CN110133975B - 显影装置 - Google Patents
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Abstract
显影装置,包括显影容器、可旋转的显影剂承载构件、磁体和壁部分。磁体设置在显影剂承载构件中并具有第一磁极和与第一磁极极性相同的第二磁极。第二磁极在显影剂承载构件的旋转方向上与第一磁极相邻并在其下游。壁部分设置成在旋转方向上在第一磁极下游且在第二磁极上游的区域中面对显影剂承载构件,并配置成使得壁部分和显影剂承载区域的在显影剂承载构件的旋转轴线方向上的各个端部部分之间的间隙小于壁部分和显影剂承载区域的中心部分之间的间隙。
Description
技术领域
本发明涉及一种显影装置,其配置成使用包含非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂。
背景技术
使用电子照相系统或静电记录系统的成像装置包括显影装置,显影装置配置成通过显影剂使形成在用作图像承载构件的感光鼓上的静电潜像显影。显影装置包括用作显影剂承载构件的显影套筒,显影套筒在承载显影剂的同时旋转以将承载在显影套筒上的显影剂供应到感光鼓。
在此种显影装置的情况下,有可能的是,空气通过显影套筒的旋转流入构成显影装置的显影容器中,显影容器内的空气压力增加,并且显影容器内的显影剂从显影容器中飞散出来。因此,日本专利申请特开No.2006-113408提出了一种构造,在所述构造中,显影容器的开口部分的相对于显影套筒的旋转方向位于下游的一部分与显影套筒之间的间隙在显影套筒的两个纵向端部处比在中心部分处减小得更多。
然而,因为从显影套筒上剥离的调色剂倾向于在显影套筒的旋转方向上在剥离磁极下游的区域中浮动,所以调色剂处于容易朝向开口部分的状态。因此,如果显影套筒随着新近的成像装置的速度加快而快速旋转,则浮动的调色剂的量易于增加,并且需要新的对策。
发明内容
本发明提供一种显影装置,其能够通过减少朝向开口部分的调色剂的量来抑制显影剂的飞散。
根据本发明的一个方面,一种显影装置,包括:显影容器,所述显影容器存储含有非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂;可旋转的显影剂承载构件,所述显影剂承载构件配置成承载显影剂;磁体,所述磁体设置在显影剂承载构件中并且具有第一磁极和与所述第一磁极的极性相同的第二磁极,所述第二磁极在显影剂承载构件的旋转方向上与所述第一磁极毗邻并位于所述第一磁极的下游;以及壁部分,所述壁部分设置成在显影剂承载构件的旋转方向上在第一磁极的下游侧并且在第二磁极的上游侧的区域中面对显影剂承载构件,并且配置成使得所述壁部分和将显影剂承载在显影剂承载构件上的显影剂承载区域的在显影剂承载构件的旋转轴线方向上的各个端部部分之间的间隙小于所述壁部分和所述显影剂承载区域的中心部分之间的间隙。
根据以下参考附图对例性实施例的描述,本发明的其它特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示出第一实施例的成像装置的构造的示意性截面图。
图2是示出第一实施例的成像部分的构造的示意性截面图。
图3是示出第一实施例的显影装置的构造的示意性横向截面图。
图4是示出第一实施例的显影装置的构造的示意性纵向截面图。
图5是表示第一实施方式的补充装置和显影装置的构造的示意性截面图。
图6示意性地示出了用于描述显影装置中的调色剂的飞散的显影剂和空气流的状态。
图7示意性地示出了在显影装置的纵向方向上的空气流。
图8示意性地示出了磁辊的中心部分和端部部分处的磁力线。
图9是第一实施例的显影装置的构造的示意性纵向截面图,其截取成使得包括在显影装置的两个纵向端部部分处的突起。
图10A是沿图9中的线A-A截取的显影装置的截面图。
图10B是沿图9中的线B-B截取的显影装置的截面图。
图10C是沿图9中的线C-C截取的显影装置的截面图。
图11是显影装置的构造的示意性横向截面图,其中示意性地示出了第一实施例的磁辊的磁力线。
图12是显影装置的构造的示意性横向截面图,其中示意性地示出了第一实施例的另一示例的磁辊的磁力线。
图13是表示第一和第二实施例以及比较例的显影套筒的纵向位置处的飞散的调色剂的数量的图表。
图14是第二实施例的显影装置的构造的示意性横向截面图。
图15A是沿着与图12中的位置不同的位置截取的第二实施例的显影装置的构造的示意性横向截面图。
图15B是沿图15A中的线D-D截取的显影装置的纵向截面图。
具体实施方式
第一实施例
下面将参考图1至图12描述第一实施例。首先,下面将参考图1和图2简要描述本实施例的成像装置的构造。
成像装置
本实施例的成像装置100是电子照相串联式全彩色打印机,其包括分别具有用作图像承载构件的感光鼓1的四个成像部分PY、PM、PC和PK。成像装置100配置成根据来自与装置主体100A连接的未示出的文件读取装置的图像信号或者来自与装置主体100A可通信地连接的主机设备(诸如个人计算机)的图像信号在记录材料上形成调色剂图像或图像。记录材料的示例包括片材,诸如纸张、塑料膜和布。成像部分PY、PM、PC和PK分别形成黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像。
应该注意,设置在成像装置100中的四个成像部分PY、PM、PC和PK除了其显影颜色之外具有基本相同的构造。因此,下面通常将仅描述成像部分PY,并且将省略对其它成像部分的描述。
如图2中所示,成像部分PY设置有圆筒状感光构件,即用作图像承载构件的感光鼓1。沿图2中的箭头方向旋转驱动感光鼓1。设置在感光鼓1周围的是用作充电单元的充电辊2、显影装置4、用作转印单元的一次转印辊52和清洁单元7。设置在图2中的感光鼓1下面的是曝光单元(本实施例中的激光扫描仪)3。
设置在图1中的每个成像部分上方的是转印单元5。转印单元5包括环形中间转印带51,其通过在多个辊之间拉伸而用作中间转印构件并配置成沿箭头的方向循环移动(即旋转)。然后,中间转印带51承载并传送被一次转印到中间转印带51上的调色剂图像,如下所述。用作二次转印单元的二次转印外部辊54设置在面向拉伸中间转印带51的辊中的二次转印内部辊53并且同时使中间转印带51介于其间的位置,并且其构成二次转印部分T2,所述二所述次转印部分配置成将中间转印带51上的调色剂图像转印到记录材料上。定影单元6设置在二次转印部分T2的在记录材料传送方向上的下游。
其中存储有记录材料S的盒9设置在成像装置100的下部部分处。从盒9进给的记录材料S通过传送辊91朝向对准辊92传送。当记录材料S的前缘与对准辊92抵接时,处于停止状态的对准辊92通过使记录材料S形成环来校正记录材料S的歪斜。之后,对准辊92开始与中间转印带51上的调色剂图像同步旋转,从而将记录材料S传送到二次转印部分T2。
