专利名称：显影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于采用电子照相方式和静电记录方式的复印机、打印机、FAX等中的显影装置。
背景技术：
在采用电子照相方式的复印机等成像装置中，将显影剂附着在形成于感光鼓等图像承载体的静电像上，使其形成可视图像。作为显影剂，包括含有磁性调色剂的磁性单一成分类显影剂、含有非磁性调色剂的非磁性单一成分显影剂、含有非磁性调色剂和磁性载体的双成分类显影剂，可以适当地对这些调色剂加以采用。
图7表示在采用这些显影剂的现有显影装置中、使用包含调色剂和载体的双成分显影剂的显影装置例子。如图7所示，在采用双成分显影剂的显影装置102中，大多数形成单一套筒显影装置的结构，该单一套筒显影装置具有作为显影剂承载体的一根显影套筒8、和作为一边搅拌一边输送双成分显影剂的输动机构的输送螺旋5、6。
在这种显影装置中，会产生由于强调边缘而造成的作为一种图像危害的局部空白图像。
下面，利用图8说明局部空白图像的产生机理。另外，在此采用反转显影方式的例子。通常，在半色调图像中、在高亮度图像和大片单色图像的交界附近、即高亮度图像后端和大片单色图像前端之间，产生局部空白图像。图8是表示在感光鼓上具有高亮度部、其后具有大片单色部的情况下，高亮度部和大片单色部的交界部与显影套筒相向时的等电位面和电力线的形状的图示。由该图可以看出，交界部的电力线大部分被引向大片单色部。
因而，在作为现有显影方法的显影套筒顺方向旋转的结构中，不能将所供应的显影剂中的调色剂供应到高亮度部的后端，最终向着大片单色部沿电力线进行显影，从而，出现在高亮度的后端部产生局部空白的情况。
因此，为了防止上述局部空白图像，提出了在感光鼓旋转方向的上游侧和下游侧具有两个显影套筒，利用采用上游侧显影套筒的第一显影工序、和采用下游侧显影套筒的第二显影工序，将感光鼓上的同一静电像可视化的双套筒显影方式。在该双套筒显影方式中，利用上述第一显影工序减小高亮度部和大片单色部的电位差，利用第二显影工序在高亮度部的后端进行可靠地显影，从而难以产生局部空白图像。
但是，在上述现有显影方法中，由于在配置在下游侧的显影套筒内部的具有磁铁的多个磁极中位于最靠近感光鼓的位置上的磁铁、所谓显影极的磁通密度，与上游侧显影套筒的显影极的磁通密度相同，所以由显影剂形成的穗、即所谓磁刷与上游侧的磁刷长度相同，利用由上游侧显影套筒进行的第一显影工序显影的调色剂像，在由下游侧显影套筒进行第二显影工序中再次以相同的压力被磁刷滑擦，因而，产生显影剂被清除现象，显著降低了图像的水平。
因此，为了解决上述问题，近年来，对采用低磁性高电阻载体作为显影剂中的磁性载体进行研究。首先，通过减小载体的磁化量，可以缩短磁刷的长度，对于显影部，从减弱滑擦显影在感光鼓上的调色剂像的力的角度而言，可以提高画质。进而，通过增大载体的电阻，即使磁性载体滑擦感光鼓上的潜像电荷，由于没有电荷泄漏，所以不会产生数字静电像的混乱，从这个角度讲可以实现高画质。
但是，减小磁化量，在显影套筒和感光鼓相互顺方向旋转的情况下，对于显影部而言，磁刷的长度缩短，显影剂与感光鼓接触的辊隙宽度(圆周方向)变窄，因此，当形成大片黑图像时，该图像后端的浓度变浓，所谓扫偏等边缘强调变得非常显眼。进而，由于增加磁性载体的体积电阻，相向电极效果减弱，存在局部空白水平恶化的问题。
进而，通过显影工序使调色剂消耗的磁性载体，由于产生与调色剂极性相反的电荷(所谓反电荷)，若调色剂消耗的磁性载体长时间滞留在显影辊隙内，则存在由于将显影与感光鼓上的调色剂剥离的效果(由反电荷造成的显影剂被清除现象)导致产生局部空白水平恶化的现象的可能性。特别是在采用上述高电阻载体的情况下，由于必要的电荷的衰减时间而使局部空白水平恶化变得显著。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以利用第一显影剂承载体、第二显影剂承载体形成高画质图像的显影装置。
本发明的另一个目的是提供一种可以防止第二显影剂承载体上的显影剂扰乱被显影到第一显影剂承载体上的图像承载体上的调色剂像而产生图像不良的显影装置。
