显影装置、及包括该显影装置的成像装置和处理盒的制作方法

专利名称：显影装置、及包括该显影装置的成像装置和处理盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显影装置，该显影装置利用包括^磁性载体和调色剂的两 组分显影剂将潜像显影在潜像载体上，其中所述显影剂装置用于例如复印 机、传真设备、以及打印机的成像装置中，还涉及一种包括该显影装置的成 像装置和处理盒。
背景技术：
在这种类型的显影装置中设置有用于将显影剂传送到与潜像载体相对 的显影区域的显影剂载体。在所述显影套筒(中空体)内部，所述显影套筒 形成为圓柱形，所述显影剂载体提供用于产生^f兹场的^f兹场产生装置，所述》兹 场利用；兹力将显影剂中的^兹性载体传送到所述显影套筒的外表面上。调色剂
被静电吸附到所述磁性载体；调色剂与显影套筒的外表面的磁性载体一起被 传送到显影区域；并且调色剂被供给到显影区域中的潜像载体上的潜像上。 所述磁场产生装置沿着所述显影套筒的旋转方向具有多个磁极。这种类型的 磁场产生装置包括利用外部磁场以磁化形成为单体的辊形单元的多个;兹极 形成位置的装置，以及将单个磁体支撑公共支撑体上以使得那些磁极沿着特 定的方向取向的装置。利用所述磁场产生装置的磁力承载在所述显影套筒的 周边表面的显影剂通过旋转显影套筒沿着所述显影套筒的圓周方向传送(表 面运动的方向)。
在这种类型的显影装置中，当显影剂经过显影区域时显影耗费显影剂中 的调色剂。因此，在显影之后使得显影剂从显影套筒脱落并返回到显影剂容 纳单元，并且不断将新的显影剂吸引到显影套筒上并且传送到显影区域对于 稳定地执行显影是很重要的。特别地，防止重复循环很重要，即，防止经过 显影区域之后仍然在显影套筒上的显影剂再次照原来的样子向显影区域传 送。
如果显影剂以这种方式重复循环，由显影装置形成的图像的浓度减小并 且存在产生浓度不规则等的危险。因此，在过去的显影装置中，例如，在日本未审查专利申请第2006-293261号的传统的显影装置中，为了在显影之后 使得显影剂从显影套筒脱落，相同极性的^兹才及设置为互相相邻，并且在这些 磁极之间形成显影剂分离区域，在所述显影剂分离区域脱落力从显影套筒的 表面面向分离方向而施加在显影套筒上的显影剂上。根据这种传统的显影装 置，由于传送到显影剂分离区域的显影剂被利用脱落力从显影套筒去除并且 装入到显影剂容纳单元内部的显影剂中，可以防止重复循环。
另外，在另一种传统的显影装置中，这将参照附图在后面予以描述，在 配置显影剂载体中，磁性辊的端部区域的宽度被力a宽作为磁场产生装置。不 过，以这种方式加宽所述磁性辊的端部区域的宽度造成了放大显影剂辊的轴 向尺寸的问题，从而使得很难生成上述最新型号的成像装置所需的，特别是， 其中的显影装置所需的紧凑装置。
下面描述了在显影剂载体上与磁场产生装置的区域(在下文中称为"对 应于^t场产生装置的区域")相对应的显影剂载体的轴向端部区域"兹性辊 端部区域)中为何发生上述显影剂的再次循环。
在对应于所述磁场产生装置的区域的中央区域，在显影剂载体的轴向 (下文中简单称为"轴向，，)产生的磁力线的轴向位移被两侧上的轴向端部区 域位置中的相同磁极的磁力所限制。结果，在显影剂载体上的显影剂分离区 域中的轴向中央区域，作用在显影剂上的脱落力几乎没有轴向分量。因此， 在这个中央区域所述脱落力有效地作用在所述显影剂上，且所述显影剂能从 所述显影剂载体的圆周表面被有效去除。
相比之下，对于在对应于所述磁场产生装置的区域的轴向端部区域中产 生的磁力线，只有很少的磁力或者没有磁力以将限制沿着轴向中位移到外 侧。因此，存在于轴向内部的相同-兹极的石兹力和轴向外部的相同》兹极的-兹力 之间没有实现平衡，并且轴向端部区域中产生的磁力线沿着轴向移位到外 部。因此，在所述显影剂载体上的显影剂分离区域内部的轴向端部区域，作 用在显影剂上的脱落力(从所述显影剂载体沿着分离的方向作用的力)较小 并且不能使得脱落力有效作用在显影剂上，从而使得不可能完全从显影剂载 体的圓周表面去除显影剂。这看起来是对应于磁场产生装置的区域的内部的 轴向端部区域上的显影剂的重复循环的原因之一 。
另外，在显影剂载体上的显影剂分离区域，在那些区域产生的面对轴向 外侧的磁分量会使显影剂移动到显影剂的轴向的外侧区域而不是移动到对
7应于^f兹场产生装置的区域，以使显影剂粘附到外部区域。然而，粘附到外部 区域的显影剂与显影剂载体的表面运动一起被传送，并且当通过所述显影剂 载体的显影剂分离区域时，那些显影剂通过第二磁极的磁力被再次拉回对应 于磁场产生装置的区域内部。这看起来也是在对应于磁场产生装置的区域中 的轴向端部区域中产生显影剂重复循环的 一 个原因。
另外，在对应于磁场产生装置的区域中的轴向端部区域中的这种显影剂 的重复循环仅仅在相同的磁极互相相邻的部分产生。特别地，在不同的磁极 互相相邻的部分，从磁极之一出来的磁力线朝向接近该磁极转向，并且即使 当在轴向端部区域，很少有磁力线沿着轴向面向外部。
考虑到这些，在本发明中，磁体元件设置在所述磁场产生装置外侧的部 分，并且产生磁场，该磁场沿着显影剂载体的轴向移动到内部，磁力线穿过 显影剂载体上的显影剂分离区域中的轴向端部区域并且产生脱落力。所述显 影剂载体上的显影剂分离区域中的轴向端部区域中的磁力线的取向可以因 此变得几乎垂直于所述轴向方向。因此，这些端部区域中的脱落力得到改善， 并且即使在这些区域脱落力可以有效的施加到显影剂，并且可以从所述显影 剂载体有效地去除显影剂。结果，在对应于磁场产生装置的区域中产生重复
循环的的轴向端部区域的宽度可以减小(所述显影剂载体的轴向的长度)。 即使对应于磁场产生装置的区域的宽度更短，可以因此实现同样有效的显影 宽度而不产生由显影剂重复循环引起的图像集中的不均。
涉及本发明的技术例如也在例如日本未审查专利申请第MO6-O65217 号、日本未审查专利申请第2006-184524、以及日本未审查专利申请第 2001-042649中被公开。

发明内容
考虑到上述现有技术，本发明的一个目的是提供一种显影装置，以及一 种配备有该显影装置的成像装置和处理盒，所述显影装置可以在显影剂载体 的轴向被制造得比较紧凑而不产生如上所述的由显影剂重复循环产生的图 像集中的不均。
在本发明的一个方面，显影装置包括显影剂载体，在^f兹场产生装置内部 设置有非磁性中空体，用于通过磁场产生装置的磁力承载和传送所述中空主 体的周边表面的包括石兹性载体和调色剂的两组分显影剂；显影剂容納单元，影剂限制元件，该显影剂限制元件用于限制显影剂载体上的两组分显影剂层 的厚度。在被显影剂限制装置限制之后，利用磁场产生装置的磁力从显影剂 容纳单元承载到显影剂载体上的两组分显影剂被促使通过与潜像载体相对 的显影区域并且返回到显影剂容纳单元中。所述磁场产生装置包括第 一磁极
区域的两组分显影剂的磁力。所述第二磁极设置得比第一磁极在显影剂载体 的显影剂传送方向的下游侧更远。在所述^兹场产生装置的外侧设置有^t性元 件，该磁性元件产生用于移动到显影剂载体轴向磁力线内部的磁场，所述磁 场通过第 一磁极和第二磁极沿着从显影剂载体的分离方向在显影剂载体上 的两组分显影剂上施加脱落力，并且所述^f兹场经过显影剂载体上的显影剂分 离区域中的显影剂载体轴向端部区域。
在本发明的另一方面，处理盒整体支撑潜像载体和显影装置，而显影装 置将包括磁性载体和调色剂的两组分显影剂传送到与潜像载体相对的显影 区域，并通过使得调色剂粘附到潜像载体上的潜像，并且显影装置可自由地 连接到成像装置并且可以从其拆卸，其中所述成像装置最终将通过由显影装 置使图像显影而获得的调色剂图像从所述潜像载体转印到记录介质上从而 在记录介质上形成潜像。所述显影装置包括显影载体，其中磁场产生装置设 置有非磁性中空体内部，用于通过磁场产生装置的磁力承载和传送所述中空
主体的周边表面的包括磁性载体和调色剂的两组分显影剂；显影剂容纳单 元，该显影剂容纳单元容納将要被在所述显影剂载体上承载的两组分显影 剂；以及显影剂限制元件，该显影剂限制元件用于限制显影剂载体上的两组 分显影剂层的厚度。在被显影剂限制装置限制之后，利用磁场产生装置的磁 力从显影剂容纳单元内承载到显影剂载体上的两组分显影剂被促使通过与 潜像载体相对的显影区域并且返回到显影剂容纳单元中。所述磁场产生装置
