CN106125526A - 成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显影装置、处理盒和成像设备。所述显影装置包括：容纳单元，所述容纳单元构造成布置在供应构件下方并且容纳显影剂；和显影剂承载构件，所述显影剂承载构件构造成承载显影剂并且使得静电潜像显影，所述显影装置还包括供应构件，所述供应构件构造成将显影剂供应到显影剂承载构件，布置成在供应构件和显影剂承载构件之间形成夹持部分，而且沿着这样的方向旋转，沿着所述方向其表面从夹持部分的上端部运动到下端部；和传送构件，所述传送构件构造成将容纳在容纳单元中的显影剂传送到供应构件上。

Description

成像设备
本发明专利申请是申请号为201310148888.9、申请日为2013年04月26日、发明名称为“显影装置、处理盒和成像设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种成像设备，所述成像设备构造成使用电子照相方法在记录材料上形成图像，并且更加具体地，涉及应用于成像设备的显影装置和处理盒。
背景技术
在使用电子照相成像方法(电子照相处理)的诸如打印机的成像设备中，作为图像承载构件的电子照相感光构件(在下文中称作“感光构件”)被均匀充电，并且充电的感光构件选择性地曝光，以在感光构件上形成静电图像。使用显影剂中的调色剂使得形成在感光构件上的静电图像可视化为调色剂图像。形成在感光构件上的调色剂图像被转印到诸如记录片材或塑料片材的记录材料上，并且转印到记录材料上的调色剂图像通过进一步将热量和压力施加到调色剂图像上而定影在记录材料上，从而实施了图像记录。
该成像设备通常需要供应显影剂并且需要维护多种类型的处理单元。为了便捷地供应显影剂并且维护多种类型的处理单元，将感光构件、充电单元、显影单元、清洁单元和其它单元收集在作为框架的盒中。由此形成的处理盒已经投入实际应用，所述处理盒可拆卸地附接到成像设备的主体。处理盒的类型使得能够提供可用性卓越的成像设备。
近年来，构造成使用多种颜色的显影剂形成彩色图像的彩色成像设备已经得到广泛应用。作为彩色成像设备，已知一种直列式成像设备，在所述直列式成像设备中，分别对应于使用多种颜色的显影剂的成像操作的感光构件沿着调色剂图像待转印到其上的物体的表面运动方向布置成列。直列式彩色成像设备包括一种成像设备，在所述成像设备中，多个感光构件沿着与竖直方向(重力方向)交叉的方向(例如，水平方向)布置成列。就便捷地应对提高成像速度并且扩展成多功能打印机的要求而言，直列式是理想的成像类型。
多个感光构件沿着与竖直方向交叉的方向布置成列的直列式成像设备包括一种成像设备，在所述成像设备中多个感光构件布置在中间转印构件或者记录材料承载构件下方，所述中间转印构件用作待转印的构件，所述记录材料承载构件用于传送作为待转印构件的记录材料(见日本专利申请特开No.2003-173083)。
在感光构件布置在中间转印构件或者记录材料承载构件下方的情况中，定影装置和显影装置(或者曝光装置)能够例如以这样的方式间隔开布置，使得在成像设备主体内中间转印构件或者记录材料承载构件被夹在所述定影装置和所述显影装置(或者曝光装置)中间。因此，来自定影装置的热量不会轻易地影响显影装置(或者曝光装置)。
另一方面，如果如上所述，感光构件布置在中间转印构件或者记录材料承载构件下方，则可能需要抵抗重力作用将显影剂供应到显影辊(显影剂承载构件)和供应辊(供应构件)。更加具体地，需要使用这样的显影装置，所述显影装置构造成将显影剂从布置在供应辊下方的显影剂容纳单元传送到供应辊。对于由此构造而成的显影装置而言，日本专利申请特开No.2003-173083讨论了一种用于抵抗重力将足量的调色剂从显影剂容纳单元供应到供应辊的构造。如在图7中图解的那样，在日本专利申请特开No.2003-173083中，供应辊(供应构件)50在位于显影辊(显影剂承载构件)40和供应构件50之间的调色剂夹持部分中从下向上旋转。日本专利申请特开No.2003-173083讨论了一种用于使得接收板400与供应构件50的下侧相接触的方法，接收板400作为用于将显影剂供应到供应构件50的单元。根据此方法，接收板400防止已经附着到供应构件50上的显影剂因重力作用而掉落，以便以这样的方式防止纯色图像的浓度减小，使得不会减少能够供应到显影剂承载构件的显影剂。
根据在日本专利申请特开No.2003-173083中讨论的构造，诸如接收板的其它构件需要设置在供应构件50的下侧部上，以将显影剂从布置在供应构件50下方的显影剂容纳单元足量供应到供应构件50，使得成像设备的构造变得复杂。
因此，本发明旨在以简单的构造在显影装置中防止纯色图像的浓度减小，所述显影装置构造成将显影剂从布置在供应构件下方的显影剂容纳单元传送到供应构件。
发明内容
根据本发明的方面，在电子照相成像设备中使用的显影装置包括：显影剂承载构件，所述显影剂承载构件构造成承载显影剂并且使得静电潜像显影；供应构件，所述供应构件构造成将显影剂供应到显影剂承载构件，并且布置成在供应构件和显影剂承载构件之间形成夹持部分，而且沿着使所述供应构件的表面从夹持部分的上端部向下端部运动的方向旋转；容纳单元，所述容纳单元构造成布置在供应构件下方并且容纳显影剂；和传送构件，所述传送构件构造成将容纳在容纳单元中的显影剂传送到供应构件上。
从以下参照附图的示例性实施例的详细描述中本发明的其它特征和方面将变得显而易见。
附图说明
包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图解了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且连同描述一起用于解释本发明的原理：
图1是图解了根据第一示例性实施例的成像设备的构造的示意性截面图；
图2是图解了根据第一示例性实施例的显影单元和处理盒的构造的示意性截面图；
图3是图解了根据第一示例性实施例的显影剂供应构件和显影剂承载构件的布置方案的放大的截面图；
图4是图解了根据比较示例1的处理盒的构造的示意性截面图；
图5是图解了根据第二示例性实施例的显影剂供应构件和显影剂承载构件的布置方案的放大的截面图；
图6图解了用于测量静止角的方法；
图7是图解了根据传统示例的处理盒的构造的示意性截面图；
图8是图解了根据第三和第四示例性实施例中的每一个的成像设备的构造的示意性截面图；
图9是图解了根据第三和第四示例性实施例中的每一个的处理盒的构造的示意性截面图；
图10是用于从供应偏压电源施加供应偏压的连接图；
图11图解了在已经与供应辊相摩擦的显影辊上的调色剂电荷量与显影辊和供应辊之间的圆周速度差之间的关系；
图12图解了相对于显影辊和供应辊的相应圆周速度的比率，已经与供应辊相摩擦的显影辊上的调色剂涂层量；
图13是图解了根据第四示例性实施例的显影剂供应构件和显影剂承载构件的布置方案的放大的截面图；
图14是图解了因保持电荷量的差异而造成的显影性能差异的图表；
图15是图解了供应辊的电阻值和调色剂涂层的电荷量之间的关系的图表。
