显影器件以及使用该显影器件的电子照相成像装置的制作方法

本发明总的发明构思涉及使用包括调色剂和磁载体的双组分显影剂的显影器件以及使用该显影器件的成像装置。
背景技术：
：在电子照相（electrophotographic）成像装置中，被调制得与图像信息相应的光被发射到光电导体以在该光电导体的表面上形成静电潜像，调色剂被供应到静电潜像以将该静电潜像显影成可见的调色剂图像，然后该可见的调色剂图像被转印并定影到记录介质上，从而在记录介质上打印图像。电子照相成像装置的成像方法可以分为使用包括调色剂的单一组分的单组分显影方法以及使用包括调色剂和载体的双组分显影剂的双组分显影方法，在双组分显影方法中仅调色剂用于在光电导体上显影。在使用双组分显影方法的成像装置中，附着到显影辊的外圆周表面上的显影剂的厚度通过第一调节构件调节，该第一调节构件与显影辊的外圆周表面间隔开预定距离。为了获得高品质打印图像，供应到显影区域（在该处显影辊和光电导体面对）的显影剂层的厚度需要是均匀的。如果显影剂层的厚度不均匀，则会发生图像密度不规则或调色剂散落（tonerscattering）。技术实现要素：本发明总的发明构思提供一种显影器件以及使用该显影器件的成像装置，该显影器件通过在显影构件的纵向方向上形成均匀的显影剂层来保证高的图像品质。本发明总的发明构思的额外特征和应用将在以下描述中部分地阐述，且部分地将从该描述变得明显或者可以通过对本发明总的发明构思的实践而掌握。本发明总的发明构思的以上和/或其它的特征和应用可以通过提供一种显影器件来实现，该显影器件通过将显影剂（其中混合了调色剂和载体）中的调色剂供应到形成在图像承载构件（imagebearingmember）上的静电潜像来进行显影，该显影器件包括：显影构件，将显影剂附着到显影构件的外圆周表面并且将调色剂供应到图像承载构件；第一调节构件，包括第一调节部分，以在显影构件的外圆周表面和第一调节部分之间形成第一刮片间隙（firstdoctorgap）；以及第二调节构件，在显影构件的旋转方向上设置在第一调节构件的上游侧并包括第二调节部分，以在显影构件的外圆周表面和第二调节部分之间形成第二刮片间隙，其中在显影构件的纵向方向上的中央部和两端部的第二刮片间隙彼此不同。在两端部的第二刮片间隙可以小于在中央部的第二刮片间隙。第一调节部分和第二调节部分可以面对显影构件的相同磁极。第二刮片间隙可以大于第一刮片间隙。在中央部的第二刮片间隙和在两端部的第二刮片间隙之间的差可以等于或小于1mm。在两端部的第二刮片间隙可以在从约0.5mm至约2.0mm的范围内。第二调节部分可以在显影构件的纵向方向上的两端部和中央部形成显影剂的不同压力。第二调节构件可以形成不同的压力，使得在两端部的显影剂的压力高于在中央部的显影剂的压力。第二调节构件可以沿着显影辊的外圆周表面的长度均匀地分布显影剂的压力和密度。本发明总的发明构思的以上和/或其它的特征和应用还可以通过提供一种使用其中混合调色剂和载体的显影剂的电子照相成像装置来实现，该电子照相成像装置包括：静电潜像形成在其上的图像承载构件；以及上述显影器件，通过将调色剂供应到形成在图像承载构件上的静电潜像来进行显影。附图说明从以下结合附图对实施例的描述，本发明总的发明构思的以上和其它的特征和应用将变得明显且更易于理解，在附图中：图1是示出根据本发明总的发明构思的示例性实施例的电子照相成像装置的剖视图；图2A是示出图1的电子照相成像装置的显影器件的剖视图；图2B是从一角度的视图（angledview），示出图1的电子照相成像装置的显影器件；图3是示出图2的显影器件的第二区域的剖视图；图4是示出第一刮片间隙的不规则性的剖视图；图5是曲线图，示出每单位面积的显影剂质量（DMA）与第一刮片间隙之间的关系；图6是示出DMA的测量位置的剖视图；图7是示出DMA和第二刮片间隙之间的关系的曲线图；图8是示出第二刮片间隙的剖视图；图9是示出在两端部的DMA和第二刮片间隙之间的关系的曲线图；图10是示出当中央部的DMA设置为0时两端部的DMA的变化的曲线图；以及图11是示出第二调节构件的变形的剖视图。