显影装置以及具备其的图像形成装置的制作方法

专利名称：显影装置以及具备其的图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相方式的图像形成装置中的显影装置以及具有该显影装置的 图像形成装置。
背景技术：
电子照相方式的图像形成装置，一般具有容易形成具有良好画质品质的图像的优 点，广泛用于例如复印机、打印机、传真装置、多功能一体机等。在这种图像形成装置中，通过执行使感光体表面带电的带电工序、按照图像数据 对带电的感光体表面进行曝光而形成静电潜像的曝光工序、通过调色剂对静电潜像进行显 影的显影工序、将显影的调色剂像转印到记录材料上的转印工序、以及将转印于记录材料 的调色剂像定影于该记录材料的定影工序，从而在记录材料上形成图像。并且，在这种电子照相方式的图像形成装置中使用的显影剂是仅由调色剂组成的 单组分显影剂、和由调色剂和载体混合而成的双组分显影剂，但是一般多采用能够形成高 解像度图像的双组分显影剂。在使用双组分显影剂的图像形成装置中，通过将调色剂与载体在显影剂容置槽内 搅拌使调色剂摩擦带电而附着在旋转的显影辊上，输送到与像担持体的对向面上，并通过 调色剂对像担持体上的静电潜像进行显影。并且，对显影剂容置槽内的调色剂浓度进行测 定，在调色剂不足的情况下向显影剂容置槽补给调色剂，将显影剂容置槽内的调色剂浓度
保持一定。例如在专利文献1中公开的构成，为了降低显影剂全体密度变化引起的显影导磁 率测定结果与实际调色剂浓度的偏差，在显影剂容置槽缘的与显影辊的对向部上，设置用 于使吸附于显影辊的显影剂的自显影辊表面起的高度一致的刮板(doctor blade)，使该刮 板与显影辊的间隔(doctor gap)可变。并且，在专利文献1中，具有用于使显影剂容置槽 内的显影剂搅拌循环的相对于显影辊平行配置的2根螺杆，在与这两根螺杆中远离显影辊 侧的螺杆接近的位置设有调色剂浓度传感器。专利文献1日本国公开特许公报特开平4-34582号公报(平成4年2月5日公 开)

发明内容
但是，在专利文献1的技术中，会在刮板的根部滞留显影剂，滞留的显影剂的一部 分在刮板与显影辊之间不均勻地通过，会导致产生显影条纹等问题。具体说明如下，在现有 技术中，显影剂容置槽的底面(内表面)上的与显影辊的对向部具有沿着显影辊形状的形 状，即与显影辊的轴向断面形成大致同心圆的形状，刮板从显影剂容置槽的底面突出设置。 因此，会在显影剂容置槽的底面与刮板的边界部的附近滞留显影剂，滞留的显影剂的一部 分通过显影辊的旋转而在刮板与显影辊的对向部上不均勻摩擦脱落。并且，显影剂滞留的结果还会导致如下的问题显影剂与显影辊的摩擦产生的热停滞到上述边界部附近的显影剂滞留的部分，因此使显影剂的温度上升而易于在显影辊上 融化附着，从而导致图像品质降低。并且，在专利文献1的技术中，需要设置用于使刮板相对于显影辊相对移动的移 动机构，从而导致装置构成复杂化等问题以及必须维护移动机构的问题。并且，在专利文献 1的技术中，由于调色剂浓度传感器的位置与刮板的距离远，还存在调色剂浓度控制的响应 性差的问题。本发明针对上述问题做出，其目的在于以简单的构成实现能够形成没有显影条纹 的高品质图像的显影装置。本发明的显影装置，为了解决上述课题，具有容置显影剂的显影剂容置槽、以周 面的一部分从设置于上述显影剂容置槽的开口部露出到上述显影剂容置槽的外部的方式 设置的显影辊，通过使上述显影剂容置槽内的显影剂附着到上述显影辊上并使上述显影辊 旋转，将上述显影剂输送到上述显影剂容置槽的外部，该显影装置特征在于，上述显影辊， 以该显影辊的周面从上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧的端部向上述显影剂容 置槽的外部输送，从上述开口部处的上述显影剂容置槽的顶面侧的端部向上述显影剂容置 槽内容置的方式旋转，该显影装置具备修整刀，其在上述开口部处的上述显影剂容置槽的 底面侧的端部，从上述显影剂容置槽向上述显影辊侧突出地设置，规定在上述显影辊上附 着并且输送的显影剂的层自上述显影辊的周面起的高度；滞留防止部，其设置在上述显影 剂容置槽的内表 面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角部，上 述滞留防止部的上述显影辊侧的表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的 表面所成的角度，大于在上述角部上，上述显影辊的与该显影辊的延伸方向垂直的断面的 同心圆与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度。根据上述构成，在显影剂容置槽的内表面与修整刀的在显影辊的旋转方向上游侧 的表面所成的角部设置有滞留防止部，滞留防止部的显影辊侧的表面与修整刀的在显影辊 的旋转方向上游侧的表面所成的角度，比在上述角部上与显影辊的延伸方向垂直的断面的 同心圆与修整刀的在显影辊的旋转方向上游侧表面所成的角度大。由此，能够抑制由修整 刀刮除的显影剂滞留，防止被刮除的显影剂在修整刀与显影辊之间不均勻通过而使输送到 显影剂容置槽的外部的显影剂的密度变得不稳定的情况。并且，能够防止由于显影剂滞留 使修整刀附近的显影剂温度升高，从而容易在显影辊上融化附着的情况。因此，能够使通过 显影辊向显影剂容置槽的外部输送的显影剂的密度稳定，形成显影条纹少的高品质图像。