CN1089171C - 充电装置的磁性粒子，光电成象装置，处理盒及成象方法 - Google Patents

充电装置的磁性粒子，光电成象装置，处理盒及成象方法 Download PDF

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Abstract

提供了与光电成象光敏部件接触放置的充电装置的磁性粒子作为下述公式(1)表示的一种铁氧体成份的粒子，基于施加到光电成象光敏部件的电压对光敏部件进行充电。(Fe2O3)X(A)Y(B)Z其中A表示从Li2O、MnO和MgO中所选择出的至少一种金属氧化物成份，B表示与A不同的至少一种金属氧化物成份；X、Y和Z表示摩尔比的数字，并满足：0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5、X+Y≤1，以及O≤Z＜0.79。

Description

充电装置的磁性粒子，光电成象装置，处理盒及成象方法
本发明涉及充电部件的磁性粒子，用于对光电成象光敏部件进行充电，并涉及使用该充电部件的光电成象装置、处理盒及图像形成方法。
迄今为止，已经公知了许多光电成象方法。在这些方法中，通过充电部件和图像曝光部件，在包括光导电材料的光敏部件上形成静电潜像，然后显影该潜像并用调色剂变为可见。并且所得到的调色图像被转印到转印接收物质上(如所希望的纸张)后，通过加热、加压等被固定，以得到一个复制品或或打印件。在清洁步骤，去除留在光敏部件上没有被转印的剩余调色剂。再重复上述步骤。
近来，开发出各种有机光电导物质，作为光电成象光敏部件的光电导物质，相应地，商业上实现了包括电荷产生层和电荷传输层的叠层的功能分离型的光敏部件，并用于复印机、打印机和传真设备等上。在这种光电成象装置中，常使用电晕放电设备作为充电装置，但存在着困难，如出现大量臭氧和去除这些臭氧需要过滤器，结果装置体积增大，运行成本升高。
作为解决这些困难的技术方案，开发出了一种使臭氧产生最少的充电方法，其中充电装置如刮板上的辊子贴近光敏部件表面，以在接触部分的接近处形成一窄缝，在此处出现符合Paschen定律的放电。在这期间，考虑到充电稳定性，最好使用采用充电辊的一个辊式充电***作为充电装置。
通过充电部件向电荷接收部件放电，从而一旦电压超过一定阀值就开始充电实现了充电过程。例如，在充电辊临近光敏部件的情况下(其中光敏部件具有包括有机光电导体的0.25μm厚度的光敏层)，在电压大于或等于640伏的情况下，光敏部件的表面电压开始增加，之后，按照倾斜度为1随施加电场成线性比例增长。下文，阀值电压定义为充电起始电压Vth。换句话，为了在光敏部件上得到一表面电压Vd，必须向充电辊施加一个较大的DC电压Vd+Vth。还有，充电辊的阻抗可能随相应的环境条件而变化，因此很难控制光敏部件的电压为一希望值。
因此，为了实现均匀地充电，建设使用这样一种DC+AC充电***，如在日本公开专利申请(JP-A)63-149669中公开的那样，通过在希望的Vd直流电压上叠加一个至少具有2XVth峰—峰值电压的AC电压，得到一个向充电辊施加的电压。该目的是为了使用AC电压电势平稳的优点。并且电荷接收部件的电压被集中在AC电压的中间值Vd处，其中Vd很少受外界条件的改变的影响。
基于采用从充电部件向光敏部件或电荷接收部件放电的充电机制的充电方法中，仍然需要提供一个高于光敏部件表面电压的充电电压。还有，作为AC电场应用的结果，出现诸如充电部件和光敏部件振动、以及伴随该振动(下文称“AC充电噪音”)的噪音等新问题，并且由于放电，加速光敏部件表面的变形。
另一方面，公知一种图像形成方法，通过使用如在JP-A 61-57958中公开的导电的微粒，向具有导电保护膜的光敏部件充电。该日本文献说明了具有半导体保护膜(阻抗为107-1013Ω.cm)的光敏部件可以被均匀地充电，使用最大电阻率为1010Ω.cm的导电微粒，不会出现无规律及引起电荷注入到光敏层，从而实现了高质量图像的重现。按照这种方法，可能阻止在AC充电中存在的振动和噪音的问题，但是充电效率低。还有，由于光敏部件上的转印余留调色剂是被作为充电部件的导电颗粒所刮去的，调色剂附到充电部件上，从而充电特性可能改变。
还有，希望通过直接注入电荷，向光敏部件充电。
通过施加一电压至诸如充电辊、充电纤维刷或充电磁刷等的一个接触型充电部件，注入电荷至光敏部件的表面的所谓注入充电法，在Japan Hardcopy 92 Annual Paper Collection P.287，“Contact chargingPerformance by Using Electro conduction Roller”(在日本)中已有所报告。按照该方法，在黑暗中是介电的光敏部件，通过带有电压的低电阻率放电部件，要经历注入充电，从而这种方法实质上要求充电部件具有很低的电阻率，并且光电导—传递物质(如导电填充剂)要尽量地暴露于该表面。相应地，上述文章中描述了充电部件最好包括一个铝薄片或在高潮湿环境中具有非常低电阻率的一个离子—导电充电部件。根据我们的研究，能够实现电荷注入—光敏部件的充电部件的电阻率可能最大为1×103Ω.cm，在这之上，施加电压和充电电压间开始出现差别，从而充电电压的稳定性可能被削弱。
