CN110032049B

CN110032049B - 显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置

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Publication number: CN110032049B
Application number: CN201811629225.8A
Authority: CN
Inventors: 清水保; 田内康大; 山口晃史
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2021-11-19
Anticipated expiration: 2038-12-28
Also published as: JP2019124735A; US10481522B2; CN110032049A; US20190219945A1

Abstract

本发明提供显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置。显影装置具备显影辊和层厚限制部件。显影辊具备固定磁铁和套筒。层厚限制部件具有限制主体部和上游侧限制部，上游侧限制部包含上游侧磁性部件和非磁性部件。在限制主体部的第一磁场集中点与上游侧限制部的第二磁场集中点之间的区域难以发生显影剂较强地被塞进的情况。因此，即使显影辊的套筒以比以往高的速度旋转，显影剂也能通过层厚限制部件稳定地被限制。

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

本发明涉及一种显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置。

背景技术

以往，采用电子照相方式的打印机、复印机等图像形成装置具备载持静电潜影的感光鼓、向感光鼓供应调色剂来使静电潜影显现为调色剂像的显影装置、以及将调色剂像从该感光鼓转印到薄片体上的转印装置。

显影装置具备向感光鼓供应显影剂的显影辊。显影辊包括具备多个磁极并被固定的磁铁和在磁铁的周围旋转的套筒。在双组分显影方式下，包含调色剂及磁性载体的显影剂被载持在显影辊的套筒上。并且，通过与显影辊相向配置的层厚限制部件来限制显影剂输送量。

在此种双组分显影方式中，为了使图像质量稳定，重要的是使显影辊上的显影剂输送量稳定。该显影剂输送量主要根据(1)层厚限制部件与显影辊之间的间隙(限制间隙)的大小、(2)在层厚限制部件的上游侧停滞的显影剂的密度、(3)层厚限制部件的周围的磁力的限制力、(4)显影辊的显影剂输送力而决定。

以往，作为使所述的显影剂输送量稳定的限制方法，已知有使磁场集中(磁力线集中)于层厚限制部件的技术。

近年，因图像形成高速化等要求，显影辊的旋转速度比以往快，层厚限制部件的显影剂限制力变得不足。在如以往的技术中，为了增加显影剂的限制力，可考虑使磁力较强地集中于限制板。但是，此时，发生显影剂的输送不均的新的问题。

发明内容

本发明鉴于如上所述的问题而作出，其目的在于提供一种抑制发生通过层厚限制部件的显影剂的输送量变动的输送不均的显影装置以及具备该显影装置的图像形成装置。

本发明一方面所涉及的显影装置包括：壳体，收容包含调色剂和磁性载体的显影剂；显影辊，具备固定磁铁和套筒，所述固定磁铁沿周向包含多个磁极并被固定，所述套筒在所述固定磁铁的周围向规定的旋转方向旋转并在周面载持所述显影剂，所述显影辊以在规定的显影位置与在表面形成静电潜影的感光鼓相向的方式被所述壳体支撑，并向所述感光鼓供应所述调色剂；显影剂搅拌部件，可旋转地被所述壳体支撑，搅拌所述显影剂并向所述显影辊供应所述显影剂；以及层厚限制部件，与所述显影辊的所述套筒相向配置，限制由所述显影剂搅拌部件供应到所述显影辊的所述显影剂的层厚，其中，所述固定磁铁具备与所述层厚限制部件相向配置且具有规定的极性的限制极，所述层厚限制部件包括：限制主体部，由磁性材料形成，限制朝向所述显影位置被输送的所述显影剂的层厚，该限制主体部具有：与所述套筒隔开规定的间隔而配置的第一相向面；连接于所述第一相向面的所述旋转方向上游侧端部并沿所述套筒的径向延伸的第一上游侧侧面；以及在所述旋转方向上的所述第一上游侧侧面的相反侧连接于所述第一相向面的第一下游侧侧面；以及上游侧限制部，连接于所述限制主体部的所述第一上游侧侧面，该上游侧限制部具有：隔开大于所述第一相向面的间隔而与所述套筒相向配置的第二相向面；连接于所述第二相向面的所述旋转方向下游侧端部并沿所述径向延伸且与所述第一上游侧侧面紧贴的第二下游侧侧面；以及在所述旋转方向上的所述第二下游侧侧面的相反侧连接于所述第二相向面的第二上游侧侧面，所述上游侧限制部的所述第二相向面具有：非磁性相向面，配置在所述第二相向面的所述旋转方向下游侧，且由非磁性材料形成；以及上游侧磁性相向面，配置在所述第二相向面的所述旋转方向上游侧，且由磁性材料形成，所述层厚限制部件与所述显影辊以如下方式相向配置，即：所述套筒上的所述固定磁铁的磁力的所述径向的成分的沿周向的分布中，在所述限制极中分别具备该限制极的最大磁力的80％的磁力的所述旋转方向下游侧的基准位置与所述旋转方向上游侧的基准位置之间的区域，包含所述层厚限制部件的所述第一相向面、所述第二相向面的所述非磁性相向面以及所述上游侧磁性相向面的全部。

本发明另一方面所涉及的图像形成装置具备：所述的显影装置；所述感光鼓，从所述显影装置被供应所述调色剂，在所述周面载持调色剂像；以及转印部，将所述调色剂像从所述感光鼓转印到薄片体上。

根据本发明，能够抑制发生通过层厚限制部件的显影剂的输送量变动的输送不均。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的图像形成装置的内部结构的剖视图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的显影装置的内部结构的示意剖视图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的显影辊及层厚限制部件的示意剖视图。

图4是表示形成在本发明的第一实施方式所涉及的显影辊与层厚限制部件之间的磁场的情况的示意图。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的相对于显影辊的限制极的磁力分布的层厚限制部件的位置关系的图。

