CN1195124A

CN1195124A - 显影装置

Info

Publication number: CN1195124A
Application number: CN98106244A
Authority: CN
Inventors: 野沢泰三
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1998-10-07
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: CN1103943C; EP0869403A2; EP0869403A3; JPH10274878A; US5991583A

Abstract

一种显影装置,包括一个用来携带显影液、把显影液输送到影像载体并且形成显影影像的显影辊;一个用来在搅拌显影液的同时把它输送到显影辊上的上混合螺旋;一个用来和上混合螺旋一起循环并输送显影液的下混合螺旋;一个用来汲取显影液的汲取辊;以及一个磁性件,该件设置成与汲取辊相接触,以便相对于通过显影辊的轴线中心的水平线形成一个在第一与第二磁极之间的小于90°的角度并且使由汲取辊汲取的显影液分离。

Description

显影装置

本发明涉及一种用于成像设备的显影装置。

复印机被大量用来作为一种成像装置。在复印机中，显影装置用来使在影像载体上形成的一个静电潜影显影，从而可在影像接受介质上获得一个由调色剂形成的影像。

从影像质量的观点看，在显影装置中，一种使用包括调色剂和载体的显影液的双组分显影装置还大量用于彩色录像机和打印机。在彩色录像中，影像面积部分的比例大于常规的黑白录像中的比例，因为彩色录像的成像要素和调色剂消耗大约要多5倍。

因此，在彩色录像中，必须在相当短的时间周期内供应大量的调色剂，此外，足以满足显影要求的充电特性也必须在供应给显影辊之前给予调色剂。

另一方面，对彩色成像设备的尺寸减小和速度增加也不断地提出要求。

为了给予供应到显影装置的调色剂以足够的充电特性，需要充分地对调色剂和载体进行搅拌和混合(为此需要时间)，并且显影装置本身必须具有足够的保持显影液的容量。

为了保证上述的显影液容量和搅拌时间，采用了一种用来把在显影装置中的搅拌器配置在竖直方向以取代常规的横向并排放置的布置方案。这样一种装有配置在竖直方向的搅拌器的显影装置叫做HL型显影装置。

常规的HL型显影装置具有一个埋置在用来盛装双组分显影液的该装置主体中的间隔板，以便把该主体的内部分成上部和下部。一个上搅拌器设置在由该间隔板分开的上部，而一个下搅拌器则设置在下部。沿着间隔壁的纵向两端与显影装置主体的侧壁之间具有规定的间隙，以便显影液能够自由地通过该间隙。

在间隔壁以及上部和下部搅拌器的前部，设置有一个显影辊，该辊是一个显影液携带件。

在这种显影装置中，通过上搅拌器搅拌并传送的显影液沿着规定的方向传送并且好像跌落于其上地供应到显影辊上。

尚未传到显影辊上的显影液和在完成显影以后保留在该显影辊上的剩余显影液将由于其自身重力落到下搅拌器一侧，然后通过下搅拌器的运转沿着与上搅拌器相反的方向传送。

由下搅拌器传送的该显影液又供应给上搅拌器并且被循环和传送。然而在这种情况下，当显影液克服其重力从下搅拌器传送到上搅拌器中时，存在着显影液不能充分供应这样一个问题。为了解决这个问题，人们考虑在显影辊的末端处设置一个用磁铁制成的汲取辊，以便用磁力来传送显影液。但是，当用磁力传送显影液时，还是存在一个问题。

也就是说，从显影装置中的显影液的搅拌和传送效率的观点看，最好使显影液同汲服辊完全分离。

但是，在显影液使用的后期，由于显影液的流动性恶化，由于环境变化而产生的显影液性能的变化以及部分显影液粘附在汲取辊上等原因而使显影液不能完全同涉取辊分离。

如果发生这种现像，汲取效率将降低并且显影液通过整个显影装置的流动速度将变慢。如果显影液的流速低于一个确定的速度水平时，调色剂浓度将变得不均匀，影像往往会变得不正确以及自动调色剂传感器可能变得不正常。

