CN104460272A - 显影装置及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以将残留于显影辊表面的显影剂可靠地释放、防止图像不均的产生的显影装置及图像形成装置。在显影套筒(17)的表面上,将第一平面与第二平面所成的角度α设为20°以上且40°以下,所述第一平面包含由剥离极(N3)引起的法线方向的磁通密度为极大值的位置和显影套筒(17)的旋转轴线,所述第二平面包含第一搅拌搬送部的第一旋转轴部的第一轴线和显影套筒(17)的旋转轴线。
Description
技术领域
本发明涉及使用包含调色剂和载体的二成分显影剂将形成于感光体的静电潜像显影的显影装置及图像形成装置。
背景技术
利用静电复印法形成图像的静电复印方式的图像形成装置被作为静电式复印机或激光打印机等使用。在静电复印方式的图像形成装置中,设有用于将形成于感光体等图像担载体中的静电潜像显影的显影装置。作为显影方式,已知有使用包含调色剂和载体的二成分显影剂(以后也简称为显影剂)进行显影的二成分显影方式。
在二成分显影方式中,通过搅拌载体和调色剂使之相互摩擦带电而在载体的表面担载调色剂。在内含磁铁的套筒(sleeve)的表面,以被称作穗的突起形状形成担载有调色剂的载体。通过使穗中所含的调色剂从套筒上向感光体上的静电潜像移动,而将静电潜像显影。
在显影后,劣化了的、或带电不良的显影剂未被显影而残留在套筒上。如果对该残留的显影剂置之不理,则会被再次用于显影而成为产生图像不均等的原因。
在日本特开2012-108466号公报记载的显影装置中,设有用于向显影辊供给显影剂的供给螺杆和用于回收显影后的显影剂的接收螺杆。搬送利用接收螺杆回收的显影剂的显影剂回收搬送路与搬送利用供给螺杆向显影辊供给的显影剂的显影剂供给搬送路之间由分隔壁分隔,然而在搬送路两端的开口部处2条搬送路是连通的。以接收螺杆搬送的显影剂在开口部向显影剂供给搬送路移动,以供给螺杆搬送的显影剂在开口部向显影剂回收搬送路移动。
但是,如果只是设置分隔壁,则难以阻止2条搬送路间的显影剂的移动,残留在显影辊表面的显影剂会越过分隔壁而用于显影,从而产生图像不均。
发明内容
本发明的目的在于,提供可以可靠地释放残留于显影辊表面的显影剂、防止图像不均的产生的显影装置及图像形成装置。
本发明提供一种显影装置,其特征在于,
具备:
显影辊,其如下构成:具有以能够绕轴线自由旋转的方式被支承的圆筒状的套筒和固定配置在该套筒内的具备多个磁极的磁辊,在所述套筒的表面担载包含调色剂和载体的二成分显影剂,将所述二成分显影剂向面向形成有静电潜像的感光体的显影区域搬送,其中,所述多个磁极包含显影磁极以及剥离极,所述显影磁极用于在所述显影区域向所述感光体供给所述调色剂,所述剥离极相对于所述显影区域处于所述套筒的旋转方向下游侧,用于将向所述感光体供给调色剂后残留于所述套筒的表面的二成分显影剂从所述套筒的表面剥离;
显影剂供给构件,其配置于所述显影辊的垂直下方,在相对于所述显影区域的所述套筒的旋转方向上游侧将二成分显影剂向所述套筒的表面供给;
回收搬送构件,其相对于所述显影区域配置于所述套筒的旋转方向下游侧,其搬送利用所述剥离极从所述套筒的表面剥离的二成分显影剂,其具有沿着与所述套筒的旋转轴线平行的第一轴线延伸的第一旋转轴部和以螺旋状安装于该第一旋转轴部的第一螺旋桨叶部,通过使该第一旋转轴部绕着所述第一轴线旋转,而利用所述第一螺旋桨叶部沿着所述第一轴线搬送二成分显影剂;
移动限制构件,其相对于所述显影剂回收搬送构件配置于所述套筒的旋转方向下游侧,且相对于所述显影剂供给构件配置于所述套筒的旋转方向上游侧,限制残留于所述套筒的表面的二成分显影剂的移动,
在所述套筒的表面上,第一平面与第二平面所成的角度α为20°以上且40°以下,所述第一平面包含由所述剥离极引起的法线方向的磁通密度为极大值的位置和所述套筒的旋转轴线,所述第二平面包含所述第一旋转轴部的第一轴线和所述套筒的旋转轴线。
根据本发明,在套筒的表面上,包含由剥离极引起的法线方向的磁通密度为极大值的位置和套筒的旋转轴线的第一平面、与包含第一旋转轴部的第一轴线和套筒的旋转轴线的第二平面所成的角度α为20°以上且40°以下。
回收搬送构件所搬送的二成分显影剂的表层的一部分因磁力而被拉近剥离极,从而将由回收搬送构件回收的二成分显影剂向剥离极再次供给。因一部分被拉近剥离极,由回收搬送构件搬送的二成分显影剂的整体的高度变低,存在于移动限制构件的附近的二成分显影剂减少。这样,就可以在移动限制构件的套筒的旋转方向上游侧附近确保空间,从而可以在释放位置将显影辊表面的二成分显影剂向得到确保的空间释放,因此可以减少越过移动限制构件的二成分显影剂的量。所以,可以防止形成图像的图像不均的产生。
另外,在本发明中,由所述剥离极引起的法线方向的磁通密度的极大值优选为30mT以上且50mT以下。
另外,根据本发明,由所述剥离极引起的法线方向的磁通密度的极大值为30mT以上且50mT以下。通过设为该范围,就可以将由回收搬送构件回收的二成分显影剂向剥离极再次供给,其后由显影辊释放。
另外,在本发明中,优选所述多个磁极还包含用于从所述显影剂供给构件向所述套筒的表面汲取二成分显影剂的汲取极,
在所述套筒的表面上,所述剥离极与所述汲取极之间的法线方向的磁通密度的极小值优选为0mT以上且10mT以下。
另外,根据本发明,在套筒的表面上,所述剥离极与所述汲取极之间的法线方向的磁通密度的极小值为0mT以上且10mT以下。通过设为该范围,就可以将由回收搬送构件回收的二成分显影剂当中的向剥离极再次供给的二成分显影剂在到汲取极之前适当地释放。
另外,在本发明中,优选所述显影剂供给构件具有沿着与所述套筒的旋转轴线平行的第二轴线延伸的第二旋转轴部和以螺旋状安装于该第二旋转轴部的第二螺旋桨叶部,通过使该第二旋转轴部绕着所述第二轴线旋转,而利用所述第二螺旋桨叶部沿着所述第二轴线搬送二成分显影剂,
所述第一旋转轴部优选配置于相对于所述第二旋转轴部的上方。
另外,根据本发明,回收搬送构件与显影剂供给构件处于将第一旋转轴部配置于相对于第二旋转轴部的上方的位置关系,在属于此种位置关系的情况下,可以进一步发挥本发明的效果。
另外,本发明提供一种图像形成装置,其特征在于,具备上述的显影装置。
另外,根据本发明,通过图像形成装置具备上述的显影装置,从而可以形成没有图像不均的高画质的图像。
附图说明
本发明的目的、特色、以及优点可以由下述的详细的说明和附图进一步阐明。
图1是将作为本发明的一个实施方式的显影装置的构成简化表示的剖面图。
图2是表示磁辊的磁极和磁通密度的分布的图。
图3是将具备图1所示的显影装置的图像形成装置的构成简化表示的剖面图。
具体实施方式
以下参考附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。
