图像形成装置及处理卡盒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像形成装置及处理卡盒。
【背景技术】
[0002] 在图像载体上形成静电潜像、通过显影剂将其可视图像化得到记录图像的电子照 相方式的复印机、打印机、或传真机等的图像形成装置中，使用粉末状的调色剂作为显影剂 (或显影剂的一部分）的干式显影装置被广泛采用。
[0003] 并且，近年，利用电子照相方式的彩色图像形成装置广泛普及，并且，数码化的图 像能容易地入手也有关系，打印的图像要求更加的高精细化。
[0004] 于是，在图像中更高的分辨率或灰度性研讨中，作为静电潜像可视化的调色剂方 面的改良，为了形成高精细图像，研讨进一步的球形化，小粒径化。在粉碎法制造的调色剂 中，这些特性存在限度，因此，由可以球形化、小粒径化的悬浮聚合法、乳化聚合法、分散聚 合法等制造的所谓聚合调色剂已为人们所公知。
[0005] 另一方面，在电子照相处理中的清洁工序中，作为一般使用的清洁手段，可列举将 平板状的由尿烷橡胶等构成的刮板部件相对由金属板材构成的支持部件在长方向粘结。使 得该清洁手段中的刮板部件的与支持部件的粘合侧不同的端部，以所设定的压力与图像载 体表面抵接，一边使得刮板部件弹性变形，一边在图像载体表面和刮板部件之间形成刮板 夹持部，滑擦图像载体表面。并且，通过滑擦图像载体表面，除去及回收该图像载体表面残 留的调色剂或异物。这样的清洁方式作为一般的刮板清洁方式广为人知。
[0006] 这里，在专利文献1(日本特开2010-210879号公报）中，公开了以下内容：为了确 保在低温环境下的清洁性，将作为清洁手段的弹性体刮板的回跳弹性规定为19%~43%， 并实施表面处理，设置比弹性体刮板硬的表面层，将顶端棱线部的摩擦系数设为0. 5以下。
[0007] 但是，若如专利文献1所述的弹性体刮板那样，使用表面层，确实能得到良好的清 洁性，但是，由于使得比较硬质的刮板抵接，图像载体表面层发生磨耗，有时发生条纹状的 异常图像。特别是在使用高的抵接压力时发生显著的条纹状的异常图像，关于该图像载体 表面层的磨耗在专利文献1中没有任何考虑。并且，弹性体刮板也起着刮取图像载体上附 着的外添加剂凝集物的作用，若如专利文献1所述的弹性体刮板那样，将摩擦系数设定为 0. 5以下，则不能一次性刮取附着的凝集物，有时发生实心图像中有白点的异常图像，关于 该情况也没有任何考虑。
[0008] 【专利文献】
[0009] 【专利文献1】日本特开2010-210879号公报
[0010] 本发明人重复研究结果发现，对于清洁性、感光体磨耗的影响，表面的弹性率和表 面摩擦系数起着非常大的支配性作用。即，如专利文献1所述那样，即使规定弹性体刮板的 回跳弹性率，当在其顶端棱线部覆盖更硬的表面层时，由该表面层的特性决定。
【发明内容】
toon] 并且，本发明就是鉴于以往技术中的问题而提出来的，其目的在于，提供在各种使 用环境下抑制清洁不良、得到高质量图像的图像形成装置及处理卡盒。
[0012] 为了解决上述课题，本发明涉及的图像形成装置包括：
[0013] 图像载体，载置静电潜像；
[0014] 充电手段，使得上述图像载体表面充电；
[0015] 显影手段，使用调色剂对通过曝光手段曝光形成在上述图像载体上的静电潜像进 行显影；
[0016] 转印手段，将显影的调色剂转印到被转印体上；以及
[0017] 清洁手段，对没有转印而残留在上述图像载体的调色剂进行；
[0018] 上述图像形成装置的特征在于：
[0019] 上述调色剂含有外添加剂，以及至少由粘合树脂和着色剂组成的母粒；
[0020] 上述外添加剂中至少一种的一次粒子的平均个数粒径为0. 05 μm以上、0. 30 μm 以下；
[0021 ] 上述清洁手段包括弹性体刮板；
[0022] 该弹性体刮板的与上述图像载体抵接部的表面弹性率为15N/mm2以上、25N/mm 2以 下，且表面摩擦系数为0. 5以上、0. 7以下。
