CN103676519B - 显影装置和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双组分显影剂、显影装置和图像形成设备。双组分显影剂包括色调剂和磁性载体。在包括圆筒状显影剂输送构件的显影装置中使用该双组分显影剂，该显影剂输送构件被布置成与旋转的潜像载体分离开125μm至250μm。该显影剂输送构件旋转，使得其接近所述潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反。该双组分显影剂由所述显影装置的显影剂输送构件在形成磁刷的状态下承载和输送。该双组分显影剂在满足以下条件的情况下被使用：所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域的区域宽度在从1.0mm到2.25mm的范围内；以及所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域处的显影剂密度在从0.75×10^－6到1.50×10^－6g/m³的范围内。

Description

显影装置和图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种双组分显影剂、显影装置和图像形成设备。

背景技术

采用诸如静电记录系统或电子照相系统之类的图像记录系统的图像形成设备(诸如打印机、复印机和传真机)包括显影装置，该显影装置利用显影剂使形成在旋转的潜像载体(诸如感光体)上的静电潜像显影。

在这种显影装置当中，存在一种使用所谓的接触式对置显影系统的显影装置。这种显影装置使用包括色调剂和磁性载体的双组分显影剂并按如下方式进行显影。双组分显影剂在形成磁刷的状态下由圆筒状显影剂输送构件保持，被一直输送至面对潜像载体的显影区域，并在与该显影区域接触的状态下经过该显影区域。显影剂输送构件旋转，使其接近潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反。作为包括这种使用对置显影系统的显影装置的图像形成设备，例如已知如下图像形成设备。

为了防止由于端部密度降低使图像发生不均匀和在对置显影系统中往往会出现的模糊，主要将注意力集中在色调剂相对于感光体的附着力，一种这样的图像形成设备具有在有机感光体的表面处包括表面层(该表面层包括特定的有机颗粒)的结构或向有机感光体的表面供应表面能量降低剂的结构(参见日本特开2006-178410号公报(专利文献1))。为了防止倾向于在对置显影系统中发生的色调剂飞散或模糊，并且为了防止由于端部密度降低而使图像发生不均匀，另一种这样的图像形成设备具有在有机感光体的表面处包括表面层的结构，该表面层包括特定的金属氧化物颗粒(参见日本特开2006-178412号公报(专利文献2))。

专利文献1和专利文献2例如讨论了在显影装置中的显影套筒和有机感光体之间的显影间隙在从0.2mm到0.6mm的范围内以及显影套筒的周向速度和感光体的周向速度之比在从1.2到3.0的范围内。

发明内容

因而，本发明的目的是提供一种双组分显影剂、显影装置和图像形成设备，从而使得无需使用新的特定材料就可以抑制在使用双组分显影剂的接触式对置显影系统中发生的图像后端部密度增加。

根据本发明的第一方面，提供了一种双组分显影剂，该双组分显影剂包括色调剂和磁性载体。在包括圆筒状显影剂输送构件的显影装置中使用所述双组分显影剂，该显影剂输送构件被布置成与旋转的潜像载体分离开125μm至250μm。所述显影剂输送构件旋转，使得其接近所述潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反。所述双组分显影剂由所述显影装置的显影剂输送构件在形成磁刷的状态下承载和输送。所述双组分显影剂在满足以下条件的情况下被使用：所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域的区域宽度在从1.0mm到2.25mm的范围内；以及所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域处的显影剂密度在从0.75×10－6到1.50×10－6g/m³的范围内。

根据本发明的第二方面，提供了一种显影装置，该显影装置包括：圆筒状显影剂输送构件，该显影剂输送构件旋转，使得其接近旋转的潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反。所述显影剂输送构件以形成磁刷的状态承载并输送双组分显影剂，所述双组分显影剂包括色调剂和磁性载体。所述显影装置在如下状态下使用：所述显影剂输送构件和所述潜像载体之间的距离在从125μm至250μm的范围内，所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域的区域宽度在从1.0mm到2.25mm的范围内，并且所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域处的显影剂密度在从0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内。

根据本发明的第三方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括旋转的潜像载体和显影装置。该显影装置包括圆筒状显影剂输送构件，该显影剂输送构件旋转，使得其接近所述潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反，所述显影剂输送构件以形成磁刷的状态承载并输送双组分显影剂，所述双组分显影剂包括色调剂和磁性载体。所述显影剂输送构件和所述潜像载体之间的距离在从125μm至250μm的范围内。所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域的区域宽度在从1.0mm到2.25mm的范围内。所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域处的显影剂密度在从0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内。

根据第一方面的双组分显影剂、第二方面的显影装置和第三方面的图像形成设备，可以不使用新的特殊材料而抑制在使用接触式双组分显影剂的接触式对置显影系统中发生的图像后端部的密度增加。

附图说明

将基于附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1示出了使用根据示例性实施方式的显影装置的图像形成设备的主要部分；