图1是将作为本发明的一个实施方式的显影装置1的构成简化表示的剖面图。图2是表示磁辊18的磁极和磁通密度的分布的图。图3是将具备图1所示的显影装置1的图像形成装置2的构成简化表示的剖面图。
显影装置1例如搭载于图3所示的图像形成装置2中,用于将形成于作为图像担载体的静电复印感光体(以后也简称为“感光体”)3中的静电潜像显影而形成调色剂图像。显影装置1包含显影剂收容容器12、作为显影剂供给部的显影辊13、显影剂量限制构件14、第一搅拌搬送构件15、第二搅拌搬送构件16。显影剂收容容器12具有面向例如图3所示的作为图像担载体的感光体3而开口的开口部11,收容包含调色剂和载体的二成分显影剂(以后也简称为“显影剂”)。在显影剂收容容器12内隔着显影剂收容容器12的开口部11的开口与感光体3相面对而设置显影辊13,向感光体3供给二成分显影剂中的调色剂。以与显影辊13相面对的方式设置显影剂量限制构件14。第一搅拌搬送构件15回收在显影后残留于显影辊13表面的显影剂,与从调色剂料斗29补充的调色剂混合搅拌后搬送。第二搅拌搬送构件16被以可以旋转的方式设于显影剂收容容器12内,搅拌并且搬送显影剂收容容器12内的二成分显影剂,向显影辊13供给。本实施方式中,显影剂由非磁性的调色剂和具有磁性的载体构成。
显影辊13被与感光体3相面对地可以绕轴线旋转地支承,包含担载二成分显影剂的显影套筒17、和以被内含于显影套筒17中的方式固定设置并利用多个磁极产生磁场的磁辊18。本实施方式中,显影套筒17由未图示的驱动部朝向图1的纸面顺时针地沿箭头A方向旋转驱动。从未图示的电源对显影套筒17赋予电位,从而在其与感光体3之间产生电位差。
显影套筒17在本实施方式中是中空的圆筒形状。显影套筒17的外径尺寸例如为25mm。显影套筒17由铝、铝合金、不锈钢等非磁性材料形成。作为铝合金,例如可以举出铝(Al)-锰(Mn)系合金等。本实施方式中对作为显影套筒17的外周面部的半径方向外侧的表面部实施了糙面化处理。作为糙面化处理,例如可以举出喷砂处理等机械的处理等。显影套筒17的外周面部的十点平均粗糙度Rz没有特别限制,然而在本实施方式中为5μm以上且12μm以下。所谓十点平均粗糙度Rz,是如下得到的值,即,使用表面粗糙度测定器SURFCODER SE-30H(商品名、株式会社小坂研究所制),依照日本工业标准(JIS)B0601-1982,将测定基准长度设为2.5mm,将评价长度设为10mm而测定得到。
磁辊18具体来说是设于显影套筒17的半径方向内侧、近似圆柱状的构件,被与显影套筒17的旋转轴线同轴地绕轴支承。磁辊18不能像显影套筒17那样旋转,而是被固定。
显影辊13利用磁辊18的磁力磁性地吸附载体,在作为显影套筒17的外周面部的半径方向外侧的表面部形成包含载体和调色剂的被称作磁刷的显影剂的穗。磁刷被沿着由磁辊18形成的磁场形成。显影辊13通过使显影套筒17沿着箭头A方向旋转,而向作为显影辊13与感光体3的最接近对置部的显影区域21搬送显影剂。
显影剂量限制构件14具体来说被与显影套筒17相面对地设置。显影剂量限制构件14利用游离端部与显影套筒17表面之间的间隔来限制担载于显影套筒17中的二成分显影剂的量。
显影剂量限制构件14由非磁性材料形成。通过用非磁性材料形成显影剂量限制构件14,可以防止限制部14a被磁化,从而防止载体向限制部14a的附着。
第一搅拌搬送构件15配置于相对于显影区域的显影套筒17的旋转方向下游侧,将利用磁辊18的剥离极从显影套筒17的表面剥离的二成分显影剂回收,与从调色剂料斗29补充的调色剂混合搅拌后搬送。第一搅拌搬送构件15具有沿着与显影套筒17的旋转轴线平行的第一轴线延伸的第一旋转轴部、和以螺旋状安装于该第一旋转轴部的第一螺旋桨叶部,是通过将第一旋转轴部绕着第一轴线旋转而利用第一螺旋桨叶部沿着第一轴线将二成分显影剂向一个方向搬送的回收搬送构件。
第二搅拌搬送构件16配置于显影辊13的垂直下方,是对显影剂收容容器12内的二成分显影剂进行搅拌并且在相对于显影区域的显影套筒17的旋转方向上游侧将二成分显影剂向显影套筒17的表面供给的显影剂供给构件。第二搅拌搬送构件16具有沿着与显影套筒17的旋转轴线平行的第二轴线延伸的第二旋转轴部、和以螺旋状安装于该第二旋转轴部的第二螺旋桨叶部。通过将第二旋转轴部绕着第二轴线旋转而利用第二螺旋桨叶部沿着第二轴线将二成分显影剂向另一方向搬送。
第一搅拌搬送构件15与第二搅拌搬送构件16的位置关系是,第一搅拌搬送构件15处于相对于第二搅拌搬送构件16的显影套筒17的旋转方向上游侧,并且第一搅拌搬送构件15处于相对于第二搅拌搬送构件16的上方,换言之,第一搅拌搬送构件15的第一旋转轴部配置于相对于第二搅拌搬送构件16的第二旋转轴部的上方。
第一搅拌搬送构件15与第二搅拌搬送构件16例如分别在搬送方向两端将搬送空间连通,将二成分显影剂在第一搅拌搬送构件15与第二搅拌搬送构件16之间循环的同时搬送。第一搅拌搬送构件15一边搬送显影后的二成分显影剂和新补充的调色剂一边搅拌,充分地搅拌后的二成分显影剂由第二搅拌搬送构件16搬送而向显影辊13供给。所以,为了不使由第一搅拌搬送构件15搬送的二成分显影剂在搬送到第一搅拌搬送构件15的端部之前混入第二搅拌搬送构件16,在第一搅拌搬送构件15与第二搅拌搬送构件16之间,设置作为限制二成分显影剂从第一搅拌搬送构件15向第二搅拌搬送构件16的移动的移动限制构件的隔壁12a。本实施方式中,隔壁12a由显影剂收容容器12的一部分构成,头端靠近显影套筒17的表面而限制从第一搅拌搬送构件15向第二搅拌搬送构件16的移动。隔壁12a例如厚度为2~5mm,隔壁12a的头端与显影套筒17表面的间隙例如为0.5~2mm。
如图2所示,在本实施方式中,磁辊18具有显影主极N1、汲取极N2、剥离极N3、搬送极S1及回收极S2这5个磁极。显影主极N1、汲取极N2及剥离极N3是N极的磁极,搬送极S1及回收极S2是S极的磁极。5个磁极被从显影套筒17的旋转方向下游侧朝向上游侧依照显影主极N1、搬送极S1、汲取极N2、剥离极N3及回收极S2的顺序配置。显影主极N1配置于面向感光体3的位置。搬送极S1处于相对于显影主极N1的显影套筒17的旋转方向上游侧,处于面向显影剂量限制构件14的位置。汲取极N2配置于面向第一搅拌搬送构件15的位置,利用磁力汲取由第一搅拌搬送构件15搬送的二成分显影剂而从第一搅拌搬送构件15向显影套筒17表面供给二成分显影剂。
回收极S2处于相对于显影区域的显影套筒17的旋转方向下游侧,将向感光体3供给调色剂后残留于显影套筒17的表面的二成分显影剂保持到面向第二搅拌搬送构件16的剥离极N3的位置。
剥离极N3处于相对于显影区域的显影套筒17的旋转方向下游侧,配置于面向第二搅拌搬送构件16的位置,利用磁力将向感光体3供给调色剂后残留于显影套筒17的表面的二成分显影剂从显影套筒17的表面剥离。
