CN101950136B - 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,其具有显影槽、显影辊、输送部件和过滤器。通过显影辊的旋转而产生从显影槽的外部通过通气路朝向显影槽的内部的第1气流,通过输送部件的旋转而产生在显影槽的内部从下方朝向上方的第2气流,通过第1气流和第2气流相冲突,产生从显影槽的内部通过过滤器至显影槽的外部,从该外部通过过滤器向显影槽的内部返回的第3气流。由此,抑制过滤器的堵塞,并且抑制调色剂向装置外部泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种设置于电子照片方式的图像形成装置中的显影装置。
背景技术
以往,公知有复合机、复印机、打印机、传真机等的电子照片方式的图像形成装置。电子照片方式的图像形成装置形成为:在感光体的表面上形成静电潜像,通过显影装置对上述静电潜像供应调色剂来对上述静电潜像进行显影,将通过该显影形成的调色剂像转印到薄片(sheet)并使其定影。
近年来,在对应于彩色化和高像质化的图像形成装置中,经常使用调色剂的带电稳定性优良的2成分显影剂(以下,也可简称为“显影剂”)。显影剂由调色剂和载流子(carrier)构成,当在显影装置内对它们进行搅拌后,通过调色剂与载流子之间的摩擦而得到适当地带电的调色剂。带电的调色剂被供应到显影辊(显影剂承载部件)的表面。显影辊的表面的调色剂通过静电的吸引力而移动到形成于感光体的静电潜像。由此在感光体上形成调色剂像。
进而,最近要求图像形成装置的高速化以及小型化,产生了需要迅速地对显影辊供应显影剂。而且,为了一边迅速且充分地进行显影剂的带电,一边迅速地对显影辊供应显影剂,循环方式的显影装置是适合的。在下述的专利文献1中公开了循环方式的显影装置的一个例子。
此外,在具有按照与感光体相对置侧的外周面从下方向上方移动的方式旋转的显影辊的显影装置中,覆盖显影辊的容器(显影槽)与显影辊之间的间隙中,显影辊的轴方向的两端附近由密封部件堵塞,显影辊的下侧由显影辊的表面的显影剂堵塞。但是,上述间隙中的显影辊的上侧,由于通过显影处理而显影剂比显影辊的下侧减少,因此成为连通显影装置的内部和外部的开口部。而且,通过显影辊的旋转而在上述开口部产生气流,可以使外气从上述开口部向显影装置内部流入。在此,如下述专利文献1所示,通常显影装置中形成用于将从上述开口部流入的外气排出到显影装置外的排气口。进而,上述排气口中设置有用于防止显影装置内部的调色剂向外部飞散的问题的过滤器。
专利文献1:JP特开2009-115970(公开日:2009年5月28日)
在设置上述排气口的显影装置中,在显影剂收纳部浮游的调色剂流入上述排气口,随着该流入在排气口的过滤器中蓄积了调色剂和载流子,产生过滤器堵塞的问题。
与此相对,在专利文献1中公开了一种技术,即、在显影装置的内部,通过显影辊上的出穗的显影剂来堵塞从上述开口部到上述排气口为止的气流的流路与显影剂收纳部之间。该技术的目的在于,通过显影辊上的出穗的显影剂来封闭调色剂容易浮游(飞散)的区域(显影剂收纳部),对在该区域进行浮游的调色剂或载流子流入到排气口的现象进行抑制,防止过滤器堵塞。
但是,在专利文献1的显影装置中,通过显影辊上的出穗的显影剂堵塞显影剂收纳部,因此显影剂收纳部的内部的气压上升。而且,由于显影剂收纳部的气压的上升,显影剂收纳部内的浮游调色剂,随着显影辊的旋转而从设置在显影辊的两端附近的密封部件与显影辊之间向外部漏出。所以,在专利文献1的显影装置中从显影装置漏出调色剂,因此在显影装置的外部引起调色剂飞散,具有产生调色剂污染的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种抑制过滤器的堵塞,而且能抑制调色剂向装置外部泄漏的显影装置。
为了实现上述目的,本发明的显影装置具有:收纳显影剂的显影槽;显影辊,其设置于上述显影槽,并配置为隔着上述显影槽的开口部而与上述显影槽的外部的感光体相对置,承载上述显影剂并向感光体输送;输送部件,其设置于上述显影槽,并配置为在上述显影辊的与上述感光体相对置侧的相反侧与显影辊相面对,一边对上述显影槽的显影剂进行搅拌,一边向上述显影辊输送上述显影剂,在上述显影辊的上侧形成有通气路,上述通气路从上述显影槽的上述开口部与上述显影槽的内部连接,上述显影辊按照与上述通气路相面对侧的外周面从上述开口部朝向上述内部移动,而与上述输送部件相面对侧的外周面从上方朝向下方移动的方式旋转;上述输送部件按照与上述显影辊相面对侧的外周面从下方朝向上方移动的方式旋转,上述显影装置的特征在于,在上述显影槽中且在上述输送部件的上方形成排气口,在上述排气口内设置用于空气穿过并捕捉上述显影剂的过滤器,通过上述显影辊的旋转而产生从上述显影槽的上述开口部通过上述通气路朝向上述显影槽的内部流动的第1气流,通过上述输送部件的旋转而产生从上述显影辊与上述输送部件之间朝向上方流动的第2气流,通过第1气流与第2气流相冲突,从而产生从上述显影槽的内部通过上述过滤器至上述显影槽的外部,并从该外部通过上述过滤器向上述显影槽的内部返回的第3气流。
通过本发明的结构,通过第3气流而显影槽的内部的空气通过过滤器排出到外部,并且显影槽的外部的空气通过过滤器向显影槽的内部排出。所以,存在显影槽的内部的显影剂暂时被过滤器捕捉的情况,但被过滤器捕捉的显影剂在显影槽的内部落下。由此,难以产生过滤器的堵塞,显影槽的内部的空气能经由过滤器向外部排出。而且,通过本发明的结构,如专利文献1所述,即使不进行由显影辊上的显影剂堵塞显影槽的一部分空间的事情,也能抑制过滤器的堵塞,因此能够抑制显影槽的内部的气压上升,能够抑制调色剂从显影装置泄漏。也即通过本发明的结构,能抑制过滤器的堵塞,并且与现有技术的结构相比,能抑制调色剂向装置外部泄漏。
通过本发明的显影装置,能抑制过滤器的堵塞,并且与现有技术的结构相比,也能抑制调色剂向装置外部泄漏。
附图说明
图1为模式地表示本发明的一实施方式的图像形成装置的纵剖视图。
图2为模式地表示本实施方式的显影装置的纵剖视图。
图3a为表示从图2的H方向侧(上侧)观察的显影装置的图、图3b为从H方向侧(上侧)观察除去显影槽罩后的状态的显影装置的图。
图4为模式地表示显影装置和中间调色剂箱的剖视图。
图5为用于说明通气路的通气面积与过滤器的面积的调整方法的图。
图6为表示图2中所示的第1输送螺杆以及第2输送螺杆的直径以及间距的说明图。
附图标记说明:1-感光体;2-显影装置;100-图像形成装置;101-显影辊;111-显影槽;111a-显影槽罩;112-第1输送螺杆(输送部件);113-第2输送螺杆;121-通气路;126-开口部;140-排气口;141-过滤器;150-第1气流;151-第2气流;152-第3气流。
具体实施方式
以下,对本发明的一实施方式的显影装置进行说明,首先在说明该显影装置前,对具备该显影装置的图像形成装置进行说明。
[关于图像形成装置]
图1为模式地表示图像形成装置的结构的纵剖视图。图像形成装置100为形成彩色图像的串联方式的彩色打印机,具有多个成为静电潜像承载体的感光体1(在本实施方式中,其设置有黄色图像用、品红图像用、青绿色图像用以及黑色图像用这四个感光体)。
