显影装置和图像形成设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种显影装置和图像形成设备。该显影装置包括显影构件，该显影构件包括：磁体构件，包括显影主磁极的多个磁极在该磁体构件上沿周向方向上布置并被磁化；和筒状显影剂保持件，该显影剂保持件被布置成面对图像支撑构件，收纳磁体构件，并保持和输送显影剂，其中，在显影区域中，由磁体构件沿垂直于显影剂保持件的周面的方向施加在所述周面上的磁性吸引力在周向方向上的分布具有以下梯度，该梯度在显影剂保持件的显影剂输送方向上从显影区域的上游端朝向下游端增加，并且所述多个磁极在磁体构件上被磁化成，使得磁性吸引力在显影区域的上游端和显影区域的中间位置之间的增加量大于磁性吸引力在中间位置和下游端之间的增加量。
【专利说明】显影装置和图像形成设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种显影装置和图像形成设备。
【背景技术】
[0002]在图像形成设备中经常使用包括色调剂和磁性载体的双组分显影剂，这种图像形成设备通过将色调剂转印到形成在图像支撑构件上的静电潜像而形成可见图像。这种双组分显影剂被磁性吸附在显影装置的辊状显影构件(即，显影辊)的周面上并被输送到面向图像支撑构件的位置。另外，在通过向图像支撑构件和显影辊之间施加显影偏压形成的电场中，色调剂被转印到形成在图像支撑构件上的静电潜像。结果形成可见图像。
[0003]在例如JP-A-2005-115115 (专利文献I)中公开了一种显影装置来作为执行这种显影的显影装置。
[0004]在该显影装置中使用的显影辊包括被固定地支撑从而不旋转的磁体辊和围绕该磁体辊被以可旋转的方式支撑的圆筒状套筒。由于在圆周方向上在磁体辊上多个磁极被磁化，因此磁体辊磁性吸引套筒表面上的磁性载体并通过套筒的旋转沿着圆周方向输送磁性载体和附着到该磁性载体的色调剂。
[0005]当使用如上所述的双组分显影剂使静电潜像显影时，需要确保足够的显影能力。具体地，供色调剂附着成在大范围内覆盖记录介质的所谓的固态图像需要具有优良的显影能力。例如，由于在使用小颗粒尺寸的色调剂时显影能力容易劣化，因此需要优良的显影能力。
[0006]同时，如果被保持在显影辊上的双组分显影剂的量增加，则显影能力提高。然而，如果增加在显影辊上输送的显影剂的量，则担心显影剂保留在显影辊和图像支撑构件彼此面对的显影区域中。具体地，如果磁性载体具有小颗粒尺寸，则施加至磁性载体的磁性吸引力减小，并且输送力也减小。因而，容易发生显影剂的滞留。为此，也需要确保足够的输送能力，从而使得显影剂不会保留在显影辊和图像支撑构件彼此面对的显影区域中。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供既能够实现显影能力的提高又能够实现显影剂输送能力的提高的显影装置和图像形成设备。
[0008]根据本发明的第一方面，提供了一种显影装置，该显影装置包括显影构件，该显影构件包括:磁体构件，包括显影主磁极的多个磁极在该磁体构件上沿周向方向布置并被磁化；和筒状显影剂保持件，该显影剂保持件被布置成面对图像支撑构件，收纳所述磁体构件，并保持和输送显影剂，其中，在显影区域中由所述磁体构件沿垂直于所述显影剂保持件的周面的方向施加在所述周面上的磁性吸引力在周向方向上的分布具有以下梯度，该梯度在所述显影剂保持件的显影剂输送方向上从所述显影区域的上游端朝向下游端增加，并且所述多个磁极在所述磁体构件上被磁化成，使得所述磁性吸引力在所述显影区域的上游端和所述显影区域的中间位置之间的增加量大于所述磁性吸引力在所述中间位置和下游端之间的增加量。
[0009]根据本发明的第二方面，提供了一种显影装置，该显影装置包括显影构件，该显影构件包括:磁体构件，包括显影主磁极的多个磁极在该磁体构件上沿周向方向布置并被磁化；和筒状显影剂保持件，该显影剂保持件被布置成面对图像支撑构件，收纳所述磁体构件，并保持和输送显影剂，其中，在显影区域中由所述磁体构件沿垂直于所述显影剂保持件的周面的方向施加在所述周面上的磁性吸引力在周向方向上的分布具有在所述所述显影剂保持件的显影剂输送方向上位于所述显影区域的中间位置和下游端之间的波峰，并且具有从所述显影区域的上游端向所述显影区域的所述中间位置增加的梯度，并且所述多个磁极在所述磁体构件上被磁化为使得下游端处的磁性吸引力为所述波峰处的磁性吸引力的90%或更多。
