显影设备及包括该显影设备的成像装置的制作方法

专利名称：显影设备及包括该显影设备的成像装置的制作方法
显影设备及包括该显影设备的成像装置技术领域001本发明涉及一种显影设备，该显影设备包含一种含有磁性颗粒和墨粉的双组分显影剂，并且涉及一种包括该显影设备的成像装 置。
背景技术：
002以前所熟知的显影设备在显影剂载体(devdoper carrier)的 表面上载有包含非磁性墨粉颗粒和磁性载体颗粒的双组分显影剂，并 且使用双组分显影剂来显影静电潜像，所述静电潜像是对应于图像载体-光电导元件(photoconductive member)上的图像信息而形成的。该显影设备传送且供应显影剂，在临近承载静电潜像的光电导元件表面 的显影剂载体表面上形成所谓的磁刷(magneticbrush),并且通过将DC 显影偏压(必要时引起AC成分叠合)应用于面对光电导元件的显影 剂载体上并保持微小的间隙，从显影剂载体一侧到光电导元件一侧， 用墨粉颗粒使静电潜像显影并使其显现。003通过以此方式形成磁刷而显影图像的刷型显影设备的显影 剂载体，通常配置有圆柱形的显影套筒和磁辊(magneticpole)，该磁辊 包括排列在显影套筒内部的多个磁极。该磁辊的目的是形成磁场，使 显影剂的磁穗立起在显影套筒的表面上。显影剂的磁穗通过显影套筒 与该磁辊的相对运动被传送到显影套筒的表面。在显影区域，显影套 筒上的显影剂沿着磁辊所具有的显影剂磁极产生的磁力线立穗(spike up)。与显影套筒表面的运动相关联，被立穗且形成刷形的显影剂与显 影剂载体的表面灵活地接触，并将墨粉供应至静电潜像。004然而，可以有很多类型的可携带显影剂的显影套筒，但通 常使用的类型是其中显影套筒的表面已经被变粗糙的那种显影套筒。 在表面上形成纵向延伸的多个凹槽，这样的过程如喷砂等，以便与表 面共形，该过程可以用于使显影套筒的表面变粗糙。与极好的显影剂 传送能力相比，有凹槽的先前类型易于在图像上造成套筒间距程度不 规则，这是由于所携带的显影剂数量在套筒圆周方向有增有减，而这与有或者没有凹槽是相关的。同时，在喷砂打磨(blast finish)显影套 筒中，上面描述的异常图像的类型不会因凹槽间距而产生，因此从输 出彩色图像的成像装置中获得高图像质量的角度而言，喷砂打磨套筒 是优选的。005随着电子照相系统上最新色彩的发展，对高图像质量和高 再现性的需求越来越高。黄色、洋红和青色彩色墨粉被用于彩色电子 照相墨粉。而且，必要时也使用黑色墨粉。期望的是墨粉颗粒具有小 粒径，以便获得高分辨率和清晰图像。然而，减小粒径产生流动性显 著降低以及显影剂退化的副作用。006这种类型的显影剂流动性的降低似乎是下述因素造成的。 具体而言，显影剂载体上的显影剂受到显影剂限制元件的约束，从而 限制了被传送到显影区域的显影剂的数量，但当通过该显影剂限制元 件时，显影剂要受到很大的机械应力。该机械应力是埋入外部添加剂 的一个因素，外部添加剂被用于墨粉的外面以提供流动性，并且是破 坏粘附在载体表面的树脂的一个因素。007由于与有凹槽的显影套筒相比，显影剂传送能力较弱，所 以喷砂打磨显影套筒在所携带的显影剂的数量上有很大的减少，并且 显影剂流动性也有所降低。结果是，降低了显影能力，减小了图像浓 度。抑制这种显影能力降低的策略包括(1)将显影套筒的线速度提 高到超过光电导元件的线速度；(2)提高显影电位；和(3)提高显影 剂的墨粉浓度，并降低显影剂的静电电荷。然而，当使用策略(1)时， 即将显影套筒的线速度提高到超过光电导元件的线速度时，显影剂会 在显影区域摩擦并且磨损光电导元件，而且载体产生了与墨粉反极性 的摩擦静电电荷，从而出现了所谓的"载体粘附(carrier adhesion)"的 问题，其中载体粘附在光电导元件上。而且，当使用策略(2)提高显 影电位时，具有弱磁性特征的载体被显影在光电导元件上，载体粘附 的问题又一次出现。此外，增加所通过的电荷量也产生了縮短光电导 元件工作寿命的问题。而且，当使用策略(3)时，即提高显影剂的墨 粉浓度且降低显影剂的静电电荷时，出现了墨粉飞散和浮渣的问题。008若期望降低所携带的显影剂的数量，并且降低显影剂的流 动性，可事先调宽显影剂限制元件和显影套筒之间的间距，并且增加 所携带的显影剂的初始数量。然而，简单地增加所携带的显影剂的数 量会导致将过量显影剂供应到显影区域，从而产生所谓的"显影剂滞留(devdoper retention)",其中显影剂被保留在光电导元件和显影套筒 之间。当产生这种显影剂滞留时，显影剂会从显影套筒的末端落下。 而且，留在光电导元件和显影套筒之间的显影剂受到光电导元件和显 影套筒之间的应力，从而显影剂粘附在显影套筒上。009此外，增加供应到显影区域的显影剂数量的结果是，磁刷 的长度变得更长，从而延长了光电导元件和显影剂之间的接触周期。 墨粉移动(tonerdrift)易于在磁刷的尖端产生，其中粘附在载体表面的墨 粉通过在面对非潜像部分期间从非潜像部分接收到的静电力移动到显 影套筒一侧。因此，如果经历了墨粉移动后的磁刷摩擦并且磨损潜像 的后端，那么墨粉供给容量就会降低，并且产生所谓的"清除现象 (scavenging phenomenon)",其中粘附在潜像后端的墨粉被静电吸引并 且被擦掉。后端轮廓和细线(fine line)再现性被降低。010尤其是，与高速成像装置的发展相关联，近来已在寻求增 加的显影套筒线速度，并且对于飞散和套筒粘附等的所有付出消失。 甚至在最近，定影装置没有任何涂油功能，市场上也已经出现了含有 防粘剂的无油彩色墨粉，但低沸点防粘剂易于熔融到显影套筒的表面 上，从确保显影剂的传送能力的观点看，这是一个缺点。这样，在强 调图像质量的彩色成像中，从随着时间支持图像质量的角度而言，主 要的技术问题包括稳定所携带的显影剂的数量和掌控高速率。011例如，在日本专利申请公布号2006-23783 (下文被称作现 有技术l)中描述的技术是这样的，在显影区域，在导致磁刷立穗的主 要磁极的显影套筒表面的正常方向上，磁通量密度的衰减速率是40% 或者更高，以阻止显影剂粘附在喷砂打磨显影套筒上。从而可以縮短 磁穗长度，并且当设置较高的显影剂载体的初始量时，后端轮廓的脱 落和细线再现性可能会受到限制。012而且，在日本专利申请公布号2005-62476 (下文被称作现
有技术2)中描述的技术是一种具有光电导元件、凹槽型显影套筒和显 影间距G在0.1-0.3m的设备，供应到显影区域的显影剂p (mg/mm2) 的数量与显影间距G之间的关系p/G小于2.5 (mg/mm3)，以防止"显 影剂滞留"。013此外，在日本专利申请公布号2005-37878 (下文被称作现 有技术3)中描述的技术满足，显影剂通过限制元件之前的显影剂层的 层厚度Tup，与显影剂限制元件和显影套筒之间的间距Gd，两者之间 的关系为7< (Tup/Gd) <20，以阻止显影剂的退化。014虽然如此，前述现有技术1不能消除"显影剂滞留"，并 且不能抑制显影剂飞散和显影剂粘附。而且，如果显影剂的流动性降 低，并且所携带的显影剂的数量下降，那么就会出现这样的问题，即 不能形成足够的磁穗长度，并且浓度降低，等等。015而且，如果前述现有技术2的凹槽被用于喷砂型显影剂套 筒，那么基于显影剂流动性的降低，图像浓度将由于所携带的显影剂 数量的下降而降低。016此外，前述现有技术3不能消除"显影剂滞留"，并且不 能抑制显影剂飞散和显影剂粘附。在现有技术3中， 一直到显影剂老 化的那个时间段可以延长，但当显影剂老化时，所携带的显影剂的数 量就会减少，从而降低了图像浓度。017这样，过去没有显影装置能解决所有重要的方面显影剂 滞留、显影剂流动性降低和所携带的显影剂数量减少，以确保高分辨 率、长时间内的高质量图像。于是，坚持不懈研究的结果是，发明人 发现了能解决所有前述问题的显影设备的构造。具体而言，通过满足 下述条件，可以抑制显影剂滞留、显影剂流动性下降，和相关的所携 带的显影剂数量的降低，而且可以确保很长时间内的高质量图像。018(1)在显影剂载体上的墨粉被传送到图像载体侧的显影区 域中，显影剂载体上每单位面积携带的显影剂的数量应该是30[mg/cm2] 或以上并且60[mg/cm勺或以下。019(2)墨粉重均粒径应该是4.5[/xm]或以上并且8.0[/xm]或以 下，以及墨粉重均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率[Dw/Dn]应该 是1.2或更低。
020(3)显影剂载体的表面粗糙度的最大高度Rz应该在20到 40[)um]之间，显影剂载体的表面粗糙度的平均间距Sm应该在100到 200[/xm]之间，显影剂载体的表面粗糙度应该有不规则的高度和间距粗 糙度模式。021(4)用显影剂载体和提供在显影剂载体对面的、限制运输 到显影区域的显影剂之数量的显影剂限制元件之间的间距DG，除以图 像载体和显影剂载体之间的显影间距PG所得到的值，应该是1.0或以 上并且3.0或以下。022与本发明相关的技术也已经公开在，例如日本专利申请公 布号2003-177602，日本专利申请公布号2002-091053，和日本专利申 请公布号2000-075541中。发明内容023根据前述观点，本发明的一个目的是提供一种显影设备， 和包括该显影设备的成像装置，其抑制显影剂滞留、显影剂流动性降 低和相关的所携带的显影剂数量的下降，并且可以获得长时间内的高 质量图像。024在本发明的一个方面，显影设备包括显影剂载体，该显影 剂载体被提供在表面上承载潜像的图像载体对面、在表面上载有含有 磁性颗粒和墨粉的双组分显影剂，并且与图像载体之间形成显影间距。 该显影设备通过将显影剂载体上的墨粉移动到图像载体侧来显影潜 像。在显影剂载体上的墨粉被移动到图像载体侧的显影区域中，显影 剂载体上每单位面积所携带的显影剂的数量是30[mg/cm"或以上并且 60[mg/cm勺或以下。墨粉的重均粒径是4.5[/mi]或以上并且8.0[/mi]或以 下，且墨粉的重均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率[Dw/Dn]为1.20 或更低。显影剂载体的表面粗糙度的最大高度Rz在20到40[/mi]之间， 显影剂载体表面的粗糙度的平均间距Sm在100到200[Acm]之间，且显 影剂载体的表面粗糙度具有不规则的高度和间距粗糙度模式。用显影 剂载体和提供在显影剂载体对面的、限制运输到显影区域的显影剂之 数量的显影剂限制元件之间的间距DG，除以图像载体和显影剂载体之 间的显影间距PG所得到的值，是1.0或以上并且3.0或以下。
