CN102147582A - 显影装置以及包含该显影装置的处理盒和成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显影装置以及包括该显影装置的处理盒和成像设备,所述显影装置包括显影剂容器、局部从壳体露出并在显影区域面对潜像承载件的显影剂承载件、显影剂承载件内侧的磁场发生器,其具有多个磁极,即:将显影剂从显影区域的下游传送到显影剂释放部分的显影剂传送磁极、显影剂搅拌器、和显影剂调节器。在所述显影剂承载件的外圆周表面和所述壳体的内壁之间、沿所述显影剂承载件旋转的方向在所述壳体的开口的下游且所述显影剂释放部分的上游保持有预定间隙。多个凹陷间隔地形成在显影剂承载件的外圆周表面上,且在圆周方向上的间距比在垂直于所述显影剂承载件的轴向的方向上所述显影剂传送磁极的磁通量密度的宽度的一半短。
Description
技术领域
本发明总的涉及一种用于成像设备,如复印机、打印机、传真机或能够实现这些功能中至少两个的多功能机器的显影装置、包含有该显影装置的处理盒和包含该显影装置的成像设备。
背景技术
通常,诸如复印机、打印机、传真机或者包括至少两种这些功能的多功能机器等的电子照相成像设备包括其上形成潜像的潜像承载件和用显影剂显影潜像的显影装置。
存在采用磁刷显影方法的成像设备,该方法采用两组分显影剂,该两组分显影剂基本上由调色剂和磁性载体构成。采用磁刷显影方法的显影装置通常包括:诸如壳体的显影剂容器,其中容纳两组分显影剂;诸如传送螺杆的搅拌器,以传输壳体内侧的显影剂;以及诸如显影辊的显影剂承载件。在磁刷显影方法中,调色剂(即,调色剂颗粒)被静电吸引到载体(即,载体颗粒)上,并且显影辊将静电吸引到载体上的调色剂传送到显影区域,在此显影辊通过形成在显影装置的壳体内的开口局部露出并且面对图像承载件。在显影区域内,调色剂颗粒粘附到潜像承载件上形成的潜像上,由此将潜像显影成调色剂图像。
例如,显影剂承载件包括筒形显影套筒和诸如是磁辊的磁场发生器或者多个磁铁设置在显影套筒的内侧,以产生使得显影剂(即,显影剂颗粒)竖立并堆积在显影套筒的表面上的磁场。更具体地说,载体颗粒沿着磁场所产生的磁力线竖立在显影套筒的表面上,并且被充电的调色剂颗粒附着到载体颗粒上,由此形成磁刷。例如,磁辊具有多个磁极,该磁极是由杆状形状的多个磁铁产生。多个磁极包括用于将显影剂吸引到显影套筒上的吸引磁极、将调色剂传递到图像承载件上的主显影磁极和从显影套筒释放显影剂的释放磁极。尤其是,主显影磁极设置在与面对显影区域的显影套筒的位置相同的圆周位置上。竖立在显影套筒表面上的显影剂可以通过旋转显影套筒和磁辊中的至少一个而被圆周方向传输。
典型地是,为了利于显影剂的传送,显影套筒的表面被喷砂或喷丸处理,以在其表面上形成沟槽或者不规则部分。尤其是,具有沟槽表面或者不规则表面的显影辊被广泛用在多颜色成像设备,如复印机和打印机中,用于实现高质量图像。通过形成沟槽或喷砂来摩擦显影套筒的表面可以防止或减少显影剂在显影套筒的表面上打滑以及显影剂在其上累积,由此防止由其造成的图像质量降低。
例如,JP-2009-80447-A提出利用具有多个凹陷的显影套筒,该凹陷以规则间隔形成在显影套筒的表面上。在这个显影套筒上承载的显影剂密度与在具有不规则表面的喷砂处理的显影套筒上承载的一样密。同时,这个显影套筒具有与沟槽显影套筒同样高的显影剂传输能力。
图30是在JP-2009-80447-A中公开的显影套筒的表面的大约2到3cm2的区域的放大图,该图是从显影装置一侧看到的。如图30所示,多个小卵形沟槽或者凹陷139Z形成在显影套筒的表面上,并且每个凹陷139Z相对于显影套筒的旋转轴方向倾斜,其左端向上倾斜而右端向下倾斜。小凹陷139Z用切削工具,如钻头(bit),通过适当地设定钻头的旋转频率、刀具头移动的速度和显影套筒的旋转速度,密集地形成在显影套筒的表面上。当显影套筒在图30中向下旋转时,由于凹陷139Z相对于显影套筒的旋转轴方向倾斜,在显影套筒上承载的显影剂被沿着图30所示的箭头Y1所指的方向在显影剂释放部分内移动,在该显影剂释放部分,显影剂从显影套筒分离。由此产生沿着旋转轴方向将显影剂向显影套筒的一个端部(在图30中为左端)传输的力。当用于传输显影剂的显影辊所施加的力在与搅拌器在搅拌显影剂的同时传送显影剂的方向相同的方向上时,搅拌器的旋转频率可以减小,由此减小能量。另外,当保持搅拌器的旋转频率时,调色剂在显影剂中的浓度会变得更均匀。
在这种显影装置中,如果调色剂的电荷由于显影剂的退化或者由于调色剂与载体的混合不充分而不足时,调色剂不能被充分吸引到载体上,并且在显影区域或者在显影剂被传送到显影区域的显影剂传送路径中,调色剂有可能从载体分离,并且被从显影区域收集。结果,调色剂有可能漏出到显影装置之外,并散落在成像设备内侧或外侧。尤其是,在利用可拆卸地安装的显影装置的成像设备中,优选的是,在用户或者维护人员将显影装置插入到成像设备的方向上的前侧上,散落的调色剂量最小,这是由于用户或者维护人员也操作或者视觉检查设备的这个地方。
对于这种显影装置的另一个问题是显影剂过传送(carry-over),这是调色剂在释放部分没有从显影剂承载件上分离而是被显影剂承载件进一步承载的现象。如果在图像显影之后其中调色剂浓度降低的显影剂没有返回到显影剂容器,而是被过传送并且再次提供到显影区域,图像密度会变得不均匀。
发明内容
鉴于前面内容,在本发明的一个说明性实施方式中,显影装置包括:壳体;显影剂容器,该显影剂容器容纳在壳体中,其用于容纳基本上由调色剂和载体构成的两组分显影剂;中空筒形非磁性显影剂承载件,该显影剂承载件可旋转地设置在壳体内,以在旋转的同时传输显影剂;磁场发生器,该磁场发生器设置在显影剂承载件内;显影剂搅拌器,该显影剂搅拌器设置在显影剂容器内,以在沿着显影剂承载件的轴向传输显影剂的同时搅拌显影剂;以及显影剂调节器,该显影剂调节器容纳在壳体内,以调节显影剂承载件上承载的显影剂的层厚度。所述显影剂承载件在显影区域通过壳体的开口被局部露出并面对潜像承载件。所述磁场发生器具有多个磁极,包括将显影剂从显影剂容器吸引到显影剂承载件上的吸引磁极、在沿着显影剂承载件的旋转方向显影区域的下游到显影剂释放部分将显影剂保持在显影剂承载件上的显影剂传送磁极、将显影剂从显影剂承载件上分离并将显影剂返回到显影剂容器的释放磁极。
沿着显影剂承载件旋转的方向在形成在壳体中的开口的下游并且显影剂释放部分的上游的部分处,在显影剂承载件的外圆周表面和壳体的内壁之间保持预定间隙。相隔一定距离的多个凹陷形成在显影剂承载件的外圆周表面上,并且在显影剂承载件的圆周方向上相邻凹陷之间的间距比在垂直于显影剂承载件的轴向的方向上显影剂传送磁极的磁通量密度的宽度的一半短。
本发明的另一说明性实施方式提供了一种可拆卸地安装在成像设备中的处理盒。至少潜像承载件与上述显影装置容纳在共同的壳体中。
本发明的另一说明性实施方式提供了一种成像设备,该成像设备包括上述处理盒。
所述成像设备中使用的调色剂是通过使调色剂材料溶液在含水介质中进行交联和伸长反应中的至少一种而制备的,所述调色剂材料溶液是至少将具有包含氮原子的功能团的聚酯预聚物、聚酯、着色剂和释放剂分散在有机溶剂中而制备的。
本发明的再一说明性实施方式中,显影装置包括:容纳在壳体中的显影剂容器;可旋转地设置在壳体中的中空筒形非磁性显影剂承载件,以在旋转的同时传输显影剂;设置在显影剂承载件内侧的第一磁场发生器;设置在显影剂容器内的显影剂搅拌器,以在沿着显影剂承载件的轴向传输显影剂的同时搅拌显影剂;容纳在壳体中的显影剂调节器,以调节显影剂承载件上承载的显影剂的层厚度;以及第二磁场发生器,该第二磁场发生器位于在沿着显影剂承载件的轴向的显影装置的第一侧上的显影装置的第一端部处。在显影区域,所述显影剂承载件通过壳体的开口局部露出并且面对潜像承载件。第一磁场发生器具有多个磁极,包括将显影剂从显影剂容器吸引到显影剂承载件上的吸引磁极、在显影剂承载件旋转的方向上显影区域的下游到显影剂释放部分将显影剂保持在显影剂承载件上的显影剂传送磁极;以及将显影剂从显影剂承载件释放的释放磁极。
相隔一定距离的多个卵形凹陷形成在显影剂承载件的外圆周表面上,并且多个凹陷中每一个的长轴相对于显影剂承载件的轴向倾斜定位,使得显影装置的第一侧上的其第一纵向端部位于沿显影剂承载件旋转的方向与该第一纵向端部相对的其第二纵向端部的上游,用于随着显影剂承载件旋转,沿着与显影剂承载件的轴向平行的方向将显影剂朝向显影装置的第一侧传送。第二磁场发生器产生用于阻止在显影剂释放部分内的显影剂被所述多个凹陷沿着朝向所述显影装置的第一侧的方向移动的磁场。
本发明的又一说明性实施方式提供了一种可拆卸地安装到成像设备上的处理盒,至少潜像承载件与上述显影装置容纳在共同的壳体中。
本发明的另一说明性实施方式提供了一种成像设备,该成像设备包括上述处理盒。
附图说明
本发明更完全的理解以及它的多个伴随而来的优点将随着参照下面详细描述并结合附图考虑时被更好地理解而轻易获得,图中:
图1是示出从其前侧看到的根据本发明的成像设备的构造的示意图;
图2是安装在成像设备中的根据本发明说明性实施方式的显影装置的端视图(end-on axial view);
图3是沿着图的线III-III的图2所示的显影装置的显影辊的剖视图;
图4是图2所示的显影装置的显影套筒的透视图;
图5是显影套筒的表面的局部的示意性展开图;
图6A是局部示出显影套筒的表面的示意图;
图6B是沿着图6A所示的线VIB-VIB的显影套筒的剖视图;
图6C是沿着图6A所示的线VIC-VIC的显影套筒的剖视图;
图7是局部示出图4所示的显影套筒的表面的示意性放大图;
图8A是用于铣削(mill)显影套筒的表面由此在其上形成多个凹陷的表面处理装置的示意性侧视图;
图8B是沿着图8A所示的线VIIIB-VIIIB的表面处理装置的剖视图;
图8C是图8B所示的端铣刀的放大侧视图;
图8D是图8C所示的端铣刀的前边缘部分的前视图;
