CN102023533B - 显影装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种显影装置提供有：显影剂传送元件，用于传送包含调色剂和载体的显影剂；调色剂传送元件，面对显影剂传送元件并面对静电潜像承载元件；第一电场形成装置，由用于显影剂传送元件的电源和用于调色剂传送元件的电源组成，用于将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到调色剂传送元件；和第二电场形成装置，用于将在调色剂传送元件上保持的调色剂转移到承载元件上的静电潜像。基于在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作，该电流由检测块来检测。

Description

显影装置及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请基于在日本提交的日本专利申请第2009-205701号，通过引用将其内容合并于此。
技术领域
本发明涉及一种显影装置及其控制方法，该显影装置在电子照相方式的成像设备(例如，复印机、打印机、传真机或者将其中两个或者更多彼此组合的多功能机)中使用。
背景技术
到目前为止，关于在电子照相方式的成像设备中使用的显影装置，作为对在静电潜像承载元件(carrying member)上形成的静电潜像进行显影的显影方式，已知有以下方式：单组分显影方式，其中仅使用调色剂作为显影剂(或显影媒介)的主要组分；以及双组分显影方式，其中使用调色剂和载体(carrier)作为显影剂的主要组分。
根据单组分显影方式，通常，调色剂穿过显影辊和被安排为推压到显影辊上的调节板之间的调节区，从而使得可能导致调色剂经历摩擦起电，并进一步导致在显影辊的外圆周表面上保持期望厚度的调色剂薄层；因此，该方式有利于使得以该方式使用的显影装置的结构简单化并且在尺寸上小型化，并降低成本。然而，在单组分显影方式中，调色剂在调节区中承受强烈压力，使得增进了调色剂的劣化。因此，调色剂的电荷数量随着时间的经过而容易下降。此外，调节板的表面或者显影辊的表面被调色剂或者一些其他外部添加剂污染，使得将电荷供给到调色剂上的性能下降。因此，导致了雾化或其他问题。结果，显影装置的寿命变得相对短暂。
另外，在单组分显影方式中，在显影辊和与该辊面对的静电潜像承载元件之间形成的显影空间区域的间隙长度随着时间的经过而变化，使得在获得的图像中可能产生密度不均匀性。对此，例如，日本未审查专利公开第2005-78015号披露了：在单组分显影方式中，基于用于测量显影空间区域的阻抗的阻抗测量装置所测量的值和用于通过在显影空间区域中流动的泄漏电流而检测泄漏的泄漏检测装置所检测的结果，来控制要施加的显影偏压的直流电压值或者交流电压值，由此抑制了图像密度的不均匀性。
同时，根据双组分显影方式，通过调色剂和用于调色剂的载体之间的摩擦接触来使调色剂起电，该接触通过所述两种组分的混合和搅动来进行。因此，调色剂承受的压力小。这种状况有利于应对调色剂的劣化。作为用于向调色剂供给电荷的材料的载体在表面积上大于调色剂颗粒；因此，载体相对强地应对了与调色剂或其他外部添加剂的污染。这有利于使得显影剂的寿命更长。然而，同样在双组分显影方式中，当长时间使用显影剂之后，载体逐渐被调色剂或其他外部添加剂污染。结果，调色剂的电荷数量减低，使得可能导致雾化或者其他问题。
作为用于克服单组分和双组分显影方式中的调色剂电荷数量减低、雾化和其他问题的显影方式，提议了所谓的混合显影方式，该方式包括：准备由调色剂和载体组成的双组分显影剂；通过调色剂和载体之间的摩擦接触来使调色剂起电；在其中包括磁极体的传送辊上保持成为磁刷状态的该显影剂，同时通过传送辊的旋转来将显影剂传送到面对显影辊的区域；通过在该区域中形成的电场的作用，向显影辊供应仅仅来自保持在传送辊上的显影剂的调色剂，由此在显影辊上形成调色剂层；通过显影辊的旋转来将该调色剂层传送到面对静电潜像承载元件的区域；并且使用形成在该相对区域中的电场的作用，以使在显影辊上保持的调色剂飞跃到形成在静电潜像承载元件上的静电潜像上，由此对潜像进行显影。
根据混合显影方式，通过双组分显影剂的组分之间的摩擦接触来实现调色剂的起电；因此，抑制了调色剂的劣化，并当然可以维持充足的调色剂电荷数量。此外，通过电场来实现调色剂从传送辊到显影辊的供应；因此，起电为相反极性的调色剂不被供应到显影辊。因此，没有调色剂附着到静电潜像承载元件的无图像区域上，使得防止了雾化的产生。因为只有调色剂被供应到显影辊，所以也防止了载体附着到静电潜像承载元件上。
附带地，当在混合显影方式中的显影装置中、新的调色剂被从传送辊供应到显影辊并用于显影、并且随后将残留在显影辊上的一小部分调色剂回收到传送辊上的情况下，当在传送辊和显影辊之间形成的相对的空间区域的间隙长度变化时，可能产生图像记忆(image memory)或者泄漏。
当在混合显影方式的显影装置中、在传送辊和显影辊之间形成的相对的空间区域的间隙长度变得大于预定的值时，在显影之后将残留在显影辊上的调色剂部分回收到传送辊上可能变得不足。因此，可能导致图像记忆。另一方面，当传送辊和显影辊之间的间隙长度变得小于预定值时，其间可能产生泄漏。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种使用包含调色剂和载体的双组分显影剂的混合显影方式的显影装置，其中即使当传送辊和显影辊之间的间隙的长度变化时，也可抑制由于其间的间隙变化所引起的图像记忆或者泄漏的产生，使得可以实现稳定的显影。
为了实现上述目的，本发明提供了显影装置的第一方面，包括：一种显影装置，包括：显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件并面对静电潜像承载元件，从而传送调色剂；第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到调色剂传送元件的用于调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间形成预定电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到调色剂传送元件；和第二电场形成装置，其包括连接到调色剂传送元件的调色剂传送元件电源，在调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成预定电场，并且将在调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像上；该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将残留在调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，该显影装置进一步包括：检测块，其检测在显影剂传送元件电源中流动的电流；和电场控制装置，其基于在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作，该电流由该检测块来检测。
此外，本发明提供了一种显影装置的第二方面，包括：显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；第一调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第一调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第一空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第一调色剂传送元件和承载元件之间插入第二空间区域，从而传送调色剂；第二调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第二调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第三空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第二调色剂传送元件和承载元件之间插入第四空间区域，从而传送调色剂；第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到第一调色剂传送元件的用于第一调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第一调色剂传送元件之间形成第一电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第一调色剂传送元件；第二电场形成装置，其包括连接到第一调色剂传送元件的第一调色剂传送元件电源，在第一调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第二电场，并且将在第一调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；第三电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的显影剂传送元件电源和连接到第二调色剂传送元件的用于第二调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第二调色剂传送元件之间形成第三电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第二调色剂传送元件；和第四电场形成装置，其包括连接到第二调色剂传送元件的第二调色剂传送元件电源，在第二调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第四电场，并且将在第二调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将分别残留在第一和第二调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，该显影装置进一步包括：检测块，其检测在显影剂传送元件电源中流动的电流；和电场控制装置，其基于由该检测块在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下而检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流、和由该检测块在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下而检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作和第三电场形成装置的操作中的每一个。
