CN101339391A - 显影装置、图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显影装置和图像形成装置。显影装置具有显影辊和刮板。上述显影辊包括:旋转套筒,在外周面上承载含有调色剂和磁性载体的双成分显影剂并旋转,并且在上述外周面上形成多个在和上述旋转的轴平行的方向上延伸的槽;和磁部件,在上述旋转套筒的内侧非旋转地设置,通过磁力将上述双成分显影剂吸引到上述旋转套筒的外周面上。上述刮板,在上述旋转套筒的外侧相对于上述外周面隔开间隙地配置,用于刮取由上述外周面上承载的双成分显影剂的一部分。上述磁部件中具有使上述间隙的磁通量密度的值为70mT~150mT的磁铁。这样一来,可抑制因“显影记忆”的产生造成的打印图像的画质恶化。
Description
技术领域
本发明涉及到一种电子照相方式的图像形成装置具有的显影装置。
背景技术
在复合机、复印机、打印机、传真机等电子照相方式的图像形成装置中,进行对在感光体表面上形成的潜影提供显影剂的显影处理。该显影处理包括各种方式,因具有较好的高速对应性等,大多采用利用了含有调色剂和磁性载体的双成分显影剂的磁刷显影方式。以下将双成分显影剂简称为显影剂,将磁性载体简称为载体。
在磁刷显影方式的显影装置中,如下述专利文献的图1所示,具有显影槽和带磁的显影辊,显影辊将显影槽中收容的显影剂通过磁力向外周面吸引(汲取)并承载,将外周面上承载的显影剂传送到感光体表面,从而实现上述显影处理。
并且,最近为了提高画质,积极进行了显影剂中含有的调色剂、载体的小粒径化。但是,当推进了调色剂、载体的小粒径化时,显影剂的流动性变差,显影辊无法充分吸引显影槽的显影剂,产生图像浓度下降的问题。并且,作为解决该问题的技术,包括下述专利文献1公开的显影装置。在专利文献1中,显影装置具有显影辊,显影辊由显影套筒(轴套筒)和磁辊构成,上述显影套筒在外周面上形成多个在旋转轴方向上延伸的槽,上述磁辊插入到该显影套筒的中空内,通过将显影套筒的槽和槽的间隔及槽的深度设定为预定范围,提高显影辊对显影剂的吸引效果(汲取效果)。
专利文献1:日本国公开专利公报“特开2004-170555号公报(公开日:2004年6月17日)”
但是,在具有外周面上形成了多个槽的显影套筒的显影装置中,仅使打印对象的图像的某一部分为极高浓度地进行该图像的打印的情况下,之后要以预定浓度形成图像时,会产生一部分比预定浓度低的图像的问题。
对该问题进行如下说明。在磁刷显影方式中,通常在显影处理中,对显影辊施加偏压,显影辊中的显影套筒外周面上承载的显影剂的电位基本平均。
但如图1(a)的参照标记300所示,如果使打印图像中的一部分(在图中为主扫描方向的中央部)为极高浓度并进行第1打印,则之后驱动显影装置时,如图1(b)所示,在显影套筒200的外周面中,在和主扫描方向的中央部对应的区域a(即与第1打印中进行了高浓度打印的部位对应的区域)中承载的显影剂、与在区域a以外的区域b中承载的显影剂之间,产生电位差。具体而言,在第1打印中进行了高浓度打印的部位所对应的区域a中承载的显影剂的电位比区域b中承载的显影剂的电位低。在本说明书中,将这种产生电位差的现象称为“显影记忆”。
并且,通过进行上述第1打印,在显影套筒200中,产生图1(b)所示的显影记忆后,例如尝试进行打印浓度基本平均的全图像的第2打印时,因区域a中承载的显影剂的电位低于区域b中承载的显影剂的电位,因此感光鼓中,从区域a提供的调色剂所附着的部位和从区域b提供的调色剂所附着的部位相比为低电位。因此,在转印到纸张上的图像中,从区域a提供的调色剂构成的部位和从区域b提供的调色剂构成的部位相比为低浓度。即,通过图1(b)所示的产生了显影记忆的显影套筒200来尝试进行全图像打印时,如图1(a)的参照标记400所示,打印出了主扫描方向的中央部比主扫描方向的两端部浓度低的图像。
如上所述,仅使打印对象的图像的某部分为极高浓度地进行该图像的打印时,在显影套筒中发生上述显影记忆,之后即使以预定浓度形成图像,因上述显影记忆,形成了一部分浓度比预定浓度低的图像。因此,如果不抑制上述显影记忆的发生,则在打印图像中产生浓度不均,打印图像的画质会恶化。
发明内容
本发明的目的在于,在具有包括旋转套筒的显影辊的显影装置中抑制因显影记忆的产生而造成的打印图像的画质恶化。
本发明人对于在具有旋转套筒的显影装置中如何抑制旋转套筒中产生的显影记忆进行了研究。并且,本发明人经过刻苦钻研,发现如下显影装置可抑制在上述显影套筒中产生显影记忆。该显影装置,具有显影辊和刮板,上述显影辊包括:旋转套筒,在外周面上承载含有调色剂和磁性载体的双成分显影剂并旋转,并且在上述外周面上形成多个在和上述旋转的轴平行的方向上延伸的槽;和磁部件,在上述旋转套筒的内侧非旋转地设置,通过磁力将上述双成分显影剂吸引到上述旋转套筒的外周面上,上述刮板,在上述旋转套筒的外侧相对于上述外周面隔开间隙地配置,用于刮取由上述外周面上承载的双成分显影剂的一部分,上述显影装置的特征在于,上述磁部件中具有使上述间隙的磁通量密度的值为70mT~150mT的磁铁。因此,根据上述显影装置,可起到抑制显影记忆的产生造成的打印图像的画质恶化的效果。
本发明的其他目的、特征及优点通过以下记载可得以充分明确。并且,本发明的好处通过参照了附图的以下说明可变得明确。
附图说明
图1(a)是通过图像形成装置进行了试验打印的图像的示意图。
图1(b)是表示产生了显影记忆的显影套筒的图。
图2是表示本发明的一个实施方式中的图像形成装置的内部结构的图。
图3是表示图2所示的黑色图像形成单元的详细结构的图。
图4是详细表示图3所示的显影装置的图。
图5是详细表示图4所示的显影套筒的截面的图。
图6是表示附着在显影套筒的外周面的显影剂的量由刮刀限制的机理的说明图。
图7(a)是表示在显影套筒的外周面上全面形成有调色剂的膜的形态的说明图。
图7(b)是表示在显影套筒的外周面上全面形成的调色剂的膜上附着了磁刷的形态的说明图。
图7(c)是表示在显影套筒的外周面上调色剂的膜部分剥离的形态的说明图。
图7(d)是表示在显影套筒的外周面上调色剂的膜部分剥离的情况下,磁刷附着到调色剂的膜上、及显影套筒的外周面暴露的部位的形态的说明图。
图8(a)是表示在本实施方式的显影装置中,附着到显影套筒的外周面的显影剂的一部分由刮刀刮取的形态的说明图。
图8(b)是表示在现有的显影装置中,附着到显影套筒的外周面的显影剂的一部分由刮刀刮取的形态的说明图。
具体实施方式
(图像形成装置的结构)
根据图2~图8对本发明的一个实施方式进行如下说明。图2是表示本实施方式涉及的图像形成装置的内部结构的示意图。如图2所示,图像形成装置50是具有以下四个图像形成单元的串列方式的彩色打印机:形成由黑色调色剂构成的图像的黑色图像形成单元1、形成由青色调色剂构成的图像的青色图像形成单元2、形成由品红色调色剂构成的图像的品红色图像形成单元3、形成由黄色调色剂构成的图像的黄色图像形成单元4。