图2是在图1所示的图像形成设备中使用的显影装置的示意性剖视图；

图3示出了在图2所示的显影装置中的显影辊的磁辊的磁极和磁通密度分布；

图4以放大形式示出了图2所示的显影装置的特征要素(例如接触区域的间隙和宽度)；

图5是检查图像后端增强发生状态的测试结果的表；

图6A和图6B均示出了感光鼓和显影辊之间的间隔(DRS)的大小与边缘电场的状态之间的关系；

图7是示出了当间隔(DRS)改变时边缘电场的测量结果的曲线图；

图8是示出了接触区域处的显影剂密度和显影色调剂的量之间的关系的曲线图；

图9是示出了感光鼓和显影辊之间的相对速度与后端增强发生状态之间的关系的曲线图；

图10是示出了感光鼓的水滴接触角与后端增强发生状态之间的关系的曲线图；以及

图11以放大形式示出了在接触式对置显影系统中发生的图像后端密度增大的状态。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式。

[示例性实施方式]

图1和图2均示出了采用根据示例性实施方式的显影装置5的图像形成设备1。图1示意性地示出了图像形成设备1。图2示意性地示出了显影装置5。

如图1所示，图像形成设备1包括布置在壳体2(例如由支撑构件和外部构件形成)的内部空间中的图像形成装置10、片材供送装置30和定影装置40。图像形成装置10使用显影剂形成色调剂图像，并将色调剂图像转印到片材9。片材供送装置30容纳待供应到图像形成装置10的片材9，并将片材9送出。定影装置40将在图像形成装置10处转印到片材9的色调剂图像定影。图1中的点划线表示主片材输送路径，片材9在壳体2中沿着该主片材输送路径输送。

图像形成装置10通过使用例如公知的电子照相系统形成。图像形成装置10主要包括感光鼓11、充电装置12、曝光装置13、显影装置5、转印装置15和清洁装置16。感光鼓11在箭头A的方向(即，图1中的顺时针方向)上被驱动旋转。充电装置12将感光鼓11的周面充电至所需电势。曝光装置13利用基于图像信息(信号)的光照射感光鼓11的带电周面，并形成具有电势差的静电潜像。显影装置5通过利用双组分显影剂8使静电潜像显影而将静电潜像形成为色调剂图像。转印装置15将色调剂图像转印到片材9上。清洁装置16将例如转印之后感光鼓11的周面上的残余色调剂清除，从而清洁感光鼓11的周面。

感光鼓11例如是这样一种感光鼓，其包括感光层(例如由有机感光材料形成)，该感光层沿着连接至地的圆筒状导电基体的外周面设置。充电装置12是接触式或非接触式充电装置。作为曝光装置13，使用其中半导体层和各种光学元件相组合的激光束扫描装置或其中发光二极管(LED)和各种光学元件相组合的发光二极管(LED)阵列。使用图像处理装置(未示出)对图像信息执行所需的处理操作而获得图像信号，曝光装置13利用基于该图像信号的光照射感光鼓11。从连接至图像形成设备1或设置在该图像形成设备1处的图像生成源(诸如原稿读取装置、外部连接装置或存储介质读取装置)输入该图像信息。

显影装置5是使用含有非磁性色调剂和磁性载体(颗粒)的双组分显影剂8的显影装置。如例如在图2中所示，显影装置5包括使用所谓的接触式对置显影系统的显影辊51。在接触式对置显影系统中，显影辊51通过运载呈磁刷形式的双组分显影剂8并使其与感光鼓11的周面(即感光鼓11的形成有静电潜像的部分)接触来进行显影。显影辊51旋转，使得显影辊51的接近感光鼓11的那一部分的运动方向与感光鼓11的运动方向相反(即箭头B的方向)。下面详细描述显影装置5。

转印装置15是接触或非接触式转印装置。清洁装置16例如是使得用于接触感光鼓11的周面的清洁刮刀和旋转刷与感光鼓11的周面接触的装置。当要形成图像(要执行图像形成操作)时，分别向充电装置12、显影装置5(其显影辊51)以及转印装置15施加充电电压、显影电压和转印电压。

片材供送装置30包括片材容器31和送出单元32。片材容器31容纳例如具有所需尺寸和类型且用于形成图像的堆叠片材9。送出单元32每次一张地将容纳在片材容器31中的片材9向片材输送路径送出。片材容器31被安装成使得其能够在被补充片材9时从壳体2拉出。根据使用模式设置不止一个容器31。片材供送路径35设置在片材供送装置30与图像形成装置10的转印位置之间(即感光鼓11与转印装置15之间)。片材供送路径35例如由多对输送辊36和37以及输送引导构件限定。当要执行图像形成操作时，片材供送装置30每次一张地将所需片材9送出到片材供送路径35。

