CN104246623B - 显影装置 - Google Patents

Abstract

一种显影装置，其包括：显影剂运载构件；磁体；显影室；刮刀构件；和引导部分。沿着显影剂运载构件的旋转方向从引导部分的显影剂供给起始位置至所述刮刀构件的距离是2mm或者更大。当显影剂运载构件表面处的在垂直于显影剂运载构件的方向上的磁力是Fr时，磁极设置成使得通过求得磁力Fr从所述刮刀构件至关于所述旋转方向位于所述刮刀构件上游2mm位置处的积分获得的积分值FrNear与通过求得磁力从所述刮刀构件至关于旋转方向的显影剂供给起始位置处的积分获得的积分值FrAll之间的比为60％或者更大。

Description

显影装置

技术领域

本发明涉及一种显影装置，所述显影装置能够与通过使用电子照相处理形成图像的成像设备一起使用，并且本发明特别地涉及一种显影装置，所述显影装置能够与成像设备诸如复印机、打印机、传真机或者具有这些机器的多种功能的多功能机一起使用。

背景技术

在电子照相类型的传统成像设备中，通常，通过充电器使得作为图像承载构件的鼓状感光构件的表面均匀充电，然后通过曝光装置根据图像信息使得充电的感光构件曝光，以在感光构件上形成静电潜像。通过使用显影装置凭借包含在显影剂中的调色剂使得形成在感光构件上的静电潜像可视为调色剂图像。

作为这种显影装置，存在一种显影装置，所述显影装置使用双组分显影剂作为显影剂，所述双组分显影剂包括非磁性调色剂颗粒(调色剂)和磁性载体颗粒(载体)。特别地，在彩色成像设备中，调色剂可以不包含磁性材料，因此为了使得色彩(倾角)良好等等，广泛使用双组分显影剂。

在这种显影装置中，通常，在多种情况中作为层厚管控构件的管控刮刀设置成通过预定间隙与显影套筒的外周表面相对。在当显影剂被供给到显影区域时显影剂通过位于显影套筒8和管控刮刀9之间的间隙的过程中，管控承载在显影套筒上的待供给到显影区域的显影剂量，从而管控显影剂，以便以稳定的数量供给(供应)显影剂。

然而，在由管控刮刀来实施承载在显影套筒表面上的显影剂的层厚管控的显影装置中，能够发生以下问题。图5是示出了在使用传统已知的双组分显影剂的情况中处于管控刮刀位置的上游位置处的双组分显影剂的状态的示意性截面图。通过结合在显影套筒中的磁体，承载并且供给显影剂，以使得静电图像(潜像)显影。在这种显影装置中，显影剂部分被分成两个部分，在其中一个部分处，管控刮刀使得显影剂停止流动，在另一个部分处，显影剂跟随显影套筒的旋转，以便以与显影套筒的转速基本相同的速度供给显影剂，使得在边界部分处产生剪切面(平面)。随着显影套筒的旋转位于剪切面上的显影剂A被圆周力压抵在管控刮刀上，使得在某些情况中显影剂处于密实状态并且然后连续停滞。在剪切面上的显影剂长时间停滞的情况中，在边界表面处，活动显影剂层和静止显影剂层相互摩擦。结果，在双组分显影剂的情况中调色剂因摩擦而摆脱载体，然后摆脱的调色剂颗粒因摩擦产生的摩擦热量而易于相互粘附，由此形成调色剂层。由此形成的调色剂层因显影套筒8的连续旋转而生长，使得管控刮刀9和显影套筒8之间的间隙堵塞，并且由此降低了通过间隙的显影剂的数量(在下文中，这种现象称作不当覆盖)。结果，运送到显影区域的显影剂的数量发生波动，使得产生了诸如密度降低和纵向密度不均匀的问题。

在日本公开专利申请(JP-A)Hei 5-035067中，为了防止形成显影剂的静止层，提出在管控刮刀的正上游侧设置一种圆筒状调色剂供给构件，所述圆筒状调色剂供给构件一直与显影套筒保持特定间隙稳定旋转。

然而，在JP-A Hei 5-035067中，能够防止形成显影剂的静止层，但是却需要用于支撑调色剂供给构件的支承件和用于驱动调色剂供给构件的驱动装置，不可避免地使得构造复杂化并且其成本增加。另外，在调色剂供给构件与显影套筒相对的位置处沿着相反方向驱动调色剂供给构件，因此将强应力施加在显影剂上，使得显影剂的质量可能较早下降。

发明内容

鉴于上述问题已经完成了本发明。本发明的主要目的是提供一种显影装置，所述显影装置在不设置附加(新)构件等的情况下能够抑制因在显影剂管控构件上游侧中形成静止层而产生图像缺陷，所述显影剂管控构件用于管控显影剂运载构件上的显影剂量。

根据本发明的一方面，提供了一种显影装置，所述显影装置包括：显影剂运载构件，其用于运载包括调色剂和载体的显影剂；设置在显影剂运载构件内部的磁体，所述磁体包括关于显影剂运载构件的旋转方向的多个磁极；显影室，其用于将显影剂供给到显影剂运载构件；非磁性刮刀构件，其用于管控覆盖在显影剂运载构件上的显影剂的量；和引导部分，其用于相对于重力方向从上方将显影剂引导至显影剂运载构件，其中，引导部分设置成与刮刀构件和显影剂运载构件相对并且相对于显影剂运载构件的旋转方向位于刮刀构件的上游，其中，相对于显影剂运载构件的旋转方向，从引导部分的显影剂供给起始位置到刮刀构件的距离为2mm或者更大，在所述显影剂供给起始位置处，开始将显影剂向显影剂运载构件供给，并且当相对于显影剂运载构件的法向方向的显影剂运载构件的表面处的磁力是Fr时，磁极设置成使得通过求得磁力Fr从刮刀构件至关于显影剂运载构件的旋转方向位于刮刀构件上游2mm位置处的积分获得的积分值FrNear与通过求得磁力从刮刀构件至关于显影剂运载构件的旋转方向的显影剂供给起始位置处的积分获得的积分值FrAll之间的比为60％或者更大。

当结合附图考虑本发明的优选实施例的以下描述时，本发明的这些和其它目的、特征和优势将变得更加显而易见。

附图说明

图1是图解了根据本发明的实施例1的显影装置的示意图；

图2是图解了成像设备和实施例1中的显影装置的位置关系的示意图；

图3是图解了实施例1中的显影装置中的显影室和搅拌室的截面图；

图4是图解了实施例1中的水平搅拌型显影装置的截面图；

图5是图解了传统显影装置中的管控刮刀的上游侧中的显影剂状态的截面图；

图6是图解了静止角的测量方法的示意图；

图7是图解了实施例1中管控刮刀的附近的显影套筒的截面图；

图8包括示出了实施例1中的显影套筒的表面上的磁通密度Br和磁通密度Bθ的分布的示意图；

图9是示出了在实施例1中显影套筒的表面上的磁吸引力Fr分布的示意图；

图10是示出了实施例1中在条件1至3下管控刮刀附近的磁吸引力Fr分布的示意图；

图11是图解了实施例1中限定的Br、Bθ和Fr以及Fθ的示意图；

图12包括示出了在实施例2中显影套筒的表面上的磁通密度Br和磁通密度Bθ的分布的示意图；

图13是示出了实施例2中显影套筒的表面上的磁吸引力Fr的分布的示意图；

图14是图解了特别地关于显影装置2的管控刮刀的磁极的布置的示意图；

图15包括示出了实施例1中在条件4下显影套筒的表面上的磁通密度Br和磁通密度Bθ的分布的示意图；

图16是示出了在实施例1中在条件4下显影套筒的表面上的磁吸引力Fr的分布的示意图；

图17包括示出了在实施例3中显影套筒的表面上的磁通密度Br和磁通密度Bθ的分布的示意图；

图18是示出了实施例3中显影套筒的表面上的磁吸引力Fr的分布的示意图；

图19是图解了特别地关于实施例3中显影装置的管控刮刀的磁极的布置的示意图；

图20包括示出了实施例1中在条件5-7下显影套筒的表面上的磁通密度Br和磁通密度Bθ的分布的示意图；

图21是示出了实施例1中条件5-7下显影套筒的表面上的磁吸引力Fr的分布的示意图；

图22是示出了实施例1中条件5-7下管控刮刀附近的磁吸引力Fr的分布的示意图；

图23是图解了实施例4中显影套筒表面的槽形状的示意图；

图24、25和26是均图解了实施例4中显影套筒表面的槽形状的另一个示例的示意图；

图27是图解了实施例5中从第一进给螺杆供给显影剂的截面图；

图28、29和30是均图解了实施例5中第一进给螺杆的示意图；

图31和32是均图解了实施例5中的肋构件的示意图；

图33是示出了传统显影装置中从肋构件供给显影剂的截面图；

图34是示出了当沿竖直方向从上方观察时传统显影装置中从肋构件供给显影剂的示意图；

图35是示出了实施例5中从肋构件供给显影剂的截面图。

具体实施方式

参照附图，将具体描述本发明的实施例。然而，关于在以下实施例中描述的构成元件的尺寸、材料、形状、相对布置、数值等，除非另有说明，否则本发明的范围并不局限于此。

(实施例1)

