CN114008543A - 具有非磁性调节器和辅助调节器的成像系统 - Google Patents

具有非磁性调节器和辅助调节器的成像系统 Download PDF

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Abstract

一种成像系统包括：搅拌装置，用于搅拌显影剂；可旋转显影剂载体，用于承载显影剂；非磁性调节器；辅助调节器；从显影剂载体延伸并且在非磁性调节器和辅助调节器之间的过量显影剂输送路径；调色剂供应路径，用于将调色剂供应至搅拌装置；以及调色剂供应路径和过量显影剂输送路径合并的合并部分。非磁性调节器和辅助调节器用于调节由显影剂载体所承载的显影剂的厚度。经由过量显影剂输送路径对来自显影剂载体的过量显影剂进行输送。合并区域至少部分地基于从过量显影剂输送路径接收的过量显影剂的量，来控制调色剂从调色剂供应路径到搅拌装置的供应。

Description

具有非磁性调节器和辅助调节器的成像系统
背景技术
在一些成像设备中，显影装置可以包括检测调色剂浓度的调色剂浓度传感器以及调节调色剂供应量的调色剂供应辊。这样的显影装置通过响应于调色剂浓度传感器所检测到的调色剂浓度来驱动调色剂供应辊，从而调节显影剂的调色剂浓度。
附图说明
图1是示例成像设备的示意图。
图2是示例显影装置的示意性截面图。
图3是示例显影装置的示意性截面图，图示了显影剂载体、搅拌装置、过量显影剂输送路径和调色剂滴落口。
图4是示例显影装置的示意性截面图，图示了显影剂载体、搅拌装置、过量显影剂输送路径和调色剂滴落口。
图5是示出包括显影剂载体、非磁性调节器和辅助调节器的显影装置的部件的示意性放大局部视图。
图6是图2的显影装置的示意性截面图，图示了调色剂浓度为低时的状态。
图7是图2的显影装置的示意性截面图，图示了调色剂浓度为高时的状态。
图8是示出了显影剂通过量和调色剂浓度之间的关系的曲线图。
图9是示出了显影剂通过量和调色剂浓度之间的关系的曲线图。
图10是示出了过量显影剂量和调色剂浓度之间的关系的曲线图。
图11是示出了过量显影剂量和调色剂浓度之间的关系的曲线图。
图12是示出了调色剂浓度和调色剂滴落口的滞留量之间的关系的曲线图。
图13是示例显影装置的示意性截面图。
图14是图13的示例显影装置的示意性截面图，图示了调色剂浓度为低时的状态。
图15是图13的示例显影装置的示意性截面图，图示了调色剂浓度为高时的状态。
图16是示出了显影剂通过量和调色剂浓度之间的关系的曲线图。
图17是示出了过量显影剂量和调色剂浓度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在以下描述中，参照附图，相同的附图标记被分配给相同的部件或具有相同功能的相似部件，并且省略了重复的描述。成像系统可以是成像设备(诸如打印机或成像设备中使用的显影装置)。
参照图1，图1中所图示的示例成像设备1是通过使用品红色、黄色、青色和黑色四种颜色来形成彩色图像的设备。成像设备1可包括：输送与记录介质相对应的纸张P的输送装置10；对静电潜像进行显影的显影装置100；将调色剂图像二次转印到纸张P上的转印装置30；在表面(外围表面)上形成静电潜像的图像载体40；将调色剂图像定影到纸张P上的定影装置50；以及将纸张P排出的排出装置60。
输送装置10在输送路径R1上输送纸张P，该纸张P是其上形成有图像的记录介质。纸张P被堆叠并容纳在盒K中，并且由进给辊11拾取和输送。在转印到纸张P上的调色剂图像到达转印压印区域R2的时间，输送装置10使纸张P通过输送路径R1到达转印压印区域R2。
提供有四个显影装置100以分别对应于四种颜色。每个显影装置100可以包括承载图像载体40上的调色剂的显影剂载体104。在显影装置100中，包括调色剂和载体的二组分显影剂可用作显影剂。调色剂和载体(例如，调色剂颗粒和载体颗粒)可以被调节为具有期望的混合比并且可以进一步搅拌和混合以均匀地分散调色剂。相应地，可以将显影剂调节为具有最佳带电量。显影剂可由显影剂载体104承载，并且当显影剂被输送到显影区域(显影剂载体104在该区域面对图像载体40)时，通过显影剂载体104的旋转，由显影剂载体104所承载的显影剂中的调色剂可以被转印到形成在图像载体40的外围表面上的静电潜像上，以对静电潜像进行显影。
转印装置30可以将由显影装置100形成的调色剂图像输送到转印压印区域R2(在转印压印区域R2中调色剂图像被二次转印到纸张P上)。示例转印装置30包括：转印带31，调色剂图像首先从图像载体40转印到该转印带上；张力辊34、35、36和37，其对转印带31施加张力；主转印辊32，使转印带31压靠图像载体40；以及辅助转印辊33，使转印带31压靠张力辊37。
示例转印带31是环形带，其通过张力辊34、35、36和37以循环方式移动。张力辊34、35、36和37均具有旋转轴线，并且可围绕它们各自的轴线旋转。张力辊37是以驱动方式围绕轴线旋转的驱动辊，并且张力辊34、35和36是根据张力辊37的旋转驱动而旋转的从动辊。主转印辊32被提供为从转印带31的内周侧使转印带压靠图像载体40。辅助转印辊33与张力辊37平行地设置(其间插入有转印带31)，并被提供为从转印带31的外围侧使转印带31压靠张力辊37。因此，辅助转印辊33在转印带31和辅助转印辊之间形成转印压印区域R2。
