CN1425959A - 图像形成用调色剂、二组分图像形成用显影剂及图像形成工艺单元 - Google Patents
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Abstract
一种图像形成用调色剂、二组分图像形成用显影剂及图像形成装置及图像形成工艺单元。一种图像形成方法,采用显影辊,将刷子状显影剂和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,显影辊具有非磁性显影剂担体和磁场发生装置,磁场发生装置在该显影剂担体上产生使显影剂分散的磁场,显影剂采用二组分显影剂,显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,二组分显影剂至少含有磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化为7~20emu/g。
Description
技术领域
本发明涉及一种复印机、印刷机、FAX等图像形成装置、用于该装置的显影装置及图像形成工艺单元、显影剂及用于该显影剂的图像形成用调色剂。
背景技术
一般地,在复印机、印刷机、无线电传真机等电子照相方式的图像形成装置中,在由感光体磁鼓和感光体磁带构成的感光担体上,形成与图像信息对应的静电潜影,用显影装置实施显影动作,得到可视的图像。在电子照相方式中,众所周知,现在采用只有调色剂构成的一组分显影剂的一组分显影方式、和采用包括由调色剂和磁性粒子(磁性载体)组成的二组分显影剂的二组分显影方式。
在二组分显影方式中使用的二组分显影剂,微小的调色剂粒子在较大载体粒子表面,利用两粒子的摩擦产生的电引力保持;当接近静电潜影,静电潜影形成的电场对调色剂粒子向潜影方向的吸引力,克服调色剂粒子与载体粒子的结合力,调色剂粒子在静电潜影上吸附,静电潜影被可视化。而且由于显影剂显影,边补充消耗的调色剂,边反复使用。
因此,在该二组分显影方式中,为了得到稳定图像浓度,必须使载体和调色剂的混合比(调色剂浓度)一定,因此必须安装调色剂补给机构和调色剂浓度传感器,因此具有显影装置体积大,其动作机构也复杂这一缺点。
另一方面,在一组分显影方式中,不使用所述二组分显影方式那样的将载体粒子和调色剂粒子混合的显影剂,利用由调色剂与显影套筒的摩擦产生的电引力、或含有磁性体的调色剂和内藏磁铁的显影套筒间的磁力,将调色剂保持在显影管上,当接近静电潜影时,静电潜影形成的对电场粒子向潜影方向的吸引力,克服调色剂粒子与显影管的结合力,调色剂粒子吸附在静电潜影上,静电潜影被可视化。
因此,在一组分显影方式中,不必控制调色剂浓度,所以,具有显影装置能小型化的优点;但是,调色剂在显影区域的粒子数,比二组分显影方式的少,所以,调色剂向潜影担体例如感光体上的显影量不充分,对高速复印机的适应困难。
在所述二组分显影方式中,众所周知,在进行显影的显影区域,使潜影担体与显影剂担体之间的距离越接近,越易得到高的图像浓度且少有边沿效应。所以理想的是使潜影担体与显影剂担体之间的距离接近,但是如果使两者接近,全黑图像和全部是中间色调的图像后端部脱墨,容易产生所谓“后端脱墨”的画质恶化。
所述“后端脱墨”现象,认为是由以下这种机理引起。图20是表示以二组分显影方式进行显影的显影装置现影部的一例。在图20中,小球表示调色剂3a,大球表示磁性载体3b(磁性粒子)。另外,为图示方便,以实线表示显影区域内一根磁刷,其他的磁刷以虚线表示,同时省略了调色剂。而且感光体磁鼓1上的非图像部分A带负极性的电。
在图20中,承载在作为显影剂担体的显影套筒4的显影剂,利用箭头D方向的显影套筒4的移动,向与感光体磁鼓1相对的显影区域附近移动。显影剂利用在显影区域附近显影磁极201的磁力,磁性载体3b散开,形成磁刷MB。另一方面,感光体磁鼓1边将静电潜影保持在其表面,边向箭头C方向旋转。在显影区域,利用感光体磁鼓1与显影套筒4的线速度差(感光体线速<显影套筒线速度),磁刷MB摩擦感光体磁鼓1的潜影,用显影电场在图像部B上附着调色剂3a。其结果是,在显影套筒移动方向的显影区域下游,调色剂像在感光体磁鼓1上的潜影图画部B形成。另外,为了确保规定的图像浓度,显影套筒线速度一般大于感光体线速度。
在这种二组分显影方式的显影装置中,一般认为,由于如图21(a)~(c)所示机理产生后端脱墨。图21(a)~(c)都是将图20的感光体磁鼓1和显影套筒4的相对部附近放大的说明图,对于左侧的感光体磁鼓1,右侧的磁刷MB前端把靠近的磁刷的作用,以图21(a)、(b)、(c)的时间系列表示。在图21中,感光体磁鼓1和没有图示的显影套筒的对向部,在正好是非图像部和全黑图像的界面进行显影的状态、即,在产生“后端脱墨”的状态,在感光体旋转方向的下游形成只是显影的调色剂像。显影套筒上的一个磁刷MB向该状态的感光体磁鼓1靠近。这里感光体磁鼓1实际上在图中以顺时针方向旋转,但如上述显影套筒比感光体磁鼓1移动的快,所以磁刷MB追过感光体磁鼓1。因此在图21(a)~(c)中,感光体磁鼓1作为静止的,使模型简化。
在图21(a)中,靠近感光体磁鼓1的磁刷MB,在到达应显影的图像部后端位置A之间,与非画面部相对移动。在这种移动时,由于负电荷之间的排斥力B,调色剂3a逐渐离开感光体磁鼓1,移向显影套筒表面(以下这种调色剂移动称为“调色剂漂移“)这种调色剂漂移的结果如图21(b)所示,在磁刷MB到达图像部后端位置A时,感光体磁鼓1附近的磁刷形成带正电的磁性载体3b剥离出去的状态。因此,在与潜影的图像部后端位置A相对的磁性载体表面,调色剂不存在,在图像部后端位置A调色剂不从磁刷MB向感光体磁鼓1移动。而且在图21(c)中,如果磁刷MB从图像部后端位置A到达已进入图像部若干内侧的图像部后端位置C,那么在调色剂3a与感光体磁鼓1的附着力减弱时,一次附着在感光体磁鼓1的调色剂3a,由于静电引力,有时还可以再次附着在磁性载体上。其结果是,在接近图像部的非图像部的图像部后端部,有时不进行显影,这就是产生“后端脱墨”的原因。
在以上发生“后端脱墨”的机理说明中,图示说明了与显影套筒4的旋转中心轴垂直的断面,如果沿显影套筒的长轴方向(旋转中心轴方向)观察,各磁刷的长度不是一定的,在长轴方向的位置上有偏差。图22(a)及(b)模式性地表示这种磁刷的情况。图22(a)表示在长轴方向扩展的磁刷MB的状况,图22(b)是表示,用对长轴方向垂直的平面A-A剖切图22(a)表示的磁刷MB时的断面图。为与其他图的关系明确,在图22(b)中,模式性地表示与感光体磁鼓1的位置关系。如图22(a)及图23(a)所示,磁刷MB的高度在长轴方向偏差大。因此向感光体的接触位置沿长轴方向参差不齐。其结果是,所述调色剂漂移的情况也在长轴方向有偏差,产生“后端脱墨”的情况不一定在长轴方向。因此,如图23(b),在长轴方向产生锯齿状的L型“后端脱墨”。
另外,因同样的机理,在显影套筒4的旋转中心轴方向延伸的横细线,与与其正交的纵细线相比,也产生细的“横线细“的现象和孤立点的形成不稳定的现象,妨碍2组分显影方式的高图像质量化。
因此本专利申请人为了防止所述“后端脱墨”等发生,提案3通过规定显影套筒上的法线方向磁通密度分布,使在显影套筒旋转方向的现象区域的宽度(现象受阻宽度)变窄,使显影区域的磁刷的显影剂密度提高的显影装置(例如,参照特开2000-305360号公报)。根据该显影装置可以显著阻止“后端脱墨”和“横线细“等的发生,但这并未达到充分。
另一方面,作为包含显影剂的调色剂采用非磁性调色剂,使所述的显影套筒旋转时,由于作用在承载于显影套筒上的显影剂中调色剂的离心力,容易产生调色剂飞散,为了抑制调色剂飞散的问题,考虑采用磁性调色剂。
但是,作为显影剂的调色剂采用磁性调色剂时,调色剂和磁性载体之间,通常施加静电的吸引力,调色剂产生远离感光体磁鼓方向的磁力,因此,容易发生所述“后端脱墨”。特别是,采用磁性调色剂时,如图24所示,在感光体磁鼓1的表面和磁刷MB的前端的接触部,调色剂3a相对于磁性载体3b的表面附着为园环状,构成磁刷MB前端剥离出去的磁性载体的表面,与感光体磁鼓1相对,更容易引起由所述调色剂漂移引起的“后端脱墨”。另外,因同样的机理,还更容易产生横细线比纵细线细的“横线细”现象,和孤立点的形成不稳定的现象,妨碍图像高质量化。
作为改良在二组分显影装置体积大等缺点的方法,有特公平5-67233号公报记载的不需控制浓度的二组分显影法,但是,显影套筒周边的显影剂以调色剂供给部分将调色剂采纳到显影剂中,用层厚限制部件对显影剂进行限制,使调色剂带电,因此,不需要补给调色剂的补给机构和检测调色剂浓度的传感器,但是,与目前的二组分显影装置相比,显影剂量不能增多,因此,在显影套筒的线速度快的高速机的情况下,调色剂不能充分带电,会产生表面污染。另外,想使调色剂充分带电时,必须使层厚限制部件的限制力变强,因此,由于显影剂颗粒之间碰撞的发热,在载体表面形成调色剂的膜即产生所谓的老化化,因此具有以下缺点,载体的带电特性随使用时间而降低,产生调色剂飞散、质地灰暗等现象。
另外,在用于如上所述的小型显影装置的显影剂中,需要在短时间内对补给的调色剂给与电荷,对调色剂添加大量的流动性提高剂,以使补给的调色剂与显影剂快速混合;但如果这种显影剂反复使用,会有以下缺点,调色剂中过剩的流动性提高剂会牢固地附着在静电潜影担体上,线上产生异常图像。而且在显影剂的搅拌应力增大时,除有所述老化化现象以外,还有以下问题,即调色剂的带电量过于增大,即发生所谓的充电现象。另外,在这些小型的显影装置中,由于显影剂的量少,所以,显影剂保持的调色剂量就少,连续复印图像面积大的原稿时,调色剂的消耗量增加,由于显影剂中调色剂的浓度极端变化,所以就有图像浓度降低的缺点。
另外,在该显影装置中,在显影剂的活动活泼的地方和不活泼的地方,或者显影剂多的地方和少的地方,调色剂的使用量不同,容易产生局部的调色剂浓度不稳定,图像浓度斑驳和灰暗。因此在调色剂漏斗内配设两个调色剂供给部件,在以各调色剂供给部件形成的路径中通过显影剂,以此解决长轴方向的浓度斑驳和灰暗的技术在特开昭63-4282号公报中被公开了。但是,在所述公报公开的技术中,由于使用两个调色剂供给部件,所以,有以下问题,即显影装置体积大并且成本居高。
特别是由于所述显影剂的活动,在调色剂自己控制采用量的显影法中,调色剂的粒径及粒径分布很重要。即,如果5μm以下的粒子个数很多,那么有以下缺点,即调色剂的流动性就恶化,调色剂的使用不稳定。另外颗粒粗大时调色剂实际使用的量就减少,特别是在调色剂消耗量大的图像输出时,产生图像浓度降低这一问题。
因此,以改善调色剂的流动性、带电特性为目的,将调色剂粒子和各种金属氧化物等无机微粒子等混合使用的方法被提案,该无机微粒子等称为外添加剂。根据需要,以将无机微粒子表面的疏水性、带电特性改质为目的,以特定的硅烷耦合剂、钛酸盐耦合剂、硅油、有机酸等处理的方法,覆盖特定的树脂等方法也被提案。作为所述无机粉末,被知的有,例如,二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化铯、氧化铁、氧化铜、氧化锡等。
特别是使二氧化硅和氧化钛微粒子和二甲基二氯硅烷、六甲基二甲硅基胺、硅油等有机硅化合物反应,将氧化硅离子表面的硅烷醇基用有机基替换、已疏水化的二氧化硅微粒子被使用。
这些当中表示充分的吸水性,而且包含在调色剂内时,从低表面能量来看,将该调色剂作为表示优秀的复印性的疏水化处理剂,最好是硅油。在特公平7-3600特第02568244号公报中规定了以硅油处理的二氧化硅的疏水化度。另外,在特开平7-271087和特开平8-29598号公报中规定了硅油剂添加量和添加剂中碳的含量。
将作为添加剂的母剂无机微粒子进行疏水化处理,为了确保高温下显影剂带电性的稳定性,以原先列举的公报的硅油含量和疏水化度就能够满足。但是,没有进行利用硅油的重要特异性低表面能量,对与调色剂接触的部材,例如接触带电装置、显影剂担体(显影套筒)、刮墨刀、载体、静电潜影担体(感光体)、中间复印体等的附着性下降用的积极的试验。特别是调色剂与感光体的附着力增强造成表面污染和在图形的文字部和线条部、园点部的边沿部和在中央部的复印后的脱落(调色剂没有复印的部分),仅靠调节硅油的添加量和疏水化度是不能改良的。而且对凸凹厉害的复印部件不能在复印时向凹部复印而造成的脱墨同样不能改良。
在特开平11-212299号公报公开了将硅油作为液体成分,含有特定量的无机粒子。但是在这种量的定义(后述)中,不能满足所述的特性;另外对无机粒子,无论如何处理都不能涉及附着的硅油是否有效。
近年来,复印或印刷图像都希望很强的高清晰化、高解相度。为了得到这样的高清晰化、高解相度的图像,在特公平6-82227号公报、特公平7-60273号公报、特开平2-877号公报中,平均粒径小、而且规定了5μm以下的调色剂粒子含有量及其分布的显影剂被提案。
这里,5μm以下的调色剂粒子是用于形成高清晰、高解相度的图像所必需的成分,这种粒径的调色剂在潜影显影时光滑地供给的时,忠实于潜影,即能得到不从潜影溢出的、再现行良好的图像。另一方面,图形中央部的浓度比边沿部的浓度浅的边沿效应显著地体现在5μm以下的调色剂粒子上,对此,用规定5μm以上中间粒径的调色剂粒子个数百分比,就能解决该问题。
但是,小粒径的调色剂对于高清晰、高解相度的图像形成有利,但在使5μm以下的调色剂粒子含有17%的个数时,作为体积百分数只占3%。在这种程度的量中,5μm以下的小粒径调色剂选择性地在潜影的周围部分的搭载极难于考虑。
另一方面,根据专利第1989625号和第2129883号公报,目前的磁性调色剂对于粘结树脂,含有50%以上重量的磁性体,所以在1K奥斯特磁场中的磁化大于20emu/g,由于偏磁效应,调色剂难于显影,特别是含有大量的5μm以下的调色剂粒子时,由于调色剂带电过量,更使显影能力恶化,结果是,图像浓度显著降低。另外,特别是近年来的小型化的显影装置中,具有以下缺点,即微小粒子多时,来自感光体的复印性恶化,不能充分洗净。而且这些调色剂作为携带载体粒子的二组分显影剂被使用时,难于显影的调色剂,在载体表面积蓄,即所谓的老化现象,显影剂的寿命显著受损。
为了防止这种老化,从目前来看,有在载体表面覆盖种种树脂的方法。例如,用苯乙烯-甲基丙烯酸脂共重合体、苯乙烯共重合体等覆盖的载体,带电特性优良,但是,表面的临界表面张力比较高,所以,作为显影剂的寿命就不那么长。另外,覆盖四氟乙烯共重合体的载体,由于表面张力低,不会产生调色剂的老化化,但是,四氟乙烯共重合体在摩擦带电系列中,由于位于最负侧,所以在调色剂要带负电荷时不能采用。
另外作为具有低表面张力的物质,以含有硅树脂的覆盖层覆盖的载体被提案。例如,可以列举出:将不饱和硅树脂和有机硅、硅烷醇等与苯乙烯~一混合,覆盖载体表面(美国专利第3562533号说明书);以聚二苯树脂和有机硅三元共聚物树脂覆盖表面的载体(美国专利第3847127号说明书);以苯乙烯~丙烯酸脂树脂和有机硅烷、硅烷醇、硅氧烷等覆盖表面的载体(美国专利第3627522号说明书);以硅有机树脂覆盖表面的载体(特开昭55-127567号公报);及以改性树脂硅有机树脂覆盖表面的载体(特开昭55-157751号公报)。
通过硅有机树脂覆盖载体,提高耐老化性,在5μm以下的调色剂粒子多时,不能说,充分满足现今的高寿命要求。
作为减少5μm以下的调色剂粒子的规定,特开平4-124682号公报、在特开平10-91000号公报中一组分显影方式被提案,但是,存在决定图像品质的大部分调色剂粒子的范围的粒径分布没有记载。其效果也限定在一组分显影方式。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种显影装置、具有该显影装置的图像形成装置、图像形成工艺单元及用于图像形成工艺单元的显影剂,即使采用使用磁性调色剂的二组分显影剂,也能抑制在显影担体线速度大的条件下的调色剂飞散,而且还能防止后端脱墨等画质差的情况。
所述课题如下实现,本发明提供(1)、一种二组分显影剂,其特征在于,在显影装置中,在显影区域,产生在显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影。(2)、一种二组分显影剂,其特征在于,在显影装置中,在显影区域,产生在显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下,显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影。(3)、一种二组分显影剂,其特征在于,在显影装置中,在显影区域,产生在显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的半值角度为20°以下,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影。(4)、如上述(1)~(3)任一项所述的二组分显影剂,其特征在于,在所述显影装置中,具有显影剂限制构件、显影剂收容部、和调色剂收容部,其中,所述显影剂限制构件限制承载在显影剂担体上、并向所述显影区域输送的显影剂的量;所述显影剂收容部,收容用该显影剂限制构件限制了向该显影区域的输送的显影剂;所述调色剂收容部具有调色剂补给用开口,其在从显影剂输送方向上游与所述显影剂收容部邻接的位置,与该显影剂担体表面相邻;该显影装置利用显影剂随着显影剂输送在该显影剂担体上的移动,根据该显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度,将该调色剂收容部内的调色剂加入显影剂中,所述显影剂至少包括具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g。(5)、如上述(1)~(4)任一项所述的二组分显影剂,其特征在于,所述磁性调色剂(A)中的磁性体实际是不含有硅或铝的球状磁性体。
所述课题如下实现,本发明提供(6)、一种显影装置,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,其特征在于,在该显影装置中,所述显影剂至少包括具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,在所述显影区域,产生于该显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上。(7)、一种显影装置,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,其特征在于,在该显影装置中,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,在所述显影区域,产生在所述显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下。(8)、一种显影装置,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,其特征在于,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g。在所述显影区域,产生在所述显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的半值角度为20°以下。
另外,所述课题如下实现,本发明提供(9)一种图象形成工艺单元,所述图象形成工艺单元将潜影担体、使该潜影担体表面同样带电的带电装置、及清洗该潜影担体表面的清洗装置的至少一个、和使该潜影担体上的潜影显影而作为调色剂像的显影装置,相对于图像形成装置本体,可以拆装地构成一体结构物,其特征在于,所述显影装置使用如上述(6)~(9)任一项所述的显影装置。
即,为了实现所述目的,本发明的特征就是,具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体、和磁场发生装置,该磁场发生装置产生使显影剂分散的磁场,该显影剂含有在与潜影担体相对的显影区域,该显影剂担体上的调色剂和磁性粒子;在该显影区域,将载于该显影担体表面的刷子状显影剂,通过和该潜影担体表面的移动方向一致,并且比该潜影担体表面还高速移动、接触,使该潜影担体上的潜影显影的显影装置,在该显影装置中,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g,在该显影区域,产生于该显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上。
这里,所述“显影区域”就是,分开形成的刷子状的显影剂在显影剂担体上与潜影担体接触,可以用显影剂中的调色剂使潜影担体上的潜影显影的区域。
另外,所述“法线方向磁通密度的衰减率”就是,通过显影磁极使显影剂担体表面产生的法线方向磁通密度的峰值为X,在从显影剂担体表面在径方向上离开1mm位置的法线方向磁通密度的峰值为Y时,以下式求值。
(1)衰减率%={(X-Y)/X}×100
在本发明的显影装置中,通过采用磁性调色剂,调色剂由磁力吸引到磁性载体上,所以,即使使显影担体的线速度增大时,也难发生调色剂的飞散。而且,在显影区域,产生于该显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,所以,在显影剂担体表面移动方向的显影区域的宽度变窄,即使采用所述磁性调色剂时,也不产生从图像部后端部的潜影担体面向显影剂担体的调色剂漂移。而且,在显影区域散开的刷子状的显影剂的长度短且密度增高,即使采用所述磁性调色剂,刷状的显影剂对显影区域的潜影担体的表面,在显影剂担体的旋转中心方向整体上均匀地接触分离。特别是在显影剂担体的线速度增大的条件下,该效果就大,在1000Oe的磁场中的磁化σt为10~30emu/g,因此可以防止调色剂飞散和调色剂漂移造成的“后端脱墨”发生。
另外,本发明的特征在于,具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体、和磁场发生装置,该磁场发生装置产生使显影剂分散的磁场,该显影剂含有在与潜影担体相对的显影区域,该显影剂担体上的调色剂和磁性粒子;在该显影区域,将载于该显影担体表面的刷子状显影剂,通过和该潜影担体表面的移动方向一致,并且比该潜影担体表面还高速移动、接触,使该潜影担体上的潜影显影的显影装置,在该显影装置中,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g,在该显影区域,产生在该显影担体外周面上的法线方向磁通密度的从该显影剂担体的旋转中心轴观察,在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下。
