CN1673878A - 调色剂、使用其的显影设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种调色剂，包括：调色剂母粒；非晶精细粒子；单分散球形二氧化硅；和金属皂，其中所述非晶粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于显影设备的清洁刀片的功函数，其中所述调色剂的平均圆球度L0/L1为从0.970到0.985，假定L1表示所述调色剂粒子的投影图像的周长(μm)，L0表示其面积等于所述调色剂粒子的投影图像面积的标准圆的周长(μm)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于图像形成装置的调色剂，该图像形成装置通过显影形成在潜像载体上的潜像来形成图像。更具体地，本发明涉及一种调色剂，该调色剂适用于这样的图像形成装置，其中，通过使用多种颜色的调色剂，调色剂图像被相继形成在图像载体上，并且在通过施加转印电压将这些图像转印在中间转印介质上之后，该图像被转印在诸如纸的记录材料上。本发明还涉及使用该调色剂的显影方法。
背景技术
在背景技术中，在某些图像形成装置中，装置具有包括感光体鼓或者感光体带的潜像载体，在图像形成操作时，静电潜像被形成在感光体的光敏层上，此后，利用显影设备的显影剂显影潜像，以形成可视图像，然后，通过使用电晕转印器、转印辊、转印鼓或者转印带，该图像被转印到诸如纸的记录材料上。
此外，在某些全色图像形成装置中，使用串列装置(tandemapparatus)，即这样的系统，其中利用多个感光体或者多个显影机构，多个彩色图像被依次地一个置于另一个之上地转印到转印带或者转移鼓上的诸如纸的记录材料上，然后被定影。此外，在某些图像形成装置中，使用4循环中间转印系统的装置和旋转显影系统的装置，其中在所述的4循环中间转印系统的装置中，若干彩色图像被依次地初级转印到中间转印介质上，以进行色彩叠加，并且经初级转印的图像被一并次级转印到转印材料上。
除了这些之外，在背景技术中，某些装置使用通过清洁设备去除残留在感光体上的未被转印的调色剂的方法，以及在显影时去除未被转印的调色剂的方法。并且，通过使用中间转印介质将图像转印到记录材料上的某些图像记录装置，使用清洁刀片等来去除残留在中间转印介质上的未被转印的调色剂。
在转印后残留在感光体或者中间转印介质上的未被转印的调色剂可以通过提高转印效率来减少。当未被转印的残留调色剂的量减少时，就不需要用于清洁设备的空间，并且同时可以提高调色剂的使用率。在此意义上，要求提高调色剂的转印效率。
对于提高转印效率的技术，在某些背景技术中，球形调色剂被使用，并且球形无机精细粒子被添加作为外部添加剂，或者在感光体和转印介质之间设置不同的速度，以便提高转印效率。由此，可以实现调色剂的良好脱离，因此转印效率被提高。并且，在使用某些单组分调色剂的显影中，通过调整刀片使调色剂在显影辊上形成为尽可能均匀的薄层，以给予调色剂足够的摩擦静电电荷，然后显影辊的表面和调整刀片端部处的表面使调色剂带负电。
此外，为了不导致图像质量的下降，并且可靠地防止调色剂清洁故障，建议使用球形调色剂，其中被添加有平均粒子尺寸为80到300nm的单分散球形二氧化硅、小于该单分散球形二氧化硅的有机化合物以及非晶精细粒子，或者不添加该非晶精细粒子，而添加研磨精细粒子，所述非晶精细粒子具有与调色剂的电荷极性相反的极性，并具有0.5到10μm的体积平均粒子尺寸，所述研磨精细粒子具有与调色剂的电荷极性相反的极性，并具有0.3到2μm的体积平均粒子尺寸(参见例如参考文献1)。
该建议已被提出，试图结合调色剂母粒和具有大粒子尺寸的外部添加剂，并且防止由于亚微米精细粒子的飞扬而导致图像质量下降或者装料器被污染。
但是，当在通过利用具有优异转印效率的调色剂并且将清洁设备从潜像载体分离而进行的薄层调整的条件下，连续地进行图像形成时，具有大粒子尺寸的外部添加剂逐渐从调色剂表面释出，并且因为电荷极性与调色剂母粒的极性相反，所以该外部添加剂静电粘附到感光体的非图像区域，并且导致在感光体表面上成膜。
此外，导致成膜的外部添加剂的极性与向中间转印介质施加电压的电源的极性相同，因此，外部添加剂不会移动到中间转印介质，并且随着打印的进行，在感光体上的成膜量趋向于增大。这导致雾化或者反向转印调色剂，并且同时不利地导致转印效率的降低。
这样的现象被认为会发生，因为被释出的大粒子尺寸的极性相反的外部添加剂或者被高度充负电的、未被转印的调色剂被牢固地附着到感光体上，并且不被转印到中间转印带。
[参考文献1]JP2002-318467 A
本发明的一个目的是提供一种用于小型无清洁器彩色图像形成装置的调色剂，包括：球形调色剂、单分散球形二氧化硅、具有大粒子尺寸的无机精细粒子、具有小直径的疏水无机精细粒子以及金属皂，所述调色剂即使在连续的图像形成之后也不会导致转印效率的下降，并且当在彩色图像形成装置中形成包括多种颜色调色剂的调色剂图像时，基本不需要用于感光体的清洁设备，在所述彩色图像形成装置中，通过相继地进行显影和转印在中间转印介质上形成彩色调色剂图像，整个调色剂图像被转印到诸如纸的记录材料上，然后被定影。
发明内容
本发明人已经进行了积极的调查来检查所述问题。结果已经发现，通过下面的调色剂和显影设备可以实现上面的目的。利用此研究结果，完成了本发明。
本发明主要涉及下面的方面：
(1)一种调色剂，包括：调色剂母粒；非晶精细粒子；单分散球形二氧化硅；和金属皂，其中，所述非晶粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于显影设备的清洁刀片的功函数，其中，所述调色剂母粒的平均圆球度L0L1为从0.970到0.985，假定L1表示所述粒子的投影图像的周长(μm)，而L0表示其面积等于所述粒子的投影图像面积的标准圆的周长(μm)。
(2)根据方面1所述的调色剂，还包括具有7到50nm的平均粒子尺寸的第一疏水无机精细粒子，其中，所述单分散球形二氧化硅具有小于5.1eV的功函数以及具有260到320nm的粒子尺寸，其中，所述非晶精细粒子包括第二疏水无机精细粒子，所述第二疏水无机精细粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于所述单分散球形二氧化硅的功函数，其中，所述金属皂具有5.25到5.7eV的功函数，其中，所述调色剂是非磁性单组分负电荷调色剂。
(3)根据方面2所述的调色剂，还包括其表面被疏水化的氧化钛，其中，所述第二无机精细粒子具有200到750nm的初级粒子尺寸分布。
(4)根据方面1所述的调色剂，其中，所述调色剂母粒通过聚合法或者溶解悬浮法得到。
(5)一种调色剂，包括：调色剂母粒；非晶精细粒子；单分散球形二氧化硅；和金属皂，其中，所述非晶粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于显影设备的辊刷的功函数，其中，所述调色剂母粒的平均圆球度L0/L1为从0.970到0.995，假定L1表示所述粒子的投影图像的周长(μm)，而L0表示其面积等于所述粒子的投影图像面积的标准圆的周长(μm)。
(6)根据方面5所述的调色剂，还包括具有7到50nm的平均粒子尺寸的第一疏水无机精细粒子，其中，所述单分散球形二氧化硅具有小于5.1eV的功函数以及具有260到320nm的粒子尺寸，其中，所述非晶精细粒子包括第二疏水无机精细粒子，所述第二疏水无机精细粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于所述单分散球形二氧化硅的功函数，其中，所述金属皂具有5.25到5.7eV的功函数，其中，所述调色剂是非磁性单组分负电荷调色剂。
(7)根据方面6所述的调色剂，还包括其表面被疏水化的氧化钛，其中，所述第二无机精细粒子具有200到750nm的初级粒子尺寸分布。
(8)根据方面5所述的调色剂，其中，所述调色剂母粒通过聚合法或者溶解悬浮法得到。
(9)一种显影设备，包括根据方面1所述的调色剂。
这样，通过将调色剂中所包含的精细粒子的尺寸和功函数分别都指定到预定的大小，具有大粒子尺寸的疏水无机精细粒子可以粘附到或者牢固地附着到调色剂母粒的表面。即使在连续的图像形成过程中，精细粒子从调色剂母粒的表面释放，被释放的粒子也几乎不能附着到潜像载体上的非图像区域，因为其具有与调色剂母粒相同的极性。此外，因为粒子是带负电的，所以粒子可以在初级转印部分中从感光体转印到中间转印介质上，并且被安装到中间转印介质上的清洁刀片或者辊刷(即，毛刷)清洁。
在本发明中，调色剂包含调色剂母粒、非晶精细粒子、单分散球形二氧化硅和金属皂，并且在该调色剂中，所述非晶粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于显影设备的清洁刀片或者辊刷的功函数，并且由L0/L1表示的调色剂母粒的平均圆球度为从0.970到0.985，假定L1表示所述粒子的投影图像的周长(μm)，而L0表示其面积等于所述粒子的投影图像面积的标准圆的周长(μm)。由此，可以防止非晶精细粒子从调色剂母粒的表面脱离，并且即使在连续图像形成过程中所述非晶精细粒子从调色剂母粒的表面释放，被释放的粒子也几乎不能附着到潜像载体上的非图像区域，因为其具有与调色剂母粒相同的极性。此外，因为粒子是带负电的，所以粒子可以在初级转印部分中从感光体转印到中间转印介质上，并且被安装到中间转印介质上的清洁刀片或者辊刷清洁。
附图说明
图1是示出了在利用本发明调色剂的图像形成装置中的非接触式显影系统的示例的视图。
图2A和图2B是用于图示串列系统(tandem system)中的彩色打印机的示例的视图。
图3A、图3B和图3C是用于图示旋转系统中的彩色打印机的示例的视图。
图4A和图4B是用于图示用于功函数测量的样品测量池的视图。
图5A和图5B是用于图示测量具有另一形状的样品的功函数的方法的视图。
图6是用于图示提供悬浮粒子的装置的视图。
图7是在示例中所使用的单分散球形二氧化硅的扫描电子显微图。
图8是在示例中所使用的具有大粒子尺寸的氧化钛的扫描电子显微图。
具体实施方式
基于这样的研究结果完成了本发明，即，当使得调色剂中所包含的精细粒子分别都具有预定尺寸并且相对于清洁刀片或者辊刷的功函数具有预定功函数时，即使粘附或者牢固附着到调色剂母粒上的精细粒子从调色剂母粒上释出，未被转印的调色剂也可以被安装到中间转印介质上的清洁刀片或者辊刷可靠地去除。
并且，回收残留在显影部分中感光体上的未被转印的调色剂的传统系统，允许纸末或者空气中的灰尘混入到显影部分中，因此，难以长时间保持彩色图像的质量，特别是颜色或者精细线条的可复制性，并且难以延长显影设备盒的寿命。