图像载体40也可以被称为静电潜像载体或感光鼓等。提供四个图像载体40以对应于相应的四种颜色。图像载体40可以在转印带31的移动方向上(例如，沿转印带31的路径)被提供。显影装置100、充电辊41、曝光单元(或曝光装置)42和清洁单元(清洁装置)43可以被提供在图像载体40的周围。
示例充电辊41将图像载体40的表面均匀地充电至预定电势。充电辊41移动以跟随图像载体40的旋转。示例曝光单元或装置42响应于形成在纸张P上的图像而曝光由充电辊41充电的图像载体40的表面。相应地，图像载体40的表面中的被曝光单元42曝光的部分的电势被改变，从而形成静电潜像。四个显影装置100通过从附接到各个显影装置100的调色剂箱N供应的调色剂，对形成在图像载体40上的静电潜像进行显影，使得生成调色剂图像。调色剂箱N分别填充有品红色、黄色、青色和黑色的调色剂。在形成在图像载体40上的调色剂图像被首次转印到转印带31上之后，清洁单元(或清洁装置)43收集残留在图像载体40上的调色剂。
定影装置50使纸张P穿过定影压印区域以对纸张进行加热和加压，使得从转印带31二次转印到纸张P上的调色剂图像附着并定影到纸张P上。定影装置50包括对纸张P进行加热的加热辊52以及在压靠加热辊52的同时以驱动方式旋转的加压辊54。加热辊52和加压辊54可以具有圆柱形形状，并且加热辊52可以包括提供在其中的热源(诸如卤素灯)。在加热辊52和加压辊54之间提供有作为接触区域的定影压印区域，并且纸张P可以穿过定影压印区域，使得调色剂图像熔化并定影到纸张P上。
排出装置60可以包括排出辊62和64，其将通过定影装置50定影有调色剂图像的纸张P排出到设备外部。
将描述图1所图示的成像设备1的示例打印过程。当待记录的图像的图像信号被输入到成像设备1时，成像设备1的控制单元(或控制器)控制进给辊11旋转以拾取和输送堆叠在盒K上的纸张P。然后，图像载体40的表面被充电辊41均匀充电至预定电势(充电操作)。随后，基于接收到的图像信号，由曝光单元或装置42用激光照射图像载体40的表面，使得形成静电潜像(曝光操作)。
在示例显影装置100中，静电潜像被显影，使得形成调色剂图像(显影操作)。以此方式形成的调色剂图像在图像载体40面对转印带31的区域中从图像载体40首次转印到转印带31上(转印操作)。形成在四个图像载体40上的调色剂图像依次层叠在转印带31上，使得形成单个复合调色剂图像。然后，在张力辊37面对辅助转印辊33的转印压印区域R2中，复合调色剂图像被二次转印到从输送装置10输送的纸张P上。
复合调色剂图像被二次转印到其上的纸张P被输送到定影装置50。然后，当纸张P穿过定影压印区域时，定影装置50通过在加热辊52和加压辊54之间对纸张P进行加热和加压来将复合调色剂图像熔化并定影到纸张P上(定影操作)。随后，通过排出辊62和64将纸张P排出到成像设备1的外部。
图2是示例显影装置的示意性截面图。示例显影装置100包括存储容器101(或外壳101)、搅拌装置102、可旋转显影剂载体104、非磁性调节器105和辅助调节器106。
存储容器101存储包括调色剂和载体的显影剂。也就是说，存储容器101形成显影剂存储室H以存储可以包括调色剂和载体的显影剂。存储容器101容纳搅拌装置102、显影剂载体104、非磁性调节器105和辅助调节器106。存储容器101在显影剂载体104面对图像载体40的位置处具有开口，并且显影剂存储室H内的调色剂从该开口供应到图像载体40。
参照图2至图4，搅拌装置102包括第一搅拌输送构件111和第二搅拌输送构件112。第一搅拌输送构件111和第二搅拌输送构件112搅拌包括由磁性材料制成的载体和由非磁性材料制成的调色剂的显影剂，使得载体和调色剂在显影剂存储室H内摩擦带电。进一步地，第一搅拌输送构件111和第二搅拌输送构件112搅拌并输送显影剂存储室H内的显影剂。第一搅拌输送构件111设置在第一输送路径113中，该第一输送路径113设置在显影剂存储室H的下部(例如，底部)，并且第二搅拌输送构件112设置在第二输送路径114中，该第二输送路径114设置在显影剂存储室H的下部。第一输送路径113和第二输送路径114在平行于显影剂载体104的旋转轴104A(或旋转轴线)的方向上延伸。第一输送路径113和第二输送路径114的第一端部提供有用于将显影剂从第一输送路径113供应到第二输送路径114的第一供应口115。第一输送路径113和第二输送路径114的第二端部提供有用于将显影剂从第二输送路径114供应到第一输送路径113的第二供应口116。然后，第一搅拌输送构件111在搅拌显影剂的同时在第一方向上输送第一输送路径113的显影剂，并且经由第一供应口115将显影剂供应到第二输送路径114。第二搅拌输送构件112在搅拌显影剂的同时在与第一方向相反的第二方向上输送第二输送路径114的显影剂，并且经由第二供应口116将显影剂供应到第一输送路径113。