025在本发明的另一个方面，成像装置包括显影设备。显影设 备包括显影剂载体，该显影剂载体被提供在表面上承载潜像的图像载 体对面、在表面上载有含有磁性颗粒和墨粉的双组分显影剂，并且与 图像载体之间形成显影间距。该显影设备通过将显影剂载体上的墨粉 移动到图像载体侧来显影潜像。在显影剂载体上的墨粉被移动到图像 载体侧的显影区域中，显影剂载体上每单位面积所携带的显影剂的数 量是30[mg/cm"或以上并且60[mg/cm勺或以下。墨粉的重均粒径是 4.5[/mi]或以上并且8.0[/mi]或以下，且墨粉的重均粒径(Dw)和数均 粒径(Dn)的比率[Dw/Dn]为1.20或更低。显影剂载体的表面粗糙度 的最大高度Rz在20到40[/mi]之间，显影剂载体表面的粗糙度的平均 间距Sm在100到200[/mi]之间，且显影剂载体的表面粗糙度具有不规 则的高度和间距粗糙度模式。用显影剂载体和提供在显影剂载体对面 的、限制运输到显影区域的显影剂之数量的显影剂限制元件之间的间 距DG，除以图像载体和显影剂载体之间的显影间距PG所得到的值， 是1.0或以上并且3.0或以下。


026结合附图的下面详细描述将使本发明的上述和其它目的、特征和优点更加容易理解，其中027图1说明与本发明的一个实施方式相关的作为成像装置的 打印机的示意性结构；028图2说明相同打印机的光电导元件的示意性结构；029图3说明相同打印机的写入设备的示意性结构；030图4说明相同打印机的显影设备的示意性结构；031图5说明磁场的一个实例，该磁场由相同显影设备的磁辊产生；032图6解释了最大粗糙度高度Rz，和平均粗糙度间距Sm;033图7说明显影间距PG，和显影剂限制元件和显影套筒之 间的间距DG;034图8说明当显影间距PG是0.3mm时所携带的显影剂的数 量，墨粉粒度分布(Dw/Dn)，和显影剂限制元件和显影套筒之间的间
距DG之间的关系；035图9说明有机硅树脂的化学式，该有机硅树脂用于形成所使用的显影剂载体的粘合树脂层；036图10说明在本发明的实施方式和对比实施例中使用的载 体的特征；和037图11说明相同实施方式和对比实施例的主要特征。
具体实施方式
038当在彩色打印机(下文被称作"打印机")中使用本发明 时，将给出实施方式的说明，该打印机是电子照相系统的成像装置。039图1说明了该打印机的内部示意性结构。在图1中，多个 可移动的光电导元件单元2Y、 2M、 2C和2K分别安装在箱型装置主 要单元1的装置主要单元1中。传送带3，其以对角线方式倾斜在装置 主要单元1上，安装在作为记录材料支持元件的装置主要单元1的中 央部分中。传送带3悬挂在多个辊周围，包括一个可以发出转动动力 的辊，并且能以示意图中箭头A的方向旋转驱动。040光电导元件单元2Y、 2M、 2C和2K有鼓形光电导元件4Y、 4M、 4C和4K作为图像载体，并且安装在传送带3之上，以便多个光 电导元件的表面与传送带3接触。光电导元件单元2Y、 2M、 2C和2K 的阵列如此设置，以便将光电导元件2Y作为纸供应一侧，并且具有与 4Y、 4M、 4C和4K相应的次序，这样光电导元件2K被安置在定影装 置9 一侧。带形光电导元件或者类似光电导元件也可以用作光电导元 件4Y、 4M、 4C和4K等。041显影设备5Y、 5M、 5C和5K被设置为显影剂供给机构， 分别与光电导元件4Y、 4M、 4C和4K相对。例如，显影设备5Y通过 将具有黄色墨粉(下文被称作"Y")和载体的双组分显影剂供应到光 电导元件4Y上的静电潜像，从而显影。显影设备5M通过将具有洋红 墨粉(下文被称作"M")和载体的双组分显影剂供应到光电导元件4M 上的静电潜像，从而显影。显影设备5C通过将具有青色墨粉(下文被 称作"C")和载体的双组分显影剂供应到光电导元件4C上的静电潜像 上来显影。显影设备5K通过将具有黑色墨粉(下文被称作"K")和 载体的双组分显影剂供应到光电导元件4K上的静电潜像上来显影。042写入设备6被设置为曝光机构，在光电导元件单元2Y、 2M、 2C和2K之上，双面单元7被设置在光电导元件单元2Y、 2M、 2C和2K之下。可以存放不同尺寸转印材料P的纸供应单元13和14 被设置在双面单元7之下。背面单元8被设置在设备的主要单元1的 左侧，在设备的主要单元1的右侧提供了手动纸盘15，以便在箭头B 的方向打开和关闭。定影装置9设置在传送带3和背面单元8之间。 反向传送途径10在定影装置9的转印材料传送方向上形成为分支下 游。反向传送途径10使用设置在传送途径之间的卸载纸辊11，将片状 转印材料P引导到设备上部提供的卸载纸盘12。043光电导元件单元2Y、 2M、 2C和2K是用于在光电导元件 4Y、 4M、 4C和4K上形成Y、 M、 C和K彩色墨粉图像的单元，除了 位置被设置在设备的主要单元1之外，这些单元具有相同的结构。此 处将解释光电导元件单元2Y的结构。044图2是示意性的结构图，说明了光电导元件单元2Y的内 部结构。正如图2中所示，光电导元件单元2Y以可移动方式安装在设 备的主要单元l中，其包括光电导元件4Y、接触光电导元件4Y的静 电辊16Y和清洁光电导元件4Y表面的清洁设备17Y。清洁设备17Y 包括刷辊18Y和清洁刀片19Y。045图3说明了写入设备6的示意性结构。在写入设备6中， 如图3所示，设置在同一轴上的两个旋转的多棱镜20和21，通过多相 电动机22旋转。旋转多棱镜20和21是分开的，并且反射来自作为激 光源的两个激光二极管(图中没有示出)的通过Y图像数据调制的右 侧和左侧Y激光和通过M图像数据调制的M激光，以及反射来自作 为激光源的两个其它另外激光二极管的通过C图像数据调制的C激光 和通过K图像数据调制的K激光。来自旋转多棱镜20和21的Y激光 和M激光通过一个双层仿透镜23。被镜子24反射且通过一个长WTL 25之后，来自该仿透镜23的Y激光通过镜子26和27照射到光电导 元件单元2Y的光电导元件4Y上。被镜子28反射且通过一个长WTL 29 后，来自仿透镜23的M激光通过镜子30和31照射到光电导元件单 元2M的光电导元件4M上。来自旋转多棱镜20和21的C激光和K 激光通过双层仿透镜32。被镜子33反射且通过一个长WTL 34后， 来自该仿透镜32的C激光通过镜子34和36照射到光电导元件单元 2C的光电导元件4C上。被镜子37反射且通过一个长WTL38后，来 自该仿透镜32的K激光通过镜子39和40照射到光电导元件单元2K 的光电导元件4K上。046除了墨粉颜色的差异，显影设备5Y、 5M、 5C和5K有相 同的结构，下面将解释显影设备5Y的结构。047图4说明了显影设备5Y的内部结构的示意性结构。正如 图4所示，显影设备5Y在作为显影剂仓装单元的显影剂箱53中装有 含有Y墨粉和载体的双组分显影剂。而且，显影剂箱53中包括显影套 筒54，和边搅动边传送显影剂的螺旋推进元件55和56，其中显影套 筒54是显影剂载体元件，被安排为通过显影剂箱53的开口 53a与光 电导元件4Y相对。048在显影套筒的表面上形成了最大粗糙度高度Rz在20到 40[/mi]之间和平均粗糙度空间Sm在100到200[/mi]之间的不规则的粗 糙度模式，以便抑制被挖起显影剂数量的降低，并且将稳定数量的显 影剂传送到显影区域。通过粗糙化方法，如喷砂、电磁撞击 (electromagnetic blasting)或者金属喷射，在显影套筒的表面形成了不规 则的粗糙模式。喷砂通过在套筒表面上吹动不规则形状的颗粒如钢铝 石(Alundum)，或规则形状的颗粒如玻璃珠，在表面形成了不规则的粗 糙度模式。在磁撞击(magnetic blasting)法中，套筒被插入到仓装箱 (housingtank)中，该仓装箱容纳有短细丝的细丝状磁性材料，且通过电 磁感应圈在仓装箱中产生了旋转磁场。然后，旋转磁场使仓装箱中容 纳的细丝状材料绕着套筒的外周旋转，且冲击套筒表面。从而在套筒 表面形成了不规则的粗糙度模式。049进一步，如图6所示，前述粗糙度平均间距Sm从曲线拉 开为标准长度1，是包括一个峰和一个相邻谷的Sm (描述弯曲因素) 的平均线方向上的平均长度。而且，此处的峰是位移到跨越平均线的 点到再次跨越平均线的点之间的正侧的部分(平均线的上侧)。而且， 谷是位移到跨越平均线的点到再次跨越平均线的点之间的负侧的部分 (平均线的下侧)。 050前述显影剂箱53被分割壁57划分为第一间隔部分65，和 第二间隔部分64侦U，第一间隔部分65的位置是从显影剂供应侧到光 电导元件4Y，第二间隔部分64侧接受来自供应端口 62的补充墨粉之 供应。螺旋推进元件56和螺旋推进元件55分别设置在间隔区域65和 64中，并且得到显影剂箱53上提供的、在图上未标出的锭子接受元件 的旋转支持。当然，显影套筒54也通过图中未标出的锭子接受元件被 旋转支持在显影剂箱53上，并且通过图中未标出的驱动装置产生的旋 转驱动力旋转。此外，为了检测间隔部分65中墨粉表面的方法，墨粉 浓度传感器63被设置在显影剂箱53中，作为墨粉浓度检测方式，用 于检测且输出显影剂的墨粉浓度。051在具有前述结构的显影设备5Y中，基于螺旋推进元件55 和56的等速度旋转，在显影设备5Y中循环的同时，显影剂箱53内的 双组分显影剂通过Y墨粉和载体的搅拌而摩擦带电。然后，传送螺旋 推进元件56将部分显影剂供应到显影套筒54，显影套筒54磁力支持 且传送显影剂。具体的解释是，显影剂包括的载体沿着图5所示的磁 力线在显影套筒54上立穗为链状，所示磁力线是设置在显影套筒54 中的磁辊(示意图中没有标出)产生的，并且粘附在立穗为链状的载 体上的带电墨粉形成磁刷。所形成的磁刷在与显影套筒54相同的方向 上被传送，特别地，当显影套筒54旋转时，以反时钟方向被传送。关 于显影套筒54上的显影剂，显影剂链磁穗的磁穗高度(所携带的量) 受到显影剂限制元件61的限制，所述显影剂限制元件61设置在与显 影套筒54表面的正常方向上的磁力峰相对的位置上。光电导元件4Y 上的静电潜像通过显影套筒54上的Y墨粉显影，从而成为Y墨粉图 像。如果显影剂箱53中的显影剂的墨粉浓度有特定值，那么Y墨粉就 从墨粉补充端口 62补充到显影剂箱53中的间隔部分64。该Y墨粉通 过螺旋推进元件55搅拌，与显影剂混合，并供应到间隔部分65—侧。052在具有前述结构的打印机中，当图中没有标出的操作单元 指出成像信息时，光电导元件4Y、 4M、 4C和4K旋转，并且由图中 没有标出的驱动源驱动，在图1中顺时针方向旋转。光电导元件单元 2Y、 2M、 2C和2K的静电辊16Y、 16M、 16C和16K从图中没有标出 的电源提供静电偏压，使光电导元件4Y、 4M、 4C和4K均匀地带电。
