顯影裝置和圖像形成設備的制作方法

本發明涉及顯影裝置和圖像形成設備。

背景技術：

日本未審專利申請特開平6-236077(第[0006]和[0011]段)描述了一種關于在根據現有技術的圖像形成設備的顯影裝置中使用的顯影劑的技術。

日本未審專利申請特開平6-236077公開了一種通過使用以下顯影劑來增大圖像密度和分辨率的技術，在該顯影劑中，具有10至50μm的平均粒徑的小徑磁性載體和具有50至150μm的平均粒徑的大徑磁性載體被混合。在日本未審專利申請特開平6-236077中描述的顯影劑中，兩類載體均具有10⁹[ω·cm]的體積電阻率。

技術實現要素：

本發明的技術目的在于與在使用具有相同電阻的載體的情況下相比，顯影不良的發生降低。

為了實現上述目的，根據本發明的第一方面，提供了一種顯影裝置，該顯影裝置包括：顯影劑載體，該顯影劑載體與圖像載體對置并且在其表面上承載顯影劑的情況下旋轉；以及容器，該容器以可旋轉的方式支撐所述顯影劑載體并且容納所述顯影劑，所述顯影劑包含色調劑、第一載體和第二載體，所述第一載體與所述色調劑一起經受摩擦帶電，所述第二載體的直徑比所述第一載體的直徑大，并且所述第二載體的電阻比所述第一載體的電阻低。

根據本發明的第二方面，在根據第一方面的顯影裝置中，所述第二載體的百分比含量比所述第一載體的百分比含量低。

為了實現上述目的，根據本發明的第三方面，提供了一種圖像形成設備，該圖像形成設備包括：圖像載體，該圖像載體的表面上承載潛像；根據第一或第二方面的顯影裝置，該顯影裝置將承載在所述圖像載體的表面上的所述潛像顯影成可見圖像；轉印裝置，該轉印裝置將所述可見圖像轉印在介質上；以及定影裝置，該定影裝置將轉印在所述介質上的所述可見圖像定影到所述介質。

根據本發明的第一和第三方面，與在其中使用具有相同電阻的載體的情況下相比，能夠降低顯影不良的發生。

根據本發明的第二方面，與在其中第二載體的含量高的情況相比，能夠降低bco(bead-carry-over)和顯影不良的發生。

附圖說明

將基于以下的圖詳細地描述本發明的示例性實施方式：

圖1示出了根據本發明的示例性實施方式的圖像形成設備；

圖2示出了根據示例性實施方式的顯影劑；

圖3示出了根據現有技術的雙組分顯影劑；

圖4是示出了實驗例1的實驗結果的圖表，其中橫軸表示大徑載體的混合率，縱軸表示圖像缺陷的評價結果；

圖5是示出了實驗例2的實驗結果的圖表，其中橫軸表示平均載體粒徑，縱軸表示圖像粒度的等級(色調劑粒徑≤5μm)；

圖6a和6b是示出了實驗例3的實驗結果的圖表，其中圖6a是示出了關于小徑載體的電阻率和圖像損失的圖像質量缺陷的實驗結果的圖表，圖6b是示出了關于小徑載體的電阻率和載體的分散造成的圖像白斑的實驗結果的圖表；

圖7是示出了實驗例4的實驗結果的圖表，其中橫軸表示大徑載體的電阻率，縱軸表示圖像損失的等級；以及

圖8是示出了實驗例5的實驗結果的圖表，其中橫軸表示大徑載體的粒徑，縱軸表示轉印不良的等級(色調劑粒徑≤5μm)。

具體實施方式

將參照附圖描述本發明的示例性實施方式。然而，本發明不局限于下列的示例性實施方式。

為了便于理解下列說明，在每個圖中，前后方向、左右方向和上下方向分別被定義為x軸方向、y軸方向和z軸方向。另外，由箭頭x、-x、y、-y、z和-z所示的方向分別被定義為向前、向后、向右、向左、向上和向下，并且在那些方向上的側面分別被定義為前側、后側、右側、左側、上側和下側。