此外，本发明提供了一种用于控制显影装置的方法的第一方面，该显影装置包括：显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件并面对静电潜像承载元件，从而传送调色剂；第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到调色剂传送元件的用于调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间形成预定电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到调色剂传送元件；和第二电场形成装置，其包括连接到调色剂传送元件的调色剂传送元件电源，在调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成预定电场，并且将在调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将残留在调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，该方法包括以下步骤：检测在显影剂传送元件电源中流动的电流，并然后基于所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作。
此外，本发明提供了一种用于控制显影装置的方法的第二方面，该显影装置包括：显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；第一调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第一调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第一空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第一调色剂传送元件和承载元件之间插入第二空间区域，从而传送调色剂；第二调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第二调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第三空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第二调色剂传送元件和承载元件之间插入第四空间区域，从而传送调色剂；第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到第一调色剂传送元件的用于第一调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第一调色剂传送元件之间形成第一电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第一调色剂传送元件；第二电场形成装置，其包括连接到第一调色剂传送元件的第一调色剂传送元件电源，在第一调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第二电场，并且将在第一调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像上；第三电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的显影剂传送元件电源和连接到第二调色剂传送元件的用于第二调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第二调色剂传送元件之间形成第三电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第二调色剂传送元件；和第四电场形成装置，其包括连接到第二调色剂传送元件的第二调色剂传送元件电源，在第二调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第四电场，并且将在第二调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将分别残留在第一和第二调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，该方法包括以下步骤：在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下检测在显影剂传送元件电源中流动的电流，和在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下检测在显影剂传送元件电源中流动的电流，并然后基于分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流、和分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流，来控制第一电场形成装置的操作和第三电场形成装置的操作中的每一个。
附图说明
图1是图示了包括根据本发明实施例的显影装置的成像设备的示意性结构的视图。
图2是具体图示了成像设备中的电场形成装置的视图。
图3是示出了从图2所图示的电场形成装置向传送辊和显影辊供应的电压之间的关系的图表。
图4是示出了与由传送辊和显影辊组成的电路等效的电路的视图。
图5是为了描述用于借助于检测块来检测在第一电源中流动的电流的方法而参考的视图。
图6是示出了检测块的监视器电压的检测值的曲线图。
图7是示出了电容器的负载电容与监视器电压的幅度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，将参考附图描述本发明的优选实施例。在说明书中，可以使用词语“上部、上方、上面或者之上”、“下部、下方、下面或者之下”、“左”和“右”以及包括一个或多个这些词语的任何词语、词语“顺时针”、词语“逆时针”、以及其每一个意味着具体侧或方向的词语或措辞；然而，使用这些词语是为了使得容易理解参考附图而描述的本发明，并不应该将本发明解释为受到这些词语的含义的限制。
图1是图示了包括根据本发明实施例的显影装置的成像设备的示意性结构的视图。该成像设备可以是复印机、打印机、传真机、和具有这些机器或者设备的两个或更多功能的多功能设备中的任意一个。成像设备1具有作为要在其上承载静电潜像的静电潜像承载元件的感光器12。感光器12为桶形。然而，在本发明中，感光器12不限于此形式。因此，可使用环带形式的感光器来代替桶形感光器。感光器12可驱动地连接到未图示的电机，并可基于电机的驱动、在箭头14所表示的方向中进行旋转。围绕感光器12，沿着感光器12的旋转方向依次安排有以下部件：起电(或者充电)站16、曝光站18、显影站20、转印站22和清洁站24。
起电站16具有用于对构成感光器12的外圆周表面的感光器层起电为预定电势的起电器26。将起电器26图示为圆柱辊；然而，可使用其他任意形式的起电器来代替该圆柱辊，其示例包括旋转类型或者固定类型的刷形起电器、和有线放电方式的起电器。曝光站18具有通道32，该通道32用于使得从安排在感光器12附近或者远离感光器12的曝光装置28发射的图像光射线30前进到被起电器26起电的感光器12的外圆周表面上。在已经穿过曝光站18的感光器12的外圆周表面上形成静电潜像。该潜像由其中投影了图像光射线从而电势被衰减的区域和其中起电电势实质上维持的区域组成。在本实施例中，其中电势被衰减的区域是静电潜像区域，而其中起电电势实质上维持的区域是无静电潜像区域。显影站20具有显影装置34，该显影装置34用于通过使用粉末显影剂来对静电潜像进行可视化和显影。后文将描述显影装置34的细节。转印站22具有转印装置36，该转印装置36用于将形成在感光器12外圆周表面上的可视化图像转印到作为记录介质38的纸张38上。尽管将转印装置36图示为圆柱辊，但是也可使用其他任意形式的转印装置，例如有线放电方式的转印装置。清洁站24具有清洁装置40，该清洁装置40用于从感光器12的外圆周表面回收没有在转印站22中转印到纸张38上的、残留在感光器12的外圆周表面上的未转印的显影剂部分。将清洁装置40示出为板形片；然而，可使用其他任意形式的清洁装置(例如，旋转或者固定类型的刷形清洁装置)来代替它。
当在具有这种结构的成像设备1中形成图像时，感光器12通过电机的驱动而顺时针旋转。此时，穿过起电站16的感光器12的外圆周区域被起电器26起电到预定电势。被起电的感光器12外圆周区域在曝光站18中被暴露给图像光射线30，从而形成静电潜像。随着感光器12的旋转，静电潜像被传送到显影站20中，并在该站20中被显影装置34可视化为显影剂图像。在本实施例中，显影站20包括第一显影站20a和第二显影站20b。通过第一和第二显影站20a和20b，静电潜像成为作为显影剂图像的可视化图像。随着感光器12的旋转，可视化的显影剂图像被传送到转印站22，并被转印装置36转印到纸张38上。显影剂图像转印于其上的纸张38被传送到未图示的定影站，并且将显影剂图像定影在纸张38上。已穿过转印站22的感光器12的外圆周区域被传送到清洁站24，并且没有被转印到纸张38上的、残留在感光器12的外圆周表面上的一小部分调色剂被回收。
