CN1421750A

CN1421750A - 图像形成装置

Info

Publication number: CN1421750A
Application number: CN02119760A
Authority: CN
Inventors: 古木学; 福岛浩次; 前川佳洋; 船桥荣二; 末吉和夫; 三浦宏之; 小野雅人; 高山拓; 大西直树; 加园仁
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-06-04
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: TWI231413B; US6587659B2; KR100783475B1; CN1310098C; JP2003162085A; KR20030043582A; US20030099487A1

Abstract

一种能够防止墨粉膜的产生和得到长时间的没有缺陷的稳定图像质量并且是环境友好的图像形成装置。这种利用球形墨粉形成图像的图像形成装置包括图像担持构件，接触式充电装置，曝光装置，显影装置，和转印装置。在图像担持构件与充电装置的接触部分之间通过的变形墨粉颗粒的墨粉形状改变率(Tt)在50％至100％的范围。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及复印机、打印机、或复印打印复合机之类的利用电子照相技术的小型图像形成装置。更具体地讲，本发明涉及一种解决了在使用实际上球形墨粉时产生的问题的改进的图像形成装置。

背景技术

在利用电子照相法的图像形成装置中，通过利用已知的电子照相过程在包括圆筒形或带形的有机感光体等的图像担持构件的表面上形成静电潜像，用墨粉显影静电潜像以便获得墨粉图像，直接或经过中间转印构件将墨粉图像静电转印到记录纸上，并通过加热之类的处理将墨粉熔化到记录纸的表面上而形成图像。

主要是使用干墨粉作为墨粉的，这种干墨粉是通过将调色剂、电荷控制剂等分散到作为主要成分的树脂中，并且使其形成所需要的颗粒形。无论是将墨粉规定为单组分显影剂或双组分显影剂，大多数干墨粉都是通过所谓的机械粉碎法制造的，机械粉碎法包括步骤：通过揉捏将调色剂等均匀地分散到作为主要成分的树脂中，机械粉碎和分类以便得到希望的粒度和粒度分布。

由于当前对高图像质量的要求，希望在图像形成装置中使用小粒度和窄粒度分布的墨粉。当粒度分布宽时，具有小颗粒的墨粉相对于具有大粒度的墨粉的比率增大，或是相反，从而产生了以下问题。在墨粉中小颗粒的量大时，墨粉会从显影器向外散布，从而污染了图像形成装置的内部，等等。此外，在使用双组分显影剂的情况下，由于墨粉容易粘附在载体上，从而降低了墨粉充电性质。相反，在墨粉中大颗粒的量大时，存在着图像质量下降等问题。

但是，在用上述机械粉碎法生产小粒度和窄粒度分布的墨粉的情况下，产生能力和产率会大大降低，从而增大了成本。因此，提出了诸如聚合法和溶解法之类的湿法作为制造这类墨粉的方法。

在聚合法中，墨粉颗粒是经过聚合反应和单体与调色剂等的组合成粒作用而得到墨粉颗粒。由于可以通过调节反应时间等控制粒度，因此从理论上讲，可以得到极窄的粒度分布。

此外，在溶解法中，墨粉颗粒是经过将粘合剂树脂与调色剂等溶解或分散在有机溶剂中制备油相，并且在水相中使油相组分悬浮成粒而得到墨粉颗粒的。在这种制造方法中，可以取得小的粒度和对粒度分布的控制。

经过聚合法和溶解法之类的湿法得到墨粉的特征是具有实际上球形的颗粒。相反，用上述机械粉碎法得到的墨粉一般具有无定形的颗粒形状。因此，与通过机械粉碎法得到的无定形墨粉相比，已知经过湿法得到墨粉具有大大提高的转印效率的优点，这是由于实际上球形的小粒度墨粉具有与图像担持构件表面小的接触面积，因而墨粉相对于图像担持构件表面的粘结力很小。由于这种高的转印效率和墨粉浪费小的事实，与惯用墨粉相比，可以减小墨粉的用量，因而使得它更为经济，并且对环境造成的影响更小。

