CN114063418A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

在图像形成装置中，定影部件具有表面层，该表面层具有导电性。显影剂是具有调色剂颗粒的调色剂，所述调色剂颗粒包括粘合剂树脂，在调色剂颗粒的表面上存在多元酸与含第4族元素的化合物的反应物，并且满足Tv/Fv＞100，其中Tv表示未定影时的体积电阻率，Fv表示定影后的体积电阻率。偏压施加单元可以选择性地施加正极性的偏压和负极性的偏压，并且当记录材料穿过定影夹持部时和当记录材料不穿过定影夹持部时，分别施加与包含在记录材料中的填料的带电极性相同极性的偏压。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置，例如激光打印机或复印机，用于使用电子照相系统等将由图像承载部件形成的调色剂图像转印到转印材料上，从而获得记录的图像。

背景技术

传统上，为了防止调色剂的缺陷偏移图像的目的或其它目的，已知有向定影装置施加偏压的图像形成装置。作为定影偏压，施加的偏压具有极性以至于在将未定影的调色剂图像保持在记录材料上的方向上产生电场。例如，对其配置使得在与未定影调色剂图像接触的定影部件的定影膜一侧上，对负极性的未定影调色剂图像施加与调色剂相同极性的负偏压(或者，将与调色剂极性相反的正偏压施加到作为压力部件的加压辊的一侧)。

然而，用作记录材料的纸填充物的材料包括易于带电并且具有相互不同极性的材料。例如，重质碳酸钙(通过研磨/分级石灰石制造的碳酸钙)、轻质碳酸钙(通过化学反应和合成制造的碳酸钙)和易于带正电的二氧化钛。另一方面，滑石、高岭土、白炭黑等易于带负电。然而，虽然作为另一种碳酸钙的白垩带负电，但是在日本用于填料的重质碳酸钙矿石都是方解石型的，因此带正电。

因此，由于施加在定影装置上的定影偏压，灰尘诸如被充电到与调色剂极性相反极性的填料(例如，相对于负调色剂带正电的碳酸钙)或含有填料的纸粉等可沉积在定影部件的表面上。众所周知，这种灰尘的沉积会导致图像缺陷和调节色污染。为了解决该问题，在日本专利申请公开第2016-191824号中公开的图像形成装置中，在记录材料不穿过定影夹持部期间(例如记录材料与下一记录材料之间的时期(所谓的纸间时期)或向前旋转或向后旋转)，施加与调色剂极性相反的定影偏压。

发明内容

然而，已经发现在日本专利申请公布第2016-191824号中公开的常规图像形成装置具有以下问题。

1)对于日本专利申请公布第2016-191824号中公开的常规图像形成装置，定影偏压极性在记录材料穿过定影夹持部的时间以外的时间被切换。越来越多的近期图像形成装置通过最小化纸间期来增加单位时间的打印次数，并且还提供了具有约10mm的纸间期距离的图像形成装置。此外，为了加快FPOT(第一打印输出时间)，越来越多的图像形成装置通过最小化向前旋转时间或向后旋转时间以及缩短定影装置的旋转时间来延长定影装置的寿命。因此，对于近期的图像形成装置，记录材料穿过定影夹持部的时间以外的时间趋于缩短。因此，为了防止诸如填料或纸粉的灰尘的沉积以及进行清洁而可以施加具有相反极性的定影偏压的时间被缩短，从而不希望的是，防止灰尘的沉积变得不足，或者只能沿圆周方向局部地清洁定影部件。此外，对于纸间期距离小至约10mm的图像形成装置，从在定影偏压的正极性和负极性之间切换所需的时间来看，不希望的是，难以在纸间期时间内切换定影偏压的极性。

2)对于日本专利申请公布第2016-191824号中公开的图像形成装置，对其进行定影使得当记录材料穿过定影夹持部时，以与调色剂极性相同的极性施加定影偏压；以及在记录材料不穿过定影夹持部的纸间期或其它时期，以与调色剂极性相反的极性施加定影偏压。因此，当使用被充电到与调色剂相反极性的填料的纸张被供入时，在供给纸张通过定影夹持部期间，在所施加的定影偏压的影响下，灰尘(诸如被充电到与调色剂相反极性的填料或包括该填料的纸粉)被吸引到定影部件上，从而不合意地导致沉积或污渍。当对于负调色剂供入使用会带正电的碳酸钙作为填料的纸张时，出现这样的问题；相反，当对于正调色剂供入使用会带负电的滑石(talk)或高岭土等作为填料的纸张时。例如，当相对于负调色剂供入包括会正电的碳酸钙作为填料的纸张时，在纸张穿过定影夹持部的时段期间，向定影膜施加负偏压的定影偏压。结果，定影膜吸引带正电的填料和纸粉。

3)相反，当在纸张穿过定影夹持部期间施加具有一定极性的定影偏压并且该极性不吸引充电至与调色剂极性相反极性的填料、纸粉时，此时，调色剂图像被吸引到定影部件，从而不合意地导致偏移图像缺陷。例如，当定影膜被施以正偏压以防止带正电的填料、纸粉等沉积到负调色剂上时，会引起这样的问题。

4)对于日本专利申请公布第2016-191824号中公开的图像形成装置，当供入使用被充电到与调色剂极性相同的极性的填料的纸张时，在纸张不穿过固定夹持部部分的时段期间施加的定影偏压不合意地将填料或纸粉吸引并沉积到定影部件上。例如，当相对于负调色剂供入使用会带负电的滑石等作为填料的纸张时，引起这样的问题。即，当相对于负调色剂供入使用滑石等作为填料的纸张时，滑石或填料的纸粉带负电。因此，在纸张不穿过定影夹持部的时段期间，通过施加的正定影偏压将填料或纸粉吸引并沉积到定影部件上。

鉴于上述问题而完成了本发明。本发明的目的是提供一种图像形成装置，其能够减少由于灰尘例如记录材料的纸填料或纸粉的沉积和积累而产生的污渍，从而防止由于该污渍而致的图像缺陷，以及延长定影装置的寿命。

为解决上述问题，本发明的图像形成装置包括：

图像形成部分，用于使用显影剂在记录材料上形成未定影的显影剂图像；

定影部，其具有定影部件，和用于与所述定影部件压力接触并形成定影夹持部的压力部件，所述定影部使记录材料穿过定影夹持部，并将显影剂图像定影在记录材料上；和

偏压施加单元，其用于所述向定影部件和所述压力部件中的至少一个施加偏压；

其中所述定影部件的表面层具有导电性，

其中显影剂是具有调色剂颗粒的调色剂，所述调色剂颗粒包括粘合剂树脂，在调色剂颗粒的表面上存在多元酸和含第4族元素的化合物的反应物，并且满足Tv/Fv＞100，其中Tv代表未定影时的体积电阻率，Fv代表定影后的体积电阻率，和

其中偏压施加单元可以选择性地施加正极性的偏压和负极性的偏压，并在记录材料穿过定影夹持部时，以及当记录材料不穿过定影夹持部时，分别施加与包含在记录材料中的填料的带电极性相同极性的偏压。

根据本发明，为了产生将带电的填料/纸粉保持在记录材料上的电场而施加的定影偏压的极性根据要供入的记录材料的填料/纸粉的带电极性进行切换。因此，可以防止带电的填料/纸粉沉积到定影部件上。此外，将定影前后显影剂的体积电阻率比例满足Tv/Fv＞100的显影剂用作显影剂。因此，在定影时，显影剂的体积电阻率降低，从而显影剂的电荷衰减。即使在记录材料穿过定影夹持部期间施加与显影剂极性相反极性的定影偏压时，这样也能防止向定影部件上沉积。

换句话说，即使供入使用具有带正电或带负电的极性的填料的记录材料时，要施加的定影偏压也被适当地控制。因此，可以防止显影剂沉积到定影部件上。因而，与使用常规图像形成装置相比，有可能减少带电的填料/纸粉在供纸期间和在非供纸时段期间在定影部件上的沉积，而不会引起偏移图像缺陷。此外，减少了填料/纸粉向定影部件上的沉积。因此，可以减少填料/纸粉在定影部件上的堆积，以及填料/纸粉和调色剂的混合物的污渍沉积在定影部件上，这可以延长定影装置的寿命。

从参考附图对示例性实施方案的以下描述并，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是该实施方案的图像形成装置的示意图；

图2是用于说明辊部件的电阻测量方法的图示；

图3是该实施方案的定影装置的示意图；

图4A和4B是该实施方案的向定影部件高压力偏压供给方法的示意图；

图5是本实施例的调色剂、常规调色剂和记录材料在定影之前和之后的体积电阻率的坐标图；和

图6是本实施例的调色剂、常规调色剂和记录材料在定影之前和之后的体积电阻率的坐标图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本发明的实施方案(实施例)进行描述。然而，实施方案中描述的构件的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等可以根据应用本发明的装置的配置、各种条件等适当地改变。因此，实施方案中描述的构件的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等并不意图将本发明的范围限制于以下实施方案。

“至少XX并且不超过YY”或“XX至YY”的表述是指包括端点的下限和上限在内的数值范围，除非另有规定。下面，将参照附图描述图像形成装置。顺便提及，以下实施例不应被解释为根据所附权利要求限制本发明的范围。此外，以下实施例中描述的特征的所有组合对于本发明的解决手段来说不一定是必不可少的。

实施方案

图像形成装置的整体结构

图1是示出作为应用本发明的图像形成装置的一个示例的图像形成装置100的示意性配置的示意性横截面图。在此，作为所述图像形成装置的一个示例，对其中将本发明应用于单色打印机的例子进行说明。图像形成装置100在记录材料P上形成图像，该图像对应于由外部设备(未示出)如主计算机输入的图像信息。

图像形成装置100具有作为图像承载部件的鼓型(圆柱形)电子照相感光部件的感光鼓1。当从外部设备输入打印指令时，感光鼓1沿图中的箭头R1的方向以规定速度(处理速度)被旋转驱动。在本实施方案中，作为感光鼓1，使用通过在直径为30mm的铝圆柱体的外周表面上施加有机光电导体层(OPC感光部件)而构造的感光鼓1。此外，感光鼓1在纵向方向(旋转轴方向)上的相对端处由支撑部件可旋转地支撑。来自作为驱动单元的驱动电机(未示出)的驱动力被传递到一端，从而旋转驱动感光鼓1。在本实施方案中，带电的极性或感光鼓1为负极性。

通过作为充电单元的辊状充电部件的充电辊2使旋转的感光鼓1的外周面(表面)均匀充电至规定极性的规定电位。充电辊2包括导电辊，被布置为与感光鼓1的表面接触，并且在规定压力下朝向感光鼓1施力(挤压)。充电辊2随着感光鼓1的旋转而旋转。然后，从未示出的充电电源(高压电源)向充电辊2施加规定负极性的充电电压(充电偏压)，使得感光鼓1被充电至规定电位Vd。

