CN106909038A

CN106909038A - 显影装置

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Publication number: CN106909038A
Application number: CN201610877774.1A
Authority: CN
Inventors: 天竺英司
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-10-08
Filing date: 2016-10-08
Publication date: 2017-06-30
Anticipated expiration: 2036-10-08
Also published as: JP6688188B2; CN106909038B; JP2017072822A

Abstract

本发明的显影装置包括显影辊和限制部。显影辊在规定的旋转方向旋转，将包含非磁性调色剂和磁性载体的显影剂输送到显影位置。另外，在显影辊的周面上形成有单一极性的限制极。限制部在规定的旋转方向上的显影位置的上游侧的接近显影辊的周面的位置限制显影剂的输送量。在限制极中，显影辊的周面的法线方向的磁通密度在规定的旋转方向上的显影辊的周面上的第一位置成为最大值，并且在规定的旋转方向上的显影辊的周面上的第二位置和第三位置成为最大值的50％的值。而且，第一位置相对于第二位置与第三位置的中间位置向下游侧偏移。另外，限制部的前端部与第一位置和中间位置之间的位置或第一位置相对。

Description

显影装置

技术领域

本发明涉及显影装置，特别涉及应用于电子照相方式的图像形成装置的显影装置。

背景技术

在电子照相方式的图像形成装置中，在感光鼓上形成的静电潜像由显影装置显像化，作为显像化所需要的显影剂，多使用包含非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂(例如参照日本特开2013-200547号公报)。在显影装置中进行：将显影剂从显影剂槽汲取到显影辊；和利用显影辊的旋转将显影剂输送到显影位置。在显影装置中，为了限制显影剂的输送量，在显影辊的旋转方向上的显影位置的上游侧设置有刮刀等限制部。即，限制部从显影辊的周面刮掉多余的显影剂，使得显影剂的输送量成为一定量。

但是，在上述的显影装置中，由于显影剂被送入限制部，在显影剂中产生应力。该应力成为使显影辊的旋转所需要的转矩变大的原因。特别是在作为显影剂中包含的非磁性调色剂使用低温定影调色剂的情况下，产生了显影辊的旋转所需要的转矩显著变大到难以进行显影装置的连续驱动的程度的问题。

发明内容

附图说明

图1是表示应用了本发明的显影装置的图像形成装置的主要部分的概念图。

图2是表示图像形成装置具备的显影装置的概念图。

图3是表示在显影辊的周面形成的多个磁极的概念图。

图4A是表示限制极和限制部的具体结构的图，图4B是将限制极的法线方向的磁通密度B曲线图化而得到的图。

具体实施方式

以下，根据附图对将本发明的显影装置应用于图像形成装置的实施方式进行说明。

[1]图像形成装置的结构

如图1所示，图像形成装置基于图像数据进行电子照相方式的图像形成处理，由此进行向用纸Z的图像印刷。具体而言，图像形成装置，作为其主要部分包括4个主处理装置1、曝光装置2、中间转印带3、二次转印辊4和定影装置5。在本实施方式的图像形成装置中，作为使用的颜色空间，采用CMYK空间。4个主处理装置1分别形成构成CMYK空间的4种颜色(青色、品红色、黄色、黑色)的调色剂像。另外，可以根据使用的颜色空间来改变主处理装置1的设置数量。例如，在单色的图像形成装置的情况下，主处理装置1为1个。

主处理装置1各自具有感光鼓11、带电装置12、显影装置13、一次转印辊14和清洁装置15。感光鼓11为静电潜像载持体。带电装置12以感光鼓11的周面的电位成为规定电位的方式使感光鼓11带电。通过来自曝光装置2的激光照射，在带电的感光鼓11的周面形成与图像数据相应的静电潜像。

显影装置13通过对显影辊133施加偏压(显影偏压)，使附着在显影辊133的周面的调色剂在显影位置向感光鼓11的周面移动。由此，静电潜像被显像化而形成调色剂像。在本实施方式中，使用包含非磁性调色剂和磁性载体的显影剂，该显影剂中包含的非磁性调色剂用于静电潜像的显像化。调色剂像通过感光鼓11的旋转被输送至执行向中间转印带3的转印(一次转印)的位置。此外，关于显影装置13的具体结构将在后面说明。

