CN102375371A - 双组分显影剂收容制品以及双组分显影剂的填充方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双组分显影剂收容制品以及双组分显影剂的填充方法,该双组分显影剂收容制品用于补给至少含有调色剂和载体的双组分显影剂,具有:一端具有开口部的圆筒状容器、封闭上述开口部的盖体、收容于上述圆筒状容器内的调色剂层、收容于上述圆筒状容器内的载体层,其中,上述调色剂层和上述载体层相叠层,且上述圆筒状容器具有下述构成:其内表面具有螺旋状凸起,通过旋转上述圆筒状容器,由上述凸起运送上述调色剂层和上述载体层,以使调色剂和载体从上述开口部排出。
Description
技术领域
本发明涉及在电子照相方式的图像形成装置中使用的用于补给双组分显影剂的双组分显影剂收容制品、以及将双组分显影剂填充到显影剂收容容器中的双组分显影剂的填充方法,其中,所述双组分显影剂至少由调色剂和载体构成。
背景技术
在电子照相方式的图像形成技术领域,伴随数字处理技术、半导体激光曝光技术等的发展,已经能够形成图像存储密度达1200dpi(dpi:每英寸(2.54cm)对应的点数)水平的精细图像。进而,通过实现这样的精细点图像,电子照相图像已经能够向要求精细且高解像度的图像的市场中展开。
具体可列举例如在被称为按需印刷(On demand)的印刷市场中的展开,其实现了无须进行传统印刷方式中的必要工序、即印刷版的制作,即可以在短时间内进行连续的印刷。对于这样的高速连续印刷的情况而言,利用载体可迅速实现调色剂带电的双组分显影方式的图像形成是有利的。
在双组分显影方式的图像形成中,调色剂在收容于被称为显影装置的装置中的载体表面发生摩擦带电,带电至规定水平的调色剂被供给到图像承载体,从而进行静电潜像的显影。在显影装置内进行该调色剂在载体表面的摩擦带电时,如果长期反复使用同一载体,会导致载体带电性能逐渐下降。即,反复使用同一载体时,会引发设置于载体表面的树脂层的磨损、剥离、或调色剂构成成分在载体表面的粘结,进而导致载体的带电能力逐渐下降。其结果是,会导致载体无法使调色剂进行规定的摩擦带电,无法向感光体供给规定量的调色剂,进而引发图像浓度下降等显影不良。
为了解决这一问题,可采取所谓“自动精制显影(オ一トリフアイニング現像)”的显影剂补充方法,即在补给由于显影而消耗的调色剂的同时,也补充新的载体,从而一点点地更换显影装置内的载体来保持载体的带电赋予性能。“自动精制显影”也被称为“滴流式(trickle)显影”,通过实施例如改变添加量、规定电阻等操作来供给载体,从而将显影装置内的显影剂的带电性能保持于规定水平(例如,参照专利文献1、2)。
例如,专利文献1中进行了下述尝试:通过将补充用显影剂的载体浓度设定于特定范围、并规定显影装置内的载体与新的载体的电阻差,来尝试使显影剂的性能保持稳定。另外,专利文献2中使用多种电阻值不同的载体来配制电气特性不同的补充用显影剂,并将这些显影剂分割收容于同一显影剂容器中,根据显影剂补给时期的不同而供给电阻值不同的载体,由此来保持显影剂性能。
如上所述,在“自动精制显影”中,由于在补给调色剂的同时也供给新的载体,因此载体在显影装置内会始终表现出规定水平的带电赋予性能,从而使做成的印刷品能够长期稳定地保持图像品质。
专利文献
专利文献1:日本专利第3777778号公报
专利文献2:日本特开2004-29306号公报
如上所述,在自动精制显影中,将调色剂和载体均供给到显影装置,但大多情况下,收容于显影剂收容容器内的补给用双组分显影剂在供给到显影装置之前的期间内一直以静置状态保存。然而,如果使调色剂和载体在混合的状态下长期静置,在载体与调色剂的接触部位会发生电荷的迁移,导致显影剂的带电量与初期相比呈下降趋势。另外,如果使调色剂和载体在混合的状态下进行输送,则可能会因受到振动等的影响而引起调色剂粘结在载体表面的废调色剂(spent toner)的产生。
这样,希望在向显影装置供给补给用双组分显影剂时才将调色剂和载体混合,在此之前为了避免彼此接触而将调色剂和载体分开保管。
采取将调色剂与载体分开保存、在供给到显影装置时再将它们混合的方法时,将调色剂与载体分别填充于不同的容器中进行保存,而供给到显影装置时,则分别需要调色剂供给机构和载体供给机构。此外,供给到显影装置内时,需要将调色剂和载体以规定比例供给,因此也需要有准确测量这些组分的机构。这样,将这些机构设置到图像形成装置中,会引起图像形成装置的部件件数的增加、结构的复杂化,会对成本及维护方面造成影响。
基于上述背景,对于以自动精制显影方式补给显影剂的图像形成装置而言,多数是供给由显影剂和载体混合而成的显影剂,但这样的方式无法避免因长时间接触而引起的显影剂的带电量下降以及由废调色剂引发的图像不良。于是,要求一种能够在使调色剂与载体基本不接触的情况下将它们保存于容器中、并在供给到显影装置时再开始以准确比例混合调色剂和载体并进行供给的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双组分显影剂收容制品,其能够使调色剂与载体在显影剂收容容器内形成不会擅自接触的状态,并且能够在供给到显影装置时使调色剂与载体以准确比例供给。具体而言,本发明的目的在于提供通过在显影剂收容容器内将调色剂与载体分离保存,来尽可能避免调色剂与载体发生长期接触,从而防止由两者之间的电荷迁移而引起的带电性下降的双组分显影剂收容制品。
此外,本发明的目的在于提供一种显影剂的填充方法,该方法可尽可能消除调色剂与载体之间的接触机会,即使显影剂收容容器在输送过程中受到冲击等,也不会发生调色剂粘结在载体表面的情况,从而不会发生由于废调色剂引起的载体的带电赋予性能的下降。进一步,为了将调色剂与载体以规定比例供给到显影装置,本发明的目的还在于提供一种使调色剂层与载体层规则地收容于收容容器内的显影剂的填充方法。
上述目的可通过反映本发明的一个方面的下述双组分显影剂收容制品及双组分显影剂的填充方法而实现。
本发明提供一种双组分显影剂收容制品,其用于补给至少含有调色剂和载体的双组分显影剂,
该双组分显影剂收容制品具有:
一端具有开口部的圆筒状容器、
封闭上述开口部的盖体、
收容于上述圆筒状容器内的调色剂层、
收容于上述圆筒状容器内的载体层,
其中,上述调色剂层和上述载体层相互叠层,
且上述圆筒状容器具有下述结构:其内表面具有螺旋状凸起,通过旋转,由上述凸起运送上述调色剂层和上述载体层,以使调色剂和载体从上述开口部排出。
本发明提供一种双组分显影剂的填充方法,该方法将至少含有调色剂和载体的双组分显影剂填充至显影剂收容容器内,
其中,将上述双组分显影剂填充于上述显影剂收容容器内,使得上述调色剂的调色剂层和上述载体的载体层形成叠层状态。
附图说明
图1是可收容补充用显影剂的显影剂收容容器的外观立体图。
图2a、2b、2c为表示设置于容器外周的磁铁、与通过设置该磁铁而形成的调色剂和载体的叠层状态之间的关系的示意图。
图3是用于进行载体填充的横置型(横引き型)螺旋输送机的示意图。
图4是用于进行调色剂填充的螺旋推运型(オ一ガ型)填充装置的示意图。
图5是示出自动精制显影方式的显影装置的一例的概要图。
图6是表示搭载有自动精制显影方式显影装置的图像形成装置的一例的示意图。
图7a、7b、7c、7d为表示实施例中制作的试样的显影剂填充状态的示意图。
图8是实施例中用于测定调色剂带电量的带电量测定装置的示意图。
具体实施方式
本发明涉及用于自动精制显影方式的双组分显影剂收容制品以及将补充用双组分显影剂向显影剂收容容器填充时所采取的显影剂填充方法,在自动精制显影方式中,通过在补给由于形成图像而消耗的调色剂的同时、也补充新的载体,来保持显影剂的带电性能。
本发明人的着眼点在于:在自动精制显影方式所对应的图像形成装置中,为了在将补充用显影剂补给到显影装置内时使补给的显影剂与之前的显影剂均匀混合,要在显影装置内进行充分的搅拌。即,本发明人发现:由于补给用双组分显影剂在显影装置内均匀混合,因此无须预先使补给用双组分显影剂以调色剂与载体均匀混合的状态收容于显影剂收容容器中。