[0010]根据本发明的第三方面，在根据第一或第二方面的显影装置中，所述磁体构件可以包括位于所述显影区域中或在所述显影剂保持件的显影剂输送方向上位于所述显影区域的所述中间位置的下游侧的所述显影主磁极，并且所述显影主磁极在所述磁体构件上可以被磁化成，使得所述磁体构件的与下述范围对应的中心角为16°或更小，所述范围为在垂直于所述磁体构件的周面的方向上在所述周面上产生的磁通密度沿着周向方向的分布变成所述显影主磁极的峰值的80%或更多的范围。
[0011]根据本发明的第四方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括:图像载体，在该图像载体上形成有潜像；显影剂存储腔室，在该显影剂存储腔室中存储包括色调剂和磁性载体的双组分显影剂；显影装置，该显影装置通过色调剂使形成在所述图像载体上的所述潜像显影；和转印装置，该转印装置将所述色调剂图像直接转印至待输送的记录介质或者在将所述色调剂图像一次转印至中间转印构件之后将所述色调剂图像转印至待输送的记录介质，其中所述显影装置是第一至第三方面中任一方面所述的显影装置。
[0012]在根据第一方面的显影装置中，与不具有该结构的显影装置相比，既可实现显影能力的提闻又可实现显影剂输送能力的提闻。
[0013]在根据第二方面的显影装置中，与不具有该结构的显影装置相比，既可实现显影能力的提闻又可实现显影剂输送能力的提闻。
[0014]在根据第三方面的显影装置中，与其中显影主磁极的磁通密度在周向方向上的分布在中心角为16°或更大的范围内变成峰值的80%或更多的显影装置相比，可以提高显影能力。
[0015]在根据第四方面的图像形成设备中，与不具有该结构的图像形成设备相比，既可实现显影能力的提高又可实现显影剂输送能力的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]将基于下列附图详细地描述本发明的示例性实施方式，其中:
[0017]图1是示出了作为本发明的示例性实施方式的图像形成设备的结构的示意图；
[0018]图2是示出了图1所示的作为本发明的示例性实施方式的图像形成设备的显影装置的结构的示意图；
[0019]图3A和3B是示出了图2所示的显影装置的显影辊的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图；[0020]图4A和4B是示出了能在根据本发明的示例性实施方式的显影装置中使用的显影辊的另一个实施例的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图；
[0021]图5A和5B是示出了能在根据本发明的示例性实施方式的显影装置中使用的显影辊的另一个实施例的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图；
[0022]图6A和6B是示出了能在根据本发明的示例性实施方式的显影装置中使用的显影辊的另一个实施例的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图；
[0023]图7A和7B是示出了作为比较例在实验中使用的显影装置中使用的显影辊A的周面上的磁通密度分布和磁性吸弓I力分布的视图；
[0024]图8A和8B是示出了作为比较例在实验中使用的显影装置中使用的显影辊B的周面上的磁通密度分布和磁性吸弓I力分布的视图；
[0025]图9A和9B是示出了作为比较例在实验中使用的显影装置中使用的显影辊C的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图；以及
[0026]图10是示出了在比较例的显影装置中改变所供应的显影剂的量的同时测量所转印的色调剂的量的实验的结果的视图。
【具体实施方式】
[0027]将参照附图描述本发明的示例性实施方式。
[0028]图1是示出了作为本发明的示例性实施方式的图像形成设备的结构的示意图。
[0029]该图像形成设备是利用四色色调剂形成彩色图像的图像形成设备。该图像形成设备包括:输出黄色(Y)图像、洋红色(M)图像、青色(C)图像和黑色(K)图像的电子照相图像形成单元10Y、10MU0C和IOK ;以及面对图像形成单元10Y、10MU0C和IOK的中间转印带11。
[0030]中间转印带11由被旋转驱动的驱动辊15、调节中间转印带11在宽度方向上的偏离的调节辊16以及对置辊17张设。另外，中间转印带11被布置成面对图像形成单元10Y、10M、10C和10K，并且中间转印带11的周面沿图1所示的箭头A的方向被旋转驱动。
