CN1885194A - 图像形成方法和图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像形成方法和图像形成设备，其中，选择显影剂，使其对图像载体表面的粘附力具有如下分布：即具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比为3％或更少。

Description

图像形成方法和图像形成设备
技术领域
本发明涉及一种在电子照相方法、静电印刷方法、或磁记录方法中将静电图像或磁记录显影的图像形成设备，并且还涉及采用该图像形成设备的图像形成方法。
背景技术
当通过电子照相系统形成图像并且将采用双成分干显影方法时，颗粒调色剂(toner)从显影装置释放，并且经由载体(carrier)以及可选地经由诸如中间转印件的转印介质被转印到记录材料。然后，记录材料上的调色剂经历热和压力处理，以被固定到记录材料上。在这种情况下，调色剂能够通过源于每个调色剂颗粒所带的电荷量的静电力、范德瓦耳斯力(van der Waals force)、以及液体交联力(即，由水或湿气所施加的粘附力)附着到每个转印介质。调色剂主要通过这样的机构转印，即，外部电场的作用将已经粘附到一个转印介质的调色剂分离，然后允许其粘附到随后的转印介质。调色剂最终被转印到诸如纸张的记录介质上，并且作为图样定影在记录介质上，以在其上形成图像。为了有效地转印调色剂以获得高质量的最终图像，希望控制调色剂对转印介质的粘附力。
对于通过控制调色剂的粘附力来形成图像的方法，在第2002-328484号日本公开专利申请中已经提出了一种图像形成方法，其中，限制了调色剂和图像载体之间的关系、调色剂的平均颗粒大小、以及充电量。在这种情况下，已经提出了一种从离心力计算上述粘附力的方法，其中，要求离心力将调色剂从转印介质分离，并且其能够通过采用离心分离器来获得。
可选地，例如，日本公开专利申请第2004-1011753号描述了一种改善调色剂的转印特性的方法，其中，当调色剂经历离心分离时控制调色剂使其满足F/2σ＞10的条件(其中，F是在以预定压力将调色剂压到图像载体表面上之后，通过测量调色剂的粘附力获得的调色剂粘附力分布的平均值，并且σ是标准偏差)。在这种方法中，希望在特定条件下测量的调色剂附着力分布非常清晰(sharpened)，从而抑制调色剂的转印特性的非均匀性，并且使得可以有效地和非常精确地执行调色剂的转印。
然而，由于调色剂粘附力的分布被限制在非常小的范围内，例如，要求平均粘附力是6×10-8N时，标准偏差σ不高于0.3×10-8，调色剂的制造变得非常困难。此外，尽管通过增加平均粘附力可能将调色剂粘附力的分布扩大到一定程度，但是如果调色剂粘附力增大到过大，则转印调色剂所需的转印电场将变得非常高，从而增加了气体放电的风险。此外，根据该测量方法，在测量粘附力之前，需要执行将调色剂压到记录材料上的步骤，以再生转印压力。然而，根据该测量方法，不能够掌握粘附力很弱的调色剂，即，由于调色剂被传入转印夹之前经历了弱转印电场因而能够从图像载体被分离的调色剂的性态。此外，根据该技术，存在调色剂中包括呈现出极大地不同于平均粘附力的粘附力的少量调色剂颗粒的可能性。呈现出相当大的粘附力的调色剂颗粒可能成为在转印调色剂步骤之后生成残余调色剂的原因。另一方面，呈现出相当小粘附力的调色剂颗粒可能成为产生图像周围的调色剂散落的原因。由于这些原因，即使采用这种技术，还是存在转印效率和图像质量的问题。
在用于与图像显影同步地回收残余调色剂的机构的无清洁器(cleaner-ness)处理中，当调色剂在其转印步骤之后被留下时，允许在没有去除残余调色剂的情况下进行后续的充电步骤和潜像形成步骤，在此之后，非成像区中的残余调色剂通过显示装置与新图像区显影同步地被回收。因此，如果在转印步骤之后残余调色剂量很大，则可能由于用于形成潜像的光源的光可能被阻挡而导致产生缺陷图像，显影装置进行的调色剂回收可能变得不足，并且产生不良的重复转印。
在串列式结构(tandem structure)的彩色图像形成设备的情况下，当调色剂受到后续阶段的图像载体的转印区中的转印电场，同时，与后续图像载体按压接触时，例如已经从图像载体被转印到中间转印介质的调色剂可能被反向转印到后续阶段的图像载体。一旦该反向转印的调色剂由显影装置在无清洁器处理中回收，则允许具有以前阶段的显影站的颜色的调色剂进入后续阶段的显影装置，从而如果进入后续阶段的显影装置的调色剂增加，则不可能执行颜色管理。转印效率经常与反向转印效率在本质上相冲突。因此，为了防止由于反向转印太突出而不能回收引起的颜色混合的情况，需要采用一种使得即使牺牲一定程度的转印性能也能防止反向转印的转印条件。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种图像形成设备，其具有极好的转印效率，甚至适用于无清洁器处理，并且能够形成几乎无尘的高精度图像。
本发明的另一方面在于提供一种图像形成方法，其具有极好的转印效率，甚至适用于无清洁器处理，并且使得可以形成几乎无尘的高精度图像。
根据本发明第一方面的图像形成设备包括：图像载体；显影部，用于向静电潜像提供显影剂颗粒(或显影颗粒)，以使显影剂能够粘附到图像载体的表面，从而形成显影剂图像；以及转印部，用于将显影剂图像转印到记录材料；其中，所选择的显影剂具有如下对图像载体表面的粘附力分布，其被配置为具有不低于粘附力分布平均值2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是3％或更少。
根据本发明第二方面的图像形成设备包括：图像载体；显影部，用于向静电潜像提供显影剂颗粒，以使得显影剂能够粘附到图像载体的表面，从而形成显影剂图像；以及转印部，用于将显影剂图像转印到记录材料；其中，显影部设置有用于与图像显影同步地回收残留在图像载体表面的残余调色剂的机构；并且所选择的显影剂具有到如下图像载体表面的粘附力分布，其被配置为具有不低于粘附力分布平均值2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是1.5％或更少。
根据本发明第三方面的图像形成设备包括：图像载体；显影部，用于向形成在图像载体上的静电潜像提供显影剂颗粒，以使得显影剂附着到图像载体的表面，从而形成显影剂图像；以及转印部，用于将显影剂图像转印到记录材料；其中，所选择的显影剂具有如下对图像载体表面的粘附力分布，其被配置为具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是10％或更少。
根据本发明第四方面的图像形成设备包括：图像载体；两个或更多的显影部，用于向分别形成在图像载体上的静电潜像提供多种不同颜色的显影剂，以使显影剂附着到每个图像载体的表面，从而形成不同颜色的显影剂图像；以及转印部，用于将不同颜色的显影剂图像转印到记录材料。其中，所选择的每种显影剂具有如下对图像载体表面的粘附力都分布，其被配置为具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是5％或更少。
根据本发明第五方面的图像形成方法包括以下步骤：通过将容纳在显影部中的显影剂颗粒提供到静电潜像，以使显影剂附着到图像载体的表面，在图像载体上将显影剂图像显影；以及将显影剂图像转印到记录材料；其中，所选择的显影剂具有如下对图像载体表面的粘附力分布，其被配置为具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是3％或更少。
