成像设备的制作方法

专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用电子照相法的成像设备，例如复印机或打印机。
背景技术：
对于形成彩色图像的需求、特别是一经要求即进行打引的需求已 经常规性地增长了 ，利用中间转印法在中间转印件上形成多彩图像，
并将多彩图像全部一起转印到图像定影材料上以满足高速成像的要 求，目前经常使用多种转印材料。在这种方法中，转印以下述方式重 复进行，即，将调色剂图像添加到中间转印件上或在先的调色剂图像 上，因此，已知的是在随后的转印操作中已被转印到中间转印件上 的调色剂图像再被反向地转印(再次处理)到感光鼓上。例如，在形 成红色图像时，首先在中间转印件上形成黄色固态图像，并在其上施 加多层转印的品红色固态图像。然后，在转印青色和黑色图像的过程 中，在没有任何调色剂被转印到中间转印件上的状态下进行多层转印。 在这种情况下，在转印青色和黑色图像过程中，已被转印到中间转印 件上的黄色调色剂和品红色调色剂被中间转印件静电吸住。另一方面， 当中间转印件穿过转印鼓和用于青色和黑色的各个感光鼓之间的空间 时，品红色调色剂与感光鼓相接触，这样，中间转印件上的一部分品 红色调色剂就被再转印到感光鼓上。
这样，在品红色调色剂被再转印的部分处，品红色调色剂的密度 降低，而先前已被转印到中间转印件上且处于品红色调色剂图像下面的黄色调色剂图像的颜色被加强而显著地破坏了图像的质量。换句话 说，产生了诸如图像不规则、密度降低、色彩平衡偏差这样的问题。
此外，在将已被转印到中间转印件上的四色调色剂 一 次性地转印 到转印材料上的次级转印过程中，中间转印件上最低层的调色剂的转
印效率通常低于最上层调色剂的转印效率。由于温度和湿度改变的原 因所造成的调色剂带电量的变化和转印材料的阻抗的变化使上述这种 现象更为显著。
此外，为可靠复制的目的已开发出了小微粒尺寸的调色剂并使其 商品化，因此，转印效率的进一步提高是很重要的。
作为提高调色剂转印性的方法之一，在近年来的一种方法中使调 色剂的形状接近球形。例如，这种方法可包括通过悬浮聚合或感光聚
合、利用热空气流形成球形(例如在待审查的日本专利文献(JP-A) 2000 - 029241中所公开的那样)以及利用机械作用力来形成球形(例 如在JP-A Hei 07 - 181732所披露的那样)来生产聚合调色剂的过程。 这些方法对于提高调色剂转印的效率均是非常有效的措施。但是，在 利用聚合调色剂生产工艺的情况下，可实现更高的转印效率，这是因 为调色剂的形状更接近真实的球，但清洁度降低。此外，在利用热空 气流或机械作用力形成聚合调色剂球的情况下，在形成的所述球前进 时，在调色剂中所容纳的脱模剂更易于移动到调色剂表面上。因此， 则降低了调色剂的流动性，从而损害了生产和转印特性。
鉴于上述这些情况，为了有效地利用球状的改进调色剂，则需要 控制无机细小微粒的形状或组分。例如，在JP-A Hei 06-332232和JP-A 2000-267346中，通过限定纵横比以控制转印性和带电性来控制无机 细小微粒在调色剂上沉积的程度。JP-A Hei 06-332235披露的电子照 相调色剂包括调色剂微粒和至少两种外部添加剂。更具体地说，第一 外部添加剂以最初微粒的数目为基础来说其数均微粒尺寸为 0.1-0.5nm，第二外部添加剂以最初微粒的数目为基础来说其数均微 粒尺寸最多为20nm且为疏水性的。
此外，近年来，作为用于提供高质量图像的装置，JP-A 2000 -
4231279已提出了一种电子照相图像形成设备，与常规的四色图像形成 设备相比，这种设备增加了显影剂色彩的数目。在一种在前的喷墨方 法中，已披露了 一种使用淡青色和淡品红色普通调色剂的图像形成系 统。根据这种密度可变型的图像形成系统，则可通过利用以下述方式 所制备的淡色调色剂来形成图像，从而可提供具有良好粒度而具有较 低边缘强调和较少色彩波动的图像，在所述方式中，淡色调色剂的覆 盖能力低于浓色调色剂的覆盖能力。
