專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種圖像形成裝置，其利用包含有調(diào)色劑和載體的雙成分顯影劑來顯影靜電圖像。具體地，本發(fā)明涉及使用暗色的調(diào)色劑和亮色的調(diào)色劑來形成圖像的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
利用不同顏色的調(diào)色劑形成多顏色圖像(比如全色圖像)的彩色圖像形成裝置已經(jīng)被廣泛使用為電子照相圖像形成裝置。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)圖像形成裝置的需要也變得更加緊迫。已經(jīng)提出了使用比傳統(tǒng)的四顏色更多的顏色的圖像形成裝置。例如，廣泛應(yīng)用在噴墨打印中的一種技術(shù)除了使用普通的青色、品紅色、黃色和黑色調(diào)色劑外還使用亮色的調(diào)色劑，比如亮青色調(diào)色劑和亮品紅色調(diào)色劑(參見日本專利特開號(hào)5-35038)。此外，還有一種技術(shù)除了四色調(diào)色劑外還使用透明調(diào)色劑(參見日本專利公開申請(qǐng)?zhí)?-220821)。
添加亮色的調(diào)色劑的主要目的是通過減少點(diǎn)狀的紋理(texture)來形成更高質(zhì)量的圖像。下面通過采用青色調(diào)色劑作為例子來描述使用暗色的調(diào)色劑和亮色的調(diào)色劑來形成圖像的原理。
圖6是顯示用虛線表示的亮青色調(diào)色劑(以下將叫做“LC調(diào)色劑”)的覆蓋能力和用實(shí)線表示的暗青色調(diào)色劑(以下將叫做“DC調(diào)色劑”)的覆蓋能力的圖。例如，當(dāng)裝載到轉(zhuǎn)印材料上的調(diào)色劑量是0.5mg/cm2時(shí)，LC調(diào)色劑的光學(xué)濃度是0.7，而當(dāng)裝載到轉(zhuǎn)印材料上的調(diào)色劑量是0.5mg/cm2時(shí)，DC調(diào)色劑的光學(xué)濃度是1.4?；谟糜趫D7A中顯示的LC調(diào)色劑的查找表(LUT)和用于圖7B中顯示的DC調(diào)色劑的查找表(LUT)，圖像通過使用LC調(diào)色劑和DC調(diào)色劑被形成(基于LUT的靜電圖像(潛像)被顯影)。應(yīng)注意到圖7A和7B中每一個(gè)的橫坐標(biāo)都表示圖像被分割為用于DC調(diào)色劑(暗色調(diào)色劑)和用于LC調(diào)色劑(亮色調(diào)色劑)的版(plate)(版分割)之前該圖像的色調(diào)級(jí)別(級(jí)別0至255)。每個(gè)圖中的縱坐標(biāo)都顯示了在版分割后的色調(diào)級(jí)別(級(jí)別0至255)。
短語“圖像被分割為版(版分割)”的意思是將一組特定顏色的圖像數(shù)據(jù)(也叫作版或通道(channel))分別分割為用于暗色調(diào)色劑和亮色調(diào)色劑的兩組圖像數(shù)據(jù)。
如圖8所示，與圖像信號(hào)一致的青色色調(diào)可以通過疊加LC調(diào)色劑圖像和DC調(diào)色劑圖像而被再生。
雖然上面已經(jīng)描述使用暗青色調(diào)色劑和亮青色調(diào)色劑的圖像形成的原理，但是在使用除了青色外的色相的暗色調(diào)色劑和亮色調(diào)色劑來形成圖像時(shí)所使用的是基本上相同的技術(shù)。
不像利用單一暗色調(diào)色劑的圖像形成，每單位點(diǎn)的濃度可以被降低并且點(diǎn)狀紋理可以通過尤其對(duì)于圖像信號(hào)的低到中濃度部分使用亮色的調(diào)色劑而被減少。
通常，其中雙成分顯影劑主要包括非磁性調(diào)色劑粒子(調(diào)色劑)和磁性載體粒子(載體)的雙成分顯影方法和其中不使用載體的單成分顯影方法已知為使用在電子攝影術(shù)中的顯影方法。使用亮色調(diào)色劑的圖像形成裝置強(qiáng)調(diào)圖像質(zhì)量并因此從高分辨率和穩(wěn)定所裝載的調(diào)色劑量的角度出發(fā)頻繁使用雙成分顯影方法。
在雙成分顯影方法中，從載體開始與圖像承載部件接觸后，有時(shí)會(huì)發(fā)生一種現(xiàn)象，被叫作“載體附著”，即應(yīng)該呆在顯影劑內(nèi)部的載體附著到圖像承載部件上面。有兩種類型的載體附著圖像區(qū)域外面的載體附著和圖像區(qū)域內(nèi)部的載體附著。特別是，圖像區(qū)域內(nèi)部的載體附著會(huì)引起圖像出錯(cuò)(failure)，比如由于在轉(zhuǎn)印單元中轉(zhuǎn)印載體周圍的調(diào)色劑時(shí)存在困難所導(dǎo)致的空白(void)和由于在定影單元中定影載體周圍的調(diào)色劑時(shí)存在困難所導(dǎo)致的微定影缺陷(光澤度上的微小不均勻)。因此，圖像區(qū)域內(nèi)部的載體附著比圖像區(qū)域外部的載體附著更成問題。
例如，日本專利特開號(hào)61-160764和1-92759每一個(gè)都公開了一種通過提高載體和固定在顯影器中顯影劑承載部件內(nèi)部的磁體的顯影磁極之間的磁性結(jié)合力來實(shí)現(xiàn)克服載體附著的問題的技術(shù)。
然而，當(dāng)顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力提高時(shí)，顯影劑承載部件上的承載粒子之間的磁性結(jié)合力也提高了，這又提高了載體鏈的力量。結(jié)果，當(dāng)載體鏈接觸圖像時(shí)，圖像承載部件上的圖像很容易地被擾亂，并且存在圖像出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，比如在低濃度部分變粗糙(點(diǎn)狀紋理)。
由于這種原因，現(xiàn)有的主要使用黃色、品紅色、青色和黑色的彩色圖像形成裝置使用這樣的程度內(nèi)的磁性結(jié)合力其在最小化載體附著的同時(shí)不會(huì)引起比如變粗糙的圖像出錯(cuò)。
應(yīng)注意到日本專利特開號(hào)2003-280460教導(dǎo)了一種每個(gè)靜電潛像承載部件包括具有著色劑的雙成分顯影單元和不具有著色劑的另一個(gè)雙成分顯影單元的結(jié)構(gòu)。對(duì)于一個(gè)靜電圖像，圖像區(qū)域外部的區(qū)域由不具有著色劑的顯影單元來顯影，而圖像區(qū)域由具有著色劑的顯影單元來顯影。通過使得不具有著色劑的顯影劑的載體的粒子直徑大于具有著色劑的顯影劑的載體的粒子直徑，避免了圖像區(qū)域外部的載體附著。
然而，使用亮色調(diào)色劑和暗色調(diào)色劑的圖像形成裝置具有如下問題。當(dāng)相同類型的載體被使用在所有顏色的顯影劑中時(shí)，在使用亮色調(diào)色劑的顯影劑中圖像區(qū)域中的載體附著有時(shí)候比在使用暗色調(diào)色劑的顯影劑中大得多。其原因如下。
現(xiàn)在將參考圖9和10來描述載體附著到圖像區(qū)域的機(jī)理。圖9是顯影劑的顯影單元(顯影區(qū)域)的示意圖。圖10顯示了通過反轉(zhuǎn)打印形成堅(jiān)實(shí)的圖像(具有最大濃度級(jí)別的圖像)的過程中潛像的電位。
圖9示意性地顯示了作為圖像承載部件的光敏鼓1，作為顯影劑承載部件的顯影套筒41，作為用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的單元的磁體42，調(diào)色劑粒子和載體粒子。磁體42在彼此相對(duì)的光敏鼓1和顯影套筒41之間的顯影區(qū)域D中具有顯影磁極S1。在此，形成在帶負(fù)電的光敏鼓1上的靜電圖像通過帶負(fù)電的調(diào)色劑被逆向顯影的情況作為例子被描述。
