CN1064461C - 显影设备 - Google Patents

Abstract

一种显影设备，通过向潜象载体提供显影剂而在其上显影静电潜象。该设备包括容纳磁性调色剂用的调色剂容纳室，还包括：显影辊，有多个固定磁极部件和沿固定磁极部件周边设置并可绕其转动的套筒，用于将由磁性载体和磁性调色剂组成的显影剂提供给潜象载体；显影室，有沿显影辊形成并具适于显影辊形状构的分隔壁；以及用于将磁性调色剂从调色剂容纳室提供给显影室的调色剂供应口。

Description

显影设备

本发明涉及一种显影设备，该显影设备用于通过采用包含磁性载体和磁性调色剂的显影剂来进行显影。

诸如复印机、打印机、传真机等等的图象形成设备，已根据对于普通记录纸的需求采用了诸如电子照相设备的潜象形成式设备。

在这种图象形成设备中，当在感光鼓上形成了静电潜象之后，在该感光鼓上的静电潜象由粉末显影剂显影，并形成可见的图象。进一步地，在将用粉末在感光鼓上显影的图象转移到纸上之后，该纸张被分离，且用粉末显影在纸上的图象被定影在纸上。

一种已知的显影方法是所谓的1．5组分显影方法，它包括采用磁性载体和磁性调色剂。根据这种显影方法，不再需要调色剂浓度控制装置，且设备能够具有简单的结构。然而，这种显影方法需要通过把调色剂浓度控制在一个固定的水平来使图象质量均匀的设计。

图25A和25B是用于说明先有技术的附图。

将以一种电子照相打印设备为例，来说明上述图象形成设备。如图25A所示，预充电器91对感光鼓90进行充电。随后，借助一个曝光单元92进行图象曝光，从而形成与被曝光图象对应的静电潜象。设置了一个显影单元93，以对在此感光鼓90上的静电潜象进行显影。显影单元93将内部的粉状显影剂(例如1．5组分显影剂)供给感光鼓90，并在感光鼓90上显影出静电潜象。

这种形成在感光鼓90上的显影的图象，借助一个转印单元94，而被转移到从一个未显示的纸盒送进的纸上。随后，转印了图象的纸被送进到一个定影单元96，在那里显影在纸上的图象被定影在其上。另一方面，在转印之后残留在感光鼓90上的调色剂，借助一个扩散刷95而在感光鼓90上扩散开。

在这种记录过程中，转印残留在感光鼓90上的调色剂借助扩散刷95而得到扩散。随后，一个电晕充电器91在调色剂粘合到感光鼓90上的状态下进行均匀充电。然后，在曝光单元92实现了图象曝光之后，显影单元93在显影的同时收集转印残留的调色剂。

1．5组分显影单元93包括一个显影室931和一个调色剂供应室930。调色剂供应室930内仅容纳磁性调色剂，该调色剂是利用一个搅拌器来供给显影室931的。显影室931借助分隔壁933构成了具有固定容量的室。此时，固定量的磁性载体被送入到显影室931中。

因此，如图25B所示，调色剂供应室930经过调色剂供应口935向显影室931补充与短缺的量相应的调色剂。因而显影室931中的调色剂浓度变得均匀。这消除了对调色剂浓度控制装置的需要。在显影室931中的由磁性载体和磁性调色剂构成的显影剂在被容纳在显影室931中的一个显影辊932上形成了一个磁刷。此时，借助一个层厚度限制刮片934而使在显影辊932上的显影剂层的厚度受到限制，且该显影剂随后被送到感光鼓90。从而进行显影。

在这种如在日本专利申请公开第3-252684号中公布的传统显影单元中，如图25B所示，显影室931具有基本为角状的形状。另外，显影辊932的磁极与上述调色剂供应口935具有面至面的关系。另外，该载体涉及采用铁磁载体。

根据先有技术，如图25B所示，显影室931呈角形，因而磁性载体容易在角形的室的角落里滞留。磁性载体没有被包含在显影辊932上运动的显影器中的，因而显影辊932上的显影剂的调色剂浓度控制值发生了偏差。另外，停留在其中的磁性载体的量是不均匀的，使得调色剂浓度控制值出现了涨落。这导致了显影质量的下降。

另外，磁刷的毛的高度在磁极的中心达到最高。根据先有技术，该磁极被设置在调色剂供应口935所在位置，因而磁刷的毛的高度在调色剂供应口935所在的位置增大。因此在该磁刷中的磁性载体泄漏到了调色剂供应口935之外，造成在显影室931中的磁性载体的量的降低。因此，这造成了调色剂浓度控制值的涨落。

类似地，磁刷的毛的高度在调色剂供应口935处增大，使得调色剂供应口935被该磁刷所覆盖。这对调色剂的供应构成了障碍。因此，这也造成了调色剂浓度控制值的涨落。

此外，在这种显影设备中，调色剂浓度控制值的余量最好随着载体的尺寸的减小而增加。但在先有技术中，载体涉及到采用具有较小的磁性力的铁磁性载体。因此，当载体颗粒尺寸减小时，载体就会由于显影作用而移到感光鼓90上。这就发生了所谓的载体上升。因此，显影室931中的磁性载体的量降低，这又造成静电潜象调色剂浓度控制值的涨落。

本发明的主要目的是提供一种显影设备，它能够防止调色剂浓度控制值的涨落。

本发明的另一目的是提供一种显影设备，它能够通过防止载体在显影室中的残留从而防止调色剂浓度控制值的涨落。

本发明的又一目的是提供一种显影设备，它能够通过防止载体在显影室中的减少，防止调色剂浓度控制值的涨落。

为了实现上述目的，根据本发明的显影设备的一种实施例，提供了一种显影设备，它用于通过向潜象载体提供显影剂而在该潜象载体上显影静电潜象；该设备包括：一个用于容纳磁性调色剂的调色剂容纳室；一个显影辊，它具有多个固定的磁极部件和沿着这些固定的磁极部件的周边设置并围绕其转动的套管，用于向潜象载体供给包含磁性载体和磁性调色剂的显影剂；一个显影室，它具有沿着所述显影辊形成的分隔壁，并具有适配于所述显影辊的形状的结构：以及，一个调色剂供应口，用于将磁性调色剂从调色剂容纳室提供到所述显影室。

