显影装置和使用该显影装置的图像形成设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及显影装置和使用该显影装置的图像形成设备。该显影装置包括：色调剂保持构件，其以能旋转的方式设置成面对图像保持构件，并保持非磁性单组分色调剂并向显影区域输送该非磁性单组分色调剂，以将图像保持构件上的静电潜像显影；供应构件，其以能旋转的方式设置成与色调剂保持构件弹性接触，从而将色调剂从该供应构件与色调剂保持构件之间的接触区域供应到色调剂保持构件；色调剂补充单元，其面对位于远离接触区域的部分处的补充区域，从而补充新色调剂；以及限制构件，其设置在接触区域的沿旋转方向的下游侧以及显影区域的上游侧，从而对保持在色调剂保持构件上的色调剂摩擦充电，并限制为了显影而提供的色调剂的量。
【专利说明】显影装置和使用该显影装置的图像形成设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种显影装置和使用该显影装置的图像形成设备。
【背景技术】
[0002]在相关技术中，已经知道例如在JP-A-2009-069367 (【具体实施方式】、图和图4，专利文献I)中公开的显影装置。
[0003]专利文献I公开了一种图像形成设备，该图像形成设备能够抑制显影装置中的反向转印色调剂的比例随着时间而增加，从而长期维持色彩的可再现性。在该图像形成设备中，将具有显影辊、供应辊和搅拌构件的显影槽从与该显影槽水平相邻的供应槽分离开的分隔壁的高度(上端)被设定为比供应辊和搅拌构件的高度高，由此防止显影槽中的色调剂反向流动到供应槽内或者提供防止显影槽中的色调剂反向流动到供应槽内的反向流动防止单元。因而，反向转印色调剂滞留在显影槽中，能够稳定显影槽中的反向转印色调剂的比例，并且能够消耗一定量的反向转印色调剂(执行本发明的最佳方式，图2和图4)。
【发明内容】
[0004]鉴于本发明所要解决的技术问题，本发明的目的是提供一种显影装置和使用该显影装置的图像形成设备，在色调剂借助供应构件被供应到色调剂保持构件的方面中，该显影装置能够通过防止附着于供应单元上的具有不同带电特性的旧的和新的色调剂混合来优先消耗旧的色调剂。
[0005]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:色调剂保持构件，该色调剂保持构件以能旋转的方式设置成面对在保持静电潜像的情况下循环运行的图像保持构件，该色调剂保持构件保持非磁性单组分色调剂并朝向与所述图像保持构件相对的显影区域输送该非磁性单组分色调剂，从而将所述图像保持构件上的静电潜像显影；供应构件，该供应构件在能弹性变形的弹性构件的周面上具有可捕获色调剂的粗糙表面，并以能旋转的方式设置成与所述色调剂保持构件弹性接触，从而将色调剂从与所述色调剂保持构件接触的接触区域供应到所述色调剂保持构件；色调剂补充单元，该色调剂补充单元面对位于远离所述供应构件的与所述色调剂保持构件接触的所述接触区域的部分处的补充区域，从而补充新色调剂；以及限制构件，该限制构件设置在所述色调剂保持构件中的与所述供应构件接触的所述接触区域的沿该色调剂保持构件的旋转方向的下游侧以及所述色调剂保持构件的所述显影区域的沿该色调剂保持构件的旋转方向的上游侧，从而对保持在所述色调剂保持构件上的色调剂摩擦充电，并限制为了显影而提供的色调剂的量，其中，在所述色调剂补充单元中，容纳新色调剂从而可补充该新色调剂的容纳室借助色调剂输送路径连接至布置有所述供应构件和所述色调剂保持构件的显影室，其中所述色调剂输送路径的显影室侧开口位于所述色调剂输送路径的容纳室侧开口的下方，并且被布置成面对所述供应构件的旋转中心以下的区域，并且其中所述供应构件在面对所述色调剂输送路径的所述显影室侧开口的部分处从该供应构件的下侧朝向上侧旋转。[0006]根据本发明的第二方面，在第一方面中描述的显影装置中，所述色调剂输送路径的容纳室侧开口的下端可以位于其中色调剂被所述限制构件限制的部分的下方。
[0007]根据本发明的第三方面，在第一或第二方面中描述的显影装置中，所述色调剂输送路径可具有:纵向通道，该纵向通道沿着基本竖直方向在纵向方向上延伸；和横向通道，该横向通道从所述纵向通道折曲并朝向所述供应构件在横向方向上延伸。
[0008]根据本发明的第四方面，在第三方面中描述的显影装置中，在所述色调剂输送路径中，从所述纵向通道到所述横向通道的折曲部分可以形成为弯曲形状。
[0009]根据本发明的第五方面，在第三方面中描述的显影装置中，在所述色调剂输送路径中，将所述横向通道的上侧分隔开的上壁可从所述纵向通道朝向所述供应构件斜向下方倾斜，并且相对于横向方向的倾角被设定成等于或小于所使用的色调剂的休止角。
[0010]根据本发明的第六方面，在第一至第五方面的任一方面中描述的显影装置中，所述色调剂输送路径和所述容纳室可被第一隔开构件隔开，所述色调剂输送路径和所述显影室可被第二隔开构件隔开，并且所述色调剂输送路径可形成在所述第一隔开构件和所述第二隔开构件二者之间。
[0011]根据本发明的第七方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括:图像保持构件，该图像保持构件在保持静电潜像的情况下循环运行；以及在第一至第六方面的任一方面中描述的显影装置，该显影装置被布置成面对所述图像保持构件并将所述图像保持构件上的静电潜像显影。
[0012]根据本发明的第八方面，第七方面中描述的显影装置可进一步包括控制装置，该控制装置能够控制所述显影装置的色调剂的消耗，其中所述控制装置可包括:计算部，该计算部计算在执行预定次数的图像形成时消耗的色调剂的量；判断部，该判断部判断在所述计算部中计算的色调剂的量是否大于或等于预定阈值；排出部，当在所述判断部中判断的色调剂的量小于所述预定阈值时，该排出部向所述图像保持构件排出预定量的所述显影装置内的色调剂；以及清洁处理部，该清洁处理部将所述图像保持构件上的、从所述排出部排出的色调剂清除。
[0013]根据本发明的第一方面，在其中色调剂借助供应构件被供应至色调剂保持构件的构造中，通过防止附着在供应单元上的具有不同带电特性的旧色调剂和新色调剂混合而可优先消耗旧色调剂。
[0014]根据本发明的第二方面，与不具有当前构造的方面相比，可以稳定借助限制构件对保持在色调剂保持构件上的色调剂进行充电和限制色调剂的量的操作。
[0015]根据本发明的第三方面，与不具有当前构造的方面相比，可以容易地确保色调剂输送路径中的期望的新色调剂的色调剂滞留部分。
[0016]根据本发明的第四方面，与不具有当前构造的方面相比，可以改变在色调剂输送路径中从纵向方向朝向横向方向由新色调剂的色调剂滞留部分的自重引起的压力的方向。
[0017]根据本发明的第五方面，与不具有当前构造的方面相比，可以有效地实现填充在色调剂输送路径内的横向通道中的新色调剂的色调剂滞留部分的压力传播。
[0018]根据本发明的第六方面，与不具有当前构造的方面相比，可以容易地形成期望的色调剂输送路径。
[0019]根据本发明的第七方面，可以获得这样的图像形成设备，该图像形成设备包括显影装置，在色调剂借助供应构件被供应至色调剂保持构件的方面中，该显影装置通过防止附着在供应单元上的具有不同带电特性的旧色调剂和新色调剂混合而能够优先消耗旧色调剂。
[0020]根据本发明的第八方面，当判断由于消耗的色调剂的量较小而在显影装置中产生劣化的色调剂时，可以强制将显影装置中的劣化色调剂排出，相应地，可以消除由于劣化色调剂引起的显影缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]将基于附图详细地描述本发明的示例性实施方式，其中:
[0022]图1A是示出了包括根据本发明的显影装置的图像形成设备的示例性实施方式的概要的说明图，而图1B是示出了色调剂输送路径和供应构件之间的相互关系的说明图；
[0023]图2是示出了根据示例性实施方式I的图像形成设备的总体构造的说明图；
[0024]图3是示出了在示例性实施方式I中使用的显影装置的说明图；
[0025]图4是示出了图3中所示的显影装置的主要部分的说明图；
[0026]图5是示出了图4所示的显影装置的主要部分的细节的说明图；
[0027]图6A是示出了供应辊和显影辊之间的接触区域周围的色调剂的行为的说明图，而图6B是示出了分离色调剂的行为的说明图；