图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的显影辊及层厚限制部件的示意剖视图。

图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的层厚限制部件的示意剖视图。

图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的显影辊及层厚限制部件的示意剖视图。

图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的层厚限制部件的远端部的示意剖视图。

图10是表示本发明的实施例和比较例中的限制间隙与显影剂输送量之间的关系的图。

图11是表示本发明的实施例和比较例中的限制间隙与显影剂输送量之间的关系的图。

图12是表示层厚限制部件的形状与显影剂输送量之间的关系的图。

图13是表示与本发明的实施方式所涉及的层厚限制部件进行比较的其他层厚限制部件的示意剖视图。

图14是表示与本发明的实施方式所涉及的层厚限制部件进行比较的其他层厚限制部件的示意剖视图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明的第一实施方式所涉及的图像形成装置10。在本实施方式中，作为图像形成装置的一例而例示串列方式的彩色打印机。图像形成装置也可为例如复印机、传真装置以及它们的复合机等。

图1是表示图像形成装置10的内部结构的剖视图。该图像形成装置10包括具备箱形的壳体结构的装置主体11。在该装置主体11内安装有供应薄片体P的供纸部12、形成转印到从供纸部12供应的薄片体P上的调色剂像的图像形成部13、所述调色剂像被初次转印的中间转印单元14、二次转印辊145、向图像形成部13补给调色剂的调色剂补给部15、以及实施将形成在薄片体P上的未定影调色剂像定影在薄片体P上的处理的定影部16。而且，在装置主体11的上部具备在定影部16实施了定影处理的薄片体P被排出的排纸部17。

在装置主体11内，还在图像形成部13的右侧位置形成有沿上下方向延伸的薄片体输送通道111。在薄片体输送通道111设有将薄片体输送到适当处的输送辊对112。此外，进行薄片体的偏离校正并在规定的时机向后述的二次转印的夹缝部输送薄片体的校准辊对113也被设置在薄片体输送通道111中的所述夹缝部的上游侧。薄片体输送通道111是让薄片体P从供纸部12经由图像形成部13(二次转印夹缝部)及定影部16而输送至排纸部17为止的输送通道。

供纸部12具备供纸盘121、搓纸辊122及供纸辊对123。供纸盘121可插入脱离地安装在装置主体11的下方位置，贮存层叠了多张薄片体P而成的薄片体摞P1。搓纸辊122将贮存在供纸盘121的薄片体摞P1的最上面的薄片体P一张一张地抽出。供纸辊对123将由搓纸辊122抽出的薄片体P输送到薄片体输送通道111。

图像形成部13用于形成转印到薄片体P上的调色剂像，具备形成不同颜色的调色剂像的多个图像形成单元。作为该图像形成单元，在本实施方式中，具备从后述的中间转印带141的旋转方向上游侧朝向下游侧(从图1所示的左侧向右侧)依次配置的使用品红(M)色的显影剂的品红色用单元13M使、使用青(C)色的显影剂的青色用单元13C、使用黄(Y)颜色的显影剂的黄颜色用单元13Y、以及使用黑(Bk)色的显影剂的黑色用单元13Bk。各单元13M、13C、13Y、13Bk分别具备感光鼓20、配置在感光鼓20的周围的带电装置21、显影装置23及清洁装置25。此外，各单元13M、13C、13Y、13Bk共用的曝光装置22被配置在图像形成单元的下方。

感光鼓20绕其轴而被旋转驱动，在其周面形成静电潜影及调色剂像。对应于各色的图像形成单元而分别配置感光鼓20。带电装置21使感光鼓20的表面均匀带电。带电装置21具备带电辊和用于去除附着于所述带电辊的调色剂的带电清洁刷。曝光装置22具有光源、多面反射镜、反射镜、偏转镜等各种光学系统设备，向均匀带电的感光鼓20的周面照射基于图像数据而被调制的光来形成静电潜影。此外，清洁装置25清扫调色剂像转印后的感光鼓20的周面。

显影装置23为了使形成在感光鼓20上的静电潜影显现而向感光鼓20的周面供应调色剂。显影装置23是包含调色剂和载体的双组分显影剂用的显影装置。另外，在本实施方式中，调色剂具备带正的极性的电的特性。

中间转印单元14被配置在设置于图像形成部13与调色剂补给部15之间的空间。中间转印单元14具备中间转印带141、驱动辊142、从动辊143及初次转印辊24。

中间转印带141是环状的带状旋转体，以其周面侧分别抵接于各感光鼓20的周面的方式，被挂设在驱动辊142及从动辊143。中间转印带141以向一方向进行周向转动的方式被驱动，在表面载持从感光鼓20转印的调色剂像。

驱动辊142在中间转印单元14的右端侧张紧架设中间转印带141，以让中间转印带141周向转动的方式驱动。驱动辊142由金属辊形成。从动辊143在中间转印单元14的左端侧张紧架设中间转印带141。从动辊143向中间转印带141施加张力。

初次转印辊24隔着中间转印带141而与感光鼓20形成初次转印夹缝部，将感光鼓20上的调色剂像初次转印到中间转印带141上。与各色的感光鼓20相向而分别配置初次转印辊24。

二次转印辊145隔着中间转印带141而与驱动辊142相向配置。二次转印辊145被压接于中间转印带141的周面而形成二次转印夹缝部。被初次转印到中间转印带141上的调色剂像在所述二次转印夹缝部被二次转印到从供纸部12供应的薄片体P上。本实施方式的中间转印单元14及二次转印辊145构成本发明的转印部。转印部使调色剂像从感光鼓20转印到薄片体P上。

调色剂补给部15用于贮存使用于图像形成的调色剂，在本实施方式中具备品红色用调色剂容器15M、青色用调色剂容器15C、黄颜色用调色剂容器15Y及黑色用调色剂容器15Bk。这些调色剂容器15M、15C、15Y、15Bk通过未图示的调色剂输送部向对应于MCYBk各色的图像形成单元13M、13C、13Y、13Bk的显影装置23补给各色的调色剂。

