CN101620401A - 显影装置和成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显影装置和一种成像设备。显影装置使用双组分显影剂对形成在感光鼓上的静电潜像进行显影并且包括：用于储存显影剂的显影供料器；用于搅拌和输送显影剂的搅拌辊；将显影剂供给至与感光鼓相对的显影区域的显影辊；用于调节被显影辊输送的显影剂层厚的层厚调节部件；用于使除下的剩余显影剂向下流动至远离层厚调节部件的位置的导流板部件；直立设置在导流板上用于使剩余显影剂沿预定方向向下流动同时相对于显影辊纵向扩散显影剂的多个分隔肋；和用于控制被分隔肋调节的剩余显影剂的下流方向的下流方向控制机构。

Description

显影装置和成像设备

技术领域

本发明涉及用于将感光体等上形成的静电潜像用显影剂可视化的显影装置和成像设备，尤其是涉及包括用于由调色剂和载体构成的双组分显影剂的搅拌机构的显影装置和成像设备。

背景技术

在诸如数字多功能一体机等成像设备中使用双组分显影剂的显影装置集成有：与感光体相对的显影辊、搅拌辊、调色剂供给和搅拌辊，所有辊以可转动的方式布置在显影供料器中。调色剂供给和搅拌辊之上形成有调色剂供给口，供给口之上附连有调色剂供给容器。

被显影供料器中的层厚调节部件从显影辊分离出来的剩余显影剂经过设置在附近的导流板然后返回到搅拌辊上侧。这些剩余显影剂与供给的调色剂进行混合和搅拌，然后再次供给到显影辊。进一步地，许多情况下，导流板形成有分隔肋以避免显影供料器中的显影剂分配不均匀的情形发生。

在现有技术中，如图1所示，由于形成在导流板上的分隔肋347不移动，所以被未示出的层厚调节部件分离的剩余显影剂不会沿着标记为341的显影辊的纵向移动，并返回滑过导流板346到达未示出的搅拌辊的上侧。为此，显影剂在显影辊341纵向上的搅拌依赖于搅拌辊独自的旋转，因此，搅拌需要花费很长的时间以及搅拌不彻底的情况经常发生。

作为处理这个问题的对策，专利文献1(日本专利申请公开2006-154235)披露了一种技术，在该技术中，使得从导流板返回的显影剂和从上面供给的调色剂经过交流磁场发生器以改善搅拌和混合性能。

在近来的高速数字多功能一体机中，当连续执行相同打印图案的打印时会发生图像不均匀的情况。即，在双组分显影装置中，假定为具有均匀调色剂浓度的双组分显影剂使用搅拌辊等供给到显影辊从而使得调色剂浓度沿着显影辊纵向是均匀的。然而，在真实情况中，从显影辊上消耗的调色剂量依据打印图案是不同的，这样显影之后显影辊表面的调色剂浓度相对于前述纵向变得不同。在这种情况下，当供给到显影辊的显影剂的调色剂浓度在纵向上不均匀时，用于显影的显影剂的调色剂浓度在显影辊长度上结果变得不同。对于高速旋转的显影辊，这种问题特别容易发生。

例如，当连续打印在中央部分具有黑色实心区域的打印图案时，显影剂的调色剂浓度在显影辊长度上的中心部分会变低，从而导致图像不均匀，这样无法获得必需的打印密度。结果，在双组分显影剂在搅拌辊区域中被搅拌和混合之前以及之后显影剂浓度发生了很大的不同，从而调色剂浓度将在显影辊长度上保持不均匀，甚至当显影剂供给到显影辊时也是如此。相应地，在使用显微镜观察时，剩余的双组分显影剂的调色剂浓度沿着显影辊长度也是不同的。

而且，当连续打印打印率沿显影供料器纵向逐渐变化的打印图案时，调色剂浓度在显影辊长度上的远侧和近侧之间会产生不同，从而使得图像不均匀或者打印密度不同。因此，在双组分显影剂在搅拌辊区域中被搅拌和混合之前以及之后其调色剂浓度会产生很大的不同，从而当显影剂供给到显影辊时，调色剂浓度将类似地在显影辊长度上保持不均匀。因此，在使用显微镜观察时，剩余的双组分显影剂的调色剂浓度沿着显影辊长度也是不同的。

然而，前述专利文献1披露的显影装置构造成关注粉碎调色剂集块，但是没有考虑显影辊长度上的调色剂浓度。进一步地，由于这样的配置采用的结构使得显影剂通过一个地方落入显影供料器中，因此仍然存在需要很长时间才能使调色剂浓度均匀的问题。