然而，当使用这种具有低电阻率的充电部件时，一个非常大的漏电流易于流入光敏部件表面上形成的凹痕或针孔，引起几种难题，如在临近处充电不足，针孔增大以及充电部件条件变坏。
为了避免这些问题，需要向充电部件提供至少为1×104Ω.cm的电阻率。然而在这种电阻率上，电荷注入至光敏部件的特性下降，从而不能完成有效地充电，这是互相矛盾的。
相应地，在接触型充电设备中或使用这种充电设备的图像形成方法中，希望解决上述问题。更具体地，希望通过电荷注入(不使用低电阻率充电部件不能实现)满足好的充电性能和防止电荷接收部件上针孔泄漏(使用这种低电阻率充电部件也不能实现)。
还有，在使用充电部件接触电荷接收部件的图像形成方法中，充电部件容易被弄污(由调色剂熔化粘附)，引起充电失败，使图像有缺陷，因此在连续图像形成运行中出现问题。在直接注入电荷至电荷接收部件的方法中，在大量纸张上形成图像、防止引起充电失败的充电部件的弄污是要解决的急迫问题。
本发明的一个目的是提供充电部件的磁性粒子，不易于弄污并且能长期保持良好的充电性能。
本发明的另一目的是提供充电部件的磁性粒子，具有良好的注入充电性能。
按照本发明，为与光电成象光敏部件相接触的充电部件提供了磁性粒子，基于施加到光电成象光敏部件上的电压对其进行充电，该磁性粒子包括用下述公式(1)表示的一种铁氧体成份：
(Fe2O3)X(A)Y(B)Z                        (1)
其中A表示从Li2O、MnO和MgO中所选择出的至少一种金属氧化物成份，B表示与A不同的至少一个金属氧化物成份；X、Y和Z表示摩尔比的数字，并满足下列条件：
0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5、X+Y≤1，以及0≤Z＜0.79。
按照本发明的另一方面，提供了一个光电成象装置，包括：一个光电成象光敏部件、以及与光敏部件相对放置的充电装置、图像曝光装置和显影装置，其中：
所述充电装置包括含有上述磁性粒子的一个充电部件，并与光敏部件接触放置，从而基于所接收的电压对光敏部件进行充电。
按照本发明的另一方面，提供了一个处理盒，包括一个光电成象光敏部件、充电部件以及至少一个从显影装置和清洁装置选出的部件，其中：
所述充电装置包括含有上述磁性粒子的一个充电部件，并与光敏部件接触放置，以而鉴于所接收的电压对光敏部件进行充电；以及
所述光电成象光敏部件、充电部件及至少一个从显影装置和清洁装置选出的一个部件被一体地支持，以形成一处理盒，它可分离地安装在光电成象装置的主体上。
仍然按照本发明的进一步目的、提供了一种图像形成方法，包括如下步骤：
通过施加一电压至包含上述磁性粒子的并与光敏部件接触放置的充电部件，向光电成象光敏部件进行充电；
图像曝光该充电的光敏部件，在光敏部件上形成一静电图像；以及
显影该静电图像。
与附图一起，通过参照本发明的最佳实施例，本发明的这些和其他目的，特征和优点将变得更加清楚。
图1是按照本发明的图像形成装置的一个实施例的图形说明；以及
图2是用于本发明的测量磁性粒子电阻率大小的一个装置的图形说明。
图1是按照本发明的图像形成装置的一个例子。
参看图1，作为图像形成装置的光电成象打印机包括一个按箭头方面旋转的光电成象光敏部件(光敏鼓)，还包括与光敏部件相对放置的一个充电部件2、图像曝光装置3、显影装置4转印装置和清洁装置17，以包围光敏部件1。
如将要详细描述的，在最佳实施例中，光敏部件1有一个电荷注入层作为表面层。
充电部件2包括磁性粒子2a，它们在装在非磁套筒2b内的磁辊2c施加的磁场的作用下，这些磁性粒子2a形成在磁刷或磁耳中，电源21向充电部件2提供一电压。
更具体地，在本发明中，在套筒2b中以耳状形式竖起这些磁性粒子，以形成一整体磁刷2a，基于施加到充电部件2的一个电压，与光敏部件1接触并对它充电。相应地，需要磁性粒子具有相对强的磁性。然而，当使用这些磁性粒子时，结果的磁刷没准备好为充电部件提供一个最佳范围内电阻率值。从而通过减少或组份调整，可以调整它的电阻率值。
按照本发明的构成磁性粒子的铁氧体成份与公式(1)所表示的成份与所不同：
(Fe2O3)X(A)Y(B)Z                     (1)
其中A表示从Li2O、MnO和MgO所组成的组中所选择出的至少一种铁氧成份；B表示与A不同的至少一个种氧成份；X、Y和Z表示摩尔比的数字，并满足下列条件：
0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5、X+Y≤1，以及0≤Z＜0.79。
从上述可知，铁氧成份B最好至少包括一个选自Na2O、K2O、CaO、SrO、Al2O3、SiO2和Bi2O3中的金属铁氧化物成份。金属氧化物成份B最好是能够提供稳定阳离子的碱金属或碱土金属的氧化物。也就是，最好至少使用选自Na2O、K2O、CaO和SrO的一种金属氧化物。尽管原因不完全清楚，但应遵循。也就是，为了提供一尖晶石结构的铁氧体，具有一适当离子半径对金属阳离子来说很重要。因此，假设固态分解形式中的包括Na、K、Ca或Sr的一个氧化物的铁氧体提供了有很好性能的磁性粒子。
