图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如采用了电子照相方式或静电记录方式的转印机、打印机、FAX等中使用的图像形成装置。
背景技术：
以往，在使用了电子照相方式的转印机等的图像形成装置中，使显影剂附着于在感光鼓等的像承载体上形成的静电潜像上而使之成为可视图像。作为该显影剂，有包含磁性调色剂的单成分类显影剂、包含非磁性调色剂的非磁性单成分类显影剂和包含非磁性调色剂和磁性载体的双成分类显影剂等，可适当地使用这些显影剂。
在图8中示出在使用这样的显影剂的现有的显影装置中使用包含非磁性调色剂和磁性载体的双成分显影剂的显影装置的一例。
在本例中示出的使用双成分显影剂的显影装置1中，在显影容器2内容纳双成分显影剂，具备为了对在感光鼓10上形成的静电潜像进行显影而承载并运送显影剂的一个显影剂承载体8、即显影套筒8a和在其内部设置的磁辊8b，再者，大多采取具备作为在显影容器2内一边搅拌一边将显影剂运送到显影套筒8a中的运送单元的运送螺杆5、6的结构的单套筒显影装置的结构。
但是，在这样的显影装置中，有时发生作为因强调边缘引起的图像弊病之一的空白图像。
以下，使用图9说明该空白图像发生机理。此外，这是采用了转印显影方式的例子。
通常，在感光鼓10上形成的静电潜像中在形成了包含高亮度图像α的图像时，在感光鼓10的表面移动方向B上在下流形成的高亮度图像α与在上流形成的次亮度图像β的边界附近、即在高亮度图像α的后端与次亮度图像β的前端之间发生空白图像。
图9示出了在感光鼓10上有高亮度部α、其后有次亮度部β、高亮度部α与次亮度部β的边界部γ与显影套筒8a相对时的等电位面C与电力线H的形状的图。从该图可知，在边界部γ附近，电力线H较多地靠近次亮度部β一方。
因而，在现有的单套筒显影方式中，在显影套筒8a顺着感光鼓10的方向D旋转的结构中，由于被供给的显影剂中的调色剂不能供给高亮度部α的后端而朝向次亮度部β一方沿电力线H进行了显影，故可认为有时在高亮度部α的后端部上发生空白部分(blank area)A。
因此，提出了下述的双套筒显影方式为了防止上述空白图像，如图10中所示，在显影容器2内，在感光鼓10的旋转方向的上流侧和下流侧具备二个显影剂承载体8、9，即，具有在内部具备磁辊8b、9b的显影套筒8a、9a，利用使用上流侧的显影套筒8a进行的第1显影工序和使用下流侧的显影套筒9a进行的第2显影工序，使用了使感光鼓10上的同一静电潜像成为可视图像的双成分显影剂(例如，参照特开2003-323052号公报)。
该双套筒显影方式是在上述的第1显影工序中减少高亮度部α与次亮度部β的电位差、在第2显影工序中在高亮度部α的后端部可靠地进行显影的难以发生空白图像的显影方式。
再者，本发明者在进行了图像特性的研究中得知图像品位主要由第2显影工序来决定。
具体地说，大致由第2显影工序中的显影特性来决定以图像品质的一个尺度使用的粗劣性(coarseness)或在图像后端部方式的刮离性(scavenging)。特别是查明了，对粗劣性或刮离性来说，因双成分显影剂中的磁性载体与感光鼓的机械的滑动摩擦引起的现象是主要原因。
以下，详细地说明。
首先，第1显影工序是通过对静电潜像进行显影来消除高亮度部与次亮度部的电位差的工序。因而，希望显影效率高。这就是加长有效的显影时间，即将显影夹的圆周方向的长度设定得较长。具体地说，即使在显影结束后，也通过使磁刷滞留以赢得显影时间来改善显影效率。
但是，如果使显影剂滞留，则如上所述，因在磁性载体中发生了的反向充电的缘故，在发生了图像恶化的状态下结束第1显影工序。
其后，在转移到第2显影工序时，由于缩小了高亮度部与次亮度部的电位差，故在第2显影工序中通过在第1显影工序中已形成了的调色剂图像中进行调色剂的再配置或在应附着的静电潜像的部位上未附着调色剂的情况(例如发生空白的部位)下供给调色剂，实现了高图像质量。
但是，如果在第2显影工序中采用使用了磁刷的显影方式，则存在由于过多地使用磁刷而使已在第1显影工序中形成的调色剂图像变得紊乱的问题。
另一方面，作为不使用磁性载体的显影方式，如图11中所示，研究了非磁性调色剂单成分显影方式(例如，参照特开2004-184988号公报)。
该显影装置具有作为与感光鼓10接触的显影剂承载体的显影辊8；用于对显影辊8的调色剂的供给、回收的供给、回收辊80；以及与显影辊8抵接的弹性叶片81。弹性叶片81限制对显影辊8供给的调色剂的层厚，同时对调色剂赋予规定的摩擦带电电荷。
由于这样的结构的显影装置不使用磁性载体且由于没有基于磁性载体的噪声分量，故具有能容易地实现高图像质量的优点。
但是，必须只用对调色剂的外添剂和弹性叶片来进行对非磁性调色剂的电荷赋予(以下称为「摩擦电」)，因弹性叶片的随时间的变化或因调色剂供给、回收辊的应力导致的调色剂恶化等，使摩擦电的稳定性受到损害。作为其结果，由于使显影特性变化，故在耐久性方面存在较大的问题。
