CN105229538A - 显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制对显影剂的压力并提高图像质量的显影装置。该显影装置(3a～3d)具备：显影容器(20)，收容包含磁性载体以及调色剂的显影剂；螺旋式供给输送器(23b)；显影辊(31)，承载从螺旋式供给输送器(23b)供给来的显影剂；切头刮板(32)，限制显影辊(31)的表面的显影剂的层厚；单面磁化的磁铁(50)，配置于切头刮板(32)的上游侧。磁铁(50)以磁化面(50a)朝向显影辊(31)侧的方式配置。

Description

显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置，尤其涉及包括限制显影剂载体表面的显影剂的层厚的限制部件的显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置。

背景技术

众所周知，一直以来将像载体即感光体上的静电潜像显影的显影装置采用单组分显影方式以及双组分显影方式。双组分显影方式使用由调色剂和磁性载体构成的显影剂，因此带电量长期稳定，适合于长寿命化。例如，双组分显影方式的显影装置收容包含调色剂和磁性载体的显影剂，将显影剂从搅拌部件供给到显影辊(显影剂载体)。显影辊的内部具备磁铁(限制极等)，利用该磁铁(限制极等)将显影剂作为磁力刷承载在显影辊的表面上。通过显影辊的旋转，将显影剂输送到与感光体对置部分。并且，仅将承载于显影辊上的显影剂中的调色剂供给给感光体，使感光体上的静电潜像作为调色剂像被显现出来。

另外，众所周知，显影装置具备限制部件和磁铁，所述限制部件由磁性体构成，所述限制部件限制显影剂的层厚使通过显影辊的旋转而被输送到与感光体对置部分的显影剂量保持一定，所述磁铁配置于限制部件的显影辊旋转方向上游侧。使用由磁性调色剂构成的单组分显影剂的显影装置作为这样的显影装置已为公众所知(例如，参照专利文献1)。在该显影装置中，通过将磁铁配置于限制部件的显影辊旋转方向上游侧，使限制部件的前端部(显影辊侧的端部)成为与限制极不同极性的磁极，从而将通过显影辊和限制部件之间的显影剂限制成规定的层厚。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2003-255710号公报

但是，将磁铁配置于所述限制部件的显影辊旋转方向上游侧的显影装置直接应用于双组分显影装置时，虽然能够稳定地形成显影剂的薄膜(磁力刷)，但存在如下问题：对显影剂的压力增大，导致图像质量降低。具体地说，如图7所示，在配置于限制部件132的显影辊131的旋转方向上游侧(图7的左侧)的磁铁150的磁场内，由搅拌输送部件123b搅拌并输送调色剂。此时，在磁场内，磁性载体相互粘连，另一方面调色剂移动。由此，磁性载体和调色剂相互摩擦，使添加剂时而埋没于调色剂中，时而从调色剂移动到载体使调色剂和载体劣化。因此，图像质量降低。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，本发明的目的在于提供能够抑制对显影剂的压力并提高图像质量的显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置。

本发明的显影装置包括：显影容器，收容包含磁性载体以及调色剂的显影剂；搅拌输送部件，搅拌并输送显影容器内的显影剂；显影剂载体，承载从搅拌输送部件供给来的显影剂；限制部件，与显影剂载体对置配置，用于限制显影剂载体表面的显影剂的层厚；以及单面磁化的磁铁，配置于限制部件的显影剂载体旋转方向上游侧，S极和N极向显影剂载体的旋转轴方向延伸，磁铁以磁化面朝向显影剂载体侧的方式配置。

按照本发明，单面磁化的磁铁以磁化面朝向显影剂载体侧的方式，与显影剂载体对置配置。由此，能够抑制磁力线从磁铁的与显影剂载体相反一侧的面发出，所以能够抑制在磁铁的显影剂载体侧以外的空间形成由磁铁产生的磁场。因此，在磁铁的显影剂载体侧以外的空间中，能够抑制因磁性载体和调色剂相互摩擦而使显影剂经受压力，所以能够提高图像质量。

本发明的其他目的和由本发明得到的具体优点可以从以下对实施方式的说明中更清楚地获得。

附图说明

图1是概略地表示具备本发明一实施方式的显影装置的图像形成装置的构造的剖视图。

图2是表示本发明一实施方式的显影装置的构造的侧面剖视图。

图3是表示本发明一实施方式的显影装置的限制极以及磁铁周围的构造的放大剖视图。

图4是表示本发明一实施方式的显影装置的显影辊的磁极的磁束分布的侧面剖视图。

图5是用于说明本发明一实施方式的显影装置的磁铁构造的放大剖视图。

图6是用于说明本发明一实施方式的显影装置的磁铁构造的放大俯视图。

图7是表示将磁铁配置于限制部件的显影辊旋转方向上游侧的以往的显影装置的一个例子的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