在这四个图像形成单元1~4的上方设有中间转印带(环形带)5。中间转印带5由二个支撑辊6、6架起,向箭头R所示方向旋转。中间转印带5的材料可使用在聚酰亚胺或聚酰胺等树脂中含有适量导电材料的装置。
在中间转印带5的外侧,从旋转方向R的上游一侧向下游一侧依次配置有黑色图像形成单元1、青色图像形成单元2、品红色图像形成单元3、黄色图像形成单元4。
在中间转印带5的内侧设置有将在各图像形成单元1~4中形成的单色调色剂图像转印到中间转印带5上的一次转印辊7,以使该一次转印辊7在各图像形成单元1~4中与图像形成单元1~4相对。通过各图像形成单元1~4形成的单色调色剂图像重叠转印到中间转印带5上,从而形成一个彩色图像。
并且,在中间转印带5的外侧,在比黄色图像形成单元4靠近旋转方向R的下游一侧,设有将中间转印带5上形成的彩色图像转印到纸张(记录介质)的二次转印辊8。
进一步,在中间转印带5的外侧,在比二次转印辊8靠近旋转方向R的下游一侧,设有用于清洁中间转印带5的表面的带清洁单元10。带清洁单元10具有:与中间转印带5接触配置的带清洁刷11、和带清洁刮板12。带清洁刮板12比带清洁刷11配置得靠近旋转方向R的下游一侧。
并且,在图像形成单元1~4的下方设有收容纸张的盘14。盘14内的纸张通过多个送纸辊13...传送到二次转印辊8和中间转印带5相对的二次转印位置30。此外,图2中的箭头P是纸张的传送方向。
进一步,在比二次转印辊8靠近纸张传送方向P的下游一侧,设有用于将转印到纸张上的图像定影到纸张上的定影单元15。并且在比定影单元15进一步靠近纸张传送方向P的下游一侧,设有将定影了图像的纸张从图像形成装置50排出的排纸辊13a。
在这种图像形成装置50中,通过各图像形成单元1~4形成的各单色调色剂图像依次转印到中间转印带5上,从而在中间转印带5中形成彩色图像。并且,中间转印带5上的彩色图像在二次转印位置30中二次转印到由送纸辊13...传送来的纸张上,之后在定影单元15中定影到纸张上。定影了彩色图像的纸张在排纸辊13a中从图像形成装置50排出。另一方面,二次转印后,未转印到纸张而残留在中间转印带5上的调色剂由带清洁单元10去除。
(图像形成单元的结构)
接着详述图像形成单元1~4的结构。图3是表示图2所示的黑色图像形成单元1的详情的图。此外,青色图像形成单元2、品红色图像形成单元3、黄色图像形成单元4除了处理的调色剂的颜色不同外,其结构本身和黑色图像形成单元1实质上相同。因此,以下仅说明黑色图像形成单元1的结构,省略青色图像形成单元2、品红色图像形成单元3、黄色图像形成单元4的结构说明。
如图3所示,黑色图像形成单元1中具有感光鼓16,感光鼓16的周围配置有:使感光鼓16带电的带电器17、将静电潜影写入到带电的感光鼓16的外周面上的曝光器18、使写入到感光鼓16的外周面上的静电潜影可视化(显影)的显影装置19、去除一次转印后残留在感光鼓16的外周面上的包括调色剂的残留物的感光鼓清洁器20。
感光鼓16以铝等金属鼓为基础材料,在其外周面(表面)上薄膜状地形成有机感光体(OPC)、非晶硅(a-Si)等光导电层。
带电器17是有栅格电极型(scorotron)带电器,对感光鼓16的外周面进行电晕放电,使感光鼓16的外周面带电为预定电位。此外,带电器17不限定为有栅格电极型带电器,也可是使用带电辊、带电刷的接触型带电器。
曝光器18是激光扫描单元(LSU),根据图像信号扫描激光,从而将感光鼓16的外周面曝光,使由带电器17带电的感光鼓16的表面电位变化,在感光鼓16的外周面上形成和图像信息对应的静电潜影。此外,曝光器18不限为LSU,例如也可将LED(light emitting diode,发光二极管)阵列作为曝光器18。
显影装置19收容含有调色剂和磁性载体(以下简称为“载体”)的双成分显影剂(以下简称为“显影剂”),通过显影剂中含有的调色剂使感光鼓16的外周面上形成的静电潜影显影。对该显影装置19的结构稍后详述。
感光鼓清洁器20具有清洁刮板21、清洁器外壳22、密封件23。
清洁刮板21与感光鼓16的外周面压接配置,用于刮取感光鼓16的外周面的残留物。并且,清洁刮板21如图3所示,在比清洁刮板21靠近下游一侧(感光鼓16的旋转方向Rd的下游一侧),与感光鼓16表面压接,以在清洁刮板21和感光鼓16之间形成锐角。
清洁器外壳22用于收容由清洁刮板21刮取的残留物。并且,清洁刮板21安装在清洁器外壳22上。
密封件23用于密封清洁器外壳22内部,在比清洁刮板21靠近感光鼓16的旋转方向Rd的上游一侧,一端固定到清洁器外壳22,并且另一端与感光鼓16接触。
(显影装置的结构)
接着详述显影装置19的结构。图4是表示图3所示的显影装置19的截面的示意图。
如图4所示,显影装置19具有:显影槽27,收容显影剂;显影辊24,施加显影偏压,并且对感光鼓16提供显影剂;刮刀(刮板)35,通过对附着到显影套筒26的外周面的显影剂中的多余的显影剂进行刮取,限制由附着到该外周面的显影剂构成的层的厚度;和搅拌传送部件28,在显影槽27中搅拌显影剂并传送到显影辊24。
显影辊24在显影槽27的开口部31中,以与感光鼓16设置间隙的同时面向感光鼓16的方式配置(参照图3),将显影槽27中收容的显影剂吸引、承载到外周面上。并且,显影辊24通过旋转使承载的显影剂传送到感光鼓16的外周面,向感光鼓16的外周面提供显影剂。即,显影辊24用于将显影槽27的显影剂汲取到感光鼓16的外周面为止。
显影辊24具有:圆筒状的磁辊(磁部件)25;和显影套筒(旋转套筒)26,配置为在T方向(逆时针方向)上自由旋转,并包围磁辊25的外周。
磁辊25是中空状且圆筒状的磁发生部件,配置在显影套筒26的内侧,轴方向的两端部固定在显影槽27的两侧壁上,从而非旋转地设置。并且,在磁辊25的内周面上,沿圆周方向彼此离开地配置多个磁铁,通过该多个磁铁使磁辊25带磁。
在图4所示的结构示例中,磁辊25中设有:具有磁辊25的N极的磁铁N1、N2、N3;和具有磁辊25的S极的磁铁S1、S2。
磁铁N1、N2、N3及磁铁S1、S2分别安装在磁辊25的圆周面上,以使一个端部与磁辊25的圆周面紧密接触,另一个端部配置在离开该圆周面的位置上。并且,磁铁N1、N2、N3的与磁辊25的圆周面紧密接触侧的端部为N极,磁铁S1、S2的与磁辊25的圆周面紧密接触侧的端部为S极。
磁铁N1设置在感光鼓16的中心轴和磁辊25的中心轴之间夹持的位置上,并设定为产生的磁力的磁通量密度的峰值为110mT。
磁铁N2设置在从磁铁N1的位置向与T方向相反方向的旋转方向上旋转移动了117度的位置上,并设定为产生的磁力的磁通量密度的峰值为56mT。
磁铁N3设置在从磁铁N1的位置向与T方向相反方向的旋转方向上旋转移动了224度的位置上,并设定为产生的磁力的磁通量密度的峰值为42mT。
磁铁S2设置在从磁铁N1的位置向与T方向相反方向的旋转方向上旋转移动了282度的位置上,并设定为产生的磁力的磁通量密度的峰值为80mT。
