CN1132063C - 显影装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显影装置，其特征是，在显影容器的开口部分与所述探测件垂直相切的切线为第一切线，在与开口部分相反方向与所述第一搅拌件旋转轨迹垂直相切的切线为第二切线，第一切线比第二切线离开口部分更近，并且，所述隔离件的下端位于第一切线和第二切线之间。

Description

显影装置

本发明涉及一种用于成象设备，例如电子照相设备的显影装置。

图9是带有显影装置的传统成像设备的示例图。图9表示的是成像设备简要结构的垂直剖面图，下面将参照图9对传统成像设备作简要描述。

感光鼓111(色粉承受件)按图示箭头R1方向旋转，当感光鼓111通过充电辊103(充电装置)均匀地充上电后，受到曝光装置102的曝光作用在其上形成静电潜像。此静电潜像通过显影装置208形成色粉图。感光鼓111上的色粉图通过转印辊110(转印装置)转印到转印介质114上。预先装在送纸盒117内的转印介质114是通过送纸辊116提供的。转印色粉图时未转印的色粉和残存在感光鼓111上的色粉通过清洁装置112上的清洁刮片113去除，以便继续成像过程另一方面，转印到转印介质114上的图像通过定影装置115加以定影，之后就释放到成像设备主体101之外。通过以上操作，成像过程就完成了。

图10是传统的显影装置的示例图。图10是图9中所示的显影装置208的放大图。下面将参照图10对传统显影装置作简要描述。

图中所示显影装置208使用的是单一成份的磁性色粉。显影套105(色粉承受件)包括一个铝制或不锈钢制成的无磁性的套管，其旋转方向如图中箭头R2所示。显影套105内固定安装着由多个N极和S极交替排列成的磁铁106。显影套105的表面处理成具有一定粗糙度的形式，以使其可以带上需要量的色粉。弹性片107a的一端(显影剂调整部件)在给定的压力下紧贴着显影套105表面。弹性片107a可由人造橡胶或硅橡胶等一类的物质制成，其一端连接在支承片107b上。色粉109在磁铁106的磁力作用下吸附到显影套105表面，色粉109在传送到显影套105上时由于摩擦充电而带有一定量的电荷，另外在弹性片107a调整色粉多少时由于显影套105和弹性片107a的滑动摩擦而使色粉109带有一定量的电荷。然后色粉109传送到显影区域。

另外，如图15所示，显影装置208被设计成如下方式，在显影套105的两端安装有辊子209，辊子209与感光鼓111紧贴着，这样就在显影套105和感光鼓111之间形成了给定的间隙。在显影套105的一端固接着一个显影套齿轮212，这样在驱动装置的驱动下显影套齿轮212转动起来，并将驱动力通过齿轮212传递给整体连接在感光鼓111上的齿轮211。

用来探测显影装置208上残留的色粉多少的结构，已知的现有技术是这样的，通过一个交流偏压电源118提供变化电流，再通过与显影套105平行安装的探测件108探测由于色粉多少的变化而引起的显影套和探测件之间的阻抗的变化，以此来估计残留色粉的多少，如图10所示(下文称为“感应电流探测装置)。用来提供偏压的电源不仅包括上述偏压电源118，还包括一个直流偏压电源119，这样直流电压和交流电压就叠加作用于上述显影套105上了。

上述电流探测装置分别由图10中的部件120到123构成。附图标记120表示的是一个电容器，其静电电容量等于没有残留色粉时的电容量。电容120的静电电容和通过探测件108探测的静电电容分别通过二极管121和122加以比较，以此来判断是否有残留色粉存在。

在探测残留的色粉的时候，平行安装在显影容器104内的探测件108可能会阻止色粉的移动。特别是在显影容器104和探测件108之间易于形成色粉的堵塞，传统做法是在探测件108下部安装一个搅拌件130，这样就可以将远处的色粉顺利地提供给显影套105。

搅拌件130通常为如图11所示的曲柄状，并以其两端为轴心沿箭头R3方向旋转。以上为传统的方式。

另外，一个安装在显影容器104内的搅拌件7用来将远处的色粉输送给搅拌件130。搅拌件7形状如搅拌件130一样也为曲柄状，并以其两端为轴心沿箭头R4方向旋转，如图12所示。总之，一个驱动装置可以使搅拌件130和搅拌件7旋转，例如，它可以是通过上文所述的显影套齿轮212(参见图15)以一定的转速传递给齿轮组，从而将之减速而得。

然而，例如在数字成像系统中，曝光所用的是激光光束，为了提高小点的再现性，所用的色粉的直径越来越小，这样在上述结构的显影装置208工作的时候，图像密度有时会变小。

图13所示曲线表示的是开始时的图像密度随着色粉平均(中间)直径的不同的变化曲线。虽然当色粉平均直径分别为6μm和8μm时，开始时的图像密度都较低，但当色粉平均直径较小时，也就是说，6μm时开始的图像密度下降得更显著。当色粉平均直径为8μm或更大时，开始时的最低图像密度毫无疑问为1.4或更高。另一方面，当所用的色粉平均直径小于8μm时，开始时的最低图像密度将降低到必须加以提高的水平。

