括在本发明中引用的光传输颗粒中。
在上述结构中，在本实施例的图像记录装置中，通过下列方式可以在调色剂图像转印到记录纸或中间转印件上时大幅度提高转印效率，从而减少回收/清除的调色剂；或者另外，可以去除或简化清洁装置；可以最大限度地防止产生废调色剂；并且可以进一步长时间地稳定保持高转印效率。
也就是说，在如图1所示的本实施例图像记录装置中，感光鼓101在箭头方向上以预定的速度(如，圆周速度为160mm/s)驱动转动。感光鼓101的表面由充电器102均匀地充电而具有预定的极性和预定的电势(如，-550v)。在充电前或充电后，颗粒由颗粒供应单元103均匀地供应到感光鼓101的表面。在属于颗粒供应单元103的颗粒进给剂保持辊的表面，载体的磁性刷通过磁性辊的磁性力形成。球形硅粉末等形成的颗粒粘附在载体上。之后，磁性刷抵靠感光鼓101的表面，从而摩擦表面上的颗粒。因此，如图3A所示，在感光鼓101的表面形成基本均匀的颗粒层。此时，颗粒的粒径很小，从而使颗粒充电的电荷量也很小。因此，静电力的影响不大。
然而，感光鼓101的表面由对处理成疏水性的颗粒表面具有高附着性的材料形成，同时颗粒表面处理成疏水性的，从而使疏水性官能团也存在于颗粒的表面。因此，这些相互具有高附着性的疏水性官能团由于范德华力等而彼此吸引。因此，颗粒牢固地保持在感光鼓101的表面。
接着，如图3B所示，从颗粒层的上方用图像光照射与图像存入单元104相对的位置。所用的颗粒传输光，从而使感光鼓101的感光层的电荷由于曝光而减少。因此，潜像根据静电势的差而形成。该潜像移动到与显影单元105相对的位置。从显影辊131转印的调色剂113置于颗粒层上而粘附在那里，如图3C所示。因此，可以看到潜像。如此形成的调色剂图像通过转印单元106转印到记录纸114上，如图3D所示。由于调色剂113通过感光层111粘附到感光鼓101上，调色剂和感光鼓101之间的非静电粘性力(如范德华力等)减弱。因此，调色剂113很容易借助转印单元106产生的电场而分离，从而转印到记录纸114上。
在调色剂图像已经以这种方式转印到记录纸上以后，颗粒层111保持在感光鼓101上。在该图像记录装置中没有设置清洁单元。在颗粒层111保持在感光鼓101上时，开始下一个成像步骤。随后，颗粒从颗粒供应单元103上转移，从而在调色剂图像转印时，补充转印到记录纸上的颗粒。另一方面，如果调色剂转印率是100％，则不产生残余调色剂。然而，实际上，少量的调色剂仍保留在感光鼓101上。在下一个成像步骤，一些上述残留的调色剂被颗粒供应单元103回收，而另一些被显影单元105回收。此外，一些残留的调色剂达到转印位置，同时保持在感光鼓101上，并与下一个图像一起转印到记录纸上。
顺便说一下，可以在这种装置中转印充电器106的下游侧设置暂时的清洁单元或清洁单元。然而在这种情况下，如果感光鼓101上所有的颗粒都被回收，就存在大量的回收颗粒。因此，需要补充新鲜的颗粒。因此，作为清洁装置，必须采用在保持颗粒层的情况下只回收调色剂的单元，如通过电力只回收调色剂的单元，用刷子等通过较弱的力只回收调色剂的单元。
作为暂时清洁单元或清洁单元，例如可以采用旋转辊或环形带。旋转辊或环形带是导电的，体积电阻率在106Ωcm到1013Ωcm的范围内。-1000V到+1000V范围的偏压施加到旋转刷或环形带上。旋转刷或环形带设计成与感光鼓101具有速度差。
本发明人尝试性地制造了如图1所示的图像记录装置。随后进行实验，以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。所采用的图像载体中，分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。颗粒层的厚度是0.5μm，并采用球形颗粒。采用不限定形状的硅颗粒进行类似的实验。
其结果是，证实当采用球形颗粒时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度都非常低且令人满意，分别为0.01和0.04。另一方面，在采用不限定形状的硅颗粒时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度是令人满意的，分别为0.03和0.05。然而，已证实特别是在初始性能上，球形颗粒是更加优选的。
实施例2图4示出了本发明的实施例2。在实施例2中，颗粒供应机构的设计不同于实施例1。
在实施例2中，如图4所示，采用具有与图像载体101接触的旋转刷的颗粒供应单元203，代替在图1所示的图像记录装置中设置的颗粒供应单元103。在该颗粒供应单元203中，旋转刷231设置在用于容纳颗粒的壳体234的开口部分，用于将颗粒供应给旋转刷231的叶片232设置在旋转刷231后面。旋转刷231驱动而转动，从而使刷毛端在旋转刷231抵靠图像载体101的部分上以与图像载体101表面相同的方向运动。旋转刷231的速度确定为使刷毛端以略高于图像载体101的圆周速度移动。与图1所示装置所用的相同颗粒(即，表面处理成疏水性的颗粒)容纳在颗粒供应单元203中。注意不混合载体。该图像记录装置的其它结构，即该图像记录装置采用的图像载体101、充电器102、图像存入单元104、显影单元105、转印充电器106、分离充电器107、纸张导引件109、传送带110与图1所示图像记录装置中所采用的相同。
