CN100501590C - 显影装置 - Google Patents

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Abstract

一种使载像构件上形成的静电图像显影的显影装置，所述显影装置包括：显影容器，用于容纳包括调色剂和载体的显影剂；显影剂搅拌部件，设置在所述显影容器中；显影剂运载构件，用于将所述显影剂运载到所述显影剂运载构件与所述载像构件相对的对立部分；供应部件，用于将包括调色剂和载体的显影剂供应进所述显影容器中；排出部件，用于将显影剂从所述显影容器中排出；供应控制部件，用于控制所述供应部件的供应操作以控制所述显影容器中显影剂中的调色剂含量，其中当在具有100%的图像密度的静电图像的显影过程中所述供应部件每单位时间供应的载体的量与所述排出部件每单位时间的载体排出量之间的差变得不大于5(g/min)时所述显影容器中的显影剂的量A(g)，与当在没有从所述供应部件供应载体的情况下每单位时间的载体排出量变得不大于0.5(g/min)时所述显影容器中的显影剂的量B(g)，满足0.01≤(A-B)/A≤0.10。

Description

显影装置
技术领域
本发明涉及一种显影装置，该装置采用电摄影记录方法、静电记录方法等，以通过使形成在载像构件上的静电潜像显影来形成可见图像。尤其涉及一种使用主要含有调色剂和载体的两种成份的显影剂的显影装置。
背景技术
在采用电摄影或静电记录方法的成像设备的领域中，尤其是在采用电摄影记录方法形成全彩色图像、多彩色图像等的彩色成像设备的领域，考虑到色彩产生及色彩混合，实际上所有的显影装置都已经使用两种成份的显影剂。
如所公知的那样，使用两种成份的显影剂的显影方法如下所述。即，调色剂由于载体与调色剂之间的摩擦而充电，并且，由于带有静电的调色剂被静电吸附在潜像上而形成可见图像。为了形成由于色彩持久且牢固而令人满意的图像，必须保证不断地向调色剂提供适量的摩擦电(以下简称为摩擦电)，并且确保不断地向调色剂提供适量的摩擦电，载体必须在调色剂摩擦充电的能力方面持久且稳定。
然而，实际上，载体在对调色剂的摩擦充电能力方面的性能却由于以下原因而逐渐降低。即，调色剂随着显影过程逐渐消耗，而载体却不消耗，并保留在显影装置中。随着时间的流逝(由于载体投入使用的累积时间的增加)，在使用过程中搅拌显影剂时，载体颗粒表面被粘附在载体颗粒表面上的外部添加物和/或调色剂污染。结果，载体向调色剂提供摩擦电的能力降低。因此，未向调色剂提供适量的摩擦电。当调色剂未被提供适量的摩擦电时，会出现调色剂扩散和/或形成模糊图像等的问题。
关于应对上述问题的装置，也就是说，防止劣化的显影剂(即，超出使用寿命的显影剂)用于成像的装置，通常的做法是服务人员等在常规维修的过程中用新的显影剂供应更换显影装置中的显影剂。但是，这种方法有其自身的问题，因为显影剂的使用寿命的长度成为决定服务间隔的长度的主要因素之一。
考虑到服务人员的工作量、成本以及成像设备停工期的长度，人们需要维修间隔越长越好。因而，已经耗费了大量时间和精力来开发使用寿命较长的显影剂以及防止显影剂劣化的处理。但是，实际情况是，实际上在现在文章中，显影剂的使用寿命的长度等同于30,000-50,000张复件。
因而，已经提出所谓的滴流显影类型的显影装置，即，能被补充显影剂以防止显影装置中的显影剂在调色剂充电性能方面劣化的显影装置。关于这种类型的显影装置的工作，显影装置设有向显影装置供应显影剂或载体的装置，通过在显影装置的一个壁设置显影剂出口，使得添加显影剂或载体而造成的剩余显影剂经由该显影剂出口溢出而被回收(例如，日本专利申请公开文本第2-21591号)。
换言之，通过连续地重复向装置供应新显影剂供给或载体的过程以及排出显影剂的过程，由新显影剂(即调色剂与载体的混合物)供给来逐渐更换这种类型的显影装置中的劣化显影剂。所以，显影装置中的显影剂的特性(即调色剂充电性能)保持稳定，从而防止形成低品质的图像。因而，这种结构设置的应用使得能够减小在显影装置中的由服务人员等更换显影装置中的全部显影剂的频率，即，延长了显影剂更换间隔的长度，或者甚至了消除服务人员等在常规维修的过程中用新显影剂供应更换在显影装置中的显影剂的需要。
关于用新的载体供应更换劣化载体的滴流显影方法中采用的方法，已经提出一种具有仅向显影装置供应载体的机构的显影装置。不过，应用最为广泛的方法是：当向显影装置供应调色剂时，通过以预定间隔或连续地向显影装置供应补充显影剂(即调色剂与载体的混合物，而非纯调色剂)的方式来用新的载体供应更换劣化载体的方法。这种方法不需要显影装置设有载体供应机构，即，附加机构，从而就成本和占用空间而言是有益的。
但是，这种结构设置存在如下问题。
也就是说，通常，向显影装置供应的调色剂的量被控制，以保持成像设备在形成图像的调色剂密度方面稳定。因而，供应给显影装置的调色剂的量根据调色剂的消耗量而变化，换言之，根据被复制的原稿的图像密度而变化。因而，在采用滴流显影方法向显影装置供应上述补充显影剂(即，调色剂与载体的混合物)的显影装置的情况下，被供给显影装置的载体的量也连续改变。
如果采用滴流显影方法的显影装置被这样构成，即，使得以与向显影装置供应的新显影剂供应相同的量从显影装置快速回收劣化的显影剂，则在显影装置中的显影剂的量保持稳定。但是，在根据现有技术的采用滴流显影方法(trickle developing)的显影装置的情况下，需要相当长的时间排出过多的显影剂。所以，当向显影装置供应大量补充显影剂时，排出过多的显影剂的比率不能立刻跟上供应补充显影剂的比率，从而造成显影装置中的显影剂的量增大。所以，显影装置中的显影剂的量是不稳定的。当显影装置中的显影剂的量增加时，显影装置中的显影剂主体的其顶表面位置会改变。但是，为了保持显影装置(成像设备)在图像质量方面稳定，由于如下原因，显影装置中的显影剂主体的其顶表面的位置上需要保持稳定。也就是说，如果显影装置中的显影剂主体的顶表面升高或降低，显影装置(成像设备)在提供给调色剂的摩擦电的数量方面可能变得不一致，从而在图像浓度方面变得不一致，因为如果所述顶表面升高，新供应的显影剂无法得到充分的搅拌，而如果顶表面降低，显影装置中的显影剂的调色剂密度会增大。
由于因使用造成的劣化载体所导致的摩擦电量的变化和/或周围环境的改变所引起的显影剂的表面密度的变化，显影装置中的显影剂的主体在垂直方向上有时改变位置是正常的。相比之下，由上述原稿或预定图像的图像浓度的变化引起的在显影装置中的显影剂主体的顶表面的位置改变，比由于使用造成的显影剂发生的变化而导致的变化或环境的变化所引起的那些改变更加突然。因此，由于显影装置中的显影剂主体的顶表面的位置变化、由于原稿或预定图像的浓度的变化引起的图像缺陷十分显著。因而，很难在这方面调整显影装置。
这个问题对于彩色成像设备更具破坏性，因为彩色成像设备的图像密度更高，所以向其显影装置供应的补充显影剂的量也就更大。因此，在彩色成像设备的情况下，甚至更重要的是以与向显影装置供应的补充显影剂的量相同的量从显影装置快速地回收劣化的显影剂，从而使显影装置中的显影剂的量保持稳定。
