CN107357154A - 显影设备和图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

一种显影设备和图像形成装置,该显影设备包括:显影剂承载构件;调节部;磁场生成构件,在显影剂承载构件内部提供,所述磁场生成构件具有:显影极;第一磁极;以及第二磁极;其中磁场生成构件具有满足|(Br(θa)–Br(θc))/10|<0.3的区域,其中Br(θa)是围绕显影剂承载构件的中心相对于显影剂承载构件的表面在从显影剂承载构件上离调节部最近的点偏移‑5°的位置在法向方向上的磁通密度,及Br(θc)是围绕显影剂承载构件在从显影剂承载构件上的离调节部最近的点偏移+5°的位置的磁通密度。

Description

显影设备和图像形成装置
技术领域
本发明涉及适用于使用电子照相图像形成处理的图像形成装置(诸如激光束打印机、复印机或传真设备)的显影设备,及图像形成装置。
背景技术
使用非磁性调色剂和磁性载体的混合物作为显影剂的双组分显影系统广泛地用在安装到使用调色剂作为显影剂的图像形成装置的显影设备中。
利用上述双组分显影系统,由于存储在显影套筒(显影剂承载构件)中的磁辊的磁力,显影剂被承载在显影套筒的表面上,并且所携带的显影剂的量由显影刀片调节,以在显影套筒上形成薄的显影剂层。然后,由于显影套筒的旋转,显影剂层被传送到面向感光鼓的显影区域,并且在显影剂由于磁辊的磁力而在刷链中被拉起(nap)的情况下静电吸附在感光鼓上。因此,静电潜像被显影。
在上述显影设备中,常规上已经提出了用于稳定显影套筒上携带的显影剂量的构造。例如,日本专利公开No.2015-169696公开了一种构造,其中,在从将显影剂舀出到显影套筒的勺子杆到作为显影刀片附近的磁极的调节杆的区域内,相对于显影套筒的表面在切向方向的磁力在与显影套筒的旋转方向相同的方向上定向。利用这种构造,显影剂被显影套筒有效地传送,借此在显影套筒上携带的显影剂的量(涂覆量)被稳定。
一般而言,对于相对于显影套筒的表面在法向方向的磁通密度的峰值位置,磁辊在显影套筒的旋转方向上与设定的峰值位置具有±3°的误差,并且对于半宽具有±2°的波动,作为部件公差。因此,法向方向的磁通密度在面向显影刀片的区域上具有±5°的最大波动。
在本文中,由显影刀片调节的显影剂的拉起角由作为从磁辊施加的磁通密度中的磁通密度Br(其是法向方向的分量)和磁通密度Bθ(其是切向方向的分量)的反正切函数的arctan(Br/Bθ)定义。因此,当法向方向上的磁极的磁通密度Br或切向方向上的磁通密度Bθ由于部件公差而变化时,拉起角变化,使得由显影套筒调节的显影剂的量变化。
因此,即使在如日本专利公开No.2015-169696中所公开的构造那样努力获得期望的磁力分布时,磁通密度Br的分布或磁力的分布也由于部件公差而变化,造成由显影刀片调节的显影剂的量与传送到显影区域的显影剂的量的机器差异。这可能不利地影响图像特性。
具体而言,如果显影剂的调节量小于期望的量,则显影套筒上显影剂的涂覆量增加,由此有可能造成感光鼓上的雾、显影剂的溢出或由于扭矩增加引起的锁定。另一方面,如果显影剂的调节量超过期望的值,则显影套筒上显影剂的涂覆量减少,由此可能不输出所需的图像浓度。
发明内容
期望提供能够稳定在显影剂承载构件上携带的显影剂的量的显影设备。
本发明的代表性构造是在图像承载构件上形成调色剂图像的显影设备,该显影设备包括:
显影剂承载构件,能旋转并且携带包括磁性颗粒和调色剂的显影剂;
调节部,被设置为面向显影剂承载构件,用于调节在显影剂承载构件上携带的显影剂的量;
磁场生成构件,在显影剂承载构件内部提供,所述磁场生成构件具有:显影极,面向图像承载构件;第一磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的下游在与显影极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;以及第二磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的上游在分别与显影极和第一磁极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;
其中磁场生成构件具有满足|(Br(θa)–Br(θc))/10|<0.3的区域,
其中Br(θa)是围绕显影剂承载构件的中心相对于显影剂承载构件的表面在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移-5°的位置在法向方向上的磁通密度,以及