已经发现，具有大粒子尺寸的无机外部添加剂与调色剂母粒一起被转印到中间转印介质上，因此，在次级转印部分中到诸如纸的记录材料上的转印效率被提高了。而且，具有大粒子尺寸的无机精细粒子是这样的外部添加剂，其功函数大于用于中间转印介质的清洁刀片或者辊刷，并且因为电荷或者电子静电地移动到包括清洁刀片的压入(nip)部分或者辊刷表面附近的外围，所以此外部添加剂具有粘附或者牢固附着到该外周的电性能，因此中间转印介质可以被高效地清洁，以将残留在中间转印介质上的未被转印的调色剂精细粒子或者纸末从转印片去除。
结果，可以得到具有高图像质量而没有背面着色或者转印故障的打印品。
在本发明中，优选的是，添加具有7到50nm的平均粒子尺寸的疏水无机精细粒子。
并且，单分散球形二氧化硅优选具有小于5.1eV的功函数以及260nm到320nm的粒子尺寸。
非晶精细粒子优选包含这样的疏水无机精细粒子，其具有与调色剂母粒相同的极性、调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于单分散球形二氧化硅的功函数。在本发明中，非晶精细粒子表示形状未被指定的精细粒子。
金属皂优选具有5.25到5.7eV的功函数。
本发明的调色剂优选非磁性单组分负电荷调色剂。
本发明的调色剂优选包括其表面被疏水化的氧化钛。
第二无机精细粒子优选具有200到750nm的初级粒子尺寸分布。
调色剂母粒优选是通过聚合法或者溶解悬浮法得到的调色剂。
下面参考附图描述本发明。
图1是表示在使用本发明调色剂的图像形成装置中非接触式显影系统的示例的视图。
在此系统中，显影辊9以显影间隙d与感光体1相对。显影间隙优选从100到350μm。对于显影偏压，DC电压优选从-200到-500V，并且叠加到其上的AC电压在峰到峰电压从1000到1800V的条件下优选从1.5到3.5kHz，然而这些没有被示出。在非接触式显影系统中，沿逆时钟方向旋转的显影辊的周向速度与沿顺时钟方向旋转的有机感光体的周向速度的比值优选为1.1到2.5，最好从1.2到2.2。
显影辊9沿如图1所示的逆时钟方向旋转，并且将调色剂供应辊7所传输的调色剂T传输到面对有机感光体的部分，同时使调色剂T保持被吸附到其表面上。当通过在其上叠加AC电压来向显影辊和有机感光体彼此相对的部分施加电压时，调色剂T在显影辊表面和有机感光体表面之间振动，以实现显影。在本发明中，认为因为在一旦施加AC电压时调色剂T在显影辊表面和有机感光体表面之间振动期间，调色剂粒子可以与感光体接触，所以具有小粒子尺寸的调色剂粒子可以带负电，并且可以减小雾化。
中间转印介质被供入到具有被可视化图像的感光体1和支持(backup)辊6之间。此时，由支持辊6施加在感光体1上的压力优选从24.5到58.8mN/m，更优选从34.3到49N/m，这比接触式显影系统中的压力高约30％。
利用此范围的压力，调色剂粒子可以被确保接触感光体并且带更多的负电荷，而转印效率可以被提高。
非接触式显影系统的其他方面与接触式显影系统的相同，并且在本发明的图像形成装置中，可以省略清洁刀片5。
当将图1所示的显影过程与黄色Y、青色C、品红色M和黑色K四种颜色的调色剂(显影剂)的显影设备和感光体相结合时，可以提供能够形成全色图像的装置。
图2A和2B是用于图示串列系统中彩色打印机的示例的视图。
图像形成装置201没有用于感光体的清洁装置，并且包括：壳体202、形成在壳体202上部的出纸托盘203和门主体204，其中所述门主体204被可自由打开地固定到壳体202的前面。在壳体202中布置有：控制单元205、电源单元206、曝光单元207、图像形成单元208、排气扇209、转印单元210和供纸单元211，并且在门主体204中，布置有纸传输单元212。这些单元分别都被构造成相对于主体是可安装或可拆卸的，并且在维护期可被整体拆卸以进行修理或者更换。
转印单元210包括：驱动辊213，其被布置在壳体202的下部并且由驱动源(没有示出)驱动旋转；从动辊214，其被布置在驱动辊213的斜上方；以及中间转印带215，其仅仅在这两个辊之间被张紧，并沿箭头所示方向(逆时钟方向)被驱动运行。从动辊214和中间转印带215被布置成相对于驱动辊213向图中的左侧倾斜。因此，当中间转印带215被驱动时，带张紧侧(被驱动辊213拉伸的一侧)217位于下方位置，并且带松弛侧218位于上方位置。
驱动辊213也充当后述次级转印辊219的支持辊。厚度约3mm并且体积电阻率为1×105Ω·cm或者更小的橡胶层12a被形成在驱动辊213的外周表面上，并且当通过金属轴接地时，此辊形成用于通过次级转印辊219所供应的次级转印偏压的导电通路。通过在驱动辊213上这样设置具有高摩擦和震动吸收性的橡胶层，当记录材料侵入次级转印部分时所产生的冲击几乎不被传递到中间转印带215，从而可以防止图像质量的劣化。
在本发明中，驱动辊213的直径被制成小于从动辊214的直径，因此可以利用记录纸片自身的弹力，在次级转印之后容易地分离记录纸片。
初级转印构件221抵靠在中间转印带215的背面上而与构成后述图像形成单元208的、各个用于每种颜色的单色图像形成单元Y、M、C和K的图像载体220相对。转印偏压被施加到各个初级转印构件221。
图像形成单元208包括单色图像形成单元Y(用于黄色)、M(用于品红色)、C(用于青色)和K(用于黑色)，用于形成多个(在此实施例中，四个)不同色彩的图像。单色图像形成单元Y、M、C和K中的每一个都具有图像载体220，所述图像载体220包括其上形成有有机光敏层和无机光敏层的感光体，充电装置222和显影装置223被布置在图像载体220的外围，所述充电装置222包含电晕充电器或者充电辊。
单色图像形成单元Y、M、C和K被布置成使得各个图像载体220抵靠着中间转印带215的带张紧侧217。依次地，单色图像形成单元Y、M、C和K被布置在相对于驱动辊213向图中左侧倾斜的方向上。图像载体220分别都在与中间转印带215的旋转方向相反的方向上被驱动旋转，如箭头所示。
曝光单元207被布置在图像形成单元208的斜下方部分，并且在其内部包括多角镜电机224、多角镜225、f-θ透镜226、反射镜227和折转镜228。与各个色彩相对应的图像信号被形成，并且基于通用数据时钟频率被调制，然后从多角镜225发射出，并且在通过f-θ透镜226、反射镜227和折转镜228之后，照射在单色图像形成单元Y、M、C和K的各个图像载体220上，由此形成潜像。通过折转镜228的操作，使到单色图像形成单元Y、M、C和K的各个图像载体220的光路长度基本相同。
通过将单色图像形成单元Y作为示例，来描述显影装置223。在此实施例中，单色图像形成单元Y、M、C和K被布置在向图中左侧倾斜的方向上，因此，调色剂盛放容器229被斜向下方布置。
就是说，显影装置223包括：调色剂盛放容器229，用于盛放调色剂；调色剂存储部分230(阴影所示)，形成在调色剂盛放容器229中；调色剂搅拌构件231，布置在调色剂存储部分230内部；分隔构件232，被限定和形成在调色剂存储部分230的上部；调色剂供应辊233，布置在分隔构件232上方；充电刀片234，设置在分隔构件232上而抵靠着调色剂供应辊233；显影辊235，被布置成靠近调色剂供应辊233和图像载体220；以及调整刀片236，抵靠着显影辊235。
显影辊235和调色剂供应辊233沿与图像载体220的旋转方向相反的方向旋转，如箭头所示。另一方面，搅拌构件231沿与供应辊233的旋转方向相反的方向被驱动旋转。在调色剂存储部分230中被搅拌构件231搅拌并舀起的调色剂沿着分隔构件232的上表面被供应到调色剂供应辊233。被供应的调色剂与由柔性材料制成的充电刀片234产生摩擦，并且这产生对供应辊233粗糙表面的粘附力，就是说机械粘附力和通过摩擦充电的粘附力。通过这些粘附力的作用，调色剂被供应到显影辊235的表面上。
调整刀片236将供应到显影辊235的调色剂调整成具有预定厚度的薄层。作为薄层的调色剂层被传输到图像载体220，并且在显影区中显影在图像载体220上的潜像，其中在所述显影区中，显影辊235和图像载体220彼此靠近。
供纸单元211包括：供纸盒238，其中叠放和保持有多张记录材料P片；以及拾取辊239，用于在图像形成时从供纸盒238一张张地供入记录材料P片。
纸传输单元212包括一对门辊240(其中之一被设置在壳体202侧)，用于调整向次级转印部分供应记录材料P片的定时；作为次级转印装置的次级转印辊219，其与驱动辊213和中间转印带215压接触；主记录材料传输路径241；定影装置242；一对出纸辊243；以及双侧打印传输路径244。在完成记录材料的转印之后，残留在图像载体220上未被转印的调色剂被清洁装置216去除。在图2B中，清洁装置216具有辊刷216a，其与中间转印带215接触。
定影装置242包括一对可自由旋转的定影辊245，其中至少一个具有诸如卤素加热器之类的内置加热元件和施压装置，所述施压装置用于将该成对定影辊中的至少一个压靠着另一个，以使已经被次级转印到片状材料上的次级图像可以被定影在记录材料P上。在预定温度下，在由该成对定影辊245所形成的辊隙部分中，已被次级转印到记录材料上的次级图像被定影到记录材料上。
在本发明中，中间转印带215被布置在相对于驱动辊213向图中左侧倾斜的方向上，因此，在右侧产生一个宽的空间。定影装置242可以被布置在该空间中，并且通过此构造，不仅可以实现图像形成装置尺寸的减小，并且可以防止定影装置242中所产生的热不利地影响位于左侧的曝光单元207、中间转印带215和各单色图像形成单元Y、M、C和K。
图3A、3B和3C是用于图示旋转系统中彩色打印机的示例的视图。
图3A是用于解释彩色打印机整体构造的视图，并且图3B和3C是用于解释清洁装置的视图。
图3A到图3C中所示彩色打印机的特征在于没有用于感光体的清洁刀片。
在图像形成装置21中，感光体23由充电器(没有示出)均匀地充电，并且通过由曝光设备26进行的图像曝光而形成静电潜像。用于将静电潜像进行调色剂显影的旋转型显影设备24具有用于四种颜色Y、M、C和K的显影单元。通过旋转型显影设备的间歇旋转作用，每一个单元的显影辊25到达感光体位置，并在此位置面对着感光体23以进行调色剂显影。由驱动辊27、从动辊28、张紧辊29和初级转印辊30等张紧的中间转印介质22在初级辊30的位置抵靠着感光体23，并且通过将形成在感光体上的调色剂图像转印到中间介质22上来进行初级转印。这样，在图像转印介质上四种颜色被叠加。
次级转印辊45设置在面对驱动辊27(还作为次级转移支持辊)的位置上，并且在此位置上中间介质上四种颜色的调色剂图像被整体地次级转印，由此来转印图像，其中由后退/抵靠机构44使次级转印辊45从中间转印介质22后退或者与之抵靠。就是说，通过送纸辊42从供纸托盘41输送的纸片沿着纸传输路径43被传输到次级转印辊45的位置。在中间转移介质上颜色叠加的初级转印期间，次级转印辊45从中间转印介质后退，但在次级转印时，使次级转印辊45抵靠着中间转印介质22，并且在施加转印偏压时，四种颜色的调色剂图像被整体地从中间转印介质转印到纸片上。次级转印后，纸片通过纸引导件46被引入包含加热辊47a和施压辊47b的定影设备47中，并被输送到装置顶部的出纸托盘48中。