为了解决上述问题，在考虑到上述环境的情况下，本发明的发明人进行了大量研究和实验，以解决上述问题。结果，他们得出结论：为了解决上述问题，需要使显影装置在显影装置中的显影剂主体的顶表面的位置方面保持稳定，并且，通过控制显影装置以及向显影装置供应的补充显影剂从而使显影装置中的显影剂的量的变化与显影装置中的显影剂的量之间保持预定关系，能够使显影装置在其中的显影剂的主体顶表面的位置方面保持稳定。本发明是基于本发明的发明人的新发现作出的。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种采用在先技术中的显影方法的显影装置，其中在向显影装置供应补充显影剂，即，调色剂与载体的混合物的同时排出劣化的显影剂，然而，该显影装置却没有新补充的显影剂未被充分搅拌和/或与显影装置中的显影剂的主体不均匀混合的问题，从而一般都会形成高质量的图像。
根据本发明的一个方面，提供一种用调色剂使形成在载像构件上的静电图像显影的显影装置，所述显影装置包括：显影容器，用于容纳包括调色剂和载体的显影剂，所述显影容器被分隔壁分成显影室和搅拌室，其中，所述显影室和所述搅拌室在其相对的端部处彼此流体连通；设置在所述显影室中的第一传送螺杆，用于供给所述显影容器中的显影剂；设置在所述搅拌室中的第二传送螺杆，用于沿着与所述第一传送螺杆的供给方向相反的方向供给显影剂；显影剂运载构件，用于将所述显影剂运载到所述显影剂运载构件与所述载像构件相对的位置；供应部件，用于将包括调色剂和载体的显影剂通过显影剂入口供应到所述显影室中；供应控制部件，用于控制所述供应部件的供应操作，以控制在所述显影容器中的显影剂中的调色剂含量；设置在所述显影室中的显影剂出口，用于将由于所述供应部件的供应操作而导致的所述显影容器中的显影剂的过量部分排出所述显影容器；其中，相对于所述第一传送螺杆的显影剂供给方向，所述显影剂出口布置在所述显影剂入口的上游；所述显影容器中的显影剂的量为100g至2000g，所述显影容器中的显影剂的静止角是20°-70°，在所述显影装置显影图像密度为100％的静电图像的情况下，当所述供应部件每单位时间供应的载体量与通过所述显影剂出口每单位时间排放的载体量之间的差值变得不大于5g/min时所述显影容器中的显影剂的量Ag，以及在不通过所述供应部件供应载体的情况下，当每单位时间排放的载体量变得不大于0.5g/min时在所述显影容器中的显影剂的量Bg，满足0.01≤(A-B)/A≤0.10。
参照以下结合附图对本发明优选实施例的描述，本发明的这些及其它目的、特点和优点会变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明第一实施例中成像设备的示意图，表示其基本结构。
图2是沿与显影装置的与纵向垂直的平面上的显影装置的剖视图。
图3是在沿与显影装置纵向平行的平面上的显影装置的剖视图。
图4是表示在显影装置中的显影剂的量与显影剂排出率之间的关系的图表。
图5是表示测量静止角的方法的示意图。
图6是沿与显影剂容器纵向平行的平面上的显影剂容器的一个端部的放大剖视图，表示显影剂容器的结构。
图7是表示显影剂的量的变化、显影剂的量、显影剂出口的位置之间的关系的图表。
图8是在本发明另一实施例中的显影装置的显影剂出口的放大示图。
具体实施方式
下面，将参照附图描述本发明的成像设备。
(实施例1)
图1是作为应用本发明的成像设备的实施例的电摄影全彩色成像设备的示意图，表示其基本结构。
该实施例中的成像设备具有四个成像部分P(Pa，Pb，Pc，Pd)。四个成像部分Pa-Pd中的每一个都具有感光鼓，即，作为载像构件的鼓形的电摄影感光构件，该感光鼓在箭头所示的方向(逆时针方向)上转动。每个成像部分P具有包括充电部件2(2a，2b，2c，2d)、在图中设置在感光鼓1上面的作为曝光部件的激光束扫描器3(3a，3b，3c，3d)、显影装置4(4a，4b，4c，4d)、转印辊6(6a，6b，6c，6d)、清洁部件19(19a，19b，19c，19d)等。这些构件以围绕着感光鼓1的方式设置在感光鼓1的圆周表面附近。
四个成像部分Pa，Pb，Pc，Pd的结构相同。换言之，成像部分Pa，Pb，Pc，Pd各自的感光鼓1a，1b，1c，1d结构相同。所以，感光鼓1a，1b，1c，1d的将统称为感光鼓1。类似地，成像部分Pa，Pb，Pc，Pd各自的充电部件2a，2b，2c，2d、激光束扫描器3a，3b，3c，3d、显影装置4a，4b，4c，4d、转印辊6a，6b，6c，6d、清洁部件19a，19b，19c，19d等成像部件的结构相同。所以，成像部分Pa，Pb，Pc，Pd各自的充电部件2a，2b，2c，2d、激光束扫描器3a，3b，3c，3d、显影装置4a，4b，4c，4d、转印辊6a，6b，6c，6d、清洁部件19a，19b，19c，19d等成像部件将分别被统称为充电部件2、激光束扫描器3、显影装置4、转印辊6和清洁部件19。
下面将描述如上所述那样构成的成像设备的成像顺序。
首先，感光鼓1由充电部件2均匀地充电。感光鼓1以273mm/sec的处理速度(圆周速度)在箭头所示的顺时针方向上转动。
在被如上所述那样均匀充电之后，感光鼓1由从整体地支承半导体激光器的上述激光束扫描器3投射出并正由视频信号调制的激光束扫描。该半导体激光器由具有诸如CCD这样的光电变换器的原稿读取装置输出的成像数据调制过的视频信号控制，并输出激光束。
当由充电部件2均匀充电的感光鼓1的圆周表面如上所述那样被扫描时，感光鼓1的圆周表面的许多点的电势变化。结果，在感光鼓1的圆周表面上形成静电潜像。该静电潜像反过来显影成可见图像，即，由调色剂形成的图像(以下称为调色剂图像)。
在该实施例中，显影装置4采用接触型的两种成份显影方法，它使用调色剂与载体的混合物作为显影剂。
上述成像顺序由各成像部分Pa，Pb，Pc，Pd进行。结果，分别在感光鼓1a，1b，1c，1d上形成由黄色、品红色、青色和黑色的调色剂形成的四个图像。
在该实施例中，成像设备设有位于成像部分Pa，Pb，Pc，Pd下面、带形(中间转印带)的中间转印构件5，中间转印带5围绕在辊51、52和53周围，由这些辊悬挂，并在箭头所示的方向上转动。
感光鼓1(1a，1b，1c，1d)上的调色剂图像分别由作为第一转印部件的转印辊6(6a，6b，6c，6d)临时转印到作为中间转印构件的中间转印带5。结果，四个调色剂图像，即，黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像层状地沉积在中间转印带5上，从而在中间转印带5上形成全彩色图像。残留在感光鼓1上的调色剂，即，未转印到中间转印带5上的调色剂，由清洁部件19回收。
中间转印带5上的全彩色图像转印诸如一张纸这样的记录介质S上。更具体地说，转印介质S由输送辊13拉出供纸盒12，并沿着纸张导向件11传送至图像转印部分。然后，当记录介质S被传送经过图像转印部分时，全彩色图像通过作为第二转印部件的第二转印辊10的作用转印到记录介质S上。残留在中间转印带5表面上的调色剂，即，未转印到记录介质S上的调色剂由用于清洁中间转印带5的清洁部件18回收。
其上转印了调色剂图像的转印介质S被传送到定影部件15(热辊型定影部件)，其中调色剂图像定影在记录介质S上。之后，记录介质S被排进收集盘17中。
顺便提及，在该实施例中，虽然用普通鼓形的有机感光鼓构件的感光鼓1作为载像构件，但显然，诸如基于非晶硅之类的感光鼓构件的无机感光构件也可以用作载像构件。并且，可以使用带形的感光构件。
充电方法、转印方法、清洁方法和定影方法也不必不限于上述的那些。
下面，参照图2和3描述显影装置4的操作。图2和3是该实施例中的显影装置4的剖视图。
该实施例中的显影装置4具有显影剂容器22，该容器中存放着主要由调色剂和载体组成的两种成份的显影剂。显影装置4还具有作为显影剂承载构件的显影套筒28以及用于调节由显影套筒28的圆周表面上承载的显影剂形成的磁刷的修整构件29。显影套筒28和修整构件29设置在显影剂容器22中。