Br(θc)是围绕显影剂承载构件从在显影剂承载构件上的最靠近调节部的点偏移+5°的位置的磁通密度。
从以下参照附图对示例性实施例的描述,本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是图像形成装置的示意性剖视图。
图2是显影设备在横向方向上的示意性剖视图。
图3是显影设备在纵向方向上的示意性剖面图。
图4是示出显影刀片的构造的示意性剖视图。
图5A和图5B是示出相对于显影套筒的表面在法向方向上的磁通密度分布的曲线图,以及示出从arctan(Br/Bθ)获得的角度θ的示意图。
图6是示出相对于显影套筒的表面在法向方向上的磁通密度分布的曲线图。
图7是示出用于比较由于磁极S1在法向方向上的磁通密度的峰值位置的变化而引起的显影套筒上显影剂涂覆量的差异的实验结果的表。
图8是示出根据比较例在显影设备中相对于显影套筒的表面在法向方向上的磁通密度分布的曲线图。
具体实施方式
(第一实施例)
<图像形成装置>
在下文中,首先将参照附图描述根据本发明的设有显影设备的图像形成装置A的整体构造,以及图像形成期间的操作。根据本实施例的图像形成装置A是电子照相系统的全色图像形成装置,其利用四种颜色的调色剂(黄色Y、品红色M、青色C和黑色K)在片材S上形成图像。
图像形成装置A包括:形成调色剂图像并将调色剂图像转印到片材S上的图像形成部分,将片材S馈送到图像形成部分的片材馈送部分,以及将调色剂图像定影到片材S上的定影部分。
如图1中所示,图像形成部分包括安装成可旋转并充当图像承载构件的感光鼓1(1Y、1M、1C、1K)和给感光鼓1充电的充电构件2(2Y、2M、2C、2K)。图像形成部分还包括激光扫描器单元3(3Y、3M、3C、3K)、显影设备4(4Y、4M、4C、4K)、转印构件5(5Y、5M、5C、5K)等。
在图像形成中,当未示出的控制器接收到图像形成作业时,堆叠在未示出的片材堆叠部分上的片材S被馈送到图像形成部分。
此外,在图像形成部分中,感光鼓1被充电构件2均匀地充电。然后,激光扫描器单元3从未示出的光源发射激光,该激光已经根据图像信息信号进行调制,并且利用激光通过反射镜6(6Y、6M、6C、6K)照射感光鼓1的表面,借此形成静电潜像。
然后,通过显影设备4使得在感光鼓1上形成的静电潜像可见作为调色剂图像。其后,通过向转印构件5施加具有与调色剂的充电极性相反极性的偏压,调色剂图像被转印到由传送带8传送的片材S上。然后,片材S被传送到定影设备9,在那里,热和压力被施加到片材S,借此调色剂图像被定影到片材S上。然后,片材S被排出到图像形成装置A的外部。
要注意的是,转印之后残留在感光鼓1上的显影剂由清洁设备7(7Y、7M、7C、7K)除去。此外,由图像形成消耗的显影剂中的调色剂由调色剂供应箱10(10Y、10M、10C、10K)从未示出的供应路径供应。
另外,虽然本实施例被配置为将图像直接从感光鼓1转印到片材上,但是本发明不限于此,并且可以被配置为使得在相应颜色的调色剂图像被一次转印到中间转印部件之后每种颜色的复合调色剂图像被统一地二次转印到片材上。
<显影设备>
随后,将描述显影设备4的配置。
首先,将描述由显影设备4用于显影的显影剂。在本实施例中,使用双组分显影剂作为包含非磁性调色剂和磁性载体(磁性颗粒)的显影剂,调色剂和载体以8%的混合重量比(调色剂重量与调色剂和载体的重量之比)混合。
调色剂含有键合剂树脂和着色剂,并且根据需要包含着色树脂颗粒(其包含其它添加剂)或被添加有诸如胶体二氧化硅细粉末等的外部添加剂的着色颗粒。调色剂是可带负电的聚酯树脂,并且在本实施例中使用体积平均粒径为7.0μm的调色剂。
对于载体,例如可以使用表面氧化或未氧化的铁、镍、钴、锰、铬、诸如稀土等的金属及其合金,以及氧化物铁氧体,并且制备磁性颗粒的方法没有特别限制。在本实施例中,使用体积平均粒径为40μm、电阻率为5×108Ωcm、磁化强度为180emu/cc的载体。
要注意的是,磁性载体的磁化可以在100至300emu/cc的范围内。其原因如下。具体而言,当磁化强度变得小于或等于100emu/cc时,承载显影剂的显影套筒26与载体之间的磁约束力减小,使得载体有可能沉积在感光鼓1上。另一方面,当磁化强度大于或等于300emu/cc时,在显影套筒26上携带的显影剂层的刚性增加,使得由于显影剂层的滑动摩擦而有可能在图像上产生某种刷不整齐性(brush irregularities)。