具体实施方式
将在下文中参照附图详细描述本发明的多个示例性实施例、特征和方面。
应当理解的是，除非特别说明，否则本发明的范围并不局限于在以下示例性实施例中描述的部件的尺寸、材料、形状和相对布置方案。
下面将参照附图描述根据本发明的成像设备和处理盒。
【成像设备的整体构造和操作】
将描述根据第一示例性实施例的电子照相成像设备(成像设备)的整体构造。图1是根据本示例性实施例的成像设备300的剖视图。根据本示例性实施例的成像设备300是应用直列方法或者中间转印方法的全色激光束打印机。成像设备300能够根据图像信息在记录材料(例如，记录片材、塑料片材、织物等)上形成全色图像。将图像信息从与成像设备主体连接或者与能够可通信地连接到成像设备主体的诸如个人计算机的主机装置连接的图像读取装置输入到成像设备主体。成像设备300包括处理盒70，所述处理盒70用作多个成像单元SY、SM、SC和SK，用于分别以黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(K)形成图像。根据本示例性实施例，成像单元SY、SM、SC和SK沿着与竖直方向交叉的方向布置成列。
处理盒70经由诸如安装引导件的安装单元或者设置在成像设备主体中的定位构件可拆卸地附接到成像设备300。根据本示例性实施例，针对相应颜色的所有处理盒70均具有相同的形状。黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(K)的调色剂分别容纳在相应的处理盒70中。尽管将根据本示例性实施例描述处理盒70，但是显影单元30(显影装置)单独可以可拆卸地附接到成像设备主体。
作为用于承载静电潜像的图像承载构件的感光鼓100由感光鼓驱动马达(没有示出)驱动旋转，所述感光鼓驱动马达设置在成像设备主体中。扫描仪单元(曝光装置)150布置在感光鼓100周围。扫描仪单元150是曝光单元，用于基于图像信息利用激光束照射感光鼓100，以在感光鼓100上形成静电图像(静电潜像)。中间转印带31布置成面向四个感光鼓100，所述中间转印带31用作用于将感光鼓100上的调色剂图像转印到记录材料120上的中间转印构件。
由环形带形成的用作中间转印构件的中间转印带31抵靠在所有感光鼓100上，以沿着由图1中的箭头B表示的方向(逆时针方向)循环运动(旋转)。
用作初次转印单元的四个初次转印辊32并排布置在中间转印带31的内周面上，以分别面向感光鼓100。将极性与调色剂的正常电荷极性相反的偏压从作为初次转印偏压施加单元(未示出)的初次转印偏压电源(高压电源)施加到初次转印辊32。因此，感光鼓100上的调色剂图像被转印(初次转印)到中间转印带31上。
用作二次转印单元的二次转印辊33布置在中间转印带31的外周面上。极性与调色剂的正常电荷极性相反的偏压从用作二次转印偏压施加单元(未示出)的二次转印偏压电源(高压电源)施加到二次转印辊33。因此，中间转印带31上的调色剂图像被转印(二次转印)到记录材料120上。当形成全色图像时，例如，在成像单元SY、SM、SC和SK上相继实施上述处理，并且相应颜色的调色剂图像相继覆盖在中间转印带31上并且被初次转印。然后，与中间转印带31的运动同步，将记录材料120传送至二次转印单元。中间转印带31上的四种颜色的调色剂图像通过二次转印辊33的作用共同地二次转印到记录材料120上，所述二次转印辊33经由记录材料120抵靠在中间转印带31上。
调色剂图像已经转印到其上的记录材料120被传送到用作定影单元的定影装置34。定影装置34通过将热量和压力施加到记录材料120上而将调色剂图像定影在记录材料120上。
【处理盒的构造和操作】
将描述在根据本示例性实施例的成像设备上安装的处理盒70的整体构造。
当沿着感光鼓100的纵向方向(旋转轴线方向)观察时，图2是根据本示例性实施例的处理盒70的剖视图(主要截面)图。图2图解了当将处理盒70安装在成像设备主体上时处理盒70的定向，构成处理盒70的构件之间的位置关系和每个构件的方向的描述基于图7中的位置关系和定向方向。根据本示例性实施例，用于相应颜色的处理盒70除了所包含的显影剂的类型(颜色)之外构造和操作基本相同。
处理盒70包括：感光单元130，所述感光单元130包括感光鼓100和其它装置；和显影单元30，所述显影单元30包括显影辊40和其它装置。
感光鼓100经由轴承(未示出)可旋转地附接到感光单元130。通过接收感光鼓驱动马达的驱动力根据成像操作沿着图2中箭头A表示的方向(顺时针方向)驱动感光鼓100旋转。根据本示例性实施例，作为成像处理中心的感光鼓100是有机感光鼓100，通过在铝制筒体的外周面上相继涂覆均用作功能性薄膜的下涂层、载体产生层和载体引导层而形成所述有机感光鼓100。
充电辊20和清洁构件60布置在感光单元130上，以便接触感光鼓100的周面。通过清洁构件60从感光鼓100的表面移除的转印残余调色剂掉落并且容纳在清洁框架140中。
通过使得充电辊20的导电橡胶辊部分在压力作用下接触感光鼓100来驱动用作充电单元的充电辊20。将相对于感光鼓100的预定直流(DC)电压施加到充电辊20的芯部，作为充电处理。这样，均匀的暗部分电势(Vd)形成在感光鼓100的表面上。根据来自上述扫描仪单元150的图像数据发射的激光束的点图案使得感光鼓100的区域曝光。利用来自载体产生层的载体使得曝光区域的表面上的电荷丢失，以便减小曝光区域的电势。结果，具有预定亮部分电势(Vl)的静电潜像形成在曝光区域上，并且具有预定暗部分电势(Vd)的静电潜像形成在感光鼓100的未曝光的区域上。
显影单元30包括调色剂容器，用于容纳无磁性的单成分显影剂(即调色剂)作为显影剂。调色剂容器包括：用作显影剂承载构件的显影辊40，所述显影剂承载构件用于承载调色剂；和调色剂供应辊(在下文中，简称作“供应辊”)50，所述调色剂供应辊50用作显影剂供应构件，用于将调色剂供应到显影辊40。管制刮刀80布置在调色剂容器中，所述管制刮刀80用于管制由供应辊50供应的在显影辊40上的调色剂的调色剂涂层量并将电荷施加到调色剂。管制刮刀80是薄板状的构件，使用薄板的弹性形成抵靠压力，而且其表面接触并且抵靠在调色剂和显影辊40上。调色剂通过管制刮刀80和显影辊40之间的滑动摩擦而摩擦充电，并且在为所述调色剂施加电荷的同时管制其层厚度。根据本示例性实施例，将预定电压从刮刀偏压电源(未示出)施加到管制刮刀80，以使得调色剂涂层稳定。
调色剂容纳单元210沿着被管制刮刀80从显影辊40刮掉的调色剂下落的方向布置，并且容纳调色剂。设置在调色剂容纳单元210中的调色剂传送构件220搅拌容纳在调色剂容纳单元210中的调色剂，并且沿着由图2中示出的箭头G表示的方向将调色剂朝向供应辊50的上部分传送。根据本示例性实施例，驱动调色剂传送构件220以50rpm的转速旋转。
显影辊40和感光鼓100分别旋转，使得其相应的表面在所述显影辊40和感光鼓100之间的面对部分(接触部分)处沿着相同的方向(根据本示例性实施例为从下向上指向的方向)旋转。调色剂传送构件220、显影辊40和供应辊50在接收来自设置在成像设备主体中的显影单元驱动马达(未示出)的驱动力时旋转。