【成像设备】

图1示出了如图2所示的全色成像设备中的站Y、M、C和K中的每一个处的图像承载构件(感光鼓)10和显影装置1之间的位置关系。各个站Y、M、C和K具有基本相同的构造并且分别形成黄色(Y)、洋红(M)、青色(C)和黑色(K)的图像，用于全色图像。在以下描述中，例如，站Y、M、C、K处的显影装置1Y、1M、1C和1K共用显影装置1。

首先，当参照图2时，将描述整个成像设备的操作。作为图像承载构件的感光鼓10旋转设置，并且通过主充电器21均匀充电，然后通过发光元件22(诸如激光器)曝光于根据信息信号调制的光，从而形成潜像。在下述处理中由显影装置1使得潜像可视为显影剂图像(调色剂图像)。调色剂图像在每一个站由第一转印充电器23转印到作为记录材料的转印纸27上，此后由定影装置25定影以获得永久性图像，所述转印纸27由转印材料运送板(带)24运送。此外，由清洁装置26移除存留在感光鼓10上的转印残留调色剂。此外，从调色剂供应容器20供应调色剂，供应的调色剂的数量对应于包含在由成像消耗的显影剂中的调色剂的数量。此外，在这个实施例中应用这样的方法，在所述方法中，将调色剂图像从感光鼓10Y、10M、10C和10K直接转印到由转印材料运送板24运送的作为记录材料的转印纸27上，但是本发明并不局限于此。本发明还能够应用于具有以下构造的成像设备，在所述构造中，替代转印材料运送板24设置了中间转印构件，并且相应的彩色调色剂图像在从相应感光鼓10Y、10M、10C和10K初次转印之后一同二次转印到转印纸上。

【双组分显影剂】

接下来，描述在本实施例中使用的双组分显影剂。调色剂包含：由粘合剂树脂、着色剂、着色树脂颗粒构成的着色颗粒，根据需要所述着色树脂颗粒包含其它添加剂；和诸如硅胶的细粉末的外部添加剂。此外，在这个实施例中，调色剂由可带负电荷的聚酯树脂材料形成，并且其体积平均粒径为7.0μm。

作为用于载体的材料，能够适当地使用金属物质的表面氧化或者非氧化颗粒，诸如，铁、镍、钴、锰、铬、稀土金属和其合金，或者氧化铁氧体，等等。不特别限制用于制造这些磁性颗粒的方法。在这个实施例中，使用这样的载体，所述载体的体积平均粒径为40μm，体积电阻率为5×10⁸Ω·cm，磁化强度为180emu/cc。载体的磁化强度可以优选地为100－300emu/cc。当磁化强度大小小于100emu/cc时，显影套筒和载体之间的磁保持力变小并且因此载体可能沉积在感光鼓上。另一方面，当磁化强度大小大于300emu/cc时，双组分显影剂的磁链刚度增强，使得易于发生因图像与磁链摩擦所产生的所谓“链不均匀”。即，对于使用双组分显影装置成像而言，理想的是，载体的磁化强度大小(强度)为100－300emu/cc。

在这个实施例中，使用这样的双组份显影剂，通过按照8％的基于重量的混合比(调色剂重量与调色剂重量和载体重量的总和的重量比)混合调色剂和载体来制备所述双组分显影剂。在这个实施例中，双组分显影剂的聚集程度在作为静止角测量时为40度。

在本发明中，显影剂的静止角的适当范围是20－60度，优选地是30－50度。当双组分显影剂的静止角小于20度时，因高可流动性，不能在多次转印操作期间充分解决飞散和中空漏失的问题并且不能在连续成像期间充分保持转印性能。此外，当静止角大于60度时，初始打印状态下飞散和中空漏失的抑制水平良好，但是当高速连续成像时，导致显影性能劣化和负载螺丝锁紧。在这个实施例中，使用静止角为40度的显影剂。

<测量方法>

顺便提及，关于这个实施例中使用的调色剂，利用以下设备和方法测量加权平均粒径。作为测量调色剂的加权平均粒径的测量设备，使用Coulter Counter TA-II或者Coulter Multisizer(由Coulter有限公司制造)。作为电解溶液(水溶液)，使用1％的NaCl水溶液，通过使用诸如ISOTONR－II(由Coulter Scientific Japan有限责任公司制造)的一等氯化钠来制备所述1％NaCl的水溶液。

作为测量方法，将0.1－5ml的表面活性剂，优选地烷基苯磺酸作为分散剂添加到100－150ml的上述电解水溶液中。然后，将2－20mg的测量样本添加到上述混合物中。然后，通过超声分散装置使得悬浮有样本的电解水溶液分散大约1－3分钟。然后，利用装配有孔的测量设备测量2μm或者更大的调色剂颗粒的体积和数量，从而计算体积分布和数量分布。

按以下方式测量在这个实施例中使用的磁性载体的电阻率。即，使用夹层型电池，所述夹层型电池的测量电极的每一个的面积(尺寸)为4cm²，并且电极之间的间隙为0.4cm。然后，通过这样的方法测量电阻率，在所述方法中，在将1kg的重量施加到电极中的一个并且将电压E(V/cm)施加到两个电极之间的同时从流过电路的电流获得载体电阻率。此外，利用激光衍射类型的粒径分布测量装置(“HERO”，由JEOL有限责任公司制造)测量磁性颗粒的体积平均粒径，并且基于体积基准将0.5－350μm的粒径范围对数地分成32组，每组十个，并且测量每个组中的颗粒数量。然后，根据测量结果，将体积50％的中间粒径用作体积平均粒径。

此外，利用自动振荡场磁性记录仪(“BHV-30”，由Riken Denshi有限责任公司制造)测量在这个实施例中使用的磁性载体的磁性。作为磁特性值，通过形成外部磁场获得磁性载体的磁化强度，所述外部磁场分别为795.7kA/m和79.58kA/m。通过将磁性载体包装在圆筒形塑料容器至足够紧密来制备用于测量的磁性载体的样本。在这种状态中，测量磁矩，而且称重样本的实际重量，以获得磁化强度(emu/g)。此外，利用例如干燥类型的自动比重计(“Accupyc 1330”，由Shimazu公司制造)等获得磁性载体颗粒的绝对比重，从而能够通过将获得的磁化强度乘以绝对比重而获得每单位体积的磁化强度。

在这个实施例中，通过使用以下方法测量静止角。

测量设备：粉末测试仪(“PT-N”，由Hosokawa Micron公司制造)。

测量方法：根据粉末测试仪(PT-N)(筛孔301:710μm，振动时间：180s，振幅：2mm或者更小)所附的操作手册中的静止角测量。

如图6所示，双组分显影剂从漏斗302落到盘303上，并且获得在以圆锥形沉积在盘303上的显影剂500的母线和盘303的表面之间形成的角作为静止角。然而，使得样本处于23℃和60％RH的相对湿度的环境下静置一整夜，然后在23℃和60％RH的环境中由测量设备测量静止角并且重复五次测量。将五次测量值的算术平均值用作静止角

【显影装置】

接下来，将具体描述显影装置1。图1是这个实施例中的显影装置的截面图。这个实施例中的显影装置1包括：显影容器2，在所述显影容器2中容纳有包含非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂；和显影套筒8，所述显影套筒8作为显影剂运载构件设置在显影剂容器2中。作为显影剂管控构件(刮刀构件)的管控刮刀9设置成与显影套筒8相对，并且凭借管控刮刀9管控显影套筒8的表面上的显影剂载体的层厚，以提供预定量。

此外，显影容器2的内部在大体中央部分处由分隔壁7竖直分隔成显影室3和搅拌室4，所述分隔壁7沿着垂直于图1的图纸表面的方向延伸，并且显影剂容纳在显影室3和搅拌室4中。在显影室3和搅拌室4中，分别设置有作为供给构件的第一和第二进给螺杆5和6，用于搅拌和供给显影剂T。图3是显影装置1的纵向截面图，用于图解显影装置1中的显影室3和搅拌室4。第一进给螺杆5设置在显影室3的底部处，并且基本平行于显影套筒8的轴向方向(显影装置宽度方向)。在这个实施例中，第一进给螺杆5具有螺杆结构，其中，由非磁性材料形成的叶片构件设置成在由铁磁材料形成的旋转轴周围成螺旋状并且旋转，以在显影室3的底部沿着显影套筒8的轴向方向运送显影室3中的显影剂T。

此外，第二进给螺杆6与第一进给螺杆5相似，也具有螺杆结构，其中，在所述螺杆结构中，叶片构件设置成围绕旋转轴成螺旋状，所述叶片构件沿着与第一进给螺杆5的螺纹方向相反的方向带有螺纹。

而且，第二进给螺杆6设置在搅拌室4的底部处，基本平行于第一进给螺杆5，而且通过沿着与第一进给螺杆5的旋转方向(顺时针方向)相反的方向(逆时针方向)旋转而沿着与第一进给螺杆5相反的方向运送搅拌室4中的显影剂T。