通过后退/抵靠机构使清洁装置31从中间转印介质22后退或者与之抵靠，所示清洁装置31通过利用从动辊28作为支持辊而从中间转印介质22后退或者与之抵靠。此清洁装置在次级转印后抵靠，以去除中间转印介质上的残留调色剂。清洁刀片、辊刷、辊或者片可以用作清洁构件。
图3B和3C是用于解释清洁装置的视图。
在图3B中，清洁装置31被设置在从动辊28的附近，面对着中间转印介质22，并且在其清洁器盒32中，布置有包括诸如金属弹簧之类的螺旋构件的螺旋转子33。此外，清洁刀片35和上部片37分别都以被固定在清洁器盒中的状态被设置，其中，刀片支轴34可以使所述清洁刀片35从中间介质22后退或者与之抵靠，而上部片支轴36可以使所述上部片37从中间介质22后退或者与之抵靠。
在图3C中，清洁装置31被设置在从动辊28的附近，面对着中间转印介质22，并且在其清洁器盒32中布置有包括诸如金属弹簧之类的螺旋构件的螺旋转子33，并且抵靠/后退装置35被固定来支撑清洁器盒32，并且在显影时可抵靠地/可后退地调整清洁装置31。此外，下部密封件36和上部密封件37被设置在清洁刀片盒32中，以防止调色剂从清洁盒和中间转印介质22之间溢出。
在图3B和3C中，在次级转印之后残留在中间转印介质22上的调色剂被旋转到与中间转印介质相对方向上的清洁刀片35或者辊刷39刮掉，盛装在清洁器盒32中，并且由螺旋转子33传输，从清洁器盒32被转移到废调色剂箱(没有示出)。但是，清洁器盒32中的调色剂难以被完全去除，并且如果装置在残留有废调色剂的状态下由于传输等而被剧烈地振动，则残留在清洁器中的调色剂会飞扬并且散播到装置内部。因此，优选的是，在清洁器盒中设置用于清洁的孔，并且通过该孔来抽吸残留调色剂。
下面将说明用于测量外部添加剂和调色剂的功函数的测量池。
图4A和图4B是用于解释测量功函数的样品测量池的视图。
图4A是平面图，图4B是侧视图。样品测量池C1是直径为13mm和高度为5mm的不锈钢盘，并且所具有的形状使得直径为10mm、深度为1mm的调色剂盛装凹腔C2被设置在盘的中心。通过使用称重匙将调色剂填入所述池的凹腔部分中，而不进行压实，并且在用刀刃刮平其表面之后，在此状态下进行测量。
充有调色剂的测量池被固定到样品台的预定位置上，然后，通过将条件设为照射光强为500nW、照射面积为4mm2并且能量扫描范围为4.2到6.2eV，来进行测量。
此外，在500nW的测量光强下，在测量调色剂的功函数时，归一化(normalized)电子产率为8或更大。
图5A和图5B是用于解释测量具有另一形状样品的功函数的方法的视图。
在样品是诸如中间转印介质和潜像载体之类的圆柱形构件的情况下，该圆柱形构件被切成1到1.5cm的宽度，并且进一步沿着脊线被横向切割，以获得具有如图5A所示形状的测量用试样C3，然后如图5B所示，试样被固定到样品台C4的预定位置上，使得要被照射的表面平行于测量光C5的照射方向，由此所发射的光电子C6可以被检测器C7，即光子倍增器高效地检测。
本发明的调色剂可以是通过研磨法或者聚合法所获得的调色剂，但是优选通过聚合法所获得的调色剂，因为其具有良好的圆球度。
对于通过研磨法所获得的调色剂，脱模剂、电荷控制剂等被添加到至少包含颜料的树脂粘接剂中，并且被Henschel混合器等均匀混合，所得混合物被双螺杆挤出机熔融捏合，冷却，通过粗磨-精磨进行分级，并且附着外部粒子，以制备调色剂粒子。
对于粘接剂树脂，可以使用用作调色剂用树脂的合成树脂。其示例包括：苯乙烯基树脂，其为含苯乙烯或者苯乙烯取代物的均聚物或者共聚物，所述苯乙烯基树脂例如为聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、氯代聚苯乙烯、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-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-α-氯代丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物以及苯乙烯-乙烯基甲醚共聚物；聚酯树脂；环氧树脂；聚氨酯改性环氧树脂；硅酮改性环氧树脂；氯乙烯树脂；松香改性马来酸树脂；苯基树脂；聚乙烯；聚丙烯；离子键树脂；聚氨酯树脂；硅酮树脂；酮树脂；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物；二甲苯树脂；聚乙烯基丁醛树脂；萜烯树脂；酚醛树脂和脂肪或脂环烃树脂。这些树脂可以单独使用或者结合使用。
在这些树脂中，本发明优选的是苯乙烯-丙烯酸酯基树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸酯基树脂和聚酯树脂。粘接剂树脂优选具有50到75℃的玻璃化转变温度和100到150℃的流动软化温度。
对于着色剂，可以使用用于调色剂的着色剂。其示例包括染料和颜料，例如炭黑、灯黑、磁性铁黑、钛黑、铬黄、群青蓝、苯胺蓝、酞菁蓝、酞菁绿、Hansa Yellow G、若丹明6G、青铜油蓝(chalco oil blue)、喹吖酮、联苯胺黄、Rose Bengal、孔雀石绿淀、喹啉黄、C.I.Pigment Red48:1、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 57:1、C.I.Pigment Red122、C.I.Pigment Red 184、C.I.Pigment Yellow 12、C.I.Pigment Yellow17、C.I.Pigment Yellow 97、C.I.Pigment Yellow 180、C.I.Solvent Yellow162、C.I.Pigment Blue 5:1以及C.I.Pigment Blue 15:3。这些染料和颜料可以单独使用或者结合使用。
对于脱模剂，可以使用用于调色剂的脱模剂。其示例包括石蜡、微晶蜡、微结晶蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、褐煤蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧可转换(oxygen convertible)聚乙烯蜡以及氧可转换聚丙烯蜡。在这些蜡之中，优选的是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、巴西棕榈蜡和酯蜡。
对于电荷控制剂，可以使用用于调色剂的电荷控制剂。其示例包括Oil Black、Oil Black BY、Bontron S-22和S-34(由Orient ChemicalIndustries，Ltd.制造)、水杨酸金属络合物E-81和E-84(由OrientChemical Industries，Ltd.制造)、硫靛型颜料、酞菁铜的磺胺衍生物、Spilon Black TRH(由Hodogaya Chemical Co.，Ltd.制造)、杯芳烃基化合物、有机硼化合物、含氟季铵盐基化合物、单偶氮金属络合物、芳基羟基羧酸基金属络合物、芳基二元羧酸基金属络合物以及多糖。在这些电荷控制剂中，无色或者白色试剂对于彩色调色剂是优选的。
对于通过研磨法所获得的调色剂中的组成比，在每100份重量的粘接树脂中，着色剂为从0.5份到15份重量，优选从1份到10份重量，脱模剂占从1份到10份重量，优选从2.5份到8份重量，并且电荷控制剂占从0.1份到7份重量，优选从0.5份到5份重量。
为了改善转印效率，用于本发明的通过研磨法获得的调色剂优选被圆球化。为此，当使用能够将调色剂研磨成相对圆的形状的装置时，例如作为机械研磨机所公知的涡轮研磨机(由Turbo Kogyo Co.，Ltd.制造)，圆球度可以被提高到0.93。而且，当经研磨的调色剂在热空气圆球化装置(由Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.制造)中被处理时，圆球度可以被提高到1.00。
在本发明中，调色剂粒子的平均粒子尺寸和圆球度是由粒子图像分析仪(FPIA2100，由Sysmex Corporation制造)测得的值。
通过聚合法获得的调色剂包括通过悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等所获得的调色剂。在悬浮聚合中，通过溶解或分散组合材料所制备的单体组合物在搅拌的情况下被添加到包含悬浮稳定剂(例如水溶性聚合物、微水溶性无机材料)的水相中，然后成粒并聚合，由此可以形成具有所期望粒子尺寸的着色聚合物调色剂粒子，其中，所述组合材料包含可聚合单体、着色颜料和脱模剂，并且如果需要的话，还包含染料、聚合引发剂、交联剂、电荷控制剂和其他添加剂。
在乳液聚合中，单体和脱模剂，以及此外如果需要的话，还有聚合引发剂、乳化剂(表面活性剂)等被分散在水中并且被聚合，在凝结过程中，着色剂、电荷控制剂和凝结剂(电解质)被加入，由此可以形成具有所期望的粒子尺寸的着色调色剂粒子。
在用于通过聚合法制造调色剂的材料中，对于着色剂、脱模剂和电荷控制剂，可以使用上述用于通过研磨法所获得的调色剂的相同材料。
对于可聚合的单体组分，可以使用乙烯基单体。其示例包括苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对乙基苯乙烯、乙烯基甲苯、2，4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸2-氯乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、苯丙烯酸、乙二醇、丙二醇、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、氯乙烯、亚乙烯基二氯、溴乙烯、氟乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯(vinyl propylenate)、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基甲酮、乙烯基己基酮和乙烯基萘。并且，诸如丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、丙烯酸2，2，3，3-四氟丙酯、偏二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯以及三氟丙烯之类的含氟单体可以被使用，因为氟原子对于负电荷控制有效。