并且,磁铁S1被设定为产生的磁力的磁通量密度的峰值为85mT,配置在使产生的磁力作用于显影套筒26的外周面和刮刀35的前端的间隙36的位置上。具体而言,磁铁S1配置在从磁铁N1的位置向与T方向相反方向的旋转方向上旋转移动了59度的位置上、并配置在显影套筒26的旋转轴和刮刀35的前端之间。
此外,某磁铁的磁通量密度的峰值是指在显影套筒26的外周中,在最接近该磁铁的部位测量的磁通量密度。并且,在本实施方式的显影装置19中,在显影套筒26的外周中最接近磁铁S1的部位是间隙36。因此,间隙36的磁通量密度为85mT。
显影套筒26如图4或图5所示,在外周面上形成多个在与显影套筒26的旋转轴平行的方向上延伸的槽,是由非磁性材料构成的轴刮刀。
刮刀35在显影套筒26的外侧相对显影套筒26的外周面隔开间隙36而配置。此外,刮刀35的前端和显影套筒26的外周面之间的间隙36设定为0.3mm~1mm。
根据以上说明的图4的显影装置19,显影槽27中收容的显影剂通过由磁辊25的磁铁N2产生的磁力吸引到显影套筒26的外周面并由该外周面承载。并且,由显影套筒26的外周面承载的显影剂随着显影套筒26的旋转,通过间隙36而传送到感光鼓16的外周面。
并且,显影套筒26的外周面上的显影剂通过间隙36时,通过由磁铁S1产生的磁力及刮刀35,一部分被刮取,限制由附着到显影套筒26的外周面的显影剂构成的层的厚度。
以下根据图6详细说明通过由磁铁S1产生的磁力及刮刀35刮取显影剂的机理。图6是表示由显影套筒26的外周面上承载的显影剂的量由刮刀35限制的机理的说明图。如图6所示,在显影套筒26的外周面和刮刀35的前端之间的间隙36附近,受到由磁铁S1产生的磁力的影响,形成由载体构成的磁刷40。该磁刷40以描绘磁铁S1的磁力线的方式形成为起穗状,被吸引到显影套筒26的外周面,并由显影套筒26的外周面承载。并且,调色剂附着到磁刷40的周围。
由显影套筒26的外周面承载的磁刷40通过显影套筒26的旋转(T方向的旋转)而经过间隙36时,与刮刀35冲撞,因该冲撞产生的冲击力而裂开。这样一来,磁刷40的一部分由刮刀35刮取,在比间隙36靠近T方向的下游一侧,和上游一侧相比,附着到显影套筒26的外周面的单位面积的显影剂量减少,附着到显影套筒26的外周面的显影剂的量被限制。
以上说明了本实施方式的显影装置19,在显影装置19中应注意的是,显影套筒26的外周面和刮刀35的前端之间的间隙36的磁通量密度设定为85mT,间隙36中的磁通量密度的值是比现有的显影装置高的值(现有的显影装置中小于60mT)。这样一来,在本实施方式的显影装置19中,可使通过间隙36的磁刷40的刚性大于现有的显影装置中的磁刷的刚性。并且,根据本实施方式的显影装置19,和现有显影装置相比,通过间隙36的磁刷40的刚性较强,因此可抑制现有的显影装置及图像形成装置中成为问题的“显影记忆”。
以下说明说明本发明人发现的“显影记忆”的产生原因,之后详细说明在本实施方式的显影装置19中可抑制“显影记忆”的理由。
在显影装置中,无论是驱动中还是停止中,通常如图7(a)所示,不含有载体的调色剂膜全面持续地附着到带槽的显影套筒的外周面上。并且,驱动显影装置使显影套筒旋转时,如图7(b)所示,在显影套筒的外周面上附着的调色剂膜上,附着由载体构成的磁刷,并且在磁刷的周围附着调色剂粉,磁刷上附着的调色剂粉提供到感光鼓(此外,在本实施方式的说明及图6等中虽然省略了,但本实施方式的显影装置19在驱动中及停止中,在显影套筒26的外周面上均全面持续地附着调色剂膜)。
并且,在显影装置驱动的期间,显影偏压施加到显影套筒上,图7(b)所示的各磁刷为彼此基本相同的电位,各磁刷周围附着的调色剂粉全部为基本相同的电位。
使打印对象的图像内的某一部分为极高浓度并进行该图像的打印时,在该打印后,在显影套筒的外周面上,产生从与高浓度打印的部分对应的区域α(对高浓度打印的部分提供调色剂的区域α)剥落调色剂膜的现象。这样一来,如图7(c)所示,在显影套筒的外周面上成为如下状态:和高浓度打印的部分对应的区域α以外的区域β中,调色剂膜仍然继续附着,而高浓度打印的部分所对应的区域α露出。
之后,为了进行打印处理而使成为图7(c)所示的状态的显影套筒旋转时,如图7(d)所示,在区域α中,磁刷直接附着到显影套筒的外周面,而在区域β中,在显影套筒的外周面上附着的调色剂膜上附着磁刷,磁刷不直接附着到显影套筒的外周面上。
在显影装置驱动的期间,显影偏压施加到显影套筒,而在图7(d)中,在区域α中磁刷直接附着到显影套筒表面,而在区域β中磁刷附着到显影套筒上的调色剂膜上,并未附着到显影套筒表面,因此区域α的磁刷的电位和区域β的磁刷的电位变为不同的值(和区域β的磁刷相比,区域α的磁刷变为低电位),在从显影套筒提供到感光鼓上的调色剂中,从区域α提供的调色剂变为比从区域β提供的调色剂低的电位。这样一来,在感光鼓中,从区域α提供的调色剂所构成的部位的电位低于从区域β提供的调色剂所构成的部位的电位,因此在从感光鼓转印到纸张上的调色剂图像中,从区域α提供的调色剂所构成的部位的浓度低于从区域β提供的调色剂的部位的浓度。
即,使打印对象的图像内的某一部分为极高浓度并进行该图像的打印时,之后在显影套筒中,附着到与高浓度打印的部分对应的区域α上的显影剂、与附着到区域α以外的区域β上的显影剂之间,产生电位差现象(将该现象称为“显影记忆”)。并且,尝试由产生“显影记忆”的显影套筒进行浓度基本平均的全图像打印时,在打印到纸张上的图像中,由从区域α提供的调色剂构成的部位、与由从区域β提供的调色剂构成的部位之间,浓度变得不均。因此,如果不抑制“显影记忆”,则在打印图像中产生浓度不均,打印图像的画质明显会恶化。
接着详细说明本实施方式的显影装置19中可抑制“显影记忆”、而在现有的显影装置中难抑制“显影记忆”的理由。
在本实施方式的显影装置19中,如上所述,通过使显影套筒26的外周面和刮刀35的前端之间的间隙36的磁通量密度为85mT,使通过间隙36的磁刷40的刚性比现有的大。
因此,在本实施方式的显影装置19中,通过进行高浓度图像的打印,在显影套筒26中形成了调色剂膜的区域以外,产生调色剂膜剥离的区域(参照图7(c))。
但在本实施方式的显影装置19中,如图8(a)所示,在显影套筒26中产生调色剂膜剥离的区域A后,当附着到调色剂膜51的某一区域B上的磁刷40和刮刀35冲撞时,由于磁刷40的刚性比现有的大,因此在上述冲撞时、及因上述冲撞而使磁刷40裂开时之间,产生细小的时差。并且,在该时差之间,在磁刷40和刮刀35的冲撞部位产生的冲击力传递到磁刷40和调色剂膜51的接触部位,通过该传递的冲击力,调色剂膜51的一部分被削去而产生调色剂粉,产生的调色剂粉通过显影套筒26的旋转力从区域B传送到区域A,在区域A中形成新的调色剂膜。并且,通过连续进行图8(a)所示的动作,在显影套筒26的外周面再度全面形成调色剂膜。因此,根据本实施方式的显影装置19,即使因进行高浓度图像的打印而在显影套筒26中暂时产生调色剂膜剥离的区域,也可对该区域立刻再次形成调色剂膜,因此在显影套筒26的外周面上,可基本保持全面形成调色剂膜的状态,图7(c)、(d)这样的状态难以维持,可抑制显影记忆的发生,抑制打印图像的画质恶化。