再者，由于不使用磁性载体，故调色剂的显影效率非常差，容易发生强调边缘等的图像恶化。
因此，为了解决上述问题，提出了如图12中所示那样从放入显影容器2中的双成分显影剂中只取出非磁性调色剂成分并用显影剂承载体运送以进行显影的显影方式(例如，参照特公平6-19638号公报)。
在该显影装置中，作为显影剂承载体8，具备显影套筒8a和在显影套筒8a的内部设置的磁辊8b，与显影套筒8a抵接地设置了弹性叶片82。此外，在显影容器2内容纳了非磁性单成分显影剂和微量的磁性粒子83。在该结构中，如果显影套筒8a在用箭头E示出的方向上旋转，则在显影容器2内的磁性粒子83的运送被弹性叶片82阻止，只有非磁性单成分显影剂承载在显影套筒的表面上，被运送至与感光鼓10相对的显影区域中。
该方式是能满足使用双成分显影剂的耐久稳定性和使用单成分显影剂的高图像质量的显影方式。
但是，未进行使用了单成分显影剂的低显影效率的改善。

发明内容
本发明的目的在于提供使用第1显影剂承载体和第2显影剂承载体能稳定地形成高图像质量的图像的图像形成装置。
本发明的另一目的在于提供能防止因第2显影剂承载体上的显影剂扰乱用第1显影剂承载体进行了显影的像承载体上的显影剂像而产生图像不良的图像形成装置。
可以用与本发明有关的图像形成装置来实现上述目的。简要地说，本发明是一种图像形成装置，包括形成静电像的像承载体；以及显影装置，该显影装置具有容纳了包含磁性载体和非磁性调色剂的显影剂的显影容器，以及在该显影容器的开口部中与上述像承载体相对地配置的、对上述像承载体上的共同的静电像进行显影的第1及第2显影剂承载体，其特征在于
在上述第1显影剂承载体中，上述磁性载体以与上述像承载体接触的方式进行显影；在上述第2显影剂承载体中，上述磁性载体以与上述像承载体非接触的方式进行显影。
按照本发明的一实施例，不会因第2显影剂承载体的显影剂而扰乱用第1显影剂承载体形成的显影剂像，进而，通过除去在第1显影工序中形成的微小的刮离性，可得到高图像质量的图像。
通过考虑参照附图的本发明的优选实施例的详细的说明，本发明的上述和其它的目的、结构和优点会变得更加明白。


图1是示出与本发明有关的图像形成装置的一实施例的概略结构图。
图2是示出按照本发明构成的显影装置的一实施例的剖面图。
图3是说明显影装置中的显影剂的循环的剖面图。
图4A和4B是示出按照本发明构成的显影装置的其它的实施例的剖面图。
图5是示出按照本发明构成的显影装置的其它的实施例的剖面图。
图6是示出按照本发明构成的显影装置的其它的实施例的剖面图。
图7是示出按照本发明构成的显影装置的其它的实施例的剖面图。
图8是示出现有的显影装置的剖面图。
图9是说明空白的发生原理用的说明图。
图10是示出现有的显影装置的剖面图。
图11是示出现有的显影装置的剖面图。
图12是示出现有的显影装置的剖面图。
具体实施例方式
以下，按照附图更详细地说明与本发明有关的图像形成装置。
实施例1首先，参照图1，说明与本发明有关的图像形成装置的一实施例的概略结构，其后，说明构成本发明的特征部的显影装置。在本实施例中，将图像形成装置定为利用了电子照相工艺的串联型的多色图像形成装置，但本发明不限定于此。
按照本发明，多色图像形成装置具备以一列配置的黄色Y、红色M、蓝绿色C、黑色K的图像形成部、即图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)；以及作为承载并运送转印材料S的转印材料运送体的运送带24。
各图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)的结构大致相同，在全彩色图像中，分别形成黄色(Y)、紫红色(M)、蓝绿色(C)、黑色(K)的图像。
运送带24吸附作为记录材料的转印纸27并运送到图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)上。在该转印纸27上转印在图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)中形成的显影剂像、即调色剂像，在转印纸27上形成全彩色图像。
