CN100362433C - 显影装置 - Google Patents

Abstract

在两成分显影装置中，实现显影装置的小型化，而且，在包括备有携带两成分显影剂并向图像载体搬送的显影剂载体的显影室，和备有在旋转轴(5b)上设置翅片(5d)而搅拌搬送显影剂的螺旋构件(5a)和接受补给调色剂的收入口(8)，与显影室构成显影剂的循环路径的搅拌室的显影装置中，离收入口(8)显影剂搬送方向下游侧规定距离的位置以下的第2区域(C)中设置翅片(5d)多于收入口(8)附近的第1区域(B)。通过这种构成，可以充分搅拌地搬送显影剂防止调色剂飞散或图像模糊等图像不良而进行良好的图像形成。

Description

显影装置

技术领域

本发明涉及用电子照相式或静电记录式的复印机、激光打印机、传真机、复印装置等中所用的显影装置。

背景技术

现有技术中，在把在图像载体上所形成的静电潜像显影化之际，广泛采用用非磁性调色剂与磁性载体的两成分显影剂的两成分显影法。此一两成分显影法，使靠显影装置内的搅拌机构搅拌的显影剂携带于在内部有作为磁场发生机构的磁铁的显影剂载体，用此一显影剂在与图像载体的对峙部处把静电潜像显影化。

因为采用这种两成分显影法的两成分显影装置，从另体设置的调色剂补给容器仅补给调色剂而使用，所以二成分显影剂的调色剂浓度(即，调色剂颗粒的重量相对载体颗粒与调色剂颗粒的总重量的比率)在使图像质量稳定化上成为极其重要的因素。

可是，由于显影剂的调色剂颗粒在显影时消耗，所以调色剂浓度(toner density)总在变化。因此，有必要使用显影剂浓度控制装置(ATR)适时正确地检测显影剂的调色剂浓度，根据调色剂浓度的变化进行调色剂补给，充分地进行搅拌始终把调色剂浓度控制成恒定以保持图像的质量。

像这样，为了修正显影引起的显影装置内的调色剂浓度的变化，即，为了控制补给到显影装置的调色剂量，作为显影容器中的显影剂的调色剂浓度检测装置和浓度控制装置，现有技术中种种方式正在实用化。

例如，使用着设置于接近显影套筒或显影容器的显影剂搬送路径的位置，利用搬送到显影套筒上的显影剂或显影容器内的显影剂在遇到光时的反射率因调色剂浓度而不同这一点检测并控制调色剂浓度的显影剂浓度控制装置，或者，根据来自检测显影剂在侧壁上磁性载体与非磁性调色剂的混合比率引起的视在导磁率(apparentpermeability)并把它变换成电信号的电感头的检测信号，检测显影容器内的调色剂的浓度，通过与基准值的比较补给调色剂的电感检测式显影剂浓度控制装置。

此外，还有如下方式等，靠设在对着其表面的位置的光源和接受其反射光的传感器读取在作为图像载体的感光鼓上形成的补片图像浓度(density of a patch image)，靠模数转换器把读取的图像浓度转换成数字信号后送到CPU，在CPU中在浓度高于初期设定值的场合，停止调色剂补给直到恢复到初期设定值，如果浓度低于初期设定值则强制地补给调色剂直到恢复到初期设定值，结果，调色剂浓度被间接地维持于想要的值等方式。

这里，基于图14A就一般的两成分显影装置进行说明。

在图14A中，显影装置400构成包括：收容显影剂的显影容器10，作为旋转的中空圆筒的显影剂载体的显影套筒1，在显影套筒1内对其旋转固定配置的作为磁场发生机构的磁性辊2，设置于显影容器10内的作为显影剂的搅拌搬送机构的搬送螺旋4a、5a，以及为了使显影剂在显影套筒1表面上形成薄层而配置的作为显影剂层厚限制构件的限制刮板3。

在显影套筒1上，从电源(未画出)施加直流偏压和交流偏压。一般来说，如果施加交流偏压则增加显影效率，图像成为高质量。

这里，就用图14A和图14B中所示的显影装置400通过两成分磁刷法把在作为图像载体的感光鼓103上所形成的静电潜像显影化的显影工序与显影剂的循环系统进行说明。

首先，随着显影套筒1的旋转靠磁极N1吸上到显影套筒1的显影剂，在从磁极N1向磁极S1搬送的过程中，靠限制刮板3限制携带于显影套筒1的量，在显影套筒1上形成薄层。这里，如果形成薄层的显影剂被搬送到作为显影主极的磁极S1则靠磁性力形成穗状竖立。上述静电潜像靠此一形成穗状的显影剂显影，然后，显影套筒1上的显影剂靠设置于磁性辊2的显影容器10内部侧的磁极N1和磁极N2引起的排斥磁场返回到显影容器10内。

像这样，在两成分显影法的显影装置中，在显影容器10的内部侧，在显影套筒1内部的磁性辊2上并列配置相互同极性的磁极，借此把显影后的显影剂暂时从显影套筒1剥离，弄成不残留以前的图像痕迹的构成。