显影装置34容纳有包含由第一组分颗粒制造的非磁性调色剂和由第二组分颗粒制造的磁性载体的双组分显影剂，并且具有用于容纳下面将描述的多种元件的壳体42。为了通过简化图1而使得容易理解本发明，部分地删除了壳体42的图示。在本实施例中使用的显影剂中，通过两个组分彼此的摩擦接触，调色剂被起电为负极性，而载体被起电为正极性。然而，在本发明中使用的调色剂和载体的起电属性(或者，充电特性)并不限于由该组合所指定的那些属性。可替换地，通过两个组分彼此的摩擦接触，可以将调色剂起电为正极性，并且可以将载体起电为负极性。
显影装置34的壳体42具有被使得朝向感光器12打开的开口44。在形成在开口44附近的空间46中安排有显影辊48a和48b，它们是调色剂传送元件。第一显影辊(第一调色剂传送元件)48a位于其旋转方向中感光器12的上游侧，而第二显影辊(第二调色剂传送元件)48b位于其旋转方向中感光器12的下游侧。第一和第二显影辊48a和48b两者都是圆柱形元件。第一显影辊48a平行于感光器12而可旋转地安排，以在辊48a和感光器12的外圆周表面之间插入预定的第一显影间隙50a。第二显影辊48b也平行于感光器12而可旋转地安排，以在辊48b和感光器12的外圆周表面之间插入预定的第二显影间隙50b。
例如，显影辊48a和48b中的每一个可以是由铝或一些其他金属制成的导电辊，或者是具有提供有涂层的外圆周表面(其是导电辊的最外层区域)的辊。例如，该涂层可以是由树脂(例如，聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚树脂、氯乙烯树脂、醋酸乙烯树脂、有机硅树脂或者含氟树脂)构成的，或者可以是由橡胶(例如，硅橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶或者异戊二烯橡胶)构成的涂层。然而，该涂层不限于此。可向该涂层中添加或者在该涂层的表面上添加导电剂(conductant)(或者电导电剂)。该导电剂可以是电子导电剂或者离子导电剂。电子导电剂的示例包括凯杰恩(ketjen)黑、乙炔黑、炉黑、及其他炭黑颗粒；金属粉末；和金属氧化物颗粒。然而，该电子导电剂不限于此。离子导电剂的示例包括：阳离子化合物，例如季铵盐；两性化合物；及其他离子型聚合物材料。然而，离子导电剂不限于此。
在显影辊48a和48b的背后，形成另一个空间52。在空间52中，作为显影剂传送元件的传送辊54平行于第一显影辊48a而安排，以在辊54和第一显影辊48a的外圆周表面之间插入预定的第一供应/回收间隙56a，同时也平行于第二显影辊48b而安排，以在辊54和第二显影辊48b的外圆周表面之间插入预定的第二供应/回收间隙56b。传送辊54具有固定为不可旋转的磁体单元58和被支撑为可围绕磁体单元58的圆周旋转的圆柱套筒60。在套筒60的上方，安排有固定到壳体42并平行于套筒60的中心轴而延伸的调节板62，以在板62和套筒60之间插入预定的调节间隙64。
磁体单元58具有多个面对套筒60内表面的磁极，并朝向传送辊54的中心轴而延伸。在本实施例中，多个磁极包括面对位于调节板62附近的套筒60的上部内圆周表面区域的磁极S1、面对位于第一供应/回收间隙56a附近的套筒60的上部左侧内圆周表面区域的磁极N1、面对套筒60的左侧内圆周表面区域的磁极S2、面对位于第二供应/回收间隙56b附近的套筒60的下部左侧内圆周表面区域的磁极N2、面对套筒60的下部内圆周表面区域的磁极S3、具有相同极性并面对套筒60的右侧内圆周表面区域的两个相邻磁极N3和N4。
在传送辊54的背后，形成有显影剂搅拌室66。搅拌室66具有形成在传送辊54附近的前室68和远离传送辊54的后室70。在前室68中，可旋转地安排有作为前搅拌和传送元件的前螺杆(screw)72，其用于在搅拌显影剂2的同时，将显影剂2从其上绘制有图1的纸张的前表面传送到其后表面。在后室70中，可旋转地安排有作为后搅拌和传送元件的后螺杆74，其用于在搅拌显影剂2的同时，将显影剂2从该纸张的后表面传送到其前表面。如图1所图示，可通过安排在其间的分隔壁76来将前室68和后室70彼此分隔开。在此情况下，去除在前室68和后室70中的每一个的两端附近的分隔壁区域，使得形成连接通道。到达前室68的下游端的显影剂通过所述连接通道之一而发送到后室70，而到达后室70的下游端的显影剂通过另一个连接通道而发送到前室68。
在后室70上方安排有调色剂补给单元98。调色剂补给单元98具有容纳调色剂6的容器100。在容器100的底部形成有开口102，并且在开口102中安排有补给辊104。补给辊104可驱动地连接到未图示的电机。电机由来自磁导率传感器(未图示)(该磁导率传感器作为用于测量在壳体42中容纳的显影剂2中调色剂6的比率(重量比率)的测量装置)的输出驱动，使得调色剂6下落并补给到后室70中。
传送辊54以及显影辊48a和48b中的每一个都电连接到电场形成装置110。按照如下地在传送辊54和第一显影辊48a之间形成预定电场的这种方式来构造电场形成装置110：在第一供应/回收空间区域88a(其是在彼此面对的传送辊54和第一显影辊48a之间的空间区域)内，主要在第一供应空间区域90a(其是在传送辊54旋转方向中的区域88a上游侧的空间区域)中，保持在传送辊54上的显影剂2中的调色剂6被转移到第一显影辊48a上；并且在第一供应/回收空间区域88a内，主要在第一回收空间区域92a(其是在传送辊54旋转方向中的区域88a下游侧的空间区域)中，在显影之后残留在第一显影辊48a上的一小部分调色剂6被回收到传送辊54上。
此外，按照如下地在传送辊54和第二显影辊48b之间形成预定电场的这种方式来构造电场形成装置110：在第二供应/回收空间区域88b(其是在彼此面对的传送辊54和第二显影辊48b之间的空间区域)内，主要在第二供应空间区域90b(其是在传送辊54旋转方向中的区域88b上游侧的空间区域)中，保持在传送辊54上的显影剂2中的调色剂6被转移到第二显影辊48b上；并且在第二供应/回收空间区域88b内，主要在第二回收空间区域92b(其是在传送辊54旋转方向中的区域88b下游侧的空间区域)中，在显影之后残留在第二显影辊48b上的一小部分调色剂6被回收到传送辊54上。
图2是具体图示了成像设备1中的电场形成装置110的视图，而图3是示出了从图2所图示的电场形成装置110向传送辊54以及显影辊48a和48b供应的电压之间的关系的图表。图2所图示的电场形成装置110具有连接到传送辊54的第一电源(显影剂传送元件电源)120、连接到第一显影辊48a的第二电源(第一调色剂传送元件电源)130和连接到第二显影辊48b的第三电源(第二调色剂传送元件电源)140。
第一电源120具有位于传送辊54和地116之间的第一DC电源121和第一AC电源122，从而与传送辊54和地116串联连接。第一DC电源121向传送辊54施加具有与调色剂6的起电极性相同的极性的第一直流电压VDC1(例如，-270V)，而第一AC电源122从传送辊54与地116之间向传送辊54和地116施加第一交流电压VAC1(例如，频率：3kHz，幅度Vp-p：900V，正占空比：40％，并且负占空比：60％)。
第二电源130具有位于第一显影辊48a和地116之间的第二DC电源131和第二AC电源132，从而与辊48a和地116串联连接。第二DC电源131向第一显影辊48a施加具有与调色剂6的起电极性相同的极性的第二直流电压VDC2(例如，-300V)，而第二AC电源132从显影辊48a与地116之间向显影辊48a和地116施加第二交流电压VAC2(例如，频率：3kHz，幅度Vp-p：1400V，正占空比：60％，负占空比：40％)。
第三电源140具有位于第二显影辊48b和地116之间的第三DC电源141和第三AC电源142，从而与辊48b和地116串联连接。第三DC电源141向第二显影辊48b施加具有与调色剂6的起电极性相同的极性的第三直流电压VDC3(例如，-300V)，而第三AC电源142从显影辊48b与地116之间向显影辊48b和地116施加第三交流电压VAC3(例如，频率：3kHz，幅度Vp-p：1400V，正占空比：60％，负占空比：40％)。设置施加给传送辊54的电压和施加给显影辊48a和48b的电压，使得它们的相位彼此偏离。在图3中，沿着时间轴方向(横向)，将施加到传送辊54的电压与施加到显影辊48a和48b的电压轻微地偏移，以使得易于理解图3。施加到第一显影辊48a的电压可以不同于施加到第二显影辊48b的电压。
关于第一显影辊48a，如图3所图示，在向传送辊54施加通过将第一交流电压VAC1叠加到-270V的第一直流电压VDC1而获得的矩形波形的振动电压VDC1+VAC1、并进一步向第一显影辊48a施加通过将第二交流电压VAC2叠加到-300V的第二直流电压VDC2而获得的矩形波形的振动电压VDC2+VAC2的情况下，在传送辊54和第一显影辊48a之间形成振动电场(第一电场)。在供应空间区域90a中，起电为负极性的调色剂6受到振动电场的作用，从而被从传送辊54电吸引到第一显影辊48a上。此时，起电为正极性的载体通过传送辊54内部的固定磁体单元58的磁力而保持在传送辊54上，使得载体不会供应到第一显影辊48a。
在显影空间区域96a中，保持在第一显影辊48a上的负起电的调色剂受到形成在第一显影辊48a(向其施加了矩形波形的振动电压VDC2+VAC2)和静电潜像区域VL(例如，-80V)之间的振动电场(第二电场)的作用，从而附着到静电潜像区域上。第一电源120和第二电源130构成第一电场形成装置，而第二电源130构成第二电场形成装置。
同样，关于第二显影辊48b，在向传送辊54施加通过将第一交流电压VAC1叠加到-270V的第一直流电压VDC1而获得的矩形波形的振动电压VDC1+VAC1、并进一步向第二显影辊48b施加通过将第三交流电压VAC3叠加到-300V的第三直流电压VDC3而获得的矩形波形的振动电压VDC3+VAC3的情况下，在传送辊54和第二显影辊48b之间形成振动电场(第三电场)。在供应空间区域90b中，起电为负极性的调色剂受到振动电场的作用，从而被从传送辊54电吸引到第二显影辊48b上。此时，起电为正极性的载体通过传送辊54内部的固定磁体单元58的磁力而保持在传送辊54上，使得载体不会供应到第二显影辊48b。