如果进一步说明图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)，则各图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)分别具备作为像承载体被重复地使用、同时在箭头示出的方向上以规定的圆周速度(工艺速度)被旋转驱动的旋转鼓型的电子照相感光体、即感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)。在各感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)的周围配置了作为对感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)的表面一样地进行带电处理的带电装置的1次带电器21(21Y、21M、21C、21K)、对感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)进行曝光以形成静电潜像的图像曝光装置22(22Y、22M、22C、22K)、对在感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)上形成的静电潜像进行显影的显影装置1(1Y、1M、1C、1K)和去除在感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)上的调色剂的清洁装置26(26Y、26M、26C、26K)。
此外，在运送带24的内侧在与各感光鼓10(10Y、10M、10C、10K)相对的位置上配置了作为转印装置的转印带电器、在本实施例中是转印叶片23(23Y、23M、23C、23K)。
在以下的说明中，如果例如提到显影装置1，则共同指各图像形成位置P(PY、PM、PC、PK)中的显影装置1Y、显影装置1M、显影装置1C、显影装置1K。对于其它的装置和构件也是同样的。
其次，利用图1说明上述的结构的图像形成装置整体的工作。
作为像承载体的感光鼓10以自由旋转的方式被设置，用1次带电器21使该感光鼓10一样地带电，利用例如具备激光器那样的发光元件的图像曝光装置22并用根据图像信息信号被调制了的光进行曝光以形成静电潜像。
利用显影装置1经过后述的显影工序使该静电潜像作为显影剂像(调色剂像)而成为可视图像。利用转印叶片23从各图像形成位置P的感光鼓10将感光鼓10上的调色剂像依次转印到运送来的转印纸27上，在转印纸27上形成全彩色调色剂图像。然后，利用定影装置25将转印纸27上的全彩色图像定影在转印纸27上而成为永久图像。此外，利用清洁装置26除去在感光鼓10上残留的转印剩余调色剂。
另一方面，从调色剂补给槽20(20Y、20M、20C、20K)逐次补给在显影工序中被消耗了的显影装置1内的显影剂中的调色剂，使显影装置1(1Y、1M、1C、1K)内的调色剂浓度成为适当的浓度。
此外，在本实施例中，采取了从感光鼓1010Y、10M、10C、10K直接转印到运送带24上的作为记录材料的转印纸27上的方法，但也可以在如下结构的图像形成装置中应用本发明。
例如设置带状的中间转印体来代替运送带24，在从各色的感光鼓10M、10C、10Y、10K依次将各色的调色剂像一次转印到中间转印体后，一并地将各色的复合调色剂像二次转印到转印纸上。
其次，利用图2，说明构成本发明的特征的显影装置1的一实施例。
在本实施例的显影装置1的容纳了包含非磁性调色剂和磁性载体的双成分显影剂的显影容器2内，具有与感光鼓10相对的第1显影剂承载体8和第2显影剂承载体9，为了承载并运送显影容器2内的显影剂而以能旋转的方式配置。在相对于感光鼓10的移动方向在与第2显影剂承载体9相比的上流侧配置了第1显影剂承载体8，在相对于感光鼓10的移动方向在与第1显影剂承载体8相比的下流侧配置了第2显影剂承载体9。
此外，在显影容器2内设置了为了限制承载在第1显影剂承载体8的表面上的显影剂的层厚而在接近于第1显影剂承载体8的表面上设置的作为显影剂层厚限制构件的限制叶片11和作为搅拌、运送显影剂的显影剂搅拌运送构件的2个运送螺杆5、6。
如果更详细地说明，则在本实施例中将上述第1和第2显影剂承载体8、9作成辊状的旋转体(以下称为「显影辊」)，在与显影容器2的感光鼓10相对的开口部中上下配置，以自由旋转的方式被轴承支撑。
在本实施例中，第1显影辊8由非磁性圆筒状旋转体、即显影套筒8a和在显影套筒8a内以非旋转的方式设置的作为固定的磁场发生单元的磁辊8b形成。此外，第2显影辊9由非磁性圆筒状旋转体、即显影套筒9a形成，在其内部没有配置磁场发生单元。
将第1和第2显影套筒8a和9a的旋转方向定为相同的方向，以便在互相相对的区域中成为反方向，被构成为旋转速度(圆周速度)大致相同。
此外，在本实施例中，在与感光鼓10相对的第1和第2显影部(显影区域)12、13中，将第1和第2显影套筒8a和9a的旋转方向定为与感光鼓10的旋转方向为相同的方向、即正向。当然，第1和第2显影套筒8a和9a的旋转方向和圆周速度不限定于此，可适当地变更。例如，也可将第1和第2显影套筒8a和9a的某一个或两者的旋转方向在与感光鼓10相对的第1和第2显影区域12、13中定为与感光鼓10的旋转方向为相反的方向。在该情况下，适当地变更限制叶片11的位置、以及磁辊8b的磁极配置等。
此外，在显影容器2内，在与配置了第1和第2显影套筒8a和9a的开口部的相反一侧，在上下形成了被隔壁7划分了的显影室3和搅拌室4。