一次转印辊14将载持在感光鼓11上的调色剂像转印到中间转印带3上。具体而言，一次转印辊14通过自身被施加偏压而使构成调色剂像的调色剂产生静电力，利用该静电力使调色剂像向中间转印带3移动。

基于图像数据由4个主处理装置1分别形成的4色的调色剂像，以彼此不偏移的方式被转印到中间转印带3的相同区域。由此，4色的调色剂像重合，在中间转印带3上形成全彩色的调色剂像。该全彩色的调色剂像通过中间转印带3的旋转而被输送至执行向用纸Z的转印(二次转印)的位置。

清洁装置15将在一次转印后残留在感光鼓11的周面的调色剂和其他附着物(尘埃等)除去。由此，进行下一次的图像形成处理的准备。

二次转印辊4将载持在中间转印带3上的全彩色的调色剂像转印到用纸Z上。具体而言，二次转印辊4通过自身被施加偏压而使构成调色剂像的调色剂产生静电力，利用该静电力使调色剂像向用纸Z移动。

定影装置5具有加热辊51和与该加热辊51压接的加压辊52。被转印有调色剂像的用纸Z，通过加热辊51与加压辊52之间，由此，调色剂像被施加适当的热和压力。由此，调色剂像被固着在用纸Z上。

[2]显影装置的结构

如图2所示，显影装置13包括显影剂槽131、2个搅拌螺杆132、显影辊133和限制部134。

＜显影剂槽＞

在显影剂槽131中贮存有显影剂。在本实施方式中，显影剂使用包含非磁性调色剂和磁性载体的显影剂。另外，非磁性调色剂优选使用低温定影调色剂。

＜搅拌螺杆＞

搅拌螺杆132对贮存在显影剂槽131中的显影剂进行搅拌。该搅拌使显影剂中包含的非磁性调色剂与磁性载体之间产生摩擦，利用该摩擦使非磁性调色剂带电。

＜显影辊＞

显影辊133具有套筒(sleeve)部133a和磁铁部133b。套筒部133a呈圆筒状，能够围绕中心轴133c旋转。在本实施方式中，套筒部133a在图2中用箭头符号表示的规定的旋转方向Dr旋转。另一方面，磁铁部133b以其周面与套筒部133a的内表面相对的方式设置在套筒部133a的内侧，并且以相对于套筒部133a独立的状态被固定。因此，套筒部133a承担显影辊133的旋转，因此，套筒部133a的中心轴133c成为显影辊133的旋转轴。另外，套筒部133a的周面133d成为显影辊133的周面。

在套筒部133a的周面133d，通过磁铁部133b具有的磁性，形成有各自为单一极性的多个磁极。如图3所示，这些磁极包括主极Mp1和限制极Mp2。另外，为了形成各种磁极，可以在磁铁部133b的周面设置有缺口。

在图3中，表示磁极的曲线，表示出了套筒部133a的周面133d的法线方向的磁通密度B(以下将其简称为“磁通密度B”)的大小。更具体地说，使以主极Mp1的位置P0为基准的左旋转(逆时针旋转)的角度θ与周面133d上的位置P对应，用曲线表示磁通密度B的大小相对于该角度θ的变化。在图4A和图4B中也是同样。

主极Mp1是在显影时阻止磁性载体从周面133d脱离的磁极，形成在套筒部133a的周面133d的包含显影位置(与感光鼓11相对的位置)的区域。

限制极Mp2是与后述的限制部134相对的磁极。具体而言，如图4A和图4B所示，在限制极Mp2中，套筒部133a的周面133d的磁通密度B在旋转方向Dr上的周面133d上的第一位置P1(θ＝θ1)成为最大值B_max，并且在旋转方向Dr上的周面133d上的第二位置P2(θ＝θ2)和第三位置P3(θ＝θ3)成为最大值B_max的50％。而且，第一位置P1相对于第二位置P2与第三位置P3的中间位置Pm(θ＝θm)向下游侧偏移。