具体实施方式现在将详细参照本发明总的发明构思的实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。实施例在下面描述，从而在参照附图的同时说明本发明总的发明构思。图1是剖视图，示出根据本发明总的发明构思的示例性实施例的电子照相成像装置。该成像装置可以是使用包括调色剂和磁载体的双组分显影剂的单色成像装置。调色剂可以具有例如黑色，但是不限于此。感光鼓10是其上形成静电潜像的图像承载构件，通过在圆柱形金属管的外圆周表面上形成具有光电导性的感光层而获得。可以使用感光带来代替感光鼓10，该感光带通过在循环的带的外表面上形成感光层而获得。充电器40将感光鼓10的表面充电至均匀的电荷电势。充电器40可以是例如通过在板电极41和线电极42之间施加偏压来引起电晕放电而对感光鼓10的表面充电的电晕充电器，但是充电器40不限于此。为了进行均匀的充电，成像装置还可以包括栅格电极（gridelectrode）43。在充电器40中还可以使用充电辊（未示出），该充电辊在接触感光鼓10的同时旋转，使得充电偏置电压施加到感光鼓10。曝光单元50通过发射与图像信息相应的光到已经充电的感光鼓10的表面而在感光鼓10上形成静电潜像。曝光单元50可以包括激光扫描单元（LSU），该激光扫描单元通过使用多面镜（未示出）将从激光二极管（未示出）发射的光在主扫描方向上反射到感光鼓10，但是本实施例不限于此。如图1和图2A所示，显影剂容纳在显影器件100中。显影器件100通过将显影剂的调色剂供应到形成在感光鼓10上的静电潜像而在感光鼓10的表面上形成可见的调色剂图像。转印辊60是将形成在感光鼓10上的调色剂图像转印到记录介质P的转印单元。转印辊60通过面对感光鼓10而形成转印辊隙（transfernip），并且转印偏置电压被施加到转印辊60。由于因转印偏置电压而形成在感光鼓10和转印辊60之间的转印电场，在感光鼓10的表面上显影的调色剂图像被转印到记录介质P。可以使用利用电晕放电的电晕转印单元来代替转印辊60。在完成调色剂图像转印到记录介质P之后，调色剂的保留在感光鼓10的表面上的部分通过使用清洁刀片70去除。转印到记录介质P的调色剂图像由于静电力而附着到记录介质P。定影单元80利用热和压力将调色剂图像定影到记录介质P上。图2A是示出图1的成像装置的显影器件100的剖视图，图2B是示出图1的成像装置的显影器件100的从一角度的视图。参照图2A，容纳在显影器件100中的显影剂被第一搅拌器3和第二搅拌器4搅拌，然后被送到显影辊1。在搅拌期间，调色剂和载体相互摩擦，因此调色剂带电。显影器件100可以包括其中设置第一搅拌器3的第一区域110以及其中设置第二搅拌器4和显影辊1的第二区域120。第一区域110和第二区域120通过沿显影辊1的纵向方向延伸的分隔件130隔开。参照图2B，开口7可以形成在分隔件130的在分隔件130的纵向方向（也就是，显影辊1的纵向方向）上的两个端部上。第一区域110和第二区域120可以通过开口7彼此连通。第一搅拌器3和第二搅拌器4可以为例如螺旋推运器（auger），每个螺旋推运器包括在显影辊1的纵向方向上延伸的轴以及形成在所述轴的外圆周表面上的螺旋翼。当第一搅拌器3旋转时，第一区域110中的显影剂在第一搅拌器3的轴向上输送，经过形成在分隔件130的一个端部上的开口7，被输送到第二区域120。