在该实施例中，显影剂容器22的内部空间由分隔壁27水平地分成显影室23，即，顶部室，以及搅拌室24，即下部室。参照图2，分隔壁27在与图垂直的方向上延伸。参照图3，分隔壁从显影剂容器22的一个纵向端向另一个纵向端延伸，同时，在显影剂容器22的各纵向端处，分隔壁27与显影剂容器22的相应端壁之间设有预定间隙。显影剂存放在显影室23和搅拌室24中。
在显影室23和搅拌室24中，分别设置作为用于边搅拌边传送显影剂的部件的第一传送螺杆25和第二传送螺杆26。第一传送螺杆25与显影套筒28的轴向基本上平行地设置在显影室23的底部。其通过转动在与显影套筒28的轴向平行的方向上传送显影室23中的显影剂。第二传送螺杆26与传送螺杆25基本上平行地设置在搅拌室24的底部。以与传送螺杆25传送显影室23中的显影剂的方向相反的方向传送搅拌室24中的显影剂。在第一传送螺杆25和第二传送螺杆26如上所述那样传送显影剂的情况下，显影剂容器22中的显影剂经由一边一个地设置在分隔壁27与显影剂容器22的相应端壁之间的前述间隙11和12(即，显影剂通道)在显影室23与搅拌室24之间流通。
在该实施例中，显影室23与搅拌室24是垂直叠置的。但是，本发明也可应用于显影室23与搅拌室24的位置设置与该实施例中的显影剂容器22不同的显影装置，例如，已经被广泛应用的显影室23与搅拌室24并排设置的显影装置。
同样在实施例中，显影剂容器22设有面向显影区域(放置感光鼓1的地方)的开口(孔)。显影套筒28可转动地安装在显影剂容器22上，从而通过该开口部分地从显影剂容器22朝向感光鼓1露出。
显影套筒28与感光鼓1的直径分别是20mm和80mm，显影套筒28的圆周表面与感光鼓1的圆周表面之间的最小距离设定为大约40μm，从而通过使显影套筒28的圆周表面上的那层显影剂在显影套筒28上的那层显影剂传送进显影部分中时与感光鼓1的圆周表面接触，能将感光鼓1的圆周表面上的潜像显影。显影套筒28由诸如铝和不锈钢这样的非磁性物质制成。它整体地支承不转动地设置在套筒28的中空部分中的作为形成磁场部件的磁辊28m。该磁辊28m具有面向显影部分中的感光鼓1的部分的显影极S2、面向磁刷修整构件29的磁极S1、设置在磁极S1与S2之间的磁极N1、以及分别面向显影室23和搅拌室24的磁极N2和N3。
在进行显影处理的同时，显影套筒28在箭头所示的方向(逆时针方向)上转动。当显影套筒28转动时，显影室23中的两种成份的显影剂被承载在显影套筒28的圆周表面上，并被运载到前述磁刷修整构件29，由此调整在显影套筒28圆周表面上的两种成份的显影剂的主体厚度。然后，厚度均匀的两种成份的显影剂的主体通过显影套筒28的转动而被传送到显影套筒28的圆周表面与感光鼓1的圆周表面之间的距离最小的显影区域。结果，显影套筒28的圆周表面上的两种成份的显影剂按照感光鼓1的圆周表面上的静电潜像的图案供应到感光鼓1的圆周表面上；该潜像被显影。在显影潜像的这个过程中，为了提高显影效率，即，将显影剂以潜像图像的图案转印到感光鼓1圆周表面上的效率，由电源向显影套筒28施加组合DC电压和AC电压的显影偏压。在该实施例中，显影偏压是-500V的DC电压与峰峰(peak-to-peak)电压为1800V、频率为12kHz的AC电压的组合。但是，DC电压的电压值和AC电压的波形不必限于所述的那些。
一般说来，在基于由两种成份的显影剂形成的磁刷的显影方法中，AC电压的应用提高显影效率，从而改善了成像设备所形成的图像质量。另一方面，可能会造成成像设备形成模糊图像。所以，施加到显影套筒28上的DC电压的电势不同于对感光鼓1充电用的电势(即空白区域的电势)，以便防止形成模糊图像。
作为上述修整构件的调整片29由非磁性部分29a和磁性部分29b构成。非磁性部分29a由一张铝片等制成，并在与显影套筒28的轴向，即，与纵向平行的方向上延伸。磁性部分29b由铁或者类似的物质制成，并在与非磁性部分29a相同的方向上延伸。调整片29设置在就显影套筒28的转动方向而言的感光鼓1的上游。显影剂的调色剂和载体都经由修整构件29与显影套筒28的圆周表面之间的间隙传送到显影区域。传送到显影区域的显影剂量由调整片29与显影套筒28的圆周表面之间的间隙量调整。换言之，通过调整由修整构件29修整的显影套筒28的圆周表面上承载的显影剂(磁刷)的主体的量来调整传送到显影区域的显影剂量。在该实施例中，由调整片29将覆盖在显影套筒28的圆周表面的每单位面积上的显影剂的量调整为30mg/cm2。
需要将调整片29与显影套筒28之间的间隙设定在200-1000μm的范围内，优选为400-700μm的范围内。在该实施例中，设定为600μm。
在所述方向上驱动显影装置4的显影套筒28和感光鼓1，从而使它们的圆周表面在显影区域中以相同的方向运转。显影套筒28的圆周速度相对于感光鼓1的圆周速度的比率设定为1.75。但该比值并不限于设定在1.75，只要能在0-3.0，优选为0.5-2.0的范围内即可。该比值越大，显影效率就越高。但是，当该比率大于一定数值时，会出现诸如调色剂扩散和/或显影剂更快地劣化的问题。因此，需要将该比值设定为上述范围内的数值。
下面，描述该实施例中使用的主要包括调色剂和载体的两种成份的显影剂。
调色剂主要含有粘合树脂和着色剂。如果需要，可以向显影剂中添加包括添加剂的着色树脂、具有诸如脉络硅(choroidal silica)的微粒这样的外部添加剂的着色颗粒。该实施例中使用的调色剂是由聚酯之类形成的树脂调色剂，需要其体积平均颗粒直径不小于4μm，且不大于10μm，优选为不大于8μm。
载体的材料优选表面已经氧化的铁颗粒、表面还未氧化的铁颗粒、镍、钴、锰、铬、稀土金属、前述金属的合金或者氧化铁。用于制造磁性颗粒的方法是任选的。需要载体的重量平均颗粒直径设定在20-60μm，优选为30-50μm的范围内。需要载体的电阻不小于107ohm.cm，优选地，不小于108ohm.cm。在该实施例中，使用电阻为108ohm.cm的载体。
使用如下设备和方法测量该实施例中使用的调色剂的体积平均颗粒直径。关于测量设备，使用Coulter Counter T-II(Coulter Co.Ltd.的产品)以及用于输出个数平均分布和体积平均分布的接口设备(Nikkaki Co.的产品)。关于电解液，使用优等氯化钠的1％水溶液。
测量方法如下：向100-150ml的上述电解水溶液中加入0.1ml的作为分散剂的表面活性剂，优选为烷基苯磺酸盐(alkyl-benzene-sulfonate)，并向该混合物中加入0.5-50mg的测试样本。
然后，将其中悬浮着测试样本的电解水溶液放置在超声波分散设备中约1-3分钟，以使该测试样本分散。接着，使用具有100μm孔径的上述Coulter Counter TA-II测量其大小在2-40μm范围内的调色剂颗粒的颗粒大小分布，并得到体积平均分布。然后，由通过上述过程得到的体积平均分布中得出体积平均颗粒直径。
使用如下方法测量该实施例中的载体的电阻。即，将样本放置在电极间隙为0.4cm的夹层式电池(sandwich type cell)中，在两电极之间施加电压E(V/cm)，同时向电极中的一个施加1kg的重量，以由流经电路的电流量获得载体的电阻。
下面，参照图2和3描述该实施例中用于为显影装置补充显影剂的方法。