而且，上述的限制极Mp2兼具作为汲取贮存在显影剂槽131中的显影剂的汲取极的功能。被汲取的显影剂，以附着在套筒部133a的周面133d上的状态，伴随套筒部133a的旋转被输送至显影位置。

在套筒部133a的周面133d形成有凹凸，使得被汲取的显影剂以适当的量附着。因此，形成的图像有可能发生由该凹凸导致的画质不良(不均匀等)。凹凸的高低差的最大值β越大，这样的画质不良越显著出现。另一方面，通过根据与该最大值β的关系，将限制极Mp2的磁通密度B的最大值B_max设定为适当的大小，能够抑制画质不良。详细情况将在后面说明。

＜限制部＞

限制部134在旋转方向Dr上的显影位置(为与感光鼓11相对的位置，位置P0或其附近的位置)的上游侧在靠近显影辊133的套筒部133a的周面133d的位置，限制显影剂的输送量。具体而言，限制部134为刮刀，在显影位置的上游侧的位置在与套筒部133a的周面133d之间形成间隙。而且，限制部134利用该间隙限制显影剂的通过量，由此限制显影剂的输送量。另外，限制部134并不限定于刮刀，可以使用能够限制显影剂的输送量的各种器具。

如图4A所示，限制部134以其前端部134a与第一位置P1和中间位置Pm之间的位置Pd(θ＝θd)相对的方式配置。另外，限制部134也可以以其前端部134a与第一位置P1相对的方式配置。

在本实施方式的显影装置13中，通过上述限制极Mp2的作用，在显影剂槽131内的显影剂包含的磁性载体中产生磁力，通过该磁力，磁性载体带着非磁性调色剂附着到套筒部133a的周面133d。由此，在限制部134的上游侧，显影剂从显影剂槽131被汲取。然后，被汲取的显影剂，通过套筒部133a旋转，在被限制部134限制输送量之后，被输送到显影位置。

在本实施方式的显影装置13中，第一位置P1(磁通密度B最大的位置)相对于中间位置Pm向下游侧偏移，并且限制部134的前端部134a与第一位置P1和中间位置Pm之间的位置Pd或第一位置P1相对。因此，在限制部134的上游侧，磁通密度B变小，而从限制部134的前端部134a相对的位置向上游侧分布的限制极Mp2的区域变大。因此，虽然在限制部134的上游侧，磁通密度B小，但是能够在限制部134的上游侧从显影剂槽131汲取显影所需要的充分量的显影剂。

另一方面，限制部134的上游侧的磁通密度B小，由此，每单位面积的显影剂的附着量减少。因此，套筒部133a的每单位旋转量的被限制部134除去的显影剂的量变小。另外，限制部134配置在第一位置P1(磁通密度B最大的位置)或比其靠上游侧的位置，由此，由限制部134允许通过的显影剂受到来自第一位置P1的磁通密度B的作用而变得容易向限制部134的下游侧移动。因此，显影剂难以产生应力，因此，套筒部133a的旋转所需要的转矩变小。

为了使得能够汲取适当量的显影剂、并且减少套筒部133a的旋转所需要的转矩，优选

(1)第二位置P2和第三位置P3的围绕中心轴133c的开度角(θ3-θ2)；

(2)第一位置P1和中间位置Pm的围绕中心轴133c的开度角(θ1-θm)；

(3)以位置P0为基准的位置Pd的左旋转的角度θ；和

(4)限制极Mp2的磁通密度B的最大值B_max与主极Mp1的磁通密度B的最大值B0之比B_max/B0

被设定为适当的大小。另外，关于项目(1)～(4)的量的适当的大小将在后面说明。

本实施方式的显影装置13能够减小套筒部133a的旋转所需要的转矩，因此，在作为显影剂中包含的非磁性调色剂使用转矩容易变大的调色剂的情况下特别优选。作为转矩容易变大的调色剂，可以列举例如低温定影调色剂。