在用显影剂中有载体与调色剂的两成分显影剂的显影装置中，最好是调色剂与载体良好地搅拌搬送。这里也是采用用分隔壁7把显影容器10内分割成位于向感光鼓103的调色剂供给侧的显影室4，和接受补给调色剂的供给的搅拌室5侧，在各自的空间部中相互平行地配置螺旋状的搅拌机构4a、5a的两轴搅拌方式。而且，在两轴搅拌方式的显影装置中，设有显影套筒1，调色剂浓度传感器6，补给用调色剂容器50，靠配置于显影室4的第1搅拌机构4a，与配置于搅拌室5侧的第2搅拌机构5a构成分别搅拌搬送显影剂的循环路径，从在各搅拌机构4a、5a的端部侧所形成的交接部把所搬送的显影剂送入各室4、5内进行循环。

从上边看的视图是图14B。显影套筒1有作为搅拌机构的螺旋4a、5a，螺旋4a、5a如箭头A所示使显影剂循环，维持搅拌性、搬送性。

但是，对最近的黑白/彩色打印机，黑白/彩色复印机的小型化要求显影装置本身的小型化，存在着以小的显影装置维持基本功能的课题。

关于小型化作为减小显影装置本身的场合的课题，现有技术中在纵长方向上把从调色剂补给容器50接受调色剂(补给)用的调色剂接收口(补给口)8配置于显影套筒1长度的外侧，但是有必要配置于纵长方向上显影套筒1长度内。即，如前面的图14B中所示在显影剂被搬送的场合，这里可以把调色剂补给8设置于纵长方向上重合于显影套筒1的区域的显影剂搬送方向的上游侧，补给调色剂到达显影套筒1需要足够的距离。

与此相对照如果进行小型化，则如图3B中所示调色剂补给口8就设置于纵长方向上与显影套筒1重合的区域，所补给的调色剂未被充分搅拌，因为不能取得从远离显影套筒1的第2搅拌机构5a向接近显影套筒1的第1搅拌机构4a传送显影剂前可以充分搅拌的距离，故所补给的调色剂的起电性差，造成调色剂飞散(toner spatter)或图像模糊(fogged image)、图像不匀(uneven image)。

再者，在本说明书中，作为上述这种构成的显影装置中所设置的第1搅拌机构、第2搅拌机构全都使用螺旋构件，把接近作为显影剂载体的显影套筒的第1搅拌机构称为‘A螺旋’，把远方的第2搅拌机构称为‘B螺旋’。

因为搅拌不良的调色剂的起电不良引起的图像不良的发生现象在使用很长时间后显著地显现。此外，随着显影装置的小型化，搬送螺旋本身也变小，因此调色剂的搅拌、搬送性更加降低，解决上述课题变得困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既谋求显影装置的小型化，又可以充分搅拌补给调色剂而防止调色剂飞散或图像模糊等图像不良的显影装置。

本发明的目的在于提供一种由用含有调色剂和载体的显影剂显影在图像载体上所形成的静电潜像的第1室，和在与第1室之间构成显影剂的循环路径的第2室组成的显影装置，其中，第2室有搬送显影剂的螺旋状的显影剂搬送构件，接受含有调色剂和载体的补给显影剂的接收口，设在接收口的显影剂搬送方向下游侧伴随显影剂的补给而排出剩余显影剂的排出口，显影剂搬送构件配置多个搅拌翅片，接收口的相向位置的显影剂面低于排出口的相向位置的显影装置，与前述收入口相向位置的显影剂面低于前述显影剂搬送构件的旋转轴。

本发明的其他目的通过参照附图阅读以下的详细的说明将会变得明了。

附图说明

图1A是表示根据本发明的第2搅拌机构之一例的主视图。

图1B是表示比较例的主视图。

图2A是表示根据本发明的翅片构件之一例的主视图。

图2B是图2A中所示的翅片构件的断面图。

图3A是表示根据本发明的显影装置之一例的横断面图。

图3B是图3A中所示的显影装置的纵断面图。

图4是表示根据本发明的显影装置之一例的显影偏压的说明图。

图5是表示根据本发明的显影装置之一例的纵长方向横断面图。

图6A、6B、6C、和6D是说明根据本发明的显影容器中的显影剂面的说明图。

图7A是表示根据本发明的显影容器中的调色剂起电量分布之一例的曲线图。

图7B是表示显影容器中的调色剂起电量分布的比较例的曲线图。

图8A是表示搅拌长度与飞散量的关系的曲线图。

图8B是表示搅拌长度与图像模糊的关系的曲线图。

图9是表示根据本发明的图像形成装置之一例的概略构成图。

图10是表示根据本发明的图像形成装置之一例的图像信号控制部的构成的方框图。

图11是表示根据本发明的图像形成装置的另一例的概略构成图。

图12A是表示根据本发明的翅片构件的另一例的主视图。

图12B是图12A的翅片构件的断面图。

图13是表示根据本发明的图像形成装置的另一例和比较例的显影剂排出量与显影容器内的显影剂量的关系的曲线图。

图14A是表示现有技术中的显影装置之一例的横断面图。

图14B是图14A的显影装置的纵断面图。

具体实施方式

下面，参照附图更详细地说明根据本发明的显影装置。

第1实施例

图9是表示根据本实施例的图像形成装置的电子照相式的彩色打印机(以下称为‘打印机’)的概略构成的示意的断面图。

在此一打印机中，如图9中所示，备有沿箭头方向旋转的作为图像载体的电子照相感光鼓103(以下称为‘感光鼓103’)，在感光鼓103的周围，配置着图像形成机构，该机构由起电器辊104，显影滚筒100c，四个显影装置100，一次转印辊109，清洁机构106，中间转印带108，二次转印辊110和配置于感光鼓103的上方的作为潜像形成机构的曝光装置的激光束扫描器111所构成。