显影装置4设有向显影装置4补充补充显影剂，即调色剂和载体的混合物的料斗31。料斗31设置在显影装置4的顶部。构成调色剂供应部件的料斗31设有螺杆形的传送构件32，该构件设置在料斗31的底部。传送构件32的一端延伸向显影剂容器23的显影剂入口30，该入口位于显影装置的前端附近。
向显影装置4的显影剂容器22补充调色剂的量等于成像所消耗的调色剂的量。更具体地，当传送构件32转动时，补充显影剂被传送到显影剂容器22的显影剂入口30，然后，显影剂由于其自身重量而经由显影剂出口落入显影剂容器22中，从而为显影剂容器22补充调色剂。
向显影剂容器22供应的补充显影剂的量大致上能通过控制由驱动部件333(例如电机等)驱动的传送构件32(螺杆)的转数来控制，所述转数由未示出的补充显影剂量控制部件34控制。控制传送到显影剂容器22的显影剂的量的方法是任选的。即，可以在各种已知的方法中选择；例如，光学地或磁学地检测两种成份的显影剂的调色剂密度的方法、检测通过使感光鼓1的圆周表面上形成的参考潜像显影所形成的调色剂图像的密度的方法等。
下面，参照图2和3描述该实施例中用于排出显影剂的方法。
显影装置4在其一个壁上设有作为显影剂排出部件的显影剂出口40。劣化的显影剂经由该显影剂出口40以箭头所示的方向排出。当显影装置4中的显影剂的量由于执行为显影装置4补充补充显影剂的处理以向显影装置4补充调色剂而增大时，显影剂容器22中的显影剂经由显影剂出口40排出，即，允许溢出，所排出的量与所增加的量成比例。排出的显影剂由作为传送部件的回收螺杆41传送到用于回收的显影剂的未示出的存储箱中。
关于显影剂出口40的位置，为了防止新的补充显影剂供应立刻被排出，显影剂出口40设置在显影剂容器22的显影剂入口30的上游。考虑到滴流显影方法的益处，需要防止新的补充显影剂供应立即被排出。但是，防止新的补充显影剂供应立即被排出使得显影剂容器22中的显影剂难以快速地以与供应的补充显影剂的量相等的量排出，这常常造成针对要解决问题的该说明书的前面部分所述的那些问题。
现在将描述被排出的显影剂中的载体的量与显影剂容器中的显影剂的量之间的关系。
图4是以示图形式表示实际测量的显影剂容器中的显影剂的量的变化与排出劣化的显影剂的速度的变化之间关系的图表。
这里，排出速度是指每单位时间排出显影剂的量。但是，当显影装置被间歇地驱动时，排出速度是指当显影装置被驱动时每单位时间排出显影剂的量。
从图4的表中可以很清楚地看出如下这些内容。即，当显影剂容器中的显影剂的量不大于B时，实际上没有显影剂从显影装置4经由显影剂出口40排出。因此，排出速度，即显影剂排出的量，实际上为零。在这种情况下，可以认为在显影剂出口40的位置上，显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面基本上与显影剂出口40的底边缘重合，因此，实际上没有排出显影剂。
假定当显影剂容器22中的显影剂的量如所述那样时，为显影剂容器供应补充显影剂。当为显影剂容器22供应补充显影剂时，显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面变得高于显影剂容器22的显影剂出口40的底边缘。结果，显影剂从显影剂出口40溢出(被以一定速度排出)。显影装置4中的显影剂超额量越大，排出速度就越快。换言之，排出速度是显影剂容器22中的显影剂的超额量的函数C1。
关于补充显影剂被快速排出的状态下，也就是在显影剂容器22中的显影剂的量等于图4中的图表中的虚线C2表示的数值时的状态下。当显影剂容器22处于这种状态(C2状态)下时，显影剂从显影装置4排出的速度实际为零。换言之，在显影装置4中的显影剂的量处于稳定的状态下，显影剂容器22处于这样的状态，即，如果显影剂容器22中的显影剂的量即使少量增加，也会立即排出与显影剂容器22中的显影剂增加的量相同的量的显影剂，即，在如果显影剂容器22中的显影剂的量即使少量增加的状态下，排出速度也会极小地增加。换言之，这种状态能由实际上垂直的线C2表示。
但是，实际上，显影剂容器22中的显影剂的全部超额量不可能立即溢出(排出)。换言之，排出速度变成由图4中的图表中的实线C1表示的显影剂容器22中的显影剂的超额量的函数，得到有限的数值，可以从图表中清楚看出，显影剂排出的速度越快，显影剂容器22中的显影剂的量的波动就越小。
下面，参照图4中的图表，描述供应的载体的量与显影剂容器22中的显影剂的量之间的关系。
当供应补充显影剂的速度与排出劣化的显影剂的速度的相匹配时，显影剂容器22中的显影剂的量是稳定的。准确地说，新的补充显影剂供应与从显影装置4排出的显影剂在其中的载体的比率方面并不匹配，所以，显影剂容器22中的显影剂的量只在供应载体的速度等于排出载体的速度时才大致稳定。这是由于以下原因造成的。即，如果显影装置4中的显影剂的量增大到大于其保持稳定的数值，显影剂排出的速度增加，从而使从显影剂容器22排出显影剂的速度快于供应补充显影剂的速度，即供应载体的速度。结果，显影剂容器22的量恢复其保持稳定时的数值。只要显影剂容器22中的显影剂的量减小，它就会由于上述相同原因而恢复。换言之，显影剂容器中的显影剂的量只在其使得从显影装置中排出载体的速度等于向显影装置供应载体的速度时才保持稳定。
如同从上述说明中清楚看出的那样，当供应载体的速度最快时，显影装置4中的显影剂的量变得最大。该状态与要形成的图像的图像密度为100％，即当形成实心像时的状态一致。图像密度为100％是指调色剂消耗的量最大。然而，调色剂消耗的量最大是指供应调色剂的量，即供应载体的量最大，因为，在该实施例中，向显影装置4补充调色剂与载体的混合物。
另一方面，当显影装置4中的显影剂的量在图像密度为0％时变得最小。换言之，显影装置4中的显影剂的量在当图像密度为100％时的数值与当图像密度为0％时的数值之间变化。
如同可以从上述说明中理解到的那样，在显影装置4中的显影剂的量在图像密度为100％时，即当供应的载体的量最大时，达到最大量A，然而，在显影装置4中的显影剂的量在图像密度为0％时，即供应的载体的量实际上为零时，减小到最小量B。所以，显影装置4中的显影剂的量中的波动量为A-B。
(A-B)的波动的量越小，显影剂容器22中的显影剂的量就越稳定，且调色剂的摩擦电的量的变化就越小。但是，本发明的发明人的研究发现，(A-B)/A，即，显影剂量的波动量相对于显影装置中的显影剂量的比率，比(A-B)的波动量更适合作为摩擦电波动和图像密度波动的判断标准。
摩擦电的量的波动，即，本发明涉及到的问题，受显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面的位置改变的影响比受显影剂容器22中的显影剂的量的波动的影响更大。这意味着，无论显影剂容器22中的显影剂的量变化有多大，只要显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面的位置不改变，不会产生因搅拌不充分引起的摩擦电的量的波动，另一方面，即使显影剂容器22中的显影剂的量改变不大，只要显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面的位置大幅度变化，也会产生因搅拌不充分而引起的摩擦电的量的波动。