示例显影剂载体104被设置为面对图像载体40，使得在图像载体40和显影剂载体之间形成间隙。显影剂载体104旋转以承载由搅拌装置102搅拌的显影剂。例如，显影剂载体104在其表面上承载由搅拌装置102搅拌的显影剂的同时进行旋转。图像载体40可以可旋转地支撑在存储容器101中并且可以通过驱动源(诸如电机)被旋转驱动。图像载体40可以具有圆柱形形状或柱形形状。显影剂载体104可以具有圆柱形形状或柱形形状。显影剂载体104的旋转轴104A平行于图像载体40的旋转轴(或旋转轴线)，并且显影剂载体104和图像载体40之间的间隙在显影剂载体104的旋转轴线方向上是相同的。例如，基本均匀的间隙在显影剂载体104和图像载体40之间、在旋转轴线的方向上延伸。显影剂载体104设置在第一搅拌输送构件111上方。然后，显影剂载体104在其表面上承载从第一输送路径113供应的显影剂。显影剂载体104通过沿在从与第一搅拌输送构件111邻近的区域向与图像载体40邻近的显影区域DR的输送方向上的圆周路径输送所承载的显影剂，来对图像载体40的静电潜像进行显影。显影区域DR是位于显影剂载体104和图像载体40之间的区域并且是显影剂载体104面对图像载体40的区域。显影区域DR可以是显影剂载体104和图像载体40彼此最接近的区域。
显影剂载体104包括形成显影剂载体104的表面层的显影套筒117和设置在显影套筒117内部的磁辊118。显影套筒117是由非磁性金属形成的圆柱形构件。显影套筒117可以围绕沿旋转轴线104A延伸的旋转轴旋转。显影套筒117可以由磁辊118可旋转地支撑并且可以由诸如电机的驱动源驱动。磁辊118固定至存储容器101并具有布置在显影剂载体104的圆周方向上的多个磁极。显影剂通过磁辊118的磁力而承载在显影套筒117的表面上。随着显影套筒117旋转，显影剂载体104在显影套筒117的旋转方向上输送显影剂。
显影剂根据磁辊118的磁极的磁力在显影套筒117上形成尖峰。显影剂载体104使由磁极形成的显影剂的尖峰在显影剂载体104和图像载体40之间的显影区域DR中接触或接近图像载体40的静电潜像。相应地，承载在显影剂载体104上的显影剂的调色剂移动到形成在图像载体40的外围表面上的静电潜像，使得静电潜像被显影。
参照图2和图5，非磁性调节器105可以调节承载在显影剂载体104上的显影剂的厚度，并且辅助调节器106可以进一步调节承载在显影剂载体104上的显影剂的厚度。非磁性调节器105和辅助调节器106也可以被称为刮刀。
相对于显影剂载体104和图像载体40之间的显影区域DR，非磁性调节器105和辅助调节器106可以设置在显影套筒117的旋转方向上的上游侧。非磁性调节器105和辅助调节器106的位于显影剂载体104一侧的前端(或自由端)(例如，调节器105、106的最接近显影剂载体103的端部)位于显影剂载体104的旋转轴104A上方。辅助调节器106在显影剂围绕显影剂载体104的输送方向上(例如，沿圆周路径)设置在非磁性调节器105的下游侧。非磁性调节器105与显影套筒117间隔开第一间隙G1，并且辅助调节器106与显影套筒117间隔开第二间隙G2(见图5)。第二间隙G2小于第一间隙G1。也就是说，第二间隙G2少于第一间隙G1。在一些示例中，第二间隙G2可以与第一间隙G1相同。当显影套筒117旋转时，非磁性调节器105首先通过第一间隙G1调节承载在显影套筒117的外围表面上的显影剂的厚度，并且然后辅助调节器106通过第二间隙G2进一步调节承载在显影套筒117的外围表面上的显影剂的厚度。例如，承载在外围表面上的显影剂行进到非磁性调节器105，非磁性调节器105允许与第一间隙G1相对应的厚度的显影剂通过并阻止超过该厚度的过量显影剂通过。类似地，辅助调节器106允许与第二间隙G2相对应的厚度的显影剂通过并阻止超过该厚度的过量显影剂通过。相应地，穿过非磁性调节器105并被辅助调节器106调节(或阻止)的过量显影剂被积聚(或收集)在非磁性调节器105和辅助调节器106之间。
非磁性调节器105是不具有磁性的调节器。非磁性调节器105可由具有任何合适形状或结构的任何非磁性材料形成。例如，非磁性调节器105可以包含诸如SUS304的不锈钢材料或诸如ABS的树脂材料。进一步地，非磁性调节器105可以形成为单个构件(例如，单个部件)或多个构件(例如，部件的组件)。
辅助调节器106可以由任何合适的材料以任何合适的形状或结构形成。辅助调节器106在一些示例中可以是磁性的(例如，可以具有磁性)，或者在其他示例中可以是非磁性的(例如，没有磁性)。例如，具有磁性的辅助调节器106可以包括诸如SUS430等的材料。进一步地，没有磁性的辅助调节器106可以包括诸如SUS304等的材料。辅助调节器106可以形成为单个构件(例如，单个部件)或多个构件(例如，部件的组件)。参照图5，非磁性构件107可以结合到磁性构件108以形成作为磁性体的辅助调节器106。
参照图2，显影装置100可以提供有调色剂供应路径121、过量显影剂输送路径122和合并部分(或合并区域)123。
调色剂供应路径121是用于将调色剂从连接到显影装置100的调色剂箱N供应到显影剂存储室H中的搅拌装置102的供应路径。调色剂供应路径121从调色剂箱N朝向搅拌装置102延伸。
过量显影剂输送路径122是与非磁性调节器105和辅助调节器106之间的间隙相连通或连接的、并对从显影剂载体104移除的过量显影剂进行输送的输送路径。例如，过量显影剂输送路径122从显影剂载体104延伸穿过非磁性调节器105和辅助调节器106之间的间隙，并输送来自显影剂载体104的过量显影剂。在一些示例中，过量显影剂输送路径122排他性地由非磁性调节器105和辅助调节器106界定。在一些示例中，过量显影剂输送路径122可以由非磁性调节器105和辅助调节器106结合其他构件(诸如存储容器101)来形成或界定。