淡色调色剂具有难于在视觉上认识到色彩波动或色彩变动的性 能，因此，形成淡色调色剂图像优选在形成浓色调色剂图像之前进行。 此外，通过利用比浓色调色剂更少量的上色微粒(色素)来制备淡色 调色剂，这样，与浓色调色剂相比，淡色调色剂的调色剂树脂性能更 易于显示出来。从带电性、定影性等的角度来说，当前形成彩色图像 所用的调色剂树脂在许多情况下包括聚酯型树脂，这种树脂带电性能 为负带电性。为此原因，使用更少量色素的淡色调色剂的带电性能在 许多情况下比浓色调色剂的带电性能的负性更强。
如上所述，在利用淡色调色剂和浓色调色剂的六色图像形成设备 中，优选在第一和第二图像形成位置提供淡色调色剂。但是，与浓色 调色剂相比，淡色调色剂具有更大的带电量，这样就降低了初级转印 效率。在随后的转印步骤中，由最多五次的再转印的影响，转印效率 被进一步降低。此外，在次级转印部分处，淡色调色剂构成形成于中 间转印件上的第 一和第二调色剂层，这样就降低了次级转印效率且转 印性能显著下降。
因此，通过转印则降低了首先已被转印的淡色调色剂的量而产生 了这样一个问题，即改变了最终图像的色彩。
这样，与具有常规构造的图像形成设备相比，在使用淡色调色剂
和浓色调色剂的图像形成设备中，第一淡色调色剂图像的转印效率需 要高于其他调色剂图像的转印效率
发明内容
发明的目的是提供一种能够提供稳定图像的图像形成设备，这种 设备通过提高首先受到显影操作的淡色调色剂图像的转印效率并使首 先显影操作后所显影的调色剂图像平衡来提供所述稳定图像。
根据本发明的一个方面而提供了一种图像形成设备，包括 显影设备，该显影设备利用包括至少一种调色剂和第一外部添加 剂的显影剂来使静电图像显影，所述显影设备包括多个显影装置，显 影装置中容装有色彩或亮度彼此不同的调色剂，其中，至少两个显影 装置装有具有相同色调和不同亮度的浓色调色剂和淡色调色剂，装有 淡色调色剂的显影装置在另一个显影装置之前受到显影操作；
第一转印设备，其用于连续地将已被所述多个显影装置显影的到
中间转印件上；以及
第二转印设备，其用于将来自中间转印件的调色剂图像一起全部
转印到转印介质上；
其中，所述第一外部添加剂包括纵横比不小于1.0但不超过1.5
并且数均微粒尺寸不小于0.06jim且不超过0.3nm的微粒，在中间转 印件上的已转印状态下，所述第一外部添加剂对淡色调色剂的覆盖率 超过对浓色调色剂的覆盖率。
在结合附图而考虑本发明优选实施例的下述描述内容的情况下， 本发明的这些和其他目的、特征及优点将变得更明确。


图l是显示根据本发明第一实施例的图像形成设备的示意图； 图2是显示本发明第一实施例中的初级转印特性的曲线图； 图3是显示本发明第一实施例中的次级转印特性的曲线图； 图4是曲线图，图中显示了利用本发明的转印次数造成的调色剂 电量的增加；
图5是显示用于本发明第一实施例中的转印和再转印的范围的曲 线图6是曲线图，图中显示本发明第一实施例中的无机细小微粒(A)
6的量的增大所产生的效果；
图7是曲线图，图中显示了有关外部添加剂覆盖率的转印特性的 改进；
图8所示为本发明中用于计算纵横比和外部添加剂覆盖率的计算
方法的示意图。
具体实施例方式
下面将参照附图对根据本发明的图像形成装置进行描述。 (第一实施例)
图l是显示根据本发明第一实施例的图像形成设备的示意图。
首先对整个图像形成设备的操作进行描述，在将感光鼓28用作为 图像承载部件时，旋转显影设备8可转动性地支承在感光鼓28上。旋 转显影设备8包括6个显影装置1LM、 1LC、 1M、 1C和1K，它们 分别容装有淡品红色调色剂、淡青色调色剂、黄色调色剂、品红色调 色剂、青色调色剂和黑色调色剂。
通过使由充电器21充电的感光鼓的表面暴露至激光22的光线， 则在感光鼓28上形成静电图像。然后，在箭头所示方向上使旋转式显 影设备8转动而使预定的显影装置1LM移动至一显影部分。在该显 影部分处，显影装置1LM被启动而利用调色剂使静电图像显影，这 样就在感光鼓28上形成调色剂图像。
然后，在感光鼓28上形成的调色剂图像在由作为初级转印装置的 初级转印辊23所施加的转印偏压力的作用下4皮转印到中间转印带24 上。然后，按照类似的操作，由显影装置1LC、 1Y、 1M、 1C和1K 按照这种顺序对彩色调色剂图像进行显影且以叠加的方式将其连续转 印到在前的调色剂图像上，这样就形成了全色调色剂图像。
