專利名稱：顯影裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于成象設備，例如電子照相設備的顯影裝置。
圖9是帶有顯影裝置的傳統(tǒng)成像設備的示例圖。圖9表示的是成像設備簡要結構的垂直剖面圖，下面將參照圖9對傳統(tǒng)成像設備作簡要描述。
感光鼓111(色粉承受件)按圖示箭頭R1方向旋轉，當感光鼓111通過充電輥103(充電裝置)均勻地充上電后，受到曝光裝置102的曝光作用在其上形成靜電潛像。此靜電潛像通過顯影裝置208形成色粉圖。感光鼓111上的色粉圖通過轉印輥110(轉印裝置)轉印到轉印介質(zhì)114上。預先裝在送紙盒117內(nèi)的轉印介質(zhì)114是通過送紙輥116提供的。轉印色粉圖時未轉印的色粉和殘存在感光鼓111上的色粉通過清潔裝置112上的清潔刮片113去除，以便繼續(xù)成像過程。另一方面，轉印到轉印介質(zhì)114上的圖像通過定影裝置115加以定影，之后就釋放到成像設備主體101之外。通過以上操作，成像過程就完成了。


圖10是傳統(tǒng)的顯影裝置的示例圖。圖10是圖9中所示的顯影裝置208的放大圖。下面將參照圖10對傳統(tǒng)顯影裝置作簡要描述。
圖中所示顯影裝置208使用的是單一成份的磁性色粉。顯影套105(色粉承受件)包括一個鋁制或不銹鋼制成的無磁性的套管，其旋轉方向如圖中箭頭R2所示。顯影套105內(nèi)固定安裝著由多個N極和S極交替排列成的磁鐵106。顯影套105的表面處理成具有一定粗糙度的形式，以使其可以帶上需要量的色粉。彈性片107a的一端(顯影劑調(diào)整部件)在給定的壓力下緊貼著顯影套105表面。彈性片107a可由人造橡膠或硅橡膠等一類的物質(zhì)制成，其一端連接在支承片107b上。色粉109在磁鐵106的磁力作用下吸附到顯影套105表面，色粉109在傳送到顯影套105上時由于摩擦充電而帶有一定量的電荷，另外在彈性片107a調(diào)整色粉多少時由于顯影套105和彈性片107a的滑動摩擦而使色粉109帶有一定量的電荷。然后色粉109傳送到顯影區(qū)域。
另外，如圖15所示，顯影裝置208被設計成如下方式，在顯影套105的兩端安裝有輥子209，輥子209與感光鼓111緊貼著，這樣就在顯影套105和感光鼓111之間形成了給定的間隙。在顯影套105的一端固接著一個顯影套齒輪212，這樣在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下顯影套齒輪212轉動起來，并將驅(qū)動力通過齒輪212傳遞給整體連接在感光鼓111上的齒輪211。
用來探測顯影裝置208上殘留的色粉多少的結構，已知的現(xiàn)有技術是這樣的，通過一個交流偏壓電源118提供變化電流，再通過與顯影套105平行安裝的探測件108探測由于色粉多少的變化而引起的顯影套和探測件之間的阻抗的變化，以此來估計殘留色粉的多少，如圖10所示(下文稱為“感應電流探測裝置)。用來提供偏壓的電源不僅包括上述偏壓電源118，還包括一個直流偏壓電源119，這樣直流電壓和交流電壓就疊加作用于上述顯影套105上了。
上述電流探測裝置分別由圖10中的部件120到123構成。附圖標記120表示的是一個電容器，其靜電電容量等于沒有殘留色粉時的電容量。電容120的靜電電容和通過探測件108探測的靜電電容分別通過二極管121和122加以比較，以此來判斷是否有殘留色粉存在。
在探測殘留的色粉的時候，平行安裝在顯影容器104內(nèi)的探測件108可能會阻止色粉的移動。特別是在顯影容器104和探測件108之間易于形成色粉的堵塞，傳統(tǒng)做法是在探測件108下部安裝一個攪拌件130，這樣就可以將遠處的色粉順利地提供給顯影套105。
攪拌件130通常為如圖11所示的曲柄狀，并以其兩端為軸心沿箭頭R3方向旋轉。以上為傳統(tǒng)的方式。
另外，一個安裝在顯影容器104內(nèi)的攪拌件7用來將遠處的色粉輸送給攪拌件130。攪拌件7形狀如攪拌件130一樣也為曲柄狀，并以其兩端為軸心沿箭頭R4方向旋轉，如圖12所示?？傊粋€驅(qū)動裝置可以使攪拌件130和攪拌件7旋轉，例如，它可以是通過上文所述的顯影套齒輪212(參見圖15)以一定的轉速傳遞給齒輪組，從而將之減速而得。
然而，例如在數(shù)字成像系統(tǒng)中，曝光所用的是激光光束，為了提高小點的再現(xiàn)性，所用的色粉的直徑越來越小，這樣在上述結構的顯影裝置208工作的時候，圖像密度有時會變小。
圖13所示曲線表示的是開始時的圖像密度隨著色粉平均(中間)直徑的不同的變化曲線。雖然當色粉平均直徑分別為6μm和8μm時，開始時的圖像密度都較低，但當色粉平均直徑較小時，也就是說，6μm時開始的圖像密度下降得更顯著。當色粉平均直徑為8μm或更大時，開始時的最低圖像密度毫無疑問為1.4或更高。另一方面，當所用的色粉平均直徑小于8μm時，開始時的最低圖像密度將降低到必須加以提高的水平。