在本发明的显影装置中,通过采用磁性调色剂,调色剂由磁力吸引到磁性载体上,所以,即使使显影担体的线速度增大时,也难发生调色剂的飞散。而且,所述法线方向磁通密度的OmT变极点间角度为40°以下,因此即使采用所述磁性调色剂时,随着在显影剂担体表面移动方向的显影区域的宽度变窄,在显影区域散开的刷子状的显影剂的长度短且密度增高。特别是在显影剂担体的线速度增大的条件下,该效果就大,在1000Oe的磁场中的磁化σt为10~30emu/g。因此可以防止调色剂飞散和调色剂漂移造成的“后端脱墨”两者的发生。
本发明的特征在于,具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体、和磁场发生装置,该磁场发生装置产生使显影剂分散的磁场,该显影剂含有在与潜影担体相对的显影区域,该显影剂担体上的调色剂和磁性粒子;在该显影区域,将载于该显影担体表面的刷子状显影剂,通过和该潜影担体表面的移动方向一致,并且比该潜影担体表面还高速移动、接触,使该潜影担体上的潜影显影的显影装置,在该显影装置中,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g。在该显影区域,产生在该显影担体外周面上的法线方向磁通密度的从该显影剂担体的旋转中心轴观察,在该显影剂担体表面移动方向的半角度为20°以下。
在本发明的显影装置中,通过采用磁性调色剂,调色剂由磁力吸引到磁性粒子上,所以,即使使显影担体的线速度增大时,也难发生调色剂的飞散。而且,所述法线方向磁通密度的半角度为20°以下,因此即使采用所述磁性调色剂时,随着在显影剂担体表面移动方向的显影区域的宽度变窄,在显影区域散开的刷子状的显影剂的长度短且密度增高。特别是在显影剂担体的线速度增大的条件下,该效果就大,在1000Oe的磁场中的磁化σt为10~30emu/g,因此可以防止调色剂飞散和调色剂漂移造成的“后端脱墨”两者的发生。
而且,在所述发明的显影装置中,具有显影剂限制构件、显影剂收容部、和调色剂收容部;显影剂限制构件限制承载在显影剂担体上、向所述显影区域输送的显影剂的量;显影剂收容部,收容用该显影剂限制构件,向该显影区域输送的进行限制的显影剂;调色剂收容部具有调色剂补给用开口,其在该显影剂收容部,从显影剂输送方向上游,在邻接的位置与该显影剂担体表面相邻;是利用显影剂随着显影剂输送在该显影剂担体上的移动,根据该显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度,将该调色剂收容部内的调色剂加入显影剂。
在本发明的显影装置中,在面对所述调色剂补给用开口的位置,与向显影担体上承载输送的输送显影剂相接的调色剂,掺入显影剂,其从输送显影剂和收容到显影剂收容部的收容显影剂的界面引进。而且如果显影担体上的显影剂的调色剂浓度升高,显影剂的体积就增加,因此,收容在显影剂收容部内的显影剂延伸过来,覆盖调色剂补给用开口,抑制调色剂从调色剂补给用开口的调色剂收容部向显影担体上的显影剂进入。因此即使没有调色剂补给机构及调色剂浓度传感器,也能将显影剂的调色剂浓度控制在一定范围内,所以,能提供小型的便宜的图像型装置。特别是,通过磁性调色剂在1000Oe的磁场中的饱和磁化σt为10~30[emu/g],在调色剂装入时,显影剂能高效地装入调色剂,所以即使调色剂消耗量多的图像反复复印,也能防止图像浓度降低。另外,利用向调色剂自身磁化的显影剂担体方向的磁束缚力,可有效地防止随显影剂担体旋转的调色剂的飞散、和调色剂向表面部分的显影。
本发明的特征在于,具有第二显影剂限制构件,位于与所述调色剂收容部的所述显影剂担体表面相邻的调色剂补给用开口、和所述显影剂收容部之间,限制从该调色剂收容部的调色剂补给用开口向该显影剂收容部承载输送的该显影剂担体上的该显影剂的量;随着该显影剂担体上的该显影剂的增色浓度上升,该显影剂的限制量增加,以设定该第二显影剂限制构件与该显影剂担体表面之间的间隙。
在本发明的显影装置中,如果显影担体上的显影剂的增色浓度升高,显影剂的厚度就增加,增加的显影剂的通过量用第二显影剂限制构件限制。这种限制的显影剂相对于第二显影剂限制构件,从显影剂输送方向上游覆盖邻接的调色剂补给开口,抑制从调色剂收容部向显影剂担体上承载输送的显影剂的调色剂的进入。因此,即使没有调色剂补给机构及调色剂浓度传感器,也能将显影剂的调色剂浓度控制在一定范围内,所以,能提供小型的、便宜的图像型装置。特别是通过磁性调色剂在1000Oe的磁场中的饱和磁化σt为10~30「emu/g],在调色剂装入时,显影剂能高效地装入调色剂,所以即使调色剂消耗量多的图像反复复印,也能防止图像浓度降低。另外,利用向调色剂自身磁化的显影剂担体方向的磁束缚力,可有效地防止随显影剂担体旋转的调色剂的飞散、和调色剂向表面部分的显影。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,磁性调色剂(A)中的磁性体实质是不含有硅或铝的球状磁性体。
在所述(6)的显影装置中,磁性调色剂(A)中的磁性体实质是不含有硅或铝的球状磁性体,因此能减小由于湿度环境的变动造成的调色剂带电量的变化。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,磁性调色剂(A)中的磁性体,在1000Oe的磁场中的磁化σt为30~70emu/g。
磁性调色剂(A)中的磁性体,在1000Oe的磁场中的饱和磁化为30~90emu/g,理想的是30~70emu/g,以此满足所述调色剂的磁特性。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,磁性调色剂(A)中的磁性体的平均粒径为0.2~0.4μm。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,磁性调色剂(A)中的磁性体FeO的含量为10~30%Wt。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,磁性调色剂(A)中的磁性体的比表面积为1~60m2/g。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,所述显影剂担体表面移动速度在550mm/sec以下。
在所述发明的显影装置中,所述显影剂担体表面移动速度在550mm/sec以下,所以在调色剂的磁性体量是质量为10~50%时,可以可靠地防止调色剂飞散。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,施加于所述显影剂担体的显影偏压(VB)和所述潜影担体上的表面部电压(VD)之差的绝对值在400V之下。
在本发明的显影装置中,显影偏压(VB)和表面部电压(VD)之差的绝对值在400V之下,以此确保不发生所述调色剂漂移造成的“后端脱墨”等图质恶化。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,所述显影剂担体表面移动速度相对于所述潜影担体表面移动速度的比率为3.7以下。
在本发明的显影装置中,所述显影剂担体表面移动速度相对于所述潜影担体表面移动速度的比率为3.7以下,以此确保不发生所述调色剂漂移造成的“后端脱墨”等图质恶化。
而且本发明的特征是,在所述发明的显影装置中,施加于所述显影剂担体的显影偏压(VB)含有交流成分。
在所述发明的显影装置中,将含有交流成分的显影偏压(VB)施加于所述显影剂担体,能得到没有闪变感的高清晰度的图像,同时能确保大幅度地降低在表面附着磁性粒子。
本发明的特征是,是图像形成装置,具有潜影担体和在该潜影担体形成潜影的潜影形成装置、和将该潜影担体上的潜影显影而作为调色剂像的显影装置、将该潜影担体上的调色剂像复印到复印部材的复印装置;作为该显影装置采用所述发明的显影装置。
在本发明的图像形成装置中,采用所述的显影装置,因此即使使显影担体的线速度增大时,也能抑制调色剂的飞散,同时将没有“后端脱墨”等图质恶化的图像形成在复印部件上。
而且本发明是一种图像形成装置,具有潜影担体、和在该潜影担体形成潜影的潜影形成装置、和将该潜影担体上的潜影进行显影制成调色剂像的显影装置、和将该潜影担体上的调色剂像复印的中间复印体和将该潜影担体上的调色剂像复印到该中间复印体上的一次复印装置、和将该中间复印体上的调色剂像复印到复印部件的二次复印装置;作为该显影装置,采用所述发明的显影装置。
在本发明的图像形成装置中,即使使显影担体的线速度增大时,也能抑制调色剂的飞散,同时能将没有“后端脱墨”等图质恶化的图像通过中间复印体,形成在复印部件上。
本发明的特征是,将潜影担体、使该潜影担体表面同样带电的带电装置、及至少一个清洗该潜影担体的表面的清洗装置、使该潜影担体上的潜影显影而作为增色图影的显影装置,相对于图像形成装置本体,构成作为可以拆卸的、一体结构构成图像形成工艺单元,作为该显影装置,采用所述发明的显影装置。
在本发明的图像形成工艺单元中,将具有所述显影装置的图像形成工艺单元安装在的图像形成装置主体使用,因此即使使显影担体的线速度增大时,也能抑制调色剂的飞散,同时能形成没有“后端脱墨”等图质恶化的图像。
本发明的第二目的在于,提供一种显影装置、具有该显影装置的图像形成装置、图像形成工艺单元及用于图像形成工艺单元的显影剂,即使采用使用磁性调色剂的二组分显影剂,也能抑制在显影担体线速度大的条件下的调色剂飞散,充分进行调色剂的带电而且还能防止在复印时图像脱落、和清洗不良、后端脱墨等画质差。
为了实现所述目的,根据本发明,其特征在于,提供一种图像形成方法(图像形成装置),
采用显影辊,显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体、和磁场发生装置;该磁场发生装置产生使显影剂分散的磁场,该显影剂含有在与潜影担体相对的显影区域,该显影剂担体上的调色剂和磁性粒子;在该显影区域,将载于该显影担体表面的刷子状显影剂,通过和该潜影担体表面的移动方向一致,并且比该潜影担体表面还高速移动、接触,使该潜影担体上的潜影显影的显影工序(显影装置),在该图像形成方法(图像形成装置)中,在该显影区域,产生在该显影担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,作为该显影剂,至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理的无机微粒子,该硅油的游离率为10%~70%,调色剂的磁化采用二组分显影剂,即(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化是7~20emu/g的。
这里,所述“显影区域”就是,分开形成的刷子状的显影剂在显影剂担体(显影套筒)上与潜影担体接触,可以用显影剂中的调色剂使潜影担体上的潜影显影的区域。
另外,所述“法线方向磁通密度的衰减率”就是,通过显影磁极(磁场发生装置)不同,使显影剂担体表面上产生的法线方向磁通密度的峰值为X,在从显影剂担体表面在径方向上离开1mm位置的法线方向磁通密度的峰值为Y时,以下式求值
(1式)衰减率%={(X-Y)/X}×100
在本发明的显影方法、装置中,采用磁性调色剂,因此调色剂由磁力吸引到磁性载体上,所以,即使使显影担体的线速度增大时,也不发生调色剂的飞散。
而且,在显影区域,产生于该显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,所以在显影剂担体表面移动方向的显影区域的宽度变窄,即使采用所述磁性调色剂时,也不产生从图像部后端部的潜影担体面向显影剂担体的调色剂漂移。而且,在显影区域散开的刷子状的显影剂的长度短且密度增高,即使采用所述磁性调色剂,刷状的显影剂对显影区域的潜影担体的表面,在显影剂担体的旋转中心方向整体上均匀地接触分离。特别是在显影担体的线速度增大的条件下,该效果就大。
另外,磁性调色剂(A)含有由硅油处理的无机微粒子(外添加剂),该硅油的游离率为10%~70%,理想的是35%~55%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,理想的是15~20emu/g;(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g,理想的是10~15emu/g;因此能防止复印脱落及调色剂的飞散、和调色剂漂移造成的“后端脱墨”的发生。
即,含有硅油的游离率在适当范围的无机微粒子,而且采用将饱和磁通设定在适当范围的磁性调色剂,因此,能得到调色剂不飞散、复印不脱落、表面不污染的高品质图像。特别是小型显影装置这样的显影套筒和感光体直径小,只能将弹性橡胶刮墨刀用在清洗系统,这种情况所述的效果大。
这些效果由下述理由推定。
如果适度地存在能从外添加剂游离的硅油,那么,极微量的硅油经常不断地供给到感光体等,由于其表面能量低,在极短时间内在感光体表面扩散,使感光体的摩擦系数下降,能防止感光体刮磨和磨耗。与感光体的附着力下降,向复印部件的复印率提高,感光体上残留的调色剂减少,清洗的负荷降低,其结果是,抑制了清洗不良,能得到图像清洁、良好的图像。另外,抑制污染物质和逆带电、低带电物质的附着,污染物质包含显影剂、和纸等复印媒体;显影剂是图像表面污染的原因;形成表面不污染的高品位的图像。
而且,游离的硅油能使被以同种硅油处理的外添加剂包围的调色剂之间的附着力提高,却使感光体和中间复印体之间的附着力降低。通常文字部、线条部、和园点的边沿和中央等显影剂附着多的部分利用复印媒体压缩,感光体和中间复印体之间附着性增强,在复印电场不能移动产生复印脱落。但是,本发明者的见解是,如果适度游离的硅油存在,感光体和中间复印体之间附着力下降,即使显影剂可塑性低,由坚硬的复印媒体强烈压缩,复印时也不会产生脱落。
不仅这些,通常,为了防止复印脱落,采用这种方法,即把外添加剂增多,提高调色剂表面的覆盖率,使与感光体之间的附着力下降;可是,在复印时,由于调色剂之间的静电排斥力敏感反应,显影剂飞散,向复印媒体移动的图像模糊,有产生污染的弊端。在本发明中,由于调色剂之间的凝聚力高,具有同时解决复印脱落和图像模糊、污染的问题的卓越的效果。
由于调色剂之间这种凝聚力高,所以,调色剂粒子在复印时能多个粒子形成整体移动,连凹凸厉害的复印媒体和纸纤维间隔宽的复印纸也能均匀复印。
反之,如果游离的硅油过多,会产生这样的问题,即由于调色剂之间凝聚力过大,所以显影时调色剂粒子不能单独移动,就不能展现高清晰的图像,不能实现适当的图像浓度。因此硅油的游离量应在适当的范围。
在本发明规定的硅油的游离率,其意义就是游离的硅离子所占被无机微粒子处理的硅油总量的比例(重量百分比)。因此,即使与无机微粒子每单位重量相当的游离硅油量相等,由于无机微粒子的粒径和表面积不同,游离率也不同。如果游离率少,其效果就不能发挥;另外过多,大量的硅油造成的负面影响就强烈地表现出来,因此与单纯地指定大量的硅油液体成分量相比,无论对怎样的无机微粒子,在可能与其品质对应这一点一直具有普遍性。
在本发明采用的磁性调色剂(A)理想的是,至少含有随硅油一起进行加热处理的无机微粒子,加热处理后的该硅油的游离率为10%~70%,理想的是35%~55%;调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,理想的是15~20emu/g;(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g,理想的是10~15emu/g。
而且磁性调色剂(A)中的无机微粒子理想的是由氧化硅及/或氧化钛构成。
磁性调色剂(A)的粒径分布,(1)重量平均粒径为6.0~10.0μm,比较理想的是6.0~8.01μm的调色剂粒子占40~80%的个数,更理想的是占50~60%的个数;(2)2~5μm的调色剂粒子有20~80%的个数。比较理想的是占40~80%的个数。因此能得到更加高清晰并且高解相度的图像。
另外,重量平均粒径在6μm以上,因此长时间使用的调色剂电荷稳定,不会产生图像浓度降低,特别是难于产生在潮湿环境下的图像浓度降低等问题。另外,重量平均粒径在10μm以下,因此能够提高1200dpi的微小点的解相度,向非图像部的飞散也少,有图像品质优良的倾向。另外,5μm以下的粒子个数占80%以下,因此能够适当地保持作为调色剂的流动性,能光滑地进行调色剂的掺入,能抑制发生由于调色剂浓度不均造成的图像浓度不均。另外5μm以下的粒子个数占20%以上时,能忠实地再现潜影的微细粒子大量存在,所以,特别在高解相度的图像输出时,细线的再现性特别优良。
调色剂粒度的分布,可以各种方法测定,在本发明中采用科尔特计算机进行。即,作为测量装置采用科尔特计算机TA-11型(科尔特公司制造),将个数分布、体积分布输出的接口(日科机制)与PC9801个人计算机(NEC制)连接,电解液采用1级氯化钠,调制1%NaCl水溶液。
作为测定法,在所述10~15mL电解水溶液中,作为分散剂加入界面活性基,最好是加入0.1~5mL烷基苯磺酸盐,还加入测定试样2~20mL,用超声波分散器进行1~3分钟分散处理。在另外烧杯中加入100~200mL电解水溶液,其中加入所述样品分散液,以形成规定的浓度,利用所述的科尔特计算机TA-11型,作为孔径,用100μm孔径检验,将个数作为检验基数,测定2~40μm粒子的粒度分布,计算出2~40μm粒子的体积分布和个数分布,求出由体积分布求出的重量基准的重量平均粒径(D4:将各沟道的中央值作为沟道的代表值)。
而且在本发明中,在所述发明的显影装置中磁性载体,最好至少具有以硅树脂作为主要成分的涂层。因此调色剂的熔接减少,能长时间维持带电。
另外根据本发明,是提供一种图形形成方法(图形形成装置)其特征在于,采用显影辊,显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体、和磁场发生装置;该磁场发生装置产生使显影剂分散的磁场,在位于该潜影担体的内侧,该显影剂含有在与显影担体相对的显影区域,该显影剂担体上的调色剂和磁性粒子;在该显影区域,将载于该显影担体表面的刷子状显影剂,通过和该潜影担体表面的移动方向一致,并且比该潜影担体表面还高速移动、接触,使该潜影担体上的潜影显影的显影工序(显影装置),在图形形成方法(图形形成装置)中,在该显影区域产生在该显影担体外周面上的法线方向磁通密度的从该显影剂担体的旋转中心轴观察,在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下,该显影剂,至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理的无机微粒子,该硅油的游离率为10%~70%,调色剂的磁化采用二组分显影剂,(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g的。
这里所谓“OmT变极点”就是,从显影剂性的中央对显影剂担体表面移动方向离去时,法线方向磁通密度的值,成为OmT的点,即,法线方向磁通密度的方向反转的点。
在本发明的显影方法、装置中,采用磁性调色剂,因此调色剂由磁力吸引到磁性粒子上,所以,即使使显影担体的线速度增大时,也难发生调色剂的飞散。
而且,所述法线方向磁通密度的OmT变极点间角度为40°以下,因此即使采用所述磁性调色剂时,随着在显影剂担体表面移动方向的显影区域的宽度变窄,在显影区域散开的刷子状的显影剂的长度短且密度增高,特别是在显影担体的线速度增大的条件下,该效果就大,而且,磁性调色剂(A)含有与所述同样的无机微粒子,因此可以防止复印脱落及调色剂飞散和调色剂漂移造成的“后端脱墨”发生。
另外根据本发明,是提供一种图形形成方法(图形形成装置)其特征在于,采用显影辊,显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体、和磁场发生装置;该磁场发生装置产生使显影剂分散的磁场,在位于该潜影担体的内侧,该显影剂含有在与显影担体相对的显影区域,该显影剂担体上的调色剂和磁性粒子;在该显影区域,将载于该显影担体表面的刷子状显影剂,通过和该潜影担体表面的移动方向一致,并且比该潜影担体表面还高速移动、接触,使该潜影担体上的潜影显影的显影工序(显影装置),在图形形成方法(图形形成装置)中,在该显影区域产生在该显影担体外周面上的法线方向磁通密度的从该显影剂担体的旋转中心轴观察,在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为20°以下,该显影剂,至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理的无机微粒子,该硅油的游离率为10%~70%,调色剂的磁化采用二组分显影剂,(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g的。
这里所谓“OmT变极点”就是,从显影剂性的中央对显影剂担体表面移动方向离去时,法线方向磁通密度的值,成为OmT的点,即,法线方向磁通密度的方向反转的点。
在本发明的显影方法、装置中,采用磁性调色剂,因此调色剂由磁力吸引到磁性粒子上,所以,即使使显影担体的线速度增大时,也难发生调色剂的飞散。
而且,所述法线方向磁通密度的OmT变极点间角度为20°以下,因此即使采用所述磁性调色剂时,随着在显影剂担体表面移动方向的显影区域的宽度变窄,在显影区域散开的刷子状的显影剂的长度短且密度增高,特别是在显影担体的线速度增大的条件下,该效果就大,而且,磁性调色剂(A)含有与所述同样的无机微粒子,因此可以防止复印脱落及调色剂飞散和调色剂漂移造成的“后端脱墨”发生。
而且根据本发明,在所述发明的图像形成方法(图像形成装置)中,具有显影剂限制构件、显影剂收容部、和调色剂收容部;显影剂限制构件限制承载在显影剂担体上、向所述显影区域输送的显影剂的量;显影剂收容部,收容用该显影剂限制构件,向该显影区域输送的进行限制的显影剂;调色剂收容部具有调色剂补给用开口,其在该显影剂收容部,从显影剂输送方向上游,在邻接的位置与该显影剂担体表面相邻;是利用显影剂随着显影剂输送在该显影剂担体上的移动,根据该显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度,将该调色剂收容部内的调色剂加入显影剂。