也即,图像形成装置100具有打印功能,即、基于从经由网络连接的PC(Personal Computer)等的各种终端装置发送来的图像数据和通过扫描仪等的原稿读取装置读取的图像数据,对用纸P(被转印材料、记录介质)形成彩色图像或者单色图像。另外,图1中省略了上述网络、终端装置、原稿读取装置。
如图1所示,图像形成装置100具备:在中间转印带21形成图像(调色剂像)的图像形成部Py·Pm·Pc·Pb;将在中间转印带21上转印的图像转印到用纸P上的2次转印部50;使在用纸P上转印的图像定影的定影装置30;从载置用纸P的供应托盘(tray)10向2次转印部50以及定影装置30输送用纸P的纸输送部40;从2次转印后的中间转印带21除去转印残留调色剂的带清洁器部60。
图像形成部(图像形成台)设置有4个。图像形成部Py形成黄色图像,图像形成部Pm形成品红图像,图像形成部Pc形成青绿色图像,图像形成部Pb形成黑色图像。而且,沿着中间转印带21的旋转方向(图1的B方向),按照图像形成部Py、图像形成部Pm、图像形成部Pc、图像形成部Pb的顺序并列设置上述装置。
此外,如图1所示,图像形成装置100具有可安装拆卸的调色剂瓶Ty、Tm、Tc、Tb。而且,通过未图示的供应机构以及控制机构从各调色剂瓶经由中间调色剂箱(图4的参照符80)向图像形成部的显影装置2供应调色剂。另外,调色剂瓶Ty对供应到图像形成部Py的显影装置的黄色调色剂进行收纳,调色剂瓶Tm对供应到图像形成部Pm的显影装置的品红调色剂进行收纳,调色剂瓶Tc对供应到图像形成部Pc的显影装置的青绿色调色剂进行收纳,调色剂瓶Tb对供应到图像形成部Pb的显影装置的黑色调色剂进行收纳。
图像形成部Py·Pm·Pc·Pb分别具有实质上相同的结构,形成为基于每一个颜色成分的图像数据在中间转印带21上叠加黄色、品红、青绿色以及黑色的图像。由此,生成由四种颜色的调色剂构成的全色图像。如上那样生成的彩色图像,由2次转印部50被转印到用纸上。之后,用纸P上的调色剂像,由定影装置30进行加热加压而被定影在用纸P上。
图像形成部Py·Pm·Pc·Pb分别具有形成静电潜像的感光体1。此外,在各图像形成部Py·Pm·Pc·Pb中,在感光体1的周围,按照带电器3、信号光光路4、显影装置2、转印器5以及清洁器6的顺序,沿感光体1的圆周方向排列上述装置。另外,在图1中,只对图像形成部Py的构成部件记录参照符号,对其他的图像形成部Pm·Pc·Pb的构成部件省略参照符号。
感光体1为在表面上具有OPC(Organic Photoconductor:有机光导电体)等的感光性材料的大致圆筒的鼓形状的部件,其被配设在曝光装置45的上方,被控制为通过未图示的驱动机构以及控制机构在规定方向(图1的E方向)上进行旋转驱动。此外,本实施方式的感光体1的直径被设定为30mm。
带电器3为用于使感光体1的表面以规定的电位均匀地带电的双电晕管(scorotron)方式的带电机构,其与感光体1的外周面靠近配置。
曝光装置(曝光单元)45,基于从图像处理部(省略图示)输出的图像数据,通过激光对由带电器3而被带电的感光体1的表面进行照射而曝光,从而使曝光处的电位降低,在该表面写入并形成与图像数据相对应的静电潜像。曝光装置45成为,通过基于与黄色、品红、青绿色或者黑色相对应的输入图像数据,对各图像形成部Py·Pm·Pc·Pb的感光体1进行曝光,从而形成与各种颜色相对应的静电潜像。
另外,本实施方式的曝光装置45为具备激光照射部以及反射镜的激光扫描单元(LSU)。但是,曝光装置45不限定于激光扫描单元,也可为将EL或LED等的发光元件阵列状配置的写入装置(例如写入头)。
显影装置2对显影剂进行收纳,通过显影剂中所含有的调色剂对形成于感光体1的静电潜像进行显像化(进行显影)。该显影剂包括与在感光体1上带电的表面电位相同极性地带电的调色剂。在感光体1上带电的表面电位的极性以及调色剂的带电极性在此都为负。另外,关于显影装置2的结构在后面叙述。
转印器(1次转印器)5将感光体1的调色剂像转印到中间转印带21,具有施加与调色剂的带电极性相反极性(在此为正极性)的偏压的一次转印辊。
清洁器6是在对中间转印带21转印图像后,对在感光体1的外周面上残存的调色剂进行除去/回收的装置,其具有与感光体1的表面相抵接的清洗叶片。另外,该清洗叶片由氨基甲酸乙酯橡胶构成。
中间转印带21由半导电性的聚酰亚胺构成。从各图像形成部Py·Pm·Pc·Pb的感光体1向中间转印带21转印调色剂像。其结果是,各种颜色的调色剂像在中间转印带21中叠加,在中间转印带21上生成由4色的调色剂构成的彩色图像。而且,通过中间转印带21进行旋转,从而彩色图像向2次转印部50输送。
2次转印部50具有与中间转印带21相压接的2次转印辊51。对2次转印辊51施加用于拉引调色剂的2次转印偏压(正电位)。之后,在中间转印带21的调色剂像与用纸P相贴合的时刻,用纸P被输送到2次转印部50,调色剂像从中间转印带21被转印到用纸P。
带清洁器部(中间转印清洁器)60是将在2次转印后的中间转印带21的外周面上残存的调色剂除去/回收的装置,其具有与中间转印带21相抵接的清洁叶片。另外,带清洁器部60的清洁叶片与清洁器6的清洁叶片同样,由氨基甲酸乙酯橡胶构成。
纸输送部40是用于朝向2次转印部50输送用纸P的装置,其具备对用纸P的输送时刻进行控制的抗蚀辊(resist roller)对40a和规定用纸P的输送路径的用纸导向器(guider)40b。
定影装置30具备加热辊31以及加压辊32,通过在它们之间的辊隙(nip)部输送用纸P,对转印到用纸P的调色剂像进行热加压焊来使该调色剂像在该用纸P上定影。
在如上述那样构成的图像形成装置100中,在由纸输送部40输送的用纸P穿过中间转印带21与2次转印辊51之间的对置位置时,由2次转印辊51所产生的转印电场的作用,中间转印带21的4种颜色调色剂像一并被转印到用纸P上。由此,在用纸P上形成4种颜色的调色剂像。从而转印调色剂像的用纸P,在通过定影装置30进行调色剂像的定影处理之后,被送出到未图示的排纸托盘。
[关于显影装置]
接下来,基于附图,对本实施方式的显影装置的结构进行说明。另外,以下,对在图像形成部Py设置的显影装置2进行说明,但在图像形成部Pm·Pc·Pb中也设置有与以下所说明的显影装置2相同的显影装置。
图2为模式地表示本实施方式的显影装置2的纵剖视图。如图1以及图2所示,显影装置2为具有按照隔开规定的间隔与感光体1相对置的方式配置的显影辊101,通过显影辊101将调色剂提供到感光体1的表面,对在感光体1的表面形成的静电潜像进行反转显影的装置。
如图2所示,显影装置2除了显影辊101外,还具有显影槽111、刮刀(doctor blade)125、第1输送螺杆(输送部件)112、第2输送螺杆113。
显影槽111为对包括调色剂和载流子的显影剂进行收纳的槽。此外,显影槽111包括显影槽罩111a以及间壁板111b。另外,本实施方式的载流子为具有磁性的磁性载流子。
显影槽111的一部分,即显影槽罩111a能安装拆卸,如果显影槽罩111a被拆卸,显影槽111的内部从显影槽111的上部露出。图3a为表示从图2的H方向侧(上侧)看的显影装置2的图,图3b为从H方向侧(上侧)看拆卸显影槽罩111a后的状态的显影装置2的图。