[0031]形成黄色色调剂图像的图像形成单元10Y、形成洋红色色调剂图像的图像形成单元10M、形成青色色调剂图像的图像形成单元IOC和形成黑色色调剂图像的图像形成单元IOK从中间转印带11被旋转移动的方向上的上游侧以该顺序布置。执行二次转印的二次转印构件12布置在图像形成单元10Y、10MU0C和IOK的下游侧，而与中间转印带11接触并面对对置辊17。
[0032]作为记录介质的记录片材经由输送路径9从记录片材容纳单元8被送到二次转印构件12面对中间转印带11所在的二次转印位置13。输送已经转印有色调剂图像的记录片材的装置14和通过对色调剂图像加热和加压而将色调剂图像挤压结合至记录片材的定影装置7在记录片材输送路径上设置在二次转印位置13的下游侧。
[0033]堆叠并保持色调剂图像已被定影的记录片材的排出片材保持单元(未示出)更远地设置在下游侧。
[0034]每个图像形成单元10都包括感光鼓I，在该感光鼓11处将静电潜像形成在表面上，并且该感光鼓11用作图像支撑构件。每个图像形成单元10都包括围绕感光鼓I设置的充电装置2、显影装置20、一次转印辊5和清洁装置6。充电装置2对感光体I的表面进行充电。显影装置20通过将色调剂选择性地转移到形成在感光鼓I上的潜像而形成色调剂图像。一次转印辊5将形成在感光鼓I上的色调剂图像一次转印到中间转印带11。清洁装置6将转印之后留在感光鼓I上的色调剂清除。另外，为每个感光鼓I设置基于图像信号产生图像光的曝光装置3。每个感光鼓I均利用从曝光装置3产生的图像光照射，从而在带电的感光鼓I上写入静电潜像。在该示例性实施方式中，感光鼓I由充电装置2充以一800V的电压,而被曝光的图像部分的表面电位被削弱成设定为一 400V。
[0035]感光鼓I是通过在具有环状周面并由导电金属制成的基体上层压感光层而形成的，感光鼓I的周面被旋转地移动。感光层是其中电荷产生层和电荷输送层被顺序地层压的功能分离型层。感光层具有如下特性:当感光层被曝光装置3照射激光束时，被照射部分的电阻率变化。
[0036]显影装置20使用包括色调剂和磁性载体的双组分显影剂。另外，显影装置20在面对感光鼓I的位置通过将双组分显影剂的色调剂转移到感光鼓I的表面的被曝光部分而将色调剂图像形成为可见图像。
[0037]清洁装置6被布置成面对感光鼓I的周面，并且包括清洁器壳体6a，该清洁器壳体6a在面对感光鼓I的位置处具有开口。此外，清洁铲6b被设置成由清洁器壳体6a支撑并与感光鼓I的周面接触。
[0038]在该示例性实施方式中采用所谓的铲压力方法(在该方法中，清洁铲6b的端部的边缘部分接触感光鼓I的表面)，从而将一次转印之后留在感光鼓上的色调剂等刮除并清除。
[0039]布置在面对对置辊17的位置处的二次转印构件12 (其中，中间转印带11夹设在该对置辊17和二次转印构件12之间)包括二次转印辊12a、辅助辊12b和由二次转印辊12a和辅助辊12b张设的二次转印带12c。该二次转印带12c在与中间转印带11重叠的情况下夹设在对置辊17和二次转印辊12a之间，并且在中间转印带11被旋转驱动时被旋转地移动。另外，当记录片材被送到中间转印带11和二次转印带12c之间的间隙时，记录片材在被夹设的同时被输送。此外，二次转印电压被施加至对置辊17，以便形成用于在二次转印辊12a和对置辊17之间进行转印的电场。
[0040]定影装置7包括内置有加热源的加热辊7a和与该加热辊7a压力接触的加压辊7b，并且形成加热辊7a和加压辊7b彼此接触的咬合部分。已经转印有色调剂图像的记录片材被送到该咬合部分并在加压辊7b与被旋转驱动的加热辊7a之间被加热和加压。因而将色调剂图像挤压结合至记录片材。
[0041]图2是显影装置20的剖视图
[0042]该显影装置包括:壳体22，该壳体22包括存储双组分显影剂的显影剂存储腔室26和27 ;显影辊23，该显影辊23是靠近感光鼓I布置成面对该感光鼓I的显影构件；第一搅龙24和第二搅龙25，它们搅拌壳体中的双组分显影剂并输送该双组分显影剂；显影剂补充单元30，该显影剂补充单元30给所述壳体补充双组分显影剂；回收部分32，该回收部分32回收所述壳体中存在的双组分显影剂；以及厚度限制构件29，该厚度限制构件29限制被吸附在显影辊上的双组分显影剂的量。
[0043]包括黄色色调剂、洋红色色调剂、青色色调剂和黑色色调剂当中一种色调剂的双组分显影剂被存储在壳体22中。另外，壳体22的面对感光鼓I的部分敞开，显影辊23被布置在该部分处以便靠近感光鼓I并面对该感光鼓I。
[0044]存储在壳体22中的双组分显影剂包括色调剂和磁性载体。色调剂是通过将借助揉制(kneading)热塑性树脂和彩色材料而形成的材料形成为粉末而获得的。磁性载体是通过在借助揉制特素体和合成树脂形成的粒状材料上形成覆盖层而形成的。