本发明中，如X、Y和Z不满足0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5及X+Y≤1的条件，变得很难控制磁性粒子的电阻率。考虑到磁性粒子的生产率和烧结性，最好Y＞Z。
按照本发明由磁性粒子构成的充电部件(磁刷)最好具有1×104至1×1011Ω的阻抗。如果阻抗低于1×104Ω，在光敏部件上易于形成一个针孔。大于1×1011Ω，易于妨碍充电性能。为了控制磁性粒子处于上述区间，按照本发明的磁性粒子的电阻率最好位于1×104至1×1011Ω.cm之间。
特别地，在使用磁性粒子构成光敏部件1的注入充电的一个充电部件(磁刷)2的情况下，充电部件2必须满足两种情况，即满意地注入电荷至光敏部件1的电荷注入层以及在诸如光敏部件上形成针孔的损害情况下，通过充电电流的作用，分开充电部件和光敏部件。相应地，充电部件阻抗最好位于1×104-1×109Ω之间，特别是1×104-1×107Ω之间。低于1×104Ω，易于发生针孔泄漏。高于1×109Ω，易于妨碍满意的充电。为了向充电部件2提供一位于上述区间的阻抗，构成充电部件的磁性粒子应具有104-109Ω.cm的电阻率，最好处于104-107Ω.cm之间。
还有，不是注入充电而不是接触充电的情况下，充电部件的阻抗最好位于1×106-1×1011Ω之间，相应地，磁性粒子的电阻率最好位于1×106-1×1011Ω.cm之间。
本发明中，为了控制电阻率的大小等，有时最好用包含诸如导电金属氧化物粒子或碳黑的导电粒子的树脂层，或如导电或半导电金属氧化物的有机层，以磁性粒子0.5-20％(重量)的覆盖率，对磁性光敏部件1进行表面覆盖。
顺便说说，这里所述的磁性粒子的电阻率值是基于下述方法测量的。
使用图2所示的。元件A。在具有横截面为S.(π2cm2)和经绝缘物质11保持一个导向环16的组件A内放置磁性粒子。在负载为10kg的情况下，放置一个主电极9和一个上电极10，以夹住磁性粒子15(厚度d为1mm)。在这种状态下，在23℃和65％的环境中，稳定电源14提供100伏的电压，并用电压表13测量，用电流表12测量通过采样磁性粒子15的电流。
为了防止由于粒子表面的弄污，使充电运行性能变坏，按照本发明的磁性粒子的平均粒子大小和模粒子大小(最大粒子大小)最好处于5-100μm之间。对于增大磁性粒子的特定表面区，提供具有高密度的磁刷以及促进磁性粒子的位移，这样一种相对小粒子尺寸是有效的，因此即使部分弄污了表面，也可以得到稳定的充电性能。
更具体地，在使用由诸如铁粉、铁氧体粉或象磁铁矿的氧化铁粉的磁性粒子构成的充电磁刷作为充电部件的情况下，可以调整充电部件的电阻位于1×104-1×109Ω.cm之间，但容易发生调色剂熔化粘附到充电部件上，比如，在连续图像形成之后没有清洁的光敏部件上保持的剩余调色剂的残余。与此相反，如果使用细小粒子大小的磁性粒子，由于特定表面区域的增大和磁刷的密度的增大，可以减小调色剂熔化粘结(消耗调色剂)的反作用，但这将引起磁性粒子的下方流动性(inferior flowability)，并且磁性粒子的移动很难，从而不希望长时间使用磁性粒子。因此，本发明中，最好使用特定金属氧化物成份的磁性粒子以保持一稳定的充电性能，其中特定金属氧化物成份具有良好充电特性和具有5-100μm的相对小的粒子大小。平均粒子大小最好位于10-50μm之间。换句话，作为一个整体，磁性粒子的电阻率保持在上述范围之内，并且使用具有特定金属氧化物成份的铁氧体，从而即使当在磁性粒子上发生调色剂熔化粘附时，也可避免充电性能的降低。
如果磁性粒子的平均粒子大小低于5μm，易于发生磁刷对光敏部件的附着，当大于100μm时，在套筒上磁刷的立耳的浓度增加将很困难，从而易于降低光敏部件充电的性能。
顺便地，通过一个光学显微镜或一个电子扫描显微镜的观测，在横轴方向上，随机选择的100粒子的平均最大轴长度作为平均粒子大小。
还有，在对数尺度被分为32部分的0.05-200μm之间的范围内，使用激光衍射型粒子大小分布测量仪(“HEROS”，来自日本Den-shi K.K)可以确定粒子大小分布的模(峰)粒子大小。
另外，按照本发明的磁性粒子，在487.9KA/m(5.000奥斯特)外部磁场下测量，最好具有至少40Am2/kg(emu/g)的磁饱和度δS，以形成具有良好充电性能的一个磁刷。这些磁特性是基于使用振动型磁测量仪(“VSM-3S-15”，来自于Toei Kogyo K.K.)所测量的值。
本发明中，按照本发明的构成磁性粒子的铁氧体成份最好含3％其他的氢氧化物、氧化物、硫化物或脂肪族酸成份的出现的金属成份。相应地，公式(1)中铁氧体成份的X+Y＜1意味着铁氧体成份包含另外一种最好能达到3％(重量)的可选择成份。
下面将描述光敏部件的最佳实施例，其中最好以出现顺序包括下述各层。
通过使用一个导电性支承件，它包括诸如铝或不锈钢的一种金属、覆盖有一层铝合金或氧化铟-氧化锡的塑料、注有导电性粒子的纸或塑料纸，或包括一种筒状或片状形式的导电性高聚物的一种塑料。