并且，在显影辊以该显影辊的周面从上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧 的端部向上述显影剂容置槽的外部输送，而从上述开口部处的上述显影剂容置槽的顶面侧 的端部容置到上述显影剂容置槽内的方式旋转的构成中，与显影辊与该构成反向旋转的构 成相比，通过在显影剂容置槽的底面侧的端部附近设置的修整刀刮除的显影剂特别容易滞 留。但是，根据本发明，尽管如上所述是显影剂容易滞留的构成，但是能够有效地抑制通过 修整刀刮除的显影剂滞留。如上所述，本发明的显影装置，在上述显影剂容置槽的内表面与上述修整刀的在 上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角部设置有滞留防止部，上述滞留防止部的上 述显影辊侧的表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度，比 在上述角部上与上述显影辊的延伸方向垂直的断面的同心圆与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度大。因此，能够使通过显影辊输送到显影剂容置槽的外部的显影剂的密度稳定，形成 显影条纹少的高品质图像。


图1为本发明一实施方式的显影装置的要部断面图。图2为本发明一实施方式的具有显影装置的图像形成装置的断面图。图3为本发明一实施方式的显影装置的断面图。图4为表示图3的显影装置具有的输送螺杆的局部的俯视图。图5为图3所示显影装置的断面立体图。图6为在图5所示显影装置中省略显影辊的断面立体图。图7为本发明一实施例的显影装置的要部断面图。图8为本发明比较例的显影装置的要部断面图。图9(a)为表示图8比较例的显影装置中的调色剂浓度的测定结果的图表。图9(b)为表示图7实施例的显影装置中的调色剂浓度的测定结果的图表。图10为表示本发明一实施方式的显影装置中的、显影剂容置槽内的修整刀附近 的区域、以及修整刀与显影辊的对向部上的显影剂的温度测定结果的图表。图11为表示本发明一实施方式的显影装置中的滞留防止部的形状与显影条纹的 关系、以及为了验证环境温湿度与显影条纹的关系而进行的实验的结果的表。图12为表示本发明一实施方式的显影装置中的滞留防止部的形状的断面图。符号说明1彩色打印机(图像形成装置)51a 51d感光鼓(像担持体)5加 5况带电组件53a 53d显影组件(显影装置)56a 56d调色剂瓶
101 显影剂容置槽IOla 壁部102 第1输送螺杆103 第2输送螺杆104 显影辊105 修整刀106 滞留防止部107 调色剂浓度传感器108 第2调色剂浓度传感器111 轴部112 叶片部Dg修整间隙
具体实施例方式
对本发明一实施方式进行说明。并且，在本实施方式中，对将本发明适用于将与从 可通信连接的PC (Personal Computer)或扫描仪等各种装置(未图示)发送的图像数据对 应的图像在记录材料(被转印材料)即用纸P上作为彩色图像或者黑白图像形成的彩色打 印机的情况进行说明。但是，本发明的适用对象不限于此，例如可以适用于黑白打印机、彩 色多功能一体机、黑白多功能一体机、传真装置、彩色复印机、黑白复印机等各种电子照相 方式的图像形成装置。(1-1.彩色打印机的构成)图2为本实施方式的彩色打印机(图像形成装置)1的断面图。如该图所示，彩色 打印机1包括4组的可视图像形成组件50a 50d、具有中间转印带60的中间转印组件 64、二次转印组件70、定影组件2、内部供纸组件80。并且，彩色打印机1中各部件的动作， 通过由CPU等构成的主控制部(未图示)进行控制。可视图像形成组件50a 50d，分别形成黑(K)、青(C)、品红(M)、黄⑴各色的调 色剂像，将该各调色剂像以相互重叠的方式转印到中间转印带60上。可视图像形成组件50a构成为，在可旋转地设置的感光鼓(调色剂像担持体)51a 的周围，将带电组件52a、显影组件53a、一次转印组件54a、清洁组件55a，沿着感光鼓51a 的旋转方向按照该顺序配置。感光鼓(像担持体)51，是表面具有OPC (Organic Photoconductor 有机光电导 体)等感光性材料的大致圆筒的鼓形状，在曝光器40的上方配设，通过驱动单元以及控制 单元(均未图示)，沿规定方向(图2中逆时针方向)被旋转驱动地被控制。并且，在本实 施方式中，采用直径为30mm的感光鼓51，但是不限于此。并且，在彩色打印机1中，如后所 述，在彩色模式和黑白模式中处理速度不同，感光鼓51在彩色模式中以122mm/sec被旋转 驱动，在黑白模式中以145mm/sec被旋转驱动。带电组件52a用于使感光鼓51a的表面均勻地带电成为规定的电位。在本实施方 式中，作为带电组件52a，采用带电辊方式(接触带电方式)。但是，带电组件52a的构成不 限于此，例如也可以采用电晕放电方式等非接触型的带电器，也可以是电刷带电等接触型 的带电器。曝光器40，根据图像数据使通过带电组件52a 52d带电的感光鼓51a 51d的 表面曝光，从而在各感光鼓51a 51d的表面上形成与图像数据对应的静电潜像。作为曝光 器40，除了具有激光照射部以及反射镜的激光扫描组件(LSU)以外，可以使用将EL或LED 等发光元件呈阵列状排列的写入装置(例如写入头)等。显影组件(显影装置)53a,进行使用包含调色剂和载体的双组分系的显影剂对在 感光鼓51a上形成的静电潜像进行显像的显影处理。后面将对显影组件53a进行详述。并且，在彩色打印机1的上部，如图2所示具有各色的调色剂瓶56a 56d，在显影 组件53a 53d中的显影剂容置槽内的调色剂浓度降低时根据需要从这些调色剂瓶56a 56d经由调色剂斗或调色剂输送管等供给单元(均未图示)向显影剂容置槽补给调色剂。 并且，上述调色剂斗能够容置大容量的补给调色剂。由此，即使在调色剂瓶56a 56d内的 补给调色剂没有了的情况下，由于在调色剂斗中有大量的补给调色剂，因此不会使彩色打 印机1因调色剂用尽停止而能够持续运转，期间可以交换空调色剂瓶。