本发明人认为:在供给到显影装置之前的期间内即尽可能地避免调色剂与载体在显影剂收容容器内发生接触的情况下,可使双组分显影剂的性能得以长期稳定保持。进而,本发明人等经过深入研究后,发现了使调色剂层与载体层在显影剂收容容器内以叠层状态收容的双组分显影剂填充技术。
本发明的双组分显影剂收容制品具有收容部和运送部,所述收容部以叠层状态收容有经上述填充技术填充的调色剂层和载体层,所述运送部从收容的调色剂层和载体层以规定比例排出调色剂和载体。
以下,针对本发明进行详细说明。首先,结合图1对显影剂收容容器进行说明,所述显影剂收容容器是能够利用本发明的双组分显影剂填充方法使调色剂和载体形成分离的状态(叠层状态)来收容显影剂的收容容器。图1是可利用本发明的显影剂填充方法收容补充用显影剂的显影剂收容容器的一种实施方式,表示该收容容器的外观。
可收容补充用显影剂的显影剂收容容器B具有圆筒形状的容器主体B10和盖体B20。容器主体B10是通过吹塑成形等制作的圆筒形状的中孔树脂部件,是收容本发明的双组分显影剂的容器,在其内周表面设置有螺旋状的凸起B11。
另外,盖体B20是通过注射成形等制作的树脂制部件,其密封收容于容器主体B10的显影剂、并将从容器主体B10排出的显影剂供给至图像形成装置的显影装置。
以叠层状态收容有调色剂层和载体层的显影剂收容容器B安装于未图示的图像形成装置(未图示),将收容的调色剂及载体作为双组分显影剂供给至图像形成装置的显影装置。通过设置在图像形成装置中的驱动机构使容器主体B10旋转,利用旋转的效果来运送所收容的显影剂,由此将收容的调色剂及载体供给到显影装置。即,在图1的显影剂收容容器B中,首先,利用设置在图像形成装置中的驱动机构使容器主体B10沿图示的W1方向旋转。
利用容器主体B10沿W1方向的旋转,收容在容器主体B10内的显影剂会受到来自螺旋状凸起B11的推进作用而向箭头H的方向、即盖体B20的方向被运送,进而,从盖体B20的未图示的排出口排出并被供给至图像形成装置的显影装置。在容器主体B10旋转、收容的显影剂被沿箭头H的方向被运送的过程中,盖体B20静止。这样,通过使容器主体B10旋转来运送收容在显影剂收容容器B中的显影剂,可进行显影剂向显影装置的供给。即,以叠层状态收容有调色剂层和载体层的显影剂收容容器B显示了本发明的双组分显影剂收容制品的优选实施例之一,其中,容器主体B10构成本发明的双组分显影剂收容制品的收容部,设置于容器主体B10的内周表面的螺旋状凸起B11构成运送部。
需要说明的是,盖体B20具有使盖体B20卡合于容器主体B10的部位(图中未示出),当活动该部位而达到解除卡合的状态并将容器主体B10向箭头a方向拉动时,可将盖体B20从容器主体B10上卸下。此外,在使盖体B20与图中未示出的容器主体B10的开口部接触、并在该状态下向箭头a方向按压盖体B20时,可将盖体B20安装在容器主体B10上。
需要说明的是,对于图1的显影剂收容容器而言,通过在容器主体B10的未图示的开口部设置密封部件来密封容器主体B10与盖体B20之间的间隙,可以切实地防止收容在容器主体B10中的显影剂发生泄漏。
以下,针对本发明中进行的向显影剂收容容器中填充双组分显影剂的方法进行说明。本发明中,在向显影剂收容容器中填充至少含有调色剂和载体的双组分显影剂时,以使调色剂区(调色剂层)与载体区(载体层)形成彼此分离的叠层状态的方式将双组分显影剂填充到上述显影剂收容容器内。
本发明人注意到显影剂收容容器内的补给用显影剂在供给至显影装置之前的期间内一直以静置状态保存这一事实,提出下述想法:应尽可能避免在供给到显影装置内之前的保存期间中在载体与调色剂的接触部位发生电荷迁移。进而,本发明人希望以将调色剂和载体收容于同一显影剂收容容器中的状态来实现这一目的,经过深入研究,作出了本发明。
本发明人发现:通过使调色剂和载体形成叠层状态而收容于同一显影剂收容容器内,可以尽可能地避免在容器内形成调色剂与载体的接触面,从而防止由两者间的电荷迁移引起的带电性下降。这样,通过在显影剂收容容器内形成调色剂与载体的独立区域、即调色剂层和载体层,两者不会在保存状态下轻易发生混杂,因此,能够抑制由接触引起的带电量下降、并且能够起到抑制废调色剂的效果。
本发明人发现:将调色剂与载体以叠层状态保存于显影剂收容容器内时,该叠层状态不易发生混合。可以认为,这是由于:调色剂粒子为数μm,远小于载体粒子的粒径,并且以高填充率收容显影剂,因此可形成载体粒子不易混入调色剂粒子间的间隙的状态。这样,在显影剂收容容器内形成的调色剂层与载体层的叠层状态不会因输送时产生的冲击程度的外力而受到破坏,会形成调色剂与载体不易混合的状态。因此,对于填充有双组分显影剂的显影剂收容容器而言,即使其受到了一定的冲击,也不会引起调色剂与载体的混合,可避免在载体表面发生调色剂的粘结,有利于稳定保持显影剂的品质。
需要说明的是,本发明中形成叠层状态的所述调色剂层,指的是该层中的调色剂含量为每1cm3为99质量%以上的层;所述载体层,指的是层中的载体含量为每1cm3为95质量%以上的层。另外,将不满足所述调色剂层和载体层的条件的调色剂及载体的区域称为分界层。
另外,作为确认收容于显影剂收容容器内的双组分显影剂形成了调色剂层与载体层的方法,有效的是例如对显影剂收容容器进行X射线拍摄的方法。即,由于利用X射线能够清晰地拍摄到作为磁体的载体层,因此可对显影剂收容容器内的调色剂和载体的分布状态加以确认。
将显影剂收容容器内的显影剂供给到显影装置内时,需要将调色剂与载体以规定比例供给到显影装置内,在本发明中,能够使显影剂收容容器内的调色剂层和载体层对应于该规定比例而形成。作为形成调色剂层和载体层的叠层状态、从而能够使调色剂和载体以规定比例供给到显影装置内的方法,包括例如:在使磁铁存在的状态下进行调色剂与载体的填充的方法、或交替进行调色剂的填充和载体的填充的方法等。
进一步,针对由收容于显影剂收容容器内的双组分显影剂的调色剂层和载体层形成的叠层状态进行说明。以图1所示的显影剂收容容器B为例,如上所述,在安装于图像形成装置中的状态下,使填充有双组分显影剂的容器主体B10旋转,利用旋转的效果来运送所收容的双组分显影剂,从而将该双组分显影剂供给到显影装置。即,本发明中的所述显影剂收容容器是在安装于图像形成装置的状态下将所收容的显影剂向显影装置供给的容器。
向上述显影剂收容容器中填充显影剂时,本发明中,优选以与圆筒的轴向平行地形成调色剂层与载体层的叠层状态的方式填充显影剂,圆筒的轴向即为在显影剂收容容器安装于图像形成装置中的状态下使容器主体旋转时所产生的显影剂的运送方向。即,在将容器安装于图像形成装置中的状态下使容器旋转时,通过以使叠层状态的调色剂层和载体层与旋转所产生的双组分显影剂的运送方向平行的方式填充显影剂,能够始终以恒定比例向显影装置供给调色剂和载体,因此优选。另外,填充的双组分显影剂在即将供给到显影装置之前,会保持由调色剂层和载体层构成的叠层状态,因此能够防止保存时发生双组分显影剂的带电量下降或废调色剂的产生,从这一方面考虑也是优选的。
需要说明的是,这里的所述“平行”代表下述含义:将收容有显影剂的显影剂收容容器安装于图像形成装置中时,容器内的调色剂层和载体层的叠层结构与收容的显影剂的运送方向基本平行。因此,也包括相对于安装于图像形成装置中的状态下所产生的双组分显影剂的运送方向,形成的调色剂层和载体层的叠层结构稍有倾斜的情况。即,并非仅限于调色剂层与载体层相对于双组分显影剂的运送方向为严格意义上的平行,也就是说,并不仅限于调色剂层和载体层相对于安装于图像形成装置中的状态下的容器内所产生的双组分显影剂的运送方向成180°的情况。
另外,本发明中,向显影剂收容容器中填充调色剂层和载体层,在作为整体填充双组分显影剂时,优选以作为整体的双组分显影剂整体中,载体浓度占5质量%以上30质量%以下的方式填充调色剂层和载体层。即,可以认为:当载体浓度在上述范围内时,在显影剂收容容器内可形成与调色剂接触的载体量被抑制于相对较低水平的状态,不会对图像形成造成诸如带电量下降、产生废调色剂之类的由显影剂劣化而带来的影响,因此优选。
另外,在供给了上述双组分显影剂的显影装置内,会出现新的载体与之前的载体混合存在的状态,但可以认为,当载体浓度在上述范围内时,即使新的载体与之前的载体混合存在,两种载体的带电赋予性能的差异也不会对图像形成造成影响。因此,即使处于新的载体与之前的载体混合存在的状态,也能够稳定地进行具有规定水平画质的图像的形成,故优选。