此外，与一种水平型显影装置(不是HL型显影装置)中的显影液从显影辊分离的情况相比较，在HL型显影装置中的显影液从汲取辊分离是很困难的。

换句话说，在水平型显影装置的普通显影辊的情况下，在用于分离显影液的磁极之间的具有最小磁力的分离点设定在轴线中心的水平线的下面。所以，由于显影液的重力等因素自动地分离是容易的，并且已分离的显影液的流动在搅拌器一侧以恒定方向进行。

相反，在用磁力汲取显影液的HL型显影装置中，该分离点是在通过轴线中心的水平线的上面，因而自动地分离是困难的。此外，由于已分离的显影液的流动是沿着与搅拌器相反的方向进行的，使显影液的分离更加困难。

如上所述，至今为止还没有HL型显影装置能够令人满意地进行显影液的汲取和分离。

本发明的目的在于提供一种能够获得高质量影像的显影装置，这是通过稳定地使显影液同一个汲取装置分离，以便始终保持调色剂浓度在一个均匀水平上并且不受由于显影液的使用频度、环境变化等因素而造成的显影特性变化的影响而实现的。

根据本发明，提供了一种显影装置。该显影装置包括一个用来携带显影液并且把该显影液供给一个影像载体以便形成一个显影影像的显影辊；用来在搅拌显影液的同时把显影液传送到显影辊上的第一搅拌/传送装置；设置在第一搅拌/传送装置的下面用来和该第一搅拌/传送装置一起循环和传送显影液的第二搅拌/传送装置；一个设置在显影辊处其上形成有第一和第二磁极的汲取件，该件当第二搅拌/传送装置把显影液供应给第一搅拌/传送装置时汲取显影液；以及用于分离已由汲取件汲取的显影液的分离装置，该装置设置成与该汲取件相接触以便相对于通过显影辊的轴线中心的水平线形成一个小于90°的角度。

图1是示出使用本发明显影装置的串联式印刷机的一台彩色电子复印机的内部构造的一个简图；

图2是示出本发明显影装置的一个实施例的一个简图，图中该显影装置已被分解并且示意地示出；

图3是示出用于本发明显影装置中的搅拌器螺旋的前视图；

图4是本发明显影装置的示意的剖面图，图中示出了它位于与一个光敏滚筒相对置的位置的情况；

图5是示于图2中的显影装置的一个示意的竖直剖面侧视图；

图6是在另一个实施例中的该显影装置的一个竖直剖面侧视图；

图7是通过常规的显影装置与本发明显影装置的比较显示出不同使用条件下的分离作用特性的曲线图；以及

图8是通过常规的显影装置与本发明显影装置的比较显示出不同使用条件下在该显示装置中的显影液流动特性的曲线图。

下文中将参照附图对本发明的一个实施例进行描述。

图1示出了一个使用本发明显影装置的四级串联式印刷机的一台彩色电子复印机。在主部件1的顶部的文件台1a上，设置有一个用来自动地输送文件的自动文件输送装置2。

在主体1内的上端设置有一个用来曝光文件的文件扫描器5。该文件扫描器5包括可移动的第一和第二滑架6和7，该第一滑架6上设置有一个用来把光照射在原始文件上的曝光灯8和一个用来反射由该原始文件所反射出来的光的第一反光镜9。该第二滑架7上设置有用来反射由第一反光镜9所反射出来的反射光的第二和第三反光镜10和11，从而把反射光引导到一个预定的方向。在由第三反光镜11所反射出来的光的光程中设置有一个光学透镜13和一个光电转换元件14。

在接近主体1的中心位置处，设置有四个可转动的光敏滚筒31a-31d，用来沿纸的输送方向传送图像。

围绕在光敏滚筒31a-31d中的每个滚筒都设置有一个用来使该滚筒表面均匀地充电的主充电器32，一个用来使在该滚筒上的静电潜影显影的显影装置34，一个用来把在该滚筒上的由调色剂形成的影像转印在一张纸上的转印装置35，以及一个用来除去剩余的调色剂的清洁器36，这些装置沿着该滚筒的转动方向顺序布置。

