显影设备和图像形成装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用电子照相系统的图像形成装置（如复印机、打印机或传真 机）以及用于所述图像形成装置的显影设备。
【背景技术】
[0002] 作为应用于电子照相系统的干燥类型显影系统，仅使用调色剂的单成分显影系统 以及使用含有调色剂和磁性载体的显影剂的双成分显影系统是已知的。
[0003] 在单成分显影系统中，由于不存在磁性载体，因此图像承载构件的静电图像不受 从磁性载体形成的磁刷所干扰，并且该系统适合于获得高质量图像。然而，在单成分显影系 统中，难以稳定地将电荷提供给调色剂，并且存在图像质量稳定性方面的问题。此外，由于 不存在用于传送调色剂的介质（如磁性载体），因此难以将均匀的传送力施加到调色剂，并 且对于调色剂的机械负担在传送等操作期间易于增加。因此，图像质量稳定性方面的降级 易于归因于调色剂的恶化而出现。
[0004] 另一方面，在双成分显影系统中，虽然在图像质量方面存在问题，但由于易于为调 色剂提供电荷并且对调色剂的负担很小，因此双成分显影系统具有图像质量稳定性很高的 特征。
[0005] 作为应对上述两种显影系统的问题的系统，已知的是在例如日本专利公开 No. 9-211970中所公开的混合显影系统。在该系统中，通过以下步骤来形成图像：在承载双 成分显影剂的传送辊（显影剂承载构件）与显影辊（调色剂承载构件）之间施加转送偏置， 以调色剂层来涂敷显影辊，以及通过使用调色剂来对感光构件（图像承载构件）的静电图 像进行显影。
[0006] 然而，已知的是，在混合显影系统中，难以长期通过稳定的调色剂层来涂敷显影 辊。在混合显影系统中，以具有预定电荷量（Q/S)的调色剂来涂敷显影辊，以使得上述传送 偏置所生成的电势差AV得以填充在传送辊与显影辊之间。在此情况下，存在这样的关系： AV和待涂敷的每单位面积的调色剂的电荷量Q/S彼此成比例。此外，Q/S是与每单位面积 的涂层有关的调色剂的质量（Μ/S)和调色剂的每单位质量的电荷量（Q/M)的乘积。
[0007] 因此，获得以下等式。
[0008] AV oc Q/S = (M/S) X (Q/M) · · ·等式（1)
[0009] 换句话说，在混合显影系统中，基于电势差（AV)和调色剂的每单位质量的电荷 量（Q/M)来确定与每单位面积的涂层有关的调色剂的质量（Μ/S)。因此，混合显影系统具有 这样的问题：如果调色剂的充电量改变，则与涂层有关的调色剂量根据所述改变而变化。 [0010] 关于该问题，例如，日本专利公开No. 2009-8834公开了一种当以调色剂层来涂敷 显影辊时通过使用调色剂层厚度感测构件来测量显影辊上的调色剂层的厚度的配置。此 外，该专利文献还公开了一种通过基于调色剂层的厚度来改变显影辊与磁性辊（显影剂承 载构件）之间的传送偏置或显影辊和磁性辊的旋转数量而将显影辊上的调色剂层的厚度 控制为预定层厚度的配置。 toon] 然而，在该配置中，由于调色剂浓度传感器或表面电势传感器用作调色剂层厚度 感测构件，因此设备的大小变得很大，或成本增加。此外，即使在通过使用感测构件来执行 控制的情况下，如果显影辊的传送偏置或旋转数量改变，则由于下游中的显影辊与感光构 件之间的显影条件也需要同时受控，因此控制变得复杂。因此，存在这样的问题，难以实现 使得感光构件上的调色剂量稳定的初衷。
[0012] 因此，作为涂敷稳定调色剂层的显影系统，例如，日本专利公开No. 10-198161公 开了一种使用被布置为距显影辊按特定间隔分离的可旋转调节套筒（显影剂调节构件）的 配置。因此，载体为调色剂稳定地提供电荷，以使得可以通过调色剂层来涂敷显影辊，而没 有输出图像浓度的降低或调色剂的分散。显影设备120被配置为包括显影剂容器121，其包 含包括调色剂和磁性载体的显影剂110。
[0013] 下文中，将参照图22描述显影设备120。
[0014] 在图22的箭头方向上可旋转的显影辊122以及在显影辊122之上按特定距离分 离的载体回收构件123被布置于在显影剂容器面对感光构件101的位置处所形成的显影剂 容器121的孔径中。载体回收构件123被配置为包括：调节套筒231，其为非磁性构件；以 及永磁体232,被布置为固定在其内部，并且调节套筒231在与显影辊122的旋转方向（图 22的箭头方向）相同的方向上被可旋转地承载。此外，在显影剂容器121中搅拌显影剂并 且通过旋转（图22的箭头方向）将显影剂提供给显影辊122的传送构件124被安装在显 影剂容器121中。
[0015] 接下来，将描述显影设备120中显影辊122上的调色剂层的涂敷。