根据本发明的这种方式，提供了一种具有分隔壁的显影室，该分隔壁具有适配于显影辊的形状的结构。因此，在显影室中消除了停留载体的位置。因而在显影室中不再有残留的载体。因此，所有的载体和调色剂都在显影室中得到了搅拌，从而形成了磁刷。这样，调色剂浓度控制值得到了固定，从而提高了图象质量。

根据本发明的另一种方式，提供了一种显影设备，用于通过向潜象载体提供显影剂而在潜象载体上显影    静电潜象，该设备包括：一个用于容纳磁性调色剂的调色剂容纳室；一个显影室，它通过一个调色剂供应口而接受来自调色剂供应容纳室的磁性调色剂的供应；一个套筒，它进行转动以将在显影室中的由磁性载体和磁性调色剂组成的显影剂提供给潜象载体；以及，一个固定的磁极部件，它被设置在套筒上并具有多个磁极，各个磁极的中心位于偏离调色剂供应口的位置上。

根据本发明的另一种方式，磁极的中心位于偏离调色剂供应口的位置上。因而可以防止载体由于磁刷从调色剂供应口延伸而泄漏到调色剂供应室中。这又使调色剂浓度控制值得到固定，从而提高了图象质量。

根据本发明的显影设备的另一种方式，提供了一种显影设备，用于通过向潜象载体提供显影剂而在潜象载体上对静电潜象进行显影，该设备包括：一个用于容纳磁性调色剂的调色剂容纳室；包括有转动套筒的显影辊，这些转动套筒沿着多个固定的磁极部件的周边设置，以提供由磁性调色剂和磁性载体组成的显影剂，该磁性载体核心是对潜象载体呈现出强饱和磁化的铁粉；一个带有显影辊的显影室；以及，一个调色剂供应口，用于将磁性调色剂从调色剂容纳室提供到显影室。

根据本发明的又一种方式，磁性载体涉及到采用这样一种载体，其核心是呈现强饱和磁化的铁粉。因此，显影辊与该载体之间的磁吸引力得到了加强。这使得调色剂浓度的范围变大，因而即使在载体变小时这种载体也能够不被潜象载体所吸引。因此，载体的减少得到了防止。调色剂浓度控制值因此而得到了固定，从而使图象质量得到了改善。

通过以下结合附图进行的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显。

构成本说明书的一部分的附图，显示了本发明的最佳实施例，并且与上述的一般性描述和下面将给出的对最佳实施例的详细描述一起，对本发明的原理进行说明。在附图中：

图1A和1B用于说明本发明的原理；

图2显示了本发明的实施例的一种结构；

图3显示了图2中的设备被水平安装的状态；

图4显示了其中图2的设备被竖直地安装的状态；

图5显示了图2的显影单元的结构；

图6是剖视图，显示了图5的显影单元的主要元件；

图7显示了其中图5的显影单元被竖直安装的状态；

图8A和8B用于说明本发明的显影单元是如何运行的；

图9是特性图，显示了根据本发明形成图象的操作；

图10是图5的显影单元的正视图；

图11显示了图5的显影单元的磁极的形状；

图12显示了图11的磁极的形状的一个比较例子；

图13显示了图5的显影单元的密封装置的结构；

图14A和14B用于说明图13的密封装置；

图15显示了在图5的显影室中残留图象与调色剂浓度的关系；

图16显示了在图5的显影单元中的载体；

图17显示了图5的显影单元中的另一种载体；

图18A和18B帮助解释图5的显影单元是如何收集残留调色剂的；

图19是特性图，显示了图16的收集载体的量；

图20A和20B分别显示了图5的显影单元的堵塞恢复操作；

图21用于显示图20A和20B的堵塞恢复步骤；

图22A和22B分别显示了本发明的显影单元的变形形式；

图23是框图，显示了本发明的变形形式的另一个例子；

图24A和24B是框图，分别显示了本发明的变形形式的又一个例子；且

图25A和25B用于说明先有技术。

图1A和1B用于说明本发明的原理。

如图1A所示，提供了一个显影室230，它具有分隔壁230-4，后者具有适配于显影辊24的形状的结构。这种布置消除了在显影室230中残留的载体。这又消除了载体滞留在显影室230中的可能。因此，在显影室230中所有的载体和调色剂都受到了摇动，从而形成了磁刷。因而调色剂浓度控制值得到了固定。通过这种处理，图象的质量得到了改善。

另外，如图1B所示，一个固定磁极部件240的磁极中心位于偏离调色剂供应通道235的位置上。因而可以防止载体由于磁刷从调色剂供应通道235延伸而泄漏到调色剂供应通道231中。这样也使调色剂浓度控制值得到固定，从而改善了图象质量。

另外，显影室230中的磁性载体涉及采用这样一种载体，其核心是呈现出强饱和磁化的铁粉。因此，显影辊24与载体之间的磁吸引力增大。之又使调色剂浓度的范围增大。因而即使当载体变小时，也能够防止载体被潜象载体所吸引。因此，能够防止载体的减少。借助这种布置，调色剂浓度控制值可以得到固定，从而改善图象质量。

图2显示了根据本发明的一个实施例的打印设备的结构。图3显示了图2的设备被水平安装的状态。图4显示了图2的设备被竖直安装的状态。这些图显示了无清洁器的电子照相打印机。

参见图2，感光鼓20是一个铝鼓，在其上涂覆有大约26微米厚的功能分离有机感光体。该感光鼓20具有约24mm的外径，并以每秒25mm的线速度作逆时针转动。预充电器21是由栅控式电晕器(Scolotron)构成的非接触型充电器。该预充电器21对感光鼓20的表面进行均匀起电，即以-650V对感光鼓20的表面进行充电。

一个光学单元22对感光鼓20的均匀起电的表面进行图象曝光，从而形成静电潜象。该光学单元22涉及采用一个通过将一个LED阵列与一个自聚焦透镜结合而得到的LED光学系统。该光学单元22根据图象图案对感光鼓20进行图象曝光，从而在感光鼓20上形成-50V至-200V量级的静电潜象。