如图2以及图3b所示,显影槽111的一部分,即间壁板111b为用于将显影槽111的内部空间分割为第1收纳室111c以及第2收纳室111d的壁。而且,如图2所示,显影辊101以及第1输送螺杆112被配置于第1收纳室111c,第2输送螺杆113被配置于第2收纳室111d。
如图2所示,显影辊101被设置于显影槽111中,并且配置为经由形成于显影槽111中的开口部126与感光体1相对置。另外,在显影辊101与显影槽111之间形成间隙。
而且,显影辊101由未图示的轴承支承,由按照在图2的T方向旋转的方式配置的圆筒状的显影套筒和在显影套筒的内周侧非旋转设置的磁辊构成。此外,如图2所示,在显影辊101中安装的磁辊包括:用于从显影辊101拉开显影辊101上的显影剂的S1极;用于对显影辊101汲干显影槽111的显影剂的S2极;用于在显影区域附近形成显影剂的出穗的N极。另外,本实施方式的显影辊101的直径被设定为20mm。
此外,如图2所示,在与显影辊101的表面接近的位置配置有用于限制显影管101上的显影剂的层厚的刮刀(层厚限制用叶片)125。而且,在本实施方式中,刮刀125的前端与显影辊101之间的间隙的长度,即刮刀间隙被设定为1.5mm。
如图3b所示,第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113为在显影槽111中用于对显影剂进行搅拌以及输送的螺杆形状的辊。第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113,具有用于对显影剂进行搅拌以及输送的螺旋状的搅拌翼,通过由电机等的驱动机构(未图示)而轴进行旋转驱动,从而对显影剂进行搅拌,并且进行输送。另外,如图6所示,第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113的直径都为16mm,搅拌翼的间距被设计为21mm。
如图2以及图3b所示,第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113按照各自的圆周面之间经由间壁板111b对置且互相的轴之间成为平行的方式被并列。此外,如图2所示,第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113成为以互相相反方向旋转。之后,第1输送螺杆112,在第1收纳室111c中,在图3b的X方向上输送显影剂,第2输送螺杆113,在第2收纳室111d中,在图3b的Y方向上输送显影剂。
此外,间壁板111b,在第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113的各轴方向的两端部处,与显影槽111的内侧的壁面分离而配置。由此,在显影槽111中,在第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113的各轴方向的两端部附近,形成连通第1收纳室111c和第2收纳室11d的连通路。具体地来说,如图3b所示,在显影槽111内部的X方向侧端部附近形成连通路a,而在显影槽111内部的Y方向侧端部附近形成未图示的连通路(参照符b附近)。
此外,虽然在图1中没有表示,但在本实施方式中,在图像形成部Py·Pm·Pc·Pb的每一个中设置有中间调色剂箱。中间调色剂箱用于从调色剂瓶接收调色剂并暂时进行收纳,并且将所收纳的调色剂送出到显影装置2。例如,设置于图像形成部Py的中间调色剂箱,接收调色剂瓶Ty的调色剂并进行收纳,将所收纳的调色剂送出到图像形成部Py的显影装置2。
图4为模式地表示设置于图像形成部Py的显影装置2与中间调色剂箱80的剖视图。如图4所示,中间调色剂箱80具有旋转轴81、安装于旋转轴81的输送薄板82、补给辊83。
旋转轴81用于旋转输送薄板82。输送薄板82通过进行旋转,对收纳于中间调色剂箱80的调色剂进行搅拌,并且将该调色剂输送到补给辊83。
补给辊83被设置在形成于中间调色剂箱80的底部的调色剂放出口(未图示)的附近。另外,调色剂放出口与调色剂输送管(未图示)的一端连接,该调色剂输送管的另一端与显影装置2的调色剂补给口(未图示)连接。而且,如果补给辊83进行旋转,则中间调色剂箱80的调色剂经由调色剂放出口、调色剂输送管、调色剂补给口落下到显影装置2的显影槽111。由此,调色剂被补给到显影槽111。另外,未图示的控制装置成为基于图2所示的调色剂浓度传感器115的输出,对补给辊83的动作进行控制,从而显影槽111内的调色剂量被维持在适当的范围中。
如上所述,通过设置能暂时地收纳大容量的调色剂的中间调色剂箱80,从而即使没有调色剂瓶的调色剂,也能在中间调色剂箱中保持大量的调色剂,因此调色剂中断也不会使图像形成装置100停止,能使其工作(即如果在中间调色剂箱变为空的之前的期间交换调色剂瓶,则能够避免中断调色剂而停止的事情)。
另外,在显影装置2中,在第2收纳室111d的上部且X方向侧设置调色剂补给口(未图示),中间调色剂箱80的调色剂成为经由调色剂补给口被补给到第2收纳室111d的X方向侧。
接下来,基于图3b对显影装置2中的显影剂的输送动作进行说明。首先,在第2收纳室111d的X方向侧,从中间调色剂箱80补给调色剂,被补给的调色剂与第2收纳室111d内的显影剂相混合。之后,在第2收纳室111d中,显影剂一边由第2输送螺杆111被搅拌,一边向Y方向输送。此外,在第2收纳室111d的Y方向侧的端部,显影剂成为经由连通第1收纳室111c和第2收纳室111d的连通路(未图示),被送入到第1收纳室111c。
之后,在第1收纳室111c中,显影剂通过第1输送螺杆112向显影辊101输送。此外,第1输送螺杆112成为向X方向输送对显影辊101没有汲干的显影剂和从显影辊101落下的显影剂。之后,在第1收纳室111c的X方向侧的端部中,显影剂经由连通路a被送入到第2收纳室111d。
也即,显影剂在显影槽111中进行循环移动。之后,在第1收纳室111c中,由第1输送螺杆112输送的显影剂,在显影管101的表面上被汲干,由显影辊101的表面承载。进而,在显影辊101的表面的显影剂中所含有的调色剂向感光体1移动,被依次消耗。
另外,在本实施方式中,感光体1的圆周速度能适当设定变更,显影辊101、输送螺杆112·113的圆周速度被设定为与感光体1的圆周速度相对应的值。
[关于气流]
接下来,对在显影装置2中产生的气流进行说明。该气流主要由图2所示的通气路121、排气口140、过滤器141产生。所以,以下在对通气路121、排气口140以及过滤器141进行说明的基础上,对气流进行说明。
首先,对通气路121进行说明。显影辊101与显影槽111之间的间隙中显影辊101的轴方向的两端的间隙由密封部件(未图示)堵塞。此外,显影辊101与显影槽111之间的间隙中显影管101的下侧的间隙(图2的符号120),通过由显影辊101承载的显影剂层堵塞。与此相对,由于由显影辊101承载的显影剂由显影处理被消耗,因此显影辊101与显影槽111之间的间隙中的显影辊101的上侧的间隙没有被堵塞,成为连接显影槽111的内部和外部的通气路121。在此,将通气路121中的显影槽111的外部侧的入口(开口部126侧的入口)的面积称作通气面积。而且,通气面积能够通过将图2的宽度R、显影管101的轴方向上的上述入口的长度L相乘来求得。另外,图2的宽度R与上述入口中的显影辊101与显影槽罩111a之间的距离相当。在本实施方式中,图2的宽度R为3.3mm,长度L为300mm,通气面积为990mm2。
