专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及静电复印装置、传真机、打印机等图像形成装置。
以往，静电复印装置、打印机、传真机等图像形成装置设有用显影套筒等构成的显影剂载置体上的双组份显影剂使感光体等潜像载置体上的潜像显影的显影装置，作为这种显影装置有双组份磁刷显影装置等。一般，双组份磁刷显影装置使用由非磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂，从显影偏压施加装置将显影偏压施加在显影剂载置体上。在上述使用由非磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置中，当从显影偏压施加装置往显影剂载体仅仅施加直流(以下简记为DC)显影偏压时，为了确保显影能力，将显影剂载置体的线速度Vs与潜像载置体的线速度Vp的比(Vs／Vp)设为2．5-3。
在该双组份磁刷显影装置中，Vs／Vp与使潜影载置体上的潜像显影而得的图像浓度ID的关系如图2中实线所示，Vs／Vp与线宽纵横比的关系如图3所示。可以看出，当Vs／Vp为2．5-3时，会产生线条图像横向变细、线宽纵横比差、中间色调后端空白等不良状况。为了解决上述这种不良状况，需要使显影剂载置体的线速度Vs接近潜像载置体的线速度Vp，即，使Vs／Vp接近1。但是，在仅仅DC显影偏压情况下，不能确保显影能力，图像变淡。
在双组份磁刷显影装置中，作为降低Vs／Vp确保显影能力的方式之一有将交流(以下简记为AC)偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在显影剂载置体上的方式。该方式中，Vs／Vp与图像浓度ID的关系用图2的虚线①表示。双组份磁刷显影装置的Vs／Vp设为1-1．5，且将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在显影剂载置体上，上述装置用作彩色双组份磁刷显影装置。
另外，近年来开发的墨粉浓度无控制的少量显影剂系统，例如参照特开昭64-96673号公报，多使用磁性墨粉与磁性载体组成的双组份显影剂。
在特开昭63-225262号公报中公开了一种将交替电场施加在潜像载置体与显影剂载置体之间的双组份磁刷显影装置，通过特定载体电阻，稳定与磁性墨粉之间的作用，以得到可靠性高的图像。
在特开昭62-63970号公报中公开了一种对于感光体和显影辊的间隙空间容积特定显影剂部的磁性载体量所占的体积比率的双组份磁刷显影装置。在特开昭62-75687号公报中公开了一种特定显影剂汲起量的双组份磁刷装置。在特开昭62-75686号公报中公开了一种特定载体粒径、电阻的双组份磁刷装置。
另外，在设有双组份磁刷显影装置的图像形成装置中，曾提出过将带电用高压电源、转印用高压电源及显影用高压电源设为单一以降低成本，在双组份磁刷显影装置由磁性墨粉和磁性载体所组成的显影剂进行显影，即使高压电源接通时也不会发生磁性墨粉附着在感光体上，避免不必要的墨粉消费，防止发生墨粉飞散等不合适的情况。
即使在使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置中，在仅含有DC显影偏压情况下，为了确保显影能力，必须将Vs／Vp设为2．5-3，与使用由非磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置相同，线条图像变差，会发生中间色调后端空白等不良状况。
本发明就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供一种图像形成装置，在使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置中，即使降低Vs／Vp、施加将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压，也能确保显影能力，能得到良好的线条图像和中间色调等，因此，可获得高质量的图像。