图像信息通过曝光单元的曝光设备(激光扫描仪)3写入到带电荷的感光鼓1的表面上，该曝光单元包括用于通过多棱镜(polygon mirror)扫描从激光器发出的光的扫描单元。曝光设备3向图像形成装置100输出根据从外部设备输入的图像信息的时序电数字像素信号调制的激光L。此外，曝光设备3通过激光L选择性地扫描和曝光带电荷感光鼓1的表面。结果，感光鼓1的曝光部分(图像部分)的绝对值减小，从而产生亮区电位V1。因此，因此，在感光鼓1上形成与图像信息对应的静电潜影。作为曝光单元的曝光设备3是用于在由充电单元充电的感光鼓1上形成静电图像的图像形成单元的一个示例。曝光设备3不限于激光扫描设备。例如，可以采用LED阵列，其中沿感光鼓1的纵向排列多个LED。

使用调色剂作为显影剂通过作为显影单元的显影装置4，使形成在感光鼓1上的静电潜像显影(可视化)为调色剂图像。显影装置4具有作为显影剂承载部件的显影辊4a，和用于容纳要供应到显影辊4a的调色剂的显影剂容器4b。在本实施方案中，作为显影辊4a，使用通过如下方式配置的辊：在由金属制成且直径为20mm的辊的表面上涂覆聚合物弹性体，诸如EPDM(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)。从未示出的显影电源(高压电源)向显影辊4a施加规定直流的显影电压(显影偏压)。通过在显影辊4a和感光鼓1之间在显影辊4a和感光鼓1彼此相对的显影位置处形成的电场，从显影剂容器4b供给到显影辊4a的调色剂根据静电潜像的图案选择性地沉积在感光鼓1的表面上。在本实施方案中，被充电到与感光鼓1的带电极性相同极性的调色剂均匀地沉积在经过充电处理的感光鼓1上的曝光部位上，然后曝光，并且降低电位的绝对值，从而形成调色剂图像(反转显影)。

作为转印单元的辊状转印部件的转印辊5与感光鼓1相对布置。转印辊5被布置成与感光鼓1的表面接触，并且在规定压力下朝向感光鼓1施力(挤压)。结果，在感光鼓1的表面和转印辊5的外周面(表面)之间形成夹持部(转印夹持部)的转印部N。在本实施方案中，转印辊5是导电辊，其包括导电弹性体(NBR醇橡胶)，该导电弹性体的电阻为约10⁶Ω至10⁹Ω，该导电弹性体设置在由金属(如不锈钢)制成且外径为6mm的轴的周围，因此外径可能变为17mm。

顺便提及，电阻值R在23℃和50％RH环境下通过如图2所示的方法测量。即，在9.8N(1kgf)的总压力下，使待测量的辊201与直径为30的铝圆柱体202接触，并以30rpm旋转。因此，测量从电源203施加1000V电压时的电流。借助电压表205测量100Ω的电阻204的端子间电压Vr来确定电流。然后，可以通过以下等式(1)确定辊电阻R。

辊电阻R＝施加电压×100/Vr (1)

从未示出的转印电源(高压电源)显影时，向转印辊5施加正极性的规定的转印电压(转印偏压)，该极性与调色剂的带电极性(正常带电极性)相反。因此，馈送到转印部N的感光鼓1上的调色剂图像被转印到记录材料P上。

另一方面，装载在供纸盒8的纸张加载台8a上的记录材料P由以规定的控制时序驱动的从动供给辊9逐一捡起，并由输送辊10和输送辊单元11供给到阻挡部。在该阻挡部处，记录材料P的尖端被一次接收在阻挡辊12和阻挡单元13之间的夹持部处，从而执行记录材料P的倾斜校正。因此，在规定的输送时序，记录材料P被输送到转印部N。即，在阻挡部，控制记录材料P的输送时序，使得当感光鼓1的表面上的调色剂图像的尖端段到达转印部N时，记录材料P的尖端段也到达转印部N。经过阻挡部的记录材料P沿着转印入口导向件14输送，并且被引导到转印部N。

在供给到转印部N的记录材料P被感光鼓1和转印辊5夹着并被输送的同时，调色剂图像被转印到其上。转印辊5的电阻根据大气温度和湿度或耐久性状况而变化。此外，记录材料P的电阻也根据其种类、或根据大气温度和湿度而变化，或者还根据如何放置第一页调色剂以形成第二页图像而变化。因此，被称为ATVC(主动转印电压控制)的控制如下执行：控制施加到转印辊5的电压值，使得规定的转印电流可以在转印辊5和感光鼓1之间穿过。通过由ATVC控制确定的转印电压，感光鼓1上的调色剂图像被转印到记录材料P上。至此，对于图像形成装置100，未定影在记录材料P上的调色剂图像的形成中所涉及的构造对应于本发明的图像形成部(图像形成单元)。

此后，记录材料P与感光鼓1的表面分离，并被输送到作为图像形成装置100的定影部(定影单元)的定影装置15。从记录材料P已经由其分离的感光鼓1的表面，未转印的调色剂被作为清洁单元的清洁器6去除，并且反复进行图像形成。清洁器6具有作为清洁部件的清洁刮板6a和收集容器6b，该收集容器用于容纳由清洁刮板6a从旋转的感光鼓1的表面清除掉的未转印调色剂。

定影装置15具有作为定影旋转部件(定影部件)的定影膜、包括作为热源的加热器等的定影膜单元15a、以及作为与定影膜单元15a压力接触的加压旋转部件(加压部件)的加压辊15b。定影膜单元15a和加压辊15b彼此接触，从而形成夹持部(定影夹持部)的定影部(加热部)T。即，定影部T经由定影膜由加热器和加压辊15b形成。定影装置15向在定影部T处的带有未定影调色剂图像的记录材料P施加热量和压力，从而将未定影调色剂图像定影(粘附)到记录材料P上。定影装置15是用于在加热部T处加热从感光鼓1分离的记录材料P的加热单元的一个示例，特别地，具有旋转部件的加热单元在加热部T处与记录材料P接触的同时旋转，并加热记录材料P。从定影装置15排出的记录材料P由中间排出辊16输送。

在此，图像形成装置100能够实施将调色剂图像定影在记录材料P的单面上的单面图像形成(单面打印)，并且输出所得图像，以及将调色剂图像定影在记录材料P的第一面(正面)和第二面(背面)的双面上的双面图像形成(双面打印)，并且输出所得图像。当执行单面图像形成时，使记录材料P传输通过中间排出辊16到达排出辊17，并且被排出到排出托盘18上。另一方面，当执行双面图像形成时，记录材料P被中间排出辊16一次输送到中途，然后由于中间排出辊16的反向旋转而被切换回来。因此，反转挡板19被切换，使得记录材料P被供给到双面输送路径20。供给到双面输送路径20的记录材料P被双面输送辊21移动，并且再次被输送辊10和输送辊单元11供给到阻挡部。随后，通过与第一面(正面侧)图像形成相同的步骤，执行第二面(背面)图像形成。在第二面图像形成之后，记录材料P通过中间排出辊16被输送到排出辊17，并且被排出到排出托盘18上。

顺便提及，在本实施方案中，将感光鼓1以及(作为作用于感光鼓1上的处理单元的充电辊2、显影装置4和清洁器6集成，从而形成处理盒7。相对于形成图像形成装置100的外壳的装置主体101可拆卸地安装处理盒7。

在本实施方案中，使用集成的处理盒。然而，可以使用用于将新调色剂从调色剂瓶或调色剂包补充到显影剂容器中的所谓调色剂补充系统的盒。

调色剂的说明

为了解决传统图像形成装置的问题，本发明人进行了仔细的研究。结果，本发明人发现如下：使用具有包含粘合剂树脂的调色剂颗粒的调色剂，所述调色剂颗粒的表面具有多元酸和包含第4族元素的化合物的反应物，并且满足Fv＜Tv，其中Tv表示未定影调色剂图像的体积电阻率，Fv表示定影后已被加热和加压的调色剂图像的体积电阻率，控制有待施加到定影装置的定影偏压的极性；作为结果，可以减少灰尘(如记录材料的填料或纸粉)在定影部件上的沉积或污渍。

多元酸倾向于接受电子对，并且带负电。因此，多元酸以及含第4族元素的化合物的反应物也倾向于带负电，并且充电性能优异。此外，第4族元素(钛族元素的金属)在氧化数为+4时最稳定。因此，形成与多元酸的交联结构，并且该交联结构促进电子的转移。因此，对于在调色剂颗粒表面上具有多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的调色剂，赋予调色剂表面的电荷往往通过该交联结构传递并传播到整个表面。当调色剂通过定影被加热和加压时，调色剂颗粒表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物与熔融调色剂颗粒混合。这允许表现出促进电荷转移到调色剂颗粒内部的特性。作为结果，与未定影状态相比，定影后的体积电阻率降低。

另一方面，对于表面上不具有多元酸与含第4族元素的化合物的反应物并且例如包含氧化钛作为电阻调节剂的调色剂，与多元酸和含第4族元素的化合物的反应物相比，通过接触赋予的电荷不太可能在表面上转移，并且电荷趋向于集中到表面(的接触部分)。此外，同样由于调色剂颗粒之间的接触，与多元酸和含第4族元素的化合物的反应物相比，电荷不太可能转移。另外，即使当调色剂通过定影而被加热和加压时，与多元酸和含第4族元素的化合物的反应物相比，也没有表现出将电荷转移到调色剂颗粒内部的特性。因此，认为如下：定影之后和未定影状态之间的体积电阻率没有显著差异，并且没有产生如本发明调色剂的效果。

任何多元酸都是可接受的，只要该多元酸是二价或更高价的酸。其具体实例可包括以下。

无机酸，例如磷酸、碳酸和硫酸；以及有机酸，例如二羧酸、三羧酸。

有机酸的具体实例可包括以下。

二羧酸，例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、富马酸、马来酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。

三羧酸，例如柠檬酸、丙烯三甲酸和偏苯三酸酐。

其中，优选地，多元酸包括选自以下的至少一种：碳酸、硫酸和磷酸，因为多元酸与第4族元素强烈反应，并且不太可能是吸湿的。更优选地，多元酸包括磷酸。对于多元酸，可以按原样使用多元酸。作为替代，可以按如下形式使用多元酸：多元酸与钠、钾、锂等的碱金属盐；与镁、钙、锶、钡等的碱土金属盐；或多元酸的铵盐。

含第4族元素的化合物没有特别限制，只要其是含第4族元素的化合物，并且任何化合物是可接受的。作为第4族元素，可以提及钛、锆、铪等。其中，第4族元素优选包括钛和锆中的至少一种。

包含钛的化合物的具体实例可包括以下。

钛醇盐，例如钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯或钛酸四辛酯。

钛螯合物，例如二异丙氧基双(乙酰丙酮)钛、四乙酰丙酮钛、二异丙氧基双(乙酰乙酸乙酯)钛、二-2-乙基己氧基双2-乙基-3-羟基己氧基钛、二异丙氧基双乙基乙酰乙酸钛、乳酸钛、乳酸钛铵盐、二异丙氧基双三乙醇胺钛、异硬脂酸钛、氨基乙基氨基乙醇钛和三乙醇胺化钛。

