CN1752861A - 图像形成装置和彩色图像形成装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的彩色图像形成装置中，显影装置的显影辊(10)包括被设置为使显影剂供应极、显影剂传输极和显影剂排放极正确放置和固定的磁性辊(20)。显影辊(10)还包括由诸如铝的导电材料形成的外部圆柱形辊(21)。该圆柱形辊(21)的表面被处理成具有不平整部分。使用显影辊(10)，执行同时显影/清洁。由此，100％的墨粉用于图像形成，而且不产生浪费的墨粉。将在感光体上的转印后剩余的墨粉有效地回收到显影辊，并且可以避免诸如显影记忆的图像缺陷的发生。

Description

图像形成装置和彩色图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置和彩色图像形成装置，其使用非磁性双组分显影剂形成图像。

背景技术

已经公开了与清除在显影装置的显影辊上或在图像载体上的剩余墨粉(调色剂)相关，或与由于在显影装置中的显影剂的劣化而导致的图像质量恶化相关的多种现有技术。

例如，日本专利公开出版物第5-134539号披露了一种与用于在使墨粉充分带电时转印磁性单一成分墨粉的装置相关的技术。使显影辊的表面经过滚花处理并将形成的槽部分填充以电介质使介电区域和导电区域分布在显影辊的表面，形成该装置。

然而，在本技术中，使用了磁性单一成分墨粉，而没有使用非磁性双组分显影剂。

日本专利公开出版物第2001-166556号披露了一种技术，其中在使用非磁性单一成分显影剂系统的串联式彩色激光打印机中采用无清洁器的处理的方法。在显影剂由单一成分组成的情况下，可将显影电极与在图像载体上残留的剩余墨粉相接触，或与其非常靠近。由此，可很容易地实现无清洁器处理的方法。

然而，由于电极的紧凑布置，显影值γ很高并且色调特性很差。此外，为了使墨粉粒子均匀带电，在显影装置中的结构组件充电部件在通常情况下与墨粉摩擦接触。由于充电部件的磨损劣化(degradation)，往往出现不完全充电或条形图像不均匀的情况。在一段很长的时间内很难得到高质量的图像。

日本专利申请公开出版物第2001-194908号披露了一种技术，其中由清洁部件一次性回收转印后剩余的墨粉，沿传输路径将回收的墨粉传输到显影装置，随后从预定位置将墨粉放入显影装置，并且从与该预定位置相关的特定位置回收显影剂。

然而，在该回收方案的情况下，在储存多于可传送的预定量转印后剩余的墨粉之后，将转印后剩余的墨粉放入显影装置中。因此，劣化的墨粉，纸屑，或者其它灰尘和杂质可在显影装置中不均匀地出现，导致图像缺陷。

发明内容

本发明的一个方面的目的是提供一种图像形成装置和一种彩色图像形成装置，其使用非磁性双组分显影剂并可通过增强清洁效率维持图像的高质量，并且即使显影剂劣化，还可通过保护显影传输力来维持图像的高质量。

根据本发明的一个方面，提供一种使用双组分显影剂的图像形成装置，该双组分显影剂至少由非磁性彩色粒子和磁性粒子组成，该装置包括：图像载体，在其表面上承载静电潜像；显影剂载体，位于面对图像载体的位置并且在其表面上具有不平整部分(irregularity，凹凸)；显影装置，用于使用显影剂载体用双组分显影剂使图像载体上承载的静电潜像显影；以及控制装置，用于执行对使显影剂载体和图像载体以不同的圆周速率运动的控制。

将在以下说明中描述本发明另外的目的和优势，且部分从说明书看将变得显而易见，或者可通过本发明的实施例了解。本发明的目的和优势可以通过下文中特别指出的手段和组合被认识和获得。

附图说明

附图被结合到说明书中并作为说明书的一部分来说明本发明的优选实施例，且与以上给出的概括描述和以下给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明的实施例的彩色图像形成装置的控制系统的结构的框图；