在这种图像记录装置中，容纳在颗粒供应单元203的壳体234中的颗粒通过叶片232撒在旋转刷231的刷毛端上并粘附在那里。随后，颗粒抵靠平行于旋转刷231的杆状件233上，从而刷下过量的颗粒。之后，颗粒被传送到与图像载体101接触的部分。在该接触部分，旋转刷231的刷毛端被图像载体101的表面摩擦，从而使颗粒粘附到图像载体101的表面上。此时，在颗粒和图像载体101之间作用较大的电力，但粒径太小，从而使非电粘性力强烈作用于颗粒。因此，颗粒粘附到图像载体101的表面，从而形成颗粒层。之后，从该颗粒层的上方用图像光照射图像载体101的表面，从而以与图1所示图像记录装置相同的方式形成调色剂图像并转印。因此，可以获得高转印率。
本发明人尝试性地制造了采用图4所示的颗粒供应单元的图1的图像记录装置。随后进行实验以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。所采用的图像载体中，分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。此外，作为颗粒供应单元，采用表面经过油处理的硅颗粒(直径50nm)供应到感光鼓101表面。
其结果是，证实当表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度都非常低且令人满意，分别为0.03和0.05。
另外，本发明人尝试性地制造了采用图1的显影单元同时作为颗粒供应单元的图像记录装置，而没有设置任何特殊的颗粒供应单元。随后进行实验，以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。所采用的图像载体中，分散有0.15μm的硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。此外，在所采用的显影单元的显影剂中，钛颗粒和表面受到过油处理的硅颗粒(直径50nm)混合在一起。顺便说一下，对于表面受到油处理的硅颗粒来说，粒径是50nm，与调色剂混合的重量比是0.5wt％。对于钛颗粒来说，粒径是40nm，与调色剂混合的重量比是0.35wt％。
其结果是，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度为0.05，转印1万次后的转印残留密度为更低的0.04。因此，已证实分散在显影单元的显影剂中的钛颗粒和表面油处理的硅颗粒被逐渐供应，从而随时间推移而获得优异的转印特性。
此外，本发明人尝试性地制造了图1所示的图像记录装置。该图像记录装置不仅带有图4所示的颗粒供应机构，而且还带有其中不容纳颗粒而作为颗粒平滑机构的图4的颗粒供应机构。随后进行实验，以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度。所采用的图像载体中，分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。此外，采用其中未容纳颗粒的图4的颗粒供应单元，作为颗粒平滑机构。另外，作为OPC感光体上的颗粒，供应表面受到油处理的硅颗粒(粒径50nm)。颗粒平滑机构的刷子的电阻为1010Ωcm。刷子以相当于OPC感光体速度1.5倍的速度(圆周速度)转动。顺便说一下，还采用电阻为106Ωcm、1013Ωcm。105Ωcm和1014Ωcm的刷子作为颗粒平滑机构的刷子来进行实验。
其结果是，当电阻为1010Ωcm的刷子作为颗粒平滑机构的刷子时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度较低，分别为0.01和0.03。因此，已经证实随时间的推移可以获得优异的转印特性。另外，当电阻为106Ωcm和1013Ωcm的刷子作为颗粒平滑机构的刷子时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度较低，分别为0.01和0.03。因此，已经证实，随时间的推移可以获得优异的转印特性。然而，当电阻为105Ωcm和1014Ωcm的刷子作为颗粒平滑机构的刷子时，开始出现图像缺陷。因此证实这些刷子是不合适的。
此外，本发明人尝试性地制造了图1所示的图像记录装置。该图像记录装置带有图4所示的颗粒供应机构，但采用弹性辊来代替刷子。随后进行实验，以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度。所采用的图像载体中，分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。此外，在所用的颗粒供应单元中，表面受到油处理的硅颗粒(直径50nm)供应到感光鼓101表面。另外，弹性辊的表面材料为基于碳分散体的PVDF，表面材料的电阻为1010Ωcm。弹性辊以相当于OPC感光体速度1.1倍的速度(圆周速度)转动，顺便说一下，还采用电阻为106Ωcm、1013Ωcm。105Ωcm和1014Ωcm的辊作为颗粒平滑机构的刷子来进行实验。
其结果是，当电阻为1010Ωcm的辊作为颗粒供应机构的辊时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度较低，分别为0.02和0.05。因此，已经证实随时间的推移可以获得优异的转印特性。另外，当电阻为106Ωcm和1013Ωcm的辊作为颗粒供应机构的辊时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度较低，分别为0.02和0.04。因此，已经证实，随时间的推移可以获得优异的转印特性。然而，当电阻为105Ωcm和1014Ωcm的辊作为颗粒供应机构的辊时，开始出现图像缺陷。因此证实这些辊是不合适的。