[3]实施例

接着，作为上述显影装置13的实施例，主要对限制极Mp2和限制部134的具体结构例进行说明。

[3-1]实施例1

如下面的表1所示，在实施例1中，以形成下面那样的磁极的方式将磁铁部133b磁化。即，主极Mp1的磁通密度B的最大值B0为110mT，在限制极Mp2中，磁通密度B的最大值B_max为54mT，开度角(θ3-θ2)为60°，角度θm为275°，角度θ1为285°，角度θd为280°。此外，表1是由本发明的发明人得到的数据。

[表1]

根据实施例1，套筒部133a的旋转所需要的转矩T为900gf，并且印刷图像上没有产生画质不良。作为转矩T，优选为1000gf以下，在实施例1中，实现了这样的转矩T。作为能够实现这样优选的转矩T和良好的画质的理由，可以列举上述项目(1)～(4)的量被设定为适当的大小。另外，在表1的转矩T一栏中，对转矩T为1000gf以下的情况附加了○符号，对转矩T超过1000gf的情况附加了×符号。另外，在表1的画质不良一栏中，对没有画质不良的情况附加了○符号，对有画质不良的情况附加了×符号。

在此，首先，对于作为项目(1)的量的开度角(θ3-θ2)，通过将实施例1的数据与比较例1和2的数据进行比较来考察。如表1所示，在实施例1中开度角(θ3-θ2)被设定为60°，而在比较例1和2中开度角(θ3-θ2)分别被设定为40°和90°。

在比较例1中，虽然转矩T与实施例1为相同程度，但是产生了画质不良。作为其原因可以列举，因为开度角(θ3-θ2)小，所以难以汲取适当量的显影剂。另一方面，在比较例2中，虽然画质良好，但是转矩T成为超过1000gf的值。作为其原因可以列举，因为开度角(θ3-θ2)大，所以显影剂被过度地汲取从而需要大的转矩T。

因此，优选开度角(θ3-θ2)在包括60°且上限值小于90°并且下限值大于40°的范围。比较例1的开度角(θ3-θ2)(＝40°)，和与其对应的主极Mp1上的开度角为相同程度。因此，优选开度角(θ3-θ2)比主极Mp1上的开度角大。

[3-2]实施例2

如下面的表2所示，在实施例2中，以角度θ1成为280°的方式将磁铁部133b磁化。另外，在实施例2中，改变了限制部134的位置使得角度θd成为278°。具体而言，主极Mp1的磁通密度B的最大值B0为110mT，在限制极Mp2中，磁通密度B的最大值B_max为54mT，开度角(θ3-θ2)为60°，角度θm为275°，角度θ1为280°，角度θd为278°。此外，表2是由本发明的发明人得到的数据。

[表2]

根据实施例2，套筒部133a的旋转所需要的转矩T为与实施例1相同的900gf，并且印刷图像上没有产生画质不良。由此可推测，第一位置P1相对于中间位置Pm(θ＝θm)偏移是重要的。

然后，对于作为项目(2)的量的开度角(θ1-θm)，通过将实施例1和2的数据与比较例3和4的数据进行比较来考察。如表2所示，在实施例1和2中，开度角(θ1-θm)分别被设定为10°和5°，而在比较例3和4中，开度角(θ1-θm)分别被设定为0°和-10°。

在比较例3和4中，虽然画质良好，但是转矩T成为超过1000gf的值。作为其原因可以列举，通过将磁通密度B最大的第一位置P1配置在中间位置Pm或比其靠上游侧的位置，在限制部134的上游侧磁通密度B变大，作为其结果，显影剂被过度地汲取。

因此，开度角(θ1-θm)优选大于0°，更优选为5°以上。

[3-3]实施例3

如下面的表3所示，在实施例3中，改变了限制部134的位置使得角度θd成为285°。换句话说，使限制部134的前端部134a与磁通密度B最大的第一位置P1相对。具体而言，主极Mp1的磁通密度B的最大值B0为110mT，在限制极Mp2中，磁通密度B的最大值B_max为54mT，开度角(θ3-θ2)为60°，角度θm为275°，角度θ1为285°，角度θd为285°。此外，表3是由本发明的发明人得到的数据。

