显影设备及图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种包括显影设备的图像形成装置，该显影设备用于通过对利用电子照相方式、静电记录方式等在图像承载构件上形成的静电潜像进行显影，来形成可见图像。

背景技术：

近年来，随着办公室中对于彩色复印的需求的不断增长，需要高速且小型的全彩色复印机，并且提出了使用垂直地放置有两个显影螺杆的垂直搅拌显影设备的方法。在这种垂直搅拌显影设备中，显影剂在垂直地放置的两个螺杆之间循环。然而，从下螺杆向上螺杆供给显影剂的能力大大地取决于螺杆的驱动速度，因此，对于尤其具有多个图像形成速度的图像形成装置，在许多情况下，显影套筒及两个螺杆分别地配设有单独的驱动源(日本特开2010-112973号公报)。

技术实现要素：

[本发明要解决的问题]

然而，如上所述，显影套筒及两个螺杆(下文中简称为“搅拌螺杆”)分别地配设有单独的驱动构造的显影设备涉及以下问题。在显影设备的驱动停止期间，在许多情况下显影剂循环失衡，并且在某些情况下，不能向显影套筒充足地供给显影剂，从而显影套筒上的显影剂变得不足，由此在某些情况下产生图像浓度不均。

因此，作为显影设备的驱动停止期间的显影剂循环失衡的因素，可以列举由于搅拌螺杆与显影套筒之间转动惯量的差异而导致的驱动停止的方式的差异。即，搅拌螺杆的转动惯量与显影套筒的转动惯量彼此不同，使得角加速度不同，并且搅拌螺杆与显影套筒之间在驱动停止之前的旋转频率(转数)与稳定状态中的旋转频率大大地不同。一般而言，与显影套筒相比，搅拌螺杆的转动惯量较小。由于该原因，如图6的(a)至(c)的比较示例1中所示出的，从产生驱动停止信号的时间t1至搅拌螺杆实际地停止的时间t3的时间，比显影套筒停止的时间t4短。

这意味着，驱动停止期间，“与稳定状态相比”，转动惯量大的显影套筒比转动惯量小的搅拌螺杆旋转得更多。由于该旋转，显影刮板部处的显影剂积滞量在驱动停止期间比在稳定状态中小。

由于该原因，在驱动停止期间，存在产生由于显影剂积滞变小(或者显影剂积滞完全地失去)而导致的不适当的显影涂覆的倾向。作为针对这种情况的对策，如日本特开2010-101980号公报中那样，与显影套筒的驱动停止信号相比，有意地延迟搅拌螺杆的驱动停止信号。由此，考虑如下方法：使得驱动停止期间向显影套筒的显影剂的供给充足，并抑制显影剂的不适当涂覆(参见图7的(a)至(c)中所示的比较示例2)。

然而，根据该方法，搅拌螺杆连续过度地旋转，直到显影套筒实际地停止为止。特别是在复印机的间歇操作期间，搅拌螺杆的驱动时间的增加导致显影剂的劣化及搅拌螺杆的轴端部密封的劣化，存在使得显影设备寿命缩短的可能性。

此外，存在如下图像形成装置，其中，通过供给由调色剂及载体所构成的显影剂来抑制显影剂的带电性能的下降，如日本特开昭59-100471号公报中由滴流(trickle)显影方式所代表的图像形成装置。在该装置中，配设有用于允许排出由于供给而变得过多的、显影设备中的多余的显影剂的排出开口。由于该原因，必须更加严格地管理(控制)驱动停止期间的显影剂循环平衡。

顺便提及，滴流显影方式使得载体以一定比率混合在调色剂盒中的调色剂中，并且将新的(新鲜的)载体与调色剂供给的同时供给到显影设备中，使得更换显影剂以便排出劣化的旧载体。藉此，劣化的载体很少持续地残留在显影设备中，从而长期地防止显影剂的劣化。

这里，显影剂的劣化意味着，由于调色剂与显影套筒之间或者调色剂(调色剂粒子)之间的碰撞，调色剂的凸出部分发生破损，调色剂表面上所存在的外部添加剂没入调色剂表面中。在发生显影剂劣化的情况下，为改善调色剂的流动性而添加的诸如二氧化硅的外部添加剂，被埋没在调色剂表面中，由此调色剂沉积力增加而流动性下降。

本发明解决上述问题，其目的是提供一种抑制单独地驱动显影剂承载构件及搅拌构件的显影设备中的显影剂循环失衡的显影设备。

[用于解决问题的手段]

根据本发明的一方面，提供了一种显影设备，其包括：显影容器，其被构造成容纳包括调色剂和磁性粒子的显影剂；显影剂承载构件，其以可旋转的方式与所述显影容器的开口相对地配设；搅拌构件，其被构造成搅拌所述显影容器中的显影剂，以将显影剂供给到所述显影剂承载构件；第一驱动设备，其被构造成驱动所述显影剂承载构件；第二驱动设备，其被构造成驱动所述搅拌构件；以及控制器，其被构造成控制所述第一驱动设备及所述第二驱动设备的驱动，其中，所述控制器实施控制，使得在从输出所述第一驱动设备的停止信号和所述第二驱动设备的停止信号中的较早的任一个停止信号至所述显影剂承载构件和所述搅拌构件二者的旋转速度都变成不大于在图像形成期间的稳定状态下的旋转速度的1/2的时间段中，以下公式得到满足：0.7<α(E)/α<2.0，其中，所述α(E)是ωa(E)/ωs(E)，其中，ωs(E)是所述显影剂承载构件的旋转速度，ωa(E)是所述搅拌构件的旋转速度，其中，所述α是ωa/ωs，其中，ωs是在图像形成期间的稳定状态下所述显影剂承载构件的旋转速度，ωa是在图像形成期间的稳定状态下所述搅拌构件的旋转速度。

[本发明的效果]

根据上述构造，使得驱动停止期间显影剂承载构件与搅拌构件之间的旋转速度比接近图像形成期间的旋转速度比。藉此，能够抑制显影剂循环失衡。

附图说明

图1是示出包括根据本发明的显影设备的图像形成装置的结构的截面示图。

图2是示出根据本发明的显影设备的结构的纵截面示图。

图3是示出根据本发明的显影设备的结构的横截面示图。

图4是示出通过排出开口而排出的显影剂的排出特性的图。

在图5中，(a)是示出第一实施例中的驱动停止信号的图，(b)是示出第一实施例中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图，(c)是示出第一实施例中驱动停止期间显影剂承载构件与搅拌构件之间的旋转速度比的改变的图。

在图6中，(a)是示出比较示例1中的驱动停止信号的图，(b)是示出比较示例1中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图，(c)是示出比较示例1中驱动停止期间显影剂承载构件与搅拌构件之间的旋转速度比的改变的图。

在图7中，(a)是示出比较示例2中的驱动停止信号的图，(b)是示出比较示例2中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图，(c)是示出比较示例2中驱动停止期间显影剂承载构件与搅拌构件之间的旋转速度比的改变的图。