在中间转印带24上形成的六色调色剂图像通过次级转印充电器 30转印到转印介质(记录纸)27上，然后在定影装置25的压力和加 热作用下进行定影以得到永久图像。此外，在转印后于感光鼓28上存 留的残余调色剂通过清洁器26除去。下面将对本实施例中所用的两组分显影剂进行更详细的描述。 在该实施例中，通过下述方式制备调色剂，即通过将主要包含聚 酯的树脂质粘合剂与色素相揉和，并将揉和后的产品粉碎和分类以得
到具有体积平均微粒尺寸约为5jim的调色剂微粒。通过使主要包括铁 酸盐的芯体涂覆一层硅树脂来制备其中的50% (D50)的微粒尺寸为 40fun的载体。然后将所制备的调色剂和载体以重量比约为8: 92的 比例混合来提供调色剂浓度(TD比)为8 %的双组分显影剂。
淡色调色剂是内部添加着色剂的调色剂，从而在转印介质上提供 每0.5mg/cm2量的这种调色剂所产生的光学密度小于1.0。此外，浓色 调色剂是内部添加着色剂的调色剂，从而在转印介质上提供每 0.5mg/cn^量的这种调色剂所产生的光学密度不小于1.0。在该实施例 中，通过向调色剂基料中内部添加适当量的色素(着色剂)而将转印 介质上每0.5mg/cm2调色剂量的光学密度调节为对淡色调色剂为0.8 而对浓色调色剂为1.6。在该实施例中，将用于淡色调色剂的色素量设 置为用于浓色调色剂的色素量的1/5。
在该实施例中，在调色剂表面上纵横比(长轴与短轴之比)在1.0 到1.5之间，将数均微粒尺寸不小于0.06nm但小于0.30jim的无机细 小微粒(A)及数均微粒尺寸不小于O.Oljim但小于0.06nm的无机细 小微粒(B)用作为上述外部添加剂。
调色剂表面上的纵横比和无机细小微粒的数均微粒尺寸是从电子 显微器得到的。如上所述，无机细小微粒的数均微粒尺寸为0.06-0.30ftm。在这一方面中，所述数均微粒尺寸可优选为0.07- 0.20nm， 更优选为0.08-0.15pm。当所述数均微粒尺寸小于0.06nm时，无机 细小微粒的功能降低为起到隔离物的作用且其对改进转印性的帮助降 低。另一方面，当所述数均微粒尺寸大于0.3nm时，无机细小微粒更 易于从调色剂中分离出来，因此，它们不能稳定地沉积在调色剂基料 的表面上，从而降低了转印效率。此外，在生产过程中无机细小微粒 从调色剂中分离出来将污染显影装置的外周，分离出的无机细小微粒 沉积在感光鼓、载体等上，从而造成对带电性能的损害。另外，当所述纵横比超过1.5时，调色剂的形状变扭曲(平坦形 状)。在这种情况下，调色剂以下述方式存在，即它由于稳定性的原因 而在其平坦表面处与无机细小微粒相接触。因此，无机细小」微粒在短 轴方向上的长度有助于产生隔离效果。但是，由于调色剂的平坦形状 的原因，无机细小微粒在短轴方向上的长度为一较小值，因此不能实 现充分的隔离效果。顺便说一下，由于清晰度的原因，纵横比不能小 于1.0。
此外，在调色剂表面上的无机细小微粒(B)的数均微粒尺寸不 小于0.01jim但小于0.06nm,优选为0.01 - 0.05|iin。还可利用珪烷化 合物或结合剂对无机细小微粒(B)进行表面处理。当所述数均微粒 尺寸小于0.01nm时，在长时间的应用过程中，无机细小微粒(B)易 于嵌入到调色剂表面中，这样就增大了调色剂的物理性沉积作用力而 损害了转印性。另一方面，当所述数均微粒尺寸超过0.06nm时，则 降低了流动性的效果，这样就使带电特性易于变得不稳定。
优选地是，无机细小微粒(A)和无机细小微粒(B) —起被用于 改进流动性和带电性。由于无机细小微粒(B)的产生流动性效果的 原因，显影装置中的调色剂具有充足的带电量，因此，可有效地防止 雾化和调色剂的飞散。这种效果在高温/高湿度(H/H)环境下是特别 值得注意的。此外，通常情况下，当将调色剂放置于H/H环境中时， 绝对的带电量减少。因此，在一些情况下，在所述的放置之后，不能 实现随时间的流逝所需的图像密度。无机细小微粒(A)和无机细小 微粒(B)的组合使用对于解决上述问题是有效的。