特别是,在对应于自动精制显影方式的图像形成装置中,无法选出之前的载体将其更换为新的载体,因此,通过使补充用双组分显影剂中的载体浓度为5质量%以上30质量%以下,可进行稳定的图像形成,故优选。需要指出的是,在本发明中,尤其优选使载体浓度达到15质量%左右。
这里,针对使磁铁存在的状态下填充调色剂与载体的方法进行说明。在该填充方法中,首先在容器外周设置磁铁,在该状态下进行载体的填充。这样,在于容器外周设置磁铁的状态下填充载体时,可使载体受到磁力的作用而被局部地填充于容器内的特定部位。接着,在于容器外周设置磁铁的状态下再将调色剂填充至容器内。在该状态下填充调色剂时,可使之前填充到容器内的载体在磁力作用下作为载体层被固定,而新填充的调色剂则作为调色剂层被填充到不存在载体的区域。
如上所述,由于在通过磁铁的作用使载体固定的状态下填充调色剂,因此,之前填充的载体即便与调色剂接触也不会发生移动,通过这样的填充,调色剂与载体不会混合存在,而是形成彼此独立的区域、即调色剂层和载体层。于是,能够在显影剂收容容器内形成调色剂层与载体层的叠层结构。其结果是,收容于该显影剂收容容器内的双组分显影剂在供给到显影装置内之前的期间,调色剂与载体的接触状态会被限制在最低限度。即,由于实现了对由调色剂与载体的接触引起的电荷迁移加以抑制的状态,因此可尽可能避免显影剂的带电量下降,能够将保持规定带电性能的双组分显影剂稳定地供给到显影装置中。
此外,由于以调色剂与载体不相混杂的状态进行保存,因此还能降低调色剂在载体表面的粘结机会,从而能够向市场提供不易发生由废调色剂引起的载体带电赋予性能下降的双组分显影剂。进一步,能够提供下述双组分显影剂:填充有调色剂和载体的显影剂收容容器即使在传输过程中受到了冲击,也难以受到由冲击带来的影响。
需要说明的是,作为边形成调色剂与载体的叠层结构边进行填充的方法,除了在设置上述磁铁的情况下进行填充的方法以外,还包括例如控制填充口的形状、大小、料斗角度等限定显影剂的移动方向及供给量的因子而进行填充的方法。通过这些方法,例如在填充载体时使用料斗之类的漏斗形状的材料进行填充时,由于可以一边使载体在沿重力方向下落的同时顺着料斗面移动、一边进行填充,因此能够使载体呈扩散的形态填充到容器内。
因此可以认为:在设置磁铁,并且控制填充口的形状、大小、料斗角度等限定双组分显影剂的移动方向及供给量的因子而进行填充时,能够进行更高精度的双组分显影剂的填充。此外,在设置磁铁进行填充时,如果使设置于容器开口部附近的磁铁的强度较弱,越靠近底部越使设置的磁铁强度增强,则能够使载体向容器内部的移动变得容易,因而能够在容器内形成均匀载体层,而不存在不均,从这方面考虑是优选的。
结合图2a、2b、2c对在显影剂收容容器外周设置磁铁的状态下进行调色剂和载体的填充的方法进行说明。在于容器外周设置磁铁的状态下填充载体和调色剂时,能够边在容器内形成调色剂与载体的叠层结构边进行填充。这些图示意性地示出了磁铁30在容器主体B10外周的设置状态、和通过该设置而在容器主体B10内形成的载体DC与调色剂DT的叠层状态之间的关系。
在这些图中,简单地以圆筒形状表示容器主体B10,并在容器主体B10的上边缘侧示出了用于将显影剂填充到容器主体B10内的开口部B14。需要说明的是,本发明的双组分显影剂的填充方法中所采取的磁铁30的设置状态并不限定于这些图中示出的状态,以下对磁铁30的具体设置状态进行说明。
例如,图2a代表在圆筒形状的容器主体B10的外周,相对地设置有与容器主体B10的长度方向具有相同长度的两个磁铁30A和30B的状态。在该状态下填充载体、接着填充调色剂时,如图右侧所示,载体DC被局部地填充于容器截面的两端,而在未填充载体DC的从容器中央到容器外周的部分,则填充有调色剂DT。
图2b代表在圆筒形状的容器主体B10的外周,相对于容器主体B10呈同心圆状地设置有与容器主体B10的长度方向具有相同长度的圆筒形状的磁铁30的状态。在该状态下填充载体、接着填充调色剂时,如图右侧所示,载体DC沿着容器截面的外周呈中空圆筒形状填充,而调色剂DT则呈圆筒形状地被填充于容器中央。
图2c代表下述设置状态:在相同大小的12个磁铁30A~30L中,以每4个磁铁为1组,共设置3组,并使这3组沿圆筒形状的容器主体B10的长度方向设置,其中,每1组的所述4个磁铁设置于圆筒形状的容器主体B10的外周,并在设置时,使连接一对相对磁铁的直线与连接另一对磁铁的直线在圆筒形状的容器主体B10的轴上正交。在该状态下填充载体、接着填充调色剂时,载体DC被不连续地填充于沿着容器外周的12个部位上,而其它部位则填充有调色剂DT。
需要说明的是,如上所述,作为边在显影剂收容容器内形成调色剂与载体的叠层状态边进行填充的方法,还包括控制填充时的调色剂与载体的移动速度、移动方向、供给量而进行填充的方法。例如,使用诸如料斗这样的漏斗形状的部件填充载体时,由于载体不仅沿着重量方向、还会顺着料斗面移动而进行填充,因此会使载体呈扩散的形态填充到容器内。另外,使设置于容器开口部B14附近的磁铁的强度较弱、越靠近底部越使设置的磁铁强度增强时,由于载体易于进入到容器内的深部,因此对于形成在量上不存在不均的、均匀载体层方面而言是优选的。
需要说明的是,在后述实施例中,图7a中的1~5列举了下述的双组分显影剂填充示例:在设置有磁铁的状态下进行填充,相对于在使显影剂收容容器安装于图像形成装置中的状态下将双组分显影剂供给到构成图像形成装置的显影装置时所产生的显影剂收容容器内的上述双组分显影剂的运送方向,平行地形成调色剂层与载体层的叠层状态。
另外,图7b的6~8列举了下述的双组分显影剂填充实例:相对于在使显影剂收容容器安装于图像形成装置中的状态下将双组分显影剂供给到构成图像形成装置的显影装置时所产生的显影剂收容容器内的双组分显影剂的运送方向,垂直地形成调色剂层与载体层的叠层状态。图7b中示出的“使调色剂层与载体层的叠层状态与收容于容器中的双组分显影剂的运送方向垂直地形成的双组分显影剂的填充”,可通过在填充双组分显影剂时交替地进行调色剂的填充和载体的填充来实现。
需要说明的是,这里所述的“垂直”表示下述含义:将收容有显影剂的显影剂收容容器安装到图像形成装置中时,容器内的调色剂层和载体层的叠层结构与收容的显影剂的运送方向基本垂直。因此,也包括相对于安装于图像形成装置中的状态下所产生的双组分显影剂的运送方向,形成的调色剂层和载体层的叠层结构稍有倾斜的情况。即,并非仅限于调色剂层与载体层相对于双组分显影剂的运送方向为严格意义上的垂直,也就是说,并不限定于调色剂层和载体层相对于安装于图像形成装置中的状态下所产生的双组分显影剂的运送方向成90℃的情况。
此外,图7d中形成叠层状态的载体层呈螺旋状,螺旋状的载体层可经过例如下述顺序形成。通过先向容器中填充载体、然后再填充调色剂,在容器内形成载体层和调色剂层。接着,在载体层所在位置的容器外周设置可移动的磁铁,边使容器旋转边使磁铁沿容器侧面或底面移动。伴随磁铁的移动,填充到容器内的载体也会发生移动,从而载体层沿着容器壁面以螺旋状移动,进而可形成螺旋状的载体层。
图7d所示的具有螺旋状载体层的叠层状态可经由本发明中规定的下述步骤来形成。即,在将双组分显影剂填充到显影剂收容容器中时,至少可经由下述步骤(1)~步骤(3)来形成:(1)将上述双组分显影剂填充到圆筒形状的上述显影剂收容容器,以形成调色剂层和载体层的步骤;(2)在显影剂收容容器的外壁面中存在载体层的部位设置磁铁的步骤;(3)使填充有双组分显影剂的显影剂收容容器旋转、同时使磁铁沿着正在旋转的圆筒形状的显影剂收容容器的长度方向移动的步骤。
需要指出的是,图7a、图7b、图7d中,在容器主体上方形成有间隙S,而在本发明中,优选在将双组分显影剂填充到容器内时确保填充后的容器内存在间隙。即,通过预先确保在填充有双组分显影剂的容器主体内存在间隙S,能够通过容器主体的旋转而实现显影剂的顺利运送和向显影装置的切实供给,从而能够将规定载体浓度的双组分显影剂切实地供给到显影装置中。另外,由于间隙S的存在,还可使调色剂和载体达到适当被搅拌的状态后供给到显影装置内,从而在显影装置内迅速地进行新供给的显影剂和之前显影剂的均一化,有利于切实地形成规定品质的图像。