第二区域120中的显影剂通过第二搅拌器4在第二搅拌器4的轴向（其与通过第一搅拌器3输送显影剂的方向相反）上输送，经过形成在分隔件130的另一端部上的开口，被输送到第一区域110。因此，显影剂沿着第一区域110和第二区域120循环。在循环期间，显影剂被供应到位于第二区域120中的显影辊1。随着调色剂从显影辊1输送到感光鼓10，保留在第一和第二区域110和120中的调色剂的量减少。可以在显影器件100中提供用于检测显影剂中的调色剂浓度的调色剂浓度传感器（未示出）。调色剂浓度传感器可以设置在例如第一区域110中。调色剂浓度可以表示为调色剂的重量与显影剂的总重量的比率。调色剂浓度传感器可以是例如通过测量由于显影剂内的磁载体而引起的磁力的强度来直接或间接检测调色剂浓度的磁传感器。当检测区中的磁载体多于调色剂时，检测区中通过磁传感器检测到的磁力强度增大，当检测区中的调色剂多于磁载体时，检测区中通过磁传感器检测到的磁力强度减小。磁传感器可以通过利用所检测的磁场强度和调色剂浓度之间的关系来检测调色剂的浓度。替换地，调色剂浓度传感器可以是通过利用载体和调色剂的介电常数（dielectricindices）之间的差来检测调色剂浓度的电容传感器。当通过调色剂浓度传感器检测的调色剂浓度小于标准的调色剂浓度时，可以向显影器件100中的调色剂添加调色剂。例如，调色剂可以从例如调色剂容器（未示出）添加到第一区域110。因而，显影器件100中的调色剂浓度可以保持不变。调色剂容器可以与显影器件100一体形成。替换地，调色剂容器可以与显影器件100分离，并可以被单独地替换。标准的调色剂浓度可以设定为例如约7%，但是本实施例不限于此。显影辊1是供应调色剂到感光鼓10的表面的显影构件。显影辊1设置为面对感光鼓10。显影辊1可以与感光鼓10间隔开显影间隙。显影间隙指的是感光鼓10的外圆周表面和显影辊1的外圆周表面之间的间隔。显影间隙可以设定为在从约数十微米至约几百微米之间的范围内。图3是示出图2A的显影器件的第二区域120的剖视图。参照图3，显影辊1可以包括旋转的套筒11以及设置在套筒11内的磁体12。磁体12可以不旋转。替换地，磁体12可以在套筒11中旋转。套筒11和感光鼓10的旋转方向可以相反。也就是说，在套筒11和感光鼓10彼此面对的区域处，套筒11和感光鼓10的表面的旋转方向可以相同。然而，本实施例不限于此，套筒11和感光鼓10的旋转方向可以相同。在第二区域120中，载体由于磁体12的磁力而附着到显影辊1的外圆周表面，调色剂由于静电力而附着到载体。然后，包括载体和调色剂的显影剂层形成在显影辊1的外圆周表面上。第一调节构件2将显影剂层的厚度调节至预定厚度。一般而言，第一调节构件2可以被称为刮刀片（doctorblade）。第一调节构件2包括第一调节部分21。在第一调节部分21和显影辊1的外圆周表面之间存在一间隔，也就是第一刮片间隙DG。第一刮片间隙DG可以被设定为在从约0.3mm至约1.5mm的范围内。磁体12可以包括多个磁极。多个磁极可以包括面对感光鼓10的主磁极S1、以及在套筒11的旋转方向上从主磁极S1顺序布置的承载（carrying）磁极N1、分离磁极S2、接收磁极S3和调节磁极N2。在第二区域120中通过第二搅拌器4运送的显影剂由于接收磁极S3的磁力而粘附到套筒11的外圆周表面。具体地，载体由于接收磁极S3的磁力而粘附到套筒11的外圆周表面，调色剂通过静电力附着到磁载体。因此，显影剂层形成在套筒11的外圆周表面上。随着套筒11旋转，显影剂层从调节磁极N2顺序地输送到主磁极S1、承载磁极N1和分离磁极S2。在分离磁极S2处的显影剂与套筒11分离，收回到第二区域，并分别通过第一搅拌器3和第二搅拌器4沿着第一区域110和第二区域120循环。将详细说明在整个显影器件100当中循环显影剂的过程。