合并部分123是调色剂供应路径121与过量显影剂输送路径122合并的区域。例如，过量显影剂输送路径122在合并部分或区域123处与调色剂供应路径121合并。过量显影剂输送路径122包括远离显影剂载体104向上延伸的第一部分(例如，第一输送路径)以及从第一输送路径向下延伸并到达合并部分123的第二部分(例如，第二输送路径)。合并部分123位于比显影剂载体104的旋转轴104A低的位置处(或低于旋转轴104A)。如稍后将描述的，合并部分123至少部分地基于从过量显影剂输送路径122供应的过量显影剂的量，来控制从调色剂供应路径121供应到搅拌装置102的调色剂的量。例如，合并部分123可以至少部分地基于由过量显影剂输送路径122输送的过量显影剂的量，来控制从调色剂供应路径121供应到搅拌装置102的调色剂的量。
参考图2至图4，调色剂供应路径121提供有调色剂滴落口124，该调色剂滴落口124关于合并部分123设置在搅拌装置102附近和搅拌装置102的上方(例如，在高于搅拌装置102的位置，或相对于搅拌装置102升高的位置)。例如，调色剂滴落口124位于合并部分123与第一搅拌输送构件111之间，且位于第一搅拌输送构件111的上方。调色剂滴落口124是从调色剂供应路径121供应的调色剂以及从过量显影剂输送路径122输送的过量显影剂朝向搅拌装置102滴落的开口。
参照图3和图4，调色剂滴落口124可以设置在例如第一供应口115的上方。在搅拌装置102中，显影剂被第一搅拌输送构件111和第二搅拌输送构件112搅拌并沿第一输送路径113、第一供应口115、第二输送路径114和第二供应口116循环。显影剂然后可以在沿着第一输送路径113输送的同时被转印到显影剂载体104。调色剂滴落口124可以设置在第一供应口115的上方，以将从调色剂滴落口124滴落的调色剂和过量显影剂引导至第一供应口115，并且在被承载到显影剂载体104上之前，通过第二输送路径114中的第二搅拌输送构件112对调色剂和过量显影剂进行充分搅拌。
进一步地，调色剂滴落口124在一些示例中(参照图3)可以设置在在显影剂载体104的轴向方向上与显影剂载体104对齐(例如，重叠)的位置处，或者在其他示例中(参照图4)设置在在显影剂载体104的轴向方向上从显影剂载体104偏离的位置处。调色剂滴落口124可以设置在在显影剂载体104的轴向方向上与显影剂载体104对齐的位置处，以减小显影装置100的尺寸(例如，以实现显影装置100的更紧凑尺寸)。调色剂滴落口124可以设置在在显影剂载体104的轴向方向上相对于显影剂载体104偏移的位置处，以在从调色剂滴落口124滴落的调色剂和过量显影剂充分搅拌在一起之前，抑制调色剂和过量显影剂被承载到显影剂载体104上。
调色剂滴落口124可以比过量显影剂输送路径122窄。例如，调色剂滴落口124可以在合并部分中形成开口，从而具有小于输送路径122的最小横截面积的横截面积。相应地，当从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量增加时，从调色剂供应路径121供应到搅拌装置102的调色剂的量减少。进一步地，当从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量增加超过可以穿过滴落口124的调色剂的可通过量(例如，通过滴落口124的调色剂流速)时，过量显影剂积聚在合并部分123中，并且调色剂供应路径121被禁止将调色剂供应至搅拌装置102。
过量显影剂输送路径122可以提供有溢流口125，该溢流口125关于合并部分123设置在显影剂载体104附近。例如，过量显影剂输送路径122可以从与显影剂载体104邻近的入口延伸到在合并部分123处的出口，并且溢流口125可以位于沿过量显影剂输送路径122的入口和出口之间。溢流口125是通过其排出过量显影剂输送路径122中的积聚在合并部分123中的过量显影剂的开口。过量显影剂通过溢流口125从过量显影剂输送路径122排出到搅拌装置102。当积聚在合并部分123中的过量显影剂达到阈值量时，供应给搅拌装置102的显影剂的量可能不足，这会影响图像载体上的静电潜像的显影质量以及成像设备的打印质量。相应地，溢流口125形成在过量显影剂输送路径122中以将一部分过量显影剂从过量显影剂输送路径122排放到搅拌装置102，以便将适量的显影剂供应至搅拌装置102。
将描述为了研究显影装置100中调节器的磁性、显影剂的调色剂浓度和穿过调节器的显影剂的量之间的关系而进行的实验。
在第一实验(实验1)中，通过移除辅助调节器106，显影装置100提供有由非磁性调节器105构成的调节器。当使用非磁性调节器105时，非磁性调节器105与显影剂载体104之间的第一间隙G1被设为0.9mm，并且显影剂载体104的外径为18.2mm，并且以400rpm的转速旋转。显影剂中载体颗粒的堆积密度为2.28g/cm3，流速为30.3s/50g，平均粒径为36.8μm，磁性性质为1.1MA/m，饱和磁化强度为79Am2/kg，剩余磁化强度为0.7Am2/kg，以及保持力为0.8kA/m。