根据发明人的研究表明，图像密度的降低是因为单色(全黑)图像密度与色粉颗粒中含有少量的精细颗粒有关(密度的测量采用的是Macbeth公司的Macbeth反射密度计)，如图16所示，当色粉中的精细颗粒量增加时，图像密度下降得更多。精细颗粒所带的摩擦静电与普通颗粒所带的摩擦静电是有很大差别的。研究表明，在开始的时候，当显影装置开始工作时，显影装置208内较小的色粉颗粒会聚集到显影套105附近，这样会使显影套上覆盖的色粉的摩擦静电变多(这样，在所有用来显影用的色粉中带有最佳摩擦静电的颗粒量就减少了)，显影能力因此而降低了。由于小直径色粉颗粒所带来的问题的存在，当色粉颗粒平均直径变小时，上面所说的现象就更显著了。而且，当连续打印消耗色粉较少的图案时，这种现象会更严重(例如，当连续打印空白(全白)件后马上打印单色图，图像质量会下降得更低)。这是因为当色粉消耗量降低后，聚集到显影套105附近的精细色粉颗粒增加得更多了。

图14A所示为传统显影装置208中使用了曲柄状搅拌件130后色粉的运动情况。在图中，新色粉是通过两种方式从显影容器104一侧传送而来的，也就是，通过从搅拌件130下的空隙传送，如箭头4所示，另一种方式是通过自重作用从搅拌件130和探测件108之间的空隙传送，如图14B中箭头5所示。流动到显影套105附近的色粉沿箭头4和5方向被显影套105中的磁铁106的磁力所吸引。然后，色粉通过弹性片107覆盖到显影套105上。未覆盖到显影套105上的色粉从箭头2或3方向循环而出。这种循环使得色粉带上摩擦静电。根据发明人的研究表明，当搅拌件130搅拌时，搅拌件130和探测件108之间的空隙变宽时流过的色粉量要比仅由搅拌件130转动推动的色粉量多得多。研究还表明，大量的色粉流入会引起图像密度降低。换言之，当上述显影装置208采用了探测件108时，就需要一种控制曲柄状搅拌件130和探测件108之间的色粉流入宽度的结构，以优选流向显影套105一侧的色粉量。

消除以上问题的方法，首先就要采用颗粒尺寸一致的色粉(生产的时候将精细颗粒除去)。但是，由于这样生产色粉的收益太差，成本过高，这种方式不实用。

另外，日本专利2682003中，在显影装置的色粉(接收)容器的显影套一侧，显影装置的内侧下部安装有一个隔离件，在隔离件和显影套之间的色粉接收容器的一个隔间内安装有一个供粉腔，这样，隔间内优先用于显影用的色粉就具有一致的颗粒尺寸了。但是，要使色粉具有足以越过下部的隔离壁的力，搅拌件就要求有严格的结构，因此也会导致费用的增加。另外，当系统的显影容器的重心位于显影套旋转中心之上时，沿图14A和14B中的箭头4和5的色粉的流动就会受到抑制。然而，当搅拌件的转矩较小，所用的费用也较小时，或者，当没有采用搅拌件，仅靠色粉的自重供粉时，向上述隔间提供的色粉就会减少，从而，提供给显影套的色粉量就会不稳定，甚至当显影容器内还有大量色粉时，也有可能会在图像上出现空白的部分。

还有，在日本延迟公开的申请10-104943中，从显影腔的上壁向下突出有一个防护壁，它与色粉调整件相近的程度使之与色粉调整件的作用一样。所以，在这样的结构中，沿图14B中的箭头5方向的色粉的流动就不会受到抑制了，因而可以防止开始的时候图像密度的降低。