[0028]图7A是示出了新色调剂的补充区域周围的色调剂的行为的说明图，图7B是示出了当被再次输送的色调剂(旧色调剂)被充分地捕获在供应辊上时新色调剂的补充区域周围的色调剂的行为的说明图，而图7C是示出了当被再次输送的色调剂(旧色调剂)没有被充分地捕获在供应辊上时新色调剂的补充区域周围的色调剂的行为的说明图；
[0029]图8是示出了随着时间的经过在色调剂输送路径中使用的色调剂的行为的说明图；
[0030]图9是示出了根据比较实施方式I的显影装置的实施例的说明图；
[0031]图10是示出了在当前示例性实施方式中采用的色调剂排出控制过程的流程图；
[0032]图1lA至IlC是示出了在当前示例性实施方式中使用的附着机构的修改构造的说明图；
[0033]图12A是示出了根据示例性实施方式2的显影装置的主要部分的说明图，而图12B是示出了其动作的说明图；
[0034]图13A是示出了根据示例性实施方式3的显影装置的主要部分的说明图，而图13B是示出了图13A中所示的B部分的细节的说明图；以及
[0035]图14是实处了根据实施例1和比较例I至3的显影装置的性能评价的说明图。【具体实施方式】
[0036]示例性实施方式的概要
[0037]图1A是示出了包括根据本发明的显影装置的图像形成设备的示例性实施方式的概要的说明图。
[0038]在该图中，该图像形成设备包括:图像保持构件15，该图像保持构件15在保持静电潜像的情况下循环运行；和显影装置16，该显影装置16被布置成与该图像保持构件15相对并将该图像保持构件15上的静电潜像显影的。
[0039]另外，如图1A和IB所示，当前示例性实施方式中使用的显影装置16包括:色调剂保持构件1，该色调剂保持构件I以能旋转的方式设置成面对在保持静电潜像的情况下循环运行的图像保持构件15，并且该色调剂保持构件保持非磁性单组分色调剂且朝向与图像保持构件15相对的显影区域M输送该非磁性单组分色调剂，从而将图像保持构件15上的静电潜像显影；供应构件2，该供应构件2在能弹性变形的弹性构件的周面上具有可捕获色调剂的粗糙表面，并以能旋转的方式设置成与色调剂保持构件I弹性接触，从而将色调剂从与色调剂保持构件I接触的接触区域N供应到色调剂保持构件I ;色调剂补充单元3，该色调剂补充单元3面对位于远离供应构件2的与色调剂保持构件I接触的接触区域N的部分处的补充区域X，从而补充新色调剂；和限制构件4，该限制构件4设置在色调剂保持构件I中的与供应构件2接触的接触区域N的沿该色调剂保持构件的旋转方向的下游侧以及色调剂保持构件I的显影区域M的沿该色调剂保持构件的旋转方向的上游侧，从而对保持在色调剂保持构件I上的色调剂摩擦充电，并限制为了显影而提供的色调剂的量。在色调剂补充单元3中，容纳新色调剂Tn从而可补充新色调剂的容纳室6借助色调剂输送路径5连接至布置有供应构件2和色调剂保持构件I的显影室7，并且色调剂输送路径5的显影室侧开口 9位于色调剂输送路径5的容纳室侧开口 8的下方并被布置成面对供应构件2的旋转中心(由C表示的中心位置)以下的区域。供应构件2在面对色调剂输送路径5的显影室侧开口 9的部分处从该供应构件的下侧向上侧旋转。
[0040]在这种技术单元中，当色调剂保持构件I保持色调剂并将色调剂提供到位于其自身和图像保持构件15之间的显影区域M时，可以使用任何类型的色调剂保持构件I。
[0041]另外，供应构件2可以在与色调剂保持构件I相对的部分处沿与该色调剂保持构件I的方向相反的方向旋转，并且可以沿相同方向旋转。这里，在这两个构件沿相同方向旋转的情况下，为了将色调剂从供应构件2供应至色调剂保持构件1，它们之间必须具有速度差。而且，供应构件2可具有粗糙表面(不均匀性)以将色调剂捕获在其周面上，并且其典型示例是泡沫，但是可以使用例如弹性橡胶，在该弹性橡胶的周面上形成诸如凹槽之类的凹部。此外，该泡沫可以是泡孔互连泡沫或独立泡孔泡沫，但是就柔性和成本来说优选为泡孔互连泡沫。
[0042]另外，当色调剂补充单元3在供应构件2上的预定补充区域X中补充新色调剂Tn时，可以使用任何类型的色调剂补充单元3，并且通过在供应构件2的附近设置新色调剂Tn的容纳室6，则借助色调剂输送路径5用容纳室6的新色调剂Tn补充供应构件2的补充区域X。
[0043]这里，由色调剂补充单元3确定的补充区域X被设定为远离色调剂保持构件I和供应构件2之间的接触区域N的部分。其原因是为了有效防止在新色调剂Tn由色调剂补充单元3直接供应至色调剂保持构件I和供应构件2之间的接触区域N时旧色调剂和新色调剂在供应构件2上混合。
[0044]另外，限制构件4使保持在色调剂保持构件I上的色调剂进行摩擦充电，并将色调剂的量限制为预定的量。限制构件4通常是板状构件，该板状构件延伸成在色调剂保持构件I的旋转方向上与色调剂保持构件I面对并与其弹性接触，但限制构件4并不限于此，而是可以使用旋转构件等。由于从供应构件2供应到色调剂保持构件I的色调剂借助限制构件4而摩擦充电，因此在具有不同带电特性的新色调剂Tn和旧色调剂Tc混合的情况下，旧色调剂和新色调剂的电荷量具有大变化，并且其电荷分布扩展。在这方面，在捕获在供应构件2上的大多数色调剂是旧色调剂Tc的情况下，其带电特性基本相同，因而电荷量不可能发生变化，电荷分布也不可能扩展。
[0045]而且，色调剂补充单元3限于其中设置有具有预定结构的色调剂输送路径5的构造。然而，可以将色调剂输送路径5的形状适当地设置为线性形状、折曲形状、曲面形状等，只要满足如下先决条件即可。
[0046]这里，“色调剂输送路径5的显影室侧开口 9位于容纳室侧开口 8的下方”是使新色调剂Tn借助其自重滞留在色调剂输送路径5中的先决条件。
[0047]而且，基于先决条件“色调剂输送路径5布置成面对供应构件2的旋转中心以下的区域”和“供应构件2在面对色调剂输送通道5的显影室侧开口 9的部分处从底部向顶部旋转”获得如下效果。
[0048]S卩，在当前构造中，新色调剂Tn在色调剂滞留在色调剂输送路径5中的状态下填充在该色调剂输送路径5中，并且新色调剂Tn的色调剂滞留部分被布置成借助其自重而面对供应构件2。因而，在新色调剂Tn的色调剂滞留部分和供应构件2的周面之间形成了界面(作为壁)。因而，可推断出如下行为:在供应构件2的周面上在旧色调剂Tc被捕获的部位处供应构件2没有被补充新色调剂Tn，而是在供应构件2的周面上仅在旧色调剂Tc没有被捕获的部位处补充有新色调剂Τη。另外，被捕获在供应构件2上的旧色调剂Tc被挤压在新色调剂Tn的色调剂滞留部分处，因而，被捕获在供应构件2上的旧色调剂Tc不可能泄漏到新色调剂Tn的色调剂滞留部分内。
[0049]因而，例如，当在色调剂保持构件I和供应构件2之间的接触区域N中分离的分离色调剂附着在供应构件2上并再次被输送时，该分离色调剂不会与色调剂滞留部分中的新色调剂Tn混合，而是沿着新色调剂Tn的色调剂滞留部分的界面k移动。因而，附着在供应构件2上的旧色调剂Tc由供应构件2优先于新色调剂Tn被再次输送并提供以进行显影。
[0050]此外，当优先被再次输送的色调剂被提供以在图像保持构件15的显影区域M中进行显影时，附着在供应构件2周围的色调剂的量(对应于被再次输送的色调剂的量)减少，从而供应构件2的周面的其中被再次输送的色调剂减少的部分凹入。当该凹入部分经过色调剂输送路径5的显影室侧开口 9的前面时，供应构件2的周面上的该凹部从新色调剂Tn的色调剂滞留部分自动补充新色调剂Τη。
[0051]另外，当色调剂输送路径5的显影室侧开口 9形成为到达供应构件2的旋转中心上方的区域时，或者当供应构件2的旋转方向为相反方向时，新色调剂Tn的色调剂滞留部分的界面k趋于随着供应构件2的旋转而被拉动，因而，大量新色调剂Tn可能不必要地借助供应构件2被输送。
[0052]接下来，将描述显影装置的典型构造或优选构造。
[0053]首先，在色调剂输送路径5的优选构造中，色调剂输送路径5的容纳室侧开口 8的下端位于其中色调剂被限制构件4限制的部分下方。
[0054]在当前构造中，显影室7中存在的色调剂借助色调剂输送路径5内的新色调剂Tn的色调剂滞留部分的自重而被推动，但是显影室7内的色调剂不一直增加到限制构件4的色调剂限制部分，因而，限制构件4被显影室7内的色调剂紧紧地挤压。结果，对由限制构件4执行的限制操作没有任何不利影响。
