CN101464649B - 成像设备 - Google Patents

Abstract

一种成像设备。其显影单元包括用于存储双组分显影剂的显影仓。在显影仓中，在与感光鼓的外周表面相对的位置处形成有开口部分。给感光鼓供应显影剂以使静电潜像显影的显影辊设在显影仓内部。显影辊具有带有多个磁极和非磁性套筒的多磁极磁性构件。多磁极磁性构件具有多个彼此径向间隔开布置的磁极。感光鼓包含由具有矩形截面的条形磁体形成的对置磁极，对置磁极设置在隔着感光层与磁极对置的位置处。对置磁极具有与主磁极的极性相异的极性。通过形成从主磁极朝着对置磁极的磁力线能扩大辊隙宽度，还能绕着显影辊和感光鼓的最接近位置形成柔软磁刷。还能提高在显影辊隙的相对于显影辊转动方向的下游侧上用于从感光鼓吸附载体的力。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及基于采用双组分显影系统的电子摄影术的成像设备。

背景技术

在通常应用于复印机、打印机、传真机等的基于电子摄影术的成像设备中，将具有包含有形成在其表面上的光导物质的感光层的感光鼓用作图像承载体，通过施加电荷给感光鼓的表面均匀充电，然后采用各种成像过程来形成与图像信息对应的静电潜像。通过从显影辊供应包含调色剂的显影剂来使该静电潜像显影以形成调色剂图像，然后将该调色剂图像直接转印到记录介质例如纸张等上。可选的是，可以将调色剂图像一次转印到中间转印元件上(下面被称为“一次转印”)，然后从中间转印元件将图像转移到记录介质上(下面将被称为“二次转印”)。通常通过定影部件将这样二次转印的调色剂图像定影到记录介质上。

图1为示意图，显示出感光鼓51、显影单元54及其周围的结构。由显影单元54的显影仓56支撑的显影辊57与感光鼓51间隔开布置。显影单元57包括具有多个磁极的多极磁性构件65和可转动地配合在多极磁性构件65上的非磁性套筒66。多极磁性构件65为所谓的磁辊，它具有多个彼此径向间隔开布置的多个磁极71至75。包含有调色剂和载体的双组分显影剂64支撑在显影辊57表面上并且在由磁极71至75产生的磁力作用下输送。布置在位于显影辊57和感光鼓51之间的近端位置处的主磁极71通过其磁力形成双组分显影剂64的磁刷，从而形成在其中双组分显影剂64与感光鼓51接触的显影辊隙区域。

在辊隙区域中，调色剂吸附到位于感光鼓51表面上的静电潜像上，并且转印到感光鼓51表面上以使静电潜像显影。经过显影辊隙区域的载体不会附着到感光鼓51上，而是返回到显影仓56中。

调节构件58设置在靠近显影仓56的开口嘴部附近的位置处，并且相对于由显影辊57输送显影剂的输送方向设置在上游侧上，并且在显影仓56内设有搅拌构件59。

图2为示意图，显示出在传统感光鼓51、显影辊57及其周围附近的磁力线。磁力线从主磁极71朝着极性相反的相邻磁极72和73形成。磁通量密度在显影辊隙区域的中央处变得最大(下面将被称为“显影辊隙中央”)。磁通量密度在显影辊隙区域的两个端部(下面在显影辊转动方向的上游侧上的端部将被称为“显影辊隙前端”并且在显影辊的转动方向下游侧上的端部将被称为“显影辊隙后端”)中变得比在显影辊隙中央中更低。

在第一现有技术中，磁辊具有单个主磁极磁体，它在位于外侧和内侧上的每个端部处具有相异的磁极。还有，感光鼓在其中包括磁体，该磁体如此布置，使得其在磁辊内侧上的磁极具有与位于磁辊外侧上的磁极相反的极性。通过这种布置，可以很容易通过在其中只具有单个主磁极磁体的显影辊来形成磁刷(参见日本专利申请特开昭63-52167)。

在第二现有技术中，在显影单元中，磁性元件布置在位于感光鼓内部与显影辊的主磁极磁体相对的位置处。通过这种布置，可以通过提高磁通量密度来扩大显影辊隙区域(参见日本专利申请特开平04-287061)。在主磁极磁体的磁力太强时，由双组分显影剂形成的磁刷的摩擦力变得太强，从而在感光鼓表面上的调色剂受到强摩擦力的干扰，从而造成所得到的图像质量变差。

相反，在主磁极磁体的磁力太弱时，在显影辊隙后端通过静电力吸附到感光鼓上的载体将不会返回到显影辊表面而是保持显影在感光鼓表面上，因此在转印阶段中会出现调色剂图像转印故障，从而在所得到的图像中产生出白色空隙。

在最近采用细微粒载体的成像设备中，为了形成高品质图像，主磁极磁体朝着显影辊隙区域的磁力变弱，或者载体的饱和磁化强度降低。但是，在使得磁刷变软从而避免了显影在感光鼓上的调色剂图像受到静电图像的干扰时，这些措施使得用于将载体收集在相对于显影辊转动方向的显影辊隙最下游侧处的显影辊力弱化，因此造成出现载体显影在感光鼓表面上的问题，从而由于转印故障而出现图像缺陷例如白色空隙等。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上面的传统问题，并且提供了这样一种成像设备，它能够在不会使得载体显影到感光鼓的情况下产生出没有白色空隙的高品质图像。

用于解决上面问题的本发明成像设备包括：感光鼓，所述感光鼓包括感光层；以及显影辊，用于给感光鼓供应双组分显影剂，并且其特征在于，显影辊包括用于形成磁刷的主磁极，所述磁刷摩擦双组分显影剂并且将双组分显影剂供应在感光鼓上；感光鼓包括具有与主磁极的极性相异的极性的对置磁极，所述对置磁极位于隔着感光层与主磁极对置的位置处；并且主磁极从显影辊和感光鼓之间的距离最短的最接近位置朝着相对于显影辊转动方向的下游侧设置，而对置磁极从显影辊和感光鼓的最接近位置朝着相对于显影辊转动方向的上游侧设置。

