CN109074016A - 显影设备 - Google Patents

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Abstract

一种显影设备，包括：可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且在所述显影剂与图像载体接触的显影区域中使形成在所述图像载体上的静电潜像显影；以及磁场产生单元，所述磁场产生单元被提供在所述显影套筒内侧，并且包括面对所述图像载体定位以创建所述显影区域的显影磁极。沿着与所述显影套筒垂直的方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％宽度相对沿着与所述显影磁极垂直的方向的磁通量密度的半宽度的比率为0.65或更大，并且沿着所述显影套筒的旋转方向的所述显影区域的两个端部附近、沿着与每个显影套筒垂直的方向的所述显影磁极的磁力大于所述显影区域的中心处的磁力。

Description

显影设备
技术领域
本发明涉及用于与电子照相类型、静电记录类型等的图像形成装置一起使用的显影设备，并且特别地涉及使用作为非磁性调色剂和磁性载体的混合物的双组分(carrier)显影剂的显影设备。
背景技术
传统的电子照相类型的图像形成装置已被广泛用作复印机、打印机、绘图机、传真机、具有这些机器的多个功能的多功能机等。在该类型的图像形成装置中，使带电的调色剂靠近感光鼓并静电沉积在感光鼓上的静电潜像上，从而执行显影，使得形成图像。作为显影类型，除了使用由磁性调色剂组成的单组分显影剂作为显影剂的显影类型以外，使用其中非磁性调色剂和磁性载体彼此混合的双组分显影剂的显影类型也已变得普遍。根据使用双组分显影剂的显影类型，该显影类型在调色剂带电量的稳定性上是优异的，因此可以形成在色调上优异的彩色图像，并且特别地，该显影类型适合地应用于彩色图像的图像形成装置。
在使用双组分显影剂的显影类型中，显影剂通过固定地提供在显影套筒中的磁体(磁场产生部件)被携载在显影套筒上，并且磁性载体沿磁场产生部件的磁力线形成磁链(magnetic chain)。当显影剂被进给(feed)到显影套筒接近感光鼓的区域时，磁链接触感光鼓。此后，磁链通过显影套筒最接近感光鼓的区域分离。从磁链与感光鼓的接触到磁链与感光鼓的分离的该区域为接触夹持部(nip)，并且在本文中，该接触夹持部被称为显影区域。此外，主要在该区域中，调色剂通过由显影套筒和感光鼓上的静电潜像之间的电势差产生的电场力而沉积在静电潜像上，使得形成调色剂图像。
在使用双组分显影剂的显影类型中，感光鼓上的曝光电势和显影套筒之间的每电势差的调色剂显影量、即所谓的显影效率提高是重要的。当显影效率低时，存在为了提供足够的图像浓度，使曝光电势和显影套筒之间的电势差较大、从而增强电场强度、由此增大调色剂显影量的需要。然而，当电场强度过度增强时，存在双组分显影剂的载体与调色剂一起沉积在感光鼓上的可能性。沉积在感光鼓上的载体损害调色剂的转印并导致图像上发生白色丢失(白色空缺)。由于这个原因，存在在不增强电场强度的情况下增大调色剂显影量的需要。
作为增强显影的方法，存在扩展显影区域的方法。为了扩展显影区域，在显影套筒接近感光鼓的区域中，可以仅需要增大显影剂的直立链区域。为了增大显影剂的直立链区域，已知道如下显影设备：在该显影设备中，使构成固定地设置在显影套筒中的磁场产生部件的多个磁极中的与感光鼓相对的显影磁极的半峰宽度大(日本特开(JP-A)2001-34067)。
发明内容
[发明要解决的问题]
然而，在上述JP-A 2001-34067的显影设备中，在显影磁极的作为例如正态分布的磁通量密度中，简单地使显影磁极的半峰宽度大并且仅增大显影区域，并且因此，没有考虑该显影区域中的磁力线的直线性。由于这个原因，在相对于旋转方向的显影区域的上游部分和下游部分中，磁力线沿着感光鼓的表面弯曲并且在磁链的自由端沿着感光鼓的表面倾斜的状态下接触感光鼓。由此，从显影套筒侧朝着感光鼓侧跳跃的调色剂沿着感光鼓的表面沉积在调色剂所接触的磁链上，使得存在损害感光鼓上的显影、从而显影效率没有被提高的可能性。
本发明的目的是提供能够即使在扩展显影区域时也通过控制磁链的自由端与感光鼓的接触状态来抑制显影效率的降低的显影设备。
[解决问题的手段]
根据本发明的一个方面，提供一种显影设备，包括：可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒用于携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且用于在所述显影剂与图像承载构件接触的显影区域中使形成在所述图像承载构件上的静电潜像显影；以及磁场产生部，所述磁场产生部被提供在所述显影套筒内侧，并且具有被提供在与所述图像承载构件相对的位置处以便形成所述显影区域的显影极，其中，相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁通量密度的80％值宽度与相对于所述法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度的比率为0.65或更大，并且相对于所述显影套筒的旋转方向，在所述显影区域的两个端部的附近中的每一个中所述显影套筒的法线方向上的所述显影极的磁力大于在所述显影区域的中央部分处所述显影极的磁力。
根据本发明的另一方面，提供一种显影设备，包括：可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒用于携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且用于在所述显影剂与图像承载构件接触的显影区域中使形成在所述图像承载构件上的静电潜像显影；磁场产生部，所述磁场产生部被提供在所述显影套筒内侧，并且具有被提供在与所述图像承载构件相对的位置处以便形成所述显影区域的显影极，以及电压源，所述电压源用于向所述显影套筒施加DC电压，其中，所述图像承载构件上的静电潜像通过向所述显影套筒施加DC电压而不向所述显影套筒施加AC电压来显影，其中，相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁通量密度的80％值宽度与相对于所述法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度的比率为0.65或更大。