在导电性支承件上，为了改善粘合力和光敏层的应用，保护支承件，覆盖支承件上的缺陷，改善支承件的电荷注入以及保护光敏层免于电泄漏，可以放置一下覆层，下覆层可以包括聚乙烯醇、聚-N-乙烯基咪唑、聚氧化乙烯、乙基纤维素、甲基纤维素、硝基纤维素、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、酪蛋白或氧化铝。通常厚度为Ca.0.1-3μm。
电荷生成层可以包括电荷生成物质。比如可以包括：有机物质，如偶氮颜料、酞青颜料、靛蓝颜料、花颜料、多环醌颜料、吡喃翁盐、硫化吡喃翁、和三苯基甲烷染料；以及无机物质，如硒和无定形硅，在适当粘合剂树脂膜或汽相淀积膜扩散的形式。粘合剂树脂可以选自各种树脂，比如可以包括聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂、酚醛树脂、硅氧烷树脂、环氧树脂和乙酸乙烯酯树脂。电荷生成层最大包括粘合剂树脂可以为80％(重量)，优选为0-40％(重量)。电荷生成层最大厚度为5μm，优选为0.05-2μm。
电荷传输层具有从电荷发生层接收电荷载流子并在电场作用下传输载流子。在适当的溶剂中选择地溶解电荷传输物质与粘合剂树脂，形成涂层液体，并使用该涂层液体，可以形成电荷传输层。通常厚度为0.5-40μm。电荷传输物层的例子可以包括：如亚联苯、蒽、芘或菲的具有立链或侧链结构的多环芳族化合物，如吲哚、咔唑、恶二唑和吡唑啉的含氮环状化合物；腙、苯乙烯基化合物、硒、硒碲、无定形硅和硫化镉。
用于溶解由荷传输物质的粘合剂树脂可以包括：诸如聚碳酸醋树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸系树脂和聚酰胺树脂的树脂；以及诸如聚-N-乙烯基咔唑和聚乙烯基蒽的有机光电导高聚物。
按照本发明的磁性粒子用于注入充电时，最好使用有电荷注入层作为与支承件相距很远的层，如表面层的光敏部件。电荷注入层电阻率最好处于1×108Ω.cm-1×1015Ω.cm之间，从而具有足够的充电性和避免图像流动。为了避免图像流动，最好具有1×1010Ω.cm-1×1015Ω.cm的电阻率；考虑到环境变化，最好位于1×1012-1×1015Ω.cm之间。低于1×108Ω.cm，在高潮湿环境，电荷载流子不能保持在其表面，因此易于引起图像流动。高于1×1015Ω.cm，电荷不能充足地从充电部件注入并保持，因而易于引起充电失败。在光敏部件表面设置-功能层，保持充电部件注入的电荷，在曝光时，允许该变化，流动到光敏部件的支承件以减小残留电平。还有，通过使用按照本发明的充电部件和光敏部件，电荷起始电压Vth可以低，并且光敏部件电荷电位可能达到施加到充电部件的电压的90％，或大于该施加电压。
例如，在正常充电条件(比如，施加100-200伏的DC电压，并在处理速度最大为1000mm/min)时，可以影响注入充电，从而具有电荷注入层的光敏部件至少被充电至充电部件电压的80％的一个电位，最好至少为90％。其于放电的常规接触充电的情况下，该值实质上大于，比如Ca.30％，即Ca.200伏电压的值，以响应700伏的施加的DC电压。
这里所描述的电荷注入层的电阻率值是基于下列方式所测量的值，该方式用于测量表面层形成物质的电阻率。即，电荷注入层形成在导电膜(Aμ)-淀积PET膜上，在23℃和65％RH的环境下，使用100伏的电压，采用电阻率测量装置(“4140 B PAMATER”，来自于Hewlett-packard公司)测量电阻率值。
电荷注入层可以是金属汽相淀积层的无机层或在其中包含导电粒子的树脂层。通过汽相淀积可以形成无机层，通过浸渍、喷射、辊涂覆和光束涂覆可以形成导电的粒子散布的树脂层。还有，用混合物也可形成电荷注入层，或用绝缘粘合剂树脂和具有高离子导电性的光传输树脂的共聚物，或用具有中级导电性的光敏树脂形成电荷注入层。为了构成导电的粒子散布的树脂层，最好在粘合剂树脂中添加2-190％(重量)的导电粒子。低于2％(重量)，不能获得一个希望的电阻率，高于190％(重量)，引起电荷注入层膜强度降低，因此刮擦易于损坏，从而缩短了光敏部件的寿命。
电荷注入层可包括粘合剂树脂，粘合剂树脂可以包括聚酯、聚酯酸酯、丙烯酸系树脂、环氧树脂、酚醛树脂以及这些树脂的固化剂。可以单独或组合使用这些树脂。还有，分散大量的导电粒子时，最好使用反应性单体或反应性低聚体与分散在其内的导电粒子，应用它们至光敏部件表面后，阻止应用的树脂暴露给光或热。还有，光敏层包括无定形硅时，最好布置包括SiC的电荷注入层。
分散在电荷注入层的粘合剂树脂的导电粒子，可以包括金属或金属氧化物。最好使用氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铋、氧化锡覆盖的氧化钛、锡覆盖的氧化铟、锑覆盖的氧化锡和氧化锆的超细粒子。可以单独或组合使用它们。在充电注入层分散粒子的情况下，要求粒子的大小小于入射光的波长，以避免入射光的散射。相应地，导电性粒子以及其他散布在保护层的粒子最大粒子尺寸最好为0.5μm。
电荷注入层最好还包括润滑粒子，从而光敏部件和充电部件间的接触(充电)缝，在充电时，由于低摩擦而增大，从而改进了充电性能。润滑粉最好包括含氟树脂、硅氧烷树脂或低临界表面张力的聚烯烃树脂。聚四氟乙烯(PTFE)树脂为优选。在该例中，可以在粘合剂树脂中添加2-50％(重量)的润滑粉，最好为5-40％(重量)。低于2％(重量)，润滑不足，不能充足地改善充电性能。高于50％(重量)、图像分辨率和光敏部件的敏感度将显著降低。