根據(jù)發(fā)明人的研究表明，圖像密度的降低是因為單色(全黑)圖像密度與色粉顆粒中含有少量的精細顆粒有關(密度的測量采用的是Macbeth公司的Macbeth反射密度計)，如圖16所示，當色粉中的精細顆粒量增加時，圖像密度下降得更多。精細顆粒所帶的摩擦靜電與普通顆粒所帶的摩擦靜電是有很大差別的。研究表明，在開始的時候，當顯影裝置開始工作時，顯影裝置208內(nèi)較小的色粉顆粒會聚集到顯影套105附近，這樣會使顯影套上覆蓋的色粉的摩擦靜電變多(這樣，在所有用來顯影用的色粉中帶有最佳摩擦靜電的顆粒量就減少了)，顯影能力因此而降低了。由于小直徑色粉顆粒所帶來的問題的存在，當色粉顆粒平均直徑變小時，上面所說的現(xiàn)象就更顯著了。而且，當連續(xù)打印消耗色粉較少的圖案時，這種現(xiàn)象會更嚴重(例如，當連續(xù)打印空白(全白)件后馬上打印單色圖，圖像質(zhì)量會下降得更低)。這是因為當色粉消耗量降低后，聚集到顯影套105附近的精細色粉顆粒增加得更多了。
圖14A所示為傳統(tǒng)顯影裝置208中使用了曲柄狀攪拌件130后色粉的運動情況。在圖中，新色粉是通過兩種方式從顯影容器104一側傳送而來的，也就是，通過從攪拌件130下的空隙傳送，如箭頭4所示，另一種方式是通過自重作用從攪拌件130和探測件108之間的空隙傳送，如圖14B中箭頭5所示。流動到顯影套105附近的色粉沿箭頭4和5方向被顯影套105中的磁鐵106的磁力所吸引。然后，色粉通過彈性片107覆蓋到顯影套105上。未覆蓋到顯影套105上的色粉從箭頭2或3方向循環(huán)而出。這種循環(huán)使得色粉帶上摩擦靜電。根據(jù)發(fā)明人的研究表明，當攪拌件130攪拌時，攪拌件130和探測件108之間的空隙變寬時流過的色粉量要比僅由攪拌件130轉動推動的色粉量多得多。研究還表明，大量的色粉流入會引起圖像密度降低。換言之，當上述顯影裝置208采用了探測件108時，就需要一種控制曲柄狀攪拌件130和探測件108之間的色粉流入寬度的結構，以優(yōu)選流向顯影套105一側的色粉量。
消除以上問題的方法，首先就要采用顆粒尺寸一致的色粉(生產(chǎn)的時候?qū)⒕氼w粒除去)。但是，由于這樣生產(chǎn)色粉的收益太差，成本過高，這種方式不實用。
另外，日本專利2682003中，在顯影裝置的色粉(接收)容器的顯影套一側，顯影裝置的內(nèi)側下部安裝有一個隔離件，在隔離件和顯影套之間的色粉接收容器的一個隔間內(nèi)安裝有一個供粉腔，這樣，隔間內(nèi)優(yōu)先用于顯影用的色粉就具有一致的顆粒尺寸了。但是，要使色粉具有足以越過下部的隔離壁的力，攪拌件就要求有嚴格的結構，因此也會導致費用的增加。另外，當系統(tǒng)的顯影容器的重心位于顯影套旋轉中心之上時，沿圖14A和14B中的箭頭4和5的色粉的流動就會受到抑制。然而，當攪拌件的轉矩較小，所用的費用也較小時，或者，當沒有采用攪拌件，僅靠色粉的自重供粉時，向上述隔間提供的色粉就會減少，從而，提供給顯影套的色粉量就會不穩(wěn)定，甚至當顯影容器內(nèi)還有大量色粉時，也有可能會在圖像上出現(xiàn)空白的部分。
還有，在日本延遲公開的申請10-104943中，從顯影腔的上壁向下突出有一個防護壁，它與色粉調(diào)整件相近的程度使之與色粉調(diào)整件的作用一樣。所以，在這樣的結構中，沿圖14B中的箭頭5方向的色粉的流動就不會受到抑制了，因而可以防止開始的時候圖像密度的降低。
本發(fā)明是在上述情況下作出的，因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種顯影裝置，該裝置可以防止由于向顯影劑承受件供給了太多的顯影劑而引起的圖像開始時的密度降低的問題。
本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種顯影裝置，該裝置可以防止由于向顯影劑承受件供給的顯影劑太少而引起的圖像出現(xiàn)空白的問題。
本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供一種顯影裝置，該裝置可以防止顯影劑落入到探測件附近，其中探測件用來探測顯影劑量的多少，在探測件下有一個攪拌件。
本發(fā)明的其它發(fā)明目的以及優(yōu)點通過下文參照附圖的討論可以變得更明顯。
圖1所示是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的顯影裝置的垂直截面圖。
圖2所示是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的顯影裝置中的隔離件的端部所在位置的說明圖。
圖3所示是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的成像裝置的垂直截面圖。
圖4A是圖2所示本發(fā)明的第一實施例中的隔離件端部位于位置“a”時的色粉流動情況說明圖。
圖4B是圖2所示本發(fā)明的第一實施例中的隔離件端部位于位置“b”時的色粉流動情況說明圖。
圖4C是圖2所示本發(fā)明的第一實施例中的隔離件端部位于位置“c”時的色粉流動情況說明圖。
圖4D是圖2所示本發(fā)明的第一實施例中的隔離件端部位于位置“d”時的色粉流動情況說明圖。
圖5所示是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的貯存盒的垂直截面圖。