另夕卜，通过将调色剂的平均圆度控制在0.915-0.960的范围内，提 供具有更少凹部的调色剂是可能的。为此原因，从外部加入调色剂的 无机细小微粒不进入所述凹部，因而可充分实现隔离效果。此外，通 过添加无才几细小;微粒(B)，无机细小」微粒(A)就均匀地沉积在调色 剂表面上，从而即使在长时间的使用中，它们在不被定位的情况下也 可继续地均匀沉积在调色剂表面上。实际上，当将无机细小微粒(A) 和(B)加入平均圆度为0.915-0.960的调色剂中时，所产生的调色剂即使经长时间的应用，其在带电性方面是稳定的且转印效率的波动降 低。
无机细小微粒(A)为球形或基本为球形，因此，它们与调色剂 基料具有较小的接触面积且在长时间的应用中可在调色剂表面上运动 以被定位在预定的位置处，在所述预定的位置处具有较大的摩擦。利 用长时间应用后的调色剂电子显微图像已经证明了这一点。但是，为 了保持稳定的转印性，需要将无机细小微粒(A)均匀地沉积在调色 剂表面上并且即使在长时间的应用中也要将其保持在初始位置处。可 考虑到通过将无机细小微粒(B)沉积到调色剂表面上，因而会构 成微小的凹槽和突起而对尺寸接近无机细小微粒(A)尺寸的微粒产 生适当的摩擦，从而可阻止无机细小微粒(A)局部化。
在该实施例中，在无机细小微粒(A)和无机细小微粒(B)相混 合的状态下，它们的带电特性在极性上彼此相反。因此，就增大了外 部添加剂之间的沉积作用力，这样则可阻止具有大微粒尺寸的无机细 小微粒(A)与调色剂分离。更具体地说，在该实施例中，对带电系 列进行调整而使相应材料所具有的负带电性以下述顺序排列无机细 小微粒(B) >调色剂基料>无机细小微粒(A)。
此外，已经确认通过使用这种两阶段外部添加方法实现了进一 步的效果，所述两阶段外部添加方法为在添加无机细小微粒(A)之 前首先向调色剂外部添加无机细小微粒(B)。
在本发明中，无机细小微粒(A)的纵横比(长轴与短轴之比) 在1.0-1.5范围内且数均微粒尺寸在0.06nm - 0.30nm范围内。无机细 小微粒(A)的示例包括硅石、氧化铝、氧化钛等的细小微粒。这些 材料的组分不受特别限制。例如，在使用硅石的情况下，可利用通过 任何已知的常规方法例如气相分解法、燃烧法和爆燃法等所制作的硅 石细小微粒。特别地，将烷氧基硅石水解且在水存在的情况下在有机 溶剂中承受浓缩反应以得到硅溶胶悬浮液，然后进行将溶剂除去、干 化和形成微粒来制备硅石的细小微粒。通过已知的溶胶-凝胶法所得 到的具有0.06-0.30nm数均微粒尺寸的硅石细小微粒可被优选使用。另外，可使利用溶胶-凝胶方法获得的硅石细小微粒的表面承受疏水 性处理。优选采用硅烷化合物来作为疏水剂。硅烷化合物的示例可包
括如下微粒 一氯曱硅烷例如六曱基二硅氮烷、氟化三甲基硅烷和三
乙基氯烷；单烷氧基硅烷，例如三甲基甲氧基硅烷和三甲基乙氧基硅 烷； 一氨基硅烷，例如三曱基甲硅烷基二曱基胺和三甲基甲硅烷基二 乙基胺；以及单丙稀酰氧基硅烷，例如三曱基乙酰氧基硅烷。在本发 明中，以下述量将无机细小微粒(A)加入到调色剂基料中，即每IOO 重量份数的调色剂基料微粒中加入0.3-5.0重量份数、优选为0.5-3.0 重量份数的无机细小微粒(A)。
在本发明中，无机细小微粒(B)的示例可包括多种无机化合物 的细小微粒，包括金属化合物，例如氧化铝、氧化钛、钛酸锶、氧 化铈、氧化镁、氧化铬、氧化锡；氧化锌；氮化物，例如氮化硅；碳 化物，例如碳化硅；金属盐，例如硫酸钓、疏酸钡和碳酸钩；脂肪酸 金属盐，例如硬脂酸锌和硬脂酸钙；碳黑和硅石。在优选的实施例中， 可添加疏水性的氧化钛细小微粒和/或疏水性的硅石细小微粒。疏水性 氧化钛细小微粒的添加可有效地稳定带电性。此外，通过添加疏水性 的硅石细小微粒可赋予调色剂流动性且使调色剂具有由于高负带电性 而产生的适量的电量。可以下述量将无机细小微粒(B)加入到调色 剂基料中，即每100重量份数的调色剂基料微粒中加入0.1-5.0重量份 数、优选为0.1-1.5重量份数的无机细小微粒(B)。
以本发明所提供的下述方式来测量无机细小微粒(A)的长轴直 径、短轴直径和数均微粒尺寸以及无机细小微粒(B)的数均微粒尺 寸和外部添加剂的覆盖率。