在构成显影剂的循环路径的上述显影室3和搅拌室4内分别设置了作为显影剂搅拌、运送单元的第1和第2运送螺杆5、6。第1运送螺杆5运送显影室3内的显影剂，此外，第2运送螺杆6从调色剂补给口(未图示)起至搅拌室4内一边搅拌对第2运送螺杆6的上流侧供给的调色剂和在搅拌室4内已有的显影剂，一边进行运送。
如图3中所示，在隔壁7中，在第1和第2运送螺杆5、6的轴方向的一端附近设置了开口71，通过该开口71部分，利用重力将显影剂从显影室3供给搅拌室4。
另一方面，显影室3内的显影剂被在显影套筒8a内以非旋转的方式设置的作为磁场发生单元的磁辊8b的位于显影容器2内部的磁极N1吸到显影套筒8a中，伴随显影套筒8a的旋转，在显影套筒8a上以磁极S1→N2的路径被运送，到达位于显影套筒8a与感光鼓10相对的显影磁极S2的位置的第1显影部12。在该运送途中，通过显影剂由显影剂限制叶片11与位于与其大致相对的位置上的磁极S1协同地以磁的方式限制层厚，实现显影剂的薄层化，在第1显影部12中利用磁刷接触显影进行对于感光鼓10上的静电像的第1次的显影工序。
在此，如果说明第1显影部12中的第1显影工序，则在第1显影工序中是通过对静电潜像进行显影来消除高亮度部与次亮度部的电位差的工序(充电工序)。具体地说，进行了将调色剂表面电位充电到由后面详细地叙述的构成电场发生单元的直流电源31施加的显影DC偏压电位附近的工作。
即，在理想状态下，可将显影DC偏压电位与调色剂层表面电位成为大致同一电位(电位差为零)的状态定为显影完全结束。
因此，本发明者通过用外部电位计测定调色剂表面电位定义了充电效率(将用显影DC偏压电位除调色剂层表面电位的值称为「充电效率」)。为了提高该充电效率，通过使显影偏压波形或第1显影部12中的夹的形状、磁性载体的电阻值最佳化，可实现约100％的充电效率。
再有，在本实施例中，通过与以往相比减小对第1显影套筒8a施加的显影DC偏压电位-感光鼓电位差(以下称为「Vback电位」)，可谋求进一步的高效率。
其后，在显影套筒8a的旋转方向上用位于第1显影部12的下流的磁极N3将在第1显影部12中未供给显影而剩下的显影剂运送到显影容器2的内部，利用磁极N1、N3的排斥磁场从显影套筒8a将其除去，回收到显影容器2的下部的搅拌室4中。
利用运送螺杆6朝向另一端对已被回收的显影剂进行搅拌运送，以便与补给调色剂充分地混合，然后，通过连通路72(图3)供给显影室3。然后，利用运送螺杆5一边对从连通路72送来的显影剂进行搅拌运送，一边供给显影套筒8a，显影剂以这种方式进行循环。
如上所述，在本实施例中，第1显影剂承载体、即显影辊8至少具有可旋转的非磁性的显影套筒8a和在该显影套筒8a的内部固定地配置的作为磁场发生单元的磁辊8b。
作为显影套筒8a的非磁性圆筒体最好由导电性的材料来形成，作为这样的材料，可使用例如不锈钢或铝等的金属、利用导电性粒子的分散赋予导电性的树脂体等迄今为止已知的各种各样的材料。此外，对显影套筒8a来说，为了提高显影剂的运送性，也可利用喷砂处理等进行使表面变得粗糙等的加工。
作为磁场发生单元的磁辊8b，在显影套筒8a内部固定多个磁极，以便相对于显影套筒8a相对固定的。磁辊8b可以是常时地发生磁场的磁铁，也可以是能任意地发生一定的磁场、或不同的极性的磁场的电磁铁。
其次，说明作为本实施例的特征的只用显影装置1中的非磁性调色剂进行的第2显影工序。
以下，说明为了在第2显影工序中只用非磁性调色剂进行显影而从双成分显影剂只分离、运送非磁性调色剂的方法。
第2显影辊9如上所述，由非磁性的圆筒体、即显影套筒9a构成，该显影套筒9a最好利用非磁性的且导电性的材料来形成。因而，显影套筒9a也可使用与形成第1显影辊8的显影套筒8a相同的材料来制作。
为了对作为第2显影辊9的显影套筒9a只分离、运送双成分显影剂中的非磁性调色剂，具有调色剂分离、运送单元。在本实施例中，第1显影辊8起到作为调色剂分离、运送单元的作用。
此外，在本实施例中，如图2中所示，设置了直流电源31、32作为电场发生单元，直流电源31连接到第1显影套筒8a上，此外，直流电源32连接到第2显影套筒9a上，分别对第1显影套筒8a和第2显影套筒9a施加直流显影偏压。
即，在本实施例中，在第1显影辊8与第2显影辊9之间产生电场，利用第1显影辊8与第2显影辊9之间的电位差进行从第1显影辊8至第2显影辊9的调色剂的运送。即，在本实施例中，通过改变并分别施加对显影套筒8a和显影套筒9a施加的显影DC偏压值，在两显影套筒8a、9a间产生了电位差。
具体地说，在本实施例中，将感光鼓10的暗部电位设定为-700V、将亮部电位设定为-100V，利用直流电源31对显影套筒8a施加了-650V作为直流偏压(Vback电位为50V)。
另一方面，为了将显影套筒9a与显影套筒8a的电位差设置为200V，利用直流电源32施加了-450V作为直流偏压。