其中，钛螯合物容易与多元酸反应，因此为优选的。此外，更优选乳酸钛和乳酸钛铵盐。

包含锆的化合物的具体实例可包括以下。

锆醇盐，例如四丙醇锆和四丁醇锆。

锆螯合物，例如四乙酰丙酮锆、三丁氧基单乙酰丙酮锆、二丁氧基双(乙酰乙酸乙酯)锆、乳酸锆和乳酸锆铵盐。

其中，锆螯合物容易与多元酸反应，因此为优选的。此外，更优选乳酸锆和乳酸锆铵盐。

包含铪的化合物的具体实例可包括以下。

铪螯合物，例如乳酸铪和乳酸铪铵盐。

具有多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的调色剂颗粒的表面的实例可以包括如下状态：其中多元酸与含第4族元素的化合物的反应物存在于调色剂颗粒的表面上。作为允许多元酸与含第4族元素的化合物的反应物存在于调色剂颗粒的表面上的方法，可以使用各种常规已知的方法。例如，有以下方法。

一种方法是：其中在调色剂基础颗粒的分散体中，使多元酸与含第4族元素的化合物相互反应，并且使所得反应物沉积在调色剂基础颗粒的表面上，从而得到调色剂颗粒。例如，可以提及以下方法，其中将多元酸和含第4族元素的化合物添加并混合到调色剂基础颗粒的分散体中，使得多元酸和含第4族元素的化合物相互反应，产生反应物，并同时搅拌该分散体，从而使反应物沉积在调色剂基础颗粒的表面上，产生调色剂颗粒。

此外，例如，可以提及以下方法：使多元酸和含第4族元素的化合物相互反应，从而制造包含反应物的细颗粒，将其与调色剂基础颗粒混合；因此，包含反应物的细颗粒沉积在调色剂基础颗粒的表面上，产生调色剂颗粒。具体而言，使用诸如FM混合器、MechanoHybrid(NIPPON COKE&ENGINEERING CO.,LTD.制造)、超级混合器或NOBILTA(HOSOKAWAMICRON CORPORATION制造)等用于赋予剪切力的高速搅拌器，可将调色剂基础颗粒和反应物的细颗粒混合。其中，优选以下方法：将多元酸和含第4族元素的化合物添加并混合到调色剂基础颗粒的分散体中，使得多元酸和含第4族元素的化合物相互反应，产生反应物，并同时搅拌该分散体；因此，反应物沉积在调色剂基础颗粒的表面上，从而获得调色剂颗粒。

上述方法可以提供一种调色剂颗粒，其中多元酸和含第4族元素的化合物的细颗粒状反应物均匀分散在调色剂颗粒上，并且调色剂基础颗粒和反应物彼此牢固结合。

可通过使多元酸与含第4族元素的化合物在溶剂中相互反应而获得多元酸与含第4族元素的化合物的反应物。任何溶剂均可作为溶剂。溶剂的具体实例可包括以下。

己烷、苯、甲苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、1-丁醇、1-丙醇、2-丙醇、甲醇、乙醇和水。

多元酸与含第4族元素的化合物的反应物没有特别限制。优选多元酸与第4族元素的盐(下文也称其为多元酸金属盐)。从抑制大量打印的图像劣化的观点来看，优选包括选自以下的至少一种：硫酸钛、碳酸钛、磷酸钛、硫酸锆、碳酸锆和磷酸锆。更优选地，包括磷酸钛和磷酸锆中的至少一种。

包含多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的细颗粒的数均颗粒直径优选为至少1nm且不超过400nm，更优选至少1nm且不超过200nm，且进一步优选至少1nm且不超过60nm。通过将细颗粒的数均颗粒直径设置在上述范围内，可以抑制由于细颗粒的解吸引起的部件污染。作为将细颗粒的数均颗粒直径调整到上述范围内的方法，可以提及基于如下的方法：作为细颗粒原料的多元酸和含第4族元素的化合物的添加量，它们之间反应时的pH，反应期间的温度等。

调色剂颗粒中多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的含量优选为至少0.01质量％且不超过5.00质量％，更优选为至少0.01质量％且不超过3.00质量％。

对于本发明的调色剂，优选地，Ml为至少1.0(at％)且不超过10.0(at％)，其中金属元素M表示包含在多元酸金属盐中的金属元素，并且M1(at％)表示在调色剂表面的构成元素比率中的金属元素M的比率，通过调色剂的X射线光电子能谱法获得的光谱确定。

进一步地，将1g调色剂分散在包含31g 61.5％蔗糖水溶液和6g用于精密测量装置清洁的10％中性洗涤剂水溶液(包含非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂)的混合水溶液中，并且进行处理(a)：使用振动器进行振动300次持续1分钟，从而得到调色剂。所得调色剂称为调色剂(a)。将由调色剂(a)的X射线光电子能谱法得到的光谱确定的调色剂表面构成元素比例中的金属元素M的比例称为M2(at％)。因此，M1和M2均为至少1.0且不大于10.0，优选地，M1和M2满足以下关系式(ME-1)：

0.90≤M2/M1(ME-1)

通过处理(a)，可以去除弱沉积在调色剂表面上的多元酸金属盐。具体而言，通过干法沉积在调色剂基础颗粒上的多元酸金属盐易于通过处理(a)被去除。因此，可以通过处理(a)来评价存在于调色剂表面上的多元酸金属盐。处理(a)引起的各参数变化越小表明多元酸金属盐对调色剂基础颗粒的附着越强。

M1和M2表示在每次处理之前和之后多元酸金属盐对调色剂表面的覆盖状态。然后，多元酸金属盐对调色剂表面的覆盖状态有助于带电性和电荷的转移性。M1和M2优选为至少1.0(at％)且不大于10.0(at％)。当M1和M2落入该范围内时，调色剂的负带电性和电荷的转移性变得更好。M1和M2更优选为至少1.0(at％)且不大于7.0(at％)，进一步优选为至少1.5(at％)且不大于5.0(at％)。

式(ME-1)是指通过处理(a)未从调色剂表面剥离而是保留在调色剂表面上的多元酸金属盐的比率。当式(ME-1)为0.90以上时，多元酸金属盐牢固地附着到调色剂表面。因此，抑制了多元酸金属盐从调色剂向部件的转移。因此，即使长期使用，也可以获得稳定且耐久性优异的调色剂。

当使多元酸和含第4族元素的化合物在调色剂基础颗粒的分散体中相互反应，并且所得反应物沉积在调色剂基础颗粒表面上，从而获得调色剂颗粒时，优选组合使用由下式(2)表示的有机硅化合物。有机硅化合物的组合使用使得所得反应物更牢固地附着到调色剂颗粒，并使多元酸与含第4族元素的化合物的反应物疏水，从而导致环境稳定性的进一步改善。

具体而言，首先，制备调色剂基础颗粒的分散体。调色剂基础颗粒优选为包括通过后述的方法形成的凸出部的调色剂基础颗粒。然后，水解有机硅化合物(优选由下式(2)表示)。有机硅化合物可以预先水解，或者可以在调色剂基础颗粒的分散体中水解。然后，当使多元酸和含第4族元素的化合物在调色剂基础颗粒的分散体中相互反应，并且所得反应物沉积在调色剂基础颗粒表面上时，所产生的有机硅化合物的水解产物缩合，产生调色剂颗粒。所产生的缩合物转移到调色剂颗粒表面。缩合物具有粘度。因此，可以使多元酸和含第4族元素的化合物的反应物与调色剂颗粒的表面紧密接触，并且可以使反应物更牢固地附着到调色剂颗粒。此外，缩合物还转移到反应物的表面，这使得反应物疏水，并进一步改善环境稳定性。

通过使用由式(2)表示的化合物，由R_b表示的取代基与调色剂基础颗粒具有亲和性，因此牢固地附着到调色剂基础颗粒，所产生的缩合物中的硅聚合物部分与多元酸和含第4族元素的化合物的反应物具有亲和性，从而牢固地附着到反应物。在调色剂颗粒的表面上存在多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的方面，多元酸与含第4族元素的化合物的反应物优选通过有机硅聚合物沉积在调色剂颗粒表面上。此外，多元酸与含第4族元素的化合物的反应物优选不是通过机械冲击力附着到其上的反应物。

R_a(n)-Si-R_b(4-n) (2)

在式(2)中，R_a表示卤素原子、羟基或(具有优选1至4个碳原子，更优选1至3个碳原子的)烷氧基，R_b表示(具有优选1至8个碳原子，更优选1至6个碳原子的)烷基、(具有优选1至6个碳原子，更优选1至4个碳原子的)烯基、(具有优选6至14个碳原子，更优选6至10个碳原子的)芳基、(具有优选1至6个碳原子，更优选1至4个碳原子的)酰基或甲基丙烯酰氧基烷基。n表示2至4的整数。然而，当存在多个R_a和R_b时，所述多个R_a和所述多个R_b的取代基可以分别相同或不同。在下文中，将式(2)中的R_a称为官能团，将R_b称为取代基。式(2)表示的有机硅化合物没有特别限制，并且可以使用公知的有机硅化合物。具体而言，以下可提及具有两个官能团的硅烷化合物、具有三个官能团的三官能硅烷化合物和具有四个官能团的四官能硅烷化合物。

作为双官能硅烷化合物，可以提及二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷等。

作为三官能硅烷化合物，可以提及以下。

具有烷基作为取代基的三官能硅烷化合物，例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基二乙氧基甲氧基硅烷、甲基乙氧基二甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、和癸基三乙氧基硅烷；

具有烯基作为取代基的三官能硅烷化合物，例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、和烯丙基三乙氧基硅烷；

具有芳基作为取代基的三官能硅烷化合物，例如苯基三甲氧基硅烷、和苯基三乙氧基硅烷；

具有甲基丙烯酰氧基烷基作为取代基的三官能硅烷化合物，例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基甲氧基硅烷、和γ-甲基丙烯酰氧基丙基乙氧基二甲氧基硅烷等。

作为四官能硅烷化合物，可以提及四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷等。

调色剂颗粒中的选自由式(2)表示的有机硅化合物的至少一种有机硅化合物的缩合物的含量优选为至少0.1质量％且不超过20.0质量％，并且更优选至少0.5质量％且不超过15.0质量％。

调色剂颗粒优选具有包含粘合剂树脂的调色剂基础颗粒和调色剂基础颗粒表面的凸出部。然后，凸出部优选地包含有机硅聚合物。包含有机硅聚合物的凸出部的形成方法没有特别限制，且可以使用公知的方法。例如，当在水性介质中形成调色剂颗粒时，在水性介质中进行聚合步骤等的同时，如上所述添加有机硅化合物的水解溶液，从而可以形成凸出部。作为替代，可以提及以下方法，其中在其中分散有调色剂基础颗粒的水性介质中使有机硅化合物缩合，从而在调色剂基础颗粒上形成凸出部。另外作为替代，可以提及以下方法，其中包含有机硅聚合物的凸出部通过机械外力以干法或湿法沉积在调色剂基础颗粒上。其中，在其中分散有调色剂基础颗粒的水性介质中使有机硅化合物缩合，从而在调色剂基础颗粒上形成凸出部的方法是优选的，因为该方法能够引起调色剂基础颗粒和凸出部牢固地相互附着。