根据本发明的还一方面，提供一种显影设备，包括：可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒用于携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且用于在所述显影剂与图像承载构件接触的显影区域中使形成在所述图像承载构件上的静电潜像显影；以及磁场产生部，所述磁场产生部被提供在所述显影套筒内侧，并且具有第一极、第二极以及第三极，所述第一极被提供在与所述图像承载构件相对的位置处以便形成所述显影区域，所述第二极被提供在相对于所述显影套筒的旋转方向的所述第一极的上游、与所述第一极相邻的位置处，所述第三极被提供在相对于所述显影套筒的旋转方向的所述第一极的下游、与所述第一极相邻的位置处，其中，相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁通量密度的80％值宽度与相对于所述法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度的比率为0.65或更大，并且由所述第一极的磁通量密度的峰和所述第二极的磁通量密度的峰形成的角度以及由所述第一极的磁通量密度的峰和所述第三极的磁通量密度的峰形成的角度中的每一个为90°或更小。
[发明的效果]
根据本发明，可以即使在扩展显影区域时也通过控制磁链的自由端与感光鼓的接触状态来抑制显影效率的降低。
附图说明
图1是示出根据实施例的图像形成装置的示意性结构的截面图。
图2是示出根据实施例的显影设备的示意性结构的截面图。
图3是示出根据实施例1以及比较示例1和2的以显影套筒的显影区域为中心的角度与法线方向上的磁通量密度之间的关系的说明图。
在图4中，部分(a)是示出根据比较示例2的显影设备的显影区域中的磁力线和磁链之间的关系的说明图，并且部分(b)是相对于显影套筒的旋转方向的上游侧的、示出比较示例2的显影设备的显影区域中朝着感光鼓跳跃的跳跃被损害的状态的放大图。
在图5中，部分(a)是示出根据示例1的显影设备的显影区域中的磁力线和磁链之间的关系的说明图，并且部分(b)是相对于显影套筒的旋转方向的上游侧的、示出示例1的显影设备的显影区域中执行朝着感光鼓跳跃的跳跃的状态的放大图。
图6是示出根据实施例1和2以及比较示例1和2的以显影套筒的显影区域为中心的角度与显影套筒方向上的磁吸引力之间的关系的说明图。
图7是示出根据实施例1的以显影套筒的显影区域为中心的角度与法线方向上的磁通量密度的变化之间的关系的说明图。
图8的部分(a)和(b)是显影磁极的磁片(magnetic piece)的说明图，其中部分(a)是经受传统的对称磁化的磁片，并且部分(b)是经受根据实施例的非对称磁化的磁片。
图9示出传统的磁化方法。
具体实施方式
在以下中，将参考图1至7来具体描述本发明的实施例中的显影设备。在本实施例中，描述显影设备应用于作为图像形成装置的示例的串联类型的全色打印机的情况。然而，本发明的显影设备不限于串联类型的图像形成装置的显影设备，而还可以是另一类型的图像形成装置的显影设备。此外，显影设备不限于用于全色图像的显影设备，而还可以是用于单色(单个颜色)图像的显影设备。或者，可以通过添加必要的设备、装备和壳体结构等在诸如打印机、各种印刷机、复印机、传真机和多功能机等的各种用途中执行显影设备。此外，在本实施例中，图像形成装置1是如下的类型：在该类型中，提供中间转印带44b并且各个颜色的调色剂图像从感光鼓81被一次转印到中间转印带44b上，并且此后各个颜色的复合调色剂图像一起从中间转印带44b被二次转印到片材S上。然而，图像形成装置不限于此，而还可以采用如下类型：在该类型中，调色剂图像从感光鼓直接转印到由片材进给带所进给的片材上。
此外，在本实施例中，作为显影剂，使用由非磁性调色剂和磁性载体组成的双组分显影剂。调色剂通过经由粉碎或聚合在诸如聚酯或苯乙烯等的树脂材料中加入着色剂、蜡组分等来形成。载体通过使由揉合有铁氧体微粒或磁性粉末的树脂微粒组成的芯的表面层经受树脂涂覆来形成。
如图1中所示，图像形成装置1包括作为壳体的图像形成装置主组件(下文中称为装置主组件)10。装置主组件10包括图像读取部11、片材进给部30、图像形成部40、片材进给(传送)部50、片材排出部60和控制器70。在作为记录材料的片材S上，将形成调色剂图像，并且片材S的具体示例可以包括普通纸、作为普通纸的替代品的树脂制成的材料片材、厚纸、用于高架投影仪的片材等。
图像读取部11提供在装置主组件的上部。图像读取部11包括作为原稿安装台的未示出的台板玻璃、用于利用光照射放置在台板玻璃上的原稿的未示出的光源、以及用于将反射的光转换成数字信号的未示出的图像传感器等构件。
片材进给部30设置在装置主组件10的下部，并且包括用于堆叠和容纳诸如记录纸等的片材S的片材盒31a和31b以及包括进给辊32a和32b，并且将所容纳的片材S进给到图像形成部40。
图像形成部40包括图像形成单元80、调色剂料斗41、调色剂容器42、激光扫描器43、中间转印单元、二次转印部45和定影设备46。图像形成部40能够基于图像信息在片材S上形成图像。顺便提及，本实施例中的图像形成装置1满足全色图像形成，并且图像形成单元80y、80m、80c、80k对于黄色(y)、品红色(m)、青色(c)、黑色(k)的四种颜色分别具有类似的构成，并且单独地提供。而且，调色剂料斗41y、41m、41c、41k和调色剂容器42y、42m、42c、42k类似地对于黄色(y)、品红色(m)、青色(c)、黑色(k)的四种颜色分别具有相同的构成，并且单独地提供。由于这个原因，在图1中，四种颜色的各个构成元素由颜色的标识符表示，但是在图2中和说明书中，在一些情况下仅使用参考数字或符号、而不添加颜色的标识符来描述。
调色剂容器42例如是圆柱形瓶，并且容纳调色剂，并且在各个图像形成单元80上方，调色剂容器42通过调色剂料斗41连接和设置。激光扫描器43使通过带电辊82带电的感光鼓81的表面曝光，从而在感光鼓81的表面上形成静电潜像。
图像形成单元80包括用于形成四种颜色的调色剂图像的四个图像形成单元80y、80m、80c、80k。每个图像形成单元80包括用于形成调色剂图像的感光鼓81(图像承载构件)、带电辊82、显影设备20和清洁刮刀84。此外，稍后描述的感光鼓81、带电辊82、显影设备20、清洁刮刀84和显影套筒24对于黄色(y)、品红色(m)、青色(c)、黑色(k)的四种颜色分别具有相同的构成，并且单独地提供。
感光鼓81包括在铝圆柱体的外周面上形成为具有负带电极性的感光层，并以预定的处理速度(圆周速度)在箭头方向上旋转。带电辊82接触感光鼓81的表面并使感光鼓81的表面带电到例如均匀的负的暗部电势。在带电之后，在感光鼓81的各个表面的每个处，通过激光扫描器43基于图像信息形成静电图像。每个感光鼓81携载所形成的静电图像并循环移动，并且通过显影设备20利用调色剂来使静电图像显影。稍后将描述显影设备20的结构的细节。
通过使静电图像显影所获得的调色剂图像被一次转印到稍后描述的中间转印带44b上。一次转印后的感光鼓81的表面通过未示出的预曝光部而放电。清洁刮刀84被设置成与感光鼓81的表面接触，并且在一次转印之后去除残留在感光鼓81的表面上的诸如转印残余调色剂等的残余物。
中间转印单元44设置在图像形成单元80y、80m、80c和80k上方。中间转印单元44包括驱动辊44a、从动辊44d、多个一次转印辊44y、44m、44c和44k以及围绕这些辊缠绕的中间转印带44b。一次转印辊44y、44m、44c和44k分别与感光鼓81、81m、81c和81k相对地设置，并被设置成与中间转印带44b接触。