在图8中，(a)及(b)是用于例示排出开口附近的显影剂的流量的图。

图9是示出第一实施例中驱动停止期间的显影剂循环的失衡的图。

图10是示出比较示例1中驱动停止期间的显影剂循环的失衡的图。

图11是示出比较示例2中驱动停止期间的显影剂循环的失衡的图。

在图12中，(a)是示出第二实施例中的驱动停止信号的图，(b)是示出第二实施例中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图。

图13是用于例示即使在旋转速度的改变偏离理想线时，如果该偏离是少许偏离则也不存在问题的图。

在图14中，(a)是示出驱动停止信号的图，(b)是用于通过使用区域ABCDEF来例示搅拌构件的旋转速度的改变的图。

图15是示出比较示例3至比较示例5中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图。

在图16中，(a)是示出比较示例1中的驱动停止信号的图，(b)是示出比较示例1中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图，(c)是示出比较示例1中驱动停止期间显影剂承载构件与搅拌构件之间的旋转速度比的改变的图。

在图17中，(a)是示出比较示例2中的驱动停止信号的图，(b)是示出比较示例2中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图，(c)是示出比较示例2中驱动停止期间显影剂承载构件与搅拌构件之间的旋转速度比的改变的图。

图18是用于例示本发明的其他构造的图。

图19是示出第二实施例中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图。

图20是示出第二实施例中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图。

图21是示出第二实施例中驱动停止期间显影剂承载构件及搅拌构件的旋转速度的改变的图，并且是用于例示α(E)/α(另外优选地还有β(E)/β)与图像形成期间一致化的图。

图22是示出第二实施例中驱动停止期间显影剂循环失衡的图。

具体实施方式

将利用附图具体地描述包括根据本发明的显影设备的图像形成装置的实施例。

[实施例1]

首先，将使用图1至图11来描述包括根据本发明的显影设备的图像形成装置的第一实施例的构造。图1是作为包括根据本发明的显影设备的图像形成装置的实施例的、采用电子照相方式的全彩色图像形成装置的截面示图。顺便提及，作为图像形成装置，本发明适用于复印机、打印机、记录图像显示装置、传真设备等等。

<图像形成装置>

在图1中，本实施例中的图像形成装置36包括作为图像形成单元的黄色、品红色、青色及黑色的四个图像形成部Pa、Pb、Pc、Pd。顺便提及，为了便于说明，在某些情况下简单地使用图像形成部P作为图像形成部Pa、Pb、Pc、Pd的代表来进行说明。并且将以类似的方式来描述其他图像形成处理。各个图像形成部P包括作为用于承载静电潜像的图像承载构件的、沿图1的箭头方向(逆时针方向)旋转的、由鼓状的电子照相感光构件构成的感光鼓1a、1b、1c、1d。

在图1中，在各个感光鼓的周围，在感光鼓1的上方配设有作为充电单元的充电器2a、2b、2c、2d以及作为图像曝光单元的激光束扫描器3a、3b、3c、3d。此外，还配设有作为用于通过向各个感光鼓1的表面上所承载的静电潜像提供显影剂来形成调色剂图像的显影单元的显影设备4a、4b、4c、4d。此外，包括有由作为一次转印单元的一次转印辊6a、6b、6c、6d，作为清洁单元的清洁设备19a、19b、19c、19d等等构成的图像形成单元。

各个图像形成部P具有相同的构造，并且布置在各个图像形成部P中的感光鼓1具有相同的构造。因此，将以感光鼓1作为感光鼓1a、1b、1c、1d的代表来简单地描述感光鼓1。同样，在各个图像形成部P处，布置在各个图像形成部P处的充电器2、激光束扫描器3、显影设备4、一次转印辊6及清洁设备19也分别地具有相同的构造。因此，将分别地使用充电器2、激光束扫描器3、显影设备4、一次转印辊6及清洁设备19来描述这些构件。

<图像形成序列>

接下来，将描述图像形成装置36的整体的图像形成序列。首先，充电器2对感光鼓1的表面均匀地充电。在其表面处经均匀地充电的感光鼓1经受激光束扫描器3的经图像信号调制的激光37的扫描曝光。

激光束扫描器3中安装有半导体激光器。与从包括光电转换元件(例如，CCD(电荷耦合器件)等的原稿读取器输出的原稿图像信息信号相对应地控制该半导体激光器，从而该半导体激光器发出激光37。

藉此，经充电器2充电的感光鼓1的表面电位在图像部分处改变，以使得在感光鼓1的表面上形成静电潜像。显影设备4将该静电潜像反转地显影成可见的图像，即，调色剂图像。在本实施例中，显影设备4使用其中混合地使用包含显影剂及载体的二成分显影剂的二成分接触显影型作为显影剂。此外，在图像形成部P中的每一个处进行上述图像形成步骤，以使得在感光鼓1的表面上形成黄色、品红色、青色及黑色的四种颜色的调色剂图像。

在本实施例中，在图1中图像形成部P下方的位置处，配设有作为中间转印构件的中间转印带5。中间转印带5被辊61、辊62、辊63拉伸，并且可沿图1中的箭头方向移动。

作为一次转印单元的一次转印辊6将感光鼓1的表面上的调色剂图像一次转印到作为中间转印构件的中间转印带5的外周表面上。藉此，黄色、品红色、青色及黑色的四种颜色的调色剂图像在中间转印带5的外周表面上叠加，以使得形成全彩色图像。此外，未被转印而残留在感光鼓1表面上的调色剂被刮掉，并由清洁设备19来收集。

被一次转印到中间转印带5的表面上的全彩色图像，在作为二次转印单元的二次转印辊10的作用下，被二次转印到由进纸辊13从进纸盒12馈送并经由馈送导引11输送的诸如纸张的记录材料33上面。未被转印而残留在中间转印带5的外周表面上的调色剂被刮掉，并由作为清洁单元的清洁设备18来收集。

另一方面，其上转印有中间转印带5的外周表面上的调色剂图像的记录材料33被输送到作为定影单元的、由加热辊定影设备构成的定影设备16，并且定影设备16通过加热及加压而将调色剂图像定影在记录材料33上。其后，记录材料33被排出到排扺托盘17上。

顺便提及，在本实施例中，作为图像承载构件，使用了作为通常使用的鼓状有机感光构件的感光鼓1。还可以使用诸如非晶硅感光构件的无机感光构件。此外，还可以使用带状感光构件。并且，关于充电类型、转印类型、清洁类型及定影类型，并不仅限于本实施例中的那些。

<显影设备>

接下来，将使用图2及图3来描述显影设备4的构成及操作。图2及图3是根据本实施例的显影设备4的横截面示图及纵截面示图。如图2及图3中所示出的，本实施例中的显影设备4包括用于容纳包含调色剂及磁性粒子(载体)的二成分显影剂的显影容器22。在显影容器22中，容纳有包含显影剂及载体的二成分显影剂。另外，在显影容器22中，还包括以可旋转的方式与显影容器22的开口43相对地配设的、作为显影剂承载构件的显影套筒28。此外，还包括作为用于规整显影套筒28的表面上所承载的显影剂的链的断链构件的规整刮片29。

