电照相装置,成像方法和成像盒的制作方法

文档序号:2768782阅读:111来源:国知局
专利名称:电照相装置,成像方法和成像盒的制作方法
技术领域
本发明涉及一种电摄影装置,包括含有由磁微粒制成的充电部件的充电装置和也作为随后清洁装置的显影装置。本发明涉及一种使用这种电摄影装置的成像方法和构成这种电摄影装置要害部分的处理盒。
迄今,大量的电摄影方法是已知的。在这些方法中,通过多种方法在含有感光材料的感光部件上形成静电潜影图像,然后潜影图像被显影并利用色调剂形成可见图像,得到的色调剂图象在被转印到转印接收材料例如纸上之后,随心所欲地通过加热、加压、加热与加压等被固定,从而得到复制品或印制品。未被转印的遗留在感光部件中的剩余的色调剂在清洁步骤中被除去。在这种电摄影装置中,电晕放电装置,例如所谓的电晕充电装置或电晕放电装置,一直被方便地用作充电装置,但是其中伴随着困难,例如在形成负电晕或正电晕的电晕放电时产生大量的臭氧,因而要求电摄影装置配备过滤器用于除去臭氧,结果使尺寸增大以及装置的运行成本增加。
作为解决这种困难的一种技术措施,研究了一种用于减少发生臭氧的充电方法,其中使充电装置例如滚子或刮板和感光部件表面接触而在接触部分附近形成窄的间隙,其处发生遵循Paschen定律而出现的放电(接触充电方法),例如日本专利申请公开(JP-A)57-178257,56-104351,58-40566,58-139156,和58-150975所述。
然而,按照接触充电方法,容易出现困难,例如在感光部件上的色调剂熔融粘结。为此,还提出了一种把充电部件置于感光部件附近从而避免其间的直接接触的方法。用于对感光部件充电的部件可以采取滚子、刮板、刷子或镀有电阻层的细长板状件的形式。这些部件都在精确接近的控制方面存在困难,因而难于在实际中应用。
作为另一种替代方法,提出了使用被保持在一包围磁体的导电套筒上的磁微粒作为在感光部件上施加相当小的接触引导的充电部件。例如,JP-A 59-133569公开的一种方法,其中镀铁的微粒被保持在一磁滚子上并被供以电压而对感光部件充电;JP-A 4-116674公开了一种用叠加有交流的直流电压供电的充电装置;以及JP-A 7-72667公开了一种涂有苯乙烯丙烯酸树脂从而呈现好的环境稳定性的磁微粒。
另一方面,在清洁步骤中,刮板、毛刷、滚子等等一直被方便地用作清洁装置。利用清洁装置或部件,转印剩余的色调剂被机械地刮除或被回收在废色调剂容器中。因而,通过对着感光部件表面压这些清洁部件而引起了一些问题。例如,由于对于这些部件的大的压力,感光部件可能被磨损而使其寿命缩短。此外,由装置本身的观点看来,因为提供了这种清洁装置而使整个装置必然地增大,这对一般要求制造较小的装置形成障碍。
此外,从经济和有效地利用色调剂的观点看来,希望具有一种不产生废色调剂的系统。
为了解决上述伴随提供单独的清洁系统而出现的问题,提出了一种所谓的同时显影和清洁系统或无清洁器的系统,其中在转印位置和充电位置之间或在充电位置和显影位置之间,不提供单独的清洁装置用于在转印步骤之后回收并存储在感光部件上剩余的色调剂,而由显影装置完成清洁作用。这种系统的例子在JP-A 59-133573,JP-A 62-203182,JP-A 63-133179,JP-A 64-20587,JP-A 2-51168,JP-A 2-302772,JP-A 5-2287,JP-A 5-2289,JP-A 5-53482和JP-A 5-61383中已被公开。在这些提出的系统中,使用电晕充电的毛刷充电器和滚子充电器作为充电装置,并且一直未能完全成功地解决问题,例如由于放电产物而弄赃感光部件表面和充电的不均匀性的问题。
为此,提出了使用磁刷作为充电部件的无清洁器系统。例如JP-A4-21873中公开了一种成象装置,其中使用由交流电压供电的磁刷,交流电压的峰对峰值超过放电门限值,从而不需要清洁装置。此外,JP-A 6-118855公开了一种成象装置,其中包括同时的磁刷充电和清洁系统而不使用单独的清洁装置。然而,这些现有技术没有披露适用于无清洁器系统的充电的磁微粒的具体形式,因而在这方面遗留下技术问题。
更准确地说,希望提供一种充电部件,其能够呈现稳定的充电性能,并能够利用显影装置以适合于回收的形式处理转印剩余的色调剂,这适用于无清洁器系统。
本发明的目的在于提供一种电摄影装置,其包括磁刷和无清洁器系统,并且能够在长时间内持续地提供稳定的图像。
本发明的另一目的在于提供一种电摄影装置,其包括磁刷充电器,能够通过使用改进的磁微粒有效地阻止色调剂从其中逸散。
本发明的进一步目的在于提供一种使用这种电摄影装置的成像方法,和构成这种电摄影装置要害部分的处理盒。
按照本发明,提供一种电摄影装置,包括电摄影感光部件,和(ⅰ)充电装置,(ⅱ)图像曝光装置,(ⅲ)显影装置,和(ⅳ)转印装置,这些部件按照这一顺序对着感光部件设置,其中所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电,所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂,以及所述显影装置在转印装置和充电装置处理之后也起回收在感光部件上剩余的色调剂的作用。
按照本发明的另一方面,提供一种成像方法,包括由以下步骤构成的周期充电步骤,通过和感光部件接触设置的充电装置对电摄影感光部件充电;曝光步骤,使充电的感光部件对于图像光曝光,从而在感光部件上形成静电图像,显影步骤,利用由显影装置提供的色调剂使静电图像显影,从而在感光部件上形成色调剂图象,以及转印步骤,用于把感光部件上的色调剂图象转印到转印接收材料上;其中所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电,所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂,以及在下一个周期,分别在转印步骤之后,利用充电部件处理在感光部件上剩余的色调剂,在显影步骤之后,利用显影装置回收充电步骤中的剩余色调剂。
按照本发明的另一方面,提供一种处理盒,其包括形成一整体单元的电摄影感光部件和充电装置,该单元以可拆卸的方式安装在主体组件上而形成电摄影感光部件;所述电摄影装置包括所述电摄影感光部件,和(ⅰ)充电装置,(ⅱ)图像曝光装置,(ⅲ)显影装置,和(ⅳ)转印装置,这些部件按照这一顺序对着感光部件设置,其中所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电,所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂,以及所述显影装置在转印装置和充电装置处理之后也起回收在感光部件上剩余色调剂的作用。
本发明的这些和其它一些目的、特点和优点,在考虑下面结合附图对本发明的优选实施例进行的说明之后将会更加清楚,其中

图1为按照本发明的包括处理盒的电摄影装置实施例的示意图。
图2为用于测量磁微粒的体电阻率的装置图。
图3为测量色调剂的摩擦电荷或磁微粒的摩擦充电能力的例图。
图4为非磁的单组分型显影装置图。
图5为表示具有脉动的AC波形的显影偏置电场的波形图。
图6为按照本发明的电摄影装置另一个实施例的示意图。
图7为按照本发明的用于全色成像的电摄影装置另一个实施例的附图。
图8为实例中使用的数字复印装置图。
图9和图10为分别表示在注入充电方式和基于放电的接触充电方式的情况下,感光部件上的充电电位与施加的峰-峰电压的关系曲线。
按照本发明的电摄影装置,包括电摄影感光部件,以及(ⅰ)充电装置,(ⅱ)图像曝光装置,(ⅲ)显影装置,和(ⅳ)转印装置,这些部件按照这一顺序对着感光部件设置,最好按照这一顺序围绕圆柱形的感光部件(即感光鼓)设置。所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电;所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂;以及所述显影装置在转印装置和充电装置处理之后也起回收在感光部件上剩余的色调剂的作用。
由于使用了具有合适的电阻值的并在连续使用时具有极少依赖于环境条件变化的稳定的充电性能的充电磁微粒,故按照本发明的电摄影装置,可以构成尤其包括无清洁器系统的并在长时间内能够呈现稳定的成像性能的成像系统。
此外,可以实现在感光部件上施加很小的负荷因而呈现高的耐用性的成像系统。而且随着从充电器上逸散的色调剂被抑制,可以减少装置内的污染。
下面更加详细地说明本发明。
为了实现优良的无清洁器系统,需要研究用于很好地处理转印剩余色调剂以便不在得到的图像上产生副作用的原理。例如,JP-A 8-240952提出了一种同时显影和清洁系统,其中利用对感光部件充电的电晕充电或放电控制转印剩余色调剂成为和感光部件的极性相同的极性,并对感光部件和被保持在其上的转印剩余色调剂同时进行显影和清洁。
然而,按照我们的研究,已经发现,如果充电装置包括由特殊的磁微粒制成的磁刷作为充电部件使用,则在通过接触充电对感光部件充电的同时可以很好地控制转印剩余色调剂的极性,而不依赖于在对感光部件充电时的电晕充电或放电,从而实现了本发明。
现在参照图1根据一实施例说明本发明的原理。
磁刷充电器11由其中封装有磁体的非磁的导电套筒16构成,磁微粒15被保持在套筒16上,用于对感光部件12充电。这样被充电的感光部件12对来自曝光装置(未示出)的图像光13曝光,从而在其上形成静电潜像。潜像通过显影装置18进行反转显影,显影装置18例如包括显影剂10,其中封装有磁体的导电非磁套筒17和用于搅拌该装置中显影剂10的搅拌丝杠19,从而在感光部件12上形成可见的色调剂图象。然后,利用转印装置14把色调剂图象转印到转印接收材料例如纸上,而在感光部件12上留下转印剩余色调剂。转印剩余的色调剂按照由转印装置施加的转印偏置电场的影响,可以具有范围从正到负的不同的电荷极性(在图1中充有正电的剩余色调剂微粒用表示)。这种转印剩余色调剂和包括感光部件15的旋转磁刷充电器11进行摩擦,借以被擦除并由于和磁微粒15摩擦起电而被控制为所需的极性(在本实施例中为负极性),同时感光部件12被磁刷充电器11充电(为负电荷)。充电控制的剩余色调剂微粒以非常低的密度均匀分布在感光部件上,并接着进行随后的成像周期,这样,对随后的包括图象曝光步骤的成像周期基本上没有不利影响。
因而,即使在使用利用放电现象的所谓磁刷充电器的情况下,通过利用放电或和构成磁刷的磁微粒的摩擦起电而不使用单独的清洁装置,可以形成清洁的图像。
此外,即使在使用接触注入充电系统而不使用放电现象的情况下,转印剩余色调剂由于和磁微粒的摩擦起电也可以被控制为所需的极性,从而允许不使用单独的清洁装置便可以形成清洁的图像。
作为根据上述的考虑对原理进行进一步研究的结果,发现在使用包括磁微粒的充电部件的无清洁器的成像装置中,要实现商品化还有以下问题留待解决。
当充电装置被长期地连续使用时,带电磁微粒的表面特性可以改变,使得不能充分地控制转印剩余色调剂的摩擦起电,因而导致色调剂从充电装置逸散,或由于不能充分控制色调剂的摩擦起电的电荷极性而使图像模糊。
按照我们的研究,表面性能的变化是由于磁微粒本身之间大的摩擦负荷而使作为充电部件的磁微粒的严重变坏引起的。
作为充电部件的磁微粒的成分初看起来似乎和在双组分型电摄影显影剂中包含的磁载体微粒的成分类似。然而,在这种含有大量色调剂的显影剂中,载体微粒之间的研磨接触由于作为颗粒润滑剂的色调剂微粒的存在而被抑制,并且各个载体微粒之间的接触被抑制,色调剂和和载体表面之间的接触提供主要的设计因素。此外,载体微粒在显影中和感光部件适当地接触,但充电磁微粒和感光部件紧密地接触。这样,当和用于显影的载体磁微粒比较时,充电磁微粒在完全不同的条件下操作,并要求满足完全不同的性能。
更具体地说,显然,充电磁微粒在保持对感光部件充电性能的同时,要求保持对转印剩余色调剂摩擦充电的性能,抵抗各磁微粒之间的紧密接触和磁微粒与感光部件之间的接触。
作为我们为提供满足上述要求的用于充电的磁微粒而进行的进一步研究的结果,发现使用涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂的磁微粒是重要的。根据这一认识作出了本发明。
此处偶合剂是指一种具有包括中心元素(例如硅、铝、钛或锆),以及可水解基和疏水基的分子结构的化合物。
本发明中使用的偶合剂,具有包括具有至少6个以直链相连的碳原子的烷基的疏水基部分。由于存在呈现释放电子性能的这种烷基,故相信本发明的磁微粒有助于对转印剩余色调剂给予负电荷的摩擦起电。此外,烷基呈现相当强的抗氧化性,并经得起由于各磁微粒之间的摩擦而引起的机械与/或热的劣化。此外,即使在分子链割断的情况下,长的烷基链可以保留烷基部分的一定的长度,这使得不会引起摩擦起电性能的大变化。
出于上述理由,要求烷基具有至少6个碳原子,最好至少具有8个碳原子,至少具有12个碳原子更好,而且最多具有30个碳原子,这些碳原子以直链联结。在6个碳原子以下,不能获得按照本发明的显著的效果。另一方面,在30个碳原子以上,则偶合剂易于成为在溶剂中不可溶的,使得磁微粒的均匀的表面处理成为困难,并且处理过的充电磁微粒易于具有低的可流动性。因而呈现不均匀的充电性能。
偶合剂的量最好占整个充电磁微粒的0.0001-0.5wt.%。在0.0001wt%以下,则难于实现偶合剂的作用。在0.5wt%以上,则充电磁微粒易于具有低的可流动性。最好涂敷的量为0.001-0.2wt%。
偶合剂的含量可以用处理过的磁微粒的加热损失进行估算。因而,本发明中使用的充电磁微粒最好呈现最多为0.5wt.%的加热损失,最多为0.2wt.%更好,根据在氮气氛中当从150℃被加热到800℃时按照热平衡测量的%重量损失计算。
在本发明中,磁微粒最好可以单独地涂敷以偶合剂,但是也可以结合树脂涂敷偶合剂(即混合或叠加),最好较少一个的含量最多为总的涂层的50wt.%。