通过一次转印辊44y、44m、44c和44k向中间转印带44b施加正极性的转印偏压，由此具有负极性的调色剂图像从感光鼓81y、81m、81c和81k被连续叠加地转印到中间转印带44b上。由此，通过在感光鼓81y、81m、81c和81k的表面上使静电图像显影而获得的调色剂图像被转印在中间转印带44b上，并且中间转印带44b移动。
二次转印部45包括二次转印内辊45a和二次转印外辊45b。通过向二次转印外辊45b施加正极性的二次转印偏压，在中间转印带44b上形成的全色图像被转印到片材S上。定影设备46包括定影辊46a和加压辊46b。片材S在定影辊46a和加压辊46b之间被夹持和进给，使得转印在片材S上的调色剂图像被加压和加热，从而被定影在片材S上。
片材进给部50包括二次转印前进给路径51、定影前进给路径52、排出路径53、再进给路径54，并将从片材进给部30进给的片材S从图像形成部40进给到片材排出部60。
片材排出部60包括提供在排出路径53的下游侧的排出辊对61和提供在排出辊对61的下游侧的排出托盘62。排出辊对61通过其夹持部进给从排出路径53进给的片材S，并通过形成在装置主组件10上的排出口10a将片材S排出到排出托盘62。排出托盘62是面向下托盘，并且将在箭头X方向上通过排出口10a排出的片材S堆叠在排出托盘62上。
控制器70由计算机构成，并且例如包括CPU、用于存储用于控制各个部分的程序的ROM、用于暂时存储数据的RAM、以及用于相对外部设备输入和输出信号的输入和输出电路。CPU是用于实现图像形成装置1的整体控制的微处理器，并且是系统控制器的主要部分。CPU经由输入和输出电路与图像读取部11、片材进给部30、图像形成部40、片材进给部50、片材排出部60和操作部中的每一个连接，并且与各个部分传输信号并控制各个部分的操作。
接着，将描述如上所述构成的图像形成装置1中的图像形成操作。
当开始图像形成操作时，首先，感光鼓81旋转，并且其表面通过带电辊82带电。然后，激光扫描器43基于图像信息朝着感光鼓81的表面发射激光束，使得在感光鼓81的表面上形成静电潜像。调色剂沉积在静电潜像上，使得静电潜像被显影(可视化)成调色剂图像，并且然后将调色剂图像转印到中间转印带44b上。
另一方面，与这样的调色剂图像形成操作并行地，进给辊32a和32b旋转并且在使片材S分离的同时进给片材盒31a和31b中的最上面的片材S。然后，通过与中间转印带44b上的调色剂图像同步地，将每个片材S经由二次转印前进给路径51进给到二次转印部45。然后，将调色剂图像从中间转印带44b转印到片材S上，并将片材S进给到定影设备46中，在该定影设备46中，未定影的调色剂图像被加热和加压，从而定影在片材S的表面上。片材S通过排出辊对61经由排出口10a排出，并堆叠在排出托盘62上。
接着，将参考图2来具体描述显影设备20。显影设备20包括容纳显影剂的显影(显影剂)容器21、第一进给螺杆22和第二进给螺杆23、显影套筒24以及调节构件25。显影容器21在与感光鼓81相对的位置处提供有露出显影套筒24的开口21a。
调色剂从填充有调色剂的调色剂容器42(图1)供给到显影容器21中。显影容器21包括基本上在中央部分在纵向方向上延伸的分隔壁27。显影容器21被分隔壁27相对于水平方向分隔成显影室21b和搅拌室21c。显影剂容纳在显影室21b和搅拌室21c中。在显影室21b中，显影剂被进给到显影套筒24。搅拌室21c与显影室21b连通，并且显影剂从显影套筒24收集并被搅拌。
第一进给螺杆22沿显影套筒24的轴方向并且与显影套筒24基本上平行地设置在显影室21b中。第二进给螺杆23与第一进给螺杆22的轴基本上平行地设置在搅拌室21c中，并且在与第一进给螺杆22的进给方向相反的方向上进给搅拌室21c中的显影剂。即，显影室21b和搅拌室21c构成显影剂在被搅拌的同时被进给的显影剂的循环路径。通过被各个螺杆22和23搅拌而与载体滑擦，调色剂被摩擦带电到负极性。
显影套筒24携载包括非磁性调色剂和磁性载体的显影剂，并且将显影剂旋转地进给到与感光鼓81相对的显影区域Da。显影套筒24的表面上的载体形成的磁链与感光鼓81接触的范围是接触夹持部，并且在本实施例中，该接触夹持部是显影区域Da(图5的部分(a))。即，显影区域Da是携载在显影套筒24上的磁链与感光鼓81接触的区域。
显影套筒20的直径例如为20mm，并且具有圆柱形状，并且由诸如铝或非磁性不锈钢等的非磁性材料制成，并且在本实施例中由铝形成。此外，在本实施例中，显影区域Da中的最短间隔(间隙)为大约320μm。由此，设定间隔使得进给到显影区域Da的显影剂在磁链状态下与感光鼓81接触，从而可以执行显影。即，在使用双组分显影剂的显影类型中，在显影期间，磁性载体被磁体辊24m的磁通量约束，并且被携载在显影套筒24的表面上。在显影套筒24的表面上，带负电的调色剂被带正电的载体的表面静电约束，使得形成磁链。然后，通过提供施加到显影套筒24的DC电压和感光鼓81上的静电潜像之间的电势差、并然后通过使调色剂跳跃到感光鼓81，来使潜像可视化。
即，显影容器21中的显影剂通过固定地设置在显影套筒24内部的磁体辊24m而携载在显影套筒24上。此后，通过调节构件25来调节显影套筒24上的显影剂的层厚度，并且通过显影套筒24的旋转来将显影剂进给到与感光鼓81相对的显影区域Da。在显影区域Da中，显影剂直立并且形成磁链。磁链与感光鼓81接触，使得调色剂被供给到感光鼓81，从而感光鼓81上的静电潜像被显影为调色剂图像。
这里，将描述在显影区域Da中使静电潜像显影成感光鼓81上的调色剂图像的显影步骤。感光鼓81通过带电辊82均匀地带电到带电电势Vd(V)，并且此后，图像部分曝光并具有曝光电势Vl(V)。对于显影套筒24，为了提高调色剂给予静电潜像的比率，一般施加DC电压和AC电压的叠加形式的显影偏压。当显影套筒24的DC分量的电压是Vdc时，DC电压Vdc和曝光电势之间的差的绝对值|Vdc-Vl|被称为Vcont，并且这形成了用于将调色剂携载到图像部分的电场。顺便提及，DC电压Vdc和带电电势Vd之间的差的绝对值|Vdc-Vd|被称为Vback，并且这形成了用于在从感光鼓81到显影套筒24的方向上拉回调色剂的电场。这是为了抑制调色剂沉积在非图像部分的所谓的雾现象而提供的。在本实施例中，使用向显影套筒24不施加AC电压并且仅施加DC电压的DC显影类型。
调节构件25与磁体辊24m的调节磁极N1相对并且提供在显影容器21上。调节构件25在其自由端以预定间隔与显影套筒24隔开的状态下固定到显影容器21，并通过切割在显影套筒24的表面上所携载的显影剂的磁链来调节显影剂的层厚度。调节构件25由沿显影套筒24的纵向方向设置的非磁性金属板(例如，铝板)组成，并且显影剂在调节构件的自由端部和显影套筒24之间通过并被送到显影区域Da。