通过场发射电子显微镜(FE-SEM) ("S-800"由日立(Hitachi) 公司生产)来观察调色剂表面，且对所产生的显微图像进行图像分析。 通过在与长轴的方向相垂直的方向上测量微粒的最大直径(长轴直径) 和微粒的最小直径(短轴直径)而从FE-SEM显微图像得到所述纵横 比。对相应微粒的长轴直径与短轴直径的比率进行计算，且将计算值 的平均值定义为无机细小微粒(A)的纵横比。从电子显微照相的角
ii度来说，随意性地将50到100个具有1.0-1.5纵横比的无机细小微粒 作为例子。对于球形微粒来说，将其直径作为微粒尺寸。对于椭圓球 形微粒来说，将其在某一方向上的长度定义为微粒尺寸。根据这些微 粒尺寸而得到其平均值以计算数均微粒尺寸。另外，对于无机细小微 粒(B)来说，在同样的条件下获取照相图像，从成团的微粒中选取 50 - 100个无机细小孩i粒作为例子，所述成团微粒包括微粒和颗粒， 从数均微粒尺寸的角度来说，所述微粒和颗粒的范围为不小于O.Olnm 但小于0.06fim。对于球形微粒来说，将其直径作为微粒尺寸，对于椭 圓球形微粒来说，将其在某一方向上的长度作为微粒尺寸。根据这些 微粒尺寸而得到其平均值以计算数均微粒尺寸。另外，将外部添加剂 的覆盖率定义为和实现为无机细小微粒(A)或无机细小微粒(B)的 凸出面积在每单位面积调色剂表面上所占的比例。更具体地说，利用 扫描电子显微镜(FE-SEM(S-800))而随意选择100个调色剂图像作 为例子，将图像信息通过一接口输入到图像分析仪("Luzex 3"，由 Nireco公司制造)以进行计算。图8显示了被输入图像分析仪的图像 信息数据的状态。由于调色剂微粒在表面部分、外部添加剂部分和调 色剂微粒部分(包括外部添加剂部分)的区域ST之间的亮度不同， 因此，将图像信息转换为二进制(二值化)数据。根据下述公式计算 外部添加剂覆盖率
外部添加剂覆盖率(％) = ( ESGn ) /ST x 100
在该实施例中，对于无机细小微粒(A)和无机细小孩l粒(B)均 计算其外部添加剂覆盖率。
另外，作为本发明的性能特征，对被转印到中间转印带(件)24 上的调色剂来测量和确定所述外部添加剂覆盖率。这是因为从改进 在次级转印过程中构成最低层的第一显影调色剂图像的转印特性来 说，外部添加剂覆盖率对中间转印件24上的调色剂的作用大。接下来 将对该实施例中所用的测量方法进行具体描述。首先，将在感光鼓28 上显影为固态黑色图像的第一显影(淡色)调色剂图像初级转印到转印件24上。然后，使第二至第六显影调色剂图像进行显影而成为固态 白色图像。这样。相对于第一显影调色剂图像来说，则产生了最大(5 种)再转印状态。当最后(第六)显影调色剂图像被转印到中间转印 件24上时，图像形成设备被强制止动，将被转印到中间转印件24上 的第 一 显影调色剂图像作为例子，利用清洁器刃将其从中间转印件2 4 上刮去。就如所示例的方法那样，也可利用这样一种方法即，通过 使磁性载体与调色剂图像相接触来恢复所述调色剂图像。接下来，将 在感光鼓28上显影为固态黑色图像的第六显影(浓色)调色剂图像转 印到中间转印件24上。在这种状态下将图像形成装置止动，同样将第 六显影调色剂图像作为例子。然后，将在中间转印件24上所得到的第 一和第六显影调色剂图像的外部添加剂覆盖率进行比较。通过上述利 用FE-SEM的方法计算所述外部添加剂覆盖率。在该实施例中，第一 和第六显影调色剂图像被代表性地用作为淡色调色剂图像和浓色调色 剂图像，但其他显影调色剂图像也可被用于外部添加剂覆盖率的比较。
在本发明中，平均圆度被用于简单地以定量方式代表微粒的形状。 更具体地说，将流动型孩t粒图像分析仪("FPIA-2100"由SYSMEX 公司制造)用于本发明中的测量。
下面描述外部添加所述无机细小;微粒的一种方法。
根据需要，将分类后的调色剂微粒、上述无机细小微粒(A)和 上述无机细小微粒(B)以及其他公知的外部添加剂以预定的量给出。 然后，利用高速搅拌器例如Henshel搅拌器或SUPER搅拌器作为外 部添加设备，从而进行外部的添加。
接下来将对本实施例的性能特征进行描述。
在该实施例中，溶胶-凝胶硅石细小微粒被用作为无机细小微粒 (A),而氧化钛细小微粒被用作为无机细小微粒(B)。
