УСТРОЙСТВО ПРОЯВКИ
DEVELOPMENT DEVICE

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству проявки (проявочному устройству), которое используется устройством формирования изображения, например копировальным аппаратом, принтером, устройством отображения записанного изображения, факсимильным аппаратом и т.д., для проявки электростатического скрытого изображения, сформированного на элементе переноса изображения с использованием электрофотографического метода, метода электростатической записи и т.п., в видимое изображение. В частности, оно относится к элементу переноса проявителя устройства проявки (проявочного устройства), который использует двухкомпонентный проявитель, состоящий из тонера и магнитного носителя.
Уровень техники
[0002] Устройство формирования изображения, например копировальный аппарат, который использует метод электрофотографического формирования изображения, наносит проявитель на электростатическое скрытое изображение, сформированное на его элементе переноса изображения, например, фоточувствительном барабане, для проявки электростатического скрытого изображения в видимое изображение. Известно, что в некоторых проявочных устройствах, соответствующих уровню техники, используется двухкомпонентный проявитель, состоящий из тонера и магнитного носителя. Также известно, что в этих проявочных устройствах используется способ проявки электростатического скрытого изображения на своем элементе переноса изображения (фоточувствительном барабане) в видимое изображение с помощью тонера в двухкомпонентном проявителе, путем транспортировки проявителя в непосредственную окрестность элемента переноса изображения, с использованием своего поворотного элемента переноса проявителя (который далее может именоваться просто проявочной трубкой), при этом двухкомпонентный проявитель продолжает магнитно притягиваться к элементу переноса проявителя.
[0003] В общем случае эти проявочные устройства снабжены проявочной трубкой, постоянным магнитом и лезвием регулировки проявителя (который далее может именоваться просто лезвием регулировки). Постоянный магнит располагается в проявочной трубке для магнитного удержания проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки. Лезвие регулировки располагается вблизи проявочной трубки, при наличии заранее установленной величины зазора между ним и периферийной поверхностью проявочной трубки. Таким образом, двухкомпонентный проявитель переносится на проявочной трубке и транспортируется в непосредственную окрестность фоточувствительного элемента, причем его количество регулируется до заранее установленного значения.
[0004] Традиционно применяется проявочная трубка, периферийная поверхность которой имеет микроскопические выступы и впадины, сформированные обдувкой (пескоструйной обработкой) с использованием микроскопических частиц, или множественные микроскопические канавки, которые проходят параллельно оси вращения проявочной трубки, чтобы гарантировать, что проявитель надежно транспортируется в окрестность периферийной поверхности фоточувствительного элемента.
[0005] Однако, когда на периферийной поверхности проявочной трубки имеются микроскопические выступы и впадины, сформированные пескоструйной обработкой, возникает проблема в том, что, если размер микроскопических выступов и впадин меньше определенного значения, эффективность в отношении транспортировки проявителя оказывается недостаточной. С другой стороны, если необходимо увеличить размер выступов и впадин на периферийной поверхности проявочной трубки, для увеличения эффективности транспортировки проявителя проявочной трубки, нужно увеличить интенсивность процесса пескоструйной обработки периферийной поверхности проявочной трубки, при котором частицы для обдувки выдуваются на периферийную поверхность проявочной трубки, в связи с чем возникает проблема, состоящая в том, что процесс обдувки может деформировать проявочную трубку. Поэтому в общем случае используемые в настоящее время проявочные трубки, подвергнутые пескоструйной обработке, имеют на своей периферийной поверхности выступы и впадины сравнительно малого размера. Однако в случае проявочной трубки с малым размером выступов и впадин ее периферийной поверхности ее выступы и впадины сравнительно быстро срабатываются из-за трения, по сравнению с проявочным валиком, имеющим сравнительно большие выступы и впадины на своей периферийной поверхности, пока он используется для проявки на протяжении существенного времени, в связи с чем, возникает проблема в том, что его эффективность транспортировки проявителя неустойчива. Эта проблема может стать одной из причин преждевременного сокращения срока службы проявочного устройства.
[0006] В последние годы к копировальному аппарату и принтеру предъявляются чрезвычайно высокие требования к качеству изображения, надежности и устойчивости. С точки зрения удовлетворения этих требований, очень важно поддерживать устойчивость количества проявителя, транспортируемого проявочной трубкой.