在显影套筒24内侧，辊状的磁体辊(磁场发生部件)24m以不可旋转的状态固定地提供到显影容器21。磁体辊24m包括各自具有与显影套筒24相对的磁极的五个磁片。在本实施例中，磁体辊24m包括显影磁极S2(第一磁极)、调节磁极N1(第二磁极)、进给磁极N2(第三磁极)、剥离磁极S3(第四磁极)和汲取(scoop)磁极S1(第五磁极)。
汲取磁极S1与显影室21b相对地设置。显影磁极N1与调节构件25相对地设置。进给磁极N2在相对于旋转方向的显影区域Da的下游侧设置。剥离磁极S3在相对于旋转方向的汲取磁极S1的上游且与汲取磁极S1相邻地设置。
显影磁极S2与显影区域Da相对地设置。顺便提及，在本实施例中，磁体辊24m作为显影磁极S2应用仅具有磁通量密度Br的一个峰的磁片。顺便提及，作为显影磁极S2应用仅具有磁通量密度Br的一个峰的磁片意味着如下构成：在该构成中，Br的单个(一个)峰位于在与显影磁极S2相邻的调节磁极N1和进给磁极N2之间、由其中磁通量密度Br的极性反转(相反)的反转位置夹着的区域中。在调节磁极N1和进给磁极N2之间、由其中磁通量密度Br的极性反转的反转位置夹着的区域对应于例如图3中的从260°至320°的范围。
显影磁极S2包括与显影区域Da相对的平坦的平面部分24s。即，磁体辊24m作为整体在截面中具有所谓的D切口形状，并且包括显影磁极S2的磁片在截面中具有基本上扇形形状。平面部分24s相对于旋转方向的两个端部形成角部24c。即，显影磁极S2在显影套筒24的外周面处相对于旋转方向的显影区域Da的上游侧和下游侧与感光鼓81相对的位置处包括角部24c，并且在各个角部24c之间包括平面部分24s。由此，可以在显影区域Da的上游侧和下游侧提供磁通量密度Br的θ方向的变化大且存在Br的峰的部分，并且还可以在显影区域Da的上游侧和下游侧提供磁吸引力Fr的峰。由于这个原因，在显影区域Da中，磁吸引力Fr可以维持在高的值(参见图6中的实施例1和2)，并且磁链被显影套筒24牢固地约束，并且因此，磁链不容易在显影套筒24上滑动，使得可以抑制磁链的速度的降低。
即，在显影套筒24的外周面处相对于旋转方向的显影区域Da的上游侧和下游侧与感光鼓81相对的部分处，显影磁极S2具有朝着显影套筒24的中心方向的磁吸引力Fr的峰(参见图6中的实施例1和2)。顺便提及，显影磁极S具有朝着显影套筒24的中心方向的磁吸引力Fr的峰意味着以下构成。即，它意味在与显影磁极S2相邻的调节磁极N1和进给磁极N2之间、显影磁极S2在由磁通量密度Br的极性反转的反转位置夹着的区域中具有磁吸引力Fr的峰的构成。
本实施例中的显影磁极S2具有如图3中所示的磁通量密度Br，并且因此，从260°至320°的范围中的磁吸引力Fr的峰被称为显影磁极S2的磁吸引力Fr的峰。在本实施例的情况下，显影磁极S2在270°和310°的附近具有磁吸引力Fr的两个峰。此外，关于磁吸引力的峰，相对于旋转方向的下游侧的峰大于相对于旋转方向的上游侧的峰，并且在相对于旋转方向的上游侧的峰和相对于旋转方向的下游侧的峰之间，在接近相对于旋转方向的上游侧的位置处存在最低点。由此，相对于旋转方向的下游侧的峰具有比相对于旋转方向的上游侧的峰大的磁吸引力，使得可以抑制在相对于旋转方向的下游侧的感光鼓81上的载体沉积。
这里，在本实施例中，显影磁极S2的相对于显影套筒24的外周面的法线方向的磁通量密度Br的80％值宽度与半(值)宽度之间的比率例如是0.74。另一方面，作为正态分布的磁通量密度的80％值宽度与半峰宽度之间的比率是0.60。显影磁极S2的相对于显影套筒24的外周面的法线方向的磁通量密度Br的80％值宽度与半峰宽度之间的比率比作为正态分布的磁通量密度的80％值宽度与半峰宽度之间的比率大，并且在0.65或更大(参见图3和表1)。此外，在本实施例中，显影磁极S2的相对于显影套筒24的外周面的法线方向的磁通量密度Br的80％值宽度例如是35°。另一方面，相对于旋转方向的显影区域Da的宽度是28.6°。即，显影磁极S2的相对于显影套筒24的外周面的法线方向的磁通量密度Br的80％值宽度大于相对于旋转方向的显影区域Da的宽度(参见图3)。顺便提及，显影磁极S2的相对于显影套筒24的外周面的法线方向的磁通量密度Br的半峰宽度是40°或更大。由此，还在相对于旋转方向的显影区域Da的上游部分和下游部分处，磁力线朝着感光鼓81的表面直线地延伸。因此，磁链的自由端以点形状接触而不沿感光鼓1的表面延伸(参见图5的部分(a))，使得调色剂可以跳跃到感光鼓81而不受来自显影套筒24侧的磁链损害(参见图5的部分(b))。
接着，将基于图2来描述本实施例中的显影套筒的操作。显影套筒24在箭头方向上旋转，并且容纳在显影室21b中的显影剂被与显影室21b相对的汲取磁极S1吸引并朝着调节构件25进给。与调节构件25相对的调节磁极N1使显影剂直立，并且显影剂的层厚度由调节构件25调节并通过显影套筒24和调节构件25之间的间隙(间距)，使得在显影套筒24上形成具有预定层厚度的显影剂层。
显影剂层被携载和进给到与感光鼓81相对的显影区域Da，并且在通过与显影区域Da相对的显影磁极S2形成磁链的状态下，使在感光鼓81的表面上形成的静电潜像显影。即，显影磁极S2与显影套筒24的显影区域Da相对，并且使在显影区域Da中携载的载体直立。
经受了(静电潜像)的显影之后的显影剂通过设置在相对于旋转方向的显影区域Da的下游的进给磁极N2，并在由剥离磁极S3和汲取磁极S1(极)的排斥形成的剥离区域中从显影套筒24剥离。剥离的显影剂在搅拌室21c中被搅拌和进给，并且然后再次从显影室21b供给到显影套筒24。
如上所述，根据本实施例的显影设备20，显影磁极S2的相对于显影套筒24的外周面的法线方向的磁通量密度Br的80％值宽度与半峰宽度之间的比率比作为正态分布的磁通量密度的80％值宽度与半峰宽度之间的比率大。由于这个原因，与通过简单地增大作为正态分布的磁通量密度中的显影磁极的半峰宽度来增大显影区域的情况比较，磁通量密度的80％值宽度更宽。由此，还在相对于旋转方向的显影区域Da的上游部分和下游部分处，磁力线朝着感光鼓81的表面直线地延伸。因此，磁链的自由端以点形状接触而不沿感光鼓1的表面延伸，使得调色剂可以跳跃到感光鼓81而不受来自显影套筒24侧的磁链损害。因此，在扩展显影区域Da的同时，可以抑制由磁链的自由端与感光鼓81的接触导致的显影效率的降低。
此外，根据本实施例的显影设备20，显影磁极S2仅具有磁通量密度Br的一个峰。由于这个原因，与在显影区域Da中提供磁通量密度Br的两个或更多个同极性的峰的情况不同，磁力线在磁通量密度Br的同极性的峰之间不被排斥，并且因此，不产生由于磁力线的排斥而不容易形成磁链的部分。由于这个原因，可以充分地形成磁链，使得可以提高显影效率。
接着，将在与比较示例1和2比较的同时描述本实施例中的磁体辊24m的显影磁极S2的实施例1。首先，将基于图3来具体描述磁体辊24m的显影磁极S2的磁通量密度Br。这里，使用本实施例中的磁体辊24m作为磁体辊24m的实施例是实施例1。此外，使用显影磁极S2的半峰宽度窄的磁体辊的比较示例是比较示例1，并且使用显影磁极S2的半峰宽度被使得比比较示例1中的半峰宽度宽的磁体辊的比较示例是比较示例2。