根据本发明的技术方案的显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载并向第一显影部输入磁性显影剂的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载并向第二显影部输送磁性显影剂的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构，其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；并且，与形成于前述第一显影部附近的磁力的法线方向成分的峰值相比，形成于前述第二显影部附近的磁力的法线方向成分的峰值更大。
根据本发明的另一技术方案的显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载磁性显影剂的圆筒状的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载磁性显影剂的圆筒状的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构，其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；
并且，在垂直于前述第二显影剂承载体表面的方向上的磁力达到峰值的位置，设定在最靠近前述图像承载体的部位附近的从该最靠近部位向前述第二显影剂承载体的移动方向下游侧偏离规定量的位置上。
根据本发明另一技术方案的显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载并向第一显影部输入磁性显影剂的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载并向第二显影部输送磁性显影剂的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构，其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；并且，前述第一显影剂承载体上的磁性显影剂与前述图像承载体接触的周向长度相比，前述第二显影剂承载体上的磁性显影剂与前述图像承载体接触的周向长度较短。
通过参照附图阅读以下的详细说明，本发明将变得更加清楚。
图1是表示根据本发明的成像装置的一个例子的概括结构图。
图2是表示根据本发明的显影装置的一个例子的剖视图。
图3是表示根据本发明的显影剂承载体表面磁场强度B的强度分布的曲线图。
图4是表示根据本发明的显影剂承载体表面的磁力F的强度分布的曲线图。
图5是表示根据本发明的显影剂承载体的磁场测定法的说明图。
图6是表示根据本发明的显影剂承载体的磁力测定法的说明图。
图7是表示现有的显影装置的剖视图。
图8是用于说明局部空白产生原理的说明图。
具体实施例方式
下面，参照附图更为详细地说明根据本发明的显影装置和成像装置。
实施例1作为可以采用本发明的显影装置，是采用分别内装有磁场发生机构的第一显影剂承载体和第二显影剂承载体，并利用磁性显影剂对形成于图像承载体上的静电像进行显影(即，对一个静电像进行两次显影工序)的显影装置。特别地，在采用配有非磁性调色剂和磁性载体的显影剂的显影装置的情况下，是这样一种显影装置，即，使分别磁性地形成于第一显影剂承载体和第二显影剂承载体上的磁刷在各个显影部中与图像承载体上的静电像接触并显影。磁性载体具有对非磁性调色剂摩擦起电的特性，“摩擦起电”是在显影剂在显影容器内循环时通过搅拌输送来进行的。
作为具有显影措施的成像装置，配有作为图像承载体的有机感光体等的感光体，使图像承载体带电的电晕起电器等起电装置，为了形成应当形成于带电的图像承载体上的、例如对应于复印原稿的图像的静电像而进行曝光的曝光装置，将利用显影装置获得的显影像(调色剂像)转印到普通纸张等转印材料上的转印装置，对被转印的未定影调色剂加热加压并定影的定影装置，去除残留在转印后的像承载体上的调色剂的清理装置等。
例如，虽然下面采用上述成像装置，但是并不一定要限于这种形式。
图1表示本实施例中的电子照相方式的成像装置。图1表示全彩色成像装置中的Y、M、C、K各部中的图像承载体(感光鼓)10Y、10M、10C、10K和显影装置1Y、1M、1C、1K的位置关系。Y、M、C、K各部的结构基本相同，在全彩色图像中，分别形成黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(K)色的图像。
在下面的说明中，例如采用显影装置1共通表示Y、M、C、K各部中的显影装置1Y、显影装置1M、显影装置1C、显影装置1K。
首先，利用图1说明成像装置整体的操作。作为图像承载体的感光鼓10被可自由旋转地设置，利用一次起电器21使该感光鼓10均匀带电，例如利用激光这样的发光元件22，用根据图像信息信号调制的光进行曝光，形成静电像。