[0007] Таким образом, предложены проявочные трубки, имеющие множественные канавки, которые проходят параллельно их оси. Одна из таких проявочных трубок раскрыта в японской выложенной патентной заявке H02-50182 (патентный документ 1). В отличие от способа, который использует пескоструйную обработку для снабжения периферийной поверхности проявочной трубки микроскопическими выступами и впадинами, образующими вышеупомянутые канавки на периферийной поверхности проявочной трубки, пропуская проявочную трубку через штамп, можно снабжать периферийную поверхность проявочной трубки сравнительно большими канавками (выступами и впадинами), не приводя к деформации проявочной трубки. Поэтому проявочная трубка, периферийная поверхность которой снабжена микроскопическими канавками с использованием штампа, меньше подвержена действию трения, что делает ее эффективность транспортировки проявителя более устойчивой, чем у проявочной трубки, периферийная поверхность которой подверглась пескоструйной обработки.
[0008] Проявочная трубка, периферийная поверхность которой снабжена канавками, устойчива в отношении эффективности транспортировки проявителя, но создает проблему в том, что требуется, чтобы зазор между собой и вышеупомянутым лезвием регулировки проявителя был сравнительно невелик, по следующей причине. Таким образом, снабжение периферийной поверхности проявочного валика канавками может придавать проявочной трубке устойчивость в отношении эффективности транспортировки проявителя, но может придавать проявочной трубке избыточную эффективность транспортировки проявителя. Таким образом, может потребоваться делать зазор между проявочной трубкой и лезвием регулировки сравнительно малым для компенсации избыточного количества, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой, поскольку, если не уменьшить зазор, на проявочном валике оказывается избыточное количество проявителя.
2
2
2
3
2
3
2
3
[0009] Кроме того, в последние годы к устройству формирования изображения предъявляются чрезвычайно высокие требования к качеству изображения. Поэтому для предотвращения, по мере возможности, ухудшения устройства формирования изображения в отношении зернистости обусловленной трением между проявителем на проявочной трубке и изображением, образованным тонером, сформированным на периферийной поверхности фоточувствительного элемента, для проявочного устройства свойственно уменьшение количества, в котором проявитель переносится периферийной поверхностью его проявочной трубки. Конкретно, с точки зрения поддержания хорошего уровня зернистости изображения, формируемого устройством формирования изображения, количество проявителя на единицу площади периферийной поверхности проявочной трубки, на выходной стороне лезвия регулировки проявителя относительно направления вращения проявочной трубки, желательно задавать равным значению в диапазоне (0,3±0,2) мг/мм(=(30±20) мг/см). Точнее говоря, предпочтительно устанавливать количество, в котором проявитель остается нанесенным на периферийную поверхность проявочной трубки на выходной стороне лезвия регулировки в отношении стандартизованного удельного веса G (кажущейся толщины покровного слоя проявителя). Таким образом, желательно, чтобы кажущаяся толщина M/S покровного слоя проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки, в отношении удельного веса G, находилась в диапазоне 0,029-0,14 мм ((30±20) мг/см/3,48 мг/мм)(M/S [мг/мм]/удельный вес (плотность) G [мг/мм])=0,029-0,14 мм ((30±20) мг/см/3,48 мг/мм).
[0010] Хотя требуется, чтобы толщина проявителя на проявочной трубке устройства проявки (проявочного устройства) была меньше, проявочное устройство демонстрирует тенденцию к дополнительному уменьшению зазора между его проявочной трубкой и лезвием регулировки.
[0011] Если сделать зазор между проявочной трубкой и лезвием регулировки меньше определенного значения, вероятно, возникнет проблема в том, что посторонние вещества и пр. будут накапливаться вблизи лезвия регулировки и создавать препятствия для покровного слоя проявителя на проявочной трубке. Поэтому желательно, чтобы зазор между проявочной трубкой и лезвием регулировки составлял не менее 0,2 мм, предпочтительно, не менее 0,3 мм.
[0012] С другой стороны, снижение эффективности транспортировки проявителя проявочной трубки вследствие неблагоразумного уменьшения глубины ее канавок, чтобы зазор между проявочной трубкой и лезвием регулировки можно было расширить, возможно, приводит к неустойчивости покровного слоя проявителя или приводит к тому, что проявочную трубку не удается покрыть проявителем. Поэтому это нежелательно.
Сущность изобретения
[0013] Таким образом, главной задачей настоящего изобретения, которое относится к проявочному устройству, где применяется элемент переноса проявителя, периферийная поверхность которого снабжена канавками, причем его конструкция позволяет формировать на периферийной поверхности элемента переноса проявителя слой проявителя, достаточно тонкий для получения изображения очень высокого качества, является обеспечение проявочного устройства, которое не страдает проблемой, обусловленной избыточной или недостаточной эффективностью транспортировки проявителя элемента переноса проявителя, связанной с тем, что элемент переноса проявителя неудовлетворительно покрывается проявителем, и/или посторонние вещества застревают в зазоре между периферийной поверхностью элемента переноса проявителя и элементом регулировки проявителя проявочного устройства.