发明内容

鉴于常规显影装置所遇到的上述问题而提出了本发明，因此，本发明的发明目的是提供一种新颖的改进的显影装置和成像设备，利用该显影装置和成像设备，能够迅速与显影辊的长度上供给具有均匀调色剂浓度的双组分显影剂。

为了实现上述目的，本发明的第一方面涉及一种显影装置，其利用显影剂对形成在图像承载体上的静电潜像进行显影，所述显影剂通过混合和搅拌调色剂和磁性载体两种组分进行摩擦充电，所述显影装置包括：用于储存所述显影剂的显影供料器；搅拌和输送部件，所述搅拌和输送部件在所述显影供料器中旋转驱动用于输送和搅拌所述显影剂；显影剂承载体，所述显影剂承载体承载已经在所述显影供料器中混合和搅拌过的显影剂并且在被旋转驱动的同时将所述显影剂供给至位于所述图像承载体对面的显影区域；层厚调节部件，所述层厚调节部件用于调节被所述显影剂承载体输送的显影剂的层厚；导流板部件，所述导流板部件用于使被所述层厚调节部件除下的剩余显影剂向下流动至远离所述层厚调节部件的位置；直立设置在所述导流板部件上的多个扩散元件，所述扩散元件用于在相对于所述显影剂承载体的纵向扩散显影剂的同时使得剩余显影剂沿预定方向向下流动；以及下流方向控制机构，所述下流方向控制机构用于根据打印文件中的黑色实心区域相对于所述显影供料器纵向的覆盖率通过所述扩散元件控制剩余显影剂的下流方向。

使用上述配置，通过导流板收集并且在导流板上向下流动的剩余显影剂的下流方向能够借助于下流方向控制机构通过扩散元件即形成在导流板上的分隔肋进行改变。因此，向下流动的剩余显影剂会相对于作为显影剂承载体的显影辊的长度方向沿一个方向下落。通过使更大量的剩余显影剂下落到显影供料器中的调色剂浓度倾向于较高的区域，能够增加显影剂量从而改善混合和搅拌性能，并且提高将调色剂输送到调色剂浓度倾向于较低的区域的性能。结果，能够使调色剂浓度相对于显影辊的纵向均匀，从而防止源自调色剂和显影剂搅拌不足而产生的图像不均匀。

本发明的第二方面涉及具有上述第一方面特征的显影装置，其中所述下流方向控制机构被控制成使得通过所述扩散元件调节的下流方向的角度根据所述显影剂承载体的转速而设置得更大。

通常，显影辊的转速随着成像过程中打印纸的处理速度的变化而变化。虽然双组分显影剂的混合和搅拌性能随着处理速度的增加而降低，但是通过以上述方式增加被下流方向控制机构调节的下流方向的倾斜角度，能够以更高的精度使得调色剂浓度均匀。

本发明的第三方面涉及具有上述第一或第二方面特征的显影装置，其中所述扩散元件形成为使得从所述扩散元件设置所在的所述导流板部件的表面算起的高度随着所述扩散元件沿下流方向行进而变得更低。

通常，在分隔肋的远离层厚调节部件的后半部分中，剩余显影剂在分隔肋之间的各个通道中已经被更好的混合并且基本均匀。相应地，分隔肋形成为使得其高度在后半部分变低的方式使得分隔肋之间的临近通道中的剩余显影剂混合，因此能够以更高的精度使调色剂浓度均匀。

本发明的第四方面涉及包括前面第一至第三方面任一方面特征的显影装置，进一步包括调色剂浓度均匀机构，每次当所述显影剂承载体的持续驱动时间超过预定时长时所述调色剂浓度均匀机构使所述下流方向控制机构往复运动同时使剩余显影剂向下流动。

虽然通常双组分显影剂的流动性以及混合和搅拌性能随着显影剂长时间使用而变得更低，但是当分隔肋的下流方向根据显影辊的持续驱动时间进行临时性地往复运动时，能够以更高的精度使调色剂浓度均匀。

本发明的第五方面涉及包括前面第一至第四方面任一方面特征的显影装置，进一步包括调色剂浓度检测器，所述调色剂浓度检测器设置在与显影剂从所述搅拌和输送部件供给至所述显影剂承载体的区域相临近的位置以检测显影剂的调色剂浓度。

由于调色剂浓度传感器设置在显影剂即将输送到显影辊之前的位置从而能够直接检测显影之前的调色剂浓度，所以能够在很长一段时间内实现高的图像质量。

另外，为了解决上述问题，本发明的第六方面涉及一种成像设备，包括：用于承载静电潜像的图像承载体，和具有上述第一至第五方面的任一方面特征的利用调色剂对形成在图像承载体上的静电潜像进行可视化的显影装置。