现在将描述例如通过如上所述构造的成像装置100形成四色全彩色图像的过程。当成像操作开始时,旋转的感光鼓1的表面由充电辊2均匀充电。接下来,利用从曝光单元3发射的对应于图像信号的激光束使感光鼓1曝光。由此,在感光鼓1上形成与图像信号对应的静电潜像。感光鼓1上的静电潜像通过在显影装置4内作为显影剂存储的调色剂显影和可视化。
形成在感光鼓1上的调色剂图像在由感光鼓1和一次转印辊52组成的一次转印部分T1(参见图2)处被一次转印到中间转印带51上,所述一次转印辊设置成面对感光鼓1同时使中间转印带51介于其间。此时,一次转印偏压被施加到一次转印辊52。由清洁单元7去除在转印之后残留在感光鼓1表面上的调色剂(即转印剩余调色剂)。
在黄色、品红色、青色和黑色的成像部分的每一个成像部分中顺序地执行这种操作,并且在中间转印带51上叠加四色调色剂图像。之后,存储在盒9中的记录材料S与调色剂成像定时同步地被传送到二次转印部分T2。然后,通过向二次转印外部辊54施加二次转印偏压而将中间转印带51上的四色调色剂图像一起二次转印到记录材料S上。通过中间转印带清洁器55去除残留在中间转印带51上而未在二次转印部分T2中被转印的调色剂。
接下来,将记录材料S传送到定影单元6。定影单元6包括定影辊61和加压辊62,定影辊中具有热源,诸如卤素加热器。定影辊61和加压辊62形成定影夹持部分。其上已转印有调色剂图像的记录材料S穿过定影单元6的定影夹持部分以加热和加压记录材料S。记录材料S上的调色剂熔化并且混合并定影为记录材料S上的全彩色图像。之后,记录材料S通过排出辊101排出到排出托盘102。从而,完成了一系列成像处理。
应该注意,本实施例的成像装置100可以通过使用所需单色图像(诸如黑色单色图像)的成像部分来形成单色图像,或者通过使用四种颜色的多种颜色的成像部分来形成多色图像。
显影装置
接下来,将参考图3和图4描述显影装置4的详细构造。显影装置4包括:显影容器41,其配置成存储包含非磁性调色剂和磁性载体的显影剂;以及显影套筒44,显影套筒用作显影剂承载构件,其在显影容器41内旋转并同时承载显影剂。设置在显影容器41内的是用作显影剂传送构件的传送螺杆43a和43b,所述传送螺杆使显影剂在显影容器41内循环同时搅拌和传送显影剂。非旋转地设置在显影套筒44内的是用作磁体的磁辊44a,该磁体具有沿旋转方向排列的多个磁极。显影装置4还包括用作管制构件的显影刮刀42,该管制构件配置成在显影套筒44的表面上形成显影剂的薄层。
显影容器41的内部在其中心部分处大致被分成显影室41a和搅拌室41b,以便显影室41a和搅拌室41b通过分隔壁41c在水平方向上布置,所述分隔壁在垂直于图3的纸张表面的方向上延伸。显影剂储存在显影室41a和搅拌室41b中。也就是说,分隔壁41c将显影容器41的内部分成用作第一室的显影室41a和用作第二室的搅拌室41b。传送螺杆43a和43b分别设置在显影室41a和搅拌室41b中。设置在分隔壁41c的两个纵向端部部分处(即,在显影套筒44的在旋转轴线方向上的端部部分处(参见图4中的左侧和右侧))的是连通部分41d和41e,所述连通部分允许显影剂在显影室41a和搅拌室41b之间通过。
传送螺杆43a和43b形成有围绕其轴(即,旋转轴)分别用作传送部分的螺旋叶片。除了螺旋叶片之外,传送螺杆43b还设置有搅拌肋43b1,所述搅拌肋从轴径向突出并且在显影剂的传送方向上具有预定宽度。搅拌肋43b1随着轴的旋转而搅拌显影剂。
传送螺杆43a沿显影套筒44的旋转轴线方向设置在显影室41a的底部,并且其旋转轴通过未示出的马达旋转以将显影剂供应到显影套筒44同时沿旋转轴线方向传送显影室41a内的显影剂。由显影套筒44承载并且在显影步骤期间调色剂已从其中被消耗的显影剂被收集在显影室41a中。
传送螺杆43b也沿着显影套筒44的旋转轴线方向设置在搅拌室41b的底部,并且在与传送螺杆43a的旋转轴线方向相反的旋转轴线方向上传送搅拌室41b内的显影剂。因此,显影剂由传送螺杆43a和43b传送,并通过连通部分41d和41e在显影容器41内循环。
配置成将包含调色剂的显影剂补充到显影容器41中的显影剂补充端口46设置在搅拌室41b中的在传送螺杆43b的传送方向上的上游端部处。显影剂补充端口46如图5所示和后文所述地与显影剂补充装置80的补充传送部分83连接。因此,补充显影剂通过补充传送部分83和显影剂补充端口46从显影剂补充装置80供应到搅拌室41b中。传送螺杆43b通过传送显影剂并同时搅拌从显影剂补充端口46补充的显影剂和已经存在于搅拌室41b内的显影剂而使调色剂浓度均匀化。
因此,在显影步骤期间由于调色剂的消耗导致调色剂浓度已经降低的显影室41a内的显影剂利用传送螺杆43a和43b的传送力移动通过一个连通部分41d(图4中的左侧所示出的)而移动到搅拌室41b中。然后,已经移动到搅拌室41b中的显影剂在与补充显影剂一起被搅拌的同时被传送,并且通过另一个连通部分41e(图4中的右侧所示出的)移动到显影室41a中。
开口部分41h限定在显影容器41的显影室41a中的对应于面向区域A(即,显影区域)的位置处,所述面向区域面向感光鼓1,并且显影套筒44可旋转地设置成使得其一部分通过开口部分41h朝向感光鼓1暴露。同时,设置在显影套筒44中的磁辊44a不可旋转地固定。如上所述构造的显影套筒44通过未示出的马达旋转,可以将显影剂传送到面向区域A并通过面向区域A将显影剂供应到感光鼓1。在本实施例中,显影套筒44由非磁性材料(诸如铝和不锈钢)形成为圆筒形。显影套筒44相对于重力方向从下向上(即图3中的逆时针)旋转。
用作管制构件的显影刮刀42固定在开口部分41h的在显影套筒44的旋转方向上的上游,所述管制构件管制由显影套筒44承载的显影剂的量(即,层厚度)。因为在本实施例中显影套筒44在面向区域A中沿重力方向从下向上旋转,所以显影刮刀42在面对区域A的重力方向上向下定位。
磁辊44a形成为辊,同时在其圆周方向上具有多个磁极S1、S2、S3、N1和N2,即总共五个磁极,如图3所示。如上所述配置的磁辊44a产生在显影套筒44上承载显影剂的磁场和在后面描述的剥离区域中将显影剂从显影套筒44上剥离的磁场。也就是说,显影室41a内的显影剂通过传送螺杆43a供应到显影套筒44。然后,供给到显影套筒44的预定量的显影剂承载在显影套筒44上,并通过由磁辊44a的吸引磁极S2(即第二磁极)产生的磁场形成显影剂储存部。
当显影套筒44旋转时,显影套筒44上的显影剂穿过显影剂储存部并且在管制磁极N1(即第三磁极)处竖起,并且显影剂的层厚度由面向管制磁极N1的显影刮刀42管制。然后,层厚度已被管制的显影剂被传送到面向感光鼓1的面向区域A,并通过在显影磁极S1处竖起而形成磁刷。磁刷与感光鼓1接触,感光鼓在面向区域A中与显影套筒44在相同方向上旋转,并且静电潜像通过带电调色剂显影为调色剂图像。