在显影空间区域96b中，保持在第二显影辊48b上的负起电的调色剂受到形成在第二显影辊48b(向其施加了矩形波形的振动电压VDC3+VAC3)和静电潜像区域VL(例如，-80V)之间的振动电场(第四电场)的作用，从而附着到静电潜像区域上。第一电源120和第三电源140构成第三电场形成装置，而第三电源140构成第四电场形成装置。
在显影装置34中，设立第一检测块125，以用于检测在连接到传送辊54的第一电源120中流动的电流。如稍后将描述的，该检测块125在第一电源120内部具有电阻，该电阻位于DC电源121和AC电源122之间，以与DC电源121和AC电源122串联连接，并且该检测块125还具有监视器电压，通过该监视器电压来检测电阻和第一AC电源122之间预定位置处的电压。根据通过监视器电压而检测到的电压，可检测在第一电源120中流动的电流。
检测块125连接到控制单元21，该控制单元21用于综合地控制与成像设备1相关的组件的操作，例如，感光器12、显影辊48a和48b以及传送辊54的旋转驱动；以及起电器26、曝光装置28、显影装置34、转印装置36和电场形成装置110的操作。控制单元21配备有作为电场控制装置的电场控制单元21a，其用于基于由检测块125检测到的在第一电源120中流动的电流来控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作。控制单元21还配备有作为负载电容计算装置的负载电容计算单元21b，其用于基于由第一检测块125检测到的在第一电源120中流动的电流来计算分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域的负载电容。具体地，电场控制单元21a基于由负载电容计算单元21b计算的分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域的负载电容来控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作。控制单元21例如主要由微型计算机组成。
以下，描述分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域的负载电容。
图4是示出了与由传送辊54以及显影辊48a和48b组成的电路等效的电路的视图。在图4中，以下情况被图示为等效电路：向传送辊54施加通过将第一交流电压VAC1叠加到第一直流电压VDC1而获得的振动电压VDC1+VAC1；向第一显影辊48a(其被安排为在显影辊48a和传送辊54之间插入第一供应/回收间隙56a)施加通过将第二交流电压VAC2叠加到第二直流电压VDC2而获得的振动电压VDC2+VAC2；以及向第二显影辊48b(其安排为在显影辊48b和传送辊54之间插入第二供应/回收间隙56b)施加通过将第三交流电压VAC3叠加到第三直流电压VDC3而获得的振动电压VDC3+VAC3的情况。
将由传送辊54以及显影辊48a和48b组成的电路的等效电路图示为以下电路，其中第一电源120、第一电容器C1和第二电源130彼此串联连接，电容器C1由彼此面对从而在其间插入第一供应/回收间隙56a的传送辊54和第一显影辊48a组成；此外，第一电源120、第二电容器C2和第三电源140彼此串联连接，第二电容器C2由彼此面对从而在其间插入第二供应/回收间隙56b的传送辊54和第二显影辊48b组成。
可由以下等式来表示第一电容器C1和第二电容器C2中的每一个的负载电容C：
C＝ε×S/d
其中ε表示第一电容器C1或者C2的介电常数，S表示其面积，而d表示其厚度。在本实施例中，关于第一电容器C1，S表示在第一供应/回收空间区域88a中传送辊54和第一显影辊48a之间相对的面积，而d表示在第一供应/回收空间区域88a中第一供应/回收间隙56a的长度；并且关于第二电容器C2，S表示在第二供应/回收空间区域88b中传送辊54和第二显影辊48b之间相对的面积，而d表示在第二供应/回收空间区域88b中第二供应/回收间隙56b的长度。
如上面等式所示，第一和第二电容器C1和C2的负载电容C分别根据供应/回收间隙56a和56b的长度而改变。当供应/回收间隙56a和56b变大时，负载电容变小。相反，当供应/回收间隙56a和56b变小时，负载电容变大。
因此，上面的分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的负载电容分别意指第一电容器C1和第二电容器C2的负载电容，其分别由传送辊54与显影辊48a和48b构成。当分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的间隙56a和56b变大时，负载电容变小。相反，当间隙56a和56b变小时，负载电容变大。
以下将描述具有这种结构的显影装置34的操作。当成像时，显影辊48a和48b以及传送辊54基于电机的驱动而逆时针旋转。前螺杆72和后螺杆74分别在箭头82和84所表示的方向中旋转。以这种方式，在显影剂搅拌室66中包含的显影剂2当在前室68和后室70之间循环地传送的同时被搅拌。结果，包含在显影剂2中的调色剂6和载体经历摩擦接触，使得其起电为彼此相反的极性。在本实施例中，载体和调色剂分别被起电为正极性和负极性。由于载体的颗粒大于调色剂的颗粒；因此，主要基于两种颗粒之间的电吸引力，起电为负极性的调色剂颗粒附着到起电为正极性的载体颗粒的周围。
在其中显影剂2在前室68中被前螺杆72传送的步骤中，起电的显影剂2被供应到传送辊54。在磁极N4附近，被前螺杆72供应到传送辊54的显影剂2通过磁极N4的磁力而被保持在传送辊54上，具体地，在套筒60的外圆周表面上。保持在套筒60上的显影剂2沿着磁体单元58所形成的磁力线构成磁刷，并基于套筒60的旋转而逆时针传送。至于在调节区域86(其是面对调节板62的空间区域)中保持在磁极S1上的显影剂2，穿过调节间隙64的量被调节板62调节为预定量。已穿过调节间隙64的显影剂被传送到彼此面对的第一显影辊48a和传送辊54之间的空间区域88a中，该区域88a面对磁极N1。
如上所述，在供应/回收空间区域88a内，主要在套筒60旋转方向中的供应/回收空间区域88a上游侧的空间区域90a中，附着在载体上的调色剂6由于在显影辊48a和传送辊54之间形成的电场的存在而被电供应到显影辊48a，从而调色剂6从传送辊54转移到显影辊48a。
在供应空间区域90a中保持在显影辊48a上的调色剂6随着显影辊48a的旋转而被逆时针传送，并然后，在显影空间区域96a中附着到在感光器12的外圆周表面上形成的静电潜像区域。在成像设备1中，起电器26向感光器12的外圆周表面施加负的预定电势VH(例如，-600V)。其上由曝光装置28投影了图像光射线30的静电潜像区域被衰减到预定电势VL(例如，-80V)，而其上没有由曝光装置28投影图像光射线30的无静电潜像区域实质上保持起电电势VH。因此，在显影空间区域96a中，起电为负极性的调色剂6受到形成在感光器12和第一显影辊48a之间的电场的作用，从而附着在静电潜像区域，使得该静电潜像成为作为调色剂图像的可视化图像。
同时，没有被供应以用于显影、而在显影之后残留在显影辊48a上的一小部分调色剂6根据显影辊48a的旋转而被逆时针传送。在供应/回收空间区域88a内，主要在套筒60旋转方向中的该区域88a下游侧的空间区域92a中，该一小部分调色剂6被沿着磁极N1的磁力线而形成的磁刷擦除，从而被回收到传送辊54上。包含了回收到传送辊54上的该一小部分调色剂6的显影剂2通过磁体单元58的磁力来保持，并随着传送辊54的旋转而穿过面对磁极S2的空间区域，以便被传送到彼此面对的第二显影辊48b和传送辊54之间的空间区域88b，该区域88b面对磁极N2。
向供应/回收空间区域88b应用与上述方式实质上相同的方式。具体地，在供应/回收空间区域88b内，主要在套筒60旋转方向中的供应/回收空间区域88b上游侧的空间区域90b中，附着在载体上的调色剂6由于在显影辊48b和传送辊54之间形成的电场的存在而被电传送到显影辊48b，从而调色剂6从传送辊54转移到显影辊48b。
在供应空间区域90b中保持在显影辊48b上的调色剂6随着显影辊48b的旋转而被逆时针传送，并然后，在显影空间区域96b中附着到在感光器12的外圆周表面上形成的静电潜像区域。如上所述，在成像设备1中，起电器26向感光器12的外圆周表面施加负的预定电势VH(例如，-600V)。其上由曝光装置28投影了图像光射线30的静电潜像区域被衰减到预定电压VL(例如，-80V)，而其上没有由曝光装置28投影图像光射线30的无静电潜像区域实质上保持起电电势VH。因此，同样地，在显影空间区域96b中，起电为负极性的调色剂6受到形成在感光器12和显影辊48b之间的电场的作用，从而附着在静电潜像区域。该静电潜像成为作为调色剂图像的可视化图像。
同时，没有被供应以用于显影、而在显影之后残留在显影辊48b上的一小部分调色剂6根据显影辊48b的旋转而被逆时针传送。在供应/回收空间区域88b内，主要在套筒60旋转方向中的该区域88b下游侧的空间区域92b中，该一小部分调色剂6被沿着磁极N2的磁力线而形成的磁刷擦除，从而被回收到传送辊54上。包含了回收到传送辊54上的该一小部分调色剂6的显影剂2通过磁体单元58的磁力来保持。当显影剂2随着传送辊54的旋转而穿过面对磁极S3的空间区域以到达释放区域94(其是由彼此面对的磁极N3和N4形成的空间区域)时，显影剂2通过由磁极N3和N4形成的排斥磁场而从传送辊54的外圆周表面被释放到前室68中，以便合并入正在前室68中传送的显影剂2中。
以下将描述构成显影剂2的调色剂和载体的具体材料、以及在显影剂2中包含的其他颗粒的材料。
调色剂可以是已经在成像设备中传统使用的已知调色剂。调色剂颗粒的直径例如是大约3到15μm。调色剂可以是将着色剂合并到粘结剂树脂中的调色剂、包含电荷控制媒介或者脱模媒介的调色剂、或者具有用于保持添加剂的表面的调色剂。可以通过例如研磨法、乳液聚合法、或悬浮聚合法或任何其他已知的方法来生产调色剂。