图2是表示显影套筒17的外周面的法线方向上的磁通密度分布的图。本发明中利用显影套筒17的外周面的法线方向上的磁通密度的分布中磁通密度为极大值的位置来表示各磁极的配置。所谓显影套筒17的外周面的法线方向上的磁通密度,是将由磁极产生的磁通密度分解为相对于显影套筒17的外周面的法线方向的分量和相对于显影套筒17的外周面的切线方向的分量时的法线方向的分量。
各磁极的位置可以用如下的旋转角度(以后也称作“从显影主极N1起的旋转角度”)来表示,即,将由显影主极N1引起的显影套筒17外周面的法线方向上的磁通密度为极大值的位置(以下简称为“位置”)设为0°,以显影套筒17的旋转轴线位置为中心将朝向显影套筒17的旋转方向下游侧的方向设为正(+)时的旋转角度。而且,图2所示的旋转角度是一个例子,本发明并不受其限定。
本实施方式中磁辊18的各磁极如图2所示,在显影套筒17的圆周方向上从显影主极N1起隔规定的旋转角度而配置。具体来说,搬送极S1配置于从显影主极N1起的旋转角度为286°的位置。汲取极N2配置于从显影主极N1起的旋转角度为220°的位置。剥离极N3配置于从显影主极N1起的旋转角度为140°的位置。回收极S2配置于从显影主极N1起的旋转角度为80°的位置。
图2所示的圆周方向表示将显影主极N1的位置设为0°而以显影套筒17的旋转轴线位置为中心将朝向显影套筒17的旋转方向下游侧的方向设为正(+)时的旋转角度,放射方向(半径方向)表示磁通密度的大小。
对于各磁极的位置如上所述,以下对各磁极位置上的磁通密度的大小(法线方向分量的极大值)的一例进行说明。显影主极N1的磁通密度的大小为115mT,汲取极N2的磁通密度的大小为63mT,剥离极N3的磁通密度的大小为42mT。另外,搬送极S1的磁通密度的大小为73mT,回收极S2的磁通密度的大小为83mT。
通过剥离极N3而在从显影套筒17的表面剥离的方向上受到磁力的残留显影剂被从显影辊13中释放而由第一搅拌搬送构件15回收。该释放位置是第一搅拌搬送构件15与第二搅拌搬送构件16之间的隔壁12a附近,在利用第一搅拌搬送构件15搬送的二成分显影剂的量较多的情况下,在隔壁12a附近也存在很多的二成分显影剂,会有无法将显影后残留的二成分显影剂从显影辊13中释放的情况。未从显影辊13中释放的二成分显影剂穿过隔壁12a与显影套筒17表面的微小的间隙而到达第二搅拌搬送构件16。于是,未被显影的二成分显影剂依然残留于显影套筒17的表面,被再次用于显影。
本发明是为了使未被显影而残留于显影辊13中的二成分显影剂在本来的释放位置释放,由第一搅拌搬送构件15回收,而着眼于剥离极N3与第一搅拌搬送构件15之间的位置关系完成的。具体来说,包含由剥离极N3引起的法线方向的磁通密度为极大值的位置和显影套筒17的旋转轴线的第一平面、与包含第一搅拌搬送构件15的第一旋转轴部的第一轴线和显影套筒17的旋转轴线的第二平面所成的角度α为20°以上且40°以下。
通过设为此种角度范围,第一搅拌搬送构件15所搬送的二成分显影剂D的表层的一部分被由磁力向剥离极N3拉近,从而将由第一搅拌搬送构件15回收的二成分显影剂向剥离极N3再次供给。通过将一部分向剥离极N3拉近,由第一搅拌搬送构件15搬送的二成分显影剂D的整体的高度就会变低,存在于隔壁12a附近的二成分显影剂D减少。这样,就可以在隔壁12a的显影套筒17的旋转方向上游侧附近确保空间,从而可以在释放位置将显影辊13表面的二成分显影剂向得到确保的空间释放,因此可以减少越过隔壁12a的二成分显影剂的量。所以,可以防止形成图像的图像不均的产生。
如果角度α小于20°,则剥离极N3的位置接近隔壁12a,因此即使将第一搅拌搬送构件15所搬送的二成分显影剂D的表层的一部分利用磁力向剥离极N3拉近,也无法在隔壁12a中确保足够的空间,无法释放残留于显影辊13中的二成分显影剂。另外,如果α大于40°,则即使将从显影辊13中释放后回收的二成分显影剂与通过第一搅拌搬送构件15新补充的调色剂搅拌,也无法将搅拌了的二成分显影剂向第二搅拌搬送构件16搬送。
剥离极N3的磁通密度的极大值优选为30mT以上且50mT以下。通过设为该范围,就可以将由第一搅拌搬送构件15回收的二成分显影剂向剥离极N3再次供给,其后从显影辊中释放。如果小于30mT,则虽然由第一搅拌搬送构件15回收的二成分显影剂被与新补充的调色剂搅拌,然而难以向剥离极N3再次供给。即,难以将与新补充的调色剂搅拌的二成分显影剂向第二搅拌搬送构件16搬送。如果大于50mT,则由第一搅拌搬送构件15回收的二成分显影剂被与新补充的调色剂搅拌后向剥离极N3再次供给,然而再次供给的二成分显影剂无法从显影辊13表面充分地剥离。
通过如上所述地将角度α设定为规定的范围内而在隔壁12a的显影套筒17的旋转方向上游侧附近确保空间,就可以容易地释放显影辊13表面的二成分显影剂,然而还优选将剥离极N3与汲取极N2之间的法线方向的磁通密度的极小值设为0mT以上且10mT以下。
通过将剥离极N3与汲取极N2之间的磁通密度的极小值设为此种范围,就可以将由第一搅拌搬送构件15回收的二成分显影剂当中的向剥离极N3再次供给的二成分显影剂在到汲取极N2之前适当地释放。在大于10mT的情况下,有可能再次供给的二成分显影剂的一部分无法从显影辊13中释放,被搬送到汲取极N2。
另外,如图3所示,在显影装置1中,设有用于向显影剂收容容器12补充调色剂的调色剂料斗29。调色剂料斗29具有与显影剂收容容器12相同的作为中空的容器状构件的料斗主体。料斗主体具有形成用于向显影剂收容容器12内补充调色剂的料斗侧补充口的料斗侧补充口部。在显影剂收容容器12中,设有形成容器侧补充口的容器侧补充口部32。显影剂收容容器12内的空间与调色剂料斗29内的空间借助容器侧补充口及料斗侧补充口连通。
调色剂料斗29经由料斗侧补充口及容器侧补充口将料斗主体30内的调色剂向显影剂收容容器12内补充。调色剂料斗29由未图示的控制部如下控制,即,当利用未图示的调色剂浓度传感器检测出的显影剂收容容器12内的调色剂的浓度为预先设定的基准值以下时,即向显影剂收容容器12内补充调色剂料斗29内的调色剂。
根据图1所示的显影装置1,如下所示地将静电潜像显影。首先,利用第一及第二搅拌搬送构件15、16搅拌显影剂收容容器12内的显影剂而将其带电,搬送到显影辊13的面向汲取极N2的位置。搬送到面向汲取极N2的位置的显影剂因汲取极N2的磁力而被磁性地吸附在显影套筒17上,在显影套筒17的外周面部形成由载体和调色剂构成的磁刷。
作为磁刷担载于显影套筒17上的显影剂随着显影套筒17的旋转向显影套筒17的旋转方向下游侧搬送,在与显影剂量限制构件14相面对的位置担载于显影套筒17的外周面部的量受到限制。另外,显影剂通过显影剂量限制构件14摩擦带电。
穿过了与显影剂量限制构件14相面对的位置的显影剂随着显影套筒17的旋转而向形成显影主极N1的显影区域21搬送。在显影区域21中,利用显影套筒17与感光体3的电位差,从形成于显影套筒17的外周面部的磁刷仅将调色剂向感光体3供给。这样,就可以将形成于感光体3上的静电潜像显影,在感光体3表面形成作为可见图像的调色剂图像。