根据本发明第六方面的图像形成方法包括以下步骤：通过将容纳在显影部中的显影剂颗粒提供到静电潜像上，以使显影剂附着到图像载体的表面，在图像载体上将显影剂图像显影；以及将显影剂图像转印到记录材料；其中，显影步骤是以这样的方式执行的，即残余调色剂或保留在图像载体表面上的显影剂与图像显影同时地回收；所选择的显影剂具有如下对图像载体表面的粘附力分布，其被配置为具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂的重量是显影剂总重量的1.5％或更少。
根据本发明第七方面的图像形成方法包括以下步骤：通过将容纳在显影部中的显影剂颗粒提供到静电潜像以使显影剂附着到图像载体的表面，在图像载体上将显影剂图像显影；其中，所选择的显影剂具有如下分布到图像载体表面的粘附力，其被配置为具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是10％或更少。
根据本发明第八方面的图像形成方法包括：通过将显影剂从两个或更多的显影部分别提供到分别形成在图像载体上的静电潜像以使显影剂附着到每个图像载体的表面，从而形成不同颜色的显影剂图像的步骤；将不同颜色的显影剂图像转印到记录材料的步骤；以及将转印的显影剂图像定影在记录材料上的步骤；其中，所选的每种显影剂都具有如下对图像载体表面的粘附力分布，其被配置为具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比是5％或更少。
本发明的其他目的和优点将在随后的描述中陈述，并且部分地将从描述中显而易见，或通过实施本发明而了解。本发明的目的和优点将通过在下文中特地指出的手段或组合来实现或获得。
附图说明
附图结合到说明书中，构成说明书的一部分，示出了本发明的实施例，并且与以上给出的一般描述和以下给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。
图1是示出调色剂的电荷量和调色剂的粘附力之间的关系的一个实例的图表；
图2是示出角度转子(angle rotor)的外貌的透视图；
图3是图2中示出的角度转子沿着其旋转轴线截取的部分的纵向横截面图；
图4是示出用于安放角度转子中的样本的单元结构的分解透视图；
图5是示意性示出根据本发明的图像形成设备的一个实例的视图；
图6是示意性示出根据本发明的图像形成设备的另一个实例的视图；
图7是示意性示出根据本发明的图像形成设备的另一个实例的视图；
图8是示意性示出根据本发明的图像形成设备的另一个实例的视图；
图9是示出将在本发明中采用的粘附力的第一分布的一个实例的图表；
图10是示出偏压(bias voltage)和残余调色剂量之间的关系的图表；
图11是示出残余调色剂量和负存储之间的关系的图表；
图12是示出具有弱粘附力的显影剂比率与粉尘比率之间的关系的图表；以及
图13是示出具有弱粘附力的显影剂比率与显影剂的反向转印量之间的关系的图表。
具体实施方式
本发明可以分为如下的八个方面。
根据本发明的图像形成设备基本上包括：图像载体；显影部，用于向静电潜像提供显影剂颗粒，以使显影剂能够粘附到图像载体的表面，从而形成显影剂图像；以及转印部，用于将显影剂图像转印到记录材料；其中，根据如下的粘附力的第一至第四分布调整将要采用的每种显影剂和图像载体表面之间的粘附力的不均匀性。
此外，根据本发明的图像形成方法基本包括以下步骤：通过将容纳在显影部中的显影剂颗粒提供到静电潜像以使显影剂附着到图像载体的表面，在图像载体上将显影剂图像显影；以及将显影剂图像转印到记录材料；其中，根据如下的粘附力的第一至第四分布调整要采用的每种显影剂和图像载体表面之间的粘附力的不均匀性。
粘附力的第一分布被调整，使得显影剂对图像载体表面的粘附力分布配置为：具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比为3％或更少。
粘附力的第二分布适用于以下情况，其中，显影部进一步设置有用于与图像显影同步地回收附着到图像载体表面的残余调色剂的机构，并且被调配为使得显影剂对图像载体表面的粘附力分布被配置为：具有不低于粘附力分布的平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比为1.5％或更少。
粘附力的第三分布被调配为，使得显影剂对图像载体表面的粘附力分布被配置为：具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比为10％或更少。
粘附力的第四分布适用于形成彩色图像，并且被调配为，使得显影剂对图像载体表面的粘附力分布被配置为：具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比为5％或更少。
对于采用粘附力第一分布的图像形成方法和图像形成设备，本发明的发明人在实验过程中已经发现，具有不低于粘附力分布的平均值的2.5倍的粘附力的显影剂的比率与在图像转印步骤之后残留在图像载体表面上的残余调色剂量之间存在相互关联性。
在这种情况下形成图像的过程中，可以应用设置有由例如橡胶制成的刮片的清洁装置，刮片用于在图像转印步骤之后回收残余调色剂。
此外，在这种情况下形成图像的过程中，可以应用具有例如循环机构的清洁装置，循环机构用于将残余调色剂返回到显影装置和调色剂料斗(hopper)。
当上述清洁装置设置在图像载体上方时，即使残余调色剂量增加，也能获得没有任何质量问题的图像。然而，如果调色剂和图像载体之间的粘附强度太强，则可能产生诸如清洁困难等问题，因此而过度增加的残余调色剂的量是不理想的。当然，通过清洁积聚的调色剂以及将被丢弃的调色剂量的任何增加都将导致资源浪费并且增加印刷成本(CPC)。
此外，当提供如上所述设置循环机构时，在循环前后得到的调色剂的诸如充电量分布以及流动性的调色剂特性之间可能有区别，这种差异成为循环量增加以及图像质量变化的原因。
同将从转印电场获得的静电吸引力相比，残留在图像载体上并且具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的调色剂对感光器具有更高的粘附强度。因此，如果将要通过清洁刮片(blade)从图像载体表面去处调色剂，则需要施加较强的刮擦力，这经常引起诸如产生刮片卷曲、刮片本身的磨损、或者图像载体表面层的刮削等各种问题。此外，呈现出强粘附力的调色剂颗粒的电荷很高，是无定形结构，并且能够与图像载体的表面进行表面接触，图像载体增加的作为粘附到调色剂颗粒表面的添加物的图像载体的接触面积被隐藏或释出。如上所述，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的调剂色更容易变成残余调色剂。
在转印步骤中，诸如中间转印介质或最终记录介质的记录材料能够与图像载体上的调色剂接触，并且将电压施加到记录介质的背面，从而在转印区生成电场，从而使得可以通过得到的静电吸附力的作用将调色剂从图像载体转印到介质。随着电场增大，将被转印的调色剂量可以增加。然而，如果电场强度变得太大，则导致在将记录材料从图像载体去除时产生放电，导致调色剂的反向充电，这样常常致使不可能转印调色剂。因此，希望通过在发生这种放电之前生成的电场来完成调色剂转印。