与之相对,根据现有的显影装置,如图8(b)所示,通过显影套筒的旋转,附着在形成调色剂膜的区域D上的磁刷和刮刀冲撞时,磁刷的刚性不如本实施方式大,因此通过上述冲撞产生的冲撞力,磁刷立刻被切断,通过该切断,上述冲击力被立刻吸收。因此,在磁刷和刮刀的冲撞部位产生的冲击力难以传递到磁刷和调色剂膜之间的接触部位,难以产生通过上述冲击力削去调色剂膜的情况,区域D的调色剂不会传递到无调色剂膜的区域C。因此,在现有的显影装置中,和本实施方式的显影装置19不同,因进行高浓度图像的打印而在显影套筒26中产生调色剂膜剥离的区域C时,对该区域C无法立刻再次形成调色剂膜,因此图7(c)(d)这样的现象易于维持,产生显影记忆,打印图像画质恶化。
并且,根据本实施方式的显影装置19,间隙36的磁通量密度设定为85mT,但该磁通量密度的值不限于此,根据下述实验例,只要间隙36的磁通量密度为70mT~150mT,就可抑制上述显影记忆。此外,间隙36的磁通量密度之所以需要为70mT以上,是为了要提高磁刷40的刚性以抑制显影记忆,间隙36的磁通量密度之所以为150mT以下,是因为当磁刷40刚性过大时,在图8(a)中磁刷40和调色剂膜51之间的吸附力过强,区域B的调色剂膜51难以由磁刷40削去,在区域A中难再次形成调色剂膜,结果易出现显影记忆。
进一步,在显影套筒26的外周面上形成槽,该槽的形状如图5所示设计为以下形状:由与显影套筒26的旋转轴垂直的平面切断显影套筒26时的截面中,为凹状(大致矩形)。槽的形状为凹状时,显影剂不易堵塞在槽中。如图8(a)所示,区域B的调色剂膜51通过磁刷40削去,而产生调色剂粉时,在有调色剂膜51的区域B和无调色剂膜51的区域A之间即使存在槽,调色剂也不易于堵塞在槽中,因此从区域B到区域A,易于传送调色剂粉,可进一步抑制显影记忆的发生。
并且,根据下述实验例,可知在显影套筒26的外周面中,槽的间距优选1.25mm~4.00mm。以下说明优选槽间距为1.25mm~4.00mm的理由。当显影套筒26的外周上形成的槽的个数过多时,如图8(a)所示,通过磁刷40削去调色剂膜51的调色剂,而产生调色剂粉时,因槽个数过多,从区域B到区域A的调色剂粉的传送可能部分无法顺利进行,但槽的间隙为1.25mm以上时的槽的个数是不会抑制调色剂粉传送的个数,可顺利进行区域B到区域A的调色剂粉的传送,可有效地抑制显影记忆。并且,当槽的间距超过4.00mm时,槽的个数变得过少,不能获得在显影套筒26上形成槽的本来的好处(提高显影槽27中的显影剂的汲取效果,抑制低浓度图像的产生)。并且在本实施方式中,槽的间距如图5所示是指,显影套筒26的圆周方向中的、槽P中的T方向下游一侧的侧壁、和与槽P相邻的槽Q中的T方向下游一侧的侧壁之间的距离。
进一步根据下述实验例可知,显影套筒26中的各个槽的宽度优选0.20mm~0.35mm。以下说明显影套筒26的槽的宽度优选为0.20mm~0.35mm的理由。当显影套筒26的槽的宽度小于0.2mm时,槽的尺寸过小,难于获得在显影套筒26上形成槽的本来的好处(提高显影槽27中的显影剂的汲取效果,抑制低浓度图像的产生),尤其是在高温、高湿条件下难于获得稳定的图像浓度。并且,当显影套筒26的槽的宽度超过0.35mm时,图像浓度出现不均。在本实施方式中,槽的宽度如图5所示是指,在显影套筒26的圆周方向中的槽的底面的长度。
并且,根据下述实验例可知,显影套筒26的槽的深度优选0.08mm~5.00mm。以下说明槽的深度优选0.08mm~5.00mm的理由。槽的深度小于0.08mm时,槽的尺寸过小,难于获得在显影套筒26上形成槽的本来的好处(提高显影槽27中的显影剂的汲取效果,抑制低浓度图像的产生)。并且,当槽的深度超过5mm时,容易因长时间使用使显影剂堵塞在槽中,产生画质恶化。此外,在本实施方式中,槽的深度如图5所示是指,在与显影套筒26的直径平行的方向上的显影套筒26的外周面和槽的底面之间的距离。
并且,在本实施方式的显影装置19中,如图4所示,对间隙36产生磁力的磁铁S1配置在显影套筒26的旋转轴和刮刀35之间。这样一来,通过在显影套筒26的内侧、在靠近间隙36的位置上配置磁铁S1,可使磁铁S1产生的磁有效地作用于间隙36,易于将间隙36的磁通量密度设定为70mT~150mT。
并且,在本实施方式中,刮刀35的材质可以是磁性金属、非磁性金属、塑料材料中的任意一种。而刮刀35的材质为磁性材料时,间隙36被磁铁S1和磁性材料夹持,通过磁铁S1和磁性材料的叠加效果,间隙36的磁通量密度更易于设定为70mT以上。这种磁性材料例如包括JIS400号组(SUS410、SUS420、SUS430)的不锈钢、JIS329号组(SUS329)的不锈钢等。
进一步,在本实施方式的显影装置19中,当显影剂中含有的载体的体积平均粒径小于20μm时,图8(a)所示的磁刷40的腰部变弱,难产生磁刷40对调色剂膜51的削除。
并且,当显影剂中含有的载体的体积平均粒径超过60μm时,载体的比表面积变小,因此显影剂中的调色剂浓度的允许范围变小,易产生灰雾、图像浓度不良等。即,当载体的体积平均粒径过大时,载体的比表面积变小,从而使调色剂粒子对载体的覆盖率变高,显影辊24的调色剂吸引量减少(在由调色剂粒子完全覆盖的载体粒子的表面没有进入新调色剂粒子的空间)。
因此,在本实施方式的显影装置19中,为了抑制灰雾、图像浓度不良,并为了抑制显影记忆的发生,优选将载体的体积平均粒径规定为20μm~60μm。
并且,在本实施方式的显影装置19中,优选使用向铁素体类材料构成的芯粒子覆膜热硬性树脂而形成的载体。因此如果使用在热硬性树脂上覆膜的载体,则如图8(a)所示,即使重复磁刷40中的载体削去调色剂膜51的动作,也难于剥离对载体覆膜的树脂,可抑制载体的破损。
进一步,在本实施方式的显影装置19中,优选使用饱和磁化为30emu/g~70emu/g的载体。这是因为,如果使用饱和磁化为30emu/g~70emu/g的载体,则图8(a)的磁刷40的刚性程度对削去调色剂膜51变得足够充分,可进一步抑制显影记忆。
并且,近些年来,为了提高打印图像的画质,大多使用体积平均粒径4μm~7μm左右的小粒径调色剂,但越使用这种小粒径调色剂,越易于产生图7(a)~图7(d)所示的现象(即显影记忆)。因此,本实施方式的显影装置19适用于使用体积平均粒径为4μm~7μm的调色剂的图像形成装置。
(实验例)
本发明人使用本发明的实施例1~19的图像形成装置和比较例1~13的图像形成装置进行了打印测试(比较实验)。以下在说明实施例1~19和比较例1~13的基础上说明打印测试的结果。
(实施例1)