在所述发明的图像形成方法、装置中,在邻接所述调色剂补给用开口的位置,与向显影担体上承载输送的输送显影剂相接的调色剂,掺入显影剂,其从输送显影剂和收容到显影剂收容部的收容显影剂的界面引进。而且如果显影担体上的显影剂的调色剂浓度升高,显影剂的体积就增加,因此,收容在显影剂收容部内的显影剂延伸过来,覆盖调色剂补给用开口,抑制调色剂从调色剂补给用开口的调色剂收容部向显影担体上的显影剂进入。因此即使没有调色剂补给机构及调色剂浓度传感器,也能将显影剂的调色剂浓度控制在一定范围内,所以,能提供小型的便宜的图像形成装置。
特别是在显影担体的线速度增大的条件下,该效果就大,而且,作为磁性调色剂(A)含有与所述同样的无机微粒子,所以在调色剂装入时,显影剂能高效地装入调色剂,所以即使调色剂消耗量多的图像反复复印,也能防止图像浓度降低。另外,利用向调色剂自身磁化的显影剂担体方向的磁束缚力,可有效地防止随显影剂担体旋转的调色剂的飞散、和向表面部分的显影。
在本发明的图像形成方法、装置中,理想的是,具有第二显影剂限制构件,位于与所述调色剂收容部的所述显影剂担体表面相邻的调色剂补给用开口和所述显影剂收容部之间,限制从该调色剂收容部的调色剂补给用开口向该显影剂收容部承载输送的该显影剂担体上的该显影剂的量;随着该显影剂担体上的该显影剂的增色浓度上升,该显影剂的限制量增加,以设定该第二显影剂限制构件与该显影剂担体表面之间的间隙。
在该图像形成方法、装置中,如果显影担体上的显影剂的调色剂浓度升高,显影剂的厚度就增加,增加的显影剂的通过量用第二显影剂限制构件限制。这种限制的显影剂相对于第二显影剂限制构件,从显影剂输送方向上游覆盖邻接的调色剂补给开口,抑制从调色剂收容部向显影剂担体上承载输送的显影剂的调色剂的进入。因此,即使没有调色剂补给机构及调色剂浓度传感器,也能将显影剂的调色剂浓度控制在一定范围内,所以,能提供小型的、便宜的图像型装置。特别是在显影剂担体的线速大的条件下效果大。
本发明在所述发明的图像形成方法、装置中,所述显影剂担体表面移动速度最好在550mm/sec以下。使显影剂担体表面移动速度在550mm/sec以下,所以在调色剂的磁性体的量为10~50%重量时,可以可靠地防止调色剂飞散。
而且本发明在所述发明的图像形成方法、装置中,施加于所述显影剂担体的图像偏压(VB)和所述潜影担体上的表面部电压(VD)之差的绝对值在400V之下。最好是100~300V。使图像偏压(VB)和表面部电压(VD)之差的绝对值在400V之下,因此确保不发生所述调色剂漂移造成的“后端脱墨”等劣质图像。
本发明在所述发明的图像形成方法、装置中,所述显影剂担体表面移动速度相对于所述潜影担体表面移动速度的比率为3.7以下。理想的是在1.2~2.5范围内。显影剂担体表面移动速度相对于所述潜影担体表面移动速度的比率为3.7以下,因此确保不发生所述调色剂漂移造成的“后端脱墨”等图质恶化。
本发明在所述发明的图像形成方法、装置中,理想的是,施加于所述显影剂担体的图像偏压(VB)含有交流成分。由于将含有交流成分的图像偏压(VB)施加于所述显影剂担体,能得到没有闪变感的高清晰度的图像,同时能确保大幅度地降低在表面附着磁性粒子。
本发明是图像形成装置,具有潜影担体、在潜影担体上形成潜影的潜影形成装置、和将该潜影担体上的潜影显影而制为调色剂像的显影装置、将该潜影担体上的调色剂像复印到复印部材的复印装置;作为该显影装置,还包含采用所述发明的显影装置的设备。
采用该图像形成装置,因此即使使显影担体的线速度增大时,也能抑制调色剂的飞散,同时能将没有“后端脱墨”等图质劣化的图像形成在复印部材。
而且本发明是一种图像形成装置,具有潜影担体、和在该潜影担体上形成潜影的潜影形成装置、将该潜影担体上的潜影进行显影而制为调色剂像的显影装置、复印该潜影担体上的调色剂像的中间复印体、将该潜影担体上的调色剂像复印到中间复印体上的一次复印装置、将该中间复印体上的调色剂像复印到复印部件的二次复印装置;作为该图像形成装置,含有采用所述发明的显影装置的设备。
在该图像形成装置中,因此即使使显影担体的线速度增大时,也能抑制调色剂的飞散,同时将没有“后端脱墨”等图质恶化的图像通过中间复印体,形成在复印部件上。
而且根据本发明,提供一种图像形成工艺单元,其特征是将潜影担体、使该潜影担体表面同样带电的带电装置、及至少一个清洗该潜影担体表面的清洗装置、使该潜影担体上的潜影显影而制为增色图影的显影装置,相对于图像形成装置本体,构成作为可以拆卸的、一体结构物,作为该显影装置,采用所述发明的显影装置。
在本发明的图像形成工艺单元中,将具有所述显影装置的图像形成工艺单元安装在的图像形成装置主体上使用,因此即使使显影剂担体的线速度增大时,也能抑制调色剂的飞散,同时能形成没有“后端脱墨”等图质劣化的图像。
本发明的第三目的在于,提供一种调色剂、含有调色剂的显影剂、及采用显影剂的图像形成装置;使调色剂充分带电,以提供没有复印的倍率误差、中间脱墨的图像、复印偏移,及没有因清洗不良造成的图像污染的、良好的图像。
另外,能提供一种能得到细线、中间色调的再现性优良的图像的调色剂、含有调色剂的显影剂、及采用显影剂的图像形成装置。另外提供一种环境稳定性、长时间使用时长时稳定的优秀的调色剂、含有调色剂的显影剂、及采用显影剂的图像形成装置。而且提供一种不需要调色剂补给装置及调色剂浓度传感器的小型而且便宜的图像形成装置及用于图像形成装置的调色剂、显影剂。
作为复印构件的复印辊,通常由金属制的轴和其周围的导电发泡聚氨酯等弹性体构成。图像担体与复印辊之同的密合度对复印性能有影响,所以复印辊的外径公差被严格管理,该复印辊一般来说以以下方法制作,将比目标直径大的弹性体粘合在所述金属轴上,之后用砂轮磨削,至到外径的规格值。在这样制作的复印辊的表面,如图26所示,由磨削工序,产生微小凹凸状的磨削孔102,磨削孔102与所述表面垂直的方向相对,具有向规定角度倾斜的规定的方向的方向性。
从防止在复印中的中间脱落的特点来看,该凹凸状的磨削孔102的方向,以形成与复印纸103相反的反方向(以下称为正方向)的状态旋转,复印纸103向作为记录材料的例如图中箭头B方向行进;在箭头D方向,表面移动的复印辊101的周速,与表面在箭头C方向,移动作为像担体的、例如感光体1的周速相比,速度快。但是,如果移动速度存在差别,就会招致图像精度不良,平行度、倍率误差恶化,有时产生忠实性欠缺的图像。这是因为,由于感光体1上的调色剂的面积比率,感光体和纸之间的滑动量发生变化、和随着感光体和纸之间的滑动量变大,容易受到复印上游、下游辊的影响,微小的偏差就会增幅。
本发明者能同时解决以下问题,即所述的在显影剂担体的线速度大的条件下的调色剂飞散和在复印时的图像脱落、和清洗不良、后端脱墨等画质劣化的问题,所述复印辊和图像担体表面的移动速度差引起的问题。
即根据本发明,提供一种用于图像形成装置的图像形成用调色剂,其特征在于,该图像形成装置,具有潜影担体、和在潜影担体上形成潜影的潜影形成装置、将该潜影担体形成潜影的潜影显影而制为调色剂像的显影装置、将该潜影担体上的调色剂像复印到复印部件的复印装置;在该复印装置中,具有利用包含磨削工序的制作方法得到的复印构件,使该复印构件的表面作循环移动,为在该复印构件之间不产生表面移动速度差使表面移动,而且使该复印部材与承载图像的像担体对向,该图像担体与复印部材之间形成夹紧部,使复印部件通过该夹紧部,从上述图像担体向复印部件复印图像,该调色剂至少是由粘结树脂和磁性体构成的磁性调色剂,并且含有由硅油处理的无机微粒子,该硅油的游离率为10%~70%,并且调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g的。
根据本发明,提供一种所述图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂至少含有随硅油进行加热处理的无机微粒子,加热处理后的该硅油的游离率为10%~70%。
根据本发明,提供一种所述任一记载的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂中的无机微粒子由氧化硅及/或氧化钛组成。
根据本发明,提供一种所述任一记载的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂的粒径分布,(1)重量平均粒径为6.0~10.0μm,(2)5μm以下的调色剂粒子有20~80%的个数。
根据本发明,提供一种所述任一记载的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂的粒径分布,(1)重量平均粒径为6.0~8.0μm,(2)5μm以下的调色剂粒子有40~80%的个数。
根据本发明,提供一种二组分图像形成用显影剂,其特征在于,含有所述任一记载的图像形成用调色剂和由磁性体构成的磁性载体。
根据本发明,提供一种二组分图像形成用显影剂,其特征在于,所述磁性载体具有着色层,着色层至少以硅树脂为主要成分。
根据本发明,提供一种图像形成装置,其特征在于,具有潜影担体、和在该潜影担体上形成潜影的潜影形成装置;是一种图像形成装置,具有显影装置、和复印装置;显影装置将该潜影担体上的潜影进行显影,制为调色剂像;复印装置将该潜影担体上的调色剂像复印到复印部件上;该显影装置内部具有磁场发生装置,具有显影剂担体、第一限制构件、显影剂收容部、调色剂收容部;显影剂担体传送由磁性调色剂和磁性载体组成的二组分显影剂;磁性调色剂至少由粘结树脂和磁性体组成,磁性载体至少由磁性载体组成;第一限制构件用来限制在所述显影剂担体承载、传送的所述显影剂的量;显影剂收容部收容由显影剂限制构件扒落的所述显影剂;调色剂收容部与所述显影剂收容部相邻,将调色剂供给到所述显影剂担体;利用所述显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度的变化,使该显影剂与所述调色剂的接触状态发生变化,进而使所述显影剂担体上显影剂的调色剂采纳状态变化;所述显影剂收容部具有第二限制构件,第二限制构件配置在与第一限制构件相比所述显影剂担体上显影剂的传送方向上游侧;第二限制构件就是,所述显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度上升,在该显影剂层厚增加时,应限制该显影剂增加部分的通过,设定与所述显影剂担体之间的间隙,而且该复印装置具有由包括磨削工序的制造方法得到的复印构件,使复印构件的表面作循环运动,为在该复印构件之间不产生表面移动速度差地使表面移动,而且使复印部件与载有图像的图像担体对向,在该图像担体和复印构件之间形成夹紧部,使复印部件通过该夹紧部,从所述图像担体将图像复印到复印部件上;而且采用的显影剂就是所述任一记载的二组分图像形成用显影剂。
一般地说,为了在复印辊的像担体与夹紧部之间的该复印辊的表面移动速度,比图像担体的表面移动速度大,而利用将驱动力从图像担体传送到复印辊的传送装置,即使对于复印时文字的中间脱落,也已经观察到改善;但如果有表面移动速度差,图像精度、平行度、倍率误差变差,就不能得到良好的图像。因此为在复印构件之间不产生表面移动速度差地移动表面,而在复印构件与载有图像的图像担体对向,在该图像担体和复印构件之间形成夹紧部,使复印部件通过夹紧部,从所述图像担体将图像复印到复印部件,用此复印方法使图像精度、平行度、倍率误差变好,得到正确的图像。由于具有凸凹状,所以凸部不打滑,能够传送复印部件。另一方面,由于对于复印时文字脱落(中间脱落图像),含有硅油游离率在适当范围的无机微粒子,并且采用将饱和磁化控制在适当范围的磁性调色剂,所以可以改善,另外,可以同时得到没有调色剂飞散和表面污染的高品质的图像。特别象小型的显影装置这类显影管和感光体是小径,只能将弹性橡胶刮墨刀用在清洗系统这样的情况,所述的效果大。
这些效果有以下所述的理由推定
如果适度地存在能从外添加剂游离的硅油,那么,极微量的硅油经常不断地供给到感光体等,由于其表面能量低,在极短时间内在感光体表面扩散,使感光体的摩擦系数下降,能防止感光体刮磨和磨耗。与感光体的附着力下降,向复印部件的复印率提高,感光体上残留的调色剂减少,清洗的负荷降低,其结果是,抑制了清洗不良,能得到图像清洁、良好的图像。另外,抑制污染物质和逆带电、低带电物质的附着,污染物质包含显影剂、和纸等复印媒体;显影剂是图像表面污染的原因;形成表面不污染的高品位的图像。
而且,游离的硅油能使被以同种硅油处理的外添加剂包围的调色剂之间的附着力提高,却使感光体和中间复印体之间的附着力降低。通常文字部、线条部、和园点的边沿和中央等显影剂附着多的部分利用复印媒体压缩,感光体和中间复印体之间附着性增强,在复印电场不能移动产生复印脱落。但是,本发明者的见解是,如果适度游离的硅油存在,感光体和中间复印体之间附着力下降,即使显影剂可塑性低,由坚硬的复印媒体强烈压缩,复印时也不会产生脱落。
不仅这些,通常,为了防止复印脱落,采用这种方法,即把外添加剂增多,提高调色剂表面的覆盖率,便与感光体之间的附着力下降;可是,在复印时,由于调色剂之间的静电排斥力敏感反应,显影剂飞散,向复印媒体移动的图像模糊,有产生污染的弊端。在本发明中,由于调色剂之间的凝聚力高,具有同时解决复印脱落和图像模糊、污染的问题的卓越的效果。
由于调色剂之间这种凝聚力高,所以,调色剂粒子在复印时,能多个粒子形成整体移动,连凹凸厉害的复印媒体和纸纤维间隔宽的复印纸也能均匀复印。
反之,如果游离的硅油过多,会产生这样的问题,即由于调色剂之间凝聚力过大,所以显影时调色剂粒子不能单独移动,就不能展现高清晰的图像,不能实现适当的图像浓度。因此硅油的游离量应在适当的范围。
在本发明规定的硅油的游离率,其意义就是游离的硅离子所占被无机微粒子处理的硅油总量的比例(重量百分比)。因此,即使与无机微粒子每单位重量相当的游离硅油量相等,由于无机微粒子的粒径和表面积不同,游离率不同。如果游离率少,其效果就不能发挥;另外过多,大量的硅油造成的负面影响就强烈地表现出来,因此与单纯地指定大量的硅油液体成分量相比,无论对怎样的无机微粒子,在可能与其品质对应这一点一直具有普遍性。
在本发明的图像形成用调色剂,其特征是,含有用硅油处理的无机微粒子,该硅油的游离率为10%~70%;调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g;(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g。
在本发明的调色剂,最好含有随硅油一起进行加热处理的无机微粒子。
而且本发明的调色剂,以硅油处理的无机微粒子,最好是氧化硅及/或氧化钛。
本发明的调色剂,其调色剂的粒径分布,(1)重量平均粒径为6.0~10.0μm,比较理想的是,6.0~8.0μm;(2)5μm以下的调色剂粒子有20~80%的个数。比较理想的是占40~80%的个数。因此能得到更加高清晰并且高解相度的图像。
重量平均粒径在6μm以上,因此长时间使用的调色剂电荷稳定,不会产生图像浓度降低,特别是难于产生在潮湿环境下的图像浓度降低等问题。另外,重量平均粒径在10μm以下,因此能够提高1200dpi的微小点的解相度,向非图像部的飞散也少,有图像品质优良的倾向。另外,5μm以下的粒子个数占80%以下,因此能够适当地保持作为调色剂的流动性,能光滑地进行调色剂的掺入,能抑制发生由于调色剂浓度不均造成的图像浓度不均。另外5μm以下的粒子个数占20%以上时,能忠实地再现潜影的微细粒子大量存在,所以,特别在高解相度的图像输出时,细线的再现性特别优良。
调色剂粒度的分布,可以各种方法测定,在本发明中采用科尔特计算机进行。即,作为测量装置采用科尔特计算机TA-11型(科尔特公司制造),将个数分布、体积分布输出的接口(日科机制)与PC9801个人计算机(NEC制)连接,电解液采用1级氯化钠,调制1%NaCl水溶液。
作为测定法,在所述10~15mL电解水溶液中,作为分散剂加入界面活性基,最好是加入0.1~5mL烷基苯磺酸盐,还加入测定试样2~20mL,用超声波分散器进行1~3分钟分散处理。在另外烧杯中加入100~200mL电解水溶液,其中加入所述样品分散液,以形成规定的浓度,利用所述的科尔特计算机TA-11型,作为孔径,用100μm孔径检验,将个数作为检验基数,测定2~40μm粒子的粒度分布,计算出2~40μm粒子的体积分布和个数分布,求出由体积分布求出的重量基准的重量平均粒径(D4:将各沟道的中央值作为沟道的代表值)。
另外,是显影装置具有本发明的调色剂、内部具有磁场发生装置,具有显影剂担体、第一计量部件、显影剂收容部、和调色剂收容部;显影剂担体将含有调色剂、载体的二组分显影剂承载、搬运;第一限制构件,限制承载传送在显影剂担体上的显影剂的量;显影剂收容部,收容用第一限制构件,扒落的所述显影剂;调色剂收容部与所述显影剂收容部邻接,将调色剂供给到所述显影剂担体;利用所述显影剂担体上的显影剂浓度的变化,使该显影剂与所述调色剂的接触状态发生变化,进而使所述显影剂担体上显影剂的调色剂采纳状态变化;所述显影剂收容部具有与第一限制构件相比,配置在所述显影剂担体上显影剂的传送方向上游侧的第二限制构件;第二限制构件是所述显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度上升,在该显影剂层厚增加时,应限制该显影剂增加部分的通过,在用于设定与所述显影剂担体之间间隙的图像形成装置时,所述磁性调色剂在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g,所以在加入调色剂时显影剂能有效地加入调色剂即使调色剂消耗量多的图像反复复印,也能防止图像浓度降低。另外,利用向调色剂自身磁化而生成的向显影剂担体方向的磁束缚力,可有效地防止随显影剂担体旋转的调色剂的飞散、和调色剂向表面部分的显影。另外,能有效地防止显影剂脱离显影套筒而附着在感光体上。而且使构成寄与显影上的显影剂的载体粒子直径变小,因此能使调色剂的保有率升高,即使在高速复印机也能实现充分的画像浓度及细线再现性。
附图说明
图1是本发明实施例的显影装置的概略结构图;
图2是具有同一显影装置的印字机的概略结构图;
图3(a)及图3(b)是在同一显影装置的自身调色剂控制机构的说明图;
图4是作用在磁刷前端部调色剂上的力的说明图;
图5(a)是在显影区域的显影套筒轴向的磁刷分布的说明图;
图5(b)是以本实施例的印字机输出的全图像的说明图;
图6(a)~图6(c)是降低后端脱墨机理的说明图;
图7(a)是由显影磁极引起的法线方向磁通密度Bn的OmT变极点间角度幅值θ1的说明图;
图7(b)是由显影磁极引起的法线方向磁通密度Bn的、在显影套筒表面移动方向的半角度幅值θ2的说明图;
图8是表示在实施例11-1的法线方向磁通密度衰减率与后端脱墨幅度之间的关系的图;
图9是表示在实施例11-1的法线方向磁通密度衰减率与线条幅度纵横比之间的关系的图;
图10是表示在实施例11-2的法线方向磁通密度OmT点间角度幅值θ1与后端脱墨幅度之间的关系的图;
图11是表示在实施例11-2的法线方向磁通密度OmT点间角度幅值θ1与线条宽度纵横比之间的关系的图;
图12是表示在实施例11-3的法线方向磁通密度半角度幅值θ2与后端脱墨幅度之间的关系的图;
图13是表示在实施例11-3的法线方向磁通密度半角度幅值θ2与线条幅度纵横比之间的关系的图;
图14是表示在实施例11-4的显影套筒线速度与调色剂飞散量之间的关系的图;
图15是表示在实施例11-5的表面电位与后端脱墨幅度之间的关系的图;
图16是表示在实施例11-5的表面电位与线条幅度纵横比之间的关系的图;
图17是表示相对于在实施例11-6的感光体磁鼓线速度的显影套筒线速度之比与后端脱墨幅度之间的关系的图;
图18是表示相对于在实施例11-6的感光体磁鼓线速度的显影套筒线速度之比与线条幅度纵横比之间的关系的图;
图19是工艺盒图概略结构图;
图20是在以二组分显像方式进行中和显影的显影装置中的显影部的说明图;
图21(a)~图21(c)是产生后端脱墨的机理说明图;
图22(a)是在目前例的显影装置的显影区域的显影套筒轴方向的磁刷分布的说明图;
图22(b)是在同一显影区域的显影套筒表面移动方向的磁刷分布的说明图;
图23(a)是在目前例的显影装置的显影区域的显影套筒轴方向的磁刷分布的说明图;
图23(b)是产生后端脱墨的全图像的说明图;
图24是在磁刷前端部的磁性调色剂分布的说明图;
图25是表示在实施例1-4及比较例1-4中的显影套筒线速度与调色剂飞散量之间的关系的图;
图26是感光体与复印辊之间的对向部的说明图;
图27是具有成像部、复印部、清洗部的图像形成装置的概略构成图;
图28是本发明的一例图像形成装置的显影装置部分的概略图;
图29是说明本发明的一例在图像形成装置的显影剂的动态的部分侧剖面图;
图30是说明本发明的一例在图像形成装置的显影剂的动态的部分侧剖面图;
图31是说明本发明的一例在图像形成装置的显影剂的动态的部分侧剖面图。
具体实施方式
以下就适用于作为电子照相式图像形成装置的激光印刷机(以下称为印刷机)的显影装置的实施例,说明本发明。
首先,用图2说明本发明的第一目的,及用在与第二目的对应的实施例的印刷机的概略。作为潜影担体的感光体磁鼓1向图中箭头A方向旋转,并且通过与感光体磁鼓1接触其表面带电的带电辊50同样带电之后,利用光写入单元51根据图像信息扫描曝光,在表面形成静电潜影。在本实施例中,利用所述带电辊50及光写入单元51构成潜影形成装置,但利用其他种类的带电装置和曝光装置也可以。在感光体磁鼓1上形成的静电潜影,利用后述的显影装置2显影,在感光体磁鼓1上形成调色剂像。在感光体磁鼓1上形成的调色剂像利用具有作为复印装置的复印辊53的复印单元,从给纸盒54经给纸辊55、保护辊对56,复印到被输送的作为复印部件的用纸52上。复印结束后的用纸52利用定影单元57定影调色剂像,排向机外。另外,没有复印的感光体磁鼓1上的残留调色剂,利用清洗单元58从感光体磁鼓1上清除。感光体磁鼓1上的残留电荷用除电刷59除去。
其次,说明与本实施例的显影装置的整体结构。