图2是示意性地示出在彩色图像形成装置中的图像形成单元的结构的截面图；

图3示出作为显影剂载体的显影辊的横截面；

图4示出在显影辊上的不平整部分的横截面的实例；

图5示出在显影辊上的不平整部分的横截面的实例；

图6示出在显影辊上的不平整部分的横截面的实例；

图7示出在显影辊上的不平整部分的横截面的实例；

图8示出显影辊的外部圆柱形辊的表面形状的实例；

图9示出显影辊的外部圆柱形辊的表面形状的实例；

图10示出显影辊的外部圆柱形辊的表面形状的实例；

图11示出显影辊的外部圆柱形辊的表面形状的实例；

图12是示出在显影辊表面上形成的槽的角度与效果之间关系的曲线图；

图13示出与载体平均粒径相关的试验结果；

图14示意性地示出根据本发明的第五实施例的中间转印型彩色图像形成装置的结构；

图15是示出与转印条件相关的转印后剩余比率和反向转印比率的曲线图；

图16示意性地示出根据本发明的第五实施例的直接转印型彩色图像形成装置的结构；

图17是示出显影剂特性比较的曲线图；

图18示出采用不定期的少量显影剂替换方法的显影装置的结构的实例；

图19示出不定期少量显影剂替换型显影装置的结构的实例；以及

图20示出在应用不定期少量显影剂替换型显影装置中的显影辊的情况下的图像密度的使用状况(life state)(打印数量)。

具体实施方式

现在将参照附图对本发明的实施例进行描述。

图1示出根据本发明的实施例的彩色图像形成装置的控制系统的结构。图像形成装置包括用于执行总体控制的主控制单元1，用于执行多种设定的操作面板2，作为用于读取在原稿上的彩色图像的图像读取装置的彩色扫描仪部分3，以及作为用于形成图像的图像形成装置的彩色打印机部分4。

彩色打印机部分4包括CPU 110，用于执行总体控制；ROM111，储存控制程序，等等；PAM 112，用于储存数据；激光器驱动器113，驱动激光光学系统的半导体激光器(没有显示)；多角形电机驱动器114，驱动多角形电机(没有显示)；传输控制单元115，控制作为转印介质的纸张的传输；过程控制单元116，控制使用充电装置、显影辊和转印装置(没有显示)充电、显影和传输的过程；以及定影控制单元117，控制定影装置(没有显示)。

图2是示意性地示出在彩色图像形成装置中的图像形成单元的结构的截面图。

图像形成单元包括感光体(photoconductor body)1、充电装置2、曝光装置3、显影装置4、转印辊5、电荷擦除灯6和记忆干扰刷7。

显影装置4包括含有磁性辊的显影辊(磁刷)10、层限制部件11、显影剂搅拌螺旋钻12，显影剂容器13，以及补充显影剂料斗14。

转印介质P通过送纸装置8被送入。将在感光体1上的墨粉通过转印辊5转印到转印介质P，并且转印的墨粉通过定影装置9固定。

本彩色图像形成装置采用电子照相双组分显影系统。

墨粉的常规成分包括粘合剂树脂(聚脂树脂、聚苯乙烯-丙烯树脂，等等)、着色剂(诸如炭黑、浓缩多环颜料、偶氮颜料、苯二甲蓝染料或无机颜料的众所周知的颜料或染料)、作为定影辅助剂的蜡、电荷控制剂(CCA)、以及改良流动性的无机粒子(硅，等等)。墨粉通过研磨处理或化学处理形成。

载体是诸如铁酸盐、磁铁矿、氧化铁、或混合有磁粉的树脂粒子的磁载体。载体的全部或部分表面可涂有树脂。

在不背离本发明精神的条件下可做其它的修改。

感光体1为由带正电或带负电的OPC、非晶硅，等形成的常规的静电潜像载体(带、辊，等等)。电荷产生层、电荷输送层以及保护层可以被碾压成薄板，或者是可执行多个功能的单层。

充电装置2可为诸如电晕充电器(充电器电线、梳齿型充电器、scorotron，等等)、接触充电器辊、非接触充电器辊或固态充电器的众所周知的充电器装置。充电装置2用所需的电势使感光体均匀带电。

曝光装置3使用诸如激光器或LED的曝光装置在感光体1上形成静电潜像。

显影装置4通过使用显影辊10传输双组分显影剂执行磁刷显影。由此，向感光体1上的静电潜像提供带电的墨粉并将静电潜像显影成可视墨粉图像。向显影辊10提供显影偏压(DC或DC+AC)用于产生将墨粉附着到静电潜像上的电场。

转印装置5是用于使用常规转印系统(诸如接触辊、电晕充电器、接触片，等等)向被送入的转印介质P(诸如用纸张)转印墨粉图像的转印装置。

转印介质P与感光体1分离并被传输到定影装置9。在转印介质P上的墨粉图像通过传统的加热/加压定影系统(诸如加热辊)定影，并且带有定影图像的转印介质P被释放到装置的外部。

在将墨粉图像转印到转印介质P之后，残留在感光体1上的转印后剩余的墨粉经过电荷擦除、充电和曝光的下一个图像形成的步骤，并且该剩余墨粉再次被传送到显影区域。残留在非图像部分上的墨粉通过磁刷(显影辊10)被回收到显影装置4中。