调色剂的粘附力可以通过如下等式来表示：F＝Kq2+Fv+Fb(其中，q是调色剂的一个颗粒的带电量；K是比例常数；Fv是范德瓦耳斯力；以及Fb是液体交联力)。
图1是示出调色剂的电荷量和调色剂的粘附力之间的关系的一个实例的图表；
在该图表中，在调色剂的平均颗粒直径为5.3μm的条件下对调色剂的粘附力的测量结果绘图，并且采用了高达10μm的最大颗粒直径，并且改变调色剂与载体的混合率以从而改变充电量。
为了防止调色剂受环境湿气起伏的影响，被采用作为样本的调色剂这样构造，以便疏水(hydrophobic)的硅石被吸附在包括着色剂和粘合剂的调色剂颗粒的表面。
如图表中所示，调色剂的粘附力与调色剂的电荷量成正比。由于该调色剂的颗粒直径被限制为不高于10μm，因此范德瓦耳斯力超过液体交联力。产生调色剂的粘附力分布的原因可以归因于以下因素。也就是，存在基于以下事实的各种因素：调色剂的颗粒直径的分布；由于调色剂颗粒的构造不完全是球状的而导致范德瓦耳斯力的分布的事实；无论调色剂的制造方法(诸如研磨方法或聚合方法)如何，均不可能使调色剂的成分完全一致，这样导致表示表面电荷分布的一致性的K值的不一致；以及由于颗粒大小分布的不一致或摩擦充电的不一致，同样导致每个调色剂颗粒所带的电荷量具有分布。
此外，有电场对调色剂产生的静电吸附力可以用qE(其中，E表示电场强度)来表示。假设如果qE＞F，则允许将调色剂从图像载体转印到记录材料。因此，要求在不低于E＝Kq+(Fv+Fb)/q的电场执行调色剂转印。如上所述，由于各种因素而存在调色剂粘附力的分布，同样使得调色剂转印所需的转印电场也具有分布，这难以通过计算来确定。此外，由于成为转印区中调色剂的粘附表面的图像载体表面由曲面形成，因此图像载体和调色剂之间的缝隙以如下方式变化：缝隙逐渐变窄并且彼此接触，然后相对于平面平行板逐渐变大。因此，作用于调色剂的转印电场也可以逐渐增大至最大值然后逐渐减小。在将要从转印电场产生的静电吸附力变得高于调色剂的吸附力时，调色剂能够开始向记录材料移动。然而，如果调色剂的粘附力分布很广，则需要施加高转印电场，以使得高粘附力的调色剂移动。然而，在这种情况下，即使在上述缝隙仍然相当大的阶段，也会由于足够大小的静电力而允许低粘附力的调色剂开始移动。要求在电场最大的缝隙的最窄部分的电场小于允许开始帕邢(Paschen)放电的电场的强度(电场击穿)。如果允许调色剂在上述缝隙仍然相当大时移动，则可能更容易产生调色剂粉尘。作为通过使用各种样本执行的试验的结果，已经发现，为了实现97％或更高的转印效率同时使生成的调色剂粉尘最小，并且在最大电场部分抑制调色剂的反向充电，仅需要控制具有不低于粘附力分布的平均值的2.5倍的粘附力的调色剂的比率。
根据采用了粘附力的第一分布的图像形成方法和图像形成设备，当将具有不低于粘附力分布的平均值的2.5倍的粘附力的调色剂的重量比限制到调色剂总重量的3％时，可以将残余调色剂的量控制到不高于重量的3％，从而有效地使用调色剂，并且以稳定方式长期执行该项工作，即使执行循环，也不会使料斗中的调色剂的特性变坏。
在通过使用采用粘附力的第二分布的图像形成方法和图像形成设备形成图像的过程中，另外采用用于与调色剂显影同步地将残余调色剂从图像载体的表面回收到显影部中的机构。在形成图像的该处理中，在完成转印步骤之后，残余调色剂经由用于形成随后图像形成处理的充电步骤和曝光步骤被转印到显影部，而不经历清洁。在该显影区中，仅有剩余在下个静电潜像中的非图像部中的调色剂被回收到显影装置中。因此，在采用粘附力的第二分布形成图像的情况下，应当优选地考虑残余调色剂对例如后续曝光步骤的影响(即，阻碍曝光)。由于对曝光的阻碍，光稍微被残余调色剂阻断，因此同没有留下残余调色剂的图像载体的表面区域相比，导致残余电势的小程度增加。当该电势差转变成调色剂图像在其显影之后的浓度差并且变得可见时，使得产生图像存储(image memory)。
根据通过使用粘附力的第二分布的图像形成方法，由于具有不低于粘附力分布的平均值2.5倍的粘附力的调色剂的比率对应于在实现最大转印效率情况下的残余调色剂量，因此通过将残余调色剂的量限制为不高于重量的1.5％，可以防止出现残余调色剂不利地影响随后图像的现象，因此再生残余调色剂作为图像存储。
当用于形成图像的调色剂比率太大时，将会引起产生不理想的转录(transcription)，由于定影步骤中的热量不足导致的定影失败，以及由于调色剂层(其与定影辊的接触部)和调色剂层内部之间的温度梯度产生的偏移量。因此，应当适宜地设置在显影步骤中提供的调色剂量。例如，在固体区的调色剂量可以限定到0.6mg/cm2至0.3mg/cm2的范围。当以0.6mg/cm2的最大量将调色剂转印到纸张时，如果假设图像载体上残余调色剂的量是调色剂的总量重量的1.5％，则其对应于大约10μg/cm2的量。因此，假设一种特殊调色剂由具有比重为1.1的均匀球状颗粒形成，则图像载体表面的大约3％由颗粒直径为5μm的调色剂覆盖，或者图像载体表面的大约2％由颗粒直径为7μm的调色剂覆盖。如果将表面覆盖度限定为2-3％的范围，则可以消除充电和曝光障碍，从而防止产生图像存储。
然而，残余调色剂量变成重量的2％或更多，并且图像载体的表面覆盖度变成3％或更多，则导致产生图像存储。因此，应当优选地将残余调色剂量限定为不高于重量的1.5％。
如上所述，在另外采用用于与调色剂显影同步地将残余调色剂从图像载体表面回收到显影部的机构来形成图像的情况下，可以通过将具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的调色剂的重量比限制到1.5％或更少，可以将残余调色剂量限定到1.5％或更少。
在通过使用采用粘附力第三分布的图像形成方法和图像形成设备来形成图像的过程中，考虑了粘附力很弱的调色剂。
在从图像载体向记录材料延伸的区域中，辊状图像载体和记录介质之间的缝隙逐渐变窄，最终使图像载体以及附着到图像载体表面的调色剂与记录材料接触，然后缝隙逐渐变大。在设置为面向图像载体的记录材料的后部，设置有转印辊、转印刮片、以及诸如scolotron充电器的电压发生装置，从而使得从其生成电压，以在图像载体和电压发生装置之间产生转印电场。该电场的强度具有根据空间电荷以及其与转印电压发生装置之间的距离而定的特定分布，从而仅当从电场施加的静电吸附力变得大于调色剂到图像载体的粘附强度时，才能够分离进入该电场空间中的调色剂并且使其朝着记录材料移动。如果调色剂的粘附力均匀，则当电场达到特定点时可以使得所有调色剂能够一起移动，以完成调色剂转印。然而，因为由于多种因素(诸如调色剂的颗粒大小分布、调色剂构造的不均匀性、调色剂表面成分的不均匀性、以及调色剂颗粒电荷的不均匀性)使得调色剂的粘附力是分布的，因此调色剂与图像载体的分离根据电场强度从具有低粘附力的调色剂颗粒逐渐开始。如果调色剂的粘附力太低，则即使图像载体和记录材料之间的空隙相对较大并且电场相对较弱，也能够使调色剂从图像载体分离，同时，由于图像载体到记录材料的距离相当长，难以将调色剂沉积在记录材料的与形成在图像载体上的调色剂图像一致的预定相对表面部。结果，形成在记录材料上的图像将变成调色剂分散在图像周围，从而使图像质量受损。因此，希望同平均粘附力相比具有弱粘附力的调色剂比率尽可能小。