本发明的结构通过形成从主磁极朝着对置磁极的磁力线能够扩大辊隙宽度，并且还能够围绕着显影辊和感光鼓的最接近位置形成柔软磁刷。还可以提高在显影辊隙的相对于显影辊转动方向的下游侧上用于从感光鼓吸附载体的力。因此，可以产生出图像密度较高、点再现性优异并且没有白色空隙的图像。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，由主磁极在主磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度落入在100mT至140mT的范围内。

在本发明中，上面的设定能够在不影响在感光鼓上的调色剂图像的情况下抑制载体显影。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，由对置磁极在对置磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度为由主磁极在主磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度的15％至35％。

在本发明中，上面的设定使得能够扩大显影辊隙宽度同时保持磁刷的适当摩擦力，因此能够产生出具有高图像品质的图像。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，连接在主磁极的中心和显影辊的旋转轴线之间的直线与连接在显影辊的旋转轴线和感光鼓的旋转轴线之间的直线之间所形成的角度为3至10度。

在本发明中，上面的设定使得能够提高在相对于显影辊的旋转方向的下游侧上在显影辊隙周围的磁通量密度，因此可以在不提高主磁极的磁力的情况下抑制载体显影。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，连接在对置磁极的中心和感光鼓的旋转轴线之间的直线与连接在显影辊的旋转轴线和感光鼓的旋转轴线之间的直线之间所形成的角度为2至10度。

在本发明中，上面的设定使之能够扩大辊隙宽度，同时保持磁刷的适当摩擦力，因此能够产生出具有高图像密度的图像。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，所述双组分显影剂包括其饱和磁化强度为30emu/g至70emu/g的载体。

在本发明中，上面的设定使得能够形成具有合适硬度的双组分显影剂磁刷，因此能够实现改进的点再现性并且抑制载体显影。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，所述载体的体积平均直径为20μm至60μm。

在本发明中，上面的设定使之能够提高向细微粒调色剂施加电荷的性能，防止图像模糊和调色剂分散，实现改进的点再现性，抑制载体转移到感光鼓上，因此产生出没有白色空隙的高质量图像。另外，由于能够向磁刷施加适当的摩擦力，所以可以抑制调色剂图像受到干扰，因此产生出高品质图像。

用于解决上面问题的本发明成像设备的特征在于，所述载体的表面涂覆有硅树脂。

在本发明中，由于硅树脂的抗污染性能和抗摩擦性能优异，所以使用硅树脂使得载体表面不容易受到污染，因此在更长时间使用时有助于产生不模糊和不粗糙的图像。

本发明的结构能够通过形成从主磁极朝着对置磁极的磁力线来扩大辊隙宽度，并且还能够在显影辊和感光鼓的最接近位置周围形成柔软磁刷。还可以提高在显影辊隙的相对于显影辊转动方向的下游侧上用于从感光鼓吸附载体的力。因此，可以产生出图像密度较高、点再现性优异并且没有白色空隙的图像。

附图说明

图1为示意图，显示出传统感光鼓、显影单元及其周围部分的结构；

图2为示意图，显示出传统感光鼓和显影单元的周围部分中的磁力线；

图3为放大的主视图，显示出在根据本发明的成像设备中装置显影辊和感光鼓的周围部分；

图4为示意图，显示出根据本发明的成像设备的整体结构；

图5为放大图，显示出在图4中的成像装置；并且

图6为示意图，显示出磁力线如何在显影辊隙周围形成。

具体实施方式

下面将参照这些附图对根据本发明的成像设备的一个实施方案进行说明。

图3为放大的主视图，显示出在根据本发明的成像设备中的设备显影辊和感光鼓的周围部分。图4显示出根据本发明的成像设备的整体结构；并且图5为在图4中的成像装置的放大图。

在显示出成像设备的整体结构的图4中，成像设备1根据所转印的图像信息在记录介质上形成全色或单色图像。成像设备1包括四个调色剂图像形成装置2、转印装置3、定影装置4、记录介质供应装置5和排出装置6。为了处理每一种颜色即黑色(k)、青色(c)、品红色(m)和黄色(y)的成像，构成调色剂图像形成装置2的每个部件提供四个，并且包括在转印装置3中的一些部件也提供四个。这里，每种颜色以四个设置的这些部件通过在附图标记的末尾加上表示每种颜色的字母来进行区分。在进行一般说明时，只采用没有任何字母的附图标记。成像设备1为具有包括四个调色剂图像形成装置2的串列式系统的彩色图像成像设备。

竖直布置在调色剂图像形成装置2上方的是转印装置3。形成在调色剂图像形成装置2上的每个单色调色剂图像通过转印装置3转印到记录介质上。下面将对调色剂图像形成装置2进行详细说明。转印装置3包括中间转印带7、一次转印辊8、支撑辊9a和9b、二次转印辊10和带清洁单元11。

中间转印带7布置在与调色剂图像形成装置2相对的位置处。中间转印带7为环形带。作为中间转印带7的材料，可以采用包含有适当量电子传导材料的树脂例如聚酰亚胺、聚酰胺等。中间转印带7缠绕在一对支撑辊9a和9b之间并且由驱动装置(未示出)沿着箭头B的方向循环驱动。

四个调色剂图像形成装置2k、2c、2m和2y相对于中间转印带7的转动方向B从上游侧按照这种顺序布置。

在中间转印带7的内侧上布置有一次转印辊8，它们设置成隔着中间转印带7与调色剂图像形成装置2相对。一次转印辊8将形成在调色剂图像形成装置2上的单色图像转印到中间转印带7上。形成在不同的调色剂图像形成装置2上的调色剂图像一个接一个转印到中间转印带7上，从而形成一个全色图像。