利用磁场测量设备(由F.W.BELL制造的“MS-9902”)来测量每个磁体辊相对于显影磁极S2的法线方向的磁通量密度Br，其中，作为磁场测量设备的构件的探测器和显影套筒24的表面之间的距离为大约100μm。在图3中，示出作为实施例1的本实施例中的显影磁极2的磁通量密度(实线)、半峰宽度窄的显影磁极S2的作为比较示例1的磁通量密度(点(链)线)、以及使得半峰宽度比比较示例1中的半峰宽度宽的显影磁极S2的作为比较示例2的磁通量密度(虚线)。这里，半峰宽度是如下的半峰宽度：在该半峰宽度中，显影磁极S2的磁通量密度(的法线分量)是峰值的一半(1/2)的部分的宽度由角度θ表示。为了将半峰宽度与半最大值半宽度区分开，半峰宽度在一些情况下被称为半最大值半宽度，但是在本文中，半峰宽度是指半最大值全宽度。此外，80％值宽度是其中显影磁极S2的磁通量密度(的法线分量)是峰值的80％的部分的宽度由角度θ表示的80％值宽度。与半峰宽度的情况类似，简称为80％值宽度是指其全宽度。
比较示例2是通过基本上相似地使比较示例1的显影磁极S2的磁通量密度(分布)的形状横向变宽来使半峰宽度变宽的情况下的磁通量密度分布。另一方面，在实施例1中，当半峰宽度变宽时，磁通量密度(分布)形状不像比较示例2中那样相似地横向扩展，而是被扩展使得80％值宽度变宽得多于半峰宽度变宽。
表1示出半峰宽度、80％值宽度和各自是通过将80％值宽度除以半峰宽度而获得的值。如表1中所示，在比较示例2中，半峰宽度大于比较示例1的半峰宽度，但是在比较示例2中通过将80％值宽度除以半峰宽度而获得的值与比较示例1中的值相比不大改变。这是因为，在比较示例2中，通过相似地扩展磁通量密度形状来使半峰宽度变宽。另一方面，在实施例1中，类似于比较示例2，半峰宽度大于比较示例1的半峰宽度，但是同时通过将80％值宽度除以半峰宽度而获得的值大于比较示例1中的值，从而这一点是实施例1与比较示例2不同的特征。
表1
＊1：“HW”是半峰宽度。
＊2：“80％-VW”是80％值宽度。
＊3：“80％-VW/HW”是80％值宽度/半峰宽度。
结果，如图3中所示，比较示例1和2中的磁通量密度分布具有磁通量密度分布从显影磁极S2的峰逐渐衰减的形状，并且另一方面，实施例1中的磁通量密度分布具有磁通量密度分布在峰的附近的衰减平缓且小、但是当位置是离开峰的部分(位置)时急剧衰减的形状。
关于80％值宽度和半峰宽度之间的比率(80％值宽度/半峰宽度)，在普通的正态分布类型的磁通量密度分布形状的情况下，该比率为大约0.60的值。为了在扩展显影区域Da的同时有效地抑制由于磁链的自由端与感光鼓81的接触而导致的显影效率的降低，80％值宽度/半峰宽度可以优选大于0.65，更优选在0.66或更大，进一步优选在0.70或更大。实施例1中的80％值宽度/半峰宽度为0.74，并且因此，可以进一步有效地抑制由于磁链的自由端的接触而导致的显影效率的降低。
接着，将在磁力线ML和磁链B的形状之间进行比较的同时基于图4和5描述实施例1和比较示例2。在比较示例2中，如图4的部分(a)中所示，来自显影套筒124的磁力线ML从中心侧延伸，同时横向地相对变宽。这是因为，比较示例2中的磁通量密度分布具有磁通量密度分布从峰逐渐衰减的形状，因此磁力线ML横向变宽并且容易沿感光鼓81延伸。磁链B的姿势跟随由各个磁极形成的磁力线ML。在比较示例2中，磁力线ML相对感光鼓81的表面倾斜并延伸，因此磁链B的自由端倾斜并接触感光鼓81以便覆盖感光鼓81。由于这个原因，如图4的部分(b)中所示，阻止了显影套筒124的附近的调色剂T朝着感光鼓81跳跃，使得显影效率降低。
另一方面，在实施例1中，如图5的部分(a)中所示，磁力线ML朝着感光鼓81的方向相对直线地延伸。这是因为，实施例1中的磁通量密度分布具有磁通量密度分布平缓并且不大改变的形状，因此磁力线ML不容易沿感光鼓81延伸。在实施例1中，磁力线ML朝着感光鼓81的表面相对笔直地延伸，因此磁链B的自由端朝着感光鼓81延伸。由于这个原因，磁链B的自由端以点接触方式与感光鼓1的表面接触，而不沿感光鼓81的表面延伸。由此，如图5的部分(b)中所示，不容易阻止显影套筒124的附近的调色剂T朝着感光鼓81跳跃，使得可以提高显影效率。顺便提及，当显影磁极与显影磁极的上游极和下游极中的每一个之间的角度为90°或更大时，磁力线容易延伸，同时从中心侧横向地相对延伸。由于这个原因，显影磁极与显影磁极的上游极和下游极中的每一个之间的角度可以优选为90°或更小。即，显影磁极S2的磁通量密度的峰与调节磁极N1的磁通量密度的峰之间的角度为90°或更小，并且显影磁极S2的磁通量密度的峰与进给磁极N2的磁通量密度的峰为90°或更小。在上游表面和下游表面这两者上，角度可以优选为90°或更小。本实施例中的磁体辊24m具有与如上所述的五个磁极对应的磁通量密度的峰，但是本发明不限于这种构成。然而，在具有三个磁极的磁体辊的情况下，显影磁极与显影磁极的上游极和下游极中的每一个之间的角度趋于变宽，并且不容易满足以上条件。由于这个原因，磁体辊24m可以优选具有五个或更多个极的磁极。
此外，还在显影磁极的磁通量密度(的法(线)分量)的绝对值小的情况下，磁力线容易延伸，同时从中心侧横向地相对变宽。由于这个原因，显影磁极的磁通量密度(的法线分量的)绝对值可以优选为90mT或更大，更优选为95mT或更大。此外，显影磁极的上游和下游的磁极N1和N2这两者不与同极性磁极相邻，但是在显影磁极的上游磁极和下游磁极与同极性磁极相邻的情况下，显影磁极的磁力线容易延伸，同时从中心侧横向地相对变宽。这是因为，显影磁极的上游磁极和下游磁极的磁力线不容易在同极性磁极彼此相邻的同极性方向上延伸和在在显影磁极方向上被偏转的同时延伸。因此，显影磁极的上游磁极和下游磁极可以优选不与同极性磁极相邻。在由三个磁极组成的磁体辊的情况下，显影磁极的上游磁极和下游磁极这两者与同极性磁极相邻，并且因此，还在这个方面上，磁体辊可以优选具有五个或更多个极的磁极。通过采用上述构成，可以有效地获得本发明的效果。
此外，为了更有效地抑制由于磁链的自由端与感光鼓81的接触而导致的显影效率的降低，优选地，显影区域Da中的磁链的自由端可以尽可能地维持其朝着感光鼓81的延伸状态。出于该目的，显影区域Da中的磁通量密度(的法线分量)的变化可以优选是平缓的并且不大改变。因此，通过使显影磁极(的法线分量)的80％值宽度的范围比显影区域Da宽，可以使显影区域Da中的显影磁极(的法线分量)的变化小。由此，可以维持磁链的自由端在显影区域Da中朝着感光鼓81延伸的状态，使得显影套筒24的附近的调色剂T朝着感光鼓81的跳跃不容易被损害，并且因此可以提高显影效率。