在显影剂载体104的旋转停止之后，从显影剂载体104收集由非磁性调节器105调节(例如，阻止)的显影剂，并且对显影剂的调色剂浓度(％)以及穿过非磁性调节器105的所承载的显影剂的显影剂流速(g/s)(例如显影剂通过量)进行测量。调色剂浓度是调色剂相对于显影剂载体的比率。相应地，当调色剂的比率增加而载体的比率减少时，调色剂浓度增加，而当调色剂的比率减少而载体的比率增加时，调色剂浓度降低。调色剂浓度通过由崔克日本有限公司(Trek Japan Co.,Ltd)制造的抽吸式小型带电量测量装置(型号：210HS)进行测量。在显影剂通过量(g/s)的测量中，收集承载在显影剂载体104的外围表面的预定面积上的显影剂，并获得每单位面积收集的显影剂的重量(g/cm2)和每单位面积的显影剂载体104的表面速度(cm2/s)。通过将每单位面积的显影剂的重量乘以每单位面积的显影剂载体104的表面速度来获得显影剂通过量(g/s)。实验1的结果如图8所示，并且通过将显影剂通过量从重量(g/s)转换为体积(cm3/s)而获得的结果如图9所示。
在第二个实验(实验2)中，显影装置100具有由辅助调节器106构成的调节器。参照图5，非磁性构件107被结合到磁性构件108以形成辅助调节器106。辅助调节器106和显影剂载体104之间的第二间隙G2被设置为0.7mm。其他条件与针对实验1所描述的那些相同。在显影剂载体104的旋转停止之后，从显影剂载体104收集由辅助调节器106调节(或阻止)的显影剂，并且对调色剂浓度(％)和穿过辅助调节器106的所承载的显影剂的显影剂通过量(g/s)进行测量。实验2的结果如图8所示，并且通过将显影剂通过量从重量(g/s)转换为体积(cm3/s)而获得的结果如图9所示。
基于图8和图9中所示的结果，即使当调色剂浓度改变时，辅助调节器106的显影剂通过量也保持基本相同(例如，不改变)。但是，当调色剂浓度超过预定范围时，非磁性调节器105的显影剂通过量增加。
通过改变条件进行多次实验。这里，当使用流动性差的显影剂时，随着调色剂浓度超过阈值范围，非磁性调节器105的显影剂通过量的急剧增加变得越来越明显(明显发生)。进一步地，当辅助调节器106和显影剂载体104之间的第二间隙G2很宽时，这种现象显著发生。相应地，由于显影剂的尖峰被非磁性调节器105切断，同时在显影剂载体104(磁辊118)的磁性约束的影响下载体颗粒以链状布置，因此穿过第一间隙G1的显影剂的量保持相当低。但是，当调色剂浓度增加时，载体颗粒之间的距离增加并且因此显影剂载体104的磁约束的影响减小。为此，由于显影剂的尖峰环绕非磁性调节器105，因此假定穿过第二间隙G2的显影剂的量增加。同时，由于当调色剂浓度增加时载体颗粒之间的距离增加，并且在第二间隙G2中表现出辅助调节器106的磁性约束，因此假设穿过第一间隙G1的显影剂的量相对较低。
在显影剂载体104的外围表面附近，显影剂载体104的磁性约束的影响很大。为此，当第二间隙G2较小时，即使当调色剂浓度增加或使用非磁性调节器作为辅助调节器106时，辅助调节器106的显影剂通过量也基本上没有增加。当第二间隙G2为0.6mm或更小时，即使当调色剂浓度增加或使用非磁性调节器作为辅助调节器106时，也可以适当地抑制辅助调节器106的显影剂通过量的增加。
此外，可以通过改变第二间隙G2的尺寸或显影剂的流动性，来改变穿过第二间隙G2的显影剂的量开始增加时的调色剂浓度。
相应地，在其中非磁性调节器105和辅助调节器106被提供作为调节器的显影装置100中，当调色剂浓度超过预定范围或阈值时，过量显影剂的量增加。为此，通过将过量显影剂输送到合并部分123，可以实现合并部分123中调色剂供应量的自调节。此外，通过将磁性调节器用作辅助调节器106，可以改进调色剂供应量的自我调节。此外，当第二间隙G2为0.6mm或更小时，利用被提供为辅助调节器106的非磁性调节器，可以实现调色剂供应量的自我调节的类似操作。此外，当在一些示例中调色剂浓度为设定范围或更大时，或者当根据其他示调色剂浓度超过阈值时，通过设置调色剂滴落口124的开口面积或开口形状，使得从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量超过调色剂滴落口124的可通过量，可以将调色剂浓度适当地保持在预定范围内。
获得实验1(见图8)中显影剂穿过非磁性调节器105的显影剂通过量(g/s)与实验2(见图8)中显影剂穿过辅助调节器106的显影剂通过量(g/s)的差值(g/s)，作为过量显影剂量。获得的差值如图10所示，并且通过将该差值从重量(g/s)转换为体积(cm3/s)所获得的结果如图11所示。在图11中，调色剂滴落口124的可通过量由虚线表示。
在第三实验(实验3)中，准备了提供有作为调节器的非磁性调节器105和辅助调节器106两者的显影装置100，并且在调色剂浓度为11％的情况下，调色剂滴落口124的可通过量被设置为过量显影剂量。其他条件与针对实验1和实验2所描述的相同。然后，在显影剂载体104的旋转停止之后，对滞留在合并部分123中的过量显影剂的显影剂保留量(cm3/s)进行测量。测量结果如图12所示。
如图11和图12所示，当调色剂浓度约为9％时，过量显影剂的量开始逐渐增加，并且当调色剂浓度约为11％时，增加率突然增加。当调色剂浓度小于11％时，过量显影剂没有留在合并部分123处并且调色剂滴落口124打开。然后从调色剂供应路径121供应调色剂，使得调色剂浓度增加。同时，当调色剂浓度超过11％时，过量显影剂留在合并部分123处并且调色剂滴落口124关闭。然后，停止从调色剂供应路径121供应调色剂，使得调色剂浓度降低。通过调色剂浓度的自我调节，调色剂浓度保持在约11％。