在重量份数为100的调色剂基料微粒中，所添加的无机细小微粒 (A)的重量份数为1.0、无机细小微粒(B)的重量份数为0.5。
无机细小微粒(A)和(B)的性能特征如表l中所示。
13无机细小微粒最初微粒尺寸纵横比外部添加剂覆盖率
(A) 120nm1.2 12%
(B) 40證1.4 36%
此外，在相应的彩色图像形成位置处的调色剂带电量(摩擦电量Tc) (mC/kg)如表2中所示。
表2
Tc LM LC YM C K
(mC/kg) 35 3530 30 30 30
从表2的结果可看出，可认识到淡色调色剂比浓色调色剂所提供的摩擦电量(Tc)高5 (mC/kg)。
以下述方式测量相应调色剂的摩擦电量(Tc)。
将从显影套筒中取出的双组分显影剂约0.5-1.5g放入底部具有30jim孔(500目)的金属制测量容器中，并将金属盖放置到测量容器上。此时，整个测量容器称重为Wl (g)。然后，使测量容器通过抽吸口而经受充分的抽吸、优选抽吸2分钟。此时测到的电动势为V(瓦)。该测量容器为电容量为C (mF)的电容。在抽吸之后，整个测量容器称重为W2(g)。根据下述公式计算该例子中的摩擦电量(Tc):
Tc(mC/kg)=C x V/(W1画W2)
在23X:和50 % RH的环境中进行所述测量。
淡色调色剂和浓色调色剂的初级转印性能特征如图2所示。
在附图2中显示了当将调色剂从感光鼓28转印到中间转印带24上时，淡色调色剂和浓色调色剂相对于转印电压的转印效率曲线。在该图中，左坐标代表初级转印之前和之后根据感光鼓28上的调色剂的量(或图像密度)来计算的初级转印残留比率(％ )。当在初级转印之前感光鼓上的调色剂图像的密度为A而在初级转印之后的密度为B时，所述初级转印残留比率通过下式(A-B) /Ax 100来获得。在该附图中，最低点代表最大的转印效率。
在附图2中还显示了相对于转印电压，在下游图像形成位置处将浓色调色剂和淡色调色剂从中间转印带24再转印到感光鼓28上的再转印效率。在该图中，右坐标代表以下述方式计算的初级再转印效率。例如，在使用黄色(Y)调色剂的情况下，首先形成Y调色剂的固态黑色图像且将其转印到中间转印带上。中间转印带上的调色剂图像的量(或密度)测量为B。接下来，形成固态白色调色剂图像，在转印之后所测量的、从中间转印带再转印到感光鼓上的Y调色剂图像的量(或密度)为C，初级再转印效率(％ )通过下式C/Bxl00获得。
从附图2中所示的结果可理解，在将转印电压施加到调色剂图像在其上显影的感光鼓28的表面上的情况下，转印性能特征为随着调色剂图像的转印，转印电流开始流动以增大转印效率，该转印效率在某一电压处存在变形而开始降低。在变形点处(即转印效率的峰值位置)，已发现必要的转印电流被摩擦电量所改变。
另一方面，还发现再转印效率(性能特征)在淡色调色剂和浓色调色剂之间没有大的差别。因此，为使淡色调色剂的转印效率最大化，则需要增大转印电压。但是，其再转印效率也劣化。这样，所利用的效率就非常差。
图3中显示了浓色调色剂和淡色调色剂的次级转印性能特征，其中，厚实线代表从中间转印带24次级转印到转印材料上的浓色调色剂转印效率曲线，而图中的薄实现代表了淡色调色剂的转印效率曲线。
如图3所示，已发现与浓色调色剂的次级转印效率相比，淡色调色剂的次级转印效率非常差。更具体地说，已发现通过向在随后的下游图像形成位置处的调色剂图像施加转印电流增大了被转印到中
间转印带24上的调色剂图像的带电量。为此原因，在该实施例中，构成中间转印带24上的较低层第一和第二调色剂图像的淡色调色剂图像的次级转印效率被显著降低。更具体地，在图4中显示了中间转印带上淡色调色剂和浓色调色剂的摩擦电量(电荷量)的发展。特别地，在次级转印步骤中许多调色剂图像被一次性地转印到转印材料上，转印电压的范围窄，因此，调色剂利用效率中的差别根据调色剂种类不同而差别很大。
另外，如上所述，在该转印步骤中，由于温度和湿度的改变会引起调色剂摩擦电量和转印材料电阻抗的变化，这样则易于发生放电现象而产生不正常的图像。为此原因，则需要不会产生不正常图像的转印电压设置。因此，就不仅需要提供最优的转印条件而且还要提供转印电压范围。在该实施例中，如图5所示，将当转印残留比率(％)和再转印效率(％ )不超过5%时的转印和再转印之间的可设置转印电压差(Vd(T/RT))定义为转印/再转印范围(L(T/RT))。