之后,随着显影套筒44旋转,显影套筒44上的显影剂被传送到显影容器41中,同时通过传送磁极N2保持在显影套筒44的表面上的显影剂的吸引力。然后,承载在显影套筒44上的显影剂在剥离区域中从显影套筒44的表面上剥离,所述剥离区域由在显影套筒44的旋转方向上顺序地设置的同极的剥离磁极S3(即第一磁极)和吸引磁极S2形成。剥离的显影剂被收集在显影容器41的显影室41a中。磁极S2设置成毗邻磁极S3并且在所述磁极S3的在显影套筒44的旋转方向上的下游。
应该注意,如图4所示,显影容器41设置有电感传感器45,其用作用于检测显影容器41内的调色剂浓度的调色剂浓度传感器。在本实施例中,电感传感器45设置在搅拌室41b的在显影剂传送方向上的下游。
显影剂补充装置
接下来,将参考图5描述显影剂补充装置80。显影剂补充装置80包括配置成用于存储补充显影剂的储存容器8、补充机构81和补充传送部分83。储存容器8配置成使得在圆筒形容器的内壁上切出螺旋凹槽并通过储存容器8本身的旋转产生用于沿纵向方向(即,沿旋转轴线方向)传送显影剂的传送力。储存容器8的在显影剂传送方向上的下游端部与补充机构81连接。补充机构81包括泵部分81a,所述泵部分通过排出端口82排出从储存容器8传送的显影剂。泵部分81a形成为波纹管形状,并且通过被旋转驱动而改变其容量来产生空气压力,从而通过排出端口82排出从储存容器8传送的显影剂。
补充传送部分83的上部端部部分与排出端口82连接,并且其下部端部部分与显影装置4的显影剂补充端口46连接。也就是说,补充传送部分83使排出端口82与显影剂补充端口46连通。因此,通过泵部分81a从排出端口82排出的显影剂通过补充传送部分83补充到显影装置4的显影容器41中。
应当注意,在上述显影装置4中,显影剂补充端口46设置在显影容器41的在显影剂传送方向的上游端部并且在由显影室41a和搅拌室41b形成的显影剂的循环路径的外部。更具体地,显影剂补充端口46设置在搅拌室41b的在显影剂传送方向的上游侧超出一个连通端口41d。因此,在显影剂补充端口46附近几乎不存在待在循环路径中循环的显影剂,并且只有补充显影剂经过那里。
显影剂补充装置80的补充操作通过自动调色剂补充控制(下文中称为“ATR”)来执行。ATR控制是通过根据成像中的图像比率、电感传感器45和由检测调色剂图像浓度的浓度传感器103(参见图1)检测到的斑块图像的浓度的检测结果控制显影剂补充装置80的操作而向显影装置4补充显影剂的控制。
如图1所示,浓度传感器103设置成在中间转印带51的旋转方向上面向中间转印带51的位于最下游成像部分PK的下游并且位于二次转印部分T2的上游的表面。在使用浓度传感器103的控制中,控制调色剂图像(即,斑块图像)在开始成像作业的时刻或者在每次形成预定数量片材的图像时被转印到中间转印带51上,以通过浓度传感器103检测斑块图像的浓度。然后,基于检测结果,控制显影剂补充装置80以补充显影剂。
应当注意,将显影剂补充到显影装置4的构造不限于上述构造,并且可以使用过去已知的构造。
显影剂的飞散
现在将描述从显影装置产生的显影剂的飞散。首先,要求成像装置高速输出图像、输出高质量的图像并简化其维护。维护的简化之一是减少由成像装置内的显影剂引起的污染。如果成像装置的内部由显影剂污染,则会发生诸如污染输出图像的图像缺陷或在更换诸如显影装置和感光鼓单元的设备时需要清洁工作。此外,在显影剂粘附到诸如齿轮的每个驱动系统的情况下,有可能在驱动系统中引起滑动。
由如上所述构造的成像装置内的显影剂产生污染的原因之一是显影剂从显影装置飞散出来。例如,在双组分显影剂的情况下,调色剂和载体通常在显影装置内通过静电力彼此粘附,这是因为调色剂和载体是摩擦带电的。然而,有可能的是,通过一些冲击解除这种粘附,并且从载体分离的调色剂与空气流一起从显影装置中排出,从而引起显影剂的飞散。
下面将参考图6描述如上所述的显影剂的飞散。应当注意,图6中的箭头指示空气流的流动并且缎面部分指示显影剂。显影容器41包括覆盖显影套筒44的上部部分的上部壁41k。通过显影套筒44的旋转在连通开口47处形成空气流入显影容器41的路径,所述连通开口连通显影容器41的内部和外部并由上部壁41k和显影套筒44限定。该路径在面向感光鼓1的位置处打开,并且显影剂从显影容器41中飞散出来主要从该路径发生。这是因为显影刮刀42紧邻与该路径相反的一侧(图6中的下侧)面向显影套筒44。也就是说,承载在显影套筒44上的显影剂的层厚度在该位置处由显影刮刀42管制,并且空气几乎不从显影套筒44和显影刮刀42之间的间隙流出。
这里,“显影剂的飞散”是指这样的状态,在所述状态中,由于显影剂的搅拌和输送或显影剂的补充而在显影容器41内产生的显影剂(诸如,分离的调色剂)通过路径的开口被排出显影容器41并且不能被收集在显影容器41内。
首先,将描述调色剂的分离。存储在显影容器41中的调色剂和载体在搅拌室41b和显影室41a中摩擦带电,并通过由摩擦带电产生的静电粘附力和由表面性质产生的非静电粘附力彼此粘附。如果对粘附有载体的调色剂施加冲击力或剪切力,则调色剂与载体分离并在显影容器41内被隔离。此时的冲击和剪切力可能是由显影套筒44传送的显影剂的行为引起的。
显影剂在显影套筒44上形成磁刷。磁刷具有沿着显影套筒44中的磁极的磁力线的链结构。通过显影套筒44的旋转,磁刷在磁极之前沿旋转方向向前上升,并且在通过磁极之后沿旋转方向向前下降。此时,磁刷下降的落下方向与显影套筒44的旋转方向相同。当磁刷下降时引起的冲击或惯性是调色剂分离的原因之一,因为此时调色剂与载体分离。
通过显影套筒44在显影剂的传送中很大程度上有助于调色剂的分离的磁极是剥离磁极S3,所述剥离磁极相对于吸引磁极S2产生排斥的磁场。在剥离磁极S3处,通过磁极施加与显影套筒44的旋转方向相反的磁力以降低所传送的显影剂的速度并保持显影剂,从而将显影剂从显影套筒44上剥离。然后,以剥离磁极S3的在显影套筒44的法向分量中的磁场幅值最大(切向分量最小)的点为中心沿着显影套筒44的圆周表面形成显影剂保留部分(显影剂积聚)α。此时,因为保持了在显影套筒44的表面上传送的显影剂的流量,所以磁刷的长度变长。当磁刷变长时,磁刷下降时的冲击和惯性变大,并且调色剂分离量趋于增加。应当注意,由于在磁刷下降时也在显影磁极S1和传送磁极N2处发生冲击,因此在显影磁极S1和传送磁极N2处也发生调色剂的分离,即使它们的量小于由剥离磁极S3产生的量。
此外,当显影剂从显影剂补充装置80补充到显影剂补充端口46时,在充分搅拌之前向上流动的显影剂也成为在显影容器41内产生分离的调色剂的一个因素。供应到显影剂补充端口46的调色剂在与已经存在于搅拌室41b内的显影剂一起被搅拌的同时被传送。此时,调色剂和显影剂的混合比在补充的显影剂和现有显影剂的混合区域中暂时变高。在调色剂和显影剂的混合比高的情况下,调色剂的带电量下降,并且调色剂和载体之间的静电粘附力也下降。不能与显影剂混合的调色剂被原样分离或在由传送螺杆43a和43b搅拌和传送显影剂时通过冲击被分离,并且分离的调色剂在显影容器41内向上流动。