尽管根据本示例性实施例显影辊40布置成与感光鼓100相接触，但是显影辊40可以靠近布置在距感光鼓100预定的间隔处。
根据本示例性实施例，相对于施加到显影辊40的预定直流偏压已经通过摩擦充电带有负电荷的调色剂被仅仅转印到接触感光鼓100的显影单元处的亮部分电势部分，从而由于显影辊40和感光鼓100之间的电势差而使得静电潜像可见。
将参照图3描述供应辊50的布置方案和其旋转方向，所述供应辊50为本示例性实施例的特征。
首先，供应辊50旋转，在供应辊50和显影辊40之间形成夹持部分N。夹持部分N是将调色剂夹持在显影辊40和供应辊50之间的部分。供应辊50是弹性海绵辊，所述弹性海绵辊在其导电芯部的外周上形成有泡沫层。供应辊50和显影辊40通过预定侵入量而相互接触，侵入量就是当显影辊40使得供应辊50变形为图3中的凹状时产生的凹陷量ΔE。根据本示例性实施例，供应辊50侵入到显影辊40中的侵入量，即，当显影辊40使得供应辊50变形为凹状时产生的凹陷量ΔE设定为1mm。
供应辊50在位于供应辊50和显影辊40之间的夹持部分N(面对部分)N中沿着图3中的箭头E表示的方向旋转，使得供应辊50和显影辊40的相应表面沿着相同的方向运动。根据本示例性实施例，驱动显影辊40以100rpm的转速旋转并且驱动供应辊50以200rpm的转速旋转。
下文将描述一种机制，所述机制用于当供应辊50沿着图3中用箭头E表示的方向旋转时形成调色剂涂层。
首先，容纳在调色剂容纳单元210中的调色剂被调色剂传送构件220溅起，并且所述调色剂的大部分被传送到供应辊(供应构件)50的上部分。传送到供应辊50的调色剂留在供应辊50的表面和内侧上。通过沿着图3中的箭头E表示的方向旋转供应辊50来将调色剂传送在位于供应辊50和显影辊40之间的夹持部分N的正前方。在位于供应辊50和显影辊40之间的夹持部分N的正前方供应辊50上的泡沫层变形。变形致使留在供应辊50的表面和内侧上的调色剂被喷射。喷射的调色剂存储在位于显影辊40和供应辊50上方的空间中(在下文中，称作“临时调色剂存储部分V”)。
通过旋转显影辊40和供应辊50，存储在临时调色剂存储部分V中的调色剂的一部分进入到夹持部分N中。通过显影辊40和供应辊50之间的滑动摩擦将电荷施加到已经进入夹持部分N的调色剂。带电调色剂在经过夹持部分N之后，由于其自有电荷量而被静电吸引到显影辊40。由于该效果，将调色剂从供应辊50供应到显影辊40。管制刮刀(管制构件)80管制已经供应到显影辊40的调色剂的一部分，以在显影辊40上形成具有理想的层厚度的调色剂涂层。被管制的调色剂因重力作用下落并且回到调色剂容纳单元210。
如上所述，存储在临时调色剂存储部分V中的调色剂被供应到显影辊40，以形成调色剂涂层。更加特别地，理想的是临时调色剂存储部分V的构造能够存储理想数量的调色剂，以稳定地形成调色剂涂层。
因此，根据本示例性实施例，供应辊50和显影辊40布置成使得在显影期间供应辊50的图3中的上端部H变得沿着处理盒70的定向高于显影辊40的图3中的上端部I。在这个布置方案中，临时调色剂存储部分V至少形成在一区域中，所述区域被供应辊50、显影辊40、撇除板190或者显影单元30的框架和供应辊50的经过供应辊50的上端部H的切线(图3中的虚线)包围。因此，能够增加临时调色剂存储部分V的容量。根据本示例性实施例，由供应辊50的外径和供应辊50以及显影辊40的布置方案来确定临时调色剂存储部分V的尺寸。将临时调色剂存储部分V的尺寸设定成在其中存储有稳定形成调色剂涂层的足量调色剂的尺寸，以便能够更加稳定地形成调色剂涂层。
根据本示例性实施例，显影辊40的外径是12mm，供应辊50的外径是15mm，并且显影辊40和供应辊50布置成使得供应辊50的上端部H位于显影辊40的上端部I上方5mm处。
<试验>
对于根据参照图1至图3描述的根据本示例性实施例的构造，通过以下试验来评估纯色图像的浓度稳定性。
当评估纯色图像的浓度稳定性时，当连续输出具有高打印比率的图像(纯色图像)时测量图像浓度的减小量。使得成像设备处于25.5℃的温度和50％的相对湿度(RH)的评估环境下一天，以适应环境，然后在将纯色图像打印在100张片材上之后实施评估。通过成像设备连续供给片材以记录包括水平线条的图像比例为5％的图像，从而实施在100张片材上的打印测试。然后，将纯色图像输出在三张连续的片材上，并且随后使用由X-Rite制造的SPECTORDENSITOMETER500根据输出有纯色图像的第三张片材的前边缘和后边缘之间的浓度差来实施以下评估。用单色(黑色)输出打印测试和评估的图像。
A：纯色图像在片材的前边缘和后边缘处的浓度差小于0.2；
B：纯色图像在片材的前边缘和后边缘处的浓度差为0.2或更大并小于0.3；
C：纯色图像在片材的前边缘和后边缘处的浓度差为0.3或更大。
在以下构造中也进行类似的试验。
(比较示例1)
图4是根据比较示例1的示意性剖视图。如图4所示，用箭头F表示供应辊50的旋转方向。在比较示例1中，驱动供应辊50以50rpm的转速旋转。其它构造与根据第一示例性实施例的构造类似。在表格1中阐释了试验结果：
(表格1)
示例性实施例1 比较示例1
浓度稳定性评估 A C
在根据第一示例性实施例的构造中，能够将调色剂存储在临时调色剂存储部分V中，并且能够将调色剂有效地供应到显影辊40。因此，在纯色图像中确保浓度稳定性。
另一方面，在比较示例1的构造中，通过调色剂传送构件220已经传送到供应辊50的上部分的调色剂的大部分通过供应辊50的旋转回到调色剂容纳单元210。因此，调色剂不能存储在临时调色剂存储部分V中。结果，调色剂不能稳定地供应到显影辊40。因此，纯色图像的浓度在其后边缘处减小。
根据本示例性实施例，在调色剂从布置在供应辊50下方的调色剂容纳单元210供应到供应辊50的构造中，供应辊50沿着使其表面从夹持部分N的上端部向下端部运动的方向旋转。因此，已经从调色剂传送构件220传送到供应辊50上的调色剂能够存储在夹持部分N上方。因此，能够以不需要额外构件的简单构造来抑制纯色图像的浓度减小。
根据本示例性实施例，如上所述，显影辊40的外径是12mm，并且供应辊50的外径是15mm。另一方面，针对显影辊40的外径是12mm并且供应辊50的外径是7mm的构造实施与上述试验类似的试验。然而，当供应辊50的外径是15mm时获得更加令人满意的结果。通过使得供应辊50的外径大于显影辊40的外径来增加临时调色剂存储部分V的容量而导致该结果。
根据本示例性实施例，显影辊40和供应辊50如上所述沿着从夹持部分N的上端至下端的方向旋转。因此，存储在临时调色剂存储部分V中的调色剂用于在通过经过夹持部分N令人满意地充电之后显影。因此，能够提高图像的质量。而且，根据本示例性实施例，使得供应辊50的圆周速度高于显影辊40的圆周速度。因此，当调色剂通过夹持部分N时摩擦调色剂，并且能够将已经满意充电的大量调色剂供应到显影辊40。