此外,在显影槽111中,如图2以及图4所示,形成用于将内部的空气排出到外部的排气口140。进而,如图2、图3a、图4所示,在排气口140设置用于防止显影槽111的内部的调色剂向外部飞散的事情的过滤器141。
过滤器141是用于穿过空气,并且捕捉上述显影剂的装置。在本实施方式中,采用住友3M公司制的Filtrete(注册商标)的GSB-70作为过滤器141。该过滤器141为聚丙烯制的空气过滤器。聚丙烯制的空气过滤器,其通气性优良,浮游调色剂的过滤性能也优良,进而具有高耐久性。
此外,在本实施方式中,过滤器141的面积,能够通过将显影辊101的轴方向上的过滤器141的长度L′和过滤器141的宽度R′(与上述轴方向垂直的方向的长度)相乘来求得。另外,宽度R′为图2所示的长度。在本实施方式中,图2的宽度R′为13mm,长度L′为215mm,过滤器141的面积为2795mm2。因此,过滤器141的面积成为通气路121中的通气面积的2.82倍。
另外,如图2以及图4所示,排气口140以及过滤器141被配置于第1输送螺杆112的上方。之后,排气口140以及过滤器141被配置于与显影辊101和第1输送螺杆112之间的空区域相面对的位置。
此外,如图2以及图4所示,显影辊101按照与通气路121相对置的侧的外周面从开口部126向显影槽111的内部移动,与第1输送螺杆112相对置的侧的外周面从上方向下方移动的方式旋转(向T方向旋转)。通过该旋转,如图4所示,成为产生从显影槽111的外部通过开口部126以及通气路121流向显影槽111的内部的第1气流150。
此外,如图2以及图4所示,第1输送螺杆112成为以与显影辊101的旋转方向相同方向进行旋转(T方向)。也即,第1输送螺杆112按照与显影辊101相面对的侧的外周面从下方向上方移动的方式进行旋转。通过该旋转,如图4所示,产生从第1输送螺杆112与显影辊101之间向上方流动的第2气流151(产生从下方向上方的第2气流151)。
此外,由于由图2的S1极产生的磁场的影响和向T方向的旋转力,显影辊101在显影辊101与第1输送螺杆112之间放出显影剂。进而,由于向T方向的旋转力,第1输送螺杆112在显影辊101与第1输送螺杆112之间汲干显影剂。之后,如图4所示,如果设从显影辊101放出的显影剂,和由第1输送螺杆112汲干的显影剂相冲突的区域为区域N的话,则排气口140以及过滤器141被配置于与区域N相面对的位置。
而且,由显影辊101产生的第1气流150和由第1输送螺杆112产生的第2气流151,在区域N或者比区域N稍微上方进行冲突。进而,如图4所示,由于该冲突而产生从显影槽111的内部通过过滤器141至显影槽111的外部、从该外部通过过滤器141向显影槽111的内部返回的第3气流152。
本实施方式的显影装置2中,由于这种第3气流152中从显影槽111的内部朝向外部的气流而显影槽111的内部的空气被排出到外部。之后,由于第3气流152中的从显影槽内部朝向外部的气流而调色剂粉末往往被过滤器141捕捉,但由于第3气流152中的从显影槽外部朝向内部的气流而被过滤器141捕捉的调色剂在显影槽111的内部落下。所以,通过本实施方式,难以产生过滤器141的堵塞,并且经由过滤器141能将显影槽111的内部的空气排出到外部。
此外,如图4所示,第1气流150以及第2气流152,在显影辊101与第1输送螺杆112之间的空区域产生冲突。更具体地来说,第1气流150以及第2气流151,在区域N或者区域N的上方附近产生冲突。所以,如该图所示,通过将过滤器141配置于第1输送螺杆112的上部,且与显影辊101和第1输送螺杆112之间的空区域相面对,与区域N相面对的位置,从而容易确保第3气流152的流路(从显影槽111的内部通过过滤器141到显影槽111的外部,从该外部通过过滤器141返回到显影槽111的内部的流路)。
此外,在本实施方式中,通气路121具有使外气向显影槽111的内部流入的功能,另一方面,过滤器141具有将显影槽111的内部的空气向外部排出,并且使外气向显影槽111的内部流入的功能。所以,如果过滤器141的面积与通气路121的通气面积之间的平衡变差,则从显影槽111向外部排出的空气量和从外部向显影槽111流入的空气量之间的平衡变差,显影槽111的内部的气压往往变高。而且,显影槽111的内部的气压过高时,从显影辊101与显影槽111之间的间隙中、设置在显影辊101的两端附近的密封部件(未图示)与显影辊之间产生调色剂泄漏,或者从过滤器141与显影槽罩111a之间产生调色剂泄漏。
这一点根据后述的实施例明确,但如果过滤器141的面积为通气路121的通气面积(通气路121中显影槽111的外部侧的入口的面积)的1.74~4.34倍,则从显影槽111排出的空气量与向显影槽111流入的空气量之间的平衡变得良好,能够抑制显影槽111的内部的气压上升,不会产生上述那样的调色剂泄漏变得明确。而且,在本实施方式中,如上所述,过滤器141的面积为通气路121中的通气面积的2.82倍,难以产生从显影辊101与密封部件之间的调色剂泄漏和从过滤器141与显影槽罩111a之间的调色剂泄漏。
此外,产生以下问题,即在使用调色剂的抽空效率低的过滤器的情况下,通过过滤器的浮游调色剂变多,在使用调色剂的抽空效率高的过滤器的情况下,容易产生过滤器的堵塞。
具体来说,在过滤器通过风速为20~100cm/sec的条件下,将表示0.3μm的体积平均粒子径(D50)的调色剂的抽空效率小于38%的过滤器用于显影装置2来进行试验印刷的情况下,可知通过过滤器的浮游调色剂量变多,产生调色剂污染的问题。此外,在过滤器通过风速为20~100cm/sec的条件下,将表示0.3μm的体积平均粒子径(D50)的调色剂的抽空效率超过60%的过滤器用于显影装置2来进行试验印刷的情况下,可知虽然能够充分地捕捉并且过滤浮游调色剂,但过滤器的孔容易由调色剂微粒子堵塞。而且,如果过滤器的孔过分容易堵塞,则导致显影槽111的内部的气压上升,容易产生从设置在显影辊101的两端附近的密封部件(未图示)与显影辊之间泄漏调色剂的问题。
与此相对,在过滤器通过风速为20~100cm/sec的条件下,将表示0.3μm的体积平均粒子径(D50)的调色剂的抽空效率为38%以上且60%以下的过滤器用于显影装置2来进行试验印刷的情况下,不会产生以上那样的调色剂污染和调色剂泄漏的问题。所以,优选地,在显影装置2中使用在过滤器通过风速为20~100cm/sec的条件下,将表示0.3μm的体积平均粒子径(D50)的调色剂的抽空效率为38%以上且60%以下的过滤器。
另外,所谓体积平均粒子径(D50),意味着在粉体的体积基准粒径分布(体积基准粒度分布)中,以某粒子径为界限来均等地分开大侧和小侧的个数时的该粒子径。
[实验例]