根据使用粘附力第三分布的图像形成方法，可以获得高质量图像，其中，通过以如下方式配方显影剂能够防止调色剂粉尘太明显：在对图像载体表面的粘附强度分布中，将具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂的重量比限定为显影剂总重量的10％或更少。
在根据采用粘附力第四分布的图像形成方法和图像形成设备来形成图像的过程中，采用了用于形成彩色图像的多个显影部以及将要分别容纳在显影部中的彼此颜色不同的多种调色剂。
在例如设置有用于分别在每个图像载体上形成颜色不同的图像的两个或多个图像形成单元的串列式结构彩色图像形成系统的情况下，通过第一图像形成单元形成在图像载体上的第一调色剂图像被转印到第一转印区的记录材料。随后，具有转印的第一调色剂图像的记录材料被移动到第二图像形成单元的第二转印区，以及通过第二图像形成单元形成在图像载体上的第二调色剂图像被转印到形成在记录材料上的未定影第一调色剂图像并与之叠放。重复该循环所需次数(其与图像形成单元数量一致)，从而获得由其中采用的彩色图像叠加的多层图像。在图像形成系统是直接转印系统时，所获得的多层图像被按原样显影，或者当图像形成系统是中间转印系统时，其进一步从中间转印介质被转印到诸如纸张的记录介质然后被显影，以获得最终图像。
在第二图像形成单元的转印区以及随后的图像形成单元的转印区中，存在出现如下现象的可能，即，在转印电场的作用下，已经被转印到记录材料上的先前图像形成单元的调色剂，与图像形成单元的调色剂被转印到记录材料上同步地被反向转印到图像载体上。一旦出现了反转录，就可能引起产生图像缺陷。例如，记录材料上的调色剂图像的图像浓度可能降低，或者精细线(fine line)上的调色剂可能会丢失而使图像的清晰度恶化。特别地，在与图像显影部的显影同步地执行残余调色剂回收，而不在图像载体显影部的随后阶段设置清洁机制的无清洁器处理中，由于已经被反向转印的先前阶段的调色剂与残余调色剂同步地被回收，因此如果先前阶段的调色剂量太大，则显影装置内不同颜色调色剂的比率增加，已使调色剂色调波动，从而使得不能控制颜色。因此，在彩色图像形成设备的情况下，希望设法使反转录量尽可能小。一般地，在转录效率和反转录效率之间存在冲突特征。也就是，在转录效率增强的转印条件下，反转录效率更易于增加。在反转录效率被最小化的转印条件下，转录效率更易于降低。特别地，粘附力弱的调色剂的电荷量很小。因此，调色剂可以容易地通过转印电场力移动，并且可以容易地从图像载体分离，从而容易地执行转录。这意味着相反情况是，调色剂可以容易地从记录材料分离，从而容易地生成反转录。
本发明的发明人已经注意到具有不高于平均粘附力20％的粘附力的调色剂量和反转录量之间的内在关系，并且试图通过控制上述的内在关系从而优化转录效率和反转录效率。
根据使用粘附力第四分布的图像形成方法，即使在可提高转录效率的情况下，也能够通过将具有不高于调色剂到图像载体的粘附强度分布平均值20％的粘附力的调色剂重量比限制到5％，也可以抑制反转录的可能性。此外，由于这种限制，可以将反转录控制到2％或更少，并且即使对图像形成过程应用上述无清洁器处理，也可以防止由颜色混合导致的颜色波动问题。
顺便说一下，当将粘附力第三分布的上述规则应用于粘附力的上述第一分布和第二分布中的每个时，可以同时获得源于两种规则的优点。同样地，当将粘附力第四分布的上述规则应用于粘附力的上述第一分布和第二分布中的每个时，可以同时获得源于两种规则的优点。
可以通过例如将角度转子(CP1000MX；Hitachi Kohki Co.，Ltd.)安装在超离心隔离器(P100AT2；Hitachi Kohki Co.，Ltd.)上来执行将在本发明中应用的调色剂的粘附力测量。
图2是示出角度转子(angle rotor)的外貌的透视图；图3是图2中示出的角度转子沿着其旋转轴线截取的部分的纵向横截面图；以及图4是示出用于安放角度转子中的样本的单元(cell)结构的分解透视图。
如图2和3所示，角度转子10，在放置于基部2上的锥状旋转体4中，设置有单元保持部9，该单元保持部具有竖井状(pit-like)构造，其中心轴线相对于转子10的旋转轴线1以26°角倾斜。单元3可以放置并固定在该单元保持部9中。单元3可以设置有用于容纳和分离样本的样本容器5。
样本容器5由圆柱间隔件7、将要设置在圆柱间隔件7一端的盘状样本安装板6、以及用于接受分离样本的样本接收板8构成。在该单元3中，样本接收盘8将设置在远离旋转轴线的位置，并且样本安装板6将设置在靠近旋转轴线的位置。
首先，制备感光片，其表面上叠置有与感光器(photoreceptor)相同类型的表面保护层。为了测量粘附力，要求表面保护层与感光器相同。然而，为了再现调色剂对感光器的粘附性，可以采用以与感光器相同的方式叠置有CGL层或CTL层的薄片。然后，绕着生铝管缠绕该薄片并且将感光层接地到GND。将得到的物体设置到感光鼓的位置，然后，调色剂在薄片表面被显影并被附着到薄片表面。
将附着有调色剂的感光薄片切割成样本接收板8的大小，并且通过使用双面涂覆带(double-coated tape)将其粘到样本接收板8的用来与间隔件7接触的一侧。
所有样本安装板6、样本接收板8和间隔件7的外径都是例如7mm，并且圆柱间隔件的厚度和高度分别是例如1mm和3mm。单元3在其安装在角度转子上时最小旋转直径(Rmin)是3.56cm，其最大旋转直径(Rmax)是例如7.18cm，并且其平均直径(Rav)是例如5.37cm。
样本容器5以如下方式放置在单元3中，即，使样本安装板6的附着有样本的后侧直接面向旋转中心。将单元3设置在角度转子10的单元保持部9中。然后，将角度转子10安装在超离心隔离器(未示出)中。
超离心隔离器例如以10000rpm旋转，其后将样本安装板6和样本接收板8取出，并且通过使用修复带将粘附到这些板的调色剂去除，并且放在白纸上。通过使用Macbeth密度计来测量附着有调色剂的带的反射密集度(concentration)。
从反射密集度分别计算已经被分离的调色剂量以及尚未被分离的调色剂量。
此外，超离心隔离器的旋转速度适当地逐步增大到100000rpm，并且重复上述相同工序。
通过转子旋转的作用而作用于安装在单元中的样本的离心加速度(RCF)可以如下表示：
RCF＝1.118×10-5×r×N2×g          -----(1)
r：样本的设置位置和旋转中心之间的距离
N2：旋转速度(rpm)
g：重力加速度
当将调色剂的单个颗粒的重量定义为m时，作用于调色剂上的离心力可以如下表示：
F＝RCF×m                            -----(2)
m＝(4/3)∏×r3×ρ                  -----(3)
r：直径(假设为球状)
ρ：调色剂的比重
在本发明中，调色剂和感光器之间的平均粘附强度由以下计算来确定，其中：将在每个旋转速度下作用于调色剂的离心力(F＝RCF×m-----(2))乘以已经在每个旋转速度被分离的调色剂的比率，并且将得到的所有值相加。
顺便说一下，由于粘附力受调色剂充电量的影响极大，因此为了精确地测量粘附力，希望以根据实际处理粘附调色剂的方式来准备测量样本。
本发明中要采用的显影剂包括着色剂以及包含粘合树脂的调色剂颗粒，并且需要时，调色剂还包括将被应用于调色剂颗粒表面的添加剂。在二元显影剂的情况下，可以将调色剂和载体彼此混合。
至于粘合树脂，可以采用聚酯树脂、苯乙烯丙烯酸树脂等。
至于着色剂，可以采用已知的色素和染料，诸如炭黑、浓缩多环色素、偶氮色素、酞菁色素、无机色素等。