载体可以是已经传统且普遍使用的已知载体。载体可以是粘结剂类型或者包覆类型。载体颗粒的直径(其并无限制)优选是大约15到100μm。
粘结剂类型的载体是将磁性材料微粒分散在粘结剂树脂中的载体，并且可以是具有包含微粒的表面或者具有可充电为正极性或者负极性覆层的载体。粘结剂类型的载体的极性及其其他起电属性可以由粘结剂树脂的材料、可充电微粒或者表面涂层的种类来控制。
用于该粘结剂类型载体的粘结剂树脂的示例包括乙烯基树脂(其典型实例是聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、尼龙树脂、聚烯烃树脂及其他热塑性树脂)；以及酚醛树脂及其他热固性树脂。
粘结剂类型载体的磁性材料微粒可以是磁铁矿颗粒、例如伽马(gamma)氧化铁颗粒的尖晶石砖颗粒、包含一个或更多除铁以外的金属(例如，锰、镍、镁和铜)的尖晶石砖颗粒、钡铁氧体颗粒、其他磁铅石类型的铁氧体颗粒、或者具有包含氧化铁的表面的铁或者合金颗粒。载体可以具有粒状形式、球状形式、指针形式或者任何其他的形式。当需要非常高的磁化强度时，优选地使用基于铁的铁磁微粒。考虑到化学稳定性，优选地使用由磁铁矿构成的铁磁微粒、包含伽马氧化铁的尖晶石砖、钡铁氧体或者任何其他磁铅石类型的铁氧体。通过选择铁磁微粒的种类或者其适当的百分比含量，可获得具有期望磁化强度的磁性树脂载体。适于按照50到90％的重量比例来向磁性树脂载体中添加磁性材料微粒。
粘结剂类型载体的表面涂层的材料可以是有机硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、含氟树脂等。当载体表面涂有该树脂并然后固化该树脂以形成涂层时，可增加该载体的电荷供给能力。
可充电微粒或导电微粒在粘结剂类型载体表面的固定或者结合可如下实现，例如，通过将作为粘结剂类型载体的磁性树脂载体与微粒混合为均质状态以使微粒粘附到磁性树脂载体的表面，并然后向其给予机械或者热压力，由此使微粒渗入磁性树脂载体。在这种情况下，该固定不是按照微粒完全嵌入磁性树脂载体的这种方式而实现，而是按照微粒从磁性树脂载体表面部分突出的这种方式而实现。可充电微粒可由有机或者无机绝缘材料制造。有机绝缘材料的具体示例包括聚苯乙烯、基于苯乙烯的共聚物、丙烯酸树脂、多种丙烯酸系共聚物、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、和含氟树脂的微粒；以及其交联材料。可通过可充电微粒的材料、用于生产该颗粒的聚合催化剂、施加到该颗粒的表面处理等来调整电荷供给能力和起电极性。无机绝缘材料的具体示例包括硅石、二氧化钛及其他可充电为负极性的无机材料；以及钛酸锶、矾土、及其他可充电为正极性的无机材料。
包覆型载体是由磁性材料制成的载体芯粒被树脂包覆的载体。按照与粘结剂类型载体中相同的方式，可被充电为正极性或负极性的可充电微粒能够被固定或结合到载体表面。包覆型载体的极性及其其他起电属性可以通过表面涂层或者可充电微粒的种类来控制。涂层树脂可以与粘结剂类型载体的粘结剂树脂一样。
充分调整调色剂和载体之间的混合比率以供给调色剂的期望电荷量。调色剂在调色剂和载体的总和中的重量比例优选地为3到50％，更优选地其重量比例为6到30％。
在调色剂中使用的粘结剂树脂没有限制，并且其示例包括基于苯乙烯的树脂(包含苯乙烯或者取代苯乙烯化合物的均聚物或者共聚物)、聚酯树脂、环氧树脂、氯乙烯树脂、酚醛树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、以及以任何比率混合这些树脂中的两个或更多的任何树脂。该粘结剂树脂优选地具有大约80到160℃的软化温度、和大约50到75℃的玻璃态转化温度。
用于调色剂的着色剂可以是已知的材料，例如炭黑、苯胺黑、活性碳、磁铁矿、汽油黄、永固黄、萘酚黄、酞菁蓝、不退色天蓝、群青蓝、玫瑰红或者胭脂红。通常，100重量比份的粘合剂树脂中，着色剂的添加量优选地为从2到20重量比份。
用于调色剂的电荷控制媒介可以是传统上已经用作电荷控制媒介的材料。用于起电为正极性的调色剂的具体示例包括水性苯胺黑染料、基于季铵盐的化合物、基于三苯甲烷的化合物、基于咪唑的化合物和聚胺树脂。用于起电为负极性的调色剂的具体示例包括含有例如铬、钴、铝或者铁的金属的偶氮染料、水杨酸金属化合物、烷基水杨酸金属化合物和杯芳烃化合物。优选地以100重量比份粘合剂树脂中含0.1到10重量比份来使用电荷控制媒介。
用于调色剂的脱模媒介可以是传统上已经用作脱模媒介的材料。脱模媒介的示例包括聚乙烯、聚丙烯、巴西棕榈蜡、沙索蜡和彼此适当化合的两个或更多所述材料的任何化合物。优选地以100重量比份的粘合剂树脂中含有0.1到10重量比份来使用脱模媒介。
另外，可向调色剂添加用于提高显影剂流动性的流化剂。该流化剂可以是例如由硅石构成的无机颗粒、二氧化钛或者氧化铝。该流化剂特别优选地为具有硅烷偶联剂、钛偶联剂、硅油等等的疏水性材料。该流化剂优选地以100重量比份的调色剂中含有0.1到5的重量比份来添加。这些添加剂的数量平均初级粒径优选地为从9到100nm。
在同样采用混合显影方式的、具有上述结构的显影装置34中，在分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的供应/回收空间区域88a和88b的供应/回收间隙56a和56b的长度发生变化的情况下，如上所述，可能产生由供应/回收空间区域88a和88b中的间隙变化而引起的图像记忆或者泄漏。然而，在根据本实施例的显影装置34中，检测在第一电源120中流动的电流。基于检测到的在第一电源120中流动的电流，控制在传送辊54与显影辊48a和48b之间形成预定电场的第一、第二和第三电源120、130和140的操作。具体地，基于检测到的在第一电化学设备120中流动的电流，计算分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的负载电容。基于计算的空间区域88a和88b的负载电容，控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作。以这种方式，避免了上述问题。
以下将描述用于检测在第一电源120中流动的电流的方法、用于计算分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的负载电容的方法和在根据本实施例的显影装置34中第一、第二和第三电源120、130和140的操作的控制。
如图2所图示，在成像设备1中，感光器12连接到地116。在显影装置34中，传送辊54通过由第一DC电源121和第一AC电源122组成的第一电源120连接到地116。第一显影辊48a通过由第二DC电源131和第二AC电源132组成的第二电源130连接到地116。第二显影辊48b通过由第三DC电源141和第三AC电源142组成的第三电源140连接到地116。
如图4所图示，由传送辊54以及显影辊48a和48b组成的电路的等效电路表示为如下电路：电路，其中第一电源120、第一电容器C1和第二电源130彼此串联连接；该第一电容器C1由彼此面对以在其间插入第一供应/回收间隙56a的传送辊54和第一显影辊48a组成；并此外，第一电源120、第二电容器C2和第三电源140彼此串联连接；该第二电容器C2由彼此面对以在其间插入第二供应/回收间隙56b的传送辊54和第二显影辊48b组成。
首先，下面描述用于检测在第一电源120中流动的电流的方法。
图5是用以描述用于借助于检测块来检测在第一电源中流动的电流的方法的视图。在图5中示出了由图4所图示的第一电源120、第一电容器C1和第二电源130组成的电路。图6是示出了检测块的监视器电压的检测值的曲线图。图6示出了用于检测在第一电源120中流动的电流的检测块125的监视器电压的检测值。
如图5所图示，检测块125在第一电源120内具有电阻R1，该电阻R1位于第一DC电源121和第一AC电源122之间，以便与第一DC电源121和第一AC电源122串联连接，并且该检测块125还具有监视器电压125a，通过该监视器电压125a来检测电阻R1和第一AC电源122之间预定位置P1处的电压。根据通过监视器电压125a而检测到的电压，可检测在第一电源120中流动的电流。
具体地，在图5所图示电路中，通过监视器电压125a而检测到的电压(即，在位置P1处检测到的电压)表示为相对于位置P2处的电压VDC1的中心具有幅度Vp-p的电压波形，如图6所图示。当电流I1在图5中的实线箭头所表示的方向中流动时，以下电压被检测为监视器电压125a：由[VDC1+(R1×I1)]表示的电压，其高于位置P2处的电压VDC1。当电流I2在图5中的虚线箭头所表示的方向中流动时，以下电压被检测为监视器电压125a：由[VDC1-(R1×I2)]表示的电压，其低于位置P2处的电压VDC1。可根据通过监视器电压125a而检测的电压和电阻R来检测在第一电源120中流动的电流。以这种方式，检测块125可根据通过监视器电压125a而检测的电压来检测在第一电源120中流动的电流。由第一电源120、第一电容器C1和第二电源130组成的电路描述在图5中；然而，检测块125也可在图4所示电路中根据通过监视器电压125a而检测的电压来检测在第一电源120中流动的电流。
其次，描述用于计算分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的负载电容的方法。
为了计算分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的负载电容，基于检测块125所检测的电流，已经根据此电流和检测块125中的电阻R来检测检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压，并然后研究如下内容：分别形成在传送辊54与显影辊48a和48b之间的空间区域88a和88b的负载电容与检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压的幅度之间的关系。