被供应到定影部16的薄片体P通过定影夹缝部而被加热加压。据此，在所述二次转印夹缝部被转印到薄片体P上的调色剂像定影在薄片体P上。

排纸部17通过装置主体11的顶部被凹陷而形成，在该凹部的底部形成有接收被排出的薄片体P的排纸盘171。实施了定影处理的薄片体P经由从定影部16的上部延伸设置的薄片体输送通道111而向排纸盘171排出。

下面，参照图2进一步详细叙述本实施方式所涉及的显影装置23。图2是表示本实施方式所涉及的显影装置23的内部结构的示意剖视图。在图2中，用箭头表示了显影装置23的各旋转部件的旋转方向。

显影装置23包含壳体23H、显影辊231、层厚限制部件232、搅拌螺杆233及显影剂输送部234。壳体23H是支撑显影装置23的各部件的壳体部分。在壳体23H收容包含调色剂及磁性载体的显影剂。

显影辊231以在规定的显影位置与在表面形成静电潜影的感光鼓20相向的方式被壳体23H支撑，向感光鼓20供应调色剂。显影辊231具备固定磁铁231A和套筒231B(图2)。另外，在本实施方式中，显影位置包含感光鼓20与显影辊231的最接近位置。固定磁铁231A是沿周向包含多个磁极，且被固定在壳体23H的圆柱状的磁铁。套筒231B沿规定的旋转方向(参照图2的箭头)在固定磁铁231A的周围旋转，并在周面载持包含调色剂及磁性载体的显影剂。在本实施方式中，套筒231B由铝制的圆管部件(基材)形成。在套筒231B的圆管部件的周面，在轴向及周向上隔开间隔而配置的多个凹部形成在套筒231B的大致整面上。

另外，在直流偏压上重叠了交流偏压的显影偏压被施加于显影辊231。此外，显影辊231及感光鼓20在显影位置向相同方向旋转(也称为同一方向(with direction)、追随方向)。

层厚限制部件232是与显影辊231的套筒231B相向配置的板状部。层厚限制部件232限制通过搅拌螺杆233的第一螺杆233A供应到显影辊231的显影剂的层厚。此外，层厚限制部件232配置在显影辊231的下方。

搅拌螺杆233通过一边搅拌双组分显影剂一边循环输送，从而使调色剂带电。搅拌螺杆233具备第一螺杆233A(显影剂搅拌部件)和第二螺杆233B。第一螺杆233A和第二螺杆233B可旋转地被壳体23H支撑。此外，第一螺杆233A和第二螺杆233B呈在轴的周围具备螺旋叶片的螺杆形状。

显影剂输送部234是形成在壳体23H内的显影剂的循环通道。显影剂输送部234具备配置第一螺杆233A的第一输送部234A和配置第二螺杆233B的第二输送部234B(图2)。第一输送部234A与第二输送部234B之间被板状的分隔部件分隔。另外，第一输送部234A及第二输送部234B的轴向的两端部互相连通。显影剂在第一输送部234A与第二输送部234B之间被循环输送。并且，第一螺杆233A向显影辊231供应显影剂。此外，从调色剂补给部15补给的调色剂从第二输送部234B的轴向的一端侧流入壳体23H内，并与其他显影剂一起被搅拌。

另外，如图1所示，显影辊231的轴心相对于感光鼓20的轴心配置在下方，第一螺杆233A的轴心相对于显影辊231的轴心配置在进一步位于下方的位置(图2)。

此外，参照图2，由调色剂及载体形成并被搅拌螺杆233循环输送的显影剂从第一螺杆233A供应到显影辊231。然后，显影剂的层厚被层厚限制部件232限制之后，如果在显影位置调色剂的一部分被供应到感光鼓20，则显影剂从显影辊231分离。然后，被分离的显影剂再次流入第一螺杆233A的周边的第一输送部234A。

参照图2，在本实施方式中，显影辊231的固定磁铁231A沿周向具备5个磁极。在显影辊231和感光鼓20相向的显影位置附近配置有S2极。S2极作为向感光鼓20供应调色剂的主极而发挥作用。而且，在相对于S2极位于套筒231B的旋转方向下游侧的位置配置N3极。此外，在N3极的所述旋转方向下游侧配置S1极。此外，在S1极的所述旋转方向下游侧配置N1极。而且，在N1极的所述旋转方向下游侧，隔开规定的间隔配置有N2极。换句话说，N1极是相对于所述显影位置配置在所述旋转方向下游侧，且为规定的极性的磁极。此外，N2极是相对于N1极配置在所述旋转方向下游侧，且为与N1极相同的极性的磁极。N2极与层厚限制部件232相向配置。并且，N2极作为形成将由第一螺杆233A供应的显影剂在套筒231B侧接收的磁场的吸取极而发挥作用。而且，N2极还作为形成在层厚限制部件232之间限制供应到显影辊231的显影剂的层厚的磁场的限制极而发挥作用。此外，N1极配置在N2极的上方。而且，N1极相对于显影辊231的轴心配置在上方，N2极相对于显影辊231的轴心配置在下方。

图3是表示本实施方式所涉及的显影辊231及层厚限制部件232的示意剖视图。图4是表示在本实施方式所涉及的显影辊231与层厚限制部件232之间形成的磁场的情况的示意图。图5是表示本实施方式所涉及的相对于显影辊231的限制极N2的磁力分布的层厚限制部件232的位置关系的图。在图5中，箭头DM表示显影剂的输送方向，点划线M(80)表示限制极N2的峰值磁力的80％的磁力。图6是表示本实施方式所涉及的显影辊231及层厚限制部件232的示意剖视图。图7是表示本实施方式所涉及的层厚限制部件232的远端部的示意剖视图。