可使用公知的显影剂填充装置进行上述本发明中所进行的双组分显影剂的填充。即,作为形成调色剂层和载体层的叠层状态并将显影剂填充到显影剂收容容器中的填充装置,例如,对于载体的填充,可使用具有沿水平方向设置有载体运送用螺旋输送机的结构的、被称为横置型的公知填充装置;而对于调色剂的填充,则可使用沿铅直方向设置有调色剂运送用螺旋输送机的被称为螺旋推运型的公知填充装置。
图3是可将载体填充到本发明的显影剂收容容器中的U型槽式横置型螺旋输送机的示意图。图3的螺旋输送机填充装置CA具有驱动部CA1、载体运送部CA2、料斗CA3、载体供给部CA4。如图所示,载体运送部CA2具有位于端部上方料斗CA3的正下方的载体搬入口CA20、位于载体供给部CA4的正上方的载体排出口CA23,该载体供给部CA4位于设置有载体搬入口CA20一侧的相反侧的端部下方。另外,载体运送部CA2的内部设置有虚线所示的旋转轴CA21,在该旋转轴CA21的外周设置有用于实际运送载体的螺旋部CA22。
图3所示的螺旋输送机CA通过设置未图示的计算机等公知的控制装置来实现将规定量的载体自动填充于显影剂收容容器B。使计算机运转时,图3的螺旋输送机CA中的驱动部CA1驱动,在该驱动下,设置在载体运送部CA2内的旋转轴CA21和螺旋部CA22旋转。通过它们的旋转,将由料斗CA3经载体搬入口CA20供给的载体DC向载体排出口CA23方向运送。
在接受由载体排出口CA23供给的载体的载体供给部(载体桶(bucket))CA4处,设置有对供给的载体DC的量进行检测的检测装置CA44。当检测装置CA44检测到有规定量的载体DC被供给到载体桶CA4内时,根据其检测信号,未图示的计算机使由载体运送部CA2向载体桶供给载体的动作暂时停止。然后,将供给到载体桶CA4内的规定量的载体DC填充到显影剂收容容器B中。通过上述程序,即可将载体DC填充到显影剂收容容器B中。
另外,图4是可实现本发明中进行的将调色剂填充到显影剂收容容器中的操作的螺旋推运型填充装置的示意图。图4所示的螺旋推运型填充装置A通过设置未图示的计算机等公知的控制装置能够将规定量的调色剂以下述顺序自动填充于显影剂收容容器B。即,在调色剂填充装置A中,在立设于固定台上的柱形台的上部,固定有内置驱动机构的驱动部A1。驱动部A1由驱动马达M1、电磁制动器EB、电磁离合器EC、以及带轮P1、P2、P3、P4、带B1、B2等驱动传递机构构成。
驱动马达M1在接通电源的同时开始连续旋转,并经由带轮P1、P2、皮带B1使电磁制动器EB空转。
带轮P2和同轴上的带轮P3经由皮带B2向带轮P4传递驱动。设于带轮P4的同轴上的电磁离合器EC连结时使螺旋推运机构A2的旋转轴A21发生及时旋转。
在螺旋推运机构A2的旋转轴A21的下部顶端部附近固定有螺旋部A22,其与旋转轴A21能够发生一体的旋转。
螺旋推运机构A2的下部收容于料斗A3内。料斗A3呈圆锥状,其下部与小开口的调色剂供给路A4相连。料斗A3的上部形成广口的开口部,该开口部由防护罩A3密闭。在防护罩A3的一部分设置有调色剂补给口A32、传感器A33。传感器A33用于检测收容于料斗A3内的调色剂DT的上表面。
通过由驱动马达M1驱动的螺旋推运机构A2的螺旋部A22的旋转,料斗A3内的调色剂DT发生流动,并被运送到后续的调色剂供给路A4。这样,调色剂填充装置A的驱动部A1和螺旋推运机构A2是使调色剂成为运送状态的部分。
调色剂供给路A4是作为将调色剂DT供给到显影剂收容容器B中的排出喷嘴发挥作用的部分。如图4所示,调色剂供给路A4保持于固定于柱形台的臂部件的顶端部,其上部与料斗A3相连。收容于料斗A3内的调色剂DT被调色剂供给路A4内的螺旋部A22运送,经由调色剂供给路A4的供给管A41后,由排出开口部A44排出并填充至显影剂收容容器B内。通过上述步骤,即可将调色剂DT填充到显影剂收容容器B中。
正如由上述填充方法的记载所明确的那样,本发明中填充到显影剂收容容器中的双组分显影剂由调色剂和载体构成。这里,针对构成本发明中填充到显影剂收容容器中的双组分显影剂的调色剂和载体进行说明。
本发明中使用的调色剂至少含有树脂和着色剂,其用于公知的电子照相方式的图像形成,可采用公知的调色剂制造方法制作。具体可采用下述方法制作:经过混炼、粉碎、分级步骤来制作调色剂的所谓粉碎法;或使聚合性单体聚合,同时边对形状、大小加以控制边进行粒子形成的所谓聚合法。另外,制作在要求忠实再现微细点图像的数字图像形成中使用的体积标准中值粒径(D50v径)为3μm~9μm的小径调色剂的情况下,优选能够在其制造工序中进行粒径及形状的控制操作的聚合法。其中,优选下述的所谓“乳液缔合法”:通过乳液聚合法或悬浮聚合法预先形成120nm左右的树脂微粒,再经过使该树脂微粒凝聚的工序形成调色剂的母体粒子。
利用乳液缔合法来制作调色剂时,可经过例如下述步骤进行。(1)树脂微粒分散液的制作步骤;(2)于加热温度下将凝聚剂添加到树脂微粒分散液中,使树脂微粒发生熔合(缔合)直至达到规定粒径的步骤;(3)继续对形成了缔合粒子的分散液进行加热,使粒子形状一致并以此作为调色剂母体粒子的熟化步骤;(4)停止加热,冷却调色剂母体粒子的步骤;(5)对形成的调色剂母体粒子进行清洗的步骤;(6)对经过清洗处理的调色剂母体粒子进行干燥的步骤;(7)向完成干燥处理后的调色剂母体粒子表面添加外部添加剂的步骤。
需要说明的是,上述体积标准中值粒径(D50v径)是指,体积标准的粒径分布中累积至50%时的粒径(50%径)。调色剂的体积标准平均粒径可通过制造步骤中凝聚剂的浓度、投入的时机、或温度加以控制。调色剂的体积标准平均粒径(D50v径)可利用在“Multisizer III(Beckman Coulter公司制造)”上连接有数据处理用计算机系统的装置进行测定、计算。
调色剂的体积标准平均粒径的测定步骤如下:将调色剂0.02g添加到表面活性剂溶液20mL中并使其溶合之后,进行1分钟超声波分散,来配制调色剂分散液。再利用滴管将该调色剂分散液注入到样品架内装有“ISOTONII”(Beckman Coulter公司制造)的烧杯中,直到测定浓度达到5%~10%,将测定机计数设定为2500个进行测定。需要说明的是,所使用的“MultisizerIII”的孔径(アパ一チヤ)为50μm。另外,就上述表面活性剂溶液而言,为了使调色剂得以分散,使用的是例如用纯水将包含表面活性剂成分的中性洗剂稀释10倍而获得的表面活性剂溶液。
另外,构成本发明中使用的双组分显影剂的载体由被称为芯材(核)的磁性粒子构成,除了直接将芯材用作载体的情况以外,还包括被称为树脂包覆载体的情况,所述树脂包覆载体具有用热塑性树脂包覆芯材表面而得到的结构。其中,就树脂包覆载体而言,由于其芯材表面被树脂所包覆,因此已确立了其作为具有优异耐久性及摩擦带电性等性能的载体的地位。
形成载体的磁性粒子可采用例如铁、铁素体、磁铁矿等公知的含铁磁性粒子,其中,优选使用铁素体粒子或磁铁矿粒子。
载体的粒径、即磁性粒子的粒径,以体积平均粒径计为15μm~100μm,优选为20μm~80μm。载体的体积平均粒径可通过例如激光衍射式粒度分布测定装置“HELOS”(Shinpatech公司制造)等公知的测定装置进行测定。
对于用于上述树脂包覆载体的包覆用树脂并无特殊限定,例如,可使用苯乙烯类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂等聚烯烃类树脂,有机硅类树脂,聚酯类树脂,含氟聚合物类树脂等。
以下,针对双组分显影剂的制作进行说明。通过将载体与调色剂混合即可制作出双组分显影剂。对于载体与调色剂的混合比并无特殊限制,例如,在制作对应于自动精制显影方式的补充用双组分显影剂的情况下,优选使载体浓度为5质量%以上且30质量%以下。另外,可通过使用公知的混合装置来进行载体与调色剂的混合,作为混合装置,包括例如脱步勒(Turbula)混合机、亨舍尔混合机、诺塔混合机、V型混合机等。