对于助定影剂(fixing-assisting agent)，可以采用蜡、充电控制剂(CCA)，这些助定影剂被添加到调色剂颗粒中。此外，为了改善调色剂流动性，可以将诸如硅石的无机细颗粒作为添加剂施加到调色剂表面。
可以通过诸如研磨、聚合等已知的制造方法来制造调色剂颗粒。
为了满足粘附力分布的规则，优选地，本发明中要采用的显影剂应当通过除去细颗粒和粗颗粒，调节为使得颗粒大小分布更加鲜明(sharp)。
优选地，将显影剂的体积平均颗粒直径限定到4至7μm的范围内。
同样优选地，将调色剂颗粒分类，以便除去颗粒直径不高于2μm的调色剂颗粒和颗粒直径不低于10μm的调色剂颗粒。为了使颗粒的表面成分一致，优选地，应当控制通过研磨来制造调色剂过程中的条件，以防止出现搅拌(kneading)装置的温度和压力不均。此外，为了防止显影剂中的成分的不均，应当控制将要掺入(load)的成分的量以及掺入时间。此外，为了防止添加剂在调色剂表面沉积的不均，优选地基于添加剂的颗粒直径以及调色剂颗粒直径来计算掺入的添加剂量，以便能够在调色剂表面形成一个或多个添加剂层，从而可以均匀地在调色剂表面上沉积添加剂。
此外，为了使调色剂充电(electrification)的分布均匀，在二元显影剂的情况下，优选地将调色剂与适当量的载体颗粒混合，而且在单成分显影剂的情况下，同样优选地适当设置充电元件和显影部中的显影剂之间的接触压力和结构。
在二元(双成分)显影的情况下，其中要采用的载体可以由诸如含有铁氧体的树脂颗粒、磁铁矿、铁氧化物或磁粉的磁性载体来形成，其中，载体表面可以全部或部分地涂敷有树脂。
图5、6、7和8分别示出根据本发明的图像形成设备的一个实例。
如图5所示，图像形成设备20包括由感光器11构成的图像形成单元，感光器周围连续地设置有充电装置12、曝光部13、显影装置14、转印部15、以及清洁装置16，以面向感光器11。
转印部15设置为面向感光器11，并且传送件17置于转印部和感光器之间。定影部18设置在传送件17的下游侧。传送通道24设置于清洁装置16和显影装置14之间，从而构成用于回收残余调色剂的循环机构。
在这个图像形成设备20中，使感光器11在由箭头“a”表示的方向上旋转，并且通过诸如充电器布线、串列型充电器、电晕充电器、接触型充电辊、非接触性充电转子、固态充电器等的充电装置12，均匀受到-500至800V的表面电势。通过曝光部13，将静电图像形成在感光器11上。对于曝光部，可以采用诸如激光、LED等的光源。顺便说一下，对于感光器11，可以采用正充电或负充电有机感光层、无定形硅层等。将要形成在感光器表面的感光层可以进一步层压有电荷发生层、电荷转印层以及保护层。可选地，可以构造单感光层，以展示多个功能。显影装置14包括显影辊(例如具有置于其中的磁力辊)25，并且被构造为向例如静电图像提供阴离子调色剂，以通过设计为传送二元显影剂的磁刷显影来将图像显影。为了形成用于使调色剂粘附到静电图像的磁场，向显影辊25施加显影偏压。此外，为了使调色剂均匀并稳定地粘附到感光器表面，显影偏压可以构成为DC和AC叠加。在此要应用的显影剂包括着色剂、以及含有粘合树脂的调色剂。该显影剂被调配为，在显影剂对感光器11表面的粘附强度分布中，粘附力不低于粘附力分布平均值2.5倍的显影剂与显影剂总重量的重量比为3％或更少。
在显影装置14中，例如，将100g至700g的由载体和调色剂组成的二元显影剂放置于其调色剂料斗中，并且显影剂通过搅拌螺旋(agitation auger)26被传送到显影辊25。在由于显影而消耗了部分调色剂之后，允许残余调色剂通过搅拌螺旋26在显影辊25的分隔位置离开显影辊25，并返回到显影剂存储区。调色剂浓度传感器(未示出)附着于显影剂存储区中，使得当通过该浓度传感器检测到显影剂量的任何减少时，其信号被传输到调色剂料斗。这样，补充了新鲜调色剂。通过整合印刷数据和/或通过检测感光器上的显影调色剂量，可以估计调色剂的消耗量。可以基于上述估计来进行新鲜调色剂的补充。还可以同时使用以下两种方法，即，传感器输出和调色剂消耗量的估计。
在显影装置14的下游侧，传送件17与感光器11压接触，并且记录介质，诸如由供纸部19提供的纸张P，置于传送件17和感光器11之间。此外，通过例如由高压电源(未示出)施加到传送件17的+300V至5kV的偏压的作用，感光器11上的调色剂图像被转印到纸张。已经穿过转录夹的纸张P然后被移动到定影装置18。
定影装置18包括由压辊21和热辊22组成的一对辊。纸张P在调色剂图像与传送件17接触的条件下穿过传送件17和压辊21之间的界面，从而将调色剂图像定影到纸张P。
在完成调色剂转印之后，通过在转录夹下游区的清洁装置16将残余调色剂去除，并且通过使用去静电装置23将其去静电。由清洁装置16去除的残余调色剂通过螺旋(未示出)传送到传送通道24中，并且在显影装置14中被回收。
顺便说一下，当采用单成分显影系统时，只有调色剂存储在显影剂存储区中，然后通过诸如传送螺旋、中间传送海绵辊等的已知构件被传送到显影辊表面。然后，调色剂通过诸如硅橡胶刮片、含氟橡胶刮片、金属刮片等与显影辊表面压接触的调色剂充电构件被摩擦充电，从而将静电潜像显影。显影辊由在表面具有导电橡胶层的弹性辊形成，或者由用SUS制成并且具有通过使用喷砂设备实现的粗糙表面的金属辊形成。此外，该显影辊被设置为与感光器接触或不与感光器接触，并且能够以不同于感光器表面的旋转速度旋转。为了辅助调色剂粘附到静电潜像上，向显影辊施加显影偏压。此外，为了使调色剂均匀并稳定地附着到感光器表面，显影偏压可以构成为DC叠加AC。
另外，不同于上述的显影剂，可以将显影剂颗粒调配为：在显影剂对感光器表面的粘附强度分布中，粘附力不高于对图像载体表面的粘附强度分布中的粘附力分布平均值的20％的显影剂颗粒的重量比被限定为5％或更少。
此外，可以将显影剂颗粒调配为，在显影剂对感光器表面的粘附强度分布中，粘附力不低于粘附力分布平均值2.5倍的显影剂与显影剂总重量的重量比限定为3％或更少，同时，在对图像载体表面的粘附强度分布中，具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂颗粒的重量比被限定为5％或更少。
图6示意性示出根据本发明的图像形成设备的另一实例的视图。除了没有设置清洁装置16和传送通道24、用具有显影/清洁机构的显影装置28代替显影装置14、以及存储干扰件27置于转印部15和充电装置12之间以外，该图像形成设备的图像形成单元与图5中所示的大致相同。这里将要使用的调色剂调配为，在每种显影剂对感光器11表面的粘附强度分布中，将粘附力不低于粘附力分布平均值的2.5倍的显影剂与显影剂总重量的重量比限定为1.5％或更少。
顺便说一下，还可以设置临时回收件(未示出)，以便可以在显影装置中临时地回收残余调色剂，并且将其再次传送到图像载体。为了使存储干扰件和临时回收件有效地工作，可以向其施加正和/或负电压。
图7示意性示出根据本发明的彩色图像形成设备的一个实例的视图。
该彩色图像形成设备50以与图6中示出的成像单元相同的方式构造，其中，图像形成单元40Y、40M、40C、和40K分别在其中容纳黄色显影剂、品红色显影剂、青色显影剂和黑色显影剂，并且被排列在四个阶段，以使这些单元通过中间转印件29分别面向转印区15Y、15M、15C和15K，并且二级转印部45和定影区18设置在转印区15K的下游侧。在每种彩色显影剂对感光器表面的粘附强度分布中，将具有不低于粘附力分布平均值2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比限定为1.5％或更少。