图1是显影装置2的整体概略结构图。该显影装置2配置在感光体磁鼓1的侧方,将含有磁性调色剂3a及磁性粒子(以下称为磁性载体)3b的二组分显影剂(以下称为显影剂)3作为承载在表面的显影剂担体,具有非磁性的显影套筒4。该显影套筒4安装成从形成在箱子2a的感光体磁鼓1侧的开口部露出一部分,利用没有图示的驱动装置,在与感光体磁鼓1对向的显影区域D,可以使显影剂按下方1图中箭头B方向移动的方向旋转驱动。另外,在显影套筒4的内部,配置由作为磁场发生装置的固定磁铁群构成的磁辊5。
另外,本显影装置具有,刮刀6、显影剂收容箱7、作为调色剂收容部的调色剂漏斗8;刮刀6作为显影剂限制构件,限制在显影套筒4向承载的显影区域D传送的显影剂的量;显影剂收容箱7设置着显影剂收容部S,收容在刮刀6、在显影剂输送方向上游侧、显影套筒4表面和刮刀6之间的显影剂3。调色剂漏斗8,与在显影套筒4的显影剂输送方向的显影剂收容部S的上游侧邻接,具有与显影套筒表面相对的调色剂补给用开口(以下称为调色剂补给口)8a。在调色剂漏斗8的内部设置着作为调色剂搅拌构件的搅拌器9,其一边以图中箭头C表示的顺时针方向旋转,一边将磁性调色剂3a向调色剂补给口8a搅拌,一边送出。
接近显影剂收容箱7的显影套筒4的前端部(遮檐部)用于作为板7a,作为第二限制构件,从调色剂漏斗8补给磁性调色剂,限制将要向显影剂收容部S内行进的显影剂的量。另外以所述显影剂收容箱7在形成的显影剂收容部S收容显影剂,在与感光体磁鼓1相对的显影区域不供给,而以刮刀阻止行进。
在磁辊5的表面,在沿该辊的旋转中心方向延伸的磁极,在向直径方向外侧,设置多个磁铁,形成多个。具体地说,在与显影区域D相对的位置形成使显影剂分开、用于进行显影的显影磁极P1(N极),该显影磁极引起的法线方向磁通分布密度的半角值宽度变窄,所以与该显影磁极P1相对,分别从显影套筒旋转方向的上游和下游,在邻接的位置具有与显影磁极相反极性的辅助磁极P1a(S极)、P1b(S极)。另外,在所述显影剂收容部S,从与板7a相对的位置到所述显影区域之间具有磁极P4(N极),以达到磁场的磁力。而且,在上述磁辊5的表面同一般显影装置一样,具有用于将显影剂一边连续承载在显影套筒4,一边输送的输送磁极P2(N极)、P3(S极)。
在图1中的显影套筒4周围用虚线表示的曲线是表示,由各磁极形成,在显影套筒4的轴方向中央部的显影套筒表面上的法线方向磁通密度分布。
磁辊5形成6极的磁极,从所述辅助磁极P1b到辅助磁极P1a之间使磁极再增加,也可以以8极和10极作为构成的磁辊。
另外,磁辊5的显影磁极P1在与旋转中心轴垂直的横断面的面积(以下称为横断面积)利用小磁铁构成。如果该横断面变小,一般地磁力减弱,但如果显影套筒表面的磁力过小,保持载体的力就不充分,所以有时产生磁性载体向感光体磁鼓1附着。因此该显影磁极P1用的磁铁利用磁力强的稀土类金属合金磁铁制作。
在稀土类金属合金磁铁之中代表性的铁钕硼合金磁铁中,最大能量积为358KJ/m3,在铁钕硼合金邦德磁铁中,最大能量积在80KJ/m3左右。因此,与目前通常采用的最大能量积在36KJ/m3左右、20KJ/m3左右的铁氧体磁铁、铁氧体邦德磁铁相比,可以确保强的磁力,所以,即使采用横断面小的磁铁,也能确保显影套筒表面的磁力。为了确保磁力,另外的还可以采用钐钴合金磁铁。
另外,在本实施例的显影装置中,显影时在显影套筒4,利用作为显影偏置电压施加装置的显影偏置电压电源10,作为显影偏置电压VB,施加直流电压与交流电压重叠振动的偏置电压。表面部电压(背景部电压)VD及图像部电压VL分别置于所述振动偏置电压VB的最大值和最小值之间。利用施加该振动偏置电压,在显影区域D形成方向交互变化的电场。在该交互电场中,显影剂的调色剂3a和磁性载体3b激烈振动,磁性调色剂3a克服向显影套筒4及磁性载体3b的静电约束力及磁约束力,在感光体磁鼓1的表面选择性地附着在形成的静电潜影上。
由所述振动偏置电压构成的显影偏置电压VB的最大值与最小值之差(峰值间电压)最好为0.5~5KV,而且最理想是1.0~3.0KV,频率最好为1~10KHz,而且最理想是2~5KHz。作为振动偏置电压的波形,可以使用矩形波、正弦波、三角波等。振动偏置电压的直流电压成分就是表面部电压VD和图像部电压VL之间的值,但与图像部电压VL相比,接近表面部电压VD的值的一方,最好防止覆盖的调色剂向表面部电位区域附着。
另外,所述振动偏置电压的波形是矩形波时,空载比在50%以下,最好在10~40%。这里所谓的“空载比”就是在振动偏置电压的一循环中调色剂将面对感光体磁鼓1的时间的比例。利用该空载比的设定可以使调色剂将面向感光体磁鼓1的峰值和显影偏置电压的时间平均值之差变大,所以,调色剂的运动更加活化,调色剂可靠地附着在静电潜影的电位分布上,提高显影能力,能提高闪变感和解像力。另外能使调色剂3a和具有反极性电荷的磁性载体3b面向感光体磁鼓1的峰值和显影偏置电压的时间平均值之差变小,所以,能使磁性载体3a的运动沉稳化。因此防止图像后端部的调色剂的搅乱,后端脱墨、细线再现性、孤立点的再现性变好。而且还有磁性载体在静电潜影的表面部的附着概率大幅降低的效果。
其次,根据图1说明所述结构的显影装置的显影动作。显影套筒4上的显影剂3随着该显影套筒4的箭头B方向的旋转传送,利用刮刀6限制而薄层化。被薄层化的显影剂3输送到与向箭头A方向旋转的感光体磁鼓1相对的显影区域D。在该显影区域D,磁性调色剂供给到形成在感光体磁鼓1上的静电潜影,静电潜影进行可视化处理。通过显影区域D的显影套筒4上的显影剂随显影套筒4的旋转又被传送,到达与调色剂补给口8相对的位置。在该调色剂补给口8a,调色剂漏斗8内的磁性载体3a以搅拌器送出、滞留,以与显影套筒4上的显影剂接触。在调色剂补给口8a,采用新的磁性载体3a以后,返回显影剂收容部S。而且含有新的磁性载体3a的显影剂3在由刮刀6形成的限制部增加内压。在该内压增加的显影剂中,利用与磁性载体的摩擦带电使调色剂带电。另一方面不向所述显影区域供给,以刮刀6进行阻止的显影剂3的一部分在显影剂收容部S内循环移动。
其次,采用图3(a)及图3(b),说明在本显影装置的显影动作时自身调色剂浓度的控制。另外,图3(a)及图3(b)中的双点画线表示,表示相互不同动态的显影剂之间的界面。
首先,在显影装置作为早期剂,设置具有规定的调色剂浓度及重量的显影剂,如果使显影套筒旋转驱动,显影剂3被分为传送显影剂3-1及收容显影剂3-2两部分。传送显影剂3-1就是在显影套筒4的表面以磁力承载,为带回到该表面而传送的显影剂。收容显影剂3-2就是收容到显影剂收容部S,随所述传送显影剂3-1的移动在显影剂收容部S内循环移动的显影剂。
在显影剂收容部S内,产生如图3所示的4种显影剂流F1、F2。第一种显影剂流F1就是为通过显影套筒4和剥离辊11之间而流过的传送显影剂3-1的流。第二种显影剂流F2就是以刮刀6使显影剂沿刮刀6的背面上升,在刮刀6与剥离辊11之间的空间产生的收容显影剂3C的循环流。
以在所述显影剂收容部S内产生所述显影剂流F1、F2的状态,如果磁性调色剂3a设置在调色剂漏斗8,从调色剂补给口8a,磁性调色剂3a供给到承载与显影套筒4的传送显影剂3-1。供给了磁性调色剂的显影套筒4上的显影剂,随磁性调色剂一起传送到显影剂收容部S。而且,在传送途中,供给向传送显影剂3-1的磁性调色剂向显影套筒4的轴中心方向进入若干。供给了磁性调色剂的传送显影剂3-1通过由板7a形成的限制位置后,其一部分在收容显影剂3-2之间混合。利用该显影剂的混合,两显影剂之间互相替换,进行在显影剂内的调色剂分散搅拌造成的均匀化、磁性调色剂和磁性载体的摩擦带电造成的调色剂带电等。
接着,如果由于所述磁性调色剂的补给,显影剂3中的调色剂浓度逐渐上升,传送显影剂3-1的体积增大,因此在从调色剂补给口8a对向的位置到刮刀6形成的限制位置区间,显影套筒4上的传送显影剂3-1的层厚变厚。以此同时,显影套筒4上的传送显影剂3-1的磁性载体的比率降低,因此对传送显影剂3-1的磁力减弱,因此,传送显影剂3-1的移动速度降低,在所述区间的显影套筒4上的传送显影剂3-1的层厚变得越来越厚。该层厚变厚的传送显影剂3-1,强烈受到从所述刮刀6阻止传送方向的力(制动力),传送显影剂3-1的移动速度变得越来越低。
而且,在与调色剂补给口8a对向的位置,层厚变厚的传送显影剂3-1的上层部,用所述板7a扒落,如图3所示,在所述板7a的显影剂传送方向上流滞留。以下将该滞留的显影剂称为“滞留显影剂”3-3。该滞留显影剂3-3随与其接触的传送显影剂3-1的移动进行循环运动。送入调色剂补给口8a的磁性调色剂3a在传送显影剂3-1露出的部分被吸引,同时从传送显影剂3-1和滞留显影剂3-3的合流点P引入,引到显影剂中。
而且如果显影剂3的调色剂浓度上升,如图3(b)所示,在调色剂补给口8a滞留的滞留显影剂3-3的量增加,在滞留显影剂3-3,与磁性调色剂接触的传送显影剂3-1的露出面阻塞,两显影剂的合流点P也移动到调色剂补给口8a的显影剂输送方向上游端。以此同时,所述调色剂补给口8a的滞留显影剂3-3自身循环移动速度也降低。在这一时刻,磁性调色剂向显影剂的采用大致结束,调色剂浓度不能再上升。
采纳所述磁性调色剂,通过板7a和显影套筒4之间间隙的传送显影剂3-1的一部分(上层部),与收容显影剂3-2搅拌混合,其一部分再次承载到显影套筒4。通过显影套筒4和刮刀之间间隙的传送显影剂3-1,输送到与感光体磁鼓1对向的显影区域D。而且在显影区域D,磁性调色剂供给到感光体磁鼓1上形成的静电潜影,用于静电潜影的显影。
利用感光体磁鼓1的静电潜影的显影,如果显影套筒4上的磁性调色剂被消耗,该部分的调色剂浓度就减少,利用显影套筒4作用到显影剂的传送力就增加,同时,该部分的显影剂的体积就减少。而且,所述由板7a的前端部限制的传送显影剂3-1的层厚降低,滞留在调色剂补给口8a附近的滞留显影剂3-3的量减少,滞留显影剂3-3的循环移动速度也上升。而且在调色剂补给口8a,利用显影套筒4输送的传送显影剂3-1和来自调色剂漏斗8内的磁性调色剂3a接触,再度采用磁性调色剂,如上所述显影剂3的调色剂浓度增加。
如上所述,根据显影套筒4上的调色剂浓度的变化,由显影套筒4上的传送显影剂3-1的所述板7a引起的限制状态变化,所述磁性调色剂被消耗的部分的显影剂的调色剂浓度,自身控制在规定的范围内。因此显影套筒4上的传送显影剂3-1的调色剂浓度经常保持在大致一定范围内。所以,调色剂浓度传感器和调色剂补给部材等复杂的调色剂浓度控制机构就不要了。
另外,将显影套筒4上的传送显影剂3-1的一部分剥离,也可以将与显影剂收容部S内的收容显影剂3-2混合用的剥离构件,在显影剂收容部S内与显影套筒4上的表面对向设置。将该剥离构件设置时,能促进传送显影剂3-1和收容显影剂3-2替换,所以,能防止显影剂3中的磁性载体带电能力降低引起的显影剂3过早劣化。另外,利用传送显影剂3-1和收容显影剂3-2的混合,显影剂的调色剂分散搅拌,在与显影剂输送方向正交的图象宽度方向,调色剂浓度均匀化,所以能进行没有图形浓度斑驳的良好的显影。
其次,说明用于与本发明的第三目的对应的实施例的、作为图象形成装置的激光印刷机。
图27是具有本发明的成象部、复印部及清洗部的图象形成装置的结构图。该图象形成装置具有,与作为担体的感光体磁鼓201的表面接触旋转的带电旋转体带电辊202和与感光体磁鼓201摩擦,清扫感光体磁鼓201的表面的清洗单元206。而且具有复印辊205,在传送复印纸T时,同时将感光体磁鼓201的显影图象复印到复印纸T。
感光体磁鼓201是具有OPC等光导电层的图象担体,在成象动作时,按图中顺时针方向旋转。带电辊202成象时施加高压电,在感光体磁鼓201的表面同样给予电荷而带电。由来自光写入单元的激光消除感光体磁鼓201上的负电荷,形成静电潜影。204是显影器,在其内部收容着调色剂,由显影套筒204的旋转,将调色剂附着在感光体磁鼓201上的图象担体表面,使在此形成的静电潜影可视化。而且,在感光体磁鼓201上形成的图象,利用感光体磁鼓201的旋转,传送到复印辊205和感光体磁鼓201的夹紧部。然后,由给纸轮,输送到保护辊202,待机的复印纸T与感光体磁鼓201的图象适时配合,用保护辊205送出。复印辊205,在T的前端进入夹紧部时同时施加复印偏置,在复印辊205上给予感光体上调色剂和反极性的电荷,调色剂像复印到复印纸T。另外为了使复印纸T与感光体磁鼓201分离,所以在除电针205A上施加偏置电压或接地。如果没复印到复印纸T,残留在感光体磁鼓201的调色剂等用206A的清洗板剥离,之后送到清洗单元206的废调色剂回收部。最后,感光体磁鼓201利用没有图示的QL(除电灯)全部曝光,消除磁鼓上残留的电荷,准备下次印刷。另外,由复印辊205复印了调色剂像的复印纸T由除电针205A除去电荷,由定影辊进行热定影,以排纸轮排到机外。
复印辊205通过压缩弹簧、导电性轴承安装在从主体下结构体突出的爪部,可以向感光体方向动作。复印辊205利用感光体磁鼓201没有图示的驱动齿轮驱动,传送复印纸T。在本发明中,例如感光体磁鼓201的线速度设为120mm/s,复印纸T的线速度的目标就是与感光体同速度。这是为了提高图象精度。但是,用于复印辊表面摩擦系数、上游、下游的传送辊的直径的影响,未必是同速度,实际以±0.4%左右的线速度差传送。
复印辊205将弹性体层设置在金属制的轴部上,将该弹性体层磨削,形成规定的直径(例如直径为16mm)。作为该复印辊205弹性体层的材质,可以采用导电性的发泡聚氨酯。硬度最好为28°~33°(AsKer-C),与感光体磁鼓201例如具有0.2~0.5mm的咬入量接触。而且例如向感光体的施加力前后都设为10N~18N,电阻为105~107Ω,弹性体粒径50μm~200μm。
另外,在所述复印辊205表面,如前所述,由磨削产生与表面垂直的方向相对,有规定倾斜角度的规定方向的方向性的微小凹凸状的研磨孔102。复印辊205以顺孔方向的研磨孔传送纸,如在特开2000-66535那样,以求防止倍率误差、复印错位。
其次,说明本发明的实施例采用的显影剂。
用于本发明的磁性调色剂,在1000Oe的磁场中的磁化为10~30emu/g,理想的为15~20emu/g。在10emu/g以上,调色剂的磁偏置效果就大,具有不发生调色剂飞散和表面污染的优点,另外,30emu/g以下,调色剂的磁偏置效果不过大,具有图象浓度不降低的优点。
另外,用于本发明的其他例的磁性调色剂,该磁性调色剂至少含有由硅油处理的无机微粒子,该硅油的游离率为10%~70%,磁性调色剂在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,理想的是为15~20emu/g,在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g,理想的是10~17emu/g;之所以在5K奥斯特磁场中的磁化为10emu/g及在1K奥斯特磁场中的磁化为7emu/g以上,是因为调色剂的磁偏置效果大,难发生调色剂飞散和表面污染;另外,之所以在5K奥斯特磁场中的磁化为25emu/g及在1K奥斯特磁场中的磁化为20emu/g以下,是因为调色剂的磁偏置效果不过大,图象浓度不降低。由于满足1K奥斯特和5K奥斯特两方面的磁化(滞后曲线上升性高),所以,显象机内的条件(磁化和线速等)即使变化,也能得到稳定的显影能力。
所述调色剂能以目前公知的方法制造。具体地说,例如,把利用粘结树脂、磁性体、根据需要任意的脱模剂、电荷控制剂、着色剂和添加剂构成的混合物,以热磨机熔融混炼,之后冷却固化,将其粉碎分级,根据需要将无机微粉体等外添加剂混合得到。
作为该粘结树脂,公知的都能使用。例如,苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚乙烯苯甲之类的苯乙烯及其置换体的单重合体,苯乙烯-p-氯苯乙烯共重合体、苯乙烯-乙烯基甲苯共重合体、苯乙烯-乙烯基萘共重合体、苯乙烯-丙烯酸脂共重合体、苯乙烯-异丁烯酸脂共重合体、苯乙烯-α-氨基萘磺酸甲基共重合体、苯乙烯-丙烯腈苯乙烯共重合体、苯乙烯-乙烯基甲基醚共重合体、苯乙烯-乙烯基乙基醚共重合体、苯乙烯-乙烯基甲苯、苯乙烯-乙烯基甲苯甲酮共重合体、苯乙烯-丁二烯共重合体、苯乙烯-异戊二烯共重合体、苯乙烯-丙烯腈-异戊二烯共重合体、苯乙烯-丙烯腈-茚共重合体之类的苯乙烯系列共重合体,聚氯乙烯、甲酚树脂、天然改性甲酚树脂、天然树脂该性马里绀、丙烯树脂、甲基丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯脂、硅树脂、注型树脂、聚氨脂、聚酰氨、呋喃树脂、环氧树脂、二甲苯树脂、丁醛树脂、松香、变性松香、萜烯树脂、香豆-茚树脂、脂肪族或脂肪族碳氢化合物、芳香族石油树脂、氯化石蜡、石蜡等,能作为单独的或混合使用。
特别是在加热加压固定方式中,作为粘结树脂,由于使用注型树脂,所以,耐氯载液融溶性优良,能得到对热轮耐透印的优良的调色剂。
在采用加压定影方式中,例如有聚丙烯、环烷烃、聚氨脂弹性体、乙烯-乙基丙烯酸共重合体、乙烯-醋酸乙烯树脂共重合体、离子健聚合物树脂、苯乙烯-丁二烯共重合体、苯乙烯-异戊二烯共重合体、线状饱和酯、石蜡等。
在本发明中,为了提高了带电稳定性、显影性、流动性、耐久性,所以最好采用添加剂。作为这些添加剂,例如有,氧化铈、氧化锆、氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锑、氧化锡等金属氧化物,和碳化硅、氮化硅等微粉末流动性提高剂,和例如氟系列树脂微粒子、硅系列树脂微粒子、烯丙基系列树脂微粒子等树脂微粒子。和硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸镁等金属碱系列光滑剂等清洗助剂。其中,特别是作为流动性改善剂,氧化硅、氧化钛最好;作为清洗剂,硬脂酸锌最好。
在本发明使用的流动性增强剂根据需要优选用硅清漆、各种改性硅清漆、硅油、各种改性硅油、硅烷偶联剂、具有官能团的硅烷偶联剂、其他的有机硅化合物等处理剂、或者各种处理剂合用处理。
本发明中使用所述无机微粒子的实施形态中作为无机微粒子例如有:二氧化硅、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、钛酸镁、钛酸钙、钛酸锶、氧化铁、氧化铜、氧化锌、氧化锡、石英砂、粘土、云母、硅灰石、硅藻土、氧化铬、氧化铈、铁红、三氧化锑、氧化镁、氧化锆、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、碳化硅、氮化硅等。本发明考虑在具有好的增强流动性效果的同时具有好的带电稳定性,优选氧化硅或氧化钛、添加量相对调色剂为0.1至5重量%,优选使用0.3至5重量%。
在本发明中,作为采用的最好的物质是日本气溶胶公司生产的,MOX80(一次平均粒径约30nm)、MOX50(一次平均粒径约40nm)及TT600(一次平均粒径约40nm);出光兴产社生产的,IT-PB(一次平均粒径约40nm)、及IT-PC(一次平均粒径约60nm);富士钛工业社生产的,TAF110A(平均粒径约40~50nm)、及TA510(一次平均粒径约40~50nm)等都能很好地使用。这些无机微粒子作为调色剂使用时,无论单独用,还是两种以上混合使用都可以。
本发明使用的硅油可以使用二甲基硅油、甲基苯基硅油、氯代苯基硅油、甲基加氢二烯硅油、烷基改性硅油、氟改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、氨基改性硅油、环氧改性硅油、环氧·聚醚改性硅油、酚改性硅油、羧基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酸、甲基丙烯酸改性硅油、α甲基苯乙烯改性硅油等。
预先用烘箱数百℃,使充分脱水干燥的无机微粒子和硅油均匀地接触,附着在无机微粒子表面。在附着时,将无机微粒子粉体和硅油利用旋转叶片等的混合机,粉体状充分地直接混合,利用能够稀释硅油的沸点比较低的溶剂溶解硅油,将无机微粒子粉体浸泡在液体中,利用将溶剂除去干燥的方法制作。在硅油的粘度高时,最好在液体中处理。
之后,将硅油附着的无机粉体以从100℃到数百℃在烘箱中实施热处理,使采用无机粉体表面的水酸基,金属和硅油之间形成硅烷氧结,而且能使硅油自身更高分子化而交联。在硅油中预先含有酸和碱、金属盐、辛酸锡、二丁基锡()等触媒,促进反应也可以。另外无机微粒子在硅油处理以前也可以预先进行由硅烷耦合剂等疏水剂进行的处理。预先疏水化处理的无机粉体的一方,硅油的吸附量变多。利用该热处理,大致规定游离硅油量,但在本发明的没有游离的硅油不一定与无机微粒子表面化学结合,在微粒子表面的细孔等处包含物理吸附的物质。比较详细地说就是进行接触,从无机微粒子简单脱离的成分,由后述的测定法定义。
硅油游离率的测定,可以由以下的定量法测定。
1.游离硅油的抽出
将试样在三氯甲烷中浸泡、搅拌、放置。在利用离心分离除去澄液后的固体成分中加入新的三氯甲烷,搅拌放置。重复该操作,去除游离硅油。
2.碳量的定量
碳量的定量,利用CHN元素分析装置(CHN编码-MT-5型(~制))
3硅油游离率的测定
硅油游离率由下式求出。
(2)硅油游离率=(C0-C1)/C0×100%
CO:抽出操作前的试样中碳量
C1:抽出操作后的试样中碳量
在本发明中,也可以与本发明的流动化剂一起将不实施表面处理的公知的无机微粒子及/或、利用硅油以外的疏水化处理剂进行表面处理的公知的无机微粒子,合为一种以上使用。作为疏水化处理剂,可以列举出例如有,有机硅烷耦合剂、甲硅甲烷剂、具有氟化烷基的有机硅烷耦合剂、有机钛酸酯系列耦合剂铝系列的耦合剂等作为理想的表面处理剂。
并周的无机微粒子,用比由硅油处理的无机微粒子平均粒子直径小的。由于这种小的无机微粒子,调色剂表面的覆盖率上升,能将适当的流动性给予显影剂,能确保对于在显影时的潜影的忠实再现性和显影量。另外能防止显影剂保存时调色剂的凝聚、固化、
用于本发明的流动性给予剂,对于调色剂,最好使用重量比为0.1~2%。在重量比不足0.1%时,缺乏改善调色剂凝聚的效果,在重量比超过2%时,细线间的调色剂飞散,具有容易产生机内污染、感光体损伤和磨损的倾向。在本发明的要点在于,即使添加量少,也能确保规定的流动性,即使在长时间、多张数的复印、打印时,也能维持高解像度的画质,该效果就是,5μm以下调色剂的量变多,根据多量添加流动性给予剂的情况,就可以明确效果。