乳化剂(表面活性剂)的示例包括：十二烷基苯磺酸钠、十四烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、辛基硫酸钠、油酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钾、油酸钙、氯化十二烷基铵、溴化十二烷基铵、溴化十二烷基三甲基铵、氯化十二烷基吡啶、溴化十六烷基三甲基铵、十二烷基聚氧乙烯醚、十六烷基聚氧乙烯醚、月桂基聚氧乙烯醚和失水山梨糖醇单油酸酯聚氧乙烯醚。
聚合引发剂的示例包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢、4，4’-偶氮二氰基戊酸、特丁基过氧化氢、过氧化苯酰以及2，2’-偶氮二异丁腈。
凝结剂(电解质)的示例包括氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸钾、氯化锂、硫酸镁、硫酸钙、硫酸锌、硫酸铝和硫酸铁。
对于调节由聚合法得到的调色剂的圆球度的方法，在乳液聚合法中，通过在次级粒子的凝结过程中控制温度和时间，可以自由地改变圆球度，并且圆球度从0.94到1.00。在悬浮聚合法中，可以得到完美的圆球形调色剂，因此，圆球度为从0.98到1.00。并且，当调色剂被加热并且在高于调色剂的Tg温度的温度下变形来调节圆球度时，可以将圆球度自由地调节到从0.94到0.98的范围。
调色剂的数均粒子尺寸优选为9μm或者更小，更优选从8到4.5μm。如果调色剂大于9μm，则即使当形成具有1200dpi或者更高的高分辨率的潜像时，分辨率的可复制性与具有小粒子尺寸的调色剂相比也会降低，而如果数均粒子尺寸小于4.5μm，则调色剂的掩蔽性能下降，并且同时所使用的外部添加剂的量增加以提高流动性，结果，定影性能往往不利地劣化。
下面描述外部添加剂。本发明的调色剂粒子包含二氧化硅粒子和表面改性二氧化硅粒子作为外部添加剂，所述表面改性二氧化硅粒子是通过利用选自钛、锡、锆和铝的至少一种金属的氧化物或者氢氧化物来改性二氧化硅的表面而得到的。按相对于二氧化硅粒子的重量比计，包含重量比1.5倍或者更小的表面改性二氧化硅粒子。
对于其他外部添加剂，可以使用用于调色剂的各种无机或者有机流动性改善剂。可以使用的流动性改善剂的示例包括可带正电的二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氟化镁、碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆、氮化硼、氮化钛、氮化锆、氧化锆、四氧化三铁、二硫化钼、硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙、钛酸的金属盐(例如钛酸锶)以及硅的金属盐的各种精细粒子。这样的精细粒子优选在利用硅烷偶联剂、钛偶联剂、高级脂肪酸、硅油等对其进行疏水化之后使用。树脂精细粒子的其他示例包括丙烯酸树脂、苯乙烯树脂和氟树脂。这些流动性改善剂可以单独使用或者结合使用，并且对于每100份重量的调色剂，所使用的流动性改善剂的量优选从0.1到5份重量，更优选从0.5到4.0份重量。
二氧化硅粒子可以通过从硅的卤化物等的干法工艺或者通过将其从硅化合物在液体中沉淀的湿法工艺来制备。
二氧化硅粒子优选具有7到40nm的平均初级粒子尺寸，更优选从10到30nm。如果平均初级粒子尺寸小于7nm，则二氧化硅粒子容易被埋入调色剂母粒中，并且调色剂往往被过度充负电，而如果其超过40nm，则向调色剂母粒提供流动性的效果下降，并且调色剂难以被均匀地充负电，结果，相反地被充正电的调色剂的量往往增加。
用于本发明的二氧化硅粒子优选是数均粒子尺寸分布不同的二氧化硅粒子的混合物。通过包含具有大粒子尺寸的外部添加剂，可以防止外部添加剂被埋入调色剂粒子中，并且由于小直径的二氧化硅粒子，可以获得优选的流动性。
更具体地，在结合使用的二氧化硅粒子中，一种二氧化硅的数均初级粒子尺寸优选从5到20nm，更优选从7到16nm，并且另一种二氧化硅的数均初级粒子尺寸优选从30到50nm，更优选从30到40nm。
在本发明中，通过在电子显微图像上对其进行观察来测量外部添加剂的粒子尺寸，并且该数均粒子尺寸被用作数量粒子尺寸。
在本发明中用作外部添加剂的二氧化硅粒子优选在利用硅烷偶联剂、钛偶联剂、高级脂肪酸、硅油等对其进行疏水化之后使用。其示例包括二甲基二氯硅烷、辛基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、硅油、辛基三氯硅烷、癸基三氯硅烷、壬基三氯硅烷、(4-异丙基苯基)三氯硅烷、(4-特丁基苯基)三氯硅烷、二戊基二氯硅烷、二己基二氯硅烷、二辛基二氯硅烷、二壬基二氯硅烷、二癸基二氯硅烷、双十二烷基二氯硅烷、(4-特丁基苯基)辛基二氯硅烷、二癸烯基二氯硅烷(didecenyldichlorosilane)、二壬烯基二氯硅烷、二(2-乙基己基)二氯硅烷、二(3，3-二甲基戊基)二氯硅烷、三己基氯硅烷、三辛基氯硅烷、三癸基氯硅烷、二辛基甲基氯硅烷、辛基二甲基氯硅烷以及(4-异丙基苯基)二乙基氯硅烷。
并且，其表面用金属化合物改性的二氧化硅优选基于二氧化硅粒子以预定的量与二氧化硅粒子结合使用。通过利用选自钛、锌、锆和铝中至少一种的氢氧化物或者氧化物涂覆具有50到400m2/g比表面积的微粒二氧化硅，来得到所述表面改性二氧化硅。
对于其混合量，制备对于每100份重量的微粒二氧化硅，涂覆有1到30份重量的上述氢氧化物或者氧化物的微粒二氧化硅浆料，然后用基于浆料中固体含量3到50份重量的烷氧基硅烷涂覆，用碱中和，过滤、冲洗、干燥并且研磨，由此可以得到表面改性二氧化硅。用于表面改性二氧化硅的二氧化硅精细粒子可以是由湿法工艺生产的粒子，或者是通过气相工艺生产的粒子。
对于微粒二氧化硅的表面改性，也可以使用含钛、锡、锆和铝中至少一种的水溶液。其示例包括硫酸钛、四氯化钛、氯化锡、硫酸亚锡、氧氯化锆、硫酸锆、硝酸锆、硫酸铝和铝酸钠。
通过利用上述金属化合物的水溶液处理微粒二氧化硅浆料，可以进行利用这样的金属氧化物或者氢氧化物对微粒二氧化硅的表面改性。处理温度优选从20℃到90℃。
此后，利用烷氧基硅烷涂覆微粒二氧化硅，由此进行疏水化。通过将浆料pH调节到2到6，优选3到6的pH，然后每100份重量的二氧化硅精细粒子添加30到50份重量的至少一种烷氧基硅烷，将浆料温度调节到20到100℃，优选从30到70℃，并且进行水解和缩合反应，可以实现疏水处理。
在添加烷氧基硅烷之后，浆料优选被搅拌，并且调节到4到9的pH，更优选5到7的pH，以加速缩合反应。可以通过使用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水、氨气等来调节pH。通过进行这样的处理，得到被均匀疏水化的稳定精细粒子。
随后，浆料被过滤，用水冲洗并且干燥，由此可以得到表面改性的二氧化硅精细粒子。
干燥温度从100到190℃，优选从110到170℃。如果干燥温度小于100℃，则干燥效率差并且疏水程度不利地下降，而如果干燥温度超过190℃，则发生烃基的热分解，导致褪色和疏水化程度的下降，而这不是优选的。
还可以通过将烷氧基硅烷添加到表面改性二氧化硅粒子并且利用Henschel混合器等实现涂覆，来进行疏水化处理。
在本发明中，这样的外部添加剂的量优选占每100份重量调色剂母粒的0.05份重量到2份重量。
如果所添加的量小于0.05份重量，则不能提供流动性和防止过度充电，而如果所添加的量超过2份重量，则被充有反极性正电荷的调色剂的量增加，并且这导致雾化或者反向转印调色剂的量增加。
示例
现在，将参考示例和比较示例更详细地说明本发明，但是应该理解，本发明不应被视为限于此。
示例1
通过聚合法的调色剂的制备
调色剂母粒1的制备
包含80份重量的苯乙烯单体、20份重量的丙烯酸丁酯和5份重量的丙烯酸的单体混合物被加入到包含105份重量的水、1份重量的非离子乳化剂(Emulgen 950，由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.制造)、1.5份重量的阴离子乳化剂(NeogenR，由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.制造)和0.55份重量的过硫酸钾的水溶液混合物中，并且在氮气流中进行搅拌的情况下，在70℃下聚合8小时。通过在聚合反应之后进行冷却，得到粒子尺寸为0.25μm的乳白色树脂乳液。
然后，200份重量的上面获得的树脂乳液、20份重量的聚乙烯蜡乳液(Permarin PN，由Sanyo Chemical Industries，Ltd.制造)和7份重量的酞菁蓝被分散在含0.2份重量的作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠的水中，并且在通过加入二乙胺将pH调节到5.5之后，0.3份重量的硫酸铝作为电解质在搅拌的情况下被加入。然后，用乳化分散装置(TK均匀混合器，由Tokushu Kika Kogyo Co.，Ltd.制造)高速搅拌来分散混合物。
此外，40份重量的苯乙烯单体、10份重量的丙烯酸丁酯和5份重量的水杨酸锌与40份重量的水一起被加入，并且在氮气流中进行搅拌的情况下，加热到90℃之后，加入过氧化氢来进行5小时聚合，由此生长出粒子。在终止聚合之后，温度被升高到95℃，同时将pH调节到5或者更大，并且保持5小时，以便提高粒子之间的粘接强度。此后，所得的粒子被水冲洗，并且在45℃下真空干燥10小时。
所得调色剂的基于体积的平均粒子尺寸为7.6μm，基于数量的平均粒子尺寸为6.8μm，圆球度为0.98。此调色剂被指定为调色剂母粒1。
在此示例中，利用流体型粒子图像分析仪(FPIA2100，由SysmexCorporation制造)测量圆球度，并且由下面的数学式(I)表示：
R＝L0/L1 (I)
其中，L1是待测粒子的投影图像的周长(μm)，L0是面积与该待测粒子投影图像的面积相等的标准圆的周长L0(μm)。
通过使用表面分析仪(Model AC-2，由Riken Keiki Co.，Ltd.制造)在500nW的照射光强下测量所得调色剂的功函数，结果为5.57eV。
调色剂母粒2的制备
以与调色剂母粒1的制备相同的方式获得品红色调色剂2，除了用喹吖啶酮代替酞菁蓝，并且将温度原样保持在90℃，而不将其升高到95℃，以便提高次级粒子的聚集和成膜的粘接强度。
所得品红色调色剂是具有7.9μm的基于体积的平均粒子尺寸，7.0μm的基于数量的平均粒子尺寸，并且圆球度为0.976的调色剂。该调色剂被指定为调色剂母粒2。以相同的方式测量其功函数，结果为5.64eV。
调色剂母粒3和4的制备示例
黄色调色剂和黑色调色剂被以与调色剂母粒1制备示例中相同的方式通过进行聚合而得到，除了分别用Pigment Yellow 180和炭黑代替调色剂母粒1制备中的酞菁蓝。