电荷注入层的厚度最好为0.1-10μm，特别是位于1-7μm之间。
下面，为了说明结构和部件所使用的物质，给出了几种制作例。[调色剂制作例]
苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯共聚物                           100重量份
(共聚重量比＝80/20)
磁铁矿                                                100重量份
含金属偶氮颜料                                        2重量份
低分子重量聚丙烯                                      3重量份
在Henshel混合器中混合上述原料，并在130℃用一个挤压装置进行熔融捏合。冷却后，经切削研磨，熔融捏合产品被粗糙地粉碎，使用喷射流，经喷射研磨为细粉状，并且加以喷射分类，以得到平均粒子大小为7μm的黑色粉末(磁性调色剂粒子)。用12重量份的疏水硅石和硅油放入100重量份的黑色粉末，经Henschel混合器搅拌混合所得到一种磁性调色剂。[光敏部件制作例1]
在直径为30mm的铝园筒上淀积下述5层，以制造OPC-型负极充电光敏部件。
第一层是Ca.20μm厚度的导电性粒子散布树脂层(导电层)，用于平滑铝园筒上的缺陷，并防止由于曝光激光的反射而产生波纹。
第二层是正电荷注入防止层(下涂层)，以防止正电荷从铝支承件的注入，减少提供给光敏部件表面的负电荷，并用6-66-610-12尼龙和甲氧基甲基化尼龙，形成一层厚Ca.1μm的电阻率为Ca.106Ω.cm的一层。
第三层是厚度为Ca.0.3μm的电荷发生层，包括散布在树脂中的二重氮颜料，当曝光时，用以产生正、负电荷对。
第四层是厚度为Ca.25μm的电荷传输层，包括散布在聚碳酸酯树脂中的腙，以形成P型半导体。相应地，在光敏部件表5形成的负电荷不能在该层移动，在电荷发生层产生的正电荷被单独地传输到光敏部件表面。
第五层为电荷注入层，它包括100重量份的阻光丙烯酸，160重量份直径为Ca.0.03μm的SnO2(具在缺氧或少氧形式下具有低电阻率)，30重量份直径为0.25μm的四氟乙烯树脂粒子(用以提供一个增加的接触时间)和1.2％(重量)的分散剂。
通过喷射涂覆包含上述物质的液体，形成了厚度为Ca.3μm的电荷注入层。
结果，与电荷传输层的电阻率为5×515Ω.cm相比，光敏部件表面的电阻率低于5×1012Ω.cm。[光敏部件制作例2]
除了不使用任何四氟乙烯树脂粒子和分散剂而形成第五层外，与制作例1同样的方式制造光敏部件。
结果，光敏部件表面层的电阻率低于2×1012Ω.cm。[光敏部件制作例3]
除了在100重量份的阻光丙烯酸树脂中散布300重量份的直径为0.03μm的SnO2粒子形成第五层外，与制作例1同样的方式制造光敏部件。
表面层的电阻率为4×107Ω.cm。[光敏部件制作例4]
除了省略第五层外，与制作例1同样的方式制造光敏部件。
[磁性粒子制作例1]
包括Mn-Sr铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0.26及Z＝0.00，A：MnO，B：SrO)的磁性粒子作为一个充电部件，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为20μm，通过在氢环境中还原，调整其电阻率为4×106Ω.cm。
更具体地，为了制造铁氧体粒子，称量和混合每种金属氧化物的起始材料，在Ca.900℃上煅烧，接着研磨，以提供平均粒子大小为20μm(同空气渗透法测量的)，铁氧体粒子。然后，在研磨的粉末与包含0.5-5.0％(重量)PVA的PVA(Polyvinyl alcohol)溶剂混合，形成尺寸增大的粒子。然后，在1100-1300℃上煅烧该增大的粒子，分解和分出具有希望粒子大小的磁性粒子。[磁性粒子制作例2]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-Na铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0.22及Z＝0.08，A：MnO，B：Na2O)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为30μm，并且电阻率为3×106Ω.cm。
[磁性粒子制作例3]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-K铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0.24及Z＝0.08，A：MnO，B：K2O)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为40μm，并且电阻率为3×106Ω.cm。