本发明是在上述情况下作出的，因此，本发明的目的之一是提供一种显影装置，该装置可以防止由于向显影剂承受件供给了太多的显影剂而引起的图像开始时的密度降低的问题。

本发明的另一发明目的是提供一种显影装置，该装置可以防止由于向显影剂承受件供给的显影剂太少而引起的图像出现空白的问题。

本发明的另一发明目的是提供一种显影装置，该装置可以防止显影剂落入到探测件附近，其中探测件用来探测显影剂量的多少，在探测件下有一个搅拌件。

本发明的其它发明目的以及优点通过下文参照附图的讨论可以变得更明显。

图1所示是根据本发明的第一实施例的显影装置的垂直截面图。

图2所示是振据本发明的第一实施例的显影装置中的隔离件的端部所在位置的说明图。

图3所示是根据本发明的第一实施例的成像装置的垂直截面图。

图4A是图2所示本发明的第一实施例中的隔离件端部位于位置“a”时的色粉流动情况说明图。

图4B是图2所示本发明的第一实施例中的隔离件端部位于位置“b”时的色粉流动情况说明图。

图4C是图2所示本发明的第一实施例中的隔离件端部位于位置“c”时的色粉流动情况说明图。

图4D是图2所示本发明的第一实施例中的隔离件端部位于位置“d”时的色粉流动情况说明图。

图5所示是根据本发明的第二实施例的贮存盒的垂直截面图。

图6所示是安装有贮存盒的成像装置的垂直截面图。

图7所示是根据本发明的第三实施例的显影装置的垂直截面图。

图8显示的是从图7所示的本发明第三实施例中的箭头A方向看的隔离件视图。

图9所示是传统的成像装置的垂直截面图。

图10所示是传统的显影装置的垂直截面图。

图11所示是第二搅拌件水平方向上的结构图。

图12所示是第一搅拌件水平方向上的结构图。

图13所示是对应于不同的色粉平均直径下的打印张数和图像密度之间的关系图。

图14A所示是传统的显影装置中的色粉流动图。

图14B所示是传统的显影装置中的色粉流动图。

图15所示是感光鼓和显影套连接关系图。

图16所示是色粉中精细色粉所占比例与单色图图像密度之间的变化关系图。

图17是对应于不同的隔离件端部高度下，不同的精细色粉比例和是否出现掉色以及单色图图像密度的说明表。

图18是隔离件端部对应于中间部分和边缘部分，不同的精细色粉比例和是否出现掉色以及单色图图像密度的说明表。

图19表示的是搅拌件的另一实例前视图。

图20A所示是当显影容器中有大量的色粉时的搅拌件操作图。

图20B所示是当显影容器中的色粉较少时的搅拌件操作图。

图21是对应于不同的隔离件端部高度下，不同的精细色粉比例和是否出现掉色以及单色图图像密度的说明表。

下面将参照附图详细说明本发明的优选实施例。

(第一实施例)

图1所示为根据本发明的显影装置的一个实例。该图所示为显影装置简要结构的横截面图。图3所示是安装有本发明的显影装置的成像装置的一个实例。该图所示为成像装置的简要结构的横截面图。

首先，参照图3对成像装置作详细说明。然后，参照图1对定影装置作详细说明。

图3所示成像装置包括作为打印机的成像装置主体101(下文简称为“主体”)。一个作为图像承受件的辊状的电子成像感光件111(下文简称为“感光鼓”)安装在主体101内。在感光鼓111纵向(轴向)一端固接着一个感光鼓齿轮211，如图15所示。感光鼓111通过驱动装置(未示出)将驱动力传递给感光鼓齿轮211，使得感光鼓111以轴线为中心沿图3所示箭头R1方向以预定的转速(边缘速度)旋转。

作为充电装置的充电辊103对感光鼓111表面充电。充电辊103与感光鼓111表面相接触，从而当感光鼓111沿箭头R1方向旋转时带动充电辊103沿箭头R5方向旋转。一个偏置充电电路，例如，通过一个偏置充电电源(为示出)的交流电压和直流电压叠加起来向充电辊105供电。这样，在感光鼓111表面就充上了同一极性和给定量的电压。

表面充了电的感光鼓111通过曝光装置102在其上形成一个静电潜像。曝光装置102包括激光扫描仪102a，多棱镜(未示出)，反射透镜102b等等。曝光装置102以图像信息为基础将激光束照射到感光鼓111表面，然后感光鼓111上被光束照射了的部分的电量被导走，这样就形成了一幅静电潜像

通过本发明的显影装置8，色粉被吸附到感光鼓111上的静电潜像上，从而显出一幅色粉图像。显影装置8将在下文详细描述。

感光鼓111上形成的色粉图像由作为转印装置的转印辊110转印到转印介质114上。转印辊110和感光鼓111以一定的压力相互接触以形成一个夹持部分，并且随着感光鼓111沿箭头R1方向旋转，转印辊沿箭头R6方向旋转。转印夹持部分夹住转印介质114并将其传送出去。转印介质114装在送纸盒117内，并通过送纸辊116，定位辊(未示出)等与感光鼓111上的图像同步地传送到夹持部分。一个由转印偏置电源(未示出)提供电能的的转印偏置电路向转印辊110提供与感光鼓111上的色粉图像极性相反的电压，这样感光鼓111上的的色粉图像就转印到转印介质114上了。

当色粉图像转印到转印介质114上后，残存在感光鼓111上的色粉由清洁装置112的清洁片113除去。这样，感光鼓111就可以继续下一步的成像过程了。

另外，转印了色粉图像的转印介质114会传送到定影装置115，然后经过加热，并经过固定辊115a和加压辊115b的压力作用下将色粉图像固定在转印介质114上。

固定有色粉图像的转印介质114释放到主体101之外后，成像过程就完成了。

下面将参照图1和图10至12对本发明的显影装置8作详细地描述。

图示显影装置8使用单一成份的色粉，并包括一个盛放色粉的显影容器104。显影容器104的前侧下部有一个开口部分104a，其中安装有一个作为色粉承受件的显影套105。在以下的说明中，显影装置8中与感光鼓111相对的一侧为前侧(图1中左侧)，远离感光鼓111的另一侧为后侧(图1中右侧)。