未转移到感光体3上而残留于显影套筒17上的显影剂穿过显影区域21,因回收极S2的磁力而向显影剂收容容器12内搬送,由剥离极N3从显影套筒17中剥离、释放后由第一搅拌搬送构件15回收。所回收的显影剂被与从调色剂料斗29补充的调色剂一起由第一搅拌搬送构件15一边搅拌混合一边搬送,在搬送方向端部移动到第二搅拌搬送构件16。由第二搅拌搬送构件16搅拌搬送的显影剂再次由汲取极N2汲取而用于显影。
另外,优选对显影套筒17的外周面进行糙面化处理。利用糙面化处理,显影套筒17可以稳定地保持显影剂。这样,就可以将显影剂稳定地搬送到显影区域21,因此可以将向显影区域21搬送的显影剂的量维持为由显影剂量限制构件限制的量,可以防止显影剂的搬送量产生波动。所以,可以防止显影不均的产生。
例如,将显影套筒17的外周面部的十点平均粗糙度Rz设为5μm以上且12μm以下。通过将显影套筒17的外周面部的十点平均粗糙度Rz设为12μm以下,借助显影剂量限制构件14的显影剂量的调整就会变得容易,因此可以将显影剂的搬送量设为所需的值。另外,通过将显影套筒17的外周面部的十点平均粗糙度Rz设为5μm以上,可以更加稳定地将显影剂向显影区域21搬送。
另外,本实施方式中,以将担载于显影套筒17上的显影剂的量限制为20mg/cm2以上且80mg/cm2以下的方式配置显影剂量限制构件14。通过将显影剂向显影区域21的搬送量设为80mg/cm2以下,可以防止在显影区域21中磁刷的填充密度过大,从而防止由显影区域21中的感光体3与磁刷的接触造成的动态摩擦力的增大。这样,由于可以使感光体3与磁刷以柔软的(soft)触碰接触,因此可以防止刷扫不均的产生。
另外,通过将显影剂向显影区域21的搬送量设为20mg/cm2以上,可以防止显影区域21的磁刷的填充密度过小,因此可以使感光体3与磁刷更加可靠地接触。这样,就可以对感光体3供给磁刷中的调色剂。
另外,虽然在本实施方式中,将面向感光体3的显影主极N1设为N极,然而并不限定于此,显影主极也可以是S极。该情况下,磁辊18只要在本实施方式中配置N极的位置具有S极、在配置S极的位置具有N极即可。
另外,虽然在本实施方式中,磁辊18具有5个磁极,然而磁辊18所具有的磁极的数目并不限定于此。例如磁辊18也可以具有作为N极的N1极、N2极、N3极及N4极、和作为S极的S1极、S2极及S3极这7个磁极,只要它们当中成为剥离极的磁极的位置处于满足如上所述的角度α的位置即可。
下面,对构成二成分显影剂的调色剂和载体进行说明。本发明的显影装置1中所用的调色剂包含粘合树脂、着色剂、蜡及电荷调节剂。
(粘合树脂)
粘合树脂包含重均分子量(Mw)为4000以上且10000以下的第一聚酯树脂(以下记作“低分子量聚酯树脂”)、以及重均分子量(Mw)为50000以上且300000以下的第二聚酯树脂(以下记作“高分子量聚酯树脂”)。通过使粘合树脂含有低分子量聚酯树脂,可以提高调色剂的低温定影性。另外,通过使粘合树脂含有高分子量聚酯树脂,可以提高调色剂的耐高温偏移性及耐久性。
高分子量聚酯树脂及低分子量聚酯树脂可以通过使作为原料单体的醇成分和羧酸成分在钛系催化剂的存在下缩聚而得到。
作为醇成分,可以举出二元的醇成分及三元以上的醇成分。
作为二元醇成分,例如可以举出聚氧丙烯(2.2)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(3.3)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(2.0)-聚氧乙烯(2.0)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、聚氧丙烯(6)-2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等双酚A的环氧烷烃加成物、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、1,4-丁烯二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、双酚A、双酚A的丙烯加成物、双酚A的乙烯加成物、氢化双酚A等。
作为三元以上的醇成分,例如可以举出山梨醇、1,2,3,6-己四醇、1,4-失水山梨醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,2,5-戊三醇、丙三醇、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、1,3,5-三羟基甲基苯等。
作为酸成分,可以举出二元的羧酸成分及三元以上的羧酸成分等。
作为二元的羧酸成分,例如可以举出马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸、正十二烯基琥珀酸、异十二烯基琥珀酸、正十二烷基琥珀酸、异十二烷基琥珀酸、正辛烯基琥珀酸、正辛基琥珀酸、异辛烯基琥珀酸、异辛基琥珀酸、以及这些酸的酸酐、或者低级烷基酯等。
作为三元以上的羧酸成分,例如可以举出1,2,4-苯三酸、2,5,7-萘三酸、1,2,4-萘三酸、1,2,4-丁烷三羧酸、1,2,5-己烷三羧酸、1,3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基羧基丙烷、1,2,4-环己烷三羧酸、四亚甲基羧基甲烷、1,2,7,8-辛烷四羧酸、苯均四酸、Empol三聚酸及它们的酸酐、低级烷基酯等。
它们当中,特别是由于1,2,4-苯三酸、即偏苯三酸或其衍生物廉价、反应控制容易,因此优选使用。
如前所述,低分子量聚酯树脂的重均分子量(Mw)为4000以上且10000以下。如果低分子量聚酯树脂的重均分子量小于4000,则调色剂的保存性降低。如果低分子量聚酯树脂的重均分子量大于10000,则低温定影性降低。
低分子量聚酯树脂优选为由直链状的主链构成的聚酯树脂或具有由直链状的主链和与之键合的较短的侧链构成的结构的聚酯树脂,优选不使用三元以上的单体成分及交联剂而利用二元的单体成分的缩聚得到。
低分子量聚酯树脂不含有四氢呋喃(以下记作“THF”)不溶成分,数均分子量(Mn)为4000以上且10000以下。
低分子量聚酯树脂的重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)优选为2以上且10以下。
低分子量聚酯树脂的酸值优选为40mgKOH/g以下,更优选为10mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下。如果低分子量聚酯树脂的酸值大于40mgKOH/g,则在高湿环境下调色剂的带电性有可能降低。