在形成堅(jiān)實(shí)的過程中，圖10中顯示的潛像電位被形成在光敏鼓1上。由于顯影套筒41的電位(Vdc)和曝光區(qū)域的電位(VL)之間的電位差Vcont，帶負(fù)電的調(diào)色劑被提供到光敏鼓1上。
同時(shí)，在暴露于該電位差的載體鏈內(nèi)部，負(fù)電荷被該電位差Vcont注入到載體鏈的端部。如果負(fù)電位在載體中積累到預(yù)定的量或更多，那么由于電場(chǎng)力，帶負(fù)電的載體粒子將以與使用調(diào)色劑的典型顯影處理中相同的方式被附著到光敏鼓1上。
這樣，載體附著到圖像區(qū)域上在以大電位差Vcont顯影高濃度調(diào)色劑圖像顯影的過程中趨向于頻繁發(fā)生。結(jié)果，在使用亮色調(diào)色劑顯影過程中載體附著到圖像區(qū)域上的頻率變得比在使用暗色調(diào)色劑顯影過程中要高，如下面描述的那樣。
也就是，如前面描述的，使用亮色調(diào)色劑和暗色調(diào)色劑的圖像形成基于圖7A和7B中顯示的查找表(LUT)進(jìn)行。對(duì)于一般的平均可操作濃度(例如，在圖像信號(hào)級(jí)別0至255中的平均濃度100至140)，用于亮色調(diào)色劑的圖像輸出信號(hào)的級(jí)別是200至255，其等同于用于形成堅(jiān)實(shí)圖像的高濃度顯影。換句話說，在這種情況下的電位差Vcont相對(duì)較高。
相反，用于上述一般平均操作濃度的暗色調(diào)色劑的圖像輸出信號(hào)的級(jí)別等同于用于低濃度顯影的級(jí)別。換句話說，這種情況下的電位差Vcont相對(duì)較小。
因此，在形成具有平均濃度的圖像時(shí)，在使用亮色調(diào)色劑顯影過程中載體附著到圖像區(qū)域上的可能性有時(shí)是在使用暗色調(diào)色劑顯影過程中的該可能性的幾倍。
應(yīng)注意到，為形成具有平均濃度的亮色調(diào)色劑圖像而裝載的調(diào)色劑量可以通過減小用于亮色調(diào)色劑的查找表中圖像信號(hào)的中間部分的輸出級(jí)別而被減少。通過這種方式，有可能減少在使用亮色調(diào)色劑顯影的過程中調(diào)色劑附著到圖像區(qū)域上的頻率。然而，在這種情況下，使用亮色調(diào)色劑的原始優(yōu)勢(shì)，即減少低濃度部分的點(diǎn)狀紋理，被削弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種圖像形成裝置，其在使用亮色調(diào)色劑和具有同樣色相的暗色調(diào)色劑來形成圖像時(shí)能夠阻止載體附著而不削弱圖像質(zhì)量。
特別地，該圖像形成裝置包括容納有第一顯影劑的第一顯影容器，該第一顯影劑包含有第一調(diào)色劑和第一載體；與第一顯影劑關(guān)聯(lián)并運(yùn)載和傳送該第一顯影劑到第一顯影區(qū)域以顯影靜電圖像的第一顯影劑承載部件；在第一顯影區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)的第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，該第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元被安置在第一顯影劑承載部件中；容納有第二顯影劑的第二顯影容器，該第二顯影劑包含有第二調(diào)色劑和第二載體，該第二調(diào)色劑具有與第一調(diào)色劑相同的色相但其濃度低于第一調(diào)色劑的濃度；與第二顯影容器相關(guān)聯(lián)并運(yùn)載和傳送第二顯影劑到第二顯影區(qū)域以顯影靜電圖像的第二顯影劑承載部件；以及在第二顯影區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)的第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，該第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元被安置在第二顯影劑承載部件中。從第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元施加到第二顯影區(qū)域中的第二載體的磁性結(jié)合力大于從第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元施加到第一顯影區(qū)域中的第一載體的磁性結(jié)合力。
本發(fā)明進(jìn)一步的特征將從下面對(duì)示意性實(shí)施例(參照附圖)的描述中變得明顯。


圖1是本發(fā)明圖像形成裝置的實(shí)施例的示意性截面圖。
圖2是圖1中的圖像形成裝置中的顯影單元的示意性截面圖。
圖3是用于描述暗色調(diào)色劑和亮色調(diào)色劑在濃度大約為0.4時(shí)的潛像分布的示意圖。
圖4是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的顯影磁極的磁通量密度分布的圖。
圖5A和5B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的顯影磁極的磁通量密度分布的圖。
圖6是顯示亮青色調(diào)色劑(LC調(diào)色劑)和暗青色調(diào)色劑(DC調(diào)色劑)的覆蓋能力的圖。
圖7A是顯示用于LC調(diào)色劑的查找表的圖表，圖8B是顯示用于DC調(diào)色劑的查找表的圖表。
圖8是顯示青色的濃度和圖像輸入信號(hào)的圖。
圖9是顯影區(qū)域的示意圖。
圖10是用于解釋通過反轉(zhuǎn)顯影的圖像形成過程中的潛像電位的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖來更詳細(xì)描述本發(fā)明的圖像形成裝置的實(shí)施例。
第一實(shí)施例[圖像形成裝置的整體結(jié)構(gòu)和操作]圖1是本發(fā)明的圖像形成裝置的第一實(shí)施例的示意性截面圖。該第一實(shí)施例的圖像形成裝置100能電子攝影地在轉(zhuǎn)印材料S上形成對(duì)應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)信號(hào)的全色圖像，該轉(zhuǎn)印材料例如記錄紙張或高架投影儀(OHP)片材。該實(shí)施例的圖像形成裝置100使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的級(jí)聯(lián)方法、反轉(zhuǎn)顯影方法、中間轉(zhuǎn)印方法、熱壓定影方法等。
圖像形成裝置100包括打印機(jī)單元A和讀取器單元B。在讀取器單元B中，放置在文檔臺(tái)上的文檔上的圖像被光學(xué)讀取并轉(zhuǎn)換成分色的電信號(hào)，該信號(hào)被發(fā)送給打印機(jī)單元A。打印機(jī)單元A例如根據(jù)這些圖像數(shù)據(jù)信號(hào)形成全色圖像。
打印機(jī)單元A包括第一到第六圖像形成站Pa，Pb，Pc，Pd，Pe和Pf。站Pa到Pf分別具有圖像承載部件1a到1f。圖像承載部件1a到1f分別提供有包含包括不同光譜特性的調(diào)色劑的顯影劑的顯影器4a到4f。分別包含有圖像承載部件1a到1f和顯影器4a到4f的站Pa到Pf被順序排列在作為中間轉(zhuǎn)印材料的中間轉(zhuǎn)印帶7的表面運(yùn)動(dòng)的方向上。
在該實(shí)施例中，第一站Pa使用低濃度青色(LC)調(diào)色劑而第二站Pb使用低濃度品紅色(LM)調(diào)色劑來形成圖像。第三到第六站Pc到Pf分別使用高濃度的青色(DC)、品紅色(DM)、黃色(Y)和黑色(Bk)調(diào)色劑來形成圖像。