定影装置40包括位于壳体41中的被驱动旋转的加热旋转构件42和加压旋转构件43。加热旋转构件42采取例如辊或带的形式。加热旋转构件42的表面温度通过加热单元升高至所需温度并保持在该所需温度。加压旋转构件43采取例如从动旋转辊或带的形式。加压旋转构件43基本沿着其轴向方向以所需压力接触所述加热旋转构件43而被驱动旋转。定影装置40通过使已经转印有未定影图像的片材9经过加热旋转构件42和加压旋转构件43之间的接触部(即定影处理部)并通过使未定影的色调剂图像熔化而在压力作用下将未定影的色调剂图像定影至片材9。

图像形成设备1按如下形成图像。这里，以在片材9的一个表面上形成图像时执行的基本图像形成操作为例来描述图像形成方法。

当图像形成设备1接收到开始图像形成的指令时，在图像形成设备1的图像形成装置10中，开始沿箭头A的方向旋转的感光鼓11的外周面被充电装置12充电至预定极性和电势。然后，曝光装置13在感光鼓11的带电周面上执行曝光，以形成具有所需电势差的静电潜像。曝光基于图像信息进行。接下来，当形成在感光鼓11上的静电潜像经过显影装置5时，使用从显影辊51供应的双组分显影剂8的色调剂使静电潜像显影，使其显现为色调剂图像。

接下来，当形成在感光鼓11上的色调剂图像通过感光鼓11的旋转而被输送到与转印装置15相对的转印位置时，根据色调剂图像被输送至转印位置的时刻经由片材供送路径35从片材供送装置30供应片材9，转印装置15将色调剂图像转印到该片材9。由清洁装置16清洁转印之后的感光鼓11的周面。

接下来，已经转印有色调剂图像的片材9与感光鼓11分离，被输送到定影装置40的定影处理部，受到定影操作(加热加压操作)，从而将色调剂图像定影。定影操作完成之后的片材9被从定影装置40排出，并由例如设置在例如壳体2的外部的排出保持部(未示出)保持。

通过上述操作，在一张片材9的一个表面上形成由一种颜色的色调剂形成的单色图像，基本图像形成操作结束。在请求在多张片材上形成图像时，针对所需数量的片材类似地重复上述操作。

接下来，将详细描述显影装置5。

例如如图2所示，显影装置5包括本体50，本体50包括腔室50a和矩形开口50b。腔室50a容纳上述双组分显影剂8。开口50b形成在面对感光鼓11的位置处。本体50是轴向方向上的长度比感光鼓11的长度长的细长容器。两个显影剂循环输送路径(凹槽部分)50d和50e彼此平行地布置在腔室50a的底部处。显影剂循环输送路径50d和50e在其细长容器形状的纵向两端部彼此连接，并且沿着该纵向由中央分隔壁彼此分开。双组分显影剂8容纳在容器50a中。

显影装置5包括布置在本体50中的例如显影辊51、两个螺旋推运器55和56以及限制板57。显影辊51利用磁力将双组分显影剂8承载并输送到与感光鼓11相对的显影区域。螺旋推运器55和56用作搅拌和输送容纳在腔室50a中的双组分显影剂8的搅拌输送构件。限制板57限制从螺旋推运器56供应到显影辊51的双组分显影剂8通过，调节双组分显影剂8的层厚度(输送量)。图2中的附图标记58表示防止显影剂8从感光鼓11和本体的开口50b之间的间隙泄露的防泄露膜。

显影辊51包括圆筒形套筒51A和磁体辊51B。套筒51A被布置成在其一部分暴露于本体50的开口50b的状态下在箭头B的方向上旋转。磁辊51B被设置成以固定至套筒51A内侧的状态存在。

使用非磁性材料(诸如不锈钢或铝)将套筒51A形成为包括圆筒部，该圆筒部的宽度(长度)基本上等于感光鼓11在旋转轴线方向上的有效图像形成区域。套筒51A被布置成与感光鼓11相对，其旋转轴线方向与感光鼓11的旋转轴线方向基本平行。另外，套筒51A被布置成使其和感光鼓11之间的间隙(感光鼓和显影辊之间的间隙(DRS))在所需范围内。套筒51A的端部(用作轴部)实际上在被支撑旋转的状态下安装至本体的对应侧部。套筒51A通过该轴部从旋转驱动装置(未示出)接收动力，从而使得套筒51A在轴部处在箭头B的方向上旋转。用于在套筒51A和感光鼓11之间形成显影电场的显影电压从电源供应装置(未示出)供应至套筒51A。作为显影电压，例如供应叠加有交流电流分量的直流电压。

磁辊51B包括磁极(S极和N极)，所述磁极例如产生磁力线，该磁力线致使双组分显影剂8在其磁性载体附着于色调剂并在套筒51A的外周面处形成链式立起的磁刷的状态下被承载。例如，磁辊51B的两端部经由套筒51A的轴部的内部空间固定至本体50的侧部，磁辊51B以此状态被安装。多个磁极沿着套筒51A的轴线方向延伸，并且在套筒51A的周向(旋转方向)上彼此间隔开地布置在所需位置处。