在调色剂图像形成装置2的相对于中间转印带7的转动方向B的下游侧上布置有二次转印辊10，用于将形成在中间转印带7上的彩色图像转印到纸张(记录介质)上。二次转印辊10设置于隔着中间转印带7与支撑辊9a相对的位置处。

另外，用于清洁中间转印带7的表面的带清洁单元11布置在二次转印辊10的相对于中间转印带7的转动方向B的下游侧上。带清洁单元11隔着中间转印带7与支撑辊9b相对，以便与中间转印带7的外周表面接触。由于在二次转印之后附着在中间转印带7上的调色剂将是弄脏记录介质背面的原因，所以带清洁单元11从中间转印带7表面上去除并且收集调色剂。

带清洁单元11包括带清洁刷12、带清洁刮片13和带清洁外壳14，带清洁刷12布置成与中间转印带7接触。带清洁刮片13相对于中间转印带7的转动方向B布置在带清洁刷12下游。

另一方面，记录介质供应装置5将记录介质供给至二次转印辊10的二次转印位置。用于堆放记录介质的托盘15竖直布置在调色剂图像形成装置2的下方。在托盘15中的记录介质通过多个供纸辊16一张张输送至二次转印位置，在二次转印位置处二次转印辊10对着中间转印带7。箭头P表示记录介质的运动方向。

在二次转印辊10的相对于记录介质运动方向P的下游侧上布置有用于使转印在记录介质或纸张上的彩色图像定影到纸张上的定影装置4。定影装置4通过在记录介质经过一对定影辊17之间的定影辊隙部分时对调色剂图像进行加热加压来将图像定影到记录介质上。然后，将记录介质进一步朝着相对于记录介质运动方向P位于定影辊17下游的排出装置6输送。这里，使得具有定影在其上的彩色图像的记录介质经过一对排纸辊18之间的排出辊隙部分以便从成像设备1中将记录介质排出，从而排出到纸张输出盘19上。

在上面的布置中，由每个调色剂图像形成装置2形成的单色调色剂图像顺序转印到中间转印带7上，由此在中间转印带7上形成彩色调色剂图像。在中间转印带7上的彩色图像被二次转印到由供纸辊16输送到二次转印段的纸张上，然后通过定影装置4定影到纸张上。具有定影在其上的彩色图像的纸张通过排纸辊18从成像设备1排出。另一方面，在二次转印之后，通过带清洁单元11将还没有转印到纸张上而是保留在中间转印带7上的调色剂去除。

在显示出成像装置的放大图的图5中，圆柱形感光鼓21按照可以沿着箭头C的方向转动的方式设置。在感光鼓21周围，用于给感光鼓21充电的充电器22、用于在感光鼓21上写上静电潜像的曝光单元23、用于使在感光鼓21上的静电潜像可视化以形成调色剂图像的显影单元24、用于在调色剂图像一次转印到上述中间转印带7上之后去除感光鼓21上的包括剩余调色剂的残余物的感光鼓清洁器25沿着转动方向C以此顺序布置。

感光鼓21的实施例包括由导电基板和感光层等形成的圆柱形有机无定形硅感光鼓。从制造成本和安全方面来看，有机感光鼓是合适的。有机感光鼓分为两种，层压式和单层式。层压式感光鼓从实现灵敏度、残余电位等优异方面是优选的。层压式感光鼓通常由层叠在导电基板上的包含电荷产生物质的电荷产生层和包含电荷输送物质的电荷输送层形成。但是，如果在导电基板和电荷产生层之间插入底涂层则更优选。

导电基板的实施例包括圆柱形铝和包括导电粒子的塑料等。作为底涂层的实施例，可以采用包含有通过分散机例如球磨机、Dyno研磨机等分散的无机颜料例如氧化锌和氧化钛的聚酰胺树脂和共聚尼龙树脂。

作为电荷产生层的实施例，可以采用聚碳酸酯树脂、苯氧基树脂、苯酚树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚脂树脂等，其中通过分散机例如球磨机、Dyno研磨机等分散电荷产生物质例如有机颜料(诸如非金属酞菁颜料、钛氧基酞菁颜料等)，这些物质通过照射光产生出电荷。

电荷输送层设在电荷产生层上面，并且可以采用聚碳酸酯、共聚聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等，其中包含有电荷输送物质，具体地说包含有电子供给物质或电子接收物质，该电荷输送物质具有能够接收通过电荷产生物质产生出的电荷并且输送它们的能力。

电子供给物质的实施例包括聚N-乙烯咔唑及其衍生物、聚-γ-谷氨酸乙酯咔唑及其衍生物、芘-甲醛缩合物及其衍生物、聚乙烯基芘、聚乙烯菲(polyvinyl phenanthrene)、唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、9-(p-二乙胺苯乙烯基)蒽、1，1-双(4-二苯甲基-氨基苯基)丙烷、苯乙烯基蒽、苯乙烯基吡唑啉、吡唑啉衍生物、苯基腙、腙衍生物、三苯基胺化合物、三苯基甲烷化合物、二苯乙烯化合物、具有3-甲基-2-苯并噻唑啉环的吖嗪化合物等。

电子接收物质的实施例包括芴酮衍生物、二苯并噻吩衍生物、茚并噻吩衍生物、菲醌衍生物、茚并吡啶衍生物、噻吨酮衍生物、苯并[c]噌啉衍生物、氧吩嗪衍生物、四氰乙烯、四氰醌二甲烷、四溴代(对)苯醌、氯醌、苯并醌等。包含在电荷输送层中的电荷输送物质优选按重量计为30至80％。

充电器22例如可以为电晕放电充电器(scorotron charger)，它通过在感光鼓21上进行电晕放电以预定的电位给感光鼓21充电。可选的是，充电器可以由使用了充电辊或充电刷的电晕充电器(corotroncharger)或接触式充电器形成。