由于接收磁极S3的磁力而形成在套筒11的外圆周表面上的显影剂层随着套筒11的旋转被运送到调节磁极N2。第一调节构件2设置为面对调节磁极N2。随着套筒11旋转，显影剂层经过第一刮片间隙DG，从而调节显影剂层的厚度。因此，显影剂层的具有预定厚度的部分经过第一刮片间隙DG，显影剂层的其余部分被第一调节构件2阻挡并被收回到第二区域120。随着套筒11旋转，其厚度已经被调节的显影剂层被输送到主磁极S1。主磁极S1位于套筒11和感光鼓10彼此面对的显影区域处。在显影区域中，由于施加到套筒11的显影偏置电压，形成在套筒11的表面上的显影剂层的调色剂经过显影间隙并附着到形成在感光鼓10的表面上的静电潜像。在经过显影区域之后，显影剂层的保留在套筒11的外圆周表面上的部分经过承载磁极N1，被输送到分离磁极S2，在分离磁极S2处与套筒11的外圆周表面分离，并被收回到第二区域120。将简要说明利用如上所述构造的显影器件100形成图像的过程。当充电偏置电压被施加到充电器40时，感光鼓10的表面被充电至均匀的电势。曝光单元50通过发射与图像信息相应的光到感光鼓10的表面而形成静电潜像。当显影偏置电压施加到显影辊1并且显影电场形成在显影辊1和感光鼓10之间时，调色剂从形成在显影辊1的表面上的显影剂层移动到感光鼓10的表面，以使静电潜像显影。调色剂图像形成在感光鼓10的表面上。记录介质P从纸馈送单元（未示出）馈送到感光鼓10和转印辊60彼此面对的转印辊隙。由于因转印偏置电压而形成的转印电场，调色剂图像从感光鼓10的表面转移到记录介质P，并附着到记录介质P。当记录介质P经过定影单元80时，调色剂图像由于热和压力而被定影到记录介质P上，从而完成图像打印。清洁刀片70接触感光鼓10的表面，去除在转印之后调色剂的保留在感光鼓10的表面上的部分。为了获得高品质打印图像，经过第一刮片间隙DG供应到显影区域的显影剂层的厚度必须在显影辊1的纵向方向上是均匀的。通常，第一调节构件2面对调节磁极N2，并设置为使显影辊1和第一调节构件2之间的第一刮片间隙DG保持不变。如图4所示，间隙规（gapgauge）位于显影辊1的中央部或两端部，耦接构件例如螺钉耦接到第一调节构件2的两端部的每一个。由于在耦接螺钉时产生的旋转力，第一调节构件2的两端部被向下压。因而，第一调节构件2如图4的虚线所示地变形，因此第一刮片间隙DG在显影辊1的两端部比在显影辊1的中央部小。于是，在显影辊1的两端部的显影剂层的厚度小于显影辊1的中央部的显影剂层的厚度，在打印图像的两端部的密度小于在打印图像的中央部的密度，从而导致图像密度不规则性。为了解决该问题，可以改变第一调节构件2的两端部的形状或者可以改变显影辊1的外圆周表面（具体地，套筒11）的形状，使得中央部和两端部成阶梯，从而考虑到第一调节构件2的变形而使在中央部和两端部的第一刮片间隙DG恒定。然而，难以考虑到变形的量而精确地改变第一调节构件2的两端部的形状和套筒11的外圆周表面的形状，并且部件加工成本会增加。参照图2A和图3，该问题通过在显影辊1的旋转方向上在第一调节构件2的上游侧设置第二调节构件5来解决。像第一调节构件2一样，第二调节构件5面对调节磁极N2，并包括第二调节部分51。在显影辊1的外圆周表面和第二调节部分51之间存在第二刮片间隙G。设置在第一调节构件2的上游侧的第二调节构件5允许显影剂的压力和密度均匀分布以补偿第一刮片间隙DG的不规则性，因而能够使显影剂层在经过第一刮片间隙DG之后在显影辊1的外圆周表面上形成为均匀的厚度。在显影区域的显影剂层的厚度可以利用显影辊1的外圆周表面的每单位面积的显影剂的重量（也就是，每单位面积的显影剂质量（DMA））来表示。为了获得高品质的打印图像，通过使第一刮片间隙DG在从约0.25mm至约0.7mm的范围内，DMA可以被调节到在从例如约20mg/cm2至约90mg/cm2的范围内。