JP5361748B2 - 混合現像剤、並びに、当該混合現像剤を用いる現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
一方、この混合現像剤は、前記した関係を満たすことにより、現像剤の帯電立ち上がり性が回復する通常印刷時に、飽和帯電量の絶対値の高い第1の現像剤が、第2の現像剤よりも優先的に使用される。第1の現像剤は、第2の現像剤よりも着色剤の濃度が低い(色が薄い)ものの、飽和帯電量の絶対値が高いため、十分な量で現像剤像を形成することができ、これにより、十分に印刷濃度が濃い(色調が濃い)現像剤像を形成することができる。
しかも、この混合現像剤は、前記した関係を満たすことにより、経時においても安定して良好な印刷濃度の印刷品位を得ることができる。
また、第2発明によれば、第1発明に係る混合現像剤を用いる現像装置を提供することができる。
さらに、第3発明によれば、第2発明に係る現像装置を用いる画像形成装置を提供することができる。
<画像形成装置の構成>
以下、図1を参照して、本発明に係る画像形成装置の構成につき説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。ここでは、本発明に係る画像形成装置100が電子写真方式のカラープリンタであるものとして説明する。また、ここでは、現像剤TNとして、ブラック(B)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、及び、シアン(C)の各色の後記する混合現像剤を用いるものとして説明する。なお、以下の説明で、各色に対応する構成要素を区別する場合に、各色を表す英文字「B」、「Y」、「M」、「C」を、各構成要素を表す符合の末尾に付加するものとする。
排出トレイ3は、印刷処理された媒体Pが集積される媒体集積部である。
給紙搬送機構4は、給紙カセット2から排出トレイ3までの搬送路上に、給紙ローラ5、搬送ローラ6、排出ローラ7、及び、転写ベルト31を備えている。
搬送ローラ6は、搬送路に繰り出された媒体Pを排出トレイ3に向けて搬送するローラ部材である。
排出ローラ7は、媒体Pを排出トレイ3に排出して、媒体Pを排出トレイ3上に集積させるローラ部材である。
転写ベルト31は、印刷時に、走行して、媒体Pを現像装置10の後記する感光ドラム12に接触させながら定着器50まで搬送する走行部材である。この転写ベルト31は、後記する転写ユニット30に含まれる構成要素でもある。
走行ガイド9は、媒体Pの搬送をガイドする部材である。走行ガイド9は、任意の方向に回転可能な構成となっており、媒体Pの搬送方向を切り替える手段としても機能する。
画像形成部40は、現像装置10、露光ユニット20、及び、転写ユニット30を備えている。
転写ユニット30は、転写ベルト31、転写ローラ32、駆動ローラ33、ベルトアイドルローラ34、クリーニングブレード35、及び、廃棄現像剤タンク36を備えている。
廃棄現像剤タンク36は、クリーニングブレード35によって転写ベルト32から掻き落とされた現像剤TNを収容する収容部である。
以下、図2を参照して、本発明に係る現像装置10の構成につき説明する。図2は、本発明に係る現像装置の構成を示す図である。
以下、画像形成装置100の動作につき説明する。
画像形成装置100(図1参照)は、図示せぬインターフェースを介して上位装置から印刷データを受信すると、定着器50が、図示せぬヒータの加熱を開始して、図示せぬ加熱部材及びこれに連れ回る加圧部材の回転を開始する。画像形成装置100は、加熱部材の表面温度が設定温度に達すると、媒体Pの給紙搬送を開始する。
画像形成装置100は、現像剤像が定着された媒体Pを排出トレイ3まで搬送して、排出トレイ3に集積する。
(混合現像剤の概要)
現像剤TNは、着色剤の濃度が低い(すなわち、色が薄い)、通常印刷時に優先的に使用される通常印刷用の第1の現像剤と、着色剤の濃度が高い(すなわち、色が濃い)、初期印刷時に優先的に使用される初期印刷用の第2の現像剤と、第1の現像剤と第2の現像剤とを付着するキャリアとが混合された混合現像剤として構成されている。
第1の現像剤(以下、「現像剤A」と称する)及び第2の現像剤(以下、「現像剤B」と称する)は、図3に示す特性を有する。なお、図3は、本発明に係る混合現像剤を構成する現像剤の特性を示すグラフ図である。