显影套105包括一个由铝管或不锈钢管制成的非磁性套构成，并在显影容器104的支承下沿箭头R2方向旋转。在显影套105纵向(轴向)的两端固接着辊子209，如图15所示。这些辊子紧贴着感光鼓111，这样就能保证在显影套105和感光鼓111之间有一条给定的缝隙(间隙)。在显影套105的一端固接了一个显影套齿轮212，这样驱动力就从上述感光鼓齿轮211传送过来，从而驱动显影套105沿箭头R2方向旋转。显影套105的表面处理成具有一定粗糙度的形式，以使其可以带上需要量的色粉。另外，显影套105内安装了一个磁铁106。

磁铁106为圆柱形，多个磁铁的N极和S极交替地安装在其边缘。磁铁106固定地安装在显影套105内并随显影套105沿箭头R2方向旋转。

一个作为显影剂调整件的弹性片107a紧贴着上述显影套105。弹性片107a由人造橡胶或硅橡胶等一类的物质制成。弹性片107a底端连接在支承片107b上，而其前端以给定的压力紧贴着显影套105表面，并因此而使弹性片107a产生了弹性变形。弹性片107a设计成可以调整由上述磁铁106的磁力作用而吸附到显影套105表面的色粉109的厚度。附着在显影套105表面的色粉带有一定量的电荷，这是因为色粉在随着显影套105沿箭头R2旋转而传送到其上时的摩擦充电而带有一定量的电荷，另外在弹性片107a调整色粉多少时由于显影套105和弹性片107a的滑动摩擦而使色粉带有一定量的电荷。然后色粉被传送到对着感光鼓111的显影区域。此时，分别由交流偏置电源118和直流偏置电源119提供电能的交流偏置电压和直流偏置电压叠加起来，以滑动接触的方式(未示出)向显影套105充电，如图10所示。经过上述程序，显影套105上的色粉流向感光鼓111，然后吸附到显影区域的静电潜像上，从而将静电潜像显影为一幅色粉图像

显影装置8中，用来探测残留色粉多少的结构是这样的，参照图10，通过一个交流偏压电源118向探测件108提供变化电流，再通过与显影套105平行安装的探测件108探测由于色粉多少的变化而引起的显影套和探测件之间的阻抗的变化，以此来估计残留色粉的多少。电流探测装置分别由图10中的部件120到123构成。附图标记120表示的是一个电容器，其静电电容量等于没有残留色粉时的电容量。电容120的静电电容和通过探测件108探测的静电电容分别通过二极管121和122后由比较器123加以比较，以此来判断是否有残留色粉存在。

在探测残留的色粉的时候，纵向安装在显影容器104内的探测件108可能会阻止色粉的移动。特别是在显影容器104和探测件108之间易于形成色粉的堵塞，因此可以在探测件108下部安装一个搅拌件130，这样就可以将远处的色粉顺利地提供给显影套105。

搅拌件130为如图11所示的曲柄状，并以其两端为轴心沿箭头R3方向旋转。另外，一个安装在显影容器104内的搅拌件7用来将远处的色粉输送给搅拌件130。第一搅拌件7形状如第二搅拌件130一样也为曲柄状，并以其两端为轴心沿图1中所示箭头R4方向旋转，如图12所示。总之，一个驱动装置可以使搅拌件130和搅拌件7旋转，例如，它可以是通过上文所述的显影套齿轮212(参见图15)以一定的转速传递给齿轮组，从而将之减速而得。

下面将用具体数值对本实施例的显影装置8的结构详细描述。

显影套105由直径为16mm的非磁性的铝管构成。显影套105表面覆有一层带有导电颗粒的树脂，以用来输送色粉并向色粉提供静电，而且显影套105的表面粗糙度按JIS标准平均为Ra0.4μm到3.5μm。在本实施例中，表面粗糙度平均为Ra0.95μm。

磁铁106由4个磁铁棒的N极和S极交替地安装在其边缘而构成，并且固定地安装在显影套105内。

弹性片107a为JIS硬度为40的硅橡胶。允许以20到40gf/cm的接触压力(垂直于显影套105表面上每1cm上的接触压力)紧贴在显影套105表面。

色粉采用单一成份的磁性色粉。其成份为，100重量份的苯乙烯n-丁基丙烯酸作为粘结树脂，80重量份的磁性颗粒80，2份的单偶氮铁络合物的载电控制剂，3份作为蜡的低摩尔重量的聚丙烯熔化后在140℃下用一个双轴挤压机揉合在一起。冷却后的混合物用球磨机粗磨，然后用气流粉碎机将之精磨。精磨后的产品用气流进行分离后得到重均粒度为5.0μm的分离颗粒。再将重均粒度5.0μm的产品与1.0重量份的疏水精细硅颗粒在henshell混合机中加以混合后得到显影剂。所用的是重均粒度范围为3.5到7.0μm的颗粒(大部分大约为6μm)。在上述结构的显影装置8中采用了上述色粉后，覆盖在显影套105上的色粉量大约为0.5到2.0mg/cm²。