如图3中所示出的，在显影容器22内，配设有在大致中心位置处沿与图3的绘图纸面相垂直的方向延伸的隔墙27。显影容器22的内部被隔墙27垂直地分割成图2及图3中的显影室23及搅拌室24。显影室23被构造为向显影套筒28供给显影剂的第一显影剂容纳室。搅拌室24被构造为不仅用于容纳显影剂而且用于从显影套筒28收集显影剂的第二显影剂容纳室。显影剂被收纳在显影室23及搅拌室24内。

在显影室23及搅拌室24中，配设有用于搅拌显影容器22(显影容器)中的显影剂、并且用于将显影剂提供给显影套筒28的第一搅拌构件。此外，配设有作为用于搅拌显影容器22(显影容器)中的显影剂、并且用于从显影套筒28收集显影剂的第二搅拌构件的第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26。

第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26分别地配设在显影室23及搅拌室24中(在第一显影剂容纳室及第二显影剂容纳室中)，并且不仅搅拌并馈送显影室23及搅拌室24中的显影剂、而且实现显影室23与搅拌室24之间的显影剂的循环。显影室23配设有排出开口40，排出开口40用于通过显影剂面(显影剂的上表面)的上升来排出由于包含调色剂及磁性粒子(载体)的显影剂的提供而产生的多余的显影剂。

配设在显影室23中的第一搅拌螺杆25大致上与显影套筒28的轴向相平行地布置在显影室23的底(部)处。此外，第一搅拌螺杆25沿图2中箭头指示的方向(顺时针方向)旋转，并且将显影室23中的显影剂提供给显影套筒28，并沿第一搅拌螺杆25的轴向的方向馈送显影剂。

此外，配设在搅拌室24中的第二搅拌螺杆26大致上与第一搅拌螺杆25相平行地布置在搅拌室24的底(部)处。此外，如图2中所示出的，第二搅拌螺杆26沿与第一搅拌螺杆25的旋转方向相反的方向(逆时针地)旋转并收集经受显影之后的显影剂，并且将搅拌室24中的显影剂沿与第一搅拌螺杆25的旋转方向相反的方向馈送。由此，通过第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的旋转来馈送显影剂，通过由形成在隔墙27的两端处的开口14、15构成的流通部而将显影剂在显影室23与搅拌室24之间循环。

本实施例是显影室23及搅拌室24垂直地布置在图2及图3中的示例。作为其他示例，在从其向显影套筒28提供显影剂的空间及从显影套筒28收集显影剂到其中的空间是分开的构件时，本实施例同样适用于其中显影室23及搅拌室24水平地并置的显影设备4，或者具有各种形式的其他显影设备4。

<驱动控制系统的构造>

接下来，将使用图2来描述显影设备4的驱动控制系统的构造。通过作为第一驱动单元的电机7来旋转地驱动显影套筒28，通过作为第二驱动单元的电机8来旋转地驱动作为搅拌构件的第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26。在本实施例中，电机7及电机8由作为控制单元的控制器20来驱动控制。电机7及电机8使用驱动停止期间能够通过加速/减速比来设定角加速度的步进电机。加速/减速比是在电机7及电机8从休息(停止)状态起动并且其速度达到某种停止之前的旋转速度的梯度、或者在电机7及电机8在其旋转状态中由于接收到停止信号而完全地停止之前的旋转速度的梯度。

在图像形成期间的稳定状态中，电机7及电机8的旋转速度分别是565rpm(转/每分钟)及900rpm。此外，在本实施例中，电机7及电机8分别地与显影套筒28及第一搅拌螺杆25直接地连接，并且进一步地经由未示出的齿轮系而将旋转驱动力传递到第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26。由于该原因，同样分别地以565rpm及900rpm旋转地驱动显影套筒28及第一搅拌螺杆25，并且基于未示出的齿轮系的传动比而以950rpm旋转地驱动第二搅拌螺杆26。顺便提及，本实施例中的图像形成期间是指要形成在记录材料上的图像经过显影套筒28与感光鼓1彼此相对的显影区域的时间。

在本实施例中，显影容器22在显影容器22与感光鼓1相对的显影区域所对应的位置处配设有开口43，并且在该开口43处，可旋转地布置有显影套筒28，以使得部分地朝向感光鼓1暴露。显影套筒28的外径是20mm，并且以565rpm的圆周速度旋转地驱动它。感光鼓1的外径是30mm，并且以217rpm的圆周速度旋转地驱动它。此外，显影套筒28与感光鼓1之间最近的区域配设在约400μm的间距处。藉此，进行设定，以使得能够在馈送到显影套筒28与感光鼓1彼此相对的显影部的显影剂接触到感光鼓1的状态中实现显影。

本实施例中的显影套筒28由诸如铝及不锈钢等的非磁性材料形成，并且在其内部，在不可旋转的状态中布置作为磁场产生单元的磁辊28m。显影套筒28沿图2中箭头指示的方向(逆时针方向)旋转。显影套筒28通过利用规整刮片29而切断磁刷的链，来承载层厚经规整的二成分显影剂。显影套筒28将显影剂馈送到显影套筒与感光鼓1相对的显影区域，并且将显影剂提供给感光鼓1上所形成的静电潜像，从而将静电潜像显影为调色剂图像。

规整刮片29由沿显影套筒28的纵轴向延伸的铝板等形成的非磁性构件29a、以及诸如铁材料的磁性构件29b构成。此外，通过调整规整刮片29与显影套筒28之间的间隙，馈送给显影区域的显影剂的量得以调整。在本实施例中，规整刮片29将显影套筒28的表面上的显影剂的单位面积涂覆量规整为30mg/cm²。顺便提及，将规整刮片29与显影套筒28之间的间隙适当地设定在200μm至1000μm的范围中，优选地在300μm至700μm的范围中。在本实施例中，将规整刮片29与显影套筒28之间的间隙设定在400μm。

<二成分显影剂>

接下来，将描述本实施例中所使用的包含调色剂及磁性粒子(载体)的二成分显影剂。调色剂主要地包含粘合剂树脂及着色剂，需要时还包含含有其他添加剂的着色树脂的粒子，及添加有诸如二氧化硅微粒的外部添加剂的着色粒子。调色剂是可负充电聚酯基树脂，并且期望它的体积平均粒子尺寸不小于4μm且不大于10μm，优选地不大于8μm。

此外，作为磁性粒子(载体)，优选地可使用其表面已被氧化或未被氧化的诸如铁、镊、钴、锰、铬、稀土金属、以及这些金属的合金或者铁氧体的金属的颗粒。并不特别地限制制造这些磁性粒子的方法。磁性粒子(载体)的重量平均粒子尺寸可以是20μm至60μm，优选的是30μm至50μm，并且载体的电阻率可以是不小于1×10⁷ohm.cm，优选地不小于1×10⁸ohm.cm。在本实施例中，使用电阻率为1×10⁸ohm.cm的磁性粒子(载体)。