由于上述配置使得通过均匀分散导流板上收集的剩余显影剂而提高显影供料器中的混合和搅拌性能，所以能够通过使得调色剂浓度在显影辊的长度上均匀而防止源自显影装置的图像不均匀。

本发明的第七方面涉及一种具有上述第六方面特征的成像设备，进一步包括图像密度检测器，所述图像密度检测器用于检测所述图像承载体上的调色剂区块的密度。

由于用于检测图像承载体上的调色剂区块密度的图像密度检测装置的设置能够检测实际显影的图像的密度，所以通过将该测量值反馈到下流方向控制机构能够长时间地实现高的图像质量。

如前所述，根据本发明，通过使用导流板上的可移动的分隔肋将剩余显影剂的向下流动变换到指定的方向，被层厚调节部件分离的剩余显影剂能够相对于显影辊的长度不均匀地分布在一侧。因此，能够改进剩余显影剂和供给的调色剂的搅拌和混合，并且从而抑制源自打印原作相对于显影辊纵向的不均衡导致的图像不均匀。

附图说明

图1的顶视图展示了具有分隔肋的传统显影装置的结构；

图2的示意图展示了依照本发明第一实施方式的成像设备的结构；

图3的放大视图示意性展示了用于成像设备的显影装置周围的结构；

图4的顶视图示意性展示了顶盖移除后的显影装置；

图5是沿图4中的A1-A2平面切开的剖面图；

图6的顶视图示意性展示了顶盖移除后的显影装置的变形例；

图7显示了对用于确定使用显影装置进行打印操作的合适设定条件的实施例进行评价所用的打印图案，图7A的示意图展示了在A4尺寸文件中包括12.5％黑色实心区域的打印图案A，图7B的示意图展示了在A4尺寸文件中包括25％黑色实心区域的打印图案B；以及

图8的表格显示了用于确定使用显影装置进行打印操作的合适设定条件的实施例和比较例中的设定条件以及图像质量评价。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。

图2的示意图展示了依照本发明第一实施方式的成像设备的结构。

这里，在描述和附图中，基本上具有相同功能结构的要素将以相同的附图标记指代以避免重复描述。

首先，将参照附图描述本发明显影装置的第一实施方式所应用的成像设备的总体结构。

本实施方式的成像设备100在记录纸上形成通过例如扫描文件获得或者从外部接收的图像数据所表达的单色图像，并且大致包括：文件供给器(ADF)101、图像读取器102、打印部103、记录纸输送器104和供纸器105。

在文件供给器101中，当至少一个文件放置在文件放置盘11上并且文件从文件放置盘11一页一页地拉出时，文件被引导并且通过图像读取器102的文件读取窗口102a然后排出到文件输出盘12。

CIS(接触式图像传感器)13设置在文件读取窗口102a上。该CIS 13在文件经过文件读取窗口102a时沿主扫描方向反复读取文件背面的图像，从而输出表示文件背面图像的图像数据。

进一步地，当文件经过文件读取窗口102a时图像读取器102使用来自第一扫描单元15的灯的光线照亮文件表面，然后从文件表面反射的反射光经由第一扫描单元15和第二扫描单元16的镜片引导向图像对焦透镜17，从而文件表面的图像被图像聚焦透镜17聚焦到CCD(电荷耦合器件)18上。CCD 18沿主扫描方向反复读取文件表面的图像从而输出表示文件表面图像的图像数据。

另一方面，当文件放置在图像读取器102顶部的平板玻璃上时，第一和第二扫描单元15和16保持彼此具有预定速度关系的方式移动，与此同时平板玻璃上的文件表面被第一扫描单元15照亮，并且文件表面的反射光借助于第一和第二扫描单元15和16引导到图像对焦透镜17，因此文件表面的图像通过图像对焦透镜17聚焦到CCD 18上。

从CIS 13或CCD 18输出的图像数据通过诸如微处理器等控制电路进行各种图像处理，然后输出到打印部103。

打印部103用于在纸张上记录图像数据所表示的文件图像，并且包括：感光鼓21、充电器22、曝光单元23、显影装置24、转印单元25、清洁单元26、定影单元27等。

当感光鼓21在一个方向上旋转时，其表面被清洁单元26清洁然后被充电器22均匀充电。充电器22可以是电晕放电型充电器或与感光鼓21接触的辊型或刷型充电器。

曝光单元23是一种包括两个激光发射器28a和28b以及两个镜片组29a和29b的激光扫描单元(LSU)。该曝光单元23接受图像数据并且依照该图像数据从激光发射器28a和28b射出激光束。这些激光束通过各个镜片组29a和29b照射到感光鼓21上从而照亮已经均匀充电的感光鼓21的表面，在感光鼓21的表面上形成静电潜像。