作为显影装置100，在显影滚筒100c上备有沿着其旋转圆周搭载的显影器100M、100C、100Y、100K，各显影器100M、100C、100Y、100K把含有调色剂颗粒与载体颗粒的显影剂(两成分显影剂)供给到感光鼓103表面。再者，显影器100M、显影器100C、显影器100Y、显影器100K分别使用含有品红色调色剂、深蓝色调色剂、黄色调色剂、黑色调色剂的显影剂。

被复印原稿由原稿读取装置(未画出)读取。此一读取装置有CCD等的把原稿图像变换成电信号的光电变换元件输出分别对应于原稿的黄色图像信息、品红色图像信息、深蓝色图像信息、黑白图像信息的图像信号。内藏于扫描器LS(激光扫描器)的半导体激光器对应于这些图像信号被控制，照射激光束105。

接下来，以彩色模式的场合为例就彩色打印机的整个系统简单地进行说明。

首先，感光鼓103的表面，靠起电辊104均匀地起电。图像形成感光体靠起电机构例如-600V均匀起电后，以600dpi进行图像曝光(激光束)105。图像曝光105以半导体激光器为光源使曝光部的表面电位衰减到例如-200V形成像状的潜像。

此外，虽然读取原稿的扫描部，做成图像数据的图像处理部未画出，但是来自在扫描部的CCD上成像的原稿的反射光被A/D转换变换成600dpi，8位(256灰度等级)的图像的辉度信号，送到图像处理部。

在图像处理部，进行公知的辉度-浓度变换(Log变换)，把图像信号变换成浓度信号后，如果需要则通过边缘强调或平滑或高频分量的去除等滤波处理，然后到浓度修正处理(所谓γ变换)后，通过例如颤振等二值化处理，或点集中型的颤振矩阵的挂网处理进行二值化(1位)。当然，也有以8位的原样用公知的PWM(脉宽调制)法等驱动激光器形成潜像的方法。

然后，图像信号送到激光扫描器111的激光驱动器，根据信号驱动激光器105。该激光105经由准直透镜、多角扫描镜、fθ透镜、反射镜、防尘玻璃等照射到鼓103上。以稍大于鼓103上的光斑直径600dpi的一个像素＝42.3μm的55μm左右的光斑尺寸在鼓103上成像，把图像部如前所述去电到+50V左右，形成静电潜像。

接下来，把控制进行上述图像曝光105的激光器111的图像信号控制部的详细构成示于图10，进行说明。

在图10中，在图像处理部201对所输入的图像信号施行分辨率变换等操作者想要的图像处理。在图像处理部201所处理的信号，在γ修正部202，对图像信号，参照查对表(LUT)进行γ修正。然后，在二值处理部203中，分别基于γ修正后的图像信号，发生激光器的驱动信号。基于从二值处理部203所输出的驱动信号，进行对应于图像部的图像曝光105的激光器部111被驱动。在LUT计算部205中，以在当前的动作环境中成为适当的方式新的计算更新γ修正部202内的LUT。在图形发生器206中，预先保存采样方式的图像数据，发送到二值部203。

在CPU 208中，按照储存于ROM 207中的控制程序统一地控制图像信号控制部的各构成。RAM 209作为CPU 208的作业区被使用。

接着，通过根据上述图像信号控制部的控制最初所发送的深蓝色图像信号，对进行所调制的图像曝光的静电潜像，由深蓝色显影器100C翻转显影。

另一方面，中间转印带108与感光鼓103同步沿图9中箭头方向旋转，由深蓝色显影器100C所显影的深蓝色显图像，在转印部中靠转印起电器110转印到转印材料。转印鼓109照原样继续旋转，准备下一个颜色(在图9中所示的本实施例中是品红色)的图像的转印。

另一方面，感光鼓103靠清洁机构106清洁，再次靠起电辊104起电，接着，同样靠根据通过上述图像信号控制部的控制所发送的品红色图像信号所调制的激光束105与上述同样地接受曝光105，形成静电潜像。此间显影滚筒100c旋转，沿着其旋转圆周所搭载的品红色显影器100M定位于规定的显影位置，进行对应于品红色的点分布静电潜像的翻转显影，形成品红色的显图像。

接着，分别对黄色图像信号和黑色图像信号进行上述这种工序，如果四色分显图像(调色剂像)的转印结束，则沿箭头方向所搬送的转印材料靠二次转印辊110转印、分离，然后，靠搬送带送到定影器117。定影器117通过加热加压定影在转印材料上重叠的四色的显图像。

这样一来，一系列的彩色打印顺序结束，形成想要的彩色打印图像。

再者，根据本实施例的图像形成装置的构成是一个例子，例如如果起电器104不限于辊子是起电丝，或者转印辊109也是转印带、丝，则种种方式能够运用，基本上像上述这样靠起电、曝光、显影、转印、定影的工序形成图像。

接下来，就设在上述中说明的图像形成装置中的根据本实施例的显影装置100，以四个当中一个显影器100K为例基于附图进行说明。再者，关于显影器100C、100Y、100M的构成，由于仅所使用的显影剂不同与显影器1的构成是同样的，所以省略其说明。

图3A是表示根据本发明的实施例的显影器100K的断面图，是从背面看显影器100K的图。图3B是从上部看的断面图。显影器100K备有显影容器10。在显影容器10中，收容着含有非磁性调色剂(以下称为‘调色剂’)，与磁性载体的两成分显影剂。关于显影剂下文详细述及。