Решение задачи
2
3
[0014] Согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрено устройство проявки, содержащее элемент переноса проявителя для переноса проявителя, включающего в себя тонер и магнитный носитель для проявки скрытого изображения, сформированного на упомянутом элементе переноса изображения, причем упомянутый элемент переноса проявителя включает в себя поверхность, имеющую множество канавок, проходящих в продольном направлении; магнит, обеспеченный внутри упомянутого элемента переноса проявителя, для притяжения проявителя к поверхности упомянутого элемента переноса проявителя; немагнитный элемент регулировки, обеспеченный на удалении от упомянутого элемента переноса проявителя, для регулировки количества проявителя, переносимого на упомянутом элементе переноса проявителя, причем количество M/S (мг/мм) проявителя, переносимого на единице площади упомянутого элемента переноса проявителя после пропускания упомянутым элементом регулировки, зазор SB (мм) между свободным концом упомянутого элемента регулировки и упомянутым элементом переноса проявителя, плотность G (мг/мм) проявителя и коэффициент α содержания канавок, который является коэффициентом содержания канавок на поверхности упомянутого элемента переноса проявителя, удовлетворяют условиям:
2
0,1≤M/S (мг/мм) ≤0,5,
0,2≤SB (мм), и
2
3
2
M/S (мг/мм)×1/4≤α×{SB(мм)+D(мм)}×G(мг/мм)<M/S (мг/мм).
[0015] Эти и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенного совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
[0016] Фиг. 1 - схематический вид в разрезе устройства формирования изображения в первом и втором вариантах осуществления настоящего изобретения, где показана общая конструкция устройства.
[0017] Фиг. 2 - схематический вид в разрезе типичного проявочного устройства, к которому относится настоящее изобретение, в плоскости, перпендикулярной к оси проявочной трубки проявочного устройства.
[0018] Фиг. 3 - увеличенный вид в разрезе граничной области между проявочной трубкой, к которой относится настоящее изобретение, и фоточувствительным барабаном.
[0019] Фиг. 4 - увеличенный схематический вид в разрезе одной из канавок проявочной трубки проявочного устройства, к которому относится настоящее изобретение, иллюстрирующий форму канавки.
[0020] Фиг. 5 - увеличенный схематический вид в разрезе одной из канавок проявочной трубки проявочного устройства, к которому относится настоящее изобретение, иллюстрирующий форму канавки.
[0021] Фиг. 6 - увеличенный схематический вид в разрезе одной из канавок проявочной трубки проявочного устройства, к которому относится настоящее изобретение, иллюстрирующий форму канавки.
[0022] Фиг. 7 - увеличенный схематический вид в разрезе зазора между проявочной трубкой проявочного устройства, к которому относится настоящее изобретение, и лезвием регулировки устройства, иллюстрирующий зазор.
[0023] Фиг. 8 - увеличенный схематический вид в разрезе одного из зазора между проявочной трубкой проявочного устройства, к которому относится настоящее изобретение, и лезвием регулировки устройства, иллюстрирующий соотношение между шагом канавки проявочной трубки и толщиной B лезвия регулировки.
[0024] Фиг. 9 - таблица, которая демонстрирует соотношение между коэффициентом α содержания канавок и зазором SB между лезвием регулировки и проявочной трубкой проявочного устройства в первом варианте осуществления настоящего изобретения, и сравнительное проявочное устройство.
[0025] Фиг. 10 - схематический вид в разрезе проявочного устройства в соответствии с настоящим изобретением, которое имеет иную конструкцию, чем в первом варианте осуществления настоящего изобретения.
Описание вариантов осуществления
Вариант осуществления 1
[0026] Далее, варианты осуществления настоящего изобретения описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако настоящее изобретение также применимо к различным проявочным устройствам, конструкция которых частично или полностью отличается от конструкции, представленной в следующих вариантах осуществления, при условии, что они снабжены проявочной трубкой или трубками такой же формы и конструкции, как в следующих вариантах осуществления.
[0027] Таким образом, настоящее изобретение применимо не только к проявочному устройству, проявочная камере и камера перемешивания проявителя которого горизонтально выровнены друг за другом, но и к проявочному устройству, проявочная камере и камера перемешивания проявителя которого вертикально выровнены друг за другом. Кроме того, проявочное устройство в соответствии с настоящим изобретением совместимо с любым устройством формирования изображения независимо от того, относится ли устройство формирования изображения к тандемному типу или к однобарабанному типу, относится ли устройство к типу промежуточного переноса или к типу направленного переноса. Кроме того, в нижеследующем описании проявочных устройств в соответствии с настоящим изобретением описаны только участки проявочного устройства, которые существенны для настоящего изобретения. Однако помимо устройств, оборудования, рамок и т.д. участки проявочного устройства в вариантах осуществления настоящего изобретения, которое будет описано ниже, применимы как часть принтера, копировального аппарата, факсимильного аппарата, а также многофункционального аппарата.