一个显影单元23为感光鼓20上的静电潜象提供由磁性载体和磁性调色剂组成的显影剂，从而使图象变得可见。显影单元23将在下面结合图5以及以后的附图进行描述。显影辊24将显影剂提供给感光鼓20。填充有磁性调色剂的一个调色剂盒25以可被更换的方式被安装在显影单元23上。调色剂盒25在其中的调色剂用光时被更换，并为显影单元23补充磁性调色剂。

转印单元26由一个电晕放电器构成。该转印单元26将感光鼓20上的调色剂图象以静电方式转移到纸上。其运行原理，是将在+5至+10kV的量级的电压从一个电源加到一个电晕导线上，从而通过电晕放电产生电荷。该纸的背后被充以这些电荷，从而在感光鼓20上的调色剂图象因而被转移到纸上。这种电源最好是一个恒流电源，它能够通过向纸提供固定量的电荷，来减少取决于环境的转移效率下降。

一个定影单元27将调色剂图象热定影在纸上。定影单元27包括一个加热辊，后者包括一个作为热源的卤灯和一个压力辊(支撑辊)。由此，纸被加热，从而将调色剂图象定影在纸上。

一个扩散(均匀化)部件28由一个导电部件构成。该扩散部件28与感光鼓20接触，以扩散集中地残留在感光鼓20上的调色剂，以便于在显影单元23中进行收集。

一个纸盒10容纳着纸，它被可拆卸地安装在设备上。设置在设备的下部的该纸盒10可被装到设备的前表面上并可从该前表面即图2的左侧上拆下。拾取辊11拾取纸盒10中的纸。阻挡辊12在纸碰到它时将纸的前沿对准。因此该纸被送进到转印单元26。纸排放辊13将图象得到了定影的纸排放到堆积器14中。装在设备的上表面上的堆积器14容纳排放的纸。

一个印刷电路板15上装有设备的控制电路。一个电源16为设备的各个元件提供电力。一个与外界电缆相连的I／F连接器17被插入设备。I／F连接器17与印刷电路板15的一个连接器相连。一个选用件板18上装有不同类型的仿真电路、字体根存储器等等。

下面描述该实施例的操作。栅控式电晕  充电器21用-650V的电压对感光鼓20的表面进行均匀充电，且随后借助LED光学系统22实现图象的曝光。借助这种处理，感光鼓20上形成了具有在-650V量级的背景区域和在50至-100V的量级的打印区的静电潜象。

一个显影偏置电压(-300V)被加到显影单元23的显影辊24的一个套筒上。因此，该静电潜象是借助预先通过与显影单元23中的磁性形体搅拌而带上了负电的磁聚合调色剂而得到显影的。静电潜象由此呈现为调色剂图象。

另一方面，纸由拾取辊11从纸盒10拾取出。纸的前沿由阻挡辊12进行对准，且该纸随后被送向转印单元26。随后，在感光鼓20上的调色剂图象借助静电力而被转印到纸上。纸上的这种调色剂图象由定影单元27定影在纸上。该纸经过一个U形供给路径，并借助纸排放辊13而被排放到堆积器14中。

在转印之后残留在感光鼓20上的残留调色剂，由扩散部件28进行扩散，且残留的电荷得到消除。随后在感光鼓20上的残留调色剂通过LED光学系统和栅控式电晕充电器21并到达显影单元23。残留调色剂在进行下一个显影处理的同时得到收集。收集的调色剂在显影单元23中得到重新使用。

在该实施例中采用了无清除器的处理。即，显影剂被转移到纸上的效率不是100％，因而某些调色剂(显影剂)被留在了感光鼓上。因此，需要清除残留调色剂。然而，最好不要为清除残留调色剂而设置清除器。即，采用清除器消除残留调色剂的方法需要用于保存被清除的调色剂的装置，因而造成设备尺寸过大。另外，清除的调色剂对印刷没有任何贡献，因而这是不利的。另外，对调色剂的处理也是一个与环境有关的问题。

在这种无清除器处理中，扩散刷28对集中在一个区域中的调色剂进行扩散。借助这种扩散，单位面积中的调色剂量得到了降低，以便于显影单元23的收集。另一个优点是在电晕放电器21中的离子流的过滤效应得到了限制，且充电电势均匀了。另一个优点，是在图象曝光过程中的曝光的过滤效应得到了限制，图象在感光鼓20上得到了适当的曝光。

作为这种记录过程的一个要点，是在进行显影处理的同时收集了感光鼓20上的调色剂。下面给出的是一个说明，其中感光鼓20被充上的负电荷，且调色剂也带负电。由充电器21将感光鼓20的表面电位设定在-500至-1000V。由于感光鼓20上的图象曝光因而电位下降的曝光区域，其电势位低到了0至几十V。另一方面，在显影时，处在表面电位与潜象电位之间的一个基本上中间的显影偏置电压(例如-300V)，被加到显影辊24上。

在这种显影过程中，附着在显影辊24上的带有负电的调色剂，借助显影偏置电压和潜象电位而形成的电场而附着到感光鼓20上的静电潜象上。因而形成了一个调色剂图象。在无清除器的处理中，在进行这种显影过程的同时，借助表面电位和显影偏置电压而形成的电场，由显影辊从感光鼓20收集在扩散刷28的均匀化过程中扩散在感光鼓20上的转印残留调色剂。

另外，根据1．5组分显影方法，磁刷与感光鼓20接触。因此，借助磁刷的机械清扫力，减少了残留调色剂的机械附着。另外，产生了残留调色剂(磁性调色剂)和磁刷的载体的磁吸引力。因此，便于对残留调色剂进行收集。

这种设备的尺寸被大大地缩小了，这是因为不再具有清除器等等。如图2所示的设备(其中包括了纸盒10)为350mm长，345mm宽和130mm高。因此，作为个人用打印机的这种设备能够被方便地设置在办公桌上。

另外，如图3所示，该设备能够水平地设置，其中纸盒10与安装表面保持水平。参见图3，在该设备的前表面上设置了一个操作面板5，它用于显示该设备的操作。另外，在堆积器14的前边缘上设置有一个纸导向器30。该纸导向器30具有保持排放到堆积器14中的纸的边缘并使其边缘对准的功能。