为了实现上述目的，本发明提出一种图像形成装置，其设有双组份磁刷显影装置，施加将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压，用包含磁性墨粉的双组份显影剂使潜像显影，将上述磁性墨粉的磁性体含有率设为5wt％-35wt％。
为了实现上述目的，本发明还提出另一种图像形成装置，设有双组份磁刷显影装置，被施加有交流偏压叠加于直流偏压之上的显影偏压，使用包含磁性墨粉的双组份显影剂使潜像显影，上述显影剂载置体上的双组份显影剂的电阻值为9．2-12．0LogΩ。
根据上述本发明的图像形成装置，其特征在于，上述载体由磁性载体构成。
按照本发明的装置，设有双组份磁刷显影装置，被施加有交流偏压叠加于直流偏压之上的显影偏压，使用包含磁性墨粉的双组份显影剂使潜像显影，上述磁性墨粉的磁性体含有率设为5wt％-35wt％。因此，即使降低Vs／Vp、施加将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压，也能确保显影能力，能得到良好的线条图像和中间色调等，因此，能获得高质量的图像。
按照本发明的装置，设有双组份磁刷显影装置，被施加有交流偏压叠加于直流偏压之上的显影偏压，使用包含磁性墨粉的双组份显影剂使潜像显影，上述显影剂载置体上的双组份显影剂的电阻值为9．2-12．0LogΩ。因此，能得到具有足够浓度的图像。
如下图1是表示本发明一实施例的概略截面图；图2是以往的双组份磁刷显影装置中的Vs／Vp与图像浓度ID的关系特性图；图3是以往的双组份磁刷显影装置中的Vs／Vp与线宽纵横比的关系特性图；图4是磁性墨粉单体的磁性体含有率与体积固有电阻的关系特性图；图5表示测定显影套筒上的显影剂层的电阻的示意图；图6是混合磁性墨粉和磁性载体作为显影剂、载置于显影套筒上场合、磁性墨粉的磁性体含有率和体积固有电阻的关系特性图；图7是表示设有使用由磁性墨粉及磁性载体所组成的显影剂的双组份磁刷显影装置的图像形成装置的实验结果的特性图；图8a和图8b分别表示由磁性墨粉和磁性载体组合而成的磁刷的链(chain)、由非磁性墨粉和磁性载体组合而成的磁刷的链。
下面参照附图，说明本发明的实施例。
在包括使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置的图像形成装置中，为了解决上述存在问题得到高质量图像，必须尽量使Vs／Vp接近1，确保显影能力，施加将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压，提高显影能力。
但是，如图4所示，磁性墨粉单体尽管比非磁性墨粉电阻低，但是，其与磁性载体混合后作为显影剂载置在由显影套筒所构成的显影剂载置体上时，如图6所示，电阻变高，使AC偏压叠加在DC偏压上的效果消失。
即，在设有将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加于显影套筒上的双组份磁刷显影装置中，当使用由非磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂时，Vs／Vp与图像浓度ID的关系如图2的①所示；当使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂时，Vs／Vp与图像浓度ID的关系如图2的②所示。
使用磁性墨粉和磁性载体组合而成的显影剂以及非磁性墨粉和磁性载体组合而成的显影剂，磁刷链的状态不同是原因之一。观察磁刷的链，在非磁性墨粉和磁性载体组合而成的显影剂中，如图8b所示，磁性载体1无遗漏地被非磁性墨粉2所覆盖，而在磁性墨粉和磁性载体组合而成的显影剂中，如图8a所示，包复磁性载体1的磁性墨粉3很少，磁性墨粉3沿磁力线被夹于各磁性载体1之间的概率高。使用磁性墨粉和磁性载体组合而成的显影剂，降低Vs／Vp，且将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加于由显影套筒所构成的显影剂载置体上，想得到高质量图像，这时必须控制墨粉的磁性体量。