[0028] В этой связи общая конструкция в устройстве формирования изображения, раскрытом в вышеупомянутом патентном документе 1, не показана на прилагаемых чертежах, чтобы не повторять одно и то же описание.
Устройство формирования изображения
[0029] Фиг. 1 представляет собой чертеж для описания общей конструкции типичного устройства формирования изображения, с которым совместимо настоящее изобретение. Согласно фиг. 1, устройство 100 формирования изображения представляет собой полноцветный принтер тандемного типа, а также типа промежуточного переноса. Таким образом, устройство 100 формирования изображения имеет станции Pa, Pb, Pc и Pd формирования изображения, которые формируют, одно за другим, изображения, образованные желтым, малиновым, голубым и черным тонером, и ремень 5 промежуточного переноса, вдоль которого станции Pa, Pb, Pc и Pd формирования изображения выровнены друг за другом.
[0030] Ремень 5 промежуточного переноса подвешен на валиках 61, 62 и 63 и способен перемещаться в направлении, указанном меткой R2 в виде стрелки. На станции Pa формирования изображения, изображение, образованное желтым тонером, формируется на фоточувствительном барабане 1a и переносится на ремень 5 промежуточного переноса. На станции Pb формирования изображения, изображение, образованное малиновым тонером, формируется на фоточувствительном барабане 1b и переносится на ремень 5 промежуточного переноса. На станциях Pc и Pd формирования изображения, изображение, образованное голубым тонером, и изображение, образованное черным тонером, формируются на фоточувствительных барабанах 1c и 1d, соответственно, и переносятся на ремень 5 промежуточного переноса.
[0031] После переноса четырех изображений, образованных тонером, отличающихся цветом, на ремень 5 промежуточного переноса, изображения, образованные тонером, транспортируются на станцию T2 вторичного переноса, в которой они переносятся на лист S носителя записи. При этом листы S носителя записи в кассете 12 носителя записи изымаются, заборным валиком 13 из кассеты 12, отделяясь по одному от остатка в кассете 12, и транспортируются к паре совмещающих валиков, которые направляют лист S на станцию T2 вторичного переноса, в таком временном режиме, что каждый лист S поступает на станцию T2 вторичного переноса одновременно с изображением, образованным тонером на ремне 5 промежуточного переноса. После переноса изображений, образованных тонером, на лист S, лист S подвергается нагреву и давлению, в устройстве 16 фиксации, благодаря чему, изображения, образованные тонером фиксируются на поверхности листа S. После фиксации изображений, образованных тонером, на листе S, лист S выбрасывается в лоток 17 доставки.
[0032] Станции Pa, Pb, Pc и Pd формирования изображения имеют примерно одинаковую конструкцию, хотя они отличаются цветом используемого тонера. Поэтому далее описана только станция P формирования изображения. Описание станций Pb, Pc и Pd формирования изображения идентично описанию станции P формирования изображения, за исключением суффикса (b, c или d) их условного обозначения, который указывает цвет тонера, который они используют.
[0033] Станция P формирования изображения имеет фоточувствительный барабан 1a. Она также имеет зарядное устройство 2a коронного типа, устройство 3a экспонирования, проявочное устройство 4a, валик 6a первичного переноса и устройство 19a очистки барабана, которые располагаются вблизи периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a.
[0034] Фоточувствительный барабан 1a выполнен в виде алюминиевого цилиндра, и на периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a сформирован отрицательно заряжаемый фоточувствительный слой. Он вращается в направлении, указанном меткой в виде стрелки с заранее установленной рабочей скоростью. Зарядное устройство 2a коронного типа предназначено для однородной зарядки периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a до заранее установленной отрицательной полярности VD (которая соответствует уровню потенциала неэкспонированных областей изображения, образованного тонером). Устройство 3a экспонирования записывает формируемое электростатическое изображение изображения, на однородно заряженном участке периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a, путем сканирования однородно заряженного участка периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a, пучком лазерного света, который оно излучает, отклоняя при этом пучок лазерного света своим поворотным зеркалом. Проявочное устройство 4a проявляет электростатическое изображение на периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a в изображение, образованное тонером, с использованием проявителя, который является смесью тонера и носителя.