显影容器10的内部，靠隔壁7划分成显影室(第1室)4与搅拌室(第2室)5，在搅拌室5的上方设有与显影装置100另体的调色剂贮藏室50，在调色剂贮藏室50内收容着补给用调色剂(非磁性调色剂)。再者，在显影容器10的搅拌室5上部设有接收口(调色剂补给口)8，经由调色剂补给口8平衡所消耗的调色剂的量的补给用调色剂落下补给到搅拌室5内。这里，就此一显影装置100中的两成分显影方式进行说明。

在显影容器10的感光鼓103侧的部位上形成开口部，作为显影剂载体的中空的圆筒状的显影套筒1从该开口部向外突出，显影套筒1能够旋转地纳入显影容器10的开口部附近。

再者，在本实施例中，显影套筒1的直径用20mm者。此外，显影套筒1例如由SUS305AC之类非磁性材料形成，在其内部作为磁性发生机构的磁铁2相对显影套筒1的旋转固定配置。

在显影套筒1内部，对其旋转固定配置的磁铁2，有配置于作为感光鼓103与显影套筒1的对峙部的显影区域的附近的显影磁极的磁极S1，与作为限制携带于显影套筒1上的显影剂层厚的显影剂层厚限制构件的限制刮板3相向的作为显影剂层厚限制磁极的第1磁极的磁极N1，和一边使显影剂携带于显影套筒1一边搬送用的磁极N2、S2、N3。

此外，磁铁2，作为显影磁极的磁极S1相对感光鼓103以成为感光鼓103旋转方向5°上游的方式配置于显影套筒1内。

磁极S1在显影套筒1与感光鼓103之间的显影部附近形成磁场，靠该磁场形成磁刷。在上述显影部中，与显影套筒1的旋转同时，沿图3(b)中所示的箭头A的方向运来的显影剂与感光鼓103接触，感光鼓103上的静电潜像就被显影。此时，在本实施例中，在显影套筒1与感光鼓103的附近位置(显影部)处，显影套筒1与感光鼓103相互反向移动。

靠磁极S1结束显影的显影剂，靠由磁极N1和磁极N2所形成的排斥磁场从显影套筒1上剥离，落下到显影室4。

再者，在显影套筒1上由电源施加的作为显影偏压把直流电压叠加于交流电压的振动偏压电压。感光鼓103上的潜像的暗部电位(非曝光部电位)与明部电位(曝光部电位)位于上述振动偏压电位的最大值与最小值之间。借此在显影部，形成方向交互变化的交变电场。在此一交变电场中调色剂与磁性载体激烈振动，调色剂甩脱显影套筒1和磁性载体的静电的约束对应于潜像电位的量的调色剂附着于感光鼓。

再者，在本实施例中，把感光鼓103上的暗部电位取为-600V，把明部电位取为-200V，在显影套筒1上，作为直流偏压，施加-450V的直流电压，作为交流电压，施加Vpp＝1.8kV，Frq.＝2kHz的交流电压。暂载比在显影飞翔侧为35％。而且，如图4中所示，作为显影偏压的振动偏压如果取为在最小值的电压侧时间T1，在最大值的电压侧时间T2，交互施加的偏压，则T1∶T2为65∶35。

这里，就本实施例中用的调色剂进行说明。

调色剂的体积平均粒径可以很好地使用4～10μm者。这里调色剂的体积平均粒径使用例如用以下的测定法所测定者。

在这里所使用的测定法中，作为测定装置用COULTER计数器(COULTER COUNTER)TA-II型(COULTER公司制(manufactured byCOULTER K.K.))，连接输出个数平均分布、体积平均分布的接口(日科机制(manufactured by Nikkaki K.K.))和CX-i个人计算机(佳能制)，电解液用一级氯化纳调整1％NaCl水溶液。作为测定法，在上述电解水溶液100～150ml中把作为分散剂的界面活化剂(最好是烷基苯磺酸盐)加入0.1～5ml进而加入0.5～50ml测定试样。使试样悬浊的电解液，用超声波分散器进行大约1～3分钟分散处理，靠上述COULTER计数器TA-II型用100μm孔口作为孔口(aperture)测定2～40μm的颗粒的粒度分布求出体积分布。根据这些所求出的体积分布，可以得到试样的体积平均粒径。

对上述这种调色剂，进而，通过用外添剂包敷(调色剂)表面，有两个硬性效果。一个是提高流动性，补给调色剂变得易于与显影容器10内的两成分显影剂混合搅拌，另一个是，通过外添剂(extraneous additive)夹在调色剂表面，在感光鼓103上显影的调色剂对感光鼓103的脱模性(mold releasing ability)提高，转印效率提高。

作为本发明中所使用的外添剂，根据添加于调色剂时的耐久性的观点，最好是对调色剂颗粒的重量平均粒径为1/10以下的粒径。所谓此一外添剂的粒径，是指通过电子显微镜下的调色剂颗粒的表面观察求出的其平均粒径。

作为外添剂，可以用例如金属氧化物(氧化铝、氧化钛、钛酸锶、氧化铈、氧化镁、氧化铬、氧化锡、氧化锌等)，氮化物(氮化硅等)，碳化物(碳化硅等)金属盐(硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙等)，脂肪酸金属盐(硬脂酸锌、硬脂酸钙等)，炭黑、二氧化硅等。