为了实现高速打印操作，该曝光单元23使用包括两个激光发射器28a和28b的双光束系统从而减少高频照射所必须承受的负担。

这里，作为曝光单元23，也可以使用发光元件阵列代替激光扫描单元，例如EL(电致发光)写入头或者LED(发光二极管)写入头。

显影装置24将调色剂供应到感光鼓21的表面以将感光鼓21表面的静电潜像显影成调色剂图像。转印单元25将感光鼓21表面上的调色剂图像转印到记录纸输送器104输送的记录纸上。定影单元27对记录纸加热和加压从而将调色剂图像定影到记录纸上。此后，记录纸进一步被记录纸输送单元104输送并且排出到纸张输出盘47上。同时，清洁单元26除去和收集转印过后感光鼓21表面上剩余的调色剂。

这里，转印单元25包括转印带31、驱动辊32、从动辊33、弹性传导辊34等，并且通过将转印带支撑和张紧在前述辊32到24以及其它辊上而使转印带31循环。转印带31具有预定的电阻率(例如，1×10⁹至1×10¹³Ω·cm)并且输送放置在其表面的记录纸。弹性传导辊34压靠感光鼓21表面使得转印带31位于它们之间，从而将转印带31上的记录纸压靠在感光鼓21表面上。在该弹性传导辊34上施加极性与感光鼓21表面上的调色剂图像所充电荷相反的电场。该相反极性的电场使得感光鼓21表面上的调色剂图像转印到转印带31上的记录纸上。例如，当调色剂图像带有负电荷(-)时，施加到弹性传导辊34的电场的极性设定为正(+)。

定影单元27包括热辊35和加压辊36。加热器设置在热辊35中以将热辊35表面设定为预定温度(定影温度：大约160至200摄氏度)。一对未示出的加压部件设置在加压辊36的两端使得加压辊36以预定的压力与热辊35压接。当记录纸到达热辊35和加压辊36之间的被称为定影辊隙部的压接部位时，记录纸上的未定影调色剂图像在被辊35和36输送时被熔化并压紧，因而调色剂图像被定影到记录纸上。

记录纸输送器104包括用于输送记录纸的多对输送辊41、一对配准辊42、输送路径43、反转/输送路径44、多个分叉爪45、一对排纸辊46等。

输送路径43接受来自供纸器105的记录纸并且输送记录纸直到它们的引导端到达配准辊42。由于配准辊42此时临时暂停，所以记录纸的引导端到达并邻接配准辊42从而记录纸弯曲。该弯曲的记录纸的弹性使得记录纸的前边缘基本上与配准辊42平行。此后，配准辊42开始旋转从而输送记录纸到打印部103的转印单元25，然后进一步通过排纸辊46输送到纸张输出盘47上。

配准辊42的暂停和旋转能够通过打开和关闭配准辊42和其驱动轴之间的离合器来控制或者通过打开和关闭作为配准辊42驱动源的电机来控制。

当在记录纸的背面记录另一图像时，旋转多个分叉爪45将纸张路径从输送路径43转换到反转/输送路径44，使得记录纸翻面并经过反转/输送路径44返回到输送路径43中的配准辊42。这样，在记录纸的背面记录了另一图像。

沿着输送路径43和反转/输送路径44在必要位置处布置有多个用于检测记录纸位置等的传感器，并且基于每个传感器检测到的记录纸的位置，控制输送辊和配准辊42的驱动以输送和定位记录纸。

供纸器105包括多个供纸盘51。各个供纸盘51是用于保持一叠记录纸张的盘并且布置在成像设备100的下部。另外，每个供纸盘51包括拾取辊或者类似部件用于一次一张地拉出记录纸以将拾取的记录纸输送到记录纸输送器104的输送路径43。

由于本实施方式的成像设备100瞄准的是高速打印任务，所以每个供纸盘51具有能够堆叠500至1500页常规尺寸记录纸的容量。

在成像设备100的侧面布置有用于容纳大量的多种类型记录纸的大容量纸盒(LCC)52以及主要用于供给不规则尺寸的记录纸的手动进纸盘53。

纸张输出盘47设置在与手动进纸盘53相反的一侧。代替该纸张输出盘47，还能够可选的提供输出纸整理器(用于装订、穿孔等)或者多盒式纸张输出盘。

接下来，将参照附图描述本发明实施方式的显影装置。图3的放大视图示意性展示了依照本发明实施方式的成像设备设置的显影装置周围的结构。

该实施方式的显影装置24具有将通过曝光单元23在图像承载体即感光鼓21表面上形成的静电潜像用调色剂显影成可视图像的功能。如图3所示，显影装置24包括调色剂供给部40、显影供料器240、显影辊241、层厚调节部件242、搅拌辊243(243a，243b)、调色剂搅拌辊244(244a，244b)、调色剂浓度传感器245、导流板26和分隔肋247。