层厚限制部件232具有限制主体部51和上游侧限制部52(图3)。

限制主体部51由磁性材料形成，限制朝向所述显影位置被输送的所述显影剂的层厚。如图3所示，限制主体部51是沿套筒231B的径向延伸的板状部件。限制主体部51具有第一相向面51A、第一上游侧侧面51B及第一下游侧侧面51C。第一相向面51A由与套筒231B隔开规定的间隔而配置的平面形成。第一上游侧侧面51B连接于第一相向面51A中的套筒231B的旋转方向上游侧端部，由沿套筒231B的径向延伸的平面形成。第一下游侧侧面51C在所述旋转方向上的第一上游侧侧面51B的相反侧连接于第一相向面51A，由沿套筒231B的径向延伸的平面形成。另外，第一上游侧侧面51B如上所述由平面形成，在将该第一上游侧侧面51B所延长的虚拟平面上配置有显影辊231的套筒231B的旋转轴。

上游侧限制部52连接于限制主体部51的第一上游侧侧面51B。上游侧限制部52具有第二相向面52K、第二下游侧侧面52J及第二上游侧侧面52L。第二相向面52K由以大于第一相向面51A的间隔与套筒231B相向配置的平面形成。第二下游侧侧面52J连接于第二相向面52K中的所述旋转方向下游侧端部，由沿所述径向延伸并紧密接触于第一上游侧侧面51B的平面形成。第二上游侧侧面52L在所述旋转方向上的第二下游侧侧面52J的相反侧连接于第二相向面52K，由沿套筒231B的径向延伸的平面形成。

而且，上游侧限制部52的第二相向面52K包含非磁性相向面52V和上游侧磁性相向面52S(图6)。非磁性相向面52V配置在第二相向面52K的所述旋转方向下游侧，由采用非磁性材料的平面形成。此外，上游侧磁性相向面52S配置在第二相向面52K的所述旋转方向上游侧，由采用磁性材料的平面形成。

此外，在本实施方式中，由于第二相向面52K具有所述的非磁性相向面52V和上游侧磁性相向面52S，因此，上游侧限制部52由上游侧磁性部件52A和非磁性部件52B形成。

上游侧磁性部件52A包含：所述的上游侧磁性相向面52S；以及连接该上游侧磁性相向面52S的所述旋转方向下游侧端部和限制主体部51的第一上游侧侧面51B的倾斜面52T。上游侧磁性部件52A由板状的磁性部件形成。上游侧磁性部件52A的倾斜面52T以沿套筒231B的旋转方向从套筒231B离开的方式倾斜。

非磁性部件52B被嵌入于倾斜面52T与限制主体部51之间的楔状的空间(凹部)。换句话说，非磁性部件52B包含所述的非磁性相向面52V，且配置在倾斜面52T与第一上游侧侧面51B之间。非磁性部件52B是非磁性的部件，由沿套筒231B的轴向延伸的剖面为三角形状的棒状的部件形成。另外，非磁性相向面52V和上游侧磁性相向面52S被设定为齐平。据此，通过非磁性部件52B被配置在限制主体部51与上游侧磁性部件52A之间，从而层厚限制部件232容易形成。

参照图4，在本实施方式所涉及的层厚限制部件232中，在限制主体部51的第一相向面51A的上游侧端部形成第一磁场集中点T1，并且，在上游侧限制部52的非磁性相向面52V与上游侧磁性相向面52S的边界形成第二磁场集中点T2。

一般而言，在层厚限制部件的周围，在磁场集中(磁力线集中)的点发生显影剂的停滞。并且，如果该停滞部的显影剂增加，则停滞部中的显影剂的压力增加。如果该显影剂的压力大于基于磁力的限制力(屏蔽，shield)，则显影剂被搬送到磁场集中点的下游侧(通过层厚限制部件)。在以往的显影装置中，通过提高单一的磁场集中点的磁力，进行显影剂的限制。而在本实施方式中，降低第一磁场集中点T1的显影剂的压力，并且，在第一磁场集中点T1的上游侧形成新的第二磁场集中点T2。

据此，在限制主体部51的第一磁场集中点T1与上游侧限制部52的第二磁场集中点T2之间的区域难以发生显影剂较强地被塞进的情况。因此，即使显影辊231的套筒231B以高于以往的速度旋转，显影剂也通过层厚限制部件232稳定地被限制。该作用还起因于磁刷之间的斥力作用起作用。因此，第一磁场集中点T1及第二磁场集中点T2均与限制极N2相向配置。此外，当观察图4的剖面时，两个磁场集中点不是在显影剂的停滞部的较广的面分别存在，而是以接近点的状态存在，从而抑制显影辊231的转矩上升、调色剂及载体的劣化。因此，在第一磁场集中点T1与第二磁场集中点T2之间配置由非磁性材料形成的非磁性相向面52V。

此外，如图6所示，倾斜面52T以越接近限制主体部51则配置在越从套筒231B离开的位置的方式倾斜。因此，如图4所示，朝向非磁性部件52B的磁力线容易以在远端部(下端部)朝向套筒231B的旋转方向上游侧弯曲的方式延伸。因此，在第一磁场集中点T1与其上游侧之间明确地形成磁场的差。据此，第一磁场集中点T1的磁场集中提高，并且，在第一磁场集中点T1与第二磁场集中点T2之间的显影剂的停滞部稳定地形成。

而且，为了稳定地发挥所述的作用效果，优选限制主体部51的第一下游侧侧面51C(图3)也与限制极N2相向。假设第一下游侧侧面51C与不同于限制极N2的磁极相向的情况下，在限制主体部51的第一相向面51A，磁极的极性局部不同。此时，磁力线的方向在第一相向面51A内反转，显影剂的输送有可能不稳定。