因此，通过使得第一和第二进给螺杆5和6旋转使得显影剂在显影室3和搅拌室4之间循环。在显影装置1中，显影室3和搅拌室4竖直布置，使得来自显影室3的显影剂由上至下朝向搅拌室4运动，并且来自搅拌室4的显影剂由下至上朝向显影室3运动。特别地，通过聚集在端部部分处的显影剂部分的压力向上(从下至上)推显影剂，从搅拌室4朝向显影室3运送显影剂。

此外，显影容器2在对应于显影区域的位置处设置有开口，在所述显影区域处，显影容器2与感光鼓10相对。在这个开口处，显影套筒8设置成可旋转，部分暴露于感光鼓10。

在这个实施例中，显影套筒8和感光鼓10的直径分别为20mm和80mm，并且二者之间的最近距离是大约300μm。进行设置，使得能够在这种状态中实施显影，在所述状态中，由显影套筒44运送至显影区域(部分)的显影剂与感光鼓10相接触。

顺便提及，显影套筒8由非磁性材料(诸如，铝或不锈钢)构成。在显影套筒8内部设置有静止(不旋转)的磁辊8'。

此外，对显影套筒8的表面进行喷砂，使得由显影套筒8的表面的不平坦(突出/凹陷)形状捕获显影剂并且由此因显影套筒8的旋转而提供相对于圆周方向的强运送力。

在显影期间，显影套筒8承载双组分显影剂，通过由管控刮刀9切割磁刷链来管控双组分显影剂的层厚度，并且所述显影套筒8沿着由箭头指示的方向(逆时针方向)旋转。因此，显影套筒8在其与感光鼓10相对时将显影剂运送到显影区域，从而将显影剂供应到形成在感光鼓10上的静电潜像，以使得静电潜像显影。

设置在显影套筒8内部的磁辊8'包括用于运送显影剂的磁极S1、N1、N2和N3和显影极S2。这些磁极中的N3极和N1极的极性相同并且设置成彼此相邻。在这些磁极之间，形成排斥磁场，使得磁极构成为使得搅拌室4中的显影剂T分离。

顺便提及，磁体中相对于图1中的径向方向的线分别示出了磁极N1、N2、N3、S1和S2的磁通密度的峰值位置。

从电源将呈用AC电压偏置的DC电压形式的显影偏压施加到显影套筒8，使得显影效率，即，向静电潜像赋予调色剂的程度。在这个实施例中，使用峰至峰电压(Vpp)为－500V的DC电压和峰至峰电压(Vpp)为800V且频率(f)为12kHz的AC电压。然而，DC电压值和AC电压波形并不局限于此。此外，通常，在双组分磁刷显影方法中，当施加AC电压时，虽然显影效率得以提高并且因此图像质量高，但却易于导致模糊。为此，通过提供在施加到显影套筒8的DC电压和感光鼓10的电荷电势(即，白色背景部分电势)之间的电势差来防止出现模糊。

在显影区域中，显影装置1的显影套筒8随着感光鼓10而沿着与感光鼓10的旋转方向相同的方向旋转，并且显影套筒8与感光鼓10的圆周速度比是1.75。圆周速度比可以设定处于0.5－2.5的范围内，优选地处于1.0－2.0的范围内。当运动(圆周)速度比增大时，显影效率对应提高。然而，当该速度比过大时，发生调色剂飞散、显影剂劣化等问题，因此圆周速度比可以优选地设置在上述范围内。

此外，作为链切割构件的管控刮刀9由铝等形成的非磁性构件构成为板状，沿着显影套筒8的纵向轴向线方向延伸，并且相对于显影套筒旋转方向设置在感光鼓10的上游处。在这个实施例中，管控刮刀9由非磁性构件构成，以防止作为磁性颗粒的载体被磁场约束在刮刀表面处，因此不能形成静止层。在图1中，当在通过显影套筒8的中心的水平表面(平面)上，在与感光鼓10相对的表面侧上的位置是0度时，管控刮刀9布置在相对于顺时针方向与0度位置成100度的位置处。在下文中，将基于顺时针方向描述管控刮刀9等相对于显影套筒8的磁体布置和圆周位置。

然后，构成显影剂的调色剂和载体二者通过位于管控刮刀9的端部和显影套筒8之间的间隙，以便被送至显影区域。顺便提及，通过调节管控刮刀9的端部和显影套筒8的表面之间的间隔(间隙)，管控承载在显影套筒8上的显影剂的磁刷链的切割量，从而调节运送到显影区域的显影剂量。在这个实施例中，管控刮刀9以30mg/cm²管控显影套筒8上的每单位面积的显影剂覆盖量。

接下来，将描述在管控刮刀的上游侧中关于显影剂运动的供给引导件的构成，其是这个实施例的特征部分。

【供给引导构件】

如图1所示，分隔构件7具有延伸至管控刮刀9附近的形状，并且包括作为引导部分的供给引导件11，用于相对于重力的方向从上方引导容纳在显影室3中的显影剂。供给引导件11设置成在相对于显影套筒8的旋转方向的上游侧中与管控刮刀9相对。通过驱动第一进给螺杆5，供给引导件11(其表面与管控刮刀9相对)还执行经过管控刮刀9和供给引导件11之间的间隔(间隙)适当地供应显影剂的功能。此外，供给引导件11布置成相对于显影套筒8的圆周方向与显影套筒8相对，从而用作管控部分，用于管控从显影室3朝向显影套筒8供给显影剂的供给起始位置P1。将供给引导件11的引导表面的角度设置在垂直于显影套筒8的表面的方向。此外，将供给引导件11与显影套筒8之间的最近距离设定为1mm，并且显影套筒8最接近供给引导件11的位置P1设定在130度的显影套筒圆周位置处。此外，在这个实施例中，作为显影套筒8最接近分隔壁7的位置并且相对于显影套筒8的旋转方向位于位置P1的上游处的位置P3构成为位于150度的显影套筒圆周位置处。

接下来，将参照图7描述这个实施例中的显影剂流动。首先，显影套筒8最接近供给引导件11的位置P3位于排斥区域的下游处，N1极和N3极形成所述排斥区域，所述N1极和所述N3极具有相同的极性，并且显影剂因排斥力而接收沿着显影剂与显影套筒8分离的方向的力，因此在排斥区域中从显影套筒8移除。因此，显影剂不会通过显影套筒8和分隔构件7之间的间隙，从而防止将显影剂供应到管控刮刀9。即，通过一路径将显影剂供应到管控刮刀9，显影剂沿着所述路径从第一进给螺杆5越过供给引导件11，然后，显影剂存储在管控刮刀9和供给引导件11之间。在这个实施例中，与位于管控刮刀9下方的位置P2相比，供给引导件11的顶部位置P4设定成使得相对于水平方向的仰角θ是30度。即，供给引导件11的顶点相对于水平方向位于管控刮刀9和显影套筒8之间的最接近位置的上方。这是因为显影剂以能够稳定覆盖的数量存储在管控刮刀9和显影套筒8之间的区域中。

此外，供给引导件11的长度D是11mm。在这个实施例中，供给引导件11与分隔构件7一体构成并且由与显影容器2的材料相同的材料形成，所述分隔构件7分隔开显影室3和搅拌室4。

在本发明中，管控刮刀9与供给引导件11的显影剂供给起始位置P1之间的间隔(显影套筒圆周距离)的理想范围是2mm以上且8mm以下，并且在这个实施例中设定为大约5mm。

这是因为当管控刮刀9与供给引导件11之间的间隔小于2mm时，运送显影剂的运送路径变窄因而可能发生显影剂堵塞。另一方面，当间隔过大时，显影套筒8和显影剂之间的接触距离变长并且因此磁力摩擦显影剂的时间变长，使得显影剂的质量不理想地可能发生退化。

顺便提及，当在这个实施例中时，在相对于管控刮刀9的位置的大体侧向方向定位第一进给螺杆5的情况下，在这个实施例中，供给引导件11具有如上所述的运送/引导显影剂并且存储显影剂的功能。另外，供给引导件11具有在驱动第一进给螺杆5期间屏蔽施加到显影剂的压力的效果。随着第一进给螺杆5的驱动，主要相对于螺杆轴线(轴)方向按压显影剂，但是也相对于螺杆的半径矢量方向将压力施加到显影剂。通过相对于半径矢量方向的压力，在管控刮刀9和第一进给螺杆5之间的位置关系是基本侧向方向的情况中，相对于大体竖直方向的显影剂供给力施加到管控刮刀9，从而从不适当覆盖的角度来看这是不理想的。因此，还为了消除由第一进给螺杆5施加的压力的影响，供给引导件11的位置，尤其是顶部位置P4(图7)可以优选地设定在较高的位置处。供给引导件11的顶部位置P4可以优选地至少位于一条线的上方，所述线连接位于管控刮刀9下方的位置P2和第一进给螺杆5的轴中心。

接下来，作为这个实施例的一个特征，将参照图1、8和9描述显影磁体的构成和由显影磁体产生的磁通密度和磁力。在这个实施例中，磁辊中的磁极构成为使得在管控刮刀9附近施加到已经越过供给引导件11的显影剂的磁吸引力Fr大于供给引导件11附近的磁吸引力。将稍后描述本发明的机构，而且通过采用上述构造，能够实现显影剂的流动，使得供应在管控刮刀9和供给引导件11之间的显影剂被吸引向显影套筒8的表面。因此，能够抑制在管控刮刀9的上游侧形成静止层，这是传统问题。