在下面描述中，除非必要，否則所有顏色共用的組件用不使用區(qū)分相應(yīng)于顏色的各個(gè)單元的下標(biāo)字母a，b，c，d，e和f的附圖標(biāo)記表示。
作為圖像承載部件的鼓形感光部件(感光鼓)1被支撐，同時(shí)其可沿著在圖中箭頭指示的方向旋轉(zhuǎn)。作為充電單元的充電器(充電輥)2、作為曝光單元的激光曝光光學(xué)系統(tǒng)(曝光裝置)3、作為顯影單元的顯影器4、作為初級(jí)轉(zhuǎn)印單元的初級(jí)轉(zhuǎn)印輥5、作為清潔單元的清潔器6和其他相關(guān)組件被安置在感光鼓1周圍。
作為中間轉(zhuǎn)印部件的中間轉(zhuǎn)印帶7朝向第一到第六站Pa到Pf的所有感光鼓1a到1f。中間轉(zhuǎn)印帶7延伸經(jīng)過驅(qū)動(dòng)輥71、次級(jí)轉(zhuǎn)印相對(duì)(counter)輥72和從動(dòng)輥73。中間轉(zhuǎn)印帶7隨著旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力被傳送到驅(qū)動(dòng)輥71而在圖中箭頭指示的方向上經(jīng)歷無止境的運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))。分別朝向站Pa到Pf的感光鼓1a到1f的初級(jí)轉(zhuǎn)印輥5a到5f被提供在中間轉(zhuǎn)印帶7的內(nèi)部周邊。初級(jí)轉(zhuǎn)印輥5a到5f與中間轉(zhuǎn)印帶7接觸，該中間轉(zhuǎn)印帶被壓到感光鼓1a到1f上。通過這種方式，中間轉(zhuǎn)印帶7與感光鼓1a到1f接觸處的初級(jí)轉(zhuǎn)印部分(初級(jí)轉(zhuǎn)印壓合部)N1a到N1f被形成。壓在次級(jí)轉(zhuǎn)印相對(duì)輥72上并在其間夾有中間轉(zhuǎn)印帶7的次級(jí)轉(zhuǎn)印輥8也被提供。第二轉(zhuǎn)印部分(第二轉(zhuǎn)印壓合部)N2由此被形成在第二轉(zhuǎn)印輥8與中間轉(zhuǎn)印帶7相接觸的位置。
在形成圖像過程中，感光鼓1沿圖中箭頭的方向旋轉(zhuǎn)以利用充電器2在旋轉(zhuǎn)的感光鼓1的表面上均勻地充電。根據(jù)對(duì)應(yīng)于每個(gè)站P的分離的顏色的圖像數(shù)據(jù)的光學(xué)圖像從曝光裝置3被投射到感光鼓1上以在其上形成靜電圖像(潛像)。接著，感光鼓1上的靜電圖像利用顯影器4被反轉(zhuǎn)顯影以在感光鼓1上形成由樹脂和顏料組成的調(diào)色劑圖像。在該過程中，顯影偏壓被施加到顯影器4上。形成在感光鼓1上的調(diào)色劑圖像通過初級(jí)轉(zhuǎn)印輥5被轉(zhuǎn)印(初級(jí)轉(zhuǎn)印)到中間轉(zhuǎn)印帶7上。在該過程中，初級(jí)轉(zhuǎn)印偏壓被施加到初級(jí)轉(zhuǎn)印輥5上。
如上所述，使用LC調(diào)色劑和DC調(diào)色劑形成圖像在圖7A和7B中顯示的用于LC和DC調(diào)色劑的查找表的基礎(chǔ)上進(jìn)行。然后LC調(diào)色劑圖像和DC調(diào)色劑圖像被疊加以再生忠于圖像信號(hào)的青色灰度級(jí)，如圖8所示。同樣的操作也適用于使用LM調(diào)色劑和DM調(diào)色劑的圖像形成。
僅使用比如Y或Bk調(diào)色劑的暗色調(diào)色劑形成圖像根據(jù)用于對(duì)應(yīng)顏色的圖8所示的將輸出圖像濃度與輸入信號(hào)相關(guān)聯(lián)的查找表進(jìn)行。
例如，為了形成全色圖像，上述操作在第一到第六站Pa到Pf的全部中進(jìn)行。通過這種方式，調(diào)色劑圖像被順序地在第一轉(zhuǎn)印部分N1a到N1f堆疊在中間轉(zhuǎn)印帶7上以此來形成初級(jí)轉(zhuǎn)印的全色調(diào)色劑圖像。
然后在中間轉(zhuǎn)印帶7上的該全色圖像被轉(zhuǎn)印(次級(jí)轉(zhuǎn)印)到紙張上，即轉(zhuǎn)印材料S上。在該過程中，次級(jí)轉(zhuǎn)印偏壓被施加到次級(jí)轉(zhuǎn)印輥8上。
轉(zhuǎn)印材料S在期望的定時(shí)上從存儲(chǔ)器單元每次一張地饋送到次級(jí)轉(zhuǎn)印位置N2。
在次級(jí)轉(zhuǎn)印位置N2在其上轉(zhuǎn)印了調(diào)色劑圖像的轉(zhuǎn)印材料S經(jīng)過傳送單元并饋送到加熱輥定影單元9。調(diào)色劑圖像在加熱輥定影單元9中被定影到轉(zhuǎn)印材料S上，并且該轉(zhuǎn)印材料S被排出到排出托盤中或后處理設(shè)備(未示出)中。
在初級(jí)轉(zhuǎn)印步驟之后殘留在感光鼓1上的調(diào)色劑被清潔器6收集起來。在次級(jí)轉(zhuǎn)印步驟之后殘留在中間轉(zhuǎn)印帶7上的調(diào)色劑被作為用于清潔中間轉(zhuǎn)印材料的清潔單元的帶清潔器75收集起來。
在延伸中間轉(zhuǎn)印帶7以形成調(diào)色劑圖像從感光鼓1a到1f被轉(zhuǎn)印到其上的轉(zhuǎn)印表面的輥中，位于中間轉(zhuǎn)印帶7的移動(dòng)方向下游的從動(dòng)輥73與傳感器74相對(duì)。傳感器74檢測(cè)從感光鼓1a到1f轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶7上的圖像的位移和濃度。用于控制圖像形成裝置的集成控制單元的控制器(未示出)基于傳感器74所檢測(cè)的結(jié)果校正站Pa到Pf中的每一個(gè)的圖像濃度、調(diào)色劑供應(yīng)量、用于寫入圖像的定時(shí)、開始寫入圖像的位置等等。
現(xiàn)在參考圖2，用于顯影形成在感光鼓1上的點(diǎn)狀分布的靜電圖像的顯影器4被進(jìn)一步詳細(xì)解釋。應(yīng)注意到在該實(shí)施例中，如將在下面詳細(xì)描述的，所有的顯影器4a到4f幾乎都一樣，除了所使用的顯影劑中的載體。
顯影器4具有顯影容器(該顯影器的主單元)43。顯影容器43的內(nèi)部被壁44分割成顯影室(第一室)R1和混合室(第二室)R2。調(diào)色劑池R3被安置在混合室R2上面，并且包括補(bǔ)給調(diào)色劑(非磁性調(diào)色劑粒子)49。調(diào)色劑池R3具有供給口48。量等于顯影所消耗的調(diào)色劑的補(bǔ)給調(diào)色劑經(jīng)過供給口48落到混合室R2中。顯影室R1和混合室R2每一個(gè)都包含雙成分顯影劑，該劑主要包括非磁性調(diào)色劑粒子(調(diào)色劑)和磁性載體粒子(載體)。
作為用于混合和傳送顯影劑的單元的第一傳送螺桿45被設(shè)置在顯影室R1內(nèi)部。隨著第一傳送螺桿45被旋轉(zhuǎn)，顯影室R1內(nèi)部的顯影劑被沿著作為下面描述的顯影劑承載部件的顯影套筒41的縱向被傳送。
作為用于混合和傳送顯影劑的單元的第二傳送螺桿46被設(shè)置在混合室R2內(nèi)部。隨著第二傳送螺桿46被旋轉(zhuǎn)，顯影劑沿著顯影套筒41的縱向被傳送。第二傳送螺桿46傳送顯影劑的方向與第一傳送螺桿45相反。
壁44在縱向上(與每個(gè)螺桿的軸向平行的方向)的每一端都有一個(gè)洞。第一傳送螺桿45傳送的顯影劑經(jīng)過這些洞之一被遞送到第二傳送螺桿46，而第二傳送螺桿46傳送的顯影劑經(jīng)由另一個(gè)洞被遞送到第一傳送螺桿45。通過這種方式，顯影劑在顯影容器43內(nèi)部被循環(huán)和傳送。
為了將顯影器4中的調(diào)色劑濃度(調(diào)色劑含量，即調(diào)色劑占顯影劑總重量的比重)保持為恒定級(jí)別，補(bǔ)給調(diào)色劑49在圖像形成過程中的期望定時(shí)從調(diào)色劑池R3被供給到混合室R2。補(bǔ)給調(diào)色劑49根據(jù)需要從每種顏色的補(bǔ)給調(diào)色劑容器(未示出)中被提供到調(diào)色劑池R3。
