顯影設(shè)備和圖像形成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用電子照相系統(tǒng)的圖像形成裝置（如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)或傳真 機(jī)）以及用于所述圖像形成裝置的顯影設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為應(yīng)用于電子照相系統(tǒng)的干燥類(lèi)型顯影系統(tǒng)，僅使用調(diào)色劑的單成分顯影系統(tǒng) 以及使用含有調(diào)色劑和磁性載體的顯影劑的雙成分顯影系統(tǒng)是已知的。
[0003] 在單成分顯影系統(tǒng)中，由于不存在磁性載體，因此圖像承載構(gòu)件的靜電圖像不受 從磁性載體形成的磁刷所干擾，并且該系統(tǒng)適合于獲得高質(zhì)量圖像。然而，在單成分顯影系 統(tǒng)中，難以穩(wěn)定地將電荷提供給調(diào)色劑，并且存在圖像質(zhì)量穩(wěn)定性方面的問(wèn)題。此外，由于 不存在用于傳送調(diào)色劑的介質(zhì)（如磁性載體），因此難以將均勻的傳送力施加到調(diào)色劑，并 且對(duì)于調(diào)色劑的機(jī)械負(fù)擔(dān)在傳送等操作期間易于增加。因此，圖像質(zhì)量穩(wěn)定性方面的降級(jí) 易于歸因于調(diào)色劑的惡化而出現(xiàn)。
[0004] 另一方面，在雙成分顯影系統(tǒng)中，雖然在圖像質(zhì)量方面存在問(wèn)題，但由于易于為調(diào) 色劑提供電荷并且對(duì)調(diào)色劑的負(fù)擔(dān)很小，因此雙成分顯影系統(tǒng)具有圖像質(zhì)量穩(wěn)定性很高的 特征。
[0005] 作為應(yīng)對(duì)上述兩種顯影系統(tǒng)的問(wèn)題的系統(tǒng)，已知的是在例如日本專(zhuān)利公開(kāi) No. 9-211970中所公開(kāi)的混合顯影系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，通過(guò)以下步驟來(lái)形成圖像：在承載雙 成分顯影劑的傳送輥（顯影劑承載構(gòu)件）與顯影輥（調(diào)色劑承載構(gòu)件）之間施加轉(zhuǎn)送偏置， 以調(diào)色劑層來(lái)涂敷顯影輥，以及通過(guò)使用調(diào)色劑來(lái)對(duì)感光構(gòu)件（圖像承載構(gòu)件）的靜電圖 像進(jìn)行顯影。
[0006] 然而，已知的是，在混合顯影系統(tǒng)中，難以長(zhǎng)期通過(guò)穩(wěn)定的調(diào)色劑層來(lái)涂敷顯影 輥。在混合顯影系統(tǒng)中，以具有預(yù)定電荷量（Q/S)的調(diào)色劑來(lái)涂敷顯影輥，以使得上述傳送 偏置所生成的電勢(shì)差A(yù)V得以填充在傳送輥與顯影輥之間。在此情況下，存在這樣的關(guān)系： AV和待涂敷的每單位面積的調(diào)色劑的電荷量Q/S彼此成比例。此外，Q/S是與每單位面積 的涂層有關(guān)的調(diào)色劑的質(zhì)量（Μ/S)和調(diào)色劑的每單位質(zhì)量的電荷量（Q/M)的乘積。
[0007] 因此，獲得以下等式。
[0008] AV oc Q/S = (M/S) X (Q/M) · · ·等式（1)
[0009] 換句話(huà)說(shuō)，在混合顯影系統(tǒng)中，基于電勢(shì)差（AV)和調(diào)色劑的每單位質(zhì)量的電荷 量（Q/M)來(lái)確定與每單位面積的涂層有關(guān)的調(diào)色劑的質(zhì)量（Μ/S)。因此，混合顯影系統(tǒng)具有 這樣的問(wèn)題：如果調(diào)色劑的充電量改變，則與涂層有關(guān)的調(diào)色劑量根據(jù)所述改變而變化。 [0010] 關(guān)于該問(wèn)題，例如，日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2009-8834公開(kāi)了一種當(dāng)以調(diào)色劑層來(lái)涂敷 顯影輥時(shí)通過(guò)使用調(diào)色劑層厚度感測(cè)構(gòu)件來(lái)測(cè)量顯影輥上的調(diào)色劑層的厚度的配置。此 外，該專(zhuān)利文獻(xiàn)還公開(kāi)了一種通過(guò)基于調(diào)色劑層的厚度來(lái)改變顯影輥與磁性輥（顯影劑承 載構(gòu)件）之間的傳送偏置或顯影輥和磁性輥的旋轉(zhuǎn)數(shù)量而將顯影輥上的調(diào)色劑層的厚度 控制為預(yù)定層厚度的配置。 toon] 然而，在該配置中，由于調(diào)色劑濃度傳感器或表面電勢(shì)傳感器用作調(diào)色劑層厚度 感測(cè)構(gòu)件，因此設(shè)備的大小變得很大，或成本增加。此外，即使在通過(guò)使用感測(cè)構(gòu)件來(lái)執(zhí)行 控制的情況下，如果顯影輥的傳送偏置或旋轉(zhuǎn)數(shù)量改變，則由于下游中的顯影輥與感光構(gòu) 件之間的顯影條件也需要同時(shí)受控，因此控制變得復(fù)雜。因此，存在這樣的問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn) 使得感光構(gòu)件上的調(diào)色劑量穩(wěn)定的初衷。