此外，参照图5，层厚限制部件232与显影辊231以如下方式相向配置，即：套筒231B上的固定磁铁231A的磁力(磁通密度)的径向成分(也称为半径方向成分、垂直成分)的沿周向(旋转方向)的分布中，在限制极N2中分别具备该限制极N2的最大磁力(峰值磁力)的80％的磁力的所述旋转方向下游侧的基准位置(图5的N21)与所述旋转方向上游侧的基准位置(图5的N22)之间的区域包含层厚限制部件232的第一相向面51A、第二相向面52K的非磁性相向面52V以及上游侧磁性相向面52S的全部。即，在本实施方式中，在垂直于显影辊231的轴向的剖面上，由通过套筒231B的旋转轴心和基准位置N21的直线以及通过显影辊231的旋转轴心和基准位置N22的直线形成的扇形的区域包含第一相向面51A、第二相向面52K的非磁性相向面52V以及上游侧磁性相向面52S。根据此种构成，从上游侧限制部52的上游侧端部至限制主体部51的下游侧端部的所有区域受相同的极性的磁场。此外，在限制极N2的垂直磁力的沿周向的变化少的区域配置有层厚限制部件232。因此，施加于显影剂的磁吸引力的变化少，抑制对显影剂的压力。

此外，在本实施方式中，当设在套筒231B的周向上对应于第一相向面51A的旋转方向上游侧端部(第一磁场集中点T1)的位置的限制极N2的径向成分的磁力为M1(mT)，在周向上对应于非磁性相向面52V与上游侧磁性相向面52S的边界位置(第二磁场集中点T2)的位置的限制极N2的径向成分的磁力为M2(mT)时，M1、M2中大的磁力MB(mT)以及小的磁力MS(mT)满足MS/MB≥0.8的关系。关于作为使显影剂吸引到显影辊231的力的磁吸引力，在限制极N2的径向的磁力成分(垂直磁力)的变化大的情况下，磁吸引力变大。因此，为了在非磁性相向面52V与套筒231B之间降低向显影剂的压力，优选抑制因径向的磁力成分而形成的磁场的变化。通过满足MS/MB≥0.8的关系，降低此种向显影剂的压力。此时，隔着非磁性相向面52V而被配置的第一磁场集中点T1及第二磁场集中点T2的显影剂的限制力的均衡难以破环，显影剂的流动容易稳定。因此，进一步抑制发生通过了层厚限制部件232的显影剂的输送不均。此外，通过降低对显影剂的压力，抑制显影辊231的转矩上升以及显影剂的劣化。

进一步参照图7，当设在套筒231B的周向上的第一相向面51A的长度为L(mm)，非磁性相向面52V的长度为M(mm)，上游侧磁性相向面52S的长度为N(mm)时，优选满足0.5≤M≤5、且0.1≤N≤0.5的关系。根据该结构，进一步抑制输送不均、驱动不均的发生，并且，抑制显影剂的劣化以及覆盖的发生。

此外，参照图6，当设第一相向面51A的旋转方向上游侧端部(第一磁场集中点T1)与套筒231B之间的间隔为H1(mm)，非磁性相向面52V和上游侧磁性相向面52S的边界位置(第二磁场集中点T2)与套筒231B之间的间隔为H2(mm)时，优选满足1.2×H1≤H2≤3的关系。通过满足H2≤3，稳定地维持第二磁场集中点T2的磁场集中，充分确保显影剂的限制力。此外，通过满足H2≥1.2×H1，抑制层厚限制部件232与套筒231B之间的显影剂的堵塞。换句话说，抑制在层厚限制部件232的周边的显影剂的积压部分压缩力变高，防止套筒231B的旋转的驱动不均以及显影剂的凝集。此外，进一步防止因显影剂的积压部分的不稳定性而发生显影剂的输送不均的情况。

另外，在本实施方式中，如图2所示，层厚限制部件232被配置在显影辊231的下方。与层厚限制部件232配置在显影辊231的上方的情况相比，在配置于显影辊231的下方的情况下，施加于显影剂的重力的方向不同于利用显影辊231的磁力吸引的方向。因此，能够降低显影辊231的驱动转矩。并且，在第一磁场集中点T1与第二磁场集中点T2之间的停滞部，如果显影剂被施加过度的压力，则显影剂劣化变快。因此，在本实施方式中，通过降低停滞部的压力，抑制显影剂的劣化。即，在层厚限制部件232配置在显影辊231的下方的情况下，显影剂的劣化少，显影剂的寿命变长。

进一步，在本实施方式中，通过在限制主体部51与上游侧磁性部件52A之间嵌入(配置)非磁性部件52B，容易形成层厚限制部件232。

此外，在本实施方式中，限制主体部51的第一上游侧侧面51B由平面形成，在将该第一上游侧侧面51B所延长的虚拟平面上配置显影辊231的套筒231B的旋转轴。因此，在第一相向面51A的上游侧端部稳定地形成磁场的集中点(第一磁场集中点T1)。

下面，说明本发明的第二实施方式所涉及的层厚限制部件232。另外，在本实施方式中，与第一实施方式相比，上游侧限制部52的结构不同，因此，以该不同点为中心进行说明。图8及图9是表示本实施方式所涉及的显影辊231及层厚限制部件232的示意剖视图。另外，在图8、图9中，对于具有与第一实施方式相同的功能的部件附上与图3至图7相同的符号。