外添剂，对调色剂颗粒100重量份(parts by weight)可以用0.01～10重量份，最好是用0.05～5重量份。这些外添剂可以单独用，也可以多种并用。分别进行疏水化处理者更佳。在本实施例中，用外添重量比1％平均粒径20nm的氧化钛的外添剂。

磁性载体，作为磁性体与现有技术中的磁性载体中的同样的，把铁、铬、镍、钴等金属，或者它们的化合物或合金，例如四氧化三铁、γ-氧化亚铁、二氧化铬、氧化锰、铁素体、锰-铜类合金、这样的强磁性体的颗粒球形化，或者用苯乙烯类树脂、乙烯类树脂、乙基类树脂、松香改性树脂、丙烯基类树脂、聚酰胺类树脂、环氧树脂、聚酯树脂等树脂或棕榈酸、硬脂酸等脂肪酸蜡球状地包敷，或者制成分散含有磁性体颗粒的树脂或脂肪酸蜡的球状颗粒所得到的颗粒，用现有技术中公知的平均粒径分选机构进行粒径分选，由此而得。

在本实施例中，用把微粒铁氧体70wt％分散于树脂中的重量平均粒径35μm、100mT中的磁化值50Am2/kg，电阻率1014Ωcm以上的进行了热的球化处理的磁性载体，用调色剂中含有苯乙烯·丙烯树脂(三洋化成制HIMER up 110(HIMER up 110 manufactured bySanyo Chemical Industries，Ltd))100重量份，炭黑(三菱化成制MA-100)10重量份，苯胺黑(Nigrosine)5重量份的重量平均粒径5μm的通过粉碎造粒法所得到的非磁性颗粒中外添重量比1％平均粒径20nm的氧化钛者，在显影剂存留处的显影剂的调色剂比率为相对载体8wt％的条件下进行显影。调色剂的平均起电量为20μc/g。另外，在本实施例中，作为磁性载体，最好重量平均粒径为20～60μm，更好为20～50μm。

在上述显影装置100中，就本发明的特征部分进行说明。

在显影容器10内，在接近显影套筒1一方的显影室4中，与显影套筒1大致平行地配置作为第1搅拌机构的A螺旋4a，在远方的搅拌室5中配置着作为第2搅拌机构的B螺旋5a。而且，靠此一A螺旋4a和B螺旋5a，显影剂被搬送和搅拌，在显影容器10内循环。在A螺旋4a与B螺旋5a之间设有在端部处显影室4与搅拌室5能够联络的隔离壁7。

参照图3B进行说明。如图3B中所示，A螺旋4a与B螺旋5a大致平行地配置，它们之间靠隔离壁7隔开以便显影剂不进到A螺旋4a与B螺旋5a之间。纵长两端部没有隔离壁7，显影剂可以进到A螺旋4a与B螺旋5a之间。因为A螺旋4a与B螺旋5a分别沿相反方向搬送显影剂，故在显影容器10内形成显影剂不中断周转的循环路径。

此外，在B螺旋5a的后方的壁面上，也就是在显影剂搬送方向的上游侧，设有调色剂浓度传感器6。作为调色剂浓度传感器6，在本实施例中，使用采用检测调色剂与载体的视在导磁率的变化的电感检测方式的调色剂检测方式者。由此，如果显影剂对传感器面滞留，则无法正确地检测显影剂的调色剂浓度，故此一调色剂浓度传感器6配置成在B螺旋5a附近其传感器面垂直于显影剂面，以便显影剂不滞留于传感器面。再者，所谓调色剂浓度，是载体与调色剂的混合比，是称为T/D比者。

这样一来，在搅拌室5中，把调色剂浓度传感器6设在B螺旋5a显影剂搬送方向上游侧是因为对在图像形成中使用而对调色剂浓度下降的显影剂立即检测出调色剂浓度的缘故。

于是，存在于A螺旋4a侧在图像形成中使用的显影剂通过前述的循环送到B螺旋5a侧，靠调色剂浓度传感器6检测调色剂浓度。然后，基于其检测结果通过设在调色剂浓度传感器6的下游侧的调色剂补给口8从调色剂补给机构补给适当量的调色剂，借此显影剂的调色剂浓度始终保持恒定。

此时，可以顺利地搅拌并搬送显影剂，进而为了进行良好的图像形成，第1，在图3A中，有必要把作为显影室4的A螺旋4a侧的显影剂的表面的高度，也就是显影剂高度(以下简称为‘剂面’)维持成规定的高度。

如果此一剂面的高度过低，则从A螺旋4a所搬送的显影剂作为总量过少，致使供给到显影套筒1的显影剂滞留于限制刮板3的限制部的量减少，容易招致来自在此一部分的A螺旋4a的供给不匀。更具体地说，在A螺旋4a处变得容易产生显影剂的供给不匀。结果，因螺旋螺距在图像上产生可能浓度不匀的所谓螺旋螺距不匀。

相反剂面过高显影剂完全覆盖显影套筒1的显影剂已剥落部分的场合，所剥落的显影剂被覆盖的显影剂挤住返回到显影套筒1上。在该场合在A螺旋4a的螺旋叶片附近显影剂的剥落比较良好地进行，与此相反其以外的部分因为不能剥落而招致过重图像(solidimage)打印时的螺旋螺距不匀的发生。因而，剂面高度最好是弄成不完全覆盖排斥极间，充分覆盖限制刮板3的限制部这样的高度。