参照图1～图6，对具备本发明一实施方式的显影装置3a～3d的图像形成装置100的构造进行说明。图像形成装置100(这里是彩色打印机)主体内从输送方向上游侧(图1中的右侧)依次配置有四个图像形成部Pa，Pb，Pc以及Pd。这些图像形成部Pa～Pd与不同的四种颜色(青色、品红色、黄色以及黑色)的图像对应设置，分别通过带电、曝光、显影以及转印各工序，依次形成青色、品红色、黄色以及黑色的图像。

在这些图像形成部Pa～Pd中配置有承载各种颜色的可视像(调色剂像)的感光鼓(像载体)1a、1b、1c和1d，此外由驱动部件(未图示)驱动而沿图1中顺时针方向转动的中间转印带8与各图像形成部Pa～Pd相邻设置。形成在这些感光鼓1a～1d上的调色剂像依次一次转印到中间转印带8上并重叠，所述中间转印带8边与各感光鼓1a～1d抵接边移动。然后，一次转印于中间转印带8上的调色剂像，通过二次转印辊9的作用，二次转印于作为记录介质的一个例子的转印纸P上。并且，二次转印有调色剂像的转印纸P，在定影部13中调色剂像被定影后，从图像形成装置100主体排出。边使感光鼓1a～1d向图1中逆时针方向转动，边执行各感光鼓1a～1d的图像形成工序。

要二次转印调色剂像的转印纸P收容在配置于图像形成装置100的主体下部的纸盒16内，通过供纸辊12a和对准辊对12b，向二次转印辊9和后面叙述的中间转印带8的驱动辊11之间的狭缝部输送。中间转印带8使用绝缘树脂制的薄片，主要使用没有接缝(无缝)的带。此外，在二次转印辊9的下游侧配置有刮板形状的带清洁器19，用于去除残留在中间转印带8表面上的调色剂等。

下面，对图像形成部Pa～Pd进行说明。在以转动自如的方式配置的感光鼓1a～1d的周围和下方，设置有使感光鼓1a～1d带电的带电器2a、2b、2c和2d、将图像信息曝光于各感光鼓1a～1d的曝光装置5、在感光鼓1a～1d上形成调色剂像的显影装置3a、3b、3c和3d、以及去除残留在感光鼓1a～1d上的显影剂(调色剂)等的清洁部7a、7b、7c和7d。

当从个人计算机等上游装置输入图像数据时，首先由带电器2a～2d使感光鼓1a～1d的表面均匀带电，然后曝光装置5根据图像数据照射光，使各感光鼓1a～1d上形成与图像数据对应的静电潜影。显影装置3a～3d中分别填充有规定量的包含青色、品红色、黄色和黑色各种颜色的调色剂的双组分显影剂。此外，由于后面所述的调色剂像的形成，使填充于各显影装置3a～3d内的双组分显影剂中的调色剂的比例低于规定值时，从调色剂容器(补给部)4a～4d向各显影装置3a～3d补充调色剂。该显影剂中的调色剂被显影装置3a～3d供给到感光鼓1a～1d上，通过静电附着而形成调色剂像，所述调色剂像与通过来自曝光装置5的曝光形成的静电潜像对应。

并且，一次转印辊6a～6d以规定的转印电压对一次转印辊6a～6d和感光鼓1a～1d之间施加电场，使感光鼓1a～1d上的青色、品红色、黄色以及黑色的调色剂像一次转印于中间转印带8上。为了形成规定的全彩色图像，这四种颜色的图像以预先确定的规定的位置关系形成。此后，为了准备继续形成新的静电潜影，用清洁部7a～7d去除进行一次转印后残留在感光鼓1a～1d表面上的调色剂等。

中间转印带8绕在上游侧的从动辊10和下游侧的驱动辊11上，伴随由驱动电动机(未图示)驱动的驱动辊11的转动，中间转印带8开始向顺时针转动时，转印纸P在规定的时刻从对准辊对12b向驱动辊11和与其相邻设置的二次转印辊9之间的狭缝部(二次转印狭缝部)输送，由此把中间转印带8上的全彩色图像二次转印到转印纸P上。二次转印有调色剂像的转印纸P被送向定影部13。