在本实施方式中，上游侧限制部52包含上游侧磁性部件52C和非磁性部件52D。上游侧磁性部件52C包含所述的上游侧磁性相向面52S，由沿套筒231B的径向延伸的板状的磁性材料形成。此外，非磁性部件52D包含所述的非磁性相向面52V，由沿所述径向延伸的板状的非磁性材料形成。在此种结构中，也在限制主体部51的第一相向面51A的旋转方向上游侧端部形成第一磁场集中点T1。此外，在上游侧限制部52的非磁性相向面52V与上游侧磁性相向面52S的边界形成第二磁场集中点T2。因此，在限制主体部51的第一磁场集中点T1与上游侧限制部52的第二磁场集中点T2之间的区域难以发生显影剂较强地被塞进的情况。因此，即使显影辊231的套筒231B以高于以往的速度旋转，也利用层厚限制部232稳定地限制显影剂。

而且，在本实施方式中，通过在限制主体部51与上游侧磁性部件52C之间配置非磁性部件52D，也容易构成层厚限制部件232。

[实施例]

下面，基于实施例进一步说明本发明。另外，本发明并不限定于以下的实施例。此外，在以下的实验条件下进行了各实验。

＜共同实验条件＞

感光鼓20：非晶态硅感光体，直径φ30mm，表面电位(白底部分)Vo＝+250～+300V，(图像部)VL＝+20V

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显影辊231上的显影剂输送量(层厚限制后)：200～400g/m²

载体：体积平均粒径35μm

调色剂：体积平均粒径6.8μm，带正电特性

此外，使用于实验的显影辊231的条件如下所述。

显影辊231：直径φ20mm，在套筒231B的周面形成有在周向及轴向上邻接配置的多个凹部。凹部为长轴0.8mm、短轴0.2mm的大小的椭圆形状，沿周向配置有80列。

显影辊231相对于感光鼓20的周速比：1.4～2.0(追随方向)

显影辊231与感光鼓20的间隙：0.25～0.50mm

显影偏压：直流偏压＝+100V，交流偏压＝Vpp4.2kV，频率f3.7kHz，正电压相对于负电压的时间长度比(占空比，duty ratio)50％，矩形波(另外，层厚限制部件232也与显影辊231同电位)

固定磁铁231A的限制极N2：相对于层厚限制部件232的限制主体部51的第一上游侧侧面51B，在套筒231B的旋转方向上游侧7度的位置上配置N2极的峰值位置。N2极的磁力的径向成分的峰值磁力(最大磁通密度)为45mT，与第一磁场集中点T1相向的位置的磁力的径向成分为45mT，与第二磁场集中点T2相向的位置的磁力的径向成分为42mT。限制极N2的磁力的径向成分为36mT以上的区域呈沿周向以55度连续分布的平坦形状(如果换算成套筒231B上的周向的长度，则为9.6mm的范围)。另外，显影辊231的磁力测量使用日本电磁测器株式会社GAUSS METER Model GX-100而进行。

＜显影剂条件＞

为了评价对不同的显影剂的输送性能，对以下的两组显影剂进行了评价。

条件1：铁氧体载体(70emu/g)+调色剂(调色剂浓度5％)

条件2：树脂载体(70emu/g)+调色剂(调色剂浓度10％)

＜层厚限制部件条件＞

以所述的第一实施方式(图3、图6、图7)所涉及的层厚限制部件232为实施例1，以第二实施方式(图8、图9)所涉及的层厚限制部件232为实施例2，以如下的形状进行了实验。

实施例1：

限制主体部51：SUS430制，磁性，L＝1.5mm

上游侧磁性部件52A：SECC(电镀锌钢板)制，M+N＝1.5mm，倾斜面52T的倾斜角度45度，H2＝H1×2

非磁性部件52B：树脂制

实施例2：

限制主体部51：SUS430制，磁性，L＝1.5mm

上游侧磁性部件52C：SUS430制，N＝0.3mm，H2＝H1×2

非磁性部件52D：铝制，M＝1.5mm

图10及图11是表示本发明的实施例和比较例中的层厚限制部件232的限制间隙(H1)与显影剂输送量之间的关系的图。在图10中，白圆的数据是将实施例1以条件1下执行的数据，黑圆的数据是将实施例1以条件2下执行的数据。此外，白方框的数据是将比较例1以条件1下执行的数据，黑方框的数据是将比较例1以条件2下执行的数据。同样，在图11中，白圆的数据是将实施例2以条件1下执行的数据，黑圆的数据是将实施例2以条件2下执行的数据。此外，白方框的数据是将比较例1以条件1下执行的数据，黑方框的数据是将比较例1以条件2下执行的数据。图12是表示层厚限制部件232的形状与显影剂输送量之间的关系的图。另外，显影辊231上的显影剂的输送量是在层厚限制部件232的下游侧，在5mm(周向)×5mm(轴向)的矩形形状的范围测量，并将其最大值和最小值绘出。图13及图14表示与本发明的实施方式所涉及的层厚限制部件232进行比较的其他的层厚限制部件232Z的示意剖视图。图13所示的层厚限制部件232Z在磁性的限制主体部51Z的上游侧配置磁性的上游侧限制部52Z。此外，在图14所示的层厚限制部件232Z中，将图13的限制主体部51Z的远端部设定为锐角。在以下的评价中，将图13所示的层厚限制部件232Z作为比较例1。

参照图10，本发明的实施例1具有多个磁场集中点，因此，与比较例1相比，显影剂输送量的变动少，相对于限制间隙的变化的倾斜变小。即，即使因元件公差、组装不均等而限制间隙有变化，显影剂输送量也不易变动，稳定性(Robustness)提高。此外，在实施例1中，对于显影剂的差(条件1、条件2)，显影剂输送量的差也比比较例1缩小。

同样，参照图11，在本发明的实施例2中，也具有多个磁场集中点，因此，与比较例1相比输送量的变动少，相对于限制间隙的倾斜也变小。关于其他方面，也获得与实施例1同样的结果。