本发明的实施例是在设有用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂使潜像载置体上的潜像显影的双组份磁刷显影装置的图像形成装置中，从显影偏压施加装置将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在显影剂载置体上，将上述磁性墨粉的磁性体含有率设为5wt％-35wt％，这样，即使降低Vs／Vp、将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在显影剂载置体上，也能确保显影能力，同时能得到良好的线条图像和中间色调等，因而能获得高质量的图像。
上述磁性墨粉的电阻测定如图5所示，在设有使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置的图像形成装置中，从高压电源所构成的显影偏压施加装置21将所定电压施加在由显影套筒所构成的显影剂载置体13上，用电流计22测定从由鼓状感光体所构成的潜像载置体11流向接地的电流，根据该电流计算显影套筒13上的显影剂层的电阻，求得磁性墨粉的电阻。
图1表示本发明一实施例的概略截面图，通过回转驱动部驱动潜像载置体11回转，由潜像形成装置形成潜像。例如，潜像载置体11使用鼓状感光体，通过带电装置均一带电后，经光写入装置等曝光装置曝光写入图像，形成静电潜像。潜像载置体11上的静电潜像通过使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置12被显影，成为墨像，再通过转印装置转印在转印纸、投影用片(OHPSheet)等转印材上。
双组份磁刷显影装置12是使用磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的墨粉浓度无控制的少量显影剂系统(参照特开昭64-96673号公报)，显影剂收纳壳体15中由磁性墨粉和磁性载体所组成的双成份显影剂14滞留在由显影套筒所构成的显影剂载置体13的周围，16是收纳墨粉的墨粉料斗所构成的墨粉补给部，墨粉补给通道17连接上述显影剂收纳壳体15和墨粉补给部16，从墨粉补给部16往显影剂收纳壳体15进行墨粉补给。通过由高压电源构成的显影偏压施加装置将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在显影套筒13上。
通过回转驱动部驱动显影套筒13回转，显影套筒13内部的磁铁磁吸载置显影剂收纳壳体15内的显影剂14。显影套筒13随着回转运送所载置的显影剂，通过刮板18，显影剂高度(量)被规制为一定，在潜像载置体11和显影套筒13之间的显影区域通过显影套筒13上的显影剂使潜像载置体11上的静电潜像显影。墨粉料斗16内的墨粉19由补给搅拌部件20搅拌，经墨粉补给通道17，补给到显影剂收纳壳体15内。
显影剂墨粉浓度处于合适范围内时，用于对显影剂收纳壳体15内的显影剂滞留部进行墨粉补给的开口部(从墨粉补给通道17补给墨粉的部分)被所滞留的显影剂闭锁，墨粉不往显影剂收纳壳体15内补给。另一方面，若由于显影作用消耗了墨粉，显影剂墨粉浓度降低，同时，显影剂体积减少，没有滞留在上述开口部的显影剂，墨粉从上述墨粉料斗经墨粉补给通道17进入显影剂收纳壳体15内，显影剂收纳壳体15内的显影剂回复到所定的墨粉浓度。
上述双组份磁刷显影装置12的显影条件如下潜像载置体11与显影套筒13的间隙0．4±0．05mm潜像载置体11与刮板18的间隙0．3±0．05mm显影套筒13内磁铁的显影主磁极的磁力为85±10mT磁性载体的电阻9-11LogΩ·cm左右本实施例中使用的磁性墨粉，可以使用以往公知方法所制造出来的磁性墨粉，具体地说，将粘结树脂、磁性体及极性控制剂(根据需要可再加上添加剂)所得的混合物用热轧式磨碎机熔融混炼后，冷却固化，将其粉碎分级，根据需要还可混合外添剂而得。