可以以下面的方式来测量显影区域Da的相对于旋转方向的宽度。在显影设备20安装在感光鼓81上的状态下，停止旋转，并且仅向显影套筒24施加提供Vcont＝300[V]的显影电压的DC分量。仅施加DC分量的原因在于，当施加(显影电压的)AC分量时，存在调色剂还从与磁链的接触部分以外的部分跳跃的可能性，从而仅DC分量的使用适合于仅测量接触部分。此外，此时，在显影套筒24和感光鼓81静止的状态下执行电压施加。此后，显影设备20与感光鼓81分离，并且测量调色剂在感光鼓81上的沉积的范围的宽度，并将该宽度用作显影区域Da的宽度。顺便提及，在本实施例中，显影区域Da意指显影套筒24的表面上的载体形成的磁链接触感光鼓81的接触夹持部。
作为测量显影区域Da的宽度的结果，显影区域Da的宽度为5mm。显影套筒24的直径为20mm，并且因此，当宽度被转换成显影套筒24的表面上的角度时，为5mm×360°/(20mm×3.14)＝28.6°。如表1中所示，实施例1的显影套筒24的80％值宽度为35°并且大于显影区域Da的宽度。由此，可以维持磁链的自由端在显影区域Da中朝着感光鼓81延伸的状态，并且显影套筒24的附近的调色剂T朝着感光鼓81的跳跃不容易被损害，使得可以提高显影效率。
顺便提及，半峰宽度和80％值宽度的两个绝对值小，磁链与感光鼓81接触的区域变窄。由于这个原因，半峰宽度可以优选为36°或更大，更优选为40°或更大。此外，80％值宽度可以优选为26°或更大，更优选为30°或更大。
此外，磁通量密度Br的两个或更多个同极性的峰提供在显影区域Da中，使得还可以使半峰宽度和80％值宽度变宽，但是在这种情况下，磁力线在磁通量密度Br的同极性的峰之间被彼此排斥，并且因此，在该部分不容易形成磁链。当不容易形成磁链的部分产生时，显影效率降低，使得优选显影区域Da中的磁通量密度Br的峰的数量为一个。
这里，显影区域Da中感光鼓81与磁链之间的接触状态将被认为与显影剂量相关性大。由于这个原因，本发明人从用于测量的透明感光鼓81的内表面利用高速照相机(由Phortron Ltd制造的“FASTCAM SA5”)来观察感光鼓81与显影套筒24之间的接近区域中的显影剂的行为。结果，出现以下结果。
在许多情况下，显影套筒24一般被设定为使得圆周速度比感光鼓81的圆周速度快。这是因为，在显影套筒24与感光鼓81的圆周速度比率较大的情况下，显影效率提高。然而，当圆周速度比率过大时，产生调色剂飞散、显影剂劣化等，并且因此，在许多情况下圆周速度比率被设定在1.4倍和2.1倍之间的值。在实施例1中，显影套筒24与感光鼓81的圆周速度比率被设定在1.8倍。在本实施例中，感光鼓81的旋转方向和显影套筒24的旋转方向是相反的方向，并且因此，显影套筒24的圆周速度是感光鼓81的圆周速度的1.8倍。
然后，本发明人对于比较示例2和实施例1观察感光鼓81和显影套筒24之间的接近区域中的显影剂的行为，并通过PIV分析计算与感光鼓81接触地在感光鼓81的表面上移动的显影剂的(平均)移动速度。如在实施例1中那样，即使在显影套筒24的圆周速度被设定在比感光鼓81的圆周速度的值快(高)的值的情况下，在许多情况下，显影剂的(平均)移动速度也比显影套筒24的圆周速度慢。作为本发明人的研究结果，与比较示例2比较，实施例1中速度下降的程度小。
从这个结果，很清楚，在使得显影磁极的半峰宽度大的比较示例2的情况下，可以在接触感光鼓81的表面的显影剂的移动速度降低的同时，增大显影剂的相对感光鼓81的显影区域Da的宽度。由于这个原因，在比较示例2中，将认为显影效率没有怎么被提高。另一方面，在实施例1的情况下，将认为显影效率被提高，因为显影剂的相对感光鼓81的显影区域Da的宽度增大，并且同时，与感光鼓81的表面接触的显影剂的移动速度的降低也被抑制。
将认为，如上所述的磁链的移动速度的差异与显影剂被其吸引到显影套筒24的中心方向的磁吸引力Fr紧密相关。当显影剂被其吸引到显影套筒24的中心方向的磁吸引力Fr大时，磁链被显影套筒24牢固地约束，并且因此，磁链不容易在显影套筒24上滑动，使得可以抑制磁链的速度的降低。显影套筒24的磁吸引力Fr由以下的公式1表示。
在公式1中，μ是(磁性)透磁率，μ0是空间透磁率，并且b是磁性载体的半径。Bθ是通过使用由上述方法测量的Br的值从以下的公式2获取的。
在图6中，示出由公式1和2计算出的显影区域Da的周边的磁吸引力Fr。如图6中所示，在比较示例2中，存在磁吸引力Fr的大小在整个显影区域Da上小于比较示例1中的大小的趋势。这将是由于以下原因。即，显影剂被其吸引到显影套筒24的中心方向的磁吸引力Fr由磁通量密度的大小和其r方向变化(偏微分)的乘积组成。在比较示例2中，磁通量密度分布具有使得磁通量密度从显影磁极S2的峰平缓地逐渐衰减的形状，使得磁通量密度的r方向变化也易于变得平缓。结果，磁通量密度的大小也随着与峰的距离而变小，并且其r方向变化(偏微分)也易于变小，并且因此，由其乘积组成的磁吸引力Fr也易于变小。
另一方面，在实施例1中，与比较示例2比较，磁吸引力Fr可以维持在高水平。这将被认为是因为，磁吸引力Fr容易与磁通量密度分布不大改变对应地维持在大的值，即使当相关联的部分与显影磁极S2的峰隔开并且磁通量密度的绝对值可以维持在高水平时。此外，在与峰隔开的区域中，磁通量密度急剧衰减，但是在磁通量密度急剧改变的区域中，其r方向变化(偏微分)也易于变大，并且因此，磁吸引力Fr可以维持在大的值。在图7中，示出在实施例1的情况下的磁通量密度Br的θ方向变化。当将图6和图7彼此比较时，应理解在磁通量密度Br的θ方向变化大并且提供峰的部分，磁吸引力Fr也大并且提供峰。
如上所述，在实施例1中，在显影区域Da相对于旋转方向的上游侧和下游侧中的每一个提供其中磁通量密度Br的θ方向变化大并且提供峰的部分，并且还在显影区域Da相对于旋转方向的上游侧和下游侧中的每一个提供磁吸引力Fr的峰。由此，磁吸引力Fr可以在显影区域Da中维持在高水平。通过这种构成，磁通量密度的绝对值可以在显影区域Da中维持在高水平，使得磁吸引力Fr容易维持在大的值，并且在显影区域Da外，磁通量密度急剧衰减，但是磁吸引力Fr可以维持在高水平，因为磁通量密度急剧改变。因此，在实施例1中，磁吸引力Fr可以维持在高水平。作为其结果，磁链被显影套筒24牢固地约束，并且因此，磁链不容易在显影套筒24的表面上滑动，使得可以抑制磁链的速度的降低。
此外，在实施例1中，磁体辊24m作为整体在截面中具有所谓的D切口形状，并且包括显影磁极S2的磁片在截面中具有基本上扇形形状。显影磁极S2包括与显影区域Da相对的平坦的平面部分24s。平面部分24s被提供为比显影区域Da宽(参见图2)。在平面部分24s相对于旋转方向的两个边缘部分形成的角部24c中的每一个的位置处，磁通量密度Br的θ方向变化的峰和磁吸引力Fr的峰基本上彼此一致。这是因为，在角部24c处，磁力线集中，同时还产生其沿着感光鼓81的移动。因此，为了实现图6和图7中所示的磁通量密度Br的θ方向变化的峰和磁吸引力Fr的峰，可以仅需要在感光鼓81侧的磁片的表面上、在显影区域Da相对于旋转方向的上游和下游两侧提供角部24c。
此外，在实施例1中，采用磁吸引力Fr的峰存在于显影区域Da的上游和下游两侧中的每一个的附近的构成。该峰的值大于显影区域中的中央部分(显影区域Da的中心)的值。特别地，使下游侧的峰比上游侧的峰大。此外，两个峰之间的最低点的位置是接近显影区域Da的上游侧的位置。在本实施例中，采用各个峰位于显影区域Da外的构成，但是也可以采用各个峰位于显影区域内的构成。