其结果，利用显影套筒8a与显影套筒9a间的电位差，在显影套筒9a上只对非磁性调色剂进行显影(jumping跃变)，在显影套筒9a表面上只形成非磁性调色剂层的涂层。
其后，通过显影套筒9a的旋转，承载在显影套筒9a上的非磁性调色剂到达显影套筒9a与感光鼓10相对的第2显影部13上，对感光鼓10上的静电潜像进行非接触显影的第2次的显影工序。
在该第2显影工序(即，调色剂再配置和校正工序)中，调色剂飞跃到高亮度后端部等的在第1显影工序中没能充分地显影的空白发生部等上，改善了空白水平，进而，通过校正基于在第1显影工序中产生的磁性载体的图像缺陷部，可得到图像品位极高的图像。
再者，作为本实施例的特征，由于不需要在以往的非磁性单成分显影方式中不可缺少的调色剂供给和剥离用的弹性辊或用于使调色剂带电的弹性叶片，故显著地减轻因对调色剂施加的应力引起的调色剂恶化。
此外，通过使用双成分显影剂，由于可在第2显影工序中使用具有稳定的带电特性的调色剂，故可容易地实现充分宽的覆盖范围。
再者，由于在第1显影工序中如上所述将Vback电位设定为比通常被设定的值(约100～200V)低的值，故可提高在第1显影部12中的显影对比度电位(显影DC偏压电位-亮部电位)，既可提高显影性，又可大幅度地改善第1显影工序中的载体附着范围。
此外，在本实施例中，使用了以下说明的包含非磁性调色剂和低磁化高电阻载体的双成分显影剂。
通过使用适当的量的苯乙烯类树脂或聚酯等的粘接树脂、碳黑或染料、颜料等的着色剂、石蜡等的脱模剂、荷电控制剂等来构成非磁性调色剂。可利用粉碎法或聚合法等的常规方法来制造这样的非磁性调色剂。
此外，非磁性调色剂(负带电特性)的摩擦带电量最好约为-1×10-2～-5.0×10-2C/kg。如果非磁性调色剂的摩擦带电量偏离上述范围，则显影效率下降，此外，在磁性载体中发生的反向充电量也变大，空白水平恶化，有时产生图像不良。非磁性调色剂的摩擦带电量可根据所使用的材料的种类来调整，也可根据后述的外添剂的添加来调整。
使用一般的放气(blow-off)法，将显影剂量定为约0.5～1.5g，通过从显影剂对调色剂进行空气吸引来进行吸引，通过测定在测定容器中被感应的电荷量，可测定非磁性调色剂的摩擦带电量。
此外，作为磁性载体，可使用以往已知的磁性载体，但例如也可以使用在树脂中分散磁铁矿石作为磁性材料、为了进行导电化和电阻调整而分散碳黑形成的树脂载体或对铁氧体等的磁铁矿石单体表面进行氧化、还原处理进行了电阻调整的载体或用树脂覆盖铁氧体等的磁铁矿石单体表面进行了电阻调整的载体等。这些磁性载体的制造方法不作特别限定。
此外，磁性载体在0.1特斯拉的磁场下最好具有3.0×104A/m～2.0×105A/m的磁化。如果减小磁性载体的磁化量，则虽然具有抑制因磁刷引起的刮离性的效果，但由磁场发生单元引起的对非磁性圆筒体的附着变得困难，有时产生对感光鼓的磁性载体附着等的图像不良或前面已叙述的聚到一起的图像。此外，如果磁性载体的磁化比上述范围大，则如上所述，有时因磁刷的压力而产生图像不良。
此外，关于磁性载体的体积电阻率，考虑了漏泄或显影性，最好使用107～1014Ωcm的载体。
使用理研电子(株)制的振动磁场型磁特性自动记录装置BHV-30，测定了载体的磁化。对于载体粉体的磁特性值，形成0.1T的外部磁场，求出此时的磁化的强度。使载体成为充分紧密地充填到圆筒状的塑料容器中的状态。在该状态下测定磁化力矩，测定放入了样品时的实际的重量，求出磁化的强度(Am2/kg)。其次，利用干式自动密度型阿齐幼匹苦1330(比重测量机，岛津制作所(株)制)求出载体粒子的真实比重，通过将真实比重与磁化的强度(Am2/kg)相乘，可求出在本实施例中使用的每单位体积的磁化的强度(A/m)。
通过作成这样的结构，可实现作为具有第1显影套筒8a和第2显影套筒9a的显影结构的优点的显影效率的改善和防止刮离性或空白现象。
此外，作为电场发生单元，如图4A中所示，还设置了交流电源33、34，通过对显影套筒8a、9a施加在交流电压上重叠了直流电压的振动偏压，可进一步提高显影效率。作为交流偏压，可定为峰值间电压Vpp为1.85kV、频率Frq.为12kHz的显影偏压。
此外，如图4B中所示，也可以从直流电源31和交流电源33对第1显影套筒8a施加在交流电压上重叠了直流电压的振动偏压，而对第2显影套筒9a则只从直流电源32施加直流电压，在该情况下，当然也可实现与上述实施例同样的作用和效果。
再有，作为决定显影特性的工艺条件，有显影套筒-鼓间隔(SD)。在本实施例中，将第1和第2显影辊8、9与感光鼓10之间的SD分别定为300μm、150μm，可得到良好的结果。
此外，进一步进行了研究实验的结果发现也可作成在第2显影套筒9a的表面上覆盖了弹性层构件、例如在作为基层的硅橡胶上覆盖了作为表层的醚尿烷或尼龙等的结构或在作为基层的海绵等的发泡体上设置了橡胶弹性层作为表层的结构作为第2显影辊9a，采用例如用总压力1KG按压感光鼓10的所谓接触显影方式(即，SD＝0)。