此外，图12表示使第一相向面51A的所述旋转方向上游侧端部与套筒231B之间的间隔H1(mm)、非磁性相向面52V和上游侧磁性相向面52S的边界位置与套筒231B之间的间隔H2(mm)分别变化的情况下的显影剂输送性的结果(容许范围(latitude)LA，窗)。在H1＜0.2mm的范围(第一边界线L1的左侧)，由于H1小而在层厚限制部件232有时发生显影剂的堵塞，而在H1≥0.2的范围没有发生此种现象。此外，H1＞1mm的范围(第二边界线L2的右侧)，由于H1大而有时发生显影剂的输送不良，而在H1≤1mm的范围没有发生此种现象。此外，在1.2×H1＞H2的范围(第三边界线L3的下侧)，在层厚限制部件232周边的显影剂的停滞部分压缩力变高，有时发生套筒231B的旋转的驱动不均、显影剂的凝集，而在1.2×H1≤H2的范围没有发生此种现象。此外，在H2＞3mm的范围(第四边界线L4的上侧)，因显影剂的停滞部分的不稳定性而有时发生显影剂的输送不均，而在H2≤3的范围没有发生此种现象。根据这些点，优选满足1.2×H1≤H2≤3的关系。

此外，表1是评价使非磁性相向面52V的长度M变化的情况下的显影辊231上的显影剂输送量的变动幅度、输送不均的有无以及显影辊231的转矩的结果。另外，在该评价中，使用实施例2(图9)的层厚限制部件232，并采用L＝1.5mm、M＝1.5mm、N＝0.3mm的形状作为标准条件。相对于该标准条件，固定L及N的情况下使M的值变化。

表1

M(mm)

0.3

0.5

1.5

3

5

7

输送量变动幅度(g/m<sup>2</sup>)

±28

±15

输送不均

×

○

转矩

○

×

如表1所示，在0.5mm≤M的范围，显影剂输送量的变动幅度小，不发生输送不均(局部性的输送量不均)。据此，抑制发生图像浓度不均。此外，在M≤5mm的范围，抑制显影辊231的转矩增大。据此，通过满足0.5≤M≤5的条件，抑制驱动不均的发生，并且，抑制显影剂的劣化以及覆盖的发生。

此外，表2是评价使上游侧磁性相向面52S的长度N变化的情况下的显影辊231上的显影剂输送量的变动幅度、输送不均的有无的结果。与所述同样，相对于标准条件，在固定L及M的情况下使N的值变化。如果上游侧磁性相向面52S的长度N小于0.1mm，则由于磁性体过薄而有时不能获得充分的磁场集中。结果，第一磁场集中点T1的上游侧的显影剂的停滞部分容易不稳定。由此，容易发生输送不均。此外，如果上游侧磁性相向面52S的长度N超过0.5mm，则上游侧磁性部件52C中与显影辊231相向的2处边缘部分互相远离，有时磁场的集中分散而变弱。另一方面，在长度N为0.1mm以上且0.5mm以下的情况下，集中于上游侧磁性部件52C中与显影辊231相向的2处边缘部分的磁场成为一个而作用，因此，获得更强的磁场集中。结果，如表2所示，显影剂输送量的变动幅度变小，输送不均得到抑制。

表2

N(mm)

0.05

0.08

0.1

0.3

0.5

0.7

输送量变动幅度(g/m<sup>2</sup>)

±25

±22

±15

±14

±15

±20

输送不均

×

○

×

此外，表3是表示第一磁场集中点T1与固定磁铁231A相向的位置(表3的第一相向位置)的限制极N2的垂直磁力(径向的磁力成分)、第二磁场集中点T2与固定磁铁231A相向的位置(表3的第二相向位置)的限制极N2的垂直磁力(径向的磁力成分)、这些垂直磁力的磁力比以及这些条件下的输送不均的有无的结果。如表3所示，确认到在M1、M2中大的磁力MB(mT)以及小的磁力MS(mT)满足MS/MB≥0.8的关系的情况下，不发生输送不均。

表3

另外，对于所述的各实验，调整层厚限制部件232与显影辊231之间的间隙(板间隙)，并在100g/m²以上且400g/m²以下的范围对套筒231B上的显影剂输送量进行同样的评价，结果，在输送不均等的抑制效果方面获得了同样的结果。而且，在调色剂浓度5％以上且12％以下的范围进行了与所述同样的评价，结果，在输送不均等的抑制效果方面获得了同样的结果。而且，在显影辊231的直径12mm以上且35mm以下的范围、感光鼓20的周速200mm/秒以上且400mm/秒以下的范围进行同样的评价的情况下，在输送不均等的抑制效果方面也获得了同样的结果。

以上，详细地说明了本发明的各实施方式所涉及的显影装置23以及具备该显影装置23的图像形成装置10。根据此种图像形成装置10，即使显影辊231的套筒231B以高于以往的速度旋转，显影剂也通过层厚限制部件232稳定地被限制。据此，感光鼓20上的静电潜影稳定地被显现为调色剂像。另外，所述的各实施方式基于以往的输送不均的发生原因在于如下的新的见解。如果显影辊旋转而将层厚限制部件周边的显影剂从上游侧推出的压力超过磁性的限制力，则显影剂(磁刷)被输送到层厚限制部件的下游侧。如果显影剂如此被输送，则层厚限制部件的上游侧的显影剂的停滞部的压力下降，因此，推出显影剂的力一时变弱。结果，显影剂的输送量下降。并且，如果停滞部的压力上升，则显影剂再次被推出到层厚限制部件的下游侧。认为因反复此种动作而发生显影剂的输送不均。在所述的各实施方式中，层厚限制部件的磁场集中点分散化为多个，从而抑制如以往那样磁场集中点集中于一点而发生的输送不均。另外，本发明并不限定于所述的各实施方式。本发明例如可采用以下的变形实施方式。

(1)在所述的第一实施方式中，说明了倾斜面52T的倾斜角度为45度的结构，但本发明并不限定于此。倾斜面52T的倾斜角度只要是锐角就可以。另外，优选包含在30度至70度的范围。