将描述上述方法。当使用上述方法在调色剂基础颗粒表面上形成凸出部时，该方法优选包括以下步骤：获得包含分散在水性介质中的调色剂基础颗粒的调色剂基础颗粒分散体的步骤(步骤1)，和将有机硅化合物(和/或其水解产物)与调色剂基础颗粒分散体混合，并在调色剂基础颗粒分散体中进行有机硅化合物的缩合反应，从而在调色剂基础颗粒上形成包含有机硅聚合物的凸出部的步骤(步骤2)。

作为在步骤1中获得调色剂基础颗粒分散体的方法，可以提及以下方法：按原样使用在水性介质中制造的调色剂基础颗粒的分散体的方法；其中将干燥的调色剂基础颗粒加入水性介质中并机械分散在其中的方法；或其他方法。当干燥的调色剂基础颗粒分散在水性介质中时，可以使用已知的分散助剂。

在步骤2中，有机硅化合物可以按原样加入调色剂基础颗粒分散体中，也可以在水解后添加到调色剂基础颗粒分散体中。特别地，在水解后添加有利于缩合反应的控制，并且可以减少残留在调色剂基础颗粒分散体中的有机硅化合物的量，因此是优选的。

水解优选在水性介质中进行，使用已知的酸和碱调节pH值。已知有机硅化合物的水解具有pH值依赖性。优选根据有机硅化合物的种类适当改变用于进行水解的pH值。例如，当甲基三乙氧基硅烷用作有机硅化合物时，水性介质的pH值优选为至少2.0且不超过6.0。

步骤2中的缩合反应优选通过调节调色剂基础颗粒分散体的pH值来控制。已知有机硅化合物的缩合反应具有pH值依赖性。优选根据有机硅化合物的种类适当改变用于进行缩合反应的pH值。

例如，当使用甲基三乙氧基硅烷作为有机硅化合物时，水性介质的pH值优选为至少6.0且不超过12.0。通过调节pH值，可以控制凸出部的高度和凸出部的宽度。对于有机硅化合物，可以使用由式(I)表示的化合物。

在凸出部形成之后，优选通过上述方法使多元酸与含第4族元素的化合物的反应物存在于调色剂颗粒的表面上。即，调色剂颗粒优选在所述凸出部的表面上具有多元酸与含第4族元素的化合物的反应物。

有机硅聚合物优选具有由以下式(II)表示的结构。

R-SiO_3/2 (II)

(在式(II)中，R表示(具有优选1至8个，更优选1至6个碳原子的)烷基，(具有优选1至6个，更优选1至4个碳原子的)烯基，(具有优选1至6个，更优选1至4个碳原子的)酰基，或(具有优选6至14个，更优选6至10个碳原子的)芳基或甲基丙烯酰氧基烷基)。

式(II)表示有机硅聚合物具有有机基团和硅聚合物部分。其结果是，在具有式(II)所示结构的有机硅聚合物中，有机基团与调色剂基础颗粒具有亲和性，因此牢固地附着到调色剂基础颗粒，并且硅聚合物部分与多元酸和含第4族元素的化合物的反应物具有亲和性，因此牢固地附着到该反应物。

此外，式(II)表示有机硅聚合物是交联的。有机硅聚合物具有交联结构，从而导致有机机硅聚合物的强度增加。此外，残留硅烷醇基团的数目减少，从而导致疏水性增加。因此，进一步地，耐久性优异。

在式(II)中，R优选为具有至少1个且不超过6个碳原子的烷基，例如甲基、丙基、或正己基、乙烯基、苯基或甲基丙烯酰氧基丙基，更优选为具有至少1个且不超过6个碳原子的烷基或乙烯基。具有该结构的有机硅聚合物在有机基团的分子迁移率方面受到控制，从而兼具硬度和柔性，因此抑制了调色剂的劣化，并且即使当长期使用时也表现出优异的性能。

调色剂颗粒表面还具有细颗粒。细颗粒的数均颗粒直径优选为至少50nm且不超过500nm，更优选至少50nm且不超过200nm。由于间隔体效应，包含细颗粒能够控制存在于调色剂颗粒表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物向部件转移。因此，即使在长期使用中，也抑制调色剂的带电能力的降低和带电部件的带电授予能力的降低。

细颗粒没有特别限制，并且可以使用常规已知的细颗粒。具体地，可以提及以聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、酚醛树脂等为代表的交联或非交联树脂的细颗粒，技术产品氧化硅细颗粒如湿法氧化硅或干法氧化硅，或通过用处理剂如硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油对技术产品氧化硅细颗粒进行表面处理而获得的氧化硅细颗粒，具有由有机硅化合物聚合得到的有机硅聚合物的有机硅聚合物细颗粒，等等。其中，细颗粒优选为包含硅的细颗粒，更优选为氧化硅细颗粒。

细颗粒的含量优选为每100.0质量份调色剂颗粒至少0.1质量份且不超过5.0质量份。

调色剂基础颗粒的制造方法没有特别限制，可以使用公知的悬浮聚合法、溶解悬浮法、乳化聚集法、粉碎法等。当在水性介质中制造调色剂基础颗粒时，包含调色剂基础颗粒的水性介质可以按原样用作调色剂基础颗粒的分散体。作为替代，在进行清洁、过滤和干燥之后，可以进行在水性介质中的再分散，从而导致调色剂基础颗粒的分散。另一方面，当通过干法制造调色剂基础颗粒时，可以用已知方法进行在水性介质中的分散，从而导致调色剂基础颗粒的分散。为了将调色剂基础颗粒分散在水性介质中，水性介质优选含有分散稳定剂。

下面将具体描述使用悬浮聚合法制造调色剂基础颗粒的实例。首先，将能够产生粘合剂树脂的可聚合单体和(如果需要时的)各种添加剂混合，并使用分散器制备包括溶解或分散在其中的物质的可聚合单体组合物。作为各种添加剂，可提及着色剂、蜡、电荷控制剂、聚合引发剂、链转移剂等。作为分散器，可提及均化器、球磨机、胶体磨机或超声波分散器。

然后，将可聚合单体组合物加入含有难溶于水的无机细颗粒的水性介质中，使用高速分散机如高速搅拌机、超声波分散机等制备可聚合单体组合物的液滴(造粒步骤)。随后，使液滴中的可聚合单体聚合，从而产生调色剂基础颗粒(聚合步骤)。聚合引发剂可在制备可聚合单体组合物时进行混合，或者可混合在可聚合单体组合物中随后立即在水性介质中形成液滴。作为替代，在液滴的造粒期间或造粒完成之后，即聚合反应即将开始之前，如果需要的话，可添加聚合引发剂，同时使其溶解于可聚合单体或另一溶剂中。在使可聚合单体聚合并获得树脂颗粒之后，如果需要的话，理想地进行去溶剂化处理，从而获得调色剂基础颗粒的分散体。

作为粘合剂树脂，可例举以下树脂或聚合物。

乙烯基类树脂；聚酯树脂；聚酰胺树脂；呋喃树脂；环氧树脂；二甲苯树脂；和硅树脂。

其中，优选乙烯基类树脂。顺便提及，作为乙烯基类树脂，可以提及以下单体的聚合物或其共聚物。其中，优选苯乙烯类单体与不饱和羧酸酯的共聚物。

苯乙烯类单体，诸如苯乙烯或α-甲基苯乙烯；不饱和羧酸脂，诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯；不饱和羧酸，诸如丙烯酸或甲基丙烯酸；不饱和二元羧酸，诸如马来酸；不饱和二羧酸酐，诸如马来酸酐；腈类乙烯基单体，诸如丙烯腈；含卤素的乙烯基单体，诸如氯乙烯；和硝基类乙烯基单体，诸如硝基苯乙烯。

作为着色剂，使用下面的黑色颜料、黄色颜料、品红颜料、青色颜料等(在本实施方案中，使用单色打印机；然而，当对于彩色打印机使用着色剂时，将描述黄色、品红或青色调色剂的颜料的示例)。

作为黑色颜料，可提及炭黑等。

作为黄色颜料，可提及单偶氮化合物；双偶氮化合物；缩合偶氮化合物；异吲哚啉酮化合物；异吲哚啉化合物；苯并咪唑酮化合物；蒽醌化合物；偶氮金属络合物；次甲基化合物；或烯丙基酰胺化合物。

具体而言，可提及C.I.颜料黄74、93、95、109、111、128、155、174、180、185等。

作为品红颜料，可提及单偶氮化合物；缩合偶氮化合物；二酮吡咯并吡咯化合物；蒽醌化合物；喹吖啶酮化合物；碱性染料色淀化合物；萘酚化合物：苯并咪唑酮化合物；硫靛化合物；或二萘嵌苯化合物。

具体而言，可提及C.I.颜料红2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254或269，C.I.颜料紫19等。

作为青色颜料，可提及酞菁铜化合物及其衍生物；蒽醌化合物；或碱性染料色淀化合物。具体而言，可提及C.I.颜料蓝1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62或66。

此外，通常已知作为着色剂的各种染料可以与颜料组合使用。对于每100质量份的粘合剂树脂，着色剂的含量相优选为至少1.0质量份且不超过20.0质量份。

还可允许调色剂包括磁性体，从而产生磁性调色剂。在这种情况下，该磁性体也可以用作着色剂。作为磁性体，可提及以磁铁矿、赤铁矿、铁氧体等为代表的氧化铁；以铁、钴、镍等为代表的金属，或该金属与诸如铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨或钒等金属的合金、及其混合物等。

蜡的实例可包括以下。

可提及一元醇和脂肪族一元羧酸的酯，例如山嵛酸二十二烷醇酯、硬脂酸十八烷醇酯或棕榈酸棕榈醇酯，或单价羧酸与脂肪族一元醇的酯；二元醇和脂肪族一元羧酸的酯，例如癸二酸二十二烷醇酯或二山嵛酸己二醇酯，或二价羧酸和脂肪族一元醇的酯；三元醇和脂肪族一元羧酸的酯，例如三山嵛酸丙三醇酯，或三价羧酸和脂肪族一元醇的酯；四元醇和脂肪族一元羧酸的酯，例如季戊四醇四硬脂酸酯，或季戊四醇四棕榈酸酯，或四价羧酸和脂肪族一元醇的酯；六元醇和脂肪族一元羧酸的酯，例如二季戊四醇六硬脂酸酯或二季戊四醇六棕榈酸酯，或六价羧酸和脂肪族一元醇的酯；多元醇和脂肪族一元羧酸的酯，例如聚山嵛酸丙三醇酯，或多价羧酸和脂肪族一元醇的酯；天然酯蜡，例如巴西棕榈蜡或米糠蜡；石油型蜡，例如石蜡、微晶蜡或矿脂，及其衍生物；通过费-托法获得的烃蜡及其衍生物；聚烯烃蜡，例如聚乙烯蜡或聚丙烯蜡及其衍生物；高级脂肪醇；脂肪酸，例如硬脂酸或棕榈酸；或酸酰胺蜡。