根据该实施例，纸盒10可被安装到设备的前表面上并可从其拆下，且操作面板5也是可操作的。另外，排放的纸也从设备的前表面进行排放。

另外，如图4所示，图2的设备的I／F连接器17被设置在安装表面上。在其中纸盒10被竖直安装从而在与安装表面垂直的状态下也能形成图象。借助这种布置，安装面积能够比以前更小。此时，堆积器14设有一个纸保持器31，后者用于保持住纸以防止待排放到堆积器14中的纸的落下。即使当竖直安装时，也能防止纸的落下。另外，在该设备的安装表面上设置了一个支撑器32，以使该设备即使在竖直安装时也能够稳定地得到安装。

另外，即使消除了无清除器处理，预充电器1和转印单元26也构成了一个非接触型放电器，因此，感光鼓20上的调色剂不会附着到这些单元上，从而能够稳定地进行均匀的起电和转印。

图5显示了图2的显影单元的结构。图6是剖视图，显示了图5的显影单元的主要元件。图7显示了其中图2的显影单元竖直安装的状态。图8A和8B用于说明供应调色剂的操作。图9是根据本发明的图象形成操作的特性图。

参见图5，显影辊24是由一个金属套筒241和被包含在其中的磁铁240组成的磁性辊且具有多个磁极。显影辊24借助套筒的转动而供应磁性显影剂，而在套筒241中的磁铁240得到固定；该磁性显影剂将在后面得到描述。显影辊24的直径为16mm并以感光鼓20的周边速度的三倍(75mm／s)的速度转动。

沿着显影辊24的周边形成有一个显影室230。显影室230的内部填充有1．5组分显影剂，该显影剂是磁性载体与磁性调色剂的混合物。显影室230由一个上分隔部件230-1和一个下底部230-2限定。

因此，当把固定量的磁性载体充入到显影室230中时，在该显影室230中的磁性调色剂的量得到固定。在该显影室230中的显影剂的量得到固定，因而当所消耗的磁性调色剂得到来自一个调色剂贮存器231的补充时，调色剂浓度就变得均匀了。因而消除对调色剂浓度控制的需要。即，显影室230被充有数量与调色剂浓度的控制点相对应的载体，从而自动地将调色剂浓度控制在预定的范围。

另外，该显影室230总是沿着显影辊24而被填充着显影剂。因此，即使该设备被竖直安装，也能够防止出现这样的情况，即显影室230中显影剂过于集中在一测而使显影辊24得不到显影剂的供应。

显影剂40涉及到使用一种作为磁性载体的磁铁矿载体和一种磁性调色剂；该磁性载体具有在40微米量级的平均颗粒尺寸，而该磁性调色剂具有7微米的平均颗粒尺寸并且是用聚合方法制成的。该聚合调色剂的颗粒尺寸是均匀的，而颗粒的尺寸分布非常集中。因此，在转印过程中，在感光鼓20上的调色剂图象均匀地附着到纸上。因此，转印区域的电场变得均匀。转印效率比起根据传统的研碎方法得到了提高。在研碎调色剂时转印效率为60-90％，在聚合调色剂时被改善到了90％或更高。

这些调色剂的调色剂浓度在本实施例被设定为25重量％，而5-60的重量％都是适当的。

一个刮片234被用来调节由显影辊24供应给感光鼓20的显影剂的量，使得感光鼓20上的静电潜象不致于得到过多或过少的供给量。该调节作用在刮片234的边缘与显影辊24的表面之间的一个间隙中进行。在正常情况下，该间隙被调节成大约0．1-1．0mm。

调色剂贮存器231内只充有磁性调色剂，且其内部包括一个供应辊232。调色剂借助该供应辊232的转动而被提供到显影室230。

借助显影辊24的磁力和显影剂供给力以及刮片234的显影剂限制功能，被供应到显影室230的调色剂在显影室230中得到搅拌，并与载体相摩擦。因此该调色剂被起电而具有预定的电荷量和极性。根据本实施例，通过对载体和调色剂的起电系统的调节，以使调色剂带负电。

另外，分隔部件230-1与显影辊24之间的间隙，小于形成在刮片234的上游测的显影辊上的磁刷的毛的高度。这里，如图6所示，一个间隙a被设定为2．0mm。借助这种设定，在显影辊24上的磁刷经受了分隔部件230-1的调节，并随后通过显影辊24的转动而受到一个力。因此，在显影室230中的显影剂的搅拌性质得到了改进，从而使得即使在高调色剂浓度范围也能够获得稳定的调色剂起电量。

另外，该分隔部件230-1的壁表面230-4具有沿着显影辊24而形成的形状。即，壁表面230-4在间隙a处具有基本上为圆弧形的形状。因此，不存在磁性载体可停留的地方。因此，所有的磁性载体和磁性调色剂总是沿着显影辊24而受到搅拌，并随后被馈送。因此，能够防止调色剂浓度控制值的涨落。

另外，所有的磁性载体和磁性调色剂都得到搅拌，因而即使在高调色剂浓度的情况下，也能够获得稳定的调色剂起电量。另外，即使当水平或竖直安装时，起电的效果也不会改变。

在调色剂贮存器231和显影室230之间，设置有一个调色剂供应通道235，后者是由分隔部件230-1的末端和底部230-2确定的。该调色剂供应通道235的宽度b为1．5mm，如上图6所示。调色剂贮存器231中的调色剂经过该调色剂通道235而被提供到显影室230。

构成该显影室230的底部230-2包括一个从调色剂贮存器231突出去的突出部分230-3。另外，该底部230-2形成一个从感光鼓20向上延伸的倾斜表面。在该突出部分230-6的末端与分隔部件230-1的末端之间的一个间隙c被设定为1．0-1．5mm，如图6所示。即，底部230-2以与其对应的量而倾斜。