接下来,将描述显影设备4的内部结构和基本操作。图2是显影设备4在横向方向的剖视图,而图3是其在纵向方向的剖视图。
如图2和3中所示,显影设备4具有存储显影剂的显影剂存储部分20。显影剂存储部分20在内部设有分隔壁24,并且跨分隔壁24被垂直分成作为显影室20a的上部和作为搅拌室20b的下部。
显影室20a和搅拌室20b分别设有用于在搅拌的同时传送显影剂的第一传送螺杆21和第二传送螺杆22。第一传送螺杆21被设置在显影室20a的底部上,从而沿着显影套筒26的旋转轴的方向基本平行。第一传送螺杆21具有螺杆结构,其中由非磁性材料制成的螺旋刀片在圆周方向上在旋转轴(其是铁磁体)上提供。第一传送螺杆21旋转,以沿着显影套筒26的轴向方向传送显影剂。
此外,与第一传送螺杆21一样,在搅拌室20b中提供的第二传送螺杆22具有螺杆结构,其中由非磁性材料制成的螺旋刀片在圆周方向上在旋转轴(其是铁磁体)上提供,并且设置在搅拌室20b的底部上,从而与第一传送螺杆21基本平行。但是,刀片在与第一传送螺杆21的刀片相反的方向定向。第二传送螺杆22在与第一传送螺杆21相同的方向旋转,以便在与第一传送螺杆21的传送方向相反的方向传送搅拌室20b中的显影剂。
以这种方式,显影剂被传送,并且通过在纵向方向上在显影剂存储部分20的两端提供的连通部分20c,在显影室20a和搅拌室20b之间循环。在那个时候,显影剂由于相对于第二传送螺杆22的传送方向在下游侧积聚的显影剂的压力从下向上被推动,借此显影剂从搅拌室20b被输送到显影室20a。
此外,显影剂存储部分20在面向感光鼓1的位置上具有开口,并且充当显影剂承载构件的显影套筒26可旋转地安装到该开口,以便部分地暴露于感光鼓1。显影套筒26还在面向感光鼓1的位置上具有显影区域,在该显影区域处显影剂附着到感光鼓1上,用于显影。
此外,显影套筒26在其中存储有在非旋转状态下充当磁场生成构件的磁辊25。这个磁辊25具有多个磁极,并且在与显影套筒26的显影区域对应的位置上具有显影极S1。即,作为显影极的磁极S1布置在面向感光鼓1的位置。此外,作为第一磁极并且具有与显影极的极性相反的极性的磁极N1和作为第二磁极并且具有与显影极的极性相反的极性的磁极N2跨磁极S1彼此相邻地提供。
当显影套筒26在由于每个磁极的磁力而在其上携带显影剂的同时沿着箭头X的方向旋转时,显影剂被传送到显影区域。具体而言,显影室20a中的显影剂被磁辊25的磁极N2抬高并在显影套筒26上携带。此外,显影剂在刷链中被磁极S1拉起。此外,由于由磁极N2和磁极N1形成的排斥磁场,显影剂从显影套筒26剥离,并被反馈到搅拌室20b。
此外,充当调节部的显影刀片23被提供成在其附近与显影套筒26相对。在本实施例中,如图4中所示,显影刀片23是由沿着显影套筒26的旋转轴的方向延伸的厚度为1.2mm的片状铝形成的非磁性构件。另外,显影刀片23被构造成使得显影剂调节表面从显影套筒26的旋转中心在法向方向上延伸。
显影刀片23调节显影套筒26上携带的显影剂的量,以在显影套筒26上形成具有预定厚度的显影剂层。具体而言,由于显影套筒26的旋转,在显影套筒26上携带的显影剂通过显影刀片23的前端与显影套筒26的表面之间,由此显影剂的量被调节并且形成显影剂层。由此形成的显影剂层由于显影套筒26的旋转而被传送到显影区域。
要注意的是,显影剂的调节量通过调节显影刀片23的前端与显影套筒26的表面之间的距离来设置。在本实施例中,显影刀片23的前端与显影套筒26的表面之间的间隙(以下称为SB间隙)被设置为450μm,并且涂覆每单位面积显影套筒26的显影剂的量被设置为30mg/cm2。因此,当显影剂到达显影刀片23时,显影套筒26以至少30mg/cm2的量被显影剂涂覆。
此外,在本实施例中,显影刀片23在磁极S1附近提供(在磁极S1相对于显影套筒26在法向方向上的磁通密度Br不小于零的区域内)。即,在本实施例中,磁极S1既充当显影极又充当调节极。
如此形成的显影剂层在显影区域中与感光鼓1接触,其中显影剂被充当显影极的磁极S1的磁力拉起,借此显影剂被供应到静电潜像,用于显影。
值得注意的是,在显影期间,通过叠加DC电压和AC电压所获得的显影电压被施加到显影套筒26,以增强显影效率(对静电潜像的调色剂附着速率)。在本实施例中,施加-500V的DC电压和峰-峰电压为800V、频率为12kHz的AC电压。当施加AC电压时,显影效率被增强,但是可能会发生雾。鉴于这一点,在要施加到显影套筒26的DC电压与感光鼓1的充电电位(白色部分电位)之间形成电位差,以防止雾。