图9A是局部示出图6A所示的显影套筒的表面中形成的凹陷的变型的示意性放大图;
图9B是图9A所示的显影套筒的沿着线IXB-IXB的剖视图;
图9C是图9A所示的显影套筒的沿着线IXC-IXC的剖视图;
图10是图9B所示的显影套筒的放大剖视图;
图11是用于在图9A所示的显影套筒的表面上形成凹陷的端铣刀的放大侧视图;
图12是示出图6B所示的显影套筒的表面上形成的凹陷的另一种变型的放大剖视图;
图13是示出图6B所示的显影套筒的表面上形成的凹陷的再一种变型的放大剖视图;
图14是示意性示出图5所示的显影套筒的表面的变型的展开图;
图15是示意性示出图5所示的显影套筒的表面的另一种变型的展开图;
图16A是示意性示出图5所示的显影套筒的表面的再一种变型的展开图;
图16B是用于形成图16A所示的凹陷的端铣刀的放大侧视图;
图17是根据说明性实施方式的显影装置的示意性端视图;
图18是示出围绕磁辊的显影剂传送磁极P2和P3的结构的放大图;
图19是示出围绕对比例的显影剂传送磁极P2和P3的结构的放大图;
图20是显影套筒的放大透视图;
图21是显影装置在其纵向上的透视图;
图22A是显影套筒132的透视图,其中,凹陷139以其长轴相对于显影套筒132的轴向倾斜的方式定位;
图22B是22A所示的用圆圈A包围的部分的放大图;
图23A是根据第二实施方式的显影辊从一侧看到的剖视图;
图23B是图23A所示的显影辊的显影套筒的表面的放大图;
图24是显影装置的端视图,其中设置了面对释放磁极的磁铁;
图25A是在显影套筒的轴向上从显影辊的一侧看到的剖视图,示出图24所示的磁铁的位置;
图25B是显影套筒的表面的放大图;
图26是示出在显影套筒的表面上磁力分布和磁铁沿着显影套筒的旋转方向延伸的范围之间的关系的示意图;
图27是显影辊的侧视图,并示出在显影套筒的左端部分内由磁铁所偏转的显影剂的流动;
图28A是从显影辊一侧的剖视图,其示出在显影套筒的轴向上另一磁铁的位置;
图28B是显影套筒的表面的放大图;
图29是根据另一实施方式的显影装置的端视图;以及
图30是现有技术的显影套筒的表面的放大图,其中形成卵形凹陷,每个凹陷以其左端在上右端在下的方式倾斜。
具体实施方式
在描述附图所示的优选实施方式中,为了清楚的缘故采用特定的术语。但是,本专利说明书的公开内容并不局限于如此选择的特定术语,应理解为每个特定元件包括所有的以类似方式操作并实现类似结果的技术等同物。
现在参照附图,图中相同的附图标记在其几个视图中表示相同或者相对应的零件,并尤其参照图1,描述根据本发明说明性实施方式的多颜色成像设备。
图1是示出从其前侧看到的根据本发明的成像设备的结构的视图。
参照图1,成像设备101是串列型成像设备,如复印机,其使用中间转印带129并且通过将黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、和黑色(K)单色图像一个重叠在另一个上而在记录片材107上形成多色图像。要指出的是附加在每个附图标记末尾的后缀Y、M、C和K仅表示由它所表示的部件分别用于形成黄色、品红色、青色和黑色图像,下面在不必区分颜色时,省略这些后缀。
参照图1,成像设备101包括主体102、供纸器103、一对配准辊110a和110b(下面也简称为一对配准辊110)、中间转印单元104、转印辊126、定影装置105、多个激光写入单元122Y、122M、122C和122K,以及多个处理盒106Y、106M、106C和106K。
例如,主体102形状如同盒子,安装在地板上。主体102包含供纸器103、所述对配准辊110、中间转印单元104、定影装置105、多个激光写入单元122Y、122M、122C和122K、以及多个处理盒106Y、106M、106C和106K。
例如,多个供纸器103设置在主体102的下部。每个供纸器103包含多张记录片材107,并且设置有可以从主体102中拉出以及可以缩回到主体102中的纸盒123以及供纸辊124。供纸辊124压在纸盒123顶部上的记录片材107上。供纸辊124将顶部上的记录片材107拾取并供给到配准辊110。
所述对配准辊110位于将记录片材107从供纸器103供给到转印辊126所经过的传送路径中。该对配准辊110将记录片材107夹于其中,并然后在与要被转印到记录片材107上的图像的到达重合的时刻,使记录片材107前进到转印辊126。
中间转印单元104设置在处理盒106Y、106M、106C和106K之上。中间转印单元104包括驱动辊128、从动辊127、中间转印带129、和中间转印辊130Y、130M、130C和130K。驱动辊128定位成经中间转印带129与转印辊126面对,并且被诸如电机的驱动源驱动。从动辊127被主体102可旋转地支撑。中间转印带129是环形带,并且围绕驱动辊128和从动辊127拉伸。随着驱动辊128转动,中间转印带129围绕驱动辊128和从动辊127沿图1的逆时针方向旋转。
每个中间转印辊130定位成经中间转印带130与包括在相应的处理盒106中的感光鼓108相面对。相应的处理盒106形成的黄色、品红色、青色和黑色调色剂图像从各个感光鼓108被中间转印单元104的相应的中间转印辊130初次转印,并且彼此重叠在中间转印带129上,由此形成多颜色调色剂图像。中间转印带129将多颜色调色剂图像传送到转印辊126,并且转印辊126将多颜色调色剂图像二次转印到记录片材107上。转印辊126将其上被转印了调色剂图像的记录片材107送到定影装置105。
沿着记录介质107被传送的方向,定影装置105定位在转印辊126的下游,并且包括一对辊105a和105b,这对辊将记录片材107夹于二者之间。定影装置105用热量和压力将调色剂图像固定在从转印辊126传送的夹于辊105a和105b之间的记录片材107上。
激光写入单元122设置在处理盒106下面。激光写入单元122Y、122M、122C和122K分别对应于处理盒106Y、106M、106C和106K。在充电辊109均匀充电感光鼓108的表面之后,每个激光写入单元122将激光束照射到相应处理盒106中的感光鼓108的表面上,由此形成静电潜像。
处理盒106定位在中间转印单元104和相应的激光写入单元122之间。处理盒106可拆卸地插入到主体102中。处理盒106在中间转印带129旋转的方向上彼此平行布置。
图2是安装在成像设备中的根据说明性实施方式的显影装置的端视图。
如图2所示,每个处理盒106包括盒壳体111、作为充电装置的充电辊109、感光鼓108、作为清洁元件的清洁刮板112和显影装置113。
盒壳体111可拆卸地插入到主体102中,并且容纳充电辊109、感光鼓108、清洁刮板112和显影装置113。充电辊109均匀充电感光鼓108的表面。感光鼓108从显影装置113的显影辊115跨过预定间隙定位。感光鼓108是柱形,并且围绕其旋转轴线可旋转。如上所述,通过相应的激光写入单元122,静电潜像形成在每个感光鼓108的表面上。显影装置113将调色剂供给到每个感光鼓108的表面上形成的静电潜像上,从而将其显影成调色剂图像。感光鼓108旋转并且将调色剂图像传送到面对中间转印带129的位置,并然后调色剂图像被转印到中间转印带129上。清洁刮板112去除图像转印后在感光鼓108的表面上剩余的任何调色剂。
如图2所示,显影装置113包括壳体125、显影剂供给单元114、作为显影剂承载件的显影辊115、和作为显影剂调节器的刮刀116。显影辊111在其外圆周侧上包括显影套筒132。
下面描述成像设备101所执行的成像操作。
最初,感光鼓108开始旋转,且例如,充电辊107将感光鼓108的表面均匀充电到-700V电势。然后,激光写入单元122将激光束照射到相应感光鼓108的表面上,从而将每个感光鼓108的曝光部分(即,图像部分)衰减到例如-150V电势。于是,在相应感光鼓108上形成静电潜像。当随着感光鼓108旋转潜像被传送到显影区域131(图2所示)时,例如-550V的显影偏压施加到潜像上,由此将显影装置113的显影套筒132上承载的显影剂转移到感光鼓108上。从而,其上形成的潜像被显影成调色剂图像。形成在处理盒106中的感光鼓108上的调色剂图像被相应的中间转印辊130转印并彼此重叠在中间转印带129上,由此形成多颜色调色剂图像。
在供纸辊124从供纸器103提供的记录片材107到达中间转印带129面对转印辊126的位置时,多颜色调色剂图像然后被转印到记录片材107上。图像被定影装置105定影到记录片材107上,由此成像设备101在其上形成多颜色图像。
同时,在感光鼓108上剩余的任何调色剂被清洁刮板112去除,并且感光鼓108为随后的成像做好准备。
另外,成像设备101执行过程控制,用于减小图像质量的波动,该图像质量的波动是由于环境条件变化、各组件或显影剂随时间退化等所造成的。更具体地说,显影装置113的显影能力被探测。例如,在保持显影偏压恒定的情况下,将给定的调色剂图案形成在感光鼓108或中间转印带129上,并且用光敏元件PS1(图2所示)探测该调色剂图案。基于调色剂图案的图像密度的变化,可以识别显影能力。通过调节显影剂中调色剂浓度的目标值使得显影能力被调节到预定目标值,可以将图像质量保持恒定。例如,如果由光敏元件PS1探测的调色剂图案的图像密度低于目标图像密度,成像设备的控制器200(图2所示)控制调色剂供给器201,该调色剂供给器201将新鲜调色剂补充到显影装置113中,使得显影剂中调色剂的浓度被调节到目标值。控制器200包括中央处理单元(CPU)。相反,如果被光敏元件PS1探测的调色剂图案的图像密度高于目标图像密度,控制器200使得显影装置113显影图像,由此减小在显影装置113的显影剂中的调色剂浓度。显影剂中的调色剂浓度可以用设置在显影装置113内侧或外侧的调色剂浓度探测器TD1来探测。
下面更详细描述显影装置113。