<显影剂的提供方法>

接下来，将使用图2及图3来描述本实施例中的显影剂提供方法。如图2及图3中所示出的，在显影设备4的上方配设有用于容纳包含混合的调色剂及磁性粒子(载体)的二成分显影剂的作为提供容器的料斗31。构成调色剂提供单元的料斗31在其下部处包括作为馈送构件的螺杆状提供螺杆32，并且提供螺杆32的一端延伸到配设在图3中的显影设备4的右侧端部处的提供开口30的位置。

利用提供螺杆32的旋转力及显影剂的重力，将与由图像形成所消耗的调色剂的量相对应的量的调色剂从料斗31通过显影剂提供开口30而提供给显影容器22。因此，从料斗31，将提供调色剂提供给显影设备4。提供显影剂的提供量由提供螺杆32的旋转频率(转数)粗略地确定。通过控制器20来确定提供螺杆32的旋转频率，控制器20还用作用于控制作为用于旋转地驱动提供螺杆32的驱动源的电机9的调色剂提供量控制单元。

作为调色剂提供量控制方法，可应用诸如以光的方式或以磁的方式检测二成分显影剂的调色剂内容(浓度)的方法、以及检测通过对感光鼓1的表面上的基准潜像进行显影而获得的调色剂图像的浓度的各种方法。

<显影剂的排出方法>

接下来，将使用图3来描述本实施例中的显影剂排出。构成显影剂排出单元的排出开口40配设在显影室23的关于图3中箭头方向所示出的显影剂循环方向的下游侧、在显影套筒28的套筒放置区域的外部，并且通过排出开口40来排出劣化的显影剂。当在显影剂提供步骤中显影设备4中的显影剂的量增加时，取决于显影剂的增加量，通过排出开口40以溢出的方式排出显影剂。顺便提及，排出开口40的位置在显影剂提供开口30的位置的关于图3中箭头方向所示出的显影剂馈送方向的上游侧。这是因为，防止从提供开口30提供的新鲜的(新的)显影剂通过排出开口40立即地排出。

<显影剂的排出特性>

图4示出了本实施例中显影设备4的显影剂排出特性。显影剂排出特性是将显影容器22中的显影剂量的单位时间显影剂排出量作为函数来表示的特性。通过实现单位时间的显影剂的排出量、同供给到显影容器22中的单位时间的显影剂供给量与经受(潜像的)显影的调色剂的量之间的差分的平衡，来确定显影容器22中的显影剂量。

即，关于显影容器22中的显影剂量，将由单位时间最小提供量与图4中所示的排出特性曲线21之间的交叉点所示出的最小显影剂量a考虑在内。此外，将由单位时间最大提供量与排出特性曲线21之间的交叉点所示出的显影剂量b考虑在内。此外，显影容器22中的显影剂量粗略地呈现最小显影剂量a与显影剂量b之间的显影剂量值。这些交叉点分别是最小提供期间及最大提供期间显影剂量平衡的点。此时，(潜像的)经受显影的调色剂的量通常很少，因此将其忽略。

在显影容器22中的显影剂量显著地变小时，存在发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的可能性，并且在显影容器22中的显影剂量显著地变大时，存在导致显影剂溢出的可能性。此时的显影剂量分别地是图4中所示的显影剂量c、d。

于是，显影剂的排出特性通常必须使得显影剂量a、b、c、d之间的关系是{a>c}且{b<d}，如图4中所示出的。作为这些显影剂量之差的{a-c}及{d-b}分别地表示显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆及显影剂溢出的鲁棒性(控制的鲁棒性)。鲁棒性是特性能够通过其来抵抗不确定的波动从而维持当前状态的能力。

<显影剂的排出特性测量>

通常，可以按以下方式来测量显影剂的排出特性。首先，在以期望的圆周速度旋转地驱动显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的状态中，显影剂被添加到显影容器22中，直到显影剂均匀地承载(涂覆)在显影套筒28的表面上为止。然后，以上述圆周速度旋转地驱动显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26，直到显影容器22中显影剂的循环处于稳定状态(稳定的状态)为止。通常，旋转地驱动这些构件约1分钟至2分钟。

从显影套筒28的表面上的显影剂的涂覆均匀的时间起，通过提供开口30将显影剂逐渐地添加到显影容器22中，对此时单位时间通过排出开口40排出的显影剂量进行测量。

在本实施例中，将10克显影剂添加到显影容器22中，并且对30秒内通过排出开口40排出的显影剂量进行测量。藉此，对单位时间通过排出开口40排出的显影剂量进行测量。

此外，可以按以下方式来测量作为显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限(点)的显影剂量c。首先，以期望圆周速度来旋转地驱动显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26。在这种状态中，通过提供开口30而将显影剂逐渐地添加到显影容器22中，并且获得显影剂均匀地涂覆在显影套筒28的表面上的显影剂量c。

通常，存在于料斗31中的显影剂与存在于显影容器22中的显影剂在调色剂与载体之间的比率上是不同的。料斗31中的显影剂的调色剂比率比显影容器22中的显影剂显著地更高。由于该原因，当在排出特性的测量中将显影剂添加到显影容器22中时，不使用料斗31。当从料斗31提供显影剂时，显影容器22中的调色剂比率显著地增加。通常，在测量排出特性时，在空转的机器中进行测量，并且通过显影容器22的提供开口手动地提供调色剂比率与显影容器22中的调色剂比率相同的显影剂。

以上(排出特性)是在以预定旋转速度驱动显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的情况下的显影剂的排出特性。显影套筒28及第一搅拌螺杆25存在多个旋转速度。在这种情况下，在这些多个旋转速度，必须将上述最小显影剂量a及作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限(点)的显影剂量c均一化到可能的程度。如果不是这样，则存在以下情况的可能性增加：当显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度切换(到不同的旋转速度)时，发生诸如显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆等的问题。

<驱动停止期间的操作>

作为本发明的特征，将描述驱动停止期间显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的操作。顺便提及，在本实施例中，第一搅拌螺杆25与第二搅拌螺杆26彼此关联，因此将使用第一搅拌螺杆25作为代表来进行其描述。因此，下文中，在描述旋转及驱动停止的情况下，第二搅拌螺杆26也与第一搅拌螺杆25相关联地旋转并驱动停止。

如图5的(a)中所示出的，在时间t1产生对显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号。在图5中，(b)示出了从时间t至显影套筒28及第一搅拌螺杆25实际上完全地停止的时间t4的、显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变。

对显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号由控制器20产生，并且电机7及电机8被停止控制。在本实施例中，作为图2中所示的电机7及电机8，使用步进电机。此外，在电机7及电机8的驱动停止期间，通过控制器20，如图5的(c)中所示出的，显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α保持在预定范围内(在本实施例中，比率α是恒定的)。此外，本实施例的特征在于，显影套筒28及第一搅拌螺杆25减速并停止。

在本实施例中，如图5的(c)中所示出的，在时间t1，控制器20将显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号输出给电机7及电机8。从时间t1起显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转在时间t4实际地停止。此外，使得在包含稳定状态以及从时间t1至时间t4的时间段中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α恒定。这里，驱动停止期间是指从电机7及电机8有停止意图地减速开始起直到电机7及电机8实际地停止为止的时间段，并且驱动停止信号是指用于有停止意图地使电机7及电机8停止的信号。