圖6所示是安裝有貯存盒的成像裝置的垂直截面圖。
圖7所示是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的顯影裝置的垂直截面圖。
圖8顯示的是從圖7所示的本發(fā)明第三實施例中的箭頭A方向看的隔離件視圖。
圖9所示是傳統(tǒng)的成像裝置的垂直截面圖。
圖10所示是傳統(tǒng)的顯影裝置的垂直截面圖。
圖11所示是第二攪拌件水平方向上的結構圖。
圖12所示是第一攪拌件水平方向上的結構圖。
圖13所示是對應于不同的色粉平均直徑下的打印張數(shù)和圖像密度之間的關系圖。
圖14A所示是傳統(tǒng)的顯影裝置中的色粉流動圖。
圖14B所示是傳統(tǒng)的顯影裝置中的色粉流動圖。
圖15所示是感光鼓和顯影套連接關系圖。
圖16所示是色粉中精細色粉所占比例與單色像密度之間的變化關系圖。
圖17是對應于不同的隔離件端部高度下，不同的精細色粉比例和是否出現(xiàn)掉色以及單色像密度的說明表。
圖18是隔離件端部對應于中間部分和邊緣部分，不同的精細色粉比例和是否出現(xiàn)掉色以及單色像密度的說明表。
圖19表示的是攪拌件的另一實例前視圖。
圖20A所示是當顯影容器中有大量的色粉時的攪拌件操作圖。
圖20B所示是當顯影容器中的色粉較少時的攪拌件操作圖。
圖21是對應于不同的隔離件端部高度下，不同的精細色粉比例和是否出現(xiàn)掉色以及單色像密度的說明表。
下面將參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
(第一實施例)圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的顯影裝置的一個實例。該圖所示為顯影裝置簡要結構的橫截面圖。圖3所示是安裝有本發(fā)明的顯影裝置的成像裝置的一個實例。該圖所示為成像裝置的簡要結構的橫截面圖。
首先，參照圖3對成像裝置作詳細說明。然后，參照圖1對定影裝置作詳細說明。
圖3所示成像裝置包括作為打印機的成像裝置主體101(下文簡稱為“主體”)。一個作為圖像承受件的輥狀的電子成像感光件111(下文簡稱為“感光鼓”)安裝在主體101內(nèi)。在感光鼓111縱向(軸向)一端固接著一個感光鼓齒輪211，如圖15所示。感光鼓111通過驅(qū)動裝置(未示出)將驅(qū)動力傳遞給感光鼓齒輪211，使得感光鼓111以軸線為中心沿圖3所示箭頭R1方向以預定的轉速(邊緣速度)旋轉。
作為充電裝置的充電輥103對感光鼓111表面充電。充電輥103與感光鼓111表面相接觸，從而當感光鼓111沿箭頭R1方向旋轉時帶動充電輥103沿箭頭R5方向旋轉。一個偏置充電電路，例如，通過一個偏置充電電源(為示出)的交流電壓和直流電壓疊加起來向充電輥105供電。這樣，在感光鼓111表面就充上了同一極性和給定量的電壓。
表面充了電的感光鼓111通過曝光裝置102在其上形成一個靜電潛像。曝光裝置102包括激光掃描儀102a，多棱鏡(未示出)，反射透鏡102b等等。曝光裝置102以圖像信息為基礎將激光束照射到感光鼓111表面，然后感光鼓111上被光束照射了的部分的電量被導走，這樣就形成了一幅靜電潛像。
通過本發(fā)明的顯影裝置8，色粉被吸附到感光鼓111上的靜電潛像上，從而顯出一幅色粉圖像。顯影裝置8將在下文詳細描述。
感光鼓111上形成的色粉圖像由作為轉印裝置的轉印輥110轉印到轉印介質(zhì)114上。轉印輥110和感光鼓111以一定的壓力相互接觸以形成一個夾持部分，并且隨著感光鼓111沿箭頭R1方向旋轉，轉印輥沿箭頭R6方向旋轉。轉印夾持部分夾住轉印介質(zhì)114并將其傳送出去。轉印介質(zhì)114裝在送紙盒117內(nèi)，并通過送紙輥116，定位輥(未示出)等與感光鼓111上的圖像同步地傳送到夾持部分。一個由轉印偏置電源(未示出)提供電能的的轉印偏置電路向轉印輥110提供與感光鼓111上的色粉圖像極性相反的電壓，這樣感光鼓111上的的色粉圖像就轉印到轉印介質(zhì)114上了。
當色粉圖像轉印到轉印介質(zhì)114上后，殘存在感光鼓111上的色粉由清潔裝置112的清潔片113除去。這樣，感光鼓111就可以繼續(xù)下一步的成像過程了。
另外，轉印了色粉圖像的轉印介質(zhì)114會傳送到定影裝置115，然后經(jīng)過加熱，并經(jīng)過固定輥115a和加壓輥115b的壓力作用下將色粉圖像固定在轉印介質(zhì)114上。
固定有色粉圖像的轉印介質(zhì)114釋放到主體101之外后，成像過程就完成了。
下面將參照圖1和圖10至12對本發(fā)明的顯影裝置8作詳細地描述。
圖示顯影裝置8使用單一成份的色粉，并包括一個盛放色粉的顯影容器104。顯影容器104的前側下部有一個開口部分104a，其中安裝有一個作為色粉承受件的顯影套105。在以下的說明中，顯影裝置8中與感光鼓111相對的一側為前側(圖1中左側)，遠離感光鼓111的另一側為后側(圖1中右側)。