此外,偶合剂涂敷的磁微粒可以和树脂涂敷的磁微粒结合使用,后者最好最多占充电装置中包含的总的充电磁微粒的50wt.%.在50wt.%以上,可以减少本发明的充电磁微粒的效果。
就具有包括至少6个碳原子的直链烷基的疏水基部分来说,本发明中使用的偶合剂可以具有任何中心原子,例如钛,铝,硅或锆。不过,尤其以钛或铝为最好,因为这些材料价格低而且容易得到。
偶合剂具有可水解基。其优选的例子可以包括具有相当高亲水性的烷氧基,例如甲氧基,乙氧基,丙氧基和丁氧基。此外,还可以使用丙烯酰氧基,甲基丙烯酰氧基,卤素,或这些物质的可水解的衍生物。
偶合剂的疏水基包括在直链中具有6个碳原子的直链烷基结构,其可以通过羧酸酯、烷氧基、磺酸酯或磷酸酯键结构,或直接地和中心原子联结。疏水基还可以包括官能团,例如醚键,环氧基或在其结构中的酰胺基。
在本发明中优选使用的作为偶合剂的化合物的并非唯一的例子包括如下的一些[化合物](1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)C6H13-SiCl3(9)
(10)C6H13-Si(OC2H5)3
本发明中使用的充电磁微粒,最好具有1×104-1×109ohm·cm的体电阻率。在1×104ohm·cm以下,磁微粒易于引起针孔泄漏,超过1×109ohm·cm,磁微粒易于呈现对感光部件较差的充电性能。
因为本发明中使用的偶合剂在涂敷量最多为0.5wt.%最好为0.2wt.%时呈现足够的效果,并且本发明涂敷的充电磁微粒可以呈现和未涂敷的磁微粒相当的电阻率,所以比表面涂敷以导电的分散微粒树脂层的磁微粒具有较高的生产稳定性和较高的质量。
构成充电磁微粒核心的磁微粒可以包括磁材料,例如被称为锶,钡,稀土元素等的硬铁淦氧;铜,锌,镍,锰等的磁铁矿。
附带说明,此处所述的磁微粒的体电阻率值是按以下方法测量的值。使用如图2所示的单元A。单元A具有截面积S(=2cm2),并经过绝缘材料23被夹持在引导环28中,在其中放入磁微粒27,并设置主电极21和上电极22,在10kg的载荷下夹住厚度为d(=1mm)的磁微粒27。在这种状态下,由恒压源26施加100V的电压,并用电压表25进行测量,通过磁微粒试样27的电流在23℃和65%的环境中用电流表24测量。
在本发明中,充电磁微粒的颗粒尺寸范围最好为5-100μm。具体说来,在5μm以下,磁微粒易于从充电装置中漏出,在100μm以上,磁微粒易于呈现显著的不均匀的充电能力。特别是在注入充电系统中,其中感光部件只通过和磁微粒的接触点被充电,磁微粒最好具有最多为50μm的平均颗粒尺寸,更好最多为35μm,以便提供增加的接触几率,借以确保对感光部件足够的充电能力。
另一方面,在利用放电的充电系统中,最好平均颗粒尺寸至少为40μm,尤其是至少为50μm。这是因为,低于40μm平均尺寸的磁微粒,当用在基于放电的接触充电系统中时,易于从充电装置中落下,因为在充电磁刷和感光部件之间总施加有超过放电起始电压的电压。
从阻止色调剂从充电装置逸出的观点来看,对基于放电的充电系统,其中需要相当高的交流电场用于引起磁微粒的剧烈振动,并且使用具有较大颗粒尺寸的磁微粒,此时注入充电系统是优选的。
此处指的平均颗粒尺寸值是根据使用激光衍射型粒度衍射仪(“HEROS”从Nippon Denshi K.K.买到的)得到的测量值,在0.5-200μm的范围内按照对数刻度分为32份,并根据测量的分布,累计地给出相应于总体积的50%的体积的平均颗粒尺寸(直径)被取为平均颗粒尺寸(50%体积平均颗粒尺寸,被表示为Dav.或Dv50%)。
本发明中使用的充电磁微粒,对于和按照被充电的色调剂的摩擦充电结合使用的色调剂,最好具有一定范围的充电能力。具体地说,使用的色调剂最好具有范围为1-90mC/kg,最好为5-80mC/kg的摩擦充电的绝对值,更好为10-40mC/kg,充电极性和被充电感光部件的充电极性相同,从而当对使用的100份重量的磁微粒和7份重量的色调剂的混合物按下述方式进行摩擦充电能力测量时,在色调剂进出性能和对感光部件充电的能力当中提供好的平衡。
图3是测量装置的示意图。参见图3,在23℃和60%RH(相对湿度)的环境中,0.040kg的磁微粒和0.0028kg的色调剂的混合物30被放入容积为50-100ml的聚乙烯瓶(未示出)中,并把瓶用手摇晃150次。然后,把0.0005kg的混合物30放入底部带有500网孔的筛33的金属测量容器32中,并用金属盖34盖住。此时,称得整个测量容器32的重量为W1kg。然后,混合物30通过抽气器30(至少其接触容器32的部分由绝缘材料构成)和与真空系统31相连的抽吸部分37被抽吸,同时调节控制阀36以提供250mmAq的压力,用真空计35测量。在这种状态下,色调剂被充分抽吸3分钟。(可以和磁微粒的较少的成分同时抽吸)。此后,由通过具有电容C(mF)的电容器38连接的电压表39读出电位V(伏)。在抽吸之后,称得整个测量容器的重量为W2(kg)。在基本上没有磁微粒通过筛33的情况下,色调剂的摩擦电荷Q’(mC/kg)由测量值按照下式计算Q’(mC/kg)=CV/(W1-W2)。
在使用本发明的具有平均颗粒尺寸例如40μm或以下的充电磁微粒的情况下,其主要部分可以均匀地通过500网孔的筛33。在这种情况下,色调剂的摩擦电荷按照下式根据假定通过筛33的磁微粒部分的电荷被色调剂的摩擦电荷抵销进行计算
Q(mC/kg)=CV/[M3M2/(M1+M2)]式中,M1和M2代表在初始制备的混合物中磁微粒和色调剂的重量(0.040kg和0.0028kg),M3代表放入测量容器32中的混合物30部分的重量(0.0005kg)。
在本发明的电摄影装置中,使用由前述的磁微粒构成的磁刷作为充电部件,以便构成充电装置(充电器件)的一部分,并且充电装置可以通过用这种磁微粒15均匀地涂敷其中含有磁体的导电套筒(磁微粒保持部件)16而被合适地构成,如图1所示。磁微粒保持部件16可以被合适地设置,使得和感光部件12之间具有0.3-2.0mm的最小间隙。如果该间隙小于0.3mm,则在保持部件16的导电部分和感光部件之间产生电泄漏,从而破坏感光部件,虽然这取决于加在部件16上的电压。
充电磁刷15在其和感光部件接触的位置可以沿和感光部件12的运动方向相同或相反的方向运动,但是从获取转印剩余色调剂以及使转印剩余色调剂均匀充电的观点看来,最好是反方向运动,如图1所示。
充电磁微粒15最好以50-500mg/cm2的量被支持在保持部件16上,100-300mg/cm2为更好,以使其呈现尤其稳定的充电能力。
在注入充电方法的情况下,充电偏压可以只由直流成分构成,但是如果在直流成分上叠加上交流成分,可以改善图像质量。直流成分可以具有几乎等于或略高于感光部件的所需表面电位的电压。虽然取决于充电或成像过程的速度,但交流成分可以具有100Hz-10kHz的频率和最大约为1000V的峰峰电压。如果超过1000V,在感光部件上响应施加的电压可能产生电位,从而引起潜像表面上电位波动,导致图像模糊而使质量下降。
在基于放电的接触充电系统中,充电偏压最好包括叠加有交流的直流电压。在只施加直流电压的情况下,直流电压的绝对值必须大大高于感光部件的所需的表面电位。交流成分可以最好具有大约100Hz-10kHz的频率和大约1000V的峰峰电压。至少两倍的放电起始电压,虽然可能和处理速度有关。为了获得磁刷和感光部件表面之间的足够光滑的效果,这样高的交流电压是优选的。交流成分可以具有正弦、矩形或锯齿波形。在这种情况下,直流成分可以具有几乎等于感光部件的所需表面电位的电压。
可以在充电装置中保持过量的充电磁微粒并循环使用这些磁微粒。
下面说明在本发明中使用的电摄影感光部件的优选实施例,其中按照以后出现的顺序说明下面的层。
一般使用导电支撑物,其可以包括金属(例如铝或不锈钢),合金(例如铝合金或铟氧化锡氧化物合金),涂敷有这种金属或合金层的塑料,掺有导电微粒的纸或塑料板,或呈圆柱形或板形的包括导电聚合物的塑料。
在导电支撑物上,可以设置垫层,以便提供改进的黏附性和设置感光层,支撑物的保护,覆盖支撑物上的缺陷,来自支撑物的改进的电荷注入,以及保护感光层不被电击穿。垫层可以包括聚乙烯醇,聚-N-乙烯亚胺,聚乙烯氧化物,乙基纤维素,甲基纤维素,硝化纤维,乙烯-丙烯酸共聚物,聚乙烯丁缩醛,酚醛树脂,酪素,聚酰亚胺,共聚物尼龙,粘结剂,凝结体,聚尿烷或铝的氧化物。层厚一般可以约为0.1-10μm,最好约为0.1-3μm。
感光层可以被制成在一层中含有电荷产生物质和电荷输送物质的单层结构,或包括含有电荷产生物质的电荷产生层和含有电荷输送物质的电荷输送层的多层结构。从电摄影性能的观点看来,最好是多层结构。
电荷产生层可以包括电荷产生物质,例如可以包括有机物质,如偶氮颜料,酞花青颜料,靛青颜料,二萘嵌苯颜料,多环醌颜料,吡喃鎓盐,硫吡喃鎓盐(thiopyrilium salts),和三苯甲烷颜料(triphenylmethane dyes);以及无机物质,例如硒(selenium)和非晶硅(amoRphous silicon),以分散的形式存在于合适的粘结剂树脂的膜中或其蒸汽淀积膜中。粘结剂树脂可以从大量树脂中选择,例如可以包括聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin),聚酯树脂,聚乙烯醇缩丁醛树脂,聚苯乙烯树脂,丙烯酸树脂,甲基丙烯酸树脂,酚醛树脂,硅氧烷树脂,环氧树脂,和醋酸乙烯酯树脂(vinyl acetate resin)。粘结剂树脂的含量最多占电荷产生层的80wt.%,最好为0-40wt.%。电荷产生层的厚度最好为0.05-2μm,最多为5μm。
电荷输送层的功能是从电荷产生层接收电荷载体,并在电场下输送电荷载体。电荷输送层可以通过在合适的溶剂中任意地和粘结剂树脂一道溶解电荷输送物质以形成涂镀液体并施加该涂镀液体而制成。其厚度一般为0.5-40μm。电荷输送物质的例子可以包括具有主链或侧链结构的多环芳香化合物,例如联苯撑,蒽,芘,菲,含氮的环化合物,例如吲哚,咔唑,氧杂二唑,和吡唑琳,腙,苏合香化合物,氯化硒,氯化硒-碲,非晶硅和镉的硫化物。
用于在其中溶解或逸散电荷输送物质的粘结剂树脂的例子可以包括树脂,例如聚碳酸酯树脂,聚酯树脂,聚苯乙烯树脂,丙烯树脂,和聚酰胺树脂,以及有机的光电导性高聚物,例如聚-N-乙烯基咔唑和聚乙烯基蒽。
一种单层结构的感光层可以通过施加含有上述电荷产生物质、电荷输送物质和粘结剂树脂的涂镀液体制成。
在本发明中,最好使用具有电荷注入层作为距离支撑物为最远的层即表面层的感光部件。电荷注入层最好具有1×108ohm·cm-1×1015ohm·cm的体电阻率,以便具有足够的可充电性并避免图像变形。尤其最好具有1×1010ohm·cm-1×1015ohm·cm的体电阻率,以便避免图像变形。从环境改变的观点看来,1×1010ohm·cm-1×1013ohm·cm的体电阻率更好。低于1×108ohm·cm,在湿度大的环境中,电荷载体不能沿着表面被保持,这易于引起图像变形。在1×1015ohm·cm以上,电荷不能从充电部件被有效地注入和保持,因而易于引起充电失败。通过在感光部件表面上设置功能层,使得由充电部件注入的电荷被保持在其中,并进而允许电荷在曝光时流向感光部件的支撑物,借以减少剩余电位。此外,通过使用本发明的充电部件和感光部件,可以降低电荷起始电压Vth,并且感光部件的充电电位可以集中于对充电部件施加的电压的直流分量的大约90%或以上,借以实现注入充电。
例如,在普通的充电条件下(例如在施加100-2000V直流电压以及处理速度最大为mm/min的条件下),便可以实现注入充电,使得具有充电注入层的感光部件被充电为施加于充电部件的电压的至少80%,最好至少为90%的电位。这远大于基于放电的常规接触充电条件下,响应施加的700V(绝对值)直流电压被充电的电位的30%,即约200V(绝对值)。
电荷注入层可以用无机物层制成,例如金属蒸汽淀积层,或含有在其中逸散的导电微粒的树脂层。这种无机物层可以通过蒸汽淀积制成,而且逸散有导电微粒的树脂层可以通过合适的涂敷方法制成,例如浸泡,喷淋,滚子涂敷或卷轴涂敷。此外,电荷注入层也可以用绝缘粘结剂树脂和具有高的离子导电性的光传输树脂的混合物或共聚物制成,或只由具有中等电阻率的光导电树脂制成。为了构成逸散有导电微粒的树脂层,被加入的导电微粒的数量最好为粘结剂树脂的2-190wt.%.低于2wt.%,不能容易地得到所需的体电阻率,高于190wt.%,便使得电荷注入层具有较低的膜强度,因而易于通过摩擦而损坏,致使感光部件的寿命降低。
电荷注入层可以包括粘结剂树脂,例如可以包括聚酯,聚碳酸酯,丙烯酸树脂,环氧树脂,酚醛树脂,以及这些树脂的固化剂。这些可以单独使用或两种或几种结合使用。此外,在逸散有大量导电微粒的情况下,最好使用其中逸散有导电微粒的活性单体或活性齐聚物,并在感光部件表面上施加这些物质之后,在暴露于光或热的条件下使施加的树脂固化。此外,在感光层包括非晶硅的情况下,最好设置包括SiC的电荷注入层。
逸散在电荷注入层的粘结剂树脂中的导电微粒,可以包括例如金属或金属氧化物。最好使用氧化锌,钛氧化物,锡氧化物,锑氧化物,铟氧化物,铋氧化物,氧化锡涂敷钛氧化物,锡涂敷铟氧化物,锑涂敷锡氧化物,和锆氧化物的超细微粒。这些可以单独使用或几种结合使用。在电荷注入层中逸散这些微粒的情况下,要求这些微粒的尺寸小于其入射光的波长,从而避免入射光在逸散的微粒内散射。因而,在保护层中逸散的导电微粒和其它微粒,如果有的话,最好其微粒尺寸最大为0.5μm。
电荷注入层最好还含有润滑微粒,使得在充电时在感光部件和充电部件之间的接触(充电)咬合增大,借以降低其间的摩擦,因而提供改进的充电性能。润滑粉末最好包括含氟树脂,硅树脂,和具有低的临界表面张力的聚烯烃树脂。含氟树脂,特别是最好选用聚四氟乙烯(PTFE)树脂。在这种情况下,加入的润滑粉末的数量可以是粘结剂树脂的2-50wt.%,最好5-40wt,%.在2wt.%以下,润滑作用不够,因而使得充电性能的改进不够。在50wt.%以上,图像分辨率和感光部件的灵敏度显著降低。