包括第一磁极和第二磁极，这两个磁极互相相邻以产生用于从显影剂从载体 去除经过显影区域的两组分显影剂的磁力。所述第二磁极设置得比第一磁极 在显影剂载体的显影剂传送方向的下游侧更远。在所述^f兹场产生装置的外侧 设置有磁性元件，该磁性元件产生用于移动到显影剂载体轴向磁力线内部的 磁场，所述磁场通过第一磁极和第二磁极沿着从显影剂载体的分离方向在显 影剂载体上的两组分显影剂上施加脱落力，并且所述^F兹场经过显影剂载体上的显影剂分离区域中的显影剂载体轴向端部区域。
在本发明的另一方面，成像装置包括潜像载体和显影装置，所述显影装 置将包括磁性载体和调色剂的两组分显影剂传送到与潜像载体相对的显影 区域，并通过使调色剂粘附到潜像载体上的潜像显影图像，以及通过最终将 通过由显影装置显影而获得的调色剂图像从潜像载体转印到记录介质，从而 在记录介质上形成图像。所述显影装置包括显影剂载体，其中^t场产生装置 设置在非磁性中空体的内部，用于通过磁场产生装置的磁力承载和传送所述
中空主体的周边表面的包括^磁性载体和调色剂的两组分显影剂；显影剂容纳
单元，该显影剂容纳单元容纳将要在所述显影剂载体上被承载的两组分显影
剂；显影剂限制元件，该显影剂限制元件用于限制显影剂载体上的两组分显 影剂层的厚度。在被显影剂限制装置限制之后，利用磁场产生装置的磁力从 显影剂容纳单元承载到显影剂载体上的两组分显影剂被促使通过与潜像载 体相对的显影区域并且返回到显影剂容纳单元中。所述^f兹场产生装置包括第 一》兹极和第二》兹极，这两个,兹极互相相邻以产生用于从显影剂载体去除经过 显影区域的两组分显影剂的磁力。所述第二磁极设置得比第一磁极在显影剂 载体的显影剂传送方向的下游侧更远。在所述-兹场产生装置的外侧设置有^兹 性元件，该磁性元件产生用于移动到显影剂载体轴向磁力线内部的磁场，所 述,兹场通过第一f兹极和第二^兹极沿着从显影剂载体的分离方向在显影剂载 体上的两组分显影剂上施加脱落力，并且所述-兹场经过显影剂载体上的显影 剂分离区域中的显影剂载体轴向端部区域。


本发明的上述和其他目的、特征和优点将从下面结合附图的描述中变得 更见明显，其中
图1是示出了涉及本发明的实施例的打印机的总体结构的视图； 图2是示出了相同的打印机的黄色成像装置的总体结构的视图； 图3是示意性的示出了调色剂的形状的视图以便说明形状系数SF-1; 图4是示意性的示出了调色剂的形状的视图以便说明形状系数SF-2; 图5是示出了黄色显影装置的外形的透视图6是示出了同样的显影装置的透视图，其中上壳体被拆掉以便可以看 到显影剂容纳壳的内部；图7是利用双点划线示出了沿着显影套筒的表面的法线方向的磁通密度 (绝对值)的分布以及同样的显影装置的整体结构的视图。
图8是示出了同样的显影装置的显影剂分离区域的周边、显影套筒表面 的法线方向的磁通密度(细线)和显影套筒表面的法线方向的磁力(粗线) 的曲线；
图9是示出了对比装置的显影剂分离区域的周边、显影套筒表面的法线 方向的磁通密度(细线)和显影套筒表面的法线方向的磁力(粗线)的曲线； 图IO是说明当制造本实施例的显影装置的磁性辊时的磁化过程的视图； 图11是说明当制造对比装置的显影装置的磁性辊时的磁化过程的视图； 图12是示出了有关另一种结构中的显影剂分离区域的周边、显影套筒 表面的法线方向的磁通密度(细线)和显影套筒表面的法线方向的磁力(粗 线)的曲线；
图13是示出了有关又一种结构中的显影剂分离区域的周边、显影套筒 表面的法线方向的磁通密度(细线)和显影套筒表面的法线方向的磁力(粗 线)的曲线；
图14是示出了与本发明实施例的显影装置中的显影套筒的显影剂传送
方向有关的磁体布置的例子的视图15是示出了与同样的显影装置相关的显影套筒的轴向相关的磁体的
布置的例子的视图16是说明同样的显影装置中的磁体的安装的视图17是示出有关一种变化的显影套筒的轴向的磁体的布置的视图18是示出了用于本发明的实施例的实验结果的曲线；
图19是示出了显影装置的一个例子的整体结构的视图，其中直到吸引
到显影套筒上的显影剂出现在被通过刮刀限制，磁场的转折点才出现。
图20是示出了显影装置的一个例子的整体结构的视图，该显影装置构
造为使得在驱动状态显影套筒上的显影剂分离区域不接触供给腔中的显影
剂；以及
图21是说明了从图20的箭头X看显影套筒表面的显影剂的工作情况的 视图。
具体实施方式
在说明本发明之前，将利用附图给出对本发明的现有技术及其问题的详 细描述。
作为五位发明人为了满足最近对于制造紧凑型显影装置的强烈需求的 研究结果，他们确定当将显影装置制造的更紧凑时产生了下面的问题。
图20是示出了显影装置的一个例子的整体结构的视图。另外，图中的
双点划线代表显影剂载体的表面的法线方向的磁通密度的分布(绝对值)。 这种显影装置确定了非磁性显影套筒(中空体)内部的磁性辊(磁场产
生装置)447的位置，并且包括显影剂载体，该显影剂载体利用磁性辊447 的磁力承载并且传送显影套筒的周边表面的显影剂。此外，所述显影装置还 包括容纳显影剂的显影剂容纳单元、沿着显影套筒441的旋转轴方向传送并 且搅拌显影剂的螺杆形搅拌器传送元件442和443、以及限制承载到显影套 筒上的两组分显影剂的层厚的显影剂限制元件446。所述显影剂容纳单元定 位在显影套筒441之下，并且分成沿着显影套筒的轴向延伸的第一容纳腔(供 给腔)449A和沿着与第一容纳腔449A相邻的显影套筒的轴向延伸的第二容 纳腔(搅拌腔)449B。搅拌传送元件442和443分别设置在所述第一容纳腔 249A和第二容纳腔249B中。
通过搅拌传送元件443传送到第一容纳腔4的A的下游端(图中的深度 侧)的显影剂在没有分开的位置被移动到第二容纳腔449B,并且通过第二 容纳腔中的搅拌传送元件442朝向第二容纳腔449B的下游端(图中的前侧) 传送。随后，传送到第二容纳腔449B的下游端的显影剂在没有分开的位置 被移动到第一容纳腔449A,并且通过第一容纳腔中的搅拌元件443朝向第 一容纳腔449A的下游端传送。显影剂以这种方式循环并且^L传送到显影剂 容纳单元内部。
用于补充由显影消耗的那部分调色剂的补充调色剂通常供给到第二容 纳腔449B中的显影剂中。五个磁极设置在磁性辊447之上，即Sl (显影极)、 Nl、 S2 (传送极)、N2 (显影剂分配上游极)以及N3 (显影剂分配，提升 和限制极)(S1、 S2具有彼此相同的极性，例如S极。Nl、 N2和N3具有 与S1等不同的极性，例如N极，下同)。所述第一容纳腔々49A中的显影剂 在传送过程中通过磁性辊447的磁力被吸引到显影套筒441。随后，吸引到 显影套筒441的显影剂被显影剂限制元件446限制，并且随后经过与潜像载 体相对的显影区域，并且再次返回到潜像载体12,并且再次返回到显影剂容纳单元内部。具体地说，通过沿着图中箭头所标记的方向旋转显影套筒441， 显影套筒441上的显影剂通过显影套筒441的旋转传送以便有序的经过显影 剂分配和吸引以及限制极N3、显影极S1、传送极N1和S2、以及上游显影 剂分配极N2的这些》兹极。
图21是用于说明当从由图20中的箭头X标示的方向看时显影套筒441 的表面上的显影剂的工作状态的视图。
在显影剂分离区域P由N2 ^ L和N3极施加的脱落力有效地作用在显影 套筒441表面上的有效显影区域宽度(在下文中称为"有效宽度")内的显影 剂上，其中所述有效显影区域与潜像可以形成在潜像载体12上的成像区域 相对，并且显影剂从显影套筒441的表面被去除。相比之下，如图中所示， 在沿着从与磁性辊447相对应的显影套筒上的区域(在下文中称为"磁性辊 端部区域")中的有效显影宽度的轴向更向外的显影剂部分上，显影剂粘附 到显影套筒的表面，并且仍然保留有没有被从显影套筒441去除的显影剂。 特别地，在^f兹性辊端部区域显影剂再次循环。因此，当产生这种类型的显影 剂再次循环的磁性辊端部区域也被构造成在有效显影宽度的内部时，在沿着 对应于显影套筒轴向的方向的两个图像端部，通过显影剂重复循环产生图像 浓度的下降，还产生图像浓度不均。