图8示意性示出根据本发明的彩色图像形成设备的另一个实例的视图。
该彩色图像形成设备60以与图6中示出的成像单元相同的方式构造，其中，分别在其中容纳黄色显影剂、品红色显影剂、青色显影剂和黑色显影剂的图像形成单元40Y、40M、40C、和40K，并且被排列在四个阶段，以使这些单元通过转印件17分别面向转印区15Y、15M、15C和15K，并且定影区18设置在转印区15K的下游侧。在每种彩色显影剂到感光器表面的粘附强度分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与显影剂总重量的重量比被限定为1.5％或更少。
接下来，将参照实验实例来更明确地描述本发明。
实验实例：
按照如下所述，制备四种调色剂和两种载体。
制备调色剂A：
使用Kneadex(YPK Co.，Ltd.)将28重量份的聚酯树脂、7重量份的姻脂红(Carmine)6B、5重量份的米蜡、和1重量份的巴西棕榈蜡混合并揉捏(knead)。在经历粗粉碎之后，母料进一步与58重量份的聚脂和1重量份的CCA混合。然后将得到的混合物揉捏、粗研磨、和细研磨，以获得颗粒。然后，通过弯头喷射分选(elbowjet classification)，颗粒直径为8μm或更大的颗粒以及颗粒直径为3μm或更小的颗粒部分被去除，以获得体积平均颗粒直径(volumeaverage particle diameter)为5.3μm的调色剂颗粒。
对于这样获得的100重量份的调色剂颗粒，通过使用亨舍尔(Henschel)混合器添加主要颗粒直径为20nm的3.5重量份的硅石作为添加剂，以获得调色剂A。
制备载体α：
对于体积平均颗粒直径为43μm的球状铁氧体芯，应用具有分散于其中的炭黑的硅树脂涂层，以获得表面阻抗为7×108Ω/cm2的载体α。
制备调色剂B：
包括65重量份的苯乙烯、21重量份的丙烯酸单体、6重量份的米蜡、7重量份的Carmine 6B、以及1重量份的CCA的混合物经乳液聚合，以制造直径为0.5μm的聚合体颗粒。然后，聚合体颗粒经历聚集、洗涤和烘干，以获得平均颗粒直径为5.4μm的调色剂颗粒。这样获得的调色剂颗粒的球形度为0.96。对于100重量份的这种调色剂颗粒，添加27重量份的主要颗粒直径为25nm的硅石和0.5重量份的钛氧化物作为添加剂，以获得调色剂B。
制备调色剂C：
调色剂A经弥漫处理(suffusing treatment)，以在向调色剂A添加硅石之前对其应用机械球化处理，从而获得球形度为0.97的调色剂颗粒。然后，对于100重量份的这样获得的调色剂颗粒，通过使用亨舍尔(Henschel)混合器添加3份重量的主要颗粒直径为20nm的硅石作为添加剂，以获得调色剂C。
制备载体β：
对于体积平均颗粒直径为35μm的球形铁氧体芯，应用其中散布有炭黑的氟树脂(fluororesin)涂层，以获得表面阻抗为1×109Ω/cm2的载体β。
制备调色剂D：
在诸如isoper的非极性烃溶剂(nonpolar hydrocarbon solvent)中添加4重量份的主要颗粒直径为20nm的硅石并将其充分分解，以获得分散体(dispersion)。然后，对于该分散体，添加结团的和经洗涤后的聚合体颗粒，以使硅石颗粒均匀地附着到聚合体颗粒表面。之后，去除悬浮的硅石，并且烘干剩余产物，以获得调色剂D。
实验1
(1)调色剂A和载体α的结合
将9重量份的调色剂A与91重量份的载体α混合，以获得显影剂。
将这样获得的显影剂应用于图像形成设备(除了将与感光器具有相同感光层的薄膜围绕感光器表面缠绕之外，该图像形成设备具有如图5所示相同结构)，从而执行调色剂的充电、曝光、和显影。
将调色剂显影处的薄膜原封不动地取出，并且测量调色剂的粘附力分布。结果在图9中示出。
图9示出了用于说明将在本发明中采用的粘附力第一分布的一个实例的图表。该图表示出了显影剂的粘附力和所加的具有上述粘附力的显影剂的重量比之间的关系。
如图9所示，粘附力的平均值是4.4×10-8(N)。此外，该平均值2.5倍的粘附力为1.1×10-7(N)。粘附力小于1.1×10-7(N)的显影剂的重量比大约为96.9％。粘附力不低于1.1×10-7(N)的显影剂的重量比大约为3.1％左右。
此外，准备图像形成设备，除了用中间转印体代替转印件并且不放入记录介质之外，该图像形成设备与图5的图像形成设备具有相同结构。将上述显影剂应用于该图像形成设备，以允许将显影剂转印到中间转印体。以如下方式来测量转印特性，即，通过使用带子将残留在感光器上的调色剂剥离，然后将带子粘在白纸上。通过使用Macbeth密度计来测量调色剂的反射密集度(concentration ofreflection)，并且将测量结果应用到与调色剂量和浓度相关的校准公式，从而确定调色剂的转印特性。
这样获得的结果在图10中示出。
图10是示出偏压与残余调色剂量之间的关系的图表。
从图10可以看出，在可以获得最佳的转印效率的情况下，残余调色剂量为重量的3.0％。
当使用这些设备和显影剂来执行寿命测试时，即使重复印刷高达100K，调色剂充电量的波动也被限定在容许范围内，从而不显示调色剂循环中有任何不便。
调色剂A以5％重量比与载体α混合，并且测量残余调色剂量和粘附力分布。结果，平均粘附力为9.6×10-8(N)，并且该平均值2.5倍的粘附力为2.4×10-7(N)。具有不低于2.4×10-7(N)的粘附力的显影剂的重量比为大约4.5％。在可以获得最佳转印效率的情况下，残余调色剂量为重量的4.2％。
当使用该显影剂来执行寿命测试时，调色剂的充电量逐渐增加，因此图像的浓度降低。也就是，随着重复印刷高达100K，图像的初始浓度(即，1.5)减小到1.35。
除了载体α与调色剂A的混合率改变了之外，重复与实验1中所述的处理相同的处理，从而获得多种显影剂，其每种都表示粘附力的可变分布。测量粘附力不低于粘附力分布平均值的2.5倍的显影剂的比率和残余调色剂量，并且执行寿命测试。结果在随后的表1中示出。
表1
  样本号   具有至少平均值2.5倍的粘附力的调色剂比率   最优转印情况下的残余调色率的比率 寿命结果
  1   1wt％   1.20wt％   100K：OK
  2   2.70wt％   2.60wt％   100K：OK
  3   3.00wt％   3.10wt％   100K：OK
  4   3.50wt％   3.70wt％   图像密度在100K从1.5下降到1.4
  5   4.50wt％   4.20wt％   图像密度在100K从1.5下降到1.35
  6   5wt％   5.10wt％   图像密度在100K从1.5下降到1.35
(2)调色剂B和载体α的组合
调色剂B以重量份5％的混合率与95重量份的载体α混合，以制备显影剂。通过使用该显影剂，以与上述相同的方式来测量残余调色剂量和粘附力分布。结果，平均粘附力是1.05×10-7(N)，并且该平均值的2.5倍的粘附力是2.63×10-7(N)。具有不低于2.63×10-7(N)的粘附力的显影剂的重量比大约为2.7％。在可以获得最佳转印效率的情况下，残余调色剂的量为重量的2.6％。
当使用该显影剂来执行寿命测试时，即使重复印刷高达100K，调色剂充电量的波动也被限定在容许范围内，从而不显示调色剂循环中有任何不便。