[0055]另外，在色调剂输送路径5的另一个优选构造中，设置有沿着基本竖直方向在纵向方向上延伸的纵向通道5a和从纵向通道5a折曲并朝向供应构件2在横向方向上延伸的横向通道5b。
[0056]在当前实施例中，随着纵向通道5a的高度增加，在由新色调剂Tn的色调剂滞留部分在该界面(作为壁)处施加至供应构件2的周面的压力也增加。另外，横向通道5b从纵向通道5a沿着期望方向折曲并延伸，从而在与供应构件2的周面相对的部分处由新色调剂Tn的色调剂滞留部分形成界面k。
[0057]在当前构造的更优选构造中，从纵向通道到横向通道的折曲部分形成为弯曲形状。在这种情况下，纵向通道5a和横向通道5b之间的折曲部分5c可以形成为弯曲形状，由此使得滞留在从纵向通道5a到横向通道5b的范围内的新色调剂Tn的移动阻力最小。
[0058]另外，在当前构造的另一个优选构造中，在色调剂输送路径5中，将横向通道5b的上侧分隔开的上壁5d从纵向通道5a朝向供应构件2斜向下方倾斜，并且相对于横向方向的倾角被设定成等于或小于所使用的色调剂的休止角。这里，色调剂的休止角是代表流动性的指示符。在当前构造中，横向通道5b的上壁的倾角被设定为等于或小于色调剂在横向方向上的休止角。因而，相应地，填充在横向通道5b中的新色调剂Tn的色调剂滞留部分中的色调剂颗粒不可能流动，从而具有缓和来自纵向通道5a的过大压力的作用。因而，可以基于横向通道5b的倾角和长度以及纵向通道5a的高度之间的组合来调节新色调剂Tn施加至供应构件2的供应压力。
[0059]此外，在色调剂输送路径5的典型构造中，色调剂输送路径5和容纳室6被第一隔开构件11分开，色调剂输送路径5和显影室7被第二隔开构件12分开，从而色调剂输送路径5形成在隔开构件11和12 二者之间。
[0060]根据当前构造，可通过调节第一隔开构件11的高度和第二隔开构件12的占用容积来限制滞留在色调剂输送路径5中的新色调剂Tn的量。另外，各隔开构件11和12还能够限制在色调剂保持构件I或供应构件2周围的显影室的容量。
[0061]另外，在包括这种类型的显影装置16的图像形成设备的优选构造中，还附加地设置有能够控制色调剂的消耗的控制装置(图中未示出)。
[0062]这种类型的控制装置例如包括:计算部，该计算部计算在执行预定次数的图像形成中消耗的色调剂的量；判断部，该判断部判断在计算部中计算的色调剂的量是否大于或等于预定阈值；排出部，当在判断部中判断的色调剂的量小于阈值时，该排出部向图像保持构件15排出预定量的显影装置16内的色调剂；和清洁处理部，该清洁处理部清洁图像保持构件15上的从排出部排出的色调剂。
[0063]在当前构造中，考虑到由于在消耗的色调剂的量较小时供应构件2上的旧色调剂没有被消耗并残留而使得色调剂趋于劣化，该构造的目的是通过预先检测劣化的色调剂并将劣化色调剂清除而稳定显影质量。
[0064]这里，在用于消耗的色调剂的量的计算部的典型构造中，可基于图像密度来计算消耗的色调剂的量。形成图像的次数可以通过对转换成参考尺寸的记录材料的输出张数进行计数来计算，并且可以通过对显影装置的驱动时间进行计数来计算。另外，为了判断而提供的阈值可以通过试验等预先计算为不会导致例如显影缺陷的限值(下限公差)。此外，在排出部中，在发生显影缺陷的可能性非常高的状况下，将捕获在供应构件2上的色调剂看作劣化色调剂。因而，可以使用任何类型的色调剂排出部，只要该色调剂排出部将色调剂从显影装置16强制排出，并且典型地以将用于排出色调剂的静电潜像形成到图像保持构件15并将该图像显影的方式排出色调剂。另外，基于排出操作形成的图像不具体地受限制，而是可以是贝塔(beta)图像，并且可以是不同的图像。另外，根据消耗的色调剂的量可以使用不同图像。然而，当消耗的色调剂的量较小时必须排出大量色调剂。此外，在清洁处理部的一般构造中，使用位于图像保持构件15侧的清洁单元。然而，清洁处理部不限于此，而是可以在记录材料上予以输出，并且可以分离地设置不同的清洁部件。
[0065]下面将基于附图所示的示例性实施方式详细描述本发明。
[0066]示例性实施方式I
[0067]图像形成设备的总体构造
[0068]图2是示出了根据示例性实施方式I的图像形成设备的总体构造的说明图。
[0069]在该附图中，图像形成设备20包括:作为图像保持构件的鼓状感光体21 ;对感光体21充电的充电装置22 ;曝光装置23，该曝光装置23利用光将静电潜像写入由充电装置22充电的感光体21上；显影装置24，该显影装置24以显影剂(色调剂)使写入感光体21上的静电潜像可见；转印装置25，该转印装置25将在显影装置24中可见的色调剂图像转印到作为转印介质的记录材料28上；和清洁装置26，该清洁装置26清洁由转印装置25转印并残留在感光体21上的残留色调剂。
[0070]另外，在当前实施例中，被转印到记录材料28上的转印图像由定影单元30定影并被排出。另外，附图标记100代表控制图像形成设备20的部件的控制装置。此外，在当前实施例中，以记录材料28作为转印介质的示例。然而，该材料不限于于此，而是可以包括在将色调剂图像转印到记录材料28上之前临时保持色调剂图像的中间转印体。
[0071]这里，感光体21被构造成使得在鼓状金属框架体上形成感光层。
[0072]另外，充电装置22例如具有充电容器。在该充电容器中，布置有作为充电构件的放电导线，但充电装置22不限于此。例如，可以使用辊状充电构件。
[0073]此外，使用激光扫描装置、LED阵列等作为所述曝光装置23。
[0074]而且，使用基于单组分显影系统(使用非磁性色调剂)的显影装置作为显影装置24。另外，稍后将描述显影装置24的细节。
[0075]另外，当转印装置25施加用于将感光体21上的色调剂图像静电转印到记录材料28侧的转印电场时，可以使用任何类型的转印装置25。例如，使用被施加转印电压的辊状转印构件，但是，转印装置不限于此，而是可以使用利用放电导线的转印电晕装置等。
[0076]而且，将向感光体21开口并容纳残留色调剂的清洁容器设置为清洁装置26。在清洁容器的开口中在感光体21的沿旋转方向的下游侧的边缘处布置诸如刮刀或刮板之类的板状清洁构件261，并且在板状清洁构件261的沿感光体21的旋转方向的上游侧布置刷状或辊状旋转清洁构件262。然而，清洁构件不限于此，而是可以使用任何类型的清洁构件。
[0077]另外，感光体21、充电装置22、显影装置24和清洁装置26中的全部或一些可以作为图像形成组件预先组装成处理盒，并且可以以可拆卸的方式安装在预先设置在图像形成设备壳体中的容纳部上。
[0078]显影装置的基本构造[0079]在当前实施例中，如图2至图5所示，显影装置24具有容纳非磁性色调剂T并朝向感光体21开口的显影容器40。显影辊41布置在显影容器40的面对该开口的部分处，能够向显影辊41供应显影容器40内的非磁性色调剂T的供应辊42布置在显影辊41的后表面上。另外，板状充电刀片45布置在显影辊41的由供应辊42供应色调剂的部分的沿色调剂输送方向的下游侧。而且，能够向供应辊42补充新非磁性色调剂Tn的色调剂补充机构60设置在供应棍42的后表面上。
[0080]另外，由弹性构件形成的密封构件(未在图中示出)的一端固定在显影容器40的开口的下边缘上，而该密封构件的自由端布置成与显影辊41弹性接触，由此将显影辊41和显影容器40之间的间隙阻塞。
[0081]显影辊和供应辊
[0082]在当前实施例中，显影辊41在与感光体21相对的部分处沿着与感光体21相同的方向旋转，具有预定体积电阻率并由树脂或橡胶制成的辊主层41b围绕金属轴构件41a形成，并且辊主层41b的表面具有粗糙性从而能够输送色调剂。
[0083]另外，供应辊42在与显影辊41相对的部分处沿着与显影辊41相反的方向旋转，并且具有预定体积电阻率并能弹性变形的弹性层42b围绕金属轴构件42a形成。该弹性层42b由诸如聚氨酯泡沫海绵橡胶之类的泡沫构成，并且表面形成为粗糙表面42c(参见图5)，色调剂可以被充分地捕获在该粗糙表面42c上。
[0084]在当前实施例中，供应辊42的弹性层42b比显影辊41的辊主层41b更充分地软化。因此，显影辊41和供应辊42被布置成使得显影辊41陷入供应辊42的弹性层42内预定陷入量。通过这种布置，在二者之间形成了接触区域N(夹持区域)。在当前实施例中，在显影辊41和供应辊42之间的接触区域N中，供应辊42沿着从顶部到底部的方向旋转，而显影棍41沿着从底部向顶部的方向旋转。