如图3所示，在磁辊51B中布置有五个磁极，即S2、N2、S1、N1和N3。在这些磁极当中，磁极S2是被布置成与限制板57基本对置的拾取极，该拾取极利用磁力将从螺旋推运器56(其位于显影辊51附近)供应的双组分显影剂8拉向套筒51A的外周面并由该外周面承载。磁极N2是主要显影极，其被布置成与感光鼓11的显影区域基本对置并使双组分显影剂8有助于显影过程。磁极S1是输送极。磁极N1和N3是使双组分显影剂8从套筒51A的外周面分离的剥离极。

在图3中，粗实线表示竖直分量的磁通密度分布，而点划线表示水平分量的磁通密度分布。图3中的同心圆是从中心向外侧逐渐增加20mT的磁通密度范围。图3中的符号α表示设定角(MAS)，从连接显影辊51的中心和感光鼓11的中心的参考线J以该设定角设定主显影极N2。当设定角α是在箭头B的旋转方向上相对于参考线J位于套筒51A的上游侧的角时，为α加上“+”。相反，当该设定角是在箭头B的方向上相对于参考线J位于套筒51A的下游侧的角时，为α加上“－”。

如图2所示，螺旋推运器55和56均为输送叶片围绕旋转轴的周面旋绕的类型。螺旋推运器55和56分别可旋转地布置在本体50a的腔室中的显影剂循环输送路径50d和50e中。螺旋推运器55和56在双组分显影剂8的位于输送路径50d和50e中的部分待向所需方向输送的方向上被旋转驱动。螺旋推运器55和56形成为当旋转显影辊51的套筒51A的旋转驱动装置的动力的一部分被分开并传输至螺旋推运器55和56时旋转。布置在显影辊51附近的螺旋推运器56使得显影剂8的由螺旋推运器56输送的部分被输送并供应至显影辊51。

如图2所示，限制板57是矩形板构件，其主部具有基本恒定的厚度且长度(长边)至少与显影辊51的套筒51A的轴向长度相等。限制板57由非磁性材料(例如不锈钢)形成。而且，限制板57处于如下状态：其纵向端部(套筒51A下方的长边部)面对套筒51A的外周面，二者间隔开所需的间隔(限制间隔)。另外，限制板57被安装至本体50，从而沿着套筒51A的轴向方向延伸并面对套筒51A。

如上所述，显影装置5中使用的双组分显影剂8包括非磁性色调剂和磁性载体。

非磁性色调剂包括色调剂颗粒和外部添加剂。色调剂颗粒包括公知的粘合树脂、公知的着色剂和其他添加剂，例如防粘剂(按照需要)。外部添加剂被致使附着于色调剂颗粒的表面以提供附加所需的功能。作为粘合树脂，例如可以使用聚酯树脂或丙烯酸树脂。其他添加剂例如包括防粘剂、磁性材料、电荷控制剂和非有机粉末。作为外部添加剂，使用能够减少相对于感光鼓11的附着力以提高色调剂转印能力的材料(例如，诸如硅石材料的无机颗粒)。尽管制造色调剂颗粒的方法不受具体限制，但可以使用例如公知的乳液聚合和凝聚方法。非磁性色调剂通过例如使用亨舍尔混合机或V混合器将色调剂颗粒和外部添加剂混合而制成。非磁性色调剂的体积平均粒径最好不小于2.0μm且不大于8.0μm。

作为磁性载体，可以例如使用由磁性材料、覆盖载体、分散有磁性粉末的载体或树脂浸渍载体形成的载体。在覆盖载体中，由磁性粉末形成的芯部的表面覆盖有覆盖树脂。在分散有磁性粉末的载体中，在基质树脂中分散/混合磁性粉末。在浸渍树脂的载体中，多孔磁性粉末浸渍有树脂。磁性粉末的示例包括磁性金属粉末(例如氧化铁、镍和钴粉末)和磁性氧化粉末(例如铁素体和磁铁矿粉末)。覆盖树脂和基质树脂的示例包括聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯。载体的体积粒径最好例如不小于15μm且不大于50μm。

通过以所需含量比例将非磁性色调剂与磁性载体混合来使用双组分显影剂8。另外，成使显影装置5满足所需条件(稍后描述)而使用双组分显影剂8。

下面描述显影装置5的操作。

首先，在图像形成设备1执行图像形成操作的时刻，显影辊51的套筒51A开始旋转，并且显影电压被施加至套筒51A。

结果，容纳在本体50的腔室50a中的双组分显影剂8一边由旋转的螺旋推运器55和56搅拌一边在腔室50a的循环输送路径50d和50e中向各方向输送。这里，双组分显影剂8中的非磁性色调剂81与磁性载体82充分搅拌，被摩擦充电至所需电荷量，并被设定在其中非磁性色调剂81静电吸附在载体82的表面上的状态下。