如上所述,如果过滤器141的面积与通气路121的通气面积之间的平衡变差,则从显影槽111排出的空气量和向显影槽111流入的空气量之间的平衡变差,产生调色剂飞散和调色剂泄漏的问题。
在此,本申请发明者们,准备过滤器141的面积与通气路121的通气面积之比互相不同的实施例1~5和比较例1~3,对实施例1~5以及比较例1~3进行记录试验(10万片的连续印刷)。而且,每次印刷1万片时,取出显影装置2,目视来评价显影辊两端部中的调色剂飞散或者调色剂落下的发生程度,并且目视来评价过滤器与显影槽之间的调色剂泄漏的发生程度。将该评价的结果表示于下述的表1。另外,表1中,“◎”表示通过10万片的连续印刷,不产生调色剂飞散、调色剂落下、调色剂泄漏。“○”表示在8万片中,产生调色剂飞散、调色剂落下、调色剂泄漏。“×”表示在5万片中,产生调色剂飞散、调色剂落下、调色剂泄漏。
[表1]
根据表1的结果,可知优选过滤器141的面积为通气路121的通气面积的1.74~4.34倍,更优选为通气路121的通气面积的2.17~4.05倍。通过如上那样设定过滤器141的面积与通气路121的通气面积之间的关系,从而从显影槽111排出的空气量与向显影槽111流入的空气量之间的平衡变得良好,能够抑制显影槽111的内部的气压上升,能够抑制调色剂泄漏和调色剂飞散。另外,在过滤器141的面积小于通气路121的通气面积的1.74倍的情况下,从显影槽111排出的空气量和向显影槽111流入的空气量之间的平衡变差,显影槽111的内部的气压变高,从显影辊101的两端附近产生调色剂飞散,此外从过滤器141与显影槽111之间产生调色剂泄漏。此外,在过滤器141的面积超过通气路121的通气面积的4.34倍的情况下,产生过滤器的堵塞的问题。
另外,上述记录试验,采用对夏普株式会社制的彩色复合机MX-7001N进行改造后的产品,通过以横通纸对A4大小的用纸印刷试验用图像来进行。此外,该记录试验将通纸速度(感光体的圆周速度)设定为360mm/sec来进行。另外,显影辊101被设定为直径为30mm,圆周速度为720mm/sec(感光体的圆周速度的2倍程度)。第1输送螺杆112以及第2输送螺杆113被设定为,直径以及间距为图6所示的值,并且圆周速度为844mm/sec(显影辊的圆周速度的1.17倍程度)。此外,调色剂采用夏普株式会社制的纯正品(型号:MX-70NTBA(黑色)、MX-70NTCA(品红)、MX-70NTMA(青绿色)、MX-70NTYA(黄色))。
此外,在本实验例中,如表1的实施例1~5以及比较例1~3所示,对通气路121的通气面积与过滤器141的面积进行调整,以下对该调整的方法进行说明。首先,如图5所示,在通气路121中的显影槽罩111a的壁面粘帖厚度0.5mm的PET薄膜180。之后,由锉刀削去PET薄膜180来调整通气路121的入口的宽度R,从而调整通气路121的通气面积。此外,如图5所示,对薄膜141的一部分区域粘帖PET薄膜181。之后,由锉刀削去PET薄膜181来调整宽度R′,从而调整薄膜141的面积。
如以上所示,本实施方式的显影装置具有:收纳显影剂的显影槽;显影辊,其设置于上述显影槽,并配置为经由上述显影槽的开口部与上述显影槽的外部的感光体相对置,承载上述显影剂并向感光体输送;输送部件,其设置于上述显影槽,并配置为在上述显影辊中的与上述感光体相对置侧的相反侧与显影辊相面对,一边对上述显影槽的显影剂进行搅拌,一边向上述显影辊输送上述显影剂,在上述显影辊的上侧形成通气路,上述通气路从上述显影槽的上述开口部与上述显影槽的内部连接,上述显影辊按照与上述通气路相面对侧的外周面从上述开口部朝向上述内部移动,而与上述输送部件相面对侧的外周面从上方朝向下方移动的方式进行旋转,上述输送部件按照与上述显影辊相面对侧的外周面从下方朝向上方移动的方式旋转,上述显影装置的特征在于,在上述显影槽中且在上述输送部件的上方形成排气口,在上述排气口内设置用于穿过空气并捕捉上述显影剂的过滤器,通过上述显影辊的旋转而产生从上述显影槽的上述开口部通过上述通气路朝向上述显影槽的内部的第1气流,通过上述输送部件的旋转而产生从上述显影辊与上述输送部件之间朝向上方的第2气流,通过第1气流与第2气流相冲突,从而产生从上述显影槽的内部通过上述过滤器至上述显影槽的外部,从该外部通过上述过滤器向上述显影槽的内部返回的第3气流。
根据本实施方式的结构,通过第3气流而显影槽的内部的空气通过过滤器向外部排出,并且显影槽的外部的空气通过过滤器向显影槽的内部流入。所以,有时显影槽的内部的显影剂暂时被捕捉到过滤器,但捕捉到过滤器的显影剂落下到显影槽的内部。由此,难以产生过滤器的堵塞,经由过滤器能将显影槽的内部的空气向外部排出。而且,通过本实施方式的结构,如专利文献1所述,即使没有进行由显影辊上的显影剂而堵塞显影槽的一部分空间的事情,也能抑制过滤器的堵塞,因此能够抑制显影槽的内部的气压上升,能够抑制调色剂从显影装置泄漏。也即、通过本实施方式的结构,能抑制过滤器的堵塞,并且与现有技术的结构相比能抑制调色剂向装置外部泄漏。
此外,在本实施方式的结构中,由显影辊的旋转所产生的第1气流和由上述输送部件的旋转所产生的第2气流之间的冲突,在上述显影辊与上述输送材料之间的空区域或者该空区域的附近产生。所以,如果按照与上述显影辊和上述输送部件之间的空区域相面对的方式配置上述过滤器,则容易确保上述第3气流的流路(从上述显影槽的内部通过上述过滤器至上述显影槽的外部,从该外部通过上述过滤器向上述显影槽的内部返回的流路)。
进而,在本实施方式的显影装置中,优选上述过滤器为聚丙烯制的过滤器。由此,实现能够将通气性以及浮游调色剂的过滤性能维持为高水平的效果。此外,聚丙烯制的过滤器具有高耐久性的优点。
此外,通过本发明者们的专心研究可明确:在本实施方式的显影装置中,当过滤器的面积为上述通气路的通气面积的1.74~4.34倍的情况下,从显影槽排出到外部的空气量和从外部向显影槽流入的空气量之间的平衡变得良好,能够抑制显影槽的内部的气压上升,难以产生调色剂泄漏。进而,通过本发明者们的专心研究可明确:在过滤器通过风速为20~100cm/sec的条件下,将呈0.3μm的体积平均粒子径(D50)的调色剂的抽空效率为38%以上且60%以下的过滤器用于本发明的显影装置的情况下,能够抑制调色剂泄漏和调色剂污染。
此外,本实施方式的图像形成装置具有以上说明的显影装置。由此,能抑制过滤器的堵塞,并且与现有技术的结构相比能抑制调色剂向装置外部泄漏。
[参考例]
以下,对在本实施方式的图像形成装置100中能够使用的调色剂进行说明。调色剂至少包括接合树脂、着色剂以及离型剂(蜡)。接合树脂没有被特别地限定,使用黑色调色剂用的接合树脂或者彩色调色剂用的接合树脂。例如可举出聚酯树脂、聚乙烯以及苯乙烯-丙烯酸酯共聚合树脂等的苯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯系树脂、聚乙烯等的聚烯烃系树脂、聚氨基甲酸酯以及环氧树脂等。
或者,也可采用将离型剂混合于原料单体,使它们聚合反应来得到的树脂来作为接合树脂。此时,优选地包括聚酯树脂。通过在接合树脂中包括聚酯树脂,从而得到离型剂的分散状态控制性提高,具有更加优良的定影性的调色剂。进而,能够对调色剂付与优良的耐久性和透明性。接合树脂能够单独使用一种,或者也能并用两种以上。