現像剤Aは、帯電立ち上がりが遅く、かつ、図3に示すように、飽和帯電量Ts1の絶対値が高いという特性を有している。
一方、現像剤Bは、帯電立ち上がりが速く、かつ、図3に示すように、飽和帯電量Ts2の絶対値が低いという特性を有している。
なお、帯電立ち上がり性(速さ)は、例えば、表1中のQ60/Q600によって表される。表1中のQ60/Q600は、数値が大きいほど、帯電立ち上がり性が良好であることを示している。
以下に、本実施形態1で用いられる混合現像剤TNの製法につき説明する。ここでは、一例として、ブラックの混合現像剤TNの製法について説明する。また、ここでは、混合現像剤TNとして最も好ましい構成のものを説明するために、表1に示すように、第1の現像剤として1種類の現像剤Aを用い、また、第2の現像剤として6種類の現像剤B1〜B6を用いて、複数の混合現像剤を精製し、各混合現像剤を比較評価するものとする。
まず、以下の(1)〜(4)の処理によって、混合現像剤TNを構成する現像剤Aを精製する。
(1)表1に示すように、100重量部の結着樹脂(非晶質ポリエステル樹脂、数平均分子量Mn=3700、ガラス転移温度Tg=62℃)に、着色剤としての4.0重量部のカーボンブラック(MOGUL−L、Cabot社製)と、帯電制御剤としての1.5重量部のサリチル酸錯体(オリエント化学工業社製、ボントロンE−84)と、4級アンモニア塩を有する荷電制御樹脂としての3.5重量部のポリエステル樹脂と、離型剤としての3.0重量部のカルナウバワックス(加藤洋行社製、カルナウバワックス1号粉末)とを加える。
本実施形態1では、各現像剤A及び現像剤B1〜B6について、各現像剤A及び現像剤B1〜B6のそれぞれを単独でキャリアに混合した場合と現像剤Aと現像剤B1〜B6の中の任意の1種類の現像剤Bとをキャリアに混合した場合とでそれぞれをサンプルとし、各サンプルの印刷濃度を評価した。
また、本実施形態1では、各現像剤A及び現像剤B1〜B6について、同様に、各現像剤A及び現像剤B1〜B6のそれぞれを単独でキャリアに混合した場合と現像剤Aと現像剤B1〜B6の中の任意の1種類の現像剤Bとをキャリアに混合した場合とでそれぞれをサンプルとし、各サンプルの帯電特性を評価した。
以下に、具体的な各サンプルの評価について説明する。ここで、帯電量測定(キャリアとの撹拌)前の現像剤の放置環境(温度・湿度)及び放置時間は、25℃/40%に12時間以上とした。また、キャリアとの撹拌(振とう)動作を行う環境(温度・湿度)及び吸引ブロー式帯電量測定器で帯電量測定を行う環境(温度・湿度)も、それぞれ、25℃/40%とした。
すなわち、混合現像剤TNとして最も好適なサンプルは、第1の現像剤である現像剤A及び第2の現像剤である現像剤Bの帯電特性が、それぞれ、図3に示すように、同じ材質のキャリアCRに対して現像剤Aと現像剤Bとで同じ混合重量比で単独に混合される場合で、かつ、現像剤Bが飽和帯電量に到達する飽和帯電時間Ts2よりも短い時間t撹拌した場合の現像剤Aの帯電量をqtとするとともに、現像剤Bの帯電量をQtとし、現像剤Bの飽和帯電時間Ts2以上の時間T撹拌した場合の現像剤Aの帯電量をqTとするとともに、現像剤Bの帯電量をQTとしたときに、|qt|>|Qt|、かつ、|qT|>|QT|で、さらに、qt/qT<Qt/QTの関係を満たす組み合わせのものである。
この関係を満たす組み合わせの混合現像剤TNは、経時においても安定して良好な印刷濃度の印刷品位を得ることができる。
同様に、この現像装置10を用いる画像形成装置100によれば、初期印刷時に形成される現像剤像と通常印刷時に形成される現像剤像とで、印刷濃度差を低減させることができる。
実施形態1は、2種類の現像剤Aと現像剤Bとを同量ずつ混合した。これに対して、本実施形態2は、目標値からずれた物性値(例えば、飽和帯電量)を持つ現像剤A(本実施形態2では、後記する現像剤A2〜A5のいずれか1種類の現像剤)に対し、現像剤B(本実施形態2では、後記する現像剤C又はD)の混合割合を変更することにより、混合現像剤TNとしての全体の物性値を調整する。
表3に示すように、各サンプル(現像剤A1〜A5)は、実施形態1と同じ条件及び同じ製法にて精製されているにも関わらず、帯電特性のばらつきがある。そのため、各サンプルは、ベタ濃度の値(OD値)に差が生じてしまっている。なお、各サンプル(現像剤A1〜A5)は、Q600=−30μC/g、ベタ濃度の値(OD値)1.40という物性値を目標に精製されている。