此外，本发明人尝试性地制造了图像记录装置。该图像记录装置不采用图4所示的颗粒供应机构，而是采用在图1所示的显影单元的显影剂中含有摩擦颗粒的颗粒供应机构。随后进行实验，以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。所采用的图像载体中，分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。此外，采用的显影剂中，所含的粒径为0.65μm的氧化铈作为摩擦颗粒(与调色剂的重量比为0.5wt％)。另外，作为在OPC感光体表面的颗粒，供应表面受到油处理的硅颗粒(粒径为50nm)。而且，在所用的调色剂中，表面受到油处理的硅颗粒(粒径50nm)以相对于调色剂为0.5wt％的重量比混合，钛颗粒(粒径40nm)以相对于调色剂为0.35wt％的重量比混合。
其结果是，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度非常低，分别为0.01和0.02。因此，已经证实随时间推移可以获得优异的转印特性。
实施例3图5示出了本发明的实施例3。在实施例3中，在图像载体上形成的调色剂图像不直接转印到记录介质上。在依次形成在图像载体上的不同颜色调色剂图像彼此紧接着排列在中间转印件上的情况下进行主转印。在主转印之后进行辅助转印，从而使转印到中间转印件上的调色剂图像一次全部地转印到记录介质上。
该图像记录装置形成了全色图像。该图像记录装置具有感光鼓401、充电器402、图像存入单元404、四个显影单元405Y、405M、405C和405K象环形带的中间转印带411、转印辊406、第二转印辊415和传送带410。感光鼓401在其表面具有感光层。充电器402使感光鼓401均匀地充电。图像存入单元404用图像光均匀地照射充电的感光鼓401，从而在感光鼓401的表面形成静电潜像。显影单元405Y、405M、405C和405K分别容纳黄、深红、青、黑色显影剂。中间转印带411铺开而环绕多个辊412、413、414和415，同时与感光鼓401接触。转印辊406将感光鼓401的表面形成的调色剂图像转印到中间转印带411上。第二转印辊415将中间转印带411上形成的调色剂图像转印到沿纸张导引件409传送的记录纸上。传送带410传送其上已经转印了调色剂图像的记录纸。
四个显影单元405Y、405M、405C和405K由被驱动旋转的一个基部405a支承。显影单元405Y、405M、405C和405K依次靠近感光鼓401并与其相对，从而使调色剂对应相应的颜色转印到显影图像上，而形成可视图像(调色剂图像)。下列显影剂用于显影单元。载体与图1所示的图像记录装置所用的相同。调色剂具有相同的粘合剂和相同的平均粒径，但不同的染剂对应地用于调色剂。此外，粒径为50nm的硅微粒粉末用作外部增加剂，并被混合而使得在调色剂表面的涂覆率达到50％。
中间转印带411为135μm厚的环形带，其中炭黑已经分散在聚碳酸酯中。中间转印带411的电阻值在108Ω到109Ω的范围内。中间转印带411和感光鼓401在图中箭头所示的方向上分别以160mm/s的圆周速度驱动。这些部件都不带有清洁单元。
图像记录装置利用感光鼓401的初始循环作为黄色显影单元的模糊方式，随后依次在感光鼓401上形成对应颜色的调色剂图像。随后，调色剂图像紧接地位于中间转印带411上并转印到其上。图像记录装置如下地工作。感光鼓401被驱动转动，并由充电器402均匀地充电。之后，感光鼓401移动到与黄色显影单元405Y相对的位置而不经历图像曝光。此时，硅的细微粉末被基本上均匀地转印。硅细微粉末的表面已经以与实施例1相同的方式处理成疏水性的。之后，用来自颗粒层上方的图像光照射感光鼓401，从而形成潜像。该潜像通过黄色显影单元405Y而变成可视的，调色剂图像通过转印辊406转印到中间转印带411上。此时，由于在颗粒层上形成调色剂图像，调色剂图像的转印率接近100％。
感光鼓401对于青、深红、黑各色还经历以下的各步骤由充电器402充电；用图像光照射；形成调色剂图像；将调色剂图像转印到中间转印带411上。因此，四色调色剂图像已经紧挨着排列于其中的全色图像在中间转印带411上形成。该全色调色剂图像通过第二转印辊415一次全部转印到记录纸上。因此而获得全色记录图像。在这种图像记录装置中，可以形成极好的全色图像，而无需提供清洁单元且无需回收感光鼓401上的残留调色剂。
顺便说一下，在该装置中，从显影单元405Y、405M、405C和405K转印到感光鼓401上的一部分颗粒转印到中间转印带411上，从而在中间转印带411上形成颗粒层。因此，也提高了从中间转印带411到记录纸的转印效率。然而，如果提高的转印效率不令人满意的话，可以设置用于向中间转印带411的表面供应颗粒的颗粒供应单元。顺便说一下，在这种情况下，中间转印带411的表面应该由对表面处理成疏水性的颗粒具有高附着性的材料形成。
本发明人尝试性地制造了采用图5所示的图像记录装置。随后进行实验以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。该投入使用的图像记录装置具有以下特点感光体OPC(84mm)图像存入单元激光ROS(600dpi)处理速度160mm/s潜像电势背景部分-550V
图像部分-150V显影辊固定的磁体和旋转套筒系统磁体的磁通密度500G(在套筒上)套筒直径25mm套筒旋转速度300mm/s感光体和显影辊之间的距离(DRS)0.5mm显影剂调节件和显影辊之间的距离0.5mm显影偏压DC元件-500VAC元件1.5KV P-P(8KHz)调色剂5wt％的炭黑分散到聚酯中显影剂粒径7.5μm摩擦学25μc/g中间转印带135μm厚的炭黑分散在聚酰胺中主转印电压400V辅助转印电压2000V其中分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到如此设置的中间转印带411上。此外，0.15μm的硅颗粒分散在SP值不同的其它疏水性处理剂溶液中，且溶液分别施加到中间转印带411上。