一次转印组件54a 54d，在感光鼓51a 51d与显影组件53a 53d的对向部和感光鼓51a 51d与清洁组件55a 55d的对向部之间的位置，隔着中间转印带60分别与 感光鼓51a 51d对向地配置。通过在这些一次转印组件54a 54d上施加与调色剂的带 电极性㈠相反极性⑴的高电压，将感光鼓51a 51d上的调色剂图像重叠在中间转印 带60上来进行转印。清洁组件55a，通过使聚氨酯橡胶构成的清洁刀与感光鼓51a的表面抵接，除去并 回收将调色剂像转印到中间转印带60上之后残留在感光鼓51a的表面的调色剂。并且，可视图像形成组件50b 50d，除了用于显影处理的调色剂颜色不同以外， 与可视图像形成组件50a实质上为同样构成。即，在各可视图像形成组件50a 50d的显 影组件中，分别容置有黑⑶，黄(Y)，品红(M),青(C)的调色剂。中间转印组件64具有中间转印带60、中间转印带驱动辊(张紧辊)61、中间转印 带从动辊(张紧辊)62、中间转印带清洁组件63。中间转印带60为半导电性的聚酰亚胺构成的环状带，悬架于中间转印带驱动辊 61与中间转印带从动辊62而旋转驱动。在感光鼓51a 51d上形成的各色调色剂图像，在 中间转印带60上顺次重叠地被转印，在该中间转印带60上形成彩色调色剂图像(多色调 色剂图像)。并且，在中间转印带60上形成的调色剂图像，被输送到中间转印带驱动辊61与二 次转印组件70的对向部，并被转印到输送到该对向部的记录用纸等的记录材料上。具体而 言，通过在二次转印组件70上施加与调色剂相反极性的电位来吸附调色剂，使中间转印带 60上的调色剂像向记录纸转印。中间转印带清洁组件63，通过使聚氨酯橡胶构成的清洁刀 与中间转印带60抵接，除去并回收将向记录材料上转印调色剂图像后残留在中间转印带 60上的调色剂。定影组件(定影装置)2，具有定影辊3和相对于定影辊3以规定的载荷被压接的 加压辊4，并相对于二次转印组件70配置在记录材料的输送方向下游侧。并且，定影组件 2，将通过二次转印组件70转印了调色剂图像后的记录材料输送给定影辊3与加压辊4的 压接部(定影密合部)，使其通过该压接部时受到热和压力作用而使调色剂图像在记录材 料上定影。并且，记录材料上的形成未定影调色剂图像的面与定影辊3抵接，记录材料上的 与形成未固定调色剂图像的面相反侧的面与加压辊4抵接。内部供纸组件80用于预先蓄积在图像形成中使用的记录材料。并且，在彩色打印机1上设有用纸输送路82，用于使从内部供纸组件80通过进纸 辊81输送的记录材料经由二次转印组件70和定影组件2向排纸盘(未图示)输送。在用 纸输送路82上配置有多个用于输送记录材料的辊部件。并且，上述各部的动作通过彩色打印机1中的控制部(未图示)进行控制。并且， 彩色打印机1在印刷彩色图像的彩色模式和印刷黑白图像的黑白模式中采用不同用纸输 送速度(处理速度)。具体而言，在彩色模式下A4用纸横送(A4用纸的短边侧沿着用纸输 送方向进行输送)时设定为能够实现26张/分的印刷的用纸输送速度(122mm/sec)，在黑 白模式下A4用纸横送时设定能够实现31张/分的印刷的用纸输送速度(145mm/sec)。(1-2.显影装置的构成)图3为显影组件53a的断面图。并且，这里对显影组件53a的构成进行说明，显影组件53b 53d的构成 与显影组件53a的构成大致相同。如图3所示，显影组件53a具有显影剂容置槽101、第1输送螺杆102、第2输送 螺杆103、显影辊104、修整刀105、滞留防止部106、以及调色剂浓度传感器107。显影剂容置槽101是用于容置显影剂的容器。并且，在本实施方式中，作为显影剂 采用由调色剂和载体构成的双组分显影剂。作为调色剂可以采用包含粘接树脂、着色剂、石蜡(脱模剂)、以及添加剂等的现 有公知的方式。还可以含有带电控制剂等调色剂添加成分。作为粘接树脂，例如使用黑调 色剂用粘接树脂或者彩色调色剂用粘接树脂。例如可以举出聚酯系树脂、聚苯乙烯以及苯 乙烯-丙烯酸酯共聚树脂等苯乙烯系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚乙烯等 聚烯烃系树脂、聚氨酯、以及环氧树脂等。作为着色剂，例如可以举出黄调色剂用着色剂、品 红调色剂用着色剂、青调色剂用着色剂以及黑调色剂用着色剂等。作为脱模剂，例如可以举 出固体石蜡及其衍生物、以及微晶石蜡及其衍生物等石油系石蜡、费_托法合成石蜡及其 衍生物、聚烯烃石蜡及其衍生物、低分子聚丙烯石蜡及其衍生物、以及聚烯烃系聚合物石蜡 及其衍生物等烃系合成石蜡、加洛巴(力> t 〃)石蜡及其衍生物、酯系石蜡等。并且，脱 模剂的含量，优选相对于调色剂全重量为1. 5重量％以上、5重量％以下。作为添加剂，例如 可以举出硅石微粉末、氧化钛微粉末以及氧化铝微粉末等。并且，在本实施方式中，使用以 粉碎法制造的体积平均粒径为5. 0 μ m以上7. 0 μ m以下的调色剂。并且，不限于以破碎法 生成的调色剂，例如也可以采用以悬浮聚合法、乳液聚合法(乳液聚合会合法)、溶解悬浮 法、酯伸展聚合法(工7 f >伸張重合法)等生成的调色剂。作为载体，可以使用铁、铁氧体、磁铁矿等金属、这些金属与铝或铅等金属的合金 等具有磁性的颗粒。并且，也可以采用在具有磁性的颗粒上被覆树脂而成的树脂被覆载体、 或者在树脂中分散具有磁性的颗粒而成的树脂分散型载体等。