下面将解释重均粒度。

采用TA-II型Coulter计数器(由Coulter电子有限公司制造)作为测量工具，用一级氯化钠调成的1％的NACL水溶液作为电解液。其测量方法是，在上述100到150ml的电解液中加入0.1到0.5ml的表面活性剂，配制成分散剂，然后在其中加入2到20ml的待侧样品。悬浮有样品的电解液经过超声分散装置的处理。然后用孔径为100μm的上述Coulter计数器通过测量颗粒的数量来得到分散颗粒的尺寸大小。由此就得到了重均粒度。

另外，如图1所示，显影容器104相对于显影套105的旋转中心105a是在垂直向上的方向上倾斜布置的。在这种布置下，显影容器104中的色粉重心G(初始时显影容器104装满色粉时的重心位置)相对于显影套105是在垂直向上的倾斜位置上的。这样的结果是，由于利用了重力的作用，色粉就可以顺利地流到显影套105附近了，因而搅拌件7的力矩也可以降低了。因此，在本实施例中，即使采用的结构很简单，色粉也是可以得到充分的输送的。如果以水平线为基准，显影容器104中的色粉重心G相对显影套105的旋转中心105a的倾角α为5到70度，色粉就可以输送到显影套105附近。在本实施例中，重心G相对显影套105的旋转中心105a的上倾角为40度。

如果上述角度为50度或更大，由于在自重作用下，显影容器104底部的色粉很容易就可以流出，显影容器104中的搅拌件7就不总是必要的了。

如果假定感光鼓111和显影套105之间的缝隙为300μm，向显影套105供电的偏置电压为，直流电压为-550V，三角波形的交流电压Vpp为1500V，频率2200Hz。

充电辊103向感光鼓111表面充电时，黑色部分的电势VD＝-650V，而曝光部分，也就是照射了激光的部分的电势VL变为-150V。之后，上述的带负电的色粉被吸引到感光鼓111表面曝了光的、电势为VL的部分，这个过程称为反向显影。

下面将详细说明本实施例防止开始时图像密度低的问题的方法。

在本实施例中，在显影容器104的显影套105的一侧安装有一个隔离件，该隔离件从显影套105的上部向下延伸，用来防止大量的色粉在自重作用下流到探测件108和搅拌件130之间。这是本实施例最显著的特征。

由上述所知，开始时的图像密度较低的原因是由于色粉沿图14B中的箭头R5方向的流入，这种流动主要是由于色粉从探测件108和搅拌件130上部落下。在这种情况下，为了防止色粉的落下，如图2所示，显影装置8中的显影容器104的上部安装着一个隔离件1，其有效作用位置是，隔离件1的下端1a位于由切线C1(第一切线)和C2(第二切线)所确定的区域X之间，而在显影套105一侧(显影容器开口位置)与探测件108垂直相切的切线为切线C1，在与开口位置相反方向与搅拌件130旋转轨迹垂直相切的切线为切线C2。另外，为了防止色粉从区域X的上部落下，隔离件1与显影容器104连接在一起。隔离件1上部最好位于显影容器104开口附近，而不要位于区域X之内。换句话说，隔离件1最好倾斜于垂直方向。

得到了显影装置8中的隔离件1位置的研究结果后，下面将详细说明隔离件1的最佳结构。

实验中，隔离件1的高度是变化的，也就是说，当隔离件1的底端1a分别位于位置(a)，(b)，(c)，(d)处时，以传统的未装有隔离件1的显影装置208为基准进行比较，得到诸如开始时的图像密度等显影装置8的统计数据。

在实验中，着重点是看隔离件1的高度对开始时的图像密度下降的影响和是否出现掉色现象(图像出现空白图案)，这些由于向显影套105提供的色粉太少而引起的现象被认为是暂时受到了隔离件1的负面影响。

下述为实验内容的详细记录。

[实验1]

(实验条件)

实验环境：温度23℃，湿度60％

成像装置(感光鼓111)的工作速度：80mm/sec

探测件108直径：2.0mm

探测件108下端和搅拌件130转动中心之间的距离：6.0mm

搅拌件130旋转轨迹直径：6.5mm

搅拌件130转速：35rpm

隔离件1端部1a所在位置(a)：区域X之外，比切线C2离显影套105的距离远

隔离件1端部1a所在位置(b)：区域X之内，靠近切线C2

隔离件1端部1a所在位置(c)：区域X之内，靠近切线C1

隔离件1端部1a所在位置(d)：比切线C1离显影套105的距离近的区域X之外

(实验方法)

1.当隔离件1端部位置改变时，对应于显影装置中的不同位置开始输出10张有空白图案的图像。这是因为显影套105附近的精细颗粒数量增加引起了图像密度显著下降。

2.输出一张单色图，测量它的图像密度。这是为了确定开始的时候是否出现了图像密度下降的现象。图像密度测量仪器为Macbeth反射密度计(由Macbeth公司制造)。

3.当再次输出10张有空白图案的图像后，从显影套105中取一份色粉样品，测量其中的精细颗粒的比例。这是用来判断精细颗粒所占的比例对图像密度的下降造成的直接影响的程度。在测量色粉颗粒直径的过程中，直径为3.2μm或之下的颗粒认为是精细颗粒，并用一个Coulter multilizer(由coulter有限公司制造)计算出精细颗粒所占的比例。本实验所用的色粉在制造的时候直径为3.2μm或之下的精细颗粒所占比例大致为13％。