将图2~图5所示的本实施方式的图像形成装置50作为实施例1。黑色图像形成单元1使用直径60毫米的感光鼓16和直径40毫米的显影辊24,黑色图像形成单元1以外的图像形成单元2~4使用直径30毫米的感光鼓和直径20毫米的显影辊24。并且,将各图像形成单元1~4的处理速度设定为175mm/秒,将显影辊的圆周速度设定为280mm/秒。进一步,在实施例1的图像形成装置50中,各图像形成单元中具有如下显影套筒,该显影套筒的外周面上形成的槽的间距为2.0mm,槽的宽度为0.25mm,槽的深度为1.0mm。
并且,分别调整各图像形成单元1~4,使得从一个图像形成单元提供的调色剂在纸张上的附着量为0.5mg/cm2,进行如下图表的打印测试:在图像浓度ID为0.5到0.8范围的半色调图像中,将各色图像浓度ID为1.4以上的全图像(1cm×1cm)配置在上述图表的送纸方向前端部。
此外,图像浓度ID是使用Macbeth浓度计测定的图像浓度,将到图像的入射光量设为Pi、来自图像的反射光量为设Po时,
ID=10·log(Pi/Po)。
使用实施例1的图像形成装置50进行上述图表的打印测试,结果获得的图表是鲜明的,如下述表1所示,未发现因显影记忆引起的浓度不均、显影剂汲取不良引起的浓度异常、其他原因造成的画质恶化、显影套筒的槽的堵塞。
表1
表2
(实施例2~实施例19)
实施例2~实施例19的图像形成装置50除了将显影套筒的外周面的槽的间距、槽的宽度、槽的深度、显影套筒和刮刀的间隙的磁通量密度变更为表1所示的值以外,是和实施例1相同的装置构成。并且,对实施例2~实施例19的图像形成装置也在和实施例1一样的测试条件下进行打印测试。其结果是,获得的图表鲜明,如上述表1所示,未发现因显影记忆引起的浓度不均、显影剂汲取不良引起的浓度异常、其他原因造成的画质恶化、显影套筒的槽的堵塞。
(比较例1~比较例13)
比较例1~比较例13的图像形成装置除了将显影套筒的外周的槽的间距、槽的宽度、槽的深度、显影套筒和刮刀的间隙的磁通量密度变更为表2所示的值以外,是和实施例1相同的装置构成。并且,对比较例1~比较例13的图像形成装置也在和实施例1一样的测试条件下进行打印测试。其结果是,如上述表2所示,发现了因显影记忆引起的浓度不均、显影剂汲取不良引起的浓度异常、其他原因造成的画质恶化、显影套筒的槽的堵塞中的任意一个。
以上,通过对实施例1~实施例19及比较例1~比较例13的测试结果进行研究,可知当显影套筒和刮刀的间隙的磁通量密度为70~150mT时,不发生显影记忆。
并且,通过对实施例1~实施例19及比较例7~10的测试结果进行研究,可知当显影套筒外周面的槽的深度小于0.08mm时,发生显影剂的汲取不良,当显影套筒外周面的槽的深度超过5mm时,在槽中发生显影剂的堵塞。
进一步,通过对实施例1~实施例19及比较例1~比较例4的测试结果进行研究,可知当槽的宽度小于0.2mm时,发生显影剂的汲取不良,当槽的宽度超过0.35mm时,因与显影记忆、显影剂汲取不良不同的原因,产生画质恶化。
(关于测试条件)
对利用实施例1~实施例19及比较例1~比较例13进行的上述打印测试的测试条件在以下详述。
(a)关于纸张
在上述打印测试中,使用A4尺寸的再生纸(リサィクルピユァ:シャ一プドキユメントシステム公司制造)进行打印。
(b)关于调色剂
对在上述打印测试中使用的双成分显影剂中含有的调色剂的制造方法在以下详述。
首先,将100重量份的粘合树脂、5重量份的着色剂、2重量份的带电控制剂、3重量份的脱模剂作为原料投入到亨舍尔混合机中,混合原料10分钟。之后,将通过上述混合获得的混合物通过混炼分散处理装置(三井鉱山株式会社制造,ニ一ディックスMOS140-800)进行熔融混炼分散处理。
此外,作为粘合树脂使用将双酚A、环氧丙烷、对苯二酸作为单体缩聚而获得的聚酯树脂(玻璃化转变温度60℃,软化温度120℃)。并且,也可使用偏苯三酸酐来代替对苯二酸。
并且,黑色调色剂中的着色剂使用炭黑(三菱化学公司制造,MA-100),品红色调色剂中的着色剂使用C.I.颜料红122,青色调色剂中的着色剂使用C.I.颜料蓝15:3,黄色调色剂中的着色剂使用C.I.颜料黄74。进一步,作为带电控制剂使用水杨酸的锌化合物(ォリェント化学工業公司制造的ボントロンE84),作为脱模剂使用微晶蜡(日本精鑞公司制造的HNP-9)。
并且,将通过上述熔融混炼分散处理获得的混炼物用切磨机粗粉碎后,通过喷射式粉碎机(日本ニユ一マチック工業株式会社制造,IDS-2型)进行微粉碎,微粉碎后,用风力分级机(日本ニユ一マチック工業株式会社制造,MP-250型)进行分级,从而获得体积平均粒径6.5微米的着色树脂粒子。此外,体积平均粒径通过コ一ルタマルチサィザ一2(ベックマン·コ一ルタ一株式会社制造)测定。
进一步,对获得的100重量份着色树脂粒子,加入1.5重量份由六甲基二硅氮烷进行了表面处理的一次粒子平均粒径约为12nm的疏水性二氧化硅微粉体(BET比表面积约140m2/g)、1.0重量份进行了同样的表面处理的一次粒子平均粒径约为40nm的疏水性二氧化硅微粉体(BET比表面积约50m2/g),通过在亨舍尔混合机中混合2分钟,制造出负带电性的调色剂。
(c)关于载体
以下详述在上述打印测试中使用的双成分显影剂中含有的载体的制造方法。
首先,计量铁素体粉末,在球磨机中混合后,在回转炉中以900℃煅烧,将获得的铁素体的煅烧粉通过湿式粉碎机作为粉碎介质由钢球微粉碎至平均粒径2微米以下,获得铁素体微粉。并且,将获得的铁素体微粉通过喷雾干燥方式造粒为粒径100~200微米,将获得的造粒物在1300℃下烧结后,使用压碎机解碎,从而获得体积平均粒径约35微米的铁素体粒子。该铁素体粒子成为载体的芯粒子。
接着作为覆盖芯粒子的覆盖用涂液,通过将硅树脂(商品名:TSR115,信越化学公司制造)、及钛酸钙粉末(电阻调整剂)溶解或分散到甲苯中,从而调制出覆盖用涂液。
将该覆盖用涂液通过喷雾干燥装置覆盖到上述铁素体粒子,自然干燥后去除甲苯,制造出硅树脂覆盖量(浓度)5重量%、饱和磁化55emu/g、体积平均粒径35微米的载体。此外,硅树脂的覆盖量如下计算:通过荧光X线分析装置测定源自铁素体粒子的Fe含量及源自硅树脂的Si含量,根据测定中获得的值来计算。
(d)关于双成分显影剂
将通过上述方法制造的各调色剂5重量份、及载体95重量份在诺塔混合机(Nauta mixer,商品名:VL-0,ホソカヮミクロン公司制造)中搅拌混合20分钟,从而制造出含有各色调色剂(黑色、青色、品红色、黄色)的双成分显影剂,将该双成分显影剂在上述打印测试中使用。
(e)关于感光鼓
实施例1~19、比较例1~13的图像形成装置具有的感光鼓(层叠型感光鼓)通过以下方法制造。
首先,将7份氧化钛(商品名:TTO55A,石原产业(株)制造)、13份共聚尼龙(商品名:CM8000,東レ公司制造)添加到159份甲醇和106份1,3-二氧戊环的混合溶剂中,使混合溶剂中的添加物在油漆搅拌器中分散8小时,从而调制出底涂层形成用涂液。