顯影套105包括一個由鋁管或不銹鋼管制成的非磁性套構成，并在顯影容器104的支承下沿箭頭R2方向旋轉。在顯影套105縱向(軸向)的兩端固接著輥子209，如圖15所示。這些輥子緊貼著感光鼓111，這樣就能保證在顯影套105和感光鼓111之間有一條給定的縫隙(間隙)。在顯影套105的一端固接了一個顯影套齒輪212，這樣驅(qū)動力就從上述感光鼓齒輪211傳送過來，從而驅(qū)動顯影套105沿箭頭R2方向旋轉。顯影套105的表面處理成具有一定粗糙度的形式，以使其可以帶上需要量的色粉。另外，顯影套105內(nèi)安裝了一個磁鐵106。
磁鐵106為圓柱形，多個磁鐵的N極和S極交替地安裝在其邊緣。磁鐵106固定地安裝在顯影套105內(nèi)并隨顯影套105沿箭頭R2方向旋轉。
一個作為顯影劑調(diào)整件的彈性片107a緊貼著上述顯影套105。彈性片107a由人造橡膠或硅橡膠等一類的物質(zhì)制成。彈性片107a底端連接在支承片107b上，而其前端以給定的壓力緊貼著顯影套105表面，并因此而使彈性片107a產(chǎn)生了彈性變形。彈性片107a設計成可以調(diào)整由上述磁鐵106的磁力作用而吸附到顯影套105表面的色粉109的厚度。附著在顯影套105表面的色粉帶有一定量的電荷，這是因為色粉在隨著顯影套105沿箭頭R2旋轉而傳送到其上時的摩擦充電而帶有一定量的電荷，另外在彈性片107a調(diào)整色粉多少時由于顯影套105和彈性片107a的滑動摩擦而使色粉帶有一定量的電荷。然后色粉被傳送到對著感光鼓111的顯影區(qū)域。此時，分別由交流偏置電源118和直流偏置電源119提供電能的交流偏置電壓和直流偏置電壓疊加起來，以滑動接觸的方式(未示出)向顯影套105充電，如圖10所示。經(jīng)過上述程序，顯影套105上的色粉流向感光鼓111，然后吸附到顯影區(qū)域的靜電潛像上，從而將靜電潛像顯影為一幅色粉圖像。
顯影裝置8中，用來探測殘留色粉多少的結構是這樣的，參照圖10，通過一個交流偏壓電源118向探測件108提供變化電流，再通過與顯影套105平行安裝的探測件108探測由于色粉多少的變化而引起的顯影套和探測件之間的阻抗的變化，以此來估計殘留色粉的多少。電流探測裝置分別由圖10中的部件120到123構成。附圖標記120表示的是一個電容器，其靜電電容量等于沒有殘留色粉時的電容量。電容120的靜電電容和通過探測件108探測的靜電電容分別通過二極管121和122后由比較器123加以比較，以此來判斷是否有殘留色粉存在。
在探測殘留的色粉的時候，縱向安裝在顯影容器104內(nèi)的探測件108可能會阻止色粉的移動。特別是在顯影容器104和探測件108之間易于形成色粉的堵塞，因此可以在探測件108下部安裝一個攪拌件130，這樣就可以將遠處的色粉順利地提供給顯影套105。
攪拌件130為如圖11所示的曲柄狀，并以其兩端為軸心沿箭頭R3方向旋轉。另外，一個安裝在顯影容器104內(nèi)的攪拌件7用來將遠處的色粉輸送給攪拌件130。第一攪拌件7形狀如第二攪拌件130一樣也為曲柄狀，并以其兩端為軸心沿圖1中所示箭頭R4方向旋轉，如圖12所示。總之，一個驅(qū)動裝置可以使攪拌件130和攪拌件7旋轉，例如，它可以是通過上文所述的顯影套齒輪212(參見圖15)以一定的轉速傳遞給齒輪組，從而將之減速而得。
下面將用具體數(shù)值對本實施例的顯影裝置8的結構詳細描述。
顯影套105由直徑為16mm的非磁性的鋁管構成。顯影套105表面覆有一層帶有導電顆粒的樹脂，以用來輸送色粉并向色粉提供靜電，而且顯影套105的表面粗糙度按JIS標準平均為Ra 0.4μm到3.5μm。在本實施例中，表面粗糙度平均為Ra 0.95μm。
磁鐵106由4個磁鐵棒的N極和S極交替地安裝在其邊緣而構成，并且固定地安裝在顯影套105內(nèi)。
彈性片107a為JIS硬度為40的硅橡膠，允許以20到40gf/cm的接觸壓力(垂直于顯影套105表面上每1cm上的接觸壓力)緊貼在顯影套105表面。
色粉采用單一成份的磁性色粉。其成份為，100重量份的苯乙烯n-丁基丙烯酸作為粘結樹脂，80重量份的磁性顆粒80，2份的單偶氮鐵絡合物的載電控制劑，3份作為蠟的低摩爾重量的聚丙烯熔化后在140℃下用一個雙軸擠壓機揉合在一起。冷卻后的混合物用球磨機粗磨，然后用氣流粉碎機將之精磨。精磨后的產(chǎn)品用氣流進行分離后得到重均粒度為5.0μm的分離顆粒。再將重均粒度5.0μm的產(chǎn)品與1.0重量份的疏水精細硅顆粒在henshell混合機中加以混合后得到顯影劑。所用的是重均粒度范圍為3.5到7.0μm的顆粒(大部分大約為6μm)。在上述結構的顯影裝置8中采用了上述色粉后，覆蓋在顯影套105上的色粉量大約為0.5到2.0mg/cm2。
下面將解釋重均粒度。
采用TA-II型Coulter計數(shù)器(由Coulter電子有限公司制造)作為測量工具，用一級氯化鈉調(diào)成的1％的NACL水溶液作為電解液。其測量方法是，在上述100到150ml的電解液中加入0.1到0.5ml的表面活性劑，配制成分散劑，然后在其中加入2到20ml的待側樣品。懸浮有樣品的電解液經(jīng)過超聲分散裝置的處理。然后用孔徑為100μm的上述Coulter計數(shù)器通過測量顆粒的數(shù)量來得到分散顆粒的尺寸大小。由此就得到了重均粒度。