在电荷擦除的步骤之前或之后可设置记忆干扰部件。

此外，为了将剩余的墨粉一次性回收到显影装置4，可提供将墨粉再提供到感光体1上的临时回收部件。

记忆干扰部件和临时回收部件可提供有正电压和/或负电压以有效实现它们的功能。

另一方面，显影装置4的补充显影剂料斗14含有100g到700g的由载体和墨粉组成的双组分显影剂。将在显影装置4中的双组分显影剂通过显影剂搅拌螺旋钻12传输到显影辊10上。显影装置4中的双组分显影剂由于显影损失了部分墨粉，并且随后在磁性辊的排放极的位置处被从显影辊10中排放出。由此，通过搅拌螺旋钻12将显影剂带回到显影剂容器13中。

在本实施例中显影辊10的表面提供有不平整部分。显影辊10和感光体1以不同的圆周速度在相对位置运动(转动)。CPU 110通过过程控制单元116控制显影辊10和感光体1的转动。

显影剂容器13配备有众所周知的墨粉浓度传感器。当浓度传感器探测到墨粉的量减少时，CPU 110执行向补充显影剂料斗14发送补充信号并补充新墨粉的控制。

可选地，根据打印数据的累积计算和/或对感光体1上的显影剂墨粉的量的检测，可估计墨粉的消耗。根据估计的结果，可补充新的墨粉。

可使用墨粉浓度传感器输出装置和估计墨粉消耗的装置。

图3示出作为显影剂载体的显影辊10的横截面。

显影辊10包括被设置使显影剂供应极、显影剂传输极和显影剂排放极正确放置和固定的磁性辊20。外部圆柱形辊21由诸如铝的导电材料形成。显影辊10承载显影剂并且转动以将显影剂传输到显影区域。

根据本发明显影辊10具有不平整部分22。

图4示出在图3中示出的显影辊10的不平整部分22的横截面的实例。事实上，由于在辊的圆周表面形成不平整部分22，不平整部分22的横截面形状为曲线。为了更容易理解，横截面的形状被描述为线性形式。槽间距为1/a周期，槽深为b并且槽宽为c。

图5与图4一样，示出不平整部分22的横截面的另一实例，其中槽为V型。槽间距为1/a周期，槽深为b并且槽宽为c。

图6与图4一样，示出不平整部分22的横截面的另一实例，其中槽间的突起(ridge)为曲线。槽间距为1/a周期，槽深为b并且槽宽为c。

图7与图4一样，示出不平整部分22的横截面的另一实例，其中槽和突起为波浪形。槽间距为1/a周期，槽深为b并且槽宽为c。

图8示出显影辊10的外部圆柱形辊21的表面形状的实例。在该实例中，槽与旋转轴成一角度。

图9示出显影辊10的外部圆柱形辊21的表面形状的另一实例。在该实例中，槽与旋转轴对角地形成一角度。

图10示出显影辊10的外部圆柱形辊21的表面形状的另一实例。在该实例中，槽与旋转轴成一角度，其槽间距小于图8中的槽间距。

图11示出显影辊10的外部圆柱形辊21的表面形状的另一实例。在该实例中，槽平行于旋转轴。

现在将描述带有上述结构的本发明的第一实施例。

墨粉被混合(kneaded)，研磨并分类为成分为91wt％的聚脂树脂、4wt％的米糠蜡和5wt％的炭黑。由此，得到体积平均颗粒尺寸为8μm的墨粉粒子(toner particles)。将所得到的与硅和CCA的外部添加剂结合。显影剂通过混合7wt％的墨粉和体积平均粒径为50μm的93wt％的载体形成，其由表面涂有有机硅树脂的球形铁酸盐粒子组成。

显影辊10的外部圆周提供有由铝形成的圆柱形辊21。圆柱形辊21的表面提供有随机的不平整部分。不平整部分的槽部分和突起部分的高度差平均约为200μm。邻近突起之间的距离为400到800μm。

位于显影装置4中的层限制部件11和显影辊10之间的间隙被设定为500μm。显影辊10和感光体1之间的间隙被设定为650μm。感光体1的表面通过充电装置2被均匀充电至-500V。使用带有600dpi的曝光装置3在感光体1上形成静电潜像。给显影装置10提供-280V的DC显影偏压。

感光体1的表面电压、显影偏压等等通过根据环境检测、显影剂的取决于时间的改变等等由过程控制改变。感光体1和显影辊10在相对位置上以相同方向转动，感光体1的处理速度为130mm/秒并且显影辊10和感光体1的圆周速度比为2.0。