4.之后，输出30张单色图，用来判断是否出现了掉色现象并比较它们相对样品的掉色程度。

上述实验结果如图17所示。

由图可见，当隔离件1的端部1a位于位置(a)和(b)时对图像密度的影响都很大，并且大致相等。另外，当位于位置(a)和(b)时，显影套105上的色粉中精细颗粒所占的比例接近制造时精细颗粒所占比例的13％。在位置(c)处，虽然图像密度下降的程度与精细颗粒比例增加的程度相当，但仍然是有影响的。在位置(d)处，图像密度和精细颗粒所占的比例都与参考值相同，开始时图像密度低的现象并未得到改善。

相对于不同的隔离件1端部1a位置的掉色情况是，在位置(a)出现了掉色现象，而在位置(b)，(c)，(d)未出现掉色现象。

随后，分别对应于位置(a)，(b)，(c)和(d)对色粉的循环进行了观察。

如图4A所示，位置(a)处时的色粉循环包括，在由显影套105一侧和隔离件1之间所确定的区域310中，沿箭头301，302和303方向的色粉循环为大循环，色粉从区域301向区域311的流动为微循环305。当然，由于隔离件1的端部1a相对于切线C2位于显影容器104的的背部一侧(图2的右边)，色粉就可以防止进入图14B中箭头5所示的探测件108和搅拌件130之间的空隙中了。这样就防止了显影套105上的精细色粉的量的增加。但是，由于在搅拌件7一侧，连接区域311和区域310的隔离件1开口部分很小，沿箭头304方向，从搅拌件7向搅拌件130输送的色粉量就不是很充分，结果是，当连续打印单色图时，色粉的输这会不及时，从而出现掉色现象。

为防止掉色，需要搅拌件7连续地向搅拌件130输送充足的色粉。这样就要色粉输送的搅拌件130的转动区域之内。隔离件1的底端1a至少要相对切线C2位于靠近显影套105的一侧，搅拌件7才能向搅拌件130输送色粉，切线C2与搅拌件130旋转轨迹相切。换句话说，当位于位置(a)时，产生掉色现象的原因是因为隔离件1的端部1a减少了搅拌件7向搅拌件130输送色粉，也就是，隔离件1的端部1a相对切线C2位于了显影套105的后边。

如图4B所示，位置(b)处时的色粉循环包括，在区域310内色粉从箭头301向302，再向搅拌件130的流动表示为箭头303，另一个表示为箭头305的流动是色粉流入到区域311内。当然，由于隔离件1的端部1a位于区域X内的b处，色粉进入图14B中箭头5所示的探测件108和搅拌件130之间的空隙中的流动被大大地抑制了。这样，与位置(a)相似，由于从区域311输送来的色粉不象在(b)位置要求的多，就防止了显影套105上的精细色粉的量的增加。而且，由于隔离件1的端部1a位于显影套105一侧和切线C2之间，沿箭头304方向，从区域311向区域310输送的色粉量很充分，即使在连续打印单色图时，色粉也会充分地输送到显影套105上。

位置(c)处时的色粉循环如图4C所示。相对于位置(b)，在此位置色粉是从上部向下落下的。另外，由于探测件108和隔离件1之间的缝隙变长了，箭头303表示的流动或箭头305表示从区域310向311的流动相对位置(b)被大大地分散和减弱了。结果，抑制色粉流动的作用被减弱了，相对于位置(b)时，从区域311输送出的色粉量增加了，从而显影套105上的精细色粉量也增加了。

位置(d)处时的色粉循环如图4D所示。在此位置，箭头5所示的探测件108和隔离件1之间的色粉流动增加了，因为相对于位置(c)，色粉从上部向下落下的量更多了，因而抑制色粉沿箭头303和305流动的作用被进一步减弱了，色粉进入图14B中箭头5所示的探测件108和搅拌件130之间的空隙中的流动也就增加了。结果，从区域311输送出的色粉量增加了，从而显影套105上的精细色粉量也增加了。

当然，在位置(d)处时，沿箭头304方向，从区域311向区域310输送的色粉量很充分，即使在连续打印单色图时，色粉也会充分地输送到显影套105上。

在上述研究结果的基础上，显影装置结构如下，隔离件1从显影容器104上部向下伸出，其端部1a位于由切线C1和C2确定的区域X之内。其结果是，大量色粉从探测件108和搅拌件130之间的缝隙的流入被抑制了，从而防止了显影套105上的精细色粉量的增加，开始时的图像密度下降的问题得到了改善，输送到显影套105上的色粉量也很充分了。

在针对显影装置8的隔离件1端部1a位于位置(b)处时进行的打印测试中，直到打印容器104中的的色粉差不多用完，打印出的图像的图像密度都很高。另外，打印出的图像质量很稳定，未出现任何图案空白或空页等掉色现象。