另一方面，在图6所示出的比较例1中，如图6的(a)中所示出的，在时间t1，从控制器20输出的显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号被电机7及电机8接收到。此外，如图6的(b)中所示出的，从时间t1至显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转分别地实际地停止的时间t4及时间t3的、显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α不是恒定的(参见图6的(c))。

这是因为，传统上，在许多情况下使用DC(直流)电机作为电机7及电机8，并且在许多情况下在驱动停止期间不能设定加速/减速比。这里，如图5(b)和图6(b)所示出的，加速/减速比是从稳定状态起直到电机7及电机8接收到驱动停止信号并完全地停止为止的旋转速度的梯度。

此外，关于惯性矩，与显影套筒28相比，第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26很小。由于该原因，在图6中所示出的比较示例1中，如图6的(a)中所示出的，在时间t1，输出显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号。此外，从时间t1至显影套筒28及第一搅拌螺杆25实际停止的时间t4及时间t3的时间使得显影套筒28停止的时间t4通常晚于第一搅拌螺杆25停止的时间t3，如图6的(b)中所示出的。

这意味着，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，由于它们之间惯性矩的差异，显影套筒28比第一搅拌螺杆25旋转得更多(更长)。与其相对应的是，在第一搅拌螺杆25不提供显影剂的状态中，显影套筒28取得存在于与图2中所示的显影套筒28相对的规整刮片29的后侧(关于显影套筒28的旋转方向的上游侧)的显影剂。由于该原因，存在于规整刮片29后侧(关于显影套筒28的旋转方向的上游侧)的显影剂的量在驱动停止期间比显影剂处于稳定旋转状态时更小。

由于该原因，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，存在于与显影套筒28相对的规整刮片29的后侧的显影剂的量变少(或完全地失去)。于是，原则上，在紧接驱动停止之后显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动开始的时间，发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的可能性临时地增大。

作为针对此的对策，如上所述，考虑图7中所示出的比较示例2中的驱动停止方法。在图7中所示出的比较示例2中，如图7的(a)中所示出的，将输出第一搅拌螺杆25的驱动停止信号的时间t2有意地变晚。显影套筒28在时间t4停止，并且第一搅拌螺杆25在时间t5停止(t4>t5)。通过在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间对显影套筒28的显影剂的提供充足，以使得显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆受到抑制。

然而，在图7中所示出的比较示例2中的驱动停止中，第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26继续地过度地旋转，直到显影套筒28实际地停止为止，使得原本不应当通过图3中所示出的排出开口40排出的显影剂也被过度地排出。藉此，导致显影设备4中显影剂量的减少。或者，第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的驱动时间的增加导致显影剂的劣化以及第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的旋转轴25a及旋转轴26a的端部处的密封的劣化。藉此，存在驱动时间增加导致显影设备4的寿命缩短的可能性。

在本实施例中的显影设备4中，如图2中所示出的，向显影套筒28提供显影剂的显影室23及收集显影剂的搅拌室24是分开的。在提供显影剂的显影室23中，随着朝向关于显影剂循环方向的下游侧的距离的减小，显影套筒28取得显影剂。由于该原因，单位时间由第一搅拌螺杆25所馈送的显影剂的量(即，显影剂的流量(质量流率))逐渐地减少。

另一方面，在收集显影剂的搅拌室24中，显影剂的流量随着朝向关于显影剂循环方向的下游侧的距离的减小而增加。此外，图3中所示出的排出开口40配设在显影室23的关于显影剂循环方向的最下游部分处。该部分处的显影剂面(显影剂的上表面)达到排出开口40的高度，并且在显影剂面进一步超过排出开口40的高度时，显影剂溢出排出开口40并排出到显影容器22的外部。

在本实施例中的显影设备4中，排出开口40附近的显影室23中的显影剂面高度h2取决于显影设备4中的显影剂量。此外，显影剂面高度h2还取决于第一搅拌螺杆25的纵向馈送量、以及从搅拌室24的内部取得给显影套筒28的显影剂的量(即，显影套筒28的显影剂馈送量)。

在图8中，(a)及(b)是示出图3中所示出的显影室23中显影剂的流量的示意图，并且图8的(a)及(b)中所示出的由箭头J1、J2、Js示出的箭头的大小表示显影剂的流量的大小。简单地通过该位置处纵向的单位距离显影剂量ρ与显影室23中的显影剂循环速度V的乘积来获取处于不与显影套筒28相对的位置的显影剂的流量。

因此，配设在显影套筒28不与排出开口40相对的位置的排出开口40的附近的显影剂流量J2如下。图8的(a)中所示出的且与显影套筒28相对的、在区域34的显影剂循环方向的上游侧的、显影室23中的显影剂流量是J1。显影套筒28的整体的显影剂流量是Js。与显影套筒28相对的、在区域34的显影剂循环方向的上游侧的、显影室23中的纵向的单位距离显影剂量是ρ1。第一搅拌螺杆25对显影剂的馈送速度是Va。在显影套筒28的整个区域中，关于纵向的、旋转方向的单位距离显影剂量是m。在显影套筒28的表面移动速度是Vs时，通过以下(数学)公式1来获取显影剂流量J2。

[公式1]

J2＝ρ2×Va＝J1-Js＝(ρ1×Va)-(m×Vs)

显影室23的深度是均一的，因此在出于方便而深度是“1”时，可以将显影室23的关于纵向的单位距离显影量照其样视为显影剂面高度。由于该原因，通过以下公式2来粗略地获取显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2及显影室23中排出开口40附近的关于纵向的单位距离显影剂量ρ2。

[公式2]

h2＝ρ2＝(ρ1×Va-m×Vs)/Va＝ρ1-m×Vs/Va

显影套筒28的表面移动速度Vs及第一搅拌螺杆25的显影剂馈送速度Va分别地与显影套筒28的旋转速度ω(s)及第一搅拌螺杆25的旋转速度ω(a)成比例。由于该原因，可以仅要求作为显影套筒28的旋转速度ω(s)与第一搅拌螺杆25的旋转速度ω(a)之间的比率α的{ω(a)/ω(s)}是恒定的。藉此，即使在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度变化的情况下，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2也不变。这针对显影室23中的任意位置都类似地适用,并不限定于排出开口40附近。

因此，使得显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2等于图像形成期间稳定状态中显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h。如图5的(c)中所示出的，作为图像形成期间稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α的{ω(a)/ω(s)}保持恒定。因此，可以仅要求显影套筒28及第一搅拌螺杆25减速并停止。

即，可以仅要求在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α(E)与图像形成期间稳定状态中的比率α相一致的情况下，减速并停止。

在图5的(b)中所示出的本实施例中，在输出显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号之后，显影套筒28及第一搅拌螺杆25在时间t4实际地停止。在从时间t1至时间t4的任意时间，图像形成期间稳定状态中显影室3中排出开口40附近的显影剂面高度h2通常如下。显影剂面高度h2等于图像形成期间稳定状态中显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度。藉此，可以防止在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间对显影套筒28的显影剂提供不足以及通过排出开口40的显影剂排出过多。