接着,针对自动精制显影方式进行说明。图5为示出了自动精制显影方式的显影装置截面结构的一例。在图5的“自动精制显影方式”的显影装置中,通过在补给显影所消耗的调色剂的同时也补充新的载体,从而一点点地更换显影装置内的载体,能够使显影装置内的载体的带电赋予性能得以保持。需要说明的是,图5中所示的细线的箭头代表各辊的旋转方向,粗箭头(枠線の矢印)代表显影剂的运送方向。
图中,1代表显影装置。显影装置1具有:收容有由调色剂和载体构成的双组分显影剂D的被称为显影剂收容部的壳体101;具有磁辊103的显影剂运送体、即显影套筒102,所述磁辊103是内部具有固定磁极的磁场发生机构;将显影套筒102上的显影剂层厚限制于规定量的由磁性材料构成的层厚限制部件104;由非磁性材料构成的显影剂接受部件105;背面具有磁性板106a的显影剂除去板106;将双组分显影剂D供给到显影套筒102的运送供给辊107;以及一对搅拌螺旋叶片108、109。
作为显影剂运送体的显影套筒102被设置成通过设置于显影套筒102两端的滚柱轴承(未图示)而相对于感光体鼓23的圆周面保持规定间隙的状态,其沿着与感光体鼓23的旋转方向相反的方向旋转(图中的箭头方向(顺时针方向旋转))。显影套筒102的内部设置有磁辊103,该磁辊103具有由图像形成所必须的磁极N1、S1、N2、S2、N3构成的5极磁极。
如上所述,磁辊103被显影套筒102包封,其中交替配置有多个磁极N1、N2、N3、S1、S2,且与显影套筒102同心地固定,向非磁性的套筒的圆周面施加磁力作用。
作为层厚限制机构的层厚限制部件104与磁放大器103的磁极N3相对而置,其由设置成与显影套筒102形成规定间隙的例如棒状或板状磁性不锈钢材料构成,用以限制显影套筒102的圆周面上的双组分显影剂的层厚。
承接部件105由使用了例如ABS树脂等树脂的非磁性部件构成,其被设置成在显影套筒102的旋转方向的下游侧与显影套筒102形成规定间隙。承接部件105与层厚限制部件104的端面相邻接,例如通过粘接剂粘接于层厚限制部件104并形成一体,用以防止从由层厚限制部件104限制的显影剂层上散落出调色剂。另外,用以使双组分显影剂D的显影剂层在显影套筒102的圆周面上被稳定地保持。需要说明的是,承接部件105也可以是由壳体101形成的部件。
双组分显影剂D的除去板106与磁放大器103的磁极N2相对而设,用于在磁极N2、N3的相斥磁场和设置于除去板106背面的磁性板106a的作用下,将双组分显影剂D从显影套筒102上剥下。
运送供给辊107在将利用除去板106剥下的双组分显影剂D运送至搅拌螺旋叶片108,并将经搅拌螺旋叶片108搅拌的双组分显影剂供给到层厚限制部件104。运送供给辊107中设置有用以运送双组分显影剂的叶片部107a。
搅拌螺旋叶片108及109沿着彼此相反的方向等速旋转,从而对显影装置1内的调色剂和载体进行搅拌、混合,其用于使收容于显影装置1内的双组分显影剂达到均匀。
图5的显影装置1中,在位于搅拌螺旋叶片109上部的壳体101上方顶板101a上具有可开口的双组分显影剂补给口101b,从双组分显影剂补给口101b向壳体101内补给双组分显影剂。
供给到壳体101内的双组分显影剂在沿彼此相反的方向等速旋转的搅拌螺旋叶片108、109的作用下,与收容于壳体101内的双组分显影剂被搅拌、混合在一起,成为调色剂浓度均匀的双组分显影剂。如上所述,供给了新的双组分显影剂的双组分显影剂在运送供给辊107的作用下被运送至层厚限制部件104,通过层厚限制部件104达到规定层厚。进而,通过在承接部件105中通过,在显影套筒102的外周表面上形成双组分显影剂的显影剂层。
构成供给到显影套筒102的外周表面上的双组分显影剂的调色剂与形成于感光鼓23上的潜像相对应地自显影套筒102中飞出并静电吸附于感光鼓23上。此时,通过施加显影偏压,可使感光鼓23上的静电潜像相对于感光鼓23以非接触状态实现翻转显影(非接触显影法)。该显影偏压是在直流(DC)偏压E1上根据需要叠加交流(AC)偏压AC1而得到的。显影套筒102具有例如厚度0.5mm~1mm、外径15mm~25mm的圆筒形状,其由不锈钢或铝等非磁性材料形成。
使感光鼓23上的潜像显影后,在磁极N2、N3的相斥磁场和除去板106上设置的磁性板106a的作用下,将显影套筒102上的双组分显影剂从显影套筒102上剥离,并利用运送供给辊107再次将其运送至搅拌螺旋叶片108。
显影装置1中,由调色剂浓度检测传感器101c检测到壳体101内的调色剂浓度低于规定调色剂浓度时,进行双组分显影剂D的补充。这里,所述调色剂浓度,指的是构成双组分显影剂的调色剂所占的比例。在壳体101内,双组分显影剂中的调色剂会因显影而消耗,而载体不会被消耗,因此通过反复显影导致调色剂比例减少,因而补充与所消耗部分相当的调色剂。
图5的显影装置1在进行调色剂补给的同时还可以进行载体的补给。用于图5的显影装置1的双组分显影剂例如是含有5质量%以上30质量%以下的载体的显影剂等。另外,在图5的显影装置1中,当供给补给用双组分显影剂导致壳体1内收容的双组分显影剂的量超过一定水平时,可使多余的显影剂逐渐从显影装置排出。如上所述,将在对应于显影所消耗的调色剂补给调色剂的同时也补给载体、进而一点点地更换显影装置内的载体来抑制带电量的变化、从而使显影浓度得以稳定化的显影方式称为自动精制显影方式。
向显影装置1补给双组分显影剂D时,例如可从后述的图6所示的料斗26b经双组分显影剂供给口101b补给到显影装置1内。在搅拌螺旋叶片108、109的作用下,补给到显影装置1内的双组分显影剂受到充分搅拌,调色剂也因搅拌而带电,进而被运送至显影套筒102,供给至感光鼓23。
通过补给双组分显影剂D,会使壳体101内的双组分显影剂的量增加。壳体101内的双组分显影剂的收容量可通过例如未图示的界面水平检测机构等进行检测。于是,在通过界面水平检测机构检测到双组分显影剂的收容量超过规定量的情况下,驱动搅拌螺旋叶片108、109、使它们沿着与通常显影时相反的方向旋转,并通过设置于壳体101内的未图示的排出机构排出。
在与搅拌螺旋叶片109发生倒转的同时开始旋转的未图示的排出机构的作用下,排出的显影剂被运送到图6所示的回收容器26c从而得以回收。这样,当壳体101内的显影剂排出直到由界面水平检测机构检测到壳体101内的显影剂收容量达到标准水平时,搅拌螺旋叶片108、109停止倒转动作,从而,停止显影剂的排出。接着,在停止显影剂的排出后,再次恢复成正向旋转。
以下,结合图6对使用图像形成装置进行的调色剂图像形成进行说明,该图像形成装置可搭载图5所示的显影装置1。
图6是表示可搭载图5所示的显影装置1的图像形成装置一例的示意图,图像形成装置2是被称为串联方式彩色图像形成装置的类型。需要说明的是,收容有利用本发明的双组分显影剂的填充方法填充的双组分显影剂的显影剂收容制品并非仅仅可用于图6所示的图像形成装置。
图6所示的图像形成装置2中并排设置有多个图像形成体,其构成和功能如下所述。作为中间转印体的转印带21的周缘部设置有用以形成黄色(Y)图像、品红(M)图像、青色(C)图像、黑色(K)图像的4组处理单元22Y、22M、22C、22K。在各个处理单元22Y、22M、22C、22K,分别可形成黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)的单色调色剂图像,这些单色的调色剂图像被层叠转印于转印带21上。通过转印于转印带21上而形成的彩色调色剂图像会一并转印到作为图像支持体的记录纸P上,转印有彩色调色剂图像的记录纸P经定影装置411定影后被排出到装置外。
上述加工单元22具有作为图像形成体的感光鼓23,在该感光鼓23的周围,具有使感光体带电的电晕竟电(Scorotron)带电器24、在感光体上进行潜像形成的曝光光学系统25、向感光体上供给调色剂的显影装置1、以及将不需要的调色剂从感光体上除去的清洁装置27。
感光鼓23是在例如铝等圆筒状金属基体的外周表面形成了设置有保护涂层(保护层)的有机感光层的结构。在图6的图像形成装置2中,感光鼓23通过接受来自低接状态的转印带21的驱动力,会沿着图的箭头方向旋转。