在使用由泵部分81a产生的空气压力排出显影剂的显影剂补充装置80的情况下,存在空气压力通过补充传送部分83传播并导致空气从显影剂补充端口46流动进入显影容器41的情况。此时流入的空气流在显影容器41内的显影剂补充端口46附近的调色剂和显影剂的混合比较高的部分处使分离的调色剂飞起。空气压力向显影容器41的传播也增加了从显影剂补充端口46到搅拌室41b的非静止空气压力。如后所述,空气压力的增加成为使分离的调色剂流出显影容器41的因素。由显影剂的补充引起的流入的空气成为使显影剂相对于显影容器41的纵向方向(即,与显影套筒44的旋转方向相交的方向或旋转轴线方向)在包括显影剂补充端口46的端部部分处飞散的一个因素。
接下来,将描述显影装置4内和显影装置4附近的空气流。在显影装置4附近产生空气流的是显影套筒44和感光鼓1。这里将分别描述它们的操作。通过显影套筒44的旋转和磁刷在磁极上的行为而大致在与显影套筒44的旋转方向相同的方向上产生空气流。大致在与显影套筒44的旋转方向相同的方向上产生的空气流是通过将空气从与显影容器41内外连通的连通端口47带入显影容器41而引起的。在补充显影剂时,空气也流入显影容器41中。
如果假设显影容器41是近似封闭的空间,则因为空气是流体,可以应用连续性方程。则下面的等式(1)成立,其中v是空气的流速,以及ρ是其密度:
此外,因为如果考虑到静止状态,内部压力是恒定的并且稳定在高于大气压的条件下,则认为密度ρ在显影容器41中的每个区域中没有时间变化,并且等式(1)可以描述为下面的等式(2):
根据等式(2),保持空气的流量ρv。流量ρv的平衡在显影装置4附近的纵向方向的截面处归零,并且与通过显影套筒44和补充物流入的空气流量相同量的空气被排出显影装置4。这里,通过显影套筒44的旋转通过由显影容器41的上部壁41k和显影套筒44组成的连通端口47而流入显影容器41的空气流量被认为是Ia(通过套筒流入)。通过与显影容器41内外连通的连通端口47排出的空气流流动通过与通过连通端口47带入的流相对的上部壁41k侧。由此排出的空气流量被认为是Ib(从套筒排出)。此外,与补充物一起流入到显影装置4的空气流量被认为是Id(与补充物一起流入),下面的等式(3)的关系成立:
Ia(通过套筒流入)+Id(与补充物一起流入)=Ib(从套筒排出)…(3)
通过显影套筒44带入并沿显影套筒44流动的空气流在显影容器41内返回并从显影容器41中排出。如果此时空气流返回同时包含在剥离磁极S3的显影剂保留部分α处从显影剂套筒44剥离的显影剂,则空气流流向排出方向同时包含在显影容器41内产生的诸如分离的调色剂的许多显影剂。
在显影装置的纵向方向上的空气流
接下来,将参考图7描述显影装置4附近在纵向方向上的空气流。图7中的箭头表示显影装置4内的空气流的流动。如上所述,空气流的平衡保持在显影容器41的内部压力升高的状态中。在空气流的平衡中,在产生排斥磁场的剥离磁极S3附近(即图6中的显影剂保留部分α)中积聚的显影剂限制了空气流的路径并且引起通过显影容器41内的上部壁41k侧排出的空气流量Ib的压力损失。
剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α处的显影剂的量根据显影容器41的纵向位置而不同。在显影容器41的纵向中心部分处(其为图7中由L1所指示的位置)的剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α处有大量的显影剂。在用于观察的显影装置中(该显影装置与后面描述的用于验证实验的显影装置是同一显影装置),显影剂保留部分α和显影容器41之间的距离为约2mm。同时,在显影容器41的两个纵向端部部分处(其为图7中由L2和L3所指示的位置)的剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α中的显影剂量比纵向中心部分处的显影剂量少。因此,显影剂保留部分α和显影容器41之间的距离为约3mm。
应当注意,显影剂保留部分α与显影容器41之间的距离由如下形成的显影剂保留部分α的尖端与面向此尖端的显影剂容器41的壁部分41f之间的最短距离限定。壁部分41f设置在感光鼓1的相对侧上同时在其间插入显影套筒44并且位于分隔壁41c和显影室41a的上方,并且其上部端部延续到上部壁41k。在测量显影剂保留部分α和显影容器41之间的距离时,以与后面描述的验证实验相同的方式,在显影装置4以通常使用的角度(例如水平的)安装的情况下,显影装置4被驱动预定时间,例如,超过在一张A4尺寸的片材上形成图像所需的时间的时间,并且停止。此时,在显影套筒44的周向表面周围承载的显影剂中,显影剂保留部分α如图6所示在剥离磁极S3附近承载在显影套筒44上的状态下形成。因为显影套筒44和显影容器41之间的距离是已知的,所以显影剂保留部分α和显影容器41之间的距离可以通过测量显影剂保留部分α的高度来测量。
通常,已知的是,如图8所示,磁辊44a的相邻同极磁极(例如,这里是剥离磁极S3和吸引磁极S2)的磁力线在没有相互交叉的情况下延伸。因为磁场在其内设置有磁辊44a的显影套筒44的纵向中心部分处沿纵向方向是均匀的,所以来自剥离磁极S3的磁力线保持在与磁辊44a的中心线正交的横截面内。
然而,因为在显影套筒的两个纵向端部部分处的磁辊44a的端面之外不存在磁极,所以来自剥离磁极S3的磁力线不会保持在与磁辊44a的中心线正交的横截面内。然后,来自剥离磁极S3的磁力线三维地朝向显影套筒44的端部部分延伸。由此,剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的磁刷由于受到磁力线的影响而朝显影套筒44的端部部分的方向上偏离。
结果,在显影套筒44的两个纵向端部部分处的剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂的量变得相对小于在纵向中心部分处的剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂的量。显影剂保留部分α的显影剂量较少的两个纵向端部部分区域是从显影套筒44承载显影剂的涂覆区域的两个端部起最多等于或小于显影剂承载区域(即,涂覆区域)的长度10%(例如等于或小于40mm)的区域。应当注意,涂覆区域是显影剂承载在显影套筒44的表面上的区域,并且在管制显影剂承载区域的管制板(例如磁板)布置在显影套筒44的两个端部部分处的情况下,管制板的位置是涂覆区域区域的两个端部。