光电导元件4Y、 4M、 4C和4K在通过静电辊16Y、 16M、 16C和16K 均匀地带电后，通过写入设备6暴露在Y、 M、 C和K彩色图像数据 调制的激光下，在各自的表面形成静电潜像。光电导元件4Y、 4M、 4C 和4K上的这些静电潜像通过显影设备5Y、 5M、 5C和5K显影，从而 形成Y、 M、 C和K彩色墨粉图像。053转印材料P通过纸供应辊45和46与选自纸供应盒13和 14的纸供应盒分开，供应到设置在比光电导元件单元2Y更远的纸供 应一侧的阻力辊(resistroller)51。在本发明的实施方式中，手动纸盘15 设置在设备的主要单元1的右侧区域，转印材料P也可以从该手动纸 盘15供应到阻力辊51。用阻力辊51，在与光电导元件4Y、 4M、 4C 盒4K上的墨粉图像一致的时间，转印材料P的边缘被供应到传送带3 上。已经被送出的转印材料P被静电吸附到已通过纸吸附辊52带电的 传送带3上，然后传送到转印单元。当按次序通过转印单元时，光电 导元件4Y、 4M、 4C和4K上的Y、 M、 C和K彩色墨粉图像被重叠， 并且通过转移刷47、 48、 49和50转印到被传送的转印材料P上。从 而形成4种重叠色的彩色墨粉图像。在转印材料P上形成的彩色墨粉 图像通过定影装置9定影。定影后，转印材料P通过与所示模式相应 的卸载途径，颠倒过来且被推出到卸载纸盘12，或者直接通过定影装 置9，进入背面单元8内部，然后直接推出。054上述成像操作在通过图中未标出的操作单元选择4种重叠 色的彩色模式时发生。例如，如果通过操作单元选择3种重叠色的彩 色模式，则忽略K墨粉图像的形成，且彩色图像通过重叠3种彩色Y、 M和C的墨粉图像形成在转印材料P上。而且，如果通过操作单元选 择黑色和白色图像形成模式，那么仅仅形成K墨粉图像，在转印材料 P上形成黑色和白色图像。055接着，将详细介绍显影设备3，该设备是本发明实施方式 的一个特征点。056喷砂打磨显影套筒用作本实施方式的显影套筒54。该喷砂 打磨显影套筒携带的显影剂数量的降低主要是显影剂流动性的降低和 显影剂的老化导致的。即使显影剂的流动性有或多或少的下降，有凹 槽型的显影套筒类型也可以以高显影剂携带能力进行补偿，并且因此
可以解决所携带显影剂数量的下降问题。然而，由于喷砂打磨显影套筒54的显影剂携带能力低，流动性的降低会导致所携带的显影剂数量 减少。而且，当显影剂通过显影剂限制元件时，显影剂流动性的降低 会导致应力作用于显影剂，从而埋藏了产生墨粉流动性的物质，且擦 掉了粘附在载体表面的树脂。057因此，为了获得高级图像，同时抑制所携带的显影剂数量 的下降，在最低程度上，本发明实施方式的显影设备包括下述结构。1. 显影套筒上每单位面积携带的显影剂的数量是30[mg/cm"或以 上并且60[mg/cm2]或以下。2. 墨粉的重均粒径是4.5[/mi]或以上并且8.0[/mi]或以下，墨粉重 均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率[Dw/Dn]是1.2或更低。3. 显影剂套筒表面具有不规则的粗糙度模式，最大表面粗糙度高 度Rz在20到40[/mi]之间，粗糙度平均间距Sm在100到200[/mi]之 间。4. 显影间距PG和显影剂限制元件与显影剂载体之间的间距DG 之间的关系是1.0-DG/PG)^3.0。058下面将使用图7和8给出详细解释。而且，图8说明了当 显影间距PG为0.3mm时的墨粉粒度分布、所携带的显影剂的数量以 及显影剂限制元件61与图7所示的显影套筒之间的间距DG之间的关 系。059为了用来自显影套筒54的墨粉在光电导元件4上有效地 显影图像，显影套筒上每单位面积所携带的显影剂的量必须在30到 60[mg/crr^]之间调节。如果所携带的量小于30[mg/cm3]，如图8所示， 那么显影能力将不足。为了确保显影能力，必须增加显影套筒和光电 导元件之间应用的电场。由于这个原因，具有弱磁特性的载体被显影 在光电导元件上，并且出现了载体粘附的问题。而且，增加所通过电 荷的量，縮短了光电导元件的工作寿命。进一步，如果所携带的量大 于60[mg/cm3]，那么显影在光电导元件上的墨粉由于磁刷引起的刮除 (清除现象)易于发生，如图8所示，这可能导致带有半色区域消隐 和刮痕的异常图像。因此，将携带到显影区域的显影剂的量设置为小 于60[mg/cmS]对细线再现性会发挥有益作用，从而可获得满意的图像质量。060为了测量所携带的显影剂的量，在显影设备启动30秒后， 在显影套筒上的主要扫描方向的前面、中间和后面这三个位置进行测 量三次，计算其平均值。061而且，优选地墨粉重均粒径在4.5到8.0[/xm]，且调节墨粉 重均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率[Dw/Dn]为1.2或更低。使 墨粉粒径更小以便增加分辨率是不可避免的，但副作用是流动性和滞 留性趋于恶化。在墨粉粒径小于4.5/mi的情况下，显影剂的流动性降 低到了极点，并且很难保证显影剂中均匀的墨粉浓度。而且，降低墨 粉粒径易于增加与载体相关的涂敷浓度，并且如果涂敷浓度太高，就 有可能加速载体污染，且引起墨粉飞散。作为一个方法，在墨粉中加 入更多添加剂来提高墨粉和显影剂的流动性，会产生副作用，所以不 能期望有很大改进。然而，可通过使墨粉的粒径分布均匀，来解决与 降低墨粉粒径相关的负作用。特别地，期望墨粉重均粒径和数均粒径 的比率Dw/Dn接近1 ，使该比率等于1.20或者更低的作用是抑制流动 性的降低，甚至当使用小粒径墨粉时，可以努力达到墨粉浓度的均匀。 用这种方法，除了图像浓度稳定性，还可以追求分辨率的提高，通过 墨粉重均粒径在4.5到8.0/mi之间，重均粒径和数均粒径的比率Dw/Dn 为1.20或更低，可获得高图像质量。062更小的Dw/Dn值意味着尖锐的粒度分布。使Dw/Dn小于 1.20可以使墨粉粒径分布更尖锐，并且除了提高显影剂的流动性以外， 还可以具有增加显影剂堆积密度的作用。而且，即使具有降低的显影 剂流动性，也与显影的恶化有关，与Dw/Dn为1.20或更高相比，当应 力增加时可达到使流动性降低的范围最小化的作用。063可以有多种方法测量墨粉粒度分布，但在该实施例中，使 用了库尔特颗粒计数仪(Coulter multisizer)。具体地，库尔特颗粒计数 仪型号lie (由Beckman Coulter制造)被用作测量仪器，与输出数量 分布和重量分布的个人计算机和界面(由Nikaki制造)相连。使用1 级氯化钠的l%NaCl水溶液被制备为电解质溶液。064将0.1到5mL的分散剂，优选地是烷基苯磺酸盐，加入到 100到150mL的前述电解质水溶液中，加入2到20mg的测量样品，第14分布过程用超声波分散设备进行大约1到3分钟。而且，100到200mL 的电解质水溶液被放置在单独的烧杯中，其中加入前述样品分散溶液 以产生特定浓度，使用100/rni孔为孔的前述库尔特颗粒计数仪IIe，测 量50000个颗粒的均值。065通过每一通道中数量与平均粒径相乘可得到数均粒径Dn， 取其算术平均值。这种情况下的数均粒径通过下述公式来表示。 Dn二(E(nD)Vi:(n)……公式(1)066而且，重均粒径Dw是基于数字标准测量的颗粒的粒径分 布(数字频率和粒径的关系)计算的。在这种情况下，数均粒径Dw 用下式表达。Dw={l/i:(nD3)} X {E(nD4)……公式(2)067公式(1)和公式(2)中的D表示每一通道存在的颗粒的 平均粒径([/mi]), n表示每一通道存在的颗粒的总量。而且，通道表 示在粒径分布图中将粒径范围划分为等分的长度，对于该实施方式， 采用了2[/mi]的长度。此外，维持在每一通道的粒径的下限值，被用作 每一通道存在的颗粒的代表性粒径。068而且，如前所述，与具有凹槽的类型相比，喷砂型显影套 筒具有较低的显影剂携带能力，但通过满足20到40[/mi]的粗糙度最大 高度Rz，禾Q 100到200[/xm]的Sm，作为显影套筒的表面粗糙度，确保 显影剂携带能力是可能的。从而可以在很长时间内确保稳定的显影剂 传送量。069进一步，如果显影剂携带能力较低，必须调宽DG，以确 保显影区域中每单位面积显影剂为30到60[mg/cm2]。如果这样，传送 到显影区域的显影剂的层厚度变高，产生了显影剂滞留，和显影剂滑 落。同B寸，如果显影剂传送容量高，必须縮小DG。当DG很窄时，大 块的墨粉，大颗粒和杂质就不能通过显影剂限制元件，并且在显影剂 限制元件上会发生阻塞。结果是，传送到显影区域的显影剂的数量可 能减少，这可能成为导致异常图像的原因。因此，对DG也有一个合 适的范围，该合适的范围就是0.3-0.8[mm]。因此，关于显影套筒的传 送容量，调节前述粗糙度最大高度Rz和Sm， DG就可以适合该范围。 然后，通过满足20到40[/mi]的粗糙度最大高度Rz，和100到200[pm]
的Sm， DG可以设定在0.3到0.8[mm]的范围内，传送到显影区域的显 影剂的数量可以设定为30到60[mg/cm2]。
070此外，已经表明，如果图7中所示的DG/PG的关系在1 到3的范围内，那么可以解决显影剂滑落和粘附到显影套筒上的问题。 当使用具有不同堆积密度的显影剂进行评价时，不考虑携带更多或更 少数量的显影剂，如果DG超过规定值，那么就会观察到显影剂滑落 和显影套筒粘附的现象。当进一步研究时，论证了DG/PG的分布，当 DG/PG超过3时，观察到了显影剂滑落。而且，如果DG/PG下降到小 于1，显影套筒和光电导元件之间的显影辊隙区域中的显影剂的数量严 重不足，这样就会发生与显影能力的下降有关的问题(墨粉浓度的过 量增加，基于过多显影电位的白色斑点)。此外，也会减小墨粉飞散的 容许程度(margin) o
071显影间距PG优选地在0.25到0.35mm的范围内。如果显 影间距PG超过0.35[mm]，那么显影间距PG太宽，显影电场不能从显 影套筒54传递到光电导元件4，并且易于发生电场颠倒到显影套筒表 面的情况。然后，墨粉不会均匀地粘附到成像单元，尤其是，半色调 图像出现不规则，并且粒度恶化。此外，如果显影间距PG太小，就会 出现这样的问题，即由于间距的微小波动，显影套筒54和光电导元件 4将与其间的显影剂接触，其间捕获的墨粉将被包裹，墨粉将粘附到显 影套筒54上。因此，显影间距的下限设定为0.25[mm]。