此外，在主体1内还设置有一个激光束扫描装置(未示出)，以便根据图像信息发射激光束。从激光束扫描装置发出的激光束作用在光敏滚筒31a-31d上，从而在每个光敏滚筒31a-31d上形成静电潜影。

在光敏滚筒31a-31d的下方，以几乎水平的状态设置有一个包括多个辊和一条输送带的纸张输送通路16。在该纸张输送通路16中，设置有一个用来进给纸张的纸张进给辊21，一个用来对准纸张的对准辊22，用来把调色剂影像转印在纸张上的转印装置35，一个用来输送纸张的输送带27，一个定影装置18，一个输送辊28，以及一个引出辊30，这些部件沿着纸张输送方向顺序布置。

定影装置18由一个加热辊18a和一个加压辊18b组成，该加压辊被压力配合在加热辊18a的下端以便压平纸张。

在主体1的一端设置有一个用来供纸的供纸盘24，而在其另一端设置有一个用来接受从纸张引出辊30排出的纸张的纸张接受盘25。

为了形成影像，先把原始文件放在文件台1a上，然后按下复制起动按钮(未示出)。

接着曝光灯泡8亮起来，第一和第二扫描滑架6和7移动，原始文件被光线扫描。来自原始文件的反射光通过第一、第二和第三反光镜9、10和11以及光学透镜13由光电转换元件14所接受并且进行光电转换。通过光电转换，激光束就根据影像信息从激光束扫描装置射出并且由一个多角镜进行扫描。该激光束通过光学系统被引导并作用在光敏滚筒31a-31d上。光敏滚筒31a-31d的表面通过主充电器32被均匀地充电，当激光束作用于其上时就形成原始文件的静电潜影。该静电潜影通过光敏滚筒31a-31d的转动到达显影装置34上，并且当提供相应的彩色调色剂时就形成了彩色调色剂影像。

另一方面，通过纸张进给辊21的转动从供纸盘24供应的纸张在通过对准辊22对准以后被传送在光敏滚筒31a-31d与转印装置35之间，因而彩色影像就转印在该纸张上。转印完成以后，剩留在光敏滚筒31a-31d上的调色剂通过清洁器36擦去并且弄干净。

该带有转印的调色剂影像的纸在传送带27运行时被送到定影装置18中并且在定影装置18中被加热、压平和定影。带有定影影像的该纸张通过引出辊30被排出到纸张接受盘25中。

图2中示意地示出了被分解的显影装置34。包括有调色剂和载液的双组分显影液被装在外壳110中，该外壳是显影装置的主体。在外壳110的顶面上设置有一个调色剂供应部分111。调色剂可根据一个调色剂传感器(未示出)的检测信号从调色剂供应部分111自动地供应。

间隔壁110a埋置在外壳110的内壁中并且从该内壁上伸出。在间隔壁110a的两个侧端110a₁和110a₂与外壳110的侧壁110b₁和110b₂之间分别有规定的间隙G₁和G₂，显影液可以从该间隙G₁和G₂流过。

在间隔壁110a的上部和下部设置有互相平行的一个上搅拌器螺旋(下文称为上搅拌器)112A和一个下搅拌器螺旋(下文中称为下搅拌器)112B。上和下搅拌器112A和112B的端部从外壳110的侧壁110b₁和110b₂伸出并且与一个驱动装置(未示出)相连接，并互相以相反方向转动。

在外壳110中，上搅拌器112A搅拌并且沿着从侧壁110b₂一侧向侧壁110b₁一侧的方向传送显影液。下搅拌器112B搅拌并且沿着从侧壁110b₁一侧向侧壁110b₂一侧的方向传送显影液。也就是说，上和下搅拌器112A和112B互相沿着相反的方向传送显影液。