该静电像由显影装置1经后面所述的显影工序形成显影像(调色剂像)而被可视化。利用第一转印起电器23将该调色剂像从各部的感光鼓顺次转印到被输送的转印纸27上，而且，利用定影装置25对转印纸上的调色剂像进行定影，获得永久图像。并且，利用清理装置26将残留在感光鼓10上的转印残留调色剂去除掉。
另外，从补给槽20逐次补充显影工序中消耗的显影剂中的调色剂，使显影装置内的调色剂浓度适中。
另外，在此虽然采用从感光鼓10M、10C、10Y、10K直接转印到转印纸输送板24上的作为记录材料的转印纸27上的方法，但是，对于代替转印纸输送板24设置中间转印体、在将各种颜色的调色剂像从各种颜色的感光鼓10M、10C、10Y、10K顺序一次转印到中间转印体上之后、将各种颜色复合在一起的调色剂像一起二次转印到转印纸上的成像装置，也可以适用于本发明。
下面，利用图2说明显影装置1的操作。本实施例的显影装置1，在容纳包含非磁性调色剂和磁性载体的磁性显影剂的显影容器2内，具有搅拌、输送显影剂的两根输送螺旋5、6，相向设置的作为第一显影剂承载体的第一显影套筒8、和作为第二显影剂承载体的第二显影套筒9，作为限制由显影套筒8的表面承载的显影剂的层厚的显影剂限制构件的限制板11。
若更详细地说，显影装置1配有容纳显影剂的显影容器2，在面对感光鼓10的开口部处，上下配置且可自由旋转地枢支有作为显影剂承载体的显影套筒8和9。
显影套筒8和9的旋转方向为同一方向，旋转速度(圆周速度)相同。
而且，在显影容器2内与开口部相反的一侧上，上下形成由分隔壁7划分出的显影室3和搅拌室4，在构成这些显影剂的循环路径的显影室3和搅拌室4内，作为搅拌输送显影剂的机构分别设置第一和第二输送螺旋5、6。第一输送螺旋5输送显影室3内的显影剂，另外，第二输送螺旋6，对从调色剂补给口(图中未示出)供应到搅拌室4内的第二输送螺旋5上游侧的调色剂和已经存在于搅拌室4内的显影剂一边进行搅拌一边输送。
通过在分隔壁7中设置在第一和第二输送螺旋5、6的轴向前端附近的开口部分、借助重力从显影室3供应到搅拌室4内的显影剂，利用作为不旋转地设置在显影套筒8内的第一磁场发生机构的磁辊8’的位于显影容器2内部的磁极N1，被吸引到显影套筒8上，随着显影套筒8的旋转，在显影套筒8上从磁极S1向N2输送，到达显影套筒8和感光鼓10相向的显影磁极S2所在的显影部。在输送途中，利用显影剂限制板11与位于与其大致相向的位置上的磁极S1的共通作用而对层厚进行磁性地限制，从而实现显影剂的层厚减薄，在第一显影部12中，实施对感光鼓上的静电像的一次显影工序。
之后，以显影套筒8的旋转方向、从位于第一显影部12下游的磁极N3向不旋转地设置在显影套筒9内的作为第二磁场发生机构的磁辊9’的磁极S3转移显影剂，显影剂再次到达显影套筒9和感光鼓10相向的显影磁极N4的第二显影部13，对感光鼓上的静电像提供二次显影工序。
而且，在第二显影部13中由于未用于显影而残留下来的显影剂，以显影套筒9的旋转方向、按照位于显影部13下游的磁极S4→N5→S5的顺序输送到显影容器2内部，利用磁极S3、S5的反向磁场从显影套筒9上将其去除，回收到显影容器2内下部的搅拌室4内。
回收的显影剂，以与补给的调色剂充分混合的方式由输送螺旋6向另一端侧搅拌输送，而且，通过连通路径转移至显影室3。而且，从连通路径送入的显影剂一边被输送螺旋5搅拌输送一边供应给显影套筒8。显影剂以上述方式循环。
在本发明中，如本实施例那样，显影装置至少具有作为与图像承载体相向配置的多个显影剂承载体的可旋转的非磁性圆筒体(显影套筒)、和固定配置在该非磁性圆筒体内部的作为磁场发生机构的磁辊。
而且，作为显影套筒8、9的非磁性圆筒，优选由导电性材料制成，作为这样的材料，例如可以采用不锈钢或铝等金属、通过导电性粒子的分散而具有导电性的树脂等过去已知的各种材料。另外，在非磁性圆筒中，为了提高显影剂的输送性能，也可以通过鼓风等处理进行表面喷丸等加工。在本实施例中，对显影套筒8、9表面进行基本相同的表面喷丸处理，使显影套筒8、9的表面粗糙度基本相同。
作为磁场发生机构的磁辊8’、9’，是以相对于非磁性圆筒不发生运动的方式将多个磁极固定在非磁性圆筒的内部。在磁场发生机构中，可以采用始终产生磁场的磁铁等结构，也可以采用能够任意产生恒定磁场或不同磁性的磁场的电磁铁等。
而且，对于图2所示结构的显影装置，在本实施例中，采用下面说明的包含非磁性调色剂和低磁化高电阻载体的两种成分的显影剂。