含氟树脂的例子可以包括聚四氟乙烯,多氯三氟乙烯,聚偏氟乙烯,聚二氯二氟乙烯,四氟化乙烯-全氟烷基乙醚共聚物,四氟化六氟丙烯共聚物,四氟化乙烯共聚物,和四氟-六氟-丙烯-全氟烷基乙醚共聚物。这些树脂可以单独使用或两种或几种结合使用,这些含氟树脂可以以散粒的形式从市场上买到。这些树脂可以具有0.3×104-5×106的平均数分子量,也可以使用微粒尺寸为0.05-2.0μm的散粒形式的树脂。
电荷注入层的厚度最好为0.1-10μm,尤其是1-7μm。如果厚度低于0.1μm,则对微小的裂痕呈现不足的阻力,因而由于注入失败而引起图像缺陷,如果超过10μm,则由于注入电荷的扩散使得最终的图像容易失真。
在本发明的电摄影装置中,曝光装置可以包括已知的装置,例如激光器或LED。
显影装置没有特定的限制,但是因为本发明的成象装置不包括单独的清洁装置,所以最好使用反转显影方式的显影装置,并且最好具有其中显影器接触感光部件的结构。优选的显影方法的例子包括接触双组分显影方法和接触单组分显影方法。这是因为,在显影器和转印剩余色调剂在感光部件上互相接触的情况下,由于除静电力之外还有摩擦力,所以转印剩余色调剂可以被有效地由显影装置回收。显影偏压最好具有直流分量,其具有黑色图象部分(在反转显影的情况下是曝光的部分)和白图象部分之间的电位。
转印装置可以包括已知的形式,例如电晕充电器,滚子或带状充电器等。
在本发明中,电摄影感光部件和转印装置,以及选择地还有显影装置可被整体地支撑而形成整个单元(处理盒),(例如图1实施例中的处理盒20),其可以被可拆卸地安装在主体上。和图1所示的实施例不同,显影装置也可以被装在和包括电摄影感光部件和充电装置的处理盒分开的处理盒中。
在本发明中,不需要改变加于充电器(充电装置)上的偏压以便把通过感光部件表面已经回收的转印剩余色调剂输送和转移给显影装置进行回收和再利用。不过,例如在塞纸或在连续形成大量图像的情况下,包含在充电器内的转印剩余色调剂的数量可以增加到一个极高的值。在这种情况下,可以在电摄影装置操作期间,在不在感光部件上形成图像的周期内把回收的转印剩余色调剂从充电器输送到显影装置上。不形成图像的周期指的是例如预旋转周期,后旋转周期,转印接收材料的相继供给周期等。在这种情况下,充电偏压可以改变为使得加快转印剩余色调剂从充电器向显影装置输送的值,例如,通过减少交流分量的峰峰电压,通过只施加直流分量,或通过不改变峰峰电压而改变波形来减少交流有效值。
本发明中使用的色调剂没有具体限制,不过最好使用具有高的转印效率的色调剂,从而避免色调剂逸散。更具体地说,如果接触磁刷的转印剩余色调剂的数量被减少,则可能引起色调剂逸散的色调剂的整个数量被减少,借以呈现和本发明的电摄影装置相结合的大的效果。如果色调剂的形状系数SF-1为100-160并且SF-2为100-140,则色调剂呈现好的可转印性。最好SF-1为100-140,SF-2为100-140。由聚合作用制备的并形状系数处于上述范围之内的色调剂尤其具有好的转印效率,因而是最好的。
此处所指的形状系数SF-1和SF-2是根据按下述方式测量的值。通过场发射扫描电子显微镜(“FE-SEMS-800”从Hitachi Seisakusho K.K.得到的)在500倍的放大系数下观察试样微粒,并随机地抽样具有微粒尺寸(直径)至少为2μm的色调剂微粒的100个图像。图像数据被输入图像分析仪(“Luzex3”从Nireco K.K.得到的),根据下式获得形状系数SF-1和SF-2的平均值SF-1=[(MXLNG)2/AREA]×(π/4)×100,SF-2=[(PERI)2/AREA]×(1/4π)×100,其中,MXLNG代表试样微粒的最大长度,PERI代表试样微粒的周长,AREA代表试样微粒的投影面积。
形状系数SF-1代表色调剂微粒的圆度,形状系数SF-2代表色调剂微粒的粗糙度。如果两个系数接近100,则微粒的形状接近于真正的球。
本发明中使用的色调剂最好具有1-9μm的平均重量的微粒尺寸,2-8μm更好,并含有平均重量微粒尺寸为0.012-0.4μm的细微粒形状的外部添加剂,从而提供形成高质量的图像和好的连续图像形成性能的好的组合。最好外部添加剂的平均微粒尺寸为0.02-0.3μm,为0.03-0.2μm更好。这是因为在充电磁刷中的磁微粒之间的摩擦比在显影磁刷中的严重得多,而存在于充电磁刷中转印剩余色调剂上的外部添加剂可以有效地减少由于摩擦而引起的色调剂和磁微粒之间的吸附。在如本发明的清洁器系统中,最好阻止转印剩余色调剂的变劣,以便再利用。如果外部添加剂微粒的尺寸在0.012μm以下,则难于获得上述效果,并且色调剂难于从充电部件上分开而被积聚在充电部件上。另一方面,超过0.04μm,则外部添加剂易于从色调剂上脱落,因而难于获得上述效果,并易于使色调剂的可流动性变劣,因而引起色调剂充电的不均匀。
用于色调剂的外部添加剂,如果其微粒尺寸为上述的0.0012-0.4μm,则没有具体地限制,不过,从稳定的可充电性和白度的观点看来,最好包括疏水的无机细粉末,例如硅石,二氧化钛,氧化锆或氧化铝。此外,氧化锆或氧化铝,尤其是非晶体的氧化铝从最终色调剂的可流动性和环境稳定性的观点看来是优选的,并且具有中等电阻率的锐钛矿形式的二氧化钛是最好的,其不损害注入充电性能。
疏水剂可以包括,例如偶联剂,如硅烷偶联剂,钛酸盐偶联剂或铝偶联剂,或油,如硅酮油,含氟油或各种修正的油。
在上述的疏水剂当中,从最终色调剂的稳定的可充电性和可流动性的观点看来,偶联剂是特别优选的。
因而,作为本发明使用的色调剂的外部添加剂,尤其优选的是使用经过表面处理的锐钛矿形式的钛的氧化物细粒,同时,从最终色调剂的充电稳定性和可流动性的观点看来,可以使用水解的偶联剂。
疏水的无机细粉末最好具有20-80%的疏水率,40-80%更好。
如果无机细粉末的疏水率低于20%,则最终的色调剂在高湿度的环境中保持较长的时间时,易于具有明显降低的可充电性,因而要求在装置中具有用于提高可充电性的机构,因而导致装置的复杂化。如果疏水性超过80%,则难于控制无机细粉末的的可充电性,使得在低湿度的环境中色调剂易于被过量地充电。
一种测量疏水性的方法如后所述。
本发明中使用的色调剂的平均重量微粒尺寸最好为1-9μm,2-8μm更好,以便提供高质量的图像和好的连续成像性能。
如果微粒尺寸低于1μm,则色调剂呈现和载体微粒较低的可混合性,这易于产生困难,例如色调剂逸散和图像模糊;而超过9μm,色调剂易于引起微点潜像的再现性的降低,和在充电装置中进行转印剩余色调剂的转印和处理时发生逸散,这妨碍形成高质量的图像。
本发明中使用的色调剂可以含有已知的颜料或色素作为着色剂,例如可以包括酞菁蓝,阴丹士林蓝,发闪光蓝,永久红,色淀红,若丹明色淀,汉萨黄,永久黄,和联苯胺黄。着色剂在100份重量的色调剂中最好最多含有12wt.份,含有2-10wt.份更好,以提供透明度好的OHP膜。
本发明中使用的色调剂可以混合或含有选择的添加剂,其含量应该使不影响色调剂的性能。选择添加剂的例子可以包括润滑剂,例如聚四氟乙烯,锌硬脂酸盐和聚偏已烯氟化物;定影助剂,例如低分子量的聚乙烯和低分子量的聚丙烯;以及转印助剂,例如硅胶微粒,硅树脂微粒,氧化铝微粒和有机树脂微粒。
本发明中使用的色调剂例如可以通过以下的几种方法制备通过热搅拌装置例如加热的滚筒、搅拌机或挤压机使色调剂成分被很好地熔融搅拌,接着进行机械研磨和分粒;使色调剂成分例如着色剂扩散在粘结剂树脂溶液中,并对所得的扩散物进行喷洒干燥;以及聚合作用的色调剂生产工艺,其中使作为色调剂成分的预定的添加剂和可聚合的单体混合,从而提供一种粘结剂树脂,使混合物在含水的或不含水的扩散介质中扩散,并在其中聚合,从而提供色调剂微粒。
构成本发明中使用的色调剂的粘结剂树脂可以包括各种树脂,例如可以包括聚苯乙烯,苯乙烯共聚物,例如苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-丙烯共聚物,聚乙烯,乙烯共聚物,例如乙烯乙酸盐共聚物和苯乙烯乙醇共聚物,苯酚树脂,环氧树脂,烯丙基酯树脂,聚酰胺树脂、聚酯树脂和马来酸树脂。对这些树脂的生产工艺没有具体的限制。
为了制备本发明中使用的色调剂,最好采用在正常压力或在升高的压力下的悬浮聚合工艺,其中在明确的微粒尺寸分布下可以容易地形成平均重量微粒尺寸为4-8μm的细色调剂微粒。最好生产具有称作芯/壳结构的色调剂微粒,其中在低软点物质中丰富的芯子材料例如蜡,通过这种悬浮聚合工艺被外壳封装有。更具体地说,具有称作芯/壳结构并含有被外壳树脂封装有的低软点物质的这种色调剂微粒的一种生产方法是,对一种主要单体加入具有比主要单体低的偏光性的低软点物质,还加入少量的树脂或具有较大的偏光性的单体,从而形成可聚合的单体混合物,并在含水的介质中对可聚合的单体混合物进行悬浮聚合处理。在悬浮聚合处理中,可以通过以下方法控制得到的色调剂微粒的平均微粒尺寸和微粒尺寸分布通过改变不溶于水的无机盐或作为保护胶体的分散剂的种类和数量;通过控制机械工艺条件,包括搅拌条件例如转筒的圆周速度,通过的次数和搅拌叶片的形状以及容器的形状;和/或通过控制在含水的分散介质中固态物质的重量百分比。
具有这种芯/壳结构的色调剂微粒的截面可以用以下方法观察。试样色调剂微粒被充分地分散在冷凝的环氧树脂中,然后在40℃下硬化两天。硬化的产物利用三钌四氧化物选择地结合三锇四氧化物染色,并用带有钻石刀具的切片刀切成薄片。所得的薄片试样通过透射电子显微镜观察,从而证实色调剂微粒的截面结构。最好使用三钌四氧化物染色,以便通过利用其间结晶的差别提供低软点物质(蜡)和外部树脂之间的对比度。
粘结剂树脂(最好为构成芯/壳结构的外壳树脂)可以包括苯乙烯-(甲)丙烯酸共聚物,聚酯树脂,环氧树脂或苯乙烯-丁二烯共聚物。在生产色调剂的聚合过程中,可以使用对于上述树脂的相应的单体。这种单体最好包括乙烯基单体,例如包括苯乙烯单体,例如苯乙烯,o-,m-或p-甲基苯乙烯,和m-或p-乙基苯乙烯;(甲)丙烯酸盐酯单体,例如甲基(甲)丙烯酸盐,乙基(甲)丙烯酸盐,丙基(甲)丙烯酸盐,丁基(甲)丙烯酸盐,辛基(甲)丙烯酸盐,十二烷基(甲)丙烯酸盐,十八烷酰基(甲)丙烯酸盐,二十二烷基(甲)丙烯酸盐,2-乙基己基(甲)丙烯酸盐,甲基氨基(甲)丙烯酸盐,二乙基氨基(甲)丙烯酸盐;丁二烯,异戊二烯,环己烯,(甲)丙烯腈,和丙烯酰胺。
这些单体可以单独使用或混合使用,从而提供一种共聚物,所述共聚物具有在共聚物手册(Second Edition,Ⅲ,PP.139-192 JohnWilery & Sons)中所述的40-75℃的理论上的玻璃转换温度(Tg)。如果该温度低于40℃,得到的色调剂的存储稳定性和连续成像的稳定性变差。另一方面,如果超过75℃,则色调剂可固定温度增加。这对于用于形成全色图像的色调剂而言,尤其是不理想的,因为此时各种颜色的色调剂的颜色可混性降低,引起低质量的颜色再现性和具有低的透明度的OHP图像。
粘结剂树脂(或外壳树脂)分子量(分布)可以用凝胶渗透色谱法(GPC)进行测量。在一种特定的测量方法中,包括这种粘结剂树脂和低软点物质的色调剂借助于SoxHLet提取器利用甲苯提取20个小时,并通过旋转蒸发器使甲苯从所得的提取液中蒸馏出。剩余物被利用能够溶解低软点物质而不溶解粘结剂树脂的有机溶剂(例如氯仿)充分洗涤。然后使剩余的树脂溶解在四氢呋喃(THF)中,并把得到的溶液通过具有0.3μm的孔尺寸(直径)的抗溶剂膜过滤器过滤,从而制备试样溶液,然后对该溶液通过例如使用GPC设备(例如从Waters Co.得到的“GPC-150C”)进行测量。可以这样制备试样溶液,使得提供0.05-0.6wt.%的粘结剂树脂浓度。试样溶液可以以50-200μ1的数量注入。栏(column)可以包括从Showa denko K.K.得到的A-801,802,803,804,805,806,和807系列,可以使用标准的聚苯乙烯制备用于提供分子量分布的校准固化(calibrationcure)。粘结剂树脂(外壳树脂)最好具有5×103-106的平均数分子量(Mn)和范围为2-100的平均重分子量与平均数分子量之比(Mw/Mn)。
在生产本发明中优选使用的具有芯/壳结构的色调剂微粒的情况下,因为低软点物质被包围在构成外壳的粘结剂树脂内,所以最好在粘结剂树脂内还包括极性树脂。这种极性树脂的优选的例子包括苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,马来酸共聚物,饱和聚酯树脂和环氧树脂。极性树脂中最好没有可和其它粘结剂树脂或其单体反应的非饱和基。如果极性树脂具有非饱和基,则极性树脂可以引起和粘结剂树脂的单体发生交联反应,从而在粘结剂树脂中产生具有很高的分子量的部分,这样提供的色调剂除去具有好的混色性之外,不适用于构成全色色调剂系统的色调剂。
本发明中使用的色调剂微粒还可以具有最外壳树脂,其最好被设计成具有高于粘结剂树脂的玻璃转换温度,并最好在这样一定程度上被交联,使得最终色调剂的可固化性没有不良影响,从而进一步改进抗阻塞性能。最外壳树脂层最好包括极性树脂或含有充电控制剂,以便改进可充电性。
这种最外壳树脂层例如可以通过以下的几种方法生产。
(1)色调剂生产的后期或在聚合作用之后,对聚合系统加入一种单体成分,这种单体成分包括单体和选择的添加剂(例如极性树脂),电荷控制剂和交联剂,根据需要加入其中为了易于溶解和扩散,使得可以被吸收在已经形成的聚合物微粒上,然后在存在聚合引发剂的情况下被聚合。
(2)在悬浮聚合系统中加入由单体成分形成的乳液聚合微粒或无皂聚合微粒,所述单体成分包括单体和选择的添加剂(例如极性树脂),电荷控制剂和交联剂,根据需要加入其中,并且如果需要,在加热条件下被附聚而粘结在悬浮聚合微粒上。