将参照图6和图7描述当调色剂浓度为低时显影装置100的操作。
参照图6，当调色剂浓度降低时，从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量减少。为此，即使当过量显影剂从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123时，调色剂滴落口124也不会由于过量显影剂被关闭(或阻止)。相应地，调色剂通过调色剂供应路径121、合并部分123和调色剂滴落口124从调色剂箱N供应到搅拌装置102。相应地，显影剂的调色剂浓度增加。
参照图7，当调色剂浓度增加时，从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量增加。相应地，当过量显影剂从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123时，从箱N供应并穿过调色剂滴落口124的调色剂量减少。相应地，从调色剂供应路径121供应到搅拌装置102的调色剂的量减少，使得显影剂的调色剂浓度降低。另外，当调色剂浓度增加时，从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量增加到比调色剂滴落口124的可通过量更大的量，并且相应地，过量显影剂积聚在合并部分123中并且调色剂滴落口124关闭。相应地，调色剂供应路径121停止或被禁止将调色剂供应至搅拌装置102，进而导致调色剂浓度降低。
相应地，参照图1，在示例成像设备1中，当调色剂浓度增加时，从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量增加，使得过量显影剂积聚在合并部分123中。相应地，由于调色剂的供应被抑制或停止，调色剂浓度降低。当调色剂浓度减少时，从过量显影剂输送路径122输送到合并部分123的过量显影剂的量减少，使得过量显影剂不会积聚在合并部分123中。相应地，由于从调色剂供应路径121供应调色剂，所以调色剂浓度增加。相应地，可以进行调色剂浓度的自调节。
图13所图示的示例显影装置100A与图2所图示的显影装置100相类似，但不同之处在于调色剂供应路径、过量显影剂输送路径、合并部分等的形状和布置。为此，下面将描述与显影装置100的不同之处，并且将省略对与显影装置100相似的特征的描述。
示例显影装置100A包括存储容器101、搅拌装置102、可旋转显影剂载体104、非磁性调节器105和辅助调节器106。进一步地，显影装置100A被提供有调色剂供应路径131、过量显影剂输送路径132和合并部分(或合并区域)133。
调色剂供应路径131是用于将调色剂从附接到显影装置100A的调色剂箱N供应到显影剂存储室H中的搅拌装置102的供应路径。调色剂供应路径131从调色剂箱N朝向搅拌装置102延伸。
过量显影剂输送路径132是与非磁性调节器105和辅助调节器106之间的间隙相连通或连接的、并对过量显影剂的进行输送的输送路径。例如，过量显影剂输送路径132是从显影剂载体104经由非磁性调节器105和辅助调节器106之间的间隙延伸并输送来自显影剂载体104的过量显影剂的输送路径。过量显影剂输送路径132在一些示例中可以排他性地形成在非磁性调节器105和辅助调节器106之间，或者在其他示例中可以与诸如存储容器101的其他构件组合形成。
合并部分133是调色剂供应路径131与过量显影剂输送路径132合并的部分。例如，过量显影剂输送路径132在合并部分133处与调色剂供应路径131合并。过量显影剂输送路径132的至少一部分和合并部分133在显影剂载体104的磁极119中的至少一个的磁性约束的影响下被设置。在一些示例中，一个磁极119可以设置在面对辅助调节器106的位置处。在一些示例中，多个磁极119可以设置在辅助调节器106中。过量显影剂输送路径132的至少一部分和合并部分133设置在其中过量显影剂可以被显影剂载体104的多个磁极119中的至少一个磁极吸附的位置处。为此，显影剂载体104的多个磁极119中的至少一个在过量显影剂输送路径132的至少一部分和合并部分133中吸附并保持一部分过量显影剂。
相应地，由于当调色剂浓度相对较低时由显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂的量较低，因此合并部分133打开并允许显影剂通过。相应地，调色剂从调色剂供应路径121被供应到搅拌装置102，使得调色剂浓度增加。当调色剂浓度增加时，由显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂的量增加，使得合并部分133变窄。相应地，从调色剂供应路径121供应到搅拌装置102的调色剂的量减少。此时，当由显影剂载体104的磁极119吸附并保持的过量显影剂关闭合并部分133中的显影剂的路径时，停止或禁止将调色剂从调色剂供应路径121供应至搅拌装置102。
相应地，合并部分133至少部分地基于从过量显影剂输送路径132供应的过量显影剂的量，来控制调色剂从调色剂供应路径131到搅拌装置102的供应。相应地，合并部分133可以基于由过量显影剂输送路径132输送的过量显影剂的量，来控制从调色剂供应路径131供应到搅拌装置102的调色剂的量。