在由感光体1和显影辊10形成的显影区域中，静电潜像通过墨粉进行显影。在由感光体1和转印辊5形成的转印区域中，转印偏压被施加给转印辊5并由此将墨粉图像转印到转印介质P上。

在感光体1上的部分墨粉不被转印并且作为剩余墨粉留下。由位于电荷擦除单元下游侧的记忆干扰刷7将剩余墨粉扰乱。随后，剩余墨粉被充电并曝光，并且再次进入显影区域。

与此同时，通过电场力激励附着于新形成的静电潜像的非图像部分上的转印后剩余的墨粉，该电场由感光体1的表面电压和显影偏压产生并且由显影辊10表面上的不平整部分做细微的改变。转印后剩余的墨粉由磁刷机械地移除并且通过指向显影辊10的电场力回收到显影辊侧。

附着在静电潜像的图像部分上的转印后剩余的墨粉残留在感光体1上，并且新墨粉在感光体1上显影。从而，将得到的墨粉图像传输到转印区域。

根据第一实施例，如上所述，显影辊同时执行显影/清洁。由此，100％的墨粉用于图像形成，而且没有产生浪费的墨粉。与此同时，在转印区域中的转印效率约为93％，并且使用清洁装置的普通系统产生对应于整个墨粉7％的浪费。

根据本实施例的结构，通过显影辊有效地回收转印后剩余的墨粉，并且可以避免诸如显影记忆的图像缺陷的发生。

下面，描述第二实施例。

如第一实施例，在显影辊10表面形成的随机不平整部分结构不牢固。突起部可通过弱震破坏或可在使用中逐渐磨损。

在第二实施例中，如图11所示显影辊10经过使用滚花处理(密纹(fine groove)形成工艺)平行于旋转轴。该显影辊10具有深度为200μm，宽度为150μm以及槽间距为850μm的槽。

使用显影辊10，在与第一实施例相同的方法中执行图像形成。转印后剩余的墨粉通过显影辊10被有效地回收，并且不会发生诸如记忆的图像缺陷。

执行寿命测试。即使当完成打印100,000页纸张时，也不会由于不完全回收转印后剩余的墨粉而产生记忆。

接下来，描述第三实施例。

在第三实施例中，如图8中所示，以相对于显影辊10的旋转轴倾斜20°在显影辊10上实施滚花处理。

在具有槽平行于旋转轴的第二实施例的显影辊的情况下，在均匀大范围半色调图像中产生微小的条形密度改变。然而，在带有槽倾角的第三实施例中，在大范围固态图像中得到均匀密度。

图12是示出相对于旋转轴的槽的角度，在固态部分中图像密度改变的可视估计结果，以及在显影区域中转印后剩余的墨粉的回收效率的测量结果的曲线图。

当图像密度发生改变时，检查品红图像的大约1.0的相对的高密度范围(Macbeth显像密度计，SPI滤镜)，在该范围具有很高的视觉敏感度。

在视觉估计中，变化等级通过以下的点表示。

变化等级5表示没有察觉到密度改变。

变化等级4表示察觉到轻微的密度改变，并且密度在可容许的范围内。

变化等级3表示存在密度改变。

变化等级2表示存在不容许的密度改变。

变化等级1表示存在巨大的密度改变。

如果槽与旋转轴的角度超过45°并且回收效率下降到95％或者以下，肯定发生记忆。对于图像密度改变，30°到45°之间的角度范围是最理想的，但是0到60°之间的角度范围是可以容许的。从结果上看，可确定0到45°之间的角度范围是最理想的。

下面，描述第四实施例。

在第四实施例中，通过将用树脂涂敷平均粒径为100μm的铁酸盐粒子形成的磁性粒子作为载体粒子。显影辊表面经过滚花处理具有与显影辊10的旋转轴成30°的倾角。槽的宽度被设定为100μm，槽的深度被设定为100μm，并且不平整部分的槽间距被设定为900μm。

因此，随着打印操作的重复，被槽捕获的载体粒子变硬，转印后剩余的墨粉的回收效率降低，并且产生图像记忆。相似地，在将槽宽度设定为小于100μm的情况下，转印后剩余的墨粉不能通过显影辊10完全地回收。

然而，如果将槽宽度设定为150μm或更高，可顺利地完成同时清洁。在使用平均粒径为50μm的载体粒子的情况下，即使槽宽度为100μm，也不存在问题。

图13示出与载体颗粒尺寸有关的试验结果。

如果载体颗粒尺寸小于槽宽度，墨粉的回收效率良好。在载体颗粒尺寸与槽宽度相等的情况下，在初始阶段墨粉的回收效率良好，但是在5000(5k)小时的使用之后墨粉的回收效率降低，导致图像记忆的形成。在载体颗粒尺寸大于槽宽度的情况下，从一开始就发生图像记忆。