电晕竟电带电器24具有栅格形状的电晕放电电极,该电极可保持用以进行电晕放电的规定电位,因此,该电晕竟电带电器24通过进行与供给到感光鼓上的调色剂相同极性的带电,从而对感光鼓23的表面赋予均匀的电位。作为电晕竟电带电器24的电晕放电电极,除了栅格状电极以外,还可以使用锯齿状电极或针状电极。
相对于感光鼓23的旋转方向,曝光光学系统25设置于电晕竟电带电器24的下游侧。曝光光学系统25根据由未图示的图像读取装置读取并存储在存储器中的图像数据,在感光鼓23的感光层上进行图像曝光,并通过图像曝光在感光鼓23上形成静电潜像。
如图5中说明的,显影装置1相对于感光鼓23的圆周面保持规定间隙,其具有与感光鼓23的旋转方向同向地旋转的显影套筒102,且内部收容有双组分显影剂。通过未图示的滚柱轴承,显影装置1与感光体鼓23之间具有例如100μm~500μm的间隙。于是,通过向显影套筒102施加直流电压或由直流电压与交流电压叠合而成的显影偏压,可以将承载于显影套筒102的显影剂供给到感光鼓23而进行显影。这样一来,在感光鼓23上形成的静电潜像得以显影。
显影装置1具有用于补给双组分显影剂的料斗26b和对由显影装置1排出的双组分显影剂加以回收的回收容器26c。如图5中说明的,在显影装置1中,对于双组分显影剂,利用调色剂浓度检测传感器等对反复显影过程中消耗的显影装置内的调色剂浓度进行检测,并基于检测结果,由料斗经由补给管26b1供给新的显影剂。
用于补给至显影装置1的双组分显影剂中调色剂与载体的比例可设定为稳定状态下显影装置内的调色剂与载体的比例,如上所述,可进行设定使得调色剂多于载体。
补给的双组分显影剂在显影装置1内与之前的双组分显影剂混合搅拌在一起。当经过补给后显影装置1内的双组分显影剂过量,如上所述,通过显影装置内的界面水平检测机构等(未图示)检测到双组分显影剂处于增量状态时,会由螺旋泵等排出机构向系统外排出。通过这样反复进行补给、排出,能够使显影器中的双组分显影剂的性能稳定。
在通过电晕竟电带电器24达到了均匀带电的感光鼓23上,通过曝光光学系统25进行图像曝光以形成静电潜像,并通过显影装置1进行显影,从而形成调色剂图像。该调色剂图像于转印位置被转印到转印带21上。转印结束后,残留于感光鼓上的转印残余调色剂由进行静电回收的清洁装置27除去。
转印带21是对在各处理单元中形成的单色调色剂图像层叠并进行转印的、由半导电性膜状基体构成的环形(無端形状)部件,为了实现防止发生调色剂成膜(toner filming)等目的,还可以在基体上设置表面层。作为构成转印带21的基体,是使导电材料分散于市售的膜状塑料材料而形成的,其厚度为0.1mm~1.0mm,体积电阻率为1012Ω·cm~1015Ω·cm。此外,设置表面层的情况下,该表面层的厚度优选为5μm~50μm。
作为可用于基体的膜状塑料材,包括例如改性聚酰亚胺、热固化聚酰亚胺、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、尼龙合金等树脂材料,此外,还包括有机硅橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶材料。
转印带21外接于驱动辊21a、从动辊21b、张力辊21c及支撑辊21d,并张紧而被支撑(張架)在这些辊上。这样,在进行图像形成时,接受来自未图示的驱动马达的驱动后,驱动辊21a旋转,随着该旋转,转印带21向图中箭头所示方向转动。此时,在配置于各处理单元的转印位置上游侧的按压弹性板21e的作用下,转印带21按压在各感光鼓23上,受到转印带21的驱动后,感光鼓23也旋转。按压弹性板21e例如是将聚氨酯等橡胶材料加工成叶片形状而得到的。
在由转印带21和各感光鼓23形成的转印位置,一次转印器21f夹着转印带21与感光鼓23相对而设,并在两者之间形成转印区。一次转印器21f由电晕放电器等构成,通过施加与调色剂极性相反的直流电压而在转印区形成转印电场,从而将各感光鼓23上的调色剂图像转印到转印带21上。
此外,在转印位置,与上述一次转印器21f相邻接地设置有由电晕放电器等构成的除电器21g,用以对通过一次转印器21f而带电的转印带21进行除电。
经过上述步骤,在黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)的各处理单元的感光鼓23上形成的调色剂图像依次被转印到转印带21上,并在转印带21上形成叠合而成的彩色调色剂图像。
另外,在将转印图像转印至转印带21上之后,在黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、黑色(K)的各处理单元22的感光鼓23的圆周面上会存在转印残余调色剂,其可通过清洁装置27除去。
在于转印带21上经叠合而形成彩色调色剂图像的同时,作为图像支持体的转印材料(记录纸)P从送纸盒28经同步辊29被运送至设置有二次转印器401h的转印区。在该转印区中,通过二次转印器401h向记录纸P施加与调色剂极性相反的直流电压,从而,在转印带21上形成的叠合彩色调色剂图像被一并转印到记录纸P上。
接着,叠合彩色调色剂图像转印于记录纸P上之后,在转印带21的周面上会存在转印残余调色剂,其可通过夹着转印带21与从动辊21b相对而设的转印带用清洁装置41除去。
转印有彩色调色剂图像的记录纸P通过由锯齿状电极板构成的除电电极40进行除电,进而被运送至定影装置50。在定影装置50中,记录纸P在加热辊50a和加压辊50b之间通过时,被施以热和压力,从而使彩色调色剂图像定影于记录纸P上。定影有彩色调色剂图像的记录纸P向设于装置外部的托盘(tray)排出。
图6所示的图像形成装置经过上述步骤形成彩色调色剂图像,构成图像形成装置的显影装置通过进行自动精制显影,能够使调色剂带电量长期保持稳定,并能够稳定地进行良好精整的图像形成。
作为图像支持体的记录纸用以保持调色剂图像,其也被称为转印材料或转印纸。具体可列举:从薄到厚的普通纸、美术纸或铜版纸等经过涂工的印刷用纸、市售的日本纸、明信片用纸、OHP用塑料膜、布等,但并不限定于这些类型。
实施例
以下,结合实施例对本发明的实施方式进行更为详细的说明,但本发明并不限定于这些实施例。
1.准备“补充用显影剂1”
利用按照上述乳液缔合法的步骤制作的苯乙烯丙烯酸类聚合物树脂准备了体积标准中值粒径为6.5μm、比重为1.05的市售黑色调色剂。另外,作为载体,准备了在体积平均粒径为40μm的铁素体芯材粒子表面包覆甲基丙烯酸酯树脂而得到的、比重为3.50的市售树脂包覆载体。
2.制作“试样1~11”
按照下述步骤将上述调色剂和载体填充到图1所示的显影剂收容容器B中,从而制作了11种“试样1~11”。
(1)制作“试样1~5”
为了与显影剂收容容器内的显影剂运送方向平行地形成载体层和调色剂层的叠层结构,在设置与显影剂收容容器的长度方向长度具有相同长度的棒状磁铁的状态下填充载体,接着再填充调色剂,从而制作了“试样1~5”。“试样1~5”的载体浓度不同,通过调节棒状磁铁的配置位置及使用根数,准备了表1所示的不同载体浓度的试样。图7a示意性地示出了“试样1~5”的显影剂收容容器内的调色剂和载体的填充状态。
(2)制作“试样6~8”
将上述调色剂和载体交替填充于显影剂收容容器,从而制作了载体浓度为15%的“试样6、7”。对于“试样6”,在将显影剂供给到显影装置时,在分别供给调色剂和载体的前提下,分多次进行了交替填充。另外,对于“试样7”,将调色剂与载体的一次填充时间设定为“试样6”时的二分之一,进行了交替填充。对于“试样8”,将调色剂与载体的一次填充时间设定为“试样6”时的二倍,进行了交替填充。图7b示意性地示出了“试样6~8”的显影剂收容容器内的调色剂与载体的填充状态。
(3)制作“试样9、10”
将上述调色剂和载体填充于显影剂收容容器时,未形成调色剂与载体的叠层结构的情况下进行了填充,从而制作了载体浓度为15%的“试样9、10”。对于“试样9”,为了使载体浓度达到15%,填充的是准备调色剂和载体、并将它们简单混合、搅拌后准备的显影剂。另外,对于“试样10”,为了使载体浓度达到15%,填充的是对所准备的调色剂和载体进行充分搅拌、使其形成均匀混合状态而准备的显影剂。图7c示意性地示出了“试样9、10”的显影剂收容容器内的调色剂与载体的填充状态。