显影供料器240是由例如硬质合成树脂形成的容器，其以可旋转的方式支撑显影辊241、搅拌辊243a和243b以及调色剂搅拌辊244a和244b以保持供给自调色剂供给部40的调色剂。在本实施方式中，调色剂浓度传感器245设置在搅拌辊243a附近的位置以检测直接用于显影的显影剂在显影之前即刻的调色剂浓度，搅拌辊243a在显影供料器240中靠近显影辊241定位。

为了通过检测实际用于显影的双组分显影剂在供应到显影辊241之前即刻的调色剂浓度从而获得该双组分显影剂的准确调色剂浓度，调色剂浓度传感器245靠近搅拌辊243a设置。作为调色剂浓度传感器245的示例，可以使用高精度磁导率传感器，例如，TS-L，TS-A和TS-K(TDK公司的产品的商品名)。调色剂浓度传感器245检测的调色剂浓度的测量值输出到成像设备100设置的未示出的控制器。由于如前所述将调色剂浓度传感器245设置在即将将显影剂供给到显影辊241之前的位置能够检测显影之前即刻的调色剂浓度，所以能够长期实现高的图像质量。

显影辊241设置在与感光鼓21相对的位置并且用作显影剂承载体用于承载在显影供料器240中混合和搅拌过的显影剂，而且显影辊241将调色剂供给到显影区域，当感光鼓21沿着图3所示箭头方向(图3中的逆时针方向)旋转时感光鼓21表面上的静电潜像驻留在该显影区域。

搅拌辊243a和243b是搅拌和输送部件，用于向显影辊241输送显影剂同时通过它们的转动驱动在显影供料器240中搅拌由静电调色剂和磁性载体构成的双组分显影剂，并且将显影供料器240中的显影剂运送到显影辊241。搅拌辊还将显影剂与从导流板246上流下的剩余显影剂混合并且将混合体输送到显影辊241。

调色剂搅拌辊244a和244b是主要搅拌从定位在显影供料器240上的调色剂供给部40的调色剂供给辊401a和401b落下的调色剂的辊，并且在显影供料器240中输送调色剂。

层厚调节部件242将显影辊241上携带的显影剂量调节到预定厚度同时从那些被层厚调节部件242除下的剩余显影剂形成显影剂峰并且将该峰移动到位于图3右侧的导流板246。

导流板246是使被层厚调节部件242除下的剩余显影剂流到远离层厚调节部件242定位的搅拌辊243b和调色剂搅拌辊244a之间的导流板部件。在导流板246上转移的剩余显影剂在导流板246的斜面上向下滑动并且向下流向搅拌辊243b和调色剂搅拌辊244a之间。

分隔肋247是使剩余显影剂沿预定方向向下流动同时相对于显影辊241的纵向扩散显影剂的扩散元件。在导流板246上直立设置有多个分隔肋247。在本实施方式中，分隔肋247的驱动被控制成能够改变剩余显影剂流下的方向。将在下文描述下流方向控制机构的结构和通过分隔肋247转换剩余显影剂下流方向的转换驱动控制。

如图3所示，围绕感光鼓21靠近感光鼓21的圆柱形轴的大致中心位置设置有光电传感器250。该光电传感器250设置为图像密度检测装置，用于通过检测形成在感光鼓21上的调色剂区块的图像密度来检测实际显影的图像密度。

具体地，光电传感器250使用镜面反射型和漫反射型的2PD(光电二极管)方式的传感器而以高精度检测调色剂量。

形成在感光鼓21上的调色剂区块由定位在感光鼓21的圆柱形轴的大致中心位置的40mm的方形区块组成。通过光电传感器250测量该调色剂区块的光反射密度以确定调色剂量(显影性能)。

具体地，预先准备用于表示光电传感器250的输出测量值和反射密度值之间关系的关系表，并且测量反射密度值。进一步地，预先准备用于表示反射密度和显影偏压之间关系的关系表，由此能够控制显影偏压从而获得最理想的反射密度。

接下来，具体描述在本实施方式中显影装置设置的下流方向控制机构的结构和操作。

图4的顶视图示意性地显示了本实施方式的顶盖移除后的显影装置，图5是沿着图4中的A1-A2平面切开的剖面图，图6的顶视图示意性地显示了顶盖移除后的显影装置的变形例。

如上所述，在该实施方式中，多个(图4所示实施方式中是6个)分隔肋247大致相互平行地设置。这些分隔肋247被下流方向控制机构248驱动和控制以改变剩余显影剂的下流方向。