(2)在所述的实施方式中，说明了作为双组分显影装置具备一个显影辊231的结构，但也可为如公知的落地显影方式等那样具备2个显影辊(调色剂载持辊)的结构。

(3)此外，在所述的实施方式中，说明了N2极兼备吸取极和限制极的功能的结构，但本发明并不限定于此。也可为N2极具备限制极的功能，而且，配置在N2极的上游侧的另外的磁极具备吸取极的功能的结构。

Claims

1.一种显影装置，其包括：

壳体，收容包含调色剂和磁性载体的显影剂；

显影辊，具备固定磁铁和套筒，所述固定磁铁沿周向包含多个磁极并被固定，所述套筒在所述固定磁铁的周围向规定的旋转方向旋转并在周面载持所述显影剂，所述显影辊以在规定的显影位置与在表面形成静电潜影的感光鼓相向的方式被所述壳体支撑，并向所述感光鼓供应所述调色剂；

显影剂搅拌部件，可旋转地被所述壳体支撑，搅拌所述显影剂并向所述显影辊供应所述显影剂；以及

层厚限制部件，与所述显影辊的所述套筒相向配置，限制由所述显影剂搅拌部件供应到所述显影辊的所述显影剂的层厚，其中，

所述固定磁铁具备与所述层厚限制部件相向配置且具有规定的极性的限制极，

所述层厚限制部件包括：

限制主体部，由磁性材料形成，限制朝向所述显影位置被输送的所述显影剂的层厚，该限制主体部具有：与所述套筒隔开规定的间隔而配置的第一相向面；连接于所述第一相向面的所述旋转方向上游侧端部并沿所述套筒的径向延伸的第一上游侧侧面；以及在所述旋转方向上的所述第一上游侧侧面的相反侧连接于所述第一相向面的第一下游侧侧面；以及

上游侧限制部，连接于所述限制主体部的所述第一上游侧侧面，该上游侧限制部具有：隔开大于所述第一相向面的间隔而与所述套筒相向配置的第二相向面；连接于所述第二相向面的所述旋转方向下游侧端部并沿所述径向延伸且与所述第一上游侧侧面紧贴的第二下游侧侧面；以及在所述旋转方向上的所述第二下游侧侧面的相反侧连接于所述第二相向面的第二上游侧侧面，

所述上游侧限制部的所述第二相向面具有：

非磁性相向面，配置在所述第二相向面的所述旋转方向下游侧，且由非磁性材料形成；以及

上游侧磁性相向面，配置在所述第二相向面的所述旋转方向上游侧，且由磁性材料形成，

所述显影装置的特征在于，

所述层厚限制部件与所述显影辊以如下方式相向配置，即：

所述套筒上的所述固定磁铁的磁力的所述径向的成分的沿周向的分布中，在所述限制极中分别具备该限制极的最大磁力的80％的磁力的所述旋转方向下游侧的基准位置与所述旋转方向上游侧的基准位置之间的区域，包含所述层厚限制部件的所述第一相向面、所述第二相向面的所述非磁性相向面以及所述上游侧磁性相向面的全部。

2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，

关于所述套筒上的所述固定磁铁的磁力，当设在所述周向上对应于所述第一相向面的所述旋转方向上游侧端部的位置的所述限制极的所述径向的成分的磁力为M1、在所述周向上对应于所述非磁性相向面和所述上游侧磁性相向面的边界位置的位置的所述限制极的所述径向的成分的磁力为M2时，M1和M2中大的磁力MB以及小的磁力MS满足MS/MB≥0.8的关系，其中，M1、M2、MB和MS的单位均为mT。

3.根据权利要求2所述的显影装置，其特征在于，

当设所述套筒的周向上的所述非磁性相向面的长度为M、所述上游侧磁性相向面的长度为N时，满足0.5≤M≤5、且0.1≤N≤0.5的关系，其中，M和N的单位均为mm。

4.根据权利要求3所述的显影装置，其特征在于，

当设所述第一相向面的所述旋转方向上游侧端部与所述套筒的间隔为H1、所述非磁性相向面和所述上游侧磁性相向面的边界位置与所述套筒的间隔为H2时，满足1.2×H1≤H2≤3的关系，其中，H1和H2的单位均为mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的显影装置，其特征在于，所述上游侧限制部具有：

上游侧磁性部件，由沿所述径向延伸的板状的磁性材料形成，包含所述上游侧磁性相向面；以及

非磁性部件，由沿所述径向延伸的板状的非磁性材料形成，包含所述非磁性相向面，

所述上游侧磁性相向面与所述非磁性相向面被设定为齐平。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的显影装置，其特征在于，

所述第一上游侧侧面由平面形成，在将该第一上游侧侧面所延长的虚拟平面上配置有所述显影辊的所述套筒的旋转轴。

7.一种显影装置，其包括：

壳体，收容包含调色剂和磁性载体的显影剂；

所述层厚限制部件包括：

所述上游侧限制部的所述第二相向面具有：

所述显影装置的特征在于，

所述上游侧限制部具有：

上游侧磁性部件，由磁性材料形成，包含所述上游侧磁性相向面、和连接该上游侧磁性相向面的所述旋转方向下游侧端部和所述限制主体部的所述第一上游侧侧面的倾斜面；以及

非磁性部件，由非磁性材料形成，包含所述非磁性相向面，该非磁性部件配置在所述倾斜面与所述第一上游侧侧面之间，

所述上游侧磁性相向面与所述非磁性相向面被设定为齐平。

8.一种图像形成装置，其特征在于包括：

权利要求1至7中任一项所述的显影装置；

所述感光鼓，从所述显影装置被供应所述调色剂，在所述周面载持调色剂像；以及

转印部，将所述调色剂像从所述感光鼓转印到薄片体上。