但是，由于通过湿法得到的墨粉具有实际上球形的颗粒，知道它具有以下的缺点。当在无清理装置的图像形成装置中转印之后残留在图像担持构件表面上的墨粉，或在具有清理装置的图像形成装置中通过清理步骤之后残留在图像担持构件表面上的墨粉，在接触充电器与图像担持构件的接触部分之间通过时，墨粉变形从而粘结到图像担持构件的表面上。当发生这种情况时，反复的粘结导致墨粉成膜，使得墨粉作为外来物质固定到图像担持构件的表面上。

在墨粉成膜发生后执行图像形成时，残余图像或条纹产生在得到的图像上，降低了图像质量。在把小直径的充电辊之类的接触充电器用于提供小的图像形成装置的情况下，有关充电故障和上述墨粉成膜的问题尚未得到解决。

特别是，在使用通过湿法得到小粒度球形墨粉的情况下，在具有清理刮板这样的清理装置的惯用图像形成装置中，或是通过显影器(developer)收集残余墨粉的没有清理装置的图像形成装置中，极难防止墨粉膜的产生。

例如，在具有清理刮板这样的清理装置的图像形成装置中，由于不能充分地清除小颗粒的球形墨粉，墨粉在刮板下通过。因此，上述墨粉在图像担持构件与接触充电器的接触部分之间通过。此时，接触充电器使墨粉变形，从而粘附在图像担持构件的表面上。因此，由于重复的粘附，使墨粉固定在图像担持构件的表面上，产生所谓的墨粉膜，并且对图像质量具有不利影响。

此外，通过显影器收集残余墨粉的无清理装置的图像形成装置的情况下，转印后剩余在图像担持构件表面上的墨粉在图像担持构件与接触通电器的表面的接触部分之间通过。此时，接触充电器使上述墨粉变形，从而粘附在图像担持构件的表面上。因此，由于反复的粘附，使墨粉固定在图像担持构件的表面上，产生所谓的墨粉膜，并且对图像质量具有不利影响。

发明内容

本发明的目的是要解决上述问题。也就是说，本发明的目的是要提供一种能够在使用球形墨粉形成图像的情况下，通过限制转印后剩余在图像担持构件表面上的球形墨粉量，以及它通过图像担持构件与接触充电器的接触部分时的变形，防止墨粉成膜的产生，同时能够长时间地得到没有缺陷的稳定图像质量，并且是环境友好的图像形成装置。

通过以下说明的本发明可以达到上述目的。即，根据第一方面，本发明提供了一种图像形成装置，包括：图像担持构件，用于通过接触给图像担持构件表面充电的接触式充电装置，用于通过根据图像信息给接触式充电装置充电的图像担持构件表面曝光而形成静电潜像的曝光装置，用于经过球形墨粉显影静电潜像以便提供墨粉图像的显影装置，和用于将墨粉图像从图像担持构件表面静电转印到转印材料上的转印装置，其中由以下公式(1)表示的，在图像担持构件与接触充电器的接触部分之间通过的变形墨粉颗粒的墨粉形状改变率(Tt)在50％至100％的范围内：

公式(1)

Tt(％)＝(h/x)×100

在公式(1)中，x代表变形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，h代表形成在垂直于变形墨粉颗粒投影影像的最大长度方向的轴线的表面上的变形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，并且x≥h。

根据第二方面，本发明提供了一种图像形成装置，其中用下面公式(2)表达的球形墨粉的形状系数(SF)是135以下：

公式(2)

SF＝(2πL²/4A)×100

在公式(2)中，L代表球形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，A代表球形墨粉颗粒投影影像的面积(μm²)。

根据第三方面，本发明提供了一种图像形成装置，其中球形墨粉的体积平均粒度在2μm至9μm的范围内。

根据第四方面，本发明提供了一种其中接触充电器是一个充电辊的图像形成装置，充电辊包括旋转构件，设置在旋转构件表面上的至少一个中间层，和提供在最外表面上的弹性构件，并且充电辊的直径在6mm至13mm的范围。