(3)使由单体成分形成的乳液聚合微粒或无皂聚合微粒在干燥系统中被机械地粘结在已经形成的色调剂微粒上,所述单体成分包括单体和选择的添加剂(例如极性树脂),电荷控制剂和交联剂,根据需要加入其中。
至于构成本发明中使用的双组分型显影剂的磁载体,不希望使用以前使用的铁粉,铜-锌-铁氧体或镍-锌-铁氧体载体,因为这种载体易于干扰在电摄影感光部件上形成的静电潜像。为此,最好使用具有比感光部件的表面层的体电阻率Sa(或RSL)大的体电阻率Da(或RP)的磁载体(或显影剂载体)(即Sa<Da)。另一方面,在Sa≥Da的情况下,类似于上述的常规载体的情况,潜像电位易于受显影剂载体的摩擦的干扰,尤其在施加显影偏压的情况下,这是由于显影偏压的影响会使某个电压可以被引入感光部件中。
这种优选的显影剂载体可以作为具有载体芯的树脂涂敷的载体被提供,所述载体芯包括由下式(1)表示的铁氧体,或由悬浮聚合制备的含有磁铁矿(Fe3O4)的树脂载体(Fe2O3)x(A)y(B)z(1),其中A代表MgO,Ag2O或其混合物;B代表Li2O,MnO,CaO,SrO,Al2O3,SiO2或其混合物;x,y,z是表示满足以下条件的重量比的数字0.2≤x≤0.95,0.05≤y≤0.30<z≤0.795,以及x+y+z≤1。
另一方面,聚合树脂载体含有Fe3O4,最好还含有Fe2O3,Al2O3,SiO2,CaO,SrO,MgO,MnO,或其混合物。最好Fe3O4占总的氧化物的20-80wt.%。
在式(1)的聚合树脂载体中的x小于0.2或Fe3O4小于20wt.%的情况下,得到的载体具有低的磁性能,因而易于使载体逸散或破坏感光部件表面。另一方面,如果x超过0.95或Fe3O4超过80wt.%,则载体(或载体芯)易于呈现低的电阻率,从而必须形成富树脂的表面,因而易于引起载体微粒的聚结。
此外,在铁氧体芯载体中,如果y<0.005,则在某些情况下难于获得合适的磁性能,如果y>0.3,则难于形成均匀的载体表面或球形的载体微粒。此外,如果z=0(即没有(B)成分),则难于获得具有锐的微粒尺寸分布的载体微粒,易于使超细载体粉末破坏感光部件表面,或由于烧结期间严重聚结而难于生产载体。如果z>0.795,则使载体具有低的磁性能,以致载体易于逸散。
在式(1)中,B代表Li2O,MnO,CaO,SrO,Al2O3,或SiO2。其中MnO,CaO,SiO2,和Al2O3是优选的,这是因为即使在施加高的电压下,其电阻率改变也很小,尤其是MnO,CaO是优选的,因为它们和填满的色调剂具有好的兼容性。
聚合树脂载体可以容易地形成球形微粒并具有锐的微粒尺寸分布。因而聚合树脂载体对于阻止载体附着在感光部件上是有利的,即使在其被形成为比普通的铁氧体载体小的微粒的情况下。因此,聚合树脂载体可以具有10-45μm的平均微粒尺寸(DV 50%),最好为15-40μm。
本发明中使用的磁载体芯微粒可被涂敷以树脂,其最好包括交联的硅酮树脂,含氟树脂或丙烯酸树脂。
可以通过以下的方法在磁载体芯微粒上形成树脂涂层,在所述一种方法中,树脂成分被溶解在合适的溶剂中,把载体芯微粒浸入得到的溶液中,接着进行除去溶剂,干燥和高温烘烤;在另一种方法中,磁载体芯微粒被飘浮在液化系统中,在其中喷洒树脂成分的溶液,接着进行干燥和高温烘烤;或使用另外一种方法,其中磁载体芯微粒简单地在粉末状态或在乳液的形式下和树脂成分混合。
在一种优选的涂敷方式中,通过在100份重量的含有至少5wt.%,最好至少为20wt.%的极性溶剂(例如酮或乙醇的溶剂)中,加入0.1-5份最好为0.3-3份重量的水而形成的混合溶剂,被用于涂以反应硅酮树脂均匀地粘结在磁载体芯微粒上。如果水小于0.1份重量,则相应的硅酮树脂便不能充分地水解,以致难于在磁载体芯微粒表面上形成薄而均匀的涂层。如果超过5份重量,则难于进行反应控制,从而产生相当弱的涂敷强度。
在通过混合载体和色调剂制备双组分型显影剂的情况下,它们可以被混合,从而提供具有色调剂浓度为1-15wt.%,最好3-12wt.%,更好为5-10wt.%的双组分型显影剂,从而提供好的显影性能。在色调剂浓度为1wt.%以下时,图像密度易于降低。色调剂浓度超过15wt.%时,将使装置中的灰雾和色调剂逸散增加,在某些情况下,可以缩短双组分型显影剂的寿命。
另一方面,在使用单成分型显影剂的情况下,载体的上述功能委托于显影剂或色调剂承载部件。
更具体地说,在具有表面层体电阻率Sb的感光部件上形成的静电潜象,最好用在具有满足Sb<Db的表面层体电阻率Db的显影剂承载部件上承载的单成分型显影剂显影。在Sa≥Db的情况下,静电潜像易于失真,其原因和上述的与显影剂载体摩擦的情况相同。
下面更详细地说明处理过程。图4为使用这种单成分型显影剂的显影装置的实施例图。静电潜像可以和参照图1描述的系统类似地在电摄影感光部件41上形成。显影装置包括显影剂承载部件42,其可以合适地包括带有弹性体的表面的套筒,例如硅酮橡胶,尿烷橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶或聚酰胺树脂。该表面层还可以含有有机树脂,或逸散在其中的有机或无机微粒,按需要而定,以便提供合适的体电阻率。
非磁的单成分色调剂43被存储在容器中,并通过供给辊44提供给显影剂承载部件42,供给辊也起在显影之后除掉显影剂承载部件上承载的色调剂的作用。供给显影剂承载部件42的色调剂被显影剂涂敷叶片45均匀地涂成一薄层,在由电压源46施加的显影偏压下和感光部件41接触的同时,用于使感光部件41上形成的静电潜像显影。
显影剂涂敷叶片45和显影剂承载部件42在3-250g/cm最好为10-120g/cm的邻接直线压力下邻接。如果压力低于3g/cm,则难于进行均匀的涂敷,因而引起宽的色调剂电荷分布,导致灰雾或逸散。如果邻接压力超过250g/cm,则由于施加于色调剂大的压力,色调剂微粒易于相互聚结或粉化。通过调整邻接压力使其处于3-250g/cm,对于小的微粒尺寸的色调剂易于发生的色调剂微粒的聚结可以被粉碎,并且色调剂电荷可以从装置被起动时便快速地增加。显影剂涂敷叶片最好包括适用于使色调剂充电为所需极性的能够摩擦充电的材料。在本发明中,显影剂承载部件可以包括例如硅酮橡胶,尿烷橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶。还可以用聚酰胺树脂等材料涂敷叶片。最好使用导电橡胶以阻止色调剂过充电。
在非磁单成分显影系统中,在显影剂承载部件上形成的色调剂层的厚度可以小于显影剂承载部件和感光部件之间在显影区域的最小间隙,同时在间隙上施加交流电压,以便维持图像的足够密度。不过,在本发明中,最好在施加显影偏压的同时使在显影剂承载部件上的色调剂层接触感光部件,为了有效地回收和再利用显影区域内的转印剩余色调剂。显影偏压可以包括单独的直流电压,或叠加有交流电压的直流电压。
下面说明使用双组分型显影剂的本发明的成像装置。
在这种成像装置中,包括色调剂和载体的双组分型显影剂在显影剂承载部件上被循环地输送,并用于在显影区利用其中的色调剂使电摄影感光部件上形成的静电潜像显影。
显影剂承载部件包括一旋转的显影剂套筒,和包围在其中的固定的磁辊。载体的磁特性受包围在显影套筒内的磁辊的影响,并对显影性能和含有载体的显影剂的可转送性具有大的影响。
为了提供好的图像均匀性和色调的可再现性,该成像装置中的显影装置最好具有这样的结构,使得(1)磁辊具有包括推斥极的多极结构,(2)在显影区形成500-1200高斯的磁通,以及(3)载体具有20-50Am2/kg的饱和磁化值。
最好在施加显影偏压的情况下使用双组分型显影剂进行显影。下面将说明优选的特征。
图5表示和双组分型显影剂结合使用的优选的显影偏压波形,其中包括不连续的或间断的交流分量。更具体地说,显影偏压包括分别在显影区内从感光部件到显影剂承载部件(显影套筒)引导色调剂的第一电压,从显影套筒到感光部件引导色调剂的第二电压,以及位于第一和第二电压之间的第三电压。
最好设置用于施加第三时间间隔(T2),即施加交流分量间歇的时间间隔,大于第一和第二电压的总时间间隔,即施加一个单位的交流分量的时间间隔(T1),以便重新排列感光部件上的色调剂,借以使潜像可靠地显影。
更具体地说,在提供用于形成从感光部件到显影套筒引导色调剂的电场以及从显影套筒到感光部件引导色调剂的电场的一周期(或一对)的时间间隔(T1)之后,为这种电场条件分配一个预定的时间间隔(T2),使得图像部分具有从套筒到感光部件引导色调剂的电场,非图象部分具有从感光部件到套筒引导色调剂的电场,优选的条件是T2大于T1。
通过施加如上所述的包括间歇的交流分量的显影偏置电场,载体在感光部件上的附着被较好地抑制了。其原因尚不完全清楚,不过可以讨论如下。
在常规使用的连续的正弦波或矩形波电场的情况下,如果为了实现高的图像质量和密度而增加电场强度,色调剂和载体在感光部件和套筒之间一道作往复运动,从而感光部件受到载体的剧烈摩擦而引起载体附着。当含有更细的粉末载体时,这种趋势更明显。
然而,如果施加上述的间歇交流电场,则色调剂或载体产生这样的往复运动,使得感光部件和套筒之间的往复在一个交流单元的时间间隔内不能完成。在其后的交流间歇期间,根据从感光部件的表面电位减去显影偏置电场的直流分量而获得的电位差Vcont,如果Vcont<0,则Vcont用于把载体从套筒引向感光部件,但是通过控制载体的磁性能和由磁辊在显影区内产生的磁通,其实际运动可以被抑制;并且如果Vcont>0,则通过磁场力使载体吸向套筒,因而Vcont阻止了载体的附着。
现在参照图6说明按照本发明使用双组分型显影剂的成像装置的实施例。
参见图6,成像装置包括作为电摄影感光部件的感光鼓601,和显影装置602,显影装置依次包括被隔板604分为显影室(第一室)R1和搅拌室(第二室)的显影剂容器603。在搅拌室的上部,提供有色调剂存储室R3。在显影室R1和搅拌室R2内,存储有显影剂605(包括色调剂605a和显影剂载体605b)。另一方面,补充的色调剂(非磁色调剂)606被存储在色调剂存储室R3中,并相应于显影消耗的量通过由配备供给辊或螺杆20的补充口落下而提供给搅拌室。
显影室R1配备有输送螺杆608,在显影室R1中的显影剂605通过输送螺杆608的旋转沿显影套筒609的纵向提供。类似地,搅拌室R2配备有输送螺杆610,通过补充口落入搅拌室R2中的色调剂通过输送螺杆610的旋转沿显影套筒609的纵向提供。
显影剂容器603在靠近感光鼓601的位置具有开口,显影套筒609通过该开口向外部伸出一半,从而在显影套筒609和感光鼓601之间离开一个间隙。显影套筒609由非磁材料例如铝制成,并从偏压电源(未示出)供给显影偏压。
显影套筒609中封装有磁辊601,其作为磁场产生装置,其中包括显影极N,和在其下方的S极,并且极N,S是用于输送显影剂605的S。磁辊611被如此设置,使得其显影极N和感光鼓601相对。显影极N在显影套筒609和感光鼓601相互面对的显影区附近形成磁场,并且载体605b的的磁刷由该磁场形成。
在显影套筒609的下方设置调整叶片612,以便可以调整显影套筒609上形成的显影剂605的层厚。调整叶片612由非磁材料制成,例如铝或SUS316,并被设置使得留下300-1000μm,最好400-900μm的间隙。如果间隙小于300μm,则易于使磁载体堵塞该间隙,从而引起显影剂层的不均匀,以及不能得到供满意的显影所需的显影剂,由此使显影的图像具有低的密度,并非常不均匀。最好间隙至少为400μm,以便阻止由于在显影剂中混入不需要的微粒而引起的不均匀的涂敷(所谓叶片堵塞)。超过1000μm,施加在显影套筒609上的显影剂的量增加,从而不能调整所需的显影层的厚度,从而使附着在感光鼓上的磁载体增加,并且由于显影剂循环的减弱以及非磁叶片612的显影剂调节作用的减弱而易于使色调剂的摩擦充电不足,因而导致灰雾的形成。
在显影套筒609上承载的显影层中,磁载体微粒的运动当微粒离开套筒表面时趋于变慢,这是由于由磁力和重力施加的保持力和沿显影套筒运动方向作用的输送力之间的平衡所致,即使在显影套筒609沿箭头所示的方向旋转时也如此。有些载体微粒可能由于重力而从套筒落下。
通过合适地选择包括其位置的磁极N和磁载体微粒的可流动性以及磁性能,靠近显影套筒的磁微粒沿着显影套筒优先运动而形成运动层。随着由显影套筒的旋转而引起的磁载体微粒的运动,显影剂被输送到被用来显影的显影区。
另一方面,感光鼓601通过和保持在保持部件613上的充电磁微粒614的接触而充电,尔后由曝光装置(未示出)曝光,从而在其上形成静电潜像,然后由上述显影装置显影而在感光鼓601上形成色调剂图像。
图7表示本发明的成像装置的另一个实施例。
这种成像装置包括第一成像单元Pa,第二成像单元Pb,第三成像单元Pc,第四成像单元Pd,用于通过包括形成潜像和显影与转印的步骤在转印-接收材料上产生各个不同颜色的图像。
下面以第一成像单元Pa为例说明每个成像单元的结构。
第一成像单元Pa包括30mm直径的感光鼓701a(电摄影感光部件),其沿箭头a所示的方向旋转。磁刷充电器702a包括16mm直径的套筒和保持在其上以便和感光鼓701a接触的磁刷,被用作主充电器(充电装置)。图像光703a由曝光装置(未示出)提供,用于照射其表面已被主充电器702a均匀充电的感光鼓,借以在感光鼓701a上形成静电潜像。成像单元Pa还包括显影器件704a(显影装置),用于显影在感光鼓71上形成的静电潜像,以在其上形成色调剂图像。显影装置704a配备有色调剂漏斗705a,用于通过色调剂供给辊706a向装置提供色调剂。单元Pa还包括转印叶片707a(转印装置),用于将在感光鼓701a上形成的色调剂图像转印到由皮带形的转印材料承载部件708输送的转印-接收材料上。转印叶片707a和转印材料承载部件708的后表面邻接,并由电压源709a提供转印偏压。