接下来，被螺旋推运器56(布置在显影辊51附近)输送的双组分显影剂8的一部分通过磁力而被显影辊51的套筒51A的外周面吸引和承载。也就是说，当从磁辊51B的磁极S2产生的磁力作用在旋转的套筒51A的外周面上时，双组分显影剂8的所述部分在形成磁刷80(其中附着有非磁性色调剂的磁性载体链式立起)的状态下由套筒51A的外周面承载。在被承载的状态下，供应双组分显影剂8的该部分。之后，由显影辊51的套筒51A承载的双组分显影剂8的该部分被输送到套筒51A的与限制板57面对的部分，并且当双组分显影剂8的该部分经过限制板57和套筒51A之间的间隙时被限制成基本恒定的层厚(输送量)。

接下来，已被限制板57限制的双组分显影剂8在该双组分显影剂8由沿着箭头B的方向旋转的套筒51A输送并且接触且经过与感光鼓11相对的显影区域时，受到显影磁极N2的磁力和由显影电压产生的显影电场的作用。这使得双组分显影剂8的磁刷的色调剂移动到感光鼓11的周面，并且附着于经过该显影区域的潜像部分，从而使潜像部分显影。

接下来，已经过显影区域的双组分显影剂8在输送极S1的磁力作用下由套筒51A输送，之后当双组分显影剂8经过磁极(分离极)N1和N3之间时，该双组分显影剂8与套筒51A的外周面分离，并最终返回到腔室50a。

显影装置5利用使用双组分显影剂8的接触式对置显影系统。因此，如图11的示例所示，容易发生图像质量缺陷(下面简称为“后端增强”)。在这样的图像质量缺陷中，图像(即通过使用色调剂将潜像部分显影而形成的色调剂图像)的后端部(在感光鼓11的旋转方向A上的上游端部)的密度由于色调剂量的相对增加而增加。

本发明人等通过例如观察和模拟发生这种后端增强的原因(机理)而进行了研究。发现主要原因是磁刷扫掠色调剂和边缘电场引起(衍射电场)的过度显影。

也就是说，如图11中的示例所示，在接触式对置显影系统中，感光鼓11和套筒51A之间的相对速度较高。因此，套筒51A上的双组分显影剂8的磁刷80多次摩擦感光鼓11上的静电潜像。因此，通过附着于感光鼓11上的潜像部分而使该潜像部分显影的色调剂81被随后的磁刷80摩擦，结果将色调剂81扫向潜像部分的后端。产生围绕图像(潜像)的后端部衍射的边缘电场。因此，附着于图像的后端部的色调剂的量相对增加，结果执行过度显影。顺便说明，当发生磁刷扫掠色调剂的情形时，边缘电场的影响倾向于相当大。在图11中，在感光鼓11和套筒51A之间示出的箭头表示电场(电磁力线)的一部分的状态。

因而，在显影装置5中，并延及到在图像形成设备1，为了在不使用新的特殊材料的情况下抑制在接触式对置显影系统中倾向于发生的后端增强，从减轻或消除被认为是后端增强成因(即由磁刷引起的对色调剂的扫掠和由边缘电场引起的过度显影)很重要的角度来说使用如下结构。

也就是说，在显影装置5中，并延及到在图像形成设备1，例如如图4所示，显影辊51(即套筒51A)和感光鼓11的周面之间的距离(DRS)在从125μm到250μm的范围内。另外，当显影辊51上的双组分显影剂8的磁刷接触感光鼓11的周面时形成的区域的区域宽度(K)在从1.0mm到2.25mm的范围内。另外，在显影辊51上的双组分显影剂8的磁刷接触感光鼓11的周面时形成的区域处的显影剂密度(D)在从0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内。

距离(DRS)、区域宽度(K)和显影剂密度(D)的数值范围基本上从通过下面详细描述的用于确定后端增强发生状态的试验获得的结果推导出来。在这些数值范围当中，区域宽度(K)的数值范围例如通过静电附着方法测量。更具体地说，设置由透明玻璃形成的圆筒状构件来取代感光鼓11，该圆筒状构件的直径与感光鼓11的直径相同。使显影辊51上的双组分显影剂8的磁刷80从圆筒状构件的内部接触该圆筒状构件的周面，由实际测得的接触部分的宽度(感光鼓11沿着箭头A的旋转方向的长度)的数值平均来确定区域宽度(K)。显影剂密度(D)(g/m³)是通过将套筒51A的每单位面积承载和输送的双组分显影剂8的量(输送量)M(g/m³)除以套筒51A和感光鼓11之间的距离(DRS)得到的值(即，D＝M/DRS)。在套筒51A停止的状态下从套筒51A的周面分离预定单位面积中存在的显影剂，测量该显影剂的质量，利用由此获得的值来计算输送量M。

<测试>

在该测试中，作为显影装置5，使用了包括如下显影辊51的显影装置。使用具有图5所示的距离(DRS)、区域宽度(K)和显影剂密度(D)的值的不同组合的显影装置。显影辊51包括：非磁性套筒51A，其圆筒部具有20mm的外径；和磁辊51B，其中布置有上述五个磁极(S2、N2、S1、N1和N3)。通过以400μm的间距沿着旋转轴线方向形成线性延伸的细槽(具有100μm的深度)来对套筒51A的表面进行处理。磁辊51B的显影极N2的MSA为+5度。