显影剂供给单元114包括显影剂容器117和作为显影剂搅拌器的一对搅拌螺杆118。例如,显影剂容器117形状如同盒子,并具有与感光鼓108的轴向长度相类似的轴向长度(在纵向上的长度)。另外,沿着纵向延伸的分隔壁119设置在显影剂容器117的内侧。该分隔壁119将显影剂容器117分隔成第一隔室120和第二隔室121,该第一隔室120和第二隔室121在纵向上的两个端部处彼此连通。
显影剂被包含在显影剂容器117的第一隔室120和第二隔室121二者中。用于本实施方式的显影剂是基本上由调色剂颗粒和磁性颗粒(也可以是磁性粉末)构成的两组分显影剂。新鲜调色剂按需要被调色剂供给器201供给到第一隔室120的其中一个轴向端部上,所述其中一个轴向端部比第二隔室121更远离显影辊115定位。例如,调色剂颗粒是通过乳剂聚合方法或者悬浮聚合方法生产的圆形精细颗粒。另外,要指出的是,调色剂可以通过粉碎合成树脂块来生产,在该合成树脂块中混合或散布有各种着色剂和色素。调色剂颗粒具有在从3微米到7微米范围内的平均颗粒直径。
用于本实施方式的优选调色剂可以如下生产:至少将具有包含氮原子的功能团的聚酯预聚物、聚酯、着色剂和释放剂分散在有机溶剂中,由此生产调色剂材料溶液。然后,通过使调色剂材料溶液在含水介质中进行交联和伸长(elongation)反应中的至少一种,生产调色剂。
磁性载体被容纳在第一和第二隔室120和121二者中。磁性载体颗粒具有在20微米到50微米范围内的平均颗粒直径。
搅拌螺杆118分别设置在第一隔室120和第二隔室121中。搅拌螺杆118的长轴平行于显影剂容器117、显影辊115和感光鼓108的纵向。每个搅拌螺杆118围绕旋转轴线旋转。每个搅拌螺杆118将调色剂与磁性载体混合,并且在旋转的同时沿着轴向传输显影剂。
在图中所示的结构中,在第一隔室120内的搅拌螺杆118将显影剂从供给调色剂的轴向端部传送到另一轴向端部。在第二隔室121内的搅拌螺杆118沿着与第一隔室内显影剂被传送的方向(下面称为显影剂传送方向)相反的方向传送显影剂。
在上述结构中,在将所供给的调色剂与磁性载体混合的同时,显影剂供给单元114将供给到第一隔室120的端部的调色剂传送到沿显影剂传送方向的下游端部,并进一步沿着第二隔室内的显影剂传送方向传送到第二隔室的上游端部。显影剂供给单元114在沿着轴向传送调色剂的同时,在第二隔室121中进一步搅拌调色剂和磁性载体,并然后将显影剂提供到显影辊115的表面(即,圆周表面)上。
壳体125为盒状,并且安装到显影剂供给单元114的显影剂容器117上。壳体125和显影剂容器117一起覆盖显影辊115等。另外,在壳体125面对感光鼓108的部分中设置开口125a。
显影辊115是柱状,并且位于第二隔室121和感光鼓108之间,靠近开口125a。要指出的是在此使用的“筒形”和“柱状”包括多边形柱状。显影辊115平行于感光鼓108和显影剂容器117。如上所述,显影辊115从感光鼓108跨过预定间隙定位。显影辊115和感光鼓108之间的间隙作为显影区域131,在该显影区域,显影剂中的调色剂粘附到感光鼓108上,由此将其上形成的静电潜像显影成调色剂图像。显影辊115在显影区域131内面对感光鼓108。
刮刀116设置在显影装置113的端部,在感光鼓108的一侧上。刮刀116在从显影套筒132的表面跨过一间隙的位置处安装到壳体125上。当显影剂的量过多时,即,厚度超过预定厚度时,刮刀116从显影套筒132上去除显影剂,且将过多的显影剂返回到显影剂容器117,由此调色剂传送到显影区域131的显影剂的量。
(第一实施方式)
下面更详细描述根据第一实施方式的显影辊115。
图3是沿着图2的线III-III的图2所示的显影装置106的显影辊115的剖视图。
如图2和3所示,显影辊115包括金属芯部134、筒形磁辊133(也称为磁体)、以及中空筒形显影套筒132。金属芯部134以其长轴平行于感光鼓108的长轴的方式定位并且安装到壳体125上。金属芯部134不旋转,即,其位置相对于壳体125固定。
磁辊133由磁性材料形成并是筒形的。多个磁铁固定到磁辊133的内侧,并因此磁辊133具有多个固定磁极。磁辊133设置在金属芯部134的外圆周表面的外侧。磁辊133不旋转,即,它的位置相对于金属芯部134或壳体125固定。
固定到磁辊133内侧用于产生固定磁极的磁铁形状如同长杆。例如,磁铁在磁辊133的纵向上,即,显影辊115的纵向上在磁辊133的整个纵向长度上延伸。磁辊133包含在显影套筒132的内侧。
多个固定磁铁中的一个(图17中P5)面对搅拌螺杆118,并且产生将显影剂吸引到显影套筒132的表面上的吸引磁极。更具体地说,在显影套筒132上,即,显影辊115外表面上,由吸引磁极所产生的磁力将显影容器117的第二隔室121内包含的显影剂吸引到显影套筒132的外表面上。
另一磁铁面对感光鼓108,并且产生显影磁极,该显影磁极在显影区域131内在显影套筒132的外表面上施加磁力。从而,用于显影的磁场在显影套筒132和感光鼓108之间形成。显影磁极所形成的磁场导致显影剂形成磁刷,由此将附着到显影套筒132的表面上的显影剂的调色剂转移到感光鼓108上。
在产生吸引磁极的磁铁和产生显影磁极的磁铁之间存在至少多于一个磁铁。位于吸引磁极和显影磁极之间的磁铁或多个磁铁产生显影剂传送磁极,该显影剂传送磁极将磁力施加在显影套筒132上,即,显影辊115的外表面上,用于将显影剂(在显影之前的显影剂)朝向显影区域131上游的感光鼓108传送并将从感光鼓108收集的显影剂(显影之后的显影剂)朝向显影剂容器117传送。
更具体地说,显影剂传送磁极将显影剂吸引到显影套筒132的外表面上。然后,在显影剂中包含的磁性载体颗粒沿着显影剂传送磁极产生的磁力线竖立(stand on end)在显影套筒132上。然后,调色剂颗粒被吸引到显影套筒132上竖立的磁性载体颗粒上。即,利用显影辊133施加的磁力,显影套筒132将显影剂吸引到其外表面上。
在显影装置113中,调色剂和磁性载体在显影剂供给单元114中被充分搅拌,并且显影剂被吸引磁极施加的磁力吸引到显影套筒132的表面上。显影套筒132转动,并将被吸引磁极和传送磁极吸引到其表面上的显影剂传送到显影区域131。然后,刮刀116调节在显影套筒132上承载的显影剂的量,并然后显影剂被吸引到感光鼓108上。从而,显影装置113在显影辊115上承载显影剂,将其传送到显影区域131,并然后将感光鼓108上形成的潜像显影成调色剂图像。
此外,显影装置113将在图像显影中使用的显影剂与显影辊115分离,并将它返回到显影剂容器117。用过的显影剂与包含在显影剂容器117的第二隔室121内的显影剂搅拌,并且被再次用于显影感光鼓108上形成的潜像。要指出的是,当调色剂浓度探测器TD1探测到从显影剂供给单元114向感光鼓108供给的显影剂中的调色剂浓度已经减小时,调色剂供给器201将新鲜调色剂供给到显影装置113。
下面更详细描述显影套筒132。
图4是显影套筒132的透视图。
如图4所示,显影套筒132是筒形的。包含磁辊133的显影套筒132被壳体125支撑,例如,围绕旋转轴可转动,使得其内圆周表面依次面对多个固定磁极。显影套筒132由非磁性材料,如铝合金、黄铜、不锈钢或者导电树脂形成。显影套筒132的表面通过图8A所示的表面处理装置1粗糙化。
作为显影套筒132的材料,铝合金在其重量轻和易于加工方面是优异的。作为铝合金,A6063、A5056和A3003是优选的。在使用不锈钢时,SU303、SU304和SU316是优选的。在图中所示的结构中,显影套筒132由铝合金形成。
在本实施方式中,显影套筒132具有大约18mm的外径。在成像设备101容纳的最大片材尺寸是A3尺寸时,显影套筒132的轴向长度在从300mm到350mm的范围内。
图5是示出显影套筒132的表面的展开图。
如图4和5所示,多个凹陷139形成在显影套筒132的外表面内,每个凹陷139在平面图中为卵形的。在图4和5所示的结构中,多个凹陷139规则排列在显影套筒132的表面上,而不互相重叠。要指出的是在这个说明书中使用的“规则排列”意思为在圆周方向上相邻凹陷139之间的间隔是相同的,并且在显影套筒132纵向上相邻凹陷139之间的间隔是相同的。
另外,每个凹陷139以其长轴沿着显影套筒132的纵向的方式定位。即,每个凹陷139的长轴平行于或基本平行于显影套筒132的纵向。在图4和5所示的结构中,每个凹陷139的长轴相对于显影套筒132的纵向稍微倾斜,并因此基本上平行于显影套筒132的纵向。从而,在本说明书中,每个凹陷139的长轴被认为是平行或基本平行于显影套筒132的纵向,即使相对于它稍微倾斜。
图6A是部分示出显影套筒的表面的示意图,而图6B和6C分别是显影套筒的沿着图6A所示的线VIB-VIB和沿着线VIC-VIC的剖视图。
如图6A所示,在显影套筒132的圆周方向上的两个相邻凹陷139在纵向上相对彼此偏移每个凹陷139的纵向长度的大约一半或者每个凹陷139在显影套筒132的纵向上的长度的大约一半。此外,凹陷139与图5所示的螺旋线对齐,这是由于该凹陷139是由图8A所示的表面处理装置1在显影套筒132的表面内形成的。
另外,凹陷139在其宽度方向或者在显影套筒132的圆周方向上是V形的,如图6B的剖视图所示,并且在其纵向或者在显影套筒132的纵向上是弧形的,如图6C的剖视图所示。由于凹陷139是通过图8A所示的表面加工装置1在显影套筒132的表面内形成,凹陷139在如图7所示的平面图中沿着纵向稍微弯成弓形。要指出的是,在这个说明书中使用的术语“卵形”包括在纵向上(长轴)是直的以及在纵向上是弯曲的形状,只要纵向长度长于宽度并且轮廓是弯曲的即可。
在本实施方式中,凹陷139具有从1.0mm到2.3mm(含1.0mm和2.3mm)的纵向长度,从0.3mm到0.7mm(含0.3mm和0.7mm)的宽度,以及从0.05mm到0.15mm(含0.05mm和0.15mm)的深度。凹陷139的数量是显影套筒132的表面的每100mm2的面积从50到250个。换句话说,多个凹陷139总共的立体容积(尺寸)是显影套筒132的表面每100mm2的面积从0.5mm3到7.0mm3。凹陷139的数量是感光鼓108的圆周方向上每1mm1.0到3.0个,该感光鼓108与显影套筒132一起旋转。要指出的是,显影套筒132的纵向是图5、6A和7中的横向。