其结果是，当改变带的表面材料时，该材料与颗粒之间SP值的差变化。那么已经证实当SP值的差为0时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度很低且是令人满意的，分别为0.01和0.04。此外，已经证实当SP值的差为0.9或1.1时，在两种情况下表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度都为0.01，转印1万次后的转印残留密度很低且令人满意，为0.04或0.05。然而，当SP值的差超过1.1达到1.3时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度是令人满意的，为0.01，而转印1万次后的转印残留密度上升为0.10。因此，证实转印效率变差。
其原因被认为是如下所述。如果带表面材料和颗粒之间的SP值的差变大，则颗粒在带表面的保持性逐渐降低，从而使带表面的颗粒层减少。因此，转印效率变差。
已经证实图像载体或中间转印件的表面和颗粒之间的SP值的差必须限制在1.1或更小，以便保证高的初始调色剂图像转印率并长时间地保持高转印率。
接着，本发明人尝试性地制造如图5所示的图像记录装置。随后进行实验以考察颗粒层厚度与调色剂图像转印性能之间的关系。
粒径为0.15μm的硅颗粒分散在六甲基二硅氮烷溶液中，该溶液施加到中间转印带411上。干燥被涂覆的中间转印带411。之后，制备颗粒层厚度不同的各种试件，从而使颗粒层的最大厚度达到10μm。
对于评价转印性能的条件，显影在纸张的固体图像上以约6mg/cm2进行，此时的转印率和30％半调色剂图像的转印图像质量可见地进行评价。为了简化，保留在中间转印带411上的调色剂转印到胶带上，并且测量调色剂的密度作为转印率(除去胶带密度)。
图6示出了上述实验的结果。
如图6所示，已经证实为了抑制转印残留调色剂密度不大于设计的目标值0.06，希望颗粒层的厚度不大于3μm。
实施例4图7示出了本发明的实施例4。在实施例4中，设置了多个图像载体，在这些载体上形成不同颜色的调色剂图像。在图像载体上形成的多个彩色调色剂图像并不直接转印到记录介质上。在图像载体上依次形成的不同颜色的调色剂图像中，在两个图像载体上形成的不同颜色调色剂图像相互紧挨着排列在第一主中间转印件上，从而在该状态下进行主转印。同时，在另两个图像载体上形成的不同颜色调色剂图像相互紧挨地排列在第二主中间转印件上，从而在该状态下进行主转印。之后，分别相互紧挨地排列在第一和第二主转印件上的主转印的调色剂图像相互紧挨地排列在辅助中间转印件上，从而在该状态下进行辅助转印。此外，在辅助中间转印件上相互紧挨的辅助转印调色剂图像一次全部地第三次转印到记录纸上。
如图7所示，该图像记录装置的主要部分包括成像单元1、2、3、4，分别具有用于黄(Y)、深红(M)、青(C)、黑(K)的感光鼓(图像载体)11、12、13和14；充电辊(接触型充电单元)21、22、23和24，用于分别与感光鼓11、12、13、14接触而进行主充电；未示出的ROS(曝光单元)，用于发射用于对应的黄(Y)、深红(M)、青(C)、黑(K)的激光束31、32、33和34；显影单元41、42、43和44，用于采用对应的黄(Y)、深红(M)、青(C)、黑(K)的调色剂而使感光鼓11、12、13、14上形成的静电潜像显影；第一主中间转印鼓(中间转印件)51，与四个感光鼓11、12、13、14中的两个感光鼓11和12接触；第二主中间转印鼓(中间转印件)52，与四个感光鼓11、12、13、14中的另两个感光鼓13和14接触；辅助中间转印鼓(中间转印件)53，与第一和第二主中间转印鼓51和52接触；最后转印辊(转印件)60，与辅助中间转印鼓53接触。
感光鼓11、12、13、14以预定的间隔设置，从而具有共同的相切平面M。此外，第一和第二主中间转印鼓51和52设置成使它们的转轴平行于感光鼓11、12、13、14的轴线，且转轴相对于预定的对称平面具有平面对称关系。此外，辅助中间转印鼓53设置成其转轴平行于感光鼓11、12、13和14的转轴。
响应每一种颜色的图像信息的信号由未示出的图像处理单元扫描并供给未示出的激光光学单元。在该激光光学单元，对应青(C)、深红(M)、黄(Y)、黑(K)的激光束31、32、33和34在各颜色的图像信息的基础上被调制，且用激光束31、32、33和34照射对应的颜色感光鼓11、12、13、14。
环绕感光鼓11、12、13、14，对每一种颜色进行基于公知电摄影系统的成像过程。首先，例如采用直径20mm的OPC感光体的感光鼓用作各感光鼓11、12、13、14。这些感光鼓11、12、13、14以例如表面速度为95mm/sec的转速由下面将描述的旋转体的驱动单元驱动转动。如图7所示，大约-840V的DC电压作为接触型充电单元施加到充电辊12、22、32和42上，从而使感光鼓11、12、13、14的表面被充电至如约-300V。顺便说一下，作为接触型充电单元，可以包括转子型的，薄膜型的、刷型的等，但也可以采用任何其它类型的充电单元。在该实施例中，采用近年来已在电摄影成像装置中广泛使用的充电辊。此外，尽管在该实施例中采用只施加DC的充电系统来给感光鼓11、12、13、14的表面充电，也可以使用施加AC和DC的充电系统。