第2，B螺旋5a侧的剂面最好是处于低于B螺旋5a的叶片5c(图1A)的最上部的位置。

这是因为，B螺旋5a侧，有着所补给的新的调色剂与显影容器10内的显影剂的混合搅拌这样的目的，剂面如果高于B螺旋5a，则处于高于B螺旋5a的位置的显影剂很难被搅拌。特别是，在进行调色剂补给时，在剂面位于高于B螺旋5a的位置的场合，比重小于显影剂的调色剂有时浮在剂面上。这样一来，所补给的调色剂与已经处于显影室5内的显影剂相当不混合，几乎未起电的调色剂供给到显影套筒1侧，发生模糊或浓度不良等问题。

图8A中示出搅拌长度与飞散调色剂的关系，图8B中示出搅拌长度与图像模糊的关系。所谓搅拌长度，是A或B螺旋的旋转范围的最外径。

像这样搅拌长度越短则飞散、模糊越恶化。随着显影装置100的小型化此一搅拌长度渐渐变短，超过允许的飞散量、模糊。

这里，用图7A，就调色剂的起电赋予性进行说明。图7A示出对图3A和3B中所示的构成的显影装置100中所收容的调色剂颗粒分布的调色剂起电量分布。纵轴是调色剂颗粒分布数，横轴是起电量，右侧为正左侧为负。虚线是耐久后的调色剂的起电量分布实线是初期的起电量分布。把从B螺旋向A螺旋搬送的部分取为测定点。

图7B示出收容于现有技术中的二轴搅拌式的两成分显影装置的调色剂的调色剂起电量分布。由于本件的调色剂为负极性所以最好是比0负侧。但是，存在着两个尖峰，可以看出其中一个处于0附近。也就是说成为起电不充分的调色剂多的情况。即，因为起电赋予无法充分，就产生上述飞散、模糊。

本件提出通过以下(一)、(二)的构成，特别是通过(二)的构成解决这些问题。

(一)首先，在本实施例中A螺旋螺距取为15mm，B螺旋螺距取为24mm，使A螺旋侧的剂面适当。即，使A螺旋螺距比B螺旋螺距要窄，降低搅拌性。再者，此时的螺旋直径，两个A、B螺旋全都取为18mm，螺旋轴径取为8mm。

(二)作为螺旋形状，B螺旋5a如图1A中所示的，在调色剂补给8附近，在显影剂搬送方向的正下游，设置无翅片部分的第1区域B，该区域在螺旋轴5b上未安装设在搅拌叶片5c的安装部分间的作为板状构件的翅片5d，在调色剂补给口8的规定距离的下游在螺旋轴5b的周状上放射状地比第1区域多地设置翅片，设置板状构件(翅片)5d，这里，取为四个方向上沿着螺旋轴5b纵长方向设置20个的作为带翅片部分的第2区域C的构成。即，取为从轴中心看螺旋5a连着四个翅片的构成。而且，A螺旋4a取为没有翅片的形状。翅片5d的形状如图2A的主视图和图2B的从厚度方向看的图中所示，制成宽5mm，离螺旋轴的长度5mm，厚度1mm者。

接下来图5示出现有技术中构成中的B螺旋的剂面。图5是从显影套筒1相向侧看显影装置100的断面图，显影剂朝箭头A方向。调色剂从调色剂补给口8供给。

这里，在图6A至图6D上，把图5简化，示意地示出剂面。关于剂面一般来说现有技术中认为搅拌室中的剂面弄成水平比较好。这里，变更A螺旋4a与B螺旋5a的螺距，变更转速等改变循环的平衡而进行剂面的调整，结果把搅拌前，如图6A中所示的水平的剂面，为了提高搅拌性如图6C中所示降低，虽然提高了搅拌、起电性，但是因为搅拌长度缩短，因此是不充分的。具体地说在10k(也就是10×1000张)耐久中，取为加重图像与图像模糊相对允许值2％为5％。通常在加重图像拷贝中因为大量的调色剂进入显影容器10，故搅拌最剧烈。

在本件中像图1A那样的，在补给口8的附近，显影剂搬送方向下游部分的第1区域中，通过在B螺旋5a中用降低搅拌搬送性的螺旋来在调色剂补给口8处降低剂面的高度，把供给调色剂取入搅拌螺旋轴5b中心，并且为了在搬送方向下游部处最大限度搅拌故在螺旋轴5b上放射状连接搅拌用翅片5d，提高搅拌性、起电赋予性。

在此一状态下使螺旋5a旋转的状态，在调色剂补给口8存在的调色剂补给口8的位置上，自此显影剂搬送方向下游部分剂面比上游部分提高，成为图6B中所示的剂面。这样一来调色剂补给口8与其下游处产生级差。成为此一级差的上游调色剂取入，下游搅拌渐增这样的功能分离化型搅拌螺旋。结果，图像上模糊在10k耐久后即使图像10张后也仅1％而大大改善。实际的图像也在纵长方向上不产生不匀，可以形成均一的图像。

作为其理由，如果实际上测定调色剂的起电量则如图7A中所示，起电量0的尖峰降低，初期10k耐久后也可以减少未起电调色剂。

作为比较例，作为类似的构成，在调色剂补给口8的位置上显影剂的剂面不上升，调整A、B螺旋以便没有级差地慢慢地随着搬送方向下游而剂面上升成为图6D中所示的剂面，是不充分的，模糊成为4.5％，与剂面不适当的场合没有不同。关于螺旋的形状即使是图1B中所示的整个设置翅片的场合也是不充分的，模糊为6.2％更差了。这是因为对于剂面与形状成为相当于图6A的，与搅拌前的剂面的形状同样，此一场合所补给的剂不进入显影剂，而是漂在剂面的上面流向下游侧的缘故。