在这个实施例中，如下定义Br、Bθ、Fr和Fθ(图11)。

Br：相对于垂直于显影套筒表面的方向在特定点处的磁通密度

Bθ：相对于显影套筒表面的切线方向在特定点处的磁通密度

Fr：沿着垂直于显影套筒表面的方向作用的特定点处的力(沿着吸引方向为负)

Fθ：沿着显影套筒表面的切线方向作用的特定点处的力(沿着显影套筒旋转方向为正)。

除非另有说明，Br、Bθ、Fr和Fθ指的是显影套筒的特定点处的磁通密度或者磁力。

【磁辊】

将具体描述磁辊的构成。

这个实施例中的磁辊8'具有显影极N2和磁极S1、S2、N1和N3。这些磁极中的极性相同的第一磁极N3和第二磁极N1设置成相互毗邻朝向显影容器2的内部，而且构成为使得在磁极N3和N1之间形成排斥磁场，以便沿着分离方向将力从显影套筒施加到显影剂，从而使得显影剂落到搅拌室4中。第二磁极N1布置在供给引导件11和管控刮刀9之间。由具有相同极性的第一和第二磁极形成的排斥区域相对于显影套筒旋转方向至少位于供给引导件11的上游侧中。第一磁极N3调节成具有35mT的峰值磁通密度和30度的半宽，并且第二磁极N1调节成具有30mT的峰值磁通密度和35度的半宽。

【显影刮刀和供给引导件之间的磁场分布】

参照图8和图9，将描述由在这个实施例中使用的磁辊在显影套筒表面处形成的磁通密度Br和Bθ以及磁力Fr相对于法向方向的分布。在图8和图9中从右至左运送显影剂，并且管控刮刀9布置在大约100度的位置处(图8和图9中的虚线)。供给引导件11布置在大约130度的位置处(图8和图9中的实线)。Fr的负值表示磁力指向显影套筒(吸引力方向)，Fr的正值表示磁力指向排斥力方向。在这个实施例中，根据吸引力方向，描述磁力的增大和减小。即，在磁力的数值(绝对值)增大的情况中，这种状态称作Fr增大。

在这个实施例中，供给引导件11的位置和管控刮刀9的位置之间的Fr总是指向吸引力的方向，并且构成为使得Fr随着位置靠近管控刮刀9而突然单调递增。Fr可以优选地单调递增。在这个实施例中，单调递增指的是当相对于显影套筒的圆周方向测量Fr时，Fr在相对于显影套筒圆周方向在2度以上且10度以下的范围内取样的情况中单调递增。

此外，磁极构成为使得在供给引导件11的上游侧中(位置P3的上游侧中)至少产生正区域(排斥力区域)。在这个实施例中，从大约180度的位置至大约210度的位置的区域是排斥力区域，并且磁极构成为使得Fr随着从排斥力区域朝向显影套筒旋转方向的下游侧的距离增大而增加。

凭借朝向套筒方向的磁吸引力，当Fr较大时，将越过供给引导件11的显影剂T强力吸引到显影套筒。因此，如图9所示，供给引导件11和管控刮刀9之间的Fr分布使得Fr趋于随着位置靠近管控刮刀9而单调增大。结果，与位于管控刮刀9和供给引导件11之间的另一个位置处的显影剂相比，位于图7中示出的管控刮刀9附近的显影剂T2被强Fr被吸引到显影套筒8的附近。为了实现显影剂在管控刮刀9附近沿着上下方向(平行于管控刮刀9)流动，管控刮刀9附近的Fr可以优选地较大。在这个实施例中，供给引导件11和管控刮刀9之间的Fr在与管控刮刀9相对的位置处显示出最大值。

另一方面，从减弱因与管控刮刀9碰撞而导致产生的显影剂压实状态的观点来看，为了随着显影套筒8的旋转减弱沿着显影套筒的显影剂运送力，管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr的总和可以优选地较小。通过显影剂和显影套筒8之间的摩擦力实施随着显影套筒8旋转的显影剂运送，因此，法向反作用力，即，磁吸引力Fr和显影剂运送力建立了比例关系。即，由在管控刮刀9和供给引导件11之间的相应位置处的显影剂运送力的总和代表相对于水平(左右)方向施加到管控刮刀9的显影剂运送力，因此所述显影剂运送力根据类似机制与管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr的总和成比例。因此，为了减弱导致因显影剂与管控刮刀9的碰撞形成静止层的平行于显影套筒8的显影剂运送力，理想的是管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr的总和较小。

顺便提及，根据管控刮刀9附近的显影剂的关于上下方向和左右方向的力之间的大小关系判定管控刮刀9附近的显影剂流量。因此，为了实现显影剂沿着上下方向在管控刮刀9附近流动，通过增大管控刮刀9附近的Fr来增大沿着上下方向的力以及通过减小管控刮刀9和供给引导构件11之间的Fr的总和来减弱沿着左右方向的力构成了充要条件。为了协调地实现上述两个行为，管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr分布可以优选地使得Fr仅仅在管控刮刀9附近较大。换言之，可以说，数量上理想的是管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr分布具有这样的趋势，即，Fr随着位置靠近管控刮刀9而突然且单调递增。

将从管控刮刀9至相对于显影套筒8的旋转方向与管控刮刀9相距2mm的上游位置的Fr的积分值定义为FrNear。此外，通过从管控刮刀9的位置至供给引导件11的位置对Fr积分获得的Fr的总和定义为FrAll。在这种情况中，由稍后描述的解释结果发现，当积分值FrNear与积分值FrAll的比率是60％或者更大时，数量上不会产生不适当的覆盖。将从管控刮刀9至与管控刮刀9相距2mm的上游位置的Fr的积分值定义为FrNear的原因是，显影剂被压缩并且易于形成静止层的区域位于从管控刮刀9至与管控刮刀相距2mm范围内的位置的毗邻位置处。即，以下行为有效防止了产生不适当的覆盖，所述行为使得在显影剂易于处于压缩状态的区域中的Fr受限并且因此保持在较高值并且另一个区域中的Fr降低(显影剂沿着显影套筒圆周方向的流量减小)。

(实验)

将描述评估条件和评估方法。在45℃的环境条件下，放置有显影剂的显影装置停机而没有更换显影剂，使得通过用眼睛观察显影剂的覆盖状态来检测是否产生不适当的覆盖。如上所述，因运动(流动)的显影剂层和静止显影剂层之间的显影剂摩擦使得粘附的调色剂颗粒质量退化导致阻碍正常覆盖而产生不适当的覆盖现象。因此，不适当覆盖是调色剂质量退化的现象中的一种，从这种观点来看，在当成像消耗调色剂之后用新(未用)的调色剂更换在显影装置中经受摩擦的调色剂的情况中不易于产生不适当覆盖的现象。从上述机构，在包含显影剂的显影装置停机而没有更换显影剂的状态中最易于发生不适当覆盖。此外，因显影剂摩擦导致的调色剂质量退化产生不适当的覆盖并且因此当温度较高时趋于更显著地发生不适当的覆盖。因为上述原因，所以在高温条件和没有用新的调色剂替换调色剂的停机条件下实施实验。在显影装置停机10小时时没有产生不适当的覆盖的情况中，状态被评估为“NO I.C”(没有产生不适当的覆盖)。

在实验中，所使用的所有显影剂均具有大约60度的聚集角度。这是因为寻求这样的条件，在所述条件中，即使对于最易于导致不适当覆盖的显影剂也不会产生不适当覆盖。此外，在实验中，为了增强显影套筒的显影剂运送性能，使用经受表面开槽处理的带槽套筒。使用这样的带槽套筒，所述带槽套筒关于套筒的圆周方向槽深度为80μm并且槽数量为80个。在本发明中，显影剂沿着上下方向在管控刮刀附近的流动是重要的，从这个观点来看，强套筒运送力是不利的。在这个实验中，使用槽深度为80μm的套筒，所述槽深度至少比40μm的显影剂载体直径足够大，并且初步确认的是，显影剂接合在槽中并且在套筒上运送，而在显影剂运送期间没有发生滑动，使得这种条件是套筒的显影剂运载性能最高的条件。这是因为即使在套筒的显影剂运送性能最高的状态中也可寻求到不会产生不适当的覆盖的条件。