实验2
(1)调色剂C和载体β的组合
将11份重量的调色剂C和89份重量的载体β混合，以获得显影剂。
将这样获得的显影剂应用于图像形成装置(除了围绕感光器表面缠绕具有与感光器相同的感光层的薄膜之外，其具有与图6中所示的相同结构)，从而测量粘附力分布、残余调色剂量，并且以与实验1相同的方式执行寿命测试。
结果，粘附力的平均值为1.04×10-7(N)。此外，该平均值2.5倍的粘附力为2.6×10-7(N)。具有不低于2.6×10-7(N)的粘附力的显影剂的重量比为1.5％。残余调色剂的量为重量的1.4％。
此外，当通过使用该显影剂来执行图像形成时，可以防止产生任何不便，诸如由于曝光障碍产生的负存储(negative memory)或者由于回收失败产生的正存储(positive memory)。当通过使用该显影剂来执行寿命测试时，即使印刷重复高达100K，也不认为会产生存储图像。
(2)调色剂D和铁氧体载体β的组合
将11重量份的调色剂D与89重量份的铁氧体载体β混合，以获得显影剂。通过使用该显影剂，以与上述相同的方式测量粘附力分布和残余调色剂量。
结果，粘附力平均值为1.04×10-7(N)。此外，具有至少为该平均值2.5倍(即，2.6×10-7(N))的粘附力的显影剂的重量比为1％。残余调色剂的量为重量的1.2％。
此外，当通过使用该显影剂来执行图像形成时，可以防止产生任何不便，诸如由于曝光障碍发生的负存储或由于回收失败发生的正存储。当使用该显影剂执行寿命测试时，即使重复印刷高达100K，也不会识别到产生存储图像。
(3)调色剂A和载体α的组合
将9重量份的调色剂A和91重量份的载体α混合，以获得显影剂。通过使用该显影剂，以与上述相同的方式来测量粘附力分布和残余调色剂量。
结果，粘附力平均值为4.4×10-8(N)。此外，具有至少是该平均值2.5倍(即1.1×10-7(N))的粘附力的显影剂的重量比是3.1％。残余调色剂的量为重量的3.0％。
此外，当通过使用该显影剂以与上述相同的方式来执行图像形成时，残余调色剂阻碍了下一图像的曝光，从而使得不能有效地降低图像部的电势，这样发生负存储。
此外，当通过使用该装置执行寿命测试时，认识到了图像载体表面的降级以及残余调色剂的回收效率的降低。当印刷已经重复80K时，不可能回收残余调色剂，从而发生所谓的正存储，其中先前图像被转印到下一图像。
(4)调色剂B和载体α的组合
将5重量份的调色剂B和95重量份的载体α混合，以获得显影剂。通过使用该显影剂，以与上述相同的方式测量粘附力分布和残余调色剂量。
结果，粘附力平均值为1.05×10-7(N)。此外，具有至少为该平均值2.5倍(即，不低于2.63×10-7(N))的粘附力的显影剂的重量比为2.7％。残余调色剂的量为重量的2.6％。
此外，当通过使用该显影剂以与上述相同的方式来执行图像形成时，发现在初始阶段产生了轻度负存储，并且当印刷重复到高达90K时，识别到产生了正存储。
图11示出了用于说明残余调色剂量和负存储之间的关系的图表，其通过采用由包括11重量份的调色剂D和89重量份的载体β制造的显影剂来获得，其中，通过改变偏压使残余调色剂量波动。
顺便说一下，通过测量残留有残余调色剂的区域和不存在残余调色剂的区域之间的图像浓度差来确定负存储。
如图11所示，随着残余调色剂量增加，负存储的产生成比例地增加。
由于只要将图像浓度差限定到0.01或更小就可以可视地识别浓度差，可以认为，残余调色剂量应当优选地限定为不高于重量的1.5％。
实验3
(1)调色剂B和载体α的组合
调色剂B以5％重量的混合率与95重量份的铁氧体载体α混合，以制备显影剂。通过使用该显影剂，以与实验1中所述相同的方式来测量粘附力分布和残余调色剂量。结果，对图像载体的平均粘附强度为1.05×10-7(N)，并且该粘附力的20％为2.1×10-8(N)。具有不高于2.1×10-8(N)的粘附力的显影剂重量比为7％。
此外，准备了图像形成设备(除了用中间转印体代替转印件并且没有其中没有加入记录介质外，其与图5的图像形成设备具有相同结构)。将上述显影剂应用于该图像形成设备，以执行调色剂的充电、曝光和显影。然后，分别测量感光器上的显影剂图像周围的粉尘率和已经被转印到中间转印体的图像周围的粉尘率。在这种情况下，通过使用CCD相机拍摄1.5μm/像素(1200像素长度＝1.8mm)的行式图像(line image)作为电子数据。之后，将数据二进制化，以测量其边缘部的迹线长度并且计算其与直线长度的比率。随着图像周围调色剂散射的增加，迹线的长度增加，从而增大了其与直线长度的比率。
该迹线的比率在感光器上的调色剂图像上为1.20，但是在中间转印体上为1.27，这样表示转录中只有轻微的变坏，并且因此表示了转录的合格级别。
(2)调色剂C和载体β的组合：
将11重量份的调色剂C和89重量份的载体β混合，以获得显影剂。结果，到图像载体的平均粘附强度为1.035×10-7(N)，因此，具有不高于2.07×10-8(N)(即，粘附力分布中平均粘附力的20％)的粘附力的显影剂的重量比为10％。
通过使用该显影剂，以与上述相同的方式测量图像周围的粉尘率。
结果，该迹线在感光器上的比率为1.20，但是在中间转印体上为1.33，这样表示在转印中只有轻微变坏，并且因此还表示了转录的合格级别。
图12示出了用于说明具有弱粘附力(即，平均粘附力的20％)的显影剂的比率以及可以在调色剂转印前后从迹线的比率得到的调色剂粉尘率之间的关系的图表。
在图12中，参考标号101代表感光器上的粉尘率，并且102代表中间转印体上的粉尘率。
如图12所示，可以明显看出，随着具有平均粘附力20％的弱粘附力的显影剂的比率增大，粉尘率不利地增加。
已经发现，即使在感光器上形成粉尘量特别小(即，大约1.2)的清晰图像，可以由转录引起的显影剂的分散度或者图像的清晰损失度也与具有弱粘附力的显影剂比率有很大关系。只要能够将中间转印体上的粉尘率限制到1.35左右，即使将显影剂转印到纸张，也可以将粉尘的增加限定在容许范围内。因此，通过将具有平均粘附力的20％的弱粘附力的调色剂量限制到不高于10％，就可以获得调色剂分散最小的清晰图像。
试验4
将11重量份的调色剂D和89重量份的载体β混合，以制备显影剂。
通过使用该显影剂，以与实验1中相同的方式测量到感光器的调色剂粘附力分布。结果，到感光器的平均粘附强度为1.04×10-7(N)，并且具有不高于2.1×10-8(N)(即，平均粘附力分布的20％)的粘附力的显影剂的重量比为5％。
该显影剂安放在与图8中所示相同的彩色图像形成设备的第一图像形成单元上，并且在残余调色剂量变成1.2％的转印条件下测量转录到第二图像形成单元的显影剂的反转录量(magnitude)。结果，发现反转录量为重量的1.8％。
假设下述情况，即，第一显影剂颜色的印刷率是第二显影剂颜色的印刷率的四倍，也就是，同将要通过显影剂的反向转印混合的显影剂量相比，将要通过印刷放电的显影剂量非常小，通过实验已经发现，在第一显影剂的颜色是黄色并且第二显影剂的颜色是青色的情况下只要将反转录量限制到重量的2％，就可以将由于颜色混合引起的颜色差异的变化限定到不高于10的范围内。因此，以重量计，反转录量为1.8％的值可以认为落入容许范围内。
这种模拟情况是通过对如下情况研究的结果而得出的，即，在以各种方式使用打印装置时颜色混合以及颜色波动被认为最严重的情况。