非磁性调色剂通过适量采用苯乙烯类树脂或聚酯树脂等粘结树脂、碳黑或染料、颜料等着色剂、涂料等脱模剂、电荷控制剂等构成的。这种非磁性调色剂可以通过粉碎法或重合法等通常的方法制造而成。
另外，非磁性调色剂(负起电特性)的摩擦起电量优选在-1×10-2～-5.0×10-2(102)C/kg左右。若非磁性调色剂的摩擦起电量在上述范围之外，则显影效果下降，另外，在磁性载体中产生的反电荷量也增大，局部空白水平恶化。产生图像不良。非磁性调色剂的摩擦起电量，可以通过所采用的材料种类等来进行调整，也可以通过添加后面所述的添加剂来进行调整。
对于非磁性调色剂的摩擦起电量，可以采用通常的喷出法，使显影剂量大约为0.5～1.5g，通过空气吸引从显影剂中吸引调色剂，测定在测定容器中引起的电荷量，从而测定非磁性调色剂的摩擦起电量。
另外，作为磁性载体，可以采用过去公知的磁性载体，但是也可以采用例如将作为磁性材料的磁铁分散到树脂中、为了使其可以导电并调节电阻而将碳黑分散到其中所形成的树脂载体，或者对铁素体等磁铁单体表面进行氧化、还原处理以调整电阻的材料，或者用铁素体等磁铁单体表面树脂进行涂覆并进行电阻调节的材料等。对于这些磁性载体制造方法没有特别限制。
另外，对于磁性载体的制造法没有特别的限制。
另外，磁性载体优选在0.1T的磁场中具有3.0×104A/m～2.0×105A/m的磁化量。若磁性载体的磁化量小，则虽然存在抑制磁刷造成的显影剂被清除的效果，但是借助磁场发生机构对非磁性圆筒的附着变得困难，存在磁性载体附着到感光鼓上等图像不良、或者产生前面所述的偏移图像。另外，当磁性载体的磁化大于上述范围时，如上面所述，由于磁刷的压力而造成图像不良。
进而，考虑到泄漏和显影性，磁性载体的体积电阻率优选在107～1014Ωcm。
利用理研电子(株式会社)制造的振动磁场型磁特性自动记录装置BHV-30，测定载体的磁化。载体粉末的磁特性值，施加0.1T的外部磁场，求出这时的磁化强度。载体形成被非常致密地封装到圆筒状的塑料容器中的状态。在这种状态下，测定磁化力矩，测定装入试料时的实际重量，求出磁化强度(Am2/kg)。其次，通过干式自动密度仪Accupyc1330(岛津制作所株式会社制造)求出载体粒子的纯比重，通过用磁化强度(Am2/kg)除以纯比重，可以求出本发明所用的每单位体积的磁化强度(A/m)。
在本实施例中，具有两个上面所说明的显影剂承载体，通过设置两个显影部，使显影效率提高以实施防止局部空白的对策，采用含有低磁化高电阻的载体的两种成分的显影剂，以实现高画质，在这样的显影装置中，通过利用各磁场发生机构限定作用于承载在各显影套筒上的显影剂上的磁性力的峰值强度和位置，在第二显影工序中，不会扰乱在第一显影工序中形成的调色剂像。
具体而言，在第二显影工序中，减小了由第二套筒上的磁刷造成的扫偏或显影剂被清除现象的问题，防止了局部空白等图像不良。
作为成像装置，不特别地限定为对形成于图像承载体上的静电像进行显影并记录到纸张等上的方法，可以采用过去已知的电子照相方式和静电记录方式等成像方法。
下面，对作为本发明的特征部分的利用两个第一、第二两个显影剂承载体(显影套筒8、9)中的第一、第二磁场发生机构(磁辊8’、9’)形成磁场进行说明。
在本实施例中，如图2所示，Fr1为非磁性圆筒的显影套筒8、9表面的任意位置上的由磁辊8’、9’形成的磁力F(矢量)之中的垂直于显影套筒8周面的方向(法线方向)的成分的由磁辊8’形成的磁力，该Fr1的峰值位置大致位于与感光鼓10最为接近的部位12(第一显影部)。而且，作为垂直于显影套筒9的周面的方向(法线方向)的成分的由磁辊9’产生的磁力Fr2的峰值位置，在与感光鼓10最为接近的部位13(第二显影部)的附近，位于从该最接近部13起向显影套筒9的旋转方向下游侧偏移规定量的位置上，在本实施例中，为位置14。
即，当在显影套筒8、9表面的任意位置上由磁辊8’、9’形成的磁场强度(也称为磁通密度)B(矢量)中的、与两显影套筒8、9最接近部处的切线方向的成分为Bθ1、Bθ2时，作为磁辊8’、9’的Fr1、Fr2，是磁通密度Br1、Br2的绝对值的平方与Bθ1、Bθ2的绝对值的平方的和在垂直于显影套筒8、9的方向的梯度，该Fr1、Fr2的峰值位置位于从最接近部(显影部)12、13附近起的比最接近部12、13更靠两显影套筒8、9的旋转方向下游侧的位置15、14上。
进而，Br1和Br2的峰值位置在最接近部(显影部)12、13附近、位于比最接近部12、13更靠显影套筒8、9的旋转方向上游侧的位置16、17上。