对于每100质量份的粘合剂树脂，所述蜡的含量优选为至少0.5质量份且不超过20.0质量份。

调色剂可包括以不损害特性或效果的程度从外部添加到调色剂颗粒的各种有机或无机细颗粒。作为所述有机或无机细颗粒，例如，使用以下那些。

(1)流动性赋予剂：氧化硅、氧化铝、氧化钛、炭黑、氟化碳。

(2)磨料：金属氧化物(例如钛酸锶、氧化铈、氧化铝、氧化镁和氧化铬)、氮化物(例如氮化硅)、碳化物(例如碳化硅)和金属盐(例如硫酸钙、硫酸钡和碳酸钙)。

(3)润滑剂：氟系树脂细颗粒(例如偏氟乙烯和聚四氟乙烯)、脂肪酸金属盐(例如硬脂酸锌和硬脂酸钙)。

(4)电荷可控颗粒：金属氧化物(例如氧化锡、氧化钛、氧化锌、氧化硅和氧化铝)和炭黑。

也可以对有机或无机细颗粒进行疏水处理。作为所述有机或无机细颗粒的疏水处理的处理剂，可提及未改性的硅树脂清漆、各种改性的硅树脂清漆、未改性的硅油、各种改性的硅油、硅烷化合物、硅烷偶联剂、其它有机硅化合物和有机钛化合物。处理剂可以单独使用或组合使用。

调色剂的各项物理性能的测量方法

下面，将描述各项物理性能值的测量方法。

调色剂颗粒的重均颗粒直径(D4)和数均颗粒直径(D1)等的测量方法

以如下方式计算调色剂基础颗粒、调色剂颗粒或调色剂(在下文中在测量方法的描述中将其仅描述为调色剂颗粒)的重均颗粒直径(D4)和数均颗粒直径(D1)。

作为测量设备，使用通过孔电阻法的配备有100μm孔管的精密颗粒尺寸分布测量设备“Coulter/counter Multisizer 3”(注册商标，由Beckman/Coulter Co.,Ltd.制造)。为了设置测量条件和分析所测量的数据，使用了附带的专用软件“Beckman/CoulterMultisizer 3version 3.51”(由Beckman/Coulter Co.,Ltd.制造)。顺便提及，以25000个有效测量通道数进行测量。对于测量中使用的水性电解液，可以使用通过将保证试剂氯化钠溶解在离子交换水中至1.0％浓度获得的溶液，例如，“ISOTON II”(由Beckman/CoulterCo.,Ltd.制造)。

顺便提及，在执行测量和分析之前，以如下方式设置专用软件。在专用软件的“标准测量方法的改变(SOMME)”屏幕中，将控制模式的总计数设置为50000个颗粒，将测量次数设置为1，并且对于Kd值，设置使用“标准颗粒10.0μm”(由Beckman/Coulter Co.,Ltd.制造)获得的值。通过按下“阈值/噪声水平的测量按钮”，阈值和噪声级被自动设置。此外，将电流设置为1600μA，将增益设置为2，并将水性电解液设置为ISOTON II，并检查“测量后孔管的冲洗”。在专用软件的“从脉冲到颗粒直径的转换设置”屏幕中，以对数颗粒尺寸设置bin间隔，颗粒尺寸bin设置为256颗粒直径bin，并且颗粒尺寸范围设置为2μm至60μm。

具体测量方法如下。

(1)将专门用于Multisizer 3的玻璃制250mL圆底烧杯装入200.0mL水性电解液，并放置在样品架上。因此，使用搅拌棒以24转/秒的速度逆时针搅拌。然后，通过专用软件的“孔管冲洗”功能去除孔管中的污渍和气泡。

(2)在100mL平底玻璃烧杯中装入30.0mL水性电解液。向其中加入0.3mL的通过用离子交换水稀释“Contaminon N”(用于精密测量设备清洁的pH-7中性洗涤剂的10％水溶液，包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂，由Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.制造)至3倍质量获得的稀释液作为分散剂。

(3)准备超声分散单元“Ultrasonic Dispersion System Tetora150”(由NikkakiBios Co.,Ltd.制造)，其内部包括两个振荡器，每个振荡器的振荡频率为50kHz，相移180°并且电输出为120W。将3.3L离子交换水装入超声分散单元的水箱中，并向水箱中加入2.0mL的Contaminon N。

(4)将第(2)节中的烧杯放置在超声分散单元的烧杯固定孔内，并运行该超声分散单元。然后，调节烧杯的高度位置以便使烧杯中的水性电解液的液面的共振状态最大化。

(5)用超声波照射烧杯中的水性电解液，将10毫克的调色剂颗粒添加到第(4)节中的水性电解液中并逐渐地分散在其中。然后，继续该超声分散处理持续另外60秒。顺便提及，适当地调节水箱中的水温，以便对于超声分散处于至少10℃且不超过40℃。

(6)使用移液管将第(5)节中的水性电解液(包括分散在其中的调色剂颗粒)逐滴添加到放置在样品架中的第(1)节中的圆底烧杯中，并且将所得混合物调节到5％的测量浓度。然后，进行测量，直到测量的颗粒数变为50000。

(7)利用该设备自带的专用软件对测量数据进行分析，计算重均颗粒直径(D4)和数均颗粒直径(D1)。顺便提及，当所述专用软件被设置为以图线/体积％显示数据时，“分析/体积统计值(算术平均)”屏幕上的“平均直径”是重均颗粒直径(D4)，并且当所述专用软件被设置为以图线/数量％显示数据时，“分析/数量统计值(算术平均)”屏幕上的“平均直径”是数均颗粒直径(D1)。

使用X射线光电子能谱法对金属元素M的比率M1和M2的计算方法

处理(a)

向100mL离子交换水中添加160g蔗糖(由KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd.制造)，并在热水浴中加热时溶解，由此制备61.5％蔗糖水溶液。向离心管中装入31.0g蔗糖浓缩物和6gContaminon N(商品名)(用于精密测量设备清洁的pH-7中性洗涤剂的10质量％水溶液，其包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂，由Wako Pure ChemicalIndustries制造)，从而制造分散体。向该分散体中添加1.0g调色剂，并用抹刀等将该调色剂块松解。用振动器以300spm(行程/分钟)将离心管振荡20分钟。在振荡之后，用该溶液代替摆动转子的玻璃管中的内容物(50mL)，并用离心分离机在3500rpm条件下分离30分钟。目视观察到调色剂和水溶液之间的充分分离，并且用抹刀等收集在最上层处分离的调色剂。收集的调色剂通过真空过滤器过滤，然后通过干燥器干燥一小时以上。将干燥后的产物用抹刀压碎，从而产生调色剂(a)。

对于本发明的调色剂，即调色剂(a)，使用X射线光电子能谱，按以下方式进行测量，从而计算M1和M2。通过在以下条件下测量调色剂来计算金属元素M的比率M1和比率M2。

测量设备：X射线光电子能谱仪：Quantum 2000(由ULVAC-PHI INC.,Ltd制造)

X射线源：单色Al Kα

X射线设置：100μmφ(25W(15KV))

光电子出射角：45度

中和条件：结合使用中和剂和离子枪

分析面积：300×200μm

通过能量：58.70eV

步长：0.1.25eV

分析软件：Multipak(PHI Co.)

这里，例如，为了计算Ti原子的定量值，使用Ti 2p(B.E.452至468eV)的峰值。本文获得的Ti元素的定量值称为M1(at％)。

使用上述方法，测量本发明的调色剂和调色剂(a)，从而将各调色剂的金属元素M的比率分别称为M1(at％)和M2(at％)。

多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的检测方法

使用飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)，以如下方式检测调色剂表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物(优选多元酸金属盐)。在以下条件下使用TOF-SIMS(TRIFTIV：由ULVAC-PHI INC.,Ltd制造)分析每种调色剂样品。

一次离子种类：金离子(Au⁺)

二次离子电流值：2pA

分析面积：300×300μm²

像素数目：256×256像素

分析时间：3分钟

重复频率：8.2kHz

充电中和：开

二次离子极性：正

二次离子质量范围：m/z 0.5至1850

样品基底：铟

在上述条件下进行分析。当检测到来自包括第4族金属离子和多元酸离子的二次离子的峰时(例如，对于磷酸钛为TiPO₃(m/z127)或TiP₂O₅(m/z 207))，认为在调色剂表面上存在多元酸与含第4族元素的化合物的反应物。

含氧化硅细颗粒的一次颗粒的数均颗粒直径的测量方法

使用扫描电子显微镜“S-4800”(商品名；由Hitachi Ltd.制造)进行含氧化硅细颗粒的一次颗粒的数均颗粒直径的测量。对包括添加在其中的含氧化硅细颗粒的调色剂进行观察。在放大到最大50000倍的视场中，随机测量含氧化硅细颗粒的100个一次颗粒的长轴，从而确定数均颗粒直径。根据含氧化硅细颗粒的尺寸适当调节观察放大倍数。

有机硅聚合物的凸出部以及凸出部表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的观察

使用透射电子显微镜(TEM)，通过以下方法观察调色剂的横截面。首先，将调色剂充分分散在常温可固化环氧树脂中，然后在40℃气氛下固化2天。使用配有金刚石刀片的切片机(EM UC7：由LEICA Co.制造)从所产生的固化产物切出厚度为50nm的薄片状样品。

对于该样品，在200V加速电压和1mm电子束探针尺寸的条件下，使用TEM(JEM2800型号：由JEOL Ltd.制造)以500000倍的放大倍数观察调色剂的横截面。在该步骤中，根据后述的调色剂的数均颗粒直径(D1)的测量方法，选择在测量相同调色剂时具有的最大直径为数均颗粒直径(D1)0.9倍至1.1倍的调色剂的横截面。

随后，使用能量色散X射线光谱法(EDX)分析所获得的调色剂的横截面的构成元素，从而产生EDX映射图像(256×256像素(2.2nm/像素)，累计次数200)。当在产生的EDX映射图像中，在调色剂基础颗粒表面上观察到源自硅元素的信号，并且通过后述的有机硅聚合物确认方法确认该信号来自于该有机硅聚合物时，将该信号称为有机硅聚合物的图像。此外，当在调色剂基础颗粒的表面上连续观察到有机硅聚合物的图像时，将连接有机硅聚合物的图像的端点的线段称为基线。顺便提及，源自硅的信号强度等于背景的硅强度的部位被称为有机硅聚合物的图像的端点。

对于每条基线，寻找从基线到有机硅聚合物的图像表面的垂线呈最大长度的垂线，并将所述最大长度称为H。凸出部优选为包括具有至少30nm且不大于300nm的图像高度H的有机硅聚合物的图像。以凸出部的基线作为凸基线来测量凸基线的长度，并将其称为凸宽W。凸宽W的算术平均值优选为至少20nm且不大于500nm。