附图说明

图1是显示根据本发明的图像形成装置的实施例的示意配置图；

图2是显示在图像形成装置中使用的接触充电器是充电辊的情况下，充电辊的层构造的实施例的示意剖面图；

图3是显示相对于本发明的图像形成装置(实施例)和使用惯用技术的图像形成装置(对比例)的墨粉形状改变率的成膜寿命的曲线图。

具体实施方式

根据本发明的图像形成装置包括：图像担持构件，用于通过接触给图像担持构件的表面充电的接触式充电装置，用于根据图像信息给接触式充电装置充电的图像担持构件的表面曝光而形成静电潜像的曝光装置，用于经过球形墨粉显影静电潜像以便提供墨粉图像的显影装置，和用于将墨粉图像从图像担持构件静电转印到转印材料的转印装置，其中由以下公式(1)代表的，在图像担持构件与接触充电器的接触部分之间通过的变形墨粉颗粒的墨粉形状改变率(Tt)在50％至100％的范围内。墨粉形状改变率(Tt)较好是在65％至100％的范围，并且更好是在80％至100％的范围：

公式(1)

Tt(％)＝(h/x)×100

(在公式(1)中，x代表变形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，h代表形成在垂直于变形墨粉颗粒投影影像的最大长度方向的轴线的表面上的变形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，并且x≥h。)

在墨粉形状改变率(Tt)是在上述范围内的情况下，当转印后剩余在图像担持构件表面上的球形墨粉在图像担持构件与接触充电器的接触部分之间通过时，变形墨粉的量很小，因此可以防止墨粉膜的产生，从而可以长时间地得到没有缺陷的稳定图像质量。此外，由于使用了球形墨粉，墨粉不浪费，因而是环境友好的。

相反，在墨粉形状改变率(Tt)低于50％的情况下，变形墨粉量很大，因此在早期产生墨粉膜，使得不能得到长时间的没有缺陷的稳定图像质量。

在本发明的前面的说明中，词汇“球形墨粉”，“变形墨粉”，“墨粉形状改变率(Tt)”，“墨粉颗粒投影影像”和“转印材料”具有以下说明的专用的和准确的意义。

即，本发明中的“球形墨粉”代表那些具有完全球形形状的和那些具有近似球形形状的墨粉。“球形”所代表的量化性质将在以后说明。此外，上述球形墨粉一般是经过湿法生产的，例如，用聚合法和溶解法。但是，只要能够得到基本上是球形的墨粉，其产生方法没有特别的限制。例如，可以用机械粉碎法之类的其它方法产生。

相反，本发明中的“变形墨粉”代表转印后粘结在图像担持构件表面的的球形墨粉，这些墨粉在图像担持构件与接触充电器的接触部分之间通过。根据在接触部分之间通过时施加的压力等，墨粉一般会从原始形状或多或少地变形。

“墨粉形状改变率(Tt)”是通过抽样通过图像担持构件与接触充电器的接触部分之后的至少50个变形的墨粉颗粒，将每个变形墨粉颗粒的投影影像最大长度x(μm)，和在垂直于变形墨粉颗粒投影影像最大长度方向的轴线的表面上形成的变形墨粉颗粒投影影像最大长度h(μm)代入到上述公式(1)中，并且平均得到的值而确定的。每个抽样的墨粉颗粒的x值和h值是用一种图像分析装置，NEXUS(NEXUS有限公司制造)，测量的。

此外，在x值和h值的定义中，“墨粉颗粒投影影像”代表当把球形墨粉或变形墨粉之类的墨粉颗粒放置在平面屏幕与非常垂直地对其发射光束的光源之间时，形成在平面屏幕表面上的墨粉颗粒的投影影像。在以下的说明中“墨粉颗粒投影影像”代表相同的意思。