因此，与显影剂容器22中的显影剂的量的波动相比，选取显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面的位置的变化作为摩擦电的量的波动和图像密度波动的判断标准更好。与显影剂容器22中的(A-B)的波动的量相比，((A-B)/A)，即显影剂容器22中的显影剂量的波动的量相对于显影剂容器22中的显影剂的量的比率更好地反映了显影剂容器22中的显影剂主体的顶表面位置的变化，从而作为摩擦电量的变化的判断标准更好。
根据本发明的发明人的研究，(A-B)/A需要满足以下不等式：
0.01-(A-B)/A-0.10。
换言之，需要设定显影剂容器22中的显影剂的量以及显影剂容器22的显影剂出口的底边缘的高度，从而使(A-B)/A的数值落入0.01-0.10，优选为0.01-0.09，更加优选为0.01-0.08，的范围内。如果该数值大于0.10，显影剂容器22中的显影剂的主体的顶表面位置的变化更大，这会造成显影剂容器22中的显影剂由于供应的补充显影剂的搅拌不当而在调色剂和载体分布方面变得不均匀的问题。因此，成像设备可能形成有缺陷的图像。
另一方面，如果(A-B)/A不大于0.01，会产生以下问题。
为了使(A-B)/A的数值更小，需要从显影剂出口40快速排出供应的补充显影剂。为了使供应的补充显影剂快速从显影剂出口40快速排出，显影剂入口30与显影剂出口40之间的距离要短。然而，如果该距离短于一定数值，新的补充显影剂供应，而不是劣化的显影剂(即应该排出的显影剂)，会快速排出。这使作为本发明特征的滴流显影方法的益处变得无效。
从上述观点出发，需要显影剂出口40的位置在显影剂传送方向上位于显影剂入口30的位置的上游。这里，该状态是指在与显影剂传送方向相反的方向测量的显影剂入口30与显影剂容器22的出口40之间的距离小于在与显影剂传送方向相同的方向上测量的显影剂入口30与显影剂容器22的出口40之间的距离。需要在与显影剂沿着与显影剂传送方向相反的方向所测量的显影剂入口30与显影剂容器22的出口40之间的距离尽可能短。
如上所述，需要在显影剂传送方向上的从显影剂出口40与显影剂入口30的距离尽可能长。所以，对排出供应的补充显影剂的速度有限制。因此，不可能将显影剂容器22中的(A-B)的波动量保持得低于一定数值。
另一方面，即使沿显影剂传送方向从显影剂入口30到显影剂出口40的距离较大，也能通过提高显影剂的流动性相对较快地排出显影剂容器22中的显影剂的超额量。然而，为了实际上快速排出显影剂的超额量，必须将显影剂流动性提高得接近于液体的流动性。但是，将显影剂的流动性提高得接近于液体的流动性造成另一个问题，即，调色剂会从显影装置4的显影剂密封部分泄漏和/或散开。这也也得实际上难以使显影剂容器22中的(A-B)的波动量保持小于一定数值。需要将显影剂流动性处于以下要描述的范围内。
为了评估静止角方面的显影剂流动性，显影装置4中的显影剂的静止角需要在20°-70°，优选为30°-60°，更加优选为35°-50°的范围内。
当静止角小于20°时，显影剂的流动性过高。所以会出现调色剂泄漏和/或散开的问题。相反，当静止角大于70°时，显影剂的流动性过低。因此，显影剂不能有效地排出和/或供应的补充显影剂不能被适当地搅拌，从而不能解决本发明所涉及的问题。
另外，还需要使补充显影剂的流动性落入特定范围内；静止角而言，需要是在10°-70°的范围内。如果补充显影剂的静止角不大于10°，会出现新供应的补充显影剂在显影剂容器22中的预先存在的显影剂的主体的顶表面上下滑从而未被充分搅拌的现象。另一方面，如果补充显影剂的静止角大于70°，新供应的补充显影剂不能与显影装置4中的显影剂适当混合，导致搅拌不充分。换言之，即使考虑到这个问题，也不能接受将补充显影剂的流动性保持得低于特定数值。
顺便提及，参照图5，显影剂的静止角是指当使显影剂D下落时形成的锥形堆的底部的角度，即，图中的角θ。当显影剂D的静止角不大于这个角度θ时，不会出现显影剂D持续下滑。众所周知，静止角小，显影剂的流动性高，而当静止角大时，显影剂的流动性就低。
例如，可以使用以下方法测量显影剂的静止角。
Powder Tester(Hosokawa Micron Co.，Ltd.：Model PT-N)的振动台配有网眼尺寸为246μm的滤网。然后，在滤网中放置250cc的测试样本，并振动180秒。接着，用角度测量臂测量已经在静止角测量台上形成的调色剂堆的静止角。
通过减小显影剂容器22中的波动量(A-B)能减小(A-B)/A的数值，而通过调整入口30和/或出口40的位置或者通过控制显影剂的流动性能减小显影剂容器22中的波动量(A-B)。然而，通过增加显影装置4中的显影剂的量能减小(A-B)/A的数值，因为增大显影装置4中的显影剂的量能增大(A-B)/A的分母。这意味着当显影装置4中有大量显影剂时，只要显影装置4中的显影剂的量的变化小，显影装置4中的显影剂的主体的顶表面不会由于显影装置4中的显影剂的量的变化而有大的改变(它不太受影响)。
但是，显影装置4中的显影剂的量增大造成如下问题。即，不仅增加了初始成本，而且造成即使一定量的劣化显影剂由新的补充显影剂供应更换，显影装置4中大量显影剂的存在也会使滴流显影方法的益处难以充分实现。增大补充显影剂中的载体的比率可提高更换劣化的显影剂的效率。但是，这增大了载体的消耗量，这从运行成本的观点出发是不需要的。并且，通过向显影装置4供应载体量增大了在补充显影剂中的载体的比率，这造成这样的问题，即，向显影装置4供应的载体的量增大使显影装置4中的显影剂量的波动量增大。
从上述观点出发，显影装置4中的显影剂(包括调色剂)的量需要保持在100-2000g，优选为100-1500g，更加优选为100-1,000g的范围内。该上限由上述原因决定。关于下限，由于显影装置4中的显影剂的量小于特定数值的实事而决定，调色剂密度可以很容易受到向显影装置4供应补充显影剂的量的影响。
从上述三个观点，即显影剂出口30和显影剂出口40的定位、显影剂流动性、显影装置4中的显影剂的量，不是必须需要减小显影装置4中的(A-B)/A。即，(A-B)/A要不小于0.01。
实施例1-6和对比实施例1-5
下面对比于对比实施例来描述本发明的实施例。然而，本发明的如下实施例对本发明的范围没有限制作用。
使用如下方法测量显影剂(调色剂和载体的混合物)的最大量(A)和显影剂(调色剂和载体的混合物)的最小量(B)。显影装置4中的显影剂的最佳量随着由于环境之类的变化而引起的显影剂的表面密度的改变而改变。因此，应当在温度和湿度稳定的环境中进行如下方法。在以下的实施例中，用于测量显影剂的量的方法是在温度为23.5℃和湿度为50％的环境中进行的。
(最大显影剂量：A)
直至向显影装置供应载体的量变得实际上等于从显影装置4排出载体的量时，才重复对具有图像密度为100％的图像显影的过程，同时重复地为显影装置4供应补充显影剂，从而使通过供应补充显影剂而为显影装置4供应调色剂的量等于由于显影而消耗的显影装置4中的调色剂的量。然后，测量显影装置4中的显影剂的量。这里“图像密度”是指图像的覆盖调色剂的总面积相对于整个图像的比率。例如，在数字图像的情况下，图像密度是指数字图像的调色剂覆盖的总像素相对于数字图像的像素总数的比率。因而，具有100％图像密度的图像是指所谓的实心像。并且，“供应的载体量”(以下简称为载体供应速度)以及“排出的载体量”(以下简称为载体排出速度)是每单元时间长度(分钟)供应到或者排出于显影装置4的载体的克数。根据本发明的发明人的研究，可以假定当载体供应速度与排出速度之间的差设定为不大于5g/min的数值时，两者实际上是相等的。为了将载体供应速度和载体排出速度的测量中的误差降至最小，需要分别采取通过对载体供应速度和载体排出速度的数次测量得到的平均值作为载体供应速度和载体排出速度。在该实施例中，在成像设备被使用的累积时间长度等于形成1000张A4的复件以后，载体供应速度和载体排出速度实际上变得一样，所以在这个时候测量显影装置4中的显影剂的量。顺便提及，如果补充显影剂的载体比率相当低，显影装置4中的显影剂的量要达到最大值可能会用相当长的时间。所以，当补充显影剂的载体比率不大于10％时，重复上述显影处理，重复处理的时间长度等于形成2,000张复件，而当显影剂的载体比率不大于5％时，重复进行的时间长度等于形成3,000张复件。如同可以从上述说明中清楚看出的那样，直到载体供应速度和载体排出速度变得实际上一样为止，形成的复件的张数受装置结构的影响。因此，应当根据装置结构设定持续进行的上述显影处理的时间长度。