如以上已说明的那样，在本实施例中，通过使用双成分显影剂，具有2个显影剂承载体，设置了2个显影部，可提高显影效率，实施防止空白的对策，可谋求高图像质量。
在第1显影工序中使调色剂层电位大致充电到显影套筒8a的电位，可以在第2显影工序中一边修正在第1显影工序中发生了的因第1显影套筒8a上的磁刷引起的粗劣性或刮离性现象的问题，一边防止空白等的图像不良。
本实施例的显影装置是在显影装置内包含混合了磁性载体和非磁性调色剂的双成分显影剂的显影装置，在第1显影剂承载体上利用以磁的方式形成的磁刷来承载双成分显影剂，在第2显影剂承载体上只承载非磁性调色剂，在各自的显影部中对在像承载体上形成的同一静电像进行显影(即，对1个静电像进行2次显影工序)。
磁性载体对非磁性调色剂具备摩擦带电特性，通过显影剂在显影容器内循环时进行搅拌运送来进行该「摩擦带电」。
这样，按照本实施例，由于第1显影剂承载体承载容纳在显影装置中的双成分显影剂并对第1显影部进行运送和显影工序，第2显影剂承载体只承载双成分显影剂中的非磁性调色剂并对第2显影部进行运送和显影工序，故在第2显影工序中没有因双成分显影剂中的磁性载体引起的尖部。因而，不会因第2显影剂承载体的显影剂而扰乱由第1显影剂承载体形成的显影剂像，进而，通过除去在第1显影工序中形成的微小的刮离性，可得到高图像质量的图像。
此外，作为设置了上述结构的显影装置的图像形成装置，不限定于上述结构的图像形成装置的形态，可作成各种各样的形态的图像形成装置。
实施例2在实施例1中，在显影结束之后在第1显影套筒8a上存在多个具有反向充电的磁性载体。该反向充电，是由为了对静电潜像进行显影而使用的调色剂在磁性载体中产生的电荷，在显影结束后的磁性载体中存在很多。
这样，由于显影结束后的磁性载体具有反向充电，故在磁性载体与调色剂间产生的库仑力增加了，在电位差为200V下对于第2显影套筒9a的跃变涂敷有时不充分。特别是在采取了次亮度图像那样的图像比率高的图像的情况下，显著地发生上述现象。
因此，进行了增加第1和第2显影套筒8a、9a间的距离等的研究，但因减弱电场强度，也发生了进一步减弱跃变力的问题。
此外，由于在第1显影套筒8a与第2显影套筒9a间具有电位差，故发生了朝向感光鼓10方向的调色剂的飞跃效率下降的问题。这一点在双成分显影剂中的磁性载体的电阻值大的情况下显著地呈现出来。
因此，在本实施例中，如图5中所示，设置了第3显影剂承载体88作为只分离对作为第2显影剂承载体9的显影套筒9a的非磁性调色剂的分离、运送单元。第1和第2显影剂承载体8、9的结构和作用与实施例1是同样的，附以相同的参照符号，引用实施例1的说明，省略再次的详细的说明。
第3显影剂承载体88被作成辊状的非磁性旋转体(显影辊)，在本实施例中，显影剂承载体88具有能旋转的非磁性圆筒体、即显影套筒88a和在该显影套筒88a的内部固定地配置的作为磁场发生单元的磁辊88b。以下使用图5进一步地说明。
接近于第1和第2显影套筒8a、9a配置了第3显影辊88的显影套筒88a。此外，第3显影套筒88a在与第1和第2显影套筒8a、9a相同的方向、即在图5中在逆时针的方向上旋转。即，第3显影套筒88a在第1和第2显影套筒8a、9a的相对部分中在反方向上旋转。根据需要，可适当地变更这些显影套筒的旋转方向、以及圆周速度。
在本实施例中，在实施例1中已说明的第1显影工序结束后的显影剂被如下处理在第1显影套筒8a的旋转方向上从处于第1显影部12的下流的磁极N3朝向第3显影套筒88a内以非旋转的方式设置了的作为磁场发生单元的磁辊88b的磁极S3交接了显影剂后，第3显影套筒88a上的显影剂在第3显影套筒88a的旋转方向上被处于下流的磁极N4→S4→N5→S5运送到显影容器2的内部，利用磁极S2、S5的排斥磁场从第3显影套筒88a将其除去，回收到显影容器2的下部的搅拌室4中。
然后，在本实施例中，为了对第2显影套筒9a只分离、运送非磁性调色剂，在第1和第3显影套筒8a、88a中，从作为电场发生单元的直流电源31施加相同的电压的直流偏压，使其成为相同的电位，从连接到第2显影套筒9a的直流电源32施加直流偏压，以便在第3显影套筒88a与第2显影套筒9a之间产生电位差。
此外，根据需要，如图6中所示，也可再设置交流电源33，对第1和第3显影套筒8a、88a施加重叠了交流偏压的直流偏压。此外，虽然未图示，但也可根据需要通过与对第1显影套筒8a的直流电源分开地设置对第3显影套筒88a的输入电压来进行更细的控制。
具体地说，在图5中，与实施例1同样地，将感光鼓10的暗部电位设定为-700V、将亮部电位设定为-100V，对显影套筒8a和显影套筒88a施加了-650V作为直流偏压，为了只将显影套筒9a与显影套筒88a的电位差设置为200V，施加了-450V作为直流偏压。