通过如此构成磁吸引力Fr，与以相反的方式构成磁吸引力Fr的情况比较，可以使感光鼓81上的载体的沉积难以发生。即，在显影区域Da的下游侧的峰小于显影区域Da的上游侧的峰并且两个峰之间的最低点的位置是接近显影区域Da的下游侧的位置的情况下，与实施例1比较，载体在感光鼓81上的沉积易于发生。即使当载体沉积发生在显影区域Da的上游侧时，沉积的载体也可以在下游侧收集，但是在下游侧发生的载体沉积不能在显影区域Da的周边收集。由于这个原因，可以优选采用在显影区域Da的下游侧抑制载体沉积的发生的构成。
为了使磁吸引力Fr的相对显影区域Da的下游侧的峰大于磁吸引力Fr的相对显影区域Da的上游侧的峰并且两个峰之间的最低点的位置是接近显影区域Da的上游侧的位置，例如，执行以下操作。即，使显影磁极S2的下游侧的进给磁极N2的磁通量密度Br(的法线方向分量)大于显影磁极S2的上游侧的调节磁极N1的磁通量密度Br(的法线方向分量)。由此，与相对显影区域Da的上游侧比较，下游侧的磁通量密度Br的变化大，使得下游侧的磁吸引力Fr变大。
或者，为了使磁吸引力Fr的相对显影区域Da的下游侧的峰大于磁吸引力Fr的相对显影区域Da的上游侧的峰并且两个峰之间的最低点的位置是接近显影区域Da的上游侧的位置，例如，还可以通过以下方法来执行磁化。这里，传统上，一般地，如图8的部分(a)中所示，相对于通常的扇形磁片，通过执行磁化来形成显影磁极S2，使得磁化矢量(在图中由箭头指示)相对于上游-下游方向是对称的(各向同性的)。另一方面，在本实施例中，如图8的部分(b)中所示，相对于通常的扇形磁片，通过执行磁化来形成显影磁极S2，使得磁化矢量(在图中由箭头指示)相对于上游-下游方向是非对称的(各向异性的)，使得可以使下游侧的磁吸引力Fr大。具体地，可以仅需要执行磁化使得单体的磁片的磁化矢量在下游方向上延伸。换句话说，当在显影套筒24的周向分量中，显影套筒24的相对于旋转方向的下游侧是正的一侧时，可以仅需要执行磁化使得相对于单体的磁片的磁化矢量的总和，周向分量是正的分量。
在本发明中，载体的磁吸引力Fr具有两个峰，但是为了抑制载体沉积，载体的磁吸引力Fr的以上两个峰之间的最低点的绝对值可以优选为1.0×10-7N或更大。此外，磁吸引力的峰还可以优选为1.5×10-7N或更大，更优选为2.0×10-7N或更大。为了使载体的磁吸引力Fr大，除了增大磁片的Br的绝对值之外，可以通过使得载体的磁特性是高磁化或使得使平均粒子尺寸大的载体特性来提高(增大)磁吸引力。
接着，将在与图6中所示的实施例1进行比较的同时描述关于本实施例中的磁体辊24m的显影磁极S2的实施例2。图像形成装置1和显影设备20的概要类似于实施例1的概要，因此将省略详细描述。如图6中所示，在实施例2中，与实施例1比较，显影磁极S2的磁吸引力Fr的分布不同。
即，在实施例1中，在磁吸引力Fr的峰存在于显影区域Da的上游和下游两侧中的每一个的构成中，特别地，使下游侧的峰比上游侧的峰大。此外，两个峰之间的最低点的位置是接近显影区域Da的上游侧的位置。这是因为，在磁吸引力Fr的最低点处产生的载体沉积(物质)在下游表面上被收集。另一方面，在实施例2中，采用磁吸引力Fr的上游侧的峰大于磁吸引力Fr的下游侧的峰的构成。即，磁吸引力Fr的峰在相对于旋转方向的上游侧比在相对于旋转方向的下游侧大，并且磁吸引力Fr在相对于旋转方向的上游侧的峰与相对于旋转方向的下游侧的峰之间、接近相对于旋转方向的下游侧具有最低点。
如上所述，磁吸引力Fr的增大在上游侧的峰比在下游侧的峰多具有以下优势(优点)。首先，当磁吸引力Fr大时，磁链被牢固地约束，并且因此，磁链不容易在显影套筒24的表面上滑动，使得可以抑制磁链的速度的降低。根据本发明人的研究，磁链的速度的降低一般易于在显影区域Da的上游侧发生。这是因为，在上游侧，显影套筒24和感光鼓81之间的间隙(间隔)逐渐变窄，使得磁链的速度在上游侧降低，以致由于瓶颈而导致延迟。另一方面，在下游侧，显影套筒24和感光鼓81之间的间隙逐渐变宽，并且因此，不容易发生如上游侧的磁链的速度的降低。因此，通过使上游侧的峰大可以更多地抑制上游侧的磁链的速度的降低。类似地，磁吸引力Fr的两个峰之间的最低点的位置被改变为接近显影区域Da的下游侧的位置，使得可以获得类似的效果。
作为如实施例2中那样获得磁吸引力Fr的分布的磁化方法，类似于实施例1中描述的方法的方法可以实现磁吸引力分布。具体而言，使显影磁极S2的上游侧的调节磁极N1的磁通量密度Br(的法线方向分量)大于显影磁极S2的下游侧的进给磁极N2的磁通量密度Br(的法线方向分量)。或者，可以仅需要执行各向异性磁化，使得磁化矢量在上游方向上更多地定向。顺便提及，可适当地选择是如实施例1中那样出于下游侧的载体沉积抑制的目的而增大磁吸引力Fr的下游峰、还是如实施例2中那样出于抑制上游侧的磁链的速度的降低的目的而增大磁吸引力Fr的上游峰。可以根据例如对于产品所要求的规范适当地进行这种情况下的实施例1和2的选择。
顺便提及，实施例1中的显影磁极S2包括与显影区域Da相对的平坦的平面部分24s。然而，为了获得本发明的效果，显影磁极S2的形状不限于这样的形状。即使当如传统构成中那样在截面中具有基本上扇形形状的片被按原样使用时，也可以在磁化期间通过设备(设计)获得如本发明中那样的磁通量密度特性。传统上一般的磁化方法是如图9中所示使定向磁轭91靠近具有基本上扇形形状的磁片24、从而磁片24被磁化和定向的方法。此时，通过使定向磁轭91的自由端与磁片24接触的宽度(图中的箭头)更多地变宽，可以获得如本发明中那样的磁通量密度特性。特别地，可以优选使定向磁轭91的自由端与磁片24的接触的宽度大于显影区域Da的宽度。为了即使当一些跳动(run-out)发生时也可靠地获得效果，可以优选使定向磁轭91的自由端与磁片24的接触的宽度不小于显影区域Da的宽度的1.1倍，优选不小于1.2倍。如上所述，即使在截面中为基本上扇形形状，当磁片具有如本发明中那样的磁通量密度特性时，也可以获得本发明的效果。
此外，在上述实施例中，描述了DC显影类型，但是即使当本发明用于其中DC电压随AC电压而偏置(叠加)的AC+DC显影类型的显影设备时，也可以获得类似的效果。
[工业实用性]
根据本发明，可以提供即使在扩展显影区域时也通过控制磁链的自由端与感光鼓的接触的状态来抑制显影效率的降低的显影设备。
[符号说明]
20...显影设备，24...显影套筒，24c...角部，24s...平面部分，24m...磁体辊(磁场产生部件)，81...感光鼓(图像承载构件)，Da...显影区域，S2...显影磁极，T...调色剂。

Claims (21)

1.一种显影设备，包括：
可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒用于携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且用于在所述显影剂与图像承载构件接触的显影区域中使形成在所述图像承载构件上的静电潜像显影；以及