所得的黄色调色剂母粒是具有7.7μm的基于体积的平均粒子尺寸，6.9μm的基于数量的平均粒子尺寸，并且圆球度为0.973的调色剂。该黄色调色剂被指定为调色剂母粒3。以相同的方式测量其功函数，结果为5.59eV。
所得的黑色调色剂母粒是具有7.8μm的基于体积的平均粒子尺寸，7.0μm的基于数量的平均粒子尺寸，并且圆球度为0.974的调色剂。该黑色调色剂被指定为调色剂母粒4。以相同的方式测量其功函数，结果为5.52eV。
通过溶解和悬浮法的调色剂的制备
调色剂母粒5的制备
将100份重量的缩聚聚酯(由芳香族二元羧酸和亚烃基醚化双酚A得到)和该缩聚聚酯与多价金属化合物的部分交联产物的50∶50(按重量计)混合物(Himer ES-803，由Sanyo Chemical Industries Ltd.制造)、5份重量的作为青色颜料的Pigment Blue 15:1、3份重量的具有80到86℃熔点的作为脱模剂的巴西棕榈蜡、以及4份重量的作为电荷控制剂的水杨酸金属络合物(E-81，由Orient Chemical Industries，Ltd.制造)利用Henschel混合器均匀地混合，然后通过双螺杆挤出机在130℃的模头部分温度下捏合，然后冷却。
经冷却的产物被粗磨成2mm2或者更小，并且100份重量的此粗磨产物在搅拌的情况下被添加到含150份重量的甲苯和100份重量的乙酸乙酯的混合有机溶剂溶液中，以制备在油相中均匀混合和分散的溶液。
此后，5份重量的磷酸三钙精细粉末和5份重量的十二烷基苯磺酸钠的按质量计1％的水溶液被加到1,100份重量的经离子交换的水中，然后被搅拌以制备在水相中均匀混合和分散的溶液，所述磷酸三钙精细粉末由球磨机充分研磨成，并且其中不存在粒子尺寸为3μm或者更大的粒子。
随后，通过使用图6中所示的悬浮粒子生产装置制备悬浮粒子。
悬浮粒子生产装置51在悬浮箱52中包括由诸如多孔玻璃之类的具有3μm孔直径的多孔体形成的喷射部分53、旋转搅拌器54和超声波振动器55，并且在悬浮箱的底部包含悬浮粒子出口58和开关阀59。
上面所制备的分散溶液56被充入悬浮箱52中，并且同时用搅拌器54对其进行搅拌，上面所制备的作为油相的分散溶液在压力下被注射通过与喷射部分53相结合的供应管57。
同时，超声波振动器55发射超声波振动，由此从多孔体的孔中喷出的粒子被分割形成乳液精细粒子。
旋转搅拌桨，以不让所形成的乳液精细粒子凝结。即使在作为油相的分散溶液在压力下的注射被完成之后，仍然继续搅拌10分钟。
此后，开关阀59被打开，并且乳液从容器底部的出口58被取出到搅拌箱中。被取出的乳液在搅拌箱中被保持在50℃或者更高的温度下，同时进行搅拌，以去除所包含的有机溶剂，然后用5N盐酸进行冲洗。然后，乳液被反复冲洗和过滤，然后被干燥，以得到具有6.7μm数均粒子尺寸的青色调色剂。在所得到的青色调色剂中，青色调色剂母粒具有7.5μm的基于体积的平均粒子尺寸，6.8μm的基于数量的平均粒子尺寸，并且圆球度为0.98。该青色调色剂被指定为调色剂母粒5。利用表面分析仪(ModelAC-2，由Riken Keiki Co.，Ltd制造)在500nW的照射光强下测量调色剂母粒5的功函数，结果为5.23eV。
调色剂母粒6、7和8的制备
作为品红色调色剂的调色剂母粒6被以与调色剂母粒5的制备中相同的方式制备，除了使用作为品红色颜料的Carmine 6B代替调色剂母粒5中的青色颜料。同样，通过将青色颜料改变成黄色颜料Pigment Yellow180，作为黄色调色剂的调色剂母粒7被以相同的方式制备。
此外，作为黑色调色剂的调色剂母粒8被以与调色剂母粒5的制备中相同的方式制备，除了使用炭黑代替青色颜料。
在表1中示出了以相同方式测量的所得到的各种颜色调色剂母粒的平均粒子尺寸、圆球度和功函数。
表1
| 母粒 | 基于体积的平均粒子尺寸(μm) | 基于数量的平均粒子尺寸(μm) | 圆球度 | 功函数(eV) |
| 调色剂母粒6 | 7.3 | 6.6 | 0.980 | 5.70 |
| 调色剂母粒7 | 7.2 | 6.5 | 0.981 | 5.51 |
| 调色剂母粒8 | 7.2 | 6.6 | 0.980 | 5.40 |
从表1中的结果可以看出，在所制备的不同颜色的调色剂中，平均粒子尺寸和圆球度是均一(uniformalized)的。
有机感光体(OPC1)的制造示例
具有30mm直径的铝管被用作导电支撑体，并且通过将6份重量的乙醇可溶的尼龙(CM8000，由Toray Industries，Inc.制造)和4份重量的用氨基硅烷处理过的氧化钛精细粒子溶解和分散在100份重量的甲醇中所制备的涂层溶液通过环涂(ring coating)法被涂布到其上，并且在100℃的温度下干燥40分钟，以形成具有1.5到2μm厚度的底层。
此后，通过使用具有直径为1mm的玻璃珠的砂磨机，将1份重量的作为电荷产生颜料的羟基钛氧酞菁(oxytitanylphthalocyanine)、1份重量的丁醛树脂(BX-1，由Sekisui Chemical Co.，Ltd.制造)和100份重量的二氯乙烷分散8小时得到颜料分散溶液，所述颜料分散溶液通过环涂法被涂敷到支撑体上，并且在80℃的温度下干燥20分钟，以在上面所形成的底层上形成具有0.3μm厚度的电荷产生层。
然后，通过将40份重量的由下面结构式(1)所表示的含苯乙烯基化合物的电荷转移物质和60份重量的聚碳酸酯树脂(Panlite TS，由TeiiinChemical Ltd.制造)溶解在400份重量的甲苯中来制备溶液，所述溶液通过浸涂法被涂敷到具有22μm的干厚度，并且被干燥以在电荷产生层上形成电荷转移层。这样，制备出具有包含两层的光敏层的有机感光体(OPC1)。
切下一部分所得有机感光体用作试样，并且利用商业化的表面分析仪(Model AC-2，由Riken Keiki Co.，Ltd制造)在500nW的照射光强下测量其功函数，结果为5.47eV。
有机感光体(OPC2)的制备示例
有机感光体(OPC2)被以与有机感光体(OPC1)相同的方式制备，除了将电荷产生颜料改变成钛氧酞菁(titanylphthalocyanine)并且将电荷转移物质改变成由下面结构式(2)表示的联苯乙烯化合物。
显影辊的制备
将直径为18mm的铝管表面镀镍(厚度：10μm)，以得到表面粗糙度(Rz)为4μm的表面。测量此显影辊表面的功函数，结果为4.58eV。
调整刀片的制备
利用导电粘接剂将厚度为1.5mm的导电聚氨酯橡胶片接合到厚度为80μm的不锈钢片上，聚氨酯部分的功函数被设为5eV。
中间转印带1的制备示例
在氮气氛围下通过混合器预先混合85份重量的聚对苯二甲酸丁二酯、15份重量的聚碳酸酯和15份重量的乙炔黑，并且所得到的混合物随后被双螺杆挤出机在氮气氛围下捏合，以得到粒料。该粒料被具有环形口模的单螺杆挤出机在260℃的模头温度下挤出成外径为170mm、厚度为160μm的管状膜。
被挤出的熔融管被冷却和固化，同时利用支撑在和所述环形口模同一轴上的冷却内部模芯来调整内径，以生产无缝管。通过切割无缝管，得到外径为172mm、宽度为342mm并且厚度为150μm的无缝带。该无缝带被指定为中间转印带1。该转印带的体积电阻率为3.2×108Ω·cm，功函数为5.19eV和归一化光电子产率为10.88。
中间转印带2的制备示例
包含30份重量的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、10份重量的导电炭黑和70份重量的甲醇的均匀分散溶液通过辊涂法被涂布在宽度为383mm并且厚度为130μm的铝沉积聚对苯二甲酸乙二酯树脂膜上，并且干燥以形成具有20μm厚度的中间导电层。
此后，通过混合和分散55份重量的非离子水性聚氨酯树脂(固体比例：62 mass％)、11.6份重量的聚四氟乙烯乳液树脂(固体比例：60mass％)、25份重量的导电氧化锡、34份重量的聚四氟乙烯精细粒子(最大粒子尺寸：0.3μm或者更小)、5份重量的聚乙烯乳液(固体比例：35 mass％)以及20份重量的经离子交换的水得到涂层溶液，类似地通过辊涂法将该所述涂层溶液涂布在中间导电层上至10μm的厚度，并且进行干燥。
所得经涂布的片被切成540mm的长度，并且其端部通过超声波焊接而被接合，同时将经涂布的表面朝外布置，以制备中间转印带2。该转印带的体积电阻率为2.5×1010ΩΩ·cm，功函数为5.37eV，归一化光电子产率为6.9。
清洁刀片1和2的制备示例
由下面方法制备清洁刀片(1)，并且用热熔胶将其接合到图3B所示的金属支撑板上，来制备用于本发明中间转印体的清洁设备。
图3所示的刀片35包含硬度(JISA)为67°±3°的聚氨酯橡胶，并且对于该刀片，厚度为2mm，突出量(protrusion amount)为8mm，压接触使用反向系统，压接触角为20°，操作时的线压力为23.15N·m，并且加载使用弹簧压力系统。
作为清洁刀片的优选组成材料的基于酯的聚氨酯被用作用于清洁刀片的聚氨酯。更具体地，作为氨基甲酸乙酯聚合物的原材料，通过适当地变化混合比，由基于聚∈-己内酯的二醇和己二酸的脱水缩合所得到的聚酯二醇、4’-二苯基甲烷二异氰酸酯被与1，4-丁二醇和三羟甲基丙烷混合。然后，所得混合物被浇铸在预先加热的模具中，接着通过加热固化。这样，具有不同物理性质值的聚氨酯橡胶被制备并成型。
为了提高清洁刀片的功函数，添加作为扩链剂的六亚甲基二胺和作为多官能组分的三乙醇胺。在成型之后，各聚氨酯橡胶被切割来调节宽度、厚度和长度，以制备清洁刀片。
利用表面分析仪(Model AC-2，由Riken Keiki Co.，Ltd制造)在500nW的照射光强下测量所制备的清洁刀片的功函数，结果为5.03eV。同样，上述胺被添加在其中的清洁刀片2的功函数为5.52eV。
辊刷1和2的制备示例
在用于本发明中间转印体的清洁设备中所使用的辊刷可以通过JP-A-10-293439中描述的方法制造。通过将大量的导电刷毛绒纺(pileweaving)成底布来制备条状刷体，通过垂直于刷体的纵向来定向绒纺方向，所述条状刷体螺旋缠绕在金属辊芯的周围。
该导电刷毛由导电纤维形成，所述导电纤维通过将诸如炭黑之类的导电材料分散在诸如尼龙、人造丝、维尼纶、聚酯和压克力之类的基体材料中而获得，并且通过导电碳材料的量，可以自由地调节电阻。导电纤维的尺寸为600D/F，纺织密度为100,000F/inch2，并且绒毛长度为6.5mm。底布包含由经线和纬线组成的并且具有40/2尺寸的聚酯合成纤维。在宽织布机上立体纺织(solid weave)该底布，同时将导电纤维纬向纺织(W-weaving)在其中，由此得到具有纵向纺织方向的绒纺底布。