如果显影剂保留部分α的显影剂的量在两个纵向端部部分处比在纵向中心部分处的少,则在两个纵向端部部分处显影套筒44的与纵向方向(即旋转轴线方向)正交的横截面中的路径宽于在纵向中心部分处的路径,如图7中的箭头所示。因此,针对显影容器41的内部压力的增加,空气流在纵向中心部分处相对难以排出,而在两个纵向端部部分处容易排出。然后,相对于显影容器41内的显影套筒44的旋转方向,在剥离磁极S3下游的空间中产生从纵向中心部分朝向两个纵向端部部分的水平空气流。结果,在显影容器41的两个纵向端部部分处从与显影容器41内外连通的连通端口47(见图6)排出的空气流量变得大于在纵向中心部分处从连通端口47排出的空气流量,并且调色剂的飞散在两个纵向端部部分处增加。
显影容器与显影套筒之间的距离
然后,在本实施例中,显影容器41和显影套筒44之间的距离在显影容器41的纵向位置上变化。将参考图9至图12描述这一点。这里,图9是示出了沿水平截取以便包括如下所述的壁部分41f的突起48a和48b的显影装置4的构造的截面图。此外,图10A是沿图7中的位置L3截取的截面图,图10B是沿图7中的位置L1截取的截面图,以及图10C是沿着图7中的位置L2截取的截面图。图11是显影装置的截面图,其示意性地示出了图7中位置L2和L3处的磁辊44a的磁力线。图12示出了本实施例的其它示例,并且示意性地示出了图7中的位置L2和L3处的磁辊44b的磁力线。应当注意,除了磁辊44b的磁力线之外,图12所示的另一示例的显影装置4B的构造与本实施例的显影装置4的构造相同。如图9所示,突起48a和48b的在显影套筒44的旋转轴线方向上的外部端部位于承载显影剂的涂覆区域的端部部分的端部的外部。然而,本实施例不限于这种构造,并且突起48a和48b的在旋转轴线方向上的外部端部可以与涂覆区域的端部部分基本对齐。也就是说,突起48a和48b的在旋转轴线方向上的外部端部可以相对于涂覆区域的端部偏离大约±1mm。
排出的空气流在显影装置4的两个纵向端部部分处增加,因为如上所述,在两个纵向端部部分处的剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂量少于纵向中心部分的显影剂量并且压力损失小。则,在本实施例中,这些区域的路径变窄以增加压力损失并减少从这些区域飞散的调色剂量。也就是说,通过使剥离磁极S3附近的显影套筒44的表面和与其面对的显影容器41的壁部分41f之间的距离G在两个纵向端部部分处比在纵向中心部分处更近,而使路径变窄。
具体地,在显影套筒44承载显影剂的承载区域(即,涂覆区域)的剥离磁极S3附近,显影容器41配置成使得距端部区域对440a和440b的距离(即最短距离)比距中心区域441的距离短。也就是说,显影容器41的壁部分41f设置成在显影套筒44的旋转方向上在剥离磁极S3的下游侧和吸引磁极S2的上游侧的区域处面对显影套筒44。另外,壁部分41f配置成使得在显影套筒44的纵向方向上与涂覆区域的各个端部部分的间隙小于与涂覆区域的中心部分的间隙。后面将描述端部区域对440a和440b的范围。中心区域441是相对于纵向方向比端部区域对440a和440b更靠中心侧的区域。
因此,根据本实施例,显影容器41的壁部分41f包括突起48a和48b,即端壁部分,所述端壁部分在面对端部区域对440a和440b的部分处比面向中心区域441的中心部分48c更多地朝向显影套筒44突出。也就是说,如图10A、图10C、图11和图12所示,朝向显影套筒44突出的突起48a和48b形成在显影容器41的壁部分41f的两个纵向端部部分处,所述两个纵向端部部分是面对端部区域对440a和440b的部分。同时,如图10B所示,在壁部分41f的纵向方向上的中央部分48c处没有形成此种突起,所述中央部分是面向中心区域441的部分。虽然在本实施例中具有突起48a和48b的壁部分41f和分隔壁41c是分开构造的,但是壁部分41f和分隔壁41c可以模制成一体。在这种情况下,壁部分41f的中心部分48c可以形成为分隔壁41c,并且突起48a和48b可以附接到壁部分41f。
上述剥离磁极S3附近的区域是这样的区域,所述区域包括尖点(即峰位置),在所述尖点处,剥离磁极S3(即第一磁极)的磁场的至少法向分量(其为显影套筒44的法线方向上的分量)在显影套筒44的旋转方向上在显影套筒44的表面上变得最大。也就是说,如图11和图12所示,突起48a和48b形成为至少面向包括剥离磁极S3在显影套筒44的径向方向上的峰位置的区域(如虚线所示)。突起48a或48b的上部端部在垂直方向上位于比显影套筒44上的剥离磁极S3的磁通密度的峰位置(即图12中的虚线与显影套筒的表面相交的点)高的位置处。另外,突起48a或48b的下部端部在垂直方向上位于比显影套筒44上的吸引磁极S2的磁通密度的峰位置高的位置处。此外,显影套筒44上的剥离磁极S3的磁通密度的峰位置(即图12中的虚线与显影套筒的表面相交的点)位于水平地面向突起48a或48b的位置处。然后,显影套筒44上的磁极S2的磁通密度的峰位置位于不水平地面向突起48a或48b的位置处。
此外,显影容器41与端部区域对440a和440b之间的距离小于与中心区域441的距离的区域(即突起48a和48b的区域)优选是相对于显影套筒44的横截面方向而言包括剥离磁极S3的磁力的半值宽度的区域。也就是说,突起48a和48b的区域优选地面向相对于显影套筒44的旋转方向而言包括剥离磁极S3的磁力的半值宽度的区域。
将在下面描述该原因。对于显影套筒44的旋转方向,首先,希望使显影容器41和显影套筒44更接近,以覆盖在剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α中最竖起的部分。在使显影容器41更靠近显影套筒44的情况下,考虑发生显影剂的积聚和显影套筒44由于组件公差而与显影容器41的接触。例如,在显影容器41的开口部分41h和显影套筒44之间的间隙减小的情况下,显影套筒44易于由于组件公差而与显影容器41接触。此外,在这种情况下,可能的是,承载在显影套筒44上的显影剂与显影容器41内外的显影剂分离,并且因此显影剂飞散到显影容器41的外部。因此,难以减小开口部分41h和显影套筒44之间的间隙。
同时,在剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α中显影剂最竖起的部分是剥离磁极S3的磁场幅值的显影套筒44的法向分量在显影剂保留部分α中最大的点。因此,通过在不使显影容器41太靠近显影套筒44的情况下使显影容器41更靠近显影剂保留部分α中的显影剂最竖起的部分,可以增加空气流流过该部分和显影容器41所通过的路径的压力损失。此外,如果可以以一定程度确保显影容器41和显影套筒44之间的距离,则可以抑制显影套筒44由于组件公差与显影容器41接触。
剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α中的显影剂最竖起的部分是显影套筒44表面上的显影剂传送力较强且显影剂的堆积密度较低的部分。因此,即使该部分的间隙减小,也几乎不会发生显影剂的积聚。与此相反,在剥离磁极S3的显影剂保留部分α中的显影剂最竖起的部分的在显影套筒44的旋转方向上的下游并且在显影套筒44的旋转中心方向上的磁力由于吸引磁极S2的影响变为0N或更小的部分中,没有获得显影套筒44的显影剂传送力。也就是说,磁力用作在与该部分中的显影套筒44分离的方向上的排斥力,并且在显影剂从显影套筒44分离出来之后不能获得显影套筒44的显影剂传送力的影响。因此,可能的是,如果显影容器41在该部分中过于靠近显影套筒44,则显影剂积聚。
因此,使显影容器41更靠近显影套筒44的位置优选地是显影剂在显影套筒44的旋转方向上的上游承载在显影套筒44上的位置,而不是在显影套筒44的旋转中心方向上的磁力由于排斥区域的影响变为0N或更小的位置。此外,显影剂在显影套筒44上最竖起的部分是在剥离磁极S3附近产生的磁力线大致垂直于显影套筒44(即垂直于由显影套筒44的旋转引起的移动方向)的部分。
在显影套筒44上的磁场幅值被分成显影套筒44的切向分量和法向分量的情况下,显影剂在磁场幅值的法向分量最大的位置(即,切向分量最小的位置)处最竖起。因此,可以看出,显影容器41更靠近显影套筒44的位置(即,形成突起48a和48b的位置)优选的是此至少包括剥离磁极S3的磁场幅值的法向分量相对于显影套筒44的旋转方向最大的位置的区域。通过使显影容器41更靠近该区域中的显影套筒44,可以有效地增加流过所述部分的空气流的压力损失。
为了便于描述,突起48a和48b的在显影套筒44的旋转方向上的长度(即图10A、图10C、图11和图12中的竖向长度)设置如下。虽然空间49在图10A、图10C、图11和图12中限定在突起48a和48b上方和上部壁41k之间,突起48a和48b可以形成为从上部壁41k连续。此外,虽然图10A、图10C、图11和图12中的突起48a和48b的下部端部与壁部分41f的下部端部齐平,只要满足上述条件,突起的下部端部的位置可以在壁部分41f的位置的上方或下方。
然而,突起的下部端部位置最多设置在吸引磁极S2的峰位置(即,吸引磁极S2的磁场幅值的显影套筒44的法向分量最大的位置)内。在本实施例中,突起48a和48b的下部端部位于包括穿过吸引磁极S2的峰位置的水平线和水平线的上方的位置。
如上所述限制突起48a和48b的上部端部和下部端部的原因是为了尽可能地增加突起48a和48b在竖向方向(即显影套筒44的旋转方向)上的长度并防止从显影套筒44上剥离的显影剂落在吸引磁极S2附近。执行前一个原因以使得即使突起48a和48b以及显影套筒44的竖向位置由于在将显影套筒44与显影容器41组装在一起时的制造误差或类似原因而或多或少地移动,突起48a和48b也面对端部区域对440a和440b。
执行后一个原因,因为如果显影剂落在吸引磁极S2附近,则从显影套筒44剥离的显影剂可能会被原样吸引到吸引磁极S2。因为从显影套筒44上剥离的显影剂处于调色剂已经由显影消耗并且调色剂量较小的状态,如果显影剂由显影套筒44原样吸引并再次用于显影,则显影剂不利地影响图像的浓度。因此,突起48a和48b的下部端部位置最多设置在穿过吸引磁极S2的峰位置的水平位置内。
应当注意,虽然突起48a和48b的面向显影套筒44的表面在图示的情况下是与垂直方向大致平行的平坦表面,但是表面可以是相对于垂直方向倾斜的倾斜表面。在突起的表面形成为平坦表面的情况下,即使突起48a和48b以及显影套筒44的竖向位置由于制造误差或类似原因而或多或少地移动,也可以容易地使表面面向包括剥离磁极S3的峰位置的区域,该峰位置是如后所述显影容器41和显影套筒44之间最接近的位置。在表面形成为倾斜表面,并且所述倾斜表面倾斜成使得越靠近倾斜表面的下部部分,倾斜表面越与显影套筒44分离的情况下,与显影套筒44的距离可以在靠近吸引磁极S2的位置处增加,同时缩短与包括剥离磁极S3的峰位置的区域的距离。因此,从显影套筒44上剥离的显影剂几乎不会立即被吸引到显影套筒44上。
通过将面向显影套筒44的突起48a和48b的表面形成为弯曲表面或者由具有不同倾斜度的多个表面构成的表面可以覆盖显影套筒44的圆周的一部分。在这种情况下,所述表面可以包括在剥离磁极S3的在显影套筒44的旋转方向上的上游的传送磁极N2的峰位置。然而,优选的是布置成使得显影套筒44和上部壁41k之间的间隙不会变得太小。必须至少布置成使得突起不到达显影容器41的开口部分41h。
接下来,将描述使显影容器41更靠近显影套筒44的位置(即纵向位置)和用于形成突起48a和48b的区域。如上所述,内部压力趋于从这样的区域减小,在所述区域中,如上所述,在显影套筒44的纵向方向上在显影套筒44的两个纵向端部部分处,剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂的量较小。这是因为,磁力线朝端部部分的方向上流动,并且显影剂被剥离所沿的方向通过被如上所述的显影套筒44的两个纵向端部部分中的磁力线吸引而朝端部部分侧中流动。因此,显影容器41更靠近显影套筒44的区域优选是与在剥离区域中剥离的显影剂的下落方向流到端部部分侧的区域相对应的区域。
这里,从显影套筒44剥离的显影剂的下落方向流到端部部分侧的区域含义如下。首先,观察在剥离区域(即磁力的在显影套筒44的旋转中心方向上的分量为0N或更小的区域)被投影到显影剂被剥离并下落到的表面的范围内的显影剂的行为。在剥离的显影剂的移动速度的方向分量被分成重力方向和在此时与其垂直的纵向方向的情况下,上述区域是指在纵向端部的方向上的分量的平均速度在剥离的显影剂在纵向方向上移动1mm的情况下相对于在重力方向上的平均速度为3%或更大的区域。也就是说,在剥离区域中剥离的显影剂在纵向方向上移动1mm的预定时间(例如,5到10秒)期间的平均速度被分成重力方向分量和相对于纵向方向朝向显影套筒44的端部方向的纵向端部方向分量。在这种情况下,端部区域对440a和440b是纵向端部方向分量相对于重力方向分量具有3%或更大的比率的区域。
因此,对于纵向方向,期望使显影容器41更靠近至少对应于该区域的在旋转方向上的上游的剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α。此外,优选地从该范围在纵向方向上将5mm或更长的区域带入到内部以呈现包括公差等的足够效果。因此,根据本实施例,端部区域对440a和440b是这样的区域,所述区域相对于显影套筒44的纵向方向距离涂覆区域的两个端部具有涂覆区域的长度的3%或更长(例如10mm或更长)的长度。
同时,在显影容器41在纵向方向上靠近显影套筒44的范围太长的情况下,显影装置内的内部压力的增加变得显著,并且可能的是,即使采取上述对策,空气流也从端部部分流出。因此,它们变得靠近的纵向范围设定为涂覆区域的整个纵向长度的五分之一或更小。