開口在顯影容器43中靠近感光鼓1的位置形成。由諸如鋁、非磁性不銹鋼等非磁性材料構(gòu)成的圓柱形部件置于該開口中。該圓柱形部件是作為顯影劑承載部件的顯影套筒41。
顯影套筒41沿圖中箭頭β的方向旋轉(zhuǎn)并將包含有調(diào)色劑和載體的顯影劑運(yùn)載和傳送到感光鼓1與該顯影套筒41相對(duì)的顯影區(qū)域D。感光鼓1沿圖中箭頭α的方向旋轉(zhuǎn)。換句話說，顯影套筒41和感光鼓1這樣旋轉(zhuǎn)，使得它們的表面在顯影區(qū)域D中沿相同的方向移動(dòng)。
承載在顯影套筒41上的顯影劑的直立鏈(standing chain)(磁刷)在顯影區(qū)域D接觸感光鼓1以在顯影區(qū)域D在感光鼓1上顯影靜電圖像。
這里應(yīng)注意到，其中AC電壓和DC電壓被疊加的振動(dòng)偏壓從作為用于輸出顯影偏壓的單元的顯影偏壓產(chǎn)生器G提供給顯影套筒41。靜電圖像的暗電位(未曝光部分的電位)VD和亮電位(曝光部分的電位)VL存在于振動(dòng)偏壓電壓的最大值和最小值之間。通過這種方式，其中取向以交變方式改變的交變電場(chǎng)形成在顯影區(qū)域D中。調(diào)色劑和載體在交變電場(chǎng)中被猛烈振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)的調(diào)色劑掙脫了來自顯影套筒41和載體的靜電結(jié)合力時(shí)，調(diào)色劑沿著感光圖像附著到感光鼓1上。
振動(dòng)偏壓電壓的最大值和最小值之間的差優(yōu)選地在范圍0.5kV到2kV，并且頻率優(yōu)選地在范圍1kHz到12kHz。振動(dòng)偏壓的波形可以是矩形、正弦、三角形等等。振動(dòng)偏壓的DC電壓分量的值在靜電圖像的暗電位VD和亮電位VL之間。為了防止調(diào)色劑附著到暗電位區(qū)域上而引起模糊，與亮電位VL相比，DC電壓成分優(yōu)選地更接近于暗電位VD，亮電位VL具有最小絕對(duì)值。在該實(shí)施例中，在所有顯影器4中，峰間電壓被設(shè)定為1.5kV，而頻率被設(shè)定為12kHz。
顯影套筒41和感光鼓1之間的最小空間(該最小空間位于顯影區(qū)域D中)優(yōu)選地在范圍0.2mm到1mm中。在該實(shí)施例中，所有顯影器4中的該最小空間都被設(shè)定為0.4mm，以使得傳送到顯影區(qū)域D中的雙成分顯影劑在顯影期間接觸到感光鼓1。
作為用于調(diào)節(jié)顯影劑厚度的部件的顯影片刃(developing blade)47被安置在顯影區(qū)域D的沿顯影套筒41的旋轉(zhuǎn)方向上游，以使得顯影片刃47相對(duì)于顯影套筒41。顯影片刃47調(diào)節(jié)由顯影套筒41運(yùn)載和傳送到顯影區(qū)域D的雙成分顯影劑的厚度。在被顯影套筒41調(diào)節(jié)的同時(shí)被傳送到顯影區(qū)域D的顯影劑的量(顯影劑的涂敷量)被設(shè)定為在所有顯影器4中大約相同。在該實(shí)施例中，顯影套筒41的每單元面積的顯影涂敷量被調(diào)節(jié)為30mg/cm2。
作為磁場(chǎng)產(chǎn)生單元的輥磁體42被固定在顯影套筒41中。輥磁體42具有與顯影區(qū)域D相對(duì)的顯影磁極S1。顯影區(qū)域D中的由顯影磁極S1形成的顯影磁場(chǎng)在顯影前形成了磁刷，而該磁刷接觸感光鼓1以顯影點(diǎn)狀分布的靜電圖像。在顯影期間，附著在磁性載體鏈上的調(diào)色劑和附著在顯影套筒41表面上的調(diào)色劑被轉(zhuǎn)印到感光鼓1上的靜電圖像的曝光區(qū)域以顯影圖像。在該實(shí)施例中，顯影套筒41表面上由顯影磁極S1形成的顯影磁場(chǎng)的強(qiáng)度(在垂直于顯影套筒41表面方向(法線)上的磁通量密度)被設(shè)定為100mT。在該實(shí)施例中，除了顯影磁極S1外，輥磁體42還具有極N1、N2、N3和S2。極N1、N2和N3是磁體的N極，而極S1和S2是磁體的S極。
隨著顯影套筒41的旋轉(zhuǎn)，顯影劑在極N2被提升到顯影套筒41上，在被顯影片刃47調(diào)節(jié)的同時(shí)被傳送到極N1，并形成薄層。接著，來自于顯影磁極S1的磁場(chǎng)中直立的鏈中的顯影劑顯影感光鼓1上的靜電圖像。由于極N3和極N2互相磁性排斥，所以顯影套筒41上的顯影劑落到顯影室R1中。落到顯影室R1中的顯影劑被混合并被第一傳送螺桿45和第二傳送螺桿46傳送。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述使用在該實(shí)施例中的雙成分顯影劑。
調(diào)色劑作為調(diào)色劑，可以使用已知的包括結(jié)合劑樹脂和比如著色劑、電荷控制劑等等的添加劑的調(diào)色劑。該調(diào)色劑優(yōu)選地具有容量平均粒子直徑5μm到15μm。在該實(shí)施例中，容量平均粒子直徑為6μm的調(diào)色劑被用于所有顏色，即LC、LM、C、M、Y和Bk。
亮色調(diào)色劑被準(zhǔn)備，以使得當(dāng)裝載到轉(zhuǎn)印材料S上的調(diào)色劑量為0.5mg/cm2時(shí)，在定影之后的光學(xué)濃度小于0.8。在該實(shí)施例中，通過調(diào)整顏料，以使得當(dāng)裝載到轉(zhuǎn)印材料S上的調(diào)色劑量是0.5mg/cm2時(shí)，定影后的光學(xué)濃度是0.7，來準(zhǔn)備LC調(diào)色劑和LM調(diào)色劑的每一個(gè)。暗色調(diào)色劑的每個(gè)都被調(diào)整以使得當(dāng)轉(zhuǎn)印材料S上的調(diào)色劑量是0.5mg/cm2時(shí)，定影后的光學(xué)濃度至少為1.2。在該實(shí)施例中，DC、DM、Y和Bk調(diào)色劑中的顏料被調(diào)整，以使得當(dāng)轉(zhuǎn)印材料S上的調(diào)色劑量是0.5mg/cm2時(shí)，定影后的光學(xué)濃度為1.4。
如果必要的話，合適的外部添加劑可以被添加到調(diào)色劑中。從外部添加劑的耐久性考慮，該外部添加劑的粒子直徑優(yōu)選為最多是調(diào)色劑粒子平均重量粒子直徑的十分之一。外部添加劑的粒子直徑被確定為通過調(diào)色劑粒子的微觀表面觀察測(cè)量的平均粒子直徑。外部添加劑的用量為調(diào)色劑每100重量份中的0.01至15重量份，并且優(yōu)選地為0.05至12重量份。
外部添加劑的例子包括金屬氧化物，比如氧化鋁、氧化鈦、氧化鍶、氧化鈰、氧化鎂、氧化鉻、氧化錫和氧化鋅；氮化物，比如氮化硅；碳化物，比如碳化硅；金屬鹽，比如硫酸鈣、硫酸鋇和碳酸鈣；脂肪酸金屬鹽，比如硬脂酸鋅、硬脂酸鈣；碳黑；和硅石。外部添加劑可以單獨(dú)使用也可以組合使用。外部添加劑優(yōu)選為疏水的(hydrophobized)。
包括這些成分的調(diào)色劑可被充負(fù)電或正電。在該實(shí)施例中，可充負(fù)電的調(diào)色劑被用于所有顏色。特別地，由于與載體的摩擦而具有平均電荷量(每單位重量的電荷，此后也叫做“Q/M”)-0.3×10-2C/kg的調(diào)色劑用于所有顏色。調(diào)色劑與載體的混合比(重量比)對(duì)于所有的顏色被設(shè)定為8wt％。