另外，比最接近部12、13更靠显影套筒8、9的旋转方向上游侧，是从最接近部12、13的位置至大约15°的上游的范围。
以下，对其原因进行说明。
Br1、Br2的绝对值的平方与Bθ1、Bθ2的绝对值的平方的和在垂直于显影套筒8、9的周面的方向的梯度，其表示由固定在显影套筒8、9内的磁辊8’、磁辊9’产生的、对承载显影套筒8、9上的调色剂的磁性载体(磁刷)的吸引力(磁吸引力)。
当磁性载体的磁化为m(矢量、|m|的单位为A/m)、一个磁性载体的体积为V(m3)、由磁辊8’、9’产生的磁场强度为B(B＝(Br，Bθ))、以朝向显影套筒8、9的旋转中心的方向为正(+)方向时，A为常数，对于一个磁性载体垂直作用于显影套筒8、9周面上的磁力Fr(Fr1、Fr2)(单位N牛顿)由下面的数学式表示。
Fr＝-Ar(m·B)＝-Ad/dr(|m|VB·B)＝-|m|VAd/dr(B2)＝-|m|VAd/dr{(Br)2+(Bθ)2}在此，A为常数，|m|为导磁率的函数，r相对于套筒8、9表面设定为放射方向(法线方向)，因而，力的方向为朝向套筒8、9中心的方向。
即，第一磁力Fr1和第二磁力Fr2由下面的数学式表示。
Fr1＝A·r{(Br1)2+(Bθ1)2}Fr2＝A·r{(Br2)2+(Bθ2)2}因而，在套筒8、9的面上，垂直于套筒8、9的面作用的力Fr1、Fr2为Br的绝对值的平方与Bθ的绝对值的平方的和，与相对于垂直显影套筒8、9的面的方向的梯度(朝套筒中心的方向为正+)成比例。
因此，对于本实施例，在图3中表示由磁场发生机构8’、9’产生的Br、Bθ的在显影套筒8、9的周向上的强度分布的一个例子，在图4中表示Fr1、Fr2、作用于第一显影套筒8上的切线方向的磁力Fθ1、作用于第二显影套筒9上的切线方向的磁力Fθ2在显影套筒8、9的周向上的强度分布的一个例子。
左侧的纵轴表示高斯(G)，右侧的纵轴表示强度，单位为无量纲(a.u.)。横轴表示显影套筒8、9周向上的位置、即角度。另外，在图3、图4中，显影套筒8、9的旋转方向为从左侧朝向右侧的方向。而且，“S1/Dr相向部”表示与显影套筒8、9和感光鼓10最接近部12、13的范围。
从图4可以看出，Fr2的峰值位置位于比最接近部(S1/Dr相向部)略靠下游侧的位置上，在该位置上，Fθ从正的一侧向负的一侧移动。
Fθ在正的一侧表示相对于显影剂朝向Fr的峰值位置的力(输送力)，与此相对，在负的一侧则表示作用以相反的凡例(滞留力)。以下，将Fr的峰值位置称为磁力反转点。
如参照图3所示，前述Br的绝对值的平方与前述Bθ的绝对值的平方的和在相对于垂直显影套筒8、9的面的方向梯度，该梯度的峰值位置在显影部(最接近部)12、13附近，位于比显影部12、13更靠显影套筒8、9的旋转方向的下游侧的位置上，借此，可以使施加在显影辊隙附近的磁刷上的力达到最大。
即，磁刷被吸引到位于比显影部12、13更靠非磁性圆筒的旋转方向下游侧处的Fr的峰值位置。因而，上述显影结束后的磁刷不会滞留在各显影辊隙部100、200(图2)处。
显影辊隙表示显影套筒上的磁刷与感光鼓表面接触的区域，利用上述磁场发生机构8’和9’的磁场，与显影辊隙100的周向长度相比，显影辊隙200的周向长度被缩短。
另外，在显影套筒8、9停止的状态下，通过测定与感光鼓表面接触的磁刷的周向长度，可以获得显影辊隙的周向长度。这样，在使显影套筒8、9停止的状态下，若显影辊隙200的周向长度比显影辊隙100的周向长度短，则在显影操作时可以保持相同的关系。
特别地，在本实施例中如图4所示，其特征在于，利用磁场发生机构8’和9’按照如下方式设定各显影部中磁力Fr1和Fr2的峰值(绝对值)关系。
Fr2的峰值＞Fr1的峰值下面，说明根据这一关系可以大幅度地改善局部空白的水平。
首先，由显影套筒8进行的第一显影工序，是通过对静电像显影使高亮度部和大片单色部没有电位差的工序。因而，可以提高显影效率。这样，有效的显影时间加长，即，显影辊隙可以设定得比周向方向的长度长，因而，通过在显影结束之后仍使磁刷滞留并获得显影时间，可以改善显影效率。
因此，通过减弱第一显影部12中的磁力Fr1的峰值来实现。
不过，若使显影剂滞留则正如上面所述，将以由于在磁性载体中产生的反电荷而产生图像恶化的状态结束第一显影工序。
之后，在转移到由显影套筒9进行的第二显影工序时，为了缩小高亮度部和大片单色部的电位差，在第二显影工序中，通过对在第一显影工序中已经形成的调色剂图像进行调色剂的再配置、并且在调色剂没有附着在应当附着的静电像的部位上的情况下供应调色剂，实现高画质。