被输送到定影部13的转印纸P被定影辊对13a加热和加压，使调色剂像定影在转印纸P的表面，形成规定的全彩色图像。形成有全彩色图像的转印纸P由向多个方向分路的分路部14分配输送方向。只在转印纸P的单面上形成图像的情况下，直接由排出辊对15排出到出纸盘17上。

另一方面，在转印纸P的两面上形成图像时，通过定影部13的转印纸P的一部分暂时从排出辊对15突出到装置外部。并且，在转印纸P的后端通过分路部14之后，使排出辊对15逆向旋转，并切换分路部14的输送方向。由此，转印纸P从后端分配到送纸通道18，以图像面翻转的状态再次输送到二次转印狭缝部。并且，形成在中间转印带8上的下一个调色剂像通过二次转印辊9二次转印于转印纸P的未形成有图像的面。被二次转印调色剂像的转印纸P被输送到定影部13将调色剂像定影后，排出到出纸盘17。

下面，参照图2对显影装置3a的详细构造进行说明。此外，图2表示从图1的后侧观察的状态，显影装置3a内的各部件的配置与图1左右相反。另外，以下的说明中例示了配置于图1的图像形成部Pa的显影装置3a，配置于图像形成部Pb～Pd的显影装置3b～3d的构成也基本相同，所以省略了说明。

如图2所示，显影装置3a具备收纳双组分显影剂(以下，只称为显影剂)的树脂制的显影容器20，显影容器20由隔板20a划分为搅拌输送室21、供给输送室22。搅拌输送室21以及供给输送室22分别配置有可旋转的螺旋式搅拌输送器(搅拌输送部件)23a以及螺旋式供给输送器(搅拌输送部件)23b，用于混合并搅拌从调色剂容器4a(参照图1)供给的调色剂(带正电的调色剂)和载体，并使其带电。螺旋式搅拌输送器23a将显影剂输送到后面所述的显影辊31的轴向(与图2的纸面垂直的方向)的一侧。螺旋式供给输送器23b边向与螺旋式搅拌输送器23a相反方向输送显影剂、边向显影辊31供给显影剂。

另外，在隔开搅拌输送室21和供给输送室22的隔板20a的长边方向(与图2的纸面垂直的方向)的两端部分，分别设置有连通部(未图示)，使搅拌输送室21以及供给输送室22的端部彼此连通。

并且，螺旋式搅拌输送器23a以及螺旋式供给输送器23b边搅拌显影剂边向轴向(与图2的纸面垂直的方向)输送显影剂，所述显影剂通过形成于隔板20a的两端部的连通部，在搅拌输送室21和供给输送室22间循环。即，由搅拌输送室21、一个连通部、供给输送室22以及另一个连通部在显影容器20内形成显影剂的循环路线。

显影容器20向图2的右斜上方延伸，在显影容器20内，在螺旋式供给输送器23b的上方配置有显影辊(显影剂载体)31。并且，显影辊31在显影容器20的开口侧(图2的右侧)与感光鼓1a对置，并在该对置区域向感光鼓1a供给调色剂。显影辊31绕旋转轴向图中逆时针方向旋转。

搅拌输送室21中配置有与螺旋式搅拌输送器23a相对的未图示的调色剂浓度传感器，根据调色剂浓度传感器的检测结果，通过未图示的调色剂补给口，从调色剂容器4a向搅拌输送室21补给调色剂。作为调色剂浓度传感器例如使用导磁率传感器，所述导磁率传感器对显影容器20内的由调色剂和磁性载体构成的双组分显影剂的导磁率进行检测。

显影辊31由圆筒状非磁性的显影套筒31a和固定磁铁体31b构成，所述显影套筒31a沿图2中的逆时针方向旋转，所述固定磁铁体31b内置于显影套筒31a并具有多个磁极。在本实施方式中，固定磁铁体31b的磁极由如下五极构成：由N极构成的限制极(切头用磁极)42、由S极构成的输送极43、由N极构成的主极44、由S极构成的输送极45、以及由N极构成的剥离极46。

如图3所示，限制极42与后面所述的切头刮板32或者磁铁50对置配置。显影辊31的磁极的磁束分布如图4所示。限制极42的磁力扩张到比后面所述的磁铁50靠显影辊31的旋转方向上游侧(以下，只称为上游侧)，限制极42还起到从螺旋式供给输送器23b向显影辊31吸取显影剂的吸取极的功能。限制极42的磁力为35mT，主极44的磁力为100mT。此外，在图4中用粗线描绘磁束分布。