每个分隔肋247被一对支撑杆部件251和252在其近侧的两端247a1和247a2以可枢转的方式支撑，支撑杆部件251和252设置在导流板246的与肋直立凸出的侧面相反的一侧(下侧)上。这些支撑杆部件251和252通过一对连杆部件253和254分别在其两端251a1和251a2以及252a1和252a2处以可枢转的方式支撑，形成一套由该对支撑杆部件251和252以及该对连杆部件253和254组成的连杆机构249。

连杆部件253和254在其大致中心的位置分别由支点255和256以可枢转的方式支撑，从而使支撑杆部件251和252沿显影辊241的纵向(图4所示的X方向)往复运动并且在两个支点255和256上枢转。

进一步地，在本实施方式中，用于沿显影辊241纵向(图4所示的X方向)移动支撑杆部件251的往复运动驱动机构257设置在显影供料器240外部。该往复运动驱动机构257包括用于沿X方向移动支撑杆部件251的诸如柱塞等的动力传送器258、邻接动力传送器258的具有锥形部件259的齿轮260以及用于沿图4所示方向A转动齿轮260的未示出的驱动马达。也就是说，连杆机构249的支撑杆部件251和252通过齿轮260的旋转驱动在两个支点255和256上枢转并且沿X方向移动。利用如此构造的往复运动驱动机构257，6个分隔肋247被两端251a1和251a2支撑的支撑杆部件251和两端252a1和252a2支撑的支撑杆部件252以可枢转的方式支撑，从而每个分隔肋247的两端247a1和247a2能够沿X方向往复移动。因此，能够控制用于调节导流板246上的剩余显影剂下流方向的分隔肋247的调节方向。

通过上述方式，在本实施方式中，下流方向控制机构248构造成使得往复运动驱动机构257能够使连杆机构249的支撑杆部件251和252沿X方向往复运动并且在两个支点255和256上枢转，从而能够改变其端部旋转支撑在支撑杆部件251和252上的分隔肋247的调节方向。

进一步地，如图4所示，在对应于分隔肋247的往复运动的区域中，导流板246形成有沙漏形状的切口246h，因此分隔肋247在其往复运动中不会被阻碍。

另外，如图5所示，在导流板246上形成有切口246h的区域下面设置有剩余显影剂接收器270，用于防止流过导流板246的剩余显影剂下落。

分隔肋247形成为使得：在靠近层厚调节部件242一侧(图5中的左侧)它的高度H1较大(例如6mm)，在更远离层厚调节部件242一侧(图5的右侧)它的高度H2较小(例如3mm)。也就是说，由于在靠近层厚调节部件242的区域(图5中的左侧)中从显影辊241返回一定量的剩余显影剂，所以本实施方式的每个分隔肋247需要等于或高于一定高度以便不使显影剂聚集在特定分隔肋247处并且使分隔肋247之间的各个通道中的显影剂量均匀。另一方面，在导流板246上的剩余显影剂流动运动的后半部分，显影剂的堆积高度也通过分隔肋247的往复运动功能而基本均匀，因此每个分隔肋247形成得较低以允许分隔肋247之间的各个通道中的显影剂与邻近通道中的显影剂混合。分隔肋247形成为使其从导流板246表面算起的高度以前述方式随着靠近下游而变得更低的这种方式，能够主动将剩余显影分布在导流板246的入口侧，并且通过在其后半部分降低分隔肋247，能够使分隔肋247之间的相邻通道中的剩余显影剂混合。结果，能够以更高的精度使调色剂浓度均匀。

作为用于驱动连杆机构249的往复运动驱动机构的另一示例，可以使用如图6所示的使用了螺线管261的往复运动驱动机构262。示意性地，使得螺线管261的柱塞263伸出或缩回以借助于与柱塞263接合的驱动传送器264使连杆机构249的支撑杆部件252沿X方向往复运动，由此每个分隔肋247的端部247a1和247a2相对于支点255和256往复运动。换句话说，连杆机构249的支撑杆部件252沿X方向往复移动从而改变用于调节经导流板246流下的剩余显影剂的分隔肋的调节方向。

接下来，描述用于确定本实施方式的显影装置进行成像(打印)操作的合适设定条件的实施例和比较例。

图7显示了对用于确定使用本实施方式的显影装置进行打印操作的合适设定条件的实施例进行评价所用的打印图案，图7A的示意图展示了在A4尺寸文件中包括12.5％黑色实心区域的打印图案A，图7B的示意图展示了在A4尺寸文件中包括25％黑色实心区域的打印图案B。图8的表格显示了用于确定使用本实施方式的显影装置进行打印操作的合适设定条件的实施例和比较例中的设定条件以及图像质量评价。