如图21所示，对此的传统对策是构造磁性辊端部区域以便不在有效显 影宽度中，因此磁性辊端部区域中的显影剂的再次循环不影响图像。但是， 这种对策妨碍制造小尺寸显影装置。原因如下。
一般，如图21中所示，为了防止显影剂容纳单元中的显影剂沿着显影 套筒的轴向泄露到外部，密封元件448被用于构成显影套筒441的端面和显 影壳体之间的密封。通常，这些密封元件448沿着显影套筒的轴向设置在比 磁性辊端部区域更向外的位置。这样做的主要原因是如果密封元件448设置 为接触^f兹性辊端部区域，被,兹性辊447的;兹力吸引的显影剂倾向于并入显影 套筒441的表面和密封元件448之间，随着时间的过去使得很难保持密封特 性。由于沿着显影套筒的轴向的显影装置尺寸(轴向尺寸)很大程度上由密 封元件448的位置确定，所述磁性辊端部区域的宽度越宽，相对于有效显影 宽度的显影装置轴向尺寸越大。特别地，即使设定了相同的有效显影宽度， 所述有效显影宽度外的磁性辊端部区域的宽度越宽，显影装置的轴向尺寸越 大。下面将说明本发明的一个适合于电子照相式打印机(下文中简称为打印 机)的实施例，该打印机是一种成像装置。
图1是有关本实施例的打印机的整体结构的视图。另外，Y、 C、 M及 K分别表示颜色要素黄、青、品红、以及黑。
这种打印机的处理盒的四个成像装置IOY、 IOC、 10M及10K,可自由 连接到成像位置并且可以从成像位置自由拆卸，在图中没有表示，形成在装 置主单元l的侧面上。这些使用互相不同的颜色Y、 C、 M及K调色剂作为 成像物质，但是除了这些，它们全部具有相同的结构，并且当使用寿命到期 时可以更换。另外，这种打印机包括作为可以发射激光的曝光装置的光学单 元20、中间转印单元30、送纸单元40、以及定影单元50等。
成像装置IOY、 IOC、 IOM及IOK的结构互相相同。每个分别具有作为 潜像载体的感光鼓12Y、 12C、 12M及12K;充电装置13Y、 13C、 13M或 13K，所述充电装置作为作用在其上的处理装置给感光鼓充电；以及清洁装 置15Y、 15C、 15M或15K，所述清洁装置用于移除保留在单体结构的感光 鼓上的调色剂。使形成在各个感光鼓上的潜像显影的显影装置14Y、 14C、 14M或14K连接到这个单体。
所述中间转印单元30包括作为中间转印体的中间转印带31;多个(在
这里的情况下，三个)可旋转地支撑中间转印带31的辊32、 33、及34;主 转印辊35，所述主转印辊将形成在多个感光鼓12上的调色剂图像分别转印 到中间转印带31上；以及副转印辊36，所述副转印辊进一步将转印到中间 转印带31上的调色剂图像转印到作为记录介质的记录纸张P上。
纸张供给单元40包括供纸辊43,该供纸辊将记录介质P从纸张供给盒 41或者人工供纸盘42传送到副区域；以及阻挡辊44等。
定影单元50包括定影辊51和压力辊52，并且可以采用一种公知的结构 以通过向记录纸张P上的调色剂图像施加热量和压力进行定影。
另外，在装置主单元l的上部，将在下文中描述的分别供给补充调色剂 到调色剂补充口 145的调色剂瓶60Y、 60C、 60M及60K单独安装在成像装 置IOY、 IOC、 IOM及IOK上，因此它们可以连接到装置主单元1上并且可 以从该主单元拆卸。
在这种结构中，在第一颜色即黄色的成像装置10Y中，感光鼓UY首 先通过充电装置13Y被临时充电，并且随后调色剂图像是通过利用显影装置MY形成的以显影潜像，该潜像通过从作为潜像形成装置的光学单元20发 出的激光形成。形成在感光鼓12Y上的Y调色剂图像通过主转印辊35Y的 动作被转印到中间转印带31上。完成主转印的所述感光鼓12Y通过清洁装 置15Y清洁，并且准备下一次成像。由清洁装置15Y回收的剩余调色剂储 存在废调色剂回收容器16中，所述回收容器建立在成像装置IOY的拆卸方 向(感光鼓的绕轴旋转方向)。所述废调色剂回收容器16可以自由连接到成 像装置主单元1并且可以从其自由拆卸，因此一旦储存容量填满，所述容器 可以被更换。多种颜色的调色剂图像通过利用用于C、 M和K图像的成像装 置IOC、 IOM以及IOK执行相同的成像过程予以形成，这些图像是通过按次 序将每个层叠在首先形成的调色剂图像上而得以转印的。同时，由副辊36 的动作形成在中间转印带31上的调色剂图像被转印到记录纸张P上，该记 录纸张从供纸盒41或者人工供纸盘42被传送到副转印区域。其上已经转印 调色剂图像的记录纸张P被传送到定影单元50，调色剂图像通过所述定影 单元50的定影辊51和压力辊52的咬合单元定影，并且通过纸张排出辊55 在装置的顶部被排出到纸张排出盘56。 下面，将描述成像装置的具体结构。
除了所使用的不同调色剂颜色，成像装置IOY、 IOC、 10M及10K的结 构相同，并且因此将利用用于黄颜色的成像装置IOY作为一个例子。 图2示出了用于产生Y调色剂图像的成像装置。
设置在成像装置10Y中的充电装置13Y包括充电辊131、以及用于清洁 充电辊131的表面的清洁辊132。清洁装置15Y包括接触感光鼓的表面的清 洁刷151和清洁叶片152,以及调色剂回收线圈153，该线圈将由清洁刷l51 和清洁叶片152刮下的调色剂朝向废调色剂回收容器16传送。
显影装置14Y包括非磁性显影套筒141,该显影套筒构造在中空体显影 剂载体中以通过图2中的逆时针旋转运动将包括^f兹载体和调色剂的两组分显 影剂(在下文中简称为"显影剂")承载和传送到与感光鼓12Y相对的显影区 域。磁性辊147设置并且固定在所述显影套筒141内部作为提供多个环向磁 极的磁场产生装置。显影剂载体由显影套筒141和磁性辊M7构成。另外， 设置为与显影套筒141相对的刮刀也设置为显影剂限制元件，该显影剂限制 元件用于在刮刀和显影套筒141的表面之间形成刮刀间隙S，以用于限制承 载在显影套筒141的表面的调色剂的层厚。另外，两个传送螺杆M2和设置为搅拌和传送元件，用于沿着感光鼓12Y的轴向来回搅拌容纳在显影装
置14Y中的载体和从调色剂补充口 145供给的补充调色剂。这些元件容纳并 且支撑在显影壳体"4中。特別地，刮刀146被支撑为使得其靠着显影壳体 144固定。
对于刮刀片146,当补充时，如在本实施例成形的刮刀146由通过非磁 性元件形成的刀座以及通过石兹性元件形成的辅助元件146b构成。所述刀座 146a主要实现将传送到显影区域的显影剂的量限制为给定的固定量的功能， 并且当限制显影剂时，显影剂受到刀座的压力是由刀座146a接收。因此， 这种刀座146a —般必须保证能够确保一定强度的厚度(对应于由显影套筒 传送的显影剂的方向的长度)，例如，大约1.5到2毫米，并且在末端需要大 约0.05毫米的直线度(与显影套筒的表面相对的端部)。同时，刀片辅助元 件146b主要完成增大传送到显影区域的调色剂的电荷量的作用，并且通常 由厚度比刀座146a薄很多的金属板形成，例如大约0.2毫米。为了使得调色 剂充电性能穿过显影套筒的轴向均匀，刀片辅助元件146b与显影套筒表面 的位置关系必须跨过显影套筒的轴向精确保持。因此，刀片辅助元件146b 通过点焊或者填隙等安装到刀座146a。
具有0.93或者更大弧度的物质可以被用作本实施例的调色剂。特别地， 已知具有更小颗粒直径的调色剂改善了图像质量，但是当制造小颗粒直径 时，传统雾化调色剂的使用产生很难掌握的宽颗粒直径分布。因此，增大调 色剂弧度并且锐化颗粒直径分布的的聚合方法一般被用于获得高图像质量 调色剂。本实施例的调色剂最小可利用聚合物调色剂，其中包括预聚合物、 色素以及释放剂等的调色剂组分在树脂微粒存在的情况下分散在水介质中， 并且可以进行这些聚合物组分的聚合添加反应。通过使用这种类型的调色剂 可以获得多种效果，例如没有粉碎过程，可以节省资源，颗粒直径分布和 电荷分布可以锐化，并且可以很容易控制圆度。
另夕卜，本实施例的调色剂优选具有在100到180范围内的形状系数SF-1 以及在100到180范围内的形状系数SF-2。
图3和图4是示意性示出了调色剂的形状的视图以便分别说明形状系数 SF-1和形状系数SF-2。
形状系数SF-1代表调色剂形状的圆度，并且由下面的式(1)表示。这 是通过取调色剂可以投射在二维平面上的形状的最大长度MXLNG的平方，除以图形面积AREA，然后乘以100Ti/4获得的值。