必须强调的是，本实施例中隔离件1最佳结构仅为一个示例，本发明不可局限于应用了本实施例的其它显影系统，其中该系统采用了符合本实施例的隔离件。

下面将参照附图19到20描述搅拌件7的另一实施例。

在本实施例中，如图19，20A和20B所示，搅拌件7由下列部件组成。刚性棒7a，其旋转中心平行于显影套105的旋转中心；弹性片7b(显影剂承受件)，其底边A固定在刚性棒7a上，其前边B为自由边。搅拌件7的其它结构与前文所述相同。

在此实施例中，隔离件1位于显影容器104内靠近显影套105的一侧，并从显影容器104上部向下伸出。当开始的时候色粉量很多时，由于隔离件1和第一搅拌件7(用于减弱色粉的输送过程)的协同作用，防止了大量的色粉流入显影套105的附近。这是本实施例最显著的特征。

假设搅拌件7上的弹性片7b由PET(聚对苯二甲酸乙烯脂)制成，其厚度为10μm，搅拌件7的旋转轨迹圆的直径为35.0mm，转速为10rpm；在上述实验条件下，采用上述实验方法进行了一系列实验，结果如图21所示。

由图可见，当隔离件1的端部1a位于位置(a)和(b)时对图像密度的影响都很大，并且大致相等。另外，当位于位置(a)和(b)时，显影套105上的色粉中精细颗粒所占的比例接近制造时精细颗粒所占比例的13％。在位置(c)处，虽然图像密度下降的程度与精细颗粒比例增加的程度相当，但仍然是有影响的。在位置(d)处，由于搅拌件7的作用，图像密度与精细微粒比例接近并高于参考值(在没有搅拌件的情况下获得的值)。

相对于不同的隔离件1端部1a位置的掉色情况是，在位置(a)出现了掉色现象，而在位置(b)，(c)，(d)未出现掉色现象。

下面，将对搅拌件7的作用和效果进行详细的描述。

搅拌件7的作用和效果

图19为搅拌件7的详图，参见该图可知，弹性片7b的底边A固定在由刚性体制成的刚性棒(作为搅拌支撑件)7a上，并可绕以刚性棒7a的轴心旋转。

图20A和20B说明了搅拌件的作用。在图20A所示的情况中，由于初始状态下显影容器中装入了大量的色粉(显影剂)，弹性片7b在显影容器104内的色粉的载荷作用下相对于旋转方向向后弯曲，这样，显影套105一侧的色粉供给就受到了抑制。相反，在图20B所示的情况下，由于色粉109的量大大减少，色粉载荷也相应减小，弹性片7b基本上恢复到初始状态，这样，搅拌件就可以将显影容器104底部的色粉带向显影套一侧。

尽管由于用作弹性片的PET的厚度很薄而使得初始状态下图像密度的加深效果很明显，从而引起象在使用的最后阶段出现图像空白带或色粉残留量增多的负面效应，但从整体效果的角度来考虑，PET的厚度选为100μm是最恰当的。

作为上述说明的一个例子，搅拌件7使用PET作为弹性片7b的材料，然而，本发明并不受限于此，实质上，就算是采用其它的材料，只要采用能提供同样弹性特性的方法来选择厚度，也可以获得相同的效果。

第二个实施例

本实施例的特征在于，把第一个实施例中所述的显影装置装入一个整体盒式容器内，并由一个感光鼓、一个清洁装置、和一个充电辊(充电装置)构成一个处理盒，该处理盒安装在显影装置的主体上并可拆卸。

图5是处理盒PC的一个实例的垂直剖面图，在图六所示的剖面图中，处理盒PC安装在成像装置的主体上。在这些图中所描述的装置对于上述第一实施例中描述的装置，这里不在重复说明。

而在本实施例中，一个显影装置8、一个感光鼓111、一个清洁装置112和一个充电辊(充电装置)103由一个整体盒式容器6整体集成为一个处理盒PC。处理盒PC的设计由下述特点，当显影装置8消耗完所有的色粉109时，其它装置，即感光鼓111，充电辊103和清洁装置112也基本上达到了使用寿命。这样的话，由于当处理盒有由色粉时总能获得稳定的成像，且上述装置又是整体集成的，所以该装置具有良好的替换性。

如果将一个上面第一实施例中所述的隔离部件1安装在处理盒PC内的显影装置的适当位置的话，处理盒PC除了本身已有的内在优点外，还将获得一个在初始状态也具有稳定图像密度的优点。

上面的描述给出了处理盒PC的一个实例，处理盒PC中的处理设备基本上可由一个感光鼓111、一个充电辊103、和装在盒式容器6内的显影装置8及清洁装置构成。依据于本发明的处理盒并不仅局限于这种结构，实际上，只需要提供感光鼓111作为图像支撑件，以及显影装置8就足够了。不用说，图19、20A、和20B中所示的搅拌件也可被用于该装置中。

第三个实施例

本实施例的特征在于，针对显影装置的结构有可能布置成下述情况，它使得在初始状态时，沿其纵向的图像密度在端部比中部更容易变稀薄；安排在显影容器上部的隔离部件的高度沿纵向在端部和中部之间变化，以加深端部的图像密度(端部的密度比中部相对较低)，从而使图像密度沿纵向保持一致。