曝光单元23例如可以为激光曝光单元，它根据图像信号进行激光扫描以便改变已经由充电器22充电的感光鼓21的表面电位，由此形成与图像信息对应的静电潜像。作为曝光单元23，也可以采用LED(发光二极管)阵列器件等。

显影单元24包括用于存储显影剂的显影仓26。在显影仓26中，在与感光鼓21的外周表面相对的位置处形成有开口。

在显影仓26内部，在与开口相对的位置处设有显影辊27，它将显影剂承载在其外周表面上并且将显影剂输送和供应给感光鼓21以将静电潜像显影成调色剂图像。显影辊27与感光鼓21的外周表面间隔开布置。

在靠近显影仓26的开口的位置处并且在相对于由显影辊27输送显影剂的方向的上游侧上设有调节构件28，用于限制承载在显影辊27的外周表面上的显影剂层以便控制所要输送给静电潜像的显影剂量。该调节构件28布置成与显影辊27的外周表面间隔预定距离。

另外，用于搅拌显影仓26中的显影剂并且将显影剂供应给显影辊27的搅拌构件29在与显影辊27相对的位置处可转动地布置在显影仓26内部。

显影剂的类型包括包含有调色剂和载体的双组分类型和只包含调色剂没有载体的单组分类型。本发明的成像设备1使用双组分显影剂，并且其结构支持双组分显影剂。

调色剂优选包括粘合剂树脂、着色剂、电荷控制剂、释放剂、流化剂等。

作为粘合剂树脂，可以采用各种公知的苯乙烯-丙烯酸树脂、聚酯树脂等。具体地说，优选采用线性或非线性聚酯树脂。聚酯树脂在同时提供机械强度(难以破碎成粉末)、可定影性(在定影之后难以与纸张分离)和耐热偏移性方面是优异的。

可以通过将二羟基或更高级多羟基醇和多元酸以及必要时由三羟基或更高级多羟基醇或三元或更高级多元酸构成的单体组合物进行聚合来获得聚酯树脂。用于聚酯树脂的聚合反应的二羟基醇的实施例包括：二元醇，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇和1，6-己二醇；双酚A的例如双酚A、氢化双酚A、聚氧乙烯基双酚A、聚氧丙烯基双酚A等的环氧烷烃加合物；等等。

三羟基或更高级多羟基醇的实施例包括：山梨糖醇、1，2，3，6-己四醇、1.4-脱水山梨糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、蔗糖、1，2，4-丁三醇、1，2，5-戊三醇、丙三醇、2-甲基丙三醇、2-甲基-1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1，3，5-三羟基甲基苯等。

二元酸的实施例包括：马来酸、富马酸、柠康酸、衣康酸、戊烯二酸、邻苯二甲酸、异酞酸、对苯二酸、环己烷二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、丙二酸和酸酐以及这些酸的低级烷基酯、烯基琥珀酸和烷基琥珀酸例如n-十二烯基琥珀酸、n-十二烷基琥珀酸等。

三元或更高级多元酸的实施例包括：1，2，4-苯三羧酸、1，2，5-苯三羧酸、1，2，4-环己三酸、2，5，7-萘三羧酸、1，2，4-萘三羧酸、1，2，5-己烷三羧酸、1，3-二羧基-2-甲基-2-亚甲基-羧基丙烷、四(亚甲基羧基)甲烷、1，2，7，8-辛烷四羧酸以及这些酸的酸酐等。

作为着色剂，可以采用通常用于调色剂的公知颜料、着色剂等。作为具体实施例，对于黑色调色剂可以采用碳黑、磁铁矿等。

用于黄色调色剂的着色剂的实施例包括：乙酰醋酸丙烯酰胺单偶氮黄色颜料例如C.I颜料黄1、3、74、97和98等；乙酰醋酸丙烯酰胺双偶氮黄色颜料例如C.I颜料黄12、13、14、17等；缩合单偶氮黄色颜料例如C.I.颜料黄93、155等；其它黄色颜料例如C.I.颜料黄180、150、185等；以及黄色染料例如C.I.溶剂黄19、77、79，C.I.分散黄164等。

用于品红色调色剂的着色剂的实施例包括：C.I.颜料红48、49:1、53:1、57、57:1、81、122、5、146、184、238；红色或深红色颜料例如C.I.颜料紫19等；红色染料例如C.I.溶剂红49、52、58、8等。

用于青色调色剂的着色剂的实施例包括：蓝色染料和颜料例如铜酞菁及其衍生物例如C.I.颜料蓝15:3、15:4等；以及绿色颜料例如C.I.颜料绿7、36(酞菁绿)等。

着色剂的加入量优选为向100重量份粘合剂树脂加入1至15重量份或更优选2至10重量份着色剂。

作为电荷控制剂，可以采用公知的电荷控制剂。具体地说，用于提供负电荷的电荷控制剂的实施例包括铬偶氮络合染料、铁偶氮络合染料、钴偶氮络合染料、水杨酸或其衍生物的铬、锌、铝和硼络合物或盐、萘酚酸或其衍生物的铬、锌、铝和硼络合物或盐、苯甲基酸或其衍生物的铬、锌、铝和硼络合物或盐、长链烷基羧酸盐、长链烷基磺酸盐等。

用于提供正电荷的电荷控制剂的实施例包括苯胺黑染料及其衍生物，三苯甲烷衍生物，季铵盐、季锍盐、季吡啶盐、胍盐、脒盐等的衍生物。

这些电荷控制剂的加入量优选为100重量份粘合剂树脂加入0.1至20重量份或更优选0.5至10重量份的这些电荷控制剂。

作为释放剂，可以列出石油蜡包括：合成蜡例如聚丙烯和聚乙烯；石蜡及其衍生物；以及微晶蜡及其衍生物以及其改性蜡；以及源自植物的蜡，包括巴西棕榈蜡、米蜡和蜡大戟蜡。在调色剂中包含这些释放剂使之能够改善调色剂与定影辊或定影带分离的性能，因此防止在定影期间出现高温和低温偏移。