072只有直流电(DC)偏压被用作显影偏压，不施加交流电 (AC)偏压。在施加叠加偏压的系统中，其中AC偏压被叠加在用作 显影偏压的DC偏压上，通过AC偏压施加瞬间高电压。从而在光电导 元件4和显影套筒54之间产生漏电，扰乱了光电导元件上的潜像，结 果是可能出现所谓的模糊图像。因此，本发明通过仅仅施加直流电 (DC)偏压作为显影偏压，抑制了模糊图像，实现了高质量图像。
073接着，将给出可以在本发明实施方式的显影设备中合适地 使用的磁性颗粒载体的说明。
074在本发明实施方式的显影设备中使用的载体包括具有磁性 特征的核心材料颗粒，和涂敷其表面的非磁性粘合树脂。然后在该粘 合树脂上添加多种颗粒，目的是调节电荷特征等，但在本发明实施方
式的载体中，优选地是添加氧化铝。添加氧化铝的作用是抑制载体表 面膜磨损的增加，并且可能抑制载体电阻的快速降低。075而且，优选地使用重均粒径为20[/mi]或以上并且45Lum] 或以下的小粒径载体。使用重均粒径在20到45[/mi]之间的载体有如下 优势(1)可以给单一墨粉颗粒提供充足的摩擦电荷，这是由于每单 位重量的表面积较宽，并且产生了较少的低电荷墨粉和相反电荷的墨 粉。结果是，实现了抑制浮渣(scum)产生的作用。(2)墨粉平均电荷可 以很低，这是由于宽表面积和对产生浮渣的抗性，从而获得充足的图 像浓度。因此，当使用小粒径墨粉时，小粒径载体可补偿这些缺点， 并且可发挥小粒径墨粉的优点。(3)小粒径载体形成密集的磁刷，具 有满意的磁穗流动性。由于这个原因，产生穗后图像(post-spikeimage) 特别困难。然而，当产生小粒径载体时，每个载体颗粒的磁矩会降低， 显影套筒上的磁性载体滞留容量会降低，载体粘附易于发生，这些情 况可以导致对光电导元件的破坏，和对定影辊的破坏。076可通过使用载体来实现提高该类型载体粘附的作用，其中 载体的体积电阻值为12[Log(&cm)]或以上并且16[Log(^cm)]或以下。 若体积电阻值超过16[Log(Q，cm)]，那么边缘效应就会恶化到不能接受 的程度，所以这不是优选的。进一步，如果低于高电阻表可测量的下 限，那么体积电阻不能定量地获得，而作为无用值(break down value) 处理。本说明书中的体积电阻是这样的一个值——其中在间距设定为 2mm的平行电极之间引入载体后，在两个电极之间施加DC 1000 V， 30秒后，用高电阻表测量电阻值。077载体包括具有磁性特征的核心颗粒和涂敷其表面的非磁性 粘合树脂。在传统载体的制造中使用的众所周知的树脂可以被用作形 成该粘合树脂层的树脂，该粘合树脂层是涂敷层。优选地，例如可以 使用图9中所示的化学式表示的包括重复单元的有机硅树脂。在该式 中，Rl表示氢原子、卤素原子、羟基、具有l到4个碳原子的低级垸 基、或芳基(苯基、甲苯基及其类似基团)。R2表示具有1到4个碳 原子的亚烷基，或亚芳基(亚苯基及其类似基团)。078KD271、KR272、KR282、KR252、KR255和KR152(Shin-Etsu 化学公司制造)，以及SR2400和SR2406(Toray Dow Corning Silicone Co.
制造)可以引述为上述粘合树脂层中使用的未改性有机硅树脂的实例。 改性有机硅树脂也可以用作树脂层。环氧改性硅氧烷、丙烯酰改性硅 氧烷、酚改性硅氧垸、氨基甲酸乙酯改性硅氧烷、聚酯改性硅氧烷、 醇酸改性硅氧垸及类似化合物可以引用为这样的物质。在这些化合物中，环氧改性物质ES-1001N，丙烯酰改性硅氧垸KR-5208，聚酯 改性硅氧垸KR-5203，醇酸改性物质KR-206，氨基甲酸乙酯改性 物质KR-305 (上述物质由Shin-Etsu化学公司制造)和环氧改性物质 SR2115，和醇酸改性物质SR2110 (Toray Dow Coming Silicone Co. 制造)可以引用为改性有机硅树脂的具体实例。079在上面描述的有机硅树脂中可包含合适量(0.001 wt。/。到 30wt%)的氨基硅垸偶联剂，下述物质可以引用为实例。H2N(CH2)3Si(OCH3)3: MW179.3H2N(CH2)3Si(OC2H5)3: MW221.4H2NCH2CH2CH2Si(CH3)2(OC2H5): MW161.3H2NCH2CH2CH2Si(CH3)(OC2H5)2: MW191.3H2NCH2CH2NHCH2Si(CH3)3: MW194.3H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2: MW206.4H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3: MW224.4(CH3)2NCH2CH2CH2Si(CH3)(OC2H5)2: MW219.4(C4H9)2NC3H6Si(CH3)(OCH3)3: MW291.080下述物质可以在上面描述的粘合树脂层中单独使用，或者可以与上述有机硅树脂混合使用。具体而言，可以引用如下物质苯乙烯树脂如聚苯乙烯、氯代聚苯乙烯、聚-a-甲基苯乙烯、苯乙烯-氯苯 乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-氯 乙烯共聚物、苯乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-顺丁烯二酸共聚物、苯 乙烯-丙烯酸酯共聚物(苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙 酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯 乙烯-丙烯酸苯酯共聚物、及其类似物)、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物 (苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯 乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸苯酯共聚物、及其类 似物)、苯乙烯-氯代丙烯酸a-甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共 聚物、及其类似物；环氧树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、 离子键树脂、聚氨酯树脂、酮树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、二甲苯 树脂、聚酰胺树脂、酚树脂、聚碳酸酯树脂、蜜胺(memmine)树脂及其 类似物。081可以使用熟知的方法如喷雾干燥、浸渍、或粉末涂敷在磁 性载体的核心颗粒的表面上形成粘合树脂层。尤其是，使用了流化床 型涂敷仪器的方法用于形成均匀涂敷膜是有效的。082在载体核心颗粒的表面上形成的粘合树脂层的厚度通常在 0.02-l[/mi]之间，优选地在0.03-0.8[/mi]之间。由于树脂层的厚度非常 小，所以包括了用树脂层涂敷的核心颗粒的载体的粒度分布，以及载 体核心颗粒的粒度分布基本上是一样的。083必要时调节磁性载体的电阻比率是期望的。涂敷在核心颗 粒上的树脂的电阻的调节，通过控制膜厚度来调节是可能的。可以使 用施加到涂敷树脂层上的导电超细粉，来调节电阻。导电的ZnO、 Al 及类似物的金属或金属氧化物粉末，用多种方法调节的Sn02，或掺杂 有多种类型成分的Sn02，硼化物如TiB2、 ZnB2和MoB2，碳化硅，导 电聚合物如聚乙炔、聚对苯撑、聚(对-亚苯基硫化物)、聚吡咯和聚乙 烯，以及碳黑如炉法炭黑、乙炔黑和槽法炭黑，可以用作前述导电超 细粉。在引入到在涂敷中使用的溶剂中或用于涂敷的树脂溶液中后， 这些导电粉末可通过使用介质的分散设备如球磨机或珠磨机来均匀地 分散，或者通过具有以高速率旋转的刀片的搅拌器均匀地分散。084接着将解释适合在本发明实施方式的显影设备中使用的墨粉。085如上面所述，适合在本发明实施方式的显影设备中使用的 墨粉的墨粉重均粒径在4.5-8.0[/mi]之间，粒径分布的重均粒径(Dw) 与数均粒径(Dn)的比率(Dw/Dn)为1.20或更低。可通过增加图像 浓度稳定性来提高分辨率，并且获得高质量图像。进一步，使3/xm或 更小的颗粒在墨粉粒度分布中的比率等于或小于5%，有一个显著的作 用就是提高了流动性和滞留的质量；并且，可以获得将墨粉补充到显 影设备中的满意水平，以及可以获得墨粉电荷起始状态的满意水平。086优选地，使用平均圆形度为0.95或更高的墨粉。使用这种
类型的墨粉使得高水平点再现性成为可能，这样可与最近几年的高图 像分辨率保持同步。
087可使用流动颗粒图像分析仪FPIA-2000 (商品名称，由Toa Medical Electronics Co., Ltd.制造)来测量平均圆形度。具体地，在事先 去除了固体杂质，包括100-150[mL]水的容器中，加入0.1-0.5[mL]的表
面活性剂作为分散剂，优选地是烷基苯磺酸盐，并且加入用于测量的 大约0.1-0.5[g]样品(墨粉)。然后，用超声波分散设备将具有分散墨粉 的悬浮溶液处理大约1到3分钟，其中在前述分析仪中放置其中分散 溶液的浓度在3000到10000[颗粒/AiL]的样品，测量墨粉形状和分布。 然后，基于这些测量结果，用与照相面积相等的相等圆的周长除以实 际颗粒的周长，得到各个颗粒图像的值，然后计算其平均值。该平均 值就是平均圆形度。
088墨粉在最低程度上包括粘合树脂、着色剂、防粘剂和电荷 控制剂。该墨粉可以是用多种类型的墨粉制造方法如聚合或成粒产生 的不规则的形状或球形墨粉。此外，可以使用磁性或非磁性墨粉。