虽然通常显影套筒132的显影剂传送能力随着凹陷139的深度增加而增大,但是随着凹陷139的深度的增加,在其上承载的显影剂的量由于凹陷139的间距而变得周期性不均匀(下面称为显影剂量的间距不均匀),类似于带沟槽的显影套筒。相反,虽然随着凹陷139的深度减小而显影剂量的不均匀被减缓,但是,显影套筒132的显影剂传送能力也变差。尤其是,目前,由于成像技术的发展,如引入更小的调色剂颗粒和磁性载体颗粒以及靠近显影(close development)而使得图像再现性得到提高,显影剂量的间距不均匀更频繁发生。因此,在上述显影套筒132中,虽然凹陷139的深度相对小,凹陷139的分布密度增加来平衡显影剂传送能力和防止在显影套筒132上承载的显影剂量的间距不均匀。
接着,在下面描述用于在显影套筒132的表面中形成凹陷139的表面处理装置1。
图8A是用于铣削(mill)显影套筒132的表面的表面加工装置1的示意性侧视图。如图8A所示,表面处理装置1包括作为驱动单元的电机2、基座3、保持器4、工具传送单元5、工具单元6和控制器140。
基座3是平面的并放置在地板或者台面上。基座3的上表面平行于水平方向。基座3在平面图中是矩形的。
保持器4包括固定保持部分7和可滑动保持部分8。固定保持部分7包括竖立在基座3的纵向上的端部上的固定立柱9和设置在固定立柱9的上端部的旋转卡盘10。旋转卡盘10形状如同厚圆板,并且由固定立柱9的上端部绕其中心部分可旋转地支撑。旋转卡盘10的旋转轴线平行于基座的表面,并且柱状卡盘顶尖(chuck pin)11位于旋转卡盘10的中心部分(在图8A的旋转卡盘的右侧)。不必说,卡盘顶尖11与旋转卡盘10同轴。
可滑动保持部分8包括滑块12、滑柱(slide pillar)13和设置在滑柱13的上端部的旋转卡盘14。滑块12沿着基座3的表面,即沿着旋转卡盘10的卡盘顶尖11的轴线,可滑动。滑块12的位置可以按需要相对于卡盘顶尖11在卡盘顶尖11的轴向上固定。
滑柱13竖立在滑块12上。旋转卡盘14形状如同厚圆板,并且安装到电机2的输出轴上,而电机2安装到滑柱13的上端部上。旋转卡盘13的旋转中心与固定保持部分7的旋转卡盘10的卡盘顶尖11的旋转中心同轴。柱状卡盘顶尖15设置在旋转卡盘14的中心部分上(在图8A中旋转卡盘14的左侧上)。不必说,卡盘顶尖15与旋转卡盘14同轴。
在保持器4中,在形成凹陷139之前的显影套筒132在可滑动保持部分8远离固定保持部分7的状态下被支撑在卡盘顶尖11和15之间。随着可滑动保持部分8靠近固定保持部分7,卡盘顶尖11和15的前边缘部分进入显影套筒132的端部。然后,滑块12相对于夹在卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132固定到位。从而,保持器4将显影套筒132保持在卡盘顶尖11和15之间。
电机2安装到可滑动保持部分8的滑柱13的上端部上。电机2围绕其中心部分转动旋转卡盘14,由此使得在卡盘顶尖11和15之间支撑的显影套筒132围绕其旋转轴线转动。
工具传送单元5包括线性导引件16和用于传送的致动器(未示出)。线性导引件16包括导轨17和滑块18。导轨17设置在基座3上。导轨17是线性的。导轨17的纵向平行于基座3以及卡盘顶尖11和15的纵向,即,支撑在卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132的轴向。滑块18被导轨17沿着导轨17的纵向可滑动地支撑。
用于传送的致动器安装到基座3上,并且在基座3以及卡盘顶尖11和15的纵向上,即在支撑于卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132的轴向上移动滑块18。
工具单元6包括工具体19、作为工具旋转器的电机20和作为旋转工具的端铣刀21。工具体19形状如同竖立在滑块18上的立柱。
电机20安装到工具体19的上端部。如图8A和8B所示,电机20的输出轴22从工具体19的上端部向支撑在卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132突出。电机20的输出轴22的轴向平行于基座3的表面,并且横过(在图8B中,垂直于)支撑在卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132的轴向。
端铣刀21大致为柱状,并且安装到电机20的输出轴22的端部上。因此,端铣刀21的轴向平行于基座3的表面,并且横过(在图8B中,垂直于)支撑于卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132的轴向。另外,端铣刀21从工具体19的上端朝向支撑在卡盘顶尖11和15之间的显影套筒132突出。
如图8C所示,端铣刀21包括柱状主体23和两个切削刃24。主体23安装到工具体19上。切削刃24设置在主体23在显影套筒132一侧的端部内、在圆周方向上间隔开。如图8D所示,切削刃24从主体23的端部的外缘沿着主体23,即端铣刀21的圆周方向突出,并且螺旋形延伸。此外,如图8C所示,在本实施方式中,每个切削刃24的端部的外缘25成形为在横截面上为锐角。
在上述工具单元6中,电机20使得端铣刀21围绕其旋转轴线转动,由此在显影套筒132的表面上形成凹陷139。
表面处理装置1的控制器140是计算机,例如包括已知的CPU、随机存取存储器(RAM)、和只读存储器(ROM)。控制器140可操作地连接到电机2、用于工具传送单元5的传送的致动器、工具单元6的电机20,并整体控制表面加工装置1。
当在显影套筒132的表面上形成多个凹陷139时,表面加工装置1的控制器140用电机2使得显影套筒132围绕其旋转轴线旋转,并且借助用于传送的致动器在显影套筒132的轴向上移动工具单元6,同时借助电机20使得端铣刀21围绕其旋转轴线转动。此外,控制器140使得切削刃24随着端铣刀21旋转而间歇地铣削(mill)、即、刨削(chip)显影套筒132的表面,由此形成多个凹陷139。
此时,每个凹陷139的曲率半径由切削刃24的外缘的曲率半径确定,并且每个凹陷139的深度由切削刃24切削显影套筒132的深度(下面称为“铣削量”)确定。在显影套筒132的纵向上凹陷132之间的间隔由工具单元6移动的速度确定。此外,控制器140控制作为用于旋转的驱动源的电机2、工具传送单元5的用于传送的致动器和工具单元6的电机20,使得满足下面的方程1:
N2=N1×{[m/(n/2)-0.5]} (1)
其中,N1表示显影套筒132的转数,m表示端铣刀21的切削刃24的数量。
控制器140按需要调节这些参数,以便改变凹陷139的尺寸或排列密度。从而,表面加工装置1铣削显影套筒132的表面。
另外,诸如键盘的输入装置141和诸如显示屏的显示装置连接到控制器140。
下面给出通过上述用于形成凹陷139的表面加工装置1来铣削显影套筒132的表面的过程的顺序的描述。
最初,操作者通过输入装置141向控制器140输入要被加工的显影套筒132的产品号。控制器140将作为工具单元6的旋转工具的端铣刀21设定到初始位置,即,在显影套筒132沿其纵向的端部处,并然后用保持器4保持显影套筒132。此时,显影套筒132和卡盘顶尖11和15同轴定位。
然后,操作者通过输入装置141指令表面加工装置1开始加工。并且控制器140基于上述方程1驱动电机2、工具传送单元5的致动器和工具单元6的电机20。然后,端铣刀21的切削刃24围绕旋转轴线旋转,并且间歇地切削显影套筒132的表面,由此在显影套筒132的表面内形成凹陷139。换句话说,通过围绕其旋转轴线旋转的工具单元6所执行的铣削,在显影套筒132的表面内形成凹陷139。
此外,由于电机2、工具传送单元5的致动器和工具单元6的电机20被同时驱动,在刀具单元6围绕其旋转轴线旋转并且铣削显影套筒132的表面时,横过(在图8B中垂直于)端铣刀21定位的显影套筒132也围绕其旋转轴线旋转。在显影套筒132在这种状态下旋转时,端铣刀21和显影套筒132相对于彼此移动,由此形成凹陷139。
当端铣刀21位于加工完成位置时,即,位于显影套筒132的与初始位置相对的端部并由此显影套筒132的铣削完成时,电机2、工具传送单元5的致动器以及工具单元6的电机20被停止。可滑动保持部分8与固定保持部分7脱开,并且其中形成有多个凹陷139的显影套筒132从卡盘顶尖11和15上释放,此后,通过保持器4保持另一个显影套筒132。从而,显影套筒132的表面被加工而形成凹陷139,并且可以生产如图4所示的显影套筒132。
虽然喷丸(如喷砂)的显影套筒在其表面上包括凸起,但是在通过上述过程生产的显影套筒的表面上不形成凸起。此外,在上述过程中形成的凹陷139相对大。这些特征具有优点。例如,凹陷139不容易随时间消逝而被磨损,并于是可以减小显影剂传送能力的降低。
另外,显影剂可以累积在凹陷139中,该凹陷在显影套筒132的表面上规则定位,彼此不重叠。即,显影剂累积的部分规则排列,这防止或减小了图像密度的不均匀。此外,在显影套筒132上承载的显影剂的量可以增加,以在高速成像设备中保持高成像质量。
此外,凹陷130的规则排列可以实现下列优点。可以轻易调节加工条件,以用来平衡显影套筒132使用寿命的延长和其上承载的显影剂的量的增加。凹陷139可以用设定的条件可靠的形成,并且加工更容易。
此外,由于多个凹陷139规则排列,且凹陷139的长轴沿着显影套筒132的纵向,凹陷139的立体容器总共等于或大于显影套筒132的表面的每100mm2面积0.5mm3,因此,可以实现充足的显影剂传送能力。