[0045]使用颗粒尺寸在大约3 μ m至9 μ m的范围内的色调剂和体积平均颗粒尺寸在大约20 μ m到50 μ m的范围内的磁性载体。
[0046]显影辊23包括磁体辊23a和套筒23b。磁体辊23a具有位于周向方向上的多个磁极并被固定地支撑。套筒23b是围绕磁体辊23a被可旋转地支撑的非磁性中空筒状构件，并且用作显影剂保持件。另外，显影辊23磁性地吸附套筒23b的外周面上的双组分显影剂，并且适合于能够通过套筒的旋转驱动而在周向方向上输送双组分显影剂。
[0047]第一搅龙24和第二搅龙25设置在两个显影剂存储腔室26和27中，这两个显影剂存储腔室设置在显影辊23在壳体22中布置的位置后面。这些搅龙24和25包括围绕支撑轴的螺旋形叶片，并且被支撑成使得搅龙24和25的轴线与显影辊23的轴线平行。这些搅龙24和25在通过围绕轴线旋转来搅拌双组分显影剂的同时在轴向方向上输送该双组分显影剂。第一搅龙24和第二搅龙25在彼此相反的方向上输送双组分显影剂。另外，显影剂存储腔室26和27借助设置在它们自身之间的分隔壁28而被分隔开，并且在其两个端部处彼此连通。因而，由搅龙24和25输送的双组分显影剂在显影剂存储腔室26和27中被搅拌并被输送而在两个显影剂存储腔室26和27中循环。
[0048]显影剂补充单元30包括形成在壳体22的上部处的补充口 22a和安装在补充口22a上的补充盒30a。补充盒30a可拆卸地安装在补充口 22a上。另外，由于显影操作被反复地执行，因此存储在补充盒30a中的用于补充的显影剂33被供应到壳体内。
[0049]同时，可以控制双组分色调剂的补充，使得根据色调剂的消耗、所显影的图像的量、壳体中存在的色调剂的浓度、磁性载体的电荷量等在适当正时补充所需量的双组分显影剂。
[0050]回收部分32包括出口 32a，通过该出口 32a将壳体中存在的双组分显影剂排出到壳体的外部，并且该回收部分32与存储所排出的显影剂的存储容器(未示出)连通。壳体22被补充有双组分显影剂，从而多余的双组分显影剂被从壳体的内部排出。因而，回收部分32可以调节壳体22中存在的显影剂的量。
[0051]同时，可以针对沉积在高于预定高度的高度处的双组分显影剂进行显影剂排出，并且可以将该显影剂排出控制为在预定正时(像在补充用于补充的显影剂时一样)处执行。
[0052]厚度限制构件29设置在其中显影辊23和第一搅龙24彼此面对的显影剂供应区域34的沿显影辊23的旋转方向的下游侧，并且布置成与套筒23b的表面间隔开。厚度限制构件29由金属板形成，并且限制以谷穗形状磁性地吸附在套筒23b上的所通过的磁性载体的量，从而使被调节的量的双组分显影剂吸附在套筒23b上。
[0053]显影偏压从电源装置40施加在显影辊23和感光鼓I之间。另外，在感光鼓I和显影辊23彼此面对的显影区域21中在感光鼓I和显影辊23之间形成电场，在该电场中将具有电荷的色调剂转移到形成在感光鼓I上的图像部分。
[0054]这里，将显影区域21限定如下:
[0055]双组分显影剂的磁性载体借助磁体辊23a的磁力吸附在套筒23b上从而以谷穗形状连续，并且具有谷穗形状的磁性载体与感光鼓I的周面接触，从而执行显影。在本发明的该示例性实施方式中，将以谷穗形状站立在套筒23b上的磁性载体接触感光体I的范围称为显影区域21。
[0056]图3A和3B是示出了显影装置20的显影辊23的套筒23b的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图。
[0057]图3A的实线表示在套筒23b的周面上在与套筒23b的周面垂直的方向上的磁通密度的分布。另外，虚线表示在沿着套筒23b的周面的方向上的磁通密度的分布。同时，图3B是示出了在套筒23b的周面上在与套筒23b的周面垂直的方向上的磁性吸引力(以下称为“磁性吸引力”)的分布的视图。另外，图4A至图9B的磁通密度分布和磁性吸引力分布也与上述情形相同。
[0058]同时,在这些附图中，磁通密度的值在最内侧的基准圆上为OmT,并且具有同心圆形状的一个刻度(graduation)对应于20mT。另外,磁性吸引力的值在最内侧的基准圆上为O (N)，具有同心圆形状的一个刻度对应于6E-11 (N)0该磁性吸引力是当磁性载体的颗粒尺寸为25 μ m并且磁性载体的导磁率为1.007时被施加至套筒的表面上的一个磁性载体的力的法线方向上的分量。朝向磁体辊中心的方向是磁性吸引力的正向。