将描述为了研究显影装置100A中调节器的磁性、显影剂的调色剂浓度和穿过调节器的显影剂的量之间的关系而进行的实验。
在实验(实验4)中，显影装置100A具有由非磁性调节器105而非辅助调节器106构成的调节器。非磁性调节器105与显影剂载体104之间的第一间隙G1被设为0.9mm，并且显影剂载体104的外径为18.2mm，并且以400rpm的转速旋转。显影剂中载体颗粒的堆积密度为2.28g/cm3，流速为30.3s/50g，平均粒径为36.8μm，磁性性质为1.1MA/m，饱和磁化强度为79Am2/kg，剩余磁化强度为0.7Am2/kg，以及保持力为0.8kA/m。
在实验过程中，在显影剂载体104的旋转停止之后，从显影剂载体104收集被非磁性调节器105调节(或阻止)的显影剂，并且对显影剂的调色剂浓度(％)和穿过非磁性调节器105的显影剂的显影剂通过量(g/s)进行测量。调色剂浓度通过由崔克日本有限公司(Trek Japan Co.,Ltd)制造的抽吸式小型带电量测量装置(型号：210HS)进行测量。与实验1类似地测量显影剂通过量(g/s)。实验4的结果如图16所示。
在另一实验(实验5)中，显影装置100A包括由辅助调节器106而非非磁性调节器105构成的调节器。参照图5，通过将非磁性构件107结合到磁性构件108来获得辅助调节器106，并且辅助调节器106和显影剂载体104之间的第二间隙G2被设置为0.8mm。其他条件与实验4的条件相同。在显影剂载体104的旋转停止之后，从显影剂载体104收集由辅助调节器106调节(或阻止)的显影剂，并且对调色剂浓度(％)和辅助调节器106的显影剂通过量(g/s)进行测量。实验5的结果如图16所示。
获得实验4(见图16)中基于超过非磁性调节器105(例如非磁性调节器105的下游)的显影剂载体上所承载的显影剂的第一显影剂通过量(g/s)与实验5(见图16)中基于超过辅助调节器106(例如辅助调节器106的下游)的显影剂载体104上所承载的显影剂的第二显影剂通过量(g/s)的差值，作为过量显影剂量。所获得的差值如图17所示。
基于图16和图17所示的结果，即使当调色剂浓度改变时，辅助调节器106的显影剂通过量也基本保持稳定，但是当调色剂浓度超过预定范围时，非磁性调节器105的显影剂通过量增加。
相应地，在具有非磁性调节器105和辅助调节器106两者作为调节器的显影装置100A中，当调色剂浓度超过预定范围时，过量显影剂的量增加。过量显影剂可以被输送到合并部分133并且可以被显影剂载体104的磁极119吸附和保持，以便使合并部分133实现对调色剂供应量的控制(或自调节)。在一些示例中，辅助调节器106可以是磁性调节器，以便更好地控制调色剂供应量(更适当地执行调色剂供应量的自调节)。在一些示例中，辅助调节器106和显影剂载体104之间的第二间隙G2可以被设置为0.6mm或更小，以便即使当辅助调节器106是非磁性调节器时，也可以实现对调色剂供应量的改进控制(以适当地执行调色剂供应量的自调节)。进一步地，可以对显影剂载体104的磁极119的吸附力、合并部分133的布置等进行设置，使得当调色剂浓度超过阈值时，从过量显影剂输送路径132输送到合并部分133的过量显影剂的量等于或基本等于其中合并部分133被显影剂载体104的磁极119所吸附的过量显影剂所阻止的量。相应地，调色剂浓度可以更合适地保持在低于阈值的目标范围(例如，预定范围)内。
接下来，将参照图14和图15描述当调色剂浓度为低和调色剂浓度为高时显影装置100A的操作。
参照图14，当调色剂浓度降低时，从过量显影剂输送路径132输送到合并部分133的过量显影剂的量减少。为此，由显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂的量减少，并且因此合并部分133打开。相应地，调色剂通过调色剂供应路径131和合并部分133从调色剂箱N供应到搅拌装置102。相应地，显影剂的调色剂浓度增加。
如图15所图示的，当调色剂浓度增加时，从过量显影剂输送路径132输送到合并部分133的过量显影剂的量增加。为此，由显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂的量增加，并且因此合并部分133的开口变窄。因此，经由调色剂供应路径131供应到搅拌装置102的调色剂的量减少，进而导致显影剂的调色剂浓度降低。相应地，当调色剂浓度增加时，被显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂积聚在合并部分133处并趋于关闭合并部分133，从而停止或减少调色剂从调色剂供应路径121向搅拌装置102的供应，进而导致调色剂浓度降低。
参照图13，在显影装置100A中，当调色剂浓度增加时，由显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂的量增加，从而使合并部分133的开口变窄。相应地，从调色剂供应路径131供应到搅拌装置102的调色剂的量减少，使得调色剂浓度降低。进一步地，当调色剂浓度增加时，被显影剂载体104的磁极119吸附并保持的过量显影剂在合并部分133处被收集，并且合并部分133中的过量显影剂禁止或停止调色剂从调色剂供应路径131流到搅拌装置102，进而导致调色剂浓度降低。当调色剂浓度减少时，由显影剂载体104的磁极119吸附和保持的过量显影剂的量减少，这可以导致调色剂供应路径131和合并部分133之间的开口变宽。因此，调色剂从调色剂供应路径131被供应到搅拌装置102，进而使调色剂浓度增加。相应地，可以执行调色剂的浓度自调节或控制。