在底布的绒纺之后，导电苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)被背涂到底布的背面上。然后，底布被切割成15mm的纵切宽度(slit width)，以形成条状刷体。辊芯具有6mm的轴直径，并且其构成材料是通过Kanigen工艺镀的SUM。双面胶带缠绕在辊芯周围，并且条状刷体再被螺旋缠绕在该双面胶带的周围。此后，对刷辊进行毛的拉直，并且达到具有15mm的外径，由此完成了所述辊刷，即毛刷。
当通过选择用于导电纤维的各种合成纤维(由Toei Sangyo Co.，Ltd.制造)制造辊刷并且进行测量时，对于尼龙型UNN功函数为4.80eV，对于GBN功函数为4.93eV，对于维尼仑型USV功函数为4.95eV，并且对于聚酯型4KC功函数为5.70eV。
在这些之中，使用USV并且具有4.95eV功函数的辊刷1和使用4KC并且具有5.70eV功函数的辊刷2被选择作为用于本发明的辊刷，并且在图像形成测试中进行评价。
调色剂的制备示例1
首先，对于每100份重量的调色剂母粒1，添加和混合0.8份重量的具有12nm平均初级粒子尺寸的作为流动性改善剂的疏水二氧化硅和0.7份重量的具有40nm的平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅，以制备调色剂。
此后，含0.4份重量的具有表2中所示平均粒子尺寸分布的单分散球形二氧化硅、0.5份重量的20nm的疏水氧化钛、0.2份重量的具有初级粒子尺寸在200到750nm的粒子尺寸分布的并且用可充负电的正丁基三甲氧基硅烷偶联剂处理并且进一步用硬脂酸锌处理的疏水氧化钛、以及0.2份重量的示于表4中的金属皂(精细粒子硬脂酸钙(M7StCa)，由NOFCorporation制造)的调色剂被制备出并且分别指定为调色剂1-1、调色剂1-2以及调色剂1-3。为了比较，还制备了其中没有添加金属皂的调色剂C1、调色剂C2和调色剂C3。
所得调色剂分别被充入到图2A或者图2B所示的串列型彩色打印机的用于青色调色剂的非接触式显影设备中，并且进行评价，所述打印机包括如上面所制造的显影辊、调整刀片、清洁刀片或者辊刷、OPC1和中间转印带。
表2
| 单分散二氧化硅 | 平均粒子尺寸(nm) | 真实比重 | 体积比重 | 功函数(eV) |
| A | 70-130 | 2.0 | 0.2 | 5.07 |
| B | 260-320 | 2.0 | 0.3 | 5.01 |
| C | 480-580 | 2.0 | 0.3 | 5.08 |
显影辊上的调色剂量被调整到0.4到0.43mg/cm2，并且在一张A3尺寸的纸上打印完整的白色实心(solid)图像并且在一张A3尺寸的纸上打印完整的实心原图之后，检查显影辊上的电荷性能。此后，进行2,500张A4尺寸白纸等的空转模式打印，然后形成实心图像，以确定从有机感光体到中间转印带的转印效率。并且，测量外部添加剂的数量释放率。结果被示于表3中。
在带转印法中，在转印之前和之后，修补带(由Sumitomo 3M Ltd.制造)被贴附到有机感光体上的调色剂上，以允许调色剂粘附到带上然后被剥离，并且基于通过从在有机感光体上用于显影的调色剂的量减去未被转印的调色剂的量所得到的值，确定转印效率。
通过使用电荷量分布计(E-SPART Analyzer Model EST-3，HosokawaMicron Corporation制造)测量拆卸下的显影辊，确定电荷性能。通过精细粒子分析仪(Particle Analyzer PT1000，由Yokogawa Electric Corporation制造)测量外部添加剂的释放率。
释放率根据检测到的测量元素的数量来计算，并且由下面的公式定义：
释放率＝(检测到的释放添加剂粒子的量/所有添加粒子的检测量)×100％
对于其他的图像形成条件，从恒压源向初级转印部分施加DC+500V，打印机的图像形成速率为40ppm，显影辊的圆周速度与有机感光体的圆周速度的比为1.3，并且有机感光体和中间转印带之间的圆周速度的差被设定成使得中间转印带以高3％的速度旋转。
表3
| 调色剂 | 负电荷量(μc/g) | +调色剂量(数量％) | 数量释放率(％) | 空转打印后的转印效率(％) | |
| Si | Ti | ||||
| 调色剂1-1 | -12.79 | 4.1 | 0.61 | 16.04 | 93.7 |
| 调色剂1-2 | -12.86 | 4.6 | 0.64 | 10.37 | 99.2 |
| 调色剂1-3 | -13.07 | 4.0 | 0.61 | 8.04 | 97.7 |
| 调色剂C1 | -12.53 | 8.9 | 0.69 | 18.72 | 92.5 |
| 调色剂C2 | -12.60 | 9.1 | 0.72 | 15.63 | 98.3 |
| 调色剂C3 | -12.70 | 8.7 | 0.69 | 13.29 | 95.1 |
从上面的评价结果可以看出，电荷性能不依据单分散球形二氧化硅的粒子尺寸而改变，而是与空转模式耐久性测试之后的转印效率相关，使用具有260到320nm的粒子尺寸的单分散球形二氧化硅的调色剂1-2保持了99％或者更大的转印效率，并且显示出具有优异的持久性。
另一方面，在其中没有添加金属皂的调色剂C2中，空转之后的转印效率低至98.3％。并且，在这种和其他的对比调色剂中，所述+调色剂量(数量％)几乎为两倍，显示出容易发生雾化，并且表明外部添加剂从调色剂中释放并且电荷性能不稳定。这也得到数量释放率(％)的结果的支持。在使用单分散球形二氧化硅2或者3的情况下，不容易允许具有大粒子尺寸的无机外部添加剂的释放的趋势比使用单分散球形二氧化硅1的情况更强。
用于本发明的金属皂的细节被示于表4中。
在图7和图8中分别示出了在此示例中所使用的单分散球形二氧化硅和具有大粒子尺寸的氧化钛的扫描电子显微图。
在所述图的范围中，单分散二氧化硅的粒子尺寸就初级粒子尺寸而言为从263到293nm，在所述图的范围中，氧化钛的粒子尺寸就初级粒子尺寸而言为从243nm到713nm。
表4
| 金属皂 | 缩写 | 功函数(eV) | 归一化光电子产率 |
| 硬脂酸单铝 | M1StAl | 5.21 | 1.1 |
| 硬脂酸锌 | M2StZn | 5.64 | 4.0 |
| 硬脂酸镁 | M3StMg | 5.57 | 8.6 |
| 硬脂酸钙 | M4StCa | 5.49 | 5.1 |
| 精细粒子硬脂酸镁 | M5StMg | 5.58 | 7.0 |
| 精细粒子硬脂酸锌 | M6StZn | 5.36 | 5.6 |
| 精细粒子硬脂酸钙 | M7StCa | 5.32 | 5.5 |
| 硬脂酸三铝 | M8StAl | 5.17 | 1.9 |
注意1：所述硬脂酸单铝、硬脂酸锌、硬脂酸镁和硬脂酸钙由KantoKagaku制造。
注意2：精细粒子硬脂酸镁、精细粒子硬脂酸锌、精细粒子硬脂酸钙和硬脂酸三钙由NOF Corporation制造。
示例2
制备含有对于每100份重量的示例1的调色剂母粒2(基于体积的平均粒子尺寸：7.9μm，基于数量的平均粒子尺寸：7.0μm，功函数：5.64eV，圆球度：0.976)，0.7份重量的具有7nm平均初级粒子尺寸的作为流动性改善剂的疏水二氧化硅、0.6份重量的具有40nm的平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.4份重量的具有20nm的平均初级粒子尺寸的疏水氧化钛、0.4份重量的表2中所示的用六甲基二硅氮烷偶联剂进行疏水化的单分散球形二氧化硅2、0.2份重量的具有初级粒子尺寸在200到750nm的粒子尺寸分布的并且用可充负电的正丁基三甲氧基硅烷偶联剂处理并且进一步用硬脂酸锌处理的疏水氧化钛、以及0.2份重量的示于表5中的金属皂的调色剂。
表5
| 调色剂 | 金属皂/功函数(eV) | 负电荷量(μc/g) | +调色剂量(数量％) | 数量释放率(％) | 空转打印后的转印效率 | |
| Si | Ti | |||||
| 调色剂2-1 | M2StZn/5.64 | -12.33 | 4.3 | 0.69 | 10.61 | 99.1 |
| 调色剂2-2 | M3StMg/5.57 | -13.16 | 3.9 | 0.68 | 11.72 | 99.1 |
| 调色剂2-3 | M4StCa/5.49 | -12.64 | 4.5 | 0.67 | 10.57 | 99.3 |
| 调色剂C4 | 没有添加 | -12.57 | 8.8 | 0.71 | 15.39 | 96.7 |
| 调色剂C5 | M1StAl/5.21 | -8.93 | 12.2 | 0.68 | 10.22 | 95.1 |
从上面的结果可以看出，与不添加金属皂的情况相比，通过添加金属皂，往往降低外部添加剂的释放率，但是当金属皂的功函数为5.21eV时，负电荷量是-8.93μc/g并且低于其他的，尽管添加了金属皂，而且，所述+调色剂量大至两倍或者更多，结果，空转模式耐久性测试之后的转印效率为95.1％，是最差的。应该理解，在提高转印效率时，仅仅通过只是添加金属皂不会获得好的结果，但是当添加具有至少5.25eV、优选5.3eV或者更大的功函数的金属皂时获得好的结果。
示例3
制备含有对于每100份重量的示例1的调色剂母粒5(功函数：5.23eV，圆球度：0.98，平均粒子尺寸：6.8μm)，0.8份重量的具有12nm平均初级粒子尺寸的作为流动性改善剂的疏水二氧化硅、0.2份重量的具有40nm的平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.4份重量的具有20nm的平均初级粒子尺寸的疏水氧化钛、0.1份重量的表4中所示的金属皂M6StZn(功函数5.36eV)、0.4份重量的表2中所示的被疏水化的单分散球形二氧化硅2以及0.2份重量的表5中所示的初级粒子尺寸的粒子尺寸分布范围不同的多种无机外部添加剂中的一种的调色剂。
在表中，无机外部添加剂1和2是氧化钛，无机外部添加剂3和4是钛酸锶。各外部添加剂用硅烷偶联剂进行表面处理，并且进一步用金属皂进行处理，以向外部添加剂提供负极性。
以与示例1中的相同方式，确定显影辊上的调色剂的电荷性能、外部添加剂从调色剂母粒的释放率以及空转之后的转印效率。结果被示于表6中。在表中，针对比Si更容易被释放的Ti和Sr示出了数量释放率。
表6
| 调色剂 | 无机外部添加剂 | 负电荷量(μc/g) | +调色剂量(数量％) | 数量释放率(%) | 空转打印后的转印效率 | ||
| 粒子尺寸范围(nm) | 功函数(eV) | Ti | Sr | ||||
| 调色剂5-1 | 80-150 | 5.42 | -8.11 | 4.1 | 8.84 | - | 98.1 |
| 调色剂5-2 | 230-750 | 5.41 | -8.33 | 4.5 | 13.27 | - | 99.6 |
| 调色剂5-3 | 60-280 | 5.49 | -7.94 | 3.5 | - | 9.22 | 98.7 |