另外，通过将由第二显影套筒形成的显影辊隙的周向长度设定得较短，缩短了第二显影工序中的有效显影时间。
并且，在第二显影工序中，防止因不必要的磁刷扰乱在第一显影工序中已经形成的调色剂像。
在此，由于第二显影部13中的磁力Fr2的峰值比第一显影部12中的磁力Fr1的峰值强，由此调色剂飞至在高亮度后端部的局部空白发生部中，可以获得改善了局部空白水平的更高画质的图像。
另外，如本实施例所示，当在第一显影工序中提高显影效率时，即使在第二显影工序中不分配显影时间可以对静电像显影。因而，优选的结构为，通过与第一显影工序相反、使具有显影结束后的反电荷的磁刷滞留在显影部12中，尽量避免将显影的调色剂从感光鼓10上剥离掉。因此，也可以增大施加在显影部后端部的显影剂上的磁力，这与增大磁力Fr意义相同。
具体地说，在本实施例中，第一显影部12中的磁力大小(Fr1的峰值)和第二显影部13中的磁力(Fr2的峰值)的关系由上述关系式表示。
并且，该关系式可以获得直到磁力反转点为止的显影剂输送力，可以大幅度地防止显影工序结束后的显影剂滞留。
另外，优选将上述Fr1、Fr2的峰值位置(磁力反转点)设定在各自的最接近部(显影部)、和从这些最接近部向显影套筒的旋转方向下游侧偏离15°(以显影套筒的旋转中心为基准、连接该旋转中心与最接近部的线、和连接旋转中心与磁力反转点的线所成的角度)的位置之间。
这样，“磁力反转点”的含义是，在比上述Fr峰值位置更靠显影套筒旋转方向的上游侧，对显影剂施加向正向的输送力，在比Fr峰值位置更靠显影套筒旋转方向的下游侧，对显影剂施加滞留力，该“磁力反转点”优选设置在比最接近部更靠显影套筒旋转方向的下游侧。
但是，若上述Fr峰值位置比显影套筒旋转方向下游侧15°的位置更偏离向下游侧，则由于显影部中的磁刷形状躺倒在显影套筒上(穗竖立不良)而导致显影效果恶化，从而防止局部空白的效果不充分。
另外，若考虑双套筒结构中的显影工序中的功能分离(一方面、在第一显影工序中提高显影效率是调色剂大致附着到静电像上，另一方面、在第二显影工序中修正在第一显影工序中获得的调色剂图像对于静电像的调色剂赋予过量与不足(调色剂的再配置))，则对于第一显影套筒8为了使显影剂滞留、提高显影效率，磁力反转点优选位于最接近部附近，对于第二显影套筒9为了不使滞留显影剂，磁力反转点优选在从最接近部起靠近显影套筒的旋转方向的下游侧，利用这样的结构，可以容易地同时满足改善显影效率和防止显影剂被清除。
从上面的观点出发，将Fr1的峰值位置(磁力反转点)更优选地设定在最接近部(0°)的位置、和从最接近部向第一显影套筒的旋转方向下游侧偏离5°的位置之间。即，0°≤Fr1的峰值位置≤5°。同样，Fr2的峰值位置(磁力反转点)更优选地设定在从最接近部(0°)向第二显影套筒的旋转方向下游侧偏离5°的位置、和向下游侧进一步偏离10°的位置之间。即，5°≤Fr2的峰值位置≤10°。
即，第二显影套筒上的磁力反转点从最接近部13向第二显影套筒的旋转方向下游侧偏离的距离(以第二显影套筒的旋转中心为基准、连接该旋转中心和最接近部的线、与连接旋转中心和磁力反转点的线所成的角度)，优选为大于第一显影套筒上的磁力反转点从最接近部12向第一显影套筒的旋转方向下游侧偏离的距离(以第一显影套筒的旋转中心为基准、连接该旋转中心和最接近部的线、与连接旋转中心和磁力反转点的线所成的角度)。
利用这种结构，可以获得具有第一显影套筒和第二显影套筒的显影结构的优点，在改善显影效率的同时、防止由于显影剂被清除造成的局部空白现象。
另外，在下面说明的实施例中，第一、第二显影套筒的直径都为20mm，所以在最接近部、和比最接近部靠非磁性圆筒的旋转方向下游侧15°的位置之间的显影套筒的周向距离为大约2.6mm。
在本实施例中，最接近部是指非磁性圆筒的表面与图像承载体的表面以最小距离相互相向的位置。
另外，上述磁场强度Br、Bθ的测定可以按照图5、6所示的方法进行。
图5用于说明在作为显影套筒8、9的非磁性圆筒(显影套筒)89表面上的任意位置上法线方向的磁通密度Br的测定方法，采用贝尔(ベル)公司的高斯计-640进行测定。
在图中，显影套筒89被水平固定，显影套筒89内的磁铁(磁场发生机构)89’被可自由旋转地安装。使轴向探针51与显影套筒89保持极其微小的间隔(在本测定时设定为大约100μm)，并且，以显影套筒89的中心和该探针51的中心基本上在同一水平面上的方式水平地固定，与高斯计50连接在一起，测定显影套筒89表面上的磁通密度。