而且，在分隔部件230-1与壁表面230-4之间的一个间隙d被设定为4．5-6．0mm。以此方式，在调色剂供应通道235处的间隙d被设定得大于在另一位置处的间隙a。因而能够防止磁刷的端部延伸到调色剂供应通道235中。因此，能够防止在显影室230中的磁性载体从调色剂供应通道235泄漏到调色剂供应室231中。因此，能够防止在显影室230中的磁性载体的数量的减小。因而能够将调色剂浓度控制值保持在一个固定值。此时，磁刷对于经过调色剂供应通道235提供调色剂的操作不构成障碍。

由调色剂盒25和调色剂贮存器231的两个壁表面形成的角度，被设定在与重力方向成大约45度。调色剂的流动方向被设定在45度。借助这种设定，如下面所要描述的那样，即使当该设备被竖直安装时调色剂也能够得到稳定的提供。

下面，将说明该显影单元的操作。图5显示了当图3所示的设备被水平安装时该显影单元的状态。由调色剂盒25与调色剂贮存器231的壁表面所构成的角度，被设定在与重力方向成45度。因此，调色剂流向调色剂贮存器231的底部，并被顺利地供应到供应辊232处。

在这种水平安装中，调色剂贮存器231中的调色剂由于重力而呈现出向底部的流动性。供应辊刮出在调色剂贮存器231的底部的调色剂。此时，如图8A所示，被供应辊232提升起的调色剂经过底部230-2的突出部分230-3的暂时碰撞到分隔部件230-1上，并进入调色剂供应通道235。

因而，只有由调色剂供应辊232所供应的调色剂才进入到调色剂供应通道235。同时分隔部件230-1的有关部分起着缓冲器的作用。调色剂供应辊232的挤入力并不直接影响调色剂供应通道235。因此，能够防止调色剂的过量挤入，且显影室230被补充了所缺少的调色剂量。

在此情况下，底部230-2相对于显影辊24的转动方向而向上倾斜。因此，在显影辊24的磁刷在通过感光鼓20之后，脱离该刷的载体不会从调色剂供应通道经过底部230-2而泄漏到调色剂供应室231中。因而能够防止显影室230中的起始载体的减少，且得到稳定的1．5组分现象。

另一方面，在其中图7所示的设备被如图4所示地竖直安装时的显影单元状态下，调色剂盒25与调色剂贮存器231的壁表面形成的角度被设定在与重力方向成45度。因此，即使当竖直安装，调色剂也能够被顺利地供应到供应辊231。

考虑到设定一个安置角度，以便借助其自重来供给调色剂，则由调色剂盒25与调色剂贮存器231的壁表面形成的该角度可被适当地设定在与重力方向成45度±10度的范围内，当优选设定在45度±5度时，将获得良好的结果。

此时，如图7所示，停留在分隔部件230-1的调色剂贮存器231中的调色剂，容易从调色剂供应通道235落下到显影室230中。然而，如图8B所示，底部230-2的突出部分230-3限制了调色剂从调色剂供应通道235落下。因此，几乎没有调色剂落下。因此，调色剂的供应取决于调色剂供应辊232的转动力。

即，如图8B所示，被供应辊232所推动的调色剂通过底部230-2的突出部分230-3而暂时碰撞到分隔部件230-1上，并因此而进入调色剂供应通道235。因而只有由调色剂供应辊232所供应的调色剂到达调色剂供应通道235。借助这种作用，分隔部件230-1的相应部分起着缓冲器的作用，且调色剂供应辊232的挤入力不会直接形成为供应调色剂的作用力。因而能够防止调色剂的过量挤入。显影室230被补充以所短缺的调色剂数量。

这就意味着：即使当该设备被水平或竖直安置时，向显影室230提供调色剂的能力也不会改变。因此，即使当该设备被水平或竖直安装时，在显影室230中的调色剂浓度也不会改变，从而能够防止图象密度的变化。

另外，竖直安置可能造成显影剂从显影单元23的落下。然而，由于采用了磁性二组分显影剂来作为显影剂，因而该显影剂借助磁力而粘在显影辊24上。因此，即使当竖直安装时，几乎也没有显影剂落下。

特别是当采用磁性载体和磁性调色剂时，载体和调色剂都被显影辊24的磁性辊所保持住。因此，可以进一步防止显影剂的落下。即使进行了这种竖直安置，也能够获得稳定的显影。

图9是一个特性图，显示了在已经用水平安置的设备实现了打印之后当设备竖直安置时，在进行打印的情况下的调色剂浓度Tc变化。

开始，设备是水平安置的，且预定量的起始载体被装入到显影单元23的显影室230中。该显影单元随后进行运行，且从而进行了打印。结果，调色剂被逐渐地由显影室230进行供应。因此，调色剂浓度随着被打印的纸数的增多而增强。随后，当显影室刚好充满了载体和调色剂时，调色剂浓度为30重量％。然后，即使当打印张数增加，也不会再观察到调色剂浓度的变化。

随后，在此状态下，该设备被改变成竖直安置，并执行打印过程。结果，调色剂浓度与水平安装时一样。根据在日本专利公开第3-252686号中公布的传统式结构，如图中的白圆圈所示，当竖直安置时，调色剂浓度加强。在水平与竖直安置之间，调色剂密度有所不同。因而图象浓度改变了。这意味着上述调色剂供应的稳定作用。借助这种作用，即使当设备被水平或竖直安置时，也能够在图象密度无改变的情况下形成图象。能够实现既可以水平也可以竖直安置的图象形成设备。

图10是正视图，显示了图5的显影单元。图11显示了根据本发明的磁极的形状。图12用于显示根据本发明的磁极形状的一个作为比较的例子。图13是剖视图，显示了显影单元的密封装置。图14是密封装置说明图。

如图10所示，显影辊24和分隔部件230-1被设置在显影单元23的侧框50、51之间。分隔部件230-1的壁表面230-4具有一个这样形状的倾斜表面230-5，以便使位于显影辊24沿着轴向的两端的间隙变窄。各个倾斜表面230-5为50mm长。

更具体地，分隔部件230-1的壁表面230-4被这样地设置：在显影辊24的轴向中心部分处，它与显影辊之间具有一个固定的间隔。随后，在端部布局则是这样的：即与显影辊24的距离是从端部向着中心变宽的。