表格1

*1：“CN”是条件

*2：“MP”是磁体模式

*3：“BGD”是管控刮刀和供给引导件之间的距离。

*4：“RATIO”是FrNear/FrAll的比。

*5：“I.C.4”是停机4小时产生的不适当覆盖。

*6：“I.C.0.5”是停机0.5小时产生的不适当覆盖。

*7：“I.C.2”是停机2小时产生的不适当覆盖。

<结果>

在条件1至3下，使用相同的磁体模式1，以便在固定管控刮刀9的位置但在三个高度处改变供给引导件11的位置的同时实施评估。顺便提及，条件2下的供给引导件位置对应于实施例1中的供给引导件位置。图10示出了在条件1、2和3中的每一个下，磁力Fr沿着垂直于套筒的方向的分布和供给引导件位置。在条件1、2和3中的每一个下，从图10可以理解的是，磁力Fr显示出这样的分布，使得Fr从供给引导件11的位置至管控刮刀9的位置单调突然增大，并且根据上述机制，使得在这种磁力分布中不易产生不适当的覆盖。顺便提及，在条件1至3下，管控刮刀9的位置和磁体模式相同并且因此FrNear的值也相同(图10中的阴影部分)。然而，与条件1比较，在条件2和3下，管控刮刀9和供给引导件11之间的距离较长，并且在条件2和3下的FrAll的值对应地较大。结果，在条件2和3中的每一个下，FrNear/FrAll的比(％)降低，并且具体地在条件3下为56％，在条件2下是60％。在这个磁力分布中，在条件3下在停机4小时时产生不适当的覆盖，但是在条件1和2中的每一个下均没有产生不适当的覆盖。因此证实，至少要求FrNear/FrAll的比为60％或者更大，以防止产生不适当的覆盖。从定性观点来看，当管控刮刀9和供给引导件11之间的距离变小(窄)时，对应于距离，FrAll(Fr的总和)减小并且因此关于显影套筒的旋转方向的显影剂运送力减小。结果，显影剂沿着上下方向，即，垂直于显影套筒的方向的流动程度相对减小并且因此认为易于致使位于管控刮刀上游的显影剂向下流动。

作为比较示例，将描述条件4，所述条件4使用与条件1至3中的磁体模式不同的磁体模式。图15和图16示出了在条件4中出于磁辊的磁通密度Br和Bθ的分布和磁力Fr相对于垂直于套筒的方向的分布。负(－)Fr指向吸引至套筒的吸引方向，正(+)Fr指向从套筒排斥的排斥力方向。从图16应当理解，管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr表现出了这样的分布，在所述分布中，Fr平坦或者趋于减小，并且因此表现出基于上述机构就不适当覆盖而言的不理想的分布。定性证实的是，FrNear/FrAll具有36％的小值并且因连续停机在停机0.5小时时产生不适当的覆盖。

接下来，作为比较示例，将描述条件5至7，所述条件5至7使用与条件1至3中不同的磁体模式3。在条件5至7下，在这样的条件下实施评估，在所述条件中，固定供给引导件11的位置但是在三个高度上改变管控刮刀9的位置。图20和图21示出了在条件5至7中出于磁辊的磁通密度Br和Bθ的分布和磁力Fr相对于垂直于套筒的方向的分布。负(－)Fr指向吸引至套筒的吸引方向，正(+)Fr指向从套筒排斥的排斥力方向。从图21应当理解，在管控刮刀9和供给引导件11之间，Fr趋于从供给引导件11的位置朝向管控刮刀9的附近增大但是在管控刮刀9附近改变为减小趋势。在条件5中，管控刮刀9的位置位于当Fr改为减小趋势时的位置并且因此FrNear/FrAll是小于60％的值的48％。在条件6中，与条件5相比，管控刮刀向供给引导件11移动大约5度，并且这个位置处的Fr分布仍然显示出减小趋势，但是在这个位置处的Fr大于在条件5的这个位置的Fr，使得FrNear/FrAll是64％。在条件7下，管控刮刀位置位于Fr分布的峰值位置处，并且Fr从供给引导件11至管控刮刀9附近单调突然增大，因此管控刮刀位置是最优选的位置，使得条件7中的FrNear/FrAll是89％。由于连续停机，因此在条件5中在停机2.5小时时产生不适当的覆盖，但是在条件6和7中没有产生不适当的覆盖。即，还从条件5至7理解到，至少要求FrNear/FrAll满足60％或者更大，以防止产生不适当的覆盖。此外，设置Fr分布使得管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr趋于单调突然增大，这对于实现不会致使产生不适当的覆盖的显影剂流动是最优的。然而应当理解，即使在管控刮刀9的附近存在Fr减小区域的条件6下，当FrNear/FrAll的值满足60％或者更大时，也不会产生不适当的覆盖。

从上述结果，根据这个实施例，为了防止产生不适当的覆盖，优选的是，管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr分布使得Fr在管控刮刀9附近突然单调增大。进一步定量地，通过将FrNear与FrAll的比设定为60％或者更大能够防止产生不适当的覆盖。

顺便提及，在这个实施例中，最靠近管控刮刀9的磁极(切割极)可以就峰值强度(强度)而言优选地具有20mT以上且80mT以下的磁通密度Br。当磁通密度Br小于20mT时，作用在显影套筒上的磁吸引力减弱并且因此可能产生不适当的显影剂运送。另一方面，当磁通密度Br超过80mT时，施加到显影剂的磁力变大并且因此显影剂质量退化成为问题。

在这个实施例中，Fθ的优选范围是1×10^－8(N)或更小。Fθ可以优选地是不大于Fr的1/2的数值，更加优选地为不大于Fr的大约1/4的数值。当Fθ处于这个范围内时，能够至少在不受显影剂流动影响的前提下获得本发明的效果。

此外，在这个实施例中，设定供给引导件11的长度(在这个实施例中为11mm)，使得施加到顶部位置P4处的供给引导件的磁吸引力基本为零。从显影室3实施显影剂的供应，并且供给引导件11布置成比管控刮刀9更靠近显影室3。为此，例如，当供给引导件顶部位置P4处的磁吸引力Fr较大时，显影室3中在供给引导件11的顶部位置P4处的显影剂接收磁吸引力并且因此被向下吸引，并且因此减小了抵达图7中示出的管控刮刀9附近的显影剂的数量。结果，即使当Fr分布形成为使得Fr在管控刮刀9附近较大时，管控刮刀9附近的显影剂的数量也较小并且因此减小相对于上下方向沿着管控刮刀9供应显影剂，使得不易产生显影剂平行于管控刮刀9的向下压合流动。因此，优选的是，供给引导件的顶部位置远离显影套筒(数量)，使得供给引导件11的顶部位置处的磁吸引力基本为零。

此外，在这个实施例中，至少显影套筒8可以优选地在显影套筒最靠近供给引导件11的位置处相对于竖直方向位于供给引导件11的下方。供给引导件位置处的磁吸引力Fr作为这个实施例的特征而趋于变小，并且在磁吸引力Fr极其小的情况中，显影剂可能因重力通过供给引导件11和显影套筒8之间的间隙竖直下落。为此，优选的是，采用这种构造，在所述构造中，显影套筒接收间隙下方位置处的显影剂，以便运送下落的显影剂。

在下文中，将描述这样的方法，所述方法用于实现使Fr显示出随着靠近管控刮刀而突然单调递增的趋势(即，用于实现积分值(FrNear)与积分值(FrAll)的比率为60％或者更大的方法)。在这个实施例中，在供给引导件11的位置处，磁通密度在排斥磁极N1和N3之间较小并且磁极N1和N3之间的磁通密度Br的变化梯度较缓。另一方面，具有中等磁通密度的N1极和具有大磁通密度的S1极关于从供给引导件11至管控刮刀9的方向定位，因此磁通密度变化梯度趋于变大。因此，使得磁通密度梯度显示出从供给引导件11附近随着靠近管控刮刀9的附近而增大的趋势，使得与磁通密度的平方的梯度成比例的磁力(Fr)能够类似地显示出突然增大的趋势。

此外，例如，通过使得S1极位于设置在管控刮刀9上游的N1极的下游处，越靠近N1极，N1极和S1极之间的磁通密度的梯度变大，使得Fr分布显示出进一步突然增大趋势。

此外，例如，通过减小管控刮刀9的上游侧中的N1极的半宽以及通过减小S1极的半宽来实现Fr分布的突然增大趋势。

此外，例如通过增大管控刮刀9的下游侧中的S1极的磁通密度的峰值，N1极和S1极之间的磁通密度的梯度以及因此Fr分布显示出进一步突然增大的趋势。

总之，为了提供令Fr分布使得Fr突然增大的磁体模式，基本上可以用以下方式构成磁极。即，可以仅仅要求位于切割磁极(在套筒的上游侧中最靠近刮刀的磁极)N1紧下游的磁极S1的作用在切割磁极N1上的磁力相对增大。

<磁力/磁通密度的测量方法>

将描述本发明的磁力测量方法。

通过下述计算方法计算在这个实施例中描述的磁力。

通过以下公式表示作用在磁性载体上的磁力：

μ₀＝真空导磁率

μ＝载体的导磁率

b＝载体的半径

B＝磁通密度

因此，获得以下公式。

因此，当已知Br和Bθ时，能够获得Fr和Fθ。在此，通过使用作为测量装置的磁场测量装置(“MS-9902”(商标名)，由F.W.BELL公司制造)测量磁通密度。通过将作为测量装置的构件的探针和显影套筒8的表面之间的距离设定为大约100μm来测量磁通密度Br。

此外，能够以以下方式获得Bθ。根据以下公式通过使用测量的磁通密度Br获得在磁通密度Br的测量位置处的向量势A_z(R，θ)。

在A_z(R，θ)的边界条件下，通过求解以下方程获得A_z(R，θ)。

然后，能够由以下方程获得Bθ。

以上述方式测量和计算的Br和Bθ应用到上述公式(1)，使得能够推导出Fr和Fθ。

在这个实施例中，通过以立式搅拌型显影装置作为示例来描述显影装置的构成，其中，显影室3和搅拌室4竖直布置。然而，本发明还能够应用于另一种类型的显影装置，诸如其中显影室和搅拌室如图4所示水平设置的显影装置。即，当没有从供给引导件11的上游侧供给显影剂时能够获得类似的效果，从至少高于管控刮刀和显影套筒之间的最靠近位置的位置处供应显影剂，并且在供给引导件和管控刮刀之间形成上述磁力分布。