另一方面，在一些情况下，显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α在驱动停止期间不是恒定的。在这种情况下，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2与稳定状态时相比也会波动。

由于该原因，存在于图2中所示出的与显影套筒28相对的规整刮片29的后侧的显影剂的量变小，使得发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的可能性增加。

例如，在图6的(c)中所示出的比较示例1的情况下，显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α不是恒定的。在时间t1，输出显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号。因此，显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α总是比稳定状态时更小。图6的(b)及(c)中所示出的虚线示出了在显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α与图5的(b)及(c)中所示出的本实施例中稳定状态时的旋转速度比α相等的情况下第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变。

另一方面，在图7的(b)中所示出的比较示例2的情况下，在图7的(b)中所示出的点U之前，第一搅拌螺杆25的旋转速度大于图5中所示出的本实施例中的第一搅拌螺杆25的旋转速度，并且从点U起变小。图7的(b)及(c)中所示出的虚线示出了在显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α与图5的(b)及(c)中所示出的本实施例中稳定状态时的旋转速度比α相等的情况下第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变。

由于该原因，如图7的(c)中所示出的，在时间t1输出显影套筒28的驱动停止信号之后，显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α变得比稳定状态时的旋转速度比α更大。其后，在时间t2，输出第一搅拌螺杆25的驱动停止信号，然后显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α变小。藉此，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，在图7的(b)中所示出的点U之前，显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2升高。藉此，通过排出开口40过多地排出了显影剂，使得显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的可能性增加。

<实验结果>

接下来，将使用图9至图11来描述其中示出了本实施例与比较示例1及比较示例2的比较效果的显影剂排出特性的实验结果。图9示出了图5中所示出的本实施例中的显影剂的排出特性的实验结果，图10示出了图6中所示出的比较示例1中的显影剂的排出特性的实验结果，图11示出了图7中所示出的比较示例2中的显影剂的排出特性的实验结果。图9至图11中的每个图示出了作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c与作为图4中所示出的显影剂量的下限的最小显影剂量a之间的关系。

在图10中所示出的比较示例1中，在连续操作期间作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c是275克。另一方面，在间歇操作期间作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c是295克。因此，间歇操作期间相对于连续操作期间，作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c增加约20克(＝295克-275克)(鲁棒性劣化)。

即，在图10中所示出的比较示例1中，显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性(控制的鲁棒性)如下。在将连续操作期间与间歇操作期间之间的切换也考虑在内时，鲁棒性是与显影剂量的改变相对应的约60克的显影剂量，如图10中由箭头所示出的。鲁棒性是特性能够通过其来抵抗不确定的波动从而维持当前状态的能力。

在图11中所示出的比较示例2中，作为连续操作期间显影剂量的下限的最小显影剂量a是355克。另一方面，作为间歇操作期间的显影剂量的产生下限的最小显影剂量a是330克。因此，间歇操作期间相对于连续操作期间，作为下限的最小显影剂量a减少约25克(＝355克-330克)(鲁棒性劣化)。

并且在这种情况下，在将连续操作期间与间歇操作期间之间的切换也考虑在内时，针对显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性是与显影剂量的改变相对应的约55克的显影剂量，如图11中由箭头所示出的。

另一方面，在图9中所示出的本实施例中，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2如下。显影剂面高度h2被构造成等于连续操作期间稳定状态中显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h。

由于该原因，作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c、以及作为显影剂量的下限的最小显影剂量a分别地是275克及355克，它们在连续操作期间与在间歇操作期间大致上相等。

藉此，同样在连续操作与间歇操作之间的切换期间，不存在针对显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性劣化的要素，使得鲁棒性是与显影剂量的改变相对应的约80克的显影剂量，如图9中由箭头所示出的。作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c与作为显影剂量的下限的最小显影剂量a之间的差异越大，鲁棒性越好。

在本实施例中，可以仅要求在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α(E)与图像形成期间稳定状态中的比率α相一致的情况下，减速并停止。

藉此，显影设备4中的显影剂循环失衡受到抑制，使得能够确保针对显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性。顺便提及，如在本实施例中那样，也可以不要求显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α(E)与图像形成期间的比率α完全地一致。

例如，将来自控制器20的电机7的驱动停止信号(停止信号)及来自控制器20的电机8的驱动停止信号(停止信号)中的较早的任一个输出。然后，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度中的每个旋转速度变成图像形成期间稳定状态中旋转速度的1/2或更小。

在直到那时为止的时间段中，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度都不大于图像形成期间稳定状态中的旋转速度。并且，显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α(E)如下。可以仅要求比率α(E)相对于图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α满足以下公式3。

[公式3]

0.7<α(E)/α<2.0，

其中，比率α(E)是ωa(E)/ωs(E)，其中，ωs(E)是显影套筒28的旋转速度，ωa(E)是第一搅拌螺杆25的旋转速度，并且

其中，比率α是ωa/ωs，其中，ωs是图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转速度，ωa是图像形成期间稳定状态中第一搅拌螺杆25的旋转速度。

即，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α不小于图像形成期间的比率α的0.7倍且小于其2.0倍时，获得相似的效果。

在本实施例中，在单独地驱动显影套筒28及第一搅拌螺杆25的显影设备4中，将显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号中的较早的任一个输出。然后，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度中的每个旋转速度变成图像形成期间稳定状态中旋转速度的1/2或更小。

在直到那时为止的时间段中，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度都不大于图像形成期间稳定状态中的旋转速度。并且，显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α(E)如下。比率α(E)相对于图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α满足上述公式3。

藉此，使得驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α(E)接近图像形成期间的旋转速度比α。藉此，显影剂循环失衡受到抑制，使得能够防止诸如显影套筒28上所承载的显影剂的不适当涂覆的图像缺陷。

在更优选的示例中，还可以使用驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转频率比β(E)、以及图像形成期间稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转频率比β。例如，将来自控制器20的电机7的驱动停止信号(停止信号)及来自控制器20的电机8的驱动停止信号(停止信号)中的较早的任一个输出。然后，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者都停止之前，显影套筒28的旋转频率与第一搅拌螺杆25的旋转频率之间的旋转频率比β(E)如下。还可以将旋转频率比β(E)相对于图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转频率与第一搅拌螺杆25的旋转频率之间的旋转频率比β设定成满足以下公式4。顺便提及，图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转频率与第一搅拌螺杆25的旋转频率之间的比率β是指图像形成期间稳定状态中显影套筒28的单位时间旋转频率与第一搅拌螺杆25的单位时间旋转频率之间的比率。

[公式4]

0.7<β(E)/β<1.5，

其中，比率β(E)是Ra(E)/Rs(E)，其中，Rs(E)是显影套筒28的旋转频率，Ra(E)是第一搅拌螺杆25的旋转频率，并且

其中，比率β是Ra/Rs，其中，Rs是图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转频率，Ra是图像形成期间稳定状态中第一搅拌螺杆25的旋转频率。