这之后，通过作为曝光单元的未示出激光光学单元，用对应青(C)、深红(M)、黄(Y)和黑(K)的激光束31、32、33和34照射感光鼓11、12、13、14的表面。因此，形成响应对应颜色的输入图像信息的静电潜像。当静电潜像通过激光光学单元写入感光鼓11、12、13、14时，感光鼓11、12、13和14的图像曝光部分的表面电势去静电而达到如约-60V或更低。
此外，在感光鼓11、12、13、14的表面形成的对应青(C)、深红(M)、黄(Y)和黑(K)各色的静电潜像由对应颜色显影单元41、42、43和44分别显影。因此，静电潜像在对应感光鼓11、12、13、14上可视化而形成为青(C)、深红(M)、黄(Y)、黑(K)各色的调色剂图像。
尽管在本实施例中为显影单元41、42、43、44采用磁性刷接触型两件式显影系统，但本发明应用的范围并不限于这种显影系统。无需多言，本发明还可以令人满意地应用于其它显影系统，如非接触式显影系统等。
显影单元41、42、43和44充满分别由青(C)、深红(M)、黄(Y)、黑(K)的不同颜色调色剂构成的显影剂。如果调色剂由未示出的调色剂供应单元供给显影单元41、42、43或44，用螺旋推进器40d将供给的调色剂与载体充分地混合从而被第三次充电。在显影辊40a中，固定地设置磁性辊(未示出)，磁性辊中以预定的角度设置有多个磁极。通过将显影剂传送到显影辊40a的叶片40b而传送到显影辊40a表面附近的显影剂由显影剂量调节件40b调节传送到显影部分的量。在该实施例中，显影剂的量在30g/m2到50g/m2的范围内。此外，此时显影辊40a上存在的调色剂的充电量在大约-20μc/g到35μc/g的范围内。
供应到显影辊40a上的调色剂通过磁性辊的磁力形成由载体和调色剂构成的磁性刷。该磁性刷抵靠感光鼓11、12、13或14。AC和DC显影偏压施加到显影辊40a上，从而使显影辊40a上的调色剂显影在感光鼓11、12、13、14上形成的静电潜像上。从而形成调色剂图像。在该实施例中，AC显影偏压为4KHz，1.5KVpp，DC为约-230V。
顺便说一下，该实施例设计成具有向图像载体的表面供应粒径小于调色剂的颗粒的颗粒供应机构。然而，颗粒供应机构设计成由显影机构构成，用于在显影的同时供应颗粒。
也就是说，在该实施例中，开始时表面处理成疏水性的颗粒层以与实施例1相同的方式均匀地形成在感光鼓11、12、13和14、第一和第二主中间转印辊51和52、辅助中间转印鼓53的每一个的表面。然而，存在这样的情况，通过转印调色剂图像的步骤，保留在感光鼓11、12、13、14、第一和第二主中间转印鼓51和52、辅助中间转印鼓53的每一个上的一部分颗粒随调色剂图像一起转印到另外的中间转印鼓或记录纸上，从而被分离。
因此，通过显影单元41、42、43和44，颗粒被辅助性地供应到感光鼓11、12、13和14等的表面，一部分颗粒已经从这些表面脱离。为此，预定密度的颗粒和调色剂容纳在显影单元41、42、43和44中。在显影步骤前的供应颗粒步骤中，颗粒由显影单元41、42、43和44转印到感光鼓11、12、13、14的表面，特别是一部分颗粒已经脱离的感光鼓11、12、13、14的表面。因此，可以长时间地保持均匀的颗粒层。
此外，该实施例设置颗粒平滑机构，用于均匀地平滑粒径小于调色剂且已供应到图像载体表面的颗粒。
颗粒平滑机构例如由旋转刷构成。该旋转刷是例如导电刷，其设计成体积电阻在106Ωcm到1013Ωcm的范围内，并被供给-1000V到+1000V的范围内的偏压，且其与图像载体具有速度差。
或者，颗粒平滑机构可以由旋转辊或环形带代替旋转刷构成。旋转辊或环形带为导电辊或导电环形带刷，设计的体积电阻在106Ωcm到1013Ωcm的范围内，并被供给-1000V到+1000V范围内的偏压，且其与图像载体具有速度差。
在该实施例中，作为颗粒平滑机构，采用称为翻新器(refresher)的皙时清洁单元，用于暂时清洁感光鼓11、12、13和14、第一和第二主中间转印鼓51和52、辅助中间转印鼓53的表面。该暂时清洁单元由在感光鼓11、12、13、14等的表面上刮扫极少量残留调色剂从而去除残留调色剂的旋转刷构成。该旋转刷例如是导电刷，体积电阻在106Ωcm到1013Ωcm的范围内，优选在107Ωcm到109Ωcm的范围内，被供给-1000V到+1000V范围内的偏压，优选在+100V到+400V范围内，且其以驱动的速度不同于感光鼓11、12、13、14等表面的速度驱动而转动。
此外，颗粒平滑机构可以由充电辊构成，其为接触型充电器，且与图像载体具有速度差。或者，颗粒平滑机构可以由充电/清洁机构构成，用于抵靠图像载体的表面，从而为图像载体的表面充电，同时清洁图像载体的表面并光滑颗粒。在这种情况下，充电/清洁机构与图像载体具有速度差。此外，颗粒平滑机构可以由充电/暂时清洁机构构成，用于抵靠图像载体的表面，从而为图像载体的表面充电，同时暂时清洁图像载体的表面并光滑颗粒。在这种情况下，充电/清洁机构与图像载体具有速度差。
此外，颗粒平滑机构可以由相互抵靠的图像载体或中间转印件之一构成，图像载体和中间转印件之间存在速度差。在这种情况下，例如，在相互抵靠的图像载体和中间转印件之间形成约1％的速度差。
而且，颗粒平滑机构可以由作为转印机构的最终转印辊60构成，用于抵靠图像载体或中间转印辊，从而将图像载体或中间转印件表面上形成的调色剂图像转印到记录纸上。在这种情况下，最终转印辊60与图像载体或中间转印件具有速度差。