并且，载体的形状优选球形 或者扁平形状。在本实施方式中，采用体积平均粒径为45 μ m的铁氧体芯载体。并且，在本 实施方式中采用以调色剂对载体的被覆率为60%的方式将载体与调色剂混合的双组分显 影剂。第1输送螺杆102以及第2输送螺杆103，用于对显影剂容置槽101内的显影剂进 行搅拌、混合而使调色剂带电。图4为表示第1输送螺杆102以及第2输送螺杆103的局部的俯视图。如该图所 示，第1输送螺杆102以及第2输送螺杆103，具有圆筒状或圆柱状的轴部111、在轴部111 的周面上形成的螺旋状的叶片部112。在本实施方式中，以非磁性的不锈钢形成轴部111以 及叶片部112，轴部111的外径为8mm、叶片部112的外径为16mm。并且，在轴部111的外周 面设置2条(2张)螺旋状的叶片部112，一叶片部112与另一叶片部112的螺杆延伸方向 的间隔为21mm、同一叶片部上的螺杆延伸方向的间隔为42mm。如图3所示，第1输送螺杆102与第2输送螺杆103彼此大致平行地配置。并且， 在第1输送螺杆102与第2输送螺杆103之间，以区划这些各螺杆所设置的区域的方式设 置有从显影剂容置槽101的底面(内表面)向上方突出地形成的壁部101a。图5为显影组件53a的断面立体图，图6中从图5的断面立体图中省略显影辊104。并且，第1输送螺杆102和第2输送螺杆103，通过未图示的电动机或齿轮等驱动 单元以轴部111的延伸方向为轴而被旋转驱动，通过叶片部112向显影剂传递驱动力，来输送显影剂。具体而言，第1输送螺杆102以及第2输送螺杆103，在彩色模式下以周速(叶 片部112顶端的周速)277mm/sec被旋转驱动，在黑白模式下以周速337mm/sec被旋转驱动。并且，如图5和图6所示，第1输送螺杆102和第2输送螺杆103，以彼此反向地 输送显影剂的方式设置。例如，可以使第1输送螺杆102和第2输送螺杆103的旋转方向 相反，也可以旋转方向相同，而使叶片部112的螺旋方向(旋回方向)相反。并且，上述壁 部IOla构成为第1输送螺杆102和第2输送螺杆103的轴向两端部被切掉(在图4和图 5中仅示出一端侧)。并且，在第1输送螺杆102上的显影剂输送方向上游侧的端部附近的 上方，设有用于将从调色剂瓶56a经由调色剂斗或调色剂输送管等供给单元供给的调色剂 接收到显影剂容置槽101内的补给口(未图示)。由此，从补给口供给的调色剂以及在显影剂容置槽101内预先容置的显影剂通过 第1输送螺杆102沿着该第1输送螺杆102的延伸方向被输送，同时被搅拌、混合。并且，通 过第1输送螺杆102输送的显影剂经由壁部IOla的一方缺口部向第2输送螺杆103侧被 输送，通过第2输送螺杆103沿着该第2输送螺杆103的延伸方向被输送，进一步被搅拌、 混合，从壁部IOla的另一方缺口部再次返回到第1输送螺杆102侧。并且，通过第2输送 螺杆103输送的显影剂的一部分向显影辊104侧移动，通过第1输送螺杆102以及第2输 送螺杆103的搅拌、混合而带电的调色剂附着到显影辊104上并且被输送到与感光鼓51a 的对向部而用于显影。并且，在通过显影辊104被输送到与感光鼓51a的对向部后，没有用 于显影而是再次容置到显影剂容置槽101内的调色剂，通过后述的显影辊104内具有的Sl 极的作用等而从显影辊104分离，通过第2输送螺杆103而与显影剂容置槽101内的显影 剂再次搅拌、混合。显影辊104，是由非磁性体构成的圆筒状的辊部件，其周面的一部分从在显影剂容 置槽101上设置的开口部露出到显影剂容置槽101的外部，该露出到显影剂容置槽101的 外部的部分与感光鼓51a对向配置。并且，显影辊104，通过未图示的由电动机或齿轮等构 成的驱动单元，在图3所示箭头方向上被旋转驱动。即，显影辊104，以该显影辊104的周 面从显影剂容置槽101的开口部处的该显影剂容置槽的底面侧的端部向显影剂容置槽101 的外部被输送，从上述开口部处的显影剂容置槽101的顶面侧的端部被容置到显影剂容置 槽101内的方式被旋转驱动。显影辊104的材质没有特别限定，例如可以采用非磁性的不 锈钢、铝等金属材料、或者ABS树脂等树脂材料等。并且，也可以在显影辊104的表面(外 周面)设置由导电性橡胶弹性材料构成的橡胶层。并且，虽然显影辊104的尺寸没有特别 限定，但是在本实施方式中采用由非磁性的不锈钢制成的外径20mm的部件。并且，显影辊 104，在彩色模式下以周速303mm/sec被旋转驱动，在黑白模式下以周速366mm/sec被旋转 驱动。并且，在显影辊104的内侧，如图3所示配置有多个磁场发生单元(磁极)(Si极、 S2极、以及N极)。这些磁极被固定在显影组件53a的框体(显影剂容置槽101的框体) 上。S卩、Sl极、S2极、N极不旋转，显影辊104绕这些磁极旋转。S2极为用于使摩擦带 电的调色剂附着到显影辊104上的磁极。并且，附着到显影 辊104上的调色剂，呈刷状耸立，在显影辊104的外周面形成调色剂刷(磁刷)。N极是在显影剂容置槽101的开口部处的与感光鼓51a相对向的位置上配置的磁极(主磁极)，通过使调色剂电刷在感光鼓51a的表面滑擦而使调色剂附着，由此使感光鼓 51a上的静电潜像显影(可视化)。Sl极是用于将不参与显影而在显影辊104上附着并且再次容置到显影剂容置槽 101内的调色剂从显影辊104分离的磁极。调色剂浓度传感器107，用于检测显影剂容置槽101内的显影剂的浓度。在本实施 方式中，如图1所示，在显影剂容置槽101的底面(内表面)上与显影辊104相对的位置， 相比滞留防止部106在显影辊104的旋转方向上游侧的位置设有调色剂浓度传感器107。 并且，调色剂浓度传感器107的构成没有特别限定，例如可以采用以往公知的导磁率传感