各显影装置5中使用的双组分显影剂8是包括非磁性色调剂(其体积平均粒径为5.8μm，比重为1.1)和诸如铁素体载体的磁性载体(其体积平均粒径为35μm，比重为4.8，磁化强度为58emu/s)。该非磁性色调剂包括色调剂颗粒和诸如硅石化合物、锌化合物或有机化合物之类的外部添加剂。色调剂颗粒使用聚酯树脂作为粘合树脂通过乳液聚合和凝聚方法制造。色调剂含量比为9.0％，电荷量(Q/m)为40μC/g。显影辊51(套筒51A)上的双组分显影剂8的输送量M为225g/m²。

作为感光鼓11，使用具有如下结构的感光鼓(该感光鼓的外径为30mm)，该结构例如包括在圆筒状导电基体的周面上形成的由有机感光材料形成的感光层。感光鼓11的转速(周向速度)为350mm/s。相比而言，显影辊51(即套筒51A)被旋转成使周向速度比为1.75。显影辊51和感光鼓11之间的相对速度此时为963mm/s。

在该测试中，在包括对应显影装置5(包括双组分显影剂8)和上述感光鼓11的各图像形成设备1上类似地执行测试图像的形成，并且检查在此时获得的各测试图像中的后端增强发生状态。测试图像如下形成。在将感光鼓11充电至－800V时，形成用作测试图像的块图像的静电潜像。这些块图像是尺寸为15mm(宽)×15mm(长)、具有10％、30％、50％、80％和100％的对应图像面积比的五种类型的矩形图像。静电潜像为这样，即：使其屏幕点潜像电势为－400V。然后，在上述相应条件下形成的显影装置5中使用施加有－650V的显影电压的显影辊51供应双组分显影剂8，这样执行接触式对置显影。之后观察通过将显影的测试块图像转印并定影而在片材9上获得最终图像，以检查相应的块图像的后端增强发生状态。基于如下准则评价此时的结果。在具有上述五种类型的图像面积比的块图像的评价结果当中，采用感官评价(即视觉观察后端增强)最差的块图像的评价结果作为评价结果。

后端增强发生状态的评价准则

良好：当后端增强等级小于G3时(即十一个评价者中至少半数的人认为从实践上来说就图像质量水平而言在后端增强方面没有问题)

不好：当后端增强等级为G3或G4时(即十一个评价者中少于半数的人认为从实践上来说就图像质量水平而言在后端增强方面没有问题)

差：当后端增强等级大于或等于G5(直到G6)(即没有一个评价者认为从实践上来说就图像质量水平而言在后端增强方面没有问题)

后端增强等级

G1：没有后端增强

G2：当人们仔细观看后端部时第一次看到后端增强

G3：略微看到后端增强，但是不怎么会使人厌烦

G4：看到后端增强，并且略微使人厌烦

G5：后端增强显著，并且发生后端增强的部分突出

G6：由于后端增强，看起来具有后端增强的图像不是正确的图像。

此时的评价结果在图5中示出。在图5中，没有示出“良好”、“不好”或“差”的部分是由于发生其他问题显影操作而没有正确地执行后端增强发生状态的评价的部分。在图5中概略示出了其他问题显影操作。

这里，与显影不均匀有关的问题显影操作是出现了由于测试中获得的块图像的显影不均匀而导致的密度不均匀的显影。在这种情况下，由于显影不均匀的存在可能难以确定后端增强发生状态。显影不均匀通过附加测试来评价，在该附加测试中，在与上述测试相同的条件下显影50mm×50mm的半色调图像(图像面积比＝50％)。由于评价者中的至少半数的人认为图像水平在实践上是不允许的，因此该附加测试的结果是“差”。在确定显影不均匀的测试中，该结果从来都不是其中评价者中少于半数的人认为图像水平实际是不允许的“不好”。

与显影能力有关的问题显影操作是其中因为在该测试中获得的整个块图像的密度没有达到目标密度而形成薄图像的显影。在这种情况下，因为图像密度低，难以确定后端增强发生状态。显影能力通过附加测试来评价，该附加测试在与上述测试相同的条件下仅改变显影电压。此时，当即使利用建立大于等于600V的显影电场的潜像电压进行显影时图像密度也没有到达目标密度时，这种情况被认为是不允许的水平，评价结果为“差”。当利用建立在500V到600V的范围内的显影电场的潜像电压进行显影时图像密度达到目标密度时，这种情况被认为是略微许可的水平，评价结果为“不好”。

另外，与显影剂堵塞有关的问题显影操作是其中双组分显影剂8积累并堵塞在显影辊51和感光鼓11之间的间隙(以各DRS设定的间隙)中的显影。在这种情况下，由于显影剂堵塞而不再正确地进行显影，难以确定后端增强发生状态。对于显影剂堵塞，其中双组分显影剂8堵塞在间隙中并且一部分显影剂从该间隙流出的水平对应于评价结果“差”，而显影剂堵塞在该间隙中但没有流出的水平对应于评价结果“不好”。