[0016] 显影剂容器121中的显影剂110同时受传送构件124搅拌并且提供给显影辊122。 待提供的显影剂110受显影辊122承载，显影辊122被待传送的调节套筒231中的永磁体 232的磁力的施加所磁化，并且在显影剂调节区域G中被调节。
[0017] 图23是显影剂调节区域G的放大示图。
[0018] 永磁体232的磁力限制由显影剂调节区域G中的磁场所限制的显影剂中的磁性载 体。由于调节套筒231在图23的箭头方向上旋转，因此在磁性载体待根据旋转而返回到显 影剂容器121的方向（图23的方向A)上磁性载体被施加有传送力。因此，由于磁性载体 受限于显影剂调节区域G中，因此磁性载体通过来自调节套筒231的传送力而依次返回到 显影剂容器121，并且磁性载体不泄漏到面对感光构件101的显影部分。
[0019] 另一方面，显影剂调节区域G中的显影剂中的非磁调色剂111不受限于显影剂调 节区域G中的磁场。此外，非磁调色剂111通过由磁性载体与显影辊122的表面之间的摩 擦充电提供的电荷所生成的反射力而粘附到显影辊122。因此，在显影辊122的旋转方向 (图23的方向B)上非磁调色剂111被施加有传送力，并且被使得根据显影辊122的旋转而 使显影剂调节区域G中的显影剂颗粒通过以涂敷显影辊122。
[0020] 如上所述，可以仅通过被提供有足够电荷的非磁调色剂来涂敷显影辊122,而没有 显影部分中的磁性载体的泄漏。根据日本专利公开No. 10-198161中所公开的配置，由于使 用在可以与显影辊物理接触的调色剂上所施加的力，因此并不出现在混合显影系统中所观 测到的与涂敷有关的调色剂量由于调色剂的电荷量（Q/M)的改变而快速改变的现象。
[0021] 以此方式，在调色剂的电荷量降低的情况下，在混合显影系统的设备中，与涂层有 关的调色剂量增加。然而，在日本专利公开No. 10-198161中所公开的设备中，由于与涂层 有关的调色剂量的增加受抑制，因此由调色剂量的增加所导致的图像浓度的改变可受抑 制。
[0022] 然而，本发明的发明人据详细研究的结果已经发现，即使在日本专利公开 No. 10-198161中所公开的显影设备中，也必须进一步抑制图像浓度的改变并且进一步改进 图像均匀度。
[0023] 图24是示出在以调色剂层涂敷显影辊的情况下显影设备120所获得的调色剂层 的概念性示图。黑色部分表示受涂敷的调色剂层的部分，而白色部分表示未受调色剂涂敷 的区域。如图24所示，未受调色剂涂敷的区域基本上与显影辊的旋转方向平行而不规则地 存在，并且显影辊上的调色剂浓度是不均匀的。以此方式，如果在显影辊上不均匀地形成由 调色剂产生的涂敷层，则图像浓度易于降低。这是因为，不能被调色剂涂敷的片材的白色片 材部分的面积在定影期间增加，以使得图像浓度快速地降低。
[0024] 另一方面，可以通过调整显影辊和感光构件的圆周速度将更多的调色剂提供给感 光构件，以使得图像浓度可以增大。更具体地说，在显影辊和感光构件在面对部分中在相同 的方向上旋转的情况下，可以通过允许显影辊的圆周速度比感光构件高或通过允许显影辊 和感光构件的旋转方向在面对部分中彼此相反来实现图像浓度的增大。然而，虽然以此方 式获得期望的图像浓度，但如图25B所示，仅获得面内浓度不规则性很显著并且图像均匀 度很低的图像。此外，关于能耗的减少，需要输出具有较小调色剂量的期望的图像。然而， 这说明消耗比所需要的调色剂更多的调色剂。
[0025] 图25A是示出以调色剂来理想地对感光构件上的静电图像进行显影的情况的示 意图。此外，图25B是示出通过上述方法获得图像浓度的情况的示意图。
[0026] 在图25A中，可以通过小调色剂量来获得具有高均匀度的调色剂图像。然而，在图 25B中，调色剂量很大，并且调色剂图像具有低均匀度。
[0027] 据本发明的发明人的详细研究的结果已经发现，可以通过下述模型来描述这种现 象的原因。将参照图26描述该情况。
[0028] 图26示出这样的状态：在显影辊122的旋转方向h上传送的显影剂110通过在显 影剂调节区域G中的磁力构成磁刷而受限在载体回收构件123中，并且在载体回收构件123 的旋转方向j上传送。在实际情况下，存在比图26所示更多数量的显影剂颗粒作为磁刷。
[0029] 在显影剂110在显影辊122上传送的处理中，显影剂110的调色剂111通过与显 影辊122接触而充电。此时，调色剂111与磁性载体112分离，并且粘附到显影辊122。
[0030] 另一方面，如上所述，载体回收构件123所限制的显影剂110 (在旋转方向h上从 下游侧）在旋转方向j上传送。由于已经在旋转方向j上在上游侧从显影剂110消耗（移 除）调色剂111，因此显影剂110中的磁性载体112具有回收调色剂的能力。因此，如果载 体回收构