[0035] Валик 6a первичного переноса образует станцию переноса между фоточувствительным барабаном 1a и ремнем 5 промежуточного переноса, прижимаясь к внутренней поверхности ремня 5 промежуточного переноса. При подаче положительного напряжения постоянного тока на валик 6a первичного переноса, отрицательно заряженное изображение, образованное тонером, на фоточувствительном барабане 1a переносится (первичный перенос) на ремень 5 промежуточного переноса. Устройство 19a очистки барабана восстанавливает остаточный тонер переноса, то есть тонер, который не смог перейти на лист S носителя записи и поэтому остался на периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a.
[0036] Фоточувствительный барабан 1a, используемый в качестве элемента переноса изображения в этом варианте осуществления, представляет собой обычный органический фоточувствительный элемент, выполненный в форме барабана. Однако настоящее изобретение также совместимо с неорганическим фоточувствительным элементом, сформированным из такого фоточувствительного вещества, как аморфный кремний. Кроме того, оно также совместимо с фоточувствительным элементом, выполненным в форме ремня. Другими словами, нижеследующие варианты осуществления настоящего изобретения не призваны ограничивать объем настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение также совместимо с различными устройствами формирования изображения, которые отличаются способом зарядки, способом проявки, способом переноса, способом очистки и способом фиксации от устройств в следующих вариантах осуществления настоящего изобретения.
Проявочное устройство
[0037] Далее, согласно фиг. 2, подробно описано проявочное устройство 4 в этом варианте осуществления.
[0038] На фиг. 2 показан схематический вид в разрезе проявочного устройства в этом варианте осуществления, в плоскости, перпендикулярной к продольному направлению устройства. Он предназначен для описания конструкции устройства. Согласно фиг. 2, проявочное устройство 4a проявочную трубку 28 в качестве элемента переноса проявителя, которая несет проявитель, состоящий из тонера и магнитного носителя, для проявки электростатического изображения на фоточувствительном барабане 1a. Фоточувствительный барабан 1a вращается в направлении, указанном меткой в виде стрелки R1 с рабочей скоростью (окружной скоростью) 273 мм/с. Проявочное устройство 4a использует двухкомпонентный проявитель, который является смесью немагнитного тонера и магнитного носителя.
[0039] Контейнер 22 проявочного средства проявочного устройства 4a имеет проявочную камеру 23 для подачи проявителя на проявочную трубку 28, и камеру 24 перемешивания для восстановления проявителя из проявочной трубки 28. Две камеры 23 и 24 располагаются рядом друг за другом. Проявочная трубка 28 располагается с возможностью вращения в области контейнера проявочного средства напротив фоточувствительного барабана 1a.
[0040] Проявочная камера 23 и камера 24 перемешивания проявителя, которые представляют собой две камеры, образованные разделением контейнера проявочного средства разделительной стенкой 27, образуют круглый канал, через который проявитель транспортируется во время перемешивания. Две камеры 23 и 24 располагаются рядом и снабжены вращающимися проявочным винтом 25, и перемешивающим винтом 26, соответственно. Проявочный винт 25 и перемешивающий винт 26 перемещают по окружности проявитель в контейнере 22 проявочного средства путем транспортировки проявителя в противоположном направлении друг от друга.
[0041] Проявочная трубка 28 выполнена из немагнитного вещества, например, алюминия или нержавеющей стали. Диаметр фоточувствительного барабана 1a равен 80 мм. Наименьшее расстояние между проявочной трубкой 28 и фоточувствительным барабаном 1a, на проявочной станции, равно примерно 300 мкм. Таким образом, проявочное устройство имеет такую конструкцию, что, при транспортировке проявителя к проявочной станции, проявитель образует гребень в форме кисти (магнитную кисть), который вступает в контакт с периферийной поверхностью фоточувствительного барабана 1a, что позволяет проявлять электростатическое изображение на периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a. Периферийная поверхность проявочной трубки 28 снабжена канавками, которые проходят в продольном направлении проявочной трубки 28, что позволяет увеличивать количество, в котором она может транспортировать проявитель (которое далее может именоваться просто “эффективностью транспортировки проявителя”).
[0042] На проявочной станции проявочная трубка 28 вращается в направлении (указанном меткой R28 в виде стрелки на фиг. 1), которое совпадает с направлением движения периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a. Отношение окружных скоростей проявочной трубки 28 и фоточувствительного барабана 1a равно 1,75. Чем выше отношение окружных скоростей фоточувствительного барабана 1a и проявочной трубки 28, тем выше результативность проявки. Однако, если оно избыточно, велика вероятность рассеяния тонера, и также, возникновения проблемы ухудшения проявителя и т.п. Поэтому желательно, чтобы отношение окружных скоростей проявочной трубки 28 и фоточувствительного барабана 1a находилось в диапазоне 0,5-2,0.
