[发明专利]磁性调色剂

说明书

本发明涉及用于如静电复制术、静电记录法和磁性记录法等成像方法的磁性调色剂。

已经知道许多种用调色剂使静电潜像显像的显影方法。例如，已经知道的有美国专利第2,874,063号中公开的磁刷法，美国专利第2,618,552号中公开的多级显影法；美国专利第2,221,776号中公开的粉雾法，以及毛刷显影法和液体显影法。在这些显影方法中，那些如磁刷法、多级法和液体显影法等采用主要由调色剂和载体组成的显影剂的显影方法已经广泛地在商业上应用。尽管这些方法提供了相对稳定的良好图像，但由于使用双组分显影剂，它们都有共同的问题如载体磨损和调色剂与载体的混合比改变。

为了解决这类问题，人们提出了多种采用仅由调色剂构成的单组分显影剂的显影方法。在这些方法中，有许多很好的显影方法是采用由磁性调色剂颗粒组成的显影剂。

美国专利第3,909,258号已经披露了采用导电磁性调色剂的显影方法，其中导电磁性调色剂被载于其内部装有磁铁的圆柱形导电套筒上，使调色剂与静电影像接触而显影。在此方法中，作为显影区，调色剂颗粒在记录元件表面与套筒表面之间形成导电通路，由于影像部分施加的库仑力，使调色剂颗粒附着在影像部分而显影。这种采用导电磁性调色剂的方法是非常好的，它解决了双组分显影法中存在的问题。可是，由于调色剂是导电的，带来的问题是难以将静电显影的图像从记录元件转印到如普通纸等最终载体元件上。

作为采用具有高电阻率可被静电转印的磁性调色剂显影方法，已知的有采用调色剂颗粒电介质极化的显影方法。然而这样的方法也有常见的问题即显影速度慢，不能获得足够的显像密度。

作为另一种采用高电阻率磁性调色剂的方法，一些已知的方法中，调色剂颗粒通过调色剂颗粒之间的摩擦或通过如套筒等摩擦元件与调色剂颗粒之间的摩擦而摩擦带电，使调色剂与承载静电影像的元件接触而显影。可是这些方法存在的问题是由于调色剂颗粒与摩擦元件之间的摩擦大小容易使摩擦带电不充分，带电的调色剂颗粒在产生的库仑力作用下容易凝结在套筒上。

消除了上述问题的显影方法已经在美国专利第4,395,476号中提出(相应于日本专利申请公开第18656/1980号)。在此方法中(所谓“跳跃显影法”)，磁性调色剂以极薄的厚度涂在摩擦带电的套筒上，然后被带到最近的静电影像上而显影。更具体地说，在此方法中，通过以下几个因素得到优良的图像：由于磁性调色剂以极薄的厚度涂在套筒上增加了套筒与调色剂之间的接触机会；调色剂在磁力作用下被载上，磁铁与调色剂的相对运动破坏了调色剂的粘结，形成调色剂与套筒之间的充分摩擦；在磁场作用下，使调色剂层面对静电影像不经接触就进行显影。

在上述已知的跳跃显影法中，在连续重复复制的情况下会遇到一些困难，如降低了载在显影剂承载元件上的显影剂层的均匀度；在显影剂承载元件的圆周方向出现不规则的条纹涂层，与初始阶段的显影剂层相比出现明显的显影剂层局部增厚，导致产生不规则斑点或不规则的波纹状。前者导致在显影的图像中有白色条纹，后者导致在显影的图像中有不规则的斑点或不规则的波纹状密度。这些困难在通常重复复制过程中很少出现，但是在极其低温—低湿的环境中长时间连续使用期间就会时有发生。在这类情况下容易出现图像密度降低。另外，在高温—高湿环境中，显影剂层厚度容易变薄，结果有时导致图像密度降低。已经发现上述问题是由于显影剂粉末附着在套筒上的改变和显影剂粉末从套筒上转移的改变引起的。

更具体地，上述困难是由于环境条件的改变引起的，导致在载于显影承载元件上的显影剂层中出现摩擦带电不均匀的部分。因此，在极其低温—低湿条件下，由于显影剂承载元件表面与显影剂之间的摩擦，一部分显影剂可带有极高的摩擦电荷，由于电荷引起的影像力的作用，这一带有极高摩擦电荷的部分容易在显影剂承载元件附近积累。带有极高摩擦电荷的积累部分影响涂层的均匀性或影响形成上层显影剂的显影特性，由此导致上述如白条纹、不规则斑点和不规则波纹状涂层等困难。

在高温—高湿条件下出现的显影剂层厚度降低是由于显影剂与显影剂承载元件之间的摩擦带电不均匀，以及由此导致的靠近显影剂承载元件上的显影剂摩擦电荷不稳定引起的。

显影剂摩擦电荷的不均匀导致影像产生底灰这一严重缺陷。近年来复印机需要有一些功能包括叠加多色复印(其中一部分图像被曝光等方式抹掉，然后再在那里加入另一图像)，和加框(即将转印纸上的边缘部分抹掉成白色)。在这类情况下，在欲抹成白色的图像部分出现底灰就带来了严重的问题。