[0059]在显影辊23的磁体辊23a上沿着周向方向布置有五个磁极，并且显影主磁极设置在套筒23b和感光鼓I彼此面对的显影区域21的下游侧。如图3A所示，显影主磁极处的磁通密度的分布是磁体辊23a的周向方向上的磁通密度的分布，并且被设定成使得与显影主磁极的两侧的磁通密度的峰值的80%对应的两个位置Pl和P2之间的中心角α为大约20。。
[0060]其中包括如上所述那样被磁化的磁体辊23a的套筒23b的周面上的磁性吸引力的分布在由图3B的箭头所示的套筒23b的旋转放向上(即，在显影剂输送方向上)从上游端21a朝向下游端21c增加。因而，显影区域中的磁性吸引力在显影剂输送方向上在下游端21c处变得最大。另外，磁性吸引力的增加梯度形成为使得从上游端21a朝向显影区域21的中间位置21b的梯度大于从显影区域21的中间位置21b朝向下游端21c的梯度。也就是说，上游端21a和中间位置21b之间的磁性吸引力的增加量大于显影区域的中间位置21b和下游端21c之间的磁性吸引力的增加量，并且磁性吸引力增加6E - 11 (N)或更多。
[0061]同时，在该示例性实施方式中，在显影区域21中彼此面对的感光鼓I的周面和套筒23b的周面被旋转成在相反方向上移动，在显影剂输送方向上的上游端21a在待被显影的图像经过显影区域21时用作出口，而在显影剂输送放向上的下游端21c在图像经过该显影区域时用作入口。
[0062]当如上所述从显影剂输送方向上的上游端21a在中间位置21b上快速增加磁性吸引力时，考虑到显影能力因为如下原因而提高。
[0063]以谷穗形状站立的磁性载体的形状由于在显影剂输送方向上的上游端21a和中间位置21b之间的磁性吸引力的快速改变而改变，并且磁性载体受到冲击。因而，该冲击也被传递到附着于已经受到该冲击的磁性载体的色调剂，从而将色调剂与磁性载体分离。结果，色调剂容易转移到形成在感光鼓I上的图像部分。具体地，在磁性载体已经在显影剂输送方向上的上游侧受到冲击并且色调剂已经开始被转移的双组分显影剂被从显影区域21的上游侧输送向显影区域21的下游侧时，色调剂容易被转移到形成在感光鼓上的图像并从显影区域21的入口向显影区域21的出口移动。
[0064]因而，可以利用与使用磁性吸引力的变化在显影区域21中较小(例如，磁性吸引力的变化小于6E - 11 (N))的磁体辊时相比较小的显影偏压来确保显影能力。
[0065]这里，对显影能力的评价如下:
[0066]当在被保持在显影辊23上并被输送到显影区域21的所供应的显影剂的量中被转移到预定图像(例如固态图像)的色调剂的量较大时，可以评价显影能力更优异。
[0067]对于显影剂输送能力，由于磁性吸引力在显影区域21的显影剂输送方向上的下游端21c处变得最大，因此用于输送双组分显影剂的输送力也朝向下游侧增加。因而，被连续地输送到显影区域21的磁性载体在显影区域中的滞留受到抑制，从而使得磁性载体被被吸附在套筒23b上的情况下利用套筒23b的旋转而被输送到显影区域21的外部。因此，抑制了磁性载体与感光鼓I的表面之间的由于显影剂的滞留而引起的磨损，也就是说，抑制了所谓的固态图像等的劣化。
[0068]图4A是示出了能在根据本发明的示例性实施方式的显影装置中使用的显影辊的另一个实施例的周面上的磁通密度分布的视图，而图4B是示出了该显影辊的磁性吸引力分布的视图。
[0069]与显示出图3A中的磁通密度分布的显影辊一样，该显影辊具有其中在磁体辊的周向方向上磁化有五个磁极的结构。然而，显影主磁极的范围比图3A和3B中所示的显影辊的窄。也就是说，在该显影辊的磁体辊周向方向上的磁通密度的分布中，与显影主磁极的两侧的磁通密度的峰值的80%对应的两个位置(未示出)之间的中心角α被设定为大约
15.5°。
[0070]与图3Α和3Β中所示的显影辊一样，具有该磁通密度分布的显影辊上的磁性吸引力的分布对应于从显影剂输送方向(即，套筒旋转方向)上的上游端31a到下游端31c的范围内的增加梯度，并且该增加梯度被形成为使得在显影剂输送方向上从上游端31a到中间位置31b的梯度大于从该中间位置31b到的下游端31c的梯度。另外，可以通过减小显影主磁极的宽度来增加显影区域31中的磁性吸引力的增加梯度，从而上游端31a和中间位置31b之间的磁性吸引力的增加量为8E — 11 (N)或更多。因而，与显示出图3A中的磁通密度分布的显影辊23相比磁性吸引力快速增加,从而与使用图3A和3B中所示的磁体辊23a的显影装置相比可以提高显影能力。
[0071]同时，显影区域中的磁性吸引力在显影剂输送方向上的下游端31c处(B卩，在显影区域31 (图像在感光鼓I上被输送通过该显影区域)的入口处)变得最大。因而，在显影区域31中不容易发生双组分显影剂的滞留，从而显影剂的输送能力优异。