借助这种布局，在显影辊24与分隔部件230-1之间的显影剂接受到一个从显影辊24的端部向着中心的作用力。该显影剂因而沿着轴向移动。因而，能够防止沿着轴向的浓度不均匀。

下面，将说明在套筒241中的磁极部件240的设置。

如图11所示，一个磁极N2被设置在从限制刮片234的位置逆时针转动12度的角位置上。另外，一个磁极S2被设置在从限制刮片234的位置逆时针转动72度的角位置上。一个磁极N3被设置在从限制刮片234的位置以类似方式转动136度的角位置上。六个磁极S1-S3和N1-N3互相之间形成的角度大约为60度。

当以这种方式进行设置时，磁极N3的位置从上述调色剂供应通道235的位置发生移动。一般地，在磁极的中心位置处的磁刷的高度达到了最大。因此，磁极N3的位置发生了移动，从而能够防止磁刷从调色剂供应通道235延伸。因此，能够防止磁性载体从调色剂供应通道235的泄漏。因而，能够防止调色剂浓度控制值的涨落。

进一步地，该磁极S2的磁力被设定在650高斯或更大；且磁极N3的磁力被设定在700高斯或更大，即设定为大于先有技术的值。借助这种设定，磁刷的限制力得到了增强，且沿着显影辊24的供给能力也增大了。因此，能够进一步防止磁性载体从调色剂供应通道235的泄漏。

图12显示了一个作为比较的例子。磁极N2被设置在从限制刮片234的位置逆时针转7度的角位置上。进一步地，磁极S2被设置在从限制刮片234的位置逆时针转57角的角位置上。磁极N3被设置在从限制刮片234的位置以类似的方式转动112度的角位置上。

在此例子中，磁极N2的磁力被设定在550高斯，而磁极N3的磁力被设定在600高斯。磁极N3基本上位于调色剂供应通道235的位置上，且因而当连续地打印50张时，调色剂浓度呈现出不均匀性。为了检验这种情况的起因，通过清除显影剂对显影单元23的内部进行检查。其结果，是可以证实载体的泄漏被发现在与显影辊24的位置相应的调色剂供应通道235附近，在此场合产生了调色剂浓度的不均匀性。

以此方式，磁极N3的位置从调色剂供应通道偏移。因而可以证实的是，防止了载体的泄漏。

下面，将说明密封装置。

如图13所示，只有预定量的磁性载体附着在显影是24的周边部分上。此时，其开口被一个密封器52覆盖。一对导向器53、54被设置在显影单元23的开口的上部分和下部。该密封器52由这一对导向器53、54所保持，并在该图的中的一侧受拉。

如图14A所示，包括有粘在海绵上的双涂覆层带的附着部件52-1、52-2被设置在诸如Mylar(一种膜)等的密封器52的两侧。因此，密封器52被粘附在显影单元23的开口上并沿着图13中的深度方向处于前和后位置上。另一方面，密封器52被导向器53、54在图13中的上和下方向所保持住，从而紧密地关闭开口。

以此方式，该设备得到设定和封装。借助这种处理方式，在显影室230中不存在显影剂，且调色剂不可能落出。另外，载体被显影辊24的磁力所牢固地保持，且只要不对其发生显著的冲击，该载体将不会扩散开。按照与感光鼓20以面对面的方式设置的显影单元23的开口具有最大的宽度，因而被密封器52所覆盖。

调色剂供应通道235的其余开放表面很小。另外，该载体链对于设计磁力来说不是有效的，且是位处在一个离开调色剂供应通道235的位置。因此，即使载体扩散开，其通过供应通道235时入调色剂供应室231的可能性也非常小。另外，即使少量的载体进入了室231，这些载体也不会退出显影单元23。另外，对调色剂浓度的可控制性的影响作用非常小，因而不需要用密封器来覆盖通道235。

在1．5组分显影的情况，鼓间隙一般很窄(0．3mm-0．4mm)。当密封器结构被严格地配置时，该密封器与感光鼓20接触。因而难于在显影单元被装在该设备中的状态下对该设备进行运输。然而，在仅仅内充以载体的本例中，在考虑鼓的间隙的情况下，密封器52被设定在0．2mm或更小。另外，如图14B所示，当拉出密封器52时，导向器53、54设置在显影单元23的开口处，从而不与感光鼓20接触。

因此，如图14B所示，即使在运输已经装有显影单元23的该设备时，也不会对感光鼓20造成损坏。另外，该设备可以用简单的密封形式加以封装。而且，在其被封装后，用户可拉出密封器52并设定调色剂盒25，从而进入准备打印的状态。

图15显示了根据本发明的调色剂浓度与残留图象的关系。图16和17分别显示了根据本发明的载体的结构。图18A和18B用于说明根据本发明收集残留调色剂的操作。图19是特性图，显示了图17的载体收集量。

在无清除器处理过程中，为了增强显影单元23的磁刷的收集能力，作为一个极限调色剂浓度或该值以下的调色剂浓度，必须依靠显影辊24来实现。若不超过该极限调色剂浓度，该磁刷允许有一定的调色剂附着。因此，在感光鼓20上的残留调色剂能够得到充分的收集。

在无清除器处理过程中，对调色剂浓度的控制是由与显影剂容纳室(显影室)容量有关的载体的量来确定的。可以获得稳定控制的一个低的极限值是20重量％-25重量％。

当该调色剂浓度被设定在极限调色剂浓度时，可以加以收集的载体颗粒尺寸是35μm。具体地说，如图15所示，当对比具有50μm的颗粒尺寸的载体与具有35μm的颗粒尺寸的载体时，作为不具有残留图象的最大调色剂浓度而言，在35μm载体时要比在50μm载体时要大。因此，通过采用35μm载体，可以获得比采用50μm载体时更好的结果。

当中心颗粒尺寸被设定在35μm时出现的一个问题是具有小的颗粒尺寸的载体将被感光鼓20所吸引。在正常的二组分系统中，即使当具有这种颗粒尺寸的载体附着在感光鼓20上时，图象也不会出现问题。然而，在1．5组分处理中，调色剂浓度值是根据相对于显影剂容纳室(显影室)的容量的载体量而受控制的。因此，对载体的吸引导致了调色剂浓度控制值的涨落(调色剂浓度增大)。因此，该浓度超过了足以引起诸如残留图象、模糊等等的图象缺陷的极限调色剂浓度。