应当理解的是，本文描述的所有方面、优点和特征都不一定必须由任何一个特定示例实现或包括在任何一个特定示例中。实际上，已经在本文中描述和图示了各种示例，很明显的是，其他示例可以在布置上进行修改并且省略了细节。
例如，显影装置中调色剂浓度的调节或控制可以通过上述自调节机构实现，或者在其他例子中，调色剂浓度的控制可以通过上述自调节机构和其他调节机构的组合实现。例如，在示例调节机构中，显影剂存储室H可以提供有调色剂浓度传感器，调色剂箱N可以提供有调色剂输送机构(诸如螺钻)，并且调色剂输送机构可以根据调色剂浓度传感器的检测值来驱动。在另一示例中，显影剂存储室H可以提供有调色剂浓度传感器，显影装置可以提供有具有调色剂输送机构(诸如螺钻)的调色剂存储箱，并且存储箱的调色剂输送机构可以根据调色剂浓度传感器的检测值来驱动。

Claims (15)

1.一种成像系统，包括：
搅拌装置，用于搅拌显影剂；
可旋转的显影剂载体，用于承载由所述搅拌装置所搅拌的所述显影剂；
非磁性调节器，用于调节由所述显影剂载体所承载的所述显影剂的厚度；
辅助调节器，用于进一步调节由所述显影剂载体所承载的所述显影剂的所述厚度；
过量显影剂输送路径，用于输送来自所述显影剂载体的过量显影剂，所述过量显影剂输送路径从所述显影剂载体经由形成在所述非磁性调节器和所述辅助调节器之间的间隙延伸；
调色剂供应路径，用于将调色剂供应至所述搅拌装置；以及
所述调色剂供应路径和所述过量显影剂输送路径合并的合并区域，所述合并区域至少部分地基于从所述过量显影剂输送路径接收的所述过量显影剂的量，来控制所述调色剂从所述调色剂供应路径到所述搅拌装置的供应。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，
所述辅助调节器在所述显影剂围绕所述显影剂载体的输送方向上设置在所述非磁性调节器的下游侧。
3.根据权利要求1所述的成像系统，其中，
所述辅助调节器是磁性的。
4.根据权利要求3所述的成像系统，其中，
所述辅助调节器包括与磁性构件结合的非磁性构件。
5.根据权利要求1所述的成像系统，其中，
所述非磁性调节器与所述显影剂载体间隔开第一间隙，并且
所述辅助调节器与所述显影剂载体间隔开小于所述第一间隙的第二间隙。
6.根据权利要求5所述的成像系统，其中，
所述第二间隙约为0.6毫米或更小。
7.根据权利要求1所述的成像系统，其中，
所述调色剂供应路径提供有调色剂滴落口，所述调色剂滴落口位于所述合并区域和所述搅拌装置之间并且位于所述搅拌装置上方。
8.根据权利要求7所述的成像系统，其中，
调色剂滴落口具有小于所述过量显影剂输送路径的横截面积的开口面积。
9.根据权利要求7所述的成像系统，其中，
当所述显影剂的调色剂浓度为设定范围或更大时，所述调色剂滴落口的开口面积的大小被设置为使得从所述过量显影剂输送路径输送的所述过量显影剂的量超过从所述调色剂滴落口滴落的所述显影剂的量。
10.根据权利要求7所述的成像系统，其中，
所述搅拌装置在轴向方向上延伸，并且
所述调色剂滴落口设置在所述搅拌装置的在所述轴向方向上的端部上方。
11.根据权利要求7所述的成像系统，其中，
所述过量显影剂输送路径提供有溢流口，所述溢流口沿所述过量显影剂输送路径设置在所述显影剂载体和所述合并区域之间。
12.根据权利要求1所述的成像系统，其中，
所述显影剂载体具有用于承载所述显影剂的多个磁极，以及
所述合并区域与所述多个磁极中的至少一个邻近，以在所述合并区域处吸附所述过量显影剂。
13.根据权利要求12所述的成像系统，其中，
所述显影剂载体包括形成所述显影剂载体的表面层的可旋转显影套筒以及设置在所述显影套筒内部的磁辊，其中，所述磁辊包括布置在所述显影剂载体的圆周方向上的所述多个磁极，所述显影剂载体的所述磁极吸附所述合并区域中的所述显影剂中的至少一部分。
14.一种显影装置，包括：
搅拌装置，用于搅拌显影剂；
调色剂供应路径，用于将调色剂供应至由所述搅拌装置所搅拌的所述显影剂；
可旋转显影剂载体，用于将从所述搅拌装置接收的经搅拌的所述显影剂沿圆周路径承载到与图像载体邻近的显影区域；
沿所述圆周路径定位的非磁性调节器，用于调节由所述显影剂载体承载的所述显影剂的厚度；
沿所述圆周路径位于所述非磁性调节器和所述显影区域之间的辅助调节器，用于进一步调节由所述显影剂载体承载的所述显影剂的所述厚度；
在所述非磁性调节器和所述辅助调节器之间延伸的过量显影剂输送路径，用于将一数量的过量显影剂从所述显影剂载体输送离开；以及
邻近所述搅拌装置定位的、所述调色剂供应路径和所述过量显影剂输送路径进行合并的合并区域，所述合并区域至少部分地基于经由所述过量显影剂输送路径输送的所述过量显影剂，来控制所述调色剂从所述调色剂供应路径到所述搅拌装置的供应。
15.根据权利要求14所述的显影装置，
其中，所述调色剂供应路径包括位于所述合并区域处的、用于将所述调色剂引导至所述搅拌装置的调色剂滴落口，并且
其中，所述调色剂滴落口具有小于所述过量显影剂输送路径的最小横截面积的开口面积。
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