可以加入公知的流化剂以便改善调色剂的流动性。可用的流化剂的实施例包括通过将二氧化硅、氧化钛、氧化铝等其平均粒径为0.007至0.03μm的无机微粒子表面用硅烷偶联剂、钛偶联剂或硅油等进行处理而使其具有疏水性的无机微粒子。

由于在流化剂的加入量为0.3重量份或更低时观察不到任何流动性改善，而在加入量为3重量份或更大时容易出现定影性能变差，所以流化剂的加入量优选为0.3至3重量份。

载体的体积平均直径优选为20μm至60μm。这个规定防止了载体显影到感光鼓21上，因此使之能够产生出没有白色空隙的高品质图像。另外，这还向磁刷施加适当的摩擦力，因此能够产生出高品质图像同时抑制调色剂图像受到影响。

在小于20μm时，容易出现载体显影到感光鼓21上。在超过60μm时，不能获得高品质图像。

载体的饱和磁化强度优选为30emu/g至70emu/g。使用这样规定的载体能够使得由双组分显影剂34形成的磁刷适当硬化，或者能够形成具有适当硬度的磁刷，因此从外面加入到调色剂中用来摩擦感光鼓21表面的磨料的摩擦力变得更大，从而使得将附着在感光鼓21表面上的滑石粉刮掉的效果更大。因此，可以防止载体显影到感光鼓21上，因此产生出没有白色空隙的高品质图像。

在饱和磁化强度超过70emu/g时，磁刷变得太硬，以致于不能获得与静电潜像完全一致的图像。另外，在所得到的图像中容易出现白色空隙。相反，由于载体的饱和磁化强度越低则与感光鼓21接触的磁刷变得越软，所以可以获得与静电潜像完全一致的图像。但是，如果饱和磁化强度小于30emu/g，则载体容易附着在感光鼓21表面上，从而容易造成白色空隙。

作为芯部粒子，可以采用公知的磁性粒子，但是从静电电荷性能和耐久性方面看优选采用铁氧体粒子。作为铁氧体粒子，可以采用公知的产品。例如，可以列出锌铁氧体、镍铁氧体、铜铁氧体、镍锌铁氧体、锰镁铁氧体、铜镁铁氧体、锰锌铁氧体、锰铜锌铁氧体等。可以通过将原料混合、预焙烧该混合物并且研磨然后煅烧来获得这些铁氧体粒子。可以通过改变煅烧温度来使得这些粒子的表面结构不同。这里，预焙烧可以使用旋转炉在分批操作中或在连续操作中完成。

作为涂料，可以采用公知的树脂材料。尤其优选采用硅树脂。用树脂涂覆载体表面改善了电绝缘性能并且有助于产生不模糊和不粗糙的图像。另外，由于硅树脂在抗污染性能和耐磨性方面优异，所以使用硅树脂使得载体表面不容易受到污染，因此即使在载体使用更长时间时也有助于产生不模糊和不粗糙的图像。

至于硅树脂，可以采用公知的产品。实施例包括：硅树脂清漆(通用电气东芝有机硅有限公司(GE Toshiba Silicones Co.，Ltd.)的产品：TSR115、TSR114、TSR102、TSR103、YR3061、TSR110、TSR116、TSR117、TSR108、TSR109、TSR180、TSR181、TSR187、TSR144和TSR165或者信越化学有限公司(Shin-Estu Chemical Co.，Ltd.)的产品：KR271、KR272、KR275、KR280、KR282、KR267、KR269、KR211和KR212)；醇酸树脂改性的硅树脂清漆(通用电气东芝有机硅有限公司的产品：TSR184和TSR185)；环氧树脂改性的硅树脂清漆(通用电气东芝有机硅有限公司的产品：TSR194和YS54)；聚酯改性的硅树脂清漆(通用电气东芝有机硅有限公司的产品：TSR187)；丙烯酸改性的硅树脂清漆(通用电气东芝有机硅有限公司的产品：TSR170和TSR171)；聚氨酯改性的硅树脂清漆(通用电气东芝有机硅有限公司的产品：TSR175)；以及反应性硅树脂(信越化学有限公司的产品：KA1008、KBE1003、KBC1003、KBM303、KBM403、KBM503、KBM602和KBM603)。

为了控制载体的电阻系数，优选向涂料加入电阻调节剂。电阻调节剂的实施例包括氧化硅、氧化铝、碳黑、石墨、氧化锌、钛黑、氧化铁、氧化钛、氧化锡、钛酸钾、钛酸钙、硼酸铝、氧化镁、硫酸钡、碳酸钙等。

可以通过公知的方法来用涂料涂覆载体粒子。实施例包括：将载体粒子浸入到涂料的有机溶剂溶液中的浸涂方法；将涂料的有机溶剂溶液向载体粒子喷射的喷涂方法；通过流化空气将涂料有机溶剂溶液与载体粒子一起喷射的流化床方法；以及在混合涂覆机中混合载体粒子和涂料的有机溶剂溶液并且去除溶剂的混合涂覆方法。在上面的方法中，除了涂料之外涂料的有机溶剂溶液还可以包含上述电阻调节剂。

在使静电潜像显影时，在感光鼓21表面上形成调色剂图像。在第一转印位置处将调色剂图像首先转印到中间转印带7上。

感光鼓清洁器25包括清洁刮片31、清洁器外壳32和密封件33。

清洁刮片31设置成压力接触感光鼓21的表面，从而沿着与感光鼓21的旋转方向C相反的方向抵靠着感光鼓21的表面以便从感光鼓21的表面将残余物刮除。清洁器外壳32用来收集刮下来的残余物。清洁刮片31安装在清洁器外壳32上。密封件33用来将清洁外壳32的内部封住，并且相对于感光鼓21的转动方向C布置在清洁刮片31上游，并且密封件33的一个端部固定在清洁器外壳32上并且另一个端部设置成与感光鼓21接触。