[0085]因此，供应辊42将显影辊41上的输送色调剂从其自身和显影辊41之间的接触区域N分离，并将供应辊42侧的色调剂供应到显影辊41。另外，显影辊41保持从供应辊42供应的非磁性色调剂T，并且将该色调剂输送到与感光体21相对的显影区域M，由此提供色调剂以在显影区域M中进行显影。
[0086]充电刀片
[0087]充电刀片45由用诸如青铜之类的金属制成的板构成，其一端固定在显影容器40的开口的边缘处，并且该刀片延伸而在与显影辊41的旋转方向相反的方向上突出，并且被布置成以预定压力与显影辊41的表面挤压接触。因此，被保持在显影辊41上的色调剂T穿过充电刀片45和显影辊41之间的挤压接触部分。由此，色调剂被摩擦充电，并被限制为可预先确定的预定输送量。另外，充电刀片45被固定在显影容器40的开口的边缘处，托架46介于充电刀片45和显影容器40之间。
[0088]显影容器
[0089]显影容器40具有显影室51，显影辊41和供应辊42布置在该显影室51中，并且该显影容器40在与显影室51相邻的部分处具有容纳室52，该容纳室52容纳可在显影室51中补充的新色调剂Τη。
[0090]在当前实施例中，将显影室51和容纳室52分隔开的块状分隔构件53在显影容器40中设置成与显影容器40的底壁分开。另外，显影容器40的底壁一体地形成有弯曲成向下突出的双桶状弯曲部分40a和40b，并且在所述弯曲部分40a和40b之间的交界的部分处形成有人字形隔开部分54。
[0091]色调剂补充机构
[0092]在当前实施例中，在色调剂补充机构60中，新色调剂Tn容纳在显影容器40的容纳室52中，容纳室52和显影室51借助色调剂输送路径61相连，并且作为搅拌输送构件的搅拌器62布置在容纳室52中，新色调剂Tn在被搅拌的同时由该搅拌器62通过色调剂输送路径61输送向显影室51。
[0093]另外，显影容器40的底壁中的与容纳室52对应的弯曲部分40b形成为沿着搅拌器62的旋转自由端的轨迹的曲率弯曲。
[0094]色调剂输送路径
[0095]在当前实施例中，色调剂输送路径61形成在分隔构件53和作为显影容器40的底壁的一部分的弯曲部分40b之间。
[0096]这里，在色调剂输送路径61中，如图5所示，容纳室侧开口 65位于显影容器侧开口 66上方，并以沿着弯曲部40a从容纳室52朝向显影室51弯曲的形状形成。
[0097]另外，色调剂输送路径61的显影室侧开口 66布置成面对供应辊42，由此形成用于将新色调剂Tn补充到显影室51的补充区域X。
[0098]具体地说，在当前实施例中，色调剂输送路径61的显影室侧开口 66形成在远离显影辊41和供应辊42之间的接触区域N的部分(在当前实施例中，分离开半个圆周的部分)处，并且设置在供应辊42的中心位置C的下方，显影室侧开口 66的沿着供应辊42的旋转方向的宽度w被设定为小于供应辊42在从供应辊42观察的投影平面上的外径d。
[0099]另外，在当前实施例中，容纳室52内的新色调剂Tn被搅拌器62输送到色调剂输送路径61。因而，如图5的点划线所示，色调剂输送路径61填充有由于其自重而滞留的新色调剂Tn，并且该色调剂通过显影室侧开口 66挤压供应辊42。
[0100]隔开部分和分隔构件
[0101]另外，色调剂输送路径61的容纳室侧开口 65设置在与一体地形成在显影容器40的底壁的一部分上的人字形隔开部分54的顶点对应的位置ys。然而，优选的是，将该开口至少设定在充电刀片45中与显影辊41接触的接触位置yb的下方。当基于以上提到的尺寸进行设定时，即使当新色调剂Tn滞留并填充在色调剂输送路径61时，也不用担心显影室51内的色调剂由于新色调剂Tn的色调剂滞留部分引起的压力的施加而被向上推动到在充电刀片45中与显影辊41接触的接触位置yb，并且可以有效地防止充电刀片45与显影辊41的压力接触状态随着填充在显影室51的充电刀片45的位置处的色调剂的增加而改变。
[0102]此外，在当前实施例中，在分隔构件53的与色调剂输送路径61的显影室侧开口 66相邻的部分处形成有限制表面70，该限制表面70与供应辊42相对并具有沿着供应辊42的周面的弯曲形状，在该限制表面70和供应辊42的周面之间具有间隙g。这里，当将被捕获在供应辊42上的色调剂层可以通过该间隙来限制时，可以设定任意值的间隙g，但是该值可以设定为满足在显影装置24中每单位时间消耗的色调剂的最大量。在当前实施例中，该间隙被设定在0.5mm到1.0mm的范围内。在这种情况下,下限(0.5mm)被设定为当分隔构件53被安装在显影容器40中时从附着公差方面来看保持分隔构件53不与供应辊42接触所必需的尺寸。另外，上限(1.0mm)被设定成限制将被捕获在供应辊42上的色调剂层所必需的尺寸。
[0103]用于产生电场的电源
[0104]在当前实施例中，在显影辊41中设置有显影电源81，该显影电源81用来产生在显影辊41和感光体21之间进行显影的电场。另外，在供应辊42中设置有供应电源82，该供应电源82用于产生将非磁性色调剂T供应到显影辊41的电场。
[0105]这里，显影电源81被构造成向显影辊41施加显影电压，在该显影电压中，AC分量被叠加在预定的DC分量上。另外，供应电源82相对于显影电源81的DC分量具有预定电位差(也包括“O”)的DC分量，并且可以被构造成施加供应电压，在该供应电压中具有与显影电源81的AC分量相同周期的AC分量叠加在DC分量上。
[0106]然而，即使不在显影辊41和供应辊42之间施加用于供应的电场，当通过采用使用显影电源81作为供应电源82的系统来确保显影辊41和供应辊42之间的接触区域N中的色调剂的供应性时，也可以将显影辊41和供应辊42之间的电位差设定为近似O。
[0107]附着机构
[0108]具体地说，在当前示例性实施方式中，在显影容器40中的显影室51中在显影辊41和供应辊42之间的接触区域N的下方设置有附着机构90，并并且该附着机构被构造成将从显影辊41和供应辊42分离的色调剂附着到供应辊42上。
[0109]如图5所示，根据当前实施例的附着机构90具有导向构件91，该导向构件91接收在穿过接触区域N时分离的分离色调剂Td并将所接收的分离色调剂Td引导向供应辊42。该机构通过使导向构件91的一部分挤压接触供应辊42的周面而将被接收在导向构件91中的分离色调剂Td移向供应辊42，并且将色调剂附着在供应辊42的周面上。
[0110]在当前实施例中，导向构件91由能弹性变形的弹性片材92形成，该弹性片材92的一端固定在显影容器40的底壁的一部分上设置的附着目标构件95上，并且该弹性片材92相对于横向方向以角Θ倾斜，从而使得其自身和供应辊42之间的压力接触部分S位于弹性片材92中的用于分离色调剂Td的接收部分的下方。
[0111]这种类型的弹性片材92的实施例包括热塑性聚氨酯片材、聚酰亚胺片材、聚酯片材、PET片材等。另外，对于弹性片材92的倾角Θ，下限被设定为使分离色调剂Td滚动所必需的值(例如10° )。相反，如果倾角Θ过大，可想象得到接收分离色调剂Td的部分的体积减小。因此，上限被设定为不会由于接收部分处色调剂的压力增加而导致与供应辊42的分离缺陷的范围(例如45° )。
[0112]具体地说，在当前实施例中，优选的是弹性片材92的表面(对应于接收分离色调剂Td的一侧的表面)具有光滑表面93，分离色调剂Td借助该光滑表面93可以向供应辊42滚动。只要这里描述的光滑表面93例如满足由Rz < 0.6 μ m表示的算术平均粗糙度Rz的关系就足够了。
[0113]另外，在当前实施例中，弹性片材92的压力接触部分S位于弹性片材92的前端的附近，并且弹性片材92的施加至供应辊42的接触力被设定为小于显影辊41和供应辊42之间的接触区域N中的接触力。具体地说，对于其中弹性片材92不弹性变形的笔直状态，当在与供应辊42发生压力接触时的弹性变形的量由陷入量来限定时，接触力基于弹性片材92的弹性系数和陷入量来计算。由此，可以适当地设定弹性片材92的接触力。
[0114]此外，在当前实施例中，弹性片材92的压力接触部分S从供应辊42的最下面部分朝向接触区域N移位。为此，在弹性片材92的压力接触部分S处，接触力朝向弹性片材92的前端侧逐渐增加。
[0115]显影装置的基本操作
[0116]在根据当前示例性实施方式的显影装置24中，如图3中所示，供应辊42带着所捕获的色调剂T旋转，并将色调剂一直输送到其自身和显影辊41之间的接触区域N。