此外,在本实施例中,显影套筒26的直径被设置为20mm,感光鼓1的直径被设置为60mm,并且显影套筒26与感光鼓1之间的距离在它们彼此最靠近的位置被设置为大约300μm。另外,在显影套筒26的表面上执行鼓风处理。因此,显影剂被显影套筒26的表面上的不整齐性物理地俘获,借此由于显影套筒26的旋转而在圆周方向上实现强的传送力。
而且,在显影区域中,显影套筒26相对于感光鼓1以圆周速度比1.75在感光鼓1的旋转方向上旋转。圆周速度比被设置为0.5至2.5。圆周速度比越大,显影效率越高。但是,当圆周速度比太大时,可能发生调色剂飞散或显影剂恶化。鉴于这一点,圆周速度比优选地被设置为1.0至2.0。
<磁场生成构件的磁通密度>
接下来,将详细描述由充当磁场生成构件的磁辊25生成的磁通密度。
图5A是示出相对于显影套筒26的表面在法向方向上从磁辊25施加的磁通密度Br(以下简称为磁通密度Br)的分布的曲线图。在图5A的横轴上指示的角度被设置为沿着显影套筒26的圆周方向在顺时针方向(与旋转方向相反的方向)增加,其中在垂直方向刚好在图2中显影套筒26的旋转中心的下方(预定点)的角度被定义为0°。此外,磁通密度Br被设置为使得S极侧为正。
在本文中,本实施例中磁极S1在法向方向的磁通密度Br被配置为在90°的位置具有峰值(磁通密度Br=80mT),具有106°的半宽,并且从40.5°到189°分布(在峰值的两端在0mT处定义)。此外,显影刀片23被提供成在160°的位置上面向显影套筒26。
此外,从作为磁通密度Br(其是从磁辊25施加的磁通密度的法向方向的分量)和磁通密度Bθ(该磁通密度的切线方向分量)的反正切函数的arctan(Br/Bθ)获得的角度θ指示来自切线方向的磁通密度的角度θ(图5B)。由于显影剂倾向于沿着磁通密度的方向被拉起,因此来自切线方向的磁通密度B的角度θ指示显影剂的拉起角。值得注意的是,拉起角被设置为使得与显影套筒26的旋转方向相反的切线方向上的角度被定义为0°,并且该角度沿着显影套筒26的圆周方向在逆时针方向(与旋转方向相同的方向)增加。
图6是示出在图5A的曲线图中从80°位置到180°位置的区域的曲线图。如图6中所示,连接显影刀片23的尖端和显影套筒26的旋转中心的线段与显影套筒26相交的点被定义为刀片最近点,并且与这个点对应的角度被定义为刀片最近角度θb。此外,通过在显影套筒26的旋转方向上向刀片最近角度θb添加-5°而形成的角度被定义为角度θa,并且通过向刀片最近角度θb添加+5°而形成的角度被定义为角度θc。而且,在法向方向上处于磁极S1的磁通密度Br的峰值位置的角度被定义为角度θp。此外,在法向方向上作为显影极的磁极S1的磁通密度Br为零并且相对于显影套筒26的旋转方向在显影刀片23的上游的位置的角度被定义为θe。
另外,通过显影套筒26的旋转中心和感光鼓1的旋转中心的线段与显影套筒26相交的点被定义为鼓最近点,并且与这个点对应的角度被定义为鼓最近角度θd。要注意的是,鼓最近点与显影区域对应。当使显影套筒26上的调色剂跳到感光鼓1时,显影剂被允许以拉起状态通过显影区域,借此显影剂前端与感光鼓1之间的电场稳定增加,因此可以获得高图像质量。为了生成这种条件,通常在法向方向上显影极的磁通密度Br的峰值位置位于鼓最近点附近。鉴于这一点,在本实施例中,鼓最近角度θd和峰值角度θp位于同一位置。
要注意的是,相应位置和磁通密度Br的具体角度如下表1中所示。
(表1)
角度(°) 磁通密度Br(mT)
θa 155 40.5
θb 160 39
θc 165 37.6
θd 90 80
θp 90 80
此外,基于刀片最近角度θb(以刀片最近角度θb为中心)在±5°(θa至θc之间)范围内(调节区域)磁极S1的磁通密度Br的平均变化率的绝对值被定义为r。另外,在鼓最近角度θd与刀片最近角度θb之间磁极S1的磁通密度Br的平均变化率的绝对值被定义为R。即,平均变化率的绝对值r和R由以下等式1和2表示。
r=|((Br(θa)-Br(θc))/(θa-θc)|...(1)
R=|(Br(θd)-Br(θb))/(θd-θb)|...(2)
在等式1和2中,Br(θ)指示在角度θ在显影套筒26上的磁通密度Br。此外,平均变化率是以磁通密度Br的单位为mT并且角度基于度数测量来计算的。另外,为了方便描述,在下面的描述中,平均变化率的绝对值r被称为平均变化率r,并且平均变化率的绝对值R被称为平均变化率R。
平均变化率r大的情况指示显影刀片23附近磁极S1的磁通密度Br变化很快。在这种情况下,基于磁辊25的部件公差的arctan(Br/Bθ)的波动增加,使得显影套筒26上显影剂的调节量的波动增加。