由上所述，可以理解槽的宽度优选地应该大于载体粒子的平均粒径。

如果槽的宽度过宽，就不可能得到电场可微小改变的效果，并且不可能有效地回收墨粉。因此，垂直于旋转轴的槽的宽度理想地应该大约为c/n≤2mm，其中n为显影辊10和感光体1的圆周速度的比率。

接下来，描述第五实施例。

第五实施例涉及包括多个图像形成单元的彩色图像形成装置，每个图像形成单元至少包括感光体、充电装置、曝光装置、显影装置以及转印装置。图像形成单元的数量对应于色彩的数量。图像形成单元沿着中间转印纸辊筒(drum)(或带)或转印介质传输路径并置。

图14示意性地示出根据本发明的第五实施例的中间转印型彩色图像形成装置的结构。彩色图像形成装置为具有青色、品红、黄色和黑色四种处理颜色的全彩色打印装置。第一图像形成单元31转印黄色，第二图像形成单元32转印品红，第三图像形成单元33转印青色，并且第四图像形成单元34转印黑色。

第一图像形成单元31将黄色墨粉图像从感光体41转印到中间转印部件30。在这种情况下，带有附着于其表面的转印后剩余的墨粉的感光体41继续用于下一图像打印操作的静电潜像形成步骤。

在充电阶段之前，可提供记忆干扰部件，扰乱转印后剩余的墨粉的图像结构以减少图像记忆产生的可能性；临时回收部件，在预定时刻一次性地将墨粉回收并将其再次提供给感光体；充电部件，调节转印后剩余墨粉的电荷量；以及用于去除纸张灰尘或其它杂质混合物的部件。单个部件可实现这些部件的功能。可替换地，感光体充电部件也可以具有部分或全部这些功能。

在转印后剩余墨粉残留在感光体41上的阶段，用于下一图像形成的静电潜像在感光体41上形成。静电潜像在显影区域以以下方式进行显影。尽管像这样在感光体41上的图像部分处留有转印后剩余的墨粉，另外地提供用于显影的新墨粉以补充墨粉的不足。另一方面，在感光体41上的非图像部分处的转印后剩余的墨粉与显影装置51中的磁刷相接触并由此被吸附到显影辊61侧。随着显影辊61的转动，将在非图像部分处的墨粉回收到显影装置51中。

随后，第二图像形成单元32将品红墨粉图像从感光体42转印到中间转印部件30，在非定影阶段在中间转印部件上形成黄色图像。这样，品红墨粉的转印效率不是100％，并且转印后剩余的墨粉残留在感光体42上。此外，当在中间转印部件30上的黄色墨粉与在感光体42上的非图像部分接触时，部分黄色墨粉被感光体42吸附，并被反向转印到感光体42上。

通常地，在单彩色图像打印装置的情况下，设定用于得到最大转印效率的转印条件以使产生图像记忆的可能性最小化。

图15是示出与转印条件相关的转印后剩余比率和反向转印比率的曲线图。

在图15中，转印条件A可实现最大的转印效率。

在彩色图像形成装置包括清洁部件并且回收及排放转印后剩余墨粉的情况下，选择通过计算由于转印后剩余产生的墨粉损失和由于反向转印产生的墨粉损失的总数可实现最小损失比率的转印条件。在图15中，转印条件B符合该条件。

然而，在无清洁器的彩色图像形成装置的情况下，如果在上述的处理步骤中的彩色墨粉被反向转印，不同于转印后剩余墨粉色彩的反向转印墨粉也被回收到显影装置。这导致了彩色墨粉的混合，并且不能控制输出图像的色彩。因此，在这种情况下选择不产生反向转印的转印条件C。

这样，以交叠的方式将青色和黑色墨粉转印到中间转印部件30。将在中间转印部件30上的墨粉图像通过第二转印装置40转印到转印介质P(诸如纸张)上。最后，在定影装置50中，定影装置通过加热和/或加压使墨粉图像在转印介质P(诸如纸张)上定影，并且输出转印介质P。

例如，当选择图15中的转印条件C时，反向转印几乎不发生，但是在本实施例中转印后剩余比率约为6.5％，其明显高于转印条件A(0.8％)或转印条件B(1.3％)。因此，在具有没有不平整部分的显影辊的现有技术的显影装置的情况下，不能通过显影辊有效地同时执行显影/回收，并且可很容易地产生诸如图像记忆的图像缺陷。