在这种情况下，即使是35μm的载体的核心材料也涉及到采用铁粉，以使载体不被感光鼓20所吸引。该铁粉的饱和磁化是大约200emu／g，这与正常的磁铁／铁磁体一样强。因此，载体在套筒24中被磁铁240的磁力保持在套筒241上，从而防止了载体受吸引。

下面，如图18A所示，残留调色剂被磁力和静电力所吸引，同时载体链使在感光鼓20上的残留调色剂转动，从而收集残留调色剂。因此，载体的表面面积的增大，对于获得更强的收集能力是有效的。

因此，如图16所示，载体的结构从类似球形变成为扭曲形(海绵形)的41-1。借助这种结构，即使对于相同的载体颗粒尺寸，也能大大增加调色剂的附着量，从而获得高收集能力。另外，如图17所示，作为优选的是使载体具有扁平形状41-2。

如上所述，磁性载体采用具有扭曲形状的载体，从而增大了载体的表面面积。这使得能够增强无清除器处理方式中残留调色剂的收集能力。另外，该扁平载体被用作磁性载体，且该载体的表面面积因而得到进一步增大。这样就进一步加强了无清除器处理过程中残留调色剂的收集能力。

图19是特性图，显示了载体收集量的比较。如该图中可见，在扭曲海绵铁粉载体41-1中的收集量大于在球形铁粉载体的收集量。另外，在扁平铁载体41-2中的收集量大于在载体41-1中的收集量。

要注意到，作为调色剂的起电可控制性，具有高磁力的铁粉载体要略微小些。因此，最好采用与其他呈现优异的调色剂起电可控制性的载体的混合物，以改善调色剂的起电可控制性。

另外，图18A所示的光导层20-1最好为10μm-30μm的厚度。这样，在转印之后的残留调色剂借助静电力而附着在感光鼓的表面上。该力被定义为调色剂所带电荷与调色剂电荷在感光体导电层中感应出的电荷(具有与调色剂电荷相同的大小但相反的极性)之间的相互吸引力。

因此，该作用力在感光层的厚度较小时变得较大。因而，借助显影单元的收集难于进行。因此残留图象能够方便地形成。特别是当层的厚度为10μm或更小时，残留图象的形成很容易进行。另外，层厚度若在30μm以上，图象的密度被降低。因而光导层20-1的层厚度最好为10μm-30μm。

另外，当套筒241以感光鼓20的周边速度两倍的速度旋转时，调色剂得到了良好的收集。即，通过增大显影单元中的显影剂相对于感光鼓的运动速度，使显影剂在与感光鼓20上的残留调色剂相摩擦。其结果，调色剂在感光鼓上运动并同时在其上滚动，且使调色剂附着在感光体上的静电力减小。调色剂因则能够被方便地收集。这一点是由于这样的事实，即调色剂所具有的电荷是不均匀分布的。如上所述，当套筒241以不小于感光鼓20的周边速度的二倍的速度转动时，调色剂得到了良好的收集。

图20A和20B用于说明本发明的一个实施例的堵塞恢复操作。图21用于显示图20A和20B的堵塞恢复过程。

如图20A所示，在分隔部件230-1和显影单元的框之间设置了弹簧237和凸轮238。在图20A中显示了正常的打印状态。在显影辊24与分隔部件230-1之间的间隙为2mm。

另一方面，当在堵塞之后进行了恢复操作时，如图20B所示，凸轮238进行工作。然后，与刮片234分离的分隔部件230-1在抵抗弹簧237的转动力的同时被降下。显影室230与分隔部件230-1之间的间隙因而被减小到了1mm，这造成了显影室230的容量的减小。与该过程同时地，调色剂供应通道的间隙b被从1．5mm减小到了0．6mm。

下面是为什么进行以上设置的原因。当堵塞发生时，设备停止在打印处理的中途，因而尚未被转印的图象被留在感光鼓上。因此，除非显影单元转动相当长的一段时间，否则残留调色剂就不能被收集。另外，在这种收集处理中，大量的残留调色剂通过扩散刷28，使得刷上的负载增大。与此同时，在刷的毛之间混合有大量的调色剂，这有可能造成使用寿命的降低。

在该无清除器处理中，只有显影单元23吸收大量的残留调色剂。一种能够最有效地增大显影单元23的收集的方法，涉及降低调色剂浓度并增加附着在磁刷上的调色剂的量。

因此，如图20B所示，分隔部件230-1只在堵塞恢复过程中被降下，从而减小了显影室231的容量。借助这种处理，存在在显影室231中的载体的量没有改变，因此调色剂控制值得到了降低。同时调色剂供应通道235也变窄，从而造成调色剂供应量的缺乏。

因此，磁刷收集残留调色剂的能力增加了。一般地，当被设定在这种状态时，在打印了几十张纸时可以看出调色剂浓度的不均匀性。然而，该情况仅在堵塞恢复的短时间内发生，因而没有问题。进一步地，调色剂供应通道235变窄，且由于磁刷的延伸使载体不会泄漏出来。

另外，显影辊24的套筒241的转速从75mm／秒的正常转速增大到150mm／秒。因而能够获得单位时间内的收集量，因而该方法在增大收集能力上也是有效的。

如图21所示，在该堵塞恢复过程中希望感光鼓20的转数为5或更大。在此情况下，感光鼓20的转速被设定在75mm／秒，这是正常转数的三倍，从而降低了恢复时间。然后，当在完成恢复之后开始打印时，感光鼓被返回到25mm／秒的正常转数。

另外，在恢复过程中，大量的调色剂通过扩散刷28。此时，调色剂在扩散刷28的毛之间得到了混合，此外，借助转数的增大，调色剂散发出热量，从而可以认为发生成膜作用。因此，当进行堵塞恢复时，一种较好的设置是使扩散刷28被向回移动，从而不与感光鼓20接触。