在本实施例中，检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压的幅度等于通过监视器电压125a而检测的电压的幅度；因此，研究如下内容：供应/回收空间区域88a和88b的负载电容与通过检测块125的监视器电压125a而检测的电压的幅度之间的关系。
具体地，如图5所图示，模拟具有预定负载电容的供应/回收空间区域88a的电容器C1已经连接在第一和第二电源120和130之间，已经分别向第一和第二电源120和130施加预定电压，以在电容器C1的两端产生预定电压，并然后研究如下内容：电容器C1的负载电容与检测块125的监视器电压125a的幅度Vp-p之间的关系。模拟供应/回收空间区域88b的电容器C2的负载电容与检测块125的监视器电压的幅度Vp-p之间的关系同样与电容器C1的负载电容与检测块125的监视器电压的幅度Vp-p之间的关系一样。
已经将分别具有负载电容50pF、100pF和200pF的电容器中的每一个用作电容器C1。至于每个电容器，已操作第一和第二电源120和130，以将施加到电容器C1两端之间的电压的幅度Vp-p分别设置为1400V、1700V、2000V和2300V。以这种方式，已研究了上述关系。
当在将分别具有负载电容50pF、100pF和200pF的电容器中的每一个用作电容器C1的情况下，施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p分别为1400V、1700V、2000V和2300V时，通过检测块125的监视器电压125a而检测到的电压的幅度Vp-p值在下面表1中示出。
表1
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如表1所示，当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为1400V、并且电容器C1的负载电容为50pF时，监视器电压的幅度Vp-p为15V。当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为1400V、并且电容器C1的负载电容分别为100pF和200pF时，监视器电压的幅度Vp-p分别为30V和60V。
当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为1700V、并且电容器C1的负载电容分别为50pF、100pF和200pF时，监视器电压的幅度Vp-p分别为20V、40V和80V。当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为2000V、并且电容器C1的负载电容分别为50pF、100pF和200pF时，监视器电压的幅度Vp-p分别为25V、50V和100V。当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为2300V、并且电容器C1的负载电容分别为50pF、100pF和200pF时，监视器电压的幅度Vp-p分别为30V、60V和120V。
图7是示出了电容器的负载电容C1与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系的曲线图，并示出了在施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p分别为1400V、1700V、2000V和2300V的情况下，电容器C1的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系。在图7中，曲线图的横轴表示电容器C1的负载电容，而其纵轴表示监视器电压的幅度Vp-p。在图7中，分别用◇、□、△和○表示其中施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p分别为1400V、1700V、2000V和2300V的情况。
在施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为1400V的情况下，当电容器C1的负载电容分别为50pF、100pF和200pF时，监视器电压的幅度Vp-p分别为15V、30V和60V。电容器C1的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p具有成比率的关系。如图7中的实线所表示的，当电容器C1的负载电容变大时，监视器电压的幅度Vp-p变大。可以理解，电容器C1的负载电容与通过监视器电压125a而检测到的电压的幅度Vp-p之间的关系由以下关系表达式(1)来表示：
(通过监视器电压而检测到的电压的幅度)＝(电容器的负载电容)×0.3(1)
同样，当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p分别为1700V、2000V和2300V时，电容器C1的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p也具有成比率的关系。如图7中的虚线、交替的长短划线、以及交替的一长两短划线分别所表示的，当电容器C1的负载电容变大时，监视器电压的幅度Vp-p变大。可以理解，当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为1700V时，电容器C1的负载电容与通过监视器电压125a而检测到的电压的幅度Vp-p之间的关系由以下关系表达式(2)来表示：
(通过监视器电压而检测到的电压的幅度)＝(电容器的负载电容)×0.4(2)
当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为2000V时，该关系由以下关系表达式(3)来表示：
(通过监视器电压而检测到的电压的幅度)＝(电容器的负载电容)×0.5(3)以及
当施加到电容器C1两端之间的电压幅度Vp-p为2300V时，该关系由以下关系表达式(4)表示：
(通过监视器电压而检测到的电压的幅度)＝(电容器的负载电容)×0.6(4)
根据这些结果，可以理解，关于由传送辊54以及显影辊48a和48b组成的电路(其由图4所图示的等效电路来表示)，在电容器C1和C2的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系根据监视器电压的幅度Vp-p用关系表达式(1)到(4)来表示。电容器C1和C2分别模拟供应/回收空间区域88a和88b，并且可以理解，当施加到所述区域88a和88b的电压的幅度Vp-p中的每一个分别为1400V、1700V、2000V和2300V时，供应/回收空间区域88a和88b的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系分别用关系表达式(1)到(4)来表示。
因此，在显影装置34中，例如，在不成像时，通过向传送辊54以及显影辊48a和48b分别施加预定电压、从而在供应/回收空间区域88a和88b中形成预定电场，借助于检测块125来检测在第一电源120中流动的电流，在所述预定电场中，将施加到所述区域88a和88b的电压的幅度Vp-p中的每一个设置为1400V、1700V、2000V和2300V中的任意一个。此外，通过向传送辊54以及显影辊48a和48b分别施加预定电压、从而在区域88a和88b中形成预定电场，借助于检测块125来检测在第一电源120中流动的电流，在所述预定电场中，将施加到所述区域88a和88b的电压的幅度Vp-p中的每一个设置为1400V、1700V、2000V和2300V中的任意一个，该预定电场不同于上述的预定电场。进一步，基于每个由检测块125检测的在第一电源120中流动的电流，检测检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压。基于与施加到区域88a和88b两端之间的电压的幅度Vp-p对应的区域88a和88b的负载电容与检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压的幅度之间的关系(具体地，与施加到区域88a和88b两端之间的电压的幅度Vp-p对应的供应/回收空间区域88a和88b的负载电容与本实施例中的监视器电压的幅度Vp-p之间的关系)，可计算区域88a和88b中每一个的负载电容。
具体描述供应/回收空间区域88a和88b的负载电容的计算。
例如，当不成像时，控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作，以将施加到供应/回收空间区域88a两端之间的电压幅度Vp-p设置为1400V、并且将施加到供应/回收空间区域88b两端之间的电压幅度Vp-p设置为2300V。此时，检测块125检测监视器电压的幅度。当检测到的监视器电压的幅度Vp-p是60V时，基于上述关系表达式(1)和(4)来满足以下关系表达式(5)：
60＝(供应/回收空间区域88a的负载电容)×0.3+(供应/回收空间区域88b的负载电容)×0.6            (5)
接下来，控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作，以将施加到供应/回收空间区域88a两端之间的电压幅度Vp-p设置为1700V、并且将施加到供应/回收空间区域88b两端之间的电压幅度Vp-p设置为2000V。此时，检测块125检测监视器电压的幅度。当检测到的监视器电压的幅度Vp-p是70V时，基于上述关系表达式(2)和(3)来满足以下关系表达式(6)：
70＝(供应/回收空间区域88a的负载电容)×0.4+(供应/回收空间区域88b的负载电容)×0.5            (6)
因此，根据这两个关系表达式(5)和(6)，计算出供应/回收空间区域88a和88b的负载电容分别为133pF和33pF。满足关系表达式(5)和(6)的原因在于检测到的监视器电压等于在电容器C1中流动的电流和在第二电容器C2中流动的电流之和的监视器电压。