根据本实施例,端部区域对440a和440b的距离涂覆区域的两个端部的纵向长度优选地分别为涂覆区域的纵向长度的10%或更短,例如40mm或更短。这是因为,剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂的量较小的两个纵向端部部分的区域是涂覆区域的长度的10%或更短(例如40mm或更短)的区域,即使它们距离如上所述的涂覆区域的两个端部较长。因此,对于纵向方向,突起48a和48b设置在面对具有这种长度的端部区域对440a和440b的位置和长度。
此外,为了增加使如上所述的显影容器41更靠近显影套筒44的区域的压力损失,显影套筒44的表面与作为面向该表面的部分的显影容器41的突起48a和48b之间的距离G越近,效果越大。另外,期望这样的情况,在所述情况中,压力损失最大,即显影剂与剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α以及显影容器41接触以便关闭路径。也就是说,优选的是形成显影容器41使得面对端部区域对440a和440b的部分(即突起48a和48b)与由显影套筒44承载的显影剂接触。更具体地,更优选的是布置成使得剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂最竖起的部分与突起48a和48b接触。
这里,显影剂接触的情况是指这样的情况,在所述情况中,以与后面描述的验证实验相同的方式,在显影装置4在以通常使用的角度被安装时被驱动的状态下以及在显影设备4在预定时间之后停止的状态下,显影剂与突起48a和48b接触。同时,在显影剂与显影容器41接触的情况下,如果显影套筒44的表面与和其面对的显影容器41之间的距离太近,则显影剂积聚。因此,优选的是,更容易管制所述区域中的显影剂,而不止是通过显影刮刀42和管制磁极N1(即第三磁极)管制层厚度。
管制层厚度的磁刷取决于磁场强度。这里,端部区域对440a和440b与显影容器41的突起48a和48b之间的距离表示为G1,剥离磁极S3的磁力表示为H1,显影刮刀42和显影套筒44之间的距离表示为G2,以及管制磁极N1的磁力表示为H2。在这种情况下,优选满足G1xH1>G2x H2。
根据本实施例,显影容器41与端部区域对440a和440b之间的距离比显影容器41与如上所述的显影套筒44的涂覆区域的剥离磁极S3附近的中心区域441之间的距离缩短得更多。这种布置使得可以增加在显影装置4的两个纵向端部部分处的压力损失,在所述两个纵向端部部分处在剥离磁极S3附近的显影剂保留部分α的显影剂的量小于中心部分的显影剂的量并且可以抑制显影剂从两个纵向端部部分飞散。
验证实验
接下来将描述被执行以确认上述实施例的效果的验证实验。在所述验证实验中,根据上述第一实施例构造的显影装置4用于测量在驱动显影装置4时从显影容器41的开口部分附近飞散的调色剂的量。显影装置4的条件如下。
首先,对于显影套筒44的旋转方向,测量距显影套筒44的表面0.1mm的磁场,并且分量在显影套筒44的切线方向和法线方向上分解。然后,使显影容器41靠近突起48a和48b,从剥离区域上游并且剥离磁极S3附近切向分量最小(即法向分量最大)的区域进入在显影套筒44的旋转方向上的上游6mm和下游4mm的区域。
对于显影套筒44的纵向方向,移除显影容器41,拍摄从显影套筒44剥离的显影剂,并通过使用PIV(粒子图像测速仪)获得速度分量。结果,在距离涂覆区域两个端部约4mm的部分,显影剂在纵向方向上每1mm的平均速度具有纵向端部方向分量相对于重力方向分量为3%或更大的比率。因此,对于分别距离涂覆区域的两个端部10mm的区域,使显影容器41更靠近突起48a和48b。
在验证实验中使用的显影装置4具有300μm的显影刮刀42与显影套筒44的表面之间的距离G2、65mT的管制磁极N1的磁力和35mT的剥离磁极S3的磁力H1。为了满足G1x H1>G2x H2的关系,端部区域对440a和440b与显影容器41的突起48a和48b之间的距离G1设定为1mm。
接下来,将简要描述在此时的验证实验中采用的用于测量调色剂飞散量的方法。随着空气流穿过上部壁41k和感光鼓1的鼓面向区域,显影装置4的飞散调色剂飞散到外部。然后,用线激光照射垂直于显影套筒44和感光鼓1的空气流的大致中心。线激光是成线照射的激光束,其具有一定的线宽,并形成扇形的二维平面光路,并且所述线激光通常通过由柱面透镜在一定方向上散射点激光而形成。在线激光的光路上飞行的飞散调色剂使激光散射。由此,可以通过从与线激光照射的方向大致垂直的方向用高速摄像机等观察来测量存在于照射激光的范围内的飞散调色剂的量和轨迹。
对于线激光,使用由Japan Laser Corporation制造的YAG激光器作为光源,并且对柱面透镜进行修改,使得要照射的线宽变为0.5mm。对于观察,使用由Photron Co.制造的高速相机SA-3,并且选择诸如高速相机的帧速率和曝光时间的设定值以及诸如镜头的光学系统以能够观察线激光上的飞散调色剂。
通过上述方法测量来自显影装置4的飞散调色剂的量,并且根据线宽和观察时间将该量转换成与每一张A4尺寸纸张相对应的飞散调色剂的量。
对于验证实验中的显影装置4,由Canon Corp.制造的image RUNNER ADVANCEC3530显影装置被重塑成第一实施例的构造,并且将不包括第一实施例的突起48a和48b的构造设为比较示例。所使用的调色剂是二氧化硅和氧化钛作为外部添加剂添加到基于聚酯的6.6μm的中心粒径的调色剂,以改变流动性和带电量。使用铁氧体被丙烯酸树脂涂覆并具有35μm中心粒径的载体。改变调色剂浓度使得调色剂重量变为显影剂总重量的10%。
制造这样的切割实验工具,所述切割实验工具能够以与image RUNNER ADVANCEC3530的主体相同的位置关系保持和驱动显影装置4和感光鼓1,并且感光鼓1以264mm/s线速度被驱动。在23℃室温和50%湿度的环境下输出具有40%图像浓度的100张片材后,在上述条件下进行验证实验。
图13表示验证实验的结果。图13中的横轴表示显影套筒44的涂覆区域的纵向位置,以及纵轴表示与每一张A4尺寸片材对应的飞散调色剂的量。从图13中可以明显看出,与比较示例中的纵向中心部分相比,飞散调色剂的量在两个端部处极大。在第一实施例的结构中,两个纵向端部部分处(一个端部部分和另一端部部分)的飞散调色剂的量与比较示例的量相比是减少的,并且在中心部分处略微增加。根据上述内容,发现与比较示例的构造相比,通过第一实施例的构造可以抑制作为污染的主要因素的调色剂从两个纵向端部部分的飞散。
第二实施例
将参考图14、图15A和图15B描述显影装置的第二实施例。在上述第一实施例中已经大致水平地形成了形成突起48a和48b上方的空间49的突起48a和48b的上表面(即形成空间的底表面)。与此相反,在本实施例中,底表面是倾斜的。由于本实施例的除此之外的结构和操作与第一实施例的结构和操作相同,因此相同的组件将由相同的附图标记表示,并且这里将省略或简化相同结构的说明和图示,并且将以与第一实施例的部分不同的部分为中心进行以下描述。