低分子量聚酯树脂的软化点优选为80℃以上且120℃以下,更优选为90℃以上且110℃以下。如果低分子量聚酯树脂的软化点小于80℃,则低分子量聚酯树脂的凝聚力会极度地降低。如果低分子量聚酯树脂的软化点大于120℃,则调色剂的低温定影性会降低。
低分子量聚酯树脂的玻璃化转变温度优选为50℃以上且75℃以下,更优选为50℃以上且65℃以下。
如前所述,高分子量聚酯树脂的重均分子量(Mw)为50000以上且300000以下,优选为150000以上且250000以下。如果高分子量聚酯树脂的重均分子量小于50000,则调色剂的耐久性及耐高温偏移性会降低。如果高分子量聚酯树脂的重均分子量大于300000,则蜡在粘合树脂中的分散性会降低。
高分子量聚酯树脂优选为利用二元的单体成分与三价以上的单体成分的缩聚得到的聚酯树脂。另外,高分子量聚酯树脂优选含有交联成分。通过使高分子量聚酯树脂含有交联成分,可以提高调色剂的耐久性。
高分子量聚酯树脂的THF不溶成分小于3重量%,数均分子量(Mn)为6000以上且12000以下,优选为8000以上且10000以下。
高分子量聚酯树脂的重均分子量与数均分子量的比(Mw/Mn)为30以下,优选为15以上且25以下。Mw/Mn表示高分子量聚酯树脂的分子量分布的宽度。如果Mw/Mn大于30,则高分子量聚酯树脂会含有低分子量成分、高分子量成分,调色剂的耐久性及蜡的分散性降低。
高分子量聚酯树脂的酸值优选为50mgKOH/g以下,更优选为15mgKOH/g以上且45mgKOH/g以下。如果高分子量聚酯树脂的酸值大于50mgKOH/g,则在高湿环境下调色剂的带电性有可能降低。
高分子量聚酯树脂的软化点优选为110℃以上且160℃以下,更优选为120℃以上且150℃以下。如果高分子量聚酯树脂的软化点小于110℃,则树脂的凝聚力会极度地降低。如果高分子量聚酯树脂的软化点大于160℃,则使用了该树脂的调色剂的熔融流动及低温定影性降低。
高分子量聚酯树脂的玻璃化转变温度优选为50℃以上且75℃以下,更优选为55℃以上且70℃以下。
本实施方式中,在将低分子量聚酯树脂及高分子量聚酯树脂聚合时,作为催化剂使用钛系催化剂。
作为钛系催化剂,可以举出包含具有碳数1~8的烷氧基的钛醇盐化合物、碳数1~32的脂肪族羧酸钛、碳数7~38的芳香族羧酸钛、碳数1~32的脂肪族羧酸氧钛、碳数7~38的芳香族羧酸氧钛、羧酸氧钛盐、以及钛螯合物化合物的至少1种钛化合物。
具体来说,只要添加上述原料单体和上述钛系催化剂,在反应温度170~250℃、反应压力5mmHg~常压下进行反应(最佳温度、压力由单体成分的反应性决定),在达到前述的规定的物性的时间点结束反应即可。而且,也可以在上述原料单体的缩聚反应进行了一定程度的时间点,追加地添加上述原料单体。具体来说,也可以使上述原料单体在220~250℃的温度下缩聚3~5小时,冷却到170~210℃的温度后,追加地添加上述原料单体。
(着色剂)
作为着色剂,例如可以举出黄色调色剂用着色剂、洋红色调色剂用着色剂、蓝绿色调色剂用着色剂、以及黑色调色剂用着色剂等。以下,将颜色指数(Color Index)简记为“C.I.”。
作为黄色调色剂用着色剂,例如可以举出根据颜色指数分类的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180、C.I.颜料黄93、C.I.颜料黄74、以及C.I.颜料黄185等颜料、黄色氧化铁及黄土等无机系颜料、C.I.酸性黄1等硝基系染料、C.I.溶剂黄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等油溶性染料等。
作为洋红色调色剂用着色剂,例如可以举出根据颜色指数分类的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10、以及C.I.分散红15等。
作为蓝绿色调色剂用着色剂,例如可以举出根据颜色指数分类的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。
作为黑色调色剂用着色剂,例如可以举出槽法炭黑、辊筒炭黑、盘法炭黑、气炉法炭黑、油炉法炭黑、热解法炭黑、以及乙炔黑等炭黑。只要从这些各种炭黑当中,根据所要获得的调色剂的设计特性,适当地选择合适的炭黑即可。
在这些颜料以外,还可以使用红色颜料、绿色颜料等。着色剂可以单独使用1种,或并用2种以上。另外,可以使用2种以上同色系的颜料,也可以分别使用1种或2种以上异色系的颜料。另外,即使是同色,也可以并用2种以上。调色剂原料的熔融混炼物中的着色剂的含量没有特别限制,然而优选为该熔融混炼物全部量的0.1~20重量%,更优选为0.2~10重量%。
(蜡)
作为蜡,可以使用石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯-聚丙烯蜡、微晶蜡等烃系蜡、醇改性烃蜡、酯蜡、巴西棕榈蜡、酰胺系蜡等的任意一种,然而从与粘合树脂的相溶性及脱模性、熔点的观点考虑,优选石蜡、酯蜡、微晶蜡。蜡既可以单独使用1种,也可以并用2种以上地使用。
对于蜡的熔点,从确保调色剂的低温定影性的观点考虑,优选为50℃以上且100℃以下,更优选为60℃以上且90℃以下。在本发明的调色剂中,由于将熔点如此低的低熔点蜡均匀地分散于包含低分子量聚酯树脂及高分子量聚酯树脂的粘合树脂中,因此低温定影性良好。
蜡的酸值优选小于2.0mgKOH/g,更优选小于1.0mgKOH/g。如果蜡的酸值为2.0mgKOH/g以上,则与粘合树脂的相溶性高,定影时的渗出变差,难以实现调色剂的低温定影性的改善。
蜡的羟值优选小于5.0mgKOH/g,更优选小于3.0mgKOH/g。如果蜡的羟值为5.0mgKOH/g以上,则与粘合树脂的相溶性高,定影时的渗出变差,难以实现调色剂的低温定影性的改善。
蜡的含量优选相对于粘合树脂100重量份为0.5重量份以上且10重量份以下,更优选为1重量份以上且8重量份以下。
(电荷调节剂)
作为电荷调节剂可以使用该领域中常用的正电荷调节用及负电荷调节用的材料。
作为正电荷调节用的电荷调节剂,例如可以举出碱性染料、季铵盐、季鏻盐、氨基比林、嘧啶化合物、多核聚氨基化合物、氨基硅烷、苯胺黑染料及其衍生物、三苯基甲烷衍生物、胍盐、脒盐等。作为负电荷调节用的电荷调节剂,可以举出石油炭黑、铁黑(Spiron black)等油溶性染料、含金属偶氮化合物、偶氮络合物染料、环烷酸金属盐、苯甲酸衍生物的金属化合物(金属为硼、铝等)、水杨酸及其衍生物的金属络合物及金属盐(金属为铬、锌、锆等)、脂肪酸皂、长链烷基羧酸盐、树脂酸皂等。电荷调节剂可以单独使用1种,或根据需要并用2种以上。
调色剂原料的熔融混炼物中的电荷调节剂的含量没有特别限制,可以在宽的范围中适当地选择,然而优选为该熔融混炼物全部量的0.5~5重量%。
在本发明的调色剂中,除了粘合树脂、着色剂、蜡及电荷调节剂以外,也可以适当地含有导电性调节剂、填充颜料、抗氧化剂、流动性提高剂、清洁性提高剂等添加剂。