(3)制作“试样11”
向显影器收容容器中填充相当于载体浓度15质量%的载体后,在所形成的载体层上填充调色剂,从而形成了载体层与调色剂层的双层叠层结构。接着,在载体层的容器外周设置磁铁,在该状态下使显影剂收容容器旋转、同时使上述磁铁沿着容器的长度方向来回移动,以使容器内的载体层移动,从而制作了图7(d)所示的具有螺旋状调色剂层的“试样11”。
按照上述步骤准备的“试样1~11”的制作时的显影剂填充方法、显影剂填充状态、填充时设定的载体浓度、供给至显影装置时的载体浓度偏差如表1所示。
这里,所述“载体浓度偏差”使用显影剂供给单元(安装显影剂收容容器,使安装的显影剂收容容器的容器主体旋转,从而将显影剂供给至显影装置的部位)进行了测定,该显影剂供给单元与用于评价实验的图像形成装置中使用的供给单元相同。具体按照下述步骤进行。(1)首先,将“试样”设置于该单元,在驱动机构的驱动下使显影剂收容容器旋转,从而将收容的显影剂向显影剂供给口运送。(2)准备100ml的量筒,将其贴靠于显影剂供给口,从而分得(分取)20ml排出的显影剂。(3)由分得的显影剂分离出调色剂和载体,测定其各自的质量,并由测定结果算出了由供给口排出的显影剂的载体浓度。(4)针对每种试样重复进行5次上述操作,从而算出了载体浓度的平均值。(5)计算所得平均值与填充时设定的载体浓度之差,将其作为“载体浓度偏差”。
[表1]
3.评价实验
将上述“试样1~11”搭载于具有图6结构的图像形成装置,该图像形成装置安装了具有图4所示结构的显影装置,实施了2万页的连续印刷,对连续印刷开始时、第3000页、第2万页的显影剂性能和画质进行了评价。这里,将对在显影剂收容容器中形成了调色剂与载体的叠层结构的“试样1~8、11”的评价作为“实施例1~9”,将对未形成调色剂与载体的叠层结构的“试样9、10”的评价作为“比较例1、2”。
(1)评价的显影剂性能
在上述连续印刷时,从显影装置内分出(分取)适量的显影剂,对于构成分出的显影剂的调色剂进行了带电量测定,并对由废调色剂引起的载体污染进行了评价。
<测定调色剂的带电量>
调色剂的带电量测定是使用图8所示的带电量测定装置U进行的。首先,用精密天平称量调色剂0.5g,将该0.5g调色剂供给到构成装置U的导电性套筒u1上,并使该调色剂均匀分布于该导电性套筒u1的整个表面。接着,由偏压电源u3向导电性套筒u1施加-3kV的电压,同时将设置于导电性套筒u1内的磁辊u2的转速设定为1000rpm。在该状态下放置70秒钟,将调色剂收集于圆筒电极u4。放置70秒钟之后,读取圆筒电极u4的电位Vm,并由该值计算调色剂的电量,接着,用精密天平测定收集的调色剂的质量,并求出平均带电量。调色剂的带电量以绝对值计为25μC/g以上、并且实施连续印刷前后的调色剂带电量之差为10μC/g以内时视为合格(○),特别是,将连续印刷结束后调色剂的带电量仍为30μC/g以上的情况视为特别优异(◎)。
<评价因产生废调色剂而引起的载体污染>
作为对于因产生废调色剂而引起的载体污染的评价,使用在第3000页和第2万页取样的显影剂,按照下述步骤对作为废调色剂的附着于载体表面的调色剂进行了如下所述的评价。
(前准备处理)
向烧杯中添加显影剂和少量的中性洗剂、纯水,使之充分溶合,将磁铁对准烧杯底部,撇去上清液。接着,向烧杯中添加纯水,并重复进行撇去上清液的操作,除去调色剂和中性洗剂,仅分离出载体。于40℃对分离出的载体进行干燥处理,从而得到了载体单体。
(测定)
将进行上述前准备处理而从显影剂中分离出的载体10g加入到容积为30ml的样品管中,然后再添加甲乙酮20g,进行30分钟搅拌处理,萃取上清液。将萃取的上清液设置于分光光度计“U-3500(日立制作所公司制造)”,利用650nm波长光对上清液的透过浓度进行测定,以此作为透过率。基于下述标准进行了评价,将透过浓度为0.85以上的样品视为不存在由废调色剂引起的载体污染问题。即,
(评价标准)
◎:透过浓度为0.95以上,未发生由废调色剂引起的载体污染;
○:透过浓度为0.85以上且低于0.95,可观察到一定的因产生废调色剂而引起的载体污染,但处于无问题水平;
×:透过浓度低于0.85,可观察到因产生废调色剂而引起的载体污染。
(2)画质评价
针对连续印刷开始时、第3000页、第2万页,制作了全黑图像和白地图像,由制作的全黑图像算出图像浓度、由白地图像算出灰雾(カブリ)浓度,从而进行了评价。
<图像浓度评价>
在A4尺寸的纸张上制作了全黑图像,并利用市售的反射浓度计“RD-918(Macbeth公司制造)”对制作的全黑图像进行了测定。测定反射浓度时,将未经过印刷的纸张(白纸)的反射浓度视为“0”,以相对反射浓度进行了测定。将从印刷开始时到完成第2万页的印刷期间,反射浓度为1.0以上的样品视为合格(○),将一直保持在1.2以上的样品视为特别优异(◎)。
<灰雾浓度>
首先,利用市售的反射浓度计“RD-918(反射浓度计)”对A4尺寸的未经过印刷的纸张(白纸)的任意20个部位的反射浓度进行了测定,将其平均值作为白纸浓度。接着,在与上述白纸规格相同的A4尺寸的纸张上制作灰雾浓度评价用白地图像,并对制作的白地图像上的任意20个部位的反射浓度进行了测定,将从该平均浓度减去上述白纸浓度后所得的值作为灰雾浓度。将从印刷开始时到完成第2万页的印刷期间,灰雾浓度小于0.01的样品视为合格(○),将一直保持小于0.005的样品视为特别优异(◎)。
上述评价的结果如表2所示。
[表2]
如表2所示,在显影剂收容容器中以形成调色剂与载体的叠层状态填充了双组分显影剂的“实施例1~9”,在连续印刷中不存在调色剂的带电量变化以及由废调色剂引起的载体污染的影响,可制作出稳定画质的印刷品。另一方面,在显影剂收容容器中未形成调色剂与载体的叠层状态而填充了双组分显影剂“比较例1、2”,伴随连续印刷的实施,发生了调色剂带电量的降低,由废调色剂引起了载体污染,其影响显著表现在画质上。由上述实施例的结果可以确认,通过本发明的双组分显影剂的填充方法,可获得在显影剂收容容器内抑制调色剂与载体的接触面积、使显影剂的品质得以稳定化的效果。
以下,针对本发明的优选实施方式进行归纳。
即,第一项的方法涉及双组分显影剂的填充方法,该方法将至少含有调色剂和载体的双组分显影剂填充至显影剂收容容器内,其中,向上述显影剂收容容器内以使上述调色剂区和上述载体区相互分离而形成叠层状态的方式填充上述双组分显影剂,。
第二项的方法涉及上述第一项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,上述双组分显影剂的载体浓度为5质量%以上且30质量%以下。
第三项的方法涉及上述第一项或第二项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,上述显影剂收容容器在安装于图像形成装置的状态下将收容的上述双组分显影剂供给到构成上述图像形成装置的显影装置,并且,相对于在将上述显影剂收容容器安装于上述图像形成装置的状态下、将上述双组分显影剂供给到上述显影装置时所产生的上述显影剂收容容器内的上述双组分显影剂的运送方向,以使上述调色剂区和上述载体区沿平行方向形成的方式填充所述双组分显影剂。
第四项的方法涉及上述第一~第三项中任一项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,在将上述双组分显影剂填充到显影剂收容容器中时,在存在磁铁的状态下进行调色剂和载体向显影剂收容容器内的填充,该方法至少包括下述步骤:
沿上述显影剂收容容器的外壁面设置磁铁的步骤;
在设置有上述磁铁的状态下将载体填充到上述显影剂收容容器内的步骤;
在设置有上述磁铁的状态下将调色剂填充到上述显影剂收容容器内的步骤。
第五项的方法涉及上述第四项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,在设置有上述磁铁的状态下将调色剂填充到上述显影剂收容容器内的步骤,是将调色剂填充到已填充了载体的上述显影剂收容容器内。