089传统上用作墨粉粘合树脂的物质可以用作该墨粉中所包括 的粘合树脂。具体而言，苯乙烯和其取代基的单体，如聚苯乙烯、聚 氯苯乙烯和聚乙烯甲苯；苯乙烯共聚物，如苯乙烯/对-氯代苯乙烯共聚 物、苯乙烯/丙烯共聚物、苯乙烯/乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯/乙烯基萘 共聚物、苯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、苯乙 烯/丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸 甲酯共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯 共聚物、苯乙烯/a-氯代丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯/丙烯腈基共聚物、 苯乙烯/乙基乙烯基醚共聚物、苯乙烯/甲基乙烯基甲酮共聚物、苯乙烯 /丁二烯共聚物、苯乙烯/异戊二烯共聚物、苯乙烯/丙烯腈基/茚共聚物、 苯乙烯/顺丁烯二酸共聚物、和苯乙烯/顺丁烯二酸酯共聚物；聚甲基丙 烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、 聚丙烯、聚酯、聚乙烯基丁基縮丁醛、聚丙烯酸酯树脂、松香、变性 松香、萜烯树脂、酚树脂、脂族或脂环族碳化氢树脂、芳香油树脂、 氯化石蜡、石腊及其类似物。这些物质可以单独使用，或者两种或多 种混合使用。
090在传统的墨粉着色剂中使用且能得到黄色、洋红、青色和 黑色的颜料和染料可以用作墨粉中所包括的着色剂。具体地，可以使 用nigrocine染料、苯胺蓝、carcoyl蓝、杜邦油红、喹啉黄、亚甲蓝氯 化物、酞菁蓝、汉撒黄G、若丹明6C色淀、铬黄、quinacrydone、benzizine 黄、孔雀绿、孔雀绿己酸酯、玫瑰红、单偶氮染料和颜料、双偶氮染 料和颜料、三偶氮染料和颜料、及其类似物。相对于粘合树脂，所用 的这些着色剂的数量通常在1到30wtM之间，优选地在3到20wt。/。之 间。
091任何正电荷控制剂或者负电荷控制剂可用作墨粉中包含的 电荷控制剂，但对于彩色墨粉，优选地使用不能改变染色的透明或者 白色物质。例如4级铵盐、咪唑金属配合物和盐可以用作阳极的实例。 而且，水杨酸酯配合物和盐、有机硼盐和杯芳烃化合物及其类似物可 以用作阴极的实例。
092除了合成蜡如低分子量聚乙烯和聚丙烯，植物蜡如小烛树 蜡、巴西棕榈蜡、米蜡、树蜡和霍霍巴油；动物蜡如蜂蜡、羊毛脂和 鲸蜡；矿物蜡如褐煤蜡和地蜡；和脂肪基蜡和油基蜡，如硬化蓖麻油、 羟基硬脂酸酯(hyroxystearate)、脂肪酸酰胺，和苯酚脂肪酸酯可以包括 在墨粉中，目的是表现出优越的脱模(die release)特性。这些脱模促进 剂可以单独使用，或者两种或多种混合使用。
093而且，除了上面描述的脱模促进剂，必要时可以在墨粉中 加入助剂，如多种类型的增塑剂(邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二 辛酯及类似物)，和电阻调节剂(氧化锡、氧化铅、氧化锑及类似物)， 目的是调节热特性、电特性或物理特性。
094此外，必要时可在墨粉中加入除了上面描述的脱模促进剂 和助剂之外的流化剂。硅石微粒、氧化钛微粒、氧化铝微粒、氟化镁 微粒、碳化硅微粒、碳化硼微粒、碳化钛微粒、碳化锆微粒、氮化硼 微粒、氮化钛微粒、氮化锆微粒、磁铁矿微粒、二硫化钼微粒、硬脂 酸铝微粒、硬脂酸镁微粒、硬脂酸锌微粒、氟树脂(fluorine rein)微 粒和丙烯醛基树脂微粒可用作流化剂的实例。这些脱模促进剂可以单 独使用，或者两种或多种混合使用。优选地，流化剂的主要颗粒的直 径小于0.1/mi;表面用硅烷偶联剂、硅油或类似物进行疏水处理；疏水
度为40或更高。
095特别地，优选的疏水硅微粒和疏水钛微粒一起用作流化剂， 加入到墨粉中。尤其是，对于这两种微粒，优选的是平均粒径为50[nm] 或以下的物质。对于这两种微粒，通过使用平均粒径为50[nm]或以下 的物质， 一旦搅拌且混合，可以显著提高墨粉的静电容量和范德瓦尔 斯容量(van der Waals capacity)。甚至通过在显影剂内搅拌且混合——这 样做是为了获得特定电荷水平，流化剂就不与墨粉分离，从而可以获 得很好的图像质量。而且，可以预期到转印后墨粉剩余量降低。
096进一步，氧化钛颗粒在环境稳定性和图像浓度稳定性上很 出色。然而，电荷初始特性易于恶化。由于这个原因，如果加入的氧 化钛微粒的量大于加入的硅石微粒的量，那么上面描述的副作用似乎 会更严重。然而，已经表明，加入的疏水硅石微粒的范围在0.3-1.5[wt。/。] 之间，加入的疏水氧化钛微粒的范围在0.2-1.2[wty。]之间，电荷初始特 性没有很大的损失。从而可以获得稳定的图像质量，甚至在重复拷贝 时也可以获得，也可以达到控制墨粉飞散的效果。
097进一步可加入平均粒径在80-140[nm]之间的疏水硅石微粒 作为流化剂。可通过加入疏水硅石微粒达到降低墨粉颗粒间粘附力的 作用。从而不仅提高了可转印性，而且也可控制局部产生的转印不规 则，这些问题当输出低表面积图像时易于发生。因此，提高图像质量 的效果是显著的，且可以获得长时间内很好的图像质量。
098可以使用多种传统的、众所周知的方法产生的墨粉。下述 制造方法提供了实例。具体而言，必要时，以适当的比率，使用混合 机彻底混合粘合树脂、着色剂和颜料、电荷控制剂、和释放剂及其类 似物，如Henschel混合机或碗式混合机。然后，使用螺旋挤压持续混 合捏合机、两辊碾磨机、三辊碾磨机或压力和热碾磨机进行熔化捏合。 对于彩色墨粉，通过预熔化和捏合颜料和一部分粘合树脂获得的母炼 胶颜料，通常被用作着色剂，以便提高颜料分散性。在以该方式获得 的捏合物质冷却且硬化后，使用粉碎机如锤磨机进行初步粉碎。在用 喷射式粉碎机进一步粉碎后，使用连接到气流式粉碎机和类似粉碎机 的旋转粉碎机和类似机器处理表面。锤磨机、碗式研磨机、管式研磨 机、振动磨及类似机器可以用作冲击粉碎机的实例。I型或IDS型冲击
粉碎机(由日本Pneumatic Manufacturing Co.制造)优选地用作喷射式 粉碎机，该喷射式粉碎机具有压縮空气，和冲击板作为主要部件。而 且，轧制机、针式粉碎机(pinmill)、流体层喷射式粉碎机及类似机器 可以被用作旋转粉碎机的实例。特别地，Turbo Mill (由Turbo Industries 制造)、Clyptron (由Kawasaki Heavy Industries制造)或Fine Mill (由 日本Pneumatic Industries制造)可以用作旋转粉碎机，其主要部件有 一个固定容器，作为外壁，和与该固定容器具有相同中心轴的旋转部 件。关于相关的粒度分级器，分散分离器(DS)粒度分级器(由日本 Pneumatic Industries制造)或多分区粒度分级器(Elbow Jet;由Nittetsu Mining Co.制造)可以用作气流型粒度分级器。进一步，可以使用气流 粒度分级器或机械粒度分级器进行细粉分级，以得到微粒。
099当在使用相关方法获得的微粒中加入且混合流化剂时，可 以使用熟知的设备如Henschel混合器、超级混合器或球磨机及其类似 机器。也可以使用，通过悬浮聚合或非水分散体聚合，用单体、着色 剂和流化剂直接制造墨粉的方法。
100接着，将使用实施例1到13，和对比实施例1到7，进一 步详细地解释本发明的实施方式的显影设备。
101首先将介绍实施例和对比实施例。图10说明了实施例和 对比实施例中所用的载体1到5的特性，图11说明了实施例和对比实 施例的主要特征。
实施例l
*墨粉制造实施例 (母炼胶颜料组成) 颜料 喹吖啶酮洋红颜料
102将上述原材料在Henschel混合器中混合，得到用水渗透的 颜料集料的混合物。在辊表面温度设定为130'C的两辊粉碎机中，将该 混合物捏合45分钟，得到母炼胶颜料(1)。接着，使用该母炼胶颜料
(C.I.颜料红122)
环氧树脂
50重量份
粘合树脂 水
50重量份 30重量份
(1)通过下述方法制备墨粉c
(墨粉组成) 粘合树月
曰
指
100重量份
着色剂 电荷控制剂
13重量份
环氧树飛
(R-304,Mitsui Chemical) 母炼胶颜料(l)
水杨酸锌盐(Bontron E84, 2重量份 Orient Chemicals)103将相关组分的混合物熔合，用双锭捏合机捏合，将捏合的 混合物在喷射式粉碎机中压碎为平均粒径为7.3[Mm]的微粒，该喷射式 粉碎机在挤压区域配备有扁平的冲击板，并使用连接到DS型气流式粒 度分级仪上的涡轮研磨机进一步进行表面处理，但平均粒径为7[/m!]。 通过进一步的微粒分级，得到重均粒径为7.5[/mi]的微粒，3[/mi]或更 小的颗粒的数量百分比为8[%]，平均圆形度为0.937。将100克平均粒 径为30[nm]的疏水硅石微粒，和50克平均粒径为30[nm]的疏水氧化 钛微粒加入到20kg微粒中，搅拌且混合该混合物，得到洋红的电子照 相用墨粉(Dw/Dn:1.20)。 *载体1的制造实施例 [载体涂敷层],绝对比重 3.9，颗粒粉末比电 阻1013Q*cm
有机硅树脂溶液
无机氧化物微粒A
145重量份
甲苯
300重量份104将上述组成在均化混合器中分散10分钟，得到有机硅树 脂涂敷成膜溶液。用内部温度为40。C的大型涂料器(Okada Seiko Co., Ltd.)，在作为核心材料的平均粒径为35[pm]的5000重量份的烧结铁粉 (绝对比重5.5)上，涂敷且干燥前述涂敷成膜溶液，这样核心材料 上的膜厚度为0.15|>m]。将所得到的载体保持静止不动1小时，然后 在电炉中以24(TC烧结。冷却后，使用筛目为63[/mi]的筛子，将大块 的铁粉破裂，得到体积电阻为15.9[Log(^cm)]的[载体l]，磁化强度为 68Am2/kg。
105接着，使用上述方法获得的彩色墨粉和载体1，制备墨粉 浓度(TC)为5[wt。/。]的显影齐U，评价在实际设备中进行，使用了 Ricoh 制造的IPSiO Color Model 8100打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度 Rz: 30[/mi]， Sm: 150Lum]， DG: 0.6[mm]，所携带显影剂数量的平均 值35[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])。纸的通过状况是图像区比率5%， 负荷1P/J下100K张。进一步，所携带显影剂的前述数量是平均值， 是在主要扫描方向上的前、中和后三个位置测量三次得到的测量值的 平均值。
106使用在上面的实施例1中通过表面处理步骤的粉末进行微 粒分级，所得微粒的重均粒径为7.7[/mi]， 3[/mi]或更小的颗粒的数量 百分比为4%，平均圆形度为0.941。将100克平均粒径为0.3[/mi]的疏 水硅石微粒，和50克平均粒径为0.3[/mi]的疏水氧化钛微粒加入到20kg 的微粒中，搅拌且混合该混合物，得到洋红的电子照相用墨粉 (Dw/Dn:1.15)。使用与实施例1中相同的载体，评价在与实施例1相 同的条件下进行(所携带显影剂量的平均值为40[mg/cm2])。