然而，在本实施例中，显影辊表面提供有不平整部分。因此，完全回收转印后剩余的墨粉并且不产生图像缺陷。用密纹形成不平整部分，该密纹基本上平行于显影辊的旋转轴。不会出现由于使用而产生的墨粉回收效率的降低。此外，密纹形成相对于旋转轴的不小于0°且不大于45°的倾角。消除了在固态图像部分上的浓度细微不均匀，并且提高图像的质量。

图16示意性地示出根据本发明的第五实施例的直接转印型彩色图像形成装置的结构。第一图像形成单元71直接将黄色转印到转印介质P，第二图像形成单元72直接将品红转印到转印介质P，第三图像形成单元73直接将青色转印到转印介质P，并且第四图像形成单元74直接将黑色转印到转印介质P。其它结构与图14中所示的相同，并得到与图14中相同的有利的效果。

接下来，描述第六实施例。

第六实施例涉及采用不定期少量显影剂替换方法的显影装置。

显影装置4至少包括显影辊10、显影剂搅拌螺旋钻12，以及限制由显影辊传输的显影剂数量的显影剂量限制部件。显影装置4储存由非磁性墨粉和磁性载体组成的双组分显影剂。此外，显影装置4可包括众所周知的密度传感器(诸如导磁率传感器或光学传感器)，该密度传感器检测显影剂中的墨粉的含量。此外，显影装置4可包括用于通过检测例如图像打印比率，或感光体上的显影量来估计显影剂中墨粉含量的部件。

显影装置4包括补充显影剂料斗14，设置其以将补充的显影剂送入传输路径。补充显影剂料斗14储存包括补充墨粉和补充载体的补充显影剂，该补充载体具有比在显影装置4中呈现的显影剂更高的墨粉含量。显影装置4可分别包括用于补充墨粉的墨粉料斗和用于补充载体的载体料斗，以将补充墨粉和补偿载体送入显影剂传输路径中。

显影装置4带有排放口，多余的显影剂从中排放出。不限制墨粉排放的方法。可采用不同的墨粉排放方法，包括溢出法，其中根据相对于体积增加的量排放墨粉；闸门法，通过打开闸门控制墨粉的排放；以及选择排放法，其中只排放质量降低的显影剂。

根据显影辊10的转动将显影剂传输到显影区域，并且墨粉使在感光体1上形成的静电潜像显影。根据显影辊10的转动将墨粉含量降低的显影剂回收到显影装置4。被回收的显影剂在包含在显影辊10中的磁性辊20的排放极的位置从显影辊10分离。随后通过显影剂搅拌螺旋钻12带入其它显影剂并与其他显影剂混合。

当探测到在显影剂中的墨粉含量下降到低于预定范围时，将固定量的显影剂从补充显影剂料斗14的供给口补充到显影装置4。在墨粉和载体储存在不同的料斗中的情况下，也在预定时刻补充固定量的载体。从排放口排放对应于增加的体积的显影剂的量，并且在显影装置4中的显影剂的量基本保持恒定。

显影剂的特性逐渐降低。然而，如果调整载体补充比率，在图像质量限制等级之上的良好的特性可稳定地保持。这就使得不需要执行整个显影剂的批量替换，当显影剂特性下降到图像质量限制等级之下时，才需要批量的替换。可消除由于替换显影剂而导致的停机时间。

图17是示出显影剂特性比较的曲线图。在图17中，在现有技术的显影剂的批量替换中，如线“A”所示，显影剂特性下降。在本实施例的情况下，如线“B”所示，显影剂特性改变。

图18和图19示出采用不定期少量显影剂替换方法的显影装置4的结构的实例。图18是不定期少量显影剂替换型显影装置4的截面图，并且图19是不定期少量显影剂替换型显影装置4的顶视图。

该显影装置4分别包括用于补充墨粉的墨粉料斗以及用于补充载体的载体料斗。在预定时刻向显影装置4提供补充的墨粉和补充的载体。

在图18中，不定期少量显影剂替换型显影装置4包括显影辊10、第一显影剂搅拌螺旋钻12a、第二显影剂搅拌螺旋钻12b、第二室80、作为废弃显影剂容器的第三室81、排放口82、补充墨粉料斗83、墨粉补充控制辊84、补充载体料斗85，以及载体补充控制辊86。

在图19中，不定期少量显影剂替换型显影装置4包括在第二室80处的排放口90、在第一显影剂搅拌螺旋钻12a处的上升的底部91，以及在第二显影剂搅拌螺旋钻12b处的上升的底部92、墨粉补充口93，以及载体补充口94。