接下来就剂面进行描述。本件中因为螺旋4a、5a与显影容器10的底面的距离为1mm，实际的调色剂补给口8正下方的剂面作为高度为离显影容器10的底面13mm。与此相对照在下游处为19mm。相差6mm。

这样的剂面的高度，可以因调色剂补给口8的下游部的未设置翅片5d的第1区域的规定距离而变化。在搅拌性上，首先把调色剂全部取入螺旋5a内是重要的，作为剂面最好是低于离轴5b螺旋5a的半径的一半。因此最好是把没有翅片部B的规定距离最低确保为螺旋的两个螺距。在本件中取为三个螺距。

接着关于第2区域中的翅片5d的数目，虽然比补给口8附近的第1区域要多是条件，但是在对螺旋轴5b放射状地设置翅片之际，最好是从上边看轴5c中心一个螺距中最低三个以上。也就是每120°设置一个翅片。在本件中如前所述，每90°设置一个。

关于调色剂的取入在本件中在补给口8正下方设置一个翅片，使取入稳定。如果设置多个翅片5d则剂面提高是不合适的，最好是在正下方两个以下。通过取为以上的构成即使在50k(50×1000张)耐久和低温、高湿环境下作为图像模糊可以抑制于最大1.2％以下。

像以上这样，在小型两成分显影装置中可以防止调色剂的搅拌不良，通过维持调色剂的起电性、搅拌性防止飞散、模糊，即使在耐久中也可以提供没有图像不匀的高质量图像。

第2实施例

本实施例的特征在于，在图11中所示的构成的回用(reuse)图像形成装置300中运用本发明的显影装置100。因为卢斯系调色剂基本上是未转印而残留被清洁回收的废调色剂，所以是劣化的与新调色剂相比因为摩擦极小而翻转成分调色剂量多，故起电稳定性变得更差。因为废调色剂凝集度高，故调色剂的机械负担进一步增加。本实施例是鉴于这些情况而实施者。

在本实施例中就用图11中所示的图像形成系统中作为图像载体的感光鼓303的OPC鼓的数字复印机进行说明。处理速度为500mm/s的110张/分。在此一感光鼓303的表面上靠一次起电器304均匀起电到-700V。接着，用波长680μm的半导体激光器(未画出)以600dpi进行PWM的曝光305，在感光鼓303上形成静电潜像。接着，靠显影装置100翻转显影，作为调色剂像可视化。显影剂进行两成分显影，进行用负调色剂的翻转显影。调色剂粒径为8.0μm。显影偏压施加频率2400Hz、交流电压1500Vpp，暂载率50％的交流电压中叠加+200V的直流电压的偏压电压。S-Bgap取为350μm，S-Dgap取为350μm。然后，用后起电器308流过总电流-200μA使调色剂像起电后，由转印起电器309转印到沿箭头方向前进的转印材料P上，送到定影器317定影调色剂像。

另一方面，靠清洁装置306去除感光鼓303上的转印残留的调色剂，回收并通过搬送管310使废调色剂(回用调色剂(reuse toner))返回到显影漏斗311B。在搬送管310中螺旋状的搬送构件(未画出)处于内部，通过旋转运送回用调色剂。更详细地说如图11中所示，所运送的回用调色剂进入显影漏斗311B再利用。此外新的调色剂另外进入漏斗311A，通过供给辊312旋转调色剂运送到显影装置100内。

虽然在本实施例中采用使回用调色剂与新的调色剂在显影装置100内混合的方法，但是也可以在漏斗311A或311B内设置混合空间。在显影装置100内所混合的调色剂再次送到显影套筒1，在感光鼓303上显影。漏斗311A的供给辊312的正常的旋转速度为2转/分使辊子的旋转速度变化。补给量按图像数据(视频计数)控制辊子旋转。

在本件中更有必要充分搅拌难起电的废调色剂。因此作为B螺旋5a在图1中所示的螺旋轴3b上设置图12中所示的翅片5e。而且，把其形状取为如作为厚度方向的断面图的图12B中所示，在翅片板部分5f的上部与翅片板部分5f垂直地对螺旋5a的旋转方向在上游部设置突起部分5g者。通过安装此一翅片5e使螺旋轴5b旋转，可以更加充分搅拌由5f与5g所围住的区域的显影剂。

设置此一翅片5e的B螺旋5a所设置的搅拌室5的剂面在调色剂补给口8正下方在螺旋轴5b旋转中成为比剂面浮出到上部的状态。也就是说轴5b高于剂面。

因为像本实施例这样使用于卢斯图像形成装置，混有废调色剂的补给调色剂凝集度对通常10％成为三倍左右，故对调色剂向剂的取入也是不利的，所以取为如上所述的用设置翅片5e的B螺旋5a的构成。

再者，螺旋5b中的翅片5e的安装位置、或数目，与第1实施例同样，遵从在离补给口8显影剂搬送方向下游侧的规定距离的位置以下的第2区域中设置比补给口8附近的第1区域B多的翅片5e的条件。