SF-1={ (MXLNG) 2/AREA}x ( 100兀/4)式(1 )
如果SF-1的值是IOO，调色剂的形状是理想球形，并且SF-1的值越大， 形状越不规则。
另外，形状系数SF-2代表调色剂形状起伏的百分比，并且由下面的式 (2 )表示。这是通过取调色剂可以投射在二维平面上的形状的图形周长PERI 的平方，除以图形面积AREA，然后乘以100兀/4获得的值。 SF-2={ ( PERI) 2/AREA}x ( 100兀/4 ) 式(2 )
如果SF-2的值是100,调色剂表面没有起伏，并且SF-2的值越大，调 色剂表面越起伏。
为了测量形状系数，具体地说，由扫描电子显微镜(S-800，由Hitachi 制造)对调色剂照相，并且这被引入并且通过图像分析装置(LUSEX3,由 Nireko制造)分析，并且计算出值。
当调色剂的形状接近球形时，调色剂和调色剂之间或者调色剂和感光鼓 12之间的接触状态变成点接触，流动性随着调色剂颗粒之间的附着力减小而 增大，并且调色剂和感光鼓12之间的吸附力也变小，因此增大传送率。优 选形状系数SF-21和SF-2都不超过180,因为这将降低转印速率。
另外，优选使用体积平均直径为3pim或者更大以及8pm或者更小的调 色剂作为本实施例的调色剂以便复制600dpi或者更大的微点阵。体积平均直 径(Dv)和数字平均颗粒直径(Dn)的比值(Dv/Dn)优选在1.00到1.40 的范围内。这个比值越接近1表示颗粒直径分布越锐。具有这种小颗粒直径 和颗粒直径分布的调色剂在调色剂电荷的量上更容易具有均匀的分布，即使 在静电传送系统中也可以获得具有很少变形的高质量图像以及获得较高的 转印速率。
另外，具有体积平均直径20pm或者大于50pm或者更小的物质可以净皮 用作本实施例的磁性载体。图像特性可以改善并且可以通过使用具有在这个 范围内的颗粒直径的磁性载体获得高质量的图像。 一般，显影套筒141和感 光鼓12Y之间的间隙(显影间隙)，磁性载体的直径对图像质量具有更大的 影响。因此，在本实施例中，如果显影间隙例如为0,1到0.4毫米并且f兹性 载体的直径为20到50pm，则可以实现更好的图像质量而很少有有害的效果。 如果显影间隙制造的太小，显影套筒141和感光鼓12Y之间的显影电场变得太强，产生磁性载体全部移动到感光鼓12Y上的问题，并且发生所谓的载体
粘附。相反地，如果显影间隙太大，显影电场变得太小，显影效率降低，并 且图像单元的边缘上的电场边缘效应变大，因此很难获得均匀图像。另外， 如果磁性载体的直径太小，单个载体颗粒的磁力的大小变得太小，从显影套
筒内部的磁性辊147获得的磁力变小，并且易于发生载体粘附。相反，如果 磁性载体的直径太大，石兹性载体和感光鼓上的静电图像之间的电场变分散， 因此不能获得均匀的图像。
另外，本实施例的磁性载体在磁芯上具有树脂涂覆的薄膜，并且这种树 脂涂覆的薄膜在树脂组分中包含电荷调节剂，所述电荷调节剂桥接热塑性树 脂，例如丙烯酸树脂和密胺树脂。通过使用磁性载体，沖击被吸收，磨损得 到控制，并且可以在能够通过较强的粘附力保持较大颗粒直径和防止涂层薄 膜上的冲击以及清除余下的物质的效果之间建立平衡。因此，磁性载体的寿 命可以延长，特别地，可以防止薄膜磨损和耗尽。
接下来，将说明所述显影装置的结构和动作。
图5示出了显影装置的外形。
图6示出了上部壳体去除后以便可以看到显影装置的显影剂容纳单元的 内部的状态。
图7示出了用于本实施例的黄色显影装置的整体结构，以及显影装置 141的表面的法线方向中磁通密度的分布(绝对值)由双点划线表示。
本实施例的显影装置的磁性辊147具有多个-兹极，该石兹极通过由混合在 树脂中的磁粉做成的圆柱形元件的外表面进行石兹化处理形成。本实施例的磁 性辊147的直径为8毫米。在本实施例中，在图中沿着逆时针方向(通过显 影套筒141传送显影剂的方向)，按照顺序从与感光鼓12Y相对的显影极Sl 得出，形成在所述磁性辊147上的磁极是显影极Sl (在下文中称为"S1极")； 传送极N1、 S2 (在下文中分别称为"N1极，，和"S2极")；上游显影剂分配极 N2 (在下文中称为"N2极，，)；以及显影剂分配、吸引、限制极N3(在下文 中称为"N3极")。
另外，本实施例的-兹性辊整个形成为单体，但是可以通过为每个心轴周 围的磁极对准独立形成的磁性元件而得以形成的。优选地，像本实施例那样 形成为单体的磁性辊147具有分散在树脂例如乙烯丙烯酸乙酯或者尼龙(注 册商标)中的磁性粉末。锶铁素体或者稀土磁体，例如优选NDFeB或者SmFeN作为；兹性粉末。
同时，显影套筒141是非磁性中空主体，并且考虑到加工性能、成本和 耐久性优选用类似铝或者不锈钢的材料制成。
更优选地，可以通过在显影套筒141的外表面上形成多个随机卵形击打 标记在显影套筒141的外表面上随机设置多个卯形凹陷。根据这种结构，通 过利用显影套筒141的表面的凹陷以使得间距不平，可以消除滑动，由于显 影剂不能跟随显影套筒141旋转，可以基于各个凹陷形成厚销钉，并且由于 所述凹陷很少经受磨损，可以在较长的时间内获得其中没有产生图像不均 的、稳定并且满意的图像。这种凹陷优选通过传统的喷丸处理形成，其中显 影套筒的管状表面用包括比较大的截断线(截成较短长度的金属线)的介质塞满。
一般在显影套筒的表面上形成槽或者不规则紋理(喷砂或者珠粒喷丸 等)以便更容易传送显影剂。特别地，就良好的图像质量表面而言，彩色成 像装置中的主流是通过喷丸处理表面形成紋理的显影套筒。这种粗糙化处 理，例如开槽处理或者喷丸处理被执行以便防止图像浓度降低，该浓度降低 由显影剂在高速旋转的显影套筒的表面的滑动和堆积产生。
显影剂容纳单元通过显影壳体144形成在显影装置MY的内部。所述显 影剂容纳单元设置在显影套筒141之下，并且分成沿着显影套筒的轴向延伸 的供给腔149A，以及沿着与这个供给腔149A相邻的显影套筒的轴向延伸的 搅拌腔149B。传送螺杆142和143分别设置在供给腔1的A和搅拌腔14犯 中。通过传送螺杆143传送到供给腔149A的下游端(图中深度侧)被移动 到搅拌腔149，并且通过传送螺杆142在搅拌腔中朝向搅拌腔149B的下游 端(图中的前侧)传送。随后，传送到搅拌腔149B的下游端的显影剂被移 动到供给腔149A，并且通过传送螺杆143在供给腔中朝向供给腔149A的下 游端传送。显影剂以这种方式循环并且被传送到显影剂容纳单元内部。用于 补充由显影消耗的那部分调色剂的补充调色剂从调色剂供给口 145供给搅拌 腔149B中的显影剂。在传送过程中供给腔149A中的显影剂通过磁性辊 的磁力(N3极的磁力)被吸引到显影套筒141。随后，吸引到显影套筒Ml 上的显影剂通过刮刀146限制，并且随后穿过与感光鼓12Y相对的显影区域 并且再次回到显影剂容纳单元内部。
在本实施例中，当显影套筒141旋转时，利用来自N3极的^P兹力从供给腔149A内部被吸附而吸到显影套筒141上的显影剂沿图中逆时针被传送。 在显影区域，显影处理通过来自Sl极的磁力执行，引起被刮刀146限制到 预定量的显影剂翻起，并且从被显影电场翻起的显影剂到感光鼓12Y的表面 上静电供给调色剂。当通过Nl极—S2极—N2极的磁力被保持在显影套筒 141上时，显影后的显影剂随着显影套筒141旋转被传送。随后显影剂受到 在N2极和N3极之间(脱落力)产生的排斥力和离心力的作用，所述显影 剂从显影套筒141被分离(脱落)，并且落入显影剂容纳单元中的供给腔149A 中。
另外，磁力由下面的公式计算。
<formula>formula see original document page 20</formula>
这里，Fr表示显影套筒的表面的法线方向的磁力分量；F0表示显影套 筒的表面的长度方向的磁力分量(在下文中称为"法线方向磁力")；Hr表示 显影套筒的表面的法线方向的磁通密度分量；而He表示显影套筒的表面的 长度方向的磁通密度分量。另外r是计算出的直径，而G是常量(7.8xl(T15)。
在下面的il明中，当法线方向的-兹力Fr为正ii时，；兹力作用在该方向 以将磁性载体与显影套筒141分开，并且当法线方向的磁力Fr为负值时， 所述^f兹力作用在该方向以吸附显影套筒141上的^f兹性载体。