器等。并且，在本实施方式中，调色剂浓度传感器107的调色剂浓度检测结果向彩色打 印机1的控制部(未图示)传递，在检测的调色剂浓度为规定值以下时，该控制部对调色剂 斗或调色剂输送管等供给单元的动作进行控制，从调色剂瓶56a向显影剂容置槽101补给 与调色剂浓度的检测结果对应的量的调色剂。修整刀(显影剂层厚限制板)105，在显影剂容置槽101的开口部处的显影辊104 的旋转方向上游侧的端部(显影剂容置槽101的底面侧的端部)设置，是对在显影辊104 上附着的调色剂的一部分进行顶尖切除，规定输送到与感光鼓51a的对向部的调色剂(调 色剂刷)的顶尖高度的板状(平板状)的部件。即，修整刀105，通过规定显影辊104与修 整刀105顶端的间隙即修整间隙Dg，来规定通过该修整间隙Dg的调色剂的顶尖的高度(显 影剂层的高度)。并且，在本实施方式中，将修整间隙Dg设定为1.5mm。修整间隙Dg的值不限于此， 但是优选1. Omm < Dg < 1. 8mm。修整间隙Dg过小时则显影辊104上附着的调色剂不易通 过间隙部，因此无法向感光鼓51a供给充足的调色剂，修整间隙Dg过大时则对感光鼓51a 的调色剂供给量过大而画质降低。滞留防止部106，以覆盖显影剂容置槽101的底面(内表面)与修整刀105的在显 影辊104的旋转方向上游侧的表面的抵接部的方式设置。并且，滞留防止部106，以该滞留 防止部106的显影辊104侧的表面与修整刀105的在显影辊旋转方向上游侧的表面所成的 角度，比显影剂容置槽101的底面与修整刀105的在显影辊104的旋转方向上游侧的表面 所成的角度大的方式设置。并且，滞留防止部106，如图1所示，被设置在与显影辊104上在内部未设置固定磁 极的位置(与设有S2极的位置和设有N极的位置之间的区域相对的位置)相对向的位置。 由此，能够抑制显影剂发生固结凝集。即，显影剂因其本身自重而易于在从磁极(显影剂汲取极)S2附近到修整刀105 的区域上被固结，而如果在与滞留防止部106相对向的位置存在磁极则更容易发生凝集。 这是由于，如果在与滞留防止部106相对向的位置存在磁极，则会通过该磁极形成磁刷链， 显影剂对滞留防止部106的推压力升高，在磁刷链与滞留防止部106之间显影剂会被固结。 并且，由于显影辊104与滞留防止部106的间隔比较狭窄，所以磁刷链自身的密度会升高， 而显影剂更加容易固结凝集。并且，在显影剂的固结凝集发生时，无法在显影辊104上形成均勻的显影剂层，并 且会导致调色剂浓度传感器107的调色剂浓度的检测精度降低等问题。特别是在高温高湿下，由于环境中的热和湿度(因水分使显影剂的流动性降低)，显影剂易于凝集而导致显影 剂固化时，上述问题尤其显著。与此相对，在本实施方式中，将滞留防止部106设置在与显影辊104上的内部没有 设置固定磁极的位置相对向的位置，从而能够抑制显影剂发生固结凝集。并且，在本实施方式中，通过粘接剂将由ABS树脂制成的滞留防止部106安装到显 影剂容置槽101的底面(内表面)。但是，滞留防止部106的材质不限于此，例如也可以采 用铝、非磁性的不锈钢等。通过使用由非磁性材料制成的滞留防止部106，滞留防止部106 不会给显影剂带来磁化作用，因此能够防止磁化作用引起显影剂的密度的变动，使在显影 辊104上附着而向显影剂容置槽101的外部输送的调色剂的密度稳定。并且，显影辊104的周面的延伸方向上的宽度、以及显影剂容置槽101上的上述开 口部在与显影辊104的延伸方向平行的方向的宽度，与在彩色打印机1中可印刷的记录纸 的最大宽度(与输送方向垂直的方向的宽度)对应地设定。并且，修整刀105和滞留防止 部106，跨显影剂容置槽101上的上述开口部的与显影辊104的延伸方向平行的方向的宽度 的全域设置。 如上所述，在本实施方式中，以覆盖显影剂容置槽101的底面(内表面)与修整刀 105的在显影辊104的旋转方向上游侧的表面所成的角部的方式设置滞留防止部106。由此，能够抑制显影剂在显影剂容置槽101与修整刀105的抵接部附近滞留，上述 抵接部附近的显影剂浓度变得不稳定而使在显影辊104附着并且输送到显影剂容置槽101 的外部的调色剂不均勻的情况。并且，能够抑制由于显影剂的滞留引起显影剂的温度上升 的情况。因此，能够以简单的构成形成无显影条纹的高品质的图像。并且，在本实施方式中，以滞留防止部106的显影辊104侧的表面与修整刀105的 在显影辊104的旋转方向上游侧的表面所成的角度，比显影剂容置槽101的底面(内表面) 与修整刀105的在显影辊104的旋转方向上游侧的表面所成的角度大的方式设置滞留防止 部106，但是不限于此，只要滞留防止部106的显影辊104侧的表面与修整刀105的在显影 辊104的旋转方向上游侧的表面所成的角度，至少比显影辊104的与延伸方向垂直的断面 形成的圆的同心圆与修整刀105的在显影辊104的旋转方向上游侧的表面所成的角度大即 可。如上所述，在现有的显影装置中，通常显影剂容置槽的底面(内表面)是与显影辊104 的周面对应的形状，即形成与显影辊104的延伸方向垂直的圆的大致同心圆的形状。因此， 通过使滞留防止部106的显影辊104侧的表面与修整刀105的在显影辊104的旋转方向上 游侧的表面所成的角度，比与显影辊104的延伸方向垂直的断面形成的圆的同心圆与修整 刀105的在显影辊104的旋转方向上游侧的表面所成的角度大，从而能够抑制显影剂在修 整刀的附近滞留的情况。并且，在本实施方式中，说明了滞留防止部106由与显影剂容置槽101不同的部件 构成，并且安装在显影剂容置槽101上的构成，但是不限于此。即，滞留防止部106也可以 与显影剂容置槽101—体形成。并且，滞留防止部106，优选为越朝向显影辊104的旋转方向下游侧显影辊104与 滞留防止部106的间隔变得越窄的形状。由此，能够防止通过显影辊104的旋转作用于显 影剂的压力剧烈变动的情况，更加有效地抑制显影剂的滞留。(1-3.实验结果)