[0117]在当前实施例中，显影辊41和供应辊42在接触区域N中沿彼此相反的方向运动。因而，当被捕获在供应辊42上的色调剂T穿过接触区域N时，色调剂T的一部分被供应至显影辊41，而其残留部分被捕获并残留在供应辊42上或被分离而向下掉落。
[0118]此时，供应至显影辊41的色调剂T随着显影辊41的旋转而穿过充电刀片45，在穿过充电刀片45时被摩擦充电并被限制为预定量，并且之后被输送到显影辊41和感光体21之间的显影区域M。由此，提供色调剂T来对形成在感光体21上的静电潜像进行显影。
[0119]之后，穿过显影辊41的显影区域M而未使用的残留色调剂Te随着显影辊41的旋转被一直输送到显影辊41和供应辊42之间的接触区域N，大多数未使用的残留色调剂Te在该接触区域N中被刮除和分离(参见图6A)。
[0120]另外，从显影辊41和供应辊42之间的接触区域N分离的分离色调剂Td (参见图6B)借助附着机构90附着在供应辊42上，并且在分离色调剂Td与残留在供应辊42上的残留色调剂Ta (参见图6B)—起被捕获在供应辊42上的状态下随着供应辊42的旋转而被再次输送。
[0121]此外，当被捕获在供应辊42的周面上的色调剂不足时，色调剂补充机构60适当地将新色调剂Tn (参见图7)补充到供应辊42的周面上。
[0122]这样，通过显影装置24执行一系列显影操作。
[0123]由于附着机构弓丨起的色调剂的行为
[0124]在显影装置24的显影操作的这种过程中，由于附着机构90引起的色调剂的行为如下。
[0125]如图6A所示，在显影辊41和供应辊42之间的接触区域N中，供应辊42具有由例如泡沫制成的弹性层42b。因而，供应辊42以沿着显影辊41的表面的形状凹入，并且在经过接触区域N之后恢复到该辊不弹性变形的原始状态。因而，供应辊42的周面的线速度在经过接触区域N之后随着恢复变形而增加，排斥力由弹性层42b的恢复而产生，并且被捕获在供应辊42的周面的粗糙表面42c上的一部分色调剂T通过该排斥力而被分离。
[0126]相比而言，不是为了在显影辊41的显影区域M中进行显影而提供的未使用的残留色调剂Te随着显影辊41的旋转被输送到接触区域N，但是保持在显影辊41上的未使用的残留色调剂Te在接触区域N的位于显影辊41的旋转方向上的上游侧(对应于供应辊42的旋转方向上的下游侧)的部分处被刮除和分离。
[0127]这样，在接触区域N中被分离的分离色调剂Td如由图6B的箭头A所示那样向下掉落，但是被接收并堆积在作为导向构件91 (附着机构90的元件)的弹性片材92上。
[0128]在这种状态下，弹性片材92具有光滑表面93，并且在与供应辊42接触的压力接触部分S处比用于分离色调剂Td的接收部分更斜向下方倾斜。因而，被接收在弹性片材92上的分离色调剂Td沿着弹性片材92的倾斜光滑表面93滚动，并且如由图6B的箭头B所示的那样朝向与供应辊42接触的压力接触部分S移动。[0129]另外，弹性片材92的在压力接触部分S处的接触压力P当其根据供应辊42的周面的曲率而变得更接近弹性片材92的前端时逐渐增加。因而，沿着弹性片材92的表面移动的分离色调剂Td被逐渐地挤压直到到达弹性片材92的接触部分S为止，并且在弹性片材92和供应辊42之间被摩擦充电，并与残留在供应辊42上的残留色调剂Ta —起被捕获在供应辊42的周面的粗糙表面42c上。
[0130]此时，弹性片材92的接触力P被分布成沿着供应辊42的轴线方向在整个压力接触部分S上基本相等。因而，在供应辊42的周面上的输送色调剂的量由弹性片材92稳定地确定，并且在轴线方向上被平均化。因而，在供应辊42处，除了残留色调剂Ta之外，分离色调剂Td也借助弹性片材92以接触力P被紧紧地挤压，并且通过色调剂的镜像力而附着并附着在供应辊42的周面上。结果，当穿过弹性片材92的压力接触部分S时，包括残留色调剂Ta和分离色调剂Td的旧色调剂Tc被捕获在供应辊42的周面上并随着供应辊42的旋转而被再次输送。
[0131]如上所述，由于分离色调剂Td大部分附着在供应辊42的周面上，因此防止了分离色调剂Td堆积在位于接触区域N下方的显影室51中。
[0132]由于色调剂补充机构弓I起的色调剂的行为
[0133]补充区域中的新色调剂和旧色调剂的行为
[0134]这样，供应辊42不输送新色调剂Tn，而是再次将旧色调剂Tc输送到色调剂补充机构60的补充区域X，如图7Α所示。
[0135]在当前实施例中，色调剂补充机构60具有连接容纳室52和显影室51的弯曲色调剂输送路径61，色调剂输送路径61的显影室侧开口 66被布置成面对供应辊42，并且显影室侧开口 66被布置在色调剂输送路径61的容纳室侧开口 65的下方。
[0136]因而，基本恒定量的新色调剂Tn滞留并被填充在色调剂输送路径61中，由新色调剂Tn的色调剂滞留部分(由图7Α的点划线表示的部分)的自重引起的压力施加至显影室侧开口 66，由新色调剂Tn的色调剂滞留部分在新色调剂Tn和显影室51内的色调剂之间形成了界面。
[0137]另外，容纳在容纳室52中的新色调剂Tn由搅拌器62输送向色调剂输送路径61，但是新色调剂Tn滞留并被预先填充在色调剂输送路径61中，因而，滞留在色调剂输送路径61中的新色调剂Tn的填充量几乎不改变。
[0138]另外，在当前实施例中，色调剂输送路径61的显影室侧开口 66形成在供应辊42的中心位置C的下方，并且色调剂输送路径61形成为弯曲形状，并在接近显影室侧开口 66的部分处在横向方向上略微斜向下方延伸。
[0139]相比而言，捕获在供应辊42上的旧色调剂Tc的层围绕供应辊42形成，并且随着供应辊42的旋转而移动成面对色调剂输送路径61的显影室侧开口 66。
[0140]之后，在面对显影室侧开口 66的部分处，供应辊42沿着其从下侧朝向上侧接近色调剂输送路径61的方向旋转。因而，来自色调剂输送路径61的显影室侧开口 66的新色调剂Tn的挤压力的方向被设定成与供应辊42的旋转方向相反，因而，由供应辊42再次输送的旧色调剂Tc在由附着机构90平滑并附着的状态下被再次输送。因此，在显影室侧开口66中，供应辊42上的旧色调剂Tc在防止旧色调剂和新色调剂沿着由色调剂输送路径61中的新色调剂Tn的色调剂滞留部分形成的界面混合的状态下移动。[0141]在这一点上，在当前示例性实施方式中，当色调剂输送路径61的显影室侧开口 66一直形成到供应辊42的中心位置C上方的区域时，在供应辊42的中心位置C的上部区域中，供应辊42沿其与色调剂输送路径61分离的方向旋转。因此，位于新色调剂Tn的色调剂滞留部分的界面上的新色调剂Tn趋于随着供应辊42的旋转而被拉动，因而新色调剂Tn有趋于向供应辊42泄漏的可能。为此，当前示例性实施方式是优选的。
[0142]另外，当供应辊42的旋转方向为相反方向(在面对显影室侧开口 66的部分处从顶部到底部旋转的方向)时，位于新色调剂Tn的色调剂滞留部分的界面上的新色调剂Tn也随着供应辊42的旋转而被拉动，因而担心新色调剂Tn趋于向供应辊42泄漏。为此，当前示例性实施方式是优选的。
[0143]被捕获在供应辊上的旧色调剂的捕获状态I (充分地捕获)
[0144]在这种状态下，如图7B所示，当作为被再次输送的色调剂的旧色调剂Tc被充分地捕获在供应辊42上时，在供应辊42的周面上没有额外的色调剂捕获空间。因而，滞留在色调剂输送路径61中的新色调剂Tn不可能被捕获在供应辊42的周面上。
[0145]另外，滞留在色调剂输送路径61中的新色调剂Tn挤压供应辊42的周面。因此，可以防止被捕获在供应辊42上的旧色调剂Tc由于滞留在色调剂输送路径61中的新色调剂Tn的界面而流动。因而，不用担心旧色调剂Tc泄漏到色调剂输送路径61内并与色调剂输送路径61内的新色调剂Tn混合。
[0146]被捕获在供应辊上的旧色调剂的捕获状态II (未充分地捕获)
[0147]相比而言，如图7C所示，当作为被捕获在供应辊42上的、被再次输送的色调剂的旧色调剂Tc不足时，滞留在色调剂输送路径61中的新色调剂Tn通过其自重而挤压供应辊42的周面。因而，新色调剂Tn被补充在供应辊42上的未捕获有旧色调剂Tc的部位。
[0148]如上所述，当旧色调剂Tc被充分地捕获在供应辊42上时不补充新色调剂Tn，而当旧色调剂Tc不足时则补充新色调剂Τη。因而，旧色调剂Tc和新色调剂Tn不必在供应辊42的周面上混合，因而优先消耗旧色调剂Tc。