本实施例的显影装置4A还配置成使得显影容器41A与端部区域对440a和440b之间的距离比距显影套筒44的涂覆区域的剥离磁极S3附近的中心区域441的距离缩短的更多。因此,在面对端部区域对440a和440b的部分处,显影容器41A具有比起面向中心区域441的部分更朝向显影套筒44突出的突起48Aa和48Ab。然后,在上部壁41k之间在突起48Aa和48Ab上方限定空间49A。
空间49A通过以下原因能够减少从显影容器41A飞散出的显影剂的量。也就是说,当空气从显影容器41A排出时,由于含有显影剂的空气在空间49A内循环,所以空气在不含太多显影剂的情况下被排出。因此,可以减少从显影容器41A飞散出的显影剂的量。然而,由于显影剂的保留等,有可能空间49A积聚显影剂。然后,如果显影剂积聚在形成空间49A的底表面50a和50b上(即凸起48Aa和48Ab的上表面上),当累积的显影剂立即塌陷时,显影剂不能完全从显影套筒上剥离,从而作为剥离失败出现在输出图像上。然后,本实施例布置成使得在保持第一实施例的构造的功能的同时显影剂难以在该部分处累积。
具体地,如图14所示,形成空间49A的底表面50a和50b相对于水平方向以角度θ1向下朝向显影套筒44倾斜。然后,在显影剂的静止角由α表示的情况下,底表面50a和50b布置成使得满足θ1>α从而让积聚在底表面50a和50b上的显影剂容易塌陷并且让显影剂几乎不会积聚在底表面50a和50b上。
同时,当积聚在底表面50a和50b上的显影剂塌陷并向下流动到显影套筒44的纵向两侧时,如果显影剂流到显影套筒44的纵向两侧,则有可能在纵向端部部分中飞散的调色剂的量增加。因此,如图15B所示,底表面50a和50b相对于水平方向以角度θ2朝向相对于纵向方向的中心向下倾斜。这种布置使得可以抑制从底表面50a和50b向下流动的显影剂流到端部部分侧,因为从底表面50a和50b向下流动的显影剂在纵向方向上流到中心侧。
然而,在θ2太大的情况下,显影剂可能集中到中心侧,导致显影剂从显影套筒44剥离失败。因此,角度θ2设定成满足θ2<α。简而言之,底表面50a和50b的角度满足0<θ2<α,并且还满足θ1>α>θ2>0。
根据本实施例,即使突起48Aa和48Ab上方存在空间49A,限定空间49A的底表面50a和50b也如上所述是倾斜的。这种布置使得可以抑制显影剂积聚在底表面50a和50b上并且抑制由于剥离失败而发生的图像不良。
应当注意,同样对于本实施例(即第二实施例)的构造以与上述第一实施例相同的方式执行验证实验。验证实验的条件与上面描述的条件相同。使用在验证实验中使用的调色剂和载体组合的显影剂后的静止角为约40度。因此,在验证实验中使用的第二实施例的构造中,θ1设置为45度并且θ2设置为30度。
上述图13表示验证实验的结果。第二实施例的构造也表现出与第一实施例几乎相同的效果。从上述内容可以看出,与比较示例的构造相比,第二实施例的构造可以以与第一实施例的构造相同的方式抑制作为污染的主要因素的调色剂从两个纵向端部部分的飞散。
其它实施例
虽然已经在打印机被用作成像装置的情况下描述了上述每个实施例,但是本公开还可以应用于除了打印机之外的成像装置,诸如复印机、传真机和多功能打印机。
此外,在上面每个实施例中描述了显影装置的构造,在所述构造中,显影剂从显影剂室供应到显影套筒,并且从显影套筒上剥离的显影剂由显影剂室收集。然而,本公开还适用于所谓的功能分离构造,在所述功能分离构造中,显影剂室用于将显影剂供应到显影套筒以及收集室用于从显影套筒收集显影剂。
虽然已经参考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被赋予最广泛的解释,以便包含所有这些修改和等效结构和功能。
Claims (9)
1.一种显影装置,包括:
显影容器,所述显影容器存储含有非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂;
可旋转的显影剂承载构件,所述显影剂承载构件配置成承载显影剂;
磁体,所述磁体设置在显影剂承载构件中并且具有第一磁极和与所述第一磁极的极性相同的第二磁极,所述第二磁极在显影剂承载构件的旋转方向上与所述第一磁极毗邻并位于所述第一磁极的下游;以及
壁部分,所述壁部分设置成在显影剂承载构件的旋转方向上在第一磁极的下游侧并且在第二磁极的上游侧的区域中面对显影剂承载构件,并且配置成使得所述壁部分和将显影剂承载在显影剂承载构件上的显影剂承载区域的在显影剂承载构件的旋转轴线方向上的各个端部部分之间的间隙小于所述壁部分和所述显影剂承载区域的中心部分之间的间隙。
2.根据权利要求1所述的显影装置,其中所述显影剂承载区域的每个端部部分的长度是所述显影剂承载区域的长度的3%或更长。
3.根据权利要求2所述的显影装置,其中所述显影剂承载区域的每个端部部分的长度是所述显影剂承载区域的长度的10%或更短。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显影装置,还包括螺杆,所述螺杆配置成传送待供应到显影剂承载构件的显影剂,所述螺杆在竖向方向上位于所述显影剂承载构件下方。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的显影装置,其中面向所述显影剂承载区域的每个端部部分的所述壁部分的上部端部在竖向方向上高于所述显影剂承载构件上的峰位置,在所述峰位置处所述第一磁极的磁通密度成为峰值。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的显影装置,还包括:
第一室,所述第一室配置成存储待供应到所述显影剂承载构件的显影剂;
第二室,所述第二室配置成使得显影剂在所述第一室和所述第二室之间循环;以及
分隔壁,所述分隔壁分隔所述第一室和第二室,
其中所述壁部分的中心部分包括所述分隔壁。
7.根据权利要求6所述的显影装置,其中所述壁部分的面向所述显影剂承载区域的端部部分中的一个端部部分的端部壁部分附接到分隔壁。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的显影装置,其中所述壁部分的面向所述显影剂承载区域的端部部分中的一个端部部分的端部壁部分的外端部在所述旋转轴线方向上位于所述显影剂承载区域的与所述外端部在相同侧的端部的外侧。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的显影装置,其中面向所述显影剂承载区域的每个端部部分的所述壁部分的下部端部在竖向方向上高于所述显影剂承载构件上的峰位置,在所述峰位置处所述第二磁极的磁通密度成为峰值。
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