另一方面，间隔壁110a位于上和下搅拌器112A和112B之间并且它的端部延伸到一个靠近显影辊113的位置，该显影辊是一个显影液携带件。

显影辊113支承在设置在外壳110上的一个孔中。此外，一个显影液汲取辊114以与显影辊113在同一轴线上平行设置的方式设置在该显影辊的一个侧端113a处。

显影辊113位于间隔壁110a的对面并且也位于间隔壁110a的右侧端110a₁与外壳110的侧壁110b₁之间的间隙G₁的对面。这些对置的区域被称做显影液传送和搅拌部分115。汲取辊114位于间隔壁110a的左侧端110a₂与外壳110的侧壁110b₂之间的间隙G₂的对面。这些对置的区域被称做显影液汲取部分116。

显影辊113配置在光敏滚筒31a(31b，31c和31d)的对面，该滚筒是一个影像载体，如图4中如示。

下面将详细描述汲取辊114及其周围的结构。

如图5中所示，汲取辊114是由一个磁性辊114a和一个转动套筒114b所组成，该磁性辊包括3个固定配置的磁极：第一磁极S₁，第二磁级S₂和一个N₁极，由非磁性材料制成的该转动套筒114b放在磁性辊114a的外表面上。分离点P(这是具有最小磁力的一个点)位于第一磁极S₁与第二磁极S₂之间。

该分离点P应这样来设定，使得基于通过该汲取辊114的轴线中心的水平线而确定的一个角度α落入小于90°的范围(α＜90°)。

与汲取辊114相对置的外壳110的部分保持闭合。一个支承部分b在汲取辊114的上面部分以一个联合体埋置在外壳110内并且从其处伸出。一个包括该分离装置的磁性板118安装在支承部分b上。

磁性板118伸出到汲取辊114一侧，其上端边缘位于汲取辊114的外表面的对面，从而在它们之间留下一个规定间隙。该磁性板118设置在靠近分离点P的下游侧并且在它与第二磁极S₂之间形成一个磁性屏蔽。

显影液在上述显影装置34中的流动如图2中箭头方向所示。换句话说，沿着图2中的右侧方向通过上搅拌器112A而被搅拌和传送的供有新鲜调色剂的显影液落在和供应到中部的显影辊113上(用向下的箭头表示)。

没有供应到显影辊113上的被传送的显影液通过在间隔壁110a的右侧端110a₁与外壳110的侧壁110b₁之间的间隙G₁直接被导引到下搅拌器112B一侧，已供应到显影辊113上但尚未由光敏滚筒31a带走的剩余显影液也由于其自身重力而被导引到下搅拌器112B中。

显影液由于下搅拌器112B的作用被传送到图2中的左端方向，并与吸取辊114相对。然后，显影液由汲取辊114沿着显影液汲取部分116汲取上来并且移动到上搅拌器112A一侧。此后，该显影液就以如上所述的同样方法再次传送。

通过下搅拌器112B传送到汲取辊114的下部的显影液随着套筒114b的转动通过构成汲取辊14的一个N₁-S₁极传送到上部。

该显影液通过第一和第二磁极S₁和S₂同汲取辊114相分离并且移动到上搅拌器112A一侧。具体地说，由于在磁极S₁与S₂之间的分离点P的磁力最小，因而到达分离点P处的显影液几乎全部被分离并且被移走。

分离点P被设定在角度α＜90°处的一个位置上，在分离点P处分离的显影液由于其自身重力的作用自然被传送到上搅拌器112A一侧。

然而，虽然显影液本来是在分离点P处被分离，但它的一部分却可能并不分离而仍遗留在套筒114b上。该残留的显影液随着汲取辊114的运动而沿着反时针方向转动。

该残留的显影液到达靠近分离点P的下游侧的磁性板118与磁极S₂之间的位置。由于磁屏蔽已在它们之间形成，残留在汲取辊114上的显影液肯定可以完全分离。

磁性板118并不与汲取辊114相接触，所以不需要特别考虑其寿命，而且磁性板118非常有效，不会受到任何环境变化的影响。

此外，由于分离点P被设置在使用α＜90°处的一个位置上，所以在此点处分离的显影液通过其自身的重力就可以传送到上搅拌器112A一侧，如上面所述的那样。此外，由于磁性板118被设置在靠近第二磁极S₂的一个位置上，所以使磁屏蔽更强。磁性板118、磁屏蔽和支承部分b都起推动分离的显影液返回到上搅拌器112A的作用，从而可保证显影液运动到上搅拌器112A中。