[磁性粒子制作例4]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-Mg铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0.3及Z＝0，A：MnO和MgO)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为60μm，并且电阻率为9×106Ω.cm。
[磁性粒子制作例5]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-Li-Bi铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0.28及Z＝0.02，A：MnO和Li2O，B：Bi2O3)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为55μm，并且电阻率为5×106Ω.cm。
[磁性粒子制作例6]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-Ca铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0.25及Z＝0.05，A：MnO，B：CaO)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为40μm，并且电阻率为6×106Ω.cm。
[磁性粒子制作例7]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-Ba铁氧体粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0，Z＝0.3，B：BaO)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为60μm，并且电阻率为5×109Ω.cm。
[磁性粒子制作例8]
除了改变金属氧化物起始材料外，包含Mn-Na磁性粒子(公式(1)中X＝0.7，Y＝0，Z＝0.3，B：Fe2O3)的充电部件的磁性粒子以与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子的平均粒子大小为60μm，并且电阻率为4×103Ω.cm。
[磁性粒子制作例9]
除了省略氢还原处理，包含Mn-Ca铁氧体粒子的充电部件的磁性粒子从与制作例1相似的方法制造，其中铁氧体粒子大小为40μm，并且电阻率为2×108Ω.cm。[磁性粒子制作例10]
1重量份的直硅酮树脂和0.050重量份的导电碳黑被溶解或分散在16重量份的二甲苯中，在涂料所搅拌器中溶解该混合物2小时。如上述测量电荷注入层相似的方法，提供表面层涂覆层的电阻率被测量为8×106Ω.cm。
然后，使用液化床型涂覆装置“SPIRACOATER”(OkadaSeisaKusKo K.K改造的)，用涂覆液覆盖制作例1制作的200重量份的减还原的Mn-Sr铁氧体粒子，干燥并在120℃加热，以提供电阻率为7×106Ω.cm的涂覆的磁性粒子。
在上述制作例分别制造的磁性粒子，在487.9KA/m(5000奥斯特)的外部磁场作用下，分别具有至少45Am2/kg(emu/g)的磁饱和度δ2。[实施例1]
可以使用上述光敏部件和接触充电部件，按下列原则进行充电，按照本发明，使用具有中级阻抗的充电部件注入电荷至具有中级表面电阻率的光敏部件表面。在本实施例中，电荷没有注入光敏部件的陷波电位级而是注入电荷注入层内的导电粒子，作为一个整体对光敏部件进行充电。
更具体地，电荷存储在电荷传输层(用作绝缘层)形成的小电容器中，并且一个铝支承件和电荷注入层内的导电粒子层、用作两个电极板。在本例中，导电粒子导电地彼此独立，并且每一个构成一个微小的漂浮电极。结果光敏部件表面显示出被大范围地均匀充电，但实际大量的充电导电粒子覆盖在光敏部件表面。因此，用激光扫描进行图象曝光时，由于每个导电粒子是导电独立的，可以保持一个静电潜象。
在一个特别例中，图1所示的光电成象打印机是通过光敏部件制作例1制造的光敏部件1和包括在磁性粒子制作例1制造的磁性粒子2a的充电部件2构成的，用以在23℃和65％RH环境下以24mm/sec处理速度连续形成图像。
更具体地，包括磁性粒子制作例1制造的磁性例子2a的充电部件2，它引起形成一个在非磁性套筒2b上具有立耳的一个磁刷，该磁套筒是通过磁辊2c在一给定的磁场下形成的。
在起始厚度为Ca.1mm下，应用该磁性粒子2a以形成一个磁刷，与光敏部件1形成一个宽度为Ca.5mm的接触辊隙。磁性粒子保持套筒2b最初与光敏部件1相距Ca.500μm放置。在套筒2b内不可移动磁性辊2c，并且引起套筒表面以外设速度2倍的速度移动，并且与光敏部件1的旋转方向相反，从而在光敏部件1和磁刷2a之间形成一个均匀的接触。
顺便说说，在磁刷和光敏部件之间没有的***速度差时，磁刷不能保持一个合适的辊隙由于磁刷缺少物理恢复力，在周边环境或推动磁刷轴偏离时，从而引起充电失败。因此，磁刷最好用它的清洁表面与光敏部件接触。相应地，在该实施例中，磁刷保持套筒2b以与光敏部件1相反的方向2倍的速度旋转。