這里，短語“具有相同色相但具有不同濃度的調(diào)色劑”指由樹脂和顏料構(gòu)成的調(diào)色劑包含具有相同的光譜特性、但用量不同的顏色顯影成分(顏料)。術(shù)語“亮色調(diào)色劑”指的是從具有相同色相但具有不同濃度的調(diào)色劑中選取的具有相對(duì)低的濃度的調(diào)色劑。如上所述，通過控制顏料以使得對(duì)于轉(zhuǎn)印材料上0.5mg/cm2的調(diào)色劑量，光學(xué)濃度對(duì)于小于0.8而準(zhǔn)備的調(diào)色劑優(yōu)選地被用作亮色調(diào)色劑。通過控制顏料以使得對(duì)于轉(zhuǎn)印材料0.5mg/cm2的上調(diào)色劑量光學(xué)濃度為1.2或更大而準(zhǔn)備的調(diào)色劑優(yōu)選地被使用作暗色調(diào)色劑。在此，短語“相同色相”意味著顏色顯影成分(顏料)的光譜特性是相同的。然而，光譜特性不必嚴(yán)格相同，并且只要調(diào)色劑的光譜特性落在相同的顏色的一般分類中，比如品紅、青色、黃色和黑色，它們就可以被認(rèn)為具有“相同的色相”。
載體現(xiàn)在將提供對(duì)載體的描述。下面的公式(1)是指示從顯影磁極施加到顯影劑承載部件表面上的磁性載體的磁性力(即顯影磁極和載體間的磁性結(jié)合力)的近似。術(shù)語“磁性結(jié)合力”是沿著磁極所形成的磁場(chǎng)方向而產(chǎn)生的力。公式(1)顯示了磁性結(jié)合力是根據(jù)載體的容量、載體的磁化和施加到載體的磁場(chǎng)而確定的。注意，當(dāng)顯影磁極與顯影區(qū)域相對(duì)時(shí)，在與顯影套筒的表面垂直的方向上的磁性組合力分量變成最大。這對(duì)于防止載體附著是最優(yōu)的。
F＝(M·)HM=V·Jm=4πr33Jm...(1)]]>F磁性結(jié)合力[N]M磁矩[Am2]H施加到載體的磁場(chǎng)[A/m]V載體容量[m3]Jm磁化[A/m]在利用較大電位差Vcont顯影高濃度調(diào)色劑顯影期間，載體附著到圖像區(qū)域趨于更猛烈地發(fā)生。與利用暗色調(diào)色劑顯影相比，利用亮色調(diào)色劑顯影更頻繁地遭受載體附著到圖像區(qū)域上。本發(fā)明在利用亮色調(diào)色劑顯影期間防止載體附著到圖像區(qū)域上，同時(shí)在至少使用具有相同色相的亮色調(diào)色劑和暗色調(diào)色劑形成圖像的過程中抑制暗色調(diào)色劑圖像和亮色調(diào)色劑圖像的粗糙度。
在該實(shí)施例中，從提高載體磁化強(qiáng)度的角度出發(fā)，使用在使用亮色調(diào)色劑的顯影器中的載體(用于亮色調(diào)色劑的載體)的磁化強(qiáng)度被控制為高于使用在使用暗色調(diào)色劑的顯影器中的載體(用于暗色調(diào)色劑的載體)的磁化強(qiáng)度。通過這種方式，顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力可以被提高，并且在使用亮色調(diào)色劑的顯影區(qū)域到圖像區(qū)域的載體附著可以被降低。換句話說，在該實(shí)施例中，在用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影區(qū)域中輥磁體42對(duì)顯影套筒41的表面上的磁性載體的磁性結(jié)合力大于用于暗色調(diào)色劑的顯影器的磁性結(jié)合力。
表格1顯示了在載體的數(shù)目平均粒子直徑是40μm時(shí)用于LC調(diào)色劑的顯影器4a和用于DC調(diào)色劑的顯影器4c的載體磁化、載體附著以及粗糙度之間的關(guān)系。在用于LM調(diào)色劑的顯影劑4b和用于DM調(diào)色劑的顯影器4D中也觀察到了同樣的結(jié)果。
在表格1中，粗糙度被使用濃度大約為0.4并且200線/英寸的線圖像來評(píng)估。之前的感觀檢查已經(jīng)揭露了在濃度大約為0.3到0.5時(shí)，粗糙度在肉眼下是很明顯的。載體附著通過在定影后觀察到在圖像中的空隙和定影缺陷(光澤度上微小的不統(tǒng)一)而被確認(rèn)。
表格1

A無粗糙度，高平滑圖像B無粗糙度，平滑圖像C輕微粗糙度，但仍然平滑圖像D明顯粗糙度E非常明顯粗糙度X附著粒子的數(shù)量大于1/cm2Y附著粒子的數(shù)量為0.2/cm2至1/cm2Z附著粒子的數(shù)量小于0.2/cm2表格1中的結(jié)果顯示出，例如，當(dāng)載體的數(shù)量平均粒子直徑為40μm時(shí)，亮色調(diào)色劑的載體的磁化強(qiáng)度在79.8kA/m的外部磁場(chǎng)中應(yīng)該被調(diào)整到210kA/m或更大。當(dāng)載體的數(shù)量平均粒子直徑為40μm時(shí)，暗色調(diào)色劑的載體的磁化濃度在79.8kA/m的外部磁場(chǎng)中應(yīng)當(dāng)被調(diào)整為150kA/m或更大。通過這種方式，可在使用暗色調(diào)色劑顯影期間和使用亮色調(diào)色劑顯影期間基本上阻止載體附著到圖像區(qū)域上。
如前所述，當(dāng)載體的磁化被加強(qiáng)時(shí)，形成在顯影區(qū)域中的載體鏈將具有增強(qiáng)的力并擾亂感光鼓1上的圖像區(qū)域，因此提高了粗糙度。該現(xiàn)象發(fā)生在利用暗色調(diào)色劑顯影期間，也發(fā)生在利用亮色調(diào)色劑顯影期間。在這點(diǎn)上，用于暗色調(diào)色劑的載體的磁化的上限被認(rèn)為與用于亮色調(diào)色劑的載體的磁化的上限相同。
然而，如表格1中所示的，當(dāng)使用亮色調(diào)色劑時(shí)，利用比使用暗色調(diào)色劑的情況下更高磁化的載體可以獲得滿意的平滑圖像。這可推定是由于以下兩個(gè)因素。
第一個(gè)因素是調(diào)色劑本身的濃度在亮色調(diào)色劑中要低于在暗色調(diào)色劑中。盡管對(duì)調(diào)色劑圖像的擾亂在相同濃度區(qū)域中在亮色調(diào)色劑圖像和暗色調(diào)色劑圖像中發(fā)生的程度相同，但是亮色調(diào)色劑圖像中的粗糙度沒有那么明顯。這是因?yàn)樵诎蜐舛日{(diào)色劑的亮色調(diào)色劑和轉(zhuǎn)印材料S之間的濃度差別較小。因此，在使用亮色調(diào)色劑顯影期間，由于載體鏈增強(qiáng)的力所導(dǎo)致的調(diào)色劑圖像中適度的擾亂不會(huì)很大程度上提高圖像的粗糙度。
第二個(gè)因素是在獲取相同濃度的圖像時(shí)，用于亮色調(diào)色劑的圖像信號(hào)級(jí)別，即潛像級(jí)別高于用于暗色調(diào)色劑的級(jí)別。為了調(diào)整亮色調(diào)色劑以呈現(xiàn)0.4的濃度(在該濃度粗糙度特別明顯)，圖像輸出級(jí)別被調(diào)整到110至120h，即中高濃度級(jí)別。如圖3的部分(b)所示，潛像分布基本上與數(shù)字潛像分布一樣銳利，并且潛像的對(duì)比度高。這樣，感光鼓1上的調(diào)色劑圖像被潛像電位強(qiáng)烈地電限制。因此，載體鏈的壓力擾亂圖像是很困難的。相反，為了調(diào)整暗色調(diào)色劑以呈現(xiàn)0.4的濃度(在該濃度粗糙度特別明顯)，圖像輸出級(jí)別被調(diào)整到30到40h，即低濃度級(jí)別或高亮圖像輸出級(jí)別。這種情況下的潛像分布象圖3中部分(a)所示的模擬圖像一樣明顯。這樣，潛像電位對(duì)感光鼓1上的調(diào)色劑圖像的電結(jié)合力較小，并且調(diào)色劑圖像很容易被與載體鏈的摩擦所擾亂。換句話說，在粗糙度特別明顯的濃度區(qū)域中，感光鼓1上的亮色調(diào)色劑圖像比暗色調(diào)色劑圖像更不容易擾亂。這樣，即使在具有較大磁化的載體被與亮色調(diào)色劑一同使用并且相對(duì)于圖像表面的摩擦力因此通過具有增強(qiáng)的力的載體鏈被適度提高的情況下，亮色調(diào)色劑也呈現(xiàn)出等于或高于暗色調(diào)色劑圖像的粗糙度。
由于上述第一和第二因素，當(dāng)與暗色調(diào)色劑所形成的調(diào)色劑圖像的粗糙度相比較時(shí)，亮色調(diào)色劑所形成的調(diào)色劑圖像的粗糙度沒有通過在用于亮色調(diào)色劑的顯影劑中使用具有較大磁化的載體而被明顯提高。