其结果，利用显影套筒88a、9a间的电位差，在显影套筒9a上只对非磁性调色剂进行显影(jumping跃变)，在显影套筒9a表面上只形成非磁性调色剂层的涂层。
其后，通过显影套筒9a的旋转，再次到达显影套筒9a与感光鼓10相对的第2显影部13上，对感光鼓10上的静电潜像进行第2次的显影工序。
在本实施例中，通过采用第3显影辊88作为调色剂分离、运送单元，可使对第1显影套筒8a和第3显影套筒88a施加的电压为相同的电压，为此，不会损害第1显影工序的显影效率，此外，由于不是从显影结束之后的具有反向充电的第1显影套筒8a上的双成分显影剂、而是从充分漏泄了反向充电的第3显影套筒88a上的显影剂进行调色剂分离，故可对第2显影套筒9a稳定地进行调色剂供给。
这样，按照本实施例，与实施例1的情况相同，由于第1显影剂承载体承载容纳在显影装置中的双成分显影剂并对第1显影部进行运送和显影工序，第2显影剂承载体只承载双成分显影剂中的非磁性调色剂并对第2显影部进行运送和显影工序，故在第2显影工序中没有因双成分显影剂中的磁性载体引起的尖部。因而，不会因第2显影剂承载体的显影剂而扰乱由第1显影剂承载体形成的显影剂像，进而，通过除去在第1显影工序中形成的微小的刮离性，可得到高图像质量的图像。
再者，在本实施例中，为了在第2显影剂承载体上只运送非磁性调色剂，配置第3显影剂承载体，进而，通过分别将与第1和第2显影剂承载体有关的工艺条件(显影偏压、SD、承载体形状、圆周速度等)设定为最佳值，不因第2显影剂承载体上的显影剂而扰乱由第1显影剂承载体形成的显影剂像，可防止刮离性，得到高图像质量的图像。
实施例3在实施例1、2中，将第1显影辊8和第2显影辊9的圆周速度定为大致相同，但在本实施例中，使第1显影辊8和第2显影辊9的圆周速度不同。
即，相对于感光鼓10的圆周速度的第1显影辊8和第2显影辊9的圆周速度比是不同的，在本实施例中，第1显影辊的圆周速度比大于第2显影辊的圆周速度比。
具体地说，将第2显影工序中的第2显影辊9与感光鼓10之间的SD定为零(接触显影方式)。即，如在实施例1中已说明的那样，将第2显影辊9作成在显影套筒9a的表面上设置了弹性层的结构，作成按压到感光鼓10上的结构。
此外，在本实施例中，通过作成上述结构，将第2显影辊9的相对于感光鼓的圆周速度的速度比(圆周速度比)定为1(即，与感光鼓的速度相同)。其结果，可降低采用了以往的接触显影方式的情况下发生的对显影辊的调色剂回收率，使显影效率提高，可实现进一步的高图像质量。
实施例4在实施例1、2、3中，为了只用非磁性调色剂进行第2显影工序，在显影剂运送中设置了分离、运送调色剂的工序。其结果，通过在第2显影工序中除去因磁性载体引起的噪声分量，可实现高图像质量。
在本实施例中，为了在第2显影剂承载体中承载了双成分显影剂的原有状态下防止因磁性载体引起的噪声的发生，将在第2显影剂承载体中承载了的磁性载体的尖部构成为不与感光鼓接触。
因此，在本实施例中，如图7中所示，使第2显影工序成为双成分显影剂的原有状态的非接触显影方式。
利用与前面的实施例同样的结构实施了第1显影工序，作为第1显影剂承载体的第1显影辊8由非磁性圆筒状旋转体、即显影套筒8a和在显影套筒8a内以非旋转的方式设置的作为固定的磁场发生单元的磁辊8b形成。
在本实施例中，作为第2显影剂承载体的第2显影辊9也与第1显影辊8同样地由非磁性圆筒状旋转体、即显影套筒9a和在显影套筒9a内以非旋转的方式设置的作为固定的磁场发生单元的磁辊9b形成。
将第1和第2显影套筒8a、9a的旋转方向定为相同的方向，以便在互相相对的区域中成为反方向(在图7中为逆时针的方向)。根据需要，可适当地变更这些显影套筒的旋转方向、以及圆周速度。
在本实施例中，第1显影工序结束后的显影剂被如下处理在第1显影套筒8a的旋转方向上从处于第1显影部12的下流的磁极N3朝向第2显影套筒9a内以非旋转的方式设置了的作为磁场发生单元的磁辊9a的磁极S3交接了显影剂后，第2显影套筒9a上的显影剂在第2显影套筒9a的旋转方向上被处于下流的磁极N4→S4→N5→S5运送到显影容器2的内部，利用磁极S2、S5的排斥磁场从第2显影套筒9a将其除去，回收到显影容器2的下部的搅拌室4中。
按照本实施例，利用上述结构，设定显影套筒9a与感光鼓10间的最近的距离，使得由在第2显影套筒9a中承载了的双成分显影剂的磁性载体形成的尖部不与感光鼓10的表面接触。
具体地说，在磁性载体尖部的高度约为1.2mm的情况下，第一显影套筒8a与感光鼓10间距离为0.8mm(即磁性载体尖部接触)，而将第2显影套筒9a与感光鼓10间的距离设定为约1.5mm。
由此，由于第2显影工序是非接触显影，故当然没有因磁性载体引起的噪声分量，也可利用第2显影套筒9a回收在第1显影工序中附着了的磁性载体，可实现进一步的高图像质量。