另外，在下面的说明中，简称"上游"和"下游，，的意思是由显影套筒Ml 传送的显影剂的方向的"上游"和"下游"。
如图7中所示，在本实施例中，具有与N2极相同极性并邻近N2极的 N3极设置在刮刀附近的位置。因此，直到吸引到显影套筒141上的显影剂 被刮刀146限制的位置，在显影套筒上没有》兹场极性变化点。因此与具有这 种极性变化点的显影装置(参照图19)相比，刮刀146上游的显影剂的应力 可以减小。
另外，在本实施例中，将被限制到显影套筒141的显影剂分离区域P, 特别地，显影套筒上脱落力基于从显影装置141分离的方向的N2和N3极 的磁力而作用在显影装置141的显影剂上的区域被构造为不接触供给腔 149A中的显影剂。具体地说，显影套筒141比过去进一步向上移动，并且 在驱动状态，显影套筒141上的显影剂分离区域P不接触供给腔149A中的 显影剂。因此，在显影剂分离区域P没有状况发生，在该显影剂分离区域中，保留在显影装置141上的显影剂被供给腔149A中的显影剂刮除。因此，显 影剂应力可以进一步比传统装置中减小，所述传统装置构造成使得显影剂分 离区域P接触所述供给腔149A中的显影剂。
同时，在上述传统装置中供给腔149A中起刮除装置作用的显影剂不再 与本实施例中的显影剂分离区域P接触，因此除非显影剂可以完全从显影装 置141脱落的同时穿过显影剂分离区域P,将发生重复循环。另外，上述传 统装置中在显影剂分离区域P被接触的供给腔149A中的显影剂起一个区域 的作用，其中在所述区域中从显影剂分离区域P分离的显影剂被N3极的磁 力收集并且朝向显影剂被吸引区域吸引(所述显影剂吸引区域临近显影剂分 离区域P的下游侧，在该显影剂吸引区域吸引力由N3极的磁力施加)；还起 壁的作用，该壁用于防止重新粘附到被吸引到那个区域的显影剂，但是在本 实施例中，没有形成这种壁的显影剂。因此，在本实施例中，除非在显影剂 分离区域中脱落的显影剂被向上分离到完全与显影剂吸引区域分开的位置， 否则将发生重新粘附。
因此，在本实施例中，#:限制到显影套筒141的显影剂分离区域P的法 线方向的磁通密度Hr取向为朝向N极(正值)，该N极与横贯显影剂分离 区域P的整个区域的N2极和N3极相同，并且没有最大值。如下所述，脱
落力可以有效的作用在粘附到显影剂分离区域P中的显影套筒Ml上的显影 剂上，并且即使在显影剂分离区域P中被刮除并且可以被预期具有效果的显 影剂也不与形成防止再次粘附的壁接触，可以有效控制再次粘附的重复循环 和产生。
图8是示出了本发明的显影剂分离区域P的周边上的显影套筒表面的法 线方向的》兹通密度的曲线(细线)，以及显影套筒141表面的法线方向的石兹 力(粗线)。
图9是示出了显影剂分离区域P比较装置的显影剂分离区域P的周边上 的显影套筒141的表面的法线方向的磁通密度(细线)，以及显影套筒Ml 表面的法线方向的磁力(粗线)。
在这些曲线中，法线方向的磁力(粗线)具有正值的区域是显影剂分离 区域。
另外，这些曲线的水平坐标轴上表示的角度取O。，显影套筒141上的接 地点，在此处Sl极的法线方向的磁通密度最大，并且显影套筒141上的地点以度数表示，假定显影套筒的旋转方向(图中的逆时针方向)为正值。
在比较的装置中，显影套筒141仅仅比传统装置向上移动更远，并且在 驱动状态，显影套筒141上的显影剂分离区域P不与供给腔149A中的显影 剂接触。如图9中所示，这个比较装置构造成使得法线方向的磁力具有两个 最大点，所述^t力是显影剂分离区域P中的脱落力。因此，当显影剂从显影 剂分离区域P中的显影套筒141脱落时，这些最大点之间的最小点显著下降 (大约下降到显影剂分离区域P中的法线方向的最大^f兹力的25% )的区域;兹 力有大量损失。随后，当研究这些时，发明者发现了法线方向的磁力Fr的 最小点下降如此大的原因。特别地，在所述比较装置中，在N2极和N3极 之间存在弱N极，该N极应当防止产生反转接地点，在该反转接地点中吸
将被限制到显影套筒141的显影剂分离区域P中的法线方向的石兹通密度Hr 因此取向为横贯整个显影剂分离区域P朝向与N2极和N3极相同的N极(正 极)，并且没有产生将显影剂分离区域P中的显影剂朝向显影套筒吸引的吸 力。但是，由于有如图9所示的这种弱N极，在对应于该弱N极的区域中 产生微小的最大点。则，这表明所述微小的最大点是使得法线方向的磁力 Fr的最小点区域下降这么大的主要原因。
因此，如图8中所示，本实施例构造成没有最大点，同时将^^皮限制到显 影套筒141的显影剂分离区域P中的法线方向的磁通密度取向为横贯整个显 影剂分离区域P朝向与N2极和N3极相同的N极(正值)。
在法线方向具有这种^f兹通密度分布的^f兹性辊147的制造方法的一个例子 将在下文中说明。
图IO是说明当制造本实施例的磁性辊147时的磁化过程；而图11是说 明当制造比较装置的石兹性辊447时的磁化过程。
^磁性辊147和447都通过定位在树脂中混合^f兹性粉末的圆柱形元件而经 受》兹化过程，以便面对设置在边界周围的相对的^兹化轭架181到186或者481 到486，并且形成S1极、Nl极、S2极、N2极以及N3极。对应于磁极的磁 化轭架181到186或者481到486磁力和形状尺寸等等分别不同，这取决于 将形成的磁场的磁极宽度和强度。如图11中所示，比较装置中用于在N2 和N3极之间形成弱N极的磁化轭架在中央区域磁化最强，因为与磁化辊447 的周边表面相对的表面部分是与其他^兹化轭架等价的平面。因此，当试图通过横贯整个显影剂分离区域P朝向与N2极和N3极相同的N极(正值)取 向，而沿着^^皮限制到显影套筒141中的显影剂分离区域P中的法线方向可靠 地磁化磁通密度时，在图9和图11中的情况中都有最大点。
因此，在本实施例中，如图10中所示的磁化轭架186被用于在N2极和 N3极之间形成弱N极。具体地说，在与磁性辊147的周边表面相对的表面 区域中，使用磁化轭架186,该磁化轭架形状为使得中央部分设置为比其他 部分距离磁性辊147的周边表面远。由于中央部分的磁化可以因此被减弱， 因此可以i兹化为使得朝向N极的取向(正值)横贯整个显影剂分离区域P 与N2极和N3极相同，并且如图8和图10所示没有最大点。
另外，这里所示的磁性辊147的制造方法是一个例子，也可以采用其他 方法，只要该制造方法能确保横贯整个显影剂分离区域P与N2极和N3极 相同的N极的取向(正值)，并且没有最大点。
另外，也可以采用一种使得磁性辊147与其周围的磁性元件协调运动的 结构，只要N极(正值)的取向可以形成为横贯整个显影剂分离区域P与 N2极和N3极相同，且没有最大点。
根据本实施例，如图8中所示，显影剂分离区域P中的法线方向的^f兹通 密度Hr没有最大点，因此法线方向中具有正值的磁力(脱落力)的最小点 部分的下降可以最小化，当在显影剂分离区域P中从显影套筒剥落显影剂时 所述磁力将损失。具体地说，法线方向的磁力(脱落力)在最小点的下降 Fr可以被控制为在最大值的卯％停止。另外，如果所述下降可以被控制为使 得法线方向的磁力(脱落力)的大小在最小为最大值的50%或者更大，即使 没有可以被预期在显影剂分离区域P中具有损耗效应的显影剂或者是防止 重新粘附的壁的显影剂，可以有效抑制重新循环和重新粘附，还由重新循环 和重新粘附恶化引起的图像质量下降可以得到有效防止。
另外，如图12中所示，可以构造一种装置，4吏得显影剂分离区域P中 的法线方向的磁力仅有一个最大点。具体地说，为了具有这种结构，调节磁 性辊147的多个磁极的磁化过程。根据这种结构，如图8中所示，法线方向 的磁力Fr (脱落力)没有最小点，并且在显影剂分离区域P中法线方向的磁 力Fr没有产生暂时的下降，并且因此，当在显影剂分离区域从显影套筒Ml 剥落显影剂时的损失可以保持为最小。具体地说，由重新循环和重新粘附恶 化引起的图像质量下降可以得到有效防止。另外，如图l3中所示，对于显影套筒141的显影剂传送方向，可以构
造一种结构，使得表示第一接地点Hrl和第二接地点Hr2之间的显影套筒上 的磁通密度Hr最小值的接地点Hr3设置得比第一接地点Hrl和第二接地点 Hr2之间的中央接地点朝向第二接地点Hr2侧更远，N2极的法线方向的磁 通密度Hr在第一接地点处为显影套筒上的最大值，而N3极的法线方向的磁 通密度Hr在第二接地点处为显影套筒上的最小值。所述显影剂分离区域P 因此更接近N3极，因此不会产生从显影套筒141分离的显影剂的重新粘附。