由于多个凹陷139中的在显影套筒132的圆周方向上彼此相邻的两个凹陷在显影套筒132的纵向上彼此偏移,凹陷139可以整体上和均匀地延伸或分布。即,没有不存在凹陷139的部分或者凹陷139比其他部分更密的部分。因此,可以防止或者减小附着到显影套筒132的表面上的显影剂的不均匀,从而防止或减小图像密度的不均匀。
接着,在下面参照图9A到9C描述凹陷139的变型。
虽然如上所述凹陷139在显影套筒132的圆周方向上的横截面为V形的,如图6B所示,但是形成在显影套筒132中的凹陷139可以在显影套筒132圆周方向上的横截面上具有弧形形状。在图9A到9C所示的结构中,各自在显影套筒132A的圆周方向上的横截面上具有弧形形状的多个凹陷139A形成在显影套筒132A的表面上。在这种情况下,如图11所示,使用切削刃24A的外缘25A是弧形的端铣刀21A。利用这种切削刃24A,在显影套筒132A的圆周方向上凹陷139A的横截面可以是弧形的。另外,参照图10,优选的是,在显影套筒132的圆周方向上的横截面中凹陷139A的内表面与显影套筒132的圆周表面之间的角度θ等于或小于60度,以减轻由于磁辊133的显影磁极的影响所造成的显影剂密度的不均匀,并且这不局限于图9A到9C所示的变型。要指出的是,类似于图6到8D中所示的那些部分的图9A到11中的部分被附于相同或类似的附图标记,并因此省略对它们的描述。
在图9A到11中所示的情况下,由于凹陷139A在显影套筒132A的纵向和圆周方向的横截面上都是弧形的,可以增加在凹陷139A中保持的量。于是,可以在显影套筒132A上承载足够量的显影剂。
另外,虽然在上面的描述中,凹陷139在显影套筒132的圆周方向上的横截面为V形的,如图6B所示,但是,如图12和13所示,凹陷139在显影套筒132的圆周方向上的横截面形状可以通过改变切削刃24的外缘25的横截面形状来改变。在图12中,形成在显影套筒132B的表面中的凹陷139B基本上横截面是V形的,V形的底部是平坦的。在图13中,形成在显影套筒132C的表面内的凹陷139C横截面基本是V形的,V形的底部是弧形的。
另外,虽然在相对于图6A到图8D的上面的描述中,电机2和20以及致动器同时和连续工作,用于形成沿着显影套筒132的表面螺旋排列的凹陷139,并且用于将每个凹陷139稍微弯曲地成形,可替代的是,通过间歇地操作电机2和20以及致动器,图14和15的凹陷139D在显影套筒132D和132E的纵向上是线性的,同时多个凹陷139D沿着显影套筒132D和132E的圆周方向线性排列。
此外,虽然在上面关于图6A到8D的描述中凹陷139是卵形的,但是其形状不局限于此。例如,图16A以平面图示出形成在显影套筒132F的表面上的圆形凹陷139E。参照图16B,通过比用于形成椭圆凹陷139的端铣刀21的外径更小的外径的端铣刀21B,可以形成圆形凹陷139F。
如上所述,图1所示的成像设备101使用处理盒106,每个处理盒106包括盒壳体111、充电辊109、感光鼓108、清洁刮板112、和显影装置113。但是,不需要在盒壳体111中容纳充电辊109、感光鼓108、清洁刮板112和显影装置113所有这些。显影装置113和充电辊109、感光鼓108和清洁刮板112中的至少一个可以一起容纳在处理盒106的盒壳体111中。要指出的是,不需要将显影装置113和充电辊109、感光鼓108和清洁刮板112中的至少一个集成为处理盒106。另外,显影装置113可以独立地安装在成像设备101中。
下面,详细描述根据本实施方式的显影装置113的磁极。
图17与磁辊133的法向上的磁通量密度一起示意性地示出显影装置113。如上所述,磁辊133包括多个固定磁极。在图17中,附图标记P1表示显影磁极,P2和P3表示显影剂传送磁极,P4表示释放磁极,而P5表示吸引磁极,其位于释放磁极P4的下游。在图17所示的结构中,在多个固定磁极中,显影剂传送磁极P2和P3或者产生它们的磁铁作为磁场发生器,用于产生施加用于将已经穿过显影区域131的调色剂传送到显影剂释放部分137的力的磁场,在显影剂释放部分137,显影剂与显影套筒132分离。
显影套筒132在图17所示的箭头A所表示的方向上旋转,并且在第二隔室121内的显影剂被磁辊133所施加的磁力吸引到显影套筒132的表面上。随后,显影剂的量被调节,即:显影套筒132上的显影剂被刮刀116摊平,并且被传送到显影区域131,在该显影区域处,感光鼓108跨过间隙面对显影辊115。然后,显影剂将感光鼓108上形成的潜像显影成调色剂图像。显影剂穿过壳体135的开口125a,并且被显影剂传送磁极P2和P3所施加的磁力进一步传送到显影剂释放部分137,此后,显影剂被释放磁极P4与显影套筒132分离,并收集在第二隔室121中。在第二隔室121中,搅拌螺杆118搅拌并传送显影剂。
沿着显影套筒132的旋转方向在开口125a的下游且显影剂释放部分137的上游的位置处,预定间隙设置在壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间。这个间隙,即:壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间的距离下面被称作壳体间隙GP。显影剂传送磁极P2和P3中的至少一个所施加的磁力作用在该壳体间隙GP中。
在显影套筒132和显影装置113的内壁(即,壳体125)之间允许壳体间隙GP,来防止调色剂散落。更具体地说,壳体间隙GP定位在显影套筒132的表面和在穿过显影区域131之后的显影剂所穿过的内壁之间,靠近开口125a。这个壳体间隙GP面对磁辊133的多个磁极中的一个。
下面参照图18更详细描述壳体间隙GP,图18是显影剂传送磁极P2和P3周围的放大图。
在图18中,例如,壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间的壳体间隙GP在面对显影剂传送磁极P2的位置处大约为1.8mm(以下称为间隙GP2),并且在面对显影剂传送磁极P3的位置处大约为1.0mm(以下称为间隙GP3)。
假设上述壳体间隙GP可以导致流入显影装置113的气流(下面称为吸入气流),当显影套筒132上的显影剂穿过壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间的壳体间隙GP时,该吸入气流在显影套筒132的旋转方向上传送显影剂。换句话说,由于显影剂沿着磁辊133所产生的磁力线竖立在显影套筒132的端部上,当竖立在显影辊132上的显影剂随着显影套筒132转动而穿过壳体间隙GP时,导致流入显影装置113的气流。吸入气流可以防止或减少调色剂散落到装置外侧。
要指出的是,在使用根据本实施方式的在表面上形成有多个凹陷的显影套筒,如显影套筒132时,在显影套筒132的圆周方向上凹陷139之间的间隔应被正确设定,以防止调色剂散落到显影装置113的外侧。更具体地说,保持在凹陷139中的显影剂颗粒一个竖立在另一个上。因此,如果在显影套筒132的圆周方向上凹陷139之间的间隔相对大,空气会通过凹陷139中竖立在彼此之上的显影剂颗粒之间的间隙泄漏,从而使得难于产生吸入气流。结果,调色剂散落到显影装置113的外侧。
另外,显影剂颗粒沿着磁辊133的显影剂传送磁极P2和P3所产生的磁力线竖立在显影套筒132的表面上,在与沿垂直于纵向的方向显影剂传送磁极P2和P3的磁通量密度的宽度的一半相对应的显影套筒132的表面上可靠地产生这个现象。因此,在本实施方式中,在显影套筒圆周方向上,凹陷139的排列间距(间隔)Pc小于对应于显影剂传送磁极P2和P3的磁通量密度的一半宽度(以下称为壳体间隙宽度)的显影套筒的圆周长度。
例如,对于显影剂传送磁极P3,在显影套筒132的圆周方向上凹陷139的排列间距如下。参照图18,在垂直于纵向的方向上显影剂传送磁极P2的磁通量密度的一半宽度是围绕磁辊133的轴线大约40度。于是,当显影套筒132的直径是18mm时,壳体间隙宽度WGP3大约为6.28mm到6.40mm。优选的是,在显影套筒132的圆周方向上凹陷139的排列间距Pc小于该壳体间隙宽度WGP3,使得在壳体间隙宽度WGP3中至少存在一对凹陷139。在本实施方式中,考虑到安全因数,在显影套筒132的圆周方向上凹陷139的排列间距Pc等于或小于1mm,使得在壳体间隙宽度WGP3中存在足够量的凹陷139。利用这种结构,可以产生充足量的吸入气流,由此防止或减少调色剂通过壳体125的开口125a散落。
要指出的是,虽然在上面的描述中,在显影套筒132的圆周方向上凹陷139的排列间距Pc是基于在垂直于纵向的方向上显影剂传送磁极P3的磁通量密度的一半宽度来设定的,但是,可替代的,可以基于显影剂传送磁极P2在垂直于纵向的方向上的磁通量密度的一半宽度来设定。凹陷139的排列间距可以通过调节图8A所示的表面加工装置1的变量来予以改变,这些变量诸如是:钻头的旋转频率、钻头移动的速度、和显影套筒132的旋转速度。
图19是根据对比例的显影装置113Z的示意性剖视图。在图19所示的对比显影装置113Z中,形成在显影套筒132Z的表面上的凹陷139Z以大于壳体间隙宽度WGP3的排列间距PcZ来排列。在这个对比例中,由于在凹陷139Z中竖立在彼此之上的显影剂颗粒之间所产生的间隙较大,空气通过该间隙泄漏。于是,空气不能流入到显影装置113Z中。由于没有产生流入显影装置113Z中的气流,如果未充分充电的调色剂没有充分附着到载体上并然后与之分离,调色剂会通过开口125aZ泄漏,并且散落到显影装置113Z的外侧。
图20是示出根据本实施方式的显影套筒132的表面的放大透视图。在图20中,图14和15所示的卵形凹陷139D(下面简称为凹陷139)形成在显影套筒132的表面内,以其长轴与显影套筒132的轴向对齐而定位。凹陷139在显影套筒132的圆周方向上以多条线排列,并且相邻凹陷139在圆周方向上彼此偏移。