通过事先计算与分别施加到供应/回收空间区域88a和88b两端之间的电压的幅度Vp-p对应的所述区域88a和88b的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系，基于当在区域88a和88b中分别形成预定电场时检测块125所检测到的在第一电源120中流动的电流、和当在区域88a和88b中分别形成不同于上述预定电场的预定电场时检测块125所检测到的在第一电源120中流动的电流，检测检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压。基于检测到的检测块125中的电阻R的前端和后端之间的电压的幅度Vp-p(基于本实施例中的检测到的监视器电压的幅度)，可根据与施加到区域88a和88b两端之间的电压的幅度Vp-p对应的区域88a和88b的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系，计算供应/回收空间区域88a和88b的负载电容中的每一个。
预先在控制单元21中存储与施加到供应/回收空间区域88a和88b两端之间的电压的幅度Vp-p对应的所述区域88a和88b的负载电容与监视器电压的幅度Vp-p之间的关系。例如，当不成像时，每当预定数量的纸张经历成像步骤之后，控制单元21在电场控制单元21a中控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作，从而在供应/回收空间区域88a和88b中形成预定电场，并进一步在区域88a和88b中形成不同于上述预定电场的预定电场。控制单元21在负载电容计算单元21b中基于当在区域88a和88b中形成预定电场时通过检测块125的监视器电压125a而检测到的电压幅度Vp-p、和当在区域88a和88b中形成不同于上述预定电场的预定电场时通过检测块125的监视器电压125a而检测到的电压幅度Vp-p，分别计算供应/回收空间区域88a和88b的负载电容。
当成像时，控制单元21也在电场控制单元21a中控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作，以分别将供应/回收空间区域88a和88b的负载电容设置为预定值。例如，当不成像时，控制单元21基于通过检测块12的监视器电压125a而检测到的电压幅度Vp-p来计算区域88a和88b的负载电容。然后，电场控制单元21a判断区域88a和88b的负载电容是否处于相对于该预定值的预先设置的给定范围内。当判定区域88a和88b的负载电容不处于预先设置的给定范围内时，可使得第一、第二和第三电源120、130和140的操作经历反馈控制。
在判定供应/回收空间区域88a和88b的负载电容不处于相对于该预定值的预先设置的给定范围内的情况下，当控制单元21判定区域88a和88b的负载电容大于该预定值时，控制单元21控制第一、第二和第三电源120、130和140，以使得分别施加到区域88a和88b以用于在传送辊54以及显影辊48a和48b之间形成预定电场的电压幅度Vp-p变小。以这种方式，在显影装置34中，区域88a和88b的负载电容可能从相对于该预先设置的预定值的给定范围向上变得更大，使得区域88a和88b的供应/回收间隙56a和56b变小。在间隙56a和56b变小的情况下，可抑制传送辊54与显影辊48a和48b之间泄漏的产生。
另一方面，在判定供应/回收空间区域88a和88b的负载电容不处于相对于该预定值的预先设置的给定范围内的情况下，当控制单元21判定区域88a和88b的负载电容小于该预定值时，控制单元21控制第一、第二和第三电源120、130和140，以使得分别施加到区域88a和88b以用于在传送辊54与显影辊48a和48b之间形成预定电场的电压幅度Vp-p变大。以这种方式，在显影装置34中，区域88a和88b的负载电容可能从相对于该预先设置的预定值的给定范围向下变得更大，使得区域88a和88b的供应/回收间隙56a和56b变大。在间隙56a和56b变大的情况下，可提高从传送辊54向显影辊48a和48b转移调色剂的调色剂回收性能，从而可以抑制图像记忆的产生。
如上所述，在其中在根据本实施例的显影装置34中、供应/回收空间区域88a和88b的负载电容不处于相对于该预先设置的预定值的给定范围内的情况下，使得第一、第二和第三电源120、130和140的操作经历反馈控制。因此，即使当分别在传送辊54与显影辊48a和48b之间形成的供应/回收空间区域88a和88b的供应/回收间隙56a和56b的长度发生变化时，也可能抑制由传送辊54与显影辊48a和48b之间的间隙长度变化所引起的图像记忆或泄漏。结果，可实现稳定的显影。
如上所述，在本实施例中，基于检测块125所检测到的在第一电源120中流动的电流，来控制第一、第二和第三电源120、130和140用于在传送辊54与显影辊48a和48b之间形成预定电场的操作。以这种方式，根据在第一电源120中流动的电流，检测在传送辊54与显影辊48a和48b之间形成的区域88a和88b的间隙56a和56b的长度变化。检测间隙56a和56b的间隙长度变化使得可能基于该间隙长度变化来控制在传送辊54与显影辊48a和48b之间形成预定电场的第一、第二和第三电源120、130和140的操作。因此，可抑制由间隙长度变化所引起的图像记忆或泄漏，使得可实现稳定的显影。
具体地，基于当分别在供应/回收空间区域88a和88b中形成预定电场时检测到的在第一电源120中流动的电流、和当分别在供应/回收空间区域88a和88b中形成不同于上述预定电场的预定电场时检测到的在第一电源120中流动的电流，控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作。根据这种方式，根据在第一电源120中流动的电流来检测供应/回收空间区域88a和88b的间隙56a和56b中每一个的长度变化。间隙56a和56b的长度变化的检测使得可能基于该间隙长度变化来控制第一、第二和第三电源120、130和140的操作。因此，可能抑制由区域88a和88b中的间隙长度变化所引起的图像记忆或泄漏。结果，可实现稳定的显影。
在本实施例中，已经将以下情况给出为示例：其中从电源120向传送辊54施加通过将交流电压VAC1叠加到直流电压VDC1而获得的振动电压VDC1+VAC1、并且分别从电源130和140向显影辊48a和48b施加通过分别将交流电压VAC2和VAC3叠加到直流电压VDC2和VDC3而获得的振动电压VDC2+VAC2和VDC3+VAC3的情况。然而，本发明中可允许的情况不限于此。当可能在供应/回收空间区域88a和88b中从传送辊54向显影辊48a和48b供应调色剂6、进行显影并且随后将残留在显影辊48a和48b上的一小部分调色剂回收到传送辊54上时，以下情况是可允许的：其中从电源120向传送辊54施加直流电压和振动电压中的任意一个、并且从电源130和140向显影辊48a和48b施加振动电压的情况。同样，在其中向传送辊54施加直流电压和振动电压中的任意一个的这种情况下，通过基于在第一电源120中流动的电流来计算区域88a和88b的负载电容、并然后基于计算的区域88a和88b的负载电容来控制电源120、130和140的操作，可抑制由供应/回收空间区域88a和88b中的间隙长度变化所引起的图像记忆或泄漏。因此，可实现稳定的显影。
如上所述，本发明不限于作为示例而给出的实施例。毋庸置疑，可将所述实施例修改为多种形式或者在设计上进行改变，只要修改或改变的实施例不脱离本发明的主题。

Claims (8)

1.一种显影装置，包括：
显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；
调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件并面对静电潜像承载元件，从而传送调色剂；
第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到调色剂传送元件的用于调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间形成预定电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到调色剂传送元件；和
第二电场形成装置，其包括连接到调色剂传送元件的调色剂传送元件电源，在调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成预定电场，并且将在调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像上；
该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将残留在调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，
该显影装置进一步包括：
检测块，其检测在显影剂传送元件电源中流动的电流；和
电场控制装置，其基于在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作，该电流由该检测块来检测。
2.根据权利要求1所述的显影装置，进一步包括负载电容计算装置，其基于在显影剂传送元件电源中流动的电流来计算形成在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间的空间区域的负载电容，该电流由该检测块来检测，其中
该电场控制装置基于由负载电容计算装置计算的形成在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间的空间区域的负载电容，来控制第一电场形成装置的操作。
3.一种显影装置，包括：
显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；