此外，在EDX映射图像中，凸出部优选地呈半圆形。半圆形可以仅仅是具有曲面且接近半圆形的形状，并且通常也包括半圆形。例如，半圆形包括半完美圆形和半椭圆形。半圆形包括沿通过圆心的直线切开的形状，即通过将圆一分为二获得的形状。此外，半圆形也包括沿不通过圆心的直线切开的形状，即比半个圆更大的形状和比半个圆更小的形状。

通过TOF-SIMS确认在调色剂表面上存在多元酸与含第4族元素的化合物的反应物。此外，对于凸出部，当在表面上观察到来自多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的金属的信号时，判断在该凸出部的表面上存在多元酸与含第4族元素的化合物的反应物。

有机硅聚合物的确认方法

通过Si和O的元素含量(原子％)比率(Si/O比)与样品之间的比较来确认调色剂颗粒表面上的有机硅聚合物。对于有机硅聚合物和氧化硅细颗粒的各自样品，在“有机硅聚合物的凸出部以及凸出部表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的观察”条款中描述的条件下执行EDX分析，从而得到Si和O的各自元素含量(原子％)。

A表示有机硅聚合物的Si/O比率，B表示氧化硅细颗粒的Si/O比率。选择测量条件，使得A显著大于B。具体而言，对于样品，在相同条件下进行10次测量，从而获得A和B以及各自的算术平均值。选择测量条件，使得所得平均值满足A/B＞1.1。当在“有机硅聚合物的凸出部以及凸出部表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物的观察”条款中观察到的调色剂横截面上观察到的硅被检测到的部分的Si/O比率比[(A+B)/2]更靠近A侧，则该部分被判断为有机硅聚合物。作为有机硅聚合物颗粒的样品，使用Tospal 120A(MomentivePerformance Materials Japan Consolidated Company)，并使用HDK V15(Asahi KaseiCorporation)作为氧化硅细颗粒的样品。

调色剂的制造实例

在下文，“份”和“％”均基于质量，除非另有规定。

多元酸金属盐细颗粒的制造实例

离子交换水100.0份

磷酸钠(12水合物)8.5份

将至此所述的组分混合，然后使用T.K.均相混合器(由PRIMIX Corporation制造)在室温下以10000rpm搅拌，添加60.0份乳酸锆铵盐(ZC-300，Matsumoto Fine ChemicalCo.Ltd.)(相当于7.2份乳酸锆铵盐)。向其中加入1.0mol/L盐酸以将pH值调节至7.0。将温度调至70℃，并保持搅拌，反应进行1小时。

此后，通过离心提取固体物。随后，将固体物再次分散在离子交换水中并通过离心提取固体物的步骤重复3次，从而去除钠离子等。再次将固体物分散在离子交换水中，并通过喷雾干燥进行干燥，从而得到数均颗粒直径为22nm的磷酸锆化合物细颗粒。

调色剂基础颗粒分散体的制造例

向装有390.0份离子交换水的反应容器中装入11.2份磷酸钠(12水合物)，并在氮气吹扫下于65℃保温1.0小时。使用T.K.均相混合器(由PRIMIX Corporation制造)，以12000rpm进行搅拌。在保持搅拌的同时，将7.4份氯化钙(2水合物)溶解于10.0份离子交换水中获得的氯化钙水溶液全部投入反应容器中，由此制备含有分散稳定剂的水性介质。此外，在反应容器内的水性介质中加入1.0mol/L的盐酸以便调节pH至6.0，从而制备水性介质。

制备可聚合单体组合物

苯乙烯：60.0份

炭黑(Nipex 35：Orion Engineered Carbons Co.制造)：6.3份

将材料装入研磨器(由NIPPON COKE&ENGINEERING Co.,LTD制造)中，并使用直径为1.7mm的氧化锆颗粒以220rpm进一步分散5.0小时，从而制备包含分散在其中的颜料的着色剂分散体。

然后，将以下材料加入着色剂分散体中。

苯乙烯10.0份

丙烯酸正丁酯30.0份

聚酯树脂5.0份

(对苯二甲酸与环氧丙烷2mol双酚A加合物的缩聚物，重均分子量Mw＝10000，酸值：8.2mg KOH/g)

HNP 9(熔点：76℃，由NIPPON SEIRO Co.,Ltd.制造)6.0份

将材料在65℃下保温，并使用T.K.均相混合器，以500rpm均匀溶解和分散，从而制备可聚合单体组合物。

造粒步骤

将水性介质的温度保持在70℃，搅拌器的转速保持在12000rpm，将可聚合单体组合物加入水性介质中，向其中添加8.0份聚合引发剂过氧化新戊酸叔丁酯。在通过搅拌器保持12000rpm的同时进行造粒10分钟。

聚合步骤

将搅拌器由高速搅拌器变更为带螺旋桨搅拌叶片的搅拌器，将温度保持在70℃并以200rpm搅拌。因此，进行聚合持续5.0小时。进一步地，升温至85℃，并加热2.0小时，从而进行聚合反应。进一步地，升温至98℃，并加热3.0小时，由此除去残留单体。向其中加入离子交换水，将分散体中的调色剂基础颗粒浓度调节至30.0质量％，从而产生包括分散在其中的调色剂基础颗粒的调色剂基础颗粒分散体。调色剂基础颗粒的数均颗粒直径(D1)为6.2μm，以及重均颗粒直径(D4)为6.9μm。

有机硅化合物溶液的制造例

离子交换水70.0份

甲基三乙氧基硅烷30.0份

在200mL烧杯中称取材料，并用10％盐酸将pH值调到3.5。然后，在60℃的水浴中加热的同时，进行搅拌持续1.0小时，从而制造有机硅化合物溶液。

调色剂1：实施例1

多元酸金属盐沉积步骤

在反应容器中称取以下样品，并使用螺旋桨搅拌叶片混合。

调色剂基础颗粒分散体500.0份

44％乳酸钛水溶液(TC-310：由Matsumoto Fine Chemical Co.Ltd.制造)3.2份(相当于1.4份乳酸钛)

有机硅化合物溶液10.0份

然后，使用1.0mol/L NaOH水溶液，将所得混合溶液的pH值调节至9.5，并保持溶液5.0小时。降温至25℃后，用1.0mol/L盐酸将pH值调至1.5，并进行搅拌1.0小时。然后，进行过滤，并用离子交换水清洗。将通过恒温器干燥所得粉末，然后通过空气分级器进行分级，从而得到调色剂颗粒1。调色剂颗粒1的数均颗粒直径(D1)为6.2μm，并且其重均颗粒直径(D4)为6.9μm。对调色剂颗粒1进行TOF-SIMS分析，从而检测到源自磷酸钛的离子。顺便提及，磷酸钛化合物是乳酸钛与源自磷酸钠或磷酸钙的磷酸离子在水性介质中的反应物。使用调色剂颗粒1作为本实施例的调色剂1。

调色剂2：实施例2

以与调色剂1的制造例相同的方式获得调色剂颗粒2，区别在于添加44％的乳酸钛水溶液(TC-310：由Matsumoto Fine Chemical Co.Ltd.制造)4.3份(相当于1.9份的乳酸钛)代替调色剂1的制造例中的3.2份。调色剂颗粒2的数均颗粒直径(D1)为6.2μm，并且其重均颗粒直径(D4)为6.9μm。对调色剂颗粒2进行TOF-SIMS分析，从而检测到源自磷酸钛的离子。使用调色剂颗粒2作为本实施例的调色剂2。

调色剂3:实施例3

以与调色剂1的制造例相同的方式获得调色剂颗粒3，区别在于添加44％的乳酸钛水溶液(TC-310：由Matsumoto Fine Chemical Co.Ltd.制造)2.1份(相当于0.9份的乳酸钛)代替调色剂1的制造例中的3.2份。调色剂颗粒3的数均颗粒直径(D1)为6.2μm，并且其重均颗粒直径(D4)为6.9μm。对调色剂颗粒3进行TOF-SIMS分析，从而检测到源自磷酸钛的离子。使用调色剂颗粒3作为本实施例的调色剂3。

调色剂4:实施例4

以与调色剂1的制造例相同的方式获得调色剂颗粒4，区别在于添加11.7份的乳酸锆铵盐(ZC-300，由Matsumoto Fine Chemical Co.Ltd.制造)(相当于1.4份的乳酸锆铵盐)代替调色剂1的制造例中的3.2份44％的乳酸钛水溶液(TC-310：由Matsumoto FineChemical Co.Ltd.制造)。调色剂颗粒4的数均颗粒直径(D1)为6.2μm，并且其重均颗粒直径(D4)为6.9μm。对调色剂颗粒4进行TOF-SIMS分析，从而检测到源自磷酸锆的离子。顺便提及，磷酸锆化合物是乳酸锆铵盐与源自磷酸钠或磷酸钙磷酸离子在水介质中的反应物。使用调色剂颗粒4作为本实施例的调色剂4。

调色剂5:实施例5

在反应容器中称取以下样品，并使用螺旋桨搅拌叶片进行混合。

调色剂基础颗粒分散体500.0份

然后，在保持温度至25℃的同时，用1.0mol/L盐酸将pH值调节至1.5，并搅拌1.0小时。然后，进行过滤，用离子交换水清洗。通过恒温器干燥所得粉末，随后通过空气分级机进行分级，从而得到调色剂颗粒5。

调色剂颗粒5 100.0份

疏水氧化硅细颗粒(六甲基二硅氮烷处理：数均颗粒直径12nm)1.0份

磷酸锆化合物细颗粒1.5份

将材料装入SUPERMIXER PICCOLO SMP-2(由KAWATA MFG.CO.,LTD.制造)，并在3000rpm下混合20分钟。此后，使所得混合物过滤通过具有150μm孔口的筛网，从而得到调色剂5。调色剂5的数均颗粒直径(D1)为6.2μm，并且其重均颗粒直径(D4)为6.9μm。对调色剂5进行TOF-SIMS分析，从而检测到源自磷酸锆的离子。

调色剂6：对比例：常规调色剂示例

在调色剂6的制造例中，代替磷酸锆化合物细颗粒，将1.5份数均颗粒直径为28nm的氧化钛细颗粒装入SUPERMIXER PICCOLO SMP-2(由KAWATA MFG.CO.,LTD.制造)。并以3000rpm混合20分钟。此后，使所得混合物过滤通过具有150μm孔口的筛网，从而得到调色剂6。对调色剂6进行TOF-SIMS分析，未检测到源自多元酸金属盐的离子。

所得调色剂1至6的物理性质示于表1中。

[表1]

本发明中使用的调色剂在定影前后的体积电阻率的确认

首先，为了确认本发明的调色剂的特性，用调色剂1和调色剂6，使用所述图像形成装置，在由Xerox Co.制造的作为记录材料的多用途纸(其具有信纸尺寸和75g/m²的基重)上，形成各自具有0.4mg/cm²粘附调色剂的量的实心黑色图像，从而形成未定影样品和定影后样品。