在第一成像单元Pa的操作中,感光鼓701a被主充电器702a均匀地充电,然后对图像光703a曝光,从而在其上形成静电潜像,然后利用显影装置704a中的色调剂显影。在感光鼓701a上得到的色调剂图像在第一转印位置(感光鼓701a和转印材料相互邻接的位置),在由和转印承载部件708的下表面邻接的转印叶片707a施加转印偏压的同时,被转印到由皮带形转印材料承载部件承载并输送的转印材料上。
如图7所示,成像装置还包括第二到第四成像单元Pb,Pc和Pd,它们和第一成像单元Pa具有相同的结构,只是在其各自的显影装置中包含的色调剂的颜色不同,这样便共包括4个成像单元Pa到Pd。例如,第一到第四显影单元Pa到Pd被设计分别用于黄色调剂,洋红色调剂,蓝绿色调剂和黑色调剂,使得在各个单元中形成的彩色色调剂图像在其各个转印位置上调整各个色调剂图像使其位置对准的同时被连续地转印到同一个转印材料上。因而,各种颜色的色调剂图像被叠加到在转印材料的一次运动期间通过4次转印的同一转印材料上。在4次转印之后,叠加有4种颜色的色调剂图像的转印材料通过分离充电器710的作用和转印材料承载部件708分离,然后通过输送装置例如输送带被送到定影装置711,接着进行一次定影,从而形成最终的全色图像产品。
定影装置711包括40mmm直径的定影辊712,其中具有加热器714和715,30mm直径的压力辊713,清洁丝网供给机构716,用于除去定影辊712上的污物,以及用于定影辊712的温度传感器717。
当转印材料通过定影辊712和压力辊713之间的间隙时,在转印材料上承载的未被定影的彩色色调剂图像在加热和加压的条件下被定影在转印材料上。
图7所示的转印材料承载部件708是一种循环的皮带部件,其围绕主动辊718和从动辊719沿箭头e的方向运动,同时由电荷去除器721除去电荷,并由配准辊83和84进行位置配准。
作为转印装置,也可以使用转印辊代替转印叶片。
代替这种接触式转印装置,还可以使用通常使用的非接触式转印装置,例如设置在转印材料承载部件背面的用于提供转印偏压的电晕充电器。不过,最好使用能够抑制在施加转印偏压时发生臭氧的非接触式转印装置。
下面说明用于测量各种物理性能或参数的方法。
(1)载体的磁性能使用磁化仪(“BHU-60”,可从Riken Sokutei K.K.得到)作为测量设备。例如称出1.0克的试样并放在内径7mm高度为10mm的容器中,并把容器置于测量设备中。施加于容器的磁场被逐渐增加到3000奥斯特的最大值,然后逐渐降低,借以在记录纸上获得试样的磁滞曲线。由该磁滞曲线获得饱和磁化强度和剩余磁化强度以及矫顽力。
(2)载体的体电阻率除去试样的厚度为3mm,加于上电极22上的负荷增加到15kg,并且施加的直流电压增加到1000V之外,以类似于参照图2说明的用于充电的磁微粒的方式进行测量。
(3)色调剂的平均重量微粒尺寸(D4)色调剂的平均微粒尺寸和微粒尺寸分布可使用Coulter计数器TA-Ⅱ或Coulter Multisizer计数器进行测量(都是从Counter Electronics,Inc.得到的)。例如,可以使用Coulter Multisizer按下述方式和用于输出基于数量的分布的接口(从Nikkaki K.K.得到的)以及和其相连的个人计算机结合作为测量设备,并使用包括例如1%的NaCl水溶液的电解液,这种电解液可以通过溶解试剂级别的氯化钠或市场上可得到的“ISOTON-Ⅱ”(从Coulter Scientific Japan得到的)制备。为了测量,在100-150ml的电解液中加入0.1-5ml的表面活性剂(最好是烷基苯磺酸盐)作为分散剂,并加入2-20mg的测量试样。得到的分散在电解液中的试样利用超声分散仪进行分散处理例如1-3分钟,然后使用上述的配备有例如100μm孔的Coulter Multisizer测量微粒尺寸分布,从而获得基于体积的和基于数量的2μm或更大的微粒的微粒尺寸分布。从所述的分布中,利用每个通道的中心值作为代表值导出平均重量微粒尺寸。
(4)外部添加剂的平均重量微粒尺寸(D4)将适量的外部添加剂试样例如加入30-50ml的含有少量表面活性剂的去离子水中,并利用超声分散仪(“Model UD-200”从K.K.Tomy Seiko得到的)在2-6的输出级下分散2-5μm。得到的分散液体被放在容器中,在除去其中的气泡之后,容器被置于Coulter计数器(从CoulterElectronics得到的)N4中。在把试样室温放置10-20分钟之后,进行微粒尺寸测量,从而获得平均体积微粒尺寸并由其得到平均重量微粒尺寸(D4)。
(5)外添加剂的疏水性把0.2g的外添加剂加入250ml的Erlenmeyer长颈瓶内的50ml的水中。在磁搅拌器的搅拌下,通过滴定管在得到的液体中加入滴状的甲醇,从而使添加剂试样在水中浮起。以百分数表示的用于分散所需的甲醇的体积(Vml)与甲醇(Vml)和水(50ml)的总体积的比取作试样的疏水性。
(6)表面层的体电阻率为了测量感光部件或显影剂承载部件的表面层的体电阻率,在Au层上由被试表面层(如果存在,在感光部件的情况下为一种电荷输送层或电荷注入层,或者显影剂承载部件的表面涂层)的材料形成3μm厚的层,所述Au层由在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上通过蒸汽淀积形成,通过使用体电阻率测量设备(“4140B pAMATER”从Hewlett-PackardCo.得到的)在23℃,65%RH的环境中在施加100V的电压下进行测量。
下面根据例子和对照例更具体地说明本发明。在以下的实验说明中,“份”是按重量而言的。
首先说明用于生产充电磁微粒(充电器),感光部件(鼓),色调剂,和显影剂载体(载体)的一些生产的例子。(充电器生产例1)使用的磁材料是具有中等微粒尺寸(DV50%)为27μm,体电阻率(RP)为5×1070hm.cm,在1000 Oe(=8×104A/m)下的磁化强度(σ1000)为55 Am2/kg(55emu/g),在3000 Oe(=1.2×105A/m)下的磁化强度(σsat)为62 Am2/kg(62emu/g),矫顽力(Hc)基本为0的铜-锌-铁氧体微粒。使用的偶合剂是上述列举的化合物(1)〔异丙氧基-三异硬脂酰钛酸盐,具有钛的偶合剂(作为中心元素)异丙氧基团(作为水解基)和异硬脂酰基(作为疏水基)〕。
为了生产所需物质,把100份铜-锌-铁氧体微粒和含有0.1份化合物(1)的0.1份己烷溶液放入圆底长颈瓶中,在减少压力下利用旋转蒸发器把己烷蒸发出。然后,得到的磁粉末在保持120的烘箱中被干燥30分钟,从而得到充电磁微粒(充电器微粒1),其具有5×107ohm·cm的体电阻率(RP),热损失(HL)为0.1wt%,平均微粒尺寸(DV50%)为27μm。(充电器生产例2)除去化合物(1)的量被减少为0.05份之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒2(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例3)除去化合物(1)的量被减少为0.01份之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒3(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.01wt.%)。(充电器生产例4)除去化合物(1)的量被减少为0.005份之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒4(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.005wt.%)。(充电器生产例5)除去偶合剂被改变为0.05份的化合物(5)〔二异丙氧基-双(二辛基亚磷酸盐)钛酸盐〕之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒5(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例6)除去偶合剂被改变为0.05份的化合物(2)(异丙氧基-三十二烷苯基磺酰钛酸盐)之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒6(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例7)除去偶合剂被改变为化合物(3)(铝偶合剂)之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒7(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例8)除去磁微粒被改变为100份的铜-锌铁氧体微粒(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,σ1000=53Am2/kg,σsat=61Am2/kg,Hc=0)之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒8(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例9)除去偶合剂被改变为0.05份的化合物(5)〔二异丙氧基-双(二辛基亚磷酸盐)钛酸盐〕之外,利用和充电器生产例8相同的方式制备充电器微粒9(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例10)除去偶合剂被改变为0.05份的化合物(2)(异丙氧基-三十二烷苯基磺酰钛酸盐)之外,利用和充电器生产例8相同的方式制备充电器微粒10(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例11)除去偶合剂被改变为0.05份的化合物(3)(铝偶合剂)之外,利用和充电器生产例8相同的方式制备充电器微粒10(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例12)除去偶合剂被改变为0.05份以下分子式的钛偶合剂之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒12(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)
(充电器生产例13)除去偶合剂被改变为0.05份以下分子式的硅烷偶合剂之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒13(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)
(充电器生产例14)除去偶合剂被改变为0.05份以下分子式的硅烷偶合剂之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒14(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)
(充电器生产例15)除去偶合剂被改变为0.05份以下分子式的N-β(氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷)偶合剂之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒15(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)NH2-C2H4-NH-C3H6-Si(OCH3)3(充电器生产例16)通过使用在充电器生产例8中的铜锌铁氧体微粒不进行偶合剂处理而提供充电器微粒16(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,HL=0wt.%)。(充电器生产例17)在甲基硅酮树脂溶液中,放入铜-锌铁氧体微粒(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,σ1000=53Am2/kg,σsat=61Am2/kg,Hc=0),其对所述溶液中的固态树脂的比例为100比1,接着使溶液蒸发,从而得到树脂涂敷的充电磁微粒(充电器微粒17),其呈现DV50%=65μm,RP=1×108ohm·cm,HL=1Wt.%。(充电器生产例18)除去甲基硅酮树脂被丙烯酰基修正的硅酮树脂代替之外,利用和充电器生产例17相同的方式,制备充电器微粒18(DV50%=66μm,RP=1×108ohm·cm,HL=1Wt.%)。(充电器生产例19)除去甲基硅酮树脂被苯乙烯丙烯酰基树脂代替之外,利用和充电器生产例17相同的方式,制备充电器微粒19(DV50%=66μm,RP=9×107ohm·cm,HL=1Wt.%)。(充电器生产例20)除去偶合剂被改变为0.05份的化合物(10)(n-己基三乙氧基硅)之外,利用和充电器生产例1相同的方式制备充电器微粒20(DV50%=27μm,RP=5×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)(充电器生产例21)除去偶合剂被改变为0.05份的戊基三乙氧基硅之外,利用和充电器生产例8相同的方式制备充电器微粒21(DV50%=65μm,RP=4×107ohm·cm,HL=0.05wt.%)。(充电器生产例22)8份MnO,4份SrO和80份Fe2O3分别被细粉化,接着和水混合形成微粒,在1300℃下煅烧,进行微粒尺寸调整,从而获得铁氧体微粒,其呈现DV50%=28μm,σ1000=58Am2/kg,σsat=63Am2/kg,Hc=55奥斯特。