另外,在本发明的显影剂中,在不造成实质性的恶劣影响的范围内,还可以添加其他的添加剂、例如聚四氟乙烯粉末、硬脂酸锌粉末、聚偏氟乙烯粉末类润滑剂粉末;或氧化铈粉末、碳化硅粉末、钛酸锶粉末等研磨剂;或者炭黑粉末、氧化锌粉末、氧化锡粉末等导电性赋与剂;另外,也可以少量使用反极性的白色微粒子、以及黑色微粒子作为显影剂增强剂。
本发明的磁性调色剂中使用的磁性物可以使用四氧化三铁、赤铁矿、铁酸盐等磁性氧化铁,铁、钴、镍类磁性金属;氧化铁或磁性金属和钴、锡、钛、铜、铅、锌、镁、锰、铝、硅类金属的复合金属氧化物合金或混合物。另外,这些表面上也可以用硅烷偶联剂为粘接剂包覆炭黑等着色剂。
有机硅烷耦合剂的量,相对于磁性氧化铁粒子,使用重量百分比为0.3~3.0%,理想的是用在0.3~1.5%,在不足0.3%时,着色剂对氧化铁粒子的附着不牢固,所以制造调色剂时在磁性体的分散工序磁性体表面的着色剂脱落,产生模糊等问题。另外,如果超过3%的重量百分比,氧化铁粒子表面的着色剂覆盖层变的不均匀,向调色剂中的分散性变差,极端的情况是,产生复合氧化铁粒子自身造粒的问题。
而且,着色剂的量,相对于磁性氧化铁粒子,重量百分比为3~2%,理想的是用在5~15%,在不足5%时,会产生这一问题,即磁性体自身的着色度变差,因此,输出的图象浓度降低。另外,如果超过20%的重量百分比,磁性体的流动性降低,调色剂制造时磁性体的分散性变差,而且,容易产生来自磁性体的碳黑的脱离,形成底面模糊等异常图象。
磁性氧化铁粒子粉末的粒子表面用硅烷偶联剂进行包覆,必须一边将硅烷偶联剂溶液喷雾到磁性氧化铁粒子上,一边混合搅拌。作为粘接剂中使用的硅烷偶联剂,例如有:六甲基二硅氨烷、三甲基硅烷、三甲基氯硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、烯丙基二甲基氯硅烷、烯丙基苯基二氯硅烷、苄基甲基氯硅烷、溴代甲基二甲基氯硅烷、α-氯乙基三氯硅烷、β-氯乙基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷、三有机硅烷硫醇、三甲基甲硅烷基硫醇、三有机甲硅烷基丙烯酸酯、乙烯二甲基乙酰氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,3-二苯基四甲基二硅氧烷。
作为在本发明采用的磁性体,特别是作为磁性氧化铁最好是四氧化三铁,以公知的制造方法制造。例如,将硫酸铁水溶液以碱性水溶液中和,得到氢氧化铁。之后将PH值调整到10以上的氢氧化铁悬浮液,以含有氧的气体氧化,得到四氧化三铁。之后,将淤浆水洗、过滤、干燥、粉碎,得到四氧化三铁粒子。
作为这些强磁性体的最好形态,实际上是不含硅的球状磁性体,每个平均粒子径为0.2~0.4μm理想的是0.2~0.3μm。作为磁性调色剂中含有的量,对于调色剂理想的是5~80wt%,特别理想的是,对于调色剂最好为10~30wt%。
作为磁性体的粒子形状,有8面体、6面体、球形、针状、鳞片状,球形的各向异性少,是理想的。
另外,用于本发明的磁性调色剂的磁性体,FeO的含量理想的是5~50wt%,较理想的是10~30wt%,更理想的是10~25wt%,最理想的是15~25wt%,比表面积理想的是1~60m2/g,较理想的是3~20m2/g。
磁化的测定采用REM-1型磁化测定装置(东英工业社制),将测定试样放入内径6mm、高2mm的容器中,使施加磁场慢慢变化,一直到最大10000奥斯特。然后使施加磁场减少,最终得到记录在纸上的磁滞曲线。因此可以求出饱和磁化、残留磁化、保磁力。
在调色剂,最好采用将电荷控制剂内添到调色剂粒子、或外添到调色剂粒子。通过电荷控制剂形成根据显影系统的最佳的电荷量控制,特别是在本发明中,采用了电荷控制剂,所以在用于所述的不控制调色剂浓度的显影方法时有效。
作为用于调色剂的电荷极性控制剂,用目前公知的便可。
作为正极性控制剂,由苯胺黑和脂肪酸金属盐等得到的改性物;三丁基苄基氨-1-羟基-4-萘磺酸盐、四丁基氨四氟硼酸盐等四级胺盐;二丁基氧化锡、二辛基氧化锡、二环己基氧化锡等二有机氧化锡;二丁基硼酸锡、二辛基硼酸锡、二环己基硼酸锡等二有机硼酸锡可以单独使用也可以2种以上混合使用。其中,优选使用苯胺黑系化合物、有机四级胺盐类极性控制剂。
作为负极性控制剂,例如有机金属化合物、螯合物有效。作为其中的例子,乙酰丙酮酸铝、乙酰丙酮酸铁(II)、3,5-叔-丁基水杨酸铬等,特别是乙酰丙酮金属配合物、单偶氮金属配合物、萘甲酸或水杨酸系金属配合物或盐是优选的,更优选水杨酸系金属配合物、单偶氮金属配合物或水杨酸系金属盐。
所述的电荷控制剂优选使用微粒子状,具体地优选3μm以下、优选0.1~2.5μm的平均粒径。
用于调色剂使用的电荷控制剂的使用量,粘结树脂的种类、根据需要,由包括使用的添加剂的有无、分散方法的调色剂制造方法决定,所以不能一味地限制,但理想的是,对于粘结剂100重量部,在0.1~20重量部的范围,理想的是,在0.2~10重量部内使用。在不足0.1重量部时,调色剂的带电量不足,不实用。如果超过20的重量部时,调色剂的带电量过大与载体的静电吸引力增大,所以招致显影剂的流动性降低,和图象浓度降低。
本发明的磁性调色剂中也可以根据需要添加颜料和染料等着色剂。颜料可以使用炭黑、苯胺黑、炉黑、灯黑等。蓝绿色着色剂,例如可以使用酞菁蓝、亚甲蓝、维多利亚蓝、甲基紫、苯胺蓝、群青蓝等。作为洋红着色剂,可以使用若丹明6G沉淀色料、二甲基喹吖啶、色淀红、孟加拉玫瑰红(ロ-ズベンガル)、若丹明B、茜素沉淀色料等。作为黄色着色剂,可以使用铬黄、联苯胺黄、汉撒黄、萘酚黄、钼橙黄、喹啉黄、酒石黄等。
这些使用量对于树脂100重量部,添加剂的量是0.1~20重量部理想的是2~10重量部。
作为染料,例如有偶氮基系列染料、蒽醌系列染料、氧杂蒽系列染料、次甲基系列染料等,对于树脂100重量部,添加剂的量是0.05~10重量部,理想的是0.1~3重量部。
本发明的调色剂中也可以含有提高固定时脱模性的脱模剂。脱模剂可以使用公知的物质,优选相对100重量%的粘接剂树脂添加0.1~10重量%的低分子量聚乙烯、低分子量聚丙烯、微晶蜡、费歇尔-特罗普歇蜡、巴西棕榈蜡、萨索尔蜡、烷烃蜡等及其衍生物到磁性调色剂中。
作为与本发明调色剂制作方法的一例,首先,将作为所述的粘结树脂、着色剂的颜料或染料,利用如~混合机将电荷控制剂、光滑剂、其他的添加剂充分混合之后,采用舱口式的2根辊、封闭式混炼器和连续式双轴挤出机,例如神户制钢所社制的KTK型2轴挤出机、东芝机械社制的TEM型2轴挤出机、KCK社制的2轴挤出机、池贝铁工社制的PCM型2轴挤出机、栗工铁工社所制的KEX型2轴挤出机,和连续式的一辊混炼机例如布茨社制的可尼达等热混炼机,将结构材料良好混炼,冷却之后,采用锤式粉碎机进行粗粉碎。另外是彩色调色剂时,一般是,以提高颜料的分散性为目的,将粘结树脂的一部分和颜料预先融溶混炼,将得到的高浓度物作为着色剂使用。而且,将这些粗粉碎物采用喷射气流的细粉碎机和机械式粉碎机单独或并用粉碎。然后将得到的细粉碎粒子,由采用回旋气流式的分级机和采用附壁效应的分级机分级为规定的粒度。为了得到具有本发明的粒径分布的调色剂,在这当中,最适合采用利用附壁效应的分级机。而且,用如~的混合机与流动性给予剂充分混合,通过250目以上的筛,除去粗大粒子、凝结粒子。
在本发明中,作为构成显影剂的载体,把在1000Oe的磁场中的饱和磁化定为30~120emu/g,理想的是40~100emu/g,因此向显影区域的显影剂的显影套筒磁束缚力变大,所以有效地防止了向感光体上的载体的显影。能得到良好的图象。
在本发明中,作为构成显影剂的载体,重量平均粒子直径为20~100μm,理想的是20~80μm,因此,能提高在显影区域的显影剂层的调色剂浓度,所以即使是在高速机的条件下也能得到图像浓度高的良好的图象。
在本发明中,作为构成显影剂的载体的核体粒子,用公知的便可,可以列举出,例如铁、钴、镍等强磁性金属;四氧化三铁、三氧化二铁、铁氧体等合金和化合物;所述强磁体粒子与树脂的复合体等。
用在本发明的这些载体,理想的是,以延长耐久性为目的,把表面用树脂覆盖。
作为形成包覆层的树脂,例如有:聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等聚烯烃系树脂;聚苯乙烯、丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯基咔唑、聚乙烯醚、聚吡咯烷酮(ポリビリトン)等聚乙烯以及聚偏乙烯系树脂;氯乙烯基-醋酸乙烯共聚物;有机硅氧烷键组成的硅树脂及其改性物(例如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯等的改性物);聚四氟乙烯、聚氟化乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯三氟乙烯等氟树脂;聚酰胺;聚酯;聚氨酯;聚碳酸酯;尿素-甲醛树脂等氨基树脂;环氧树脂等。其中,为了防止调色剂耗尽,优选使用至少以硅树脂为主成分的涂层组成的树脂或其制品。
硅树脂也可以是公知的任何一种硅树脂,例如下式(1)所示的只有有机硅氧烷键组成的线性硅氧烷以及醇酸、聚酯、环氧、氨基甲酸酯等制成的硅树脂。
(化学式1)
上式R1为氢原子、1~4个碳原子的烷基或苯基、上式R2及R3为氢、1~4个碳原子的烷氧基或苯基、苯氧基、2~4个碳原子的(链)烯基、2~4个碳原子的(链)烯氧基、羟基、羧基、环氧乙烷基、缩水甘油基或下式(2)所示的基团。(化学式2)
上式R4、R5为羟基、羧基、1~4个碳原子的烷基、1~4个碳原子的烷氧基、2~4个碳原子的(链)烯基、2~4个碳原子的(链)烯氧基、苯基、k、l、m、n、o、p为1以上的整数。
所述各取代基除未取代的之外,也可以有例如:氨基、羟基、羧基、巯基、烷基、苯基、环氧乙烷基、缩水甘油基、卤原子类取代基。
用在本发明的载体,为了控制其体积固有电阻,也可在覆盖层中分散导电性给予材料。被分散的导电性给予材料用目前公知的材料也可以,例如可以列举出铁、金、铜等金属,铁氧体、四氧化三铁、等氧化铁,碳黑等颜料。
即使在这当中,作为碳黑的一种,也可以特别采用炉黑、和乙炔黑的混合物,因此,能以添加少量的导电性微粉末,高效地调整导电性还能得到覆盖层耐磨性优良的载体。这些导电性微粉末粒径最好是0.01~10μm左右,对于覆盖树脂100的重量部,最好添加2~30的重量部,而以5~20的重量部为最理想。
另外,在载体覆盖层中,以提高与核体粒子的粘结性、以提高导电性给予剂的分散性为目的,也可添加硅烷耦合剂、钛耦合剂等。
作为用在本发明的硅烷耦合剂,是以下式(3)表示的化合物。
(化学式3) YRSIX3 (3)
(前式中X为键合在硅原子上的水解基团,例如氯基、烷氧基、乙酰氧基、烷基氨基、丙氧烯基、Y为和有机基体反应的有机官能团,例如乙烯基、甲基丙烯基、环氧基、缩水甘油氧基、氨基、巯基等。R为1~20的烷基或亚烷基)。
即使在所述硅烷耦合剂之中,特别是要得到具有带负电特性的显影剂,最好就要在Y具有戊基的氨基硅烷耦合剂,要得到具有带正电性的显影剂,最好就要在Y具有环氧基的环氧硅烷耦合剂。
作为覆盖层的形成法,与以前的一样,最好在载体核体粒子的表面,以喷雾法、浸泡法等装置涂敷覆盖层形成液。覆盖层的厚度为0.1~20μm,最好是0.2~51μm。
其次,就本发明的显影方法、装置详细地加以说明。
图4是表示在感光体磁鼓1和磁性调色剂3a和磁性载体3b之间产生的力。磁性调色剂3a,在与感光体磁鼓1之间电场产生的力Fe、和与磁性载体3b之间的静电力Fs、和与显影套筒4牵引的磁力Fb,分别向箭头方向起作用。所述的调色剂漂移产生的力,可以考虑作为静电力Fs的增加分量(α),在调色剂漂移产生的状态中,Fs变为Fs+α,容易拉回到磁性载体3b。另外,非磁性的调色剂的情况,没有磁力Fb,因此,磁性调色剂与非磁性的调色剂相比,由于存在磁力Fb,所以,如所述的,全部图象和中间色调图象的后端部、细线、孤立点的再现性变的不利。
因此,在本实施例中,由显影磁极P1,产生于显影套筒外侧的法线方向磁通密度的峰值的衰减率为50%以上,所以,使在显影区域D的显影套筒表面移动方向的宽度(显影密合度)变窄,能使由调色剂漂移产生的Fs的增加分量α为0(零)或者很小。而且,使在显影区域D的磁刷密度升高,同时,如图5(a)所示,能在显影套筒的旋转中心方向整体上使显影剂均匀分开,在感光体磁鼓1的表面接触分离。因此如图5(b)所示,能形成不后端脱墨的全部图象,能改善采用磁性调色剂时的画质。另外,图5(b)中的线E就是图象部的后端。
图6(a)~(c)就是,用于说明将在本实施例的感光体磁鼓1和显影套筒4的显影区域附近放大的、所述画质改善机理的说明图,表示与左侧的感光体磁鼓1相对,靠近右侧磁刷MB前端的磁刷的动作,如图6(a)所示,在本实施例中,由于磁刷与感光体磁鼓1的摩擦时间短从磁刷前端向显影套筒表面,调色剂3a移动的调色剂漂移降低。由于该调色剂漂移降低,如图6(b)所示,就是在与图象后端部对向的位置A也存在调色剂,磁刷前端的磁性载体表面不能露出。因此如图6(c)所示,由于磁刷前端的磁性载体表面不能露出,所以在感光体磁鼓1上的图象部,调色剂不能一次再附着在磁刷前端的磁性载体上,所以,能降低后端脱墨、横线细、孤立点的形状偏差等的图象质量劣化。
另外,虽然规定了所述法线方向磁通密度的衰减率,但是,由于规定了由显影磁极P1在显影套筒4产生的法线方向磁通密度Bn的OmT变极点间角度幅值θ1(参照图7(a))和由显影磁极P1在显影套筒4产生的法线方向磁通密度Bn的在显影套筒移动方向的半角度幅值θ2(参照图7(b)),所以,能使上述调色剂漂移降低,也可以形成防止后端脱墨等图象质量劣化的结构。具体地说,使OmT变极点间角度幅值θ1在40°以下,或者半角度幅值θ2在20°以下。
其次,就本发明的其他例的显影方法、装置加以详细说明。
图28是本发明的图象形成装置例的显影装置部分的概略图。
配置在作为潜影担体的感光体磁鼓1侧方的显影装置13,由支撑壳体14、作为显影剂担体的显影套筒15、显影剂收容部16、作为显影剂限制构件的第一刮刀17等为主构成。
在感光体磁鼓1侧具有开口的支撑壳体14,在内部形成作为收容调色剂1 8的调色剂收容部的调色剂漏斗19。在靠近调色剂漏斗19的感光体磁鼓1侧,显影剂收容构件16与支撑壳体14设置为一体;显影剂收容构件16形成收容由调色剂18、和作为磁性粒子的载体构成的显影剂22的显影剂收容部16a。另外,在位于显影剂收容构件16下方的支撑壳体14,形成具有对向面14b的突出部14a,由显影剂收容构件16的下部和对向面14b之间的空间,形成用于供给调色剂18的调色剂供给开口部20。
在调色剂漏斗19内部,由没有图示的驱动装置,配置作为转动的调色剂供给装置的调色剂搅拌装置21。调色剂搅拌装置21将调色剂漏斗19内的调色剂18,一边向调色剂供给开口部20搅拌,一边送出。另外,在与调色剂漏斗19的感光体磁鼓1对向侧,设置着调色剂结束检测装置14c,对调色剂漏斗19的调色剂18的量少时进行检测。
在感光体磁鼓1和调色剂漏斗19之间的空间,设置着显影套筒15。以没有图示的驱动装置按图的箭头方向旋转驱动的显影套筒15,在其内部具有与显影装置13相对位置不变地配置的、作为磁场发生装置的、没有图示的磁铁。
在与安装在显影剂收容构件16的支撑壳体14的一侧对向的一侧,第一刮刀17安装为一体。第一刮刀17在其前端与显影套筒15的外周面之间以保持一定的间隙的状态配设。
在位于显影剂收容构件16的调色剂供给开口部20近旁位置的部位,配设作为限制构件的第二刮刀23。第二刮刀23其自由端与显影套筒15的外周面相对,应保持一定的间隙,在显影套筒15的表面形成的防碍显影剂22的层流方向,即把自由端朝向显影套筒15的中心方向地将基端与显影剂收容部16安装为一体。
显影剂收容部16a以显影套筒15的磁力涉及的范围,构成使显影剂22循环移动时具有充足的空间。
另外对向面14b从调色剂漏斗19侧朝向显影套筒15侧,如向下倾斜那样、按规定的长度形成。因此,在发生振动和设置在显影套筒15内部的、没有图示的磁铁的磁力分布不均,和显影剂22中一部分调色剂浓度上升时,即使显影剂收容部16a内的载体从第二刮刀23和显影套筒15的周面之间落下,落下的载体用对向面14b接收,向显影套筒15侧移动,以磁力磁附在显影套筒15上,再次供给到显影剂收容部16a内。因此,能防止显影剂收容部16a内的载体量减少,在图象形成时,能防止产生在影套筒15轴方向的图象浓度不均。作为对向面14b的倾斜角度α为5°左右,另外作为规定的长度1,理想的为2~20mm,更理想的是3~10mm的程度。
由所述的结构从调色剂漏斗19内,由调色剂搅拌装置21送出的调色剂18,通过调色剂供给开口部20供给到承载在显影套筒15的显影剂22,运向显影剂收容部16a。而且,显影剂收容部16a内的显影剂22承载在显影套筒15上,传送到与感光体磁鼓1的外周面对向的位置,只是调色剂18与形成在感光体磁鼓1的静电潜影进行静电结合,因此,在感光体磁鼓1上形成调色剂像。
在此,说明在所述调色剂成象时的显影剂22的动态。如果在显影装置13设置只有磁性载体22a构成的启动剂,如图29所示,磁性载体22a分为磁附在显影套筒15表面、和收容在显影剂收容部16a内。收容在显影剂收容部16a内的磁性载体22a,随着显影套筒15的向箭头a方向的旋转,由来自显影套筒15内的磁力,向箭头b方向例如以1mm/s以上的速度循环移动。而且,在显影套筒15的表面磁附的磁性载体22a的表面、和在显影剂收容部16a内移动的磁性载体22a的表面的界面部形成界面X。
其次,如果在调色剂漏斗19设置调色剂18,那么从调色剂供给开口部20,向承载在显影套筒15的磁性载体22a,供给调色剂18。因此,显影套筒15承载作为调色剂18和磁性载体22a的混合物的显影剂22。
在显影剂收容部16a内,利用收容的显影剂22的存在,由显影套筒15对传送的显影剂22,使要其停止传送的力启动。而且如果承载于显影套筒15的显影剂22的表面存在的调色剂18传送到界面X,那么在界面X附近的显影剂22间的摩擦力降低,界面X附近的显影剂22传送力降低,这样在界面X附近的显影剂22传送量减少。
另一方面,从合流点Y,对显影套筒15的旋转方向上游侧的显影剂22,不作用由如所述的显影剂收容部16a内那样的显影套筒15对传送的显影剂22,使其传送停止的力,所以向合流点Y传送的显影剂22、和传送界面X的显影剂22的传送量的平衡被打破,显影剂22产生突球状态,如图30所示,合流点Y的位置上升,含有界面X的显影剂22的层厚增加。另外,通过第一刮刀17的显影剂22的层厚也慢慢增加,该增加的显影剂22利用第二刮刀23刮落。
而且,如果通过第一刮刀17的显影剂22达到规定的调色剂浓度,如图3 1所示,被第二刮刀23刮落、形成层状的增加部分的显影剂22将调色剂供给开口部20阻塞,在这种状态下,调色剂18的采纳结束。这时,在显影剂收容部16a内,调色剂浓度升高,因此,显影剂22的体积增大,因此显影剂收容部16a内的空间变窄,显影剂22向图中箭头b方向循环移动的移动速度也降低。
在将该调色剂供给开口部20阻塞而形成的显影剂22的层中,被第二刮刀23刮落的显影剂22如图3 1箭头c所示,例如以速度为1mm/s以上的移动速度移动,被对向面14b承受,但是对向面14b向显影套筒15以角度α向下倾斜,而且,具有规定长度1,所以能防止由于显影剂22的层移动造成的显影剂22向调色剂漏斗19的掉落。使显影剂22的量经常保持一定,所以可以定时、定量地自身控制调色剂的供给。
实施例1
以下,利用调色剂的制造例、载体的制造例、及实施例具体地说明本发明,但本发明不只限定于这些实施例。
调色剂制造例1-1
聚氨脂树脂 100重量部
碳黑 5重量部
含铬偶氮染料 3重量部
四氧化三铁微粒 70重量部
(平均粒径:0.2μm、FeO含量:20wt%、比表面积:8.0m2/g、磁化:61emu/g)
将所述处方的混合物以~混合后,由设定在140℃的混炼挤出机混炼后,固化冷却,将其以截断搅拌机粗粉碎后,使用机械式粉碎机微粉碎,将得到的微粉碎物使用利用了附壁效应的多分割分级机用喷射式磨机粉碎、分级,得到平均粒径为7.0μm的母粒。对该母粒100重量部,加入被疏水化处理的胶质氧化硅:0.6重量部、被疏水化处理的氧化钛:0.3重量部,以~混炼,得到调色剂粒子a。该调色剂在1000Oe的磁场中的饱和磁化为24emu/g。
调色剂制造例1…2~13
调色剂制造与所述制造例1-1一样,得到由表1表示的特性的调色剂粒子b~m。
表1
调色剂名称 | 调色剂磁化(emu/g) | 磁性体添加量(重量部) | σm×M | 磁性体 | ||||
磁化(emu/g) | 平均粒径(μm) | FeO量(wt%) | 比表面积(m2/g) | |||||
制造例1-1 | a | 24 | 70 | 2399 | 61 | 0.2 | 20 | 8.0 |
制造例1-2 | b | 30 | 70 | 2989 | 76 | 0.23 | 22 | 7.1 |
制造例1-3 | c | 18 | 70 | 1770 | 45 | 0.26 | 19 | 9.4 |
制造例1-4 | d | 11 | 70 | 1140 | 29 | 0.33 | 15 | 3.9 |
制造例1-5 | e | 26 | 70 | 2635 | 67 | 0.4 | 21 | 4.2 |
制造例1-6 | f | 26 | 70 | 2556 | 65 | 0.14 | 19 | 13.8 |
制造例1-7 | g | 19 | 70 | 1927 | 49 | 0.03 | 22 | 60 |
制造例1-8 | h | 25 | 70 | 2517 | 64 | 0.21 | 11 | 8.3 |
制造例1-9 | i | 9 | 20 | 938 | 60 | 0.45 | 26 | 2.3 |
制造例1-10 | j | 40 | 200 | 3961 | 61 | 0.22 | 20 | 8 |
制造例1-11 | k | 24 | 70 | 2399 | 61 | 0.22 | 26 | 8 |
制造例1-12 | l | 0 | 0 | - | - | - | - | - |
制造例1-13 | m | 31 | 100 | 3076.9 | 64 | 0.21 | 21 | 8.5 |
以下表示载体的制造例
载体制造例1-1