作为聚酯树脂,没有特别地限定,使用公知的树脂。例如举出多碱基酸类和多价乙醇类的重缩合物。多碱基酸类为多碱基酸以及多碱基酸的衍生物(例如多碱基酸的酸无水物或者酯化物等)。多价乙醇类为含有2个以上羟基的化合物,也包括乙醇类以及苯酚类的任一种。
作为多碱基酸类,能够使用作为聚酯树脂的单体而常用的物质。使用例如对苯二酸、异酞酸、无水苯二甲酸、无水偏苯三酸、苯均四酸以及萘二羧酸等的芳香族羧酸类、无水马来酸、富马酸、琥珀酸以及己二酸等的脂肪族羧酸。多碱基酸类也可单独使用1种,或者也可并用两种以上来使用。
作为多价乙醇类,使用作为聚酯树脂的单体常用的物质。举出例如乙撑二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇以及丙三醇等的脂肪族多价乙醇类、环已二醇、环己烷二甲醇以及水添双苯酚A等的脂环式多价乙醇类、双苯酚A的环氧乙烷附加物以及双苯酚A的氧化丙烯附加物等的芳香族系二醇类。
“双苯酚A”为2,2-二(p-羟苯基)丙烷。作为双苯酚A的环氧乙烷附加物举出例如聚氧乙烯-2,2-二(4-羟苯基)丙烷。作为双苯酚A的氧化丙烯附加物举出例如聚氧丙烯-2,2-二(4-羟苯基)丙烷。多价乙醇类也可单独使用一种,也可并用使用两种以上。
聚酯树脂能够通过重缩合反应来合成。例如在有机溶剂中或无溶剂下,在催化剂的存在下将多碱基酸类和多价乙醇类进行重缩合反应,具体地来说,能够通过使它们进行脱水缩合反应来进行合成。此时,也可在多碱基酸类的一部分中使用多碱基酸的甲酯化物,来进行脱甲醇重缩合反应。多碱基酸类和多价乙醇类的重缩合反应也可在所生成的聚酯树脂的酸价以及软化点处于想要合成的聚酯树脂中的值时结束。
在该重缩合反应中,通过对多碱基酸类和多价乙醇类之间的配合比以及反应率等的反应条件进行适当变更,从而也能够调整例如在所得到的聚酯树脂的末端相结合的羧基的含有量、进而所得到的聚酯树脂的酸价、软化点、其他的物性值。
此外,优选地,接合树脂的酸价为5mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下。如果接合树脂的酸价小于5mgKOH/g,则与接合树脂的酸价为5mgKOH/g以上的情况相比较,接合树脂与离型剂之间的亲和性变大,因此在定影时离型剂难以溶出到调色剂表面,作为定影不良容易发生高温偏离(offset)。如果接合树脂的酸价超过30mgKOH/g,则与接合树脂的酸价为30mgKOH/g以下的情况相比,在调色剂表面残存的官能基变多,容易吸收水分,因此在高湿条件下调色剂带电量减小,存在带电稳定性损坏的危险。
进而,由于接合树脂中的离型剂的分散型容易降低,因此在调色剂制造时,混炼不充分的情况下,存在调色剂表面的离型剂的分散径变大的可能性。通过接合树脂的酸价为5mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下,从而使调色剂粒子中的离型剂的分散性处于期望的范围。具体地来说,能够使调色剂表面的离型剂的分散径稳定到小于300nm,能够抑制高湿条件下的调色剂带电量的降低,能够控制接合树脂与离型剂之间的亲和性以使定影性变得良好。
因此,能够使带电稳定性更加良好,并且能够具有更良好的定影性,因此能够横跨长期间更稳定地形成高精细、高分辨率的高像质图像。在接合树脂的原料单体混合物为例如聚酯树脂的情况下,在接合树脂的合成中,通过对多碱基酸类、多价乙醇类的配合比以及反应率等的反应条件进行适当变更,能够对与所得到的接合树脂的末端相结合的羧基的含有量、进而所得到的接合树脂的酸价进行调整。
作为着色剂,可举出例如黄色调色剂用着色剂、品红调色剂用着色剂、青绿色用着色剂以及黑色调色剂用着色剂。
作为黄色调色剂用着色剂,可举出例如由比色指数分类的C.I.颜料黄1、C.I.颜料黄5、C.I.颜料黄12、C.I.颜料黄15、C.I.颜料黄17、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄180、C.I.颜料黄185等的有机系颜料、黄色氧化铁以及黄土等的无机系颜料、C.I.酸性黄1等的硝基系染料、C.I.溶剂(solvent)黄2、C.I.溶剂黄6、C.I.溶剂黄14、C.I.溶剂黄15、C.I.溶剂黄19以及C.I.溶剂黄21等的油溶性染料等。
作为品红调色剂用着色剂,可举出例如由比色指数分类的C.I.颜料红49、C.I.颜料红57、C.I.颜料红81、C.I.颜料红122、C.I.溶剂红19、C.I.溶剂红49、C.I.溶剂红52、C.I.碱性红(basic red)10以及C.I.分散红(Disperse Red)15等。
作为青绿色用着色剂,举出例如由比色指数分类的C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝16、C.I.溶剂蓝55、C.I.溶剂蓝70、C.I.直接蓝25以及C.I.直接蓝86等。
作为黑色用着色剂,举出例如槽法炭黑(channel black)、辊筒炭黑(roller black)、盘法炭黑(disk black)、天然气炉黑(gas furnaceblack)、油料炉黑(oil furnace black)、热裂法碳黑(thermal black)以及乙炔黑等的碳黑。也可按照想要得到的调色剂的设计特性,从上述各种碳黑中适当选择合适的碳黑。
在这些颜料以外,也能使用红色颜料、绿色颜料等。着色剂能够单独使用1种,或者能够并用2种以上。能够使用两种以上的同色系的颜料,也能够分别使用1种或者2种以上的异色系的颜料。
优选地,本实施方式中采用的调色剂中的着色剂使用母体混合物(masterbatch)。着色剂的母体混合物,能够通过将例如合成树脂的熔融物和着色剂进行混炼来进行制造。作为合成树脂,使用与调色剂的接合树脂相同种类的树脂或者对调色剂的接合树脂具有良好的相溶性的树脂。合成树脂和着色剂的使用比例没有被特别限定,但优选相对合成树脂100重量部为30重量部以上100重量部以下。母体混合物形成例如粒径2~3mm左右来使用。
着色剂的含有量没有特别协定,但优选地相对接合树脂100重量部4重量部以上且20重量部以下。优选地,在采用母体混合物的情况下,对母体混合物的使用量进行调整以使本实施方式的调色剂中的着色剂的含有量处于上述范围。通过在上述范围使用着色剂,从而具有充分的图像浓度,能够形成发色性高且图像品位优良的良好的图像。
作为离型剂,没有特别被限定,能够使用公知的物质。可举出例如固体石蜡(parafin wax)及其衍生物、微晶石蜡及其衍生物等的石油系石蜡、费-托合成过程中得到的蜡(Fischer-Tropsch wax)及其衍生物、聚烯烃蜡及其衍生物、低分子聚丙烯蜡及其衍生物、及聚烯烃系聚合体蜡及其衍生物等的碳化氢系合成蜡、加洛巴蜡(carnauba wax)及其衍生物、酯系蜡等。
在本实施方式中,离型剂的含有量为相对调色剂全重量为1.5重量%以上、5重量%以下较好。如果小于1.5重量%,则调色剂像对带的离型性降低,定影偏离(offset)产生。另一方面,如果超过5重量%,虽然定影性良好,但由于显影装置内的搅拌热而调色剂凝集,不能得到良好的图像。离型剂的酸价小于4mgKOH。离型剂的酸价为4mgKOH以上时,与离型剂的酸价小于4mgKOH的情况相比较,离型剂与接合树脂之间的亲和性变高,因此在定影时离型剂难以从调色剂溶出,容易发生高温偏离。