另外，在显影容器20中沿显影辊31的长边方向(与图2的纸面垂直的方向)安装有切头刮板(限制部件)32，用于限制承载于显影辊31的显影剂的厚度。切头刮板32在显影辊31的旋转方向(图中逆时针旋转方向)上位于比显影辊31和感光鼓1a的对置位置靠上游侧。并且，切头刮板32的前端部和显影辊31表面之间形成有微小的间隙(缝隙)。

切头刮板32由磁性体(SUS430等)构成，形成约1.5mm的厚度。切头刮板32固定于显影容器20的底部。切头刮板32的上游侧配置有限制上游部件33。限制上游部件33具有在切头刮板32之前将承载于显影辊31的显影剂的厚度限制到某种程度的预限制功能，以及降低对显影剂的压力的压力降低功能。

如图3所示，切头刮板32的前端部(显影辊31侧的部分)的上游侧配置有由约0.6mm厚的磁性薄片体等构成的磁铁50。磁铁50被固定于限制上游部件33的上面。

如图5所示，由于磁铁50的下游侧的端部(切头刮板32侧的端部)被磁化为N极，所以切头刮板32的前端部(显影辊31侧的端部)被磁化为S极。由此，切头刮板32的前端部和显影套筒31a(限制极42)之间产生磁场，将通过切头刮板32和显影辊31之间的显影剂限制成规定的层厚。此外，在图5中由粗线描绘磁铁50的磁力线。

另外，通过磁铁50和显影辊31之间的磁场，使显影辊31的表面的显影剂均匀化。由此，能够抑制因螺旋式供给输送器23b的旋转间隔产生浓度不均。

磁铁50只是单面(磁化面50a)被磁化，不会从磁铁50的与磁化面50a相反一侧的面(非磁化面)发出磁力线。磁铁50以磁化面50a朝向显影辊31侧的方式，与显影辊31对置配置。磁化面50a在沿着显影辊31的旋转方向的方向上以约2.0mm的间距交替磁化有两组N极和S极。如图6所示，N极和S极以沿显影辊31的旋转轴方向(与图2的纸面垂直的方向，图6的上下方向)延伸的方式形成。磁铁50的磁极的磁力为40mT。此外，N极和S极优选磁化一组以上。

上述螺旋式供给输送器23b配置于磁铁50的附近。换而言之，从磁铁50到螺旋式供给输送器23b的距离与从磁铁50到限制极42的距离为相同程度的大小。此外，所谓磁铁50的附近是指将磁铁50的磁力达到的距离(例如，从磁铁50到限制极42的距离)设为L时，从磁铁50到距离L程度的范围。

对显影辊31施加直流电压(以下，称为Vslv(DC))以及交流电压(以下，称为Vslv(AC))。这些直流电压以及交流电压从显影偏压电源经由偏压控制电路(都未图示)施加于显影辊31。

如上所述，由螺旋式搅拌输送器23a以及螺旋式供给输送器23b边搅拌显影剂边使显影剂在显影容器20内的搅拌输送室21以及供给输送室22循环，使显影剂中的调色剂带电。供给输送室22内的显影剂由螺旋式供给输送器23b输送到显影辊31。并且，在显影辊31上形成磁力刷(未图示)。显影辊31上的磁力刷被切头刮板32和限制极42限制层厚之后，通过显影辊31的旋转被输送到显影辊31和感光鼓1a的对置部分。由于对显影辊31施加Vslv(DC)以及Vslv(AC)，因此通过与感光鼓1a之间的电位差，使调色剂从显影辊31飞到感光鼓1a上，使感光鼓1a上的静电潜像显影。

未用于显影的残留的调色剂通过显影套筒31a的旋转输送，显影套筒31a的表面上的显影剂，由于由剥离极46以及与其同极性的限制极42赋予排斥的磁场，因此在剥离极46和限制极42的中间附近从显影套筒31a上剥离后，落入供给输送室22内。并且，由螺旋式搅拌输送器23a以及螺旋式供给输送器23b搅拌并输送后，由吸取极(限制极42)重新作为以适当的调色剂浓度均匀带电的双组分显影剂，重新在显影套筒31a上形成磁力刷，并向切头刮板32输送。