在附圖中，在中心具有圓點的圓在每個圖中均表示從遠側到近側的方向，并且在其中具有“x”標記的圓在每個圖中均表示從近側朝遠側的方向。

在每個圖中，為了便于理解，省略了除了說明所必需的之外的部件。

示例性實施方式

圖1示出了根據本發明的示例性實施方式的圖像形成設備。

在圖1中，作為根據示例性實施方式的圖像形成設備的示例的復印機u包括作為記錄部的示例以及圖像記錄裝置的示例的打印機部u1。作為讀取部的示例以及圖像讀取裝置的示例的掃描儀部u2被支撐在打印機部u1的上方。作為原稿傳送裝置的示例的自動供給器u3被支撐在掃描儀部u2的上方。根據示例性實施方式的掃描儀部u2支撐作為輸入部的示例的用戶界面u0。操作者可以在用戶界面u0上執行輸入操作以操作復印機u。

作為介質容器的示例的原稿托盤tg1布置在自動供給器u3的上部中。原稿托盤tg1能夠容納待被復印的原稿片材gi的堆疊。作為原稿輸出部的示例的原稿輸出托盤tg2形成在原稿托盤tg1的下方。原稿傳送輥u3b沿著原稿托盤tg1和原稿輸出托盤tg2之間的原稿傳送路徑u3a布置。

作為透明原稿臺的示例的臺板玻璃pg布置在掃描儀部u2的上表面上。在根據示例性實施方式的掃描儀部u2中，讀取光學系統a布置在臺板玻璃pg的下方。根據示例性實施方式的讀取光學系統a被支撐為使得該讀取光學系統a可沿著臺板玻璃pg的下表面在左右方向上移動。通常，讀取光學系統a靜止在圖1中所示的初始位置。

作為成像構件的示例的成像元件ccd布置在讀取光學系統a的右側。成像元件ccd電連接到圖像處理器gs。

圖像處理器gs電連接到布置打印機部u1的寫入電路dl。寫入電路dl電連接到曝光裝置ros，曝光裝置為潛像形成裝置的示例。

作為圖像載體的示例的感光鼓pr布置在打印機部u1中。作為充電構件的示例的充電輥cr、顯影裝置g、作為轉印裝置的示例的轉印單元tu以及作為清潔裝置的示列的鼓式清潔器clp圍繞感光鼓pr布置。

作為介質容器的示例的供紙托盤tr1至tr4布置在轉印單元tu的下方。傳送路徑sh1從供紙托盤tr1延伸到供紙托盤tr4。作為介質拾取構件的拾取輥rp、作為分離構件的示例的分離輥rs、作為傳送構件的示例的傳送輥ra以及作為供給構件的示例的配準輥rr沿著傳送路徑sh1布置。

包括加熱輥fh和擠壓輥fp的定影裝置f布置在轉印單元tu的左側。定影裝置f通過輸出路徑sh2連接到輸出托盤trh。輸出路徑sh2通過反轉路徑sh3連接到配準輥rr。能夠沿正向和反向旋轉的傳送輥rb以及輸出輥rh布置在輸出路徑sh2上。

(圖像形成操作的說明)

容納在原稿托盤tg1中的原稿片材gi被順續地傳送通過臺板玻璃pg上的原稿讀取位置并且被輸出到原稿輸出托盤tg2。

當待通過使用自動供給器u3自動地供給原稿片材而執行復印時，被順續地傳送通過臺板玻璃pg上的讀取位置的原稿片材在讀取光學系統a靜止在初始位置時被曝光。

當操作者將原稿片材gi手動地放置在臺板玻璃pg上以執行復印時，讀取光學系統a沿左右方向移動從而在原稿紙被張曝光的情況下掃描臺板玻璃pg上的原稿片材。

來自原稿片材gi的反射光穿過讀取光學系統a并且取焦在成像元件ccd上。成像元件ccd將聚焦在成像表面上的來自原稿片材的反射光轉換成電信號。

圖像處理器gs將從成像元件ccd輸入的讀取信號轉換成數字圖像信號，并且將數字圖像信號輸出到打印機部u1的寫入電路dl。寫入電路dl將與輸入圖像寫入信號對應的控制信號輸出到曝光裝置ros。