显影套筒89和磁铁89’基本上为同心圆，也可以看作显影套筒89和磁铁89’之间的间隔在任何位置上均相等。因而，通过旋转磁铁89’，可以对于整个圆周方向测定显影套筒89上的位置上的法线方向的磁通密度Br。
图6用于说明显影套筒89表面上的接线方向的磁通密度Bθ的测定方法，与图5的情况一样，显影套筒89被水平固定，显影套筒89内的磁铁89’被可自由旋转地安装。轴向探针51与显影套筒89保持极其微小的间隔(同样设定为100μm)，并且，以显影套筒89的中心和该探针51的测定中心大致水平地铅直固定，与高斯计50连接在一起，测定显影套筒89表面中的接线方向的磁通密度。与对于图5的说明一样，在本例中，通过是磁铁89’沿箭头方向旋转，同样可以对整个周向方向测定显影套筒89表面上的接线方向的磁通密度Bθ。
另外，如前面所述，利用图5、图6所示的高斯计测定显影套筒8、9表面的磁场强度。结果，当显影套筒8和9的中心方向为正时，显影套筒8和9的法线方向的磁场强度(Br1、Br2)的绝对值的平方、与显影套筒8和9的接线方向的磁场强度(Bθ1、Bθ2)的绝对值的平方的和在显影套筒8和9法线方向的梯度的峰值位置(Fr1、Fr2的峰值位置)处的强度，Fr2比Fr1大，Fr1，Fr2的峰值位置相对于前述最接近部分别位于大致对向位置和6°的下游侧，Br1、Br2的峰值位置相对于前述最接近部位于5°的上游侧。
另外，在显影套筒8、9中，通过施加在交流电压上重叠直流电压的振动脉冲电压，可以进一步提高显影效率。对于本实施例，感光鼓10的暗部电位为-6000v，亮部电位为-100v，在显影套筒8、9上，作为直流偏压施加为-450v的显影偏压，作为交流电压施加峰值间电压Vpp1.85kV、频率Frq.12kHz的显影偏压。即，采用反转显影法。
在上述实施例中，虽然对采用作为磁性显影剂的由非磁性调色剂和磁性载体构成的两种成分的显影剂实施显影工序的显影装置作了说明，但是，本发明也可以适用于例如采用作为磁性显影剂的由磁性调色剂构成的单一成分显影剂实施显影工序的显影装置。另外，在将本发明用于采用两种成分的显影剂的显影装置的情况下，可以解决采用这种两种成分的显影剂的显影装置中所特有的问题，即，在第二显影工序中，构成磁刷的载体具有反电荷(由于调色剂飞至感光鼓上引起载体电荷不平衡)，这使得调色剂被从与感光鼓接触的调色剂像上静电剥离，最终引起显影剂被清除现象。
进而，在上述实施例中，对磁性显影剂从第一显影套筒向第二显影套筒转移的方式的显影装置进行了说明，但是，本发明也可以适用于由例如第一显影套筒和第二显影套筒分别独立地吸引、承载显影容器内的显影剂、分别形成经由显影部的显影剂输送路径的显影装置。
比较例1在本比较例中，在套筒8、9的表面上，垂直作用于套筒8、9表面的各个Br绝对值的平方和Bθ的绝对值的平方的和在垂直于显影套筒8、9表面的方向的梯度的Fr(朝向套筒中心的方向为正+)、即作用于显影剂的力，其峰值设定成基本相同，达到峰值的位置配置在显影套筒8、9和感光鼓10的相向部上。即，两者距离显影部12、13的位置相同。利用这种结构，可以改善显影效率，但是局部空白水平恶化。
比较例2在本比较例中，在套筒8、9的表面上，垂直作用于套筒8、9表面的力Fr1、Fr2，各自的Br绝对值的平方与Bθ的绝对值的平方的和在垂直于显影套筒8、9表面的方向的梯度(朝向套筒中心的方向为正+)、即作用于显影剂的力，其峰值设定成基本相同，达到峰值的位置相对于显影套筒8、9和感光鼓10的相向部配置在显影套筒8、9的旋转方向上游侧5°的位置上。利用这种结构，显影效率和局部空白水平均恶化。
以上，对可采用本发明的例子进行了说明，但是本发明不限于上述例子，不言而喻，在本发明的构思的范围内，即使在对结构进行各种改变的情况下，仍可采用本发明。
权利要求
1.一种显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载并向第一显影部输入磁性显影剂的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载并向第二显影部输送磁性显影剂的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构，其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；并且，与形成于前述第一显影部附近的磁力的法线方向成分的峰值相比，形成于前述第二显影部附近的磁力的法线方向成分的峰值更大。