此外，在该实施例中，摩擦颗粒包含在显影单元41、42、43、44的显影剂中。主要采用无机金属氧化物作为摩擦颗粒。这种无机金属氧化物的例子包括碳化硅、氧化钛、铝酸盐、碳酸钙、碳酸镁、氧化铈等。
接着，在感光鼓11、12、13、14上形成的青(C)、深红(M)、黄(Y)和黑(K)各色的调色剂图像静电主转印到第一和第二主中间转印鼓51和52上。在感光鼓11和12上形成的青(C)和深红(M)色的调色剂图像转印到第一主中间转印鼓51上。在感光鼓13和14上形成的黄(Y)和黑(K)色的调色剂图像转印到第二主中间转印鼓52上。因此，在第一主中间转印鼓51上形成由感光鼓11或12转印的单色图像，和由感光鼓11和12转印的两种颜色调色剂图像已经彼此紧挨着排列的双色图像。另一方面，在第二主中间转印鼓52上类似地形成来自感光鼓13和14的单色图像或双色图像。
将调色剂图像从感光鼓11、12、13、14静电地转印到第一、第二主中间转印鼓51、52上的表面电势近似在+250V到+500V的范围内。该表面电势根据调色剂的充电状态、环境温度或湿度设定为最优值。通过检测具有电阻值随环境温度或湿度变化的特性的元件的电阻值，就可以很容易地知道环境温度或湿度。如上所述，当调色剂的充电量为-20μc/g到35μc/g，且在室温和正常湿度的情况下，希望第一和第二主中间转印辊51和52的每一个的表面电势为+380V。
例如，该实施例中所用第一和第二主中间转印鼓51和52中每一个的外径为42mm，电阻值为108Ω。第一和第二主中间转印鼓51和52中每一个为旋转的圆柱体，由一层或多层构成，且其表面具有柔性或弹性。如图8所示，在由铁、铝等构成的作为金属芯的金属管51a和52a上，分别设置有由导电硅橡胶等构成的约0.1-10mm厚的低电阻弹性橡胶层51b和52b(R＝102～103Ω)。此外，在第一和第二中间转印鼓51和52的最外表面上，通常地，其中已经分散了氟树脂颗粒的氟橡胶形成为3-100μm厚的高度可脱开层51C和52C(R＝105-109Ω)，并且由硅烷联接剂的粘合剂51d和52d(首层)粘合。此处，电阻值和表面可脱开性是重要的。对材料没有特殊的限制，只要高度可脱开层的材料的电阻值约为R＝105～109Ω，并具有高度的可脱开性就可以。
以这种方式，第一和第二主中间转印鼓51和52上形成的单色或双色调色剂图像静电地转印到辅助中间转印鼓53上。因此，在辅助中间转印鼓53上形成由单色图像到青(C)、深红(M)、黄(Y)和黑(K)的四色图像的最终调色剂图像。
将调色剂图像从第一和第二主中间转印鼓51和52转印到辅助中间转印鼓53所需的表面电势大约在+600V到+1200V的范围内。采用与图像从感光鼓11、12、13、14转印到第一和第二主中间转印鼓51和52上相同的方式，该表面电势根据调色剂的充电状态、环境温度或湿度设定为最优值。由于转印要求第一和第二主中间转印鼓51、52与辅助中间转印鼓53之间存在电势差，必须根据第一和第二主中间转印鼓51和52的表面电势确定辅助中间转印鼓53的取值。如上所述，当调色剂的充电量在-20μc/g到35μc/g，在室温和正常湿度的环境下，且当第一和第二主中间转印鼓51、52的表面电势为约+380V时，希望辅助中间转印辊53的表面电势设定为约+880V，即第一和第二主中间转印鼓51、52与辅助中间转印辊53之间的电势差设定为约+500V。
例如，该实施例中所用的辅助中间转印辊53的外径为42mm，与第一和第二主中间转印鼓51和52中的每一个一样大，且电阻值约为1011Ω。此外，辅助中间转印辊53为旋转的圆柱体，由一层或多层构成，且其表面具有柔性或弹性，其构成方式与第一和第二主中间转印鼓51和52相同。一般说来，由铁、铝等构成的作为金属芯的金属管设置有由导电硅橡胶等构成的约0.1～10mm厚的低电阻弹性橡胶层(R＝102～103Ω)。此外，在辅助中间转印鼓53的最外表面，通常地，其中已经分散了氟树脂颗粒的氟橡胶形成为3-100μm厚的高度可脱开层，并且由硅烷联剂的粘合剂(首层)粘合。此处，辅助中间转印鼓53的电阻值必须设定为高于第一和第二主中间转印鼓51和52中的每一个。如果不是这样，则辅助中间转印鼓53会给第一和第二主中间转印鼓51和52充电，从而难以控制第一和第二主中间转印鼓51和52的表面电势。对材料没有特殊的限制，只要材料满足上述条件就可以。
接着，形成在辅助中间转印鼓53上的从单色图像到四色图像的最终调色剂图像第四次转印到转印纸上，转印纸借由最终转印辊60通过纸张传递路径P。该纸张通过未示出的纸张进给步骤通过纸张传递辊90，从而进给到辅助中间转印辊53和最终转印辊60。在该最终转印步骤，在纸张上形成的最终调色剂图像由固色单元70固色。因此，一系列的成像过程结束。
例如，最终转印辊60的外径为20mm，电阻值为108Ω。最终转印辊60成形为由聚胺酯像胶等构成的涂层62设置在金属轴61上，并且根据需要对其上进行涂覆，如图9所示，施加到最终转印辊60上的电压最优值根据环境温度、湿度、纸张种类(电阻值等)而变化。优选值大约在+1200V到+5000V的范围内变化。在该实施例中，采用恒定的电流系统，在室温和正常湿度的环境下施加大约+6μA的电流，从而获得基本上正确的转印电压(+1600～+2000V)。
顺便说一下，通过设定电势梯度，辅助中间转印鼓53上的残留显影剂在清洁步骤收集到最终转印辊60中。随后，收集的残留调色剂由与最终转印辊60表面压接触的清洁单元80的清洁刮刀801等除去。