(调色剂的制造方法)
本发明的调色剂例如利用如下所示的熔融混炼法制造。
将上述调色剂原料用混合机干式混合,将所得的混合物用混炼机熔融混炼而得到熔融混炼物。熔融混炼是在加热至粘合树脂的熔融温度以上的温度(通常为80~200℃左右,优选为100~150℃左右)的同时进行的。
在熔融混炼物中,优选含有0.1~20重量%的着色剂、1~10重量%的蜡,余量为粘合树脂。或者,优选含有0.1~20重量%的着色剂、1~10重量%的蜡、以及0.5~3重量%的电荷调节剂,余量为粘合树脂。
作为混合机可以使用公知的混合机,例如可以举出Henschel mixer(商品名、三井矿山株式会社制)、SUPER MIXER(商品名、株式会社Kawata制)、Mechanomill(商品名、冈田精工株式会社制)等亨舍尔型的混合装置、Angmill(商品名、HOSOKAWA MICRON株式会社制)、Hybridizationsystem(商品名、株式会社奈良机械制作所制)、Cosmosystem(商品名、川崎重工业株式会社制)等。
作为混炼机可以使用公知的混炼机,例如可以使用双轴挤出机、三辊混炼机、LABO PLASTOMILL等一般的混炼机。更具体来说,例如可以举出TEM-100B(商品名、东芝机械株式会社制)、PCM-65/87(商品名、株式会社池贝制)等单轴或双轴的挤出机、Kneadex(商品名、三井矿山株式会社制)等开炼式的混炼机。
将熔融混炼物冷却、固化而得到树脂组合物。将树脂组合物利用锤碎机或切碎机等粉碎为例如具有100μm~5mm左右的粒径的粗粉碎物。其后,将此种粗粉碎物进一步粉碎至例如15μm以下的粒径的微粉体。在粗粉碎物的粉碎中,例如可以使用利用超音速喷射气流粉碎的喷射式粉碎机或向形成于高速旋转的转子(rotar)与定子(衬套)之间的空间导入粗粉碎物而粉碎的冲击式粉碎机等。
在借助粉碎机的粉碎后,为了从调色剂粒子中除去微粉,也可以进行分粒。
如上所述地制造的调色剂粒子既可以直接作为调色剂使用,也可以将外添了外添加剂的材料作为调色剂使用。通过外添外添加剂,而可以获得粉体流动性提高、摩擦带电性提高、耐热性、长期保存性改善、清洁特性改善、感光体表面磨损特性控制的效果。
作为外添加剂,例如可以举出二氧化硅微粉、氧化钛微粉及氧化铝微粉等。外添加剂既可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为外添加剂的添加量,考虑到对于调色剂来说所必需的带电量、因添加外添加剂而带来的对感光体的磨损的影响及调色剂的环境特性等,相对于调色剂粒子100重量份适合为0.1重量份以上且2重量份以下。
作为载体,可以使用公知的材料,例如可以举出将由铁、铜、锌、镍、钴、锰、铬等构成的单独或复合铁氧体及载体芯粒子用被覆物质进行了表面被覆的树脂被覆载体、或在树脂中分散了具有磁性的粒子的树脂分散型载体等。
作为被覆物质可以使用公知的材料,例如可以举出聚四氟乙烯、单氯三氟乙烯聚合物、聚偏二氟乙烯、硅酮树脂、聚酯树脂、二叔丁基水杨酸的金属化合物、苯乙烯系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、苯胺黑、氨基丙烯酸酯树脂、碱性染料、碱性染料的色淀物、二氧化硅微粉、氧化铝微粉等。另外,作为树脂分散型载体中所用的树脂没有特别限制,然而例如可以举出苯乙烯丙烯酸树脂、聚酯树脂、氟系树脂、以及酚醛树脂等。它们都可以对应于调色剂成分来选择,可以单独使用1种,或者可以并用2种以上。
载体的形状优选为球形或扁平形状。另外,载体的体积平均粒径没有特别限制,然而如果考虑到高画质化,则优选为10~100μm,更优选为20~50μm。此外,载体的体积电阻率优选为108Ω·cm以上,更优选为1012Ω·cm以上。
载体的体积电阻率是如下得到的值,即,将载体粒子装入截面积为0.50cm2的容器中压实后,对填充在容器内的粒子施加1kg/cm2的荷重,根据对荷重与底面电极之间施加产生1000V/cm的电场的电压时的电流值得到。如果电阻率低,则在对显影套筒施加偏压的情况下载体就会带电,容易在感光体上附着载体粒子。另外还容易引起偏压的击穿。
载体的饱和磁化优选为40emu/g以上且80emu/g以下。
二成分显影剂中的调色剂与载体的使用比例没有特别限制,可以根据调色剂及载体的种类适当地选择。例如,在与树脂被覆载体(密度5~8g/cm2)混合的情况下,只要含有全部显影剂量的2~30重量%、优选为2~20重量%的调色剂即可。另外,调色剂对载体的被覆率优选为40~80%。
下面,对具备显影装置1的图像形成装置2进行说明。
如图3所示,图像形成装置2大致上包含原稿读取部(以后也称作“扫描仪部”)40、图像形成部60、进纸部80、排纸部90。原稿读取部40配设于进纸部80的垂直上方,排纸部90配设于垂直方向上的原稿读取部40与进纸部80的中间部。具体来说,原稿读取部40遍及上部壳体71的内部和上部壳体71的上方而设置,进纸部80设于下部壳体72的下部,排纸部90设于下部壳体72的上部。
原稿读取部40包括:载放原稿的第一稿台玻璃41、从原稿进给部44进给原稿的第二稿台玻璃42、从载放于第一稿台玻璃41的原稿或从向第二稿台玻璃42进给的原稿中读取图像信息并将所得的图像信息向未图示的图像处理部输出的拷贝灯组件43、向第二稿台玻璃42进给原稿的原稿进给部44。拷贝灯组件43设于上部壳体71的内部。另外,原稿进给部44设于上部壳体71的上方。
拷贝灯组件43包括作为光源的拷贝灯45、第一反射镜46、第二及第三反射镜47、48、光学透镜49、CCD图像传感器50。拷贝灯45向载放于第一稿台玻璃41上的原稿或向第二稿台玻璃42进给的原稿照射光。第一反射镜46将来自原稿的反射光图像向预先设定的方向偏转。第二及第三反射镜47、48将由第一反射镜46偏转了的来自原稿的反射光图像进一步向预先设定的方向依次偏转。光学透镜49将由第三反射镜48偏转了的来自原稿的反射光图像缩小,成像在具备电荷耦合元件(Charge CoupledDevice;简称为CCD)的CCD图像传感器50中。CCD图像传感器50对通过光学透镜49成像的来自原稿的反射光图像进行光电转换,作为电信号向图像处理部输出。
原稿进给部44包括载放原稿的原稿托盘51、将载放于原稿托盘51上的原稿向搬送路52进给的进纸辊53、暂时地保持利用进纸辊53进给的原稿并计算时机地向第二稿台玻璃42进给的对齐辊54、将图像信息被读取后的原稿排出的原稿排纸托盘55。
图像形成部60包括可以绕着轴线旋转地设置的作为图像担载体的感光体3、作为带电部的带电组件61、作为曝光部的激光扫描仪组件62、作为显影部的前述的图1所示的显影装置1、作为转印部的转印组件63、作为定影部的定影装置64、作为清洁部的清洁组件65、作为除电部的除电装置66。带电组件61、激光扫描仪组件62、显影装置1、转印组件63、清洁组件65及除电装置66被依次从感光体3的旋转方向上游侧朝向下游侧地配置在感光体3的周围。本实施方式中感光体3为圆柱状。感光体3的形状并不限定为圆柱状,例如也可以是圆筒状。