[0012] 因此，作為涂敷穩(wěn)定調(diào)色劑層的顯影系統(tǒng)，例如，日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 10-198161公 開(kāi)了一種使用被布置為距顯影輥按特定間隔分離的可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)套筒（顯影劑調(diào)節(jié)構(gòu)件）的 配置。因此，載體為調(diào)色劑穩(wěn)定地提供電荷，以使得可以通過(guò)調(diào)色劑層來(lái)涂敷顯影輥，而沒(méi) 有輸出圖像濃度的降低或調(diào)色劑的分散。顯影設(shè)備120被配置為包括顯影劑容器121，其包 含包括調(diào)色劑和磁性載體的顯影劑110。
[0013] 下文中，將參照?qǐng)D22描述顯影設(shè)備120。
[0014] 在圖22的箭頭方向上可旋轉(zhuǎn)的顯影輥122以及在顯影輥122之上按特定距離分 離的載體回收構(gòu)件123被布置于在顯影劑容器面對(duì)感光構(gòu)件101的位置處所形成的顯影劑 容器121的孔徑中。載體回收構(gòu)件123被配置為包括：調(diào)節(jié)套筒231，其為非磁性構(gòu)件；以 及永磁體232,被布置為固定在其內(nèi)部，并且調(diào)節(jié)套筒231在與顯影輥122的旋轉(zhuǎn)方向（圖 22的箭頭方向）相同的方向上被可旋轉(zhuǎn)地承載。此外，在顯影劑容器121中攪拌顯影劑并 且通過(guò)旋轉(zhuǎn)（圖22的箭頭方向）將顯影劑提供給顯影輥122的傳送構(gòu)件124被安裝在顯 影劑容器121中。
[0015] 接下來(lái)，將描述顯影設(shè)備120中顯影輥122上的調(diào)色劑層的涂敷。
[0016] 顯影劑容器121中的顯影劑110同時(shí)受傳送構(gòu)件124攪拌并且提供給顯影輥122。 待提供的顯影劑110受顯影輥122承載，顯影輥122被待傳送的調(diào)節(jié)套筒231中的永磁體 232的磁力的施加所磁化，并且在顯影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G中被調(diào)節(jié)。
[0017] 圖23是顯影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G的放大示圖。
[0018] 永磁體232的磁力限制由顯影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G中的磁場(chǎng)所限制的顯影劑中的磁性載 體。由于調(diào)節(jié)套筒231在圖23的箭頭方向上旋轉(zhuǎn)，因此在磁性載體待根據(jù)旋轉(zhuǎn)而返回到顯 影劑容器121的方向（圖23的方向A)上磁性載體被施加有傳送力。因此，由于磁性載體 受限于顯影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G中，因此磁性載體通過(guò)來(lái)自調(diào)節(jié)套筒231的傳送力而依次返回到 顯影劑容器121，并且磁性載體不泄漏到面對(duì)感光構(gòu)件101的顯影部分。
[0019] 另一方面，顯影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G中的顯影劑中的非磁調(diào)色劑111不受限于顯影劑調(diào) 節(jié)區(qū)域G中的磁場(chǎng)。此外，非磁調(diào)色劑111通過(guò)由磁性載體與顯影輥122的表面之間的摩 擦充電提供的電荷所生成的反射力而粘附到顯影輥122。因此，在顯影輥122的旋轉(zhuǎn)方向 (圖23的方向B)上非磁調(diào)色劑111被施加有傳送力，并且被使得根據(jù)顯影輥122的旋轉(zhuǎn)而 使顯影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G中的顯影劑顆粒通過(guò)以涂敷顯影輥122。
[0020] 如上所述，可以?xún)H通過(guò)被提供有足夠電荷的非磁調(diào)色劑來(lái)涂敷顯影輥122,而沒(méi)有 顯影部分中的磁性載體的泄漏。根據(jù)日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 10-198161中所公開(kāi)的配置，由于使 用在可以與顯影輥物理接觸的調(diào)色劑上所施加的力，因此并不出現(xiàn)在混合顯影系統(tǒng)中所觀 測(cè)到的與涂敷有關(guān)的調(diào)色劑量由于調(diào)色劑的電荷量（Q/M)的改變而快速改變的現(xiàn)象。