作为定影条件，作为图像形成装置的一个实例，使用具有以约200mm/sec的处理速度每分钟打印40张记录材料(其具有LTR纵向尺寸)的生产率的图像形成装置。在这种情况下，纸间期距离为约20mm。使用直径为约Φ18的定影膜，并使用直径为Φ22的加压辊，以约22Kgf的压力获得约7至8mm的定影夹持部宽度。

改变定影温度，从而在定影夹持部形成调色剂熔融状态不同的样品。然后，对于样品，使用Diainstruments Co.,Ltd.制造的高阻计Hiresta-UP MCP-HT450型号和同一公司制造的测量探头URS，在23℃和50％RH的环境下，在探针压力10.8N(1.1kgf)、施加电压100V、施加时间10秒的条件下，测定体积电阻率(Ω·cm)。未定影图像的体积电阻率称为Tv，并且定影后图像的体积电阻率称为Fv。顺便提及，对于紧接着定影后的样品，电阻变化大，因此在相同环境下使样品充分静置(约72小时)，然后进行电阻测量。测量结果如表2所示。

[表2]体积电阻率(Ω·cm)

其中，定影温度是定影膜的表面温度。

图5示出表2的测量结果的坐标图。关于定影温度为155℃的样品，调色剂熔融不充分，定影性能不充分，并且样品已经发生了所谓的冷偏移(cold offset)(对于调色剂1和调色剂6两者的样品)。关于定影温度为165℃的样品，对于调色剂1和调色剂6，均未观察到冷偏移的发生。175℃定影温度的样品是将165℃定影温度进一步升高10℃的样品，调色剂充分熔融，并且也使定影性能充分。

对于定影温度为155℃且发生冷偏移的样品测量体积电阻率时，尽管体积电阻率比调色剂1和调色剂6未定影时的体积电阻率值略有降低，但没有观察到调色剂1和调色剂6之间的体积电阻率的大差异。对于定影温度为165℃的样品，调色剂熔融进行到足以防止常规调色剂的调色剂6发生冷偏移的程度。因此，虽然体积电阻率比定影温度为155℃时的体积电阻率值稍微降低，但降低的程度很小。

另一方面，对于本发明涉及的调色剂1，调色剂熔融进行到不再发生冷偏移的程度，从而观察到体积电阻率从定影温度为155℃时的体积电阻率值大幅降低。认为这是由于以下事实：调色剂熔融充分进行，并且在调色剂1的调色剂颗粒表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物与熔融调色剂颗粒混合；因此，表现出促进电荷转移到调色剂颗粒内部的特性；导致体积电阻率大幅降低的表现。

关于将定影温度进一步升高至175℃的定影温度的样品，对于调色剂1和调色剂6两者，每种调色剂都充分熔融，并且调色剂熔融状态从定影温度为165℃时起没有大的变化。因此，对于调色剂1和调色剂6而言，从定影温度为165℃时起的体积电阻率变化很小。

表3和图6示出了在调色剂1、调色剂6和记录材料的各自定影温度下定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv值。定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv是各调色剂的未定影图像的体积电阻率Tv与定影后图像的体积电阻率Fv的比例，通过结合电阻特性所述的方法测量。

[表3]定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv

当调色剂未充分熔融，从而发生冷偏移时(定影温度为约155℃)，调色剂1和调色剂6两者在定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv的值都较小。

相比之下，在调色剂充分熔融的165℃或175℃的定影温度时，尽管常规调色剂6定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv值的变化小于155℃时，但本发明中涉及的调色剂1定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv值与155℃时相比发生了较大的变化。

对其他调色剂2至5进行的相同测量的结果示于表4中。作为此处定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv的值，使用调色剂充分熔融的约175℃定影温度时的值。

[表4]各调色剂中定影前后的体积电阻率比Tv/Fv

调色剂	定影前后的体积电阻率比例Tv/Fv
		调色剂1	477
调色剂2	272
		调色剂3	140
调色剂4	230
		调色剂5	100
调色剂6	67

定影装置

然后，将描述根据本发明的本实施方案的定影装置的一个示例。在本实施方案中，使用膜加热系统的定影装置。

图3示出了定影装置的示意图。该定影装置包括定影膜系统的定影单元15、排出橡胶辊125、排出辊126、控制部130(未示出)和可变偏压施加部116等。定影单元15包括作为加热单元的膜单元15a，用于加热在其上形成有调色剂图像的记录材料P；作为加压单元的加压辊15b，用于在插入记录材料P的同时将调色剂图像定影在记录材料P上，并且用膜单元15a旋转地输送记录材料P，等等。在定影单元15中，包括在定影膜单元15a中的加热器和作为与定影膜113的外表面压力接触的压力部件的加压辊15b经由包括在膜单元15a中的定影膜113形成定影夹持部。具有未定影调色剂图像(显影剂图像)的记录材料P穿过定影夹持部，从而将调色剂图像定影在记录材料P上。

图4A和4B示出定影膜113的配置的一个示例和偏压供给配置的一个示例。图3所示的定影膜113是具有小热容的膜部件，呈环状(筒状)，如图4A和4B所示，并且具有耐热性和柔性，并且具有对于快速启动性能而言最佳的约20μm至约100μm的总厚度，

此外，以多层结构形成定影膜113，包括从内侧依次堆叠的基层113a、导电底漆层113b和释放层113c，如图4A和4B所示。基层113a由诸如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或PEEK的耐热树脂或诸如SUS、Al、Ni、Ti或Zn的具有耐热值和高导热率的金属部件单独或组合形成。

由树脂制成的基层113a可以包括混合在其中的高导热性粉末，例如BN、氧化铝、Al或CF(碳纤维填料)，以提高导热性。此外，为了延长定影膜113的寿命，基层113a需要具有足够的强度和耐久性，并且在总厚度中优选具有等于或大于20μm的厚度。

在定影膜113的基层113a的外侧上，形成导电底漆层113b。导电底漆层113b包括导电性赋予部件，例如分散在其中的炭黑，并且具有设定为1×10⁵Ω·cm或更小的电阻率，以及设定为约2μm至约10μm的厚度。顺便提及，在本实施方案中，导电底漆层113b由导电部件形成。在基层113a和导电底漆层113b中，优选地，至少导电底漆层113b由导电部件形成。

在导电底漆层113b的外侧上，作为表面层，形成释放层113c。释放层113c是要与纸张上的未定影调色剂图像直接接触的层。为了防止调色剂的偏移，并且改善与纸张的分离性，使用释放性能优异的材料。作为释放层113c，可以使用PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)等。

此外，除此之外，可混合使用或单独使用诸如ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、CTFE(聚三氟氯乙烯)或PVDF(聚偏氟乙烯)的氟树脂。此外，可混合使用或单独使用释放性能良好的耐热树脂(例如硅树脂)。此外，释放层113c包括导电部件，例如炭黑或混合在其中的离子导电物质，并且优选具有约1×10⁷Ω·cm至约1×10¹²Ω·cm的电阻率和约5μm至约20μm的厚度。然而，涂覆释放层113c的方法的示例可以包括如下方法：其中在基层113a的外表面上涂覆同样具有粘合剂功能的导电底漆层113b，并且涂覆释放层113c。

本实施方案的图像形成装置是单色打印机。因此，在定影装置的定影部件的定影膜上不特别设置弹性层。

如图3所示，在定影膜113的内部(内侧)，设置有包括加热加热器111的加热器单元115、膜导向件112等。定影膜113和加热器单元115形成定影膜单元15a。在本实施方案的加热器单元115中，加热加热器111被设置为在定影膜113形成定影夹持部处与基层113a直接摩擦。即，利用这种配置，热量可以从定影膜113的内部有效地传递到正在穿过定影夹持部的记录材料P上的未定影调色剂图像，从而可以将记录材料P上的未定影调色剂图像热熔融并定影。顺便提及，作为加热器单元115的配置，例如，可以配置如下：在加热加热器111和定影膜113之间插入传热部件等，使得加热加热器111不与定影膜113的内表面直接接触。

加热加热器111包括沿由诸如氧化铝或AlN的陶瓷材料形成的高热导率基底的纵向方向(与纸张输送方向A交叉的方向)形成的载流发热电阻层，并且形成为能够通过载流部(未示出)发热。具体地，包括导电剂如Ag/Pd(银钯)、Ni/Cr、RuO₂、Ta₂N或TaSiO₂和基质组分如玻璃或聚酰亚胺的载流发热电阻层通过丝网印刷、真空蒸发、溅射、镀覆、金属箔等形成。顺便提及，载流发热电阻层通过以线状或窄带状弧形涂覆形成，厚度为约10μm，宽度为约1mm至约5mm。

然后，通过温度检测部114(如热敏电阻)检测所述加热加热器111的加热温度，并进行控制以使得加热温度可以成为规定温度。此外，在载流发热电阻层上形成有耐热玻璃、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、PEEK等绝缘保护层。此外，加热加热器111中的与定影膜113的摩擦部可以单独或混合地涂覆以PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物)等。作为替代，可以涂覆FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)或ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)。此外，可涂覆CTFE(聚三氟氯乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)等的氟树脂层或诸如聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺的树脂。作为替代，可以提供通过薄薄地施加或真空蒸镀干涂膜润滑剂例如石墨或二硫化钼、玻璃、DLC(类金刚石碳)等而形成的滑动层。

这使得定影膜113和加热加热器111能够以低摩擦系数滑动。此外，由具有高导热性的基底制成的加热加热器111可被配置成将与定影膜113一起滑动的表面处的表面粗糙度抑制到规定的表面粗糙度或更低，从而确保由于润滑脂引起的滑动性，并将热阻抑制到小的热阻，从而改善热效率。

如此配置的加热加热器111由膜导向件112保持。膜导向件112具有防止加热加热器111产生的热量沿与定影夹持部相反的方向辐射的功能。膜导向件112由诸如液晶聚合物(LCP)、酚醛树脂、PPS或PEEK的耐热树脂形成，并且定位成使得定影膜113以一定的余量宽松地装配在其上，并且沿图3中箭头C的方向可旋转地引导定影膜113。

此外，加压辊15b设置有弹性层122，该弹性层122是通过使优选耐热橡胶发泡形成，例如其中包括分散在其中的导电部件的硅橡胶或氟碳橡胶，或者在由金属(如SUS、SUM或Al)制成的芯金属121的外侧上的硅橡胶。此外，在弹性层122的外侧上形成有PFA、PTFE、FEP等的释放层123。从纵向方向上的相对端对加压辊15b充分加压，并通过加压单元例如加压弹簧(未示出)与定影膜113的侧面压力接触以形成热定影所需的定影夹持。此外，对其进行配置使得加压辊15b的由金属制成的芯金属121的纵向端部被施加以驱动单元(未示出)的旋转动力。结果，定影膜113以一定的余量宽松地装配在膜导向件112的外周表面上，并且由于与旋转加压辊15b的外周表面的摩擦力而以从动方式旋转。