| 调色剂5-4 | 250-700 | 5.48 | -8.52 | 2.8 | - | 13.51 | 99.8 |
从上面的评价结果可以看出，当添加具有大粒子尺寸的可充负电无机外部添加剂时，空转模式耐久性测试之后的实心图像的转印效率为调色剂5-1、调色剂5-4＞调色剂5-1、调色剂5-3，虽然不存在电荷性能的差异。看起来在严格的耐久性测试中，就单分散球形二氧化硅的初级粒子尺寸而言，小于260到320nm的粒子尺寸分布范围的有机外部添加剂往往容易被埋入调色剂母粒的表面中。
这显示当单分散球形二氧化硅的初级粒子尺寸具有260到320nm的粒子尺寸分布范围时，被添加的可充负电无机外部添加剂的初级粒子尺寸优选具有从至少等于单分散球形二氧化硅的粒子尺寸到单分散球形二氧化硅粒子尺寸2.5倍的粒子尺寸分布范围。
而且，单独的测试确认了如果含有具有超过了上限，即2.5倍的粒子尺寸分布的粒子，则数量释放率增大并且不能在长时间内为调色剂母粒提供稳定的电荷性能。当超过800nm时，释放率变为30％或者更大，并且外部添加剂往往粘附到有机感光体表面、显影辊、调整刀片等上。
示例4
作为流动性改善剂的具有12nm平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅和被疏水化的表2中示出的单分散球形二氧化硅2按表7中所示的比例被混合，并且按1.2份重量的总量添加到100份重量的示例1的调色剂母粒7(功函数：5.51eV，圆球度：0.981，平均粒子尺寸：6.5μm)中，以制备调色剂。
得到的调色剂被指定为调色剂7-1、调色剂7-2和调色剂7-3。对于其他的外部添加剂的种类和添加量，包含0.1份重量的具有20nm的平均初级粒子尺寸的疏水氧化钛、0.1份重量的表4中所示的金属皂M5StMg(功函数5.58eV)和0.5份重量的具有230到750nm的初级粒子尺寸的负电荷的疏水钛。而且，通过将此疏水氧化钛的量改变到0.7份重量来制备调色剂7-4。
以与示例1中的相同方式，确定显影辊上的调色剂的电荷性能、外部添加剂从调色剂母粒的释放率以及空转后的转印效率。结果示于表7中。
从上面的评价结果可以看出，随着单分散球形二氧化硅2的添加量的下降，调色剂的负电荷量增大，并且所述+调色剂量趋向于下降，但是当具有大粒子尺寸的无机外部添加剂的量从0.5份重量增加到0.7份重量时，钛的数量释放率增大并且空转模式耐久性测试之后的实心图像的转印效率下降。
因此，表明当具有大功函数的无机外部添加剂被以比单分散球形二氧化硅的量更大的量添加时，这导致外部添加剂容易从调色剂母粒释放，从而在连续的打印中将有机感光体表面上的调色剂转印到中间转印带上的功能下降。
示例5
如表8中所示，改变与示例1的调色剂母粒1、2、3或者4结合的金属皂，并且外部添加剂根据下面的配方被添加到调色剂母粒。
制备含有对于每100份重量的各调色剂母粒，0.8份重量的具有12nm平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.7份重量的具有40nm的平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.4份重量的表2中所示的被疏水化的单分散球形二氧化硅2、0.5份重量的20nm的疏水氧化钛、0.5份重量的具有在200到750nm的粒子尺寸分布范围中的初级粒子尺寸的可充负电氧化钛、以及0.2份重量的表8中所示的金属皂的调色剂。
表8
| 调色剂母粒/功函数 | 金属皂/功函数 |
| 青色调色剂1/5.57eV | M3StMg/5.57eV |
| 品红色调色剂2/5.64eV | M2StZn/5.64eV |
| 黄色调色剂3/5.59eV | M5StMg/5.58eV |
| 黑色调色剂4/5.52eV | M4StCa/5.49eV |
所制备的各种颜色调色剂被充入到图2中所示的串列型彩色打印机
表7
相应显影盒中，并且进行连续的图像形成测试。
| 调色剂 | 无机外部添加剂添加量(重量％) | 负电荷量(μc/g) | +调色剂量(数量％) | 数量释放率(％) | 空转打印后的转印效率 | ||
| 12nm疏水二氧化硅 | 单分散二氧化硅 | Si | Ti | ||||
| 调色剂7-1 | 0.5 | 0.7 | -8.10 | 9.4 | 0.44 | 31.43 | 98.1 |
| 调色剂7-2 | 0.8 | 0.4 | -11.21 | 4.0 | 0.68 | 18.51 | 99.7 |
| 调色剂7-3 | 1.0 | 0.2 | -11.36 | 2.4 | 0.65 | 17.19 | 99.1 |
| 调色剂7-4 | 1.0 | 0.2 | -11.27 | 3.1 | 0.63 | 29.67 | 98.5 |
在显影时，使用非接触式显影系统，并且从中间转印带行进方向的上流侧，以调色剂的功函数减小的次序，就是说，以品红色调色剂、黄色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的次序，进行显影。但是，系统被设计为无论黑色调色剂的显影在次序上首先还是最后进行，都可以进行打印。在改变显影次序时，图像处理的次序被改变。
显影间隙为200μm，并且显影偏压由控制台控制(patch control)调节，使得有机感光体上的每种颜色的显影调色剂的量最大为0.55mg/cm2。叠加在DC电压上的AC电压的频率为2.5kHz，并且峰到峰电压为1400V，显影辊上经调整的调色剂的量被调节到约4mg/cm2。初级转印部分的电源受恒定电压控制以施加+500V，次级转印部分的电源受恒定电流控制。
然后，通过使用对应于其中5％的每种颜色(包含符号图像和彩色线图像)的色彩原图的字符原图，在10,000张纸上连续进行图像形成。在完成图像形成之后，通过带转印法确定在有机感光体上的成膜量，结果为0.0052mg/cm2。因此，可以确认几乎不发生成膜。
但是，当金属皂被改变成表4中所示的硬脂酸三铝(功函数：5.17eV)，并且当通过不添加表2中所示的单分散球形二氧化硅2所制备的显影剂被使用时，打印10,000张之后的成膜量分别为0.016mg/cm2和0.011mg/cm2。其状态是这样的，即薄膜被观察到，并且当打印30％中间色原图时，得到在整个表面上出现不均匀性的图像质量。
并且，检查了通过将包含黑色调色剂的显影盒置于显影次序的首位的图像形成。当没有产生组合黑色时，有机感光体上的成膜量为0.0061mg/cm2，并且这是通过无清洁器系统在形成图像时完全不会导致问题的量。
示例6
如表9中所示，改变与示例1的调色剂母粒5、6、7或者8结合的金属皂，并且外部添加剂根据下面的配方被添加到调色剂母粒中。
制备含有对于每100份重量的各调色剂母粒，0.8份重量的具有12nm平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.1份重量的具有40nm的平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.4份重量的表2中所示的被疏水化的单分散球形二氧化硅2、0.5份重量的20nm的疏水氧化钛、0.2份重量的具有在230到750nm的粒子尺寸分布范围中的初级粒子尺寸的可充负电氧化钛、以及0.1份重量的表8中所示的金属皂的调色剂。
表9
| 调色剂母粒/功函数 | 金属皂/功函数 |
| 青色调色剂5/5.23eV | M7StCa/5.32eV |
| 品红色调色剂6/5.70eV | M2StZn/5.64eV |
| 黄色调色剂7/5.51eV | M4StCa/5.49eV |
| 黑色调色剂8/5.40eV | M6StZn/5.36eV |
所制备的各个颜色调色剂被充入到图3中所示的无清洁器四循环彩色打印机的相应显影盒中，并且进行连续的打印测试。在显影时，使用非接触式显影系统，并且从中间转印带行进方向的上流侧，以调色剂的功函数减小的次序，就是说，以品红色调色剂、黄色调色剂和青色调色剂的次序进行显影。显影次序被设定为首先从黑色调色剂开始显影。
显影间隙为170μm，并且显影偏压被控制台控制调节，使得有机感光体上的每种颜色的显影调色剂的量最大为0.55mg/cm2。叠加在DC电压上的AC电压的频率为2.5kHz，并且峰到峰电压为1,300V，显影辊上经调整的调色剂的量被调节到4mg/cm2。
初级转印部分的电源受恒定电压控制以施加+400V，次级转印部分的电源受恒定电流控制。在图3的打印机中，显影辊和调整刀片如示例1中所述地被制造，并且清洁刀片1、有机感光体OPC2和中间转印带2被安装。
通过使用对应于其中5％的每种颜色(包含符号图像和彩色线图像)的色彩原图的字符原图，在10,000张纸上连续进行图像形成。在完成图像形成测试之后，通过带转印法确定在有机感光体上的成膜量，结果为0.0057mg/cm2。因此，可以确认几乎不发生成膜。
示例7
示例3的青色调色剂5-1(调色剂母粒基于体积的平均粒子尺寸：7.5μm、基于数量的平均粒子尺寸：6.8μm、圆球度：0.98、功函数：5.23eV)和示例6的黄色调色剂7(调色剂母粒基于体积的平均粒子尺寸：7.2μm、基于数量的平均粒子尺寸：6.5μm、圆球度：0.981、功函数：5.51eV)分别被充入到图2中所示的无清洁器串列型彩色打印机的相应颜色显影盒中，并且进行连续的单色图像形成测试。对于中间转印带，使用示例1中所示出的具有5.03eV功函数的清洁刀片1和具有5.52eV功函数的清洁刀片2，或者具有4.95eV功函数的辊刷1和具有5.70eV功函数的辊刷2，并且进行比较。光电成像平面纸复印机(Paper J，由Fuji XeroxOffice Supply制造)被用于转印片，并且转印在次级转印部分的转印电流为15μA的条件下进行。
在23℃的室温和50％的相对湿度下，通过使用对应于其中5％的每种颜色(包含符号图像和彩色线图像)的色彩原图的字符原图，在1000张纸上连续进行图像形成测试。并且，黄色实心图像被打印出，并且通过带转印法确定次级转印部分中的转印效率。结果被示于表10A和10B中。
表10A
| 调色剂 | 清洁刀片/功函数(eV) | 测试后中间转印带的表面状态 | 次级转印部分的转印效率(％) |
| 青色调色剂5-1 | 刀片1/5.03 | 没有粘附、异物等 | 92.7 |
| 刀片2/5.52 | 轻微粘附有调色剂精细粒子 | 92.6 | |
| 黄色调色剂7 | 刀片1/5.03 | 没有粘附、异物等 | 95.3 |
| 刀片2/5.52 | 轻微粘附有调色剂精细粒子 | 95.4 |
表10B
| 调色剂 | 辊刷/功函数(eV) | 测试后中间转印带的表面状态 | 次级转印部分的转印效率(％) |