对于“墨粉形状改变率(Tt)”，通过控制诸如使用的球形墨粉、接触充电器和图像担持构件之类的各种因素，可以得到希望的值。作为这种因素的一个例子，尽管并不特别地限于此，最好要考虑到球形墨粉的硬度，并且在接触充电器是充电辊的情况下，要考虑到其表面硬度。前者可以通过适当地选择球形墨粉的制造方法、制造条件、等等加以控制，后者可以通过适当地选择包括充电辊、各层的材料和厚度等在内的各层的配置而控制。

“转印材料”代表间接地将图像担持构件表面上的墨粉图像转印到诸如记录纸或OHP片之类的记录材料上时使用的中间转印构件，和在直接转印墨粉图像时使用的上述记录材料。

本发明中使用的球形墨粉的“球形”度可以通过用下述公式(2)代表的形状系数(SF)量化地表示。在值是100的情况下，它代表一个完整的球形，接近100的值代表一个近乎完全球形的形状。在本发明中，形状系数(SF)较好是在135以下，更好是在125以下：

公式(2)

SF＝(2πL²/4A)×100

(在公式(2)中，L代表球形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，A代表球形墨粉颗粒投影影像的面积(μm²))。

在形状系数(SF)超过135的情况下，由于球形墨粉相对于图像担持构件的接触面积大，球形墨粉相对于图像担持构件表面的粘结力变大，因此可能会降低转印效率。因此，在这种情况下，墨粉的浪费量(没有在图像形成中利用的墨粉)增大，从而是不经济的并且对于环境不利。

形状系数(SF)是通过用上述图像分析装置，NEXUS(NEXUS有限公司制造)，测量经过聚合法之类的方法所得到的每100个球形墨粉颗粒的投影影像最大长度L(μm)和球形墨粉颗粒投影的面积(μm²)，将这些值代入上述公式(2)得到的值通过平均后而确定的。

本发明中使用的球形墨粉的体积平均粒度较好是在2μm至9μm的范围，更好是在5μm至8μm的范围。

在体积平均粒度小于2μm的情况下，球形墨粉容易从显影器散出，从而可能污染图像形成装置的内部。此外，在双组分显影剂的情况下，由于上述墨粉能够容易地粘结到载体上，可能降低墨粉充电性质。相反，在体积平均粒度超过9μm的情况下，可能出现图像质量降低之类的问题。日本专利申请公开(JP-A)11-194542，2001-265050，2001-166659，和10-10775中公开了可以在本发明中使用的球形墨粉的制造方法、其中使用的材料、弹性模量、等等。

在本发明中使用的接触充电器是由在一个旋转构件的表面上的包括至少一层的中间层，和包括形成在中间层表面上的弹性构件的表面层构成的充电辊的情况下，充电辊的直径较好是在6mm至13mm的范围，更好是在7.5mm至10.5mm的范围。

在充电辊的直径小于6mm的情况下，在图像担持构件与充电辊的夹持部分(接触部分)可能产生局部充电故障，因为前者与后者可能产生不均匀的接触。相反，在充电辊直径超过13mm的情况下，难于制造出小型的图像形成装置。

现在参考附图说明本发明的图像形成装置的实施例，但是本发明并不限于其中所示的实施例。

图1是显示本发明的图像形成装置8的实施例的示意配置图。图1中所示图像形成装置8是不带清理装置的、利用电子照相和激光束扫描曝光法的全色图像形成装置。图像形成装置8包括四个图像担持构件1y，1m，1c和1k；四个接触充电器2y，2m，2c和2k；四个显影器3y，3m，3c和3k；两个主转印辊4ym和4ck；一个次级转印辊5；一个压力辊6；和用于分别形成Y(黄色)，M(品红)，C(青色)和K(黑色)的四种颜色的墨粉图像的图像支撑构件1y，1m，1c和1k。用作四种颜色的图像担持构件使用了可以充负电荷的有机感光体。