曝光裝置ros發射激光束l并且在被充電輥cr充電的感光鼓pr的表面上形成潛像。感光鼓pr的表面上的潛像通過顯影裝置g被顯影成可見圖像。轉印單元tu包括將感光鼓pr的表面上的可見圖像轉印在記錄片材s上的轉印輥tr，記錄片材是介質的示例并且沿著傳送路徑sh1被傳送。已被轉印到記錄片材s上的可見圖像由定影裝置f定影。當待執行雙面打印時，已穿過定影裝置f的記錄片材s沿著反向路徑sh3被傳送，并且當記錄片材s待被排出到輸出托盤trh時，由輸出輥rh排出。

(顯影劑的說明)

圖2示出了根據示例性實施方式的顯影劑。

根據示例性實施方式的顯影裝置g包括作為容器的示例的顯影劑容器v。作為顯影劑載體的示例的顯影輥r0和作為顯影劑傳送構件的示例的攪龍r1和r2以可旋轉的方式支撐在顯影劑容器v中。顯影劑容器v容納顯影劑。在該示例性實施方式中，顯影劑包含色調劑1、作為第一載體的示例的小徑載體2和作為第二載體的示例的大徑載體3。

在示例性實施方式中，小徑載體2可以具有15至25μm的體積平均粒徑和10⁹至10¹¹[ω]的體積電阻率。例如，體積平均粒徑可以是25μm，體積電阻率可以是10⁹[ω]。

另外，在示例性實施方式中，大徑載體3可以具有35至70μm的體積平均粒徑和10⁸[ω]以下的體積電阻率。例如，體積平均粒徑可以是35μm，體積電阻率可以是10⁷[ω]。載體2和3可以通過以在其中分散有作為導電材料的示例的碳的樹脂覆蓋由作為磁性材料的鐵或鐵素體制成的芯的表面來形成。體積電阻率可以通過改變碳含量來調整。

(顯影裝置g的功能)

在根據具有上述結構的該示例性實施方式的顯影裝置g中，顯影劑容器v中的顯影劑在被攪拌的同時被傳送。色調劑1和載體2與3在于顯影劑容器v中被攪拌時通過摩擦而帶電。已通過摩擦而帶電的色調劑1靜電附著到載體2和3。另外，磁性的載體2和3借助磁力被附著到顯影輥r0。因此，當顯影輥r0旋轉時，色調劑1和載體2與3被傳送到其中顯影輥r0和感光鼓pr彼此面對的顯影區域q2。在顯影區域q2中，顯影電壓被施加到顯影輥r0，使得色調劑1移動到感光鼓pr上的潛像并且潛像被顯影成可見圖像。

圖3示出了根據現有技術的雙組分顯影劑。

參照圖3，當使用根據現有技術的包含色調劑01和載體02的雙組分顯影劑時，色調劑01移動到顯影區域03中的感光體04以顯影潛像。當載體02的直徑減小以改善圖像質量時，如在日本未審專利申請特開平6-236077中所描述的，施加在載體02和顯影輥之間的磁力減小。這可導致所謂的bead-carry-over(bco)，這是當載體02移動到感光體04時所造成的缺陷。

為了抑制bco，可以使用顯影電壓(例如負電壓)來利用靜電力防止載體02移動到感光體04。這通過增大載體02的電阻值使得載體02接近幾乎絕緣并且在摩擦帶電期間由載體02獲取的電荷(例如正電荷)的自然放電不容易發生來實現。