另外，如圖1所示，顯影容器104相對于顯影套105的旋轉中心105a是在垂直向上的方向上傾斜布置的。在這種布置下，顯影容器104中的色粉重心G(初始時顯影容器104裝滿色粉時的重心位置)相對于顯影套105是在垂直向上的傾斜位置上的。這樣的結果是，由于利用了重力的作用，色粉就可以順利地流到顯影套105附近了，因而攪拌件7的力矩也可以降低了。因此，在本實施例中，即使采用的結構很簡單，色粉也是可以得到充分的輸送的。如果以水平線為基準，顯影容器104中的色粉重心G相對顯影套105的旋轉中心105a的傾角α為5到70度，色粉就可以輸送到顯影套105附近。在本實施例中，重心G相對顯影套105的旋轉中心105a的上傾角為40度。
如果上述角度為50度或更大，由于在自重作用下，顯影容器104底部的色粉很容易就可以流出，顯影容器104中的攪拌件7就不總是必要的了。
如果假定感光鼓111和顯影套105之間的縫隙為300μm，向顯影套105供電的偏置電壓為，直流電壓為-550V，三角波形的交流電壓Vpp為1500V，頻率2200Hz。
充電輥103向感光鼓111表面充電時，黑色部分的電勢VD＝-650V，而曝光部分，也就是照射了激光的部分的電勢VL變?yōu)?150V。之后，上述的帶負電的色粉被吸引到感光鼓111表面曝了光的、電勢為VL的部分，這個過程稱為反向顯影。
下面將詳細說明本實施例防止開始時圖像密度低的問題的方法。
在本實施例中，在顯影容器104的顯影套105的一側安裝有一個隔離件，該隔離件從顯影套105的上部向下延伸，用來防止大量的色粉在自重作用下流到探測件108和攪拌件130之間。這是本實施例最顯著的特征。
由上述所知，開始時的圖像密度較低的原因是由于色粉沿圖14B中的箭頭R5方向的流入，這種流動主要是由于色粉從探測件108和攪拌件130上部落下。在這種情況下，為了防止色粉的落下，如圖2所示，顯影裝置8中的顯影容器104的上部安裝著一個隔離件1，其有效作用位置是，隔離件1的下端1a位于由切線C1(第一切線)和C2(第二切線)所確定的區(qū)域X之間，而在顯影套105一側(顯影容器開口位置)與探測件108垂直相切的切線為切線C1，在與開口位置相反方向與攪拌件130旋轉軌跡垂直相切的切線為切線C2。另外，為了防止色粉從區(qū)域X的上部落下，隔離件1與顯影容器104連接在一起。隔離件1上部最好位于顯影容器104開口附近，而不要位于區(qū)域X之內(nèi)。換句話說，隔離件1最好傾斜于垂直方向。
得到了顯影裝置8中的隔離件1位置的研究結果后，下面將詳細說明隔離件1的最佳結構。
實驗中，隔離件1的高度是變化的，也就是說，當隔離件1的底端1a分別位于位置(a)，(b)，(c)，(d)處時，以傳統(tǒng)的未裝有隔離件1的顯影裝置208為基準進行比較，得到諸如開始時的圖像密度等顯影裝置8的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
在實驗中，著重點是看隔離件1的高度對開始時的圖像密度下降的影響和是否出現(xiàn)掉色現(xiàn)象(圖像出現(xiàn)空白圖案)，這些由于向顯影套105提供的色粉太少而引起的現(xiàn)象被認為是暫時受到了隔離件1的負面影響。
下述為實驗內(nèi)容的詳細記錄。
(實驗條件)實驗環(huán)境溫度23℃，濕度60％成像裝置(感光鼓111)的工作速度80mm/sec探測件108直徑2.0mm探測件108下端和攪拌件130轉動中心之間的距離6.0mm攪拌件130旋轉軌跡直徑6.5mm攪拌件130轉速35rpm隔離件1端部1a所在位置(a)區(qū)域X之外，比切線C2離顯影套105的距離遠隔離件1端部1a所在位置(b)區(qū)域X之內(nèi)，靠近切線C2隔離件1端部1a所在位置(c)區(qū)域X之內(nèi)，靠近切線C1隔離件1端部1a所在位置(d)比切線C1離顯影套105的距離近的區(qū)域X之外(實驗方法)1.當隔離件1端部位置改變時，對應于顯影裝置中的不同位置開始輸出10張有空白圖案的圖像。這是因為顯影套105附近的精細顆粒數(shù)量增加引起了圖像密度顯著下降。
2.輸出一張單色圖，測量它的圖像密度。這是為了確定開始的時候是否出現(xiàn)了圖像密度下降的現(xiàn)象。圖像密度測量儀器為Macbeth反射密度計(由Macbeth公司制造)。
3.當再次輸出10張有空白圖案的圖像后，從顯影套105中取一份色粉樣品，測量其中的精細顆粒的比例。這是用來判斷精細顆粒所占的比例對圖像密度的下降造成的直接影響的程度。在測量色粉顆粒直徑的過程中，直徑為3.2μm或之下的顆粒認為是精細顆粒，并用一個Coulter multilizer(由coulter有限公司制造)計算出精細顆粒所占的比例。本實驗所用的色粉在制造的時候直徑為3.2μm或之下的精細顆粒所占比例大致為13％。
4.之后，輸出30張單色圖，用來判斷是否出現(xiàn)了掉色現(xiàn)象并比較它們相對樣品的掉色程度。
上述實驗結果如圖17所示。
由圖可見，當隔離件1的端部1a位于位置(a)和(b)時對圖像密度的影響都很大，并且大致相等。另外，當位于位置(a)和(b)時，顯影套105上的色粉中精細顆粒所占的比例接近制造時精細顆粒所占比例的13％。在位置(c)處，雖然圖像密度下降的程度與精細顆粒比例增加的程度相當，但仍然是有影響的。在位置(d)處，圖像密度和精細顆粒所占的比例都與參考值相同，開始時圖像密度低的現(xiàn)象并未得到改善。