此外，图1中所示的箭头Ly，Lm，Lc和Lk代表以每个箭头的方向从未示出的光源辐照的激光束。数字后面的小写字母，即，y，m，c和k代表包括在记录材料7的表面上形成彩色图像处理的图像形成装置8的每个构件相关的一种颜色或多个颜色。y代表黄色，m代表品红，c代表青色，k代表黑色。

在每个图像形成构件1y，1m，1c和1k周围，沿其旋转方向(图1中每个图像担持构件1y，1m，1c和1k中示出的箭头的方向)，分别和连续地提供了接触充电器2y，2m，2c和2k，显影器3y，3m，3c和3k，以及主转印辊4ym和4ck。图像担持构件、接触充电器和显影器是以每种构件中的一个构成一组提供的，每个组对应于四种颜色中的一种颜色。例如，在黄色的情况下，接触充电器2y和显影器3y设置在图像担持构件1y的周围。用于根据黄色图像信息在旋转图像担持构件1y的表面上形成静电潜像的激光束Ly照射在表面与接触充电器2y接触位置与表面邻接并且面对显影器3y的位置之间的表面上。对应于其它三种颜色的组件分别使用了相同的结构。

提供了主转印辊4ym与旋转图像担持构件1y和1m接触，以便随之转动并且与之互锁。提供了主转印辊4ck与旋转图像担持构件1c和1k接触，以便随之转动并且与之互锁。此外，提供了次级转印辊5与主转印辊4ym和4ck接触，以便随之转动并且与之互锁。此外，使次级转印辊5与压力辊6接触，从而在记录材料7在它们的接触部分之间通过时，在记录材料7的次级辊5一侧的表面上形成图像。

通过接触充电器2y，2m，2c和2k分别给图像担持构件1y，1m，1c和1k均匀地充电。接下来，通过调制激光束Ly，Lm，Lc和Lk分别在图像担持构件1y，1m，1c和1k的表面上形成静电潜像。显影器3y，3m，3c和3k分别将图像担持构件1y，1m，1c和1k的表面上的静电潜像显影成墨粉图像。主转印辊转印显影的墨粉图像，每个主转印辊转印两种颜色的墨粉图像。即，黄色墨粉图像和品红墨粉图像转印到主转印辊4ym上，而青色墨粉图像和黑色墨粉图像转印到主转印辊4ck上。转印到主转印辊4ym，4ck上的墨粉图像被转印到次级转印辊5上。当把记录材料7插入到次级转印辊5和压力辊6的接触部分之间时，转印在次级转印辊5上的彩色墨粉图像集合地转印到记录材料7的表面上。未示出的电源给主转印辊4ym和4ck，次级转印辊5和压力辊6施加正电偏压，以静电转印带有负电荷的墨粉。

在上述配置的图像形成装置8的接触式充电器2y，2m，2c和2k包括一个导电或半导电辊(此后简称为“充电辊”)时的情况下，一般对图像担持构件1y，1m，1c和1k施加直流电，但是可以进一步施加叠加在直流电上的交流电。

上述充电装置一般将图像担持构件1y，1m，1c和1k充电到-300至-1,000V。在接触式充电器2y，2m，2c和2k包括本发明中的充电辊的情况下，每个充电辊带有一个旋转构件，一个至少包括一个设置旋转构件外表面上的层的中间层，和包括至少设置在中间层的外表面上的弹性构件的表面层。但是，也可以使用仅带有旋转构件和至少包括设置在旋转构件外表面上的弹性构件的表面层的配置。

图2是在本发明的图像形成装置中使用的接触充电器包括充电辊的情况下，充电辊1 4的实施例中的层结构的示意剖面图。

在图2中，充电辊14包括一个由金属之类的具有刚性的材料构成的轴之类的旋转构件11，一个至少包括形成在旋转构件11的外表面上的层的中间层12，和包括形成在中间层1 2的外表面上的弹性构件的表面层13。