[0023] 下面说明本发明的效果：
[0024] 根据本发明，能提供在各种使用环境下抑制清洁不良、得到高质量图像的图像形 成装置。
【附图说明】
[0025] 图1是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的构成的概略截面图。
[0026] 图2是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的处理卡盒的构成的概 略放大图。
[0027] 图3是表示图2中的显影装置的构成的概略截面图。
[0028] 图4是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的清洁装置的构成的概 略放大图。
[0029] 图5是表示图4中清洁刮板和感光体的抵接部的概略放大图。
[0030] 图6是表示本发明中使用的调色剂的SEM照片。
[0031] 图7是说明本发明中的计算突起部相对调色剂粒子的包覆率的方法的图。
【具体实施方式】
[0032] 下面，说明本发明的实施形态，在以下实施形态中，虽然对构成要素，种类，组合， 形状，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
[0033] 本发明涉及的图像形成装置的特征在于，包括：
[0034] 图像载体1 ;
[0035] 充电手段2,对上述图像载体表面进行充电；
[0036] 显影手段5,通过进行曝光的曝光手段，在上述图像载体上形成静电潜像，使用调 色剂对该静电潜像进行显影；
[0037] 转印手段7,将显影的调色剂转印在被转印体上；以及
[0038] 清洁手段12,清洁残留在上述图像载体上的调色剂；
[0039] 上述调色剂包含外添加剂，以及至少由粘合树脂和着色剂构成的母粒，上述外添 加剂中的至一种为一次粒子的平均个数粒径为〇. 05~0. 30 μ m，上述清洁手段包括弹性体 刮板11，该弹性体刮板的上述图像载体抵接部的表面弹性率为15~25N/mm2,且表面摩擦 系数为0.5~0.7。
[0040] 在此，在说明本发明之前，先说明本发明的机理和本发明人等根据新发现直到完 成本发明。
[0041] 本发明中的清洁手段设有弹性体的刮板而构成，该弹性体的图像载体抵接部的表 面弹性率为15N/mm2以上、25N/mm2以下，且表面摩擦系数为0. 5以上、0. 7以下的结构。通过 设为具有该构成的清洁手段，即使在各种使用环境下也能降低与图像载体之间的摩擦力， 通过抑制振动可以使堆积层形成为更强固，结果可以抑制清洁不良。
[0042] 进一步说，根据本发明，作为图像形成使用的调色剂的外添加剂（例如二氧化 硅），通过含有一次粒径的平均个数粒径为0. 05~0. 30 μ m的物质，可以防止因外添加剂向 图像载体的成膜造成实心图像中图像欠缺的发生。
[0043] 为了进行调色剂的清洁，在清洁刮板（弹性体刮板）和图像载体（感光体）的夹 持部上游附近，存在由调色剂和外添加剂形成的堆积层是必须条件。
[0044] 为了由弹性体刮板进行清洁，与图像载体（感光体）的抵接部上游的堆积层的形 成必不可缺，为了该形成，要求两者（弹性体刮板和图像载体）之间的抵接常时稳定。
[0045] 于是，如本发明那样，通过将图像载体抵接部的表面弹性率设为15N/mm2以上、 25N/mm 2以下，且表面摩擦系数为0.5以上、0.7以下，能抑制清洁不良和外添加剂向图像载 体附着。又，弹性体刮板也具有将图像载体上附着的微小的外添加剂凝集体刮取的效果。
[0046] 并且，如本发明那样，通过将表面摩擦系数设为规定范围内，可以在所有环境下进 行稳定的抵接。若表面摩擦系数大于〇. 7,在图像载体的旋转方向，弹性体刮板抵接部反复 追随和回复，进行微小振动，堆积层难以形成，不合适。另一方面，若表面摩擦系数小于〇. 5， 则在弹性体刮板抵接部发生滑动，容易造成清洁不良，不合适。并且，弹性体刮板在附着于 图像载体的微小的外添加剂凝集体上向上滑动，不能得到刮取效果，不合适。