[0149]随着时间的经过色调剂输送路径中使用的色调剂的行为
[0150]在当前示例性实施方式中，滞留在色调剂输送路径61中的新色调剂Tn从显影室侧开口 66被略微斜向下方挤压，同时捕获在供应辊42上的旧色调剂Tc (参见图7)在面向显影室侧开口 66的部分处随着旋转而从底部朝向顶部移动。由此，可以看到旧色调剂和新色调剂进行接触。
[0151]当随着时间的经过(如图8所示)由于使用色调剂而在色调剂输送路径61的显影室侧开口 66的下边缘附近反复发生旧色调剂和新色调剂之间的接触现象时，存在其中新色调剂Tn的色调剂滞留部分和捕获在供应辊42上的旧色调剂Tc汇合的部位。在这种情况下，由新色调剂Tn的色调剂滞留部分的自重而向供应辊42的周面上施加压力，同时新色调剂Tn的色调剂滞留部分因捕获在供应辊42上的旧色调剂Tc的旋转力而被紧紧地挤压。因而，在两种色调剂汇合的部位处这两种色调剂都逐渐堆积并固化成软块形状，由此由色调剂形成基本三角形堆积壁110 (所谓死色调剂)。
[0152]如上所述，当随着时间的经过由于使用色调剂而在色调剂输送路径61的显影室侧开口 66的下边缘附近由色调剂形成堆积壁110时，被捕获在供应辊42上的旧色调剂Tc在色调剂到达显影室侧开口 66之后立即碰撞堆积壁110。因而，进一步有效地防止了旧色调剂Tc朝向色调剂输送路径61反向流动。
[0153]另外，当由这些色调剂形成堆积壁110时，显影室侧开口 66的宽度被初始地设定为wl，并且实际上随着堆积壁110的形成而改变到w2 (w2 <wl)0因此，优选的是考虑由色调剂形成的堆积壁110的情形来进行设计。
[0154]另外，尽管随着时间的经过由于色调剂使用而由这些色调剂形成堆积壁110，但显然可以在显影容器40中单独地设置与由新色调剂Tn形成的堆积壁110对应的分隔构件。
[0155]被捕获在供应辊上的色调剂的量的限制
[0156]另外，在当前示例性实施方式中，担心在被捕获在供应辊42的周面上的旧色调剂Tc周围的色调剂由于粘性等而跟随旧色调剂Tc并且随着供应辊42的旋转而移动。
[0157]然而，在当前示例性实施方式中，限制表面70与色调剂输送路径61的显影室侧开口 66相邻地形成在分隔构件53上，该限制表面具有以预定间隙g沿着供应辊42的周面的弯曲形状。因而，例如，即使在面对显影容器40的底壁或色调剂输送路径61的显影室侧开口 66的部分处除了捕获在供应辊42周围的色调剂之外的额外色调剂跟随移动，当该额外色调剂穿过分隔构件53的限制表面70时，被捕获在供应辊42的周面上的色调剂的额外量也被刮除，因此捕获在供应辊42上的色调剂的量被限制成必要的量。
[0158]比较实施方式I
[0159]接下来，为了评价根据示例性实施方式I的显影装置的性能，将描述根据比较实施方式I的示例性显影装置的性能。
[0160]图9示出了根据比较实施方式I的显影装置。
[0161]在该图中，在显影装置24’中，在显影容器40’中设置隔壁55’，新色调剂Tn的显影室51’和容纳室52’被隔开，在隔壁55’的一部分上设置色调剂输送孔56’，显影辊41’、供应辊42’和充电刀片45’布置在显影室51’中，并且作为色调剂补充机构60’的搅拌器62’布置在容纳室52’中。相比而言，显影装置24’没有采用在根据示例实施方式I的显影装置24中采用的“具有限制表面70的分隔构件53”、“新色调剂滞留型的色调剂输送路径61”和“附着机构90”。
[0162]在当前比较实施方式中，提供了如下作用。
[0163]也就是说，当通过搅拌器62’开始色调剂补充操作时，容纳室52’内的新色调剂Tn被从色调剂输送孔56’补充到显影室51’中，显影室51’内的色调剂的量增加，并超过色调剂输送孔56’的高度，然后旧色调剂Tc从显影室51’反向流动到容纳室52’内。
[0164]另外，从显影辊41’和供应辊42’之间的接触区域N’分离的分离色调剂逐渐地堆积在显影室51’中，未被消耗并受到来自供应辊42’的摩擦应力，然后与新色调剂Tn混合。
[0165]此外，当新色调剂Tn和旧色调剂Tc在显影室51’中混合时，旧色调剂Tc的外部添加剂被剥落或外部添加剂嵌入在色调剂颗粒基体中，因而与新色调剂Tn的涂覆水平相比有很大不同。因而，当二者被混合时，二者均通过充电刀片45’而被相互充电，因而在新色调剂Tn和旧色调剂Tc之间存在较大的电荷分布差。为此，一些色调剂倾向于被错误地充电，并且倾向于发生被错误充电的色调剂不必要地散布在记录材料的背景等上的现象。
[0166]如上所述，在当前比较实施方式中，难以防止旧色调剂和新色调剂在供应辊42’上不必要地混合。相反，在示例性实施方式I中，通过采用新色调剂滞留型的色调剂补充机构60或附着机构90，可以解决根据比较实施方式I的显影装置的问题。[0167]色调剂排出控制
[0168]在当前示例性实施方式中，控制装置100执行色调剂排出控制以在消耗的色调剂的量比预先确定的规定量小时强制将显影装置24内的色调剂排出。
[0169]在当前实施例的显影装置24的构造(参见图3)中，当图像输出较小并且消耗的色调剂的量过于小时，供应辊42上的色调剂或显影辊41上的未使用的残留色调剂反复地穿过显影辊41和供应辊42之间的接触区域N，被分离的一部分色调剂借助附着机构90再次被附着到供应辊42上并被再次输送。因此，除了新色调剂之外的旧色调剂可能在旧色调剂未被消耗的状态下在显影辊41和/或供应辊42上循环。在这种状态下，额外应力被施加至色调剂，因而，例如，色调剂的外部添加剂可以被嵌入在色调剂中或者外部添加剂可以被从色调剂分离。因而，色调剂的带电特性很可能发生变化，或色调剂的流动性很可能发生变化。当色调剂中发生这种特性变化时，则担心由于色调剂的带电量下降而发生背景模糊，或者担心当色调剂的流动性下降时由于色调剂固着到充电刀片45上而发生图像混乱(例如条纹图像混乱)。
[0170]因而，在当前示例性实施方式中，执行图10中所示的色调剂排出控制。
[0171]为了执行色调剂排出控制，如图10所示，首先，判断输出张数是否达到预先设定为例如500的规定张数。连续地执行该判断直到达到规定张数。当根据至此获得的图像信息判断达到了规定张数时，则将点数的总数(每一张的图像部分中的总点数的和)除以输出总面积(输出张数和包括与每一张的图像形成区域对应的图像部分和非部分图像的总点数的乘积)，由此计算输出的每一张的平均印字率。
[0172]接下来，判断所计算的平均印字率是否小于预定阈值。此时，当判断了所计算的平均印字率等于或大于预定阈值时，则色调剂被消耗了一定程度，因而判断色调剂中不可能发生劣化，然后终止色调剂排出控制。
[0173]相比而言，当判断了所计算的平均印字率不等于或不大于预定阈值时，即当判断了平均印字率小于该预定阈值时，则判断色调剂劣化正在进行，因而计算与平均印字率对应的色调剂排出量。此时，作为计算色调剂排出量的方法，当平均印字率较小时，可以采用获得以下色调剂排出量的方法，该排出量比在平均印字率较大的情况下的排出量大。另外，通过预先发现用于计算平均印字率和色调剂排出量之间的关系的计算公式，则可以基于该计算公式进行该计算。另外，通过将平均印字率预先分成若干组，可以预先确定与相应组对应的相应的色调剂排出量。
[0174]然后，当计算色调剂排出量时，通过控制充电装置22、曝光装置23、显影装置24和转印装置25，在感光体21上形成与所计算的色调剂排出量对应的用于排出的静电潜像，并且可以以借助显影装置24将图像显影的形式执行色调剂排出操作。由于色调剂排出，因此不仅显影辊41上的色调剂被消耗，而且附着在供应辊42上的色调剂也被消耗，因而移除了可能在显影装置24中劣化的旧色调剂。
[0175]另外，由清洁装置26清除被排出到感光体21上的色调剂。
[0176]这种色调剂排出操作在与输出正常图像的正时不同的正时进行。例如，该操作可以在其中不执行正常图像形成的范围内适当地执行，诸如在图像输出间隔或在开始或停止图像形成设备的操作的时间适当地执行。另外，在执行这种色调剂排出操作时，在其中感光体21上的色调剂在清洁装置26中被清除的情况下，转印装置25不启动，从而感光体21上的色调剂不会被转印到转印装置25侧。另选地，在转印装置25是接触型转印装置的情况下，转印装置25可与感光体21分离，或者在转印装置25和感光体21之间施加沿使色调剂不附着到转印装置25侧的方向的电场。此外，在当前实施例中，通过这种色调剂排出操作排出到感光体21上的色调剂由清洁装置26清除，但是作为其替代方式，例如，色调剂可以被转印到记录材料28上或可以通过设置不同的清洁装置来清除。