2.如权利要求1所述的显影装置，其中，磁性显影剂是由非磁性调色剂和磁性载体混合而成。
3.如权利要求1或2所述的显影装置，其中，前述第一显影剂承载体和前述第二显影剂承载体可向同一方向自由旋转地设置在显影容器中，前述第二显影剂承载体向前述第二显影部输送从前述第一显影剂承载体转移而来的磁性显影剂。
4.如权利要求3所述的显影装置，其中，前述第一显影剂承载体上的磁性显影剂与前述图像承载体接触的周向长度，比前述第二显影剂承载体上的磁性显影剂与前述图像承载体接触的周向长度短。
5.如权利要求1所述的显影装置，其中，前述第一显影剂承载体和前述第二显影剂承载体为圆筒状。
6.一种显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载磁性显影剂的圆筒状的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载磁性显影剂的圆筒状的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构，其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；并且，在垂直于前述第二显影剂承载体表面的方向上的磁力达到峰值的位置，设定在最靠近前述图像承载体的部位附近的从该最靠近部位向前述第二显影剂承载体的移动方向下游侧偏离规定量的位置上。
7.如权利要求6所述的显影装置，其中，将前述第二显影剂承载体表面上的磁力达到峰值的位置设定在与前述图像承载体最接近部、和从该最接近部向前述第二显影剂承载体的移动方向下游侧偏离15°的位置之间。
8.如权利要求7所述的显影装置，其中，前述第一显影剂承载体表面上的磁力达到峰值的位置设定在前述第一显影剂承载体和前述图像承载体最接近部的附近。
9.如权利要求8所述的显影装置，其中，将前述第一显影剂承载体表面上的磁力达到峰值的位置设定在前述第一显影剂承载体和前述图像承载体的最接近部、和从该最接近部向前述第一显影剂承载体移动方向的下游侧偏离10°的位置之间。
10.如权利要求6～9所述的显影装置，其中，磁性显影剂是由非磁性调色剂和磁性载体混合而成。
11.如权利要求10所述的显影装置，其中，可向同一方向自由旋转地设置前述第一显影剂承载体和前述第二显影剂承载体，前述第二显影剂承载体向与前述图像承载体的最接近部输送从前述第一显影剂承载体转移来的磁性显影剂。
12.一种显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载并向第一显影部输入磁性显影剂的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载并向第二显影部输送磁性显影剂的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构，其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；并且，前述第一显影剂承载体上的磁性显影剂与前述图像承载体接触的周向长度相比，前述第二显影剂承载体上的磁性显影剂与前述图像承载体接触的周向长度较短。
13.如权利要求12所述的显影装置，其中，磁性显影剂是由非磁性调色剂和磁性载体混合而成。
14.如权利要求12或13所述的显影装置，其中，可向同一方向自由旋转地设置前述第一显影剂承载体和前述第二显影剂承载体，前述第二显影剂承载体向前述第二显影部输送从前述第一显影剂承载体转移来的磁性显影剂。
全文摘要
一种显影装置，对形成于图像承载体上的静电像进行显影，其包括承载并向第一显影部输入磁性显影剂的第一显影剂承载体；固定配置在前述第一显影剂承载体内的第一磁场发生机构；承载并向第二显影部输送磁性显影剂的第二显影剂承载体；固定配置在前述第二显影剂承载体内的第二磁场发生机构；其中，前述第一显影剂承载体、前述第二显影剂承载体依次向前述图像承载体上的静电像供应磁性显影剂；同时，与形成于前述第一显影部附近的磁力的法线方向成分的峰值相比，形成于前述第二显影部附近的磁力的法线方向成分的峰值更大。
文档编号G03G15/09GK1501191SQ200310113600
公开日2004年6月2日 申请日期2003年11月14日 优先权日2002年11月14日
发明者广部文武 申请人:佳能株式会社