鉴于这一点,根据本实施例的显影设备4被配置为使得磁通密度Br的变化在±5°内慢,由于磁辊25的部件公差,这是在显影刀片23的位置处磁通密度Br的最大波动。具体而言,基于刀片最近角度θb在±5°内磁极S1的磁通密度Br的平均变化率r被设置为小于从磁极S1的磁通密度Br为零的位置到峰值位置的平均变化率。
当磁极S1的磁通密度Br的峰值存在于基于刀片最近角度θb的±5°范围内时,即使平均变化率r小,磁通密度Br的变化也可能是快速的。因此,磁极S1的磁通密度的峰值位置需要设置在基于刀片最近角度θb的±5°范围之外。
值得注意的是,在本实施例中,磁极S1既充当显影极又充当调节极。因此,显影刀片23位于磁通密度Br增加到峰值位置的位置。但是,本发明还包括其中显影极和调节极彼此不同的构造。在这种构造中,显影刀片23可以设置在磁通密度Br从峰值减小的位置。鉴于这一点,采用要比较的平均变化率的绝对值。
此外,存在从磁极S1的磁通密度Br为零的位置到峰值位置的两个平均变化率的绝对值:在磁通密度Br增加的区域中平均变化率的绝对值;以及跨峰值在磁通密度Br减小的区域中平均变化率的绝对值。在这里,比较平均变化率的原因在于使磁通密度Br的变化在面向显影刀片23的位置上慢。鉴于这一点,从磁极S1的磁通密度Br为零的位置到峰值位置的平均变化率的绝对值是指在磁通密度Br增加的区域和磁通密度Br减小的区域之外在设置显影刀片23的区域内平均变化率的绝对值。
在本实施例中,平均变化率r为0.29。此外,从磁极S1的磁通密度Br为零的位置到峰值位置的平均变化率为0.81。因此,基于刀片最近角度θb在±5°的区域内磁极S1的磁通密度Br的平均变化率r小于从磁极S1的磁通密度Br为零的位置到峰值位置的平均变化率。另外,峰值角度θs被设置在基于刀片最近角度θb在±5°的区域之外。
根据这种构造,由于磁辊25的部件公差的影响而在显影刀片23附近的显影剂的拉起角度的波动可以减小。因此,显影套筒26上显影剂的调节量的波动可以降低,从而显影套筒26上显影剂的涂覆量可以稳定。此外,具有均匀耳长(ear length)的显影剂层可以被传送到显影区域。
值得注意的是,显影套筒26上显影剂的涂覆量的波动期望在±5mg/cm2的范围内,并且为了达到这个范围,平均变化率r需要设置为小于1.0。
此外,显影套筒26上显影剂的涂覆量的波动更期望在±3mg/cm2的范围内。本发明人进行的实验表明,通过在显影套筒26面向显影刀片23的位置将磁力的波动设置为小于或等于3mT,显影套筒26上显影剂的涂覆量的波动可以保持在±3mg/cm2以内。
具体而言,为了相对于上面提到的磁通密度Br中±5°的波动将磁力的波动保持在3mT,需要将平均变化率r设置为小于0.3。因而,在本实施例中,平均变化率r被设置为小于0.3的0.29。因此,显影套筒26上显影剂的涂覆量的波动可以在±3mg/cm2的范围内。
此外,一般需要至少80mT的磁力作为显影区域中的磁力。如果这个区域中的磁力下降到80mT以下,则担心载体附着到感光鼓1上,或者显影剂滞留在感光鼓1与显影套筒26之间。另一方面,在显影套筒26面向显影刀片23的位置期望磁力小于或等于45mT。这是因为,如果在显影套筒26面向显影刀片23的位置磁力太强,则显影剂可能通过耐久性由于扭矩而恶化。
在本实施例中,刀片最近角度θb与鼓最近角度θd之间的角度为70°。因此,为了将显影区域中的磁力设置为大于或等于80mT,并且将在显影套筒26面向显影刀片23的位置的磁力设置为小于或等于45mT,平均变化率R需要被设置为大于0.5的值。因而,在本实施方式中,R被设置为大于0.5的0.59。因此,磁极S1的载体承受力增加,借此可以抑制载体在感光鼓1的表面上的附着。此外,可以抑制由扭矩引起的显影剂的恶化。
要注意的是,可以通过应用显影设备4的主体的其它条件以类似的方式减小平均变化率r和R,并且因此可以获得类似的效果。
<实验结果>
接下来,将在下面参照图7中的表格对实验结果进行描述。在这个实验中,在根据本实施例的显影设备4与根据比较例的显影设备之间比较由于磁极S1(其是调节极)的磁通密度Br的峰值位置的波动引起的显影套筒26上显影剂的涂覆量的差异。