作为上述粘结树脂，以往作为墨粉粘结树脂使用的公知物质，全都适用，例如，聚苯乙烯、聚P-苯乙烯、聚乙烯甲苯等苯乙烯及其取代体的单聚物，苯乙烯-P-氯苯乙烯共聚物、笨乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、笨乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、笨乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、笨乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、笨乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、笨乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、笨乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-乙烯甲醚共聚物、苯乙烯-乙烯甲基酮共聚物、笨乙烯-丁二烯共聚物、笨乙烯-异戊间二烯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酯共聚物等苯乙烯系共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙系、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、苯酚树脂、脂肪族或脂肪族烃树脂、芳香族系石油树脂、氯化石蜡、石蜡蜡等，可以单独或混合使用。
尤其若使用聚酯树脂，能得到不易往氯乙烯薄膜移附、对定影装置热辊耐偏移性强的墨粉。
另外，上述极性控制剂也可以使用以往使用的公知物质，例如，单偶氮系染颜料的金属络盐、硝基腐殖酸及其盐、水杨酸、萘甲酸、二元羧酸的Co、Cr、Fe等金属络合物氨基化合物、第4级铵化合物、有机染料等。
使用在磁性墨粉中的极性控制剂的使用量由粘结树脂种类、有否使用添加剂、包括分散方法的墨粉制造方法所决定，最好对于粘结剂100重量份控制在0．1-20重量份范围。极性控制剂使用量不满0．1重量份时，墨粉带电量不够，不实用。而当极性控制剂使用量超过20重量份时，墨粉带电量过多，与载体间静电吸力增大，引起显影剂流动性降低，会导致降低图像浓度。
本实施例中使用在磁性墨粉中的磁性材料可以例举如下四氧化三铁、赤铁矿、铁氧体等的氧化铁，铁、钴、镍那样的金属或这些金属与铝、钴、铜、铅、镁、锡、锌、锑、铍、铋、镉、钙、锰、硒、钛、钨、钒那样金属的合金及其混合物等。这些强磁性体最好平均粒径为0．1-2μm左右，在墨粉中合有量对于树脂成份100重量份而言，约20-300重量份，最好为30-200重量份。
在本实施例的磁性墨粉中可以根据需要添加着色剂。作为黑色着色剂可使用例如碳黑、苯胺黑、炉黑、灯黑等。作为蓝绿色着色剂可以使用例如酞菁蓝、亚甲蓝、维多利亚蓝、甲基紫、苯胺蓝、群青蓝等。作为深红色着色剂可以使用例如若丹明6G色淀、二甲基喹吖酮、沃丘格红、孟加拉玫瑰红、若丹明B、茜素色淀等。作为黄色着色剂可以使用例如铬黄、联苯胺黄、汉撒黄、纳夫妥黄、钼橙黄、喹啉黄、酒石黄等。
在本实施例的磁性墨粉中根据需要也可以混合添加剂。作为上述添加剂有例如特氟隆(商品名)，如硬脂酸锌那样的润滑剂，或氧化铈、氧化锆、氧化硅、氧化钛、氧化铝、碳化硅等研磨剂，或胶体二氧化硅、氧化铝等流动性赋与剂、结块防止剂，或碳黑、氧化锡等导电性赋与剂，或低分子量聚烯烃等的定影助剂等。其中，作为流动性赋与剂，胶体二氧化硅特别理想，作为研磨载体表面的研磨剂，氧化铝、碳化硅特别理想。
下面说明本实施例中使用的显影剂的制造例，制造例中所说的“份”是重量基准。
先说明墨粉制造例准备下列成份苯乙烯-丙烯基树脂(ハイマ-75，三洋化成株式会社制)100份碳黑(＃44，三菱化成社制) 5份苯胺黑染料(苯胺黑基体EX，オ リ工ント化学株式会社制)2份四氧化三铁微粒(EPT-1000，户田工业株式会社制)5-60份左右使磁性体含有量为5-35wt％，将上列成份用120℃热辊混炼机熔融混炼后，冷却固化，用锤式粉碎机进行粉碎，分级得到平均8μm的墨粉粒子，该墨粉在8．0×104A／m磁场中的饱和磁化是21A·m2／kg。