优选调色剂除了接合树脂、着色剂、离型剂之外,还含有带电控制剂等的调色剂添加成分。通过含有带电控制剂,从而能够对调色剂付与良好的带电性。作为带电控制剂,使用正电荷控制用或者负电荷控制用的带电控制剂。
作为带电控制剂,可举出例如苯胺黑染料、碱基性染料、四级铵盐、四级磷盐、氨基比林、嘧啶碱基化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯甲烷衍生物、胍盐以及脒盐等的正电荷控制用带电控制剂,和例如石油炭黑(oil black)以及Spiron Black等的油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、环烷酸金属盐、水杨酸及其衍生物的金属络合物以及金属盐(金属为铬、锌、锆等)、硼化合物、脂肪酸肥皂、长链烷基羧酸盐、以及树脂酸肥皂等的负电荷控制用的带电控制剂。带电控制剂能单独使用一种,或者能够并用两种以上。
带电控制剂的使用量,优选地相对接合树脂100重量部为0.5重量部以上且5重量部以下,更优选地相对接合树脂100重量部为0.5重量部以上且3重量部以下。如果带电控制剂含有比5重量部多,则载流子被污染,存在产生调色剂飞散的可能性。如果带电控制剂的含油量小于0.5重量部,则不能对调色剂付与充分的带电特性。
在本实施方式中,调色剂的体积平均粒子径为5.0μm以上且7.0μm以下,个数平均粒子径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率,优选地小于全调色剂粒子的40个数%。通过调色剂的粒径分布(粒度分布)以及个数分布满足该范围,从而抑制调色剂的飞散,形成高精细且高分辨率的高像质图像。如果体积平均粒子径小于5.0μm,产生流动性降低所引起的调色剂飞散,如果体积平均粒子径大于7.0μm,不能充分地形成高精细且高分辨率化的图像。如果个数平均粒子径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率为所有调色剂粒子的40个数以上,产生流动性降低所引起的调色剂飞散以及转印效率的恶化所引起的灰雾。在本实施方式中,调色剂的体积平均粒径(D50)以及个数平均粒子径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率(体积%、个数%)由贝克曼·煤焦油株式会社制粒度分布测定装置“Multisizer3”测定。以下表示测定条件。
隙缝直径:100μm
测定粒子数:50000粒子数
解析软件:コ一ルタ一マルチサイザ-アキユコンプ版本1.19(贝克曼·煤焦油株式会社制)
电解液:ISOTON-I1(ベツクマン·コ一ルタ一株式会社制)
分散剂:烷基醚硫酸酯钠
测定顺序如下所述。首先,在烧杯中加入电解液50ml、试料即调色剂20mg以及分散剂1ml,由超声波分散器进行3分钟分散处理,对测定用试料进行调制,由测定装置的“Multisizer3”进行粒径的测定。根据所得到的测定结果,求出试料粒子的体积粒度分布以及个数粒度分布,根据体积粒度分布调色剂的体积平均粒径(D50)。此外,根据个数粒度分布求得个数平均粒子径为5.0μm以下的调色剂粒子的含有率(个数%)。
调色剂中也可混合下述外添剂,该外添剂承担例如粉体流动性提高,摩擦带电性提高,耐热性、长期保存性改善、清洁特性改善以及感光体表面磨耗特性控制等的功能。作为外添剂,可举出例如二氧化硅微粉末、氧化钛微粉末以及铝微粉末。外添剂能够单独使用1种,或者能够并用2种以上。
从调色剂中必要的带电量、添加外添剂所产生的对感光体的磨耗的影响、调色剂的环境特性等的观点来看,外添剂的添加量为相对调色剂粒子100重量部0.1重量部以上且10重量部以下是合适的,2.0重量部以上且小于4.0重量部更合适。通过包括2.0重量部以上且小于4.0重量部的外添剂,能够流动性更良好且适当地控制各个调色剂粒子的带电,因此不会损坏定影性,不会产生灰雾,能够形成高画质的图像。
如果外添剂的含有量小于2.0重量部,则不能对调色剂(尤其小粒径调色剂)付与充分的流动性,因此各个调色剂粒子不能充分带电,容易产生非图像部的灰雾。如果外添剂的含有量为4.0重量部以上,则外添剂粒子之间容易凝集,因此不能高效地覆盖调色剂表面,不能提高流动性,因此各个调色剂粒子不能充分带电,容易产生非图像部分的灰雾。
以上所说明的调色剂能够通过以下方式得到,即至少将包括接合树脂、着色剂以及离型剂(蜡)的树脂组成物进行干式混合(前混合),进行熔融混炼后,进行粉碎分级而作成调色剂的母体(芯),将调色剂的母体(芯)与外添剂进行干式混合。作为在干式混合中使用的混合机,能够采用公知的混合机,可举出例如亨舍尔混合机(商品名:FM混合机,三井矿山株式会社制)、超级混合机(商品名、株式会社川田制)、机械研磨机(メカノミル)(商品名、冈田精工株式会社制)等亨舍尔类型的混合装置、オング研磨机(商品名、オソカワミクロン株式会社制)、ハイブリダイゼ一シヨン系统(商品名、株式会社奈良机械制作所制)、以及コスモ系统(商品名、川崎重工业株式会社制)等。
调色剂为将上述的前混合中的离型剂的添加量设为相对接合树脂100重量部2.5重量部以上且6.0重量部以下。作为混炼机,使用公知的设备,可举出例如二轴挤压机、三个辊以及ラボプラスト研磨机等一般的混炼机。举出例如TEM-100B(商品名、东芝机械株式会社制)、PCM-65/87、PCM-30(以上都是商品名、株式会社池贝制)等的1轴或者2轴的挤压机、ニ一デツクス(商品名、三井矿山株式会社制)等的开辊(open roller)方式的混炼机。在它们中,也优选开辊方式的混炼机。调色剂原料混合物也可采用多个混炼机来进行熔融混炼。
调色剂的粉碎,采用例如利用超音速喷射气流进行粉碎的喷射式粉碎机、在高速旋转的转子即转动件与定子即嵌入件(liner)之间形成的空间中导入粗粉碎物来进行粉碎的冲击式粉碎机等。
在分级中,使用能够通过远心力所引起的分级或者由风力引起的分级来除去过粉碎调色剂粒子以及粗大调色剂粒子的公知的分级机。使用例如回旋风力分级机(旋转式风力分级机)等。
调色剂也可实施球形化处理。作为在机械的冲击力所产生的球形化处理中所采用的冲击式球形化装置,能够使用市场上销售的装置,例如采用フアカルテイ(商品名、オソカワミクロン株式会社制)等。作为热风等产生的球形化处理中所采用的热风式球形化装置,能够使用市场销售的装置。例如使用表面改质机メテオレインボ一(商品名、日本风动工业株式会社制)等。球形化处理优选按照调色剂的圆形度处于上述的优选的调色剂的圆形度的范围、具体来说0.950以上0.960以下的方式来进行。
此外,如上那样制造的调色剂能够直接使用1成分显影剂。由此,具有良好的定影形和良好的带电稳定形,能够得到长期使用且特定稳定的显影剂,得到能够维持良好的显影性的显影剂。