从图5中所示的结果，当显影辊51和感光鼓11之间的距离(DRS)在从125μm到250μm的范围内，磁刷与感光鼓11接触的区域的区域宽度(K)在从1.0mm到2.25mm的范围内，并且磁刷接触感光鼓11的区域处的显影剂密度在0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内时，可以抑制后端增强的发生(从而获得评价结果“良好”)。

详细描述图5中的结果。

首先，当显影辊51和感光鼓11之间的距离(DRS)小于等于250μm时，往往可抑制后端增强发生。

当距离(DRS)变得更小时，图像(潜像)的后端处的边缘电场也变得更小，如图6B和图7所示。因此，通过将距离(DRS)设置得尽可能小，可以抑制由于边缘电场而在图像后端引起过度显影(增强)，结果可以抑制后端增强的发生。图7示出了在与确认测试相同的图像形成条件下形成100％半色调图像(潜像)的情况下对电场计算进行模拟时获得的结果。

另一方面，当距离(DRS)变成小于125μm时，除去磁刷的接触区域(K)处的显影剂密度变得极小(即小于1.0g/m³)的情况外，还产生了别的麻烦，其中双组分显影剂8被堵塞在套筒51和感光鼓11之间的间隙(显影间隙)中。

因此，当距离(DRS)大于等于100μm时，可以抑制图像发生后端增强，且不会发生显影剂堵塞在显影间隙中的情况。

接下来，当磁刷接触感光鼓11的区域K处的显影剂密度小于或等于1.50×10^－6g/m³时，倾向于可以抑制后端增强的发生。

当显影剂密度变得更小时，因为磁刷80不稠密，磁刷80扫掠色调剂的作用降低。因此，通过尽可能小地设定显影剂密度，可以抑制由磁刷对色调剂的扫掠作用引起的色调剂朝向显影图像的后部移动，结果也可以抑制后端增强的发生。

当显影剂密度变得太小时，在色调剂通过磁刷而在显影辊51(套筒51A)上输送时的色调剂的绝对量变小。因此，如图8所示，用于使潜像显影的显影色调剂的量相对减少，结果显影能力下降。通过使用电子天平测量装置(Mettler的产品：AT201)吸引在执行显影后感光鼓所附着的色调剂并测量所吸引的色调剂的质量，获得图8中的显影色调剂量对各色调剂密度。大于等于3g/m²的显影色调剂量是许可水平，从而可执行适当显影。当显影剂密度变得太高时，发生了别的麻烦，即双组分显影剂堵塞在显影间隙中。

因此，当显影剂密度在从0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内时，可以保持良好的显影能力并抑制图像发生后端增强，并且不会发生显影剂堵塞在显影间隙中的情况。

当磁刷接触感光鼓11的区域的区域宽度(K)小于等于2.25mm时，往往可抑制后端增强的发生。

当该区域宽度(K)变得更小时，磁刷80接触显影区域处的静电潜像的次数减少。因此，磁刷对色调剂的扫掠作用降低。因此，通过尽可能小地设置区域宽度(K)，抑制了由磁刷对色调剂的扫掠作用引起的色调剂向显影图像的后部运动，结果也可以抑制后端增强的发生。

相比之下，当使区域宽度(K)过小时，由于磁刷摩擦各潜像的次数之差造成的影响变大，结果所显影的图像的密度倾向于发生不均匀(即显影不均匀)。当区域宽度(K)变得太大时，磁刷摩擦潜像的次数增加，结果双组分显影剂倾向于受到磁刷对色调剂的扫掠作用的影响。

因而，当区域宽度(K)在从1.0mm到2.25mm的范围内时，可以抑制图像发生后端增强，且不会发生显影不均匀。

根据本发明人等的研究，可以确定，当双组分调色剂8中的色调剂的比重在从1.02到1.50的范围内时并且当其载体的比重在从4.2到5.0的范围内时，可以可靠地抑制显影装置5(图像形成设备1)中的图像的后端增强。

当色调剂的比重小于1.02时，则难以使用例如丙烯酸树脂和聚酯树脂作为色调剂的粘合树脂。相比之下，当色调剂的比重超过1.50时，难以使用例如丙烯酸树脂和聚酯树脂作为色调剂的粘合树脂，结果由于在附着于粘合树脂的色调剂颗粒的外部添加剂方面发生二次障碍，难以将色调剂形成为合适的色调剂。当载体的比重小于4.2时，例如，磁性材料(诸如铁素体材料)含量减少，结果磁导率变得过低。因此，磁性载体无法执行其功能。相比而言，当载体的比重超过5.0时，则难以制造主要成分例如是铁素体材料的磁性载体。