使用不定期少量显影剂替换型显影装置4，在每消耗墨粉100g补充10g载体的条件下进行寿命测试。

在使用带有基本上平滑表面的常规显影辊的情况下，超出使用期限之后显影辊的显影剂传输特性逐渐下降。在初始阶段为1.5的图像密度(Macbeth显像密度计)在打印完200,000页之后下降到1.0。

相比地，具有在显影辊10的表面上形成不平整部分，图像密度继续保持在初始状态下。

图20示出使用根据不定期少量显影剂替换型方法的显影辊10的情况下，图像密度的使用状况(life state)(打印数量)。在图20中，曲线B表示图17中示出的本实施例的显影下降等级。曲线C表示在现有技术中图像密度的下降，并且曲线D表示本实施例的图像密度。如图20所示，有关本实施例的曲线D很稳定。

如上所述，提供用于限制显影剂传输量的层限制部件。该部件可调节磁刷层的厚度。

接下来，描述第七实施例。

第七实施例涉及在显影区执行同时显影/清洁的无清洁器处理，不使用回收感光体1上的转印后剩余的墨粉并排放回收的墨粉的清洁装置。

在本实施例中，将苯乙烯-丙烯单体、颜料以及蜡混合、聚合并且粒化。将外部添加剂添加到得到的粒子中。由此，得到体积平均粒径为6μm的球形聚合物墨粉。显影剂由93wt％的具有体积平均粒径为40μm的载体粒子，以及7wt％的聚合物墨粉组成，载体粒子由表面涂有硅树脂的磁铁矿粒子形成。

补充显影剂料斗14储存含有每消耗墨粉100g补充20g载体的补充显影剂。根据墨粉的消耗，提供补充显影剂。显影装置4将过多的显影剂通过排放口82溢出。由此，执行不定期少量显影剂替换。

通过充电装置2在-600V给感光体1均匀充电。根据要形成的图像，通过曝光装置3将感光体1曝光。由此，在感光体1上形成静电潜像。随后，向在感光体1上的图像部分提供来自磁刷的墨粉，该感光体上的图像部分在被施加有-400V偏压的显影辊10上形成。由此，形成墨粉图像。随后，将感光体1上的墨粉图像通过感光体1和转印辊5转印到转印介质P。对显影辊10进行滚花处理以在其表面上形成平行于显影辊10旋转轴的槽，具有200μm的槽深度，200μm的槽宽度以及300μm的槽间距。

通过由导电纤维形成并提供有负电压的记忆干扰刷7扰乱感光体1上的转印后剩余墨粉的图像结构。感光体1再次带电并曝光，并且到达显影区域。将附着到新形成的静电潜像的非图像部分上的转印后剩余的墨粉回收到显影装置4。显影装置4的显影辊10相对于感光体1以2的圆周速度比率转动。由此，通过以4周/mm微小震荡的显影电场激励感光体1上的转印后剩余的墨粉。通过磁刷机械地刷掉转印后剩余的墨粉，通过指向显影辊10的电场将转印后剩余的墨粉从感光体1分离，并再次储存到显影装置4。

优选地，可通过(显影辊10和感光体1间的圆周速度比率)×(显影辊10上的槽间距)计算出的电场振动周期应该为1周/mm或更高。显影偏压不但可以是DC，而且还可以是DC+AC。本发明中的结构和条件不受上述限制，并且在不背离本发明精神的情况下可采用其它结构和条件。

如上所述，根据第七实施例，显影辊表面具有不平整部分。由此，摩擦阻力增加并且显影剂传输量不减少。因此，可避免图像密度的降低和图像记忆的发生。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种使用双组分显影剂的图像形成装置，所述双组分显影剂至少由非磁性色料粒子和磁性粒子构成，所述装置的特征在于包括：

图像载体(1)，在其表面上承载有静电潜像；

显影剂载体(10)，位于面对所述图像载体的位置，并且在其表面上具有不平整部分，并且使用所述双组分显影剂使在所述图像载体上承载的所述静电潜像显影；以及

控制单元(110)，执行对使所述显影剂载体和所述图像载体以不同圆周速率运动的控制。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，通过滚花处理在所述显影剂载体的表面上形成所述不平整部分。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述显影剂载体包括其表面上具有不平整部分的圆柱形显影剂承载辊，以及包括并固定在所述圆柱形显影剂承载辊内的磁性辊。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，所述圆柱形显影剂承载辊由导电材料形成。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述显影剂载体表面上的所述不平整部分是由密纹处理的槽形成的，并且所述槽与所述显影剂载体的旋转轴成0°±45°倾角以规则间距并行排列。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，d＜c，其中c为所述显影载体表面上的所述槽的宽度，d为所述磁性粒子的平均粒径。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述非磁性色料粒子为墨粉粒子，并且所述磁性粒子为磁性载体粒子。