如图7A和7B所示，在实施例中使用两种打印图案A和B，它们中每个都具有黑色实心区域，其沿着大致垂直于纸张输送的方向(箭头Y的方向)或者沿着显影辊241的轴向(纵向)从图中的后侧到前侧以倾斜的方式变大。打印图案A被指定为在A4尺寸文件中包括12.5％的黑色实心倾斜区域，打印图案B被指定为在A4尺寸文件中包括25％的黑色实心倾斜区域。

当使用图7A和7B所示的打印图案A和B时，调色剂消耗量沿着显影装置24的纵向(沿着显影辊241的轴向)变化。更具体地，调色剂消耗量在显影供料器240的前侧比后侧更大。因为，在传统结构中，向显影装置24供给调色剂的方法沿着纵向基本上不变化，所以如果该打印图案被连续打印，则前侧的调色剂浓度会变低。

为了处理这种情况，在本实施方式中，通过分隔肋247调节的剩余显影剂的下流方向向显影供料器240的后侧倾斜使得更大量的显影剂落在后侧。结果，调色剂搅拌和混合效果由于剩余显影剂落到后侧而得到改善。进一步地，由于后侧的显影剂量增大，所以显影剂将调色剂推向前侧的效果得到提高。因此，减少可使调色剂浓度均匀所需的时间。

(实施例1和2以及比较例1和2)

在实施例1和2中，如图7所示在A4尺寸文件中分别具有沿显影装置24纵向以倾斜方式打印的12.5％和25％的黑色实心区域的打印图案A和B，在使用包含6％调色剂的双组分显影剂的第一实施方式的上述显影装置24中、在分隔肋247的倾角θ(图4)在打印图案A时设置为10°且在打印图案B时设置为20°的情况下，持续进行500页的打印测试。在持续打印500页之后，对调色剂搅拌辊244b上部的显影剂进行取样以测量调色剂浓度。

在测量调色剂浓度时，使用溶解法，并且测量显影供料器240中三个点，即，前侧(F)、中部(C)和后侧(R)，的调色剂浓度。测试是在显影辊241以864毫米/秒的转速被驱动的情况下进行的。基于在中部使用反射密度计(RD918：MACBETH的产品)获得的打印密度的变化评价500个打印输出后的图像质量。

进一步地，作为比较例1和2，以与实施例1和2相同的方式、在设置有分隔肋347并且分隔肋347沿着显影辊341的旋转方向或者基本上垂直于显影辊341轴向的方向不移动的条件下执行类似评价测试。

(实施例3和比较例3)

在实施例3中，以与实施例1相同的方式使用在A4尺寸文件中具有25％黑色实心区域的打印图案B进行500页的持续打印测试，只是显影辊241的转速被设定为432毫米/秒。在持续打印500页之后，对调色剂搅拌辊244b上部的显影剂进行取样以相同的方式测量调色剂浓度。进一步地，类似地通过评价中部(C)处的打印密度的变化来评价500个打印输出后的图像质量。

进一步地，作为比较例3，在分隔肋347不移动的情况下进行与比较例1和2类似的评价测试。

(实施例4至6)

在实施例4至6中，以与实施例1至3相同的方式通过使用在A4尺寸文件上具有12.5％的黑色实心区域的打印图案A进行500页的持续打印测试，只是显影辊241的转速被设定为864毫米/秒并且显影辊241持续驱动30分钟(实施例4)或者60分钟(实施例5和6)，而且打印操作每15分钟暂停一次并且添加十次分隔肋的往复运动。在持续打印之后，对调色剂搅拌辊244b上部的显影剂进行取样以测量调色剂浓度。进一步地，类似于实施例1至3，通过评价中部(C)处的打印密度的变化来评价打印结束时的图像质量。在实施例6中，没有添加分隔肋的往复运动。

下面将描述上述实施例和比较例的结果。

关于调色剂浓度的评价，只要差异的绝对值落在0.1wt％(重量百分比)以内或者图像密度差异落在0.1以内，则可以认为结果为实际上允许的水平或者很好的水平。

如图8的表格1所示，从实施例1和2以及比较例1和2之间的比较可以发现，通过改变导流板246设置的分隔肋247的下流方向，或者通过随着黑色实心区域(覆盖率)的增加而增加分隔肋247的下流方向的倾角θ，能够抑制前后侧之间的调色剂浓度的差异，并且获得锐利的打印图像。

就是说，如果，作为通常情况，以不均衡的打印图案持续作为打印任务，调色剂浓度可能在显影辊241的长度上变得局部不均匀。可是发现，即使在这种情况下，如果成像设备100的未示出的控制器构成成使得当打印图案的前侧和后侧之间存在极大差异时下流方向控制机构248根据沿着显影辊241的纵向用于显影的调色剂的消耗量来控制或者改变被分隔肋247调节的下流方向，则能够以更高的精度使调色剂浓度均匀。