即，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转频率比β(E)不小于图像形成期间的比率β的0.7倍且小于其2.0倍时，获得相似的效果。顺便提及，将使用以下第二实施例来详细地描述公式3及公式4中所示出的数学范围。

根据本实施例，在单独地驱动显影套筒28及第一搅拌螺杆25的显影设备4中，可以抑制显影剂循环失衡。此外，可以防止在显影套筒28的表面上涂覆显影剂时的不适当涂覆等。

[实施例2]

接下来，将使用图12至图22来描述包含根据本发明的显影设备的图像形成装置的第二实施例的构造。顺便提及，将通过添加相同的符号或者即使符号不同时的相同的构件名称而将与上述第一实施例中相似地构造的构件从描述中省略。

基本构造与上述第一实施例中的基本构造相同，因此将冗余的描述省略，而仅具体地描述对于本实施例而言特别的构造。在上述第一实施例中，如图2中所示出的，将步进电机用作作为用于旋转地驱动第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的驱动源的电机7及电机8。

藉此，如图5的(b)及(c)中所示出的，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28的旋转速度与第一搅拌螺杆25的旋转速度之间的比率α(E)如下。可以仅要求比率α(E)减速并停止，同时使它与图像形成期间稳定状态中的比率α相一致。藉此，显影剂循环失衡受到抑制，使得针对显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性得以确保。

<驱动停止期间的操作>

然而，从效率、驱动稳定性以及成本等的观点来看，优选地使用DC(直流)电机作为显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的驱动源。在本实施例中，使用无刷DC(直流)电机作为显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的驱动源。

此外，如图12的(b)中所示出的，在显影套筒28、第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的驱动停止期间，从控制器20输出电机7及电机8的驱动停止信号(停止信号)中的至少一个。然后，显影套筒28以及第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的目标旋转速度中的至少一个阶梯式地改变。

图12的(b)中所示出的本实施例是其中第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26的目标旋转速度阶梯式地改变(减速)的实施例。如图12的(b)中所示出的，显影套筒28以及第一搅拌螺杆25及第二搅拌螺杆26阶梯式地减速并停止。藉此，显影剂循环失衡得以缓解，并且针对显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性得以确保。这是本实施例的特征。

在图12中，(a)示出了本实施例中显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号。在图12中，(b)示出了在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变。

如图12的(b)中所示出的，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，第一搅拌螺杆25的旋转速度阶梯式地减速。藉此，显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α大致上等于连续操作期间稳定状态中的比率α。藉此，显影剂循环失衡受到抑制。

在本实施例中，如图12的(b)中所示出的，从产生显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号的时间t1起，每60msec，第一搅拌螺杆25的旋转速度改变10阶(级)。藉此，第一搅拌螺杆25阶梯式地减速并停止。第一搅拌螺杆25的旋转速度的一个变化幅度在最后一阶处是270rpm，而在其他阶中的每个阶处是70rpm。这是因为在以低速驱动DC(直流)电机的情况下，存在驱动稳定性降低的可能性。

起初，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，使显影剂循环的平衡与稳定状态中的显影剂循环相同。为了该目的，如同上述第一实施例中那样，在直到显影套筒28及第一搅拌螺杆的驱动停止为止的所有时间，有以下要求。可以仅要求使显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α等于稳定状态中的比率α。

然而，实际上，即使在旋转速度稍微偏离图13中由实线所示出的理想线Li时，显影剂循环也不失衡。另一方面，在使用DC(直流)电机作为显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动源的情况下，与步进电机不同的是，不能设定角加速度。

由于该原因，为了抑制显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间的显影剂循环失衡，有以下要求。如同图12的(a)中所示出的本实施例中那样，在时间t1产生显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号。从时间t1直到显影套筒28及第一搅拌螺杆25实际地停止的时间t4为止，输出针对第一搅拌螺杆25的由脉冲波构成的多个驱动速度改变信号35。藉此，如图12的(b)中所示出的，第一搅拌螺杆25可以阶梯式地减速并停止。

此时，产生偏离图12的(b)中所示出的由经过点A及点D的虚线所示出的理想线Li(图5的(b)中所示出的第一实施例中的理想线Li)的点。在本实施例中，偏离图12的(b)中所示出的由经过点A及点D的虚线所示出的理想线Li的点被抑制在显影剂循环不失衡的范围内。藉此，在使用了在成本及驱动稳定性上优异的DC(直流)电机的同时，显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间的显影剂循环失衡受到抑制。

在本实施例中，驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比是α(E)。比率α(E)与稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α不同。此外，通过使用{α(E)/α}来表示显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间与图12的(b)中所示出的理想线Li的偏离。在上述第一实施例中，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，{α(E)/α}一直是“1.0”。

根据本发明人的大量研究，显影剂循环不严重失衡的条件以及显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间显影室23中排出开口40附近的显影剂面高度h2如下。将电机7及电机8的驱动停止信号中的较早的任一个输出。然后，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度中的每个旋转速度都变成图像形成期间稳定状态中旋转速度的1/2或更小。在直到那时为止的时间段中，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度如下。结果，可以仅要求旋转速度分别地不大于图像形成期间稳定状态中的旋转速度，并且满足由上述公式3所示出的条件。

这里，“在直到显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度分别地是图像形成期间稳定状态中旋转速度的1/2或更小为止的时间段中”的原因如下。显影剂循环失衡，使得存在于图2中所示出的与显影套筒28相对的规整刮片29的后侧的显影剂的量减少，并且显影剂泄露到图3中所示出的排出开口40之外。在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度很大时，这种现象是显著的。

显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度很小。此时，即使在稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α、与驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α(E)之间的比率{α(E)/α}偏离上述公式3的范围时，也几乎不存在问题。

此外，不必说的是，最理想的情况是，如同上述第一实施例中那样，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止期间，保持{α(E)/α＝1.0}。即，最理想的情况是显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度总是以与如图5的(b)及(c)中所示出的、图像形成期间稳定状态中的旋转速度比α相同的比率α线性地减速的情况。

将使用图14的(a)及(b)来具体地进行描述。由连接点A、点K的虚线所示出的理想线Li如下。如图14中所示出的，示出了图5的(b)及(c)中所示出的上述第一实施例中的、其中在显影套筒28驱动及停止时保持{α(E)/α＝1.0}的、第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变。

图14的(b)中所示出的由连接点B、点K的虚线所示出的线L8是在{α(E)/α＝0.7}的情况下的线。图14的(b)中所示出的由连接点F、点K的虚线所示出的线L9是在{α(E)/α＝2.0}的情况下的线。图14的(b)中所示出的虚线GH示出了图像形成期间稳定状态中显影套筒28的旋转速度的1/2的旋转速度。图14的(b)中所示出的虚线IJ示出了图像形成期间稳定状态中第一搅拌螺杆25的旋转速度的1/2的旋转速度。