[0072]图5A和5B是示出了能在根据本发明的示例性实施方式的显影装置中使用的显影辊的另一个实施例的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图。
[0073]该显影棍具有如下结构:在磁体棍的周向方向上磁化有七个磁极，并且每个磁极的范围都比图4A和4B中所示的显影辊的窄。另外，在显影辊的周向方向上的磁通密度的分布中，与显影主磁极两侧的磁通密度的峰值的80%对应的两个位置之间的中心角α为大约 13.V。
[0074]在具有该磁通密度分布的显影辊上，显影区域的磁性吸引力的分布对应于在从显影剂输送方向(即，如图5Β中所示的套筒的旋转方向)上的上游端41a至下游端41c的范围内的增加梯度，并且上游端41a和中间位置41b之间的磁性吸引力的增加量为8E-11 (N)或更多。
[0075]同时，该显影区域中的磁性吸引力在从显影剂输送方向上的上游端41a到下游端的范围内增加，并且在显影剂输送方向上的下游端41c处(B卩，在显影区域41的入口处)变
得最大。
[0076]图6A和6B是示出了能在根据本发明示例性实施方式的显影装置中使用的显影辊的另一个实施例的周面上的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图。
[0077]与显示出图5A中的磁通密度分布的显影辊一样，该显影辊具有在磁体辊的周向方向上磁化有七个磁极的结构。然而，在显影区域51中呈现显影主磁极的磁通密度分布的峰值。因而，在显影区域51中的下游端51c附近呈现磁性吸引力的峰值，磁性吸引力的值从上游端51a到波峰增加，并且磁性吸引力的值从该波峰到下游端51c减小。上游端51a和中间位置51b之间的磁性吸引力的增加量为6E-11 (N)或更多，并且大于中间位置51b和该波峰之间的磁性吸引力的增加量。另外，该波峰和下游端51c之间的磁性吸引力的下降量为该峰值的大约2%。
[0078]即使在该显影辊的情况下，磁性吸引力也从显影区域51的显影剂输送方向上的上游端51a到中间位置51b增加，并且与其中显影区域51的上游侧的磁性吸引力的增加量小于该显影辊的增加量的显影辊相比，显影效率优异。另外，磁性吸引力在显影区域51的中间位置51b的下游侧减小，但是一直减小到下游端51c的磁性吸引力的量为峰值的大约2%，并且维持了高磁性吸引力。因而，获得了与图5A和5B所示的显影辊一样的显影剂输送能力。
[0079]接下来，将描述实验结果，该实验是针对使用与本发明的示例性实施方式不同的显影装置作为比较例时的显影能力和显影剂输送能力来进行的。
[0080]该实验是这样的实验，即:调查使用三种显影辊A、B和C的显影装置的显影能力和显影剂输送能力，在这些显影辊的周面上与这些显影辊的周面垂直的方向上的磁性吸引力分布彼此不同。
[0081]对于显影能力，在改变被保持在显影辊上并被输送到显影区域的所供应的显影剂的量的同时进行显影。另外，测量被转移到固态图像的色调剂的量，并且确定当所转移的色调剂的量(即，显影量)较大时显影能力更优异。
[0082]对于显影剂输送能力，在改变被保持在显影辊上并被输送到显影区域的所供应的显影剂的量的同时进行显影，并且测量被转印到固态图像的色调剂的量。随着所供应的显影剂的量的增加，所转移的色调剂的量也增加。然而，当所供应的显影剂的量较大时，所转移的色调剂的量开始减少，而不管所供应的显影剂的量的增加。如果在所转移的色调剂的量变成波峰时所供应的显影剂的量更大，则可以确定显影剂输送能力更优异。也就是说，考虑到当在显影区域中发生显影剂的滞留并且所转移的色调剂由于显影剂的滞留而被刮除时，所转移的色调剂的量减少。因而，可以说当可被无滞留地输送的显影剂的量较大时，显影剂输送能力更优异。
[0083]下面将描述这三种类型的显影辊。
[0084]图7A和7B是示出了显影辊A的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图。
[0085]如图7A所示，该显影辊A具有如下结构:在磁体辊的周向方向上磁化有七个磁极，并且显影主磁极被磁化成，使得在显影区域中呈现在与显影辊的周面垂直的方向上的磁通密度的峰值。由于该磁化作用，如图7B所示，磁性吸引力分布在显影区域的中间位置A2附近具有峰值，并且该磁性吸引力从上游端Al向该波峰增加。另外，在显影剂输送方向上从该波峰朝向下游端A3磁性吸引力显著降低，并且磁性吸引力的减少量为18E -1l(N)或更多。