这样一来，最好是弄成螺旋轴5b可以看到的剂面，于是，即使是混有废调色剂的调色剂也可以充分搅拌。实际上在50k的耐久后把加重图像取为10张后的模糊为8％制品化是困难的，与此相对，在本实施例中可以抑制到1.5％。

通过以上的构成，即使在调色剂卢斯图像形成装置中的小型显影装置中也可以防止调色剂的搅拌不良，通过维持调色剂的起电性、搅拌性而防止飞散、模糊，即使在耐久中也可以维持没有图像不匀的高质量图像，在不产生废弃物这一点上，可以提供对环境优秀的显影装置。

第3实施例

本件在与第1实施例同样的构成的小型显影装置中，有时取为在调色剂补给口8的下游从显影容器10向外部排出显影剂的构成。这是为了延长二成分显影的显影剂的剂寿命，在补给的调色剂中预先混有少量载体，并且向显影容器10外排出显影容器10内的劣化的载体，结果由于把含有劣化的载体的剂与新的剂替换，所以是可以延长显影剂本身的寿命的系统。

在本实施例中在这种谋求长寿命化的显影装置中，实施调色剂补给口8部分的搅拌螺旋5a引起的显影剂搬送方向下游部分侧的使剂面上升的本发明。图像形成装置、显影装置的基本构成与第1实施例是同样的，在图5中，在搅拌室5的显影剂搬送方向下游端部分的PO区域中的显影容器10壁面上设置显影剂的回收口18。在这种场合，显影剂排出口18附近的剂面必须高于排出口18的最上点。这是因为如果剂面低则含有载体的补给显影剂即使蓄积也不能排出的缘故。再者，本实施例的排出方法利用通过搬送螺旋5a旋转剂进行动态排出动作的情况。

在本构成中，开口部取为15mm×5mm，把排出口18在图5的PO区域处离显影容器10底面的高度取为19mm，记录显影剂排出量之际的排出特性示于图13。比较例是在图6A的形状的水平的剂面中，尽可能使剂面上升者。两者都是如果显影剂增加则规定高度以上的显影剂被排出的结构。横轴是显影装置100内的显影剂量。

在连续取加重图像的场合，补给显影剂中的载体急剧地进入显影装置100内。此时有必要在规定时间内排出规定量以便蓄积于显影装置100内的显影剂不致满箱。

在本实施例中补给剂中的载体的比率重量比取为20％。加重图像连续时必要的排出量为200mg。如果该量以下则成为满箱。考虑到这一点，根据图13，在实施例中显影剂量为280g排出300mg，与此相反在比较例中几乎不排出。

在比较例中排出量少，是因为对显影装置100内的剂体积的增加的敏感度小的缘故。通常如果在显影装置100内加30g的显影剂则因为分散到整体，故作为剂面变化很小。与此成对照，如果用与第1实施例同样的螺旋5a，在调色剂补给口8的下游处在存在多个翅片5d的第2区域设置排出口18，则在此一构成中因为本来就有把剂聚集于第2区域的特性，故所加的30g的很多比率聚集于此一场所，结果相对显影装置的剂量排出特性的敏感度变高。

作为另一个比较例，即使图1B中所示的总体连接翅片5d的构成，排出量为50mg排出量也是很少的。因为在此一场合，由于螺旋5a的整个范围内为同一形状，所以作为剂面均一地分散。进而，在图像中，因为调色剂补给口8部的剂面上升，故图像模糊、飞散非常差而无法制品化。在本实施例中，作为显影剂的寿命通常50k左右，与此成对照可以实现300k的寿命。此外，因为即使受到这种显影剂面的制约，也可以充分搅拌补给调色剂，故即使耐久也可以维持没有模糊的高图像质量。

像以上这样，在显影容器的规定的高度上设置调色剂回收口的小型两成分显影装置中也是，实现显影剂的长寿命化，并且防止调色剂的搅拌不良，通过维持调色剂的起电性、搅拌性而防止飞散、模糊，即使在耐久中也可以提供没有图像不匀的高质量图像。

以上，通过第1～3实施例中说明的构成，在小型两成分显影装置、和备有它的图像形成装置中防止调色剂的搅拌不良，通过维持调色剂的起电性、搅拌性而防止飞散、模糊，在耐久后，也可以提供没有图像不匀的高质量图像。

像以上说明的这样，如果用上述各实施例，则即使谋求显影装置的小型化，通过防止补给调色剂的搅拌不良并提高调色剂的起电量，可防止飞散或模糊，长期提供没有图像不匀的高质量图像。

Claims (3)

1.一种显影装置，包括：

用包含调色剂和载体的显影剂显影在图像载体上所形成的静电潜像的第1室；

在与前述第1室之间构成显影剂的循环路径的第2室，前述第2室包括搬送显影剂的螺旋状的显影剂搬送构件，收入包含调色剂和载体的补给显影剂的收入口，和设在前述收入口的显影剂搬送方向下游侧伴随显影剂的补给排出剩余显影剂的排出口；

其中，前述显影剂搬送构件配置多个搅拌翅片，使得前述收入口相向位置的显影剂面低于前述排出口的相向位置的显影剂面，

与前述收入口相向位置的显影剂面低于前述显影剂搬送构件的旋转轴。

2.如权利要求1中所述的显影装置，前述搅拌翅片在前述排出口的相向位置一方设置得比前述收入口的相向位置多。

3.如权利要求1中所述的显影装置，仅在对着前述收入口的位置上设置前述搅拌翅片。

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