該原理同樣應(yīng)用到任何兩個(gè)具有相同色相但具有不同濃度的調(diào)色劑之間的關(guān)系，比如DC調(diào)色劑和LC調(diào)色劑之間的關(guān)系和DM調(diào)色劑和LM調(diào)色劑之間的關(guān)系。
為了在利用亮色調(diào)色劑顯影的過程中減少在圖像區(qū)域中的載體附著，用于亮色調(diào)色劑的載體的磁化優(yōu)選地大于用于暗色調(diào)色劑的載體的磁化。
表格1中的結(jié)果顯示出，當(dāng)載體的數(shù)量平均粒子直徑為40μm時(shí)，用于亮色調(diào)色劑的載體在79.58kA/m的外部磁場(chǎng)中的磁化優(yōu)選地為210kA/m至270kA/m。該結(jié)果還顯示出當(dāng)載體的數(shù)量平均粒子直徑為40μm時(shí)，用于暗色調(diào)色劑的載體在79.58kA/m的外部磁場(chǎng)中的磁化優(yōu)選地為150kA/m至180kA/m。
任何已知載體都可被使用作載體。其一個(gè)例子為樹脂載體，其包含樹脂、分散在樹脂中的磁礦鐵(magnetite)(磁性材料)、和分散在樹脂中以給予導(dǎo)電屬性和調(diào)整阻抗的導(dǎo)電材料(例如碳黑)。其他例子包括經(jīng)受表面氧化和還原以調(diào)整阻抗的諸如鐵酸鹽的磁礦鐵、涂敷有樹脂以調(diào)整阻抗的例如鐵酸鹽的磁礦鐵。這些載體可以通過已知處理被準(zhǔn)備。本發(fā)明并不特別限定準(zhǔn)備載體的處理。為了改變載體(例如上面描述的樹脂載體)的磁化，在載體總量中的磁礦鐵的量被調(diào)整，或者例如使用具有不同磁化的磁礦鐵。
載體的電阻率優(yōu)選地在場(chǎng)強(qiáng)為5×104V/m時(shí)為108Ωcm至1013Ωcm。當(dāng)載體的電阻率非常低時(shí)，負(fù)電荷在顯影期間經(jīng)過載體鏈被注入到感光鼓1上的靜電圖像中，靜電圖像因此被擾亂。當(dāng)電阻率非常高時(shí)，感光鼓1上的潛像可能不能被調(diào)色劑滿意地顯影，由此導(dǎo)致濃度的下降。
如上所述，在這個(gè)實(shí)施例中，用于亮色調(diào)色劑的載體的磁化被調(diào)整為大于用于暗色調(diào)色劑的載體的磁化。通過這種方式，載體和用于亮色調(diào)色劑的顯影區(qū)域中的顯影套筒41之間的磁性結(jié)合力可以被提高。因此，在使用亮色調(diào)色劑顯影期間頻繁觀察到的載體附著到圖像區(qū)域上能夠被抑制。此外，由于僅增強(qiáng)了不引起粗糙度明顯提高的用于亮色調(diào)色劑的載體的磁化，所以可在暗色調(diào)色劑圖像和亮色調(diào)色劑圖像中防止比如高粗糙度的圖像出錯(cuò)。
因此，在根據(jù)本實(shí)施例的使用具有相同色相的兩種調(diào)色劑(即亮色調(diào)色劑和暗色調(diào)色劑)來形成圖像的過程中，在暗色調(diào)色劑圖像和亮色調(diào)色劑圖像中，粗糙度的提升可以被抑制，并且在使用亮色調(diào)色劑顯影過程中載體附著到圖像區(qū)域上能夠被阻止。
注意，盡管在本實(shí)施例中，顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力通過調(diào)整載體的磁化而被調(diào)整，但是也可以通過改變載體容量，即載體的粒子直徑來改變磁性結(jié)合力，這可以很容易地從上面的公式(1)中看出來。例如，如表格2所示，當(dāng)用于亮色調(diào)色劑的載體和用于暗色調(diào)色劑的載體在79.58kA/m的外部磁場(chǎng)都具有180kA/m的磁化時(shí)，載體粒子的直徑優(yōu)選地為如下。
表格2

A無粗糙度，高平滑圖像B無粗糙度，平滑圖像C輕微粗糙度，但仍然平滑圖像D明顯粗糙度E非常明顯粗糙度X附著粒子的數(shù)量大于1/cm2Y附著粒子的數(shù)量為0.2/cm2至1/cm2Z附著粒子的數(shù)量小于0.2/cm2用于亮色調(diào)色劑的載體的數(shù)量平均粒子直徑優(yōu)選地為大約42至47μm，而用于暗色調(diào)色劑的載體的數(shù)量平均粒子直徑優(yōu)選地為36到40μm。
第二實(shí)施例現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。該第二實(shí)施例的圖像形成裝置的基本特征和操作與第一實(shí)施例中的那些相同。這樣，具有相同或類似功能和特征的組件被以與第一實(shí)施例中的那樣相同的附圖標(biāo)記表示，并且其詳細(xì)的描述被省略以突出該第二實(shí)施例特有的特征。
在第一實(shí)施例中，顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力通過改變載體的磁化而被增強(qiáng)。類似的效果可以通過其他方式增強(qiáng)磁性結(jié)合力而獲得。
例如，在本實(shí)施例中，顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力通過改變顯影磁極的磁通量密度，即在垂直于顯影套筒41表面的方向(法線)上的磁通量密度而被改變。
圖4顯示了根據(jù)該實(shí)施例的固定在顯影套筒41中的輥磁體42在用于暗色調(diào)色劑的顯影器和用于亮色調(diào)色劑的顯影器中的磁通量密度分布。在該圖中，虛線顯示了在用于亮色調(diào)色劑的顯影器中的分布，實(shí)線顯示了在用于暗色調(diào)色劑的顯影器中的分布。
顯影磁極S1在用于亮色調(diào)色劑的顯影器中的磁通量密度是140mT，而在用于暗色調(diào)色劑的顯影器中的磁通量密度是100mT。
在顯影套筒41中輥磁體42的五個(gè)磁極當(dāng)中，除了顯影磁極之外的四個(gè)磁極在用于暗色調(diào)色劑的顯影器和用于亮色調(diào)色劑的顯影器中都是相同的。
在該實(shí)施例中，顯影磁極的磁通量強(qiáng)度的半值寬度(下面將給出詳細(xì)描述)在用于暗色調(diào)色劑的顯影器和用于亮色調(diào)色劑的顯影器中都是40度。為了提高磁通量強(qiáng)度，用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極優(yōu)選地由稀土磁體組成。在該實(shí)施例中，釹磁體被用作用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極。
以這種方式，由于顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力在使用亮色調(diào)色劑的顯影區(qū)域中被增強(qiáng)，所以在用于亮色調(diào)色劑的顯影器中，載體附著可以被抑制，如第一實(shí)施例所述的，在用于亮色調(diào)色劑的顯影器中，載體附著到圖像區(qū)域的是很頻繁的。
當(dāng)顯影磁極的磁通量密度被提高時(shí)，載體鏈呈現(xiàn)出更大的強(qiáng)度。感光鼓1上的圖像的光滑度有可能通過與載體鏈的摩擦力而提高。
然而，如在第一實(shí)施例中所描述的，由于亮色調(diào)色劑本身的濃度低于暗色調(diào)色劑的濃度，所以粗糙度不是很容易注意到。此外，在粗糙度很容易被注意到的濃度區(qū)域上的感光鼓1上的亮色調(diào)色劑圖像被潛像電位強(qiáng)烈地電結(jié)合并且不會(huì)輕易地被擾亂。由于這些原因，即使用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁通量密度大于用于暗色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁通量強(qiáng)度，也可以阻止比如提高的粗糙度的圖像缺陷，并可有效地降低使用亮色調(diào)色劑顯影過程中到圖像區(qū)域的載體附著。