然而，如上所述，因为由第一调节构件2形成的第一刮片间隙DG在两端部比在中央部小，所以DMA在显影辊1的两端部比在中央部小。图5是示出DMA和第一刮片间隙DG之间的关系的曲线图。第二刮片间隙G在中央部和两端部相同。测量条件如下。-第一刮片间隙：0.6mm（在中央部），0.55mm（在两端部）-第二刮片间隙：2.2mm（在中央部和两端部）-温度和湿度：23°C和40%-处理速度：141mm/sec（28ppm/A4）-显影辊的外径：18.2mm-感光鼓的外径：30mm-显影辊和感光鼓之间的线速度比率：1.4-调色剂的平均直径：6.7μm-载体的平均直径：38μm-显影剂的量：345g-调色剂的浓度：约7%-显影剂的平均充电量：-60μC/g-显影间隙：0.40～0.45mm充电量是通过使用基于电场比方程（electricfieldratioequation）的充电量测量设备（由DIT有限公司制造）在2.8kV和2000rpm持续30秒测量的值。DMA是通过在显影辊1的中央部以及从中央部向两端部60mm和120mm的点处吸收5x40mm面积的显影剂利用精确的天平测量的值。DMA是通过平均三个测量值而获得的值。参照图5，当第二刮片间隙G在中央部和两端部相同时，由于第一刮片间隙DG的不规则性，在两端部的DMA小于在中央部的DMA。图7是示出第二刮片间隙G与在显影辊1的两端部的DMA之间的关系的曲线图。参照图7，当在两端部的第一刮片间隙DG被设定为0.55mm并且第二刮片间隙G变为1.2mm、1.5mm、1.8mm和2.2mm时，发现在显影辊1的两端部的DMA逐渐减小。也就是，DMA随着第二刮片间隙G减小而增加，DMA随着第二刮片间隙G增加而减小。这是因为随着第二刮片间隙G减小，显影剂集中于第二刮片间隙G上，第一刮片间隙DG周围的显影剂的压力和密度增加，该状态的显影剂经过第一刮片间隙DG。在依次经过第二刮片间隙G和第一刮片间隙DG之后，显影区域中的显影剂的充填密度（packingdensity，PD）在表1中示出。表1PD如下计算：发现，当第二刮片间隙G是1.5mm时的PD比当第二刮片间隙G是2.2mm时的PD高大约10%。高的PD表明显影区域中的显影剂的压力和密度高。也就是，当PD高时，这表明由显影区域中的显影剂占据的空间大，由空气占据的空间小，这是与当PD低时的那些相比。通过减小由空气占据的空间可以减小调色剂散落的可能性。从以上测试，发现在两端部的DMA可以通过调节第二刮片间隙G来调节。也就是，由于第一刮片间隙DG的不规则性引起的DMA的不规则性可以通过使在中央部的第二刮片间隙G不同于在两端部的第二刮片间隙G来解决。因为在两端部的第一刮片间隙DG小于在中央部的第一刮片间隙DG，如图8所示，通过使在两端部的第二刮片间隙G小于在中央部的第二刮片间隙G，在两端部的显影剂的压力和密度可以增加至高于中央部的显影剂的压力和密度。也就是，当在中央部的第二刮片间隙为G2并且在两端部的第二刮片间隙为G1和G3时，可以满足以下关系：G2>G1并且G2>G3。第二刮片间隙G1和G3可以彼此相等或不同。图9是曲线图，示出当测试1、测试2和测试3如表2所示进行时第二刮片间隙G和显影区域中的DMA之间的关系。第一刮片间隙DG在中央部为0.6mm，在两端部为0.55mm。进行测试1使得第二刮片间隙G在中央部和两端部相同，也就是G1=G2=G3。表2G1(mm)G2(mm)G3(mm)测试12.22.22.2测试21.52.21.5测试31.22.21.2参照图9，发现测试1中在中央部的DMA>测试2中在中央部的DMA>测试3中在中央部的DMA。这是因为随着在两端部的第二刮片间隙G1和G3减小，在两端部的显影剂的压力和密度增加，而在中央部的显影剂的压力和密度减小。