[0043] В случае способа проявки, предусматривающего использование двухкомпонентной магнитной кисти, магнитный носитель в двухкомпонентном проявителе удерживается на периферийной поверхности проявочной трубки 28 за счет удержания магнитным потоком магнитного валика 29. Отрицательно заряженный тонер электростатически притягивается к положительно заряженному носителю на периферийной поверхности проявочной трубки 28. Таким образом, “магнитная кисть” осуществляется на периферийной поверхности проявочной трубки 28. Таким образом, скрытое изображение на периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a проявляется в видимое изображение за счет обеспечения заранее установленной величины разности уровней потенциала между напряжением постоянного тока, подаваемым на проявочную трубку 28, и электростатическим скрытом изображением на периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a.
[0044] Для повышения результативности проявки проявочного устройства (отношение, в котором тонер осаждается на электростатическом изображении), комбинация напряжения постоянного тока -500 В и напряжения переменного тока с амплитудой 1300 В (Vpp=1300 В), и частотой 12 кГц (f=12000 Гц) подается в качестве напряжение проявки на проявочную трубку 28. Вообще говоря, подача напряжения переменного тока на проявочную трубку увеличивает результативность проявки проявочной трубки, что позволяет устройству формирования изображения выводить изображение более высокого качества. Однако это приводит к тому, что тонер осаждается на неэкспонированных участках электростатического скрытого изображения; это приводит к тому, что устройство формирования изображения выводит нечеткое изображение. Поэтому обеспечивается определенная величина разности уровней потенциала между напряжением постоянного тока, подаваемым на проявочную трубку 28, и уровнем потенциала (который соответствует участку фона (белой области) изображения), сообщаемого периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a, во избежание осаждения тонера на неэкспонированный участок скрытого изображения. В этой связи этот вариант осуществления не призван ограничивать настоящее изобретение в отношении комбинации напряжений постоянного тока и переменного тока, подаваемых на проявочную трубку 28.
Тонер
[0045] Проявитель, используемый проявочным устройством в этом варианте осуществления, представляет собой двухкомпонентный проявитель, выполненный из диэлектрического немагнитного тонера и магнитных частиц (носителя). Желательно, чтобы средневзвешенный диаметр частиц немагнитного тонера составлял не менее 10 мкм. Немагнитный тонер, используемый в этом варианте осуществления, является тонером для цветного копира, средневзвешенный диаметр частицы которого равен 8 мкм.
[0046] Здесь предполагается, что средневзвешенный диаметр частицы тонера равен M, и диаметр частицы тонер равен r. Для формирования максимально яркого цветного изображения, желательно, чтобы не менее 90% по весу тонера удовлетворяло неравенству: 1/2M<r<2/3M, и не менее 99% по весу тонера удовлетворяло неравенству: 0<r<2M.
[0047] В качестве примеров связующего полимера, используемого в качестве материала для тонера, можно указать сополимер стирола, например, полимер на основе стиролакрилатного сложного эфира и полимер на основе стиролметакрилатного сложного эфира, или полиэфирный полимер. Однако с учетом фиксации цветных тонеров, которая происходит при фиксации нефиксированного цветного изображения, предпочтителен полиэфирный полимер, поскольку он плавится желаемым образом.
[0048] Истинный удельный вес тонера измеряли с использованием автоматического денсиметра сухого типа, в частности, AccuPyc 1330 (производства Shimazu Co., Ltd.). Способ, используемый для измерения истинного удельного веса тонера, идентичен способу (который будет описан ниже), используемому для измерения истинного удельного веса носителя.
Магнитный носитель
[0049] Что касается магнитного носителя, желательно, чтобы средний диаметр частицы находился в диапазоне 25-50 мкм (50% диаметр частицы: D50) на основе стандарта объемного распределения. Магнитный носитель, используемый в этом варианте осуществления, имеет средний по объему диаметр частицы 35 мкм. В качестве такого носителя желательно использовать, частицы чистого феррита (Cu-Zn феррита, достигающего примерно 230 эме при максимальной намагниченности) или те же частицы с тонким полимерным покрытием.
[0050] Средний диаметр частицы (50% диаметр частицы: D50) на основе стандарта объемного распределения измеряется с использованием анализатора множественных изображений (производства Beckman-Caulter Co., Ltd.), что будет описано ниже.