[0047] 并且，弹性体刮板因温湿度造成弹性率变动的结果，清洁性变化大。于是，通过将 弹性体刮板的表面弹性率规定在一定范围内，可以使得由温湿度引起的环境变动小，能长 期间使得与图像载体的抵接稳定。
[0048] 另一方面，由于弹性体刮板常时抵接，因长期间使用弹性体刮板的磨耗无法避免。 在本发明人等的检验论证中，在因弹性体刮板的磨耗造成的与图像载体抵接不充分的部 分，有时发生清洁不良。
[0049] 所以，若表面弹性率不足15N/mm2,则弹性体刮板的磨耗量大，清洁不良、外添加剂 向图像载体的附着容易发生，不合适。并且，与图像载体的抵接容易不均一，在抵接压力低 的部分易发生清洁不良、外添加剂向图像载体的附着，不合适。再有，当以高抵接压力使用 时，图像载体的磨耗显著，发生条纹状的异常图像，不合适。另一方面，若大于25N/mm 2,弹性 体刮板在附着的外添加剂凝集体上产生上滑，不能除去，不合适。
[0050] 再有，本发明人等的检验论证结果得知，仅形成抵接部上游的堆积层的调色剂或 外添加剂的进入量（在抵接部被清洁的调色剂量）非常少时，仅将弹性体刮板的表面弹性 率和表面摩擦系数设为规定范围内还不充分。即，向抵接部上游供给调色剂或外添加剂极 端少的状态长时间持续之后，有时在比较多地进入情况下会发生清洁不良。
[0051] 对此，本发明人等发现，通过在调色剂中含有一次粒子的个数平均粒径为0. 05~ 0. 30 μ m的外添加剂，可以长期间不发生清洁不良，形成良好的图像。这是由于通过作为一 次粒子的个数平均粒径为〇. 05~0. 30 μ m这样比较大粒径的外添加剂（例如大粒径的二 氧化硅等）使用，附着力低的该大粒径的外添加剂常时供给到图像载体和弹性体刮板的抵 接部上游，强固地形成由外添加剂和调色剂构成的堆积层的缘故。进一步还发现，即使发生 外添加剂附着，含有〇. 05~0. 30 μπι的外添加剂的强固的堆积层使其刮落，从而不发生图 像欠缺。
[0052] 若一次粒子的个数平均粒径不足0.05 μπι，没有发现上述效果，发生清洁不良、外 添加剂向图像载体附着，不合适。
[0053] 另一方面，若一次粒子的个数平均粒径超过0.30 μπι，则流动性显著降低，作为调 色剂的功能难以发挥，不合适。并且，由于其附着力明显降低，不仅无法长期保持堆积层形 成的效果，而且，因游离的比〇. 30 μ m大的外添加剂污染部件，产生图像异常，不合适。
[0054] 如上所述，发现弹性体刮板的表面弹性率、表面摩擦系数、调色剂中含有的一次粒 子的个数平均粒径为〇. 〇5~〇. 30 μ m的外添加剂的组合，在与图像载体的抵接部上游常时 形成强固的堆积层，在所有环境下长期对清洁不良、外添加剂向图像载体的附着具有优异 效果，从而完成了本发明。
[0055] 〈〈图像形成装置》
[0056] 以下，一边参照附图进一步详细说明本发明涉及的图像形成装置。
[0057] 并且，以下所述实施形态为本发明较佳实施形态，从技术上进行了优选的各种限 定，但只要在以下说明中没有记载限定本发明，本发明的范围并不限于这些形态。
[0058] 图1表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的构成的概略图。该图1所 示的图像形成装置的实施形态为所谓串列式图像形成装置的例子。
[0059] 在作为图像载体的鼓状的感光体1的周围，顺序配置用于使该鼓表面充电的作为 充电手段的充电装置2,从曝光手段射出、用于在带电处理面上形成静电潜像的由激光光线 形成的曝光3,通过使得带电调色剂附着到鼓表面的潜像、形成调色剂像的作为显影手段的 显影装置5,用于将形成的鼓上的调色剂像向被转印体（转印带13)转印的作为转印手段 的转印装置7,用于除去鼓上的残留调色剂的作为清洁手段的清洁装置12。并且，在显影装 置5的上部，配置有收纳调色剂、与显影装置连接、将调色剂向显影装置内供给的可更换的 调色剂补给容器4。