此外，在本发明中，即使在改变使用的载体的磁化率时，也能够获得类似的效果。例如，当使用具有小磁化率的载体时，从磁辊作用的磁力相对降低，而且FrNear和FrAll皆相对降低，并且因此认为，因为FrNear和FrAll的降低抵消，所以小磁化率不会对作为FrNear除以FrAll的商的比率造成影响。而且对于具有大磁化率的载体而言，基于类似的机制，大磁化率不会影响FrNear/FrAll的比。

(实施例2)

这个实施例中的成像设备的基本构造与实施例1中的基本构造相同，因此将省略成像设备的整体结构的描述。在实施例1中，第二磁极N1布置在供给引导件11和管控刮刀9之间。另一方面，在这个实施例中，如图14所示，第二磁极N1相对于套筒旋转方向设置在管控刮刀9的下游处。如实施例1所述，在本发明中，Fr分布以及管控刮刀9和供给引导件11的布置是重要的，并且磁通密度的峰值位置自身不会直接影响本发明。顺便提及，与实施例1类似地设置供给引导件11的位置。

接下来，参照图12和图13，将描述从在这个实施例中使用的磁体模式4作用的相对于垂直于套筒的方向的磁通密度Br和磁力Fr。在图12和图13中，从右至左运送显影剂，并且与实施例1类似，管控刮刀9布置在成100度的位置处(图12和图13中的虚线)。负(-)Fr指向吸引至套筒的吸引力方向，正(+)Fr指向从套筒排斥的排斥力方向。在这个实施例中，如图14所示，第二磁极N1相对于套筒旋转方向布置在管控刮刀9的下游处，使得磁通密度Br的模式与实施例1中的磁通密度模式有所不同。

然而，如图13所示，而且在这个实施例中，供给引导件11和管控刮刀9之间的Fr总是指向吸引力方向，并且构成为随着位置靠近管控刮刀9而增大。供给引导件11布置在大约130度的位置处(图12和图13)。此外，在供给引导件11的上游侧中，磁极构成为使得至少Fr位于正区域中(排斥力方向)。在这个实施例中，从大约160度至大约190度的位置构成排斥力区域，并且应用这种构造，在所述构造中，Fr从排斥力区域朝向相对于显影套筒旋转方向的下游侧增大。即，与实施例1类似，示出了Fr分布，所述Fr分布具有增加趋势，使得Fr从供给引导件11朝向管控刮刀9增大。

与实施例1类似，在45℃的环境条件下，在表格2中示出了包含显影剂而没有用新显影剂替换显影剂的显影装置的连续停机的执行结果。

表格2

*1：“CN”是条件。

*2：“MP”是磁体模式。

*3：“BGD”是管控刮刀和供给引导件之间的距离。

*4：“比率”是FrNear/FrAll的比。

*5：“I.C.4”是停机4小时产生的不适当覆盖。

*6：“I.C.0.5”是停机0.5小时产生的不适当覆盖。

*7：“I.C.2”是停机2小时产生的不适当覆盖。

<结果>

条件8示出了实施例2的结果。在条件8中，FrNear/FrAll的比是64％，并且作为连续停机的结果，证明不会产生不适当的覆盖。

顺便提及，如图12和14所示，这个实施例中的磁极布置与实施例1中的磁极布置基本相同，除了N1极的磁通密度峰值位置相对于显影套筒旋转方向位于管控刮刀9的下游之外。即，磁通密度在N1和N3极的排斥磁极之间较小，并且N1和N3磁极之间的磁通密度Br的梯度较缓。磁极构成为使得具有中等程度磁通密度的磁极N1朝向管控刮刀9的下游侧定位，而具有大磁通密度的S1极布置成毗邻N1极且在N1极的下游，并且因此N1和S1极之间的磁通密度的梯度趋于变大。因此，磁通密度的梯度趋于随着位置从供给引导件11的位置开始靠近管控刮刀9的附近而突然增大，使得Fr与磁通密度的平方的梯度成比例。因此，管控刮刀9和供给引导件11之间的Fr的分布与实施例1的Fr的分布基本相同，并且因此获得与实施例1类似的效果。

具体地，在这个实施例中，N1极相对于显影套筒旋转方向布置在管控刮刀9的位置的下游处，因此与实施例1相比，管控刮刀9附近的梯度增加略微陡峭。结果，FrNear与FrAll的比增加4％(条件2和8中的FrNear/FrAll的比之间的差)。在实施例1中，N1极的磁通密度峰值位置位于管控刮刀9的上游处并且因此峰值位置附近的磁通密度梯度变小，结果与磁通密度的变化梯度的平方成比例的Fr的增加程度也趋于平缓。

如上所述，在实施例2中，即使在使用与实施例1的磁体模式不同的磁体模式时，管控刮刀9和供应引导件11之间的Fr分布也能够显现出在管控刮刀9附近中突然单调增大的趋势。另外，能够通过设定FrNear/FrAll的比为60％或者更大来防止产生不适当的覆盖。

(实施例3)

这个实施例中的成像设备的基本构造与实施例1中的成像设备的基本构造相同，并且因此将省略成像设备的总体结构的描述。在实施例1中，具有相同极性的N1和N3极中的显影套筒旋转方向下游侧的N1极布置在管控刮刀9的上游侧附近。另一方面，在这个实施例中，如在图17和19中所示，S1极布置在上游侧中管控刮刀9的附近，所述S1极不是磁极性与N3极的磁极性相同的磁极(N1)。如在实施例1中所述，在本发明中，Fr分布和管控刮刀9以及供给引导件11的布置是重要的，并且磁极自身的布置方案不会直接影响本发明。顺便提及，与实施例1类似地设置供给引导件11的位置。

接下来，参照图17和18，将描述从在这个实施例中使用的磁体模式5作用的相对于垂直于套筒的方向的磁通密度Br、磁通密度Bθ、和磁力Fr。在图17和18中，从右至左运送显影剂，并且与实施例1类似管控刮刀9布置在100度的位置处(图17和18中的虚线)。负(－)Fr指向吸引向套筒的吸引力方向，正(+)Fr指向从套筒排斥的排斥力方向。在这个实施例中，如图19所示，将相对于套筒旋转方向在上游侧中最靠近管控刮刀9的磁极设定为S1极，并且在实施例1中，管控刮刀上游极是N1极，用于利用具有相同极性的毗邻极形成排斥电场，从而磁极的布置方案与实施例1的磁极布置方案不同。

然而，同样在这个实施例中，供给引导件11和管控刮刀9之间的Fr构成为随着位置越来越靠近管控刮刀9而突然单调递增。供给引导件11布置在大约130度的位置(图17和18中的实线)。此外，在供给引导件11的上游侧中，磁极构成为使得至少Fr处于正区域中(排斥力方向)。在这个实施例中，介于大约200度至大约240度的位置构成排斥力区域，并且应用这样的构造，在这个构造中，Fr从排斥力区域朝向相对于显影套筒旋转方向的下游侧增大。即，与实施例1类似，示出了Fr分布，所述Fr分布具有递增趋势，使得Fr从供给引导件11朝向管控刮刀9增大。

与实施例1和2类似，在45℃的环境条件下，在表格3示出了容纳显影剂而没有用新显影剂替换显影剂的显影装置连续停机的执行结果。

表格3

*1：“CN”是条件

*2：“MP”是磁体模式

*3：“BGD”是管控刮刀和供给引导件之间的距离。

*4：“RATIO”是FrNear/FrAll。

*5：“I.C.4”是停机4小时产生的不适当覆盖。

*6：“I.C.0.5”是停机0.5小时产生的不适当覆盖。

*7：“I.C.2”是停机2小时产生的不适当覆盖。

<结果>

条件9示出了实施例3的结果。在条件9中，FrNear/FrAll的比是60％，并且证明不会产生不适当的覆盖。

在图19中的磁极布置方案中，具有磁通密度的N1极的上游极是排斥磁极N3(N3极)，因此N1和N3极之间的磁通密度的梯度较小。在N1极的下游侧中，S1极毗邻N1极，所述S1极的极性与N1极不同并且磁通密度略微大于N1极的磁通密度，因此磁通密度梯度略微大于N1极的上游侧中的磁通密度梯度。此外，下游侧中毗邻S1的N2极的磁通密度大于S1极并且因此磁通密度的变化梯度变大。因此，根据实施例3中的磁极构成，相对于显影套筒旋转方向，磁通密度梯度以N1极、供给引导件位置、S1极、管控刮刀位置和N2极的顺序逐步增大。为此，在供给引导件位置和管控刮刀位置之间，与磁通密度的平方的梯度成比例的Fr显现出了单调递增趋势。结果，FrNear/FrAll的比满足60％或者更大，使得能够防止产生不适当的覆盖。