如图3所示，显影单元24包括用于存储双组分显影剂34(这在下面也被称为“显影剂”)的显影仓26。在显影仓26中，在与感光鼓21的外周表面相对的位置处形成有开口。

在显影仓26内部，将显影剂支撑在其外周表面上并且将显影剂输送和供应给感光鼓21以使静电潜像显影的显影辊27设在与开口相对的位置处。显影辊27与感光鼓21的外周表面间隔开布置。

显影辊27包括具有多个磁极的多极磁性构件35和可转动地配合在多极磁性构件35上的非磁性套筒36。多极磁性构件35具有多个由具有矩形截面的条状磁体形成的磁极41至45，它们沿周向相互间隔开地径向布置。

在这些磁极中，与显影辊隙部分相对的那个磁极被称为主磁极41。具有两个与主磁极41相邻的磁极：相对于显影辊27的显影剂输送方向D位于上游的一个磁极被称为相邻磁极42，并且相对于显影辊27的显影剂输送方向D位于下游的另一个磁极被称为相邻磁极43。在其它磁极中，挨着相邻磁极42的一个磁极被称为磁极44，并且挨着相邻磁极43的一个磁极被称为磁极45。

主磁极41、磁极44和磁极45具有相同的极性，同时相邻磁极42和相邻磁极43具有与主磁极41相异的极性。在本实施方案中，主磁极41以及磁极44和45为N极，并且相邻磁极42和43为S极。

由磁极44吸附的双组分显影剂34在相邻磁极42的影响下其层厚受到调节，并且通过主磁极41在显影辊隙部分处形成磁刷，从而将调色剂供应给感光鼓21。在显影之后的双组分显影剂34在相邻磁极43的作用下返回到显影仓26中并且在磁极45的作用下释放。

主磁极磁性构件35由显影仓26的两个侧壁不可转动地支撑，使得主磁极41(其峰值为110mT的N极)从朝着感光鼓21的旋转中心的方向相对于显影剂的输送方向D朝着下游侧例如成8度取向；相邻磁极42(其峰值为-78mT的S极，大约为主磁极41的71％)从主磁极41相对于显影剂的输送方向D朝着上游侧例如成59度取向；磁极44(其峰值为56mT的N极)从主磁极41相对于显影剂的输送方向D朝着上游侧例如成117度取向；磁极45(其峰值为42mT的N极)从主磁极41相对于显影剂输送方向D朝着上游侧例如成224度取向；并且相邻磁极43(S极，其峰值为-80mT，大约为主磁极41的73％)从主磁极41相对于显影剂输送方向D朝着上游侧成例如282度取向。

用于限制承载在显影辊27的外周表面上的显影剂层厚度以便控制所要输送给静电潜像的显影剂量的调节构件28设置在靠近显影仓26的开口的位置处并且相对于显影辊27输送显影剂的方向设置在上游侧上。该调节构件28布置成与显影辊27的外周表面间隔预定距离。

另外，用于搅拌在显影仓26中的显影剂并且给显影辊27供应显影剂的搅拌构件29在与显影辊27相对的位置处可转动地布置在显影仓26内部。

感光鼓21在隔着感光层与主磁极41对置的位置处包含由具有矩形截面的条形磁体形成的对置磁极46。对置磁极46具有与主磁极41相反的极性(在本实施方案中为S极)。

对置磁极46为S极。对置磁极46(S极，其峰值为35mT，大约为主磁极41的32％)相对于感光鼓的旋转轴线21a不可转动地受到支撑，从而从朝着感光鼓21的旋转中心的方向相对于显影剂输送方向D朝着上游侧成例如7度取向。例如，该磁极由支撑构件47支撑。

图6为示意图，显示出磁力线如何在显影辊隙周围形成。主磁极41从其中在显影辊27和感光鼓21之间的距离最短的最接近位置(在从显影辊的旋转轴线到感光鼓21的旋转轴线的直线上的位置)相对于显影辊的转动方向D朝着下游侧设置，同时对置磁极46从其中在显影辊27和感光鼓21之间的距离最短的最接近位置(在从感光鼓的旋转轴线到显影辊27的旋转轴线的直线上的位置)相对于显影辊转动方向朝着上游侧设置。该布置产生出从主磁极41朝着对置磁极46的磁力线，这扩大了显影辊隙宽度，从而使得能够产生出高图像密度。

由于主磁极41布置在显影辊和感光鼓之间的最接近位置的下游侧上，所以可以在最接近位置周围形成柔软磁刷。因此，可以防止在辊隙中央的载体干扰在感光鼓上的调色剂图像，因此产生出点再现性较高的图像。另外，由于可以提高用于在位于显影辊隙下游侧上的辊隙后端处吸附载体的力，所以可以防止载体被显影，因此产生出没有白色空隙的图像。

由主磁极41在主磁极中心面上形成的磁场的磁通量密度优选为100mT至140mT。在本实施方案中，磁通量密度为110mT。通过这个规定，即使采用细微粒载体，也能够防止载体显影在感光鼓21上，从而不会影响在感光鼓上的调色剂图像。

如果磁通量密度小于100mT，则载体将与调色剂一起附着在感光鼓21上，从而由于在打印图像中的载体而造成图像变差。如果磁通量密度超过140mT，则尽管抑制载体附着在感光鼓21上的作用有较小提高，但是磁刷的摩擦力在显影辊隙的中央变得太强，因此在感光鼓21表面上的调色剂图像受到该强摩擦力影响，从而造成所得到的图像质量变差。

由对置磁极46在该对置磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度优选为在主磁极的中心面上的磁场的磁通量密度的15％至35％。在本实施方案中，它大约为32％。