在将经过汲取辊114的轴线中心的水平线设置在0°的情况下，通过改变该水平线与磁性板118之间形成的角度，就可对来自汲取辊114的显影液的分离情况(留在汲取辊114上的显影液数量)作出评价。在该水平线与磁性板118之间沿着与汲取辊114的转动方向相反的方向形成的角度用负号(-)来表示。评价的结果示于表1中。

角度	评价结果
角度	评价结果	-10	较差
10	稍好	-10	较差
10	稍好	30	好
50	好	30	好
50	好	70	好
90	好	70	好
90	好	110	较差

分离装置可以是如在图6中所示的结构。在这种情况下，除去该分离装置以外的其他组成装置都与以前所述的实施例中的那些装置相同并且给予了相同的标号，因此将省去对它们的说明。

因此，关于分离点P，它被设定在其角度为α＜90°处的一个位置上，其原因与前面所述的相同。

在这种情况下，刮削器119安装在外壳110的支承部分b上。刮削器119用聚酯薄膜或铝板制成并且其顶边与在汲取辊114上形成的分离点P相接触。

考虑到汲取辊114的寿命，刮削器119与该汲取辊的接触角α被设定在小于30°(β＜30°)的范围内，该角度以该汲取辊的切线为基准。

上述接触角β是根据诸如在汲取辊114的表面上的表面喷砂粗糙度、显影液、预定的寿命和单个刮削器(厚度和材料)等条件用实验方法得出的。

刮削器119的尖端与汲取辊114的一个基本上位于在磁极S₁与S₂之间的中心位置的表面相接触。由于在磁极S₁与S₂之间的基本中心位置所产生的磁力最小，因而该显影液在汲取辊上的固着力是很小的。所以，如果刮削器119的尖端和在汲取辊的磁极S₁与S₂之间的分离点P相接触，显影液可以容易地同汲取辊114分离。

由于磁力在分离点P处最小，残留显影液就被分离，同时，该显影液还由于刮削器119的力而与汲取辊114分离。刮削器119和支承部分b都起推动该分离的显影液返回上搅拌器112A中的作用，因而一定能把该显影液移动到上搅拌器112A中。

虽然这种HL型显影装置由于设置了汲取辊114而具有一个显影液很难与其分离的部分，但仍然可以保证显影液同汲取辊114分离并且把显影液充分地供应到显影辊上。

图7示出了在各种使用条件下分离作用的特性曲线。图中，在现有结构中的显影装置用三角形符号的数据示出，在图5所示结构中的本发明的显影装置用圆形符号的数据示出，在图6所示结构中的显影装置用方形符号的数据示出。

在显影液使用的初期和环境条件为N/N(正常温度/正常湿度)时，在现有结构(三角形符号)中的显影装置具有与本发明的显示装置(圆形符号和方形符号)相同的特性。

但是，在显影液使用的后期和环境条件为N/N时，在本发明的结构中几乎没有特性的变化，而在现有结构中则已经可以识别出特性的恶化。

即使在显影液频繁使用的后期和环境条件为H/H(高温/高湿度)时，仍可看出在本发明结构的显影装置中几乎没有特性变化，而在现有结构的显影装置中则可以识别出特性的显著恶化。

图8示出了在各种使用条件下在显影装置中的显影液的流量特性曲线。显示数据的符号与前面所说明符号相同。

图中，当显影液频繁使用处于初期和环境条件为N/N时，在现有结构中的显影装置具有与本发明的显影装置相同的特性，而当在现有结构的显影装置的特性从OK区(30g/sec)降落时，在本发明结构的显影装置中却几乎没有任何特性变化。