图8是示出根据比较例的显影设备中从磁辊施加的磁通密度Br的分布的曲线图。如图8中所示,在根据比较例的显影设备中,显影刀片23周围磁极S1的磁通密度Br的变化比根据本实施例的显影设备4中的变化更快。值得注意的是,由图8中的横轴指示的角度被设置为沿着显影套筒26的圆周方向在顺时针方向增加,其中在垂直方向刚好在图2中显影套筒26的旋转中心的下方的角度被定义为0°,如图5A中的曲线图中那样。此外,磁通密度Br被设置为使得S极侧为正。另外,除了磁通密度Br的分布,根据比较例的显影设备的构造与根据本实施例的显影设备4的构造相同。
如图7中所示,在根据比较例的显影设备中,当在显影刀片的位置处磁通密度Br变化±5°时,显影套筒上显影剂的涂覆量的波动大于或等于±3mg/cm2。另一方面,在根据本实施例的显影设备4中,显影套筒26上显影剂的涂覆量的波动可以保持不超过±3mg/cm2。此外,可视地评估载体在感光鼓1上的附着,其中O指示良好,X指示不允许。评估结果在根据本实施例的构造和根据比较例的构造中都处于相同的水平并且良好。
从实验结果也发现,根据本实施例的显影设备4可以稳定传送到显影区域的显影剂的量。还发现可以抑制载体在感光鼓1上的附着。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当被赋予最广泛的解释,以涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。
本申请要求于2016年5月10日提交的日本专利申请No.2016-094612的优先权,其全文通过引用并入本文。

Claims (7)

1.一种在图像承载构件上形成调色剂图像的显影设备,其特征在于,所述显影设备包括:
显影剂承载构件,能旋转并且携带包括磁性颗粒和调色剂的显影剂;
调节部,被设置为面向显影剂承载构件,用于调节在显影剂承载构件上携带的显影剂的量;
磁场生成构件,在显影剂承载构件内部提供,所述磁场生成构件具有:显影极,面向图像承载构件;第一磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的下游在与显影极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;以及第二磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的上游在分别与显影极和第一磁极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;
其中磁场生成构件具有满足|(Br(θa)–Br(θc))/10|<0.3的区域,
其中Br(θa)是围绕显影剂承载构件的中心相对于显影剂承载构件的表面在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移-5°的位置在法向方向上的磁通密度,以及
Br(θc)是围绕显影剂承载构件从在显影剂承载构件上的最靠近调节部的点偏移+5°的位置的磁通密度。
2.如权利要求1所述的显影设备,
其中满足|(Br(θd)–Br(θb))/(θd-θb)|>0.5,
其中Br(θd)是显影极在磁通密度的峰值位置的磁通密度,
Br(θb)是在最靠近调节部的点的磁通密度,
θb是围绕显影剂承载构件的中心在显影剂承载构件上最靠近调节部的点与预定点之间的角度,以及
θd是围绕显影剂承载构件的中心在显影极的磁通密度的峰值位置的点与所述预定点之间的角度。
3.一种在图像承载构件上形成调色剂图像的显影设备,其特征在于,所述显影设备包括:
显影剂承载构件,能够旋转并携带包含磁性颗粒和调色剂的显影剂;
调节部,设置成面向显影剂承载构件,用于调节在显影剂承载构件上携带的显影剂的量;
磁场生成构件,在显影剂承载构件内部提供,该磁场生成构件具有:显影极,面向图像承载构件;第一磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的下游在与显影极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;以及第二磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的上游在分别与显影极和第一磁极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;
其中|(Br(θa)–Br(θc))/10|小于|Br(θd)/(θd-θe)|,
其中θd是围绕显影剂承载构件的中心相对于显影剂承载构件的表面在法向方向上的显影极的磁通密度的峰值位置的点与预定点之间的角度,
θe是围绕显影剂承载构件的中心在所述预定点与在显影剂承载构件的旋转方向上位于调节部的上游并且磁通密度为零的点之间的角度,