107将450克0.1MNa3P04水溶液引入到710克离子交换水中 后，加热到6(TC，使用TK均化混合器(TokushukiKakogyo制造)以 12000rpm搅拌。在其中逐渐加入68克1.0M CaCl2水溶液，得到含有 (墨粉组成)苯乙稀丙烯酸正丁酯 喹吖啶酮洋红颜料 二叔丁基水杨酸金属化合物 聚酯树脂<formula>formula see original document page 29</formula>108将上述制剂加热到60°C，使用TK均化混合器(Tokushuki Kakogyo制造)均匀地溶解且以12000rpm分散。将10克聚合引发剂 2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈基)溶解在其中，调节可聚合的单体组合物。 将前述可聚合的单体组合物引入到前述水基介质中，在N2气氛下，在 6(TC的TK均化混合器中，以10000rpm搅拌20分钟，并将可聚合的 单体组合物制成颗粒。然后，在用桨式搅拌器桨叶搅拌的同时，温度 升高到8(TC，允许该组合物反应10小时。在聚合反应完成后，在减压 下去除水基介质部分，冷却反应物；通过加入盐酸溶解磷酸钙后，过 滤、冲洗且干燥该混合物，得到彩色悬浮颗粒，其重均粒径为6.2/mi， 3/mi或更小的颗粒的比率为2%，平均圆形度为0.954。将100克平均 粒径为30[nm]的疏水硅石微粒，和100克平均粒径为30[nm]的疏水氧 化钛微粒加入到20kg的微粒中，搅拌且混合该混合物，得到洋红的电 子照相墨粉(Dw/Dn:1.12)。使用与实施例1中相同的载体1，在与实 施例1相同的条件下进行评价(所携带显影剂量的平均值为 45[mg/cm2])。[实施例4]109使用上面实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影剂，在实际设备中进行评价，使用了 Ricoh 制造的IPSiO Color Model 8100打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度 Rz: 40[Aim]， Sm: 150[/mi]， DG: 0.3[mm]，所携带显影剂数量的平均 值30[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])。纸的通过状况是图像区比率5%， 负荷1P/J下IOOK张。 [实施例5]110使用上面实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影齐lj，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 20[/xm]， Sm: 150[/mi]， DG: 0.9[mm]，所携带显影剂数量的平均值50[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在实际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J下IOOK张。[实施例6]111使用上面实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影剂，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 20[/xm]， Sm: 130[/mi]， DG: 0.9[mm]，所携带显影剂数量的平均值60[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在实际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J下100K张。[实施例7]*制造载体2的实施例112下面说明了涂敷层配方。除改为丙烯酸树脂组和有机硅树 脂组的混合组之外，该实施例与实施例1相同，得到了体积电阻为 14.5[Log(^cm)]的[载体2]，磁化强度为68Am2/kg。丙烯酸树脂溶液 胍胺溶液 酸催化剂 有机硅树脂溶液19.9重量份 6.2重量份 0.11重量份 92.9重量份(固体含量50wt%)(固体含量70wt%)(固体含量40wt。/0)(固体含量20wt%)(SR2410:由Toray Dow Corning Silicone 制造)(固体含量100wt%) 0.21重量份 (SH6020:由Toray Dow Corning Silicone
制造)无机氧化物微粒B 氧化铝，粒径0.37/xm， 97重量份绝对比重3.9，颗粒粉末比电阻1013Q*cm] 甲苯 400重量份113除了将前述实施例3使用的墨粉的载体改为[载体2]，评 价在与实施例1中相同的条件下进行。[实施例8]*制造载体3的实施例114除了使用导电颗粒A[颗粒粉末比电阻1()8(Q'cm)]取代无 机微粉末，用与实施例7中相同的方式得到容积电阻为11.2[Log(fi，cm)] 的[载体3]。此时，与核心材料相比，在树脂涂敷层中包含的导电颗粒 和导电微粒的涂敷比率为83%。115除了将上述实施例7中所用的载体改为[载体3]，在与实 施例1相同的条件下完成评价。[实施例9]*制造载体4的实施例116除了将载体重均粒径改为18[/mi](绝对比重5.7)和所加入的微粒量， 15.7[Log(Q争cm)]，丙烯酸树脂溶液 胍胺溶液 酸催化剂 有机硅树脂溶液用与实施例1相同的方式，得到体积电阻为 磁化强度为66Am2/kg的[载体4]。(固体含量50wt%) 43.7重量份(固体含量70wt%)(固体含量40wt%)(固体含量20wt%)(SR2410:由Toray Dow Corning Silicone 制造)(固体含量100wt%)(SH6020:由Toray13.6重量份 0.24重量份 204.4重量份0.46重量份Dow Coming Silicone制造)无机氧化物微粒B 氧化铝，粒径0.37/mi， 195重量份绝对比重3.9，颗粒粉末比电阻1013Q'cm] 甲苯 800重量份117除了将前述实施例3使用的载体1改为载体4，用与实施 例3中相同的墨粉，在与实施例3中相同的条件(所携带显影剂的平 均量为58[mg/cm2])下进行评价。[实施例10] *制造载体5的实施例118除了将载体重均粒径改为71[/mi](绝对比重5.3)和所 加入的微粒量，用与实施例1相同的方式，得到体积电阻为 14.5[Log(Q*cm)]，磁化强度为69Am2/kg的[载体5]。丙烯酸树脂溶液 胍胺溶液 酸催化剂 有机硅树脂溶液无机氧化物微粒B(固体含i (固体含i (固体含l (固体含l (SR2410:50wt%) 70wt%) 40wt%) 20wt%) 由Toray39.7重量份 12.4重量份 0.22重量份 185.8重量份Dow Corning Silicone制造)(固体含量100wt%) 0.42重量份 (SH6020:由Toray Dow Corning Silicone制造)氧化铝，粒径0.37Mm， 60重量份 绝对比重3.9，颗粒粉 末比电阻1013^cm仏、甲苯 800重量份119除了将前述实施例3中使用的载体l改为载体5，使用与
实施例3中相同的墨粉，在与实施例3中相同的条件(所携带显影剂 的平均值的量为32[mg/cm2])下进行评价。[实施例11]120使用实施例3中的微粒，将100克平均粒径为30[nm]的疏 水硅石微粒，100克平均粒径为30[nm]疏水氧化钛微粒，和75克平均 粒径为100[nm]的疏水硅石微粒加入到20kg的微粒中，搅拌且混合， 得到洋红的电子照相墨粉(Dw/Dn丄12)。使用与实施例1中相同的载 体，在与实施例1相同的条件下进行评价。[实施例12]121使用上述实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影齐[J，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 35[/mi]， Sm: 100|>m]， DG: 0.3[mm]，所携带显影剂的平均量30[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在实际设备中进行评价。纸的通过情况是图像区比率5%，负荷1P/J下IOOK张。 [实施例13]122使用上述实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/o]的显影齐lJ，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 30[Atm]， Sm: 200[/mi]， DG: 0.9[mm]，所携带显影剂的平均量50[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在真实设备中进行评价。纸的通过情况是图像区比率5%，负荷1P/J下腦K张。[实施例14]122使用上述实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影齐lj，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 30|>m]， Sm: 170[/mi]， DG: 0.9[mm]，所携带显影剂的平均量60[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在实