例えば、本発明は、プリンタに限らず、複写機、FAX、MFP等の画像形成装置に用いることができる。なお、「MFP」とは、Multi Function Peripheral(又はProduct)の略称で、プリンタにファクシミリ機能やスキャナ機能、コピー機能等を付加した装置である。
現像装置10に収容される現像剤の色の並びは、図1に示す順番とは異なる順番にすることも可能である。
また、現像装置10に収容される現像剤の色は、ブラック(B)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、及び、シアン(C)以外の色にすることも可能である。
3 排出トレイ
4 給紙搬送機構
5 給紙ローラ
6 搬送ローラ
7 排出搬送ローラ
8 反転ユニット
9 走行ガイド
10(10B,Y,M,C) 現像装置
11 現像剤収容器(現像剤収容部)
12 感光ドラム(像担持体)
13 帯電ローラ(帯電部)
14 現像ローラ(現像剤担持体)
15 供給ローラ
16 現像ブレード
17 クリーニングブレード
18 シール材
20 露光ユニット(露光部)
30 転写ユニット(転写部)
31 転写ベルト(第1転写部材)
32 転写ローラ(第2転写部材)
33 駆動ローラ
34 ベルトアイドルローラ
35 転写ベルトクリーニングブレード
36 廃棄現像剤タンク
40 画像形成部
50 定着器(定着部)
51 加熱ローラ
52 加圧ローラ
60 振とう器(撹拌機)
61 支持部
62 振とう部
71 印刷可能範囲
72 dutyパターン
73 測定点
100 画像形成装置(プリンタ)
P 媒体(記録紙)
TN 現像剤(トナー)
qt、Qt,Qt,QT 帯電量
Qs1,Qs2 飽和帯電量
t,T 撹拌時間
Ts1,Ts2 飽和帯電時間
Claims (15)
- 着色剤の濃度が低くて、帯電立ち上がりが遅く、かつ、飽和帯電量の絶対値が高い第1の現像剤と、
前記第1の現像剤よりも、着色剤の濃度が高くて、帯電立ち上がりが速く、かつ、飽和帯電量の絶対値が低い第2の現像剤とが混合されており、
前記第1の現像剤及び前記第2の現像剤の帯電特性が、それぞれ、同じ材質のキャリアに対して前記第1の現像剤と前記第2の現像剤とで同じ混合重量比で単独に混合される場合で、かつ、前記第2の現像剤が飽和帯電量に到達する前記第2の現像剤の飽和帯電時間よりも短い時間t撹拌した場合の前記第1の現像剤の帯電量をqtとするとともに、前記第2の現像剤の帯電量をQtとし、前記第2の現像剤の飽和帯電時間以上の時間T撹拌した場合の前記第1の現像剤の帯電量をqTとするとともに、前記第2の現像剤の帯電量をQTとしたときに、
|qt|>|Qt|、かつ、|qT|>|QT|で、さらに、qt/qT<Qt/QTの関係を満たす
ことを特徴とする混合現像剤。 - 請求項1に記載の混合現像剤において、
前記第1の現像剤及び前記第2の現像剤の帯電特性が、それぞれ、
前記混合重量比を5%とする場合で、かつ、前記時間tを60秒とし、前記時間Tを600秒とする場合に、
|q60|>|Q60|、かつ、|q600|>|Q600|で、さらに、q60/q600<Q60/Q600の関係を満たす
ことを特徴とする混合現像剤。 - 請求項1又は請求項2に記載の混合現像剤において、
前記第1の現像剤に含まれる前記着色剤の量が前記第2の現像剤に含まれる前記着色剤の量よりも少なく、かつ、
前記第1の現像剤に含まれる帯電制御部剤の量が前記第2の現像剤に含まれる帯電制御部剤の量よりも多い
ことを特徴とする混合現像剤。 - 請求項3に記載の混合現像剤において、
前記帯電制御部剤が帯電制御剤と荷電制御樹脂とを含む
ことを特徴とする混合現像剤。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の混合現像剤において、
全体の飽和帯電量が、前記第1の現像剤と前記第2の現像剤との混合割合を変更することにより、調整される
ことを特徴とする混合現像剤。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の混合現像剤において、
前記着色剤の色がカラーである場合に、前記第2の現像剤の彩度が前記第1の現像剤の彩度よりも濃い