相對于不同的隔離件1端部1a位置的掉色情況是，在位置(a)出現(xiàn)了掉色現(xiàn)象，而在位置(b)，(c)，(d)未出現(xiàn)掉色現(xiàn)象。
隨后，分別對應于位置(a)，(b)，(c)和(d)對色粉的循環(huán)進行了觀察。
如圖4A所示，位置(a)處時的色粉循環(huán)包括，在由顯影套105一側和隔離件1之間所確定的區(qū)域310中，沿箭頭301，302和303方向的色粉循環(huán)為大循環(huán)，色粉從區(qū)域301向區(qū)域311的流動為微循環(huán)305。當然，由于隔離件1的端部1a相對于切線C2位于顯影容器104的的背部一側(圖2的右邊)，色粉就可以防止進入圖14B中箭頭5所示的探測件108和攪拌件130之間的空隙中了。這樣就防止了顯影套105上的精細色粉的量的增加。但是，由于在攪拌件7一側，連接區(qū)域311和區(qū)域310的隔離件1開口部分很小，沿箭頭304方向，從攪拌件7向攪拌件130輸送的色粉量就不是很充分，結果是，當連續(xù)打印單色圖時，色粉的輸送會不及時，從而出現(xiàn)掉色現(xiàn)象。
為防止掉色，需要攪拌件7連續(xù)地向攪拌件130輸送充足的色粉。這樣就要色粉輸送的攪拌件130的轉動區(qū)域之內(nèi)。隔離件1的底端1a至少要相對切線C2位于靠近顯影套105的一側，攪拌件7才能向攪拌件130輸送色粉，切線C2與攪拌件130旋轉軌跡相切。換句話說，當位于位置(a)時，產(chǎn)生掉色現(xiàn)象的原因是因為隔離件1的端部1a減少了攪拌件7向攪拌件130輸送色粉，也就是，隔離件1的端部1a相對切線C2位于了顯影套105的后邊。
如圖4B所示，位置(b)處時的色粉循環(huán)包括，在區(qū)域310內(nèi)色粉從箭頭301向302，再向攪拌件130的流動表示為箭頭303，另一個表示為箭頭305的流動是色粉流入到區(qū)域311內(nèi)。當然，由于隔離件1的端部1a位于區(qū)域X內(nèi)的b處，色粉進入圖14B中箭頭5所示的探測件108和攪拌件130之間的空隙中的流動被大大地抑制了。這樣，與位置(a)相似，由于從區(qū)域311輸送來的色粉不象在(b)位置要求的多，就防止了顯影套105上的精細色粉的量的增加。而且，由于隔離件1的端部1a位于顯影套105一側和切線C2之間，沿箭頭304方向，從區(qū)域311向區(qū)域310輸送的色粉量很充分，即使在連續(xù)打印單色圖時，色粉也會充分地輸送到顯影套105上。
位置(c)處時的色粉循環(huán)如圖4C所示。相對于位置(b)，在此位置色粉是從上部向下落下的。另外，由于探測件108和隔離件1之間的縫隙變長了，箭頭303表示的流動或箭頭305表示從區(qū)域310向311的流動相對位置(b)被大大地分散和減弱了。結果，抑制色粉流動的作用被減弱了，相對于位置(b)時，從區(qū)域311輸送出的色粉量增加了，從而顯影套105上的精細色粉量也增加了。
位置(d)處時的色粉循環(huán)如圖4D所示。在此位置，箭頭5所示的探測件108和隔離件1之間的色粉流動增加了，因為相對于位置(c)，色粉從上部向下落下的量更多了，因而抑制色粉沿箭頭303和305流動的作用被進一步減弱了，色粉進入圖14B中箭頭5所示的探測件108和攪拌件130之間的空隙中的流動也就增加了。結果，從區(qū)域311輸送出的色粉量增加了，從而顯影套105上的精細色粉量也增加了。
當然，在位置(d)處時，沿箭頭304方向，從區(qū)域311向區(qū)域310輸送的色粉量很充分，即使在連續(xù)打印單色圖時，色粉也會充分地輸送到顯影套105上。
在上述研究結果的基礎上，顯影裝置結構如下，隔離件1從顯影容器104上部向下伸出，其端部1a位于由切線C1和C2確定的區(qū)域X之內(nèi)。其結果是，大量色粉從探測件108和攪拌件130之間的縫隙的流入被抑制了，從而防止了顯影套105上的精細色粉量的增加，開始時的圖像密度下降的問題得到了改善，輸送到顯影套105上的色粉量也很充分了。
在針對顯影裝置8的隔離件1端部1a位于位置(b)處時進行的打印測試中，直到打印容器104中的的色粉差不多用完，打印出的圖像的圖像密度都很高。另外，打印出的圖像質(zhì)量很穩(wěn)定，未出現(xiàn)任何圖案空白或空頁等掉色現(xiàn)象。
必須強調(diào)的是，本實施例中隔離件1最佳結構僅為一個示例，本發(fā)明不可局限于應用了本實施例的其它顯影系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)采用了符合本實施例的隔離件。
下面將參照附圖19到20描述攪拌件7的另一實施例。
在本實施例中，如圖19，20A和20B所示，攪拌件7由下列部件組成。剛性棒7a，其旋轉中心平行于顯影套105的旋轉中心；彈性片7b(顯影劑承受件)，其底邊A固定在剛性棒7a上，其前邊B為自由邊。攪拌件7的其它結構與前文所述相同。
在此實施例中，隔離件1位于顯影容器104內(nèi)靠近顯影套105的一側，并從顯影容器104上部向下伸出。當開始的時候色粉量很多時，由于隔離件1和第一攪拌件7(用于減弱色粉的輸送過程)的協(xié)同作用，防止了大量的色粉流入顯影套105的附近。這是本實施例最顯著的特征。