将分别地用于旋转地驱动显影套筒28及第一搅拌螺杆25的电机7及电机8的驱动停止信号中的较早的任一个输出。然后，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度中的每个旋转速度都变成图像形成期间稳定状态中旋转速度的1/2或更小。在直到那时为止的时间段中，显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度中的每个旋转速度不大于图像形成期间稳定状态中的旋转速度。并且，可以仅要求稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α、与驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α(E)之间的比率α(E)/α，落在上述公式3中所示出的范围内。

即，可以仅要求驱动停止期间第一搅拌螺杆25的旋转速度在不偏离图14的(b)中所示出的由直线AB、直线BC、直线CD、直线DE、直线EF及直线FA所限定的六边形ABCDEF的区域38的情况下经过CDE边，并且被减速且停止。

例如，在图15中，示出了驱动停止期间第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变的线L1及线L3是其中旋转速度经过六边形ABCDEF的区域38的除了边CDE之外的边到该区域的外部、从而第一搅拌螺杆25减速并停止的比较示例3及比较示例4。线L2是其中旋转速度一次经过六边形ABCDEF的区域38的除了边CDE之外的边到该区域的外部、其后再次进入六边形ABCDEF的区域38、并且经过边CDE、从而第一搅拌螺杆25减速并停止的比较示例5。图15中所示出的线L1至线L3中的每条线都不满足上述条件，从而导致第一搅拌螺杆25的驱动停止期间严重的显影剂循环失衡。

此外，还是在图6中所示出的比较示例1中及图7中所示出的比较示例2中，如图16的(b)及图17的(b)中分别地示出的，线L6经过六边形ABCDEF的区域38的除了边CDE之外的边到该区域的外部，从而第一搅拌螺杆25减速并停止。线L7一次经过六边形ABCDEF的区域38的除了边CDE之外的边到该区域的外部、其后经过点E、从而第一搅拌螺杆25减速并停止。由于该原因，上述条件未得到满足。

这里，图16的(c)及图17的(c)中所示出的时间tsc是第一搅拌螺杆25的旋转速度是图像形成期间稳定状态中其旋转速度的1/2的时间。此外，时间tsl是显影套筒28的旋转速度是图像形成期间稳定状态中其旋转速度的1/2的时间。

因此，将分别地用于旋转地驱动显影套筒28及第一搅拌螺杆25的电机7及电机8的驱动停止信号中的较早的任一个输出。然后，直到显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者的旋转速度分别地变成图像形成期间稳定状态中旋转速度的1/2的时间段如下。在图16的(c)中所示出的比较示例1中，上述时间段是从产生显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号的时间t1至时间tsl的时间段。此外，在图17的(c)中所示出的比较示例2中，上述时间段是从产生显影套筒28的驱动停止信号的时间t1至时间tsc的时间段。

因此，在图16的(c)中所示出的比较示例1中，在从时间t1至时间tsl的时间段中，稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α、与驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α之间的比率{α(E)/α}如下。比率{α(E)/α}是0.7或沿曲线(连接点)OQ的更小值，并且不满足由上述公式3所示出的条件。

此外，在图17的(c)中所示出的比较示例2中，在从时间t1至时间tsl的时间段中，稳定状态中显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α、与驱动停止期间显影套筒28与第一搅拌螺杆25之间的旋转速度比α之间的比率{α(E)/α}如下。比率{α(E)/α}是2.0或沿折线(连接点)QOR的更大值，并且不满足由上述公式3所示出的条件。

另一方面，在图18中，示出驱动停止期间第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变的线L4及线L5中的每条线在不偏离六边形ABCDEF的区域38的情况下经过边CDE，从而第一搅拌螺杆25减速并停止，使得线L4及线L5满足由上述公式3所示出的条件。

还是在本实施例中，如图12的(b)中所示出的，示出驱动停止期间第一搅拌螺杆25的旋转速度的改变的阶梯线L10如下。线L10在不偏离六边形ABCDEF的区域38的情况下经过边CDE，从而第一搅拌螺杆25减速并停止，使得线L10满足由上述公式3所示出的条件。

顺便提及，在显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度是稳定状态中其旋转速度的1/2或更小的区域中，条件如下。如同图18中所示出的线L5中那样，基本上，旋转速度比的线也可以是不满足由上述公式3所示出的条件的线。这是因为显影套筒28及第一搅拌螺杆25的旋转速度很小。由于该原因，旋转速度对显影剂循环的影响不大。然而，如同图19中所示出的线L8中那样，在旋转速度比显著地偏离由上述公式3所示出的范围时，存在旋转速度比对显影剂循环的影响不小的可能性。

因此，在更优选的示例中，将显影套筒28及第一搅拌螺杆25的驱动停止信号中的较早的任一个输出。于是，直到显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者都停止为止，驱动停止期间显影套筒28的旋转频率与第一搅拌螺杆25的旋转频率之间的旋转频率比β(E)如下。可以仅要求旋转频率比β(E)相对于稳定状态中显影套筒28的旋转频率与第一搅拌螺杆25的旋转频率之间的旋转频率比β满足上述公式4。这里，驱动停止期间显影套筒28的旋转频率及驱动停止期间第一搅拌螺杆25的旋转频率分别地由图20及图21中所示出的阴影区域41及阴影区域42的面积来表示。

此外，在本实施例中，如图12的(b)中所示出的，第一搅拌螺杆25阶梯式地减速并停止，由此驱动停止期间的显影剂循环失衡受到抑制。作为其他方法，也可以使显影套筒28阶梯式地减速并停止。还可以通过使显影套筒28及第一搅拌螺杆25二者都阶梯式地减速并停止来抑制显影剂循环失衡。

<实验结果>

接下来，将使用图22来描述本实施例中显影剂的排出特性的实验结果。图22是示出本实施例中显影剂的排出特性的图。图22示出了图4中所示出的作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c与作为显影剂量的下限的最小显影剂量a之间的关系。

如图22中所示出的，在本实施例中，作为发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c、以及作为显影剂量的下限的最小显影剂量a如下。与图9不同的是，显影剂量不等于连续操作期间与间歇操作期间之间的那些，而是相差与5克相对应的值。

尽管显影剂量改变未达到与图9中由箭头所示出的约80克的显影剂改变量相对应的程度，但是在本实施例中，连续操作期间的最小显影剂量a是355克，间歇操作期间的最小显影剂量a是350克。作为连续操作期间及间歇操作期间发生显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的界限的显影剂量c是275克，大致上彼此相等。

因此，还是在本实施例中，在连续操作期间与间歇操作期间之间的切换期间，与针对显影套筒28的表面的鲁棒性的劣化相对应的量仅是5克(＝355克-350克)。藉此，显影剂量的改变是图22中由箭头所示出的约75克，使得可以确保显影套筒28的表面上所承载的显影剂的不适当涂覆的鲁棒性。其他构造与上述第一实施例中的构造相似，使得能够获得相似的效果。

[工业实用性]

根据本发明，提供了一种抑制显影剂循环失衡的显影设备。

[附图标记说明]

7…电机(第一驱动装置)

8…电机(第二驱动装置)

25…第一搅拌螺杆(第一搅拌构件)

28…显影套筒(显影剂承载构件)