[0086]图8A和8B是示出了显影辊B的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图。
[0087]与显影辊A—样，如图8A所示，该显影辊B具有如下结构:在磁体辊的周向方向上磁化有七个磁极，并且显影主磁极被磁化成，使得在显影区域中呈现在与显影辊的周面垂直的方向上的磁通密度的峰值。显影主磁极在沿着周向方向比显影辊A宽的范围中被磁化，也就是说，与在磁通密度的分布中显影主磁极两侧的磁通密度的峰值的80%对应的两个位置之间的中心角比显影辊A的大。
[0088]如图SB所示，显影辊B的磁性吸引力的分布在显影区域的显影剂输送方向上的中间位置B2附近具有峰值，并且磁性吸引力在显影剂输送方向上从上游端BI向该波峰增加。然而，该增加梯度小于显影辊A的增加梯度。另外，在显影剂输送方向上波峰和下游端B3之间的磁性吸引力的减少量也小于显影辊A的减少量。
[0089]图9A和9B是示出了显影辊C的磁通密度分布和磁性吸引力分布的视图。
[0090]如图9A所示，该显影辊C具有如下结构:在磁体辊的周向方向上磁化有五个磁极，并且显影主磁极被磁化为使得在显影区域中呈现在与显影辊的周面垂直的方向上的磁通密度的峰值。而且，显影主磁极在周向方向上在比显影辊B更宽的范围内被磁化。
[0091]如图9B所示，显影辊C的磁性吸引力的分布在显影区域的显影剂输送方向上的中间位置C2附近具有波峰，并且磁性吸引力在显影剂输送方向上从上游端Cl向波峰增加。磁性吸引力的增加量小于显影辊A或B的增加量，并且为2E — 11 (N)或更小。另外，在显影剂输送方向上波峰和下游端C3之间的磁性吸引力的减少量小于显影辊A和B的减少量，并且下游端C3处的磁性吸引力为峰值的大约90%。
[0092]图10是示出了在这三种类型的显影辊中的每个中在改变所供应的显影剂的量的情况下测量所转移的色调剂的量的实验结果的视图。图10的水平轴代表所供应的显影剂的量，图10的竖直轴代表所转移的色调剂的量，所转移的色调剂的量意味着每单位面积所转移的色调剂的电荷的量。
[0093]在使用显影辊A的显影装置中，如图10所示，当所供应的显影剂的量为大约180g/m2时，所转移的色调剂的量为大约250 u c/m2。所转移的色调剂的量具有的增加梯度大于使用显影辊B的显影装置和使用显影辊C的显影装置的增加梯度。即，其表明显影能力更大。同时，由于在所供应的显影剂的量超过200g/m2时所转移的色调剂的量减少，因此发现由于显影剂的滞留而被从感光鼓刮除的色调剂的量增加。
[0094]在使用显影辊B的显影装置中，当所供应的显影剂的量为大约280g/m2，所转移的色调剂的量具有大约250 u c/m2的波峰，并且其增加梯度小于使用显影辊A的显影装置。另夕卜，在该波峰之后所转移的色调剂的量减少，从而发生显影剂的滞留。因而，发现与使用显影辊A的显影装置相比显影能力差，但是显影剂输送能力优异。
[0095]在使用显影辊C的显影装置中，当所供应的显影剂的量为大约370g/m2，所转移的色调剂的量具有大约200 y c/m2的波峰，并且增加梯度最小。另外，在大约370g/m2之后显影量减少，从而显影剂输送能力开始劣化。也就是说，就显影剂输送能力而言，使用显影辊C的显影装置优于使用显影辊A的显影装置和使用显影辊B的显影装置。
[0096]从该实验的结果可理解关于显影能力和显影剂输送能力的如下特征。
[0097]在使用磁性吸引力在显影辊的显影区域的显影剂输送方向上的上游侧显著增加的显影辊A的显影装置中显影能力优异，而使用磁性吸引力的变化在显影区域的上游侧较小的显影辊C的显影装置中即使维持大的磁性吸引力显影能力较差。因而，发现当在显影区域的显影剂输送方向上的上游侧磁性吸引力显著变化时获得优异的显影能力。
[0098]同时，就显影剂输送特性来说，在使用磁性吸引力在显影辊的显影区域的显影剂输送方向上的下游侧显著减小的显影辊A和B的显影装置中显影剂输送能力较差，而在使用维持大磁性吸引力的显影辊C的显影装置中获得了优异的显影剂输送能力。另外，在使用显影区域的下游侧的磁性吸引力的减少量比显影辊A的小的显影辊B的显影装置中，与使用显影辊A的显影装置相比，显影剂输送能力优异。因而发现当在显影区域的显影剂输送方向上的下游侧维持大的磁性吸引力时获得了优异的显影剂输送能力。
[0099]另外，由于考虑到输送显影剂的输送力通过增加磁性吸引力而增加，因此，优选的是将磁性吸引力的分布形成为使得磁性吸引力在显影区域中朝向显影剂输送方向上的下游侧增加。然而，与在显影辊C的情况下一样，发现当显影区域中的下游侧的磁性吸引力的减少量为峰值的90%时维持优异的显影剂输送能力。