[表3]

根据实施例3，套筒部133a的旋转所需要的转矩T为1000gf，并且印刷图像上没有产生画质不良。由此可推测，能够改变限制部134的位置(即，改变角度θd)。

然后，对于作为项目(3)的量的角度θd，通过将实施例1和3的数据与比较例5～7的数据进行比较来考察。如表3所示，在实施例1和3中角度θd分别被设定为280°和285°，而在比较例5～7中角度θd分别被设定为275°、265°和290°。即，在比较例5中，使限制部134的前端部134a与中间位置Pm相对。在比较例6中，使限制部134的前端部134a与比中间位置Pm靠上游侧的位置相对。在比较例7中，使限制部134的前端部134a与比第一位置P1靠下游侧的位置相对。

在比较例5和6中，虽然转矩T与实施例1为相同程度，但是产生了画质不良。作为其原因可以列举为，通过将限制部134配置在与中间位置Pm相对的位置或比该位置靠上游侧的位置，从限制部134向上游侧分布的限制极Mp2的区域变窄，作为其结果，难以汲取适当量的显影剂。另一方面，在比较例7中，虽然画质良好，但是转矩T成为超过1000gf的值。作为其原因可以列举为，通过将限制部134配置在比与第一位置P1相对的位置靠下游侧的位置，从限制部134向上游侧分布的限制极Mp2的区域过度变大，作为其结果，显影剂被过度汲取从而需要大的转矩T。

因此，优选角度θd为大于角度θm并且为角度θ1以下的范围内的值。即，优选限制部134的前端部134a与第一位置P1和中间位置Pm之间的位置相对，或者与第一位置P1相对。

[3-4]实施例4

如下面的表4所示，在实施例4中，比B_max/B0被改变为40％。具体而言，主极Mp1的磁通密度B的最大值B0为135mT，在限制极Mp2中，磁通密度B的最大值B_max为54mT，开度角(θ3-θ2)为60°，角度θm为275°，角度θ1为285°，角度θd为280°。此外，表4是由本发明的发明人得到的数据。

[表4]

根据实施例4，套筒部133a的旋转所需要的转矩T为与实施例1相同的900gf，并且印刷图像上没有产生画质不良。由此可推测，能够改变比B_max/B0。

然后，对于作为项目(4)的量的比B_max/B0，通过将实施例1和4的数据与比较例8～10的数据进行比较来考察。如表4所示，在实施例1和4中，比B_max/B0分别被设定为49.1％和40％，而在比较例8～10中，比B_max/B0分别被设定为63.6％、36.4％、54.5％。

在比较例9中，虽然转矩T与实施例1为相同程度，但是产生了画质不良。作为其原因可以列举，因为比B_max/B0变得过小，所以难以汲取适当量的显影剂。在比较例8和10中，虽然画质良好，但是转矩T成为超过1000gf的值。作为其原因可以列举，因为比B_max/B0变得过大，所以显影剂被过度地汲取从而需要大的转矩T。

因此，优选比B_max/B0为40％以上且50％以下的范围内的值。

[3-5]实施例5～7

如下面的表5所示，在实施例1中，在套筒部133a的周面133d形成有高低差的最大值β为10μm的凹凸。另外，在实施例5～7中，在套筒部133a的周面133d分别形成有高低差的最大值β为50μm、60μm、70μm的凹凸。另外，在实施例5～7中，以限制极Mp2的磁通密度B的最大值B_max为40mT的方式对磁铁部133b进行了磁化。其他条件与实施例1相同。此外，表5是由本发明的发明人得到的数据。

另一方面，在比较例11中，在套筒部133a的周面133d形成有高低差的最大值β为100μm的凹凸。比较例11中的其他条件与实施例5～7相同。另外，在比较例12中，在套筒部133a的周面133d形成有高低差的最大值β为5μm的凹凸。比较例12中的其他条件与实施例1相同。