另外，已经说明，上述重新粘附的问题在显影套筒141的表面运动速度 为350 (毫米/秒)或者更大时中很显著。因此如果显影套筒141的表面运动 速度为350 (毫米/秒)或者更大时本发明非常有用。
下面将说明本发明的特殊部件的结构。
在本实施例中，如图7所示，磁体149被设置为磁性元件。如图14中 所示，这些i兹体149相对于显影套筒141的显影剂传送方向的位置位于从显 影套筒上的N2极的法线方向的磁通密度最大接地点的法线Hl向上直到显 影套筒上的N3极的法线方向的磁通密度最大接地点的法线H2之间。另夕卜， 如图15中所示，这些-兹体相对于显影套筒141的轴向的位置到显影套筒141 的轴向外侧比与磁性辊147相对的区域更远。则，这些磁体149设置为面对 显影剂分离区域P,这样所述面对^兹极与N2极和N3极具有相同的极性(N 极)。
如果没有设置这些磁体149，上述这种显影剂重复循环发生在与磁性辊 147相对的显影套筒141的周边表面区域中的显影套筒的轴向端部区域。这 是由于，在显影剂分离区域P,在与磁性辊147相对的区域的显影套筒的轴 向端部区域中产生的磁力线向显影套筒的轴向的外侧取向，由于在这些端部 区域中作用在显影剂上的磁力具有面对显影套筒的轴向的外侧的很大分量 并且脱落力不能有效的施加到显影剂，因此产生显影剂的重复循环。
在本实施例中，通过如上所述的设置磁体149,在显影套筒上的显影剂 分离区域P，与磁性辊147相对的区域中的显影套筒的轴向端部区域的磁力 线的取向可以接近与显影套筒的轴向垂直的方向。这些端部区域中的脱落力 因此得到改善，因此，在这些端部区域中脱落力有效地作用在显影剂上，并 且显影剂可以从显影套筒141的周边表面被有效地去除。因此，即使在这些 端部区域，显影剂的重复循环可以#1有效抑制。接下来，将通过参照图16进一步详细说明本实施例的磁体149的结构。 图16说明了显影装置中的磁体149的安装。
本实施例的磁体149安装在显影装置的外侧，具体地说，在非磁性壳体 144的外壁上，被设置为使得N极向显影装置侧取向。所述壳体144由树脂 制成，例如聚碳酸酯等，并且显影剂容纳单元形成在该壳体内部。肋144a 设置在用于将磁体149安装在外壁上的位置中的壳体144的外壁表面上。所 述磁体149安装在由该肋144a包围的口袋形磁体固定单元中。在本实施例 中，为了确定和保持这个磁体固定单元中的,兹体149的位置，所述磁体149 被安装在位置确定辅助元件149a中，该位置确定辅助元件;故嵌入磁体149 和肋144a之间的间隙中，并且所述^兹体149与所述位置确定辅助元件149a 构造成与所述》兹体固定单元配合。这个位置确定辅助元件149a由弹性树脂 制成。所述位置确定辅助元件149a是矩形固体元件，并且当与所述^f兹体固 定单元配合时，在与所述显影套筒141相对的侧面上设置有凹口部分。所述 位置确定辅助元件149a与磁体149 一起配合进入所述磁体固定单元，并具 有轻微的弹性变形。因此，在所述磁体固定单元内部，利用所述位置确定辅 助元件149a的恢复力，所述磁体149被压入与显影套筒相对的磁体固定单 元中的壁部，并且所述^f兹体149和壳体144具有共同的密封。通过在本实施 例中采用这种结构，即使当磁体144设置在壳体的外侧上时，所述磁体M9 的不兹力也可以有效的作用，并且可以有效的防止所述石兹体从其初始位置的移 动。
另外，如果如在本实施例中那样，磁体149设置在壳体的外侧，还具有 另外的优点，即将不会发生显影剂粘附到所述磁体149的不便。当然，如果 希望来自磁体149的磁力更强，所述磁体149也可以设置在所述壳体144的 内部(例如，在显影剂容纳腔的内部)，但是在那样的情况下，有显影剂粘 附到磁体的S极表面或者周边的危险。另外，如本实施例中那样，如果所述 磁体149设置在壳体的外侧，还具有一个优点，即磁体149自身或者来自该 磁体的磁性粉末将不混合到所迷显影剂容纳腔内部的显影剂中。另外，通过 所述位置确定辅助元件M9a密封到所述壳体的程度可以增强，并且可以防 止》兹体的运动。
所述磁体149的N极的磁极表面可以设置为使得与所述显影套筒的轴向 相关的位置跨过磁性辊147的显影套筒的轴向端部。然而，在这种情况的结构中，对于磁极表面，设置得在轴向比磁性辊147的显影套筒轴向端部更向 显影套筒的外侧的磁极表面部分比设置得在显影套筒轴向比磁性辊147的显 影套筒轴向端部更向显影套筒的内侧的磁极表面(面对与所述磁性辊147相 对的区域的磁极部分)产生更强的磁场。例如，采取磁体149N极的磁极表 面，将设置到外侧的磁极表面部分的面设置为比将设置到内侧的磁性表面部 分的面宽。采取这种结构，即使磁体149N极的磁性表面被设置为跨过磁性 辊147的显影套筒轴向端部，获得了所述^f兹性辊147的显影套筒的轴向端部 区域的磁力线的取向接近于与显影套筒的轴向垂直的方向的效果。
然而，例如在本实施例中的结构中，其中i兹体149N极的》兹极表面没有 设置在面对与磁性辊147相对的区域的位置，这种结构具有使得磁力线的取 向接近垂直于显影套筒的轴向垂直的方向，并且可以更有效地抑制显影剂的 重复循环。
另外，如图15 (原文中为14)所示，在本实施例中，与由显影套筒141 传送显影剂的方向相关的位置是从显影套筒上的N2极的法线方向的磁通密 度最大接地点的法线Hl向上直到显影套筒上的N3极的法线方向的磁通密 度最大接地点的法线H2，并且用于在显影套筒141的周边表面和显影装置 14Y的壳体144之间密封的密封元件148设置在一个位置，在该位置处，与 显影套筒141的轴向相关的位置比与感光鼓上的成像区域相对的有效显影区 域向外侧更远。则，在本实施例中，磁体149N极的整个磁极表面设置在一 个位置,在该位置处，与显影套筒的轴向相关的位置比密封元件148的显影 套筒轴向内部端向外侧更远。通过制成这种结构，即使当磁体已经安装，利 用磁体149的磁力效应堵塞在显影剂容纳单元中的显影剂也可以被控制。
另外，本实施例设置为使得磁体149N极的磁极表面面对显影套筒1" 的周边表面，但是所述磁极表面不用一直面对显影装置的周边表面。因此， 例如所述磁体149N极的磁极表面可以设置在一个位置，在该位置处，与显 影套筒轴向相关的位置比显影套筒141轴向端部向外侧更远。具体地说，例 如，磁体149设置在密封元件148的显影套筒轴向外表面上，以便所述N极 磁极表面面对显影套筒轴向内部。即使在这种情况中，所述效果得以获得以 使磁性辊147的显影套筒轴向端部区域的磁力线的取向接近于与显影套筒轴 向垂直的方向。
另外，本实施例构造为使得所述石兹体N极的i兹极表面和显影套筒141的周边表面之间的最短距离X(参照图14)比将在显影套筒周边表面部分传 送的显影剂的高度要大，该距离是最短距离。通过利用这种结构，当显影套
筒141旋转时显影套筒上的显影剂不被磁体149的磁力冲击，并且可以实现 没有干扰的显影剂分离的预定效果。
下面将说明上述实施例的一个变形。
图17示出了一个变形的f兹体149的布置(位置与显影套筒的轴向相关)。 在本变形中，》兹性辊147的;兹性辊轴147a被用作显影剂载体的一个心 轴端部，并且比显影套筒141的周边表面端部沿显影套筒轴向向外凸出更远。 这个磁性辊轴147a通过确定安装角固定到壳体144,使得Sl极的位置确定 在适当的位置。所述显影套筒141通过压入图中左侧的法兰150A而得以固 定，并且构造成使得当该法兰150A的旋转心轴(套轴)141a旋转时，所迷 显影套筒141旋转。所述显影套筒141通过压入图中右侧的法兰150B而得 以固定，但是该侧相对于安装在法兰150B中的磁性辊轴147a自由旋转。