如前述的图2所示,显影装置1的显影套筒17被以与感光体3相面对地可以绕着与感光体3的旋转轴线平行的轴线旋转的方式设置。显影套筒17与感光体3的间隔D2没有特别限定,然而在本实施方式中为0.25mm以上且0.50mm以下。如前所述,显影装置1利用曝光将形成于感光体3的外周面部的静电潜像显影。
带电组件61使感光体3的外周面部带电。激光扫描仪组件62将带电了的感光体3曝光。转印组件63将利用显影形成的作为可见图像的调色剂图像转印到作为记录介质的记录用纸上。转印组件63例如可以利用电晕充电装置实现。定影装置64将被转印的调色剂图像定影在记录用纸上。具体来说,定影装置64具有在内部具备加热器69的加热辊67、与加热辊67的表面部弹性地抵接的加压辊68。清洁组件65具备清洁刮板70,在转印组件63的转印操作后将残留于感光体3的外周面部的调色剂利用清洁刮板70刮取除去,将感光体3的外周面部洁净化。除电装置66将借助清洁组件65的洁净化后的感光体3的外周面部除电。
进纸部80被设置于下部壳体72的内部,包括进纸盒81、手动进纸托盘82、第一进纸辊84、第二进纸辊86、对齐辊87。进纸盒81收容作为记录介质的记录用纸。手动进纸托盘82从下部壳体72的侧面部突出地设置,载放记录用纸。第一进纸辊84将收容在进纸盒81中的记录用纸向第一搬送路83进给。第二进纸辊86将载放在手动进纸托盘82中的记录用纸向第二搬送路85进给。对齐辊87暂时地保持记录用纸,计算时机地向图像形成部60进给。
排纸部90包括将用图像形成部60的定影装置64将调色剂图像定影了的记录用纸向排纸托盘91排出的排纸辊92、收容利用排纸辊92排出的记录用纸的排纸托盘91。
图像形成装置2作为图像形成(以后也称作“印刷”)模式,有复印模式(以后也称作“拷贝模式”)、打印模式及传真模式。根据来自未图示的操作部的操作输入、来自个人电脑等外部主机装置的印刷工作的接收,从前述的印刷模式中利用后述的未图示的控制部选择对应的印刷模式。
在前述的印刷模式当中,在拷贝模式的情况下如下所示地形成图像。使用者在原稿读取部40的第一稿台玻璃41上载放原稿,向进纸部80的进纸盒81或手动进纸托盘82供给记录用纸,继而在利用上部壳体71的朝向图3的纸面配置于身前侧的未图示的操作面板的条件输入键输入印刷张数、印刷倍率等后,当对操作面板的开始键进行操作时,就会开始复印(拷贝)操作。
一旦按下开始键,就会起动未图示的主驱动电机,旋转未图示的各驱动齿轮。然后,进纸部80的第一进纸辊84或第二进纸辊86旋转而将记录用纸向第一搬送路83或第二搬送路85送出(进纸),到达一对对齐辊87而被捕捉。利用该对齐辊87,暂时地停止记录用纸,以取得下述同步:形成于感光体3的表面部的调色剂图像的头端部也就是图像形成开始部到达转印组件63所被设置的位置的时机、与记录用纸的图像形成预定区域到达转印组件63所被设置的位置的时机的同步。另外,此时,记录用纸的头端部被对齐辊87均匀地推压而进行记录用纸的头端位置的修正。
另外,在原稿读取部40中,点亮拷贝灯45,通过使拷贝灯组件43沿箭头B方向开始移动而开始对原稿的曝光。从拷贝灯45向原稿照射的照射光由原稿反射而成为包含原稿的图像信息的反射光。该来自原稿的反射光经由第一反射镜46、第二反射镜47、第三反射镜48及光学透镜49输入CCD图像传感器50。由此可以读取原稿的图像信息。
像这样被作为光学的信号读取的原稿的图像信息由CCD图像传感器50内的未图示的光电转换部转换为电信号后向图像处理部输出。图像处理部中,对所输入的图像信息在设定好的条件下进行图像处理,该进行了图像处理的图像信息被作为打印数据发送到图像形成部60的激光扫描仪组件62。
另外,在图像形成部60中,利用带电组件61,将感光体3的外周面部的一部分遍及感光体3的整个轴方向地带上规定的电位,继而通过旋转感光体3而将感光体3的整个外周面部带上规定的电位。带电了的感光体3的外周面部通过感光体3的旋转而依次向下面的工序移动。
激光扫描仪组件62中,虽然未图示,然而利用在旋转方向具有多个反射面的多边镜(旋转多面镜)及各种光学系统,将从半导体激光器射出的激光在根据从图像处理部输入的打印数据偏转的同时向感光体3照射。这样,就将激光对利用带电组件61带电了的感光体3的外周面部进行扫描,在感光体3的外周面部形成静电潜像。
其后,利用显影装置1的显影剂收容容器12内的显影辊13,将收容于显影剂收容容器12中的显影剂中的调色剂向旋转的感光体3的外周面部供给。调色剂与形成静电潜像的电位间隙(Potential gap)对应地附着于感光体3的外周面部。这样,就将静电潜像显像化(显影),形成调色剂图像。
另外,利用进纸部80的对齐辊87计算时机,将应当形成图像的记录用纸向感光体3与转印组件63之间的转印位置进给。在转印位置,利用转印组件63将形成于感光体3的外周面部的调色剂图像向记录用纸转印。
被转印了调色剂图像的记录用纸被向定影装置64搬送,在穿过定影装置64的加热辊67与加压辊68之间时被施加热及压力。这样,记录用纸的表面部的未定影调色剂就会熔融而固着在记录用纸上,得到定影。调色剂图像被定影了的记录用纸由排纸部90的排纸辊92向排纸托盘91排出。
另外,未被转印到记录用纸上而残留于感光体3的外周面部的调色剂由清洁组件65的清洁刮板70刮取、回收。在利用清洁刮板70刮取了残留的调色剂的感光体3的外周面部在向配置有带电组件61的位置移动的途中由除电装置66除电。在感光体3的外周面部不需要除电的情况下,也可以不利用除电装置66除电。
虽然在以上所述的实施方式中,原稿由使用者载放于第一稿台玻璃41上而在停止状态下被读取图像信息,然而也可以在利用原稿进给部44向第二稿台玻璃42进给的状态下读取图像信息。该情况下,原稿被载放于原稿读取部40的原稿托盘51上。
当在利用未图示的传感器检测出像这样在原稿读取部40的原稿托盘51上载放有原稿的情况下按下开始键时,原稿进给部44的进纸辊53就会旋转,将载放于原稿托盘51上的原稿向搬送路52进给。向搬送路52进给的原稿由设于搬送路52中的对齐辊54捕捉,进行原稿头端的定位后,在规定的时机向作为原稿读取位置的设有第二稿台玻璃42的位置搬送。拷贝灯组件43保持停止在作为原稿读取位置的规定的停止位置的状态,将搬送中的原稿曝光。利用该曝光得到的来自原稿的反射光如前所述地被作为原稿图像读取。像这样读取了图像信息的原稿被向原稿排纸托盘55排出。
在前述的打印模式的情况下,不使原稿读取部40操作,而根据从个人电脑等外部主机装置输入的图像信息形成图像。另外,在传真模式的情况下,根据经由通信线路输入的图像信息形成图像。
[实施例]
为了确认本发明的效果,对如下所示的实施例进行了研究。