Br(θa)是围绕显影剂承载构件的中心在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移-5°的位置的磁通密度,
Br(θc)是围绕显影剂承载构件的中心在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移+5°的位置的磁通密度,以及
Br(θd)是显影极的磁通密度的峰值位置的磁通密度。
4.如权利要求3所述的显影设备,
其中满足|(Br(θa)–Br(θc))/10|<0.3。
5.如权利要求3所述的显影设备,
其中满足|(Br(θd)–Br(θb))/(θd-θb)|>0.5,
其中Br(θb)是最靠近调节部的点的磁通密度,
θb是围绕显影剂承载构件的中心在显影剂承载构件上最靠近调节部的点与预定点之间的角度。
6.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
图像承载构件;及
显影设备,在图像承载构件上形成调色剂图像,
所述显影设备包括:
显影剂承载构件,能旋转并且携带包括磁性颗粒和调色剂的显影剂;
调节部,被设置为面向显影剂承载构件,用于调节在显影剂承载构件上携带的显影剂的量;
磁场生成构件,在显影剂承载构件内部提供,所述磁场生成构件具有:显影极,面向图像承载构件;第一磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的下游在与显影极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;以及第二磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的上游在分别与显影极和第一磁极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;
其中磁场生成构件具有满足|(Br(θa)–Br(θc))/10|<0.3的区域,
其中Br(θa)是围绕显影剂承载构件的中心相对于显影剂承载构件的表面在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移-5°的位置在法向方向上的磁通密度,以及
Br(θc)是围绕显影剂承载构件在从显影剂承载构件上的最靠近调节部的点偏移+5°的位置的磁通密度。
7.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
图像承载构件;及
显影设备,在图像承载构件上形成调色剂图像,
所述显影设备包括:
显影剂承载构件,能够旋转并携带包含磁性颗粒和调色剂的显影剂;
调节部,设置成面向显影剂承载构件,用于调节在显影剂承载构件上携带的显影剂的量;
磁场生成构件,在显影剂承载构件内部提供,该磁场生成构件具有:显影极,面向图像承载构件;第一磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的下游在与显影极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;以及第二磁极,相对于显影剂承载构件的旋转方向设置在显影极的上游在分别与显影极和第一磁极相邻的位置并且具有与显影极的极性不同的极性;
其中|(Br(θa)–Br(θc))/10|小于|Br(θd)/(θd-θe)|,
其中θd是围绕显影剂承载构件的中心相对于显影剂承载构件的表面在法向方向上的显影极的磁通密度的峰值位置的点与预定点之间的角度,
θe是围绕显影剂承载构件的中心在所述预定点与在显影剂承载构件的旋转方向上位于调节部的上游并且磁通密度为零的点之间的角度,
Br(θa)是围绕显影剂承载构件的中心在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移-5°的位置的磁通密度,
Br(θc)是围绕显影剂承载构件的中心在从显影剂承载构件上最靠近调节部的点偏移+5°的位置的磁通密度,以及
Br(θd)是显影极的磁通密度的峰值位置的磁通密度。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6957200B2 (ja) 2017-05-22 2021-11-02 キヤノン株式会社 搬送スクリュー及び現像装置