进而,优选如上那样制造的调色剂,通过与载流子混合,从而作为2成分显影剂被使用。如上那样制造的调色剂,由于保存稳定性优良,因此,抑制显影剂的流动性,得到带电稳定性以及显影性良好的2成分显影剂。通过使用这种2成分显影剂,没有调色剂飞散,能够长期稳定地形成高精细且高分辨率的高画质图像。
作为构成2成分显影剂的载流子,使用具有磁性的粒子。作为具有磁性的粒子的具体例,举出例如铁、铁氧体以及磁铁矿等的金属、上述金属与铝或者铅等的金属的合金等。在它们中,优选铁氧体。
也可采用在具有磁性的粒子中被覆树脂的树脂被覆载流子、或者使树脂分散具有磁性的粒子的树脂分散型载流子等,作为2成分显影剂。作为在树脂被覆载流子中采用的树脂,没有特别限制,但优选采用烯烃系树脂、苯乙烯系树脂、苯乙烯/丙烯系树脂、硅系树脂、酯系树脂以及含氟聚合体系树脂等。此外,作为在树脂分散型载流子中采用的树脂,没有特别限制,但优选例如苯乙烯丙烯树脂、聚酯树脂、氟系树脂以及酚醛树脂等。
载流子的形状优选为球形或者扁平形状。载流子的体积平均粒子径没有特别限定,但考虑高画质化时,优选10μm以上且100μm以下,更优选30μm以上且50μm以下。在载流子的体积平均粒子径小于10μm的情况下,与载流子的体积平均粒子径为10μm以上的情况相比较,由于载流子与显影辊之间的磁力变弱,因此在显影工序中,载流子容易与调色剂一起被显影。如果载流子的体积平均粒子径超过100μm,则存在不能使每个调色剂粒子充分地带电的可能性。所以,通过载流子的体积平均粒子径为10μm以上且100μm以下,与载流子的体积平均粒子径超过100μm的情况相比,能够增加调色剂与载流子的接触机会,因此能够控制每个调色剂粒子的带电,能够付与充分的调色剂带电性。因此,能够得到调色剂的显影性良好的2成分显影剂。通过载流子的体积平均粒子径为30μm以上且50μm以下,从而能够更稳定地发挥上述效果。
此外,载流子的体积平均粒子径能够采用激光衍射、散乱式粒子径、粒度分布测定装置微型车(micro truck)(商品名:微型车MT3000、日机装株式会社制)来测定。
接下来,对调色剂的制造方法具体地进行说明。通过由亨舍尔混合机将81.8重量部的聚酯树脂A、12重量部的母体混合物(含有40%重量C.I.Pigment Red 57:1)、5.0重量部的固体石腊(离型剂、商品名:HNPl0、日本精鑞株式会社制、酸价0mgKOH/g、熔点75℃)和1.5重量部的烷基水杨酸金属盐(带电控制剂、商品名:BONTRON E-84、东洋化学株式会社制)混合10分钟,从而制作混合物。由开辊型连续混炼机(商品名:MOS320-1800、三井矿山株式会社制)对混合物进行熔融混炼,来制作熔融混炼物。由切割研磨机(cutting mill)(商品名:VM-16、菱兴产业株式会社制)对上述熔融混炼物进行粗粉碎,制作粗粉碎物后,由计数喷射研磨机(count jet mill)对粗粉碎物进行微粉碎。粉碎后,通过由旋转式分级机对过粉碎调色剂进行分级除去,从而制作体积平均粒子径为约6.7μm的调色剂母体(芯)。
接下来,采用冲击式球形化装置(商品名:フアカルテイ一F-600型、オソカワミクロン株式会社制)来制作粉碎物的球形化物。进而,通过由亨舍尔混合机将调色剂100重量部以及作为外添剂的疏水性二氧化硅(商品名:R-974、日本アエロジン株式会社制)2.2重量部和疏水性钛(商品名:T-805、日本アエロジン株式会社制)1.6重量部总计3.8重量部进行混合而在调色剂中添加外添剂。蜡的含有量相对调色剂全重量为4.8重量%。
另外,在将固体石腊设为1.5重量部(对调色剂全重量的含有量为1.49重量%)、2重量部(对调色剂全重量的含有量为1.98重量%)、3.5重量部(对调色剂全重量的含有量为3.41重量%)的情况下,都得到良好的定影性,也看不到显影装置内的调色剂的凝集,得到良好的图像。所以,蜡的含有量为1.5重量%以上4.8重量%以下为良好。另外,固体石腊的含有量为1重量部(对调色剂全重量的含有量为1.0重量%)时,产生定影偏离。为5.5重量部(对调色剂全重量的含有量为5.26重量%)时,定影性良好,但在显影装置内产生调色剂的凝集,在图像上看到调色剂凝集物。
进而,按照调色剂像对载流子的被覆率为60%的方式,将如上那样制作的调色剂和体积平均粒子径为45μm的铁氧体芯载流子混合20分钟,制作2成分显影剂。另外,该混合能够采用V型混合器混合机(商品名:V-5、株式会社特寿工作所制)来进行。
另外,以上,作为本实施方式的调色剂的制造方法例示了粉碎法,但并没有特别限定粉碎法。例如也可采用悬浮聚合法、乳化聚合法(乳化聚合会合法)、溶解悬浮法、酯伸张聚合法等。
另外,在以上的实施方式中,图像形成装置100为彩色打印机,但当然也可为单色打印机。此外,图像形成装置100也可为复印机中安装的打印机,也可为复合机中安装的打印机。
本发明并不限定于上述各实施方式,在请求内容所示的范围中能进行各种变更,关于适当组合由不同实施方式分别公开的技术的手段而得到的实施方式,也包括在本发明的技术的范围中。
产业上的可利用性
本发明的显影装置以及图像形成装置适用于电子照片方式的复合机、复印机、打印机、传真机中。
Claims (5)
1.一种显影装置,具有:收纳显影剂的显影槽;显影辊,其设置于所述显影槽,并配置为隔着所述显影槽的开口部而与所述显影槽的外部的感光体相对置,承载所述显影剂并向感光体输送;输送部件,其设置于所述显影槽,并配置为在所述显影辊的与所述感光体相对置侧的相反侧与显影辊相面对,一边对所述显影槽的显影剂进行搅拌,一边向所述显影辊输送所述显影剂,
在所述显影辊的上侧形成有通气路,所述通气路从所述显影槽的所述开口部与所述显影槽的内部连接,
所述显影辊按照与所述通气路相面对侧的外周面从所述开口部朝向所述内部移动,而与所述输送部件相面对侧的外周面从上方朝向下方移动的方式旋转;所述输送部件按照与所述显影辊相面对侧的外周面从下方朝向上方移动的方式旋转,
所述显影装置的特征在于,
在所述显影槽中且在所述输送部件的上方形成排气口,在所述排气口内设置用于空气穿过并捕捉所述显影剂的过滤器,
通过所述显影辊的旋转而产生从所述显影槽的所述开口部通过所述通气路朝向所述显影槽的内部流动的第1气流,通过所述输送部件的旋转而产生从所述显影辊与所述输送部件之间朝向上方流动的第2气流,通过第1气流与第2气流相冲突,从而产生从所述显影槽的内部通过所述过滤器至所述显影槽的外部,并从该外部通过所述过滤器向所述显影槽的内部返回的第3气流,
所述过滤器在过滤器通过风速为20~100cm/sec的条件下,呈0.3μm的体积平均粒子径(D50)的调色剂的捕集效率为38%以上且小于60%。
2.根据权利要求1所述的显影装置,其特征在于,
所述过滤器被配置为与所述显影辊和所述输送部件之间的空区域相面对。
3.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,所述过滤器为聚丙烯制过滤器。
4.根据权利要求1或2所述的显影装置,其特征在于,
在将所述通气路中的所述开口部侧的入口的面积作为通气面积的情况下,所述过滤器的面积为所述通气面积的1.74倍以上且4.34倍以下。
5.一种图像形成装置,具有权利要求1或2所记载的显影装置。
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