对利用湿式法制造的四氧化三铁100重量部,将聚乙烯醇2重量部、水60重量部加入球磨机,经过12小时混合,调整四氧化三铁的料浆,将该料浆在喷雾式干燥机喷浆造粒,形成平均粒径54μm的球形粒子。
将该粒子在氮气氛围中以1000℃的温度煅烧3小时,煅烧后冷却,得到核体粒子1。
硅树脂溶液:100重量部
甲苯:100重量部
γ氨丙基三乙氧基硅烷:6重量部
碳黑:10重量部
将所述混合物以高速搅拌机搅拌20分钟分散,调整覆盖层形成液1。
采用移动立柱式涂层装置,将核体粒子用该覆盖层形成液,在1000重量部的表面涂层。得到硅树脂覆盖载体A。
该载体粒子的特性如下
平均粒径:58μm
饱和磁化:65emu/g。
(载体制造例1-2)
在CuO:24moL%、ZnO:25moL%、Fe2O3:51moL%中加入水,利用湿式球磨机经12小时粉碎混合,得到制浆将该制浆干燥粉碎后以1000℃的温度进行烧结。烧结后以湿式球磨机粉碎10小时,加入分散剂及黏合剂,然后利用喷雾式干燥机造粒、干燥,以电炉在1100℃烧结3小时后粉碎并且分级,得到平均粒径51μm的核体粒子2。对于该核体粒子,以与载体制造例1-1同样的方法形成覆盖层,得到载体B。该载体粒子的特性如下。
平均粒径55μm
饱和磁化:51emu/g。
(载体制造例1-3)
聚氨脂树脂 30重量部
四氧化三铁微粒子(平均粒子径0.8μm) 70重量部
将所述混合物融溶混炼后粉碎分级,得到平均粒子直径为53μm的载体粒子C。
该载体粒子的特性如下。
平均粒径53μm
饱和磁化:42emu/g。
(显影剂制造例1-1)
以制造例制造的载体A:对100重量部,将调色剂a:10重量部分别加入,以~混合得到显影剂1。
(显影剂制造例1-2~19)
与显影剂例1-1一样地以表2表示的调色剂及载体的组合制造显影剂。
表2
调色剂 | 载体 | |||
种类 | 磁化 | 种类 | 显影剂名称 | |
显影剂制造例I-1 | a | 24 | A | 显影剂1 |
显影剂制造例I-2 | b | 30 | A | 显影剂2 |
显影剂制造例I-3 | c | 18 | A | 显影剂3 |
显影剂制造例I-4 | d | 11 | A | 显影剂4 |
显影剂制造例I-5 | e | 26 | A | 显影剂5 |
显影剂制造例1-6 | f | 26 | A | 显影剂6 |
显影剂制造例I-7 | g | 19 | A | 显影剂7 |
显影剂制造例I-8 | h | 25 | A | 显影剂8 |
显影剂制造例I-9 | i | 9 | A | 显影剂9 |
显影剂制造例I-10 | j | 40 | A | 显影剂10 |
显影剂制造例I-11 | k | 24 | A | 显影剂11 |
显影剂制造例I-12 | l | 0 | A | 显影剂12 |
其次,说明在以所述图1及图4~图6说明的结构的显影装置中采用的所述显影剂制造例的实施例。
实施例1-1
在本实施例中的试验条件,由下面表3设定。这里,磁通密度的测量中使用的测量装置,ADS社制的高斯计(HGM8300)及ADS社制的A1型轴向突起,以圆图记录仪记录。就是以下的实施例也能以同样的条件进行。
表3
磁辊 | |
辊径 | φ16m |
磁极数 | 6极 |
显影后磁极的峰值磁通密度 | 68mT |
显影条件 | |
显影间隙Gp | 0.30mm |
刮刀间隙Gd | 0.32mm |
汲取量 | 60mg/cm2 |
感光体径 | φ30mm |
感光体线速度 | 2.46 |
显影套筒线速比(对感光体) | 295.2mm/sec |
潜影条件 | |
底部电位VD | -900V |
图象部电位VL | -100V |
显影偏置电压VB | -700V |
在表3的条件下,采用显影剂1由所述显影磁极(P1),使产生在显影套筒外侧的法线方向磁通密度(Bn)的峰值的衰减率(%)变化,测定全图象的后端脱墨量与线条宽度纵横比。这里,后端脱墨量以0~0.4mm时为良好的范围。另外,所述线条宽度纵横比,就是对在原稿上同样宽度的纵横线条图象在进行图象形成时,将输出图象中的纵方向(显影套筒表面移动方向)的线条图象的宽度,以横方向(显影套筒的旋转中心方向)的线条图象的宽度相除的值。该值越大(横线变细细)的程度就变得越大。
表4表示本实施例的试验结果。
表4
衰减率(%) | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例I-1 | 30 | × | × | ○ |
40 | △ | △ | ○ | |
50 | ○ | ○ | ○ | |
60 | ◎ | ◎ | ○ | |
比较例I-1 | 30 | × | × | × |
40 | ○ | ○ | × | |
50 | ◎ | ◎ | × | |
60 | ◎ | ◎ | × |
比较例1-1
作为显影剂采用显影剂12,使与实施例1-1一样,由显影磁极(P1),使产生在显影套筒外侧的法线方向磁通密度(Bn)的峰值的衰减率(%)变化,测定全图象的后端脱墨量与线条宽度纵横比。
结果在表4表示。从该结果看出,采用在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g的磁性调色剂时,使法线方向磁通密度Bn的峰值的衰减率为50%以上。因此后端脱墨量及横线变细的程度少,可以得到品质良好的图象。
实施例1-2
在表3的条件下,采用显影剂1使所述OmT变极点间角度幅值θ1变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比,将结果在图5表示。
表5
OmT变极点角度 | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例I-2 | 22 | ◎ | ◎ | ○ |
40 | ○ | ○ | ○ | |
61 | × | × | ○ | |
78 | × | × | ○ | |
比较例I-2 | 22 | ◎ | ◎ | × |
40 | ◎ | ◎ | × | |
61 | × | ○ | × | |
78 | × | × | × |
比较例1-2
作为显影剂采用显影剂12,与实施例1-2一样,使所述OmT变极点间角度幅值θ1变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。
将结果在图5表示。从该结果知道采用在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g的磁性调色剂时,使法线方向磁通密度OnT的变极点间角度幅值θ1变化在40%以下,因此后端脱墨量及横线变细的程度少,可以得到品质良好的图象。
实施例1-3
在表3的条件下,采用显影剂1,使由所述显影磁极引起的法线方向磁通密度分布的半角度幅值θ2变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。
将结果在图6表示。
表6
显影磁极 | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例I-3 | 18.2 | ◎ | ◎ | ○ |
20.2 | ○ | ○ | ○ | |
22.3 | △ | △ | ○ | |
23.9 | × | × | ○ | |
比较例I-3 | 18.2 | ◎ | ◎ | × |
20.2 | ◎ | ◎ | × | |
22.3 | ○ | ○ | × | |
23.9 | △ | △ | × |
比较例1-3
作为显影剂采用显影剂12,与实施例1-2一样,使由显影磁极引起的的法线方向磁通密度分布的半角度幅值θ2变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。
将结果在图6表示。从该结果来看,采用在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g的磁性调色剂时,使法线方向磁通密度的半角度幅值θ2变化在20%以下,因此后端脱墨量及横线变细的程度少,可以得到品质良好的图象。
实施例1-4
作为显影剂采用显影剂1,在表3中,使显影套筒线速度变化,调查显影套筒线速度和调色剂飞散之间的关系。
从图25所示的本实施例的试验结果来看,采用在1000Oe的磁场中的磁化,σt为10~30emu/g的磁性调色剂时,使显影套筒线速度在550mm/sec以下,可以知道,能可靠地防止调色剂飞散。
比较例1-4
作为显影剂采用显影剂12,使与实施例1-4一样,使显影套筒线速度变化,调查显影套筒线速度和调色剂飞散之间的关系。
将结果在图6表示。从该结果来看,显影套筒线速度在超过200mm/sec时,调色剂飞散变得严重。
另外,在图25的调色剂飞散量的“良好范围”的上限,调色剂飞散只产生在显影装置及其周边,显影装置上调色剂虽有堆积,但在通常使用时,调色剂飞散量的程度是没有问题的。如果在该良好范围内,乘着机内的气流,堆积在显影装置的调色剂从显影装置落下来,调色剂不附着在其他部分(带电面或板),飞散的调色剂也不出现在图象上。另外,在排气装置等的过滤器上有稍微脏污,但调色剂几乎不排向机外。
实施例1-5
作为显影剂采用显影剂1,在表3中,使表面部电压(VD)与显影偏置压(VB)发生变化,评价作为表面部电压(VD)与显影偏置压(VB)之差的绝对值的表面电势、和全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在表7表示。
表7
底电势IVD-VB | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例II-5 | 100 | ◎ | ◎ | ○ |
200 | ◎ | ◎ | ○ | |
300 | ○ | ◎ | ○ | |
400 | ○ | ◎ | ○ | |
比较例II-5 | 100 | ○ | ○ | × |
200 | × | ○ | × | |
300 | × | × | × |
从本实施例的试验结果来看可知,采用在1000Oe的磁场中的磁化σt为10~30emu/g的磁性调色剂时,使表面电势在400V以下,使后端脱墨量及横线细的程度能可靠地降低到允许的范围内。
比较例1-5
作为显影剂采用显影剂12,使与实施例1-5一样,使表面部电压(VD)与显影偏置压(VB)发生变化,评价作为表面部电压(VD)与显影偏置压(VB)之差的绝对值的表面电势、和全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。
从在表7表示的本比较例的试验结果来看,采用了非磁性调色剂时,在表面电势超过100V时,后端脱墨变严重,超过200V时,横线变细变严重。
实施例1-6
作为显影剂采用显影剂1,在表3中,使显影套筒线速度比变化,显影套筒线速度比就是显影套筒线速度对感光体磁鼓线速度之比,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在表8表示。
表8
套筒线速比 | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例I-6 | 1.0 | ◎ | ◎ | ○ |
1.5 | ◎ | ◎ | ○ | |
2.0 | ◎ | ◎ | ○ | |
3.0 | ○ | ◎ | ○ | |
3.7 | ○ | ◎ | ○ | |
4.0 | ○ | ○ | ○ | |
比较例I-6 | 1.0 | ◎ | ◎ | × |
1.5 | ○ | ○ | × | |
2.0 | × | × | × |
从实施例的实验结果可知,采用在1000Oe的磁场中的磁化σt为10~30emu/g的磁性调色剂时,使显影套筒线速度比在3.7以下,因此,使后端脱墨量及横线细的程度能可靠地降低到允许的范围内。
比较例1-6
作为显影剂采用显影剂12,使与实施例1-6一样,使显影套筒线速度比变化,,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。
从表8表示的本实施例的实验结果来看,采用了非磁性调色剂时,在显影套筒线速度比超过1.5时,后端脱墨及横线变细变得严重。
实施例1-7
在表3的条件下,采用显影剂2进行出图象试验,利用下述评价试验法评价图象浓度、表面污染、中间调再现性、图象浓度控制性。将结果在图9表示。
评价试验法(图象浓度)
从图象的上部、中部、下部各自的3个地方,以麦克贝斯反射浓度计测量共计9个位置的图象浓度。
(表面污染)
将非图象部的表面污染进行5段等级评价,将等级3以上作为允许水平。
(中间调再现性)
将可达公司的灰色标度(No·Q-13)复印,评价可达灰度等级的数。
评价基准如下
◎:13以上
○:10~12
△:7~9
×:5~7
××:5以下
(图象浓度控制性)
将原稿浓度为1.6的100%的整体图象连续复印20张,评价图象浓度的变化。
评价基准如下
◎:图象浓度之差不足0.1
○:0.1以上,不足0.2
△:0.2以上,不足0.5
×:0.5以上
(实施例1-8~实施例1-15、比较例1-7~8)
便与实施例1-7一样,采用表7表示的显影剂,以和实施例1-7一样的方法,进行同样的评价
表9
调色剂 | 载体种类 | 显影剂名称 | ||||||
种类 | 磁化 | 图象浓度 | 油污 | 网板再现精度 | 图象浓度变化 | |||
实施例I-7 | b | 30 | A | 显影剂2 | 1.38 | 5 | ○ | ◎ |
实施例I-8 | c | 18 | A | 显影剂3 | 1.54 | 5 | ◎ | ○ |
实施例I-9 | d | 11 | A | 显影剂4 | 1.51 | 4 | ◎ | ○ |
实施例I-10 | e | 26 | A | 显影剂5 | 1.44 | 5 | ○ | ◎ |
实施例I-11 | f | 26 | A | 显影剂6 | 1.46 | 5 | ○ | ◎ |
实施例I-12 | g | 19 | A | 显影剂7 | 1.50 | 5 | ◎ | ○ |
实施例I-13 | h | 25 | A | 显影剂8 | 1.49 | 5 | ○ | ◎ |
实施例I-14 | i | 8 | A | 显影剂9 | 1.53 | 3 | ◎ | △ |
比较例I-7 | j | 40 | A | 显影剂10 | 1.26 | 5 | △ | ◎ |
实施例I-15 | k | 24 | A | 显影剂11 | 1.52 | 5 | ○ | ◎ |
比较例I-8 | l | 0 | A | 显影剂12 | 1.55 | 1 | × | × |
另外,在所述实施例的印刷机中,将感光体磁鼓1、带电辊50、及至少一个清洗装置58和显影装置2相对于印刷机主体构成作为可以拆卸的一体结构物,也可以作为图象形成工艺单元(工艺筒夹)。图19就是图象形成工艺单元60(工艺筒夹)的一结构例,将感光体磁鼓1、带电辊50、及清洗装置58和显影装置2全部相对于印刷机主体形成作为可以拆卸的一体结构物。
另外,在所述实施例中,说明了将在感光体上形成的调色剂像直接复印到复印纸的情况,本发明还能适用于,将感光体上的调色剂像复印到一次中间复印体上,之后,将该中间复印体上的调色剂像复印在复印纸的图象形成装置及其上使用的显影装置。
例如还适用于,在一个感光体上依次形成每一种各色的增色象,将该感光体上各色的增色象以一次复印装置,重合复印在作为中间复印体的中间复印带上,将该中间复印带的增色象以二次复印装置一起复印到复印纸上的彩色图象形成装置及用在该装置上的显影装置。
另外,例如还适用于,沿作为中间复印体的中间复印带的直线状移动路径部分,将包含感光体的图象形成单元多台并列配置,在各图象形成单元的感光体上形成色彩相互不同的增色象,将各感光体上的增色象以一次复印装置重合复印到该中间复印带上,将该中间复印带上的层增色象以二次复印装置一起复印到复印纸上的串联式彩色图象形成装置及用于该装置的显影装置。
另外在所述实施例中,说明了印刷机及用于印刷机的显影装置的情况,本发明还适用于,复印机和FAX等其他图象形成装置及用在该装置的显影装置。
以上,从详细而且具体的说明就可以明确,即使采用使用了本发明的磁性调色剂的二组分显影剂时,也能提供一种有极其优良效果的显影装置、及具有该显影装置的图象形成装置、图象形成工艺单元及用在该装置的显影剂,它们能抑制在显影担体线速度大的条件下的调色剂飞散,而且还能防止后端脱墨等图象质量劣化。
实施例11
其次,具体说明用在本发明的、采用各种硅油处理外添加剂的形态的调色剂制造例、载体制造例,本发明不只限定于这些实施例,在以下例中,部及%只要没预先特别说明则是重量基准。
(外添加剂处理剂的制造例)
将300cs的二甲基硅(信越化学社制)溶解在规定量的甲苯100重量部中,将处理用外添加剂30重量部一边在其中搅拌一边由超声波照射分散。在没有凝结物用目视确认后,用旋转蒸发器溜去甲苯。以减压干燥机将得到的固体物用设定温度50℃干燥到恒温。之后在进行加热处理时,用电炉在氮气流下以规定温度进行2小时处理。得到的粉体利用喷射式磨机解碎,以袋滤机收集。
将这样得到的各种硅油处理外添加剂,在表10表示。
表10
处理后的外添加剂名称 | 母体外添加剂名称 | 处理硅油量(重量部) | 热处理温度(℃) | 硅油游离率(%) |
外添加剂A | 二氧化硅OX-50(日本阿尔罗基社制)一次粒子直径40nm | 9.1 | 没有处理 | 78 |
外添加剂B | 同上 | 3.0 | 没有处理 | 42 |
外添加剂C | 同上 | 9.1 | 100 | 65 |
外添加剂D | 同上 | 9.1 | 200 | 36 |
外添加剂E | 同上 | 9.1 | 300 | 14 |
外添加剂F | 同上 | 9.1 | 400 | 7 |
外添加剂G | 氧化钛TAF110A富士钛工业社制一次粒子径50nm | 9.1 | 200 | 41 |
接着,以下表示调色剂的制造例
(调色剂制造例11-1~11-15)
调色剂配方1
聚氨脂树脂:100重量部
含铬偶氮染料:2重量部
四氧化三铁微粒子:33重量部
(磁化:1K奥斯特58.5emu/g,5K奥斯特76.3emu/g,平均粒径:0.2μm,FeO含量20wt%,)
聚丙烯:6重量部
将所述配方的混合物以~混合后,由设定在180℃的混炼挤出机混炼后,使冷却固化,用截断搅拌机粉碎为200~400μm的粗粉,得到调色剂原粉碎品部ア。
调色剂配方2
聚氨脂树脂:100重量部
含铬偶氮染料:2重量部
碳黑:8重量部
聚丙烯:6重量部
将所述配方的混合物以~混合后,由设定在180℃的混炼挤出机混炼后,使冷却固化,用截断搅拌机粉碎为200~400μm的粗粉,得到调色剂原粉碎品イ。
调色剂配方3
聚氨脂树脂:100重量部
含铬偶氮染料:2重量部
四氧化三铁微粒子:17重量部
(磁化:1K奥斯特58.5emu/g,5K奥斯特76.3emu/g,平均粒径:0.2μm,FeO含量20wt%,)
聚丙烯:6重量部
将所述配方的混合物以~混合后,由设定在180℃的混炼挤出机混炼后,使冷却固化,用截断搅拌机粉碎为200~400μm的粗粉,得到调色剂原粉碎品ウ。
调色剂配方4
聚氨脂树脂:100重量部
含铬偶氮染料:2重量部
四氧化三铁微粒子:52重量部
(磁化:1K奥斯特58.5emu/g,5K奥斯特76.3emu/g,平均粒径:0.2μm,FeO含量20wt%,)
聚丙烯:6重量部
将所述配方的混合物以~混合后,由设定在180℃的混炼挤出机混炼后,使冷却固化,用截断搅拌机粉碎为200~400μm的粗粉,得到调色剂原粉碎品エ。
调色剂配方5
聚氨脂树脂:100重量部
含铬偶氮染料:2重量部
四氧化三铁微粒子:14重量部
(磁化:1K奥斯特58.5emu/g,5K奥斯特76.3emu/g,平均粒径:0.2μm,FeO含量20wt%,)
聚丙烯:6重量部
将所述配方的混合物以~混合后,由设定在180℃的混炼挤出机混炼后,使冷却固化,用截断搅拌机粉碎为200~400μm的粗粉,得到调色剂原粉碎品オ。
调色剂配方6
聚氨脂树脂:100重量部
含铬偶氮染料:2重量部
四氧化三铁微粒子:57重量部
(磁化:1K奥斯特58.5emu/g,5K奥斯特76.3emu/g,平均粒径:0.2μm,FeO含量20wt%,)
聚丙烯:6重量部
将所述配方的混合物以~混合后,由设定在180℃的混炼挤出机混炼后,使冷却固化,用截断搅拌机粉碎为200~400μm的粗粉,得到调色剂原粉碎品力。
将以所述工序得到的各原粉碎品ア~カ用喷射气流向碰撞板上直接碰撞,将进行细粉碎的粉碎装置和以所述细粉碎的粉碎装置得到的细粉碎粉末在分级室内形成回旋流,将粉碎物进行离心分离,以具有分级处理的整体风力分级的装置1DS-2型粉碎分级装置(日本气动工业社制)进行粉碎分级,分级完成,得到调色剂。理想的粒径分布以科尔德计数器进行测量,能由改变被粉碎物的供给量、粉碎用高压空气压力及流量、以及粉碎用碰撞构件的形状、在分级装置内空气吸引时空气的流入位置和流入方向、排气鼓风机压力等得到。
分级完成调色剂100重量部和作为外添加剂,将六甲基二硅醚硅氧烷处理氧化硅微粉体(WackerChemi社制:HDK H2000)0.5重量部、和硅油处理无机微粉体(含有在外添加剂制造例得到的外添加剂),按表11所示的添加量计量,利用~混合,通过50um的筛孔,除去粗大粒子和凝结物,得到电子照相用调色剂a~o。测定该调色剂在1K奥斯特及5K奥斯特磁场中的磁化及重量平均粒径(D4),5μm以下的粒子个数%时,就是表11表示的值。
表11
调色剂 | 调色剂粗粉碎品 | 硅油处理外添加剂种类/添加量(重量部) | 磁化 | 重量平均粒径(μm) | 5μm以下粒子个数(%) | ||
1K奥斯特 | 5K奥斯特 | ||||||