ことを特徴とする混合現像剤。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の混合現像剤において、
前記着色剤の色が黒である場合に、前記第2の現像剤の明度が前記第1の現像剤の明度よりも高い
ことを特徴とする混合現像剤。 - 現像剤を収容する現像剤収容部と、
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記現像剤収容部から前記現像剤の供給を受けて、前記像担持体の表面に形成された静電潜像に前記現像剤を付着させて現像を行う現像剤担持体とを備え、
前記現像剤は、
着色剤の濃度が低くて、帯電立ち上がりが遅く、かつ、飽和帯電量の絶対値が高い第1の現像剤と、
前記第1の現像剤よりも、着色剤の濃度が高くて、帯電立ち上がりが速く、かつ、飽和帯電量の絶対値が低い第2の現像剤とが混合されている混合現像剤であり、
前記第1の現像剤及び前記第2の現像剤の帯電特性は、それぞれ、同じ材質のキャリアに対して前記第1の現像剤と前記第2の現像剤とで同じ混合重量比で単独に混合される場合で、かつ、前記第2の現像剤が飽和帯電量に到達する前記第2の現像剤の飽和帯電時間よりも短い時間t撹拌した場合の前記第1の現像剤の帯電量をqtとするとともに、前記第2の現像剤の帯電量をQtとし、前記第2の現像剤の飽和帯電時間以上の時間T撹拌した場合の前記第1の現像剤の帯電量をqTとするとともに、前記第2の現像剤の帯電量をQTとしたときに、
|qt|>|Qt|、かつ、|qT|>|QT|で、さらに、qt/qT<Qt/QTの関係を満たす
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項8に記載の現像装置において、
前記現像剤は、
前記第1の現像剤及び前記第2の現像剤の帯電特性が、それぞれ、
前記混合重量比を5%とする場合で、かつ、前記時間tを60秒とし、前記時間Tを600秒とする場合に、
|q60|>|Q60|、かつ、|q600|>|Q600|で、さらに、q60/q600<Q60/Q600の関係を満たす
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項8又は請求項9に記載の現像装置において、
前記現像剤は、
前記第1の現像剤に含まれる前記着色剤の量が前記第2の現像剤に含まれる前記着色剤の量よりも少なく、かつ、前記第1の現像剤に含まれる帯電制御部剤の量が前記第2の現像剤に含まれる帯電制御部剤の量よりも多い
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項10に記載の現像装置において、
前記現像剤は、
前記帯電制御部剤が帯電制御剤と荷電制御樹脂とを含む
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項8乃至請求項11のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像剤は、
全体の飽和帯電量が、前記第1の現像剤と前記第2の現像剤との混合割合を変更することにより、調整される
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項8乃至請求項12のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像剤は、
前記着色剤の色がカラーである場合に、前記第2の現像剤の彩度が前記第1の現像剤の彩度よりも濃い
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項8乃至請求項12のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像剤は、
前記着色剤の色が黒である場合に、前記第2の現像剤の明度が前記第1の現像剤の明度よりも高い
ことを特徴とする現像装置。 - 請求項8乃至請求項14のいずれか一項に記載の現像装置と、
転写部と、
定着部とを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
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