以下述方式执行图像形成。
带有DC电压为-700伏的充电部件2，当与光敏部件1相对旋转时，被引起与带有磁刷2a的光敏部件1相接触从而对光敏部件1进行表面充电。然后在曝光位置充电的光敏部件被激光二极管的图像扫描激光3曝光，从而在光敏部件1上形成一个静电潜像。其中激光二极管通过一个多边镜的一给定的图像信号，要经历亮度调制。
然后，在光敏部件1上形成的静电潜象，用调色剂制作例生产的一种磁性成份的绝缘调色剂在包围磁铁的直径为16mm的一个非磁套筒4上，进行反向显影。套筒4被放置在距光敏部件300μm的显影位置上，并与外设同样的速度进行旋转。一个-500伏的DC偏压叠加到峰峰值为1600伏，频率为1800HZ的矩形AC电压上，然后施加到套筒4上，从而在套筒和光敏部件之间进行跳跃式显影。
然后，使用阻抗为5×108Ω(且带有+2000伏DC电压的转印辊5，这样所显影的调色图象被转印到普通纸上。
载有转印调色图像的普通纸6在热固定辊8之间通过，以固定该调色图像至纸面上，并且带有固定图像的纸张送出装置外。然后，没有转印到纸张6上和存在光敏部件上的余留调色剂，经一清洁刮板，从光敏部件1上被刮掉，并且清洁的光敏部件表面准备用于图像形成的顺序循环。
还有，本发明中，上述光敏部件1、充电部件2、显影装置(包括套筒4和清洁装置7)的多个部件可以一体地支持形成处理盒，用于一个复印机、激光打印机和传真设备。其中处理盒是可分离地安装到一个光电成象装置的主体上。比如，充电部件2、显影装置4和清洁装置7的至少一个来支持光敏部件上以形成一个处理盒，它能依靠一个导向装置(如在装置主体中提供的导向轨)的帮助，附到或离开装置主体。
顺便说说，应该明白，上述结构和处理条件仅仅是作为一个例子来说明的，在本发明的范围内可以进行修改。
在该特别实施例中，作为使用上述结构的图像形成的一个结果，起始表面电位为0伏的光敏部件1，一旦在套筒2b具有-700伏DC电压时，通过磁刷接触辊隙时，就被充电至-680伏，从而显示出了良好的充电性能。这时，即使在光敏部件上产生针孔，也不会发生电流泄漏。还有，不发生构成磁刷2a的磁性粒子吸附，从而得到良好的实心黑和实心白图像。还有，即使连续地形成1000张图像后，充电性能也与起始阶段相似，因而可以得到良好的实心白和实心黑图像。用肉眼可以评价图像的形成。
还有，在反向显影中，转印充电极与光敏部件上的表面平位电极相反，从而光敏部件上的以往电平在顺序循环中将影响充电性能。为了评价这种现象，在该例中，包括Ca.94mm宽度(相应于直径为30mm的光敏部件的一个外设长度)的一个实心黑图像(具有一低电位作为一个绝对值)和其次的实心白图像(具有一高电位作为一个绝对值)的A4大小的起始图像，用以评价在实心白图像中的图像模糊(充电重影评价)。在充电重影评价中，按照反向显影原理，跟随实心黑图像的一个实心白图像，由于提供给实心白图像的电位增加不够，易于带有图像模糊，除非充电部件显示出良好的充电性能，然而，在该例中，在连续形成包括实心黑和实心白图像的上述起始图像的过程中，没有发现图像模糊。[实施例2]
除了使用磁性粒子制作例2制造的磁性粒子外，与实施例1同样的方法，进行图象形成和评价。结果在1000张纸上连续形成图像，充电性能与起始阶段相似，从而可以得到良好的实心黑和实心白图像。
[实施例3]
除了使用磁性粒子制作例3制造的磁性粒子外，与实施例1同样的方法，进行图象形成和评价。结果在1000张纸上连续形成图像，充电性能与起始阶段相似，从而可以得到良好的实心黑和实心白图像。
[实施例4和5]
除了分别使用磁性粒子制作例4和5制造磁性粒子，并且使用光敏部件制作例2制造光敏部件外，与实施例1同样的方式，进行图像形成和评价。结果在1000张纸上连续形成图像，可以得到良好的实心黑和实心白图像。尽管实心白图像带有非常轻微的图像模糊，这是由于在充电重影评价中，接触辊隙的减小而引起的轻微的充电不足。[实施例6]
除了使用磁性粒子制作6制造的磁性粒子外，与实施例1同样的方式，进行图像形成和评价。结果，在起始阶段运行良好，但连续在1000张纸上形成图像后，在充电重影评价中，由于轻微的充电不足，实心白图像带有非常轻微的不存在问题的图像模糊，但[实施例7]
除了使用磁性粒子制作例9制造的磁性粒子，在光敏部件制作例4制造的光敏部件，和改变施加电压为-1250伏以外，与实施例1同样的方式，进行图像形成和评价。结果，从起始阶段至在1000张纸上连续形成图像期间，可以形成良好的实心黑和实心白图像。[实施例8]
除了使用磁性粒子制作例10制造的磁性粒子外，与实施例1相同的方式，进行图像形成和评价。结果在1000张纸上连续形成图像，充电性能与起始阶段相似，从而可以得到良好的实心黑和实心白图像。[比较例1]
除了使用磁性粒子制作例7制造的磁性粒子外，与实施例1相同的方式，进行图像形成和评价。结果，由于充电失败，从起始阶段就产生很差的图像(实心白图像模糊不清)。[比较例2]
除了使用磁性粒子制作例8制造的磁性粒子外，与实施例1相同的方式，进行图像形成和评价。结果，从起始阶段，由于针孔泄漏，部分充电失败引起实心白图像带有黑点。[比较例3]