[0051] Распределение размеров частицы было получено с использованием устройства измерения распределения размеров частицы на основе дифракции/дисперсии лазерного излучения, в частности, Microtrack MT3300 EX (производства Nikkiso Co., Ltd.), сопряженного с устройством подачи образца сухого типа, в частности, кондиционером одной порции образца сухого типа Turbotrack (производства Nikkiso Co., Ltd.). Вакуумным источником для питания Turbotrack магнитным носителем был пылеуловитель, для которого были установлены объемный расход воздуха примерно 33 л/с и давление 17 кПа. Его работа автоматически управляется программным обеспечением. Диаметр частицы был получен как 50% диаметра частиц (D59), которое является кумулятивным значением на основе объемного распределения. Устройство действует под управлением программного обеспечения (версия 10,3.3-203D), поставляемого с устройством, которое осуществляет анализ результатов измерения. Условие измерения размера частиц подробно изложены ниже:
[0052] Время SetZero: 10 секунд
[0053] Продолжительность времени измерения: 10 секунд
[0054] Количество измерений: 1
[0055] Показатель преломления частицы: 1,81
[0056] Форма частицы: несферическая
[0057] Верхний предел измерения: 1208 мкм
[0058] Нижний предел измерения: 0,243 мкм
[0059] Условия окружающей среды: нормальные температура и влажность (23°C, 50%RH)
3
[0060] Истинный удельный вес магнитного носителя измеряли с использованием автоматического денсиметра сухого типа, в частности, AccuPyc 1330 (производства Shimazu Co., Ltd.). Сначала образец магнитного носителя оставляли нетронутыми на 24 часа в условиях окружающей среды, а именно, при температуре 23°C и относительной влажности 50%. Затем 5 г образца было точно измерено и помещено в измерительную ячейку (10 см), после чего, ячейку вставляли в камеру образца основной компоновки денсиметра. Затем запускали денсиметр. После запуска денсиметра, автоматически измеряли истинный удельный вес образца.
2
2
[0061] После запуска денсиметра, воздух в камере образца очищали 10 раз газообразным гелием, давление которого было отрегулировано до 20,000 psig (2,392×10 кПа). Затем газообразный гелий неоднократно очищали, пока изменение внутреннего давления камеры образца не достигало 0,005 psig (3,447×10 кПа/мин). Затем измеряли внутреннее давление камеры образца. Объем образца для испытания можно получить из изменения внутреннего давления камеры образца, которое происходит, когда камера образца достигает состояния равновесия в отношении внутреннего давления (закон Бойля). Истинный удельный вес образца для испытания можно вычислить с использованием следующего уравнения:
3
3
[0062] истинный удельный вес образца для испытания (г/см)= масса (г) образца для испытания/объем (см) образца для испытания.
3
[0063] Что касается выбора носителя, можно использовать полимерный магнитный носитель, выполненный из связующего полимера и оксида магнитного или немагнитного металла. Один из характерных признаков полимерного магнитного носителя состоит в том, что его максимальная намагниченность меньше, чем у частицы феррита, то есть примерно 190 эме/см. Поэтому когда полимерный магнитный носитель используется в качестве магнитного носителя, магнитная интерференция между соседними магнитными кистями меньше, когда используются частицы феррита. Поэтому проявочное устройство может иметь более высокую плотность магнитной кисти и меньшую высоту магнитной кисти. Таким образом, полимерный магнитный носитель может позволять устройству формирования изображения выводить изображение, имеющее более однородную и более тонкую текстуру и более высокое разрешение, чем частицы феррита.
Элемент переноса проявителя (проявочная трубка)
[0064] Теперь подробно опишем проявочную трубку 28.
[0065] Проявочное устройство снабжено невращающимся магнитным валиком 29, который располагается в полости проявочной трубки 28. Периферийная поверхность магнитного валика 29 снабжена множественными (четырьмя в этом варианте осуществления) магнитными полюсами N1, S1, S2 и N3. Магнитный валик 29 располагается так, что его магнитный полюс S2 противоположен фоточувствительному барабану 1a, на проявочной станции; магнитный полюс S1 противоположен лезвию 30 регулировки в качестве элемента регулировки толщины слоя проявителя; магнитный полюс N2 располагается между магнитными полюсами S1 и S2; и магнитные полюса N1 и N3 обращены к проявочной камере 23 и камере 24 перемешивания, соответственно. Каждый магнитный полюс создает плотность магнитного потока в диапазоне 40 мТл-70 мТл. Однако плотность магнитного потока магнитного полюса S2, который предназначен для проявки, установлена равной 100 мТл.
[0066] Проявочная трубка 28 вращается в направлении, указанном меткой R28 в виде стрелки. Лезвие 30 регулировки, предназначенное для регулировки толщины слоя проявителя на проявочной трубке 28, располагается на входной стороне области проявки, в которой проявочная трубка 28 противоположна фоточувствительному барабану 1a. Лезвие 30 регулировки регулирует толщину слоя проявителя на проявочной трубке 28, обрезая концевой участок магнитной кисти на периферийной поверхности проявочной трубки 28.