JP7362362B2 (ja) * 2019-08-29 2023-10-17 キヤノン株式会社 画像形成装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0525462U (ja) * 1991-09-11 1993-04-02 鐘淵化学工業株式会社 現像装置
JPH10133481A (ja) * 1996-10-25 1998-05-22 Minolta Co Ltd 現像装置
JP2006011030A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Ricoh Printing Systems Ltd 現像装置および画像形成装置
CN101609288A (zh) * 2008-06-17 2009-12-23 柯尼卡美能达商用科技株式会社 显影装置和成像设备
CN102566369A (zh) * 2010-12-24 2012-07-11 佳能株式会社 显影设备
US20130287449A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Developing device and image forming apparatus
CN104898389A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 佳能株式会社 显影装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5366238A (en) * 1976-11-26 1978-06-13 Hitachi Metals Ltd Magnetic brush developing device
JPS5844467A (ja) * 1982-08-09 1983-03-15 Canon Inc 現像装置
JP2773151B2 (ja) 1988-09-14 1998-07-09 キヤノン株式会社 現像装置
KR100605170B1 (ko) * 2004-07-19 2006-07-31 삼성전자주식회사 화상형성기의 현상장치
JP5387980B2 (ja) * 2009-02-06 2014-01-15 株式会社リコー 現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
JP6049296B2 (ja) * 2012-04-27 2016-12-21 キヤノン株式会社 現像装置
JP6230448B2 (ja) 2014-03-05 2017-11-15 キヤノン株式会社 現像装置
JP6351375B2 (ja) 2014-05-22 2018-07-04 キヤノン株式会社 現像装置
JP2015222303A (ja) 2014-05-22 2015-12-10 キヤノン株式会社 現像装置
CN205210516U (zh) * 2015-09-09 2016-05-04 株式会社东芝 显影器及图像形成装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0525462U (ja) * 1991-09-11 1993-04-02 鐘淵化学工業株式会社 現像装置
JPH10133481A (ja) * 1996-10-25 1998-05-22 Minolta Co Ltd 現像装置
JP2006011030A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Ricoh Printing Systems Ltd 現像装置および画像形成装置
CN101609288A (zh) * 2008-06-17 2009-12-23 柯尼卡美能达商用科技株式会社 显影装置和成像设备
CN102566369A (zh) * 2010-12-24 2012-07-11 佳能株式会社 显影设备
US20130287449A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Canon Kabushiki Kaisha Developing device and image forming apparatus
CN104898389A (zh) * 2014-03-05 2015-09-09 佳能株式会社 显影装置

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