在本实施方式中，如上所述，磁铁50以磁化面50a朝向显影辊31侧的方式，与显影辊31对置配置。由此，能够抑制磁力线从磁铁50的与显影辊31相反一侧的面发出，所以能够抑制在磁铁50的显影辊31侧以外的空间内形成由磁铁50产生的磁场。因此，在磁铁50周围的显影辊31侧以外的空间中，能够抑制因磁性载体和调色剂相互摩擦而使显影剂受到压力，所以能够提高图像质量。此外，在磁场内，磁性载体相互粘连，所以当调色剂在其中移动时，磁性载体和调色剂相互摩擦。并且，添加剂时而埋没于调色剂，时而从调色剂移动到载体使调色剂和载体劣化，降低图像质量。

另外，如上所述，螺旋式供给输送器23b配置于磁铁50的上游侧的附近。此时，当从磁铁50的与显影辊31相反一侧的面发出磁力线时，磁铁50的上游侧的附近也形成磁场。并且，调色剂通过螺旋式供给输送器23b在磁场内移动，因此特别容易使显影剂经受压力。因此，螺旋式供给输送器23b配置于磁铁50的上游侧的附近时，应用本发明特别有效。

另外，如上所述，在限制极42也进行从螺旋式供给输送器23b向显影辊31的显影剂的吸取的显影装置3a中，由限制极42产生的磁场形成到螺旋式供给输送器23b，容易使显影剂经受压力。因此，限制极42也进行显影剂的吸取时，应用本发明特别有效。

另外，如上所述，限制极42的磁力扩张到比磁铁50靠上游侧。由此，利用限制极42能够容易从螺旋式供给输送器23b向显影辊31吸取显影剂。

另外，如上所述，磁铁50的磁化面50a在沿着显影辊31的旋转方向的方向上，交替磁化有两组S极和N极。由此，与只磁化有一组S极和N极的情况相比，通过磁铁50和显影辊31之间的磁场能够使显影辊31的表面的显影剂更均匀，所以能够进一步抑制因螺旋式供给输送器23b的旋转间隔产生浓度不均。

此外，本发明的实施方式在所有方面都是示例，而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述实施方式的说明表示，而是由权利要求的范围表示，此外还包括与权利要求的范围等同的内容和范围内的所有变更。

例如，例示了图1所示的串列型彩色图像形成装置中应用本发明的例子，但本发明并不限于此。当然，黑白复印机、黑白打印机、数码复合机、传真机等具有显影装置的各种图像形成装置都能够应用本发明，所述显影装置具备限制显影剂载体的表面的层厚的限制部件。

另外，在所述实施方式中，例示了设置显影辊作为显影剂载体的例子，但本发明不限于此，也可以在搅拌输送部件和显影辊之间设置磁辊作为显影剂载体。

另外，在所述实施方式中，表示了将螺旋式供给输送器以及限制部件配置于显影辊的下侧的例子，但本发明并不限于此，也可以将螺旋式供给输送器以及限制部件配置于显影辊的上侧或侧方。

另外，在所述实施方式中，例示了使用由磁性体构成的限制部件的例子，但本发明并不限于此，也可以使用由磁铁构成的限制部件。

另外，适当地组合所述实施方式以及变形例的构成而得到的构成也包含于本发明的技术的范围。

Claims (6)

1.一种显影装置，其特征在于，

包括：

显影容器，收容包含磁性载体以及调色剂的显影剂；

搅拌输送部件，搅拌并输送所述显影容器内的所述显影剂；

显影剂载体，承载从所述搅拌输送部件供给来的所述显影剂；

限制部件，与所述显影剂载体对置配置，用于限制所述显影剂载体表面的所述显影剂的层厚；以及

单面磁化的磁铁，配置于所述限制部件的所述显影剂载体旋转方向上游侧，S极和N极向所述显影剂载体的旋转轴方向延伸，

所述磁铁以磁化面朝向所述显影剂载体侧的方式，与所述显影剂载体对置配置。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述搅拌输送部件配置于所述磁铁的所述显影剂载体旋转方向上游侧的附近。

3.根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于，

所述显影剂载体包括与所述限制部件或者所述磁铁对置配置的限制极，

所述限制极也进行从所述搅拌输送部件向所述显影剂载体的所述显影剂的吸取。

4.根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于，所述限制极的磁力扩张到比所述磁铁靠所述显影剂载体旋转方向上游侧。

5.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，所述磁铁的磁化面在沿着所述显影剂载体旋转方向的方向上交替磁化有两组以上的S极和N极。

6.一种图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1所述的显影装置。