[0100]已经描述的显影装置和图像形成设备是本发明的示例性实施方式，但本发明不限于以上描述的示例性实施方式，并且在本发明的范围可以实施为其他示例性实施方式。
[0101]例如，示出了在上述示例性实施方式中描述的显影辊的磁性吸引力分布和磁通密度分布，但是在本发明的范围内这些分布也可以是其他分布。
[0102]另外，在示例性实施方式中已经采用了所谓的对置系统，在该系统中，感光鼓的旋转方向与套筒的旋转方向相反，即，在显影区域中彼此面对的感光鼓和套筒的周面沿着彼此相反的方向移动。本发明可以有效地应用于通过对置系统使静电潜像显影的对置型图像形成设备或显影装置。然而，本发明可应用于其中彼此面对的周面沿着相同方向移动的图像形成设备或使形成在沿着相同方向移动的感光鼓上的静电潜像显影的显影装置。
[0103]此外，已经使用执行包括色调剂和磁性载体的双组分显影剂的补充和回收的所谓滴流式(trickle-type)显影装置作为所述显影装置，但是显影装置不限于所述滴流式显影装置。所述显影装置可以是仅执行色调剂补充或分开地执行色调剂补充和磁性载体补充的显影装置。
[0104]另外，在显影辊的磁体辊上磁化的磁极的数量不限于五个或七个。
[0105]为了图示和描述之目的描述了本发明的示例性实施方式的上述描述。其目的并非穷尽本发明或将本发明限于所公开的确切形式。明显，许多修改和变化对本领域技术人员来说都是显然的。选择并描述所述实施方式是为了更好地说明本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域技术人员能够理解本发明用于各种实施方式并具有适合于所设想的具体应用的各种修改。本发明的范围由所附权利要求及其等同物来限定。
【权利要求】
1.一种显影装置，该显影装置包括: 显影构件，该显影构件包括:磁体构件，包括显影主磁极的多个磁极在该磁体构件上沿周向方向布置并被磁化；和筒状显影剂保持件，该显影剂保持件被布置成面对图像支撑构件，收纳所述磁体构件，并保持和输送显影剂， 其中，在显影区域中，由所述磁体构件沿垂直于所述显影剂保持件的周面的方向施加在所述周面上的磁性吸引力在周向方向上的分布具有以下梯度，该梯度在所述显影剂保持件的显影剂输送方向上从所述显影区域的上游端朝向下游端增加，并且 所述多个磁极在所述磁体构件上被磁化成，使得所述磁性吸引力在所述显影区域的上游端和所述显影区域的中间位置之间的增加量大于所述磁性吸引力在所述中间位置和下游端之间的增加量。
2.一种显影装置，该显影装置包括: 显影构件，该显影构件包括:磁体构件，包括显影主磁极的多个磁极在该磁体构件上沿周向方向布置并被磁化；和筒状显影剂保持件，该显影剂保持件被布置成面对图像支撑构件，收纳所述磁体构件，并保持和输送显影剂， 其中，在显影区域中，由所述磁体构件沿垂直于所述显影剂保持件的周面的方向施加在所述周面上的磁性吸引力在周向方向上的分布具有在所述所述显影剂保持件的显影剂输送方向上位于所述显影区域的中间位置和下游端之间的波峰，并且具有从所述显影区域的上游端向所述显影区域的所述中间位置增加的梯度，并且 所述多个磁极在所述磁体构件上被磁化，使得所述下游端处的磁性吸引力为所述波峰处的磁性吸引力的90%或更多。
3.根据权利要求1或2所述的显影装置， 其中，所述磁体构件包括位于所述显影区域中或在所述显影剂保持件的显影剂输送方向上位于所述显影区域的所述中间位置的下游侧的所述显影主磁极；并且 所述显影主磁极在所述磁体构件上被磁化成，使得所述磁体构件的与下述范围对应的中心角为16°或更小，所述范围为在垂直于所述磁体构件的周面的方向上在所述周面上产生的磁通密度沿着周向方向的分布变成所述显影主磁极的峰值的80%或更多的范围。
4.一种图像形成设备，该图像形成设备包括: 图像载体，在该图像载体上形成有潜像； 显影剂存储腔室，在该显影剂存储腔室中存储包括色调剂和磁性载体的双组分显影剂； 显影装置，该显影装置通过色调剂使形成在所述图像载体上的所述潜像显影；和转印装置，该转印装置将所述色调剂图像直接转印至待输送的记录介质，或者在将所述色调剂图像一次转印至中间转印构件之后将所述色调剂图像转印至待输送的记录介质； 其中，所述显影装置是权利要求1至3中任一项所述的显影装置。
【文档编号】G03G15/01GK103576511SQ201310168234
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】丸山彰久, 兼松寿弘 申请人:富士施乐株式会社