将该底涂层形成用涂液充满涂槽,将铝制的圆筒状导电基体浸渍到涂槽中,从而将底涂层形成用涂液涂敷到圆筒状导电基体表面,之后提起圆筒状导电基体,自然干燥,在圆筒状导电基体圆周面上形成层厚1微米的底涂层。
接着,将3份氧钛酞菁和2份丁醛树脂(商品名:BL-1,积水化学公司制造)添加到245份甲乙酮中,通过将添加物在油漆搅拌器中分散而调制出电荷产生层形成用涂液。
将该电荷产生层形成用涂液,利用和形成底涂层时一样的浸渍涂敷法,涂敷到上述底涂层表面,不进行下端的擦拭而自然干燥,在底涂层上形成层厚0.4微米的电荷产生层。
接着将5份电荷输送性化合物(商品名:T405,高砂ケミカル公司制造)、2.4份聚碳酸酯(商品名:J500,出光興産公司制造)、1.6份聚碳酸酯(商品名:G400,出光興産公司制造)、1.6份聚碳酸酯(商品名:GH503,出光興産公司制造)、2.4份聚碳酸酯(商品名:TS2020,帝人化成公司制造)、及0.25份2,6-二叔丁基-4-甲酚(商品名:スミラィザ一BHT、住友化学公司制造)添加并溶解到49份四氢呋喃中,调制出电荷输送层形成用涂液。将该电荷输送层形成用涂液充满到涂槽中,通过浸渍涂敷法涂敷到电荷产生层表面,之后提起圆筒状导电基体,在130℃下干燥1小时,在电荷产生层上形成电荷输送层,制造出膜厚25微米的电子照相感光体。此外,感光鼓的膜厚测定采用分光光度计(MCPD-1100,大塜电子公司制造)来测定。
(双成分显影剂的详述)
以下进一步详细说明在本实施方式的图像形成装置50中使用的双成分显影剂。
本实施方式的双成分显影剂用诺塔混合机等混合机混合上述调色剂和上述载体来制造。载体和调色剂的混合比通常为相对于100重量份载体混合3~15重量份的调色剂。以下依次说明本实施方式中使用的调色剂及载体。
本实施方式中使用的调色剂可通过使用亨舍尔混合机等气流混合机将添加剂添加到着色剂粒子表面来制造。着色树脂粒子可通过混炼粉碎法、聚合法等公知的方法来制造,作为一例,在混炼粉碎法中,将粘合树脂、硼化合物、着色剂、及其他添加剂通过亨舍尔混合机、高速混合机(super mixer)、机械磨机(MECHANOMILL)、Q型混合机等混合机来混合,将获得的原料混合物通过双轴混炼机、单轴混炼机等混炼机在70~180℃左右的温度下熔融混炼,将获得的混炼物冷却固化,并将固化物通过喷射磨机等气体式粉碎机粉碎,根据需要进行分级等粒度调整,从而制造出来。
作为着色树脂粒子(调色剂)的体积平均粒径,优选:使用コ一ル一タ一公司制造的100μm孔径的コ一ルタ一カゥンタ一测定的值为4~7μm的范围内。当体积平均粒径小于4μm时,调色剂的流动性低,带电量变得不稳定,相反当超过7μm时,点再现性降低。
作为本实施方式的调色剂中含有的粘合树脂,可使用公知的各种苯乙烯/丙烯酸类树脂、聚酯树脂等,尤其优选线形或非线形的聚酯树脂。聚酯树脂在兼顾机械强度(难以产生微粉)、定影性(定影后难以从纸张剥离)、及耐热偏移性上比较优秀。
聚酯树脂通过将二元以上的多元醇及多元酸、根据需要将三元以上的多元醇或多元酸构成的单体组成物聚合而获得。
聚酯树脂的聚合所使用的二元醇例如包括:乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇等二醇类;1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇等二醇类;双酚A、氢化双酚A、聚氧乙烯化双酚A、聚氧丙烯化双酚A等双酚A环氧烷烃加成物等。
作为三元以上的多元醇,例如包括:山梨糖醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-山梨糖醇酐、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、甘油、2-甲基丙三醇、2-甲基-1,2,4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-三羟基甲苯等。
作为二元的多元酸例如包括:马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲醛、对苯二甲酸、环己二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、这些酸的酸酐、低级烷基酯、正十二碳烯琥珀酸、正十二烷基琥珀酸等链烯基琥珀酸类、烷基琥珀酸类。
作为三元以上的多元酸例如包括:1,2,4-苯三羧酸、1,2,5-苯三羧酸、1,2,4-环己三羧酸、2,5,7-萘三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、1,2,5-己三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1,2,7,8-辛四羧酸、及其酸酐等。
作为本实施方式的图像形成装置50中的调色剂中使用的着色剂,可使用一般的公知的颜料、染料。具体而言,作为黑色调色剂用的着色剂包括炭黑、磁铁矿等。
并且,作为黄色调色剂用的着色剂例如包括:C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄3、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄97、C.I.颜料黄98等乙酰乙酸芳基酰胺类单偶氮黄色颜料;C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄13、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄17等乙酰乙酸芳基酰胺类双偶氮黄色颜料;C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄155等缩合单偶氮类黄色颜料;C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄185等其他黄色颜料;C.I.溶剂黄19、C.I.溶剂黄77、C.I.溶剂黄79、C.I.分散黄164等黄色染料等。
作为品红色调色剂用着色剂例如包括:C.I.颜料红48、C.I.颜料红49:1、C.I.颜料红53:1、C.I.颜料红57、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红81、C.I.颜料红122、C.I.颜料红5、C.I.颜料红146、C.I.颜料红184、C.I.颜料红238、C.I.颜料紫19等红色或血红色颜料;C.I.溶剂红49、C.I.溶剂红52、C.I.溶剂红58、C.I.溶剂红8等红色类染料等。