表3中显示了转印/再转印范围的值及相应彩色调色剂的次级转印效率的值。
表3
(常规转印性能特征)
彩色调色剂LM LC Y M C K
Vd(T/RT)(瓦) 300 300 500 500 500 500(L(T/TR ))
Teff(%) 85 85 92 92 92 92
图3中的上述结果是在下述条件下获得的，即用于所有彩色调色剂的外部添加剂具有相同的添加量。更特别地，无机细小微粒(A)的添加量为l.O重量份数，而无机细小微粒(B)的添加量为0.5重量份数。
在该实施例中，无机细小微粒(A)的添加量，即从外部向淡色调色剂LM和LC中每一种添加的无机细小微粒(A)的外部添加剂覆盖率从1.0的重量份数到0.5的重量份数之间变化以评价转印性能特征。在该试验中，利用上述多个显影装置1LM、 1LC、 1Y、 1M、 1C和1K并以此顺序形成调色剂图像。另外，对于浓色调色剂1Y、 1M、1C、 1K中的每一种来说，无机细小微粒(A)的添加量为1重量份数(外部添加剂覆盖率为12% )，而无机细小微粒(B)的添加量为0.5重量份数。
图6为曲线图，图中显示了在将无机细小微粒(A)的添加量从1.0重量份数增加到5.0的重量份数的情况下的初级转印效率性能特征。
从图5中可明确，通过增大无机细小微粒(A)的添加量，则不仅可增大最大转印效率，而且可使转印效率性能特征上升和下降。
无机细小微粒(A)的添加量和外部添加剂覆盖率之间的关系如表4中所示。
表4
(改进的转印性能特征l)
添加量(重量份数) 1.0 1.5 2.0 5.0覆盖率(％) 12 17 22 40
此外，图7中显示了关于外部添加剂覆盖率的转印性能特征的变化。从图7中可明确，无机细小微粒(A)的外部添加剂覆盖率比无机细小微粒(A)的添加量更适于作为影响转印性能特征的参数。
当无机细小微粒(A)的添加量不少于2.0的重量份数时，调色剂的流动性受到破坏而产生较差的显影性能特征，且在一些情况下会发生外部添加剂的分离。这就意味着外部添加剂覆盖率不能象表4中所
17示的那样与添加量成比例增长，从而使调色剂不能被外部添加剂覆盖， 且在外部添加剂的添加量大的情况下，分离量也增大。例如，当无机
细小微粒(A)的添加量增大至5.0重量份数时，无机细小微粒(A) 以与约2 0 %的外部添加剂覆盖率相应的量与调色剂表面相分离。在该 实施例中，作为无机细小微粒(A)的添加量，1.5重量份数与17%的 外部添加剂覆盖率相对应，使用该重量份数对改进转印性能特征是最 有效的。更具体地说，在该实施例中，将1.5重量份数(17%的外部 添加剂覆盖率)的量的无机细小微粒(A)和0.5重量份数的量的无机 细小微粒(B)添加到淡色调色剂(1LM和1LC)中。这样，与常规 的情况相比，在该实施例中，则可提供更接近浓色调色剂转印特性的 转印特性，从而则可实现在连续的应用中提高稳定性的效果。
根据上述结果，已经发现对于淡色调色剂的外部添加剂覆盖率 的适当的范围为不小于10 Q/q且不超过40 Q/o 。
通过改变外部添加条件(例如转动时间或搅动刃在外部添加设备 中的旋转速度)也可改变外部添加剂相对于淡色调色剂LM和LC的 最优量以改进在调色剂上的沉积性能(即外部添加剂覆盖率)。但是， 在这种情况下，需要注意调色剂的流动性易于显著地受到例如无机 细小;微粒(B)的添加量的影响。此外，在改变外部添加剂覆盖的外 部添加剂覆盖率的情况下在一定程度上改进了上述效果，但该效果小 于使用无机细小微粒(A)时的情况。另外，无机细小微粒(B)的微 粒尺寸小于无机细小微粒(A)的微粒尺寸，因此显著地改进了所述 流动性。这样，则由大量调色剂所形成的图像例如次级彩色线性图像 有关的调色剂的飞散。 (第二实施例)
在本发明中所使用的调色剂不限于那些品红色、淡品红色、青色 和淡青色调色剂。例如，在使用与黑色调色剂相比上色能力降低的淡 黑色(LK)调色剂的情况下或在其中容纳有透明调色剂、白色调色剂 和特种颜色调色剂如蓝色、红色或金色的多色图像形成设备中可有效 地实施本发明。在这些情况下，通过使用下述方式来实现转印特性的改进，即，当将用于显影的调色剂从用于第一图像形成位置的调色剂 改变为用于下游调色剂图像形成位置的调色剂时使外部添加剂覆盖率 降低。