另外,优选的是在显影套筒132的轴向上凹陷139之间的排列间距Pa等于或短于每个凹陷139在显影套筒132的轴向上的长度L。换句话说,在显影套筒132的圆周方向上相邻的两个凹陷139沿着显影套筒132的轴向彼此偏移,并且相邻凹陷139彼此偏移的量等于或短于凹陷139在显影套筒132轴向上的长度L。利用这种结构,在显影套筒132的轴向上在沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的两个凹陷139的端部之间没有间隙。因此,当显影套筒132旋转时,在沿轴向彼此相邻的两个凹陷139的端部内,没有空气或很少的空气通过竖立在凹陷139上的显影剂颗粒之间的间隙泄漏。于是,可以产生充足量的吸入气流。
另外,在本实施方式中,显影装置113可拆卸地安装到成像设备101的主体102内,并且在壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间的上述间隙中产生在显影装置113可安装到设备中的方向(以下称为显影装置113的安装方向)上从前侧到后侧流动的气流。
图21是显影装置113在其纵向上的透视图,并示出凹陷139的密度的变化。图21中所示的箭头A2表示显影装置113的安装方向。由图21的断开线所表示的部分是显影套筒132的表面的放大图。虽然在本实施方式中显影装置113结合到处理盒106中,但是可替代的是,显影装置113可以被设计成独立地安装到成像设备101的主体102内和从该主体102上拆卸。
如图21所示,沿着显影装置113的安装方向,显影套筒132每单位面积的凹陷139的密度在前侧较小,并且朝向后侧逐渐增加。换句话说,沿着显影装置113的安装方向,在圆周方向上凹陷139的排列间距Pc在后侧上小于在前侧上的。在图21所示的结构中,竖立在凹陷139上的显影剂颗粒的密度沿着显影装置113的安装方向在后侧上的大于在前侧上的。于是,在显影装置113旋转时产生的吸入气流在后侧上比在前侧上强。此时,产生沿着显影装置113的安装方向从前侧到后侧流动的气流(下面也简称为朝向后侧的气流)。于是,即使未充分充电的调色剂在显影装置113的安装方向上的前侧上在开125a附近与载体分离,调色剂可以被气流朝向后侧传送到显影装置113的后侧部分,由此防止或减少调色剂散落到显影装置113外侧。于是,当维护人员或用户握持显影装置113的前侧部分,并且将它拉出以进行更换或检查时,调色剂不会散落在显影装置113的前侧上。于是,握持显影装置113的维护人员或用户的手可以保持清洁。
另外,在本实施方式中,为了在壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间的间隙内产生沿着显影装置113的安装方向从前侧到后侧流动的气流,卵形凹陷139可以定位成它们的长轴相对于显影套筒132的轴向倾斜。
图22A是显影套筒132的透视图,其中,凹陷139定位成它们的长轴相对于显影套筒132的轴向倾斜,并且图22B是图22A中所示的圆圈A所围绕的部分的放大图。
如图22A和22B所示,当具有相对于显影套筒132的轴向倾斜定位的凹陷139的显影套筒132沿着箭头B所示的方向旋转时,由凹陷139中竖立在彼此之上的显影剂颗粒,产生在箭头C(如图22B所示)所示的方向上流动的气流。在显影剂释放部分137中,显影剂沿着箭头C所示的方向朝向显影装置113的安装方向上的后侧与显影套筒132分离。从而,随着显影套筒132旋转,能够产生沿着显影装置113的安装方向朝向后侧流动的气流。于是,即使未充分充电的调色剂在显影装置113的安装方向的前侧上在开口125a附近与载体分离,调色剂也可以被气流传送到显影装置113的后侧部分,由此防止或减少调色剂散落到显影装置113的外侧。尤其是,可以减轻调色剂散落到显影装置113的前侧部分上。
另外,如图21所示,当显影套筒132的每单位面积的凹陷139的密度沿着显影装置113的安装方向从前侧向后侧逐渐增加时,朝向后侧的气流可以更强。
如上所述,第一实施方式的效果是在其中多个凹陷以间隔形成在显影套筒的表面上的结构中,可以可靠地产生气流,以防止或减少在竖立在显影套筒上的显影剂穿过壳体间隙时发生的调色剂散落。
因此,根据本实施方式的显影装置113包括作为显影剂承载件的显影辊115、包含要被承载到显影辊115的表面上的两组分显影剂的显影剂容器117、作为调节在显影辊115上承载的显影剂的层厚度的显影剂调节器的刮刀116、以及壳体125,在壳体125中,容纳显影辊115、显影剂容器117和刮刀116。显影辊115包括作为非磁性可旋转中空筒的显影套筒132和作为磁场发生器的磁辊133,该磁辊133设置在显影套筒132的内侧。显影辊115传送显影套筒132的圆周表面上承载的显影剂,该显影套筒由于磁辊133所施加的磁力在其圆周表面上承载显影剂。在显影剂容器117中的显影剂由于磁辊133施加的磁力而被吸引到显影辊115上,并然后刮刀116调节在显影辊115上承载的显影剂的量。随后,显影剂穿过显影区域,在该显影区域,显影套筒132的圆周表面通过壳体125的开口125a被局部暴露,并且面对作为潜像承载件的感光鼓108,并然后返回到显影剂容器117中。磁辊133具有显影剂传送磁极P2和P3,该显影剂传送磁极P2和P3作用为磁场发生器,用于产生磁场,该磁场施加用于将已经穿过显影区域131的显影剂传送到显影剂释放部分137的力,在显影剂释放部分137,显影剂从显影套筒132上分离。在沿着显影套筒132的旋转方向开口125a的下游且显影剂释放部分137的上游,在壳体125的内壁和显影套筒132的外圆周表面之间设置了预定间隙。此外,多个凹陷139以间隔形成在显影套筒132的表面上。凹陷139在显影套筒132的圆周方向上的排列间距Pc比长度WGP3短,所述长度WGP3等于在垂直于纵向的方向上显影剂传送磁极P3的磁通量密度的宽度的一半。利用如此设定的在圆周方向上凹陷139的间距Pc,在长度等于磁通量密度的宽度的一半的显影套筒132的部分中存在至少两个凹陷139,并且包含在凹陷139中的显影剂颗粒在其中竖立在彼此之上。显影剂颗粒如此在凹陷139中堆积在彼此之上,将位于显影套筒132的圆周表面和壳体125的内表面之间的壳体间隙分隔开。于是,随着显影套筒132转动,保持在被分隔的壳体间隙中的空气可以被传送到显影剂容器117中。当空气被传送到显影剂容器117中时,在壳体间隙中产生负压,由此产生从显影装置113的外侧通过开口125a进入装置流动的吸入气流,该气流可以防止或减少调色剂散落到装置的外侧。
另外,在显影套筒132圆周方向上相邻的两个凹陷139沿着显影套筒132的轴向彼此偏移,并且相邻凹陷139彼此偏移的量等于或小于在显影套筒132的轴向上凹陷139的长度L。利用这种结构,在显影套筒132的轴向上,在沿着显影套筒132的圆周方向彼此相邻的两个凹陷139的端部之间不存在间隙。因此,当显影套筒132旋转时,空气不易于通过在轴向上两个相邻的凹陷139的端部内在凹陷中竖立在彼此之上的显影剂颗粒之间的间隙泄漏。于是,可以产生充足量的吸入气流。
此外,显影装置113沿着显影套筒132的轴向可拆卸地安装在成像设备101的主体102内,并且产生在显影装置113的安装方向上从前侧到后侧的气流。因此,即使在显影装置113的安装方向上在前侧上邻近开口125a存在未被吸引到载体上而是浮在空气中的调色剂,该调色剂也可以通过流向显影装置113的后侧部分的气流所传输,由此防止或减少调色剂散落在显影装置113的外侧。
此外,在圆周方向上凹陷139的排列间距Pc沿着显影装置113的安装方向在后侧上的小于在前侧上的。在图21所示的结构中,竖立在凹陷139中的显影剂颗粒的密度沿着显影装置113的安装方向在后侧上大于在前侧上的。于是,在显影装置113旋转时产生的吸入气流在后侧上的强于在前侧上的,并且空气沿着显影装置113的安装方向从前侧流向后侧。
另外,在本实施方式中,每个凹陷139为椭圆形的或卵形的,并且凹陷139的长轴相对于显影套筒132的轴向倾斜。尤其是,凹陷139相对于显影套筒132的轴向的角度被确定成产生沿着显影装置113的安装方向从前向后流动的气流。更具体地说,如图22A和22B所示,为了产生这样的气流,凹陷139定位成在显影装置113的安装方向上的后侧上凹陷139的纵向端部(后端)在箭头B所示的方向上向凹陷139的另一端(前端)的上游倾斜,所述箭头B所示的方向是显影套筒132的旋转方向。
随着显影套筒132旋转,通过在凹陷139中竖立在彼此之上的显影剂颗粒,空气在显影装置113的安装方向上从前向后流动。在显影剂释放部分137中,显影剂在显影装置113的安装方向上朝向后侧从显影套筒132上分离。从而,随着显影套筒132旋转,产生沿着显影装置113的安装方向朝向后侧流动的气流。
(第二实施方式)
下面描述根据第二实施方式的显影辊115-1和包括该显影辊115-1的显影装置113-1。
图23A是根据第二实施方式的显影辊从侧面看到的剖视图,而图23B是图23A所示的显影辊的显影套筒的表面的放大视图。图24是显影装置113-1的端视图。
要指出的是与根据第一实施方式的显影装置113的组成部件类似的显影装置113-1的部件(图24所示)被赋予相同或相似的附图标记,并因此省略它们的描述。
图23A和23B所示的显影辊115-1是典型的低成本显影辊,并且包括显影套筒132、磁辊133-1和磁辊轴134-1。磁辊133-1设置在磁辊轴134-1的外侧,并且固定于其上而不旋转,并且磁辊轴134-1固定到壳体125上,如图24所示。磁辊133-1包括多个固定磁极,例如,磁极S1、N1、S2、N2和N3,它们沿着这个顺序在显影套筒132旋转的方向上排列,所述显影套筒132旋转的方向是图24中的逆时针方向。在图24中,要指出的是附图标记S1、N1、S2、N2和N3也分别表示磁极S1、N1、S2、N2和N3所产生的磁场。具有相同极性的磁极N2和N3产生在显影剂穿过显影区域后将显影剂从显影套筒132分离的磁力。通过调节围绕固定到壳体125上的磁辊轴134-1的轴线的角度位置,可以确定在显影辊隙中的主磁极的位置。