第六项的方法涉及上述第一项~第三中任一项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,在将上述双组分显影剂填充到显影剂收容容器中时,至少包括下述步骤:
以形成调色剂区和载体区的方式将上述双组分显影剂填充到圆筒形状的上述显影剂收容容器的步骤;
在上述显影剂收容容器的外壁面中的存在上述载体层的部位设置磁铁的步骤;
使填充有双组分显影剂的上述显影剂收容容器旋转、同时使上述磁铁沿着正在旋转的上述圆筒形状的显影剂收容容器的长度方向移动的步骤。
第七项的方法涉及上述第一项或第二项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,上述显影剂收容容器在安装于图像形成装置的状态下将收容的上述双组分显影剂供给到构成上述图像形成装置的显影装置,并且,相对于在将上述显影剂收容容器安装于上述图像形成装置的状态下、将上述双组分显影剂供给到上述显影装置时所产生的上述显影剂收容容器内的上述双组分显影剂的运送方向,以使上述调色剂区和上述载体区沿垂直方向形成的方式进行填充。
第八项的方法涉及上述第七项所述的双组分显影剂的填充方法,其中,交替进行上述调色剂的填充和上述载体的填充,以将上述双组分显影剂填充到上述显影剂收容容器内。
第九项的产品涉及一种由至少含有调色剂和载体的双组分显影剂填充于显影剂收容容器内而构成的双组分显影剂收容制品,其中,所述双组分显影剂收容制品是利用第一~第八项中的任一项记载的双组分显影剂的填充方法、将所述双组分显影剂填充到所述显影剂收容容器内而成的制品,收容于上述显影剂收容容器内的双组分显影剂在被分割为调色剂区和载体区的叠层状态下被填充。
需要说明的是,本发明的所述“双组分显影剂收容制品”是指,用以将至少由调色剂和载体构成的双组分显影剂填充到例如图1所示的被称为显影剂收容容器的容器中,以达到能够进行市场流通形态的制品。即,收容的显影剂具有不易受到湿度等外部环境因素的影响、能够由生产者赋予任意期间的品质保证的形态,且具有能够应用于使用了公知运输机构、仓库的物流的形态。此外,还具有消费者能够直接将该容器安装于图像形成装置、并于该状态下将收容的显影剂供给到图像形成装置的形态。
第十项的产品涉及上述第九项所述的双组分显影剂收容制品,其中,在构成上述双组分显影剂收容制品的显影剂收容容器中,收容上述双组分显影剂的部位呈圆筒形状。
第十一项的产品涉及上述第九项或第十项所述的双组分显影剂收容制品,其中,使构成上述显影剂收容容器的容器主体旋转,通过该旋转,对收容于该容器主体中的上述双组分显影剂进行运送,从而将该双组分显影剂供给至上述图像形成装置。
第十二项的产品涉及上述第九项~第十一项中任一项所述的双组分显影剂收容制品,其中,收容于上述双组分显影剂收容制品中的上述双组分显影剂的载体浓度为5质量%以上且30质量%以下。
第十三项的产品涉及上述第九项~第十二项中任一项所述的双组分显影剂收容制品,其中,相对于在将上述双组分显影剂收容制品安装于上述图像形成装置的状态下、将上述双组分显影剂供给到构成上述图像形成装置的显影装置时所产生的上述双组分显影剂收容制品内的上述双组分显影剂的运送方向,由收容于上述双组分显影剂收容制品中的上述双组分显影剂形成的叠层状态沿平行方向形成。
第十四项的产品涉及上述第九项~第十三项中任一项所述的双组分显影剂收容制品,其中,由收容于上述双组分显影剂收容制品中的上述双组分显影剂形成的叠层状态中,上述载体区具有螺旋形状。
第十五项的产品涉及上述第九项~第十二项中任一项所述的双组分显影剂收容制品,其中,相对于在将上述双组分显影剂收容制品安装于上述图像形成装置的状态下、将上述双组分显影剂供给到构成上述图像形成装置的显影装置时所产生的上述双组分显影剂收容制品内的上述双组分显影剂的运送方向,由收容于上述双组分显影剂收容制品中的上述双组分显影剂形成的叠层状态沿垂直方向形成。
本发明中,在将补给用双组分显影剂填充到显影剂收容容器中时,通过以使调色剂和载体形成叠层状态的方式进行填充,在将收容于容器内的调色剂和载体供给至显影装置内之前的期间内,能够将它们以分离的状态保存。其结果是,能够将调色剂与载体的接触抑制于最低限度,对由劣化引起的补给用显影剂的带电量下降及废调色剂的产生加以抑制,从而能够在形成图像时对调色剂稳定地进行规定水平的带电。此外,通过使调色剂与载体形成叠层而填充,能够以高填充率将双组分显影剂收容于显影剂收容容器内,进一步,还能够消除容器内载体浓度的偏差。
这样,在本发明中,由于在填充时使双组分显影剂成为由调色剂层(调色剂区)和载体层(载体区)构成的叠层状态,因此直到即将向显影装置供给补给用双组分显影剂之前的期间,能够使补给用双组分显影剂的品质保持稳定。即,由于在即将供给到显影装置之前将调色剂与载体分离保存、在供给到显影装置内后再使调色剂和载体均匀混合,因此能够在显影装置内长期稳定地保持规定水平的带电赋予性能。其结果是,能够使规定画质的印刷长期稳定地进行。
另外,由于能够在显影装置内长期保持稳定的带电赋予性能,因此可对显影装置内双组分显影剂的劣化加以抑制,进而使供给的显影剂毫无浪费地用于图像形成,这对于资源的有效利用方面也是有利的。特别是,本发明对于提供用于下述图像形成装置的补充用显影剂是理想的,所述图像形成装置是在向图像形成装置补给图像形成所消耗的调色剂的同时也补给载体,从而可保持用于图像形成的显影剂的品质的“自动精制显影方式”的图像形成装置。
此外,由于通过在填充时形成调色剂层和载体层的叠层状态,能够以高填充率收容双组分显影剂,因此,还具有可在收容容器中实现大量填充的优点。具体而言,通过减少显影剂收容制品的配送次数,不仅可实现物流方面成本及能量消耗的降低,对于使用者而言,也有利于减少每一页的印刷成本及能量消耗。
此外,由于在填充显影剂时能够在不造成大的负担的情况下将显影剂以高填充率收容于容器内,因此也可以认为,本发明有利于显影装置内显影剂的带电赋予性能的长期稳定化。
Claims (10)
1.一种双组分显影剂收容制品,其用于补给至少含有调色剂和载体的双组分显影剂,其特征在于,
该双组分显影剂收容制品具有:
一端具有开口部的圆筒状容器、
封闭所述开口部的盖体、
收容于所述圆筒状容器内的调色剂层、
收容于所述圆筒状容器内的载体层,
其中,
所述调色剂层和所述载体层相叠层,
且所述圆筒状容器构成为:其内表面具有螺旋状凸起,通过旋转所述圆筒状容器,由所述凸起运送所述调色剂层和所述载体层,以使调色剂和载体从所述开口部排出。
2.根据权利要求1所述的双组分显影剂收容制品,其特征在于,所述调色剂层中的调色剂含量为95质量%以上,所述载体层中的载体含量为95质量%以上。
3.根据权利要求1所述的双组分显影剂收容制品,其特征在于,所述调色剂层和所述载体层分别与运送方向平行地设置。
4.根据权利要求1所述的双组分显影剂收容制品,其特征在于,所述调色剂层和所述载体层分别与运送方向垂直地设置。
5.根据权利要求1所述的双组分显影剂收容制品,其特征在于,设置所述调色剂层和所述载体层,使得从所述开口部排出的调色剂和载体中的载体含量为5质量%以上且30质量%。
6.根据权利要求1所述的双组分显影剂收容制品,其特征在于,所述盖体具有使从所述开口部排出的调色剂和载体沿规定方向排出的补给口。
7.一种双组分显影剂的填充方法,该方法将至少含有调色剂和载体的双组分显影剂填充至显影剂收容容器内,
其特征在于,将所述双组分显影剂填充于所述显影剂收容容器内,使得调色剂层和载体层形成为被区分开而叠层的状态。
8.根据权利要求7所述的双组分显影剂的填充方法,其特征在于,该方法包括下述工序:
沿所述显影剂收容容器的外壁面设置磁铁的工序;
在设置有所述磁铁的状态下将载体填充到所述显影剂收容容器内的工序;
在设置有所述磁铁的状态下将调色剂填充到所述显影剂收容容器内的工序。
9.根据权利要求7所述的双组分显影剂的填充方法,其特征在于,所述调色剂层和所述载体层分别与所述显影剂收容容器的轴向平行地设置。
10.根据权利要求7所述的双组分显影剂的填充方法,其特征在于,所述调色剂层和所述载体层分别与所述显影剂收容容器的轴向垂直地设置。
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