然而，當載體02的電阻增大時，施加在載體02和色調劑01之間的靜電力也增大。因此，存在在顯影過程中已移動到感光體04的色調劑01由于其殘留電荷而將附著到載體02并且再次附著到載體02的風險。當色調劑01再次附著到載體02時，可能發生諸如所顯影的圖像的密度減小或者局部圖像損失之類的顯影不良。本申請的發明人已通過實驗發現，如在日本未審專利申請特開平6-236077中所描述的，當電阻率為10⁹[ω]以上時，諸如密度不足的顯影不良容易發生，而與載體02的顆粒尺寸和形狀無關。

相反地，在示例性實施方式中，具有高電阻的小徑載體2和具有低電阻大徑載體3被包含在顯影劑中。因此，通過使用小徑載體2可以改善圖像質量，并且減少具有高電阻的小徑載體2移動到感光鼓pr的bco的發生。此外，由于包含具有低電阻的大徑載體3，因此電荷容易從小徑載體2移動到大徑載體3。具體地，當大徑載體3與小徑載體2混合時，容易形成中空空間。因此，小徑載體2比在其中未被混合大徑載體的情況下更容易與大徑載體3接觸而形成導電路徑。

因此，當色調劑1與小徑載體2分離時，小徑載體2的電荷容易流動到具有低電阻的大徑載體3，并且容易發生自然放電。因此，在示例性實施方式中，諸如圖像密度減小之類的顯影不良的發生比在日本未審專利申請特開平6-236077中描述的技術的情況下低。

(示例)

進行實驗來確定示例性實施方式的效果。

(實驗例1)

通過使用改造由富士施樂公司生產的docucentre-vc-7755而獲得的顯影裝置來進行實驗。在實驗中使用的顯影劑的載體2和3與示例性實施方式中的相同。

在實驗例1中，通過改變小徑載體2和大徑載體3的混合比來進行實驗。在實驗例1中，通過感觀評價來評價作為其中過量色調劑附著到圖像的現象的模糊(fogging)。較低的等級g表示較低的模糊程度，較高的等級g表示較高的模糊程度。

圖4示出了實驗結果。

圖4是示出了實驗例1的實驗結果的圖表，其中橫軸表示大徑載體的混合比，縱軸表示圖像缺陷的評價結果。

圖4示出了模糊隨著大徑載體3的量的增多而減小。當小徑載體2的量減小時，諸如分辨率降低之類的另一問題發生。該結果還示出模糊隨著大徑載體3的比率變得比小徑載體2的比率低而減小。等級g的許可范圍例如取決于用戶需要的圖像質量、設計和規格。例如當等級g的許可范圍是1以下時，大徑載體3的混合比可以是25％以下。

(實驗例2)

在實驗例2中，進行實驗來評價與載體粒徑相關的圖像粒度(圖像噪聲和粗糙度)。在實驗例2中，通過改變小徑載體2的體積平均粒徑來進行實驗。通過感官評價來評價圖像粒度。通過使用由beckmancoulter公司生產的coultermultisizerii來測量載體粒徑。該實驗在其它方面與實驗例1中的類似。

圖5示出了實驗結果。

圖5示出了實驗例2的實驗結果，其中橫軸表示平均載體粒徑，縱軸表示圖像粒度的等級(色調劑粒徑≥5μm)。

圖5示出了在小徑載體2的平均粒徑增大時，圖像粒度增大，也就是說，圖像質量降低。該圖表示出了例如當等級的許可范圍為4.5以下時，體積平均粒徑可以是29μm以下。

(實驗例3)

在實驗例3中，進行實驗來評價小徑載體的電阻和圖像質量。在實驗例3中，小徑載體2的體積電阻率改變，并且對圖像損失的圖像質量缺陷和由載體的分散而造成的圖像白斑進行評價。