作为青色调色剂用着色剂例如包括:C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4等铜酞菁及其衍生物的蓝色系染料颜料;C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36(酞菁绿)等绿色颜料等。此外,着色剂的添加量优选相对于100重量份粘合树脂为1~15重量份左右,更优选2~10重量份的范围。
本实施方式的图像形成装置50中使用的调色剂可使用公知的带电控制剂。具体而言,作为赋予负带电性的带电控制剂包括:铬偶氮络合物染料、铁偶氮络合物染料、钴偶氮络合物染料、水杨酸或其衍生物的铬/锌/铝/硼络合物或盐化合物、萘酚酸或其衍生物的铬/锌/铝/硼络合物或盐化合物、二苯乙醇酸或其衍生物的铬/锌/铝/硼络合物或盐化合物、长链烷基羧酸盐、长链烷基磺酸盐等。
作为正电荷调色剂用带电控制剂包括:苯胺黑染料及其衍生物、三苯基甲烷衍生物、季铵盐、季鏻盐、季吡啶鎓盐、胍盐、脒盐等的衍生物等。
这些带电控制剂的添加量优选相对于100重量份粘合树脂为0.1重量份~20重量份,进一步优选为0.5重量份~10重量份的范围。
作为本实施方式的图像形成装置50的调色剂中使用的脱模剂包括:聚丙烯、聚乙烯等合成蜡;石蜡及其衍生物、微晶蜡及其衍生物等石油类蜡及其改性蜡;巴西棕榈蜡、米糠蜡、小烛树蜡等植物类蜡等。通过调色剂中含有这些脱模剂,可提高调色剂对定影辊或定影带的脱模剂,防止定影时的高温/低温偏离。
并且,在本实施方式的图像形成装置50中使用的调色剂中,为了提高调色剂的流动性也可添加公知的流动剂。可使用的流动剂包括:对平均粒径0.007~0.03微米的二氧化硅、氧化钛、氧化铝等的表面,用有机硅烷偶合剂、钛偶合剂、硅油进行表面处理,从而赋予疏水性的无机微粒。
添加的流动剂的量小于0.3重量份时,无法提高流动性,当大于3重量份时,定影性易下降,因此优选相对于100重量份调色剂粒子为0.3~3重量份的范围。
并且,作为在本实施方式的图像形成装置50中使用的载体,可使用在具有磁性的芯粒子表面被覆涂料的重量平均粒径20~60微米的磁性粒子。载体的粒径小于20微米时,在显影时载体从显影辊24向感光鼓16移动,从而获得的图像中产生空点(脱墨)。并且,当超过60微米时,点的再现性变差,图像变得粗糙。此外,上述载体的体积平均粒径是在激光衍射式粒度分布测定装置HELOS(SYMPATEC公司制造)中使用干式分散装置RODOS(SYMPATEC公司制造)在分散压力3.0bar的条件下测定时的值。
载体的饱和磁化优选在30~70emu/g的范围内。当饱和磁化超过70emu/g时,因磁刷的刚性化,静电潜影难于获得忠实的图像,并且易发生图像的空点现象。相反,载体的饱和磁化越低,与感光鼓接触的磁刷越软,因此静电潜影可获得忠实的图像,但饱和磁化低于30emu/g时,磁刷过度柔软,无法获得磁刷对调色剂膜的刮取效果,易发生显影记忆。并且,载体附着到感光鼓表面,易发生空点现象。
作为载体的芯粒子,可使用公知的磁性粒子,考虑到带电性、耐久性,优选铁素体类粒子。作为铁素体类粒子可使用公知的,例如包括锌类铁素体、镍类铁素体、铜类铁素体、镍-锌类铁素体、锰-镁类铁素体、铜-镁类铁素体、锰-锌类铁素体、锰-铜-锌类铁素体等。这些铁素体类粒子通过混合原料并经过煅烧及粉碎后烧结而获得。并且,通过改变烧结温度,可改变铁素体类粒子的表面形状。并且,煅烧可通过批量式或回转炉等连续式中的任意一种来进行。
作为涂料可使用公知的树脂材料,考虑到耐磨性,优选使用热硬性树脂。作为热硬性树脂可使用公知的,例如包括硅漆(商品名:TSR115、TSR114、TSR102、TSR103、YR3061、TSR110、TSR116、TSR117、TSR108、TSR109、TSR180、TSR181、TSR187、TSR144、TSR165(均为株式会社東芝制造))、(商品名:KR271、KR272、KR275、KR282、KR267、KR269、KR211、KR212(均为信越化学株式会社制造));醇酸树脂改性硅漆(商品名:TSR184、TSR185(均为株式会社東芝制造));环氧改性硅漆(商品名:TSR194、YS54(均为株式会社東芝制造));聚酯改性硅漆(商品名:TSR187(株式会社東芝制造));丙烯酸改性硅漆(商品名:TSR170、TSR171(株式会社東芝制造));聚氨酯改性硅漆(商品名:TSR175(株式会社東芝制造));反应性硅树脂(商品名:KA1008、KBE1003、KBC1003、KBM303、KBM403、KBM503、KBM602、KBM603(均为信越化学株式会社制造))等。
并且,涂料中优选添加电阻调整剂,以控制载体的电阻值。作为电阻调整剂具体包括:氧化硅、氧化铝、炭黑、石墨、氧化锌、钛黑、氧化铁、氧化钛、氧化锡、钛酸钾、钛酸钙、硼酸铝、氧化镁、硫酸钡、碳酸钙等。
将涂料被覆到载体粒子可采用公知的方法。例如包括:将载体粒子浸渍到涂料的有机溶剂溶液中的方法;将涂料的有机溶剂溶液喷雾到载体粒子的喷雾法;在通过流动气体使载体粒子浮游的状态下喷雾涂料的有机溶剂溶液的流动床法;在捏和机中混合载体粒子和涂料的有机溶剂溶液并去除溶剂的捏和法等。此时,涂料的有机溶剂溶液中可在含有涂料的同时含有上述电阻调整剂。
(感光鼓的详情)
以下对在本实施方式的图像形成装置50中使用的感光鼓进一步详细说明。
作为搭载到本实施方式的图像形成装置50的感光鼓16,包括具有导电性基体和感光层的圆筒形的有机感光鼓、非晶硅感光鼓等,从制造成本、安全性的角度出发,优选有机感光鼓。并且,有机感光鼓分为层叠型和单层型,因在灵敏度、残留电位等方面较优秀,因此优选层叠型。层叠型的感光鼓是在导电性基体上层叠含有电荷产生物质的电荷产生层、及含有电荷输送物质的电荷输送层的结构,进一步优选是在导电性基体和电荷产生层之间设置底涂层的结构。
作为导电性基体例如可使用圆筒状的含有铝、导电性粒子的塑料等。作为底涂层例如可使用将氧化锌、氧化钛等无机颜料通过球磨机、砂磨机等分散机分散而含有的聚酰胺树脂、共聚尼龙树脂等。
电荷产生层是通过光照射而产生电荷的电荷产生物质。例如可将非金属酞菁颜料、氧钛酞菁颜料等有机颜料通过球磨机、砂磨机等分散机分散而含有的聚碳酸酯树脂、苯氧基树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚芳酯树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等作为电荷产生层。
电荷输送层设置在电荷产生层上,是具有接受产生了电荷产生物质的电荷并进行输送的能力的电荷输送物质。可将含有电子提供性物质或电子接受性物质的聚碳酸酯、共聚聚碳酸酯、聚芳酯等作为电荷输送层。