当使用多种显影剂来测量具有平均粘附力的20％的弱粘附力的显影剂的比率以及反转录量时，获得图13中所示的结果。
因此，图13示出了用于说明具有弱粘附力的显影剂的比率以及显影剂的反向转印量之间的关系的图表。
如图13所示，发现随着具有弱粘附力的显影剂的比率增加，反向转印量成比例地增加。
基于由本发明的发明人所作的研究的结果，即，只要将反转录量限定到不高于重量的2％，就可以将由于颜色混合引起的颜色波动控制在容许范围内，这只需将具有弱粘附力的显影剂比率控制到5％或更少。
本领域技术人员将会很容易地想到另外的优点和修改。因此本发明在其更广泛的范围内不限于文中示出和描述的具体细节和代表性的实施例。因此，在不脱离所附的权利要求及其等价物所限定的总的发明构思的精神或范围的情况下，可以做出各种修改。

Claims (20)

1.一种图像形成设备，其特征在于，包括：
显影部，用于向形成在图像载体上的静电潜像提供显影剂颗粒，以使所述显影剂附着到所述图像载体表面，从而形成显影剂图像；以及
转印部，用于将所述显影剂图像转印到记录材料；
其中，在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为3％或更少。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，具有不高于所述粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与所述显影剂总重量的重量比为10％或更少。
3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述转印部在其较后阶段设置有清洁器，用于回收残留在所述图像载体表面的残余调色剂。
4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述显影部进一步设置有用于与图像显影同步地回收附着到所述图像载体表面的残余调色剂的机构；以及
在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂总重量的重量比为1.5％或更少。
5.一种图像形成设备，其特征在于，包括：
显影部，用于向形成在图像载体上的静电潜像提供显影剂颗粒，以使所述显影剂粘附到所述图像载体表面，从而形成显影剂图像；以及
转印部，用于将所述显影剂图像转印到记录材料；
其中，在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为10％或更少。
6.根据权利要求5所述的图像形成设备，其特征在于，所述显影部进一步设置有用于与图像显影同步地回收残留在所述图像载体表面上的残余调色剂的机构；以及
在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂总重量的重量比为1.5％或更少。
7.一种彩色图像形成设备，其特征在于，包括：
两个或多个显影部，用于分别向形成在图像载体上的静电图像提供不同颜色的多种显影剂，以使所述显影剂附着到每个图像载体的表面，从而形成不同颜色的显影剂图像；以及转印部，用于将颜色不同的所述显影剂图像转印到记录
材料；
其中，对所述图像载体表面的粘附力分布被配置为使得具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为5％或更少。
8.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂总重量的重量比为3％或更少。
9.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，所述转印部在其较后阶段进一步设置有清洁器，用于回收残留在所述图像载体表面上的残余调色剂。
10.根据权利要求7所述的图像形成设备，其特征在于，所述显影部中的至少一个进一步设置有用于与图像显影同步地回收残留在所述图像载体表面上的残余调色剂的机构；以及
在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂总重量的重量比为1.5％或更少。
11.一种图像形成方法，其特征在于，包括：
通过将容纳在显影部中的显影剂颗粒提供到静电潜像上，在图像载体上将显影剂图像显影，以使所述显影剂能够附着到所述图像载体表面；以及
将所述显影剂图像转印到记录材料；
其中，在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为3％或更少。
12.根据权利要求11所述的图像形成方法，在转印所述图像的步骤之后，进一步包括以下步骤：回收残留在所述图像载体上的显影剂。
13.根据权利要求11所述的图像形成方法，其特征在于，具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为10％或更少。
14.根据权利要求11所述的图像形成方法，其特征在于，所述显影步骤进一步包括以下步骤：与图像显影同步地回收附着到所述图像载体表面的残余调色剂；以及
在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为1.5％或更少。
15.一种图像形成方法，其特征在于，包括：
通过将容纳在显影部中的显影剂颗粒提供到静电潜像上，在图像载体上将显影剂图像显影，以使所述显影剂能够附着到所述图像载体表面；
其中，在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不高于粘附力分布平均值的20％的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为10％或更少。
16.根据权利要求15所述的图像形成方法，其特征在于，所述显影步骤进一步包括以下步骤：与图像显影同步地回收附着到所述图像载体表面的残余调色剂；以及
在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为1.5％或更少。
17.一种彩色图像形成方法，其特征在于，包括：
通过从两个或多个显影部向分别形成在图像载体上的静电潜像提供显影剂，以使所述显影剂能够附着到每个图像载体表面，从而形成不同颜色的显影剂图像；
将不同颜色的所述显影剂图像转印到记录材料；以及
将所述转印的显影剂图像定影在所述记录材料上；
其中，对所述图像载体表面的粘附力分布中，每个具有不高于粘附力分布平均值20％的粘附力的显影剂同所述显影剂的总重量的重量比都是5％或更少。
18.根据权利要求17所述的彩色图像形成方法，其特征在于，在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为3％或更少。
19.根据权利要求18所述的图像形成方法，其特征在于，在转印图像的步骤之后，进一步包括以下步骤：回收残留在所述图像载体上的显影剂。
20.根据权利要求17所述的图像形成方法，其特征在于，所述显影步骤进一步包括以下步骤：与图像显影同步地回收附着到所述图像载体表面的残余调色剂；以及
在对所述图像载体表面的粘附力分布中，具有不低于粘附力分布平均值的2.5倍的粘附力的显影剂与所述显影剂的总重量的重量比为1.5％或更少。
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