100份的铁氧体微粒利用0.1份的异丙氧基-三异硬脂钛酸盐在甲苯溶液中进行表面处理,从而得到充电的磁微粒(充电器微粒22),其呈现DV50%=28μm,RP=3×107ohm·cm,HL=0.1wt.%。(充电器生产例23)除去开始氧化物混合物被改变为6份的MnO,5份的CaO和89份Fe2O3之外,以和充电器生产例22相同的方式制备充电器微粒23(DV50%=28μm,RP=2×1011ohm·cm,HL=0.1wt.%,σ1000=54Am2/kg,σsat=60Am2/kg,Hc=75奥斯特)。(充电器生产例24)在充电器生产例23中制备的铁氧体微粒利用涂敷液体以1wt.%的涂敷量进行处理,所述涂敷液体通过在10份的甲苯/甲酮(=50/50)混合溶剂中扩散或溶解2份的碳黑和10份的亚乙烯基氟化物/甲基丙烯酸盐共聚物制备,从而获得充电的磁微粒(充电器微粒24),其呈现DV50%=29μm,RP=5×108ohm·cm,HL=0.05wt.%,σsat=60Am2/kg,Hc=75奥斯特。(充电器生产例25)除去开始氧化物混合物被改变为8份的NiO,8份的Li2O,4份的ZnO和80份Fe2O3之外,以和充电器生产例22相同的方式制备充电器微粒25(DV50%=29μm,RP=3×103ohm·cm,HL=0.05wt.%,σsat=55Am2/kg,Hc=100奥斯特)。(充电器生产例26)除去偶合剂被改变为异丙氧基-三十二烷基苯磺酰基钛酸盐之外,以和充电器生产例22相同的方式制备充电器微粒26(DV50%=28μm,RP=3×107ohm·cm,HL=0.05wt.%,σsat=63Am2/kg,Hc=55奥斯特)。(充电器生产例27)除去偶合剂被改变为n-己基三甲氧基硅烷之外,以和充电器生产例22相同的方式制备充电器微粒27(DV50%=28μm,RP=3×107ohm·cm,HL=0.1wt.%,σsat=63Am2/kg,Hc=55奥斯特)。<鼓生产例1>
直径为30mm的铝圆柱被连续地涂镀以下4层。
第一层(导电层)例如20μm厚的逸散有导电微粒的树脂层,用于平滑铝圆柱上的缺陷,并阻止由于激光反射而发生云纹。
第二层(正电荷注入阻止层)例如1μm厚的由6-66-610-12-尼龙和甲氧基-甲基化的尼龙制成的并被调整使得具有106ohm·cm的电阻率的中等电阻率的层,用于阻止从铝圆柱注入的正电荷减少对感光部件表面提供的负电荷。
第三层(电荷产生层)例如0.3μm厚的分布有氧化钛酞菁的树脂层,用于在对光暴露时产生正负电荷对。
第四层(电荷输送层)例如20μm厚的分散有腙的聚碳酸盐树脂层(p型半导体层),不允许对感光部件表面提供的负电荷通过,而选择性地向感光部件表面输送在电荷产生层产生的正电荷。
这样制备的感光部件(感光鼓1)具有3×105ohm·cm的体电阻率(RSL)。<鼓生产例2>
通过对<鼓生产例1>中生产的感光鼓(和感光鼓1具有同样的结构)涂镀3μm厚的第五层(电荷注入层)制备感光鼓2,第五层包括100份的光固丙烯酸树脂,170份的0.03μm直径的SnO2微粒,通过掺杂锑而提供较低的电阻率,20份的0.25μm直径的四氟乙烯微粒和1.2份分散助剂。
这样制备的感光鼓2具有RSL=4×1012ohm·cm。<鼓生产例3>
通过对直径为30mm的铝圆柱涂镀第一到第五层制备感光鼓3。
第一层,第二层和第四层和鼓生产例1中形成的那些层相同。
第三层(电荷产生层)是0.3μm厚的分散有双偶氮颜料的树脂层。
第五层(电荷注入层)的厚度为3μm,包括100份的光固丙烯酸树脂,160份的0.03μm直径的SnO2微粒,具有减少的氧含量以便提供较低的电阻率,30份的0.25μm直径的四氟乙烯树脂微粒和1.2份分散助剂。
感光鼓3具有RSL=5×1011ohm·cm,从没有第五电荷注入层得到的5×1015ohm·cm减少。<鼓生产例4>
除去第五层使二氧化锡微粒增加到300份之外,以和鼓生产例3相同的方式制备感光鼓4。
感光鼓4具有RSL=4×107ohm·cm。<鼓生产例5>
除去第五层不添加二氧化锡微粒之外,以和鼓生产例3相同的方式制备感光鼓5。
感光鼓5具有RSL=4×1015ohm·cm。(色调剂生产例1)苯乙烯-丙烯酸树脂 100份碳黑4份含金属的偶氮颜料2份低分子量聚丙烯 3份上述成分被干燥混合,然后通过双螺旋捏合挤压机捏合。捏合的产物被冷却,利用气动粉化机粉化,然后被气动地分类,从而提供具有规定的微粒尺寸分布的色调剂微粒。色调剂微粒和1.5wt.%的疏水的钛氧化物微粒〔D4(平均重量微粒尺寸)=0.05μm,疏水率=70%〕进行外部混合,从而提供具有6.5μm的平均重量微粒尺寸(D4)的色调剂1。(色调剂生产例2)88份的苯乙烯,12份的n-丁基丙烯酸盐,3份的低分子量聚丙烯,5份的碳黑,1份的含金属的偶氮颜料,和3份的偶氮型引发剂被混合,从而提供一种可聚合的单体成分,然后在其中分散有4份钙磷酸盐的500份去离子水中悬浮,并在70℃下聚合8小时。聚合微粒被过滤,洗涤,干燥和分类,从而提供色调剂微粒。
色调剂微粒和1.5wt.%的疏水的钛氧化物微粒(D4=0.05μm,疏水率=60%)进行外部混合,从而提供具有D4=6.8μm的色调剂2。
色调剂2呈现SF-1=120,SF-2=115。(色调剂生产例3)在710份去离子水中,加入450份的0.1M-Na3PO4水溶液,混合物被在60℃下升温,并利用TK型均匀混合器(从Tokushu Kika Kogyo K.K.得到的)在12000rpm下搅拌。在该系统中,逐渐加入68份的1.0M-CaCl2水溶液,从而提供含有Ca3(PO4)2的水介质。
150份的苯乙烯和35份的n-丁基丙烯酸盐(单体)和15份的C.I.颜料蓝15∶3(着色剂)被单独地在球磨中分散。在混合物中再加入3份的水杨酸金属化合物(充电控制剂),10份的饱和聚酯树脂(极性树脂)和50份的酯蜡〔Tmp(熔点)=70℃〕(释放剂)。混合物在60℃下利用TK型均匀混合器(从Tokushu Kika Kogyo K.K.得到的)在12000rpm下被搅拌,以便均匀溶解和分散。对混合物加入10份的2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(聚合引发剂),从而提供可聚合的单体成分。
可聚合的单体成分被加入上面制备的水介质中,该系统于60℃在N2气氛中利用TK型均匀混合器在10000Rpm下搅拌10分钟,从而使可聚合的单体成分形成小滴。然后,该系统在浆状搅拌叶片的搅拌下被加热到80℃,并进行10小时的聚合。在聚合之后,在降低的压力下使剩余的单体蒸发掉。在冷却并加入盐酸以便溶解钙磷酸盐之后,聚合微粒被过滤,用水洗涤,并干燥,从而提供彩色的色调剂微粒(D4=6.3μm)。
10份的色调剂微粒和利用10wt.%的异丁基三甲氧基硅处理的1.0份的疏水的锐钛矿形式的钛氧化物微粒〔RP=7×109ohm·cm,D4=0.05μm,SBET(BET是特定的表面)=100m2/g〕,以及利用10wt.%的六甲基双硅烷处理的1.0份的疏水的硅粉末,分别在水介质中进行外部混合,从而提供色调剂3,其呈现D4=6.3μm,SF-1=107,SF-2=115。(色调剂生产例4)由利用富马酸和三金属酸进行丙氧化的双酚经过聚缩作用而制成的聚酯树脂100份酞菁颜料4份双-叔-丁基水杨酸Al化合物4份低分子量聚丙烯 4份上述成分首先使用Henschel混合器进行充分混合并通过双螺旋捏合挤压机进行熔融捏合。在冷却之后,捏合产物由锤磨进行粗破碎为例如1-2mm,然后利用气吹型粉化机进行细粉化,接着进行分类和机械成球处理,从而提供蓝色调剂微粒(D4=5.8μm)。
100份的色调剂微粒和1.5份的疏水的锐钛矿形式的钛氧化物细粉末(RP=3×1010ohmcm,D4=0.05μm,疏水率=55%)利用Henschel混合器进行外部混合,从而得到色调剂4,其呈现D4=5.8μm,SF-1=128,SF-2=121,其中的钛氧化物细粉末是通过利用10份的n-C4H9-Si-(OCH3)3在水介质中处理100份的亲水的锐钛矿形式的钛氧化物而获得的。(色调剂生产例5)除去利用疏水的硅石细粉末(D4=0.04μm,疏水率=80%,SBET=110m2/g,RP=4×1014ohm·cm,,)代替疏水的锐钛矿形式的钛氧化物之外,以和色调剂生产例3相同的方式制备色调剂5(D4=6.3μm,SF-1=107,SF-2=115)。(色调剂生产例6)除去利用疏水的硅石细粉末(D4=0.01μm,疏水率=90%,SBET=230m2/g,RP=4×1013ohm·cm,,)代替疏水的锐钛矿形式的钛氧化物之外,以和色调剂生产例3相同的方式制备色调剂6(D4=6.3μm,SF-1=108,SF-2=115)。(色调剂生产例7)除去利用100份的色调剂微粒和2份的金红石形式的钛氧化物微粒(D4=0.45μm,疏水率=50%,RP=8×1013ohm·cm)外部混合之外,以和色调剂生产例3相同的方式制备色调剂7(D4=6.3μm,SF-1=108,SF-2=116)。(载体生产例1)通过利用3份的(固体)硅氧烷清漆在硫化床中涂敷100份的镍-锌铁氧体微粒(DV50%=60μm),接着进行干燥,制备载体1(RP=1×1010ohm·cm,σsat=49Am2/kg,Hc=0)。(载体生产例2)除去使用丙烯酰基改性的硅氧烷树脂作为涂敷树脂之外,以和载体生产例1相同的方式制备载体2(RP=2×1010ohm·cm,σsat=49Am2/kg,Hc=0)。(载体生产例3)在含有100份的酚/甲醛(50/50)单体混合物的水介质中,均匀地扩散400份利用钛偶合剂进行表面处理的0.6μm直径的赤铁矿微粒,单体被聚合,同时根据需要加入氨,从而制备含有磁微粒的球形树脂载体芯微粒(DV50%=33μm,σsat=38Am2/kg)。
分别把20份的甲苯,20份的丁醇,20份的水和40份的冰放入四颈长颈瓶中。对于在搅拌下的混合物,加入40份的CH3SiCl3/(CH3)2SiCl2(15/10摩尔),接着搅拌30分钟,在60℃下进行浓缩反应1小时。然后,得到的硅氧烷利用水被充分洗涤,并溶解在甲苯/甲基乙基酮/丁醇混合溶剂中,从而获得具有10%的固体含量的硅氧烷清漆。
对于含有100份的硅氧烷固体的硅氧烷清漆,同时加入2.0份的去离子水,2.0份的具有下面分子式(a)的硬化剂,1.0份的具有下面分子式(b)的氨基硅烷偶合剂,和5.0份的具有下面分子式(c)的硅烷偶合剂,从而形成载体涂敷溶液
(CH3)2N-C3H6-Si-(OCH3)3---(b)]]>n·C3H7-Si-(OCH3)3---(c)]]>利用涂敷机(“SPIRACOATER”,从Okada Seiko K.K.得到的)把载体涂敷溶液涂敷在上面制备的载体芯微粒上,涂敷比例为每100份的芯微粒涂敷1份,从而制备载体3,其具有DV50%=33μm,RP=4×1013ohm·cm,σsat=38Am2/kg,Hc=10奥斯特。(载体生产例4)除去仅使用1000份的磁微粒作为磁材料之外,以和载体生产例3相同的方式制备载体4(DV50%=34μm,RP=9×1011ohm·cm,σsat=65Am2/kg,Hc=78奥斯特)。(载体生产例5)15份的NiO,15份的ZnO和70份的Fe2O3被细粉化,然后加水混合,接着形成微粒,在1200℃下煅烧,并进行微粒尺寸调整,从而获得铁氧体载体芯微粒(DV50%=35.8μm)。
载体芯微粒被利用含有1wt.%的碳黑的树脂溶液以和载体生产例3相同的方式涂敷,从而提供显影剂载体(载体5),其呈现DV50%=34μm,RP=6×104ohm·cm,σsat=36Am2/kg,Hc=67奥斯特。(载体生产例6)除去开始的氧化物混合物被改变为15份的MgO,10份的MnO和75份的Fe2O3之外,以和载体生产例5相同的方式制备载体6(DV50%=35μm,RP=2×1012ohm·cm,σsat=55Am2/kg,Hc=7奥斯特)。(载体生产例7)除去使用亚乙烯基氟化物/甲基甲丙烯酸盐共聚物代替硅氧烷清漆之外,以和载体生产例3相同的方式制备载体7(DV50%=34μm,RP=5×1014ohm·cm,σsat=38Am2/kg,Hc=10奥斯特)。例1-17在上述相应的生产例中制备的充电器微粒(充电磁微粒)1-11,20,22,23,和25-27被和感光鼓2(在鼓生产例2中制备的)结合使用,用以测量在连续操作8小时后的摩擦充电能力。
使用以下的设备和方法(电摄影设备)。
使用激光束的市场上可得到的数字复印机(“GP-55”,从Canon K.K.得到的)被改造,借以提供用于试验的电摄影设备。简要地说,所述数字复印机包括电晕充电器作为感光部件的充电装置,适用于单成分跳动显影方法的显影装置,作为显影装置,作为转印装置的电晕充电器,叶片清洁装置,以及预充电曝光装置。它还包括一个含有充电器的整体单元(处理盒),清洁装置和感光部件,并在150mm/sec的处理速度下操作。这种数字复印机按以下方式被改造。
显影装置被从适用于单成分跳动显影方法的显影装置被改造为能够使用双组分型显影剂的显影装置。为了构成磁刷充电器,封装有磁辊的16mm直径的导电非磁套筒被设置和感光部件距离0.5mm的间隙。显影偏压被设置为包括叠加有矩形交流分量的-500V的直流分量的电压,交流分量的峰峰电压为1000V,频率为3KHz。转印装置从电晕充电器被改变为辊转印充电器,并且去掉预充电曝光装置。
此外,清洁叶片被除去,从而提供无清洁器的复印装置。
这样改造的复印装置具有图8所示的结构,并且包括转印装置801,充电器单元802,其中包括充电磁微粒(充电器微粒)803,以及封装有磁体的导电套筒804,感光部件(感光鼓)805,用于提供图像光的光源806,包括显影套筒807的显影装置808,搅拌螺旋809和810和显影剂811,用于提供转印材料813的转印材料供给导向件812,转印辊814,转印材料输送皮带815,和保持器817,用于保持粘结的PET(聚乙烯对苯二酸盐)带816,以评价色调剂分散情况。(评价方法)为了评价充电磁微粒(充电器微粒1等)的摩擦充电能力及其耐用性,每种充电器微粒试样和色调剂1(在色调剂生产例1中制备的)混合,并用于按照参照图3描述的方法测量色调剂的摩擦电荷。测量值被取作初始摩擦电荷。然后,每种充电器微粒试样(803)以180mg/cm2的涂敷密度涂敷在显影套筒804上,从而提供磁刷充电器802,同时把感光部件805(感光鼓2)定位。在这种状态下,使套筒804以225mm/sec的圆周速度沿和以150mm/sec的圆周速度旋转的感光部件805相反的方向旋转。在用这种方式连续操作8小时之后,试样磁微粒被从充电器收回,以和对色调剂1提供的摩擦充电相同的方式评价其充电能力。