(比较实施例)
在该比较实施例中，为了使第一和第二图像形成位置处的淡色调
色剂与此处的浓色调色剂具有同样的摩擦电量，则调节调色剂的TD 比率。更具体地说，通过将淡色调色剂的TD比率从8%改变为10%, 所产生的摩擦电量为40(mC/kg),其基本等于浓色调色剂的摩擦电 量。表5中显示了外部地加入到淡色调色剂LM和LC中的无才几细小 微粒(A)的添加量为1.5重量份数时的结果。
表5
(改进的转印特性2)
微粒(A)的量 1.5重量份数 外部添加剂覆盖率 17%
转印/再转印电压差 550V
次级转印效率 92%
从表5中的结果可明确，在该实施例中可能实现与在第一实施例 中外部添加的无机细小微粒(A )为2.0重量份数时的效果相同的效果， 同时将无机细小微粒(A)的添加量减小至1.5重量份数。另外，所显 示的转印/再转印范围大于在浓色调色剂情况下的所述范围。
通过增大淡色调色剂的TD比率可期望得到进一步的改进。但是， 在实际的研究中产生了下述问题。更具体地说，在连续形成具有高图 像比率(例如固态黑色图像)的图像的情况下，不能充分确保所供应 的调色剂的搅动(接触)位置和载体充电场所。因此，则会产生由于
19搅拌失败所导致的背景雾化现象及由于过低的摩擦电量所导致的低密 度部分处均匀性的降低。
因此，在本发明中，无机细小微粒(A)的外部添加剂覆盖率的 调节能够提供可实现最真实可复制性的图像且不会有上述问题。
参考所披露的结构已对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于 所给出的细节，本申请覆盖在改进的目的内或下述权利要求范围内的 变更或变化。
权利要求
1.一种图像形成设备，包括第一显影装置，用于利用包括彩色调色剂和第一外部添加剂的第一显影剂对静电图像进行显影；第二显影装置，用于利用包括所述第一外部添加剂和透明调色剂的第二显影剂对静电图像进行显影，所述透明调色剂显示出带电特性，使得其负的带电性高于彩色调色剂的负的带电性；以及转印设备，用于将已被所述第一和第二显影装置显影的调色剂图像转印到转印介质上；其中，所述第一外部添加剂对透明调色剂的覆盖率大于对彩色调色剂的覆盖率。
2. 根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于所述第一 外部添加剂包括纵横比不小于1.0但不超过1.5并且数均微粒尺寸不小 于0.06nm且不超过0.3nm的微粒。
3. 根据权利要求l所述的图像形成设备，其特征在于所述第一 外部添加剂对彩色调色剂和透明调色剂中的每一种的覆盖率不小于 10%且不超过40%。
4. 根据权利要求l所述的图像形成设备，其特征在于所述第一 和第二显影剂的每一种还包括不同于所述第一外部添加剂的第二外部 添加剂，所述第二外部添加剂包括数均微粒尺寸不小于O.Oljim且不 超过0.06nm的孩吏粒。
5. 根据权利要求4所述的图像形成设备，其特征在于所述彩色 调色剂和透明调色剂显示出带电特性，使得其负的带电性高于第一外 部添加剂的负的带电性并低于第二外部添加剂的负的带电性。
6. 根据权利要求4所述的图像形成设备，其特征在于所述第一 外部添加剂和第二外部添加剂具有不同的带电极性。
全文摘要
一种图像形成设备，包括第一显影装置，用于利用包括彩色调色剂和第一外部添加剂的第一显影剂对静电图像进行显影；第二显影装置，用于利用包括所述第一外部添加剂和透明调色剂的第二显影剂对静电图像进行显影，所述透明调色剂显示出带电特性，使得其负的带电性高于彩色调色剂的负的带电性；以及转印设备，用于将已被所述第一和第二显影装置显影的调色剂图像转印到转印介质上；所述第一外部添加剂对透明调色剂的覆盖率大于对彩色调色剂的覆盖率。
文档编号G03G15/01GK101676814SQ20091017585
公开日2010年3月24日 申请日期2006年8月31日 优先权日2005年8月31日
发明者丰原裕一郎, 广部文武, 村山龙臣, 野口彰宏 申请人:佳能株式会社