在重复上述显影处理以形成预定的复件的张数以后，以与形成50张复件的时间长度相等的间隔重复测量显影装置4中的显影剂的量。在该实施例中，显影装置中的显影剂的量被测量5次，采用由这5次测量结果中得出的平均值作为最大显影剂量A。
(最小显影剂量：B)
在不向显影装置4供应补充显影剂的情况下，在重复显影处理的同时，测量显影剂排出速度，即从显影剂出口40排出显影剂的速率。然后，当该速率将要回落为实际上为零时，测量显影剂排出速度的值，即从显影剂出口40排出显影剂的速率用作最小显影剂量B的数值。但是，显影剂排出速度需要很长时间回落为绝对的零值。所以，当显影剂排出速度将要回落到0.5g/min时测量的显影装置4中的显影剂量的值用作最小显影剂量B的值。简言之，当显影剂排出速度为0.5g/min时，每小时排出的显影剂的量大致为30g。但是，实际上，存在这样的关系，即，当排出显影剂时，显影剂排出速度减小。因此，每小时排出的显影剂的实际量最大大约为10g。这个数值附近的波动可以忽略。因而，在重复图像密度为0％的显影处理的同时，重复地测量从显影剂出口排出的显影剂的速度。然后，在连续5次测量的显影剂排出速度的平均值不大于0.5g/min之后，立刻测量的显影剂量的数值用作最小量B。相反，当进行图像密度为0％的显影处理时，必须使用能以不大于0.5g/min的速度排出显影剂的显影装置。
显影装置会被以下述方式调整其(A-B)/A。
从上述说明中可以清楚看出，载体排出速度与载体供应速度与显影装置4中的(A-B)的波动量的变化有关。所以，通过至少控制载体排出速度、载体供应速度和显影装置中的显影剂的最大量A之一，能调整显影装置的(A-B)/A。
例如，可以如下这样调整显影剂排出速度和显影装置中的显影剂的量：
由于以下原因，就显影剂传送方向而言，该实施例中的显影剂出口40位于显影装置4的显影室23的下游部分。
显影室23的底壁的最下游部分设有作为显影剂通向搅拌室24的通道的开口12。在开口12附近，相对于显影室23的下表面来说，显影剂的主体的高度为零。换言之，在显影室23的下游部分中的显影剂的主体的顶表面的部分是倾斜的。接着，将描述如何能通过定位设定在显影室的部分中显影剂出口40的位置，来同时调整在显影装置中的显影剂排出速度和显影剂量，其中的显影室23中的显影剂的主体的顶表面是倾斜的。
图6是表示显影剂出口40的定位的示图，并表示显影剂出口40在显影剂传送方向上位于显影装置4的显影室23的下游部分的结构。在图6中，显影装置4中的显影剂的主体的顶表面E以粗实线示意性画出，表示顶表面E是倾斜的。并且，图6表示显影剂出口40的底边缘的位置中的结构设置，该出口的垂直尺寸是10mm且水平尺寸是10mm，在垂直方向上与传送螺杆25的轴线重合。在本发明的以下说明部分中，图6中示出的显影剂出口40的位置将用作参照位置。与传送螺杆25的轴线平行的方向由x轴表示，而与显影剂出口40的另一边缘平行的方向由y轴表示。
在图7中，绘出了通过在与x和y轴平行的方向上从上述参照位置改变显影剂出口40的位置得到的数值(A-B)/A。从这些测量结果中可以清楚地得出以下结论。
通过向上(y轴的+向)移动显影剂出口40的位置可减小(A-B)，而通过在相反方向上即向下(y轴的-向)移动显影剂出口40的位置可增大(A-B)。这是出于以下原因。
将显影剂出口40在垂直方向上设置在螺杆轴的附近，使显影剂更容易由于螺杆25的螺旋片的力而被排出。所以，当显影剂出口40位于螺杆轴附近时，即使在大幅度减小显影装置中的显影剂之后，显影剂也会继续排出，导致(A-B)的波动量的增大。另一方面，沿垂直方向从螺杆轴附近向上(y轴的+向)移动显影剂出口40的底边缘的位置，使显影剂出口40与螺杆25的螺旋片之间的距离增大，从而减小了施加到显影剂的力。因此，当显影装置4中的显影剂量减小时，显影剂排出停止，导致(A-B)的波动的减小。
另一方面，在与x轴平行的方向上移动显影剂出口40不会影响(A-B)的波动，因为在垂直方向上它不会影响显影剂出口40与传送螺杆25之间的位置关系。
从上述说明中可以清楚看出，通过在垂直方向(与y轴平行的方向)调整显影剂出口40的位置可以控制显影剂排出速度，从而能调整(A-B)，并且，设定显影剂出口40的位置从而使其底边缘的位置高于螺杆25的轴线，可有效地减小(A-B)的波动。
调整显影装置中的显影剂的主体的顶表面的位置是指调整显影剂的量A。然而，在该实施例中，显影剂出口40设在显影剂容器的部分中，其中显影剂的主体的顶表面是倾斜的。因此，通过在水平方向(与x轴平行的方向)上移动显影剂出口40，能改变显影剂的量A。如上所述，在水平方向上移动显影剂出口40实际上对(A-B)的数值没有影响，所以，能彼此独立地控制(A-B)和A以调整(A-B)/A。
这里，需要其中的显影剂的主体的顶表面E是倾斜的显影室23的部分是显影室23的这样一个部分，其中任意选取的显影室23的部分的两个连续片段在各片段中的显影剂的主体的顶表面的平均高度上，更具体地说是在各片段中的显影剂的主体的顶表面的最高点和最低点的高度的平均值上，相差1mm，所述两个片段的长度等于螺杆25的螺旋片的单个节距。这里，显影剂的主体的顶表面E是指具有显影剂出口40的显影室23中的显影剂的顶表面E。在诸如该实施例中的这种显影室23设置在搅拌室24的上面的显影装置的显影装置的情况下，在显影装置4中的显影剂的主体的顶表面E本身是倾斜的。但是，即使是在显影剂的主体的顶表面本身不是倾斜的情况下，通过在螺杆25的特定部分上安装肋等，使得螺杆25的显影剂传送性能在与显影剂传送方向平行的方向上不均匀，从而也能容易地使顶表面倾斜。
顺便提及，即使显影剂出口40设置在显影剂的主体的顶表面平坦的显影室23的部分中，通过在垂直方向上调整显影剂出口40的位置的同时调整显影剂出口40的宽度，也能进行与上述这个相似的调整。然而，这种调整方法比上述方法更加困难。在这种情况下，可以通过改变显影剂出口40的形状进行调整。很明显，即使显影剂出口40设置在显影装置的部分中，也能进行与上述这种类似的调整，其中显影剂的主体的顶表面不平坦。
可以如下这样调整供应载体的速度：
如上所述，当载体排出速度最大时，显影装置中的显影剂量最大。换言之，当通过向显影装置供应补充显影剂而为显影装置供应载体的速度最大时，显影装置中的显影剂量变得最大。
即使当供应补充显影剂的量保持不变时，供应的载体量与随着补充显影剂中的载体的重量比率的改变而改变。即，增大补充显影剂中的载体比率使量A增大，同时降低补充显影剂中的载体比率使量A减小。最小量B不受补充显影剂中的载体比率的影响。因此，增大载体比率使(A-B)的波动增大，而降低载体比率则使(A-B)的波动减小。