该规定防止了载体在感光鼓21上显影，因此使得能够产生出没有空隙的图像。另外，这还向磁刷施加了适当的摩擦力，因此可以产生出高品质图像同时抑制调色剂图像受到干扰。

如果上述值小于15％，则不能充分获得扩大显影辊隙宽度的作用，因此难以获得高图像密度。在上述值超过35％时，磁刷的形成变得不稳定，并且摩擦力降低，从而不可能获得高图像密度。

主磁极41优选如此设置，使得连接在主磁极41的中心和显影辊27的旋转轴线27a之间的直线与连接在显影辊27的旋转轴线27a和感光鼓21的旋转轴线21a之间的直线之间形成的角度(由θ1表示)为3至10度。如果小于3度，则抑制载体显影的作用降低，而如果超过10度，则在显影辊隙中的磁刷的摩擦力下降，从而使得难以获得高图像密度。

对置磁极46优选如此设置，使得连接在对置磁极的中心和感光鼓的旋转轴线21a之间的直线与连接在显影辊27的旋转轴线27a和感光鼓21的旋转轴线21a之间的直线之间形成的角度(由θ2表示)为2至10度。如果小于2度，则扩大辊隙宽度的作用降低，从而使得难以获得高图像密度。另一方面，如果超过10度，则在显影辊隙中的磁刷的摩擦力下降，从而使之难以获得高图像密度。

用于双组分显影剂的载体优选如此规定，使得其饱和磁化强度为30emu/g至70emu/g。如果小于30emu/g，则容易出现载体显影。另一方面，在它超过70emu/g时，磁刷的摩擦力变得太强，因此点再现性下降。

载体的体积平均直径优选为20μm至60μm。在小于20μm时，容易出现载体显影。在超过60μm时，向调色剂施加电荷的性能下降，因此尤其在使用细微粒调色剂时出现图像模糊和调色剂分散并且点再现性也降低。

载体表面优选涂覆有硅树脂。由于硅树脂在抗污染性能和耐磨性方面优异，所以使用硅树脂使得载体表面不容易被污染，因此即使在更长时间使用时也有助于产生不模糊和不粗糙的图像。

<实施例>

现在将采取实施例和比较例按照具体的方式对本发明进行说明。但是，本发明不应该受到具体限制，只要本发明没有偏离本发明的精髓即可。下面，除非另有规定，“份”和“％”表示“重量份”和“重量百分比”。

[调色剂制备]

<黑色调色剂>

使用双酚A环氧丙烷、对苯二酸和三苯六甲酸酐作为单体，并且进行缩聚以获得聚酯树脂作为粘合剂树脂。

100重量份聚酯树脂(玻璃化转变温度：62℃，软化温度：120℃)

5重量份着色剂(碳黑，商品名：MA-77，由MITSUBISHICHEMICAL CORPORATION制造)

2重量份电荷控制剂(硼化合物，商品名：LR-147，由HODOGAYACHEMICAL Co.，Ltd.制造)

3重量份释放剂(石蜡，商品名：HNP-9，由NIPPON SEIRO CO.LTD.制造)

通过Henschel混合机将上面的调色剂材料混合10分钟，然后通过搅合和分散处理机(KNEADEX MOS140-800：由MITSUI MININGCO.，LTD.制造)将混合物熔融、搅合和分散。通过切割研磨机来粉碎经搅合的产品。然后，通过喷射式研磨机(商品名：IDS-2式，由NipponPneumatic Mfg.Co.，Ltd.制造)将粉碎物研磨，并且使用空气分选机(商品名：MP-250式，由Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.制造)将它们分选，从而制备出其体积平均直径为5.5μm的着色树脂微粒。

这里，通过Coulter Multisizer II(商品名，由Bechman Coulter，Inc.制造)来测量体积平均直径。

向100份所获得的着色树脂微粒加入2重量份的经过六甲基二硅氮烷表面处理的疏水微粒氧化硅(其BET比表面积为140m²/g)，并且通过Henschel混合机将该混合物混合两分钟以制备出可充负电的黑色调色剂。

<青色调色剂>

除了其中采用着色剂(商品名：C.I.颜料蓝15:3，由MITSUBISHICHEMICAL CORPORATION制造)，按照与黑色调色剂相同的方式制备青色调色剂。

<品红色调色剂>

除了其中采用着色剂(商品名：C.I.颜料红122，由MITSUBISHICHEMICAL CORPORATION制造)，按照与黑色调色剂相同的方式制备品红色调色剂。

<黄色调色剂>

除了其中采用着色剂(商品名：C.I.颜料黄74，由MITSUBISHICHEMICAL CORPORATION制造)，按照与黑色调色剂相同的方式制备品黄色调色剂。

[载体]

作为用作芯部粒子的铁氧体粒子，通过球磨机测量并且混合铁氧体粉末，然后通过转炉在900摄氏度下对它进行预焙烧。通过湿型研磨机使用钢球作为研磨介质将所得到的经预焙烧铁氧体粉末研磨成其平均直径为2μm或更小的粒子。通过喷射干燥使得所获得的铁氧体粒子成粒成其直径为100至200μm的颗粒，然后在1300摄氏度下对所得到的粒状粒子进行焙烧。然后，通过粉碎机将所得到的产品粉碎以获得其体积平均直径大约为25μm的铁氧体粒子。

接下来，对于用于覆盖芯部粒子的涂覆液，将硅树脂(商品名：TSR115，由GE Toshiba Silicones Co.，Ltd.制造)溶解进甲苯中以制备出涂覆液。

通过浸涂机使用该涂覆液涂覆上面的铁氧体粒子，并且在负压下对所得到的产物进行加热以去除甲苯，由此制备出涂覆有涂覆量为5％的硅树脂的载体。通过使用X射线荧光分析仪测量出从铁氧体粒子导出的Fe含量和从硅树脂导出的Si含量并且根据这些测量结果进行计算来确定出所涂覆的硅树脂量。