用这种方式,评价充电器微粒试样的摩擦充电能力,包括由于磁微粒之间的摩擦和与感光部件表面的摩擦而变劣的程度。
表1示出了评价结果。对照例1-10每种充电器微粒12-19,21和24的摩擦充电能力和耐用性,以和例1相同的方式结合感光鼓2进行了评价。
评价结果也示于表1。表1
例18进行了连续成像之后的围绕充电装置802的色调剂逸散的评价,其中使用例1中结合感光鼓2使用的电摄影装置,包括100份的色调剂1(在载体生产例1中制备的显影剂载体微粒)和6份的色调剂1的双组分型显影剂,以及充电器微粒2。附带说明,在装置中的排风扇被停止,以便有效地收集逸散的色调剂。
按照注入充电方式使感光部件充电。结果,响应施加于充电器上的-680V的直流电压分量,感光部件可以被充电为-700V的电位。如图9所示,对感光部件提供的表面电位即使在叠加于直流电压上的交流电压分量的峰峰电压值改变时也不改变。
为了评价围绕磁刷充电器802的色调剂逸散的程度,设置涂有粘结剂的PET带816,使得其涂有粘结剂的表面对着在磁刷803和感光部件805之间接触的充电位置,从而利用粘结剂表面粘住逸散的色调剂。由粘结剂表面粘住的色调剂的数量通过把带放在白纸上之后利用Macbeth反射密度仪测量带的反射密度进行评价。在用于逸散试验的粘结带和以相同的方式测量的空白粘结带之间的反射密度差,取作被逸散的色调剂量的量度。
通过使用具有6%的图像比的原件在沿横向送入的500张A4纸上进行连续成像。充电器被供以偏压,其中包括叠加有600V(峰峰电压)1kHz的矩形交流分量的-700V的直流分量。此外,在连续成像期间的不成像时间,即在第一张上成像之前的预成像期间(2.4秒的预旋转期间),在连续送入的纸之间的期间(0.6秒)(每张纸的成像时间为1.4秒),以及在第500张纸上成像之后的后成像期间(3.8秒的后旋转期间),只施加-700V的直流分量,从而向感光部件805送出在磁刷803上吸附的转印剩余色调剂。
除去在本实施例中上面专门说明的时间之外,施加这种和在成像期间不同的充电偏压一般可以在感光部件运动期间没有图像形成的任何时间进行。
在成像期间,如参照图1所述,转印剩余色调剂利用磁刷被回收,被均匀地充电为和感光部件805相同的极性,通过感光部件805送出并回收,或由显影装置808用于显影。
此外,作为在没有图像形成的期间即在预旋转期间充电偏压施加的结果,在供纸和后旋转之间,在磁刷803内回收的转印剩余色调剂被向感光部件805送出,并通过感光部件由显影装置808回收。
关于色调剂逸散的评价,上述连续成像500张纸的周期被重复40个周期,借以在总共20000张纸上进行成像。此后,测量在粘结剂带上粘结的色调剂的密度,用于色调剂逸散评价。
其结果和以下例子及对照例的结果如表2所示。例19除去使用包括100份的载体微粒2(在载体生产例2中制备的)和6份的色调剂2(在色调剂生产例2中制备的)的显影剂之外,以和例18相同的方式评价色调剂分散情况。例20-23除去载体微粒2分别被载体微粒5,6,7,和20代替之外,以和例19相同的方式评价色调剂分散情况。例24除去使在不形成图像的期间(即预旋转期间,在送进和后旋转之间)施加的充电偏压和在成像期间施加的偏压相等之外,以和例18相同的方式评价色调剂分散情况。例25除去利用和充电器微粒8结合的感光鼓1并且充电偏压包括-700V的直流分量和1600V(峰峰值)的交流分量而进行基于放电的接触充电之外,以和例18相同的方式评价色调剂分散情况。
〔附带说明,图10是表示在基于放电的接触充电方式中,在感光鼓上的充电电位和叠加于-700V的直流分量上的交流分量(1kHz)的峰峰电压之间关系的曲线。在这种情况下,当一半的峰峰电压超过放电起始电压时,在感光部件上保持稳定的电位。〕在色调剂逸散评价中,在重复30个成像周期之后,其中每个成像周期包括在500张纸上成像,得到的图像具有灰雾,这可能是由于感光部件的研磨所致。因而,在此后(即在共成像15000张纸之后)停止连续成像,并在此时测量粘结在粘结剂带上的色调剂的密度。例26除去使用充电器微粒11代替充电微粒8之外,以和例25相同的方式评价色调剂分散情况。与例25类似,在重复总共30个成像周期之后,由于感光部件的研磨,得到的图像具有灰雾。因而,在此后停止连续成像,并在此时测量粘结在粘结剂带上的色调剂的密度。对照例11除去使用充电器微粒18代替充电器微粒2之外,以和例24相同的方式进行成像。结果,在5000张纸上成像之后(10个周期)某点图像劣化严重,因而,在此后停止连续成像,并在此时测量粘结在粘结剂带上的色调剂的密度。对照例12除去使用充电器微粒19代替充电器微粒2之外,以和例24相同的方式进行成像。结果,在5000张纸上成像之后(10个周期)某点图像劣化严重,因而,在此后停止连续成像,并在此时测量粘结在粘结剂带上的色调剂的密度。对照例13除去使用充电器微粒21代替充电器微粒2之外,以和例24相同的方式进行成像。结果,在10000张纸上成像之后(20个周期)某点图像劣化严重,因而,在此后停止连续成像,并在此时测量粘结在粘结剂带上的色调剂的密度。表2
例27通过混合色调剂3和载体微粒3制备具有8wt.%的色调剂浓度的氰基显影剂。
除去充电器微粒22被和感光鼓3结合使用之外,使用和例18使用的相同的电摄影装置使显影剂进行连续成像。承载充电器微粒的套筒相对于感光鼓反向旋转,其圆周速度为感光鼓的圆周速度(150mm/sec)的120%(180mm/sec),同时被供给包括-700V的直流分量和1kHz,1200V(峰峰电压)的交流分量的充电偏压。除去清洁装置。在23℃/65%RH的环境中在3×104张纸上进行连续复印,原件的图像百分数为10%,设置显影对比度(developing contrast)为250V灰雾反转对比度(fog inversioncontrast)为-150V,并使用图5所示的间歇电场。其结果和后面描述的实例和对照例的结果一道示于表3。
至于表3所示的评价结果,色调剂逸散被相对于在装置中变赃的程度,按照眼睛观察利用粗略的评价标准,A优,B良,C差进行评价。图像密度表示由Macbeth密度计(“RD-918”)测量的值。灰雾代表Ds-Dr即Ds(在成像之后试样纸的白背景部分的反射密度)和Dr〔在成像之前,空白纸(试样纸)的白背景部分的反射密度)之间的差的5个数据组的平均,通过使用反射密度计(“REFLECTROMETER MODEL TC-6DS”从Tokyo Denshoku K.K.得到的)测得的。固态图像密度是相对于固态图像部分使用Macbeth密度计(“RD-918”)测量的5个图像密度值当中最大和最小之间的差。
如表3所示,在连续成像期间,利用小的变化便可以形成质量好的图像,而没有关于色调剂逸散或由于转印剩余色调剂的再利用而引起的基本问题。例28除去使用感光鼓4代替感光鼓3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,色调剂逸散没有问题,但是得到的图像呈现低的图像密度,并变模糊。这可能是由于感光部件的太低的电阻率而使得潜像电荷不能够充分地被保持的缘故。例29除去使用感光鼓5代替感光鼓3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,色调剂逸散没有问题,但是得到的图像伴随有灰雾,并具有相应于感光鼓旋转周期的周期性的重影。这可能是由于感光部件的高电阻率使得电荷注入不足的缘故。例30除去使用色调剂4代替色调剂3之外,以和例27相同的方式进行成像。获得了和例27类似的好的结果。然而,当成像连续进行到30000张时,观察到轻微的色调剂逸散,并且灰雾被增加到1.2-1.5%,不过这实际上被认为没有问题。这可能是因为色调剂是经过粉化和成球工艺制备的,使得可转印性有些降低,以致于由于转印剩余色调剂的再利用而使磁充电器的摩擦充电能力有些降低。例31除去使用色调剂5代替色调剂3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,色调剂逸散没有问题,但是得到的图像呈现有些降低的固态图像均匀度,降低的程度实际上没有问题。这可能是因为用于色调剂的外部添加剂比锐钛矿形式的钛氧化物具有较高的疏水性而使其进入充电部件中,从而引起感光部件上的潜像电位稍微有些不规则的缘故。例32除去使用色调剂6代替色调剂3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,观察到色调剂逸散有些增加,并且在成像10000张时,灰雾变成为明显。这可能是因为由于外部添加剂的小的微粒尺寸而使其进入充电部件中,从而由于转印剩余色调剂的劣化而不能对感光部件提供足够电位的缘故。例33除去使用色调剂7代替色调剂3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,最终的图像比开始阶段的图像呈现低的图像密度,并且也形成灰雾和固态图像的不均匀。这可能是因为色调剂的外部添加剂具有大的微粒尺寸,使得色调剂电荷不能均匀分布的缘故。此外,在成像10000张时色调剂逸散增加。例34除去使用充电器微粒23代替充电器微粒22之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,在开始时形成好的图像,但是在成像10000张时发生了图像不均匀,虽然色调剂逸散没有问题。这可能是因为在连续复印中由于充电的感光部件的高电阻率而不能使感光部件均匀充电的缘故。对照例14除去使用充电器微粒24代替充电器微粒22之外,以和例30相同的方式进行成像。结果,发生了显著的色调剂逸散,从而使装置中的光学系统必须经常清洁。得到的图像直到10000张时是好的,但是在30000张时则伴随有灰雾。这可能是因为充电器微粒用含有碳黑的树脂涂敷,并且在连续成像期间涂层劣化,因而引起不均匀的电阻率并降低色调剂的摩擦充电能力的缘故。例35
除去使用充电器微粒25代替充电器微粒22之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,得到的图像从开始便不正常。这可能是因为由于充电器微粒的低电阻率而发生电流泄漏的缘故。因而在充电部件和电压源之间串联接入0.1M.ohm的电阻,借以使色调剂逸散被抑制到直到10000张还没出问题的程度。例36除去使用充电器微粒26代替充电器微粒22之外,以和例27相同的方式进行成像。从而获得了好的结果。例37除去使用充电器微粒27代替充电器微粒22之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,观察到了一些色调剂逸散,并且在30000张时灰雾成为明显的,不过处于没有问题的程度。这可能是因为具有6个碳原子的偶合剂具有一些降低的耐用性的缘故。例38除去使用载体微粒4代替载体微粒3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,观察到了一些色调剂逸散,并且固态图像均匀度有些降低,不过实际上处于根本没有问题的程度。这是因为载体的高的磁性能,使得色调剂在显影区可能稍微被破坏一些,从而使显影性能有些变差的缘故。例39除去使用载体微粒5代替载体微粒3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,灰雾抑制效果变差,并且图像密度从开始阶段便降低。这可能是因为电荷通过载体微粒注入到感光部件表面,从而干扰其上潜像的缘故。不过,色调剂逸散被抑制到直到10000张时还没出问题的程度。例40除去使用载体微粒6代替载体微粒3之外,以和例27相同的方式进行成像,从而获得了好的结果例41除去使用载体微粒7代替载体微粒3之外,以和例27相同的方式进行成像。结果,色调剂逸散没有问题。在成像直到30000张时固态图像均匀性有些降低,不过实际上处于根本没有问题的程度。在涂敷材料中的差别可能引起一些增加的用过的色调剂的积聚。例42提供了色调剂3(氢基色调剂)。此外,除去分别用C.I.黄颜料17,喹呀啶颜料和碳黑代替C.I.蓝颜料15∶3之外,以和色调剂生产例3相同的方式制备黄色调剂,洋红色调剂和黑色调剂。
各种颜色的色调剂和载体微粒3混合,从而提供和例27类似的8wt.%的色调剂浓度。
这些色调剂被分别装入图7所示的不使用清洁单元的全色成像装置的显影单元Pa,Pb,Pc和Pd中。在和例27相同的充电条件和显影条件下按照黄,洋红,蓝绿和黑的顺序连续地在30000张纸上进行全色成像,从而获得了具有小的图像密度改变的没有灰雾的质量好的图像。例43除去用图4所示的非磁单组分型显影方法代替显影单元之外,以和例27相同的方式进行成像,其中显影剂承载部件142包括弹性的尿烷橡胶套筒,其具有其中逸散有含有甲基丙烯酸盐树脂微粒的聚酰胺的表面层,从而提供2×1013ohm.cm的体电阻率,并且使硅橡胶叶片145和其连接。在30000张纸上连续形成了质量好的图像。表3
*“-”在表中表示在成像3×104张时成像操作被中断
权利要求
1.一种电摄影装置,包括电摄影感光部件,以及(ⅰ)充电装置,(ⅱ)图像曝光装置,(ⅲ)显影装置,和(ⅳ)转印装置,这些部件按照这一顺序对着感光部件设置,其中所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电,所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂,以及所述显影装置在转印装置和充电装置处理之后也起回收在感光部件上剩余的色调剂的作用。
