[发明专利]调色剂、和显影剂、显影装置、处理盒、成像装置和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过静电复印过程如复印机、传真机和打印机成像 的调色剂、以及包括该调色剂的显影剂、使用该显影剂的显影装置、处理盒、 成像装置和成像方法。

背景技术

通过电子照相过程成像的方法通常包括：通过放电使作为图像承载部件 的光电导体的表面充电的充电步骤；通过使充电的光电导体表面曝光形成静 电潜像的曝光步骤；通过对光电导体表面上形成的静电潜像供应调色剂使调 色剂图像显影的显影步骤；将光电导体表面的调色剂图像转印到转印部件表 面上的转印步骤；使转印部件表面上的调色剂图像定影的定影步骤；和除去 转印步骤之后残留在图像承载部件表面上的调色剂的清洁步骤。

最近，与使用了电子照相过程的彩色成像装置的广泛使用和容易获得的 数字化图像有关，希望使要打印的图像具有更高的清晰度。当考察更高的图 像分辨率和灰度时，关于使潜像显现的调色剂的改进，已经研究出进一步使 调色剂成球形并且降低颗粒尺寸以便形成具有高清晰度的图像。由于通过粉 碎方法产生的调色剂性能有限，因此使用的是通过能使颗粒成球并且降低颗 粒尺寸的悬浮聚合方法、乳化聚合反应方法和分散聚合方法产生的聚合调色 剂。

具有高球形度的调色剂在静电显影法中容易受到电力线的影响，并且调 色剂图像沿着光电导体上的静电潜像的电力线精密显影。该调色剂容易密集 并均匀地排列，并且当再现细点(fine dot)的潜像时细线的再现性变高。此 外，因为该调色剂由于其光滑表面和调色剂颗粒之间或调色剂颗粒和光电导 体之间小的粘合强度而具有高的颗粒流动性。因此，该静电转印方法由于该 调色剂容易受到电力线的影响而具有高的转印能力，并且该转印容易沿着电 力线精确地进行。

然而，与相同粒径的无定形调色剂相比，具有高球形度的调色剂具有更 小的表面积。这意味着通过与摩擦充电部件如磁载体和显影剂调节部件接触 进行摩擦充电的表面小。当调色剂为球形时，它容易在上述摩擦充电部件的 表面上滑动。因此，充电速度和充电程度低。因此，在调色剂的表面上需要 超过一定量的电荷控制剂(charge controller)。

另外，为了增强细点的再现性，调色剂粒径越小，摩擦充电性能降低越 多。因此，关键问题是同时满足充电性能、显影性能和转印性能。

关于球形调色剂和具有小粒径的调色剂，已经提出许多控制其形状的建 议。形状系数SF-1和SF-2经常用作表示调色剂形状的指标。形状系数SF-1 是表示调色剂颗粒的圆度的指标，并且SF-2是表示调色剂颗粒的凸凹程度 的指标。例如，专利文献1到3尝试通过确定形状系数SF-1和/或SF-2的范 围来控制颗粒的形状，以便即使在球形的调色剂和具有小粒径的调色剂的情 况下，也同时满足充电性能、显影性能、转印性能、或清洁性能。

专利文献4描述一种确定调色剂颗粒的形状系数的范围以及由下式表示 的表面积比的方法：

表面积比＝ρ×D50p×S

其中ρ是调色剂颗粒的比重(g/cm³)，D50p是调色剂颗粒的数均粒径(m)， 并且S是调色剂颗粒的BET比表面积(m²/g)。

这个表面积比是表示不同于上述形状系数的调色剂颗粒的凸凹度的量 度。当表面积比的值超过给定范围时，调色剂颗粒表面上的凸凹度变大。这 使得外加到调色剂颗粒的外部添加剂随着时间进入调色剂颗粒的凹部，并且 因此不能长时间维持充电性能和转印性能。

在专利文献5中，调色剂表面积通过原子力显微镜确定。然而，专利文 献5中的凸凹度，即表面粗糙度(Ra)、Ra的标准偏差度(RSM)和具有高度差 为20纳米或以上的凸出部分的数目，对于具有更高耐用性和稳定性的清洁 系统而言是不足的。理想的是：通过进一步增加调色剂形状的凸凹度，更多 地增强清洁性能，从而降低清洁刮刀(cleaning blade)的磨损并且由此改善 打印中图像随着时间的稳定性。

专利文献5中描述的方法，特征在于：在调色剂表面上具有细小的凸凹 形，以便尤其改善充电性能、显影性能和转印性能。然而，调色剂总体上的 不规则形状性能(大的凸凹形)不足，因为微粒如有机二氧化硅不适合用于改 变形状。因此，完全不足以解决清洁随着时间的稳定性的问题。