假設攪拌件7上的彈性片7b由PET(聚對苯二甲酸乙烯脂)制成，其厚度為100μm，攪拌件7的旋轉軌跡圓的直徑為35.0mm，轉速為10rpm；在上述實驗條件下，采用上述實驗方法進行了一系列實驗，結果如圖21所示。
由圖可見，當隔離件1的端部1a位于位置(a)和(b)時對圖像密度的影響都很大，并且大致相等。另外，當位于位置(a)和(b)時，顯影套105上的色粉中精細顆粒所占的比例接近制造時精細顆粒所占比例的13％。在位置(c)處，雖然圖像密度下降的程度與精細顆粒比例增加的程度相當，但仍然是有影響的。在位置(d)處，由于攪拌件7的作用，圖像密度與精細微粒比例接近并高于參考值(在沒有攪拌件的情況下獲得的值)。
相對于不同的隔離件1端部1a位置的掉色情況是，在位置(a)出現(xiàn)了掉色現(xiàn)象，而在位置(b)，(c)，(d)未出現(xiàn)掉色現(xiàn)象。
下面，將對攪拌件7的作用和效果進行詳細的描述。
攪拌件7的作用和效果圖19為攪拌件7的詳圖，參見該圖可知，彈性片7b的底邊A固定在由剛性體制成的剛性棒(作為攪拌支撐件)7a上，并可繞以剛性棒7a的軸心旋轉。
圖20A和20B說明了攪拌件的作用。在圖20A所示的情況中，由于初始狀態(tài)下顯影容器中裝入了大量的色粉(顯影劑)，彈性片7b在顯影容器104內(nèi)的色粉的載荷作用下相對于旋轉方向向后彎曲，這樣，顯影套105一側的色粉供給就受到了抑制。相反，在圖20B所示的情況下，由于色粉109的量大大減少，色粉載荷也相應減小，彈性片7b基本上恢復到初始狀態(tài)，這樣，攪拌件就可以將顯影容器104底部的色粉帶向顯影套一側。
盡管由于用作彈性片的PET的厚度很薄而使得初始狀態(tài)下圖像密度的加深效果很明顯，從而引起象在使用的最后階段出現(xiàn)圖像空白帶或色粉殘留量增多的負面效應，但從整體效果的角度來考慮，PET的厚度選為100μm是最恰當?shù)摹?br> 作為上述說明的一個例子，攪拌件7使用PET作為彈性片7b的材料，然而，本發(fā)明并不受限于此，實質(zhì)上，就算是采用其它的材料，只要采用能提供同樣彈性特性的方法來選擇厚度，也可以獲得相同的效果。
第二個實施例本實施例的特征在于，把第一個實施例中所述的顯影裝置裝入一個整體盒式容器內(nèi)，并由一個感光鼓、一個清潔裝置、和一個充電輥(充電裝置)構成一個處理盒，該處理盒安裝在顯影裝置的主體上并可拆卸。
圖5是處理盒PC的一個實例的垂直剖面圖，在圖六所示的剖面圖中，處理盒PC安裝在成像裝置的主體上。在這些圖中所描述的裝置對于上述第一實施例中描述的裝置，這里不在重復說明。
而在本實施例中，一個顯影裝置8、一個感光鼓111、一個清潔裝置112和一個充電輥(充電裝置)103由一個整體盒式容器6整體集成為一個處理盒PC。處理盒PC的設計由下述特點，當顯影裝置8消耗完所有的色粉109時，其它裝置，即感光鼓111，充電輥103和清潔裝置112也基本上達到了使用壽命。這樣的話，由于當處理盒有由色粉時總能獲得穩(wěn)定的成像，且上述裝置又是整體集成的，所以該裝置具有良好的替換性。
如果將一個上面第一實施例中所述的隔離部件1安裝在處理盒PC內(nèi)的顯影裝置的適當位置的話，處理盒PC除了本身已有的內(nèi)在優(yōu)點外，還將獲得一個在初始狀態(tài)也具有穩(wěn)定圖像密度的優(yōu)點。
上面的描述給出了處理盒PC的一個實例，處理盒PC中的處理設備基本上可由一個感光鼓111、一個充電輥103、和裝在盒式容器6內(nèi)的顯影裝置8及清潔裝置構成。依據(jù)于本發(fā)明的處理盒并不僅局限于這種結構，實際上，只需要提供感光鼓111作為圖像支撐件，以及顯影裝置8就足夠了。不用說，圖19、20A、和20B中所示的攪拌件也可被用于該裝置中。
第三個實施例本實施例的特征在于，針對顯影裝置的結構有可能布置成下述情況，它使得在初始狀態(tài)時，沿其縱向的圖像密度在端部比中部更容易變稀??；安排在顯影容器上部的隔離部件的高度沿縱向在端部和中部之間變化，以加深端部的圖像密度(端部的密度比中部相對較低)，從而使圖像密度沿縱向保持一致。
在下面的所述的情況中，顯影裝置沿縱向的圖像密度在端部比在中部更容易變得稀薄。
在顯影裝置(包括顯影套105、感光鼓111或相似的能打印A3幅面紙張、LDR紙張等等的裝置)沿縱向延伸的情況下，顯影套105和感光鼓111之間的預留間隙在有可能在中部比在端部變得更短。換句話說，參考圖15，由于輥子209在顯影套105的兩端和感光鼓111密合，顯影裝置的重量就由顯影套105的兩端來承受。正是由于這個原因，沒有受到支撐的顯影套105的中部就被推向感光鼓一側，結果，顯影套105的中部與感光鼓111之間的空隙和顯影套105端部與感光鼓111之間的空隙比起來更窄一些。因此，顯影套105端部在顯影時產(chǎn)生的電場強度比中部小，特別地，在初始狀態(tài)時，由于顯影屬性較低，端部和中部的電場強度的差別就更明顯。
圖7所示為一個顯影裝置408以展示本實施例的特征。參考該圖，與上述傳統(tǒng)示例和第一實施例及第二實施例中結構相同的部件請參考相應資料，此處不再重復。