但是，即使减小补充显影剂中的载体比率以减小(A-B)的波动，滴流显影方法的作用有时也不能实现。
首先，滴流显影方法是这样一种显影方法，其中通过在向显影装置供应调色剂以补偿成像所消耗的调色剂的同时，向显影装置逐步供应少量的载体，使显影剂尽可能地恢复原状。因而，如果补充显影剂的载体比率减小，而向显影装置供应的调色剂的量保持不变，显影装置中由新的载体供应更换的载体的量变小。所以，滴流显影方法的作用不太可能实现。因而，需要补充显影剂中的载体重量比率(载体重量/补充显影剂重量)不小于3％，优选地，不小于5％。另一方面，将载体的重量比率增大到40％或更大会使(A-B)的波动过大。因此，需要载体相对于补充显影剂中的调色剂的重量比率不大于40％，优选为不大于30％，更加优选为不大于20％。针对同一方面，需要载体供应速度不大于25g/min，优选为不大于15g/min，更加优选为不大于10g/min。然而，将载体供应速度减小到不大于1g/min的数值，会使得滴流显影方法的作用难以实现。
可以如下这样调整显影剂供应速度，即载体供应速度：
即使两个设备各形成两个都具有图像密度为100％的图像，由于两个设备的调色剂“覆盖能力”、定影装置结构等的因素不同，成像设备显影所需的显影剂的量有时不同于其它成像设备所需的量。换言之，如果当图像密度为100％时两个设备中的一个的调色剂消耗量比另一个小，前者需要补充的调色剂的量比后者更小，因而需要补充的载体的量也比后者更小。换言之，可以根据上述观察调整载体供应速度。
通过将当图像密度为100％时，感光鼓1的圆周表面的单位面积上承载的调色剂的量设定为这样的值，其不大于0.85mg/cm2，优选为不大于0.7mg/cm2，可以减小(A-B)的波动。但是，如果它被设定为不大于0.3mg/cm2，调色剂被不均匀地涂覆，从而导致形成密度不均匀的图像。因而，需要将其设定为不小于0.3mg/cm2，优选为不小于0.4mg/cm2。
下面详细描述本发明的各种实施例
(实施例1)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是60g，A是600g。所以，(A-B)/A是0.100。
(实施例2)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝2mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是50g，A是650g。所以，(A-B)/A是0.077。
(实施例3)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝-3mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是60g，A是700g。所以，(A-B)/A是0.086。
(实施例4)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝-3mm且y＝2mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是50g，A是600g。所以，(A-B)/A是0.083。
(实施例5)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为10％的补充显影剂形成图像。(A-B)是40g，A是580g。所以，(A-B)/A是0.068。
(实施例6)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。不过，显影装置虽然形状相同但更大。因而，A是1000g，(A-B)是50g。所以，(A-B)/A是0.050。
(实施例7)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝-4mm且y＝3mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为10％的补充显影剂形成图像。如实施例6所示，该显影装置更大。因而，A是1500g，而(A-B)是20g。所以，(A-B)/A是0.013。
(实施例8)
该实施例中的显影装置与实施例6中的结构相同。不过，该实施例中的显影剂的静止角是30°，而第一至第七实施例中的显影剂的静止角是40°。换言之，该实施例中的显影剂的流动性较大，从而可排出性也较大。结果，(A-B)是20g，且A是1000g。所以，(A-B)/A是0.020。
(对比实施例1)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝-2mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是100g，A是550g。所以，(A-B)/A是0.182。
(对比实施例2)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝2mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是60g，A是550g。所以，(A-B)/A是0.109。
(对比实施例3)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝-3mm且y＝-2mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为20％的补充显影剂形成图像。(A-B)是50g，A是550g。所以，(A-B)/A是0.183。
(对比实施例4)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为40％的补充显影剂，形成图像。(A-B)是100g，A是640g。所以，(A-B)/A是0.156。
(对比实施例5)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝0mm且y＝0mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为40％的补充显影剂形成图像。不过，显影装置的形状虽然与以前的实施例中的那些相同，但更小。因而，A是300g，(A-B)是40g。所以，(A-B)/A是0.200。
(对比实施例6)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝-4mm且y＝-3mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备，应用其载体的重量比率为10％、静止角为15°且具有良好的流动性的补充显影剂形成图像。该显影装置如实施例6中的一样(更大)。因而，A是1500g，而(A-B)是10g。所以，(A-B)/A是0.007。
(对比实施例7)
在显影剂出口40相对于上述参照位置的位置设定得使x＝-4mm且y＝3mm的情况下，使用采用如图6所示的显影装置的成像设备形成图像。不过，该显影装置与实施例6中的一样，但更大。因而，A是1500g。并且，使用其载体的重量比率为4％的补充显影剂。所以，(A-B)是10g。因此，(A-B)/A是0.007。