在下面的所述的情况中，显影装置沿纵向的图像密度在端部比在中部更容易变得稀薄。

在显影装置(包括显影套105、感光鼓111或相似的能打印A3幅面纸张、LDR纸张等等的装置)沿纵向延伸的情况下，显影套105和感光鼓111之间的预留间隙在有可能在中部比在端部变得更短。换句话说，参考图15，由于辊子209在显影套105的两端和感光鼓111密合，显影装置的重量就由显影套105的两端来承受。正是由于这个原因，没有受到支撑的显影套105的中部就被推向感光鼓一侧，结果，显影套105的中部与感光鼓111之间的空隙和显影套105端部与感光鼓111之间的空隙比起来更窄一些。因此，显影套105端部在显影时产生的电场强度比中部小，特别地，在初始状态时，由于显影属性较低，端部和中部的电场强度的差别就更明显。

图7所示为一个显影装置408以展示本实施例的特征。参考该图，与上述传统示例和第一实施例及第二实施例中结构相同的部件请参考相应资料，此处不再重复。

图8所示为从图7中箭头A方向看的隔离部件2的祥图。参考图8，隔离部件2的高度，即隔离部件2的前边2a的位置沿纵向是变化的。于是，在装配了隔离部件2的显影装置408中，隔离部件2的前边2a在端部与图2中的(b)位置相当，在中部与图2中的(c)位置相当。

在装配了隔离部件2的显影装置408上，进行了如第一个实施例中所述的同样的实验，在研究本实施例时，测量了相应于显影套105沿纵向的端部和中部位置的图像密度。

实验结果如图18所示。

参考图18，在第一实施例中，从初始状态起，就能获得在显影套105的边缘部分具有足够高密度的图像同样，尽管中部的密度加深效应不如端部高，但只要感光鼓和显影套105之间的间隙在中部比在端部小，显影套105的中部在图像密度上就比端部有利。也正因为如此，才可能采取措施使沿隔离部件2纵向的图像密度保特一致。在中部和端部的密度差仍然很大的系统中，可以进一步增加隔离部件2端部和中部的高度差来解决这个问题。同样，由于隔离部件只在边缘部分起作用且图像密度也只在端部加深，这样，通过采取某种措施就可能使图像密度沿纵向保持一致。此外，隔离部件在边缘处的高度并不仅局限于本实施例，在将隔离部件装入显影装置前，根据显影装置的性能，它可能是任何合适的位置。

如上所述，依据本发明，由于隔离部件2的高度沿纵向在中部和端部之间是变化的，就能在初始状态时在隔离部件2中部和端部分别适当加深图像密度，这样，就使得沿隔离部件2纵向保持图像密度的一致成为可能。

Claims (12)

1.一种显影装置，包括：

一个具有可容纳显影剂的开口部分的显影容器(104)；

一个可转动地安装在开口部分承受和承载显影剂的显影剂承受件(105)；

一个沿显影容器中所述显影剂承受件的纵向伸展的探测件(108)，安装在所述显影剂承受件的旋转中心之上，用来探测所述显影容器内的显影剂的多少；

第一搅拌件(130)，可转动地安装在所述探测件之下，用来搅拌显影剂；

第二搅拌件(7)，安装在离第一搅拌件距所述显影剂承受件更远的位置，用来搅拌显影剂；

一个隔离部件(1)，从所述显影容器内侧上部向下伸出；

其特征在于，在开口部分侧与所述探测件垂直相切的切线为第一切线(C1)，在与开口部分相反侧与所述第一搅拌件旋转轨迹垂直相切的切线为第二切线(C2)，第一切线比第二切线离开口部分更近，并且，所述隔离部件的下端(1a)位于第一切线和第二切线之间。

2.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述隔离部件相对垂直方向倾斜安装。

3.如权利要求2所述显影装置，其特征在于，所述隔离部件上端的安装位置比第一切线离开口部分的距离近。

4.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，在所述显影剂承受件纵向上，所述隔离件下端中间部分位于其两端之上。

5.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述第二搅拌件是可旋转的，并且，所述第二搅拌件的旋转中心位于所述探测件之上。

6.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述第二搅拌件包括一个柔性部件，当显影剂少的时候，其曲率变小。

7.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述第二搅拌件包括一个刚性棒(7a)，刚性棒支承有一个弹性片(7b)。

8.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述探测件探测所述探测件和所述显影剂承受件之间的静电电容的变化。

9.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述显影剂平均微粒直径为7μm或更小。

10.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，显影剂为单一成份的磁性显影剂，并且所述显影装置还包括安装在显影剂承受件之内的磁场发生装置(106)，以使显影剂在磁力作用下吸引到所述显影剂承受件上。

11.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，当显影容器装有显影剂时，显影剂重心(G)位置位于显影剂承受件的旋转中心之上。

12.如权利要求1所述显影装置，其特征在于，所述显影装置和一个用于支承图像的图像支撑部件(111)组成了一个固定在成像装置(101)主体之上并且可以拆卸的处理盒(PC)。

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