| 青色调色剂5-1 | 刷1/4.95 | 没有粘附、异物等 | 92.7 |
| 刷2/5.70 | 轻微粘附有调色剂精细粒子 | 92.6 | |
| 黄色调色剂7 | 刷1/4.95 | 没有粘附、异物等 | 95.3 |
| 刷2/5.70 | 轻微粘附有调色剂精细粒子 | 95.4 |
从表10A中所示的结果看出，当具有比大粒子尺寸的疏水无机精细粒子(初级粒子尺寸：230到750nm、功函数：5.41eV)更小的功函数的清洁刀片(5.03eV)被用于清洁刀片时，在中间转印带上没有观察到成膜和清洁故障，但是当使用大功函数(5.52eV)的刀片时，调色剂精细粒子被附着到图像转印带表面。该问题被认为是因为在调色剂中存在高圆球度的调色剂精细粒子而发生的。
当具有比大粒子尺寸的疏水无机精细粒子更小的功函数的清洁刀片被使用时，该大粒子尺寸的外部添加剂似乎聚集在清洁刀片辊隙周围，并且粘附或者牢固附着到其上，结果，提高了清洁性能。
同样，从表10B中所示的结果看出，当具有比大粒子尺寸的疏水无机精细粒子(初级粒子尺寸：230到750nm、功函数：5.41eV)更小的功函数的辊刷(4.95eV)被用于辊刷时，在中间转印带上没有观察到成膜和清洁故障，但是当使用大功函数(5.70eV)的辊刷时，调色剂精细粒子被附着到图像转印带表面。该问题被认为是因为在调色剂中存在高圆球度的调色剂精细粒子而发生的。
当具有比大粒子尺寸的疏水无机精细粒子更小的功函数的辊刷被使用时，该大粒子尺寸的外部添加剂似乎聚集在辊刷辊隙周围，并且粘附或者牢固附着到其上，结果，提高了清洁性能。
示例8
调色剂母粒9的制备
在通过悬浮法制备示例1的调色剂母粒5时，油性组分到悬浮箱中的注射速度被降低以制备青色调色剂母粒9，该青色调色剂母粒9具有7.4μm的基于体积的平均粒子尺寸、6.7μm的基于数量的平均粒子尺寸、0.991的圆球度和5.24eV的功函数。
调色剂母粒10的制备
通过Henschel混合器，将含有5份重量的作为青色颜料的酞菁蓝、3份重量的具有152℃的熔点并且重均分子量Mw为4000的作为脱模剂的丙烯、以及4份重量的作为电荷控制剂的水杨酸金属络合物(E-81，由Orient Chemical Industries，Ltd.制造)的混合物，与100份重量的缩聚聚酯(由芳香族二元羧酸和亚烃基醚化双酚A得到)和该缩聚聚酯与多价金属化合物的部分交联产物的50∶50(按重量计)混合物(由Sanyo ChemicalIndustries Ltd.制造)均匀混合，然后通过双螺杆挤出机在150℃的模头部分温度下捏合。在冷却之后，经冷却的产物被粗磨成2mm2或者更小，并且此后通过分级器利用转子的旋转分级，以制备作为青色调色剂的调色剂母粒10。此调色剂母粒具有7.8μm的基于体积的平均粒子尺寸、6.9μm的基于数量的平均粒子尺寸、0.911的圆球度和5.43eV的功函数。
正电荷非晶精细粒子的制备
通过使用100份重量的苯乙烯丙烯共聚物(CPR-600B，由MitsuiChemicals，Inc.制造)和5份重量的用于正电充电的聚合物型电荷控制剂(FCA-201-PS，由Fujikura Kasei Co.，Ltd.制造)，并且以与调色剂母粒10的制备中相同方式，进行熔融、捏合、研磨和分级，制备就初级粒子尺寸而言具有0.2到1.2μm的粒子尺寸范围的精细粒子。
以与示例3中的相同方式，制备含有对于每100份重量的上面所得的各调色剂母粒，0.8份重量的具有12nm平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.2份重量的具有40nm的平均初级粒子尺寸的疏水二氧化硅、0.4份重量的具有20nm的平均初级粒子尺寸的疏水氧化钛、0.1份重量的表4中所示的金属皂M6StZn(功函数5.36eV)、0.4份重量的表2中所示的被疏水化的单分散球形二氧化硅2以及0.2份重量的表11中所示的非晶精细粒子的调色剂。
此后，通过使用采用清洁刀片1的图2A的无清洁器串列型彩色打印机和采用辊刷1的图2B的无清洁器串列型彩色打印机，以与示例1中相同的方式进行图像形成测试。在通过空转模式打印，在2,500张上打印对应于其中5％的每种颜色(包含符号图像和彩色线图像)的色彩原图的字符原图之后，利用眼睛观察在有机感光体(OPC 1)上的成膜和中间转印带1上的清洁故障。所得的各结果被示于表11A和11B中。
表11A
| 调色剂母粒 | 调色剂母粒圆球度 | 非晶精细粒子 | 成膜 | 清洁故障 |
| 调色剂母粒5 | 0.980 | 与表6中的相同 | 几乎没有成膜 | 没有 |
| 调色剂母粒9 | 0.991 | 同上 | 儿乎没有成膜 | 部分存在 |
| 调色剂母粒10 | 0.911 | 同上 | 少量地产生 | 没有 |
| 调色剂母粒5 | 0.980 | 正电荷树脂精细粒子 | 相当量地产生 | 没有 |
表11B
| 调色剂母粒 | 调色剂母粒圆球度 | 非晶精细粒子 | 成膜 | 清洁故障 |
| 调色剂母粒5 | 0.980 | 与表6中的相同 | 几乎没有成膜 | 没有 |
| 调色剂母粒9 | 0.991 | 同上 | 几乎没有成膜 | 没有 |
| 调色剂母粒10 | 0.911 | 同上 | 少量地产生 | 没有 |
| 调色剂母粒5 | 0.980 | 正电荷树脂精细粒子 | 相当量地产生 | 没有 |
从表11A中所示出的结果可以看出，在无清洁器系统的情形中，当调色剂母粒的圆球度为0.911时，在有机感光体上产生成膜。即使当圆球度为0.980时，如果包含与调色剂母粒相反极性的精细粒子，也会类似地产生成膜。对于中间转印带上的清洁性能，当调色剂母粒的圆球度为0.991时，发生清洁故障。
在清洁刀片系统的情形中，当使用具有0.99或者更大圆球度的调色剂母粒时，发生清洁故障。即使当圆球度为0.980时，如果使用具有与调色剂母粒相反极性的非晶精细粒子作为外部添加剂，也产生成膜。
因此，这显示，使用具有0.970到0.985的圆球度的调色剂母粒和具有与调色剂母粒相同极性的非晶精细粒子有利于使用用于图像转印带的清洁刀片的无清洁器图像形成装置。
从表11B中所示出的结果看出，在无清洁器系统的情形中，当调色剂母粒的圆球度为0.911时，在有机感光体上产生成膜。即使当圆球度为0.980时，如果包含与调色剂母粒相反极性的精细粒子，也会类似地产生成膜。对于中间转印带上的清洁性能，即使当调色剂母粒的圆球度为0.991时，也不发生清洁故障。
这被认为是因为这样而发生的，即，即使使用具有0.991的圆球度的调色剂母粒，当使用具有小功函数的刷辊时，作为外部添加剂而含有的无机精细粒子被保持在辊刷的辊隙部分中，从而提高了清洁性能，并且同时，调色剂母粒也容易静电地(也可以称为电子地)移动到刷侧，结果，协同地提高了清洁能力。
因此，这显示了，即使调色剂母粒的圆球度从0.970到0.995，当使用具有与调色剂母粒相同极性的非晶精细粒子和具有比非晶精细粒子更小的功函数的辊刷时，可以实现无清洁器系统。
根据本发明的调色剂，具有大粒子尺寸的无机外部添加剂与调色剂母粒一起被转印到中间转印介质上，因此可以提高在次级转印部分中到诸如纸的记录材料上的转印效率。此外，具有大粒子尺寸的无机精细粒子是其功函数比用于中间转印介质的清洁刀片或者辊刷的更大的外部添加剂，并且静电地粘附或者牢固地附着到包括清洁刀片或者辊刷的辊隙部分的外周，因此中间转印介质可以被有效地清洁，以从记录材料上去除残留在中间转印介质上的未被转印的调色剂精细粒子或者纸末。结果，可以得到具有高图像质量而没有背面着色或者转印故障的打印品。
虽然参考其具体实施例详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说明显的是，可以对其进行各种变化和修改而不偏离其精神和范围。
本申请基于2004年3月23日递交的日本专利申请No.2004-083951和2004年3月23日递交的日本专利申请No.2004-084933，其内容通过引用被包含于此。
Claims (9)
1.一种调色剂，包括：
调色剂母粒；
非晶精细粒子；
单分散球形二氧化硅；和
金属皂，
其中，所述非晶粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于显影设备的清洁刀片的功函数，
其中，所述调色剂母粒的平均圆球度L0/L1为从0.970到0.985，假定L1表示所述粒子的投影图像的周长(μm)，L0表示其面积等于所述粒子的投影图像面积的标准圆的周长(μm)。
2.如权利要求1所述的调色剂，还包括具有7到50nm的平均粒子尺寸的第一疏水无机精细粒子，
其中，所述单分散球形二氧化硅具有小于5.1eV的功函数以及具有260到320nm的粒子尺寸，
其中，所述非晶精细粒子包括第二疏水无机精细粒子，所述第二疏水无机精细粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于所述单分散球形二氧化硅的功函数，
其中，所述金属皂具有5.25到5.7eV的功函数，
其中，所述调色剂是非磁性单组分负电荷调色剂。
3.如权利要求2所述的调色剂，还包括其表面被疏水化的氧化钛，
其中，所述第二无机精细粒子具有200到750nm的初级粒子尺寸分布。
4.如权利要求1所述的调色剂，
其中，所述调色剂母粒通过聚合法或者溶解悬浮法得到。
5.一种调色剂，包括：
调色剂母粒；
非晶精细粒子；
单分散球形二氧化硅；和
金属皂，
其中，所述非晶粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于显影设备的辊刷的功函数，
其中，所述调色剂母粒的平均圆球度L0/L1为从0.970到0.995，假定L1表示所述粒子的投影图像的周长(μm)，L0表示其面积等于所述粒子的投影图像面积的标准圆的周长(μm)。
6.如权利要求5所述的调色剂，还包括具有7到50nm的平均粒子尺寸的第一疏水无机精细粒子，
其中，所述单分散球形二氧化硅具有小于5.1eV的功函数以及具有260到320nm的粒子尺寸，
其中，所述非晶精细粒子包括第二疏水无机精细粒子，所述第二疏水无机精细粒子具有与所述调色剂母粒相同的极性、所述调色剂母粒的0.1倍或者更小的体积平均粒子尺寸、以及大于所述单分散球形二氧化硅的功函数，
其中，所述金属皂具有5.25到5.7eV的功函数，
其中，所述调色剂是非磁性单组分负电荷调色剂。
7.如权利要求6所述的调色剂，还包括其表面被疏水化的氧化钛，
其中，所述第二无机精细粒子具有200到750nm的初级粒子尺寸分布。
8.如权利要求5所述的调色剂，
其中，所述调色剂母粒通过聚合法或者溶解悬浮法得到。
9.一种显影设备，包括根据权利要求1所述的调色剂。
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