[双组分显影剂]

通过使用Nauta混合机(商品名：VL-0，由Hosokawa MicronCorporation)混合和搅拌按照上面方式生产出的5份每种调色剂和95份载体20分钟来制备出本发明的双组分显影剂。因此，制备出包括每种调色剂(黑色、青色、品红色和黄色)的双组分显影剂。

[感光鼓]

通过向159份甲醇和106份1，3-二氧戊环的混合物溶剂加入7份氧化钛(商品名：TTO55A，由Ishihara Industry Co.，Ltd.制造)和13份共聚尼龙(商品名：CM8000，由TORAY INDUSTRIES，INC.制造)并且使用涂料混合器使该混合物分散8小时，从而制备出用于底涂层的涂覆液。将该涂覆液供应给涂覆容器，并且浸入由铝制成的圆筒形导电基板，然后自然拉起并且干燥以形成1μm厚的底涂层。

接下来，通过向245份甲基乙基酮加入3份钛基酞菁染料和2份丁缩醛树脂(商品名：BL-1，由SEKISUI CHEMICAL CO.，LTD.制造)并且使用涂料混合器将该混合物分散从而制备出用于电荷产生层的涂覆液。与底涂层的情况类似在浸涂过程中将该涂覆液涂覆在上述底涂层表面上，并且在不擦拭下端的情况下自然干燥以形成0.4μm厚的电荷产生层。

接下来，通过将5份电荷输送化合物(商品名：T405，由TakasagoChemical公司制造)、2.4份聚碳酸酯(商品名：G400，由Idemitsu Kosan有限公司制造)、1.6份聚碳酸酯(商品名：GH503，由Idemitsu Kosan有限公司制造)、2.4份聚碳酸酯(商品名：TS2020，由TEIJIN CHEMICAL公司制造)和0.25份2，6-二-三-丁基-4-甲基苯酚(商品名：SumilizerBHT，由Sumitomo Chemical有限公司制造)加入到49份四氢呋喃中并且溶解在其中，从而制备出用于电荷输送层的涂覆液。将该涂覆液供应给涂覆容器以便通过浸涂工艺涂覆在电荷产生层表面上。然后，使产品在130摄氏度下干燥1个小时以形成电荷输送层。因此，完成了膜厚为25μm的电摄影感光体。使用分光光度计(商品名：MCPD-1100，由OTSUKA ELECTRONICS有限公司制造)测量出感光鼓21的膜厚。

对于调色剂图像形成装置2k采用直径为40mm的显影辊27k以及直径为60mm的感光鼓21k。对于调色剂图像形成装置2c、2m和2y分别使用直径为20mm的显影辊27c、27m和27y以及直径为30mm的感光鼓21c、21m和21y。

[显影辊]

使用在上述成像设备1中的显影辊27。

[纸张]

作为用于本实施方案的测试纸张，使用A4规格再生纸张(商品名：Recycle Pure，SHARP DOCUMENT SYSTEMS CORPORATION)。

[图像评价]

下面将对使用成像设备1进行的连续打印测试的结果进行说明。

调色剂图像形成装置2的处理速度设定为175mm/秒，同时显影辊27的周向速度设定为280mm/秒。作为双组分显影剂、感光鼓21和测试纸张，采用上述那些。

如此调节调色剂图像形成装置2，使得附着在纸张上的调色剂量为0.5mg/cm²，并且进行1000张打印测试。在所获得的图像中的摄影和细小线性图像清晰并且图像密度高。没有看到任何图像缺陷例如白色空隙和瑕疵。

<比较例>

除了使用了具有在图1中所示的磁体布置的显影辊，在与所述实施例相同的条件下进行成像，然后对图像进行评价。平均来说，所获得的图像每一张具有大约10个白色空隙，并且观察到载体附着在感光鼓上。

Claims (6)

1.一种成像设备，包括：

感光鼓，所述感光鼓包括感光层；以及

显影辊，用于给所述感光鼓供应双组分显影剂，其特征在于，

所述显影辊包括用于形成磁刷的主磁极，所述磁刷摩擦所述双组分显影剂并将所述双组分显影剂供应在所述感光鼓上；

所述感光鼓包括具有与所述主磁极的极性相异的极性的对置磁极，所述对置磁极位于隔着所述感光层与所述主磁极对置的位置处；并且

所述主磁极从所述显影辊和所述感光鼓之间的距离最短的最接近位置离开朝向相对于所述显影辊的转动方向而言的下游侧设置，而所述对置磁极从所述显影辊和所述感光鼓的所述最接近位置离开朝向相对于所述显影辊的转动方向而言的上游侧设置，

其中由所述主磁极在所述主磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度落入100mT至140mT的范围内，

其中连接在所述主磁极的中心和所述显影辊的旋转轴线之间的直线与连接在所述显影辊的旋转轴线和所述感光鼓的旋转轴线之间的直线之间形成的角度为3度至10度，

其中从所述主磁极朝着所述对置磁极的磁力线扩大了显影辊隙宽度。

2.如权利要求1所述的成像设备，其中由所述对置磁极在所述对置磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度落入由所述主磁极在所述主磁极的中心面上形成的磁场的磁通量密度的15％至35％的范围内。

3.如权利要求1所述的成像设备，其中连接在所述对置磁极的中心和所述感光鼓的旋转轴线之间的直线与连接在所述显影辊的旋转轴线和所述感光鼓的旋转轴线之间的直线之间形成的角度为2度至10度。

4.如权利要求1所述的成像设备，其中所述双组分显影剂包括载体，所述载体的饱和磁化强度落入30emu/g至70emu/g的范围。

5.如权利要求4所述的成像设备，其中所述载体的体积平均直径落入20μm至60μm的范围。

6.如权利要求4所述的成像设备，其中所述载体的表面涂覆有硅树脂。

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