根据本示例性实施例，已经从供应辊50上的泡沫层喷射的调色剂被存储在临时调色剂存储部分V中并且有助于减小纯色图像的浓度。然而，泡沫层不是在产生本发明的效果的过程中必不可少的部件。更加特别地，如果在供应辊50和显影辊40之间形成夹持部分N的供应辊50沿着从夹持部分N的上端至下端的方向旋转，则供应自调色剂传送构件220的调色剂被存储在夹持部分N上方，以便能够以简单的构造抑制纯色图像浓度的减小。
在下文中将描述第二示例性实施例。在以下描述中，将不再重复描述与上述第一示例性实施例中的那些部件类似的部件。
在第二示例性实施例中，供应辊50和显影辊40安装成使得供应辊50的上端部位于显影辊40的上端部的下方，如图5所示。这种布置方案的优势在于，能够降低从调色剂容纳单元210至供应辊50的上部分的高度，并且能够增加通过调色剂传送构件220抵达供应辊50的上部分的调色剂量。
根据本示例性实施例的临时调色剂存储部分V是被供应辊50、显影辊40、显影单元30的框架和供应辊50的切线(用图5中交替的长短虚线所表示)所包围的区域，所述切线与水平线形成和静止角θ1相匹配的角。更加特别地，在确定待使用的调色剂的静止角θ1的情况中，通过供应辊50和显影辊40的相应外径以及供应辊50和显影辊40的布置方案来确定临时调色剂存储部分V的尺寸。
将在下文中参照图6描述根据本示例性实施例测量静止角的方法。
作为用于根据本示例性实施例测量静止角的测量装置，使用POWDER TESTER PT-S(HOSOKAWA MICRON CORPORATION)。测量方法遵照POWDER TESTER PT-S的指令手册(筛61的孔径：710μm、振动时间：180秒、振幅：2mm或更小)。调色剂从料斗62下落在盘63上。在盘63上沉积为锥状的调色剂64的母线和盘63的表面之间的角度作为静止角。在温度为23℃以及相对湿度(RH)为50％的环境下由测量装置重复测量样本的静止角五次，通过计算测量结果的算术平均值得到静止角θ1。根据本示例性实施例使用的调色剂64的静止角θ1为39.3°。
将在下文中描述供应辊50和显影辊40的布置方案与临时调色剂存储部分V之间的关系。根据本示例性实施例，在旋转的上游侧上的公切线(供应辊50和显影辊40的上公切线)和水平线之间的角度θ2用作代表供应辊50和显影辊40之间关系的值。
对于本示例性实施例的构造而言，通过改变供应辊50的外径和供应辊50的布置方案来改变临时调色剂存储部分V的尺寸，以评估与根据第一示例性实施例的情况类似的纯色图像的浓度稳定性。通过使用外径分别为5mm、10mm、15mm、和20mm的四种类型的供应辊50，并且将每个供应辊50布置成角度θ2分别为10°、25°、40°、45°和60°，来进行试验。在表格2中阐释了试验结果：
(表格2)
首先，供应辊50的外径越大，临时调色剂存储部分V的容积也变得越大。因此，提高了对显影辊40的调色剂供应能力。因此，与供应辊50的外径较小的情况相比，更加抑制了纯色图像的后边缘处的浓度减小。
当角度θ2小于调色剂的静止角θ1时，能够存储在临时调色剂存储部分V中的调色剂量增加，并且与角度θ2大于调色剂的静止角θ1的情况相比更加抑制了纯色图像的后边缘部的浓度减小。
当θ2＝60°时，在纯色图像的后边缘部处的浓度减小。然而，与θ＝60°并且将供应辊50的旋转方向设定为从夹持部分N的下端部至上端部的方向的情况相比相对更加抑制了浓度的减小。更加具体地，在根据第一示例性实施例和根据第二示例性实施例的两种构造中，通过将供应辊50的旋转方向设定为从夹持部分N的上端部至下端部的方向能够产生本发明的效果。
在上文描述了第一和第二示例性实施例。尽管将能够形成彩色图像的成像设备作为上述示例性实施例的示例进行描述，但是本发明并不局限于此。本发明可以应用于能够形成单色图像的成像设备，在所述情况中能够获得类似的效果。
尽管打印机被描述为在上述示例性实施例中的成像设备的示例，但是本发明并不局限于此。本发明可以应用于诸如复印机和传真设备的其它成像设备、与它们功能相组合的诸如多功能***设备的其它成像设备，或者使用记录材料承载构件的成像设备，该成像设备用于在由记录材料承载构件承载的记录材料上顺序地覆盖和转印相应颜色的调色剂图像，在所述情况中，能够获得类似的效果。
【成像设备的整体构造和操作概述】
图8是图解了根据第三示例性实施例的成像设备的构造的示意图。
感光鼓1是用作图像承载构件的旋转鼓类型的电子照相感光构件。根据本示例性实施例，感光鼓1是带负电荷的有机感光构件，通过驱动马达(未示出)沿着箭头表示的顺时针方向驱动所述感光鼓1以预定的圆周速度旋转。在感光鼓1旋转处理期间通过充电装置使得感光鼓1均匀充电至预定的负电势。根据本示例性实施例，充电装置是使用充电辊2作为充电构件的接触充电装置。充电辊2由感光鼓1驱动旋转。将偏压从充电偏压电源(未示出)施加到充电辊2，以使得感光鼓1均匀充电。
然后曝光装置6使得感光鼓1经受图像曝光。根据本示例性实施例，曝光装置6在被均匀充电的感光鼓1上形成静电潜像，并且使用用于曝光的半导体激光扫描仪。曝光装置6输出激光束，已经调制所述激光束以匹配从成像设备中的主机装置(未示出)发射出的图像信号，并且曝光装置6使得感光鼓1的均匀充电表面进行扫描曝光(图像曝光)。当曝光区域中的电势的绝对值变得低于充电电势的绝对值时，对应于图像信息的静电潜像相继形成在感光鼓表面上。
然后静电潜像通过显影单元10b(显影装置)显影并且可视化为调色剂图像。根据本示例性实施例，使用接触显影方法。在接触显影方法中，通过从显影偏压电源将直流显影偏压施加到显影辊7，将调色剂施加到感光鼓表面上的静电潜像，以便使得静电潜像反显影，所述调色剂在供应辊8和显影辊7之间的接触区域中以及管制刮刀11和显影辊7之间的接触区域中充电至负极性。
然后将正极性转印偏压从转印偏压电源(未示出)施加到初次转印辊13。因此，将感光鼓1上的充电到负极性的调色剂转印到中间转印构件12上，所述中间转印构件12沿着箭头表示的方向旋转并且运动。在二次转印部分中被诸如按压弹簧的施力单元按压的二次转印辊18将调色剂图像转印到供给自片材盒15的诸如纸的记录材料P上。
清洁刮刀9从已经与中间转印构件12分离的感光鼓1刮擦转印残余调色剂，以清洁感光鼓表面并且处理再次进行到充电处理。根据本示例性实施例的清洁刮刀9收集转印残余调色剂，所述转印残余调色剂在转印处理期间还没有完全从感光鼓1转印到转印构件12上，清洁刮刀9以预定压力抵靠在感光鼓1上并且通过收集转印残余调色剂清洁感光鼓表面。类似地，中间转印构件清洁装置200在二次转印之后刮擦转印构件12上的转印残余调色剂，以清洁感光鼓表面，并且处理再次进行到转印处理。
在片材供给中，在预定的控制定时驱动片材盒15中的拾取辊16和片材供给辊17旋转。因此，堆叠并且存储在片材盒15中的记录材料P被一次一张地分离并且供给到片材供给辊17。与调色剂图像抵达二次转印部分同步地，纸张供给辊17将记录材料P传送到二次转印辊18。
已经在其上转印有调色剂图像的记录材料P与感光鼓表面分离，被引导到定影装置19中并且在其中经受调色剂图像定影处理。定影装置19使用热量和压力等将转印到记录材料P上的调色剂图像定影。