[表5]

根据实施例5～7，套筒部133a的旋转所需要的转矩T为800gf，并且印刷图像上没有产生画质不良。另一方面，在比较例11中，虽然转矩T与实施例1为相同程度，但是产生了画质不良。根据这些结果，本发明的发明人对于限制极Mp2的磁通密度B的最大值B_max与凹凸的高低差的最大值β导出了以下的关系。另外，在比较例12中也与比较例11同样产生了画质不良，但是其原因与比较例11不同。即，作为比较例12中的画质不良的原因可以列举，因为高低差的最大值β过小，所以在套筒部133a的周面133d没有附着适当量的显影剂。

本发明的发明人发现，用Zr＝B_max ^-2×10⁵定义的物理量Zr在导出与高低差的最大值β的关系的方面是重要。本发明的发明人发现，通过将物理量Zr的(3/2)倍的值与高低差的最大值β进行比较(参照表5)，在用(3/2)×Zr表示的值大于高低差的最大值β的情况下，由凹凸导致的画质不良被抑制。即，本发明的发明人发现，优选根据凹凸的高低差来调整限制极Mp2的磁通密度B，使得物理量Zr本身的值大于高低差的最大值β乘以(2/3)而得到的值。

而且，本发明的发明人发现，在实施例7中，显影辊133的耐久性产生了问题。由此，本发明的发明人发现，优选调整限制极Mp2的磁通密度B，使得物理量Zr本身的值大于高低差的最大值β。

[4]其他例子

上述图像形成装置以彩色复合机为例，但是包括显影装置13的各部结构并不限定于彩色复合机，能够应用于彩色复印机、彩色打印机等各种图像形成装置。另外，包括显影装置13的各部结构并不限定于以彩色图像为对象的图像形成装置，也能够应用于以单色的图像为对象的图像形成装置。

应当认为上述实施方式的说明在所有方面均是例示而不是限制。本发明的范围不是由上述的实施方式表示，而是由权利要求的范围表示。而且，本发明的范围包含与权利要求的范围同等的意思和范围内的所有改变。

Claims

1.一种显影装置，其特征在于，包括：

显影辊，该显影辊在规定的旋转方向旋转，将包含非磁性调色剂和磁性载体的显影剂输送到显影位置，在该显影辊的周面上形成有单一极性的限制极；和

限制部，该限制部在所述旋转方向上的所述显影位置的上游侧的接近所述显影辊的所述周面的位置限制所述显影剂的输送量，

在所述限制极中，所述显影辊的所述周面的法线方向的磁通密度在所述旋转方向上的所述周面上的第一位置成为最大值，并且在所述旋转方向上的所述周面上的第二位置和第三位置成为所述最大值的50％的值，并且所述第一位置相对于所述第二位置与所述第三位置的中间位置向下游侧偏移，

所述限制部的前端部与所述第一位置和所述中间位置之间的位置或所述第一位置相对。

2.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于：

所述第一位置和所述中间位置围绕所述显影辊的旋转轴的开度角为5°以上。

3.如权利要求1或2所述的显影装置，其特征在于：

在所述显影辊的所述周面的包含所述显影位置的区域，形成有阻止所述磁性载体从所述周面脱离的主极，

所述限制极的所述磁通密度的最大值，为所述主极的所述磁通密度的最大值的40％以上且50％以下的值。

4.如权利要求1～3中任一项所述的显影装置，其特征在于：

所述第二位置和所述第三位置的围绕所述显影辊的旋转轴的开度角，大于与其对应的所述主极上的开度角。

5.如权利要求1～4中任一项所述的显影装置，其特征在于：

所述显影剂中包含的所述非磁性调色剂为低温定影调色剂。

6.如权利要求1～5中任一项所述的显影装置，其特征在于：

所述限制极的所述最大值(单位：mT)的倒数的平方乘以10⁵而得到的物理量，大于在所述显影辊的周面形成的凹凸的高低差的最大值(单位：μm)乘以(2/3)而得到的值。