表面层13的弹性构件是半导电的。此外，像SBR(丁苯橡胶)、BR(聚丁二烯橡胶)、高密度苯乙烯橡胶(高密度苯乙烯树脂炼胶)、IR(异戊二烯橡胶)、IIR(丁基橡胶)、卤代丁基橡胶、NBR(丁腈橡胶)、氢化NBR(H-NBR)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶)、EPM(乙稀-丙稀橡胶)、混合NBR和EPDM得到的橡胶、CR(氯丁橡胶)、ACM(丙烯酸橡胶)、CO(醇橡胶)、ECO(表氯醇橡胶)、氯化聚乙烯(氯化-PE)，VAMAC(乙烯-丙烯酸橡胶)、VMQ(硅氧橡胶)、AU(聚氨酯橡胶)、FKM(氟橡胶)、NR(天然橡胶)、和CSM(氯磺化聚乙烯橡胶)之类的橡胶材料是可以作为弹性构件的粘合材料例子。但是，只要用作弹性构件的粘结材料是一种橡胶，并没有特别的限制，因而也可以使用不是上述材料的其它橡胶材料。

中间层12是导电的或半导电的。像SBR(丁苯橡胶)、BR(聚丁二烯橡胶)、高密度苯乙烯橡胶(高密度苯乙烯树脂炼胶)、IR(异戊二烯橡胶)、IIR(丁基橡胶)、卤代丁基橡胶、NBR(丁腈橡胶)、氢化NBR(H-NBR)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶)、EPM(乙稀-丙稀橡胶)、混合NBR和EPDM得到的橡胶、CR(氯丁橡胶)、ACM(丙烯酸橡胶)、CO(醇橡胶)、ECO(表氯醇橡胶)、氯化聚乙烯(氯化-PE)，VAMAC(乙烯-丙烯酸橡胶)、VMQ(硅氧橡胶)、AU(聚氨酯橡胶)、FKM(氟橡胶)、NR(天然橡胶)、和CSM(氯磺化聚乙烯橡胶)之类的橡胶材料是可以作为中间层12的粘合材料例子。

此外，除了上述的橡胶材料之外，像PVC、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、尼龙、乙烯基乙二醇二乙酸酯、乙烯丙烯酸乙酯、甲基乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丁二烯、polyallylate、聚碳酸酯、聚四氟乙烯(R)和硅树脂之类的树脂材料，苯乙烯及其取代物的单聚合物，例如：聚苯乙烯和聚乙烯甲苯，基于苯乙烯的共聚物，例如：苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-二甲氨基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-二甲氨基甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基乙基醚共聚物、苯乙烯-乙烯基甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、和苯乙烯-马来酸酯共聚物，以及聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯基丁醇、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、酚醛树脂、脂肪族或脂肪族烃树脂、芳族石油树脂、石蜡和巴西棕榈蜡之类的树脂都是其它可用的例子。可以从上述共聚物、改性材料、或它们的混合物中选择用作中间层12的粘结材料。但是，只要粘结材料是橡胶材料、树脂材料、共聚物材料或它们的混合物，并没有特别的限制，也可以使用不是上述材料的其它材料。

可以没有限制地使用任何至少具有形成潜像功能的构件作为图像担持构件1y，1m，1c和1k，但是，可以优选使用用于电子照相的感光体。电子照相的感光体可以是带有电荷产生物质的沉积膜的单层类型，但是，在本发明中，可以优选使用分离型功能的多层类型的电子照相感光体。

对于曝光装置，尽管在图1所示的图像形成装置8中使用了激光束，但本发明并不限于此，而是可以使用能够经过诸如半导体激光束、LED光束或液晶快门光束之类的光源在图像担持构件1y，1m，1c和1k的表面上曝光所需图像的任何光学设备。

显影器3y，3m，3c和3k没有特别的限制，只要它们具有通过对形成在图像担持构件1y，1m，1c和1k表面上的静电潜像显影，经过球形墨粉形成墨粉图像的功能。例如，可以使用具有利用刷、辊或类似构件使球形墨粉粘附到图像担持构件1y，1m，1c和1k上的功能的已知显影器。