经过转印辊13的记录材料P与感光鼓表面分离并且被引导到定影装置19中。定影装置19使用热量和压力使得还没有被定影装置19定影的调色剂图像定影为记录材料P上的定影图像。排出辊21将已经离开定影装置19的记录材料P作为印刷品排出到成像设备外侧的排出盘。
成像设备使用上述单元，并且重复诸如充电、曝光、显影、转印、定影和清洁处理，以实施成像。
尽管将在下文详细描述在成像设备中在能够在本发明中的显影剂承载构件的表面上抑制重像而不应用特殊处理的方法，但是本发明并不仅仅局限于下文描述的示例性实施例。
【本示例性实施例的具体描述】
图9是当沿着感光鼓1的纵向方向(旋转轴线方向)观察时根据本示例性实施例的处理盒的剖视(主截面)图。根据本示例性实施例，针对相应颜色的处理盒的构造和操作除了所容纳的显影剂的类型(颜色)之外基本相同。
处理盒包括具有感光鼓1和其它装置的感光单元10a和具有显影辊7和其它装置的显影单元10b，并且可拆卸地附接到成像设备主体。处理盒包括：用作显影剂承载构件的显影辊7，所述显影剂承载构件通过使得其外周面的一部分从显影容器的开口露出而面向感光鼓1；用作显影剂供应构件的供应辊8；和管制刮刀11，所述管制刮刀11用作用于管制显影剂的层厚度的管制构件。包括搅拌板4a和搅拌棒4b的显影剂搅拌/传送构件4设置在显影容器5中，并且将显影容器5内的显影剂传送到供应辊8上。显影辊7和供应辊8在二者之间形成夹持部分N，并且旋转以便它们的相应表面沿着相同的方向(从夹持部分N的上端部至下端部的方向)在夹持部分N中运动。
在根据本示例性实施例的处理盒中，容纳在显影容器5中的调色剂是非磁性的单组分的聚合调色剂。在调色剂中，着色剂、脱模剂、极性控制剂等分散在其基体树脂中。另外，外部添加剂散布在基体树脂的表面上，用于使得调色剂具有流体功能。通过摩擦充电使得调色剂充电至负极性。调色剂被机械泵送并且供应到供应辊8的表面，与此同时由搅拌板4a以50rpm的旋转速度搅拌，并且大部分调色剂被传送到供应辊8的上部分。已经传送到供应辊8的调色剂留在供应辊8的表面和内侧上。通过沿着图9中用箭头E表示的方向旋转供应辊8而将调色剂传送在供应辊8和显影辊7之间的夹持部分N的正前方。设置在供应辊8的表面上的泡沫层在位于供应辊8和显影辊7之间的夹持部分N的正前方变形，并且由于变形将留在泡沫层的表面和内侧上的调色剂喷射出。喷射出的调色剂存储在位于显影辊7和供应辊8上方的空间(在下文中称作“临时调色剂存储部分”)中。
存储在临时调色剂存储部分中的调色剂的一部分通过显影辊7和供应辊8的旋转而进入夹持部分N。通过显影辊7和供应辊8之间的滑动摩擦将电荷施加到进入夹持部分N的调色剂。带电荷的调色剂在经过夹持部分N之后因其自有的电荷量被静电吸引到显影辊7。由于该效果，将调色剂从供应辊8供应到显影辊7。已经供应到显影辊7的调色剂的一部分通过管制刮刀11管制，以在显影辊7上形成具有理想层厚度的调色剂涂层。一部分调色剂通过被夹持在显影辊7和管制刮刀11之间而与显影辊7的表面和管制刮刀11的表面摩擦，并且摩擦充电至理想的极性。被管制的调色剂部分因重力和显影辊7沿着箭头D表示的方向旋转而掉落，而显影辊7上的薄调色剂层被传送到面向感光鼓1的显影区域。
在显影区域中，通过显影电场将显影辊7上的调色剂层转印到感光鼓1上的静电潜像，并且静电潜像可视化为调色剂图像。然后调色剂图像从感光鼓1分离，以抵达中间转印构件12，并且清洁刮刀9刮擦感光鼓1上的转印残余调色剂，以清洁感光鼓表面，并且处理再次进行到充电处理。在显影辊7和供应辊8之间的抵靠部分处从显影辊7刮擦留在显影辊7上而没有用于在显影区域中显影的调色剂层。同时，通过供应辊8的旋转将调色剂新供应到显影辊7上。另一方面，已经由供应辊8刮擦的调色剂通过供应辊8的旋转而返回到显影容器5中，并且在显影容器5内被搅拌和混合。
管制刮刀11的末端定向成朝向显影辊7和供应辊8之间的抵靠部分的下游侧，并且管制刮刀11的末端如图9所示抵靠在抵靠部分上。从显影辊7剥离形成薄层所不需要的并且夹持在管制刮刀11和显影辊7之间的一部分调色剂，以便形成具有均匀厚度的薄层，其中每单位面积的调色剂加载量(在下文中称作M/S)处于0.2至0.6[mg/cm2]的目标范围内。根据本示例性实施例，厚度为0.1mm的不锈钢(SUS)板用作管制刮刀11。
显影辊7是外径为Φ15mm的导电橡胶辊，其中导电橡胶在显影辊的铁芯周围形成辊状，并且沿着用箭头D表示的方向以100rpm的转速旋转。更加具体地，显影辊7沿着相对于感光鼓1的正向旋转。供应辊8的表面上的泡沫层例如由聚氨酯泡沫形成，并且能够使用直径为50μm至500μm的小室来容易地保持调色剂。供应辊8的外径为Φ15mm。供应辊8理想地具有50°至80°的ASKER-F硬度，以更加均匀地抵靠在显影辊7上。供应辊8的电阻值为1.0×108。根据通过在外径为30mm的不锈钢圆筒形构件与供应辊8相接触以相互面对并且将100V的直流电压施加在供应辊8的芯部和不锈钢圆筒形构件之间时获得的电流值计算出电阻值。测量环境为23.0℃的温度和50％的相对湿度(RH)。供应辊8以200rpm的转速旋转，并且在夹持部分N中供应辊8的表面沿着与显影辊7的表面一样的方向旋转。供应辊8切入显影辊7中的量设定为1.0mm。
关于显影辊7与供应辊8的圆周速度比，已经认为显影辊7的圆周速度VDR与供应辊8的圆周速度VRS的比满足2.0＜VRS/VDR的构造增加了调色剂的供应量。然而，调色剂在显影辊7和供应辊8之间的重复滑动摩擦次数较大，使得因调色剂在持续时间的后半段劣化而易于成膜并且出现条纹。因此，圆周速度比VRS/VDR能够是2.0或更小。
由于对上述情况进行的认真思考，能够通过增加调色剂的供应量以使得显影辊7上的调色剂涂层量保持恒定来校正因由于刮擦性能减弱导致没有均匀充电的调色剂所引起的重像。通过减小圆周速度比能够解决形成膜或者形成条纹。
图10图解了这样的构造，在所述构造中，将直流偏压分别施加到供应辊8和显影辊7。将直流偏压从显影偏压电源(第一电压施加装置)施加到显影辊7并且从供应偏压电源(第二电压施加装置)施加到供应辊8。供应偏压和显影偏压的极性与调色剂的电荷极性相同。将供应偏压设置成高于显影偏压，以便通过供应辊8和显影辊7之间的电场来增加调色剂的供应量。调色剂的电荷量越大，增加调色剂供应量的效果越明显。
图11图解了在显影辊7与供应辊8滑动摩擦之后显影辊7上的调色剂电荷量和圆周速度差之间的关系。VRS/VDR＜0的范围代表这样的旋转状态，在所述旋转状态中，显影辊7和供应辊8旋转，使得它们相应的表面沿着相反的方向在夹持部分N中运动(在下文中称作反向旋转)。VRS/VDR＝0代表供应辊8停止的状态。0＜VRS/VDR＜1.0的范围代表这样的旋转状态，在所述旋转状态中，显影辊7和供应辊8旋转(沿着正向旋转)，使得它们相应的表面在夹持部分N中以较低的速度沿着相同的方向运动。1.0＜VRS/VDR的范围代表这样的状态，在所述状态中，供应辊8沿着正向以高于显影辊7的速度旋转。