从实施例2、3和比较例3之间的比较中也能够发现，通过添加分隔肋247的往复运动以及还通过随着显影辊241转速的增加而增加分隔肋247的倾角θ，能够抑制前侧和后侧之间的调色剂浓度差异并且获得锐利的打印图像。

也就是说，通常，显影辊241的转速随着打印纸上成像的处理速度的变化而变化。然而，随着处理速度的增加，双组分显影剂的混合和搅拌性能降低。为了处理这种情况，发现如果成像设备100的控制器40适合通过下流方向控制机构248控制增大下流方向的倾角θ，则能够以更高的精度使调色剂浓度均匀。

进一步地，从实施例4和5中发现，如果显影辊241的持续驱动时间变长，则通过执行额外的分隔肋的往复运动，能够抑制前侧和后侧之间的调色剂浓度差异并且获得锐利的打印图像。

也就是说，通常，当显影剂使用久了以后，双组分显影剂的流动性以及混合和搅拌性能变低。为了处理这种情况，发现，如果成像设备100的控制器40适于依照显影辊241的持续驱动时间通过分隔肋24将下流方向调整到一个方向，则能够以更高的精度使调色剂浓度均匀。

从实施例和比较例的上述结果来看，发现，由于在本申请的显影装置中，下流方向控制机构可以控制通过导流板收集并在导流板上流下而且通过分隔肋调节的剩余显影剂的下流方向，所以流下来的剩余显影剂能够相对于显影剂承载体即显影辊241的纵向均匀扩散，并且能够改善显影供料器中的混合和搅拌性能。相应地，发现由于能够使得调色剂浓度在显影辊241的长度上均匀，所以能够防止源自显影装置的图像不均匀。

已经参照附图描述了本发明的优选实施方式，当然，本发明不限于上述实施方式，并且对于本领域技术人员而言，显然可以在所附权利要求的范围内做出各种改变或变动。因此可以理解这些变体都落在本发明的技术范围内。

例如，在上述实施方式中，本发明的显影装置应用于具有一个调色剂处理盒的单色成像装置，但是本发明的显影装置也能够用于彩色成像设备。

Claims (7)

1、一种显影装置，其利用显影剂对形成在图像承载体上的静电潜像进行显影，所述显影剂通过混合和搅拌调色剂和磁性载体两种组分进行摩擦充电，所述显影装置包括：

用于储存所述显影剂的显影供料器；

搅拌和输送部件，所述搅拌和输送部件在所述显影供料器中旋转驱动用于输送和搅拌所述显影剂；

显影剂承载体，所述显影剂承载体承载已经在所述显影供料器中混合和搅拌过的显影剂并且在被旋转驱动的同时将所述显影剂供给至位于所述图像承载体对面的显影区域；

层厚调节部件，所述层厚调节部件用于调节被所述显影剂承载体输送的显影剂的层厚；

导流板部件，所述导流板部件用于使被所述层厚调节部件除下的剩余显影剂向下流动至远离所述层厚调节部件的位置；

直立设置在所述导流板部件上的多个扩散元件，所述扩散元件用于在相对于所述显影剂承载体的纵向扩散显影剂的同时使得剩余显影剂沿预定方向向下流动；以及

下流方向控制机构，所述下流方向控制机构用于根据打印文件中的黑色实心区域相对于所述显影供料器纵向的覆盖率通过所述扩散元件控制剩余显影剂的下流方向。

2、根据权利要求1所述的显影装置，其中所述下流方向控制机构被控制成使得通过所述扩散元件调节的下流方向的角度根据所述显影剂承载体的转速而设置得更大。

3、根据权利要求1所述的显影装置，其中所述扩散元件形成为使得从所述扩散元件设置所在的所述导流板部件的表面算起的高度随着所述扩散元件沿下流方向行进而变得更低。

4、根据权利要求1所述的显影装置，进一步包括调色剂浓度均匀机构，每次当所述显影剂承载体的持续驱动时间超过预定时长时所述调色剂浓度均匀机构使所述下流方向控制机构往复运动同时使剩余显影剂向下流动。

5、根据权利要求1所述的显影装置，进一步包括调色剂浓度检测器，所述调色剂浓度检测器设置在与显影剂从所述搅拌和输送部件供给至所述显影剂承载体的区域相临近的位置以检测显影剂的调色剂浓度。

6、一种成像设备，包括：用于承载静电潜像的图像承载体，以及根据权利要求1所述的利用调色剂对形成在所述图像承载体上的静电潜像进行可视化的显影装置。

7、根据权利要求6所述的成像设备，进一步包括图像密度检测器，所述图像密度检测器用于检测所述图像承载体上的调色剂区块的密度。

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