图10是曲线图，示出当在中央部的DMA被设定为“0”时在两端部的DMA的变化。参照图10，发现与测试1相比，在测试2和测试3中，在两端部的DMA增加，因此在中央部的DMA与在两端部的DMA之间的差异减小。测试1、测试2和测试3是在处理速度为141mm/sec时获得，但是即使当处理速度为90mm/sec或167mm/sec时，也可以获得相同的结果。图8是示出第二刮片间隙G的剖视图。参照图8，第二调节部分51的具有刮片间隙G2的中央部的长度L1可以设定为大于最小打印纸的宽度。例如，当标准纸片当中的最小纸是A5纸（148x210mm）或票据纸（5.5x8.5英寸）时，中央部的长度L1可以设定为约160mm。当第二刮片间隙G1、G2和G3小于第一刮片间隙DG时，因为显影剂层的调节在第二刮片间隙G1、G2和G3中发生因此第一刮片间隙DG变得无意义，所以第二刮片间隙G1、G2和G3需要大于第一刮片间隙DG。此外，第二刮片间隙G1、G2和G3之间的差可以小于1mm。当第二刮片间隙G1、G2和G3之间的差等于或大于1mm时，两端部和中央部之间的显影剂的压力和密度的差增加，从而导致打印图像的中央部和两端部之间的图像密度差异。第二刮片间隙G1和G3可以设定为在从约0.5mm至约2.0mm的范围内。当第二刮片间隙G1和G3小于0.5mm时，显影剂的压力增加过多，从而增加显影辊1的驱动负载并使显影剂的性能退化。此外，当第二刮片间隙G1和G3大于2.0mm时，第二刮片间隙G2增加过多，在中央部的显影剂的压力和密度减小过多，并且在通过第二搅拌器4在第二区域120中输送显影剂的方向上显影剂的量产生不规则性，从而导致倾斜图案中的图像密度差异，所谓的螺旋推运器痕迹（augermark)。当中央部和两端部之间的边界区域53中的显影剂的压力和密度剧烈变化时，图像密度不规则性可能在打印图像的中央部和两端部之间的边界区域53中发生。因此，如图8所示，在每个边界区域53中的第二刮片间隙G可以从G2逐渐变化到G1和G3。虽然第二调节构件5的第二刮片间隙G1、G2和G3在图8中以台阶状的方式变化，但是本实施例不限于此。例如，只要G2>G1并且G2>G3，由图8的虚线表示的第二刮片间隙G可以在中央部向外弯曲。参照图3，第二调节构件5包括凹入部分52，凹入部分52设置在第二调节部分51的上游侧。凹入部分52和显影辊1的外圆周表面之间的间隙大于第二刮片间隙G。凹入部分52形成显影剂的不经过第一调节部分21和第二调节部分51的部分通过其收回到第二区域120的收回路径。虽然在图3中第二调节构件5包括第二调节部分51和凹入部分52，但是本实施例不限于此。图11是示出第二调节构件5的变形的剖视图。如图11所示，第二调节构件5a包括第二调节部分51以及从第二调节部分51笔直地延伸的笔直部分，可以提供与图3的第二调节构件5相同的效果。如上所述，即使当在两端部的第一刮片间隙DG小于在中央部的第一刮片间隙DG时，显影剂层也可以通过使显影剂在两端部的压力和密度比在中央部高而在显影辊1的纵向方向上形成为均匀的厚度，并且调色剂散落的风险可以通过增加显影剂在显影区域和第一调节部分21中的PD而减小。虽然已经示出并描述了本发明总的发明构思的几个实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在这些实施例中进行变化而不脱离本发明总的发明构思的原理和精神，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。本申请要求于2012年4月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0041146的优先权，其公开通过引用整体结合于此。当前第1页1 2 3