表格3顯示了在用于LC調(diào)色劑的顯影器4a以及用于DC調(diào)色劑的顯影器4c中的顯影磁極的磁通量密度、載體附著和粗糙度發(fā)生之間的關(guān)系。在顯影器4a和4c中使用相同的載體。該載體的數(shù)量平均粒子直徑為40μm，并且在79.85kA/m的外部磁場(chǎng)中的磁化為180kA/m。在用于LM調(diào)色劑的顯影器4b和用于DM調(diào)色劑的顯影器4d中觀察到相同的關(guān)系。
表格3

A無粗糙度，高平滑圖像B無粗糙度，平滑圖像C輕微粗糙度，但仍然平滑圖像D明顯粗糙度E非常明顯粗糙度X附著粒子的數(shù)量大于1/cm2Y附著粒子的數(shù)量為0.2/cm2至1/cm2Z附著粒子的數(shù)量小于0.2/cm2表格3中的結(jié)果顯示出，例如當(dāng)載體的數(shù)量平均粒子直徑是40μm，并且在79.85kA/m的外部磁場(chǎng)中載體的磁化為180kA/m時(shí)，在用于亮色調(diào)色劑的顯影器中的顯影磁極的磁通量密度優(yōu)選地為120mT到140mT。例如當(dāng)載體的數(shù)量平均粒子直徑為40μm并且在79.85kA/m的外部磁場(chǎng)中載體的磁化為180kA/m時(shí)，用于暗色調(diào)色劑的顯影器中顯影磁極的磁通量密度優(yōu)選地為80mT到100mT。
如上所述，在該實(shí)施例中，用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁通量密度被調(diào)整為高于用于暗色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁通量強(qiáng)度。通過這種方式，在載體和使用亮色調(diào)色劑的顯影區(qū)域中的顯影套筒41之間的磁性結(jié)合力可以被提高。這樣，在使用亮色調(diào)色劑顯影期間頻繁發(fā)生的到圖像區(qū)域上的載體附著可以被抑制。此外，可以防止比如高粗糙度等的圖像缺陷。
第三實(shí)施例現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。該第三實(shí)施例的圖像形成裝置的基本特征和操作與第一實(shí)施例的那些相同。這樣，具有相同或類似功能和特征的組件被以與第一實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記表示，并且其詳細(xì)描述被省略以突出該第三實(shí)施例特有的特征。
在該實(shí)施例中，為了將顯影磁極和使用亮色調(diào)色劑的顯影區(qū)域中的載體之間的磁性結(jié)合力調(diào)整為大于使用暗色調(diào)色劑的顯影區(qū)域中的磁性結(jié)合力，用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁通量密度的半值寬度與用于暗色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁通量密度的半值寬度不同。
半值寬度是由指示在最大磁通量密度(B0)兩側(cè)的半值(B0/2)的兩個(gè)位置所定義的角θ(度)，如圖5A所示。
下面的公式(2)是利用磁通量強(qiáng)度對(duì)上述公式(1)的擴(kuò)展。如在第一實(shí)施例中所描述的，顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力由公式(2)近似表示。公式(2)指示了磁性結(jié)合力F隨著顯影磁極的磁通量密度B0的改變量而增加。
F=1μ03(μ-1)μ+24πr33(B0·▿)B0......(2)]]>F磁性結(jié)合力[N]B0磁通量密度[T]r載體粒子直徑[m]μ相對(duì)磁導(dǎo)率在該實(shí)施例中，磁通量密度(在垂直于顯影套筒41表面的方向(法線)上的磁通量密度)的半值寬度被調(diào)整為在使用亮色調(diào)色劑顯影圖像的區(qū)域中比在使用暗色調(diào)色劑顯影圖像的區(qū)域中更小。通過這種方式，顯影磁極和載體之間的磁性結(jié)合力在用于亮色調(diào)色劑的顯影器中會(huì)被提高。
例如，來自用于亮色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁場(chǎng)的磁通量密度分布被如圖5A中虛線(b)所指示的來控制。圖5A中(b)所指示的磁通量強(qiáng)度分布具有30度的半值寬度。相反，來自用于暗色調(diào)色劑的顯影器的顯影磁極的磁場(chǎng)的磁通量密度分布被如圖5A中實(shí)線(a)所指示的那樣來控制。這里，半值寬度為40度。來自顯影磁極的磁場(chǎng)的磁通量密度在兩個(gè)顯影器中都是100mT。
通過這種方式，在圖像被使用亮色調(diào)色劑顯影的區(qū)域中的磁性結(jié)合力變得大于圖像被使用暗色調(diào)色劑顯影的區(qū)域中的磁性結(jié)合力。這樣，在第一和第二實(shí)施例中描述的相同效果可以被實(shí)現(xiàn)。
測(cè)量方法磁性載體的電阻率被如下測(cè)量。首先，磁性載體或芯粒子被填充到電解槽(cell)中。兩個(gè)電極被安置在相對(duì)端以使得電極接觸到磁性載體或芯粒子。電壓被施加到電極之間，并且流經(jīng)它們之間的電流被測(cè)量以確定電阻率。電阻率在以下條件下被測(cè)量磁性載體或芯粒子與電極之間的接觸面積S為大約2.3cm2；厚度d大約為2mm；上電極的負(fù)載為180g；并且測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度為5×104V/m。
載體的平均粒子直徑被如下測(cè)量。水平方向上的最大弦(chord)長(zhǎng)被假設(shè)為載體粒子直徑。通過使用掃描電子顯微鏡(放大倍數(shù)100x到5000x)，300個(gè)或更多的具有0.1μm或更大的粒子直徑的載體粒子被隨機(jī)選擇，并且這些粒子的直徑被測(cè)量。粒子直徑的算術(shù)平均值被定義為本發(fā)明的載體粒子直徑。
磁性載體的磁性屬性被使用Riken Denshi有限公司制造的振動(dòng)磁場(chǎng)類型的磁性屬性記錄器BHV-30來測(cè)量。粉末狀磁性載體的磁性特征值在795.7kA/m到79.58kA/m的外部磁場(chǎng)中被測(cè)量以確定磁性載體的磁化強(qiáng)度。磁性載體的測(cè)量樣本通過使用磁性載體來充分塞滿圓柱形塑料容器來準(zhǔn)備。這種狀態(tài)下的磁距被測(cè)量，并且樣本的質(zhì)量被測(cè)重以確定磁化強(qiáng)度(A/m)。磁性載體粒子的真比重例如使用干型自動(dòng)比重計(jì)Accupyc 1330(由Shimadzu公司制造)被測(cè)量。每單位容量的磁化強(qiáng)度被確定為上面測(cè)得的磁化強(qiáng)度和真比重的乘積。
顯影套筒中固定磁體的顯影磁極S1和其他磁極N1、N2、N3和S2的磁通量分布通過F.W.Bell生產(chǎn)的高斯計(jì)640被測(cè)量。顯影套筒被水平固定，并且軸向探針在被保持與該顯影套筒的表面距離很小(在測(cè)量期間設(shè)定為大約100μm)的同時(shí)被水平固定以使得顯影套筒的中心和探針的中心基本上在同一水平面上。該探針被連接到高斯計(jì)，并且顯影套筒表面上的磁通量密度被測(cè)量。顯影套筒和該磁體基本上是同心的，并且顯影套筒和該磁體之間的空間因此被認(rèn)為在任何位置都是相同的。因此，在顯影套筒表面的法線方向上的磁通量密度Br可以對(duì)于圓周方向上的所有位置測(cè)量。