一般使用直流电作为从图像担持构件1y，1m，1c和1k施加到主转印辊4ym和4ck，并且进一步从主转印辊4ym和4ck施加到次级转印辊5的转印电流。但是，在本发明中，可以进一步叠加和使用交流电流。可以根据要充电的图像区的宽度、转印充电器的形状、开口的宽度、处理速度(圆周速度)等优化选择主转印辊4ym和4ck以及次转印辊的设置条件。

一般使用直流电流作为从压力辊6施加到记录材料7的转印电流。但是，在本发明中，可以进一步叠加和使用交流电流。可以根据要充电的图像区宽度、转印充电器形状、开口宽度、处理速度(圆周速度)等优化选择压力辊6的设置条件。[实施例]

以下特别参考本发明的实施例和对比例进一步说明本发明。但是，本发明并不限于下述的实施例。

在每个实施例和对比例中，图像形成是利用图1中所示的本发明的图像形成装置8连续进行的，直到产生墨粉膜。对于包括Y(黄色)，M(品红)，C(青色)和K(黑色)四种颜色的墨粉，使用了用溶解法制造的、具有7μm至8μm的体积平均粒度、形状系数110的球形墨粉作为负电荷双组分显影剂。对于接触充电器2y，2m，2c和2k，使用了具有8mm直径的，并且包括连续形成在由一个具有5mm直径和300mm宽度的金属轴构成的旋转构件11的表面上的、由一个层构成的中间层12，和表面层13的半导电性充电辊14。

在实施例和对比例中，进行了由于每个充电辊14的中间层12和表面层13的材料、厚度等的改变而使墨粉形状改变率(Tt)发生变化的测试。(实施例1)

对于实施例1的图像形成装置8，使用了具有每个都包括1,000μm厚度的泡沫氨基甲酸乙酯中间层12，和500μm厚度的表氯醇橡胶表面层13的充电辊14的装置。实施例1的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是99％。

接下来，使用A4尺寸的P纸(Fuji Xerox公司制造)作为记录材料7，进行通过实施例1的图像形成装置8形成包括字符、半色调、照相图像等的14个图像的连续图像形成测试，直到观察到墨粉膜产生。(实施例2)

对于实施例2的图像形成装置8，使用了具有包括一个500μm厚度的泡沫氨基甲酸乙酯中间层12，和1,000μm厚度的表氯醇橡胶表面层13的充电辊14装置。实施例2的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是92％。接下来，利用实施例2的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(实施例3)

对于实施例3的图像形成装置8，使用了具有包括一个1,000μm厚度的泡沫硅树脂中间层12，和500μm厚度的硅橡胶表面层13的充电辊14的装置。实施例3的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是86％。接下来利用实施例3的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(实施例4)

对于实施例4的图像形成装置8，使用了具有包括一个700μm厚度的泡沫氨基甲酸乙酯中间层12，和800μm厚度的表氯醇橡胶表面层13的充电辊14的装置。实施例4的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是78％。接下来，利用实施例4的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(实施例5)

对于实施例5的图像形成装置8，使用了具有包括一个1,000μm厚度的泡沫EPDM中间层12，和500μm厚度的表氯醇橡胶表面层13的充电辊14的装置。实施例5的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是65％。接下来，利用实施例5的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(实施例6)

对于实施例6的图像形成装置8，使用了具有包括一个800μm厚度的泡沫EPDM中间层12，和700μm厚度的表氯醇橡胶表面层13的充电辊14的装置。实施例6的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是58％。接下来，利用实施例6的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(对比例1)

对于对比例1的图像形成装置8，使用了具有包括一个1,430μm厚度的泡沫氨基甲酸乙酯中间层12，和70μm厚度的PVDF(聚偏氟乙烯)表面层13的充电辊14的装置。对比例1的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是15％。接下来，利用对比例1的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(对比例2)

对于对比例2的图像形成装置8，使用了具有包括一个1,450μm厚度的泡沫氨基甲酸乙酯中间层12，和50μm厚度的PVDF表面层13的充电辊14的装置。对比例2的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是35％。接下来，利用对比例2的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(对比例3)