接着，对为了验证设置滞留防止部106的效果而进行的实验的结果进行说明。图7为该实验中使用的实施例的显影装置的要部断面图，图8为该实验中使用的 比较例的显影装置的要部断面图。实施例的显影装置，在图3所示的显影装置51a中的滞 留防止部106的一部分上设置了第2调色剂浓度传感器108。并且，比较例的显影装置，省 略了图3所示显影装置51a中的滞留防止部106，在设置滞留防止部106的位置上设置了第 2调色剂浓度传感器108。在该实验中，将实施例的显影装置和比较例的显影装 置分别搭载于夏普产彩色多 功能一体机MX-7001N，将A4尺寸的用纸作为横通纸(短边侧与用纸输送方向平行地通纸) 进行10万张的印刷试验。并且，显影辊104的旋转速度为350rpm。图9(a)为表示比较例的显影装置中的调色剂浓度的测定结果的图表，图9(b)为 表示实施例的显影装置中的调色剂浓度的测定结果的图表。并且，在该实验中，5克5克地 间歇地向显影剂容置槽101补给调色剂而使调色剂浓度的理论值按照7%、8. 5%、10%顺 次变化，同时通过调色剂浓度传感器107和第2调色剂浓度传感器108对调色剂浓度连续 地进行测定。对图9(a)和图9(b)进行比较可知，在比较例的显影装置中，第2调色剂浓度传感 器108的测定结果的变动幅度非常大。这是因为，显影剂在修整刀105附近滞留而使显影 剂的流动性变差。并且，在使用比较例的显影装置在记录材料上形成的图像中出现了鳞状 的图像条纹。另一方面，在实施例的显影装置中，第2调色剂浓度传感器108的测定结果的变动 幅度小于比较例，可知能够降低修整刀105附近的显影剂的滞留。并且，采用实施例的显影 装置在记录材料上形成的图像中看不到图像条纹，能够进行高品质的图像形成。并且，在印刷试验后对在显影装置与感光鼓的对向部的下方配置的部件进行确认 时，发现在比较例的显影装置的情况下调色剂对该部件的附着显著，而在实施例的显影装 置的情况下基本看不到调色剂对该部件的附着。图10为表示对显影剂容置槽101内的修整刀105附近的区域(在实施例中为滞 留防止部106上的区域、在比较例中为除去滞留防止部106的区域)、以及修整刀105与显 影辊104的对向部上的显影剂的温度进行测定的结果的图表。如该图所示，在比较例的显 影装置中，与实施例的显影装置相比，在显影剂容置槽101内的修整刀105附近的区域以及 修整刀105与显影辊104的对向部，显影剂的温度要高大约4°C。这是因为，由于显影剂滞 留而使热容易积蓄。接着，对为了验证滞留防止部106的形状与显影条纹的关系、以及环境温湿度与 显影条纹的关系而进行的实验的结果进行说明。在该实验中，如图11所示，针对滞留防止部106的形状彼此不同的8种实施例、以 及省略了滞留防止部106的比较例1，调查在以下的(1) (3)的条件下在记录材料上形成 图像时的图像条纹(显影条纹)的发生状况。(1)环境温湿度常温常湿(气温20°C、湿度60% )、调色剂浓度控制目标值-J%(2)环境温湿度高温高湿(气温30°C、湿度80% )、调色剂浓度控制目标值-J%(3)环境温湿度高温高湿(气温30°C、湿度80% )、调色剂浓度控制目标值8%并且，图像条纹的评价通过目视进行，图像条纹非常显著则标记X、图像条纹显著则标记Δ、图像条纹略微可见而实用上没有问题则标记〇、观察不到图像条纹在标记◎。如图12所示，图11中的θ为修整刀105的在显影辊104的旋转方向上游侧的表面(显影剂容置槽101的内部侧的表面)与滞留防止部106的表面(显影辊104侧的表 面)所成的角度，hi为修整刀105的与在显影辊104的旋转方向上游侧的表面平行的滞留 防止部106的宽度(高度)，hd为修整刀105的从在显影辊104的旋转方向上游侧的表面 与滞留防止部106的抵接部起到顶端的长度(高度)，wl为与修整刀105的在显影辊104 的旋转方向上游侧的表面垂直的滞留防止部106的宽度。如图11所示，在常温常湿而显影剂容置槽101内的调色剂浓度的控制目标值为 7%的情况下，在全部案例中均未发生图像条纹，但是在高温高湿的情况下以及调色剂浓度 目标值较高时存在发生图像条纹的案例。并且，通过将修整刀105的与在显影辊104的旋转方向上游侧的表面平行的滞留 防止部106的宽度hi设定为0. 8mm以上1. 5mm以下，将修整刀105的从在显影辊104的 旋转方向上游侧的表面与滞留防止部106的抵接部起到顶端的高度hd设定为0. 7mm以上 1.4mm以下，能够将显影剂的滞留引起的图像条纹减少为在实用上没有问题的程度。并且， 在使上述hi比1. 5mm大的情况(将hd设定为不到0. 7mm的情况)下，会导致无法获得修 整刀105带来的充分的顶尖切除效果，调色剂会在修整间隙中滑落而被输送到显影剂容置 槽101的外部。因此，滞留防止部106优选设置为，修整刀105的从在显影辊104的旋转方向上游 侧表面与滞留防止部106的抵接部起到顶端的高度hd为0. 7mm以上1. 4mm以下。