具有25μm的體積平均粒徑的載體被用作小徑載體2。圖像損失通過感官評價來評價，并且載體的分散造成的圖像白斑通過計數空隙的數量來評價。載體的電阻通過使用由hiokie.e.公司生產的sm-8215來測量。該實驗在其它方面與實驗例1中的類似。

圖6a和6b示出了實驗結果。

圖6a和6b示出了實驗例3的實驗結果。圖6a是示出了關于小徑載體的電阻和圖像損失的圖像質量缺陷的實驗結果的圖表，圖6b是示出了關于小徑載體的電阻和由載體的分散造成的圖像白班的實驗結果的圖表。

圖6a示出了當小徑載體的體積電阻率增大時圖像損失的發生增多。圖6b示出了當小徑載體的體積電阻率減小時空隙的發生增多。因此，例如當圖像損失的等級的許可范圍在3.5以下并且空隙的數量的許可范圍在20以下時，體積電阻率優選地在10⁸至10¹¹[ω]的范圍內，并且更優選地在10⁹至10¹¹[ω]的范圍內。

(實驗例4)

在實驗例4中，進行實驗來評價大徑載體的電阻率和圖像質量。在實驗例4中，大徑載體3的體積電阻率改變，并且對圖像損失的圖像質量缺陷進行評價。

具有40μm的體積平均粒徑的載體被用作大徑載體3。圖像損失與在實驗例3中一樣被評價。載體的電阻通過使用由hiokie.e.公司生產的sm-8215來測量。該實驗在其它方面與實驗例1中的類似。

圖7示出了實驗結果。

圖7示出了實驗例4的實驗結果，其中橫軸表示大徑載體的電阻，縱軸表示圖像損失的等級。

圖7示出了當大徑載體的體積電阻率增大時圖像損失的發生增多。因此，例如當圖像損失的等級的許可范圍在3.5以下，大徑載體3的體積電阻率優選地在10⁸[ω]以下，并且更優選地在10⁷[ω]以下。

(實驗例5)

在實驗例5中，進行實驗來評價大徑載體的體積平均粒徑和圖像質量。在實驗例5中，大徑載體3的體積平均粒徑被改變，并且評價由于由色調劑上的應力造成的轉印不良而發生的圖像質量缺陷。

轉印不良通過感官評價來評價。載體粒徑與在實驗例2中一樣被測量。該實驗在其它方面與實驗例1中的類似。

圖8示出了實驗結果。

圖8示出了實驗例5的實驗結果，其中橫軸表示大徑載體的粒徑，縱軸表示轉印不良的等級(色調劑粒徑≥5μm)。

圖8示出了當大徑載體的體積平均粒徑增大時轉印不良的發生增多。例如當等級的許可范圍在2.5以下時，大徑載體3的體積平均粒徑優選地在73μm以下，并且更優選地在70μm以下。

(變型例)

盡管以上描述了本發明的示例性實施方式，但本發明并不局限于以上描述的示例性實施方式，并且在權利要求中描述的本發明的范圍內可以進行各種修改。現在將描述本發明的示列性修改(h01)。

(h01)在以上描述的示列性實施方式中，復印機u被描述為圖像形成設備的示例。然而，圖像形成設備并不局限于此，并且可以替代地為打印機、傳真機或者具有這些設備的功能的多功能機。而且，圖像形成設備不局限于單色顯影圖像形成設備，并且可以替代地是彩色圖像形成設備。

為了示意和描述之目的提供了本發明的示例性實施方式的上述描述。其目的并非窮盡本發明或將本發明限于所公開的確切形式。明顯地，許多修改和變化對本領域技術人員來說都是顯而易見的。選擇并描述所述實施方式是為了最佳地說明本發明的原理及其實際應用，由此使得本領域技術人員能夠理解本發明用于各種實施方式并具有適合于所設想的具體應用的各種修改。本發明的范圍由所附權利要求及其等同物來限定。