如能够从图11所见，即使圆周速度的差在VRS/VDR＜1.0的范围内改变，调色剂的每单位质量的电荷量(在下文中称作Q/M)也很难改变，而Q/M随着圆周速度的差在1.0＜VRS/VDR的范围内增加而大大增加。这是由于反向旋转(VRS/VDR＜0)或者在0＜VRS/VDR＜1.0的范围内正向旋转的情况中，从供应辊8的海绵内侧喷射出的调色剂主要供应到显影辊7，而在1.0＜VRS/VDR的范围中正向旋转的情况中，沉积在位于显影辊7和供应辊8之间的夹持部分N上的调色剂在被抽吸到夹持部分N中并且与其充分摩擦之后主要供应到显影辊7。因此，根据调色剂供应处理中所存在的差异在1.0＜VRS/VDR的范围中Q/M快速增加。
因此，供应辊8和显影辊7在1.0≤VRS/VDR的范围中沿着正向旋转，使得调色剂的电荷量增加并且使用供应偏压能够更加有效地增加调色剂的供应量。
另外，理想的是将圆周速度比设定成较小，以便抑制调色剂劣化。因此，通过以优化的施加电压值使用供应偏压来考虑用于减小圆周速度比的方法。将参照图12来描述根据本示例性实施例的供应偏压的施加电压值。
图12图解了相对于显影辊7和供应辊8之间的圆周速度比，在与供应辊8滑动摩擦之后并且在通过管制刮刀11管制之前的位置处在显影辊7上的调色剂涂层的量。如图12所示，在没有施加供应偏压的状态中，在与供应辊8滑动摩擦之后显影辊7上的调色剂涂层的量在1.0≤VRS/VDR＜1.5的范围内低于1.0[mg/cm2]。如果在这种状态中显影纯色图像，则显影辊7上的调色剂涂层的量在显影辊7的第一圈和第二圈之间有所差异，使得易于出现重像。另一方面，如果显影辊7上的调色剂涂层的量为1.0[mg/cm2]或者更大，则能够更加有效地抑制重像的产生。对于在与供应辊8滑动摩擦之后显影辊7上的调色剂涂层的量为1.0[mg/cm2]或者更大的情况而言，待被施加到显影辊7上的直流偏压EDR和待被施加到供应辊8上的直流偏压ERS之间的差将被理想地设定为满足EDR-ERS＞50。即使EDR-ERS＞500，也不能确认进一步效果。本示例性实施例采用了这样一种构造，在所述构造中，在利用显影装置反映调色剂的电荷量的变化之后，EDR＝﹣300V，ERS＝﹣500V，EDR－ERS＝200V，并且VRS/VDR＝1.4。
当供应辊8侵入到显影辊7中的侵入量xmm和供应辊8上的泡沫层的厚度dmm设定为满足0.25mm＜X mm＜1.8mm＜d mm时，在供应辊8和显影辊7之间施加到调色剂的压力有所减小。因此，能够进一步减小因摩擦造成的调色剂劣化。侵入量指的是表示RS辊(供应辊)的外径(真实的外径)侵入到显影辊7的外径中的程度的值，并且通过从显影辊7的半径和RS辊的半径的总和中减去显影辊7和RS辊之间的中心距离得到所述侵入量。
如上所述，根据本示例性实施例，显影辊7和供应辊8旋转，使得显影辊7的表面和供应辊8的表面在夹持部分N中沿着相同的方向运动，并且从电压EDR中减去电压ERS获得的电压的极性与调色剂的正常电荷极性相反。因此，能够在抑制出现重像的同时获得平衡纯色图像的稳定性和抑制调色剂劣化的效果。因此，能够从使用显影装置开始至结束形成高质量的图像。而且，显影辊7的圆周速度VDR与供应辊8的圆周速度VRS的比率设定成满足1.0≤|VRS/VDR|＜2.0，以极大地提高调色剂的充电性能，能够使上述效果卓越。而且，将电压EDR和电压ERS之间的差设定成满足50≤|EDR﹣ERS|≤500，以增加调色剂涂层量，以便能够在抑制发生重像的同时获得平衡纯色图像的稳定性和抑制调色剂劣化的效果。
在根据第四示例性实施例的成像设备中，供应辊8的电阻值为8×106Ω或者更小，并且在根据第三示例性实施例的成像设备中，施加到显影辊7的直流偏压EDR和施加到供应辊8的直流偏压ERS之间的关系被设定成满足ERS≤EDR。
对于根据本示例性实施例的成像设备的整体构造和处理盒的构造而言，不再重复对与第三示例性实施例中部件相似的部件的示意性描述。
在描述本示例性实施例的详细构造之前，将参照图9和图13描述根据本示例性实施例的供应辊8的布置方案和其旋转方向以及根据本示例性实施例用于在显影辊7上形成调色剂涂层的机制。
供应辊8布置成在显影辊7的外周表面上形成预定的接触部分(夹持部分)N。供应辊8是弹性海绵辊，所述弹性海绵辊具有形成在其导电芯部的外周上的泡沫层。供应辊8侵入到显影辊7中1mm，以接触显影辊7。供应辊8设定成沿着图9和图13中的箭头E表示的方向旋转。在供应辊8和显影辊7之间的相对部分(接触部分)中，供应辊8和显影辊7的相应的表面沿着相同的方向运动。
将在下文中描述根据本示例性实施例的构造中的调色剂涂层形成机制。容纳在调色剂容纳单元中的调色剂被搅拌板4a溅起，并且大部分被传送至供应辊8的上部分。已经传送至供应辊8的调色剂留在供应辊8的表面和内侧上。通过沿着图9和图13中的箭头E表示的方向旋转供应辊8，将调色剂传送到位于供应辊8和显影辊7之间的夹持部分N的正前方。供应辊8在位于供应辊8和显影辊7之间的夹持部分N的正前方变形。变形致使留在供应辊8的表面和内侧上的调色剂被喷射出。喷射出的调色剂存储在位于显影辊7和供应辊8上方的空间(在下文中称作“临时调色剂存储部分V”)中。
存储在临时调色剂存储部分V中的调色剂的一部分通过显影辊7和供应辊8的旋转进入夹持部分N。通过显影辊40和供应辊50之间的滑动摩擦将电荷施加到进入夹持部分N的调色剂。充电的调色剂在经过夹持部分N之后因其自有电荷量而被静电吸引到显影辊7。由于这种效果，从供应辊8将调色剂供应到显影辊7。管制构件11管制已经供应到显影辊7的调色剂的一部分，以在显影辊7上形成具有理想层厚度的调色剂涂层。管制的调色剂因重力作用掉落并且返回到调色剂容纳单元210。
将形成在显影辊7上的调色剂涂层仅仅转印到亮部分电势部分的面向(接触)感光鼓1的部分，以使得静电潜像显现。另一方面，留在显影辊7上而没有转印到感光鼓1的调色剂(在下文中称作“显影残余调色剂”)通过显影辊7的旋转再次返回到显影容器中，并且与从临时调色剂存储部分V新进入夹持部分N的调色剂相混合。通过类似的机制，形成调色剂涂层。
在调色剂涂层形成机制中，供应辊8具有使留在临时调色剂存储部分V中的调色剂的一部分进入夹持部分N的功能，并且具有摩擦经过夹持部分N的调色剂并且为调色剂施加电荷的功能。如果没有充分实施供应辊8的功能，则将发生以下问题。
第一问题是纯色图像的浓度减小(不良的纯色追随性(follow-up)表现)。在仅仅有少量的调色剂从临时调色剂存储部分V进入夹持部分N的情况中发生纯色图像的浓度减小，这是由于没有将足够的电荷施加到进入夹持部分N中并且经过夹持部分N的调色剂。如果没有将足够的电荷施加到调色剂，则被静电吸引到显影辊7的调色剂的量减小，使得不能确保形成调色剂涂层所需的调色剂量。因此，发生不良的纯色追随性表现。更加特别地，为了防止较差的纯色追随性表现，足量的调色剂需要从临时调色剂存储部分V进入夹持部分N，并且足量的电荷需要在调色剂经过夹持部分N时通过与供应辊8滑动摩擦而被施加到调色剂。