調(diào)色劑的容量平均粒子直徑例如可以通過以下測(cè)量方法被測(cè)量。測(cè)量?jī)x器Coulter Counter TA-II(Beckman Coulter公司生產(chǎn))被連接到接口(Nikkaki-Bios生產(chǎn))和CX-i個(gè)人計(jì)算機(jī)(Canon公司生產(chǎn))以輸出數(shù)量平均分布和容量平均分布。從額外純氯化鈉準(zhǔn)備的1％NaCl水溶液被使用為電解液。向100到150ml的這種水電解液中添加0.1到5ml作為分散劑的表面活性劑(優(yōu)選地為烷基苯磺酸鹽)和0.5到50mg的測(cè)量樣本。所得到的其中懸浮有樣本的電解液在超聲波分散器(disperser)中經(jīng)過大約1到3分鐘的分散處理，并且2到40μm粒子的粒子尺寸分布被使用100μm孔徑(aperture)和Coulter CounterTA-II來測(cè)量以確定容量分布。容量平均粒子直徑從所得的容量分布中計(jì)算出。
盡管本發(fā)明通過特定實(shí)施例如上面那樣被描述，但是本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。例如，在第一到第三實(shí)施例中，圖像形成裝置使用中間轉(zhuǎn)印方法。然而，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于該方法，本發(fā)明可同樣應(yīng)用于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的直接轉(zhuǎn)印類型的圖像形成裝置。直接轉(zhuǎn)印類型的圖像形成裝置包括，例如，作為用于運(yùn)載和轉(zhuǎn)印該轉(zhuǎn)印材料的部件的傳送帶。在傳送帶的表面的移動(dòng)方向上安置的圖形承載部件上分別形成的調(diào)色劑圖像順序被疊加到傳送帶上的轉(zhuǎn)印材料上以形成由不同顏色的調(diào)色劑組成的圖像。
本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的另一種圖像形成裝置包括用于一個(gè)圖像承載部件的多個(gè)顯影劑，其中調(diào)色劑圖像被形成在圖像承載部件上并被轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上，無論是直接地還是間接地一個(gè)接一個(gè)地經(jīng)由中間轉(zhuǎn)印材料。本發(fā)明同樣可應(yīng)用于這種圖像形成裝置。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包括第一顯影容器，容納有包含第一調(diào)色劑和第一載體的第一顯影劑；第一顯影劑承載部件，與第一顯影容器關(guān)聯(lián)并運(yùn)載和傳送第一顯影劑到第一顯影區(qū)域以顯影靜電圖像；第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，用于在第一顯影區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)，該第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元被安置在第一顯影劑承載部件中；第二顯影容器，容納有包含第二調(diào)色劑和第二載體的第二顯影劑，該第二調(diào)色劑具有與第一調(diào)色劑相同的色相但具有比第一調(diào)色劑更低的濃度；第二顯影劑承載部件，與第二顯影容器關(guān)聯(lián)并運(yùn)載和傳送第二顯影劑到第二顯影區(qū)域以顯影靜電圖像；以及第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，用于在第二顯影區(qū)域中產(chǎn)生磁場(chǎng)，該第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元被安置在第二顯影劑承載部件中，其中從第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元施加到第二顯影區(qū)域中的第二載體的磁性結(jié)合力大于從第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元施加到第一顯影區(qū)域中的第一載體的磁性結(jié)合力。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中當(dāng)裝載到轉(zhuǎn)印材料上的調(diào)色劑量為0.5mg/cm2時(shí)，第二調(diào)色劑具有小于0.8的光學(xué)濃度，并且當(dāng)裝載到轉(zhuǎn)印材料上的調(diào)色劑量為0.5mg/cm2時(shí)，第一調(diào)色劑具有1.2或更高的光學(xué)濃度。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，所述第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元在與第一顯影區(qū)域相對(duì)的位置具有第一磁極，并且所述第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元在與第二顯影區(qū)域相對(duì)的位置具有第二磁極，其中，第二磁極在第二顯影區(qū)域中法線方向上的磁通量密度大于第一磁極在第一顯影區(qū)域中法線方向上的磁通量密度。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像形成裝置，其中第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元的第二磁極具有稀土磁體。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，所述第一磁場(chǎng)產(chǎn)生單元在與第一顯影區(qū)域相對(duì)的位置具有第一磁極，所述第二磁場(chǎng)產(chǎn)生單元在與第二顯影區(qū)域相對(duì)的位置具有第二磁極，其中，第二磁極在第二顯影區(qū)域中的磁通量密度的半值寬度小于第一磁極在第一顯影區(qū)域中的磁通量密度的半值寬度。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中第二載體的磁化強(qiáng)度大于第一載體的磁化強(qiáng)度。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中第二載體的粒子直徑大于第一載體的粒子直徑。
全文摘要
一種圖像形成裝置，包括容納有第一顯影劑的第一顯影容器，該第一顯影劑包括暗色調(diào)色劑和第一載體；在第一顯影容器處的第一顯影劑承載部件，其傳送第一顯影劑到第一顯影區(qū)域；第一單元，用于在第一顯影區(qū)域中產(chǎn)生磁場(chǎng)，其安置在第一顯影劑承載部件中；容納有第二顯影劑的第二顯影容器，該第二顯影劑包括亮色調(diào)色劑和第二載體；在第二顯影容器處的第二顯影劑承載部件，其傳送第二顯影劑到第二顯影區(qū)域；以及第二單元，用于在第二顯影區(qū)域中產(chǎn)生磁場(chǎng)，并被安置在第二顯影劑承載部件中。從第二單元施加到第二顯影區(qū)域中的第二載體上的磁性結(jié)合力大于從第一單元施加到第一載體上的磁性結(jié)合力。
文檔編號(hào)G03G9/107GK101025593SQ200710078960
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者秋田昌則 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社