【实施例4】

这个实施例中的成像设备的基本构造与实施例1的基本构造相同，因此将省略成像设备的整体结构的描述。而且在这个实施例中，显影套筒和供给引导构件中的磁体的构成与实施例1至3的显影套筒和供给引导构件的磁体的构成相同，使得能够抑制在管控刮刀的上游侧中发生显影剂停滞。在这个实施例中，为了进一步提高显影套筒的运送性能，将描述这样的示例，在所述示例中，应用显影套筒，所述显影套筒沿着其纵向方向在其表面上开槽。

【显影套筒的槽距】

图23是这个实施例中应用的槽形状的示意图。在这个实施例中，平行于显影套筒轴线以大约1120μm的间隔I在显影套筒上形成50条槽，所述50条槽中的每一条均具有双侧对称的V状，所述V状的深度D为50μm且宽度W为140μm。此外，V形槽的角度θ是大约45度。槽形状并不局限于V状，只要槽部分捕获显影剂并且沿着槽部分运送显影剂即可，而且槽形状也可以如图24、25和26所示为局部倒圆的V状、V状和矩形状。然而，在任意一种情况中，为了捕获显影剂，需要至少一种载体颗粒进入槽部分中，因此要求载体直径小于槽深度D和槽宽度W。

如在这个实施例中，在设置供给引导件11并且使得管控刮刀9附近的磁力较大以便消除显影剂在管控刮刀9附近停滞的构造中，存在显影套筒8上的显影剂的覆盖根据显影套筒8的槽距而变得不均匀的可能性。在由包含在显影套筒8中的磁体形成磁链的同时主要由槽部分约束显影剂，并且显影剂接收来自由槽部分约束的磁链的力，从而在推出显影剂的同时运送显影剂。为此，在位于管控刮刀9和供给引导件11之间的显影剂停滞部分处存在槽部分的情况以及不存在槽部分的情况之间，运送性能会显著不同。因此，在这个实施例中，为了抑制上述密度不均匀，使得宽度和间隔的和，即，W+I小于管控刮刀9和供给引导件11之间的距离L。在这种情况中，不受显影套筒8的位置的影响，能够在管控刮刀9和供给引导件11之间的区域中设置至少一个槽部分。因此，总是能够通过槽部分运送管控刮刀9和供给引导件11之间的显影剂，使得显影剂能够在不中断的前提下覆盖在显影套筒8上。

在这个实施例中，长度L是4190μm，并且槽和均位于毗邻槽之间的伸出部的总长W+I是1260μm，因此满足上述要求。

<比较示例>

作为比较示例，使用这样的显影套筒，所述显影套筒设置有12条槽，所述12条槽平行于显影套筒轴向线以5100μm的间隔I间隔开并且各个均形成为两侧对称的V状，所述V状的深度D为50μm且宽度为W为140μm。显影套筒表面与从供给引导件11朝向显影套筒8延伸的线的交叉点P1和显影套筒表面与从管控刮刀9的供给引导件侧表面朝向显影套筒8延伸的线的交叉点P2之间的距离看做是沿着显影套筒表面的长度L。在这种情况中，作为槽的宽度W和均位于毗邻槽之间的伸出部的间隔I的总和的总长W+I大于长度L。为此，存在这样的情况，在所述情况中，一个载体颗粒不能进入供给引导件11和管控刮刀9之间的槽部分中，使得产生上述问题。

<实验>

将描述证实实施例4中的本发明的效果的实验。

在这个实施例中使用的图纸是A4纸上的整个表面实体图像，并且由密度计(“型号：504”，由X-rite公司制造)测量的反射密度是大约1.5。测量点包括距离A4图纸的横向侧部30mm的位置处和中央位置处的3个点，并且包括从距上边缘10mm的基准点开始相对于长度方向以10mm的间隔朝向下边缘的20个点，使得每张A4纸提供了总共60个测量点。表4在下文示出了在实施例4和比较示例中平面内密度不均匀性的评估结果。能够通过密度计(“型号：504”，由X-rite公司制造)测量在87个斑点部分处的密度获得表4中的数值，并且表4中的数值给出为在A4图纸上的60个点处的密度差，即，(最大)－(最小)。从表格4应当理解的是，在比较示例中已经验证了平面内密度的不均匀性，但是在实施例4中图像密度不均匀性较小，即，图像密度大致良好。

表4

	密度不均匀性
		实施例4	0.07
比较示例1	0.23

【实施例5】

这个实施例中的成像设备的基本构造与实施例1的基本构造相同，因此将省略成像设备的整体结构的描述。而且在这个实施例中，显影套筒和供给引导构件中的磁体的构成与实施例1至3的显影套筒和供给引导构件的磁体的构成相同，使得能够抑制在管控刮刀的上游侧中发生显影剂停滞。这个实施例和实施例1之间的差别是第一进给螺杆5设置有肋构件，以提高将显影剂供给至显影套筒的显影剂供给性能。

【第一进给螺杆】

图27是这个实施例中的显影装置的截面图。图28和图30是用于图解这个实施例中的第一进给螺杆5的透视图。图29是这个实施例中第一进给螺杆5的关于垂直于第一进给螺杆5的轴(轴线)方向的方向的截面图。在这个实施例中，第一进给螺杆5关于其旋转轴具有3mm的半径R0并且关于其外径具有10mm的半径R1。在旋转轴线方向上，搅拌叶片13设置成以30mm的间隔(节距p)成螺旋状并且以800rpm的圆周速度旋转。如上所述，肋构件14从旋转轴表面径向突出，使得包括关于第一进给螺杆5的旋转方向与第一进给螺杆5相对的表面在内的平面包括旋转轴12的中心O。

肋14是四棱柱构件，所述四棱柱构件从旋转轴中心O开始的高度r为7mm，宽度d为10mm且厚度w为1mm。在相对于显影剂的流通方向与从位于最下游的搅拌叶片相距3个节距的区域中以每个节距一个肋的比例设置肋构件14。顺便提及，在这个实施例中，第二进给螺杆也具有与第一进给螺杆相同的旋转轴直径、搅拌叶片的外形、节距和圆周速度。在竖直搅拌型的显影装置的情况中，在相对于显影剂流通方向朝向下游侧的位置，显影剂的表面降低(图3)并且因此可以仅仅要求肋构件14相对于显影剂流通方向布置在第一进给螺杆的下游侧中。相反，通过仅仅将肋构件14布置成相对于显影剂流通方向位于第一进给螺杆的下游侧中，能够防止将显影剂在上游侧中过度供应。结果，能够实现在第一进给螺杆的旋转轴线方向上均匀地供应显影剂，并且因此实现在较长的长度上显影剂稳定地覆盖在显影套筒上。此外，在肋构件过多地设置在相对于显影剂流通方向的上游侧中的情况中，由于在上游侧中显影剂过度供应，所以停滞的显影剂部分变得过大，使得有时候产生因显影剂压力升高而导致产生的第一进给螺杆的扭矩升高的问题。因此，通过仅仅在下游侧中设置肋构件，还能够可靠地避免发生这种问题。在这个实施例中，按照相对于显影剂流通方向从与最下游的搅拌叶片相距3个节距的区域中每个节距一个肋的比例设置肋构件，但是设置方式并不局限于此。在一些情况中，还可以在第一进给螺杆的整个区域中设置肋构件。肋构件14与第一进给螺杆一起旋转。为此，如图3所示，沿着垂直于与肋构件的旋转方向相对的表面的方向以初速度rω反射撞击在距离旋转轴中心O一高度r的部分上的显影剂(R0＜r＜R)。在此，第一进给螺杆的角速度是ω(rad/s)，旋转轴12的半径是R0，肋构件14的高度是R。

通常，在设置了肋构件用于加速从第一进给螺杆供应至显影套筒的显影剂供应的情况中，相对于显影套筒的轴向方向施加到停滞显影剂的压力易于变得不均匀。结果，在一些情况中，显影套筒上的显影剂覆盖变得不均匀并且因此在图像上产生沿着肋构件轨迹的密度不均匀。相对于基本平行于显影套筒的方向由肋构件将显影剂直接供应到管控刮刀背侧处的停滞的显影剂，因此在设置有管控刮刀的部分处，压力较大地施加到停滞的显影剂。此外，在没有设置管控刮刀的部分处，压力较小地施加到停滞的显影剂。例如，如图33所示，在管控刮刀的背侧中在第一进给螺杆和停滞的显影剂之间没有设置阻挡构件的情况中，由肋构件14供应的显影剂直接供应至管控刮刀的背侧。图34是当从显影装置上方观察的图14的显影装置的示意图。施加到停滞显影剂的压力在设置有肋构件的部分处较大而在没有设置肋构件的部分处较小。结果，对应于设置有肋构件的部分产生覆盖在显影套筒上的显影剂厚度的不均匀性。在图34中，肋构件没有设置在区域A中而是设置在区域B中。

另一方面，在设置有供给引导构件的显影装置中，通过适当地选择第一进给螺杆、肋构件和引导构件的位置，从第一进给螺杆平行于显影套筒供应显影剂没有直接朝向管控刮刀的背侧中的停滞显影剂实施。因此，在设置有供给引导构件的显影装置中，根本上难以出现上述肋轨迹的问题(图35)。