本发明人尝试性地制造了如图7所示的图像记录装置，随后进行实验以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。在所采用的图像载体中，分散有0.15μm硅颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。颗粒层的厚度为0.5μm，并采用球形颗粒。此外，采用如图8所示基体由3mm厚的硅像胶(JISA硬度30°)形成的中间转印鼓。在该中间转印鼓中设置氟树脂层(20μm厚)作为表面层。中间转印鼓的微硬度为45°。顺便说一下，采用KOBUNSHI KEIKI CO.，LTD制造的“微硬度计(MD-1型)”测量微硬度。
其结果是，证实表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度非常低，且令人满意，分别为0.01和0.02。
本发明人尝试性地制造了如图7所示的图像记录装置。随后进行实验以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度，和转印1万次后的转印残留密度。在所采用的图像载体中，分散有40nm二氧化钛颗粒的六甲基二硅氮烷溶液施加到OPC感光体上。作为二氧化钛颗粒，采用电阻值可以多种变化的那些。二氧化钛颗粒层的厚度为0.5μm，所采用的二氧化钛颗粒的电阻值分别为1010Ωcm，108Ωcm，1014Ωcm，107Ωcm。
其结果是，当二氧化钛颗粒层的厚度为0.5μm，电阻值为1010Ωcm时，证实表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度非常低且令人满意，分别为0.02和0.05。此外，当二氧化钛颗粒层的厚度为0.5μm，电阻值为108Ωcm或1014Ωcm时，证实表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度是低的且令人满意，分别为0.02和0.06。
然而，当二氧化钛颗粒层的厚度为0.5μm，电阻值低至107Ωcm时，出现图像质量缺陷。该设定值不令人满意。据悉是由于如下原因。即，如果颗粒层的电阻值低至107Ωcm，当静电潜像在颗粒层上形成时，电荷移出了图像区域。因此产生图像质量缺陷。
本发明人尝试性地制造了如图7所示的图像记录装置。随后进行实验，以考察作为初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度和转印1万次后的转印残留密度，同时改变中间转印鼓的性质。此时，作为中间转印鼓，采用如下的那些在JISA硬度为40°的材料上形成弹性层，中间转印鼓表面的微硬度为70°，表面树脂层的厚度为25μm。
其结果是，当采用的中间转印鼓为在JISA硬度为40°的材料表面形成弹性层的一类时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度实际为0.02，在可接受的范围内，但与在JISA硬度为30°或更小的材料表面形成弹性层的中间转印鼓相比，性能略微变差。此外，在前者中，转印1万次后的转印残留密度是令人满意的，为0.04。然而，证实优选的是，JISA硬度不大于30°。此外，当采用的中间转印鼓的表面微硬度为70°时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度实际为0.04，在可接受的范围内，但与表面微硬度为60°或更小的中间转印鼓相比，性能略微变差。此外，在前者中，转印1万次后的转印残留密度是令人满意的，为0.06。然而，证实优选的是表面微硬度不大于60°。此外，当采用的中间转印鼓的表面树脂层厚度为25μm时，表示初始调色剂图像转印率的初始转印残留密度实际为0.03，在可接受的范围内，但与表面树脂层厚度为20μm或更小的中间转印鼓相比，性能略微变差。此外，在前者中，转印1万次后的转印残留密度是令人满意的，为0.06。然而，证实优选的是表面树脂层厚度不大于20μm。
实施例5
图10示出了本发明的实施例5。在实施例5中，通过在图像载体的表面形成调色剂图像而记录图像的图像记录装置中，图像载体在表面具有经疏水性处理的颗料，且表面具有颗粒的图像载体的接触角设计成不大于100°，优选不大于90°。
即，在实施例5中，图像载体的表面由对颗粒具有高附着性的材料形成，颗粒的粒径小于调色剂且其表面处理成疏水性的。处理成疏水性的颗粒层设置在图像载体的表面。此外，表面具有颗粒的图像载体的接触角设计成不大于100°，优选不大于90°。
根据本发明人对于图像载体接触角和转印性能之间关系的敏锐考察，证实如果接触角不小于100°，初始转印率实际上是极好的，但由于未知的原因，其保持性不佳。另一方面，证实如果接触角不大于100°，初始转印率及其保持性都非常好，特别是如果接触角不大于90°，则上述性能尤其出色。估计当图像载体的接触角不小于100°时，颗粒相对于图像载体的粘性力非常弱而容易脱离。
因此，本发明人制造了如下的图像记录装置，其中图像载体表面相对于纯水的接触角可以有多种变化。随后进行实验来考察图像载体表面的接触角与转印残留调色剂密度之间的关系。
结果如图10所示，证实如果图像载体表面的接触角不大于100°，转印残留调色剂密度是低的且极好的，为0.06或更小，若图像载体表面的接触角不大于90°，转印残留调色剂密度极低且非常令人满意，为0.05或更小。
如上所述，根据本发明，颗粒层形成在图像载体表面，但在采用中间转印件的图像记录装置中，颗粒层可以形成在中间转印件上。因此，当调色剂图像从中间转印件转印到记录纸或其它中间转印件上时可以提高效率。