际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J下IOOK张。[对比实施例1]124使用上面实施例1得到的彩色墨粉和载体1，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影剂，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 40[Aim]， Sm: 120[/mi]， DG: 0.3[mm]，所携带显影剂的平均量45[mg/cm2]， PG: 0.4[mm]),在实际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J 下IOOK张。[对比实施例2]125使用上述实施例2的墨粉和载体，在与对比实施例1相同 的条件下进行评价。[对比实施例3]126使用上述实施例3的墨粉和载体，在与对比实施例1相同 的条件下进行评价。[对比实施例4]127使用上面实施例1的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/o]的显影齐lJ，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 25[/mi]， Sm: 200[阔，DG: 0.3[mm]，所携带显影剂的平均量25[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在实际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J下1OOK张。[对比实施例5]128使用上面实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影剂，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 28[/mi]， Sm: 200[)Um]， DG:0.9[mm]，所携带显影剂的平均量65[mg/cm2]， PG: 0.3[mm])，在实 际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J下IOOK张。[对比实施例6]129使用上面实施例3的墨粉和实施例1的载体，制备墨粉浓 度(TC)为5[wt。/。]的显影剂，使用Ricoh制造的IPSiO Color Model 8100 打印机(打磨显影套筒，表面粗糙度Rz: 22[/mi]， Sm: 200[/mi]， DG: 0.9[mm]，所携带显影剂的平均量60[mg/cm2]， PG: 0.25[mm])，在实际设备中进行评价。纸的通过状况是图像区比率5%，负荷1P/J 下IOOK张。[对比实施例7]130当制备上面实施例1的墨粉时，改变压碎和微粒分级条件， 得到微粒的重均粒径为7.5/mi， 3/mi或更小的颗粒的比率为21%，平 均圆形度为0.934。将100克平均粒径为30[nm]的疏水硅石微粒，和 100g平均粒径为30[nm]的疏水氧化钛微粒加入到20kg的微粒中，搅 拌且混合该混合物，得到洋红的电子照相墨粉(Dw/Dn:1.24)。使用与 实施例1相同的载体，在与实施例1相同的条件下进行评价。131评价实施例1到14和对比实施例1到7的电荷稳定性 (charge stability)、显影剂脱落(developer dropping)、墨粉飞散(toner scattering)、所携带显影剂的数量和图像质量。132电荷稳定性(降低的量)是指，当电荷量(Ql)从电荷量 (Q2)中减掉时的量，在电荷(Ql)中，用一般的吹掉(blow off)方 法(Toshiba Chemical (Co. Ltd.)制造TB-200)测量样品，样品以 5wt。/。墨粉与95wty。初始载体的比率的混合，并且经受摩擦带电，在电 荷(Q2)中，使用与前述相同的方法测量载体，载体是使用前述吹掉 设备去除运转后显影剂中的墨粉得到的。目标值在IO.O (/zc/g)以内。133显影剂脱落的判断基于每20K张纸通过后显影设备底部的 污染情况来做出。如果观察到任何显影剂脱落，那么判断值为"X"。 而且，即使当观察到显影剂脱落时，如果对光电导元件的工作寿命没 有损害，以及产生轻微异常的图像，评价结束。134通过测量每20K张纸通过后显影设备底部剩余的墨粉，以 及通过100K张纸后进行计算，来判断墨粉飞散(tonerscattering)。作为 一个判断标准，允许的水平为500[mg]或更低。135关于所携带的显影剂的数量，在显影设备驱动30秒后， 通过在显影设备的主要扫描方向的前、中和后三个位置测量三次来计 算总平均值。使用四舍五入一个小数位得到的整数值，处理携带数量。 作为一个判断标准，将初始量与已经通过了 100K张纸后的值进行比 较，7[mg/cm勺以内的波动范围是允许的。136关于图像质量评价，通过均匀性评价高亮区。测量下述公 式定义的圆形度(亮度范围在50到80之间)，结果通过用下述等级取 代数字值(等级10是最好的)来显示。圆形度二exp(aL+b) {WS(f)}l/2VTF(f)df L:平均亮度F:空间循环(循环/mm) WS (f):亮度波动功率谱 VTF(f):视觉空间频率特征A,b:系数<等级>等级10: -0.10到0等级9: 0至ij0.05等级8: 0.05至U 0.10等级7: 0.10到0.15等级6: 0.15到0.20等级5: 0.20到0.25等级4: 0.25至U 0.30等级3: 0.30至U 0.40等级2: 0.40至U 0.50等级l: 0.50或更高 等级7和以上等级是允许水平。 137如图IO所示，相对于在1到3的范围内的(显影剂限制 元件和显影套筒之间的DG间距/PG显影间距)标准，最初携带的显影 剂的量在30到60[mg/cm2]之间，墨粉重均粒径在4.5-8.0[/mi]之间, (Dw/Dn)为1.20或更低;和(Rz: 20至U 40/um， Sm: 100到200/xm)的显影剂套筒表面粗糙度，实施例1到14对于最初和输出IOOK张纸 图像后的图像质量(高亮区均匀性)在允许的水平。而且，没有显影 剂脱落；墨粉飞散，所携带量的改变，并且电荷稳定性也在允许水平 上。138另一方面，对比实施例1到3的DG/PG为0.8，这低于初 始图像质量的允许水平。由于PG比DG窄，所以通过显影剂限制元件 后的显影剂层的厚度比显影间距PG薄。结果是，产生了显影剂与光电 导元件的接触压力的不规则，从而导致显影区域中浓度不规则。显然 这导致初始高亮区均匀性落在允许水平之下。而且，墨粉飞散和所携 带量的改变也落在允许水平之下，由于大量空白，IOOK张后的图像质 量有所下降。因为显影剂与光电导元件的接触压力不够，并且由于图 像浓度降低，在图像浓度控制期间，要供应墨粉，提高显影剂的墨粉 浓度以便恢复图像浓度。结果是，在对比实施例1到3中，IOOK张后 的墨粉浓度比初始墨粉浓度更高。以此方式，当墨粉浓度增加时，显 影剂电荷的量下降，发生了更多的墨粉飞散。结果是，在对比实施例1 到3中，超过了墨粉飞散的允许水平500[mg]。139此外，光电导元件和显影剂之间的接触压力变小，并且变 得不太均匀，这是由于大空距(margin)导致所携带的显影剂的量下降， 显然这样的结果是，IOOK张之后的高亮区均匀性降了三个等级。虽然 所携带的显影剂量的大量下降的细节不确定，但显而易见，这是因为 墨粉浓度增加，及显影剂流动性降低。140而且，在对比实施例4中，由于所携带的显影剂的初始量 为30[mg/cm"或更低，供应到显影区域的显影剂的量很少。由于这个 原因，图像浓度很薄，导致显影剂与光电导元件的接触压力不规则， 从而导致浓度不规则。显而易见，这导致初始高亮区均匀性的降低。 此外，由于图像浓度很薄，通过控制图像浓度，提高了显影剂浓度。 结果是，由于显影剂电荷量的下降，墨粉飞散更严重。因此，在对比 实施例4中，墨粉飞散也落在了允许水平之下。141在对比实施例5中，由于所携带的显影剂的初始量为 60[mg/cm勺或更高，产生了空白和擦痕，且初始高亮区均匀性下降。此 外，在对比实施例5中，由于DG设定为0.9[mm]，显影套筒层的厚度 增加。由于在这种情况下层很厚，如图4所示，显影剂箱53的开口 53a 和显影套筒之间的间距变大。在实施例5、 13和14中，同样由于DG 设定为0.9[mm]，显影剂箱53的开口 53a和显影套筒之间的间距很大， 由于墨粉电荷高，且墨粉浓度保持在低浓度，通过搅拌螺杆等搅拌的 墨粉很少会从开口 53a和显影套筒之间的间距中漏出。然而，在对比 实施例5中，通过搅拌螺杆等搅拌的大量墨粉，从开口 53a和显影套 筒之间的间距中漏出，从而将墨粉飞散提高到高于允许水平。142在对比实施例6中，由于DB/PG为3.0或更高，通过显影 剂限制元件后的显影剂层比显影间距PG厚。结果是，产生了初始显影 剂滞留。产生该类显影剂滞留的结果是，运输到显影区域的显影剂的 量变得不稳定。显而易见，结果是在图像中产生了浓度不规则，并且 初始均匀性落在允许水平之下。而且，由于以此方式产生了显影剂滞 留，在对比实施例6中产生了显影剂脱落。143此外，在对比实施例6中，由于显影剂滞留，发生了墨粉 粘附到显影套筒上。结果是，除了传送到显影区域的显影剂的量变得 不太稳定这一个因素，光电导元件和显影套筒之间的电场的均匀性损 失成为浓度不规则恶化的第二个因素。显而易见，由于这个原因，100K 张后的亮区均匀性显著降低。此外，显影剂滞留似乎产生了墨粉飞散， 从而墨粉飞散落在了允许水平之下。144在对比实施例7中，由于(Dw/Dn)为1.20或更高，加速了压力所致的显影剂流动性的降低。当显影剂流动性以此方式恶化时， 显影剂显然在通过窄的显影区域PG时有困难，从而产生了显影剂滞 留，发生了显影剂落下。此外，由于流动性显著恶化，显影套筒的显 影剂传送能力和电荷稳定性剧烈地下降。由于这个原因，显影剂波动 范围为7或更高，电荷稳定性也增加到10[/xc/g]或更高，从而落在允许 水平之下。而且，传送到显影区域的显影剂的量下降，图像浓度下降， 这是由于显影套筒的携带容量的下降。由于这个原因，增加显影剂中 墨粉浓度且降低显影剂电荷的结果是，产生了更大的墨粉飞散，墨粉飞散落在允许水平之下。而且，正如在对比实施例6中所发生的，由 于产生了显影剂滞留，墨粉粘附在显影套筒上，显影剂稳定供应到显 影区域己经受到显影剂滞留的限制，因此100K张后高亮区均匀性显著 下降。此外，使用了具有宽粒径分布，平均颗粒圆形度小于0.95的墨 粉，导致高亮区均匀性落在允许水平下，这是由于即使在初始期也产 生了很差粒度(gmnularity)的图像。145接着将解释分别具有不同墨粉特性的实施例1、 2、 3和11。 正如从图10理解的，实施例2中的均匀性大于实施例1中的均匀性， 实施例3和11的均匀性大于实施例2的均匀性。也就是，3/mi或更小 的颗粒在实施例1的墨粉粒度分布中的比率为5%或更高，相反，3/xm 或更小的颗粒在实施例2、 3和11的墨粉粒度分布中的比率为5%或更 低。由于这个原因，与实施例1相比，在实施例2、 3和11中，图像 粒度更高，高亮区均匀性更好。146此外，与实施例2中平均圆形度为0.95或更低相比，实施 例3和11中的平均圆形度为0.95或更高，因此图像粒度高于实施例2 中的图像粒度，实施例3和11具有更好的高亮区均匀性。147如实施例4和11所示，通过使用平均圆形度为0.95或更 高，3/xm或更低的颗粒在墨粉粒度分布中的比率为5。/。或以下的聚合物 墨粉，即使所携带的显影剂的量是30[mg/cm"或更低，仍然可得到具 有高粒度的图像，且高亮区均匀性很好。148当确认实施例11的图像时，与其它实施例相比，模糊度 被提高。这似乎是因为80到140[nm]疏水硅石加入到实施例11中，从 而增加了转印过程中的污损。149接着将解释分别具有不同载体特性的实施例3、 7、 8、 9 和IO。正如从图10理解的，与其它实施例(实施例3、 7到9)相比， 实施例10的高亮区均匀性和墨粉飞散比其它实施例差。由于实施例10 中载体的重均粒径为71[/mi]，该值大于45[/mi]，明显地发生了浮渣和较差的高亮区均匀性。150此外，实施例8中载体的体积电阻是12[Log(^cm)]或更低，因此墨粉飞散比其它实施例中差。