作为电子提供性物质,例如包括:聚-N-乙烯基咔唑及其衍生物、聚-γ-咔唑基乙基谷氨酸酯及其衍生物、芘-甲醛缩合物及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯基菲、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(对二乙氨基苯乙烯基)蒽、1,1-双(4-二苄氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯腙类、腙衍生物、三苯胺类化合物、三苯基甲烷类化合物、芪类化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的化合物等。
作为电子接受性物质,例如包括:芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲醌衍生物、茚并吡啶衍生物、噻吨酮衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、5-氧吩嗪衍生物、四氰基乙烯、四氰基苯醌二甲烷、氯丙嗪(ブロマニル)、四氯代对苯醌、苯醌等。电荷输送物质优选在电荷输送层中含有30~80重量%。
此外,本说明书中公开的磁通量密度的值为绝对值。并且,本实施方式的显影装置及图像形成装置适用于电子照相方式的复合机、复印机、打印机、传真机。
本发明人发现以下显影装置可抑制在上述显影套筒中产生显影记忆。该显影装置,具有显影辊和刮板,上述显影辊包括:旋转套筒,在外周面上承载含有调色剂和磁性载体的双成分显影剂并旋转,并且在上述外周面上形成多个在和上述旋转的轴平行的方向上延伸的槽;和磁部件,在上述旋转套筒的内侧非旋转地设置,通过磁力将上述双成分显影剂吸引到上述旋转套筒的外周面上,上述刮板,在上述旋转套筒的外侧相对于上述外周面隔开间隙地配置,用于刮取由上述外周面上承载的双成分显影剂的一部分,上述显影装置的特征在于,上述磁部件中具有使上述间隙的磁通量密度的值为70mT~150mT的磁铁。因此,根据上述显影装置,可起到抑制显影记忆的产生造成的打印图像的画质恶化的效果。
并且,在上述显影装置中,上述外周面中的彼此相邻的槽和槽的间距为1.25mm~4mm时,可更有效地抑制显影记忆,且可抑制旋转套筒中的双成分显影剂的吸引性能(汲取效果)的恶化。
进一步,在上述显影装置中,上述槽的宽度为0.2mm~0.35mm时,可抑制旋转套筒中的双成分显影剂的吸引性能(汲取效果)的恶化,且可抑制最终获得的图像浓度的不均。
并且,在上述显影装置中,上述槽的深度是0.08mm~5.00mm时,可抑制旋转套筒中的双成分显影剂的吸引性能(汲取效果)的恶化,且可抑制因长期使用易使双成分显影剂堵塞在槽中而导致画质恶化的情况。
进一步,在上述显影装置中,由与上述轴垂直的平面切断上述旋转套筒时的截面中的上述槽的形状是凹状时,可进一步抑制显影记忆的发生。
并且,在上述显影装置中,上述磁铁配置在上述轴和上述刮板之间时,在上述旋转套筒的内侧、在靠近上述间隙的位置配置上述磁铁,因此可将上述磁铁产生的磁有效地作用于上述间隙,易于将上述间隙的磁带密度设定为70mT~150mT。
进一步,在上述显影装置中,上述刮板由磁性材料构成时,上述间隙由上述磁铁和磁性材料夹持,通过上述磁铁和上述磁性材料的双重效果,可更易于使上述间隙的磁带密度设定为70mT以上。
并且,近些年来,因打印图像的画质提高,多使用体积平均粒径为4μm~7μm左右的小粒径调色剂,越是使用这种小粒径调色剂,显影套筒中越明显发生“显影记忆”的现象。因此,可抑制“显影记忆”的上述显影装置适用于使用体积平均粒径为4μm~7μm的调色剂的图像形成处理。
进一步,在上述显影装置中,如果使用体积平均粒径为20μm~60μm的磁性载体,则可进一步抑制显影记忆的发生。
并且,在上述显影装置中,上述磁性载体是在由铁素体类材料构成的芯粒子上覆膜热硬性树脂而形成,从而使覆膜了磁性载体的树脂不易剥离,可抑制磁性载体的破损。
进一步,在本发明的显影装置中,如使用饱和磁化为30emu/g~70emu/g的磁性载体,则可进一步抑制显影记忆的发生。
本发明不限于上述各实施方式,在权利要求所示范围内可进行各种变更,上述实施方式中公开的各技术手段适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
上述实施方式或实施例从各方面而言仅用于明确本发明的技术内容,不得仅限于该具体示例作狭义解释,在本发明的主旨和权利要求所述范围内,可进行各种变更。
Claims (12)
1.一种显影装置,具有显影辊和刮板,
上述显影辊包括:旋转套筒,在外周面上承载含有调色剂和磁性载体的双成分显影剂并旋转,并且在上述外周面上形成多个在和上述旋转的轴平行的方向上延伸的槽;和磁部件,在上述旋转套筒的内侧非旋转地设置,通过磁力将上述双成分显影剂吸引到上述旋转套筒的外周面上,
上述刮板,在上述旋转套筒的外侧相对于上述外周面隔开间隙地配置,用于刮取由上述外周面上承载的双成分显影剂的一部分,
上述显影装置的特征在于,
上述磁部件中具有使上述间隙的磁通量密度的值为70mT~150mT的磁铁。
2.根据权利要求1所述的显影装置,其特征在于,上述外周面中的彼此相邻的槽和槽的间距为1.25mm~4mm。
3.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述槽的宽度为0.2mm~0.35mm。
4.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述槽的深度是0.08mm~5.00mm。
5.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,由与上述轴垂直的平面切断上述旋转套筒时的截面中的上述槽的形状是凹状。
6.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述磁铁配置在上述轴和上述刮板之间。
7.根据权利要求6所述的显影装置,其特征在于,上述刮板由磁性材料构成。
8.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述调色剂的体积平均粒径为4μm~7μm。
9.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述磁性载体的体积平均粒径为20μm~60μm。
10.根据根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述磁性载体是在由铁素体类材料构成的芯粒子上覆膜热硬性树脂而形成。
11.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,上述磁性载体的饱和磁化为30emu/g~70emu/g。
12.一种图像形成装置,其特征在于,具有权利要求1或2所述的显影装置。
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