调色剂制造例II-1 | 调色剂a | ア | B/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-2 | 调色剂b | イ | B/0.5重量部 | 0 | 0 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-3 | 调色剂c | ウ | B/0.5重量部 | 8 | 10.4 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-4 | 调色剂d | エ | B/0.5重量部 | 19 | 24.8 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-5 | 调色剂e | ア | C/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-6 | 调色剂f | ア | D/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-7 | 调色剂g | ア | E/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-8 | 调色剂h | ア | G/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 9.5 | 30 |
调色剂制造例II-9 | 调色剂i | ア | D/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 7.5 | 50 |
调色剂制造例II-10 | 调色剂j | ア | D/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-11 | 调色剂k | オ | B/0.5重量部 | 6.7 | 8.8 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-12 | 调色剂l | カ | B/0.5重量部 | 20.2 | 26.4 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-13 | 调色剂m | ア | 无 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-14 | 调色剂n | ア | A/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
调色剂制造例II-15 | 调色剂o | ア | F/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | 11 | 22 |
以下表示载体的制造例。
载体制造例11-1
对于利用湿式法制造的四氧化三铁100重量部,将聚乙烯醇2重量部、水60重量部加入球磨机,经过12小时混合,调整四氧化三铁的制浆,将该制浆在喷雾式干燥机喷雾造粒,形成平均粒径54μm的球形粒子。将该粒子在氮气氛围中以1000℃的温度煅烧3小时,煅烧后冷却,得到核体粒子1。
另一方面,
硅树脂溶液:100重量部
甲苯:100重量部
γ聚丙烯三乙氧基硅烷:6重量部
碳黑:10重量部
将所述混合物以高速搅拌机搅拌20分钟分散,调整覆盖层形成液1。
采用移动立柱式涂层装置,将核体粒子用该覆盖层形成液,在1000重量部的表面涂层。得到硅树脂覆盖载体A。
该载体粒子的特性如下
平均粒径:58μm
饱和磁化:65emu/g。
载体制造例11-2
在CuO:24moL%、ZnO:25moL%、Fe2O3:51moL%中加入水,利用湿式球磨机经12小时粉碎混合,得到制浆将该制浆干燥粉碎后以1000℃的温度进行烧结。烧结后以湿式球磨机粉碎10小时,加入分散剂及黏合剂,然后利用喷雾式干燥机造粒、干燥,以电炉在1100℃烧结3小时后粉碎并且分级,得到平均粒径51μm的核体粒子2。对于该核体粒子,以与载体制造例1-1同样的方法形成覆盖层,得到载体B。该载体粒子的特性如下。
平均粒径55μm
饱和磁化:51emu/g。
(载体制造例11-3)
聚氨脂树脂 30重量部
四氧化三铁微粒子(平均粒子径0.8μm) 70重量部
将所述混合物融溶混炼后粉碎分级,得到平均粒子直径为53μm的载体粒子C。
该载体粒子的特性如下。
平均粒径53μm
饱和磁化:42emu/g。
采用所述调色剂和载体的显影剂的制造例如下表示。
(显影剂制造例11-1)
对用上述制造例制造的载体A:100重量部,将调色剂a:10重量部分别加入,以~混合得到显影剂1。
(显影剂制造例11-2~15)
与显影剂例11-1一样地以表12表示的调色剂及载体的组合制造显影剂。
表12
调色剂 | 载体 | |||||
种类 | 硅油处理外添加剂种类/添加量(重量部) | 磁化 | 种类 | 显影剂名称 | ||
1奥斯特 | 5奥斯特 | |||||
显影剂制造例II-1 | 调色剂a | B/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂1 |
显影剂制造例II-2 | 调色剂b | B/0.5重量部 | 0 | 0 | A | 显影剂2 |
显影剂制造例II-3 | 调色剂c | B/0.5重量部 | 8 | 10.4 | A | 显影剂3 |
显影剂制造例II-4 | 调色剂d | B/0.5重量部 | 19 | 24.8 | A | 显影剂4 |
显影剂制造例II-5 | 调色剂e | C/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂5 |
显影剂制造例II-6 | 调色剂f | D/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂6 |
显影剂制造例II-7 | 调色剂g | E/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂7 |
显影剂制造例II-8 | 调色剂h | G/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂8 |
显影剂制造例II-9 | 调色剂i | D/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂9 |
显影剂制造例II-10 | 调色剂j | D/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂10 |
显影剂制造例II-11 | 调色剂k | B/0.5重量部 | 6.7 | 8.8 | A | 显影剂11 |
显影剂制造例II-12 | 调色剂l | B/0.5重量部 | 20.2 | 26.4 | A | 显影剂12 |
显影剂制造例II-13 | 调色剂m | 无 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂13 |
显影剂制造例II-14 | 调色剂n | A/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂14 |
显影剂制造例II-15 | 调色剂o | F/0.5重量部 | 13.7 | 17.9 | A | 显影剂15 |
采用以图1及图4~图6说明的结构的显影装置,利用所述显影剂说明试验的结果。
实施例11-1
在本实施例中的试验条件,由下面表13设定。这里,磁通密度的测定使用的测量装置,ADS社制的高斯计(HGM8300)及ADS社制的A1型轴向突起,以圆图记录仪记录。就是以下的实施例也能以同样的条件进行。
表13
磁辊 | |
辊径 | φ16mm |
磁极数 | 6极 |
显影磁极的峰值磁通密度 | 68mT |
显影条件 | |
显影间隙Gp | 0.30mm |
刮刀间隙Gd | 0.32mm |
汲取量 | 60mg/cm2 |
感光体径 | φ30mm |
感光体线速度 | 2.46 |
显影套筒线速比(对感光体) | 295.2mm/sec |
潜影条件 | |
底部电位VD | -900v |
图象部电位VL | -100v |
显影偏置电压VB | -700v |
在表13的条件下,采用显影剂1由所述显影磁极(P1),使产生在显影套筒外侧的法线方向磁通密度(Bn)的峰值的衰减率(%)变化,测定全图象的后端脱墨量与线条宽度纵横比。这里,后端脱墨量以0~0.4mm时为良好的范围。另外,所述线条宽度纵横比,就是对在原稿上同样宽度的纵横线条图象,在进行图象形成时,将输出图象中的纵方向(显影套筒表面移动方向)的线条图象的宽度,以横方向(显影套筒的旋转中心方向)的线条图象的宽度相除的值。该值越大(横线变细)的程度就变得越大。
图8、图9及表14表示本实施例的试验结果。
比较例11-1
作为显影剂采用显影剂2,使与实施例11-1一样,由显影磁极(P1),使产生在显影套筒外侧的法线方向磁通密度(Bn)的峰值的衰减率(%)变化,测定全图象的后端脱墨量与线条宽度纵横比。结果在表14表示。
表14
衰减率(%) | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例II-1 | 30 | × | × | ○ |
40 | △ | △ | ○ | |
50 | ○ | ○ | ○ | |
60 | ◎ | ◎ | ○ | |
实施例II-1 | 30 | × | × | × |
40 | ○ | ○ | × | |
50 | ◎ | ◎ | × | |
60 | ◎ | ◎ | × |
(注)*是参考例
从该结果看出,调色剂的磁化在采用(1)在5K奥斯特的磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特的磁场中的磁化为7~20emu/g的磁性调色剂时,使法线方向磁通密度Bn的峰值的衰减率为50%以上。因此后端脱墨量及横线变细的程度少,可以得到品质良好的图象。
实施例11-2
在表13的条件下,采用显影剂1使所述OmT变极点间角度幅值θ1变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比,将结果在图10、图11及图15表示。
比较例11-2
作为显影剂采用显影剂2,使与实施例11-2一样,使所述OmT变极点间角度幅值θ1变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在表15表示。
表15
OmT变极点间角度 | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例II-2 | 22 | ◎ | ◎ | ○ |
40 | ○ | ○ | ○ | |
61 | × | × | ○ | |
78 | × | × | ○ | |
实施例II-2 | 22 | ◎ | ◎ | × |
40 | ◎ | ◎ | × | |
61 | × | ○ | × | |
78 | × | × | × |
注:*为参考例
从该结果可知,调色剂的磁化在采用(1)在5K奥斯特的磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特的磁场中的磁化为7~20emu/g,的磁性调色剂时,使法线方向磁通密度的OmT变极点间角度幅值θ1为40%以下。因此后端脱墨量及横线变细的程度少,可以得到品质良好的图象。
实施例11-3
在表13的条件下,采用显影剂1,使由所述显影磁极引起的法线方向磁通密度分布的半角度幅值θ2变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在图12、图13表16表示。
比较例11-3
作为显影剂采用显影剂2,使与实施例11-2一样,使由显影磁极引起的的法线方向磁通密度分布的半角度幅值θ2变化,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在表16表示。
表16
显影磁极半值角度幅度 | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例II-3 | 18.2 | ◎ | ◎ | ○ |
20.2 | ○ | ○ | ○ | |
22.3 | △ | △ | ○ | |
23.9 | × | × | ○ | |
比较例II-3 | 18.2 | ◎ | ◎ | × |
20.2 | ◎ | ◎ | × | |
22.3 | ○ | ○ | × | |
23.9 | △ | △ | × |
从该结果可知,调色剂的磁化在采用(1)在5K奥斯特的磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特的磁场中的磁化为7~20emu/g的磁性调色剂时,使上述法线方向磁通密度的半角度幅值θ2为20%以下。因此后端脱墨量及横线变细的程度少,可以得到品质良好的图象。
实施例11-4
作为显影剂采用显影剂1,在表13中,使显影套筒线速度变化,调查显影套筒线速度和调色剂飞散之间的关系。
从图14所示的本实施例的试验结果来看,调色剂的磁化在采用(1)在5K奥斯特的磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特的磁场中的磁化为7~20emu/g的磁性调色剂时,使显影套筒线速度在550mm/sec以下。因此能可靠地防止调色剂飞散。
比较例11-4
作为显影剂采用显影剂2,使与实施例11-4一样,使显影套筒线速度变化,调查显影套筒线速度和调色剂飞散之间的关系。将结果在图14表示。从该结果来看,显影套筒线速度在超过200mm/sec时,调色剂飞散变得严重。
另外,在图8的调色剂飞散量的“良好范围”的上限,调色剂飞散只产生在显影装置及其周边,在显影装置上,调色剂虽有堆积,但在通常使用时,调色剂飞散量的程度是没有问题的。如果在该良好范围内,乘着机内的气流,堆积在显影装置的调色剂一边从显影装置落下来,调色剂不附着在其他部分(带电面或板),飞散的调色剂也不出现在图象上。另外,在排气装置等的过滤器上有稍微脏污,但调色剂几乎不排向机外。
实施例11-5
作为显影剂采用显影剂1,在表13中,使表面部电压VD与显影偏置压VB变化,评价作为表面部电压VD与显影偏置压VB之差的绝对值的表面电势、和全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在图15、图16表17表示。
比较例11-5
作为显影剂采用显影剂2,使与实施例11-5一样,使表面部电压VD与显影偏置压VB发生变化,评价作为表面部电压VD与显影偏置压VB之差的绝对值的表面电势、和全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。
表17
底电势IVD-VB | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例II-5 | 100 | ◎ | ◎ | ○ |
200 | ◎ | ◎ | ○ | |
300 | ○ | ◎ | ○ | |
400 | ○ | ◎ | ○ | |
比较例II-5 | 100 | ○ | ○ | × |
200 | × | ○ | × | |
300 | × | × | × |
从本实施例的试验结果可知,调色剂的磁化在采用(1)在5K奥斯特的磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特的磁场中的磁化为7~20emu/g的磁性调色剂时,使表面电势在400V以下,因此使后端脱墨量及横线细的程度能可靠地降低到允许的范围内。
从在表17表示的本比较例的试验结果来看,采用了非磁性调色剂时,在表面电势超过100V时,后端脱墨变严重,超过200V时,横线变细变严重。
实施例11-6
作为显影剂采用显影剂1,在表13中,使显影套筒线速度比变化,显影套筒线速度比就是显影套筒线速度对感光体磁鼓线速度之比,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在图17、图18、表18表示。
比较例11-6
作为显影剂采用显影剂2,使与实施例11-6一样,使显影套筒线速度比变化,,评价全图象的后端脱墨量及线条宽度纵横比。将结果在图18表示。
表18
套筒线速比 | 后端脱墨 | 线纵横比 | 调色剂飞散 | |
实施例II-6 | 1.0 | ◎ | ◎ | ○ |
1.5 | ◎ | ◎ | ○ | |
2.0 | ◎ | ◎ | ○ | |
3.0 | ○ | ◎ | ○ | |
3.7 | ○ | ◎ | ○ | |
4.0 | ○ | ○ | ○ | |
比较例II-6 | 1.0 | ◎ | ◎ | × |
1.5 | ○ | ○ | × | |
2.0 | × | × | × |
从本实施例的试验结果可知,调色剂的磁化在采用(1)在5K奥斯特的磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特的磁场中的磁化为7~20emu/g的磁性调色剂时,使显影套筒线速度比在3.7以下,因此,使后端脱墨量及横线细的程度能可靠地降低到允许的范围内。
从表18表示的本比较例的试验结果来看,采用了非磁性调色剂时,在显影套筒线速度比超过1.5时,后端脱墨及横线变细变得严重。
实施例11-7
在表13的条件下,采用显影剂1进行出图象试验,利用下述评价试验法评价图象浓度、表面污染、解像度、浓度不均、辊压划痕(复印不良)清洗性,将结果在图19表示。
评价试验法
(图象浓度)
从图象的上部、中部、下部各自的3个地方,以麦克贝斯反射浓度计测量共计9个位置的图象浓度将其平均值作为图象浓度。图象浓度如果在1.3以上,出现充足的浓度。
(表面污染)
表面污染评价如下进行,在输出10万张后,将白纸原稿以A3尺寸输出,将其图象任意6处位置的图象浓度以马克贝斯反射浓度计测量,从其ID引出白纸ID的值利用以下判断基准分5阶段进行评价。另外表面完全没有污染的状态,就是与白纸的反射浓度同等的值,其值越大,表面污染的结果越恶劣。
良:◎:0.02以下;○:0.03~0.05;□:0.06~0.08;△:0.09~0.11;×:0.12以上,差
(解像度)
纵线、横线分别平均为1mm,2.0、2.2、2.5、2.8、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1根线等间隔地并列的线图象相对,评价复印图象能可靠地再现线间到何种程度。
(浓度不均)
将原稿浓度为1.6的100%的整体图象连续复印20张,评价图象浓度的变化。
评价基准如下。
◎:图象浓度之差不足0.1
○:0.1以上,不足0.2
△:0.2以上,不足0.5
×:0.5以上
(清洗性)
输出1万张后,用A3输出白纸图象,评价因清洗不良产生的异常图象。
不产生清洗不良:○
产生清洗不良:×
(辊压划痕(复印脱落))
在官方书信中,进行文字图表(机械地罗列1行19个文字,10个点,明朝)的复印,要数各行压痕(复印脱落)文字的个数,以其压痕(复印脱落)文字个数的的程度进行相对评价。
良好,◎极其良好;○:良好;□:一般;×:差。
(实施例11-8~19、比较例11-7~8)
使与实施例11-1一样,采用表19表示的显影剂,以和实施例1-7一样的方法,进行同样的评价。结果表示表19。
表19
显影剂 | 图像浓度 | 油污 | 析像清晰度 | 浓度偏差 | 虫穴 | 清洗 | |
实施例II-7 | 1 | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ | ○ | ○ |
实施例II-8 | 2 | 1.49 | ○ | 4.5 | ○ | ○ | ○ |
实施例II-9 | 3 | 1.41 | ◎ | 4.5 | ○ | ○ | ○ |
实施例II-10 | 4 | 1.43 | ○ | 4.5 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例II-11 | 5 | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例II-12 | 6 | 1.42 | ○ | 4.5 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例II-13 | 7 | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例II-14 | 8 | 1.47 | ○ | 5.6 | ○ | ◎ | ◎ |
实施例II-15 | 9 | 1.49 | ○ | 6.3 | ○ | ◎ | ◎ |
比较例II-7 | 10 | 1.54 | × | 4.5 | ○ | ○ | ○ |
比较例II-8 | 11 | 1.49 | △ | 4.5 | ○ | ○ | ○ |
实施例II-16 | 12 | 1.28 | ◎ | 4.5 | △ | ○ | ○ |
实施例II-17 | 13 | 1.46 | ○ | 4.5 | ○ | × | × |
实施例II-18 | 14 | 1.31 | △ | 3.6 | × | ◎ | ◎ |
实施例II-19 | 15 | 1.45 | ○ | 4.5 | ○ | △ | × |
另外,在所述实施例的印刷机中,将感光体磁鼓1、带电辊50、及至少一个清洗装置58和显影装置2,相对于印刷机主体构成作为可以拆卸的一体结构物,也可以作为图象形成工艺单元(工艺筒夹)。图19就是图象形成工艺单元(工艺筒夹)60的一结构例,将感光体磁鼓1、带电辊50、及清洗装置58和显影装置2全部相对于印刷机主体形成作为可以拆卸的一体结构物。
另外,在所述实施例中,说明了将在感光体上形成的调色剂像直接复印到复印纸的情况,本发明还能适用于,将感光体上的调色剂像复印到一次中间复印体上,之后,将该中间复印体上的调色剂像复印在复印纸的图象形成装置及其上使用的显影装置。
例如还适用于这样一种彩色图象形成装置及用在该装置的显影装置,即在一个感光体上依次形成每种各色的增色象,将该感光体上各色的增色象以一次复印装置,重合复印在作为中间复印体的中间复印带上,将该中间复印带的增色象以二次复印装置一起复印到复印纸上
另外,例如还适用于这样一种串联式彩色图象形成装置及用于该装置的显影装置,即沿作为中间复印体的中间复印带的直线状移动路径部分,将包含感光体的图象单元形成单元多台并列配置,在各图象形成单元的感光体上形成色彩相互不同的增色象,将各感光体上的增色象以一次复印装置重合复印到该中间复印带上,将该中间复印带上的层增色象以二次复印装置一起复印到复印纸上