151实施例9中的清洁刀片比其它实施例中的清洁刀片磨损更 厉害。当确认实施例9中的图像时，确认了图像中的白点。由于实施 例9中的载体粒径为20Mm或更低，明显发生了载体粘附到光电导元件 上。152从以上，根据本发明实施方式的显影设备，可以消除浓度 不规则、擦痕、空白及其类似问题，通过具有8[/mi]或更低的墨粉平均 粒径，显影剂载体表面具有不规则的粗糙表面，所携带的显影剂的量 为30[mg/cm勺或以上而且60[mg/cm勺或以下，可获得高分辨率和高质 量图像。然后，通过具有1.20或更低的墨粉粒径分布(Dw/Dn)，和 4.5[/mi]或更高的墨粉重均粒径，可以抑制显影剂流动性的降低。进一 步，通过使显影套筒即显影剂载体的最大粗糙度高度Rz在20到40[/mi] 之间，平均粗糙度间距Sm在100到200[/mi]之间，可以确保所携带的 显影剂的量比较稳定。而且，通过DG/PG在1到3的范围内，可抑制 显影剂滞留和墨粉粘附到显影剂载体上。从而可以支持很长时间内的 高分辨率和高质量图像。153此夕卜，通过显影剂间距PG为0.25[mm]或以上并且0.35[mm]或以下，在光电导元件和显影套筒之间可以形成很好的显影电场；可 以控制返回电场导致的均匀墨粉粘附的损失，且可以抑制图形浓度不 规则的产生。进一步，可以抑制由其间间隙的微小波动而引起的显 影套筒54和光电导元件4与显影剂之间的接触；这些元件之间的墨粉 填塞；以及，墨粉粘附到显影套筒54上。154可以实现抑制从载体表面脱落的膜的进一步刮擦，可通过 在磁性颗粒载体的核心材料上含有氧化铝颗粒，来控制载体电阻的快 速降低。155可以寻求增加的图像浓度稳定性和提高的分辨率，可通过 使载体的重均粒径为20[/mi]或以上并且45[/mi]或以下，获得提高的图 像质量。156而且，可以控制返回电场所导致的均匀墨粉粘附的损失， 可通过具有12[Log(Q.cm)]或以上并且16[Log(fi'cm)]或以下的载体体 积电阻，来抑制载体粘附。
平点再现性。158此外，有一个显著的作用就是通过使3/xm或更小的颗粒在 墨粉粒度分布中的比率为5%或更低，提高了流动性质量和存储特性， 可获得满意水平的将墨粉补充到显影设备中的特性，和墨粉电荷初始 特性。159加入到墨粉中的是平均粒径为50[nm]或更低的0.3[wt%] 或以上并且1.5[wt。/。]或以下的疏水硅石颗粒，以及平均粒径为50[nm] 或更低的0.2[wt。/。]或以上并且1.2[wt。/。]或以下的疏水氧化钛颗粒，作 为流化剂。当搅拌且混合时，可显著地提高静电力和范德瓦尔斯力。 因此，可通过在显影设备中搅拌且混合，获得流化剂未与墨粉分离的 优异图像质量，这么做是为了获得特定电荷水平。而且，可以预期到 转印后剩余墨粉的减少。160进一步，可加入包括平均粒径为80[nm]或以上并且140[nm] 或以下的疏水硅石颗粒的流化剂。从而可达到降低墨粉颗粒间粘附力 的效果，不仅可以提高转印特性，而且当输出小面积图像时，可以抑 制趋向于局部产生的转印不规则性。因此， 一个显著作用是提高了图 像质量，可获得很长时间内的优异图像质量。161可以抑制光电导元件4和显影套筒54之间泄漏的产生， 且通过使直流电显影偏压仅包括直流电部分，可控制模糊图像的产生。162对于本技术领域技术人员而言，在接受本发明公开内容的 教导后，在不背离其范围的情况下，可以对本发明做出多种修改。
权利要求
1. 一种显影设备，包括显影剂载体，所述显影剂载体与在表面上载有潜像的图像载体相 对，所述显影剂载体在表面上载有含有磁性颗粒和墨粉的双组分显影 剂，并且所述显影剂载体与所述图像载体之间形成显影间距，所述显影设备通过将所述显影剂载体上的墨粉移动到所述图像载 体一侧，来显影潜像，其中在所述显影剂载体上的墨粉被移动到所述图像载体一侧的显影区 域中，所述显影剂载体上每单位面积所携带的显影剂的数量是30mg/cn^或以上并且60mg/cn^或以下；所述墨粉的重均粒径是4.5pm或以上并且8.0/mi或以下，且所述 墨粉的重均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率(Dw/Dn)为1.20 或更低；所述显影剂载体的表面粗糙度的最大高度Rz在20到40/xm之间， 所述显影剂载体表面的粗糙度的平均间距Sm在100到200gm之间， 显影剂载体的表面粗糙度具有不规则高度和间距的粗糙度模式；和用所述显影剂载体和提供在所述显影剂载体对面的、限制运输到 显影区域的显影剂之数量的显影剂限制元件之间的间距DG，除以所述 图像载体和所述显影剂载体之间的显影间距PG所得到的值，是1.0或 以上并且3.0或以下。
2. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述图像载体和所述显 影载体之间的间距GP是0.25mm或以上并且0.35mm或以下。
3. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述磁性颗粒包括在磁 性颗粒的核心材料上含有氧化铝颗粒的磁性颗粒。
4. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述磁性颗粒包括重均 粒径为20pm或以上并且45Aim或以下的磁性颗粒。
5. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述磁性颗粒包括体积 电阻值为12Log(&cm)或以上并且16Log(Q.cm)或以上的磁性颗粒。
6. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述墨粉包括平均圆形 度为0.95或更高的墨粉。
7. 如权利要求l中所述的显影设备，其中所述墨粉包括3/mi或更 小的颗粒的百分比为5%或更低的墨粉。
8. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述墨粉包括其中加入 如下物质作为流化剂的墨粉平均粒径为50nm或更低的0.3wt。/。或以 上并且1.5wt。/。或以下的疏水硅石微粒，和平均粒径为50nm或更低的 0.2wt。/。或以上并且1.2wt。/。或以下的疏水氧化钛微粒。
9. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述墨粉包括其中加入 平均粒径为80nm或以上并且140nm或以下的疏水硅石微粒作为流化 剂的墨粉。
10. 如权利要求1中所述的显影设备，其中所述显影剂载体被提供 以显影偏压应用装置，用于应用仅包括直流电组分的直流电显影偏压。
11. 一种成像装置，所述成像装置包括显影设备，其中 所述显影设备包括显影剂载体，所述显影剂载体与在表面上载有潜像的图像载体相对，所述显影剂载体在表面上载有含有磁性颗粒和 墨粉的双组分显影剂，并且所述显影剂载体与所述图像载体之间形成 显影间距，所述显影设备通过将所述显影剂载体上的墨粉移动到所述图像载 体一侧，来显影潜像，在所述显影剂载体上的墨粉被移动到所述图像载体一侧的显影区 域中，所述显影剂载体上每单位面积所携带的显影剂的数量是 30mg/cm2或以上并且60mg/cm2或以下；所述墨粉的重均粒径是4.5/mi或以上并且8.0Mm或以下，且所述 墨粉的重均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率(Dw/Dn)为1.20 或更低；所述显影剂载体的表面粗糙度的最大高度Rz在20到40/rni之间， 所述显影剂载体表面的粗糙度的平均间距Sm在100到200ptm之间， 显影剂载体的表面粗糙度具有不规则高度和间距的粗糙度模式；和用所述显影剂载体和提供在所述显影剂载体对面的、限制运输到 显影区域的显影剂之数量的显影剂限制元件之间的间距DG，除以所述 图像载体和所述显影剂载体之间的显影间距PG所得到的值，是1.0或 以上并且3.0或以下。
12.如权利要求11中所述的成像装置，其中彩色图像使用包括黄 色显影剂的显影设备、包括洋红显影剂的显影设备、包括青色显影剂 的显影设备和包括黑色显影剂的显影设备形成。
全文摘要
一种显影设备和包括该显影设备的成像装置，就所携带的显影剂数量，可满足很长时间内的稳定性，并且可阻止显影剂滞留、显影剂受损和显影套筒粘附，其中在显影区域中显影载体上每单位面积携带的显影剂的数量在30[mg/cm²]到60[mg/cm²]之间；墨粉的重均粒径在4.5[μm]到8.0[μm]之间，墨粉重均粒径(Dw)和数均粒径(Dn)的比率[Dw/Dn]为1.20或更低；在显影剂载体表面上形成了表面粗糙度的最大高度Rz在20到40[μm]之间、和粗糙度的平均间距Sm在100到200[μm]之间的不规则粗糙度模式；和，显影间距PG与显影剂限制元件和显影剂载体之间的间距DG之间的关系为1.0≤(DG/PG)≤3.0。
文档编号G03G15/08GK101145014SQ200710154049
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年9月13日
发明者坂田宏一, 宫元聪, 小枝麻衣子, 津田清典 申请人:株式会社理光