磁辊轴134-1的右端部分134a(第二轴向端部)和左端位置134b(第一轴向端部)分别设置有轴承135a和135b,并且轴承135a和135b分别可旋转地支撑右凸缘132a和左凸缘132b。由于右凸缘132a和左凸缘132b固定在显影套筒132的两个轴向端部的内侧,通过转动左凸缘132b的旋转轴132c,显影套筒132可以围绕磁辊轴134-1的旋转轴线旋转。
在图23A中,附图标记L1和L2分别表示磁辊轴134-1的右端部分134a和左端部分134b位于磁辊133-1的两个轴向端部(即,纵向上的端部)的外侧的长度。由于磁辊轴134-1的右端部分134a的尖端固定到壳体125上,左端部分134b的长度L2比右端部分134a的长度L1短。
磁辊轴134-1由磁性金属材料形成。从而,位于磁辊133-1的主体的轴向边缘表面的外侧的磁辊轴134-1的右端部分134a和左端部分134b长度不同。在图23A所示的结构中,右端部分134a比左端部分134b长。右端部分134a和左端部分134b之间的长度差别造成在磁辊133-1的两个轴向端部上、显影套筒132面对位于显影剂释放部分137上游的磁极N2和面对位于显影剂释放部分137下游的磁极N3的部分之间的磁场分布差异,所述磁极N3作为吸引磁极。因此,对应于右端部分134a的磁场T1(下面称为右端磁场T1)与对应于左端部分134b的磁场T2(下面称为左端磁场T2)相比形状像一个大弧形,所述右端磁场包括流入其中的磁场。因此,用于发生显影剂过传送(carry-over)的余量(margin)程度在显影套筒132的右端部分的大于在其左端部分的。“显影剂过传送”是显影剂在释放部分137没有从显影套筒132分离而是被显影套筒132进一步承载的现象。如果在图像显影之后其中调色剂浓度降低的显影剂没有返回到显影剂容器,而是被过传送并再次供给到显影区域,图像密度变得不均匀。
在本实施方式中,多个凹陷139形成在显影套筒132的表面上,并且考虑到右端磁场T1和左端磁场T2的效果,每个凹陷139相对于显影套筒132的轴向倾斜定位。更具体地说,如图23B所示,在显影剂释放部分137中,凹陷139的短边(例如,凹陷139垂直于其长轴的中心线)相对于显影套筒132的轴向的角度被设定成显影剂从显影套筒132朝向磁辊轴134-1的左端部分134b分离,该左端部分位于磁辊133-1沿着其纵向的端部的外侧,并且比右端部分134a短。换句话说,在图23A和23B所示的结构中,每个凹陷139在与磁辊轴134-1的较短的左端部分134b相同一侧(第一侧)上的左端在显影套筒132旋转方向上位于其右端的上游,所述右端在与较长的右端部分134a的相同侧上(第二侧),用于随着显影剂承载件旋转,将显影剂沿着显影套筒132的轴向朝向磁辊轴134-1的端部(左端部分134b)较短的第一侧移动。利用这种结构,在显影辊115-1的左端部分内,显影剂被引向成像区域内侧,即,引向图23A的右侧,并且在围绕左端部分134b的左端磁场T2的作用下,从显影套筒132掉落。相反,在显影辊115-1的右端部分内,在此由于围绕右端部分134a的右端磁场T1的作用,发生过传送显影剂的余量程度较低,在图23B中箭头所示的方向上,显影剂从显影套筒132分离,并且朝向成像区域内侧掉落,即,向图23A的左侧掉落。
在此,当各自相对于显影套筒132的轴向倾斜定位的多个卵形凹陷139如上所述形成在显影套筒132的表面上时,显影剂可能会累积在显影剂被凹陷139所移动的方向的下游侧上(图23A中的左侧)。此外,由于在显影剂释放部分137中从显影套筒132分离的显影剂朝向显影套筒132的一端移动,显影剂有可能不从显影套筒132分离,而是移动到端部,并然后随着显影套筒132的旋转被过传送(显影剂过传送)。
鉴于上面的问题,第二实施方式进一步包括第二磁场发生器,用于防止显影剂过传送,从而在保持设备相对紧凑的同时减轻图像密度的不均匀。
更具体的说,如图24所示,显影装置113-1还包括作为第二磁场发生器的磁铁149,其面对显影剂释放部分137或者磁辊133-1的释放磁极而定位。在图24所示的结构中,磁铁149被附着到壳体125的外表面上。虽然上面的描述涉及到低应力型显影装置,其中,单个磁极作为吸引磁极来将显影剂吸引到显影套筒132上并且作为显影剂调节磁极来调节在显影套筒132上承载的显影剂的量,当磁铁149设置在诸如图19所示的对比例那样的显影装置中时,可以获得类似的效果,在所示对比例中,单独的两个磁极分别作为吸引磁极和显影剂调节磁极,并且类似于图24所示地那样定位。
磁铁149经显影套筒132面对磁辊133-1的作为显影剂释放磁极的磁极N2和N3定位,且磁铁149的北极面对显影辊115-1。此外,如图25A所示,磁铁149相对于显影套筒132的轴向的位置是磁辊133-1在其纵向上的左端的外侧。更具体地说,磁铁149面对显影剂释放部分定位,并且位于显影套筒132的轴向端部的其中一个处,在该处,由于图25B所示的凹陷139,产生沿着轴向传送显影剂的力。
因此,可以减小在显影套筒132的左轴向端部处显影剂的过传送,并于是可以减小显影辊115-1的纵向长度。
图26是示出在显影套筒132的表面上的磁力分布与磁铁149在显影套筒传送显影剂的方向上延伸的布置范围(角度范围)之间的关系的示意图。
参照图26,磁铁149在显影套筒132的显影剂传送方向(旋转方向)上从沿法向穿过磁极N2在显影套筒132的表面上产生的磁通量的最大强度点的法线H1到沿法向穿过磁极N3在显影套筒132的表面上产生的磁通量的最大强度点的法线H2延伸。
要指出的是,在图19所示的对比例中,其中单独的磁极分别作为吸引磁极和显影剂调节磁极,在显影套筒132的显影剂传送方向上,磁铁149的布置范围是从沿法向穿过磁极S2在显影套筒132的表面上产生的磁通量的最大强度点的法线到沿法向穿过磁极S3所产生的磁通量的最大强度点的法线。
作为显影剂释放磁极的磁极N2和N3产生用于将显影剂从显影套筒132分离的磁力线,并且磁铁149产生将磁极N2和N3在显影剂释放部分137中产生的磁力线中的穿过轴向端部的磁力线沿显影套筒132的轴向向内侧偏转的磁场。更具体地说,通过将面对显影套筒132的一侧的磁极与磁极N2和N3的极性(北极)相同,在显影套筒132的显影剂传送方向(显影套筒132的旋转方向)上,磁铁149被定位在从法线H1到法线H2的区域内,所述法线H1沿法向穿过磁极N2在显影套筒132的表面上产生的磁力线的最大强度点,而所述法线H2沿法向穿过磁极N3在显影套筒132的表面上产生的磁力线的最大强度点。磁铁149在显影套筒132的轴向上位于磁辊133-1的主体的外侧。利用这种结构,如上所述,在显影套筒132的释放部分137中,在面对磁辊133-1的区域中,在轴向端部上磁力线的方向可以被偏转而接近垂直于显影套筒132的轴向的方向,即,偏转成将显影剂从显影套筒132上掉落的方向。由于可以增加在轴向端部上将显影剂从显影套筒132分离的力,在轴向端部处显影剂可以充分地从显影套筒132的表面分离。因此,可以减少显影剂易于过传送的面对磁辊133的区域的轴向长度(即,宽度)。因此,即使在减少面对磁辊133-1的区域的轴向长度时,显影剂过传送所造成的图像密度的不均匀也可以较小。从而,显影装置在显影套筒132的轴向上可以更紧凑。
另外,如图26所示,磁铁149定位成磁铁149的N极侧和显影套筒132的外圆周表面之间的最短距离X大于在磁铁149的N极侧和显影套筒132的外圆周表面之间的距离最短的位置处在显影套筒132的圆周表面上承载的显影剂的高度(即,层厚度)。这种布置可以防止磁铁149所施加的磁力在显影套筒132旋转时碰撞显影套筒132上承载的显影剂,并且可以保持理想的效果。
图27是显影辊115-1的侧视图,并示出显影剂在显影套筒132的左端部分内被磁铁149偏转的流动。磁铁149施加的磁力可以将位于磁辊133-1左端外侧的显影套筒132的表面上承载的显影剂TC指向该部分正下方或者成像区域内侧。此外,显影剂TC可以被分别位于显影剂释放部分137上游和下游的磁极N2和N3所施加的法向上的磁力线从显影套筒132上分离并且引向显影剂容器。由此,可以减轻显影剂过传送。
要指出的是除了在显影套筒132的轴向的左端部分之外,另一个磁铁可以设置在显影装置113-1的右端部分。
图28A是显影辊115-1的侧视图,其包括第三磁场发生器,除了磁铁149之外,磁铁150位于磁辊133-2的右端外侧的右端部分处。图28B是显影辊115-2的显影套筒132的放大图。
类似于图25A到27的显影辊115-1,凹陷139形成在显影辊115-2的显影套筒132的表面上。显影剂的过传送可以通过除了磁铁149之外还设置作为第三磁场发生器的磁铁150来更好地防止。
要指出的是磁铁149的磁力可以比磁铁150的更强,这是由于在左端部分,由于在显影套筒132表面内形成的凹陷139,在显影剂释放部分137中产生将显影剂向左传送的力。当在左端部分内的磁铁149的磁力比磁铁150的更强时,可以减轻向左传送显影剂的力。从而,在两个端部,显影剂从显影套筒132的释放性可以基本上相同。
要指出的是各实施方式的上述特征可以适用于图中所示之外的其他显影装置。
(第三实施方式)
下面参照图29描述第三实施方式。