除了使用磁性粒子制作例3制造的磁性粒子外，与实施例1相同的方式，进行图象形成和评价。结果，从起始阶段，由于针孔泄漏，部分充电失败引起实心白图像带有黑点。

Claims (24)

1.一种光电成象装置，包括：一个表面电阻率为108～1015Ω.cm的光电成象光敏部件以及与光敏部件相对放置的充电装置、图像曝光装置和显影装置，其特征在于：
所述充电装置包括含有磁性粒子的一个充电部件，并与光敏部件接触放置，从而基于所接收的电压对光敏部件进行充电；以及
磁性粒子包括下述公式(1)表示的一种铁氧体成分：
(Fe2O3)X(A)Y(B)Z                             (1)
其中A表示从Li2O、MnO和MgO中所选择出的至少一种金属氧化物成份，B表示选自Na2O、K2O、CaO、SrO、Al2O3、SiO2和Bi2O3中的至少一种金属氧化物成份；X、Y和Z表示摩尔比的数字，并满足下列条件：
0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5、X+Y≤1，以及0≤Z＜0.79。
2.根据权利要求1的一种装置，其中A是MnO。
3.根据权利要求1的装置，其中B表示选自Na2O、K2O、CaO和SrO中的至少一种金属氧化物成份。
4.根据权利要求3的装置，其中Y和Z满足：Y＜Z。
5.根据权利要求1的装置，其中磁性粒子的平均粒子大小为5-100μm。
6.根据权利要求1或5的装置，其中光敏部件具有一个包括电荷注入层的表面层。
7.根据权利要求6的装置，其中磁性粒子的电阻率为1×104-1×109Ω.cm。
8.根据权利要求6的装置，其中电荷注入层的电阻率为1×108-1×1015Ω.cm。
9.一种处理盒，包括：一个表面电阻率为108～1015Ω.cm的光电成象光敏部件、充电装置、和从显影装置和清洁装置选择出的至少一种部件，其中所述光电成象光敏部件、充电装置和从显影装置和清洁装置选择出的至少一个部件一体地支撑构成处理盒，这处理盒可分离地安装在光电成象装置的主体上，
其特征在于：
所述充电装置包括含有磁性粒子的一个充电部件，并与光敏部件接触放置，从而基于所接收的电压对光敏部件进行充电；以及
磁性粒子包括下述公式(1)表示的一种铁氧体成份：
(Fe2O3)X(A)Y(B)Z                          (1)
其中A表示从Li2O、MnO和MgO中所选择出的至少一种金属氧化物成份，B表示选自Na2O、K2O、CaO、SrO、Al2O3、SiO2和Bi2O3中的至少一种金属氧化物成份；X、Y和Z表示摩尔比的数字，并满足下列条件：
0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5、X+Y≤1，以及0≤Z＜0.79。
10.根据权利要求9的一种处理盒，其中，A是MnO。
11.根据权利要求9的一种处理盒，其中，B表示选自Na2O、K2O、CaO和SrO中的至少一种金属氧化物成份。
12.根据权利要求11的一种处理盒，其中，Y和Z满足：Y＞Z。
13.根据权利要求9的一种处理盒，其中，磁性粒子的平均粒子大小为5-100μm。
14.根据权利要求9和12的一种处理盒，其中，光敏部件具有一个包括电荷注入层的表面层。
15.根据权利要求14的一种处理盒，其中，磁性粒子的电阻率为1×104-1×109Ω.cm.
16.根据权利要求14的一种处理盒，其中，电荷注入层的电阻率为1×108-1×1015Ω.cm。
17.一种图像形成方法，包括如下步骤：
通过施加一电压至与光敏部件接触的充电部件，向表面电阻率至少为108Ω.cm的光电成象光敏部件进行充电；
图像曝光该充电的光敏部件，在光敏部件上形成一静电图像；以及
显影该静电图像，
其特征在于：
所述充电部件包括磁性粒子，该磁性粒子包括下述公式(1)表示的一种铁氧体成分：
(Fe2O3)X(A)Y(B)Z                      (1)
其中A表示从Li2O、MnO和MgO中所选择出的至少一种金属氧化物成份，B表示选自Na2O、K2O、CaO、SrO、Al2O3、SiO2和Bi2O3中的至少一种金属氧化物成份；X、Y和Z表示摩尔比的数字，并满足下列条件：
0.2＜X＜0.95，0.01＜Y＜0.5、X+Y≤1，以及0≤Z＜0.79。
18.根据权利要求17的一种方法，其中，A是MnO。
19.根据权利要求17的一种方法，其中，B表示选自Na2O、K2O、CaO和SrO中的至少一种金属氧化物成份。
20.根据权利要求19的一种方法，其中，Y和Z满足：Y＞Z。
21.根据权利要求17的一种方法，其中，磁性粒子的平均粒子大小为5-100μm。
22.根据权利要求17或20的一种方法，其中，光敏部件具有一个包括电荷注入层的表面层。
23.根据权利要求22的一种方法，其中，磁性粒子的电阻率为1×104-1×109Ω.cm。
24.根据权利要求22的一种方法，其中，电荷注入层的电阻率为1×108-1×1015Ω.cm。
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