如上所述，本发明的显影装置具有容置显影剂的显影剂容置槽、以周面的一部分 从在上述显影剂容置槽上设置的开口部露出到上述显影剂容置槽的外部的方式设置的显 影辊，通过使上述显影剂容置槽内的显影剂附着到上述显影辊上并且使上述显影辊旋转， 将上述显影剂输送到上述显影剂容置槽的外部，其特征在于，上述显影辊以该显影辊的周 面从上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧的端部向上述显影剂容置槽的外部输送， 从上述开口部处的上述显影剂容置槽的顶面侧的端部容置到上述显影剂容置槽内的方式 旋转，该显影装置具有修整刀，其在上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧的端部， 从上述显影剂容置槽向上述显影辊侧突出地设置，规定在上述显影辊上附着并且输送的显 影剂的层自上述显影辊的周面起的高度；滞留防止部，其设置在上述显影剂容置槽的内表 面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角部，上述滞留防止部的 上述显影辊侧的表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度， 大于在上述角部上，上述显影辊的与该显影辊的延伸方向垂直的断面的同心圆与上述修 整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度。根据上述构成，在显影剂容置槽的内表面与修整刀的在显影辊的旋转方向上游侧 的表面所成的角部上具有滞留防止部，滞留防止部上的显影辊侧的表面与修整刀的在显影 辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度，比在上述角部上与显影辊的延伸方向垂直的断面 的同心圆与修整刀的在显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度大。由此，能够抑制由 修整刀刮除的显影剂滞留，防止刮除的显影剂不均勻地通过修整刀与显影辊之间而导致输 送到显影剂容置槽的外部的显影剂的密度变得不稳定的情况。并且，能够防止由于显影剂 的滞留使修整刀附近的显影剂的温度升高而易于融化附着到显影辊上的情况。因此，能够使通过显影辊输送到显影 剂容置槽的外部的显影剂的密度稳定，形成显影条纹少的高品质 的图像。并且，在显影辊以该显影辊的周面从上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧 的端部输送到上述显影剂容置槽的外部，从上述开口部处的上述显影剂容置槽的顶面侧的 端部容置到上述显影剂容置槽内的方式旋转的构成中，与显影辊与该构成反向旋转的构成 相比，由在显影剂容置槽的底面侧的端部附近设置的修整刀刮除的显影剂特别容易滞留。 但是，根据本发明，尽管如上所述是显影剂容易滞留的构成，但是能够有效地抑制由修整刀 刮除的显影剂滞留的情况。并且，在上述显影辊的内部，设有沿着该显影辊的旋转方向彼此间隔配置的即使 该显影辊旋转也不会旋转的多个固定磁极，上述滞留防止部也可以是与上述显影辊的在内 部没有设置上述固定磁极的位置对向地设置的构成。根据上述构成，能够抑制在显影辊与滞留防止部件之间产生显影剂的固结凝集的 情况。并且，上述滞留防止部也可以是与上述显影剂容置槽分别单独形成而安装在上述 显影剂容置槽的内表面，上述滞留防止部的上述显影辊侧的表面与上述修整刀的在上述显 影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度，比上述显影剂容置槽的内表面与上述修整刀的 在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度大的构成。并且，上述滞留防止部也可 以与上述显影剂容置槽一体形成。根据上述各构成，能够抑制由修整刀刮除的显影剂滞留，防止刮除的显影剂不均 勻地通过修整刀与显影辊之间而导致输送到显影剂容置槽的外部的显影剂的密度变得不 稳定的情况。并且，能够防止由于显影剂的滞留使修整刀附近的显影剂的温度升高而容易 融化附着到显影辊上的情况。因此，能够使通过显影辊输送到显影剂容置槽的外部的显影 剂的密度稳定，形成显影条纹少的高品质的图像。并且可以构成为，上述显影剂是包含调色剂和载体的双组分显影剂，在上述显影 剂容置槽的与上述显影辊的对向部，相对于上述滞留防止部在上述显影辊的旋转方向上游 侧的位置，具有检测上述显影剂容置槽内的调色剂浓度的调色剂浓度传感器。根据上述构成，通过设置滞留防止部，能够抑制由修整刀刮除的显影剂滞留的情 况，因此能够防止由于滞留的显影剂使调色剂浓度传感器测定调色剂浓度的测定区域的显 影剂密度变得不稳定的情况，高精度地检测显影剂容置槽内的调色剂浓度。并且，上述滞留防止部可以设置为，越朝向上述显影辊的旋转方向下游侧，上述显 影辊与该滞留防止部的间隔变得越窄。根据上述构成，沿着显影辊的旋转方向，显影辊与滞留防止部的间隔单调减小，因 此能够防止通过显影辊的旋转作用于显影剂的压力剧烈变动的情况，更有效地抑制显影剂 的滞留。并且，可以构成为，上述修整刀的从在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面与上 述滞留防止部的上述显影辊侧的表面的抵接部起到显影辊侧的顶端部的长度为0. 7mm以 上1. 4mm以下。根据上述构成，能够适当地规定在显影辊上附着并且输送到显影剂容置槽的外部 的显影剂的层自显影辊的周面起的高度，并且适当地抑制显影剂在影剂容置槽内的修整刀附近滞留。