再说明磁性载体制造例对于通过湿式法制成的四氧化三铁100份，将聚乙烯醇2份、水60份加入球磨机中，经12小时混合，成为四氧化三铁浆。用喷雾干燥器将上述浆喷雾造粒，形成平均粒径60μm的球形微粒，将该微粒在氮气中1000℃温度下三小时烧结后冷却，得到核体微粒。将硅树脂溶液(SR-2410，东来·陶氏康宁硅株式会社制)100份、甲苯100份、甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane)6份、碳黑(三菱化成社制)10份的混合物在高速搅拌机中经20分钟搅拌分散，成为包复层形成液。
使用流化床式涂层装置将包复层形成液涂敷于1000份的核体微粒表面，得到硅树脂包膜载体。该硅树脂包膜载体平均粒径63μm，饱和磁化为66A·m2／kg。
图7表示设有使用由磁性墨粉及磁性载体所组成的显影剂的双组份磁刷显影装置的图像形成装置的实验结果，在图7中，实线表示在双组份磁刷显影装置上仅施加DC显影偏压时的磁性墨粉的磁性体含有量与图像浓度ID的关系，虚线表示将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加于双组份磁刷显影装置时，磁性墨粉的磁性体含有量与图像浓度ID之间的关系。
从该实验结果可知，在设有使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的显影剂的双组份磁刷显影装置、将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在双组份磁刷显影装置上的图像形成装置中，若墨粉的磁性体含有量设为不满5％，则会发生墨粉飞散，通过将墨粉的磁性体含有量设为5％以上，能防止墨粉飞散。另外，墨粉的磁性体含有量若为35％以下，即使Vs／Vp降低，也能确保显影能力，确保必要的图像浓度，解决双组份磁刷显影装置的问题、即线条图像变差、中间色调后端空白等问题，能够得到线条图像和中间色调等良好的图像，获得高质量的图像。
另一方面，若根据图6所示的磁性体含有率(wt％)和显影剂电阻值(LogΩ)的关系，则可以明白，当在显影剂载置体上处于载置状态的显影剂电阻值处于9．2-12．0LogΩ时，能确保足够的图像浓度ID。
因此，本实施例设有从显影偏压施加装置将AC偏压叠加在DC偏压上的显影偏压施加在显影剂载体上、用包含磁性墨粉的双组份显影剂使潜像显影的双组份磁刷显影装置，在设有上述双组份磁刷显影装置的图像形成装置中，将上述磁性墨粉的磁性体含有率设为5wt％-35wt％，是使用由磁性墨粉和磁性载体所组成的双组份显影剂的双组份磁刷显影装置，即使Vs／Vp降低，施加AC偏压叠加于DC偏压的显影偏压，也能确保显影能力，得到墨粉不飞散、线条图像及中间色调等良好的图像，因而可获得高质量的图像。
权利要求
1．一种图像形成装置，设有双组份磁刷显影装置，被施加有交流偏压叠加于直流偏压之上的显影偏压，使用包含磁性墨粉的双组份显影剂使潜像显影；其特征在于，上述磁性墨粉的磁性体含有率设为5wt％-35wt％。
2．一种图像形成装置，设有双组份磁刷显影装置，被施加有交流偏压叠加于直流偏压之上的显影偏压，使用包含磁性墨粉和载体的双组份显影剂使潜像显影；其特征在于，上述显影剂载置体上的双组份显影剂的电阻值为9．2-12．0LogΩ。
3．根据权利要求2中所述的图像形成装置，其特征在于，上述载体由磁性载体构成。
全文摘要
本发明涉及静电复印装置、打印机、传真机等图像形成装置,该装置设有双组分磁刷显影装置12,被施加有交流偏压叠加于直流偏压之上的显影偏压,使用包含磁性墨粉的双组分显影剂14使潜像显影;其特征在于,磁性墨粉的磁性体含有率设为5wt%－35wt%。在本发明的另一种装置中,其特征在于,显影剂载置体上的双组分显影剂的电阻值为9.2—12LogΩ。能得到墨粉不飞散、线条图像及中间色调等良好的高质量图像。
文档编号G03G13/06GK1206129SQ9811562
公开日1999年1月27日 申请日期1998年6月30日 优先权日1997年6月30日
发明者结城和彦, 田牧真二, 望月学, 齐藤健 申请人:株式会社理光