另外在所述实施例中,说明了印刷机及用于印刷机的显影装置的情况,本发明还适用于,复印机和FAX等其他图象形成装置及用在该装置的显影装置。
根据本发明的实施例11的实施例的图象形成方法、装置,能得到调色剂不飞散,后端不脱墨等高质量的图象。
实施例111
下面,采用根据所述实施例11的调色剂制造例及显影剂制造例制作的表12的各显影剂,将以图28表示的显影装置,组装到理光制的IpsioNX720上(具有复印构件,该复印构件利用包含磨削工序的制作方法得到),用耐久性评价,评价1万张左右的倍率误差、辊压刻痕(复印脱落)、清洗性、图象浓度、表面污染、解像度、浓度不均。将评价结果以表20表示。另外,比较例111-1,通过改变复印辊轴部的齿轮比,对感光体的线速度设置速度差,使复印辊的线速度大约快2%。
表20
显影剂 | 复印线速化 | 倍率误差 | 虫穴 | 清洗 | 图像浓度 | 油污 | 析像清晰度 | 浓度偏差 | |||
实施例III-1 | 调色剂制造例1 | 调色剂a | 1 | 0% | 0.4% | ○ | ○ | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-2 | 调色剂制造例3 | 调色剂c | 3 | 0% | 0.4% | ○ | ○ | 1.49 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-3 | 调色剂制造例4 | 调色剂d | 4 | 0% | 0.4% | ○ | ○ | 1.41 | ◎ | 4.5 | ○ |
实施例III-4 | 调色剂制造例5 | 调色剂e | 5 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.43 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-5 | 调色剂制造例6 | 调色剂f | 6 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-6 | 调色剂制造例7 | 调色剂g | 7 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.42 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-7 | 调色剂制造例8 | 调色剂h | 8 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-8 | 调色剂制造例9 | 调色剂i | 9 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.47 | ○ | 5.6 | ○ |
实施例III-9 | 调色剂制造例10 | 调色剂j | 10 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.49 | ○ | 6.3 | ○ |
比较例III-1 | 调色剂制造例1 | 调色剂a | 1 | 2% | 1.3% | ◎ | ○ | 1.44 | ○ | 4.5 | ○ |
比较例III-2 | 调色剂制造例2 | 调色剂b | 2 | 0% | 0.4% | ○ | ○ | 1.54 | × | 4.5 | ○ |
比较例III-3 | 调色剂制造例11 | 调色剂k | 11 | 0% | 0.4% | ○ | ○ | 1.49 | △ | 4.5 | ○ |
实施例III-10 | 调色剂制造例12 | 调色剂l | 12 | 0% | 0.4% | ○ | ○ | 1.28 | ◎ | 4.5 | △ |
实施例III-11 | 调色剂制造例13 | 调色剂m | 13 | 0% | 0.4% | × | × | 1.46 | ○ | 4.5 | ○ |
实施例III-12 | 调色剂制造例14 | 调色剂n | 14 | 0% | 0.4% | ◎ | ◎ | 1.31 | △ | 3.6 | × |
实施例III-13 | 调色剂制造例15 | 调色剂o | 15 | 0% | 0.4% | × | × | 1.45 | ○ | 4.5 | ○ |
所述表20中的图象形成条件及图象评价,如下所述。
(倍率误差)
倍率误差,是表示相对于理论值的纸,在行进方向的图象长的伸缩,设复印纸在行进方向上的图象长为L2,图象长的理论值为L1,以下式计算。(数2)
(辊压刻痕(复印脱落))
在官方书信中,进行文字图表(机械地罗列1行19个文字,10个点,明朝)的复印,要数各行压痕(复印脱落)文字的个数,以其压痕(复印脱落)文字个数的的程度进行相对评价。
良好,◎极其良好;○:良好;□:一般;×:差。
(清洗性)
输出1万张后,用A3输出白纸图象,评价因清洗不良产生的异常图象。
不产生清洗不良:○
产生清洗不良:×
(图象浓度)
从图象的上部、中部、下部各自的3个地方,以麦克贝斯反射浓度计测量共计9个位置的图象浓度,将其平均值作为图象浓度。图象浓度如果在1.3以上,则为出现充足的浓度。
(表面污染)
表面污染评价如下进行,在输出10万张后,将白纸原稿以A3尺寸输出,将其图象任意6处位置的图象浓度以马克贝斯反射浓度计测量,将从其ID引出白纸ID的值利用以下判断基准分5阶段进行评价。另外表面完全没有污染的状态,就是与白纸的反射浓度同等的值,其值越大,表面污染的结果越恶劣。
良:◎:不足0.02;○:0.02以上,不足0.05;□:0.05以上,不足0.08;△:0.08以上,不足0.11;×:0.11以上,差
(解像度)
纵线、横线分别平均为1mm,2.0、2.2、2.5、2.8、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1根线等间隔地并列的线图象相对,评价复印图象能可靠地再现线到何种程度间。
(浓度不均)
将原稿浓度为1.6的100%的整体图象连续复印20张,评价图象浓度的变化。
评价基准如下。
◎:图象浓度之差不足0.1
○:0.1以上,不足0.2
△:0.2以上,不足0.5
×:0.5以上
利用本发明的实施例111的实施例,可以提供能长期形成没有复印脱墨,清洗性、图象浓度、解像度优良,没有表面污染、浓度不均的高品质图象的图象形成用调色剂、含有图象形成用调色剂的二组分图象形成用显影剂、及采用二组分图象形成用显影剂的图象形成装置。
采用本发明的所述显影剂的图象形成装置由于不需要调色剂补给机构、调色剂浓度传感器,所以可小型化。
Claims (26)
1、一种二组分显影剂,其特征在于,在显影装置中,在显影区域,产生在显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影。
2、一种二组分显影剂,其特征在于,在显影装置中,在显影区域,产生在显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40以下,显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影。
3、一种二组分显影剂,其特征在于,在显影装置中,在显影区域,产生在显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的半值角度为20°以下,该显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影。
4、如权利要求书1~3任一项所述的二组分显影剂,其特征在于,在所述显影装置中,具有显影剂限制构件、显影剂收容部、和调色剂收容部,其中,所述显影剂限制构件限制承载在显影剂担体上、并向所述显影区域输送的显影剂的量;所述显影剂收容部,收容用该显影剂限制构件限制了向该显影区域的输送的显影剂;所述调色剂收容部具有调色剂补给用开口,其在从显影剂输送方向上游与所述显影剂收容部邻接的位置,与该显影剂担体表面相邻;该显影装置利用显影剂随着显影剂输送在该显影剂担体上的移动,根据该显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度,将该调色剂收容部内的调色剂加入显影剂中,所述显影剂至少包括具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g。
5、如权利要求书1~4任一项所述的二组分显影剂,其特征在于,所述磁性调色剂(A)中的磁性体实际是不含有硅或铝的球状磁性体。
6、一种显影装置,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,其特征在于,在该显影装置中,所述显影剂至少包括具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,在所述显影区域,产生于该显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上。
7、一种显影装置,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,其特征在于,在该显影装置中,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g,在所述显影区域,产生在所述显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下。
8、一种显影装置,该显影装置具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,该磁场发生装置在与潜影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,在该显影区域,通过将载于该显影剂担体表面的刷子状显影剂,和该潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,其特征在于,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B),磁性调色剂(A)在1000Oe的磁场中的磁化为σt=10~30emu/g。在所述显影区域,产生在所述显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的半值角度为20°以下。
9、一种图像形成工艺单元,所述图像形成工艺单元将潜影担体、使该潜影担体表面同样带电的带电装置、及清洗该潜影担体表面的清洗装置的至少一个、和使该潜影担体上的潜影显影而作为调色剂像的显影装置,相对于图像形成装置本体,可以拆装地构成一体结构物,其特征在于,所述显影装置使用如权利要求书6~9任一项所述的显影装置。
10、一种图像形成方法,所述图像形成方法具有以下显影工序,采用显影辊,在显影区域,将载于显影剂担体表面的刷子状显影剂,和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,所述显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,所述磁场发生装置位于该显影剂担体的内侧,在与显影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,其特征在于,所述显影剂采用二组分显影剂,在所述显影区域,产生在所述显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上,所述二组分显影剂,作为显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化为7~20emu/g。
11、一种图像形成方法,所述图像形成方法具有以下显影工序,采用显影辊,在显影区域,将载于显影剂担体表面的刷子状显影剂,和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,所述显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,所述磁场发生装置位于该显影剂担体的内侧,在与显影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,其特征在于,所述显影剂采用二组分显影剂,在所述显影区域,产生在显影担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下;所述二组分显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,所述调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g。
12、一种图像形成方法,所述图像形成方法具有以下显影工序,采用显影辊,在显影区域,将载于显影剂担体表面的刷子状显影剂,和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,所述显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,所述磁场发生装置位于该显影剂担体的内侧,在与显影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,其特征在于,所述显影剂采用二组分显影剂,在所述显影区域,产生在显影担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的半值角度为20°以下;所述二组分显影剂作为显影剂,至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g。
13、如权利要求书10~12任一项所述的图像形成方法,其特征在于,所述显影是如下进行的,具有显影剂限制构件、显影剂收容部、和调色剂收容部,所述显影剂限制构件限制承载在显影剂担体上并向所述显影区域输送的显影剂的量;所述显影剂收容部收容用该显影剂限制了构件限制向该显影区域的输送的显影剂;所述调色剂收容部具有调色剂补给用开口,其在从显影剂输送方向上游与该显影剂收容部邻接的位置与该显影剂担体表面相邻,利用显影剂随着显影剂输送在该显影剂担体上的移动,根据该显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度,将该调色剂收容部内的调色剂加入显影剂中。
14、一种图像形成装置,该图像形成装置具有显影装置,该显影装置采用显影辊,在显影区域,将载于显影剂担体表面的刷子状显影剂,和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,所述显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,所述磁场发生装置位于该显影剂担体的内侧,在与显影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,其特征在于,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g,在所述显影区域,产生在所述显影剂担体表面外侧的法线方向磁通密度的衰减率为50%以上。
15、一种图像形成装置,该图像形成装置具有显影装置,该显影装置采用显影辊,在显影区域,将载于显影剂担体表面的刷子状显影剂,和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,所述显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,所述磁场发生装置位于该显影剂担体的内侧,在与显影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,其特征在于,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化为7~20emu/g;在所述显影区域,产生在所述显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的OmT变极点间角度为40°以下。
16、一种图像形成装置,该图像形成装置具有显影装置,该显影装置采用显影辊,在显影区域,将载于显影剂担体表面的刷子状显影剂,和潜影担体表面移动方向同方向并且比该潜影担体表面更高速地移动并接触,使该潜影担体上的潜影显影,所述显影辊具有可以旋转驱动的非磁性显影剂担体和磁场发生装置,所述磁场发生装置位于该显影剂担体的内侧,在与显影担体相对的显影区域,在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场,其特征在于,所述显影剂至少含有具有磁性体的磁性调色剂(A)和磁性载体(B);该磁性调色剂(A)至少含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化7~20emu/g;在所述显影区域,产生在所述显影剂担体外周面上的法线方向磁通密度的、从该显影剂担体的旋转中心轴观察的、在该显影剂担体表面移动方向的半值角度为20°以下。
17、如权利要求书14~16任一项所述的图像形成装置,其特征在于,所述显影装置具有显影辊、显影剂限制构件、显影剂收容部、调色剂收容部,其中所述显影辊具有显影剂担体及位于其内侧、在与潜影担体相对的显影区域、在该显影剂担体上产生使含有调色剂和磁性粒子的显影剂分散的磁场的磁场发生装置;所述显影剂限制构件限制承载在所述显影剂担体上、向所述显影区域输送的显影剂的量;所述显影剂收容部收容用该显影剂限制构件对向该显影区域的输送进行了限制的显影剂;所述调色剂收容部具有调色剂补给用开口,其在从显影剂输送方向上游与该显影剂收容部邻接的位置与该显影剂担体表面相邻;利用显影剂随着显影剂输送在该显影剂担体上的移动,根据该显影剂担体上显影剂的调色剂的浓度,将该调色剂收容部内的调色剂加入显影剂中。
18、一种图像形成工艺单元,所述图像形成工艺单元将潜影担体、使该潜影担体表面同样带电的带电装置、及清洗该潜影担体表面的清洗装置的至少一个、和使该潜影担体上的潜影显影而作为调色剂像的显影装置,相对于图像形成装置本体,可以拆装地构成一体结构物,其特征在于,所述显影装置使用如权利要求书14~17任一项所述的显影装置。
19、一种图像形成用调色剂,其用于图像形成装置,该图像形成装置具有显影装置和复印装置,所述显影装置具有潜影担体和在该潜影担体上形成潜影的潜影形成装置,将该潜影担体上的潜影进行显影,形成调色剂图像;所述复印装置将该潜影担体上的调色剂像复印到复印部件上;在该复印装置中,具有由包括研磨工序的制造方法得到的复印构件,使该复印构件的表面作循环运动,为与复印构件之间不产生表面移动速度差,使复印构件表面移动而且与载有图像的图像担体对向,在该图像担体和复印构件之间形成夹紧部,使复印部件通过该夹紧部,从所述图像担体将图像复印到复印部件上;其特征在于,所述调色剂是至少由粘合树脂与磁性体构成的磁性调色剂,而且含有由硅油处理过的无机微粒子,该硅油的游离率为10~70%,并且调色剂的磁化(1)在5K奥斯特磁场中的磁化为10~25emu/g,(2)在1K奥斯特磁场中的磁化为7~20emu/g。
20、如权利要求书19所述的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂至少含有与硅油一起加热处理过的无机微粒子,加热处理后的该硅油的游离率为10~70%。
21、如权利要求书19或20所述的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂中的无机微粒子由二氧化硅及/或氧化钛构成。
22、如权利要求书19~21任一项所述的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂的粒径分布是:(1)重量平均粒径为6.0~10.0μm,(2)5μm以下的调色剂粒子个数有20~80%。
23、如权利要求书19~22任一项所述的图像形成用调色剂,其特征在于,所述磁性调色剂的粒径分布是:(1)重量平均粒径为6.0~8.0μm,(2)5μm以下的调色剂粒子个数有40~80%。
24、一种二组分图像形成用显影剂,其特征在于,含有权利要求书19~23任一项所述的图像形成用调色剂和由磁性体构成的磁性载体。
25、如权利要求书24所述的二组分图像形成用显影剂,其特征在于,所述磁性载体具有着色层,所述着色层至少以硅树脂为主要成分。
26、一种图像形成装置,其特征在于,具有显影装置和复印装置,所述显影装置具有潜影担体和在该潜影担体上形成潜影的潜影形成装置,将该潜影担体上的潜影进行显影,形成调色剂像;所述复印装置将该潜影担体上的调色剂像复印到复印部件上,其特征在于,该显影装置包括:显影剂担体,其内部具有磁场发生装置,承载并传送由磁性调色剂和磁性载体组成的二组分显影剂,所述磁性调色剂至少由粘结树脂和磁性体组成,所述磁性载体至少由磁性体构成;第一限制构件,其用来限制由所述显影剂担体承载、传送的所述显影剂的量;显影剂收容部,其收容由所述第一限制构件刮落的所述显影剂;调色剂收容部,其与所述显影剂收容部相邻,将调色剂供给到所述显影剂担体,根据所述显影剂担体上显影剂的调色剂浓度的变化,使该显影剂与所述调色剂的接触状态发生变化,进而使所述显影剂担体上显影剂的调色剂采纳状态变化;所述显影剂收容部具有与第一限制构件相比配置在所述显影剂担体上显影剂的传送方向上游侧的第二限制构件;所述第二限制构件,为在所述显影剂担体上显影剂的调色剂浓度上升,该显影剂的层厚增加时,限制该显影剂增加部分的通过,设定与所述显影剂担体之间的间隙,而且该复印装置具有由包括磨削工序的制造方法得到的复印构件,使所述复印构件的表面作循环运动,为与复印构件之间不产生表面移动速度差,使复印构件表面移动而且与载有图像的图像担体对向,在该图像担体和复印构件之间形成夹紧部,使复印部件通过该夹紧部,从所述图像担体将图像复印到复印部件上;而且采用的显影剂是权利要求书24或25所述的二组分图像形成用显影剂。
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