圖8所示為從圖7中箭頭A方向看的隔離部件2的祥圖。參考圖8，隔離部件2的高度，即隔離部件2的前邊2a的位置沿縱向是變化的。于是，在裝配了隔離部件2的顯影裝置408中，隔離部件2的前邊2a在端部與圖2中的(b)位置相當，在中部與圖2中的(c)位置相當。
在裝配了隔離部件2的顯影裝置408上，進行了如第一個實施例中所述的同樣的實驗，在研究本實施例時，測量了相應于顯影套105沿縱向的端部和中部位置的圖像密度。
實驗結果如圖18所示。
參考圖18，在第一實施例中，從初始狀態(tài)起，就能獲得在顯影套105的邊緣部分具有足夠高密度的圖像。同樣，盡管中部的密度加深效應不如端部高，但只要感光鼓和顯影套105之間的間隙在中部比在端部小，顯影套105的中部在圖像密度上就比端部有利。也正因為如此，才可能采取措施使沿隔離部件2縱向的圖像密度保持一致。在中部和端部的密度差仍然很大的系統(tǒng)中，可以進一步增加隔離部件2端部和中部的高度差來解決這個問題。同樣，由于隔離部件只在邊緣部分起作用且圖像密度也只在端部加深，這樣，通過采取某種措施就可能使圖像密度沿縱向保持一致。此外，隔離部件在邊緣處的高度并不僅局限于本實施例，在將隔離部件裝入顯影裝置前，根據(jù)顯影裝置的性能，它可能是任何合適的位置。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，由于隔離部件2的高度沿縱向在中部和端部之間是變化的，就能在初始狀態(tài)時在隔離部件2中部和端部分別適當加深圖像密度，這樣，就使得沿隔離部件2縱向保持圖像密度的一致成為可能。
權利要求
1.一種顯影裝置，包括一個具有可容納顯影劑的開口部分的顯影容器；一個可轉動地安裝在開口部分承受和承載顯影劑的顯影劑承受件；一個沿顯影容器中所述顯影劑承受件的縱向伸展的探測件，安裝在所述顯影劑承受件的旋轉中心之上，用來探測所述顯影容器內(nèi)的顯影劑的多少；第一攪拌件，可轉動地安裝在所述探測件之下，用來攪拌顯影劑；第二攪拌件，安裝在離第一攪拌件距所述顯影劑承受件更遠的位置，用來攪拌顯影劑；一個隔離部件，從所述顯影容器內(nèi)側上部向下伸出；其特征在于，在開口部分側與所述探測件垂直相切的切線為第一切線，在與開口部分相反側與所述第一攪拌件旋轉軌跡垂直相切的切線為第二切線，第一切線比第二切線離開口部分更近，并且，所述隔離部件的下端位于第一切線和第二切線之間。
2.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述隔離部件相對垂直方向傾斜安裝。
3.如權利要求2所述顯影裝置，其特征在于，所述隔離部件上端的安裝位置比第一切線離開口部分的距離近。
4.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，在所述顯影劑承受件縱向上，所述隔離件下端中間部分位于其兩端之上。
5.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述第二攪拌件是可旋轉的，并且，所述第二攪拌件的旋轉中心位于所述探測件之上。
6.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述第二攪拌件包括一個柔性部件，當顯影劑少的時候，其曲率變小。
7.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述第二攪拌件包括一個剛性棒，剛性棒支承有一個彈性片。
8.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述探測件探測所述探測件和所述顯影劑承受件之間的靜電電容的變化。
9.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述顯影劑平均微粒直徑為7μm或更小。
10.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，顯影劑為單一成份的磁性顯影劑，并且所述顯影裝置還包括安裝在顯影劑承受件之內(nèi)的磁場發(fā)生裝置，以使顯影劑在磁力作用下吸引到所述顯影劑承受件上。
11.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，當顯影容器裝有顯影劑時，顯影劑重心位置位于顯影劑承受件的旋轉中心之上。
12.如權利要求1所述顯影裝置，其特征在于，所述顯影裝置和一個用于支承圖像的圖像支撐部件組成了一個固定在成像裝置主體之上并且可以拆卸的處理盒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯影裝置,其特征是,在顯影容器的開口部分與所述探測件垂直相切的切線為第一切線,在與開口部分相反方向與所述第一攪拌件旋轉軌跡垂直相切的切線為第二切線,第一切線比第二切線離開口部分更近,并且,所述隔離件的下端位于第一切線和第二切線之間。
文檔編號G03G15/08GK1258026SQ9912664
公開日2000年6月28日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權日1998年10月23日
發(fā)明者諏訪貢一, 岡野啟司, 吉田雅弘, 松本英樹, 砂原賢 申請人:佳能株式會社