因此，即使在显影液使用的后期和环境条件为N/N时，本发明显影装置仍能保持在OK区的特性，而在现有结构的显影装置的特性则从该OK区急剧地下降。

如上所述，本发明的显影装置是一种所谓的HL型显影装置，在设置有一个汲取辊作为汲取装置的前提下，该显影装置始终能够稳定地把显影液同该磁性辊相分离，使调色剂浓度均匀，因而具有能提供高质量的影像的效能，而不受由于显影液的使用频度和环境变化而引起的显影特性方面的任何变化的影响。

Claims

1.一种显影装置，包括：

一个显影辊，该辊用来携带显影液并且把该显影液供给一个影像载体以便形成一个显影影像；

用于在搅拌该显影液的同时把显影液传送到该显影辊上的第一搅拌/传送装置；

第二搅拌/传送装置，该装置设置在第一搅拌/传送装置的下面，用于和该第一搅拌/传送装置一起循环和传送该显影液；

一个其上形成有第一和第二磁极的汲取件，该件设置在该显影辊处以便当该第二搅拌/传送装置把该显影液供应给该第一搅拌/传送装置时汲取该显影液；以及

用于分离已由该汲取件汲取的该显影液的分离装置，该装置设置成与该汲取件相接触以便相对于通过该显影辊的轴线中心的水平线形成一个小于90°的角度。

2.如权利要求2所述的显影装置，其特征在于，该汲取件包括：

一个磁性件，该件具有3个固定配置的磁极：第一磁极S₁，第二磁极S₂和一个N₁极；以及

一个套筒，该套筒配置成可围绕该磁性件的该外表面转动。

3.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，该分离装置包括一个磁性板，该板配置成同该汲取件之间留下一个规定的间隙。

4.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，该分离装置包括一个刮削器，该刮削器被配置成使得其尖端与该汲取件相接触以便把粘附在该汲取件上的该显影液刮去。

5.如权利要求4所述的显影装置，其特征在于，该刮削器设置在该第一与第二磁极之间的差不多中心位置。

6.如权利要求4所述的显影装置，其特征在于，该刮削器的设置应使其对该汲取件的接触角相对于该汲取件的切线为30°或30°以下。

7.一种显影装置，包括：

一个外壳，该外壳具有一个孔和一个用来在其中盛装显影液的调色剂供应部分；

一个显影液载体，该载体沿着该外壳的该孔配置，用来携带装在该外壳中的该显影液并且把该显影液供应到一个影像载体上以便形成显影影像；

一个间隔壁，该壁用来把该外壳的内部分隔成一个上部和一个下部；

设置在该上部的第一搅拌/传送装置，该装置用来搅拌装置在该外壳中的该显影液和从该调色剂供应部分供给的调色剂，沿着第一方向传送该显影液和调色剂，以及把它们供应到该显影液载体上；

设置在该下部的第二搅拌/传送装置，该装置用来接受由该第一搅拌/传送装置沿第一方向传送的该显影液，进一步搅拌显影液并且沿着与该第一方向相反的第二方向传送，以便把该显影液供应给该第一搅拌/传送装置；

具有一个其上形成有第一和第二磁极的转动轴的汲取装置，该装置用来当该第二搅拌/传送装置把该显影液供应到该第一搅拌/传送装置中时汲取该显影液；以及

设置成与该汲取装置相接触的分离装置，以便相对于通过该转动轴的水平线在该第一与第二磁极之间形成一个90°或90°以下的角度，以使通过该汲取装置汲取的该显影液分离。

8.如权利要求7中所述的显影装置，其特征在于，该分离装置包括一个磁性板，该板配置成同该汲取件之间留下一个规定的间隙。

9.如权利要求7中所述的显影装置，其特征在于，该分离装置包括一个刮削器，该刮削器被配置成使得其中尖端与该汲取件相接触以便把粘附在该汲取件上的该显影液刮去。

10.如权利要求9所述的显影装置，其特征在于，该刮削器的设置应使其对该汲取件的接触角相对于该汲取件的切线为30°或30°以下。