2.根据权利要求1所述的电摄影装置,其中不包括在由转印装置处理之后,用于在转印装置和充电装置之间,或在充电装置和显影装置之间,回收并存储感光部件上遗留的剩余色调剂的清洁装置。
3.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中偶合剂的直链烷基至少具有8个碳原子。
4.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中偶合剂的直链烷基至少具有12个碳原子。
5.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中偶合剂的直链烷基至多具有30个碳原子。
6.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中偶合剂的含量比例为磁微粒的0.0001-0.5wt.%。
7.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中偶合剂的含量比例为磁微粒的0.001-0.2wt.%。
8.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中磁微粒具有至多为0.5wt.%的加热损失。
9.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中磁微粒具有至多为0.2wt.%的加热损失。
10.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中偶合剂具有钛、铝或硅作为其中心原子。
11.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中磁微粒具有1×104-1×109ohm·cm的体电阻率。
12.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中磁微粒的平均微粒尺寸为5-100μm。
13.根据权利要求12所述的电摄影装置,其中磁微粒的平均微粒尺寸至多为50μm。
14.根据权利要求12所述的电摄影装置,其中磁微粒的平均微粒尺寸至多为35μm。
15.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中电摄影感光部件具有作为其最外面的表面层的电荷注入层。
16.根据权利要求15所述的电摄影装置,其中电荷注入层具有1×108-1×1015ohm·cm的体电阻率。
17.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中显影装置提供具有形状系数SF-1为100-160和形状系数SF-2为100-140的色调剂。
18.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中显影装置提供具有形状系数SF-1为100-140和形状系数SF-2为100-140的色调剂。
19.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中显影装置提供含有外部添加剂的色调剂,色调剂的平均重量微粒尺寸为1-9μm,外部添加剂的平均重量微粒尺寸为0.012-0.4μm。
20.根据权利要求19所述的电摄影装置,其中外部添加剂具有20-80%的疏水率。
21.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中显影装置是反转显影装置。
22.根据权利要求1或2所述的电摄影装置,其中显影装置是双组分型显影装置。
23.一种成像方法,包括由以下步骤构成的周期充电步骤,通过和感光部件接触设置的充电装置对电摄影感光部件充电,曝光步骤,使充电的感光部件对于图像光曝光,从而在感光部件上形成静电图像,显影步骤,利用由显影装置提供的色调剂使静电图像显影,从而在感光部件上形成色调剂图象,以及转印步骤,用于把感光部件上的色调剂图象转印到转印接收材料上;其中所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电,所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂,以及在下一个周期,分别在转印步骤之后,利用充电部件处理在感光部件上剩余的色调剂,在显影步骤之后,利用显影装置回收充电步骤中的剩余色调剂。
24.根据权利要求23所述的成像方法,其中不包括在转印步骤之后,用于回收并存储转印步骤和充电步骤之间或充电步骤和显影步骤之间,在感光部件上遗留的剩余色调剂的清洁步骤。
25.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中偶合剂的直链烷基至少具有8个碳原子。
26.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中偶合剂的直链烷基至少具有12个碳原子。
27.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中偶合剂的直链烷基至多具有30个碳原子。
28.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中偶合剂的含量比例为磁微粒的0.0001-0.5wt.%。
29.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中偶合剂的含量比例为磁微粒的0.001-0.2wt.%。
30.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中磁微粒具有至多为0.5wt.%的热损失。
31.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中磁微粒具有至多为0.2wt.%的热损失。
32.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中偶合剂具有钛,铝或硅作为其中心原子。
33.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中磁微粒具有1×104-1×109ohm·cm的体电阻率。
34.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中磁微粒的平均微粒尺寸为5-100μm。
35.根据权利要求34所述的成像方法,其中磁微粒的平均微粒尺寸至多为50μm。
36.根据权利要求34所述的成像方法,其中磁微粒的平均微粒尺寸至多为35μm。
37.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中电摄影感光部件具有作为其最外面的表面层的电荷注入层。
38.根据权利要求37所述的成像方法,其中电荷注入层具有1×108-1×1015ohm·cm的体电阻率。
39.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中显影装置提供具有形状系数SF-1为100-160和形状系数SF-2为100-140的色调剂。
40.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中显影装置提供具有形状系数SF-1为100-140和形状系数SF-2为100-140的色调剂。
41.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中显影步骤中提供含有外部添加剂的色调剂,色调剂的平均重量微粒尺寸为1-9μm,外部添加剂的平均重量微粒尺寸为0.012-0.4μm。
42.根据权利要求41所述的成像方法,其中外部添加剂具有20-80%的疏水率。
43.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中显影步骤是反转显影步骤。
44.根据权利要求23或24所述的成像方法,其中显影步骤是双组分型显影步骤。
45.一种处理盒,包括形成一整体单元的电摄影感光部件和充电装置,其可以可拆卸地安装在主体组件上而形成电摄影感光部件;所述电摄影装置包括电摄影感光部件,以及(ⅰ)充电装置,(ⅱ)图像曝光装置,(ⅲ)显影装置,和(ⅳ)转印装置,这些部件按照这一顺序对着感光部件设置,其中所述充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电,所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂,以及所述显影装置在转印装置和充电装置处理之后也起回收在感光部件上剩余色调剂的作用。
46.根据权利要求45所述的处理盒,其电摄影装置不包括在由转印装置处理之后,用于回收并存储在转印装置和充电装置之间或在充电装置和显影装置之间在感光部件上遗留的剩余色调剂的清洁装置。
47.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中偶合剂的直链烷基至少具有8个碳原子。
48.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中偶合剂的直链烷基至少具有12个碳原子。
49.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中偶合剂的直链烷基至少具有30个碳原子。
50.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中偶合剂的含量比例为磁微粒的0.0001-0.5wt.%。
51.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中偶合剂的含量比例为磁微粒的0.001-0.2wt.%。
52.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中磁微粒具有至多为0.5wt.%的热损失。
53.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中磁微粒具有至多为0.2wt.%的热损失。
54.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中偶合剂具有钛、铝或硅作为其中心原子。
55.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中磁微粒具有1×104-1×109ohm·cm的体电阻率。
56.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中磁微粒的平均微粒尺寸为5-100μm。
57.根据权利要求56所述的处理盒,其中磁微粒的平均微粒尺寸至多为50μm。
58.根据权利要求56所述的处理盒,其中磁微粒的平均微粒尺寸至多为35μm。
59.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中电摄影感光部件具有作为其最外面的表面层的电荷注入层。
60.根据权利要求59所述的处理盒,其中电荷注入层具有1×108-1×1015ohm·cm的体电阻率。
61.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中显影装置提供具有形状系数SF-1为100-160和形状系数SF-2为100-140的色调剂。
62.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中显影装置提供具有形状系数SF-1为100-140和形状系数SF-2为100-140的色调剂。
63.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中显影装置提供含有外部添加剂的色调剂,色调剂的平均重量微粒尺寸为1-9μm,外部添加剂的平均重量微粒尺寸为0.012-0.4μm。
64.根据权利要求63所述的处理盒,其中外部添加剂具有20-80%的疏水率。
65.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中显影装置是反转显影装置。
66.根据权利要求45或46所述的处理盒,其中显影装置是双组分型显影装置。
全文摘要
一种电摄影装置,包括:电摄影感光部件,以及(i)充电装置,(ii)图像曝光装置,(iii)显影装置,和(iv)转印装置,这些部件按照这一顺序对着感光部件设置。充电装置包括充电部件,其含有和感光部件呈接触状态设置的磁微粒,从而根据其接收的电压对感光部件充电。所述磁微粒的表面涂有包括至少6个碳原子的直链烷基的偶合剂。所述显影装置在转印装置和充电装置处理之后也起回收在感光部件上剩余的色调剂的作用。因为用这种特定的偶合剂涂敷,所以充电磁微粒可以在长的时间内对于转印剩余色调剂呈现好的摩擦充电能力。
文档编号G03G15/02GK1209574SQ9810331
公开日1999年3月3日 申请日期1998年6月12日 优先权日1997年6月13日
发明者会田修一, 冈户谦次, 鹈饲俊幸, 藤田亮一, 荒平文弘, 沟江希克, 杷野祥史 申请人:佳能株式会社
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