此外，根据本发明，采用了提高转印效率的机构。因此，可以提供根据需要不设置清洁单元或设置极简单的清洁单元而获得良好记录图像的图像记录装置和图像记录方法。在不具有清洁单元的图像记录装置或方法中，可以选择如下的手段来处理转印后图像载体上的残留调色剂。第一个手段是通过显影单元回收残留调色剂。由于根据该方法用显影单元去除残留的调色剂，可以防止产生如“鬼影”等图像缺陷。此外，转印效率提高，从而使回收的调色剂的量减少，且显影单元中调色剂对充电量的影响减小。第二个手段是提供独立于显影单元的颗粒供应机构或颗粒平滑机构，从而使残留调色剂由颗粒供应机构或颗粒平滑机构回收。因此，作为颗粒供应机构或颗粒平滑机构，采用如下的类型在图像载体和颗粒供应机构或颗粒平滑机构之间形成电场从而回收调色剂的机构；用擦刮图像载体表面的刷子等回收残留调色剂的机构；等。根据这些机构，不仅可以有效防止诸如“鬼影”之类的图像缺陷，并且可以防止外来杂质(如纸屑等)进入显影单元。第三个手段是在残留调色剂上形成下一个图像而无需回收调色剂，并将残留调色剂与该新图像一起转印到记录纸上或中间转印件上。在该装置或方法中，通过提高转印效率的手段，转印可以高效率地进行而不会产生诸如“鬼影”等图像缺陷。根据这些手段，无需担心如纸屑等外来杂质进入显影单元，并可以根除需回收和清除的调色剂。
权利要求
1.一种承载调色剂图像的图像载体，其中，所述图像载体的表面由对颗粒具有高附着性的材料形成，颗粒的粒径小于调色剂且其表面处理成疏水的。
2.一种图像记录装置，用于通过在图像载体的表面上由形成调色剂图像而记录图像，其中，所述图像载体的表面由对颗粒具有高附着性的材料形成，颗粒的粒径小于调色剂的且其表面处理成疏水性的，所述处理成疏水性的颗粒设置在所述图像载体表面成为一层。
3.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，对处理成疏水性的所述颗粒具有高附着性的所述材料的沸点至少不高于150℃，或由在不高于150℃的温度水解的疏水性处理剂形成。
4.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，对处理成疏水性的所述颗粒具有高附着性的所述材料由与所采用的用于将所述颗粒处理成表面疏水性的材料相同的材料形成，或者由与所述疏水性处理剂的SP(溶解度参数)值相差1.1或更小的材料形成。
5.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，对处理成疏水性的所述颗粒具有高附着性的所述材料由对所述图像载体的表面层具有低附着性并分散在所述图像载体的所述表面层的材料形成。
6.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，当所述图像载体由感光体构成时，所述颗粒具有光传输特性。
7.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，设置颗粒供应机构，从而向所述图像载体的所述表面供应粒径小于调色剂的颗粒。
8.如权利要求7所述的图像记录装置，其特征在于，所述颗粒供应机构由显影机构构成，用于在显影的同时供应所述颗粒。
9.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，所述装置包括用于平滑所述颗粒的颗粒平滑机构，所述颗粒的粒径小于调色剂且已经供应到所述图像载体的所述表面。
10.如权利要求9所述的图像记录装置，其特征在于，所述颗粒平滑机构由旋转刷构成。
11.如权利要求10所述的图像记录装置，其特征在于，所述颗粒平滑机构由旋转辊或环形带构成。
12.如权利要求10所述的图像记录装置，其特征在于，所含的为摩擦颗粒而不是所述颗粒。
13.如权利要求12所述的图像记录装置，其特征在于，所述摩擦颗粒包含在显影剂中。
14.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，所述颗粒层的厚度不大于3μm。
15.如权利要求14所述的图像记录装置，其特征在于，所述颗粒层的体积电阻在108Ωm到1014Ωm的范围内。
16.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，与所述颗粒同一类型的颗粒被粘附在所述调色剂的表面。
17.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，其上具有颗粒的图像载体的所述表面的接触角不大于100°，优选不大于90°。
18.如权利要求2所述的图像记录装置，其特征在于，所述调色剂由球形调色剂构成。
19.一种图像记录方法，用于通过在图像载体表面形成调色剂图像来记录图像，包括如下步骤在所述图像载体上形成潜像，所述图像载体由对表面处理成疏水的、基本均匀粘附的颗粒具有高附着性材料构成，所述颗粒的粒径小于调色剂且被粘附在所述图像载体上；将所述调色剂选择性地转印到基本均匀地粘附到所述图像载体上的所述颗粒层上，从而形成调色剂图像；将所述调色剂图像转印到记录介质或中间转印件上。
20.如权利要求19所述的图像记录方法，其特征在于，所述中间转印件的表面由对处理成疏水性颗粒具有高附着性的材料形成，且粒径小于调色剂的颗粒粘附在所述中间转印件的表面上。
全文摘要
在图像记录装置中,图像载体的表面由对颗粒具有高附着性的材料形成,粒径小于调色剂,且其表面处理成疏水性的,从而使处理成疏水性的颗粒层保持在图像载体的表面。
文档编号G03G15/16GK1356601SQ0113937
公开日2002年7月3日 申请日期2001年11月22日 优先权日2000年11月24日
发明者堤保幸, 西村重树, 山井和也, 归山忠士, 丸山和雄 申请人:富士施乐株式会社