顺便说明，当色调剂的比重和载体的比重小于各自数值范围的下限时，双组分显影剂8的磁刷的强度变弱，结果潜像显影能力降低。相比而言，当各比重超过各自数值范围的上限时，双组分显影剂8在显影辊51处的输送能力降低，并且磁刷的强度变得太高，结果已经通过磁刷显影的色调剂图像倾向于破碎。

根据测试来检查当显影辊51和感光鼓11之间的相对速度发生变化时图像的后端增强发生状态。

结果，如图9所示，在不使用用来解决上述问题的上述结构的比较例中，当相对速度增加时，图像的后端增强倾向于进一步加剧。相比而言，如图9所示，在其中使用用来解决上述问题的上述结构的示例性实施方式中，即使相对速度增加，图像后端增强的发生也会被抑制而可以维持低水平(G1)。通过这样，根据本发明的示例性实施方式，例如，即使图像形成设备1(即显影装置5)具有相对高的处理速度(高速设备的处理速度为250mm/s以上)，尽管色调剂在相对速度增加时倾向于受到磁刷的扫掠作用的影响，也可以抑制图像的后端增强的发生。

这里，在比较例中，DRS＝300μm，接触区域宽度K＝3.5mm，而接触区域处的显影剂密度为1.25×10^－6g/m³。相比之下，在示例性实施方式中，DRS＝150μm，接触区域宽度K＝1.25mm，而接触区域处的显影剂密度为1.25×10^－6g/m³。这里，在感光鼓11的转速维持在350mm/s的情况下，通过将显影辊51(套筒51A)的转速逐步增加而改变相对速度。

另外，根据该测试检查当感光鼓11的周面的最外面部分处的表面能量(水滴接触角)发生改变时图像的后端增强发生状态。

如图10所示，结果是，在不使用用来解决上述问题的上述结构的比较例中，当感光鼓处的表面能量降低时，图像的后端增强倾向于进一步加剧，而在使用用来解决上述问题的上述结构的示例性实施方式中，即使感光鼓处的表面能量降低，也可以抑制图像处的后端增强的发生而可以维持低水平(G1)。借此，根据该示例性实施方式，即使图像形成设备1包括例如在其最外部表面处包括由酚醛树脂形成的最外表面层(保护层)的感光鼓11，尽管由于表面能量的降低而使得相对于色调剂的摩擦系数降低从而色调剂倾向于受到磁刷扫掠作用的影响，也可以抑制图像的后端增强的发生。这里，比较例和示例性实施例的条件对应于之前的比较例和示例性实施例。通过例如使硬脂酸锌附着于感光鼓11的周面来改变表面能量的降低。通过将0.02ml纯水滴放置在感光鼓11的周面上，并测量该纯水滴的边缘表面的切线相对于感光鼓11的周面的角度(纯水滴接触角)来获得所述水滴接触角。

[其他示例性实施方式]

根据本发明的该示例性实施方式的显影装置5包括一个显影辊51。然而，在另一个示例性实施方式中，也可以使用包括不止一个显影辊的显影装置，其中至少一个显影装置使用接触式对置显影系统。

只要使用显影装置5的图像形成设备1能够使用(包括双组分显影剂8的)显影装置5即可，其类型不受具体限制。例如，该图像形成设备可以是形成彩色图像的类型或使用中间转印系统的类型。

为说明和描述之目的提供了对于本发明的示例性实施方式的以上描述。并不旨在穷举本发明或者将本发明限制于确切的公开内容。显然，多个变型和变更对本领域技术人员来说是显而易见的。所选择和描述的实施方式是为了更好地解释本发明的原理和其实际应用，因此使得本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施方式及各种适用于所构想的具体用途的修改。本发明的保护范围理应由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (2)

1.一种显影装置，该显影装置包括：

圆筒状显影剂输送构件，该显影剂输送构件旋转，使得其接近旋转的潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反，所述显影剂输送构件以形成磁刷的状态承载并输送双组分显影剂，所述双组分显影剂包括色调剂和磁性载体，

其中所述显影装置在如下状态下使用：

所述显影剂输送构件和所述潜像载体之间的距离在从125μm至250μm的范围内；

所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域的区域宽度在从1.0mm到2.25mm的范围内；以及

所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域处的显影剂密度在从0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内。

2.一种图像形成设备，该图像形成设备包括：

旋转的潜像载体；和

显影装置，该显影装置包括圆筒状显影剂输送构件，该显影剂输送构件旋转，使得其接近所述潜像载体的那一部分的运动方向与所述潜像载体的运动方向相反，所述显影剂输送构件以形成磁刷的状态承载并输送双组分显影剂，所述双组分显影剂包括色调剂和磁性载体；

其中，所述显影剂输送构件和所述潜像载体之间的距离在从125μm至250μm的范围内；

所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域的区域宽度在从1.0mm到2.25mm的范围内；以及

所述显影剂输送构件处形成的所述磁刷接触所述潜像载体的表面的区域处的显影剂密度在从0.75×10^－6g/m³到1.50×10^－6g/m³的范围内。