[0177]当前示例性实施方式描述了如下构造，其中，色调剂的劣化程度通过根据达到预定输出张数之前累积消耗的色调剂的量来计算每一张的平均印字率来判断，但是色调剂的劣化程度的判断不限于此，而是可以按照如下方式进行。
[0178]例如，根据显影装置24的启动时间达到预定时间之前消耗的色调剂的量，计算每单位时间色调剂的量，并且可以基于每单位时间色调剂的量是否等于或大于预定阈值来判断色调剂的劣化程度。在这种情况下，当每单位时间色调剂的量较小，则可以执行色调剂排出操作。
[0179]另外，基于每一张所消耗的色调剂的量均小于预定阈值的输出连续了多少次，可以判断色调剂劣化程度。通常，在其中图片图像输出和字符图像输出混合的图像输出中，平均印字率由于图片图像输出的作用而增加。因而，例如，在大多数输出中，当字符图像和图片图像略微地混合时，可以想象得到具有小印字率的输出可以是连续的。因而，通过检测在输出张数中消耗的色调剂的量较小的输出是连续的状态，来判断当输出过分地连续时色调剂可能发生劣化。这样，可以执行色调剂排出。
[0180]此外，可以将环境条件附加到色调剂的劣化程度中。
[0181]一附着机构的修改构造一
[0182]当前示例性实施方式采用如下构造:在通过使用弹性片材92作为导向构件91的附着机构90中，弹性片材92的一端侧固定，另一端侧挤压接触供应辊42的周面。然而，该示例性实施方式不限于此，而是可以像图1lA至IlC中所示的修改构造I 一 I至I 一 3那样在设计上进行适当修改。
[0183]修改构造I — I
[0184]在图1lA所示的附着机构90中，通过使用可折曲的片材构件96作为导向构件91，片材构件96的一端固定在附着目标构件95上，而自由端侧挤压接触供应辊42。另外，在片材构件96的与接触供应辊42的压力接触部分对应的部分与显影容器40的内壁之间设置施力构件97，该施力构件97沿将片材构件96朝向供应辊42侧紧紧地挤压的方向向片材构件96施力。这里，可以使用弹性构件、板簧等作为该施力构件97。
[0185]通过使用这种施力构件97，片材构件96与供应辊72的压力接触状态被保持为基本恒定。由此，到达片材构件96的压力接触部分S的分离色调剂通过更稳定的接触力的作用而附着到供应辊42上。
[0186]另外，在修改构造I中，片材构件96可以是在示例性实施方式I中使用的弹性片材92。然而，对于片材构件96来说，与弹性片材92不同，无须必然地将该片材构件96布置成与供应辊42压力接触。可以使用由金属(例如SUS)等制成的任何类型的板簧，只要该板簧至少具有能使分离色调剂滚动的表面特性并且借助施力构件97紧紧地挤压而能折曲即可。
[0187]修改构造I —2[0188]另外，在图118的附着机构90中，片材构件96与供应辊42相对，从而通过使用可折曲的片材构件96作为导向构件91而从供应辊42和显影辊41之间的接触区域~的下部区域一直延伸到相反侧区域，其中供应辊的最下面部分夹在接触区域~和相对侧区域这二者之间，片材构件96的两个端部分别固定至设置在显影容器40中的附着目标构件95( 953，950上，使得片材构件96的中间部分被挤压成与供应辊42的最下面部分的附近接触。这里，调节片材构件96的接触力的方法的示例包括通过使用沿与其表面垂直的方向能弹性变形的材料作为片材构件96来调节片材构件96相对于附着目标构件95的张紧状态的方法。
[0189]在当前构造中，片材构件96被设置成跨在供应辊42的最下面部分上，因而确保了片材构件96的与供应辊42接触的压力接触部分3较宽。另外，在当前构造中，必须使片材构件96的在供应辊42的最下面部分处的旋转方向上的上游侧部分从与显影辊41和供应辊42之间的接触区域~的下侧对应的用于分离色调剂的接收部分朝向供应辊42的最下面部分斜向下方倾斜。由此，被接收在片材构件96上的分离色调剂被充分地挤压并附着在片材构件96和供应辊42之间的压力接触部分3处。
[0190]修改构造1 — 3
[0191]在图1X中所示的附着机构90中，使用了表面光滑的旋转辊98作为导向构件91，该旋转辊98被布置成在显影辊41和供应辊42之间的接触区域~的下侧与供应辊42的周面挤压接触，从而旋转辊98通过跟随供应辊42的旋转而被驱动旋转。
[0192]在当前实施例中，在旋转辊98的周面上比旋转辊98的最上面部分更靠近供应辊42定位的区域被布置在这样的位置，在该位置，从显影辊41和供应辊42之间的接触区域~分离的分离色调剂可被接收。
[0193]在当前实施例中，旋转辊98随着供应辊42的旋转而旋转。因而，从接触区域~分离的分离色调剂掉落在旋转辊98的周面上，然后被引导到旋转辊98和供应辊42之间的压力接触部分3内，并附着到供应辊42上。
[0194]示例性实施方式2
[0195]图12八示出了根据示例性实施方式2的显影装置的主要部分。
[0196]在该图中，显影装置24的基本构造与示例性实施方式1的基本构造基本相同，但是显影装置24具有与示例性实施方式1不同的附着机构90。应注意，与示例性实施方式1的部件相同的部件由相同的附图数字和符号表示，并且这里省略详细描述。
[0197]在当前实施例的附着机构90中，以与示例性实施方式1基本类似的方式，使用具有悬臂支撑结构的弹性片材92作为导向构件91。然而，另外，为了施加赋予弹性片材92导电性并能够将夹设在弹性片材92和供应辊42之间的色调剂I向供应辊42侧吸引的吸引电场，而将吸引电源83连接至弹性片材92，该吸引电源83能够施加用于产生吸引电场的吸引电压。
[0198]在当前实施例中，例如，可以使用以下片材作为弹性片材92，该片材的通过分散导电填料而预先确定的体积电阻率是可调节的。另外，可以从以下方面适当地设定吸引电场:考虑到该电场和施加至供应辊42的供应电压之间的平衡，在不会在供应辊42和弹性片材92之间发生不期望的放电的范围内，进一步促进色调剂的吸引特性。
[0199]在当前示例性实施方式中，如图12八和128所示，吸引电源83在供应辊42和弹性片材92之间施加将色调剂吸引向供应辊42的方向的吸引电场邱(通过该电场，弹性片材92侧的极性方向为色调剂的带电极性因此，到达弹性片材92的压力接触部分3的分离色调剂1(1 (1)受到沿色调剂被施加至供应辊42侧的电场吸引的方向的力，并且在二者之间进一步强烈摩擦。由此，弹性片材92上的分离色调剂1(1被进一步强烈地充电，并且很可能被吸附到供应辊42上。结果，分离色调剂1(1被稳定地保持在供应辊42上，并且通过供应辊42的旋转而被输送向色调剂补充机构60的补充区域与色调剂输送路径61的显影室侧开口 66对应兄
[0200]另外，当前示例性实施方式描述了其中整个弹性片材92形成为导电的构造。然而，当前示例性实施方式不限于此，弹性片材92可以具有如下层叠结构:弹性片材92的面向供应辊42的一侧形成为具有例如或更大的体积电阻率的高电阻层，而其相反侧形成为导电层。在这种情况下，吸引电源83的吸引电压的大小可以设定成比其中整个弹性片材92都形成为导电的情况下大到设置高电阻层的程度。另外，由于吸引电源83，因此高电阻层趋于被电极化，因而也可以预期弹性片材92更可能被吸引向供应辊42。此外，当前示例性实施方式描述了采用悬臂支撑类型的弹性片材92作为导向构件91的吸附机构90。然而，该示例性实施方式不限于此，毋庸置疑，可以采用诸如上述的修改构造1 一 1至1 一3之类的构造。
[0201]示例性实施方式3
[0202]图13A示出了根据示例性实施方式3的显影装置的主要部分。
[0203]在该图中，显影装置24的基本构造与示例性实施方式1的基本构造基本相同，但与示例性实施方式1的不同之处在于色调剂补充机构60中的色调剂输送路径61的结构。应注意，与示例性实施方式1的部件相同的部件由与示例性实施方式1相同的附图数字和符号表示，并且这里省略详细描述。
[0204]在当前示例性实施方式中，如图13八和138所示，色调剂输送路径61与示例性实施方式1的色调剂输送路径的相同之处在于，显影室侧开口 66布置在容纳室侧开口 65的下方。然而，其形状与示例性实施方式1的不同之处在于，设置有纵向通道611和横向通道622，该纵向通道611沿着基本竖直方向在纵向方向上延伸，该横向通道622从纵向通道611折曲并朝向供应棍42在横向方向上延伸。