[0021] 以此方式，在調(diào)色劑的電荷量降低的情況下，在混合顯影系統(tǒng)的設(shè)備中，與涂層有 關(guān)的調(diào)色劑量增加。然而，在日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 10-198161中所公開(kāi)的設(shè)備中，由于與涂層 有關(guān)的調(diào)色劑量的增加受抑制，因此由調(diào)色劑量的增加所導(dǎo)致的圖像濃度的改變可受抑 制。
[0022] 然而，本發(fā)明的發(fā)明人據(jù)詳細(xì)研究的結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使在日本專(zhuān)利公開(kāi) No. 10-198161中所公開(kāi)的顯影設(shè)備中，也必須進(jìn)一步抑制圖像濃度的改變并且進(jìn)一步改進(jìn) 圖像均勻度。
[0023] 圖24是示出在以調(diào)色劑層涂敷顯影輥的情況下顯影設(shè)備120所獲得的調(diào)色劑層 的概念性示圖。黑色部分表示受涂敷的調(diào)色劑層的部分，而白色部分表示未受調(diào)色劑涂敷 的區(qū)域。如圖24所示，未受調(diào)色劑涂敷的區(qū)域基本上與顯影輥的旋轉(zhuǎn)方向平行而不規(guī)則地 存在，并且顯影輥上的調(diào)色劑濃度是不均勻的。以此方式，如果在顯影輥上不均勻地形成由 調(diào)色劑產(chǎn)生的涂敷層，則圖像濃度易于降低。這是因?yàn)?，不能被調(diào)色劑涂敷的片材的白色片 材部分的面積在定影期間增加，以使得圖像濃度快速地降低。
[0024] 另一方面，可以通過(guò)調(diào)整顯影輥和感光構(gòu)件的圓周速度將更多的調(diào)色劑提供給感 光構(gòu)件，以使得圖像濃度可以增大。更具體地說(shuō)，在顯影輥和感光構(gòu)件在面對(duì)部分中在相同 的方向上旋轉(zhuǎn)的情況下，可以通過(guò)允許顯影輥的圓周速度比感光構(gòu)件高或通過(guò)允許顯影輥 和感光構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)方向在面對(duì)部分中彼此相反來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像濃度的增大。然而，雖然以此方 式獲得期望的圖像濃度，但如圖25B所示，僅獲得面內(nèi)濃度不規(guī)則性很顯著并且圖像均勻 度很低的圖像。此外，關(guān)于能耗的減少，需要輸出具有較小調(diào)色劑量的期望的圖像。然而， 這說(shuō)明消耗比所需要的調(diào)色劑更多的調(diào)色劑。
[0025] 圖25A是示出以調(diào)色劑來(lái)理想地對(duì)感光構(gòu)件上的靜電圖像進(jìn)行顯影的情況的示 意圖。此外，圖25B是示出通過(guò)上述方法獲得圖像濃度的情況的示意圖。
[0026] 在圖25A中，可以通過(guò)小調(diào)色劑量來(lái)獲得具有高均勻度的調(diào)色劑圖像。然而，在圖 25B中，調(diào)色劑量很大，并且調(diào)色劑圖像具有低均勻度。
[0027] 據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的詳細(xì)研究的結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)下述模型來(lái)描述這種現(xiàn) 象的原因。將參照?qǐng)D26描述該情況。
[0028] 圖26示出這樣的狀態(tài)：在顯影輥122的旋轉(zhuǎn)方向h上傳送的顯影劑110通過(guò)在顯 影劑調(diào)節(jié)區(qū)域G中的磁力構(gòu)成磁刷而受限在載體回收構(gòu)件123中，并且在載體回收構(gòu)件123 的旋轉(zhuǎn)方向j上傳送。在實(shí)際情況下，存在比圖26所示更多數(shù)量的顯影劑顆粒作為磁刷。
[0029] 在顯影劑110在顯影輥122上傳送的處理中，顯影劑110的調(diào)色劑111通過(guò)與顯 影輥122接觸而充電。此時(shí)，調(diào)色劑111與磁性載體112分離，并且粘附到顯影輥122。
[0030] 另一方面，如上所述，載體回收構(gòu)件123所限制的顯影劑110 (在旋轉(zhuǎn)方向h上從 下游側(cè)）在旋轉(zhuǎn)方向j上傳送。由于已經(jīng)在旋轉(zhuǎn)方向j上在上游側(cè)從顯影劑110消耗（移 除）調(diào)色劑111，因此顯影劑110中的磁性載體112具有回收調(diào)色劑的能力。因此，如果載 體回收構(gòu)