8.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，还包括：

容器，用于容纳所述双组分显影剂和显影剂载体；传输部件，位于所述容器内，并且在搅拌所述双组分显

影剂的同时，将所述双组分显影剂传输到所述显影剂载体；测定单元，用于测定墨粉粒子的混合比率，所述墨粉粒子为包含在所述容器中的所述双组分显影剂中的所述色料粒子；

显影剂料斗，分别或一起储存所述墨粉粒子和作为所述磁性粒子的磁性载体粒子；

补充机构，用于根据所述测定单元的测定结果分别或一起将来自所述显影剂料斗的所述墨粉粒子和所述磁性载体粒子补充到所述容器中；以及

排放单元，用于从所述容器排放预定量的显影剂。

9.一种使用双组分显影剂的彩色图像形成装置，所述双组分显影剂至少由非磁性墨粉粒子和磁性粒子构成，所述装置的特征在于包括：

多个图像形成单元，每个所述图像形成单元均包括：

图像载体(1)，在其表面上承载有静电潜像；

显影剂载体(10)，位于面对所述图像载体的位置，其表面上具有不平整部分，并且使用所述双组分显影剂同时使在所述图像载体上承载的所述静电潜像显影，并且回收所述图像载体上的转印后剩余的墨粉，以及

转印单元，转印通过所述显影剂载体在所述图像载体上显影的墨粉图像；以及

控制单元(110)，执行对使所述显影剂载体和所述图像载体以不同圆周速率运动的控制。

10.根据权利要求9所述的彩色图像形成装置，其特征在于，所述多个图像形成单元沿着用于传输转印介质的传输路径排列，通过所述相关转印单元将在每个所述图像载体上的所述墨粉图像转印到转印介质上。

11.根据权利要求9所述的彩色图像形成装置，其特征在于，所述彩色图像形成装置包括形成青色、品红、黄色和黑色四种色彩的墨粉图像的四个所述图像形成单元。

12.一种使用双组分显影剂的图像形成装置，所述双组分显影剂至少由非磁性色料粒子和磁性粒子构成，所述装置的特征在于包括：

图像承载装置(1)，用于在其表面上承载静电潜像；

显影剂承载装置(10)，用于使用所述双组分显影剂使在图像承载装置上承载的所述静电潜像显影，所述显影剂承载装置位于面对所述图像承载装置的位置并且在其表面上具有不平整部分；以及

控制装置(110)，用于执行对使所述显影剂承载装置和所述图像承载装置以不同圆周速率运动的控制。

13.一种使用双组分显影剂的彩色图像形成装置，所述双组分显影剂至少由非磁性墨粉粒子和磁性粒子构成，所述装置的特征在于包括：

多个图像形成装置，每个所述图像形成装置包括：

图像承载装置(1)，用于在其表面上承载静电潜像；

显影剂承载装置(10)，用于使用所述双组分显影剂使在图像承载装置上承载的所述静电潜像显影，并且回收所述图像承载装置上的转印后剩余的墨粉，所述显影剂承载装置位于面对所述图像承载装置的位置并且在其表面上具有不平整部分，以及

转印装置，用于转印通过所述显影剂承载装置在所述图像承载装置上显影的墨粉图像；以及

控制单元(110)，用于执行对使所述显影剂承载装置和所述图像承载装置以不同圆周速率运动的控制。

14.一种用于使用双组分显影剂的图像形成装置的控制方法，所述双组分显影剂至少由非磁性色料粒子和磁性粒子构成，所述方法特征在于包括：

在图像载体表面上承载静电潜像；

使用位于面对所述图像载体的位置且在其表面上具有不平整部分的显影剂载体，用所述双组分显影剂使在图像载体上承载的所述静电潜像显影；以及

执行对使所述显影剂载体和所述图像载体以不同圆周速率运动的控制。

15.一种用于使用双组分显影剂的彩色图像形成装置的控制方法，所述双组分显影剂至少由非磁性墨粉粒子和磁性粒子构成，所述方法的特征在于包括：

提供多个图像形成单元，每个所述图像形成单元均包括图像载体、显影剂载体、以及转印单元，用于执行以下步骤：在图像载体的表面上承载静电潜像；

使用位于面对所述图像载体的位置，在其表面上具有不平整部分的显影剂载体，用所述双组分显影剂，同时使在图像载体上承载的所述静电潜像显影，并且回收所述图像载体上的转印后剩余的墨粉，以及

使用转印单元转印通过所述显影剂载体在所述图像载体上显影的墨粉图像；以及

执行对使所述显影剂载体和所述图像载体以不同圆周速率运动的控制。

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