在本变形中，图中磁性辊轴147a的右侧的端部具有沿着显影套筒轴向 凸出到磁性辊147外侧的部分，该部分比图中左侧的端部长。在本变形中， 磁性辊轴147a由高刚性的磁性材料(金属)制成，需要考虑到强度等。因 此，在与磁性辊147相对的区域，图中的右侧的端部，而不是图中左侧的端 部，易于在所述显影套筒轴向端部区域具有面向所述^f兹性辊心轴M7a弯曲 的》兹力线。结果，在图中的右侧上的端部处，而不是在图中的左侧上的端部 处，在所述端部区域作用在显影剂上的^f兹力在面对显影套筒轴向中的外侧具 有更大的分量，并且由于脱落力很难有效作用在显影剂上，易于显影剂的重 复循环。
因此，本变形构造为使得磁体149仅仅设置在图中的右侧的端部，并且 在图中左侧的端部没有设置磁体149。通过这样配置，所设置的磁体的数量 可以减少。
另外，在本变形中，给出了旋转心轴部件的一个例子，该旋转心轴部分 比与磁性辊147相对的区域沿着显影套筒轴向向外凸出更远，并且由磁性材 料构造，但是如果强度可以得到保证，这种旋转心轴部件也可以由非磁性材 料构造，例如不锈钢或铝。在那种情况下，在与磁性辊147相对的区域中的 显影套筒轴向端部区域的磁力不易于面对显影套筒轴向的外侧，并且显影剂 的重复循环可以得到有效控制。接下来，将说明发明者为了确定效果而进行的实验(下文中称为"实验 例")。
在所述实验例中，显影剂载体在轴向的位置稍微偏置，并且在与磁性辊 相对的区域中的显影套筒轴向端部设置在有效显影区域中，连续印刷p 图像，并且由于显影剂重复循环而使图像浓度下降的部分的宽度，确切地说， 发生显影重复循环的宽度(显影套筒轴向长度)得以测量。另外，在本实验 例中，使用了上述改变了的显影装置。
图18是示出了本实验例的实验结果的曲线。
这种曲线采用了磁体149的表面磁力作为水平轴线，所述磁力产生在与 显影套筒141的周边表面上的磁性辊147相对的区域中的显影套筒轴向端 部，还采取距离产生显影剂重复循环的图像端部(端部白色条紋)的长度作 为垂直轴。如从该曲线明显看出，上述表面磁力和产生显影剂重复循环的宽 度之间基本成比例。如果目标是产生显影剂重复循环的宽度为4毫米或者更 小，则需要18mT或者更大的表面,兹力。
与本实施例相关的显影装置14Y、 14C、 14M和14K (也全部适用于上 述变形)具有显影剂载体，该显影剂载体将^ 兹性辊147设置为显影套筒141 内的磁场产生装置，所述显影套筒是非磁性中空体，并且该磁性辊147利用 其石兹力在显影套筒141的周边表面上承载和传送包括」磁性载体和调色剂的显 影剂；显影剂容纳单元，该显影剂容纳单元容纳将在显影套筒Ml上承载的 显影剂；以及刮刀146，该刮刀作为显影剂限制单元以限制承载在显影套筒 141上的显影剂的层厚；并且来自显影剂容纳单元中利用磁性辊147承载在 显影套筒141上的显影剂被所述刮刀146限制，随后经过与作为潜像载体的 感光鼓12Y、 12C、 12M及12K相对的显影区域，并且再次返回到显影剂容 纳单元的内部。所述磁性辊147设置有作为第一磁极的N2极，以及作为第 二磁极的N3极，这两个磁极具有相同的极性(N极)并且互相相邻以产生 磁场，该磁场用于从显影套筒141移除已经经过显影区域的显影剂；并且 N3极在沿着显影剂通过显影套筒141的传送方向比N2极更向下游的位置。
在所述石兹性辊147之外，本显影装置14Y、 14C、 14M和14K设置有作 为磁性元件的磁体149，所述磁体产生一个磁场，该磁场移动到经过显影套 筒上的显影剂分离区域P中的轴向端部区域的磁力的轴向线内部，在此N2 极和N3极的^f兹力在显影套筒上的显影剂上施加一个脱落力，该脱落力朝向从显影套筒分离的方向。具体地说，有关显影套筒的显影剂传送方向，磁体
149设置为使得具有与N2极和N3极相同极性(N极)的》兹极表面的位置在 一个区域中，该区域为从显影套筒上的N2极的法线方向的磁通密度最大接 地点的法线Hl向上直到显影套筒上的N3极的法线方向的磁通密度最大接 地点的法线H2，并且与显影套筒轴向相关，从磁性辊147的轴向端部向外 更远。
如上所述，与磁性辊147相对的区域的显影套筒141上的显影剂分离区 域P中的显影套筒轴向端部区域的磁力线的取向因此可以接近与显影套筒 的轴向垂直的方向。这些端部区域中的脱落力得到改善，因此，即使在这些 端部区域，脱落力可以有效的作用在显影剂上，并且显影剂可以从所述显影 套筒141的周边表面被有效地移除。因此，在与磁性辊147相对的区域中产 生显影剂重复循环的宽度(显影剂载体轴向中的长度)可以变窄。因此，即 使与磁性辊147相对的区域的宽度较短，可以实现与过去同样的有效显影宽 度而不产生由显影剂重复循环引起的图像浓度不均，并且可以获得一种显影 套筒轴向紧凑的显影装置。
另外，如上所述，关于显影套筒轴向，,兹体149的,兹极表面可以设置为 从上述位置到面对与磁性辊147相对的区域的位置跨过，但是在那样的情况 下，这种结构使得设置在较前位置的磁极表面部分比设置在较后位置的磁极 表面部分产生更强的磁场。即使具有这种机构，与磁性辊M7相对的区域的 显影套筒141上的显影剂分离区域P中的显影套筒轴向端部区域中的磁力可
以取向为接近与显影套筒轴向垂直的方向。
然而，在本实施例中，磁体149优选构造成使得磁极表面不设置在面对 与磁性辊147相对的区域的位置。这种结构具有较强的效应以使得磁力线的 取向接近与显影套筒轴向垂直的方向，并且可以更有效地抑制显影剂重复循 环。
另外，在本实施例中，用于在显影套筒141和显影装置的壳体l"之间 密封的密封元件148设置在一个位置，在该位置处与显影套筒141的显影剂 传送方向相关的位置位于一个区域中，该区域为从显影套筒上的N2极的法 线方向的磁通密度最大接地点的法线Hl向上直到显影套筒上的N3极的法 线方向的磁通密度最大接地点的法线H2，并且与显影套筒141轴向相关的 位置比与感光鼓12Y、 12C、 12M及12K的成像区域相对的有效显影区域向外更远；并且磁体149构造成使得磁极表面设置在一个位置，在该位置与显 影套筒Ml的轴向相关的位置比密封元件148的显影套筒轴向内部端部向外 侧更远，并且在比内部端部更向内的位置没有》兹极表面。根据这种结构，即 使磁体149设置在上述特定位置，也可以防止磁体149的磁力将显影剂堵塞 在显影剂容纳单元内部。
另外，在本实施例中，》兹体149的石兹极表面设置在面对显影套筒141的 周边表面的位置。因此，不需要一定确保》兹体149在显影套筒141轴向之外 的安装空间，并且因此很容易使得显影装置在显影套筒轴向紧凑。
另外，本实施例构造成使得;兹极149的磁极表面和显影套筒141的周边 表面之间的最短距离大于将承载在显影套筒141周边表面部分上的显影剂的 高度，所述距离是最短的距离，因此即使将磁体149设置在上述特定位置， 也可以获得例如显影剂没有干扰的预定效果。
另外，在本实施例中，磁体149设置在显影装置壳体144的外部，因此 显影剂不粘附到-兹体149自身，并且当显影装置14Y、 14C、 MM和MK再 循环时很容易重复使用磁体149。
另外，在上述变形中，显影剂载体U兹性辊轴147a)的旋转心轴构造成 磁性体；旋转心轴部件的长度构造成使得显影套筒轴向的一个端部比另一个 端部长，所述心轴部件在显影套筒轴向比与^兹性辊M7相对的区域向外凸出 的更远；并且所述磁体149仅仅设置在更短的端部侧并且不在更长的端部侧。 所述磁体149的数量因此可以减小，而成本可以降低。
另外，如在上述实验例中所说明的，如果构造成使得磁体M9的磁极表 面的磁力在与显影套筒141上的磁性辊147相对的区域的显影套筒轴向端部 处为18mT或者更大，产生显影剂重复循环的宽度可以保持在4毫米或者更 小。
另外，在本实施例中，刮刀146垂直设置在显影套筒141之下，因此， N2极可以设置在显影剂容纳单元中的显影剂的上表面之上。所述磁体149 可以因此设置在显影剂容纳单元中的显影剂的上表面之上，使得可以防止显 影剂容纳单元中的显影剂祐7兹体149吸引或者堵塞。
另外，本发明可以应用于如图19中所示的显影装置，该显影装置在显 影套筒上向上直到被吸引到显影套筒141上的显影剂被刮刀M6限制处具有 磁极反转点，只要在与磁性辊147相对的区域的显影套筒轴向端部区域中产生的显影剂重复循环被抑制。
本发明提供了能够在显影剂载体轴向形成紧凑的显影装置的良好效果， 而不产生由显影剂的重复循环导致的图像浓度不均。
对于本领域技术人员来说，在接收了本公开的教导之后，在不背离本公 开范围的的情况下可以有多种变形。