即，在上述距离过短时修整刀的顶端与显影辊的间隔即修整间隙过宽，无法适 当地规定在显影辊上附着的显影剂的层的高度，因此导致通过修整刀的显影剂的密度不稳 定。另一方面，在上述距离过长时修整间隙过窄，容易滞留由修整刀刮除的显影剂。与此相 对，通过将上述的距离设定在上述范围内，能够适当地规定在显影辊上附着并且输送到显 影剂容置槽的外部的显影剂的层的高度，适当地防止显影剂的滞留。并且，上述滞留防止部也可以由非磁性材料构成。根据上述构成，滞留防止部不会给显影剂带来磁化作用，因此能够防止磁化作用 引起的显影剂的密度变动，使在显影辊上附着并且输送到显影剂容置槽的外部的显影剂的 密度稳定。本发明的图像形成装置，具有上述任一显影装置。因此，能够形成显影条纹少的高 品质图像。本发明不限于上述各实施方式，可以在权利要求书的范围内进行各种变更，将不 同实施方式中分别公开的技术手段适当组合所得实施方式也包含于本发明技术范围。本发明适用于电子照相方式的图像形成装置具有的显影装置以及具有该显影装 置的图像形成装置。
权利要求
1.一种显影装置，具有容置显影剂的显影剂容置槽；以周面的一部分从在上述显影 剂容置槽上设置的开口部露出到上述显影剂容置槽的外部的方式设置的显影辊，通过使上 述显影剂容置槽内的显影剂附着到上述显影辊上并且使上述显影辊旋转，将上述显影剂输 送到上述显影剂容置槽的外部，其特征在于，上述显影辊，以该显影辊的周面从上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧的端部 向上述显影剂容置槽的外部输送，从上述开口部处的上述显影剂容置槽的顶面侧的端部向 上述显影剂容置槽内容置的方式旋转，上述显影装置具备修整刀，其在上述开口部处的上述显影剂容置槽的底面侧的端部，从上述显影剂容置 槽向上述显影辊侧突出地设置，规定在上述显影辊上附着并且输送的显影剂的层自上述显 影辊的周面起的高度；滞留防止部，其设置在上述显影剂容置槽的内表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋 转方向上流侧的表面所成的角部，上述滞留防止部，上述滞留防止部的上述显影辊侧的表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上 游侧的表面所成的角度，大于在上述角部上，上述显影辊的与该显影辊的延伸方向垂直的 断面的同心圆与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面所成的角度。
2.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，在上述显影辊的内部，设有沿着该显影辊的旋转方向彼此间隔配置的即使该显影辊旋 转也不旋转的多个固定磁极，上述滞留防止部，与上述显影辊的在内部没有设置上述固定磁极的位置对向地设置。
3.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，上述滞留防止部与上述显影剂容置槽分别单独形成并安装在上述显影剂容置槽的内 表面，上述滞留防止部的上述显影辊侧的表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋转方向上 游侧的表面所成的角度，比上述显影剂容置槽的内表面与上述修整刀的在上述显影辊的旋 转方向上游侧的表面所成的角度大。
4.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，上述滞留防止部与上述显影剂容置槽一体形成。
5.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，上述显影剂为包含调色剂与载体的双组分显影剂，在上述显影剂容置槽的与上述显影辊的对向部，与上述滞留防止部相比位于上述显影 辊的旋转方向上游侧的位置，具有检测上述显影剂容置槽内的调色剂浓度的调色剂浓度传 感器。
6.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，上述滞留防止部设置为，越朝向上述显影辊的旋转方向下游侧，上述显影辊与该滞留 防止部的间隔变得越窄。
7.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于，上述修整刀的从在上述显影辊的旋转方向上游侧的表面的与上述滞留防止部的上述显影辊侧的表面的抵接部起到上述显影辊侧的顶端部的长度为0. 7mm以上1. 4mm以下。
8.根据权利要求1所述的显影装置，其特征在于， 上述滞留防止部由非磁性材料构成。
9. 一种图像形成装置，其特征在于，具有权利要求1所述的显影装置。
全文摘要
本发明提供一种显影装置以及具备其的图像形成装置，在显影剂容置槽的内表面与修整刀的在显影辊的旋转方向上流侧表面的抵接部设置滞留防止部。并且，使滞留防止部的显影辊侧的表面与修整刀的在显影辊的旋转方向上流侧的表面所成的角度，比在滞留防止部的显影辊侧表面与修整刀的在显影辊的旋转方向上流侧的表面的抵接部上与显影辊的延伸方向垂直的断面的同心圆与修整刀的在显影辊的旋转方向上流侧的表面所成的角度大。由此，以简单的构成实现能够形成显影条纹少的高品质图像的显影装置。
文档编号G03G15/00GK102004412SQ20101023926
公开日2011年4月6日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年8月26日
发明者明渡秀一 申请人:夏普株式会社