磁场产生部，所述磁场产生部被提供在所述显影套筒内侧，并且具有被提供在与所述图像承载构件相对的位置处以便形成所述显影区域的显影极，
其中，相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁通量密度的80％值宽度与相对于所述法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度的比率为0.65或更大，并且相对于所述显影套筒的旋转方向，在所述显影区域的两个端部的附近中的每一个中所述显影套筒的法线方向上的所述显影极的磁力大于在所述显影区域的中央部分处所述显影极的磁力。
2.根据权利要求1所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％值宽度比相对于所述旋转方向的所述显影区域的宽度宽。
3.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中，在所述显影区域的两个端部的附近中的每一个中相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁力的峰处于相对于所述显影套筒的旋转方向的所述显影区域的外侧。
4.根据权利要求1至3所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％值宽度与所述半峰宽度之间的比率为0.70或更大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度为40°或更大。
6.根据权利要求1至5所述的显影设备，其中，相对于所述旋转方向的下游侧的磁力的峰值比相对于所述旋转方向的上游侧的磁力的峰值大。
7.根据权利要求1至5所述的显影设备，其中，相对于所述旋转方向的上游侧的磁力的峰值比相对于所述旋转方向的下游侧的磁力的峰值大。
8.根据权利要求1至7所述的显影设备，其中，相对于所述旋转方向的上游侧的磁力的峰值和下游侧的磁力的峰值为1.5×10-7N或更大。
9.根据权利要求1至7所述的显影设备，其中，相对于所述旋转方向的上游侧的磁力的峰值和下游侧的磁力的峰值为2.0×10-7N或更大。
10.根据权利要求1至9所述的显影设备，其中，相对于所述旋转方向的上游侧的磁力的峰值和下游侧的磁力的峰值之间的磁力的最低点处于所述显影区域中。
11.一种显影设备，包括：
可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒用于携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且用于在所述显影剂与图像承载构件接触的显影区域中使形成在所述图像承载构件上的静电潜像显影；
磁场产生部，所述磁场产生部被提供在所述显影套筒内侧，并且具有被提供在与所述图像承载构件相对的位置处以便形成所述显影区域的显影极，以及
电压源，所述电压源用于向所述显影套筒施加DC电压，其中，所述图像承载构件上的静电潜像通过向所述显影套筒施加DC电压而不向所述显影套筒施加AC电压来显影，
其中，相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁通量密度的80％值宽度与相对于所述法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度的比率为0.65或更大。
12.根据权利要求11所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％值宽度比相对于所述旋转方向的所述显影区域的宽度宽。
13.根据权利要求11或12所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％值宽度与所述半峰宽度之间的比率为0.70或更大。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度为40°或更大。
15.一种显影设备，包括：
可旋转的显影套筒，所述可旋转的显影套筒用于携载包括调色剂和磁性载体的显影剂，并且用于在所述显影剂与图像承载构件接触的显影区域中使形成在所述图像承载构件上的静电潜像显影；以及
磁场产生部，所述磁场产生部被提供在所述显影套筒内侧，并且具有第一极、第二极以及第三极，所述第一极被提供在与所述图像承载构件相对的位置处以便形成所述显影区域，所述第二极被提供在相对于所述显影套筒的旋转方向的所述第一极的上游、与所述第一极相邻的位置处，所述第三极被提供在相对于所述显影套筒的旋转方向的所述第一极的下游、与所述第一极相邻的位置处，
其中，相对于所述显影套筒的法线方向的所述显影极的磁通量密度的80％值宽度与相对于所述法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度的比率为0.65或更大，并且由所述第一极的磁通量密度的峰和所述第二极的磁通量密度的峰形成的角度以及由所述第一极的磁通量密度的峰和所述第三极的磁通量密度的峰形成的角度中的每一个为90°或更小。
16.根据权利要求15所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％值宽度比相对于所述旋转方向的所述显影区域的宽度宽。
17.根据权利要求15或16所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的80％值宽度与所述半峰宽度之间的比率为0.70或更大。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的显影设备，其中，相对于所述显影套筒的外周面的法线方向的所述显影磁极的磁通量密度的半峰宽度为40°或更大。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的显影设备，还包括调节部，所述调节部用于调节所述显影套筒上的显影剂的量，
其中，所述第二极与所述调节部相对。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的显影设备，其中，所述第二极和第三极是相同极性的极，并且所述第一极和第二极是不同极性的极。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的显影设备，还包括，
第四极，所述第四极被提供在相对于所述显影套筒的旋转方向的所述第三极的下游、与所述第三极相邻的位置处，
第五极，所述第五极被提供在相对于所述显影套筒的旋转方向的所述第四极的下游、与所述第二极和第四极相邻的位置处，
其中，所述第四极和第五极是相同极性的极。
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