即，在本发明中，将供给引导构件的高度H(即，由笛卡尔坐标表示的顶点Q(a，b)，以第一进给螺杆旋转轴中心作为原点)设定为特定值或者更大。因此，抑制平行于显影套筒供应显影剂，使得能够在抑制上述问题的同时由肋构件加速显影剂供应。

通常，通过利用管控刮刀的链切断管控层厚，来调整显影套筒上的显影剂的覆盖量。因此，可以仅仅要求抑制在显影套筒表面与从链切割部分延伸(即，管控刮刀至显影套筒)的线的交叉点P处平行于显影套筒施加的压力的不均匀性，并且在端部处，可以仅仅要求供给引导构件的顶点Q位于点P上方。通过采用这种构造，由供给引导构件阻挡从肋构件供应的显影剂中的在链切割部分处平行于显影套筒的显影剂的一部分，从而抑制肋轨迹的问题。

在此，在这个实施例中，为了使从肋构件14供应的显影剂越过供给引导构件，需要满足以下公式。通过设置肋构件14，能够加速供应至由供给引导构件11和管控刮刀9限定的区域的显影剂供应。

(公式1)

b＜－g/2×((a－r×cosθ)/(rω×sinθ))²+(a－r×cosθ)×cosθ/sinθ－r×sinθ，其中，R0＜r＜R，0＜θ＜1/π，并且H＝b－c。

在上述公式中，g是重力加速度，a是以第一进给螺杆旋转轴中心作为原点的笛卡尔坐标中的供给引导构件的顶点Q的x坐标，b是以第一进给螺杆旋转轴中心作为原点的笛卡尔坐标中的供给引导构件的顶点Q的y坐标，c是以第一进给螺杆旋转轴中心作为原点的笛卡尔坐标中的供给引导构件的最低点的y坐标，θ是通过第一进给螺杆旋转轴中心的水平线和肋构件之间形成的角度(如图32所示的弧度符号其中正值相对于逆时针方向增加)。

应当注意的是，可以仅仅要求r和θ的任意值中满足：R0＜r＜R，0＜θ＜1/π的任意一个满足上述公式1。将在下文具体描述。

采用笛卡尔坐标系，其中，第一进给螺杆旋转轴中心作为原点，并且x轴和肋构件之间形成的角为θ。假定旋转肋构件示出了特定角θ，当显影剂撞击与旋转轴中心间隔开r的部分时，沿着x方向以rω×sinθ的初始速度反射显影剂并且沿着y轴方向以rω×cosθ的初始速度反射显影剂。反射的显影剂被重力吸引而做抛物线运动，因此沿着x方向以rω×sinθ的初始速度匀速运动并沿着y轴方向作d²x×/dt²＝g的加速运动。为了反射的显影剂越过供给引导构件，可以仅仅要求显影剂的y坐标大于在供给引导构件的顶点Q的x坐标a位置处的顶点Q的y坐标b。反射显影剂时的位置是(r×cosθ，r×sinθ)，因此当反射的显影剂抵达x坐标a时的时间t(a)是t(a)＝(a－r×cosθ)/rω×sinθ。因此，此时显影剂的y坐标由y(a)＝－g/2×t(a)²+t(a)×rω×cosθ－r×sinθ＝－g/2×((a－r×cosθ)/(rω×sinθ))²+(a－r×cosθ)×cosθ/sinθ－r×sinθ来表示。除非b＜y(a)，否则由肋构件反射的显影剂不能越过供给引导构件，因此要求满足公式1，以使得由肋构件反射的显影剂越过供给引导构件。在r(R0＜r＜R)和θ(0＜θ＜1/π)的不同位置处由肋构件反射显影剂。为此，在R0＜r＜R和0＜θ＜1/π的范围内，当满足公式1(无论多么轻微的程度)时，均能够通过设置肋构件加速供应至由供给引导构件和管控刮刀限定的区域的显影剂供应。

接下来，将描述验证这个实施例的效果的实验。下文示出的表格5是关于这个实施例中的显影装置和传统显影装置中的显影套筒上的覆盖限制的表格。

显影套筒上的覆盖限制指的是显影装置中的显影剂的允许显影剂正常覆盖在显影套筒上的最小量。当显影装置中的显影剂量小于这个量时，致使产生不适当的覆盖，导致局部产生在显影套筒上没有覆盖的部分。在本情况中，显影套筒上的覆盖限制是显影套筒上的不适当覆盖的指数并且通常可以按以下方式来测量。

在以预期圆周速度驱动显影套筒以及第一和第二进给螺杆的状态中，显影剂逐渐放置在显影容器中。随着显影容器中的显影剂的数量增加，显影套筒上的显影剂的覆盖从第一进给螺杆的相对于显影剂流通方向的上游侧逐渐变厚，然后在显影套筒的整个区域中达到预期厚度。此时，显影容器中的显影剂数量是显影套筒上的覆盖限制并且能够通过例如测量显影装置的重量来获得。

表格5

	覆盖限制(g)
		传统示例	290
实施例5	260

如表格5所示，为了用显影剂正常覆盖显影套筒，传统显影装置要求至少290g。另一方面，在这个实施例中，当显影装置容纳260g的显影剂时，显影套筒能够由显影剂正常覆盖。

如上所述，通过提供具有肋构件的第一进给螺杆，能够加速供应至显影套筒的显影剂供应，以便在不会造成诸如肋轨迹的有害影响的前提下抑制显影套筒上的显影剂的不适当覆盖。

尽管已经参照在此公开的结构描述了本发明，但是本发明并不局限于陈述的细节并且本申请旨在涵盖处于改进目的或者以下权利要求的范围内的修改方案或者变形方案。

【工业用途】

根据本发明，能够提供一种显影装置，所述显影装置能够在不设置新构件等的情况下抑制由于在显影剂管控构件的上游侧中形成静止层而产生的图像缺陷，所述显影剂管控构件用于管控显影剂运载构件上的显影剂的量。

Claims (5)

1.一种显影装置，其包括：

可旋转的显影剂承载构件，其构造成承载包括调色剂和载体的显影剂并朝向一位置进给该显影剂，在所述位置处形成在图像承载构件上的静电潜像将被显影；

非磁性的刮刀构件，该刮刀构件与所述显影剂承载构件相对地设置并且包括管控部分，该管控部分构造成管控在所述显影剂承载构件上承载的显影剂的数量；

磁体，其构造成产生用于将显影剂承载在所述显影剂承载构件上的磁场，其中所述磁体固定设置在所述显影剂承载构件内并且包括具有第一磁极和第二磁极的多个磁极，第一磁极最接近所述管控部分设置，第二磁极在所述显影剂承载构件的旋转方向上设置在所述第一磁极的上游并且邻近第一磁极；

供应室，其容纳显影剂并构造成将容纳的显影剂供应到所述显影剂承载构件；和

引导部分，该引导部分设置成与所述刮刀构件和所述显影剂承载构件相对，且构造成引导容纳在所述供应室中的显影剂朝向所述显影剂承载构件的供应，当所述显影剂承载构件处于形成在图像承载构件上的静电潜像将被显影的位置时，所述引导部分在竖直方向上位于所述显影剂承载构件的旋转中心上方，并且在所述显影剂承载构件的旋转方向上位于所述管控部分的上游以及所述第一磁极的磁通量密度的峰值位置的下游，

其中，在所述显影剂承载构件的旋转方向上，在所述显影剂承载构件的外周面上开始通过所述引导部分供应显影剂的供应开始位置位于所述显影剂承载构件最接近所述管控部分的最接近位置的上游2mm以上以及所述第一磁极的磁通量密度的峰值位置的下游的一侧上，并且

其中当在所述显影剂承载构件的旋转方向上在从供应开始位置到最接近位置的区域中所述显影剂承载构件的法向分量的磁力是Fr时，通过求得在所述显影剂承载构件的外周面上相对于所述显影剂承载构件的旋转方向磁力Fr从所述最接近位置上游2mm位置到所述最接近位置的积分获得的积分值FrNear与通过求得相对于所述显影剂承载构件的旋转方向磁力Fr从所述供应开始位置到所述最接近位置的积分获得的积分值FrAll之间的比为60％以上。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其中，在所述显影剂承载构件的旋转方向上从所述供应开始位置至所述最接近位置，在磁力Fr的最接近位置处磁力Fr的绝对值最大。

3.根据权利要求1所述的显影装置，其中，当在所述显影剂承载构件的旋转方向上从所述供应开始位置至所述最接近位置的区域中磁力Fr以2度到10度的间隔取样时，所述磁极设置成使得在所述显影剂承载构件的旋转方向上从所述供应开始位置至所述最接近位置的整个区域上磁力Fr的绝对值单调增大。

4.根据权利要求1所述的显影装置，其中，所述显影剂承载构件的法向分量的磁通量密度的峰值强度的绝对值为20mT以上且80mT以下。

5.根据权利要求1所述的显影装置，其中，所述第一磁极和所述第二磁极具有相同的极性，并且

其中在所述显影剂承载构件的旋转方向上，所述第二磁极的磁通量密度的峰值位置位于所述管控部分的上游以及所述第一磁极的磁通量密度的峰值位置的下游的一侧上。