[0060] 调色剂补给容器4在此显示直接向显影容器内输送调色剂的结构，但也可以构成 为在图像形成装置主体内设置补给路径，向显影容器补给调色剂。
[0061] 在串列式的电子照相中，主要将黑色（Bk)，青色（C)，品红色（M)，黄色（Y)这样的 单色图像形成在上述感光体1的表面上。用虚线围住的区域构成与各自的颜色对应的图像 形成单元（处理卡盒）。在这样的结构中，图像形成通过负-正方式（使得曝光部电位低， 使调色剂附着的方式）进行场合，由充电装置2的充电辊使表面均一带负电的感光体1，因 曝光3使感光体1的表面形成静电潜像，由显影装置5使调色剂附着到感光体1的表面，使 静电潜像可视化。
[0062] 其后，通过调色剂可视化的像，由转印带13和转印装置7从感光体1的表面转印， 没有从感光体1向转印带13转印的残留调色剂成分通过上述清洁装置12的清洁刮板11 从感光体1的表面除去。
[0063] 转印带13的表面上转印的调色剂像，在二次转印部向二次转印辑8施加偏压，向 从供纸托盘（未图示）输送的记录纸转印。
[0064] 二次转印后的残留调色剂成分或外添加剂成分通过转印带清洁装置16除去。转 印带清洁装置16包括金属制的清洁对向辊17,相对带移动方向成为逆向抵接的转印带清 洁刮板14,回收辊18,清洁转印带13上残留的调色剂成分及外添加剂成分，收纳到未图示 的废调色剂收纳部。
[0065] 进而，记录纸上转印的调色剂像通过定影装置9熔敷在记录纸上，成为定影图像， 从未图示的排纸口排出。
[0066] 并且，测定转移到转印带13上的调色剂的附着量及各色的位置、用于调整图像浓 度或对位的传感器15,设置在转印带13的附近，该传感器15为正反射和扩散反射方式组合 而成。
[0067] 〈处理卡盒部〉
[0068] 其次，关于图像形成装置中的感光体周围的结构作进一步说明。
[0069] 图2是表示本发明涉及的图像形成装置的一实施形态中的处理卡盒的构成的概 略放大图。并且，图3是表示图2中的显影装置的构成的概略截面图。
[0070] 调色剂收纳容器31与显影装置33连接，调色剂补给容器内为了保持调色剂的流 动性，优选常时用搅拌桨30等搅拌。在调色剂收纳容器31内，能由螺杆或螺旋等的输送手 段32将调色剂向着显影装置，或图像形成装置中的位于与调色剂补给路径的连接部的调 色剂补给口（在下文中，以直接向显影容器补给调色剂的结构进行说明）输送。输送手段 32构成为能与未图示的主体驱动部连接，主体驱动部和该输送手段设为可以用离合器等公 知的方法进行连接、非连接的控制，成为调色剂补给驱动自如的结构。
[0071 ] 调色剂补给量可以通过上述驱动部的驱动时间进行控制，例如，可以在温湿度环 境下，使得调色剂的流动性变化，进行对应，进行改变驱动时间等的控制。
[0072] 显影装置33内包括设置为显影部件轴向、可以对显影器内进行分割的分隔板34， 在上述分隔板34的长方向至少两端侧，设有开口部35, 36,使得上槽和下槽的调色剂可以 移动。如上所述，从调色剂补给容器向显影器内补给的调色剂，由设置在上槽的螺杆等构 成的第1调色剂输送部件37,向显影部件41的轴向输送调色剂，由输送方向下游侧的开口 部使调色剂向下槽移动，由设置在下槽的相同的螺杆等构成的第2调色剂输送手段38,向 与第1输送手段37的显影部件轴向相反方向输送调色剂。在第2调色剂输送部件的下游 侦牝调色剂能从上述分隔板的开口部朝上槽移动，成为能使得显影器内的调色剂在长方向 循环。
[0073] 调色剂的输送速度可以由输送部件的结构控制。使用螺杆部件时，调色剂的输送 速度与螺距成正比例变大。螺杆每旋转一周输送的调色剂量变多，即使加大螺杆外径等也 可以控制。
[0074] 上述第1、第2调色剂输送手段成为通过由齿轮、联轴器等构成的驱动传递手段 39,从设置在图像形成装置主体等的驱动源传递驱动的结构。显影器内的调色剂通过由可 以向显影部件41供给调色剂的海绵等构成的调色剂供给部件40,使得调色剂能移动到显 影部件41。