<角度α的研究>
实施例中使用的显影装置的构成与图1所示的构成相同。显影辊13的外径设为18mm,转速设为300rpm。第一搅拌搬送构件15的外径设为16mm,第一螺旋桨叶部的螺距设为36mm,转速设为500rpm。第二搅拌搬送构件16的外径设为16mm,第二螺旋桨叶部的螺距设为36mm,转速设为500rpm。显影剂量设为200g,隔壁12a的厚度设为3mm,隔壁12a与显影辊13的显影套筒17表面的间隙设为1mm。
磁辊18的各磁极的相对的位置关系及各磁极的法线方向的磁通密度的极大值如图2所示。
将角度α变更为23°(实施例1)、33°(实施例2)、43°(比较例1),对显影装置的释放性、再供给性、搅拌性及循环性进行了评价。
释放性是对是否在释放位置从显影辊中释放出显影剂进行评价,再供给性是对是否将由第一搅拌搬送构件15搅拌搬送的显影剂充分地向剥离极N3再供给进行评价。搅拌性是对是否在将新补充的调色剂向第二搅拌搬送构件16搬送前用第一搅拌搬送构件15充分地搅拌进行评价,循环性是对是否将显影剂没有偏离地在显影剂收容容器12内循环进行评价。将结果表示于表1中。
[表1]
释放性 | 再供给性 | 搅拌性 | 循环性 | |
实施例1 | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例2 | ○ | ○ | ○ | ○ |
比较例1 | △ | × | △ | ○ |
角度α大于40°的比较例1由于无法完成显影剂向剥离极N3的再供给,因此释放性及搅拌性降低。与此相对,角度α处于20°以上且40°以下的范围内的实施例1、2由于完成了显影剂向剥离极N3的再供给,因此释放性及搅拌性都得到良好的结果。
<剥离极N3的磁通密度的研究>
对研究了角度α的显影装置将角度α设为23°,将剥离极N3的法线方向的磁通密度的极大值变更为28mT(实施例3)、33mT(实施例4)、48mT(实施例5)、53mT(实施例6),对显影装置的释放性、再供给性、搅拌性及循环性进行了评价。将结果表示于表2中。
[表2]
释放性 | 再供给性 | 搅拌性 | 循环性 | |
实施例3 | ○ | △ | △ | ○ |
实施例4 | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例5 | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例6 | △ | ○ | △ | ○ |
由剥离极N3引起的法线方向的磁通密度的极大值脱离30mT以上且50mT以下的范围的实施例3与处于所述范围内的实施例4、5相比,在再供给性、搅拌性方面略差,脱离所述范围的实施例6与实施例4、5相比在释放性、搅拌性方面略差。
<剥离极N3与汲取极N2之间的磁通密度的研究>
对研究了角度α的显影装置将角度α设为23°,将剥离极N3的法线方向的磁通密度的极大值设为48mT,将剥离极N3与汲取极N2之间的法线方向的磁通密度的极小值变更为8mT(实施例7)、12mT(实施例8),对显影装置的释放性、再供给性、搅拌性及循环性进行了评价。将结果表示于表3中。
[表3]
释放性 | 再供给性 | 搅拌性 | 循环性 | |
实施例7 | ○ | ○ | ○ | ○ |
实施例8 | △ | ○ | ○ | △ |
剥离极N3与汲取极N2之间的法线方向的磁通密度的极小值脱离0mT以上且10mT以下的范围的实施例8与处于所述范围内的实施例7相比,在释放性、循环性方面略差。
本发明可以在不脱离该精神或主要的特征的情况下以其他的各种方式来实施。所以,前述的实施方式在所有的方面都只不过是单纯的例示,本发明的范围是权利要求所示的范围,不受说明书正文的任何约束。此外,属于专利权利要求的变形或变更全都是本发明的范围内的内容。
Claims (6)
1.一种显影装置,其特征在于,
具备:
显影辊,其如下构成:具有以能够绕轴线自由旋转的方式被支承的圆筒状的套筒和固定配置在该套筒内的具备多个磁极的磁辊,在所述套筒的表面担载包含调色剂和载体的二成分显影剂,将所述二成分显影剂向面向形成有静电潜像的感光体的显影区域搬送,其中,所述多个磁极包含显影磁极及剥离极,所述显影磁极用于在所述显影区域向所述感光体供给所述调色剂,所述剥离极相对于所述显影区域处于所述套筒的旋转方向下游侧,用于将向所述感光体供给调色剂后残留于所述套筒的表面的二成分显影剂从所述套筒的表面剥离;
显影剂供给构件,其配置于所述显影辊的垂直下方,在相对于所述显影区域的所述套筒的旋转方向上游侧将二成分显影剂向所述套筒的表面供给;
回收搬送构件,其相对于所述显影区域配置于所述套筒的旋转方向下游侧,其搬送利用所述剥离极从所述套筒的表面剥离的二成分显影剂,其具有沿着与所述套筒的旋转轴线平行的第一轴线延伸的第一旋转轴部和以螺旋状安装于该第一旋转轴部的第一螺旋桨叶部,通过使该第一旋转轴部绕着所述第一轴线旋转,而利用所述第一螺旋桨叶部沿着所述第一轴线搬送二成分显影剂;
移动限制构件,其相对于所述显影剂回收搬送构件配置于所述套筒的旋转方向下游侧,且相对于所述显影剂供给构件配置于所述套筒的旋转方向上游侧,限制残留于所述套筒的表面的二成分显影剂的移动,
在所述套筒的表面上,第一平面与第二平面所成的角度α为20°以上且40°以下,其中,所述第一平面包含由所述剥离极引起的法线方向的磁通密度为极大值的位置和所述套筒的旋转轴线,所述第二平面包含所述第一旋转轴部的第一轴线和所述套筒的旋转轴线。
2.根据权利要求1所述的显影装置,其特征在于,
由所述剥离极引起的法线方向的磁通密度的极大值为30mT以上且50mT以下。
3.根据权利要求1所述的显影装置,其特征在于,
所述多个磁极还包含用于从所述显影剂供给构件向所述套筒的表面汲取二成分显影剂的汲取极,
在所述套筒的表面上,所述剥离极与所述汲取极之间的法线方向的磁通密度的极小值为0mT以上且10mT以下。
4.根据权利要求2所述的显影装置,其特征在于,
所述多个磁极还包含用于从所述显影剂供给构件向所述套筒的表面汲取二成分显影剂的汲取极,
在所述套筒的表面上,所述剥离极与所述汲取极之间的法线方向的磁通密度的极小值为0mT以上且10mT以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的显影装置,其特征在于,
所述显影剂供给构件具有沿着与所述套筒的旋转轴线平行的第二轴线延伸的第二旋转轴部和以螺旋状安装于该第二旋转轴部的第二螺旋桨叶部,通过使该第二旋转轴部绕着所述第二轴线旋转而利用所述第二螺旋桨叶部沿着所述第二轴线搬送二成分显影剂,
所述第一旋转轴部配置于相对于所述第二旋转轴部的上方。
6.一种图像形成装置,其特征在于,
具备权利要求1~5中任一项所述的显影装置。
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