应注意到凸轮238在堵塞恢复过程完成之后的转动和倒转到图20A所示的状态。

当采取这种行动时，堵塞恢复时间可能是正常时间的一半。

图22A和22B显示了本发明的一种变化形式例子。图23是框图，显示了本发明的变形形式的另一个例子。

如图22A所示，与一个整流板236相倾斜地设置了一个角形分隔部件230-1。借助这种设置，显影室具有与显影辊类似的形状，且获得了当采用图5所示的结构时相同的效果。

另外，如图22B所示，该整流板236与一个导向器236-1一起被固定。显影剂因而可以沿着显影辊24的轴向移动。因此，呈现出与设置有图10所示的导向器时相同的效果。

另外，图23显示了整流板236的一种修改的例子，其中整流器36与一个转动螺旋部件(弹簧)236-3压配在一起。借助这种设置，该显影剂可沿着显影辊24的轴向移动，因此，呈现出与设置如图10所示的导向器相同的效果。此时，如果整流板236倾斜地设置导向器236-2，沿着轴向方向的搅拌能力能够得到增强。

另外，将给出又一个修改的例子。图5中所示的分隔部件230-1的壁表面230-4上涂覆有与载体涂覆材料相同的材料。该调色剂因而甚至通过与壁表面230-4的摩擦而达到起电。因此，可以抑制低起电调色剂的产生。其结果，调色剂得不到散射，从而能防止污染的引入。图24A和24B显示了图5和11所示的载体泄漏防止装置的一种修改的例子。如图24A和24B所示，调色剂供应通道235带有一个逆流防止阀239。该逆流防止阀239允许调色剂从调色剂供应通道231流到显影室230中，但阻止了显影室230的载体流入调色剂供应室231。借助这种操作，在调色剂供应通道235中不会产生堵塞，从而促进了稳定的调色剂供应。

根据本发明，能够给出以下与上述的该实施例不同的修改方案。

第一，图象曝光单元涉及到采用LED光学系统但可采用一个激光光学系统、一个液晶快门光学系统、一个EL(电-发光)光学系统等等。其次，在上述实施例中，潜象形成装置已经被作为电子照相装置而得到了描述，但它可作为用于转印调色剂图象的潜象形成装置(例如静电记录装置等等)使用。不仅限于采用记录纸，而是也可以采用其他介质。另外，感光鼓不仅限于鼓形结构，而是也可以采用带形结构。第三，该图象形成设备已被理解为打印机，但也可以取其他的形式，诸如复印机、传真机等等。

本发明已经借助实施例而得到了描述，但它也能够在本发明的范围内以各种修改的形式进行实施。这些修改也被包括在本发明的权利要求书中。

如上所述，根据本发明，在1．5组分显影方法中在显影室中的载体的工作是有效的。因而，能够防止调色剂浓度控制值的涨落，从而获得具有高而且稳定的质量的图象。

Claims (6)

1．一种显影设备，用于通过向潜象载体提供显影剂而在该潜象载体上显影静电潜象，

所述设备包括：

一个调色剂容纳室，用于容纳磁性调色剂；

一个显影辊(24)，它具有多个固定的磁极部件和一个沿着所述固定磁极部件的周边设置并围绕其转动的套筒(241)，用于向所述潜象载体提供由磁性载体和磁性调色剂组成的显影剂；

一个显影室(230)，它具有沿着所述显影辊(24)形成的分隔壁(230-1)并具有适配于所述显影辊(24)的形状的构造；以及

一个调色剂供应口，用于从所述调色剂容纳室向所述显影室(230)提供磁性调色剂。

其特征在于，所述分隔壁构制成使处在所述调色剂供应口的周边部分中的所述显影辊与所述分隔壁之间的间隙被设定得大于处在所述调色剂供应口(235)的周边部分以外的部分中的所述显影辊与所述分隔壁之间的间隙，以避免所述显影室(230)中的载体漏进所述调色剂容纳室中。

2．一种显影设备，用于通过向潜象载体提供显影剂而在该潜象载体上显影静电潜象，

所述设备包括：

一个调色剂容纳室，用于容纳调色剂；

一个显影辊(24)，用于向所述潜象载体提供由磁性载体和调色剂组成的显影剂；

一个显影室(230)，它具有沿着所述显影辊形成的分隔壁；

一个调色剂供应口，用于从所述调色剂容纳室向所述显影室提供调色剂；以及

一个导向部件，设置在所述分隔壁上，用于引导显影剂沿着所述显影辊的轴向方向的运动。

3．一种显影设备，用于通过向潜象载体提供显影剂而在该潜象载体上显影静电潜象，

所述设备包括：

一个调色剂容纳室，用于容纳磁性调色剂；

一个显影室(230)，它经过一个调色剂供应口而从所述调色剂供应容纳室供应磁性调色剂；

一个套筒(241)，它进行转动以将所述显影室(230)中的由磁性载体和磁性调色剂组成的显影剂提供给所述潜象载体；以及

一个设置在所述套筒中并具有多个磁极的固定磁极部件，各个磁极的中心位于偏离所述调色剂供应口的位置上，以避免所述显影室中的载体漏进所述调色剂容纳室中。

4．一种显影设备，用于通过向潜象载体提供显影剂而在该潜象载体上显影静电潜象，

所述设备包括：

一个调色剂容纳室，用于容纳磁性调色剂；

显影辊(24)，它包括可转动的套筒，该套筒沿着多个固定磁极部件的周边设置，用以将由磁性调色剂和磁性载体组成的显影剂提供给所述潜象载体，该磁性载体的核心是呈现出强饱和磁化的铁粉；

一个带有所述显影辊的显影室(230)；以及

一个调色剂供应口，用于将磁性调色剂从所述调色剂容纳室提供给所述显影室(230)。

5．根据权利要求4的显影设备，其特征在于，所述显影辊将显影剂提供给所述潜象载体并同时收集所述潜象载体上的残留调色剂，且其中磁性载体具有扭曲构造。

6．根据权利要求4的显影设备，其特征在于，所述显影辊将显影剂提供给所述潜象载体并同时收集所述潜象载体上的残留调色剂，且其中磁性载体具有扁平构造。

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