此时，为了改善在非接触显影中成为问题的显影性，希望通过如图7中所示那样将交流电源34和直流电源32连接到第2显影套筒9a上并施加在交流电压上重叠了直流电压的振动偏压进一步提高显影效率。此外，此时关于对第2显影套筒9a施加的交流电压的峰值间电压或频率，例如使用在实施实施例1中示出的值即可。
此外，在本实施例中，如图示那样，作成了将交流电源33和直流电源31连接到第1显影套筒8a上并施加在交流电压上重叠了直流电压的振动偏压的结构，但此时希望使对第2显影套筒9a施加的峰值间电压比对第1显影套筒8a施加的峰值间电压大。
再有，在本实施例中，说明了如图7中所示那样分别将直流电源31、32和交流电源33、34连接到第1和第2显影套筒8a、9a上作为电场发生单元、施加在交流电压上重叠了直流电压的振动偏压的情况，但也可如前面的实施例中已说明的那样，例如省略至少一方的交流电源。即，在此示出的电场发生单元的结构和电压条件是一例，应与装置相适应地适当地变更。
尽管已参照说明书中公开了的结构说明了本发明，但本发明不限定于所记载了的详细的内容，本申请包含在改良的目的的范围或以下的权利要求的范围内的改变或变更。
权利要求
1.一种图像形成装置，包括形成静电像的像承载体；以及显影装置，该显影装置具有容纳了包含磁性载体和非磁性调色剂的显影剂的显影容器，以及在该显影容器的开口部中与上述像承载体相对地配置的、对上述像承载体上的共同的静电像进行显影的第1及第2显影剂承载体，其特征在于在上述第1显影剂承载体中，上述磁性载体以与上述像承载体接触的方式进行显影；在上述第2显影剂承载体中，上述磁性载体以与上述像承载体非接触的方式进行显影。
2.如权利要求1中所述的图像形成装置，其特征在于上述第1和第2显影剂承载体分别在对上述像承载体上的静电像进行显影的第1和第2显影部中在与上述像承载体相同的方向上移动。
3.如权利要求1或2中所述的图像形成装置，其特征在于上述显影装置具有用于分离上述显影剂中的非磁性调色剂并运送到上述第2显影剂承载体中的调色剂分离/运送单元。
4.如权利要求3中所述的图像形成装置，其特征在于上述调色剂分离/运送单元是上述第1显影剂承载体。
5.如权利要求4中所述的图像形成装置，其特征在于具有用于在上述第1显影剂承载体与上述第2显影剂承载体之间产生电场的电场发生单元，利用上述第1显影剂承载体与上述第2显影剂承载体之间的电位差进行从上述第1显影剂承载体至上述第2显影剂承载体的调色剂的分离/运送。
6.如权利要求3中所述的图像形成装置，其特征在于上述调色剂分离/运送单元是与上述第1和第2显影剂承载体接近配置的第3显影剂承载体。
7.如权利要求6中所述的图像形成装置，其特征在于具有用于在上述第1显影剂承载体与上述第3显影剂承载体之间产生电场的第1电场发生单元、和用于在上述第2显影剂承载体与上述第3显影剂承载体之间产生电场的第2电场发生单元；利用上述第1显影剂承载体与上述第3显影剂承载体之间的电位差进行从上述第1显影剂承载体至上述第3显影剂承载体的调色剂的分离/运送，利用上述第2显影剂承载体与上述第3显影剂承载体之间的电位差进行从上述第3显影剂承载体至上述第2显影剂承载体的调色剂的分离/运送。
8.如权利要求5中所述的图像形成装置，其特征在于对上述第1显影剂承载体和上述第2显影剂承载体施加的电压波形的形状不同。
9.如权利要求1或2中所述的图像形成装置，其特征在于上述第1显影剂承载体和上述第2显影剂承载体的相对于上述像承载体的圆周速度的圆周速度比不同。
10.如权利要求9中所述的图像形成装置，其特征在于上述第1显影剂承载体的圆周速度比大于上述第2显影剂承载体的圆周速度比。
11.如权利要求1或2中所述的图像形成装置，其特征在于上述第1显影剂承载体由非磁性的旋转体和固定在上述旋转体内部的磁场发生单元形成，上述第2显影剂承载体由非磁性的旋转体形成。
12.如权利要求6中所述的图像形成装置，其特征在于上述第3显影剂承载体由非磁性的旋转体和固定在上述旋转体内部的磁场发生单元形成。
13.如权利要求11中所述的图像形成装置，其特征在于上述第1显影剂承载体对上述像承载体进行双成分磁刷接触显影，上述第2显影剂承载体对上述像承载体进行单成分非接触显影。
14.如权利要求1或2中所述的图像形成装置，其特征在于上述第1显影剂承载体对上述像承载体进行双成分磁刷接触显影，上述第2显影剂承载体对上述像承载体进行单成分非接触显影。
15.如权利要求1或2中所述的图像形成装置，其特征在于在上述第2显影剂承载体中只承载上述非磁性调色剂。
全文摘要
本发明提供使用第1显影剂承载体和第2显影剂承载体可稳定地形成高图像质量的图像形成装置。在第1显影剂承载体8中以磁性载体与像承载体10接触的方式进行显影，在第2显影剂承载体9中以磁性载体与像承载体10非接触的方式进行显影。
文档编号G03G15/08GK1841228SQ20051008117
公开日2006年10月4日 申请日期2005年6月29日 优先权日2005年3月31日
发明者广部文武 申请人:佳能株式会社