对于对比例3的图像形成装置8，使用了具有包括一个1,400μm厚度的表氯醇橡胶中间层12，和100μm厚度的聚酯表面层13的充电辊14的装置。对比例3的图像形成装置8的墨粉形状改变率(Tt)是48％。接下来，利用对比例3的图像形成装置8进行与实施例1中相同的测试。(成膜寿命的评价方法)

对于上述实施例和对比例中的墨粉成膜评价，是用目测观察法来评价形成在记录材料7表面上的彩色图像中是否存在缺陷。将图像缺陷开始产生时的形成的图像数量定义为成膜寿命。将相对于上述实施例和对比例中使用的充电辊的墨粉形状改变率(Tt)的成膜寿命的结果在图3中显示为曲线。(评价)

从图3中所示的结果可以知道，本发明的图像形成装置(实施例1至6)的成膜寿命是20K张以上，但是，惯用技术的图像形成装置(对比例1至3)的成膜寿命是10K左右。此外，如果墨粉形状改变率(Tt)达到50％，那么成膜寿命成为13K张左右，也就是说，与对比例1和2相比，提高了1.3倍。此外，如果墨粉形状改变率(Tt)是50％以上，那么成膜寿命急剧延长，从而在长时间中不能产生墨粉膜。

如上所述，根据本发明，可以提供一种能够防止墨粉膜的产生，并且能够得到长时间的没有缺陷的稳定图像质量和环境友好的图像形成装置，并且它在实际使用中是非常有用的。

Claims

1.一种图像形成装置，包括：

图像担持构件；

用于通过接触给图像担持构件的表面充电的装置；

用于根据图像信息给充电装置充电的图像担持构件表面曝光而形成静电潜像的装置；

用于通过球形墨粉显影静电潜像以便提供墨粉图像的装置；和

用于将墨粉图像从图像担持构件静电转印到转印材料的装置；

其中用以下公式(1)代表的，在图像担持构件与充电装置的接触部分之间通过的变形墨粉颗粒的墨粉形状改变率(Tt)在50％至100％的范围，

公式(1)

Tt(％)＝(h/x)×100

公式(1)中，x代表变形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，h代表形成在垂直于变形墨粉颗粒投影影像的最大长度方向的轴线的表面上的变形墨粉颗粒投影影像的最大长度(μm)，并且x≥h。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中墨粉形状改变率(Tt)在80％至100％的范围内。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中用以下公式(2)代表的球形墨粉的形状系数(SF)是135以下，

公式(2)

SF＝(2πL²/4A)×100

4.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中用以下公式(2)代表的球形墨粉的形状系数(SF)是135以下，

公式(2)

SF＝(2πL²/4A)×100

5.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中球形墨粉的形状系数(SF)是125以下。

6.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中球形墨粉的形状系数(SF)是125以下。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中球形墨粉的体积平均粒度在2μm至9μm的范围内。

8.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中球形墨粉的体积平均粒度在2μm至9μm的范围内。

9.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中球形墨粉的体积平均粒度在2μm至9μm的范围内。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中球形墨粉的体积平均粒度在5μm至8μm的范围内。

11.根据权利要求6所述的图像形成装置，其中球形墨粉的体积平均粒度在5μm至8μm的范围内。

12.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

每个充电辊具有旋转构件，至少一个设置在旋转构件的外表面上的中间层，和设置在中间层的外表面上的、至少包括弹性构件的表面层；和

充电辊的直径在6mm至13mm的范围。

13.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

充电辊的直径在6mm至13mm的范围。

14.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

充电辊的直径在6mm至13mm的范围。

15.根据权利要求6所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

充电辊的直径在6mm至13mm的范围。

16.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

充电辊的直径在6mm至13mm的范围。

17.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

充电辊的直径在5.5mm至10.5mm的范围。

18.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中：

充电装置包括至少一个充电辊；

充电辊的直径在5.5mm至10.5mm的范围。