表1中示出了为了检测上面列出的本发明的第一至第八实施例以及第一至第七对比实施例的图像密度的不均匀性所进行的测试结果。在各测试中，在设定图像密度为0％的情况下，由成像设备进行了1000张A4尺寸的记录纸张之后，形成图像密度为100％的图像。下面在表中列出了的参考标记的意思。
表1
Figure C200510060167D00321
                                      劣化的载体＝N
G：没问题
F：可用
N：有问题
如同从上述说明和表1中清楚看出的那样，根据本发明，通过调整向显影装置供应载体的量、从显影装置排出载体的量、显影装置中的显影剂的量这些因素之一，将显影装置中的显影剂的波动量相对于显影装置中的显影剂的最大量的比率保持在预定范围内，能避免产生因显影剂的不充分搅拌和/或不均匀搅拌导致的摩擦电波动引起的图像的图像密度不均匀。
但是，增大显影剂的流动性以提高显影剂的可排出性，从而使(A-B)/A降低到小于0.01的数值，使得对于与显影装置中的显影剂充分混合来说，显影剂的流动性过高，因而可能导致产生图像密度不均匀。也可能会造成其它问题，即，成像设备容易受到向显影装置供应补充显影剂的过程中不均匀性的影响，并且调色剂(显影剂)泄漏。
另一方面，如果通过在增加显影装置中的显影剂的量的同时降低补充显影剂的载体比率，将(A-B)/A降低至不大于0.1的数值，成像设备在图像密度的不均匀性方面会保持在可接受的水平。然而，在这种情况下，尽管显影装置中的显影剂的量增加，但向显影装置供应的新载体供应的量相当小。因此，未充分实现滴流显影方法降低载体劣化的作用，从而使劣化的载体较长时间地保留在显影装置中。
当显影剂量A小，而向显影装置供应的载体的量大(补充显影剂中的载体比率高)时，显影装置中的显影剂中的劣化的载体顺利地由新的载体供应更换。所以，劣化的载体不可能长时间地保留在显影装置中。换言之，A(供应的载体量)越大，保留在显影装置中的劣化的载体的量就越小。这里，供应载体的量大的条件与(A-B)大的条件一致。所以，很清楚，系数(A-B)/A与显影装置中的劣化的载体的停滞长度之间没有一点关系。所以，除非将(A-B)/A设定得大于一定数值，否则不能实现防止劣化的载体显影装置中的停滞。即，需要进行设置使得(A-B)/A变得不小于0.01。
(实施例2)
诸如第一实施例中的全色成像设备采用多个显影装置。因而，为了降低成本而分享共用构件，实践中常常将容纳不同颜色显影剂的多个显影装置制造得结构相同。即使当它们的结构不同时，差异也很小，因为它们的设置就是为了防止服务人员和/或用户错误识别各显影装置，或者出于类似的目的。换言之，它们的结构在显影剂容器22、传送螺杆25、显影剂出口40方面实质上是相同的。并且，即使当不可能为了分享共用构件而将所有的多个显影装置构造得结构相同时，实践中也常常使尽可能多的显影装置4分享共用构件。
但是，将显影剂颜色不同的多个显影装置制造得结构相同有时会导致如下问题。
也就是说，显影剂流动性影响排出显影剂的速度之类的因素。所以，如果他们使用的两个显影装置的显影剂的流动性差异很大，即便这两个装置的除了所用的显影剂的流动性之外是相同的，这两个装置的(A-B)的波动量和显影剂量A也会变得很不同。
因此，如果全色成像设备的四个显影装置的结构相同，且在全色成像设备使用的四种显影剂，即黑色、青色、品红色和黄色显影剂中，只有黑色显影剂通过改变其载体颗粒直径而减小流动性，只有含黑色显影剂的显影装置的(A-B)和A显著变化，这有时使含黑色显影剂的显影装置的(A-B)/A的数值落到可接受的范围之外。
不仅在显影剂的流动性由于颗粒直径的改变而改变时，而且在显影剂的流动性由于载体的核或涂层和/或由于调色剂的颗粒直径、类型和/或外部添加剂量的改变而改变时，都可能产生上述问题。
关于应对上述问题的对应措施，需要作的一切就是根据显影流动性来调整显影剂出口40的位置。
在这种情况下，所述多个显影装置不必单独制造，以使它们的显影剂出口40的位置变得不同。即，多个显影装置可以被制造得一样，设有作为显影剂出口40的较大开口40，以及用于调整显影剂出口40的位置的呈倒置的字母L形状的出口尺寸调整构件50，如图8所示。由于使用这种方法，多个显影装置可以被制造得一样，虽然多用了一个部件。因此，不会引起大的成本增加就能解决所述问题。
原则上，需要作的一切就是只调整显影剂出口40在显影装置4的(A-B)/A由于显影剂流动性的改变而已经落到理想范围之外时的位置。然而，即使没有显影装置的(A-B)/A的数值落到理想范围之外，也推荐根据显影剂流动性对显影装置进行调整，因为这种调整会稳定显影装置(成像设备)形成的图像密度。
并且，通过修改传送螺杆25可以调整显影装置以调整显影剂出口40附近的显影室23中的显影剂主体的顶表面E的位置。
并且，通过修改显影剂容器22可以调整显影剂容器22中的显影剂的量。
关于其它调整方法，可以调整补充显影剂中的载体的重量比率。
另外，可以结合地使用上述调整上述方法。
虽然已经参照这里公开的结构描述了本发明，但本发明并不限于所述的这些细节，本申请将覆盖那些落入改进目的或所附权利要求的范围内的那些改进或改变。

Claims (6)

1.一种用调色剂使形成在载像构件上的静电图像显影的显影装置，所述显影装置包括：
显影容器，用于容纳包括调色剂和载体的显影剂，所述显影容器被分隔壁分成显影室和搅拌室，其中，所述显影室和所述搅拌室在其相对的端部处彼此流体连通；
设置在所述显影室中的第一传送螺杆，用于供给所述显影容器中的显影剂；
设置在所述搅拌室中的第二传送螺杆，用于沿着与所述第一传送螺杆的供给方向相反的方向供给显影剂；
显影剂运载构件，用于将所述显影剂运载到所述显影剂运载构件与所述载像构件相对的位置；
供应部件，用于将包括调色剂和载体的显影剂通过显影剂入口供应到所述显影室中；
供应控制部件，用于控制所述供应部件的供应操作，以控制在所述显影容器中的显影剂中的调色剂含量；
设置在所述显影室中的显影剂出口，用于将由于所述供应部件的供应操作而导致的所述显影容器中的显影剂的过量部分排出所述显影容器；
其中，相对于所述第一传送螺杆的显影剂供给方向，所述显影剂出口布置在所述显影剂入口的上游；
所述显影容器中的显影剂的量为100g至2000g，
所述显影容器中的显影剂的静止角是20°-70°，
在所述显影装置显影图像密度为100％的静电图像的情况下，当所述供应部件每单位时间供应的载体量与通过所述显影剂出口每单位时间排放的载体量之间的差值变得不大于5g/min时所述显影容器中的显影剂的量Ag，以及在不通过所述供应部件供应载体的情况下，当每单位时间排放的载体量变得不大于0.5g/min时在所述显影容器中的显影剂的量Bg，满足：0.01≤(A-B)/A≤0.10。
2.如权利要求1所述的装置，其特征为，当所述显影装置显影图像密度为0％的静电图像时，所述显影装置在不通过所述供应部件来供应载体的情况下进行操作。
3.如权利要求1所述的装置，其特征为，所供应显影剂中的载体的重量百分比为3-40％。
4.如权利要求1所述的装置，其特征为，所述供应部件每单位时间供应的显影剂中的最大载体供应量为1-25g/min。
5.如权利要求1所述的装置，其特征为，当静电图像的图像密度为100％时，所述载像构件的每单位面积上的调色剂量为0.3-0.8mg/cm2。
6.如权利要求1所述的装置，还包括出口尺寸调整构件，用于通过部分地覆盖所述显影剂出口来改变所述显影剂出口的尺寸。
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