第二问题是显影重像。显影重像发生在显影残余调色剂和新进入夹持部分N的调色剂在它们混合时保持的电荷量不同的情况中。
首先，显影残余调色剂已经保持电荷，因为其与供应辊8和管制刮刀11重复滑动摩擦若干次。另一方面，从临时调色剂存储部分V新进入夹持部分N的调色剂几乎不具有电荷，而且所述调色剂仅仅具有在其供应到显影辊7的时间点经过夹持部分N时通过其与供应辊8滑动摩擦所获得的电荷。更加特别地，在显影辊7的调色剂涂层中的调色剂中，保留而没有显影的显影残余调色剂部分和在显影之后已经供应有新调色剂的部分(下文称为“新调色剂部分”)的不同之处在于保留的电荷量。因此如果保留的电荷量有所差异，则显影性能将不同，并且在要打印具有特定浓度的半色调图像的情况中，如图14所示在半色调图像中产生浓度差。换言之，如果显影残余调色剂部分和新调色剂部分混合在同样的半色调图像中，则在同样的半色调图像中将产生浓度差。这是显影重像的问题。
更加具体地，为了有效地抑制显影重像的发生，有用的是增强将电荷从供应辊8施加到调色剂的功能，并且增加通过与供应辊8相摩擦而施加到调色剂的电荷量。因此，新供应到显影残余调色剂部分的调色剂的电荷量增加，以便能够减小显影残余调色剂部分和新调色剂部分之间的调色剂电荷量的差异。
第三问题是因调色剂劣化而产生条纹。显影残余调色剂部分中的调色剂在显影容器中重复摩擦。因此，调色剂的状态发生改变。这被称作调色剂劣化。当调色剂劣化时调色剂可以轻易地附着到管制刮刀11。当调色剂附着到管制刮刀11时，调色剂涂层可以在调色剂已经附着到管制刮刀11的部分处变薄。结果，调色剂涂层变薄的部分在图像中显现为条纹。为了防止发生这种问题，需要使得供应辊8和显影辊7之间的压力是适当的，以便不会向调色剂赋予比所需更大的应力。通过使得待赋予调色剂的应力保持至最小必需值，能够防止在盒的使用寿命内产生条纹。
由此如果供应辊8不能充分实施其功能，则出现这些问题并且阻碍盒稳定成像。在下文中将描述用于抑制发生这些问题的本示例性实施例的构造。
首先将描述根据本示例性实施例的供应辊8和显影辊7之间的关系。供应辊8侵入显影辊7的侵入量Xmm理想地满足0.25mm＜Xmm＜1.8mm。在Xmm≤0.25mm的情况中，供应辊8和显影辊7之间的抵靠压力变低，以便它们与调色剂滑动摩擦的相应力变小。换言之，在这种条件下，由于与供应辊8滑动摩擦而具有的将电荷施加到调色剂的电荷施加能力变得不足。在1.8mm≤Xmm的情况中，供应辊8和显影辊7之间的抵靠压力变得太高，以致待赋予调色剂的应力增加，从而加速调色剂劣化。因此，供应辊8侵入显影辊7的侵入量X mm理想地满足0.25mm＜X mm＜1.8mm。根据本示例性实施例，供应辊8侵入显影辊7的侵入量设定为1mm。
理想的是显影辊7的圆周速度VDR和供应辊8的圆周速度VRS之间的关系满足1.2≤|VRS/VDR|＜2.0。如果圆周速度的关系设定为满足|VRS/VDR|≤0.8，则从临时调色剂存储部分V进入夹持部分N的调色剂的数量不足，原因在于供应辊8的圆周速度VRS较低。结果，导致不良的纯色追随性表现。在0.8＜|VRS/VDR|＜1.2的范围中，显影辊7的圆周速度和供应辊8的圆周速度的差异太小，以致与调色剂的滑动摩擦变得不足。因此，不能将足量的电荷施加到调色剂。而且在2.0≤|VRS/VDR|的情况中，当调色剂经过夹持部分N时调色剂与供应辊8摩擦的次数增加，从而导致加速调色剂劣化。因此，理想的是显影辊7和供应辊8的圆周速度之间的关系满足1.2≤|VRS/VDR|＜2.0。根据本示例性实施例，显影辊7的外径是12mm，并且供应辊8的外径是15mm。显影辊7设定成被驱动以100rpm的转速旋转，并且供应辊8设定成被驱动以140rpm的转速旋转。
将直流偏压EDR和ERS分别施加到显影辊7和供应辊8。理想的是，直流偏压EDR和ERS能够满足ERS≤EDR。在ERS＞EDR的情况中，在其中产生的电场将通过与供应辊8滑动摩擦获得电荷的调色剂向供应辊8抽吸。更加具体地，在这种设置中，将调色剂供应到显影辊7的供应量不足，致使发生不良的纯色追随性表现。根据本示例性实施例，将施加偏压设定成满足ERS＝EDR。然而，本发明的效果并不局限于这种设置。如果满足ERS≤EDR，则能够获得类似的效果。
下文将描述根据本示例性实施例用于抑制问题发生的供应辊8的物理性质值。
将首先描述根据本示例性实施例的供应辊8的硬度。然而，根据本示例性实施例的供应辊8的硬度是通过测量在纵向宽度为50mm的平板从供应辊8的表面侵入供应辊8中1mm时施加的载荷所获得的值。
为了抑制问题的发生，供应辊8的硬度处于140gf至300gf的范围内。当供应辊8的硬度小于140gf时，显影辊7上的抵靠压力变低。结果，与调色剂的滑动摩擦变低，使得不能将足量的电荷施加到调色剂。如果供应辊8的硬度是300gf或者更大，则显影辊7上的抵靠压力将变得太高。结果，与调色剂的滑动摩擦变得太高，以致待赋予调色剂的应力增加。在这种条件下，在盒的使用寿命结束时，产生由调色剂劣化导致的诸如条纹的问题。因此，供应辊8的硬度需要处于140gf至300gf的范围中。
根据本示例性实施例的供应辊8的电阻值为8×106Ω或者更小。这是因为向调色剂施加电荷的电荷施加能力根据供应辊8的电阻值而变化。图15图解了当供应辊8的电阻值变化时测得的在新调色剂部分中的调色剂涂层的电荷量。如图15所示，当供应辊8的电阻值减小时，能够增加新调色剂部分中的调色剂涂层的电荷量。在这种关系中，供应辊8的电阻值设定为8×106Ω或者更小，以便能够将足量电荷施加到调色剂，以抑制产生不良的纯色追随性表现和显影重像。
上述构造使得能够抑制发生显影重像，而又不会产生不良的纯色追随性表现和条纹。
将在下文描述为证实本发明效果而实施的试验的结果。首先，试验条件如下：
评估具有低打印率的间歇式打印
在这个试验中，在低温度和低湿度条件(温度为15℃并且湿度为10％)的环境下实施两片材间歇打印耐久性测试。在打印耐久性试验中，图像比率为1％的水平线被打印为记录图像。在打印耐久性试验中，在打印片材数量为5000、10000、15000、20000和25000的时间点打印评估图像，并且评估发生或者没有发生诸如显影重像、不良的纯色追随性表现和条纹的问题中的每一个并且评估其水平。在下文描述每一个问题的评估标准。
使用评估图像评估显影重像，在所述评估图像中，5mm×5mm的纯黑斑点以10mm的间隔布置在纸张的前边缘，并且在纯黑斑点之后打印半色调图像。在评估图像中，使用由X-Rite制造的SPECTORDENSITOMETER 500测量继纯黑斑点之后的部分中的半色调图像浓度和另一个部分中的半色调图像浓度，并且根据浓度之间的差异按以下标准进行评级。
A：在半色调图像中浓度差异小于0.02。
B：在半色调图像中浓度差异为0.02或更大并且小于0.06。
C：在半色调图像中浓度差异为0.06或者更大。
通过在三张连续的片材上输出纯黑图像来评估不良的纯色追随性表现，并且如下文所述使用由X-Rite制造的SPECTORDENSITOMETER 500对打印在第三张片材上的纯色图像的前边缘和后边缘处的浓度差实施评估。以单色来输出打印测试和评估图像。