第一调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第一调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第一空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第一调色剂传送元件和承载元件之间插入第二空间区域，从而传送调色剂；
第二调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第二调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第三空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第二调色剂传送元件和承载元件之间插入第四空间区域，从而传送调色剂；
第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到第一调色剂传送元件的用于第一调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第一调色剂传送元件之间形成第一电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第一调色剂传送元件；
第二电场形成装置，其包括连接到第一调色剂传送元件的第一调色剂传送元件电源，在第一调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第二电场，并且将在第一调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；
第三电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的显影剂传送元件电源和连接到第二调色剂传送元件的用于第二调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第二调色剂传送元件之间形成第三电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第二调色剂传送元件；和
第四电场形成装置，其包括连接到第二调色剂传送元件的第二调色剂传送元件电源，在第二调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第四电场，并且将在第二调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；
该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将分别残留在第一和第二调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，
该显影装置进一步包括：
检测块，其检测在显影剂传送元件电源中流动的电流；和
电场控制装置，其基于由该检测块在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下而检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流、和由该检测块在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下而检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作和第三电场形成装置的操作中的每一个。
4.根据权利要求3所述的显影装置，进一步包括负载电容计算装置，其基于由该检测块在分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流、和由该检测块在分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流，来计算第一和第三空间区域中每一个的负载电容，其中，
该电场控制装置基于第一和第三空间区域的负载电容来控制第一电场形成装置的操作和第三电场形成装置的操作中的每一个，该负载电容由负载电容计算装置来计算。
5.一种用于控制显影装置的方法，该显影装置包括：
显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；
调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件并面对静电潜像承载元件，从而传送调色剂；
第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到调色剂传送元件的用于调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间形成预定电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到调色剂传送元件；和
第二电场形成装置，其包括连接到调色剂传送元件的调色剂传送元件电源，在调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成预定电场，并且将在调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；
该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将残留在调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，
该方法包括以下步骤：检测在显影剂传送元件电源中流动的电流，并然后基于所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流来控制第一电场形成装置的操作。
6.根据权利要求5所述的显影装置控制方法，其中，基于所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流来计算形成在显影剂传送元件和调色剂传送元件之间的空间区域的负载电容，并且基于所计算的该空间区域的负载电容来控制第一电场形成装置的操作。
7.一种用于控制显影装置的方法，该显影装置包括：
显影剂传送元件，其能旋转地驱动，并且当该元件在其外圆周表面上保持包含调色剂和载体的显影剂的同时，传送该显影剂；
第一调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第一调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第一空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第一调色剂传送元件和承载元件之间插入第二空间区域，从而传送调色剂；
第二调色剂传送元件，其能旋转地驱动，并且面对显影剂传送元件，以在第二调色剂传送元件和显影剂传送元件之间插入第三空间区域，并且其面对静电潜像承载元件，以在第二调色剂传送元件和承载元件之间插入第四空间区域，从而传送调色剂；
第一电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的用于显影剂传送元件的电源、和连接到第一调色剂传送元件的用于第一调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第一调色剂传送元件之间形成第一电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第一调色剂传送元件；
第二电场形成装置，其包括连接到第一调色剂传送元件的第一调色剂传送元件电源，在第一调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第二电场，并且将在第一调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像上；
第三电场形成装置，其包括连接到显影剂传送元件的显影剂传送元件电源和连接到第二调色剂传送元件的用于第二调色剂传送元件的电源，在显影剂传送元件和第二调色剂传送元件之间形成第三电场，并且将在显影剂传送元件上保持的显影剂中的调色剂转移到第二调色剂传送元件；和
第四电场形成装置，其包括连接到第二调色剂传送元件的第二调色剂传送元件电源，在第二调色剂传送元件和静电潜像承载元件之间形成第四电场，并且将在第二调色剂传送元件上保持的调色剂转移到静电潜像承载元件上的静电潜像；
该显影剂用于显影静电潜像承载元件上的静电潜像，并且在显影之后，将分别残留在第一和第二调色剂传送元件上的一小部分调色剂回收到显影剂传送元件，
该方法包括以下步骤：在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下检测在显影剂传送元件电源中流动的电流，和在第一和第三电场形成装置分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下检测在显影剂传送元件电源中流动的电流，并然后基于分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流、和分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流，来控制第一电场形成装置的操作和第三电场形成装置的操作中的每一个。
8.根据权利要求7所述的显影装置控制方法，其中基于分别在第一和第三空间区域中形成预定电场的情况下所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流、和分别在第一和第三空间区域中形成不同于所述预定电场的预定电场的情况下所检测的在显影剂传送元件电源中流动的电流，来计算第一和第三空间区域中每一个的负载电容，并然后基于所计算的第一和第三空间区域的负载电容来控制第一电场形成装置的操作和第三电场形成装置的操作中的每一个。
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