此外，在本实施方案中，提供可变偏压施加部116作为施加单元，用于将定影偏压施加到用于图像形成的定影膜113的导电底漆层113b。

可变偏压施加部116包括负极偏压施加部116b，其用于向导电底漆层113b施加与作为本实施方案的负极性的调色剂T的极性相同极性的负直流偏压，和正极偏压施加部116a，其用于施加与调色剂T极性相反极性的正直流偏压。此外，可变偏压施加部116具有偏压切换单元SW1等。当偏压切换单元SW1切换要施加到导电底漆层113b的直流偏压(直流电压)时，偏压切换单元SW1可以通过由稍后描述的控制部130在正极偏压施加部116a和负极偏压施加部116b之间选择性地切换来施加偏压。顺便提及，稍后将描述可变偏压施加部116的偏压施加的切换时序。

此外，如图4A和4B所示，可变偏压施加部116的输出端和导电底漆层113b通过作为供电部件的导电刷117彼此电连接。如图4B所示，导电刷117与导电底漆层113b的未涂覆有释放层113c的部分113ba接触。顺便提及，图4A和4B的定影膜113以放大的厚度示出以便于理解该配置。然而，实际上，厚度为约20μm至约100μm。此外，代替导电刷117，可以使用导电橡胶环、导电布、导电接触段等。

在图3中，在记录材料P从定影夹持部沿输送方向A的下游侧，导电排出橡胶辊(导电部件)125和排出辊126成对排列。这些是用于插入和输送从定影夹持部排出的纸张P的辊对。导电排出橡胶辊125由金属(例如铝)制成的芯金属125a和橡胶层125b形成，所述橡胶层125b包括分散在耐热橡胶(如硅橡胶)中的导电性赋予部件(如炭黑)，并且形成在芯金属125a的外圆周上。排出橡胶辊125具有电阻率为1×10⁶Ω或更小的电导率。

此外，排出橡胶辊125布置在当记录材料P穿过定影夹持部时记录材料P的尖端与其接触的位置处。排出橡胶辊125接地到E。因此，当记录材料P在穿过定影夹持部的同时与排出橡胶辊125接触时，有待与可变偏压施加部116连接的导电底漆层113b、记录材料P和排出橡胶辊125形成接地的电流路径。这导致定影膜113的导电底漆层113b和接地E之间的电位差。

顺便提及，代替排出橡胶辊125，可将接地的导电刷、导电导向件等布置在有待与记录材料P接触的定影装置15的记录材料P输送方向的下游侧。同样在这种情况下，形成接地电流电路。因此，在定影膜113的导电底漆层113b和接地E之间产生电位差。因此，排出橡胶辊125不需要接地以便在导电底漆层113b和接地E之间产生电位差。

由加压辊15b的金属制成的芯金属121经由电阻元件124接地到E。因此，可以防止加压辊15b的充电，并且可以稳定加压辊15b的表面的电位。因此，不太可能在加压辊15b、膜单元110、排出橡胶辊125、排出辊126等之间引起电位差的变化等。

此外，用于检测记录材料P从定影夹持部排出的排出传感器127设置在定影夹持部和排出橡胶辊125之间。图1所示的图像形成装置100设置有顶部传感器108(未示出)，其用于检测要输送的记录材料P的尖端。

可变偏压施加部116被配置为：基于来自顶部传感器108或排出传感器127的信号，通过作为控制单元的控制部分130(未示出)的控制操作来切换向定影膜113的导电底漆层113b的偏压施加及其施加电极的开/关(ON/OFF)。

定影偏压控制

表5示出了通过用常规调色剂和常规示例的图像形成装置的定影偏压控制将填料/纸粉沉积到定影部件的沉积确认结果。

首先，表5的第1行和第2行示出了当使用负调色剂时供应如下纸张作为记录材料的结果：使用碳酸钙作为填料的纸张，所谓的炭钙纸(charcoal cal paper)；和使用滑石作为填料的纸张，所谓的滑石纸(talc paper)。在第1行或第2行的情况下，未定影调色剂的极性为负。因此，对于常规示例的图像形成装置，在将记录材料供给到定影夹持部期间，对与调色剂接触的定影部件施加与定影偏压相同极性的负偏压。在没有将记录材料供给到定影夹持部期间的纸间期时间或其他时间，施加与未定影调色剂极性相反的正偏压作为定影偏压。

当要供给的记录材料是炭钙纸时(表5的第1行)，虽然在记录材料穿过定影夹持部期间调色剂图像没有偏移，但是被充电到与调色剂极性相反的极性的填料/纸粉沉积在定影部件上。此外，在记录材料不穿过定影夹持部等的纸间期间，被充电到与调色剂极性相反的极性的填料/纸粉不会沉积在定影部件上。

当记录材料是滑石时(表5的第2行)，在记录材料穿过定影夹持部期间，填料/纸粉带负电，因此不会沉积在定影部件上，并且调色剂也不会沉积在定影部件上。在记录材料不穿过定影夹持部等的纸间期间，向其上施加正偏压，因此带负电的填料/纸粉沉积在定影部件上。

[表5]使用常规调色剂和常规示例的图像形成装置通过定影偏压控制确认填料/纸粉沉积到定影部件

○:无沉积问题 ×:沉积

相比之下，表6示出了当使用本实施例中的调色剂和图像形成装置进行定影偏压控制的一个示例时填料/纸粉等在定影部件上的沉积确认结果。

表6的第1-12行示出使用负调色剂的情况。将对使用炭钙纸作为记录介质并使用负调色剂的表6第1-6行给出描述。对于本实施方案的图像形成装置的定影偏压控制，在记录材料穿过定影夹持部期间和记录材料不穿过的纸间期等期间施加与填料/纸粉极性相同的正偏压。在这种情况下，在记录材料穿过定影夹持部期间以及在记录材料不穿过的纸间期期间，带正电的填料/纸粉不会沉积在定影部件上。

此外，当记录材料穿过定影夹持部时，常规调色剂的调色剂6在定影夹持部处显示出体积电阻率的小幅降低。因此，调色剂的负极性的电荷衰减小，使得正极性的定影偏压引起向定影部件上的沉积，导致偏移图像缺陷。

然而，在使用本发明实施例中的调色剂1至5的每种情况下，在定影时调色剂的体积电阻率大幅降低，从而调色剂的电荷也大幅衰减。因此，即使当施加与未定影调色剂图像极性相反的偏压，也不会引起向定影部件上的沉积。

然后，将使用滑石纸作为记录材料并使用负调色剂对表6第7-12行进行描述。滑石纸的填料/纸粉带负电。因此，对于本实施方案的图像形成装置的定影偏压控制，在记录材料穿过定影夹持部期间、记录材料不通过的纸间期等，施加与填料/纸粉的极性相同的负偏压作为定影偏压。因此，带负电的填料/纸粉不会沉积在定影部件上。

使用常规调色剂的调色剂6，虽然定影时调色剂的体积电阻率的降低小，并且调色剂的负电荷的衰减也小，但是施加负偏压作为定影偏压。因此，未观察到在定影部件上的沉积。

对于本实施例的调色剂1至5，由于在定影夹持部处熔融，调色剂的体积电阻率大幅降低，负极性调色剂的电荷衰减大，并且定影偏压为负偏压。由于这些原因，未观察到在定影部件上的沉积。

[表6]通过本实施方案的图像形成装置的定影偏压控制确认填料/纸粉向定影部件上的沉积

○:无沉积问题 ×:沉积

在本实施方案中，定影偏压的极性在向定影夹持部供给记录材料期间和纸间期不切换。因此，定影偏压不会像常规图像形成装置那样在纸间期切换。因此，纸间期中的定影偏压切换时间无关紧要。因此，本实施方案也适用于纸间期距离小至约10mm的图像形成装置。此外，定影偏压在记录材料穿过定影夹持部期间和在纸间期之间不切换。因此，与常规图像形成装置相比，能够减少定影偏压极性的切换次数，由此能够降低定影部件表层的磨损，从而延长寿命。

在以上的描述中，虽然已经对使用负极性调色剂作为调色剂的带电极性的情况进行了描述，但是可以改变调色剂的电荷控制剂，并且可以使用具有带正电特性的调色剂。作为图像形成装置，不但单色打印机，而且可以使用彩色打印机。

虽然已经描述了作为用于施加定影偏压的部件的定影部件的情况，但是可以将定影偏压施加到压力部件侧以产生电场，在该电场下，带电荷的填料/纸粉被压向记录材料侧。尽管已经将膜加热系统的定影装置描述为定影装置，但是可以使用其他定影系统(例如辊式定影系统或带式定影系统)的定影装置。尽管陶瓷加热器已被描述为定影装置的加热部件，但可以使用其它加热系统(例如卤素加热器或电磁感应加热)。

虽然已参考示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围将被给予最广泛的解释，以便包括所有这些修改以及等效的结构和功能。

Claims (10)

1.一种图像形成装置，包括：

图像形成部，用于使用显影剂在记录材料上形成未定影的显影剂图像；

定影部，其具有定影部件，和用于与所述定影部件压力接触并形成定影夹持部的压力部件，所述定影部使记录材料穿过定影夹持部，并将显影剂图像定影在记录材料上；和

偏压施加单元，其用于向所述定影部件和所述压力部件中的至少一个施加偏压；

其中所述定影部件具有表面层，该表面层具有导电性，

其中显影剂是具有调色剂颗粒的调色剂，所述调色剂颗粒包括粘合剂树脂，在调色剂颗粒的表面上存在多元酸与含第4族元素的化合物的反应物，并且满足Tv/Fv＞100，其中Tv表示未定影时的体积电阻率，Fv表示定影后的体积电阻率，和

其中偏压施加单元可以选择性地施加正极性的偏压和负极性的偏压，并且当记录材料穿过定影夹持部时以及当记录材料不穿过定影夹持部时，分别施加与包含在记录材料中的填料的带电极性相同极性的偏压。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，

其中在显影剂的带电极性和包含在记录材料中的填料的带电极性是不同的极性的情况下，当记录材料穿过定影夹持部时，偏压施加单元施加与显影剂的带电极性相反极性的偏压。

3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，

其中调色剂颗粒具有包括粘合剂树脂的调色剂基础颗粒，和调色剂基础颗粒表面的凸出部，并且该凸出部包括有机硅聚合物。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，

其中调色剂颗粒具有在凸出部的表面上的多元酸与含第4族元素的化合物的反应物。

5.根据权利要求3所述的图像形成装置，

其中所述有机硅聚合物具有由下式(II)表示的结构：

R-SiO_3/2(II)

在式(II)中，R表示烷基、烯基、酰基、芳基或甲基丙烯酰氧基烷基。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，

其中R是具有至少1个且不超过6个碳原子的烷基、乙烯基、苯基或甲基丙烯酰氧基丙基。

7.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，

其中所述调色剂在调色剂颗粒表面上具有数均颗粒直径为至少50nm且不超过500nm的细颗粒。

8.根据权利要求7所述的图像形成装置，

其中所述细颗粒是包含硅的细颗粒。

9.根据权利要求7所述的图像形成装置，

其中所述细颗粒是氧化硅细颗粒。

10.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，

其中所述定影部件是具有柔性的筒状膜，所述压力部件与所述膜的外表面接触，并且

其中所述定影部还具有加热器，并且所述压力部件通过所述膜与加热器形成定影夹持部。

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