A：纯黑图像在片材的前边缘和后边缘处的浓度差小于0.2。
B：纯黑图像在片材的前边缘和后边缘处的浓度差为0.2或更大并且小于0.3。
C：纯黑图像在片材的前边缘和后边缘处的浓度差为0.3或者更大。
通过输出半色调图像并且确定是否在半色调图像上出现条纹来评估条纹。
将在下文描述试验的结果。通过比较构造来实施类似的试验，所述比较构造用于比较本示例性实施例的效果。将连同针对根据本示例性实施例的构造的结果一起描述针对比较构造的结果。
<试验1>
作为试验1，针对增加待赋予调色剂的应力的构造，在表格3中示出用于证实本示例性实施例的效果的试验结果。
示例性实施例4-1是电阻值为8×106Ω并且硬度为170gf的供应辊8应用在根据本示例性实施例描述的显影单元构造中的情况。示例性实施例4-2是电阻值为8×106Ω并且硬度为300gf的供应辊8应用在根据本示例性实施例描述的显影单元构造中的情况。比较示例4-1是在供应辊8和显影辊7之间的面对部分(接触部分)中供应辊8和显影辊7的相应表面沿着相反的方向运动的情况。此时，侵入量X mm设定成满足Xmm＝1mm，并且直流偏压EDR和ERS设定成满足|ERS|﹣|EDR|＝0。显影辊7设定成被驱动以100rpm的转速旋转，供应辊8设定成被驱动以80rpm的转速旋转。供应辊8是电阻值为8×106Ω并且硬度为170gf的供应辊。比较示例4-2是电阻值为8×106Ω并且硬度为350gf的供应辊8应用在根据本示例性实施例描述的显影单元构造的情况。
【表格3】
如果使用在本示例性实施例中描述的构造并且供应辊8的硬度处于140gf至300gf的范围中，如在示例性实施例4-1和示例性实施例4-2中一样，能够抑制调色剂劣化。因此，即使在盒的使用寿命结束时也不会出现条纹。因此，能够稳定地输出高质量的图像。
另一方面，当在供应辊8和显影辊7之间的面对部分(接触部分)中供应辊8和显影辊7的相应表面沿着相反的方向运动时，如在比较示例4-1中那样，供应辊8和显影辊7之间的圆周速度差变得太大。因此，当调色剂经过夹持部分N时调色剂承受的滑动摩擦的次数变得太大，从而导致加速调色剂劣化。结果，在盒的使用寿命结束时出现条纹。
当使用硬度为300gf或者更大的供应辊8时，如在比较示例4-2中那样，如上所述，加速了调色剂劣化。结果，在盒的使用寿命结束时出现条纹。
<试验2>
作为试验2，针对在其中显影辊7和供应辊8之间的摩擦力减弱的构造，在表格4中示出用于验证本示例性实施例的效果的试验的结果。示例性实施例4-3是在根据本示例性实施例描述的显影单元构造中使用电阻值为8×106Ω且硬度为140gf的供应辊8的情况。比较示例4-3是在根据本示例性实施例描述的显影单元构造中使用电阻值为8×106Ω且硬度为100gf的供应辊8的情况。
【表格4】
如果使用硬度为140gf或者更大的供应辊8，如在示例性实施例4-1和示例性实施例4-3中那样，能够将足量的电荷施加到调色剂，以便能够抑制产生显影重像和不良纯色追随性表现。
另一方面，如果使用硬度140gf或者更小的供应辊8，如在比较示例4-3中那样，则供应辊8和显影辊7之间的抵靠压力变低，使得与调色剂相摩擦的摩擦力减小。因此，未能将足量的电荷施加到调色剂，以致发生显影重像。由于类似的原因，在调色剂已经经过夹持部分N之后减小了用于附着到显影辊7的静电力。因此，供应到显影辊7的调色剂的供应不足，以致出现不良的纯色追随性表现。
<试验3>
作为试验3，针对在其中从供应辊8将电荷施加到调色剂的电荷施加能力较低的构造，在表格5中示出用于验证本示例性实施例的效果的试验结果。示例性实施例4-4是在根据本示例性实施例描述的显影单元构造中使用电阻值为4×105Ω且硬度为170gf的供应辊8的情况。比较示例4-4是在根据本示例性实施例描述的显影单元构造中使用电阻值为2×107Ω且硬度为170gf的供应辊8的情况。
[表格5]
如果使用根据本示例性实施例的构造，如在示例性实施例4-1和示例性实施例4-4中那样，将电荷施加到调色剂的电荷施加能力较高，并且调色剂能够保持足够的电荷。因此，不会发生不良的纯色追随性表现并且能够抑制出现显影重像。
如果使用电阻值为8×106或者更大的供应辊8，如在比较示例4-4中那样，将电荷施加到调色剂的电荷施加能力减弱。因此，出现显影重像和不良的纯色追随性表现。
如上所述，通过试验1至3证实了本示例性实施例的效果。更加具体地，在显影辊7和供应辊8的相应表面沿着相同的方向在位于显影辊7和供应辊8之间的夹持部分N内运动的构造中，当使用电阻值为8×106或者更小并且硬度为140gf至300gf的供应辊8时，能够在抑制出现显影重像的同时抑制在盒的使用寿命结束时因不良的纯色追随性表现和调色剂劣化所导致的问题。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是本发明并不局限于公开的示例性实施例。随附权利要求的范围被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有修改方案、等效结构和功能。

Claims (5)

1.一种成像设备，所述成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成承载静电潜像；
显影装置，所述显影装置包括：显影剂承载构件，所述显影剂承载构件构造成承载显影剂并且使得静电潜像显影；和供应构件，所述供应构件构造成在所述供应构件和所述显影剂承载构件之间形成夹持部分，而且将所述显影剂供应到所述显影剂承载构件；
第一电压施加装置，所述第一电压施加装置构造成将电压EDR施加到所述显影剂承载构件；和
第二电压施加装置，所述第二电压施加装置构造成将电压ERS施加到所述供应构件，
其中，所述显影剂承载构件和所述供应构件旋转，使得相应的表面从所述夹持部分的上端部向下端部运动，和
通过从电压EDR中减去电压ERS获得的电压的极性与所述显影剂的正常电荷的极性相反。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述显影剂承载构件的圆周速度VDR与所述供应构件的圆周速度VRS的比率满足1.0≤VRS/VDR＜2.0。
3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述电压EDR和所述电压ERS之间的差满足50≤|EDR－ERS|≤500。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述供应构件在其表面上包括泡沫层，所述泡沫层具有50°至80°的Asker F硬度。
5.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述泡沫层的厚度d mm和所述供应构件侵入所述显影剂承载构件中的侵入量X mm满足0.25＜X＜1.8＜d。
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