图29是根据第三实施方式的显影装置113-2的端视图。图29所示的显影装置113-2包括显影剂承载件341,在其内侧设置磁场发生器347;面对显影剂承载件341的下侧定位的显影剂调节器346;以及第一和第二显影剂传送元件342和343,以在装置的纵向上传送显影剂装置113-2的壳体内包含的显影剂。磁场发生器347围绕显影剂承载件341产生多个磁极。显影剂调节器346调节显影剂承载件341上承载的显影剂量。第一显影剂传送元件342面对显影剂承载件341定位并基本上在显影剂承载件341的下方,并且在沿着轴向传送显影剂的同时将显影剂提供到显影剂承载件341。第二显影剂传送元件343面对显影剂承载件341定位,并且将从显影剂承载件341分离的显影剂与外面提供的调色剂混合。分隔壁344将壳体的内部分隔成其中设置第一显影剂传送元件342的隔室和其中设置第二显影剂传送元件343的另一隔室,并且第一和第二显影剂传送元件342和343单向传送显影剂。从而,利用分隔壁344和壳体形成显影剂传送路径。通过将各实施方式的上述特征应用于如图29所示的显影装置,在显影剂被收集并于是显影剂的高度较高的一侧上,可以提高显影剂过传送的余量程度。从而,可以实现更高的效果。
如上所述,上述第二和第三实施方式的效果是减轻显影剂在显影套筒表面上的过传送,由此减小图像密度的不均匀,同时防止在如下结构中装置尺寸的增加,即在该结构中,由于形成在显影套筒表面上的倾斜凹陷,随着显影套筒旋转,显影剂沿着显影套筒的轴向向一端移动。
更具体地说,根据第二和第三实施方式的显影装置包括磁辊轴134-1,其作为磁性支撑轴,突出到磁辊133-1的两个轴向端部的外侧。磁辊轴134-1包括不等轴向长度的磁辊轴134-1的右端部分134a和左端部分134b。沿随着显影套筒132旋转显影剂在显影剂释放部分137中由于凹陷139而移动的方向的下游侧上的左端部分134b比在相对侧上的右端部分134a的短。利用这种结构,在显影辊115-1的左端部分内,受到围绕左端部分134b的左端磁场T2的影响,显影剂被引向成像区域内侧,并且从显影套筒132上掉落。在显影辊115-1的右端部分内,由于围绕右端部分134a的右端磁场T1的作用,发生显影剂过传送的余量程度较低,显影剂从显影套筒132朝向成像区域内侧掉落。
另外,在上述实施方式中,包括在显影剂中的调色剂颗粒具有在从3微米到8微米范围内的体积平均颗粒直径。另外,体积平均颗粒直径(Dv)与数量平均颗粒直径(Dn)的比在1.00到1.40(Dv/Dn)的范围内。为了再现大于600dpi的精细点图像,体积平均颗粒直径与数量平均颗粒直径的比(Dv/Dn)优选的接近1.00,用于实现更尖锐的颗粒直径分布。在具有这种小直径和窄颗粒直径分布的调色剂的情况下,电荷分布可以均匀,并因此,可以产生减少调色剂散落在背景中的高质量图像。此外,在静电转印方法中,可以提高转印比率。
此外,用在上述实施方式中的调色剂的第一形状因数SF-1在100到180的范围内,且第二形状因数SF-2在100到180范围内。当第一形状因数SF-1是100时,调色剂颗粒是圆形的。第一形状因数SF-1变得越大,调色剂颗粒越不定形。当第二形状因数SF-2是100时,调色剂颗粒是平的,第二形状因数SF-2越大,调色剂颗粒越不规则。当第一形状因数SF-1和第二形状因数SF-2中任一个或二者都超过180时,显影剂的流动性和圆度以及转印效率都退化。
鉴于上述教导,各种另外的改进和变型都是可能的。因此,可以理解到在所附权利要求书的范围内,本说明书的公开内容可以在此详细描述的之外的方式实现。
与相关申请的横向参考
本专利说明书基于2010年2月10日在日本专利局提交的日本专利申请第2010-027208号和2010年2月23日在日本专利局提交的日本专利申请2010-036809号并要求它们的优先权,这些申请通过引用整体结合于此。
Claims (15)
1.一种显影装置,该显影装置用两组分显影剂显影潜像承载件上形成的潜像,所述两组分显影剂基本上由调色剂和载体构成,所述显影装置包括:
壳体;
显影剂容器,该显影剂容器容纳在所述壳体内,其用于容纳显影剂;
中空筒形非磁性显影剂承载件,该显影剂承载件可旋转地设置在所述壳体内,在旋转的同时传送显影剂,在显影区域内,所述显影剂承载件通过所述壳体的开口局部露出并面对所述潜像承载件;
磁场发生器,所述磁场发生器设置在所述显影剂承载件内侧,具有多个磁极,所述多个磁极包括将显影剂从显影剂容器吸引到显影剂承载件的吸引磁极、在显影剂承载件旋转方向上所述显影区域的下游到显影剂释放部分将显影剂保持在显影剂承载件上的显影剂传送磁极、以及将显影剂从显影剂承载件上分离并将该显影剂返回到显影剂容器的释放磁极;
显影剂搅拌器,该显影剂搅拌器设置在显影剂容器内,在沿着显影剂承载件的轴向传送显影剂的同时搅拌该显影剂;以及
显影剂调节器,该显影剂调节器容纳在所述壳体内,以调节所述显影剂承载件上承载的显影剂的层厚度,
其中,在所述显影剂承载件的外圆周表面和所述壳体的内壁之间、在沿着所述显影剂承载件旋转的方向、所述壳体内形成的开口的下游且所述显影剂释放部分的上游的部分处、保持有预定间隙;
相隔一定距离的多个凹陷形成在显影剂承载件的外圆周表面上;以及
沿着所述显影剂承载件的圆周方向在相邻凹陷之间的间距比在垂直于所述显影剂承载件的轴向的方向上所述显影剂传送磁极的磁通量密度的宽度的一半短。
2.如权利要求1所述的显影装置,其中,在所述显影剂承载件的圆周方向上相邻的凹陷沿着显影剂承载件的轴向偏移,所偏移的长度不大于所述凹陷在所述显影剂承载件的轴向上的长度。
3.如权利要求1所述的显影装置,其中,所述显影装置在平行于所述显影剂承载件的轴向的方向上可拆卸地安装到成像设备上。
4.如权利要求3所述的显影装置,其中,沿着所述显影装置可安装到成像设备上的方向、在所述显影剂承载件圆周方向上相邻凹陷之间的间距在后侧上的比在前侧上的小,用于产生在所述显影装置可安装的方向上从显影装置的前侧向后侧流动的气流。
5.如权利要求3所述的显影装置,其中,在所述显影剂承载件的外圆周表面上形成的多个凹陷中的每一个是卵形的,并且定位成其长轴相对于显影剂承载件的轴向倾斜;且
在显影装置可安装到成像设备上的方向上,凹陷的后端部分沿着显影剂承载件的旋转方向位于上游,而凹陷的前端部分沿着显影剂承载件的旋转方向位于下游,用于产生从显影装置的后侧向前侧流动的气流。
6.一种处理盒,该处理盒可拆卸地安装到成像设备中,该处理盒包括如权利要求1所述的显影装置,
其中,至少潜像承载件与所述显影装置容纳在共同的壳体中。
7.一种成像设备,包括如权利要求6所述的处理盒。
8.如权利要求7所述的成像设备,其中使用的调色剂是通过使调色剂材料溶液在含水介质中进行交联和伸长反应中的至少一种而制备的,所述调色剂材料溶液是至少将具有包含氮原子的功能团的聚酯预聚物、聚酯、着色剂和释放剂分散在有机溶剂中而制备的。
9.一种显影装置,该显影装置用两组分显影剂显影潜像承载件上形成的潜像,所述两组分显影剂基本上由调色剂和载体构成,所述显影装置包括:
壳体;
显影剂容器,该显影剂容器容纳在所述壳体内,其用于容纳显影剂;
中空筒形非磁性显影剂承载件,该显影剂承载件可旋转地设置在所述壳体内,以在旋转的同时传送显影剂,在显影区域,所述显影剂承载件通过所述壳体的开口局部露出,并面对所述潜像承载件;
第一磁场发生器,该第一磁场发生器设置在所述显影剂承载件的内侧,具有多个磁极,所述多个磁极包括将显影剂从显影剂容器吸引到显影剂承载件的吸引磁极、在显影剂承载件旋转方向上所述显影区域的下游到显影剂释放部分将显影剂保持在显影剂承载件上的显影剂传送磁极、以及将显影剂从显影剂承载件上分离并将该显影剂返回到显影剂容器的释放磁极;
显影剂搅拌器,该显影剂搅拌器设置在所述显影剂容器内,在沿着显影剂承载件的轴向传送显影剂的同时搅拌该显影剂;
显影剂调节器,该显影剂调节器容纳在所述壳体内,以调节所述显影剂承载件上承载的显影剂的层厚度;以及
第二磁场发生器,该第二磁场发生器位于显影剂承载件的轴向上所述显影装置的第一侧上的显影装置的第一端部,
其中,相隔一定距离的多个卵形凹陷形成在显影剂承载件的外圆周表面上,所述多个凹陷的每一个的长轴相对于显影剂承载件的轴向倾斜定位,且在所述显影装置的第一侧上的所述凹陷的第一纵向端部沿所述显影剂承载件旋转方向位于其第二纵向端部的上游,所述第二纵向端部与所述第一纵向端部相对,用于随着显影剂承载件的旋转在与所述显影剂承载件的轴向平行的方向上将显影剂朝向所述显影装置的第一侧传送;且
所述第二磁场发生器产生磁场,该磁场用于阻止在显影剂释放部分中显影剂被所述多个凹陷沿着所述显影剂承载件的轴向朝向所述显影装置的第一侧传送。
10.如权利要求9所述的显影装置,其中,所述第一磁场发生器包括磁性支撑轴,该磁性支撑轴具有分别设置在所述显影装置的第一侧和第二侧上的不等长度的第一轴向端部和第二轴向端部,磁性支撑轴的第一轴向端部和第二轴向端部二者都从第一磁场发生器的主体突出;且
磁性支撑轴位于显影装置的第一侧上的第一轴向端部比磁性支撑轴的第二轴向端部短,其中所述显影剂被显影剂承载件的外圆周表面上的多个凹陷朝向所述显影装置的所述第一侧移动。
11.如权利要求9所述的显影装置,其中,所述第二磁场发生器定位成经显影剂承载件面对第一磁场发生器的释放磁极,并且定位在所述显影装置的第一侧上,其中所述显影剂被显影剂承载件的外圆周表面上的多个凹陷朝向所述显影装置的所述第一侧移动,以及
第二磁场发生器具有与第一磁场发生器的释放磁极的极性相同的极性。
12.如权利要求11所述的显影装置,还包括第三磁场发生器,该第三磁场发生器具有与释放磁极的极性相同的极性,所述第三磁场发生器定位成经显影剂承载件面对所述第一磁场发生器的释放磁极,并且定位在显影装置的与所述第一端部相对的第二端部上;并且
定位在显影装置的第一侧上的第二磁场发生器具有比第三磁场发生器所施加的磁力更强的磁力,其中,其中所述显影剂被显影剂承载件的外圆周表面上的多个凹陷朝向所述显影装置的所述第一侧移动。
13.如权利要求9所述的显影装置,其中,所述释放磁极包括彼此相邻且具有相同极性的两个磁极。
14.一种处理盒,该处理盒可拆卸地安装在成像设备内,并包括如权利要求9所述的显影装置,
其中,至少潜像承载件与所述显影装置容纳在共同的壳体中。
15.一种成像设备,包括如权利要求14所述的处理盒。
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