权利要求
1.一种显影装置，包括显影剂载体，在该显影剂载体中磁场产生装置设置在非磁性中空主体内部，用于通过所述磁场产生装置的磁力在所述中空主体的周边表面上承载并传送包括磁性载体和调色剂的两组分显影剂；显影剂容纳单元，该显影剂容纳单元容纳将要在所述显影剂载体上承载的两组分显影剂；和显影剂限制元件，该显影剂限制元件用于限制承载在所述显影剂载体上的两组分显影剂的层厚，其中在被所述显影剂限制装置限制之后，通过所述磁场产生装置的磁力从所述显影剂容纳单元被承载在所述显影剂载体上的两组分显影剂被使得经过与潜像载体相对的显影区域，并且返回到显影剂容纳单元内部，所述磁场产生装置包括互相相邻的第一磁极和第二磁极，以便产生磁力，所述磁力用于从所述显影剂载体移除已经经过所述显影区域的所述两组分显影剂，所述第二磁极设置得沿着所述显影剂载体的显影剂传送方向比所述第一磁极更下游，和在所述磁场产生装置的外部，设置有磁性元件，该磁性元件产生了磁场，该磁场用于移动到显影剂载体轴向磁力线内部，所述磁力线沿着从所述显影剂载体分离的方向通过所述第一磁极和所述第二磁极在所述显影剂载体的两组分显影剂上施加脱落力，并且所述磁力线经过所述显影剂载体上的显影剂分离区域内的显影剂载体轴向端部区域。
2. 根据权利要求1所述的显影装置，其中，相对于所述显影剂载体的显 影剂传送方向，所述磁性元件设置为使得与所述第一磁极和所述第二磁极具 有相同极性的磁极表面的位置在一个区域中，该区域为从所述显影剂载体上 的所述第一磁极的法向中的磁通密度最大接地点的法线向上直到所迷显影 剂载体上的所述第二》兹极的法向中的石兹通密度最大接地点的法线，并且相对 于所述显影剂载体的轴向方向，被布置成比所述磁场产生装置更向外。
3. 根据权利要求2所述的显影装置，其中，相对于所述显影剂载体的轴 向，所述磁体元件的磁极表面设置为从所述位置穿过面向对应于所述,兹场产生装置的显影剂载体上的区域的位置，并且配置成以使所述》兹极表面的、设 置在前者的位置中的磁场表面部分比设置在后者的位置中的磁极表面部分 产生更强的^f兹场。
4. 根据权利要求1所述的显影装置，其中所述^兹性元件构造成使得所述 磁极表面不设置在一个位置，该位置面向对应于所述^f兹场产生装置的显影剂 载体上的区域。
5. 根据权利要求1所述的显影装置，其中用于在所述显影剂载体的周边表面和所述显影装置的壳体之间密封的 密封元件设置在一个位置，在该位置处有关所述显影剂载体的显影剂传送方 向的位置在这样一个区域中，该区域为从所述显影剂载体上的所述第一^f兹极 的法向中的磁通密度最大接地点的法线向上直到所述显影剂栽体上的所述 第二磁极的法向中的f兹通密度最大接地点的法线，并且相对于所述显影剂栽 体的沿轴向的位置是设置为比面对潜像载体上的成像区域的有效显影区域 更向外的区域；并且所述磁体元件设置为使得所述磁极表面相对于所述显影剂载体轴向的 位置在所述显影剂载体轴向上比所述密封元件的内部端部更向外，并且所述 磁极表面不在比所述内部端部更向内的位置。
6. 根据权利要求1所述的显影装置，其中所述磁体元件的所述磁极表面 设置在面对所述显影剂载体的周边表面的位置。
7. 根据权利要求6所述的显影装置，该装置构造为使得所述^t体元件的 磁极表面和所述显影剂载体的周边表面之间的最短距离大于将要承载在所 述显影剂载体周边表面部分的显影剂的高度。
8. 根据权利要求6所述的显影装置，其中所述磁性元件设置在所述显影装置的壳体外侧。
9. 根据权利要求1所述的显影装置，其中所述显影剂载体的旋转心轴由 》兹体构造，沿着显影剂载体更进一步地突起到所述^f兹场产生装置的端部的外 侧的旋转心轴部分的长度在所述显影剂载体轴向方向上在一个端部部分比 在另一端部部分更长，并且所述^f兹体元件仅仅设置在更长的所述另一端部侧 上，而不设置在所述一个端部侧上。
10. 根据权利要求1所述的显影装置，其中所述显影剂限制元件垂直设 置在所述显影剂载体之下。
11. 一种处理盒，该处理盒整体支撑潜像载体和显影装置，所述显影装 置将包括磁性载体和调色剂的两组分显影剂传送到与所述潜像载体相对的 显影区域，并通过使得所述调色剂粘附到所述潜像栽体上的潜像上而显影图像；所述处理盒可以自由安装到成像装置上并且可从该成像装置拆卸，所述 成像装置最终将通过由所述显影装置显影图像获得的调色剂图像从潜像载 体转印到记录介质上，从而在所述记录介质上形成图像，其中 所述显影装置包括显影剂载体，在该显影剂载体中磁场产生装置设置在非磁性中空主体内 部，用于通过所述^t场产生装置的磁力在所述中空主体的周边表面上承载并 传送包括磁性载体和调色剂的两组分显影剂；显影剂容纳单元，该显影剂容纳单元容纳将要在所述显影剂载体上承载 的两组分显影剂；和显影剂限制元件，该显影剂限制元件用于限制承载在所述显影剂载体上 的两组分显影剂的层厚，其中在被所述显影剂限制装置限制之后，通过所述磁场产生装置的磁力从所潜像载体相对的显影区域，并且返回到显影剂容纳单元内部，所述磁场产生装置包括互相相邻的第一磁极和第二磁极，以便产生磁 力，所述^f兹力用于从所述显影剂载体移除已经经过所述显影区域的所述两组 分显影剂，所述第二磁极设置得沿着所述显影剂载体的显影剂传送方向比所述第 一;兹4及更下游，和在所述磁场产生装置的外部，设置有磁性元件，该磁性元件产生用于移 动到显影剂载体轴向磁力线内部的磁场，所述磁力线沿着从所述显影剂载体 分离的方向通过所述第一》兹极和所述第二石兹极在所述显影剂载体的两组分 显影剂上施加脱落力，并且所述磁力线经过所述显影剂载体上的显影剂分离 区域内的显影剂载体轴向端部区域。
12. —种成像装置，包括潜像载体和显影装置，所述显影装置将包括磁 性载体和调色剂的两组分显影剂传送到与所述潜像载体相对的显影区域，并 且通过使得所述调色剂粘附到所述潜像载体上的潜像而显影图像，并且通过 最终将利用所述显影装置的显影获得的调色剂图像转印到记录介质，从而在所述记录介质上形成图像，其中所述显影装置包括显影剂载体，在该显影剂载体中》兹场产生装置设置在非磁性中空主体内 部，用于通过所述磁场产生装置的磁力在所述中空主体的周边表面上承载并 传送包括J兹性载体和调色剂的两组分显影剂；显影剂容纳单元，该显影剂容纳单元容纳将要在所述显影剂载体上承载 的两组分显影剂；和显影剂限制元件，该显影剂限制元件用于限制承载在所述显影剂载体上 的两组分显影剂的层厚，其中在被所述显影剂限制装置限制之后，通过所述磁场产生装置的磁力从所潜像载体相对的显影区域，并且返回到显影剂容纳单元内部，所述;兹场产生装置包括互相相邻的第一磁极和第二磁极，以便产生磁 力，所述磁力用于从所述显影剂载体移除已经经过所述显影区域的所述两组 分显影剂，所述第二磁极设置得沿着所述显影剂载体的显影剂传送方向比所述第 一磁极更下游，和在所述磁场产生装置的外部，设置有磁性元件，该磁性元件产生用于移 动到显影剂载体轴向磁力线内部的磁场，所述磁力线沿着从所述显影剂载体 分离的方向通过所述第 一磁极和所述第二磁极在所述显影剂载体的两组分 显影剂上施加脱落力，并且所述^f兹力线经过所述显影剂载体上的显影剂分离 区域内的显影剂载体轴向端部区域。
全文摘要
本发明公开了一种显影装置，以及包括该显影装置的成像装置和处理盒。为了沿着显影载体轴向缩小显影装置的尺寸而不产生由于磁性辊端部区域的显影剂的重复循环导致的图像浓度不均，所述N2极和N3极设置在磁性辊上，所述N2极和N3极互相相邻并具有相同极性(N极)并用于产生磁力，所述磁力用于从显影套筒移除已经经过显影区域的显影剂。这种显影装置的磁体用于产生磁场以便移动到轴向磁力线内部；所述磁力线基于N2极和N3极的磁力沿着显影套筒分离的方向产生脱落力以作用在显影套筒上的显影剂上，并且所述磁力线经过显影套筒上的显影剂分离区域中的轴向端部区域；所述磁体设置在所述磁性辊外侧。
文档编号G03G21/18GK101551618SQ200910128000
公开日2009年10月7日 申请日期2009年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者上西裕之, 增田克己, 尾关孝将, 服部良雄, 铃木裕次 申请人:株式会社理光