[0205]在当前实施例中，随着纵向通道611的高度的增加，由新色调剂1?的色调剂滞留部分在界面(作为壁)处施加至供应辊42的周面的压力也增加。另外，随着纵向通道611的形状的横截面宽度在上侧变得更大，填充在纵向通道611中的新色调剂1?的容量也变得更大。因而，即使在这种构造中，也可以增加由新色调剂1?的色调剂滞留部分在界面处施加的压力。
[0206]另外，横向通道612从纵向通道611沿期望方向弯曲并延伸，使得所述界面由位于与供应辊42的周面相对的部分处的新色调剂1?的色调剂滞留部分形成。
[0207]另外，色调剂输送路径61形成为由分隔构件在该分隔构件53和作为显影容器40的底壁的一部分的弯曲部分403之间分隔开，但是分隔构件53中的将横向通道612的上侧分隔开的上壁从纵向通道611朝向供应辊42斜向下方倾斜，并且相对于横向方向的倾角11被设定为等于或小于所使用的色调剂的休止角。
[0208]这里，色调剂的休止角是代表流动性的指示符。在当前构造中，横向通道612的上壁的倾角n被设定为等于或小于色调剂在横向方向上的休止角。因而，相应地，填充在横向通道612中的新色调剂Tn的色调剂滞留部分中的色调剂颗粒不可能流动，因而有缓和来自纵向通道611的过大压力的作用。因而，可基于倾角Π、横向通道612的长度和纵向通道611的高度之间的组合来调节新色调剂Tn施加至供应辊42的供应压力。
[0209]此外，在当前示例性实施方式中，分隔构件53的位于纵向通道611和横向通道612之间的折曲部613形成为具有角部的形状。然而，从使滞留在从纵向通道611到横向通道612的范围内的新色调剂Tn的移动阻力最小化的方面来看，可以将该折曲部613形成为弯曲形状。
[0210]实施例
[0211]实施例1[0212]当前实施例实施根据示例性实施方式I的显影装置(图3至图7)，并通过将进入位置(在该进入位置，新色调剂从色调剂输送路径的显影室侧开口进入到新色调剂的供应辊)相对于供应辊设定为水平(0° )来评价新色调剂的供应性以及旧色调剂和新色调剂的混合防止能力。
[0213]这里，在评价根据实施例1的显影装置的性能时，假定其中新色调剂到供应辊的进入位置适当地改变(具体地说，该进入位置设定成相对于水平方向以21°的角向上倾斜、相对于水平方向以50°的角向上倾斜、相对于水平方向以86°的角向上倾斜、)的构造是比较例I至3，并与实施例1 一样的方式进行评价。另外，比较例I至3中任一个都具有其中色调剂输送路径的显影室侧开口与供应辊的中心位置上方的区域相对的布局。
[0214]实施例和比较例I至3中每个的部件的构造状态如下:
[0215].显影辊，该显影辊具有围绕直径Φ为5_的轴形成的硅橡胶层，并具有12_的直径，且具有1.2 μ m的表面粗糙度。
[0216]?供应辊，该供应辊具有围绕直径Φ为5mm的轴形成的聚氨酯泡沫海绵橡胶层，具有Ilmm的直径，具有300 μ m的平均泡孔直径，且具有20的ASKER-C硬度。
[0217].DC - 160V的施加电压(显影电压，供应电压)，这些电压并施加至所有显影辊和
供应辊。
[0218].充电刀片材料，该充电刀片材料由板厚为0.08mm的不锈钢制成并具有40mN/mm (=4gf;mni)的线性压力。
[0219].色调剂，该色调剂是由乳液聚合作用制造的平均粒径为6.5μπι的带负电色调剂。
[0220]关于新色调剂的供应性(图14中的“供应能力”)和旧色调剂与新色调剂的混合防止能力(图14中的“混合防止”)的评价如下进行。在根据实施例1和比较例I至3的显影装置中，首先，在显影容器的显影室中填充M颜色(洋红色)色调剂，并执行空转驱动，实现正常状态，之后将C颜色(青色)色调剂注射到容纳室内，由此在整个表面上输出贝塔图像。随后，借助浓度计从输出图像样品测量C颜色浓度和M颜色浓度，并从相应的颜色浓度基于为了显影而提供的旧色调剂和新色调剂的使用比率来判断供应能力和混合防止能力。应注意，在当前实施例中，新色调剂Tn是C颜色色调剂，旧色调剂Tc是M颜色色调剂。
[0221]结果在图14中示出。
[0222]尽管通过全部情况可获得新色调剂的供应性的有利结果，但在防止旧色调剂和新X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: 色调剂保持构件，该色调剂保持构件以能旋转的方式设置成面对在保持静电潜像的情况下循环运行的图像保持构件，该色调剂保持构件保持非磁性单组分色调剂并朝向与所述图像保持构件相对的显影区域输送该非磁性单组分色调剂，从而将所述图像保持构件上的静电潜像显影； 供应构件，该供应构件在能弹性变形的弹性构件的周面上具有可捕获色调剂的粗糙表面，并以能旋转的方式设置成与所述色调剂保持构件弹性接触，从而将色调剂从与所述色调剂保持构件接触的接触区域供应到所述色调剂保持构件； 色调剂补充单元，该色调剂补充单元面对位于远离所述供应构件的与所述色调剂保持构件接触的所述接触区域的部分处的补充区域，从而补充新色调剂；以及 限制构件，该限制构件设置在所述色调剂保持构件中的与所述供应构件接触的所述接触区域的沿该色调剂保持构件的旋转方向的下游侧以及所述色调剂保持构件的所述显影区域的沿该色调剂保持构件的旋转方向的上游侧，从而对保持在所述色调剂保持构件上的色调剂摩擦充电，并限制为了显影而提供的色调剂的量， 其中，在所述色调剂补充单元中，容纳新色调剂从而可补充该新色调剂的容纳室借助色调剂输送路径连接至布置有所述供应构件和所述色调剂保持构件的显影室， 其中所述色调剂输送路径的显影室侧开口位于所述色调剂输送路径的容纳室侧开口的下方，并且被布置成面对所述供应构件的旋转中心以下的区域，并且 其中所述供应构件在面 对所述色调剂输送路径的所述显影室侧开口的部分处从该供应构件的下侧朝向上侧旋转。
2.根据权利要求1所述的显影装置，其中，所述色调剂输送路径的所述容纳室侧开口的下端位于其中色调剂被所述限制构件限制的部分的下方。
3.根据权利要求1或2所述的显影装置，其中，所述色调剂输送路径具有:纵向通道，该纵向通道沿着基本竖直方向在纵向方向上延伸；和横向通道，该横向通道从所述纵向通道折曲并朝向所述供应构件在横向方向上延伸。
4.根据权利要求3所述的显影装置，其中，在所述色调剂输送路径中，从所述纵向通道到所述横向通道的折曲部分形成为弯曲形状。
5.根据权利要求3所述的显影装置，其中，在所述色调剂输送路径中，将所述横向通道的上侧分隔开的上壁从所述纵向通道朝向所述供应构件斜向下方倾斜，并且相对于横向方向的倾角被设定成等于或小于所使用的色调剂的休止角。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显影装置，其中: 所述色调剂输送路径和所述容纳室被第一隔开构件隔开； 所述色调剂输送路径和所述显影室被第二隔开构件隔开；并且 所述色调剂输送路径形成在所述第一隔开构件和所述第二隔开构件二者之间。
7.一种图像形成设备，该图像形成设备包括: 图像保持构件，该图像保持构件在保持静电潜像的情况下循环运行；以及根据权利要求1至6中任一项所述的显影装置，该显影装置被布置成面向所述图像保持构件并将所述图像保持构件上的静电潜像显影。
8.根据权利要求7所述的图像形成设备，该图像形成设备进一步包括:控制装置，该控制装置能够控制所述显影装置的色调剂的消耗， 其中所述控制装置包括: 计算部，该计算部计算在执行预定次数的图像形成时消耗的色调剂的量； 判断部，该判断部判断在所述计算部中计算的色调剂的量是否大于或等于预定阈值；排出部，当在所述判断部中判断的色调剂的量小于所述预定阈值时，该排出部向所述图像保持构件排出预定量的所述显影装置内的色调剂；以及 清洁处理部 ，该清洁处理部将所述图像保持构件上的、从所述排出部排出的色调剂清除。
【文档编号】G03G15/08GK103838106SQ201310286429
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2012年11月27日
【发明者】佐久间胜, 大久保旨宣, 三井伸志, 堤保幸, 饭仓和昭, 二宫洋介, 尾崎善史, 野田明彦, 滨野弘一, 若井孝文 申请人:富士施乐株式会社