[0067] Лезвие 30 регулировки представляет собой длинный и узкий кусок немагнитной металлической пластины (алюминиевой пластины), которая располагается так, что его продольное направление параллельно продольному направлению проявочной трубки 28. Будучи перенесен проявочной трубкой 28, проявитель транспортируется через зазор между регулировочным краем лезвия 30 регулировки и периферийной поверхностью проявочной трубки 28. Толщина лезвия 30 регулировки в этом варианте осуществления составляла 1,2 мм.
2
2
2
2
3
2
3
2
2
2
2
[0068] Количество, в котором проявитель переносимый на проявочной трубке 28, транспортируется посредством вращения проявочной трубки 28, можно регулировать путем регулировки зазора между регулировочным краем лезвия 30 регулировки и периферийной поверхностью проявочной трубки 28. В этом варианте осуществления количество, в котором проявитель мог оставаться на периферийной поверхности проявочной трубки 28 на единицу площади, было отрегулировано до 0,3 мг/мм (=30 мг/см). С точки зрения зернистости изображения, желательно, чтобы количество проявителя, на единицу площади периферийной поверхности проявочной трубки 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки относительно направления вращения проявочной трубки 28, находилось в диапазоне (0,3±0,2) мг/мм (=30±20 мг/см). В действительности количество, в котором проявитель может оставаться на периферийной поверхности проявочной трубки 28, зависит от удельного веса G (мг/мм) проявителя. Поэтому чтобы правильно указывать количество проявителя на проявочной трубке 28, на выходной стороне лезвия регулировки, количество следует выражать через кажущуюся толщину (мм) слоя проявителя (толщина (мм)=M/S (мг/мм))/(удельный вес G (мг/мм)). В этом варианте осуществления с точки зрения зернистости изображения кажущуюся толщину (мм), до которой проявитель может накапливаться на периферийной поверхности проявочной трубки 28, желательно задавать равным значению в диапазоне 29-140 мкм, предпочтительно, 43-129 мкм. Другими словами, зазор SB желательно задавать равным такому значению, при котором количество M/S проявителя, на единицу площади периферийной поверхности проявочной трубки, на выходной стороне лезвия 30 регулировки, находится в диапазоне (0,3±0,15) мг/мм (=(30±15) мг/см): (M/S=(0,3±0,15) мг/мм (30±15) мг/см). Если зазор SB не превышает наименьшего значения в пределах вышеуказанного диапазона, количество (MS) в котором проявитель остается нанесенным на периферийную поверхность проявочной трубки 28, чрезмерно мало, и поэтому неоднородность толщины покровного слоя проявителя, с высокой степенью вероятности, влияет на качество изображения проявочного устройства (устройства формирования изображения) в отношении его однородности. С другой стороны, если зазор SB не меньше верхнего предела, проявочное устройство (устройство формирования изображения), с высокой степенью вероятности, будет выводить изображение, которое страдает зернистостью, которая обусловлена натиранием периферийной поверхности периферийной поверхности фоточувствительного барабана 1a концевым участком магнитной кисти.
[0069] Если необходимо повысить результативность проявки проявочного устройства, нужно увеличить зазор SD проявочного устройства, то есть зазор между проявочной трубкой 28 и фоточувствительным барабаном 1a. Однако, если зазор SD просто уменьшается, периферийная поверхность фоточувствительного барабана 1a натирается магнитной кистью, на проявочной станции. Таким образом, можно выводить приемлемо зернистое изображение. Таким образом, количество M/S, в котором проявитель может оставаться на проявочной трубке 28 проявочного устройства, снижается. С уменьшением величины M/S, даже если зазор SD между проявочной трубкой 28 и фоточувствительным барабаном 1a уменьшается для повышения результативности проявки проявочного устройства, маловероятно, что изображение, образованное тонером, на фоточувствительном барабане 1a, будет натираться магнитной кистью на периферийной поверхности проявочной трубки 28. Таким образом, проявочное устройство (устройство формирования изображения) с высокой степенью вероятности будет выводить изображение высокого качества.
[0070] Что касается зазора между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, желательно, чтобы он составлял не менее 0,2 мм, поскольку, если зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28 мал (не более 0,2 мм), посторонние вещества и т.п., весьма вероятно, будут застревать в зазоре, и негативно влиять на качество изображения проявочного устройства (устройства формирования изображения), как описано в предыдущих абзацах, относящихся к уровню техники.
[0071] Однако проявочное устройство, снабженное проявочной трубкой, периферийная поверхность которой снабжена канавками, позволяет повысить эффективность транспортировки проявителя. Это позволяет уменьшить зазор между его лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28.
[0072] С другой стороны, если глубина канавок проявочного устройства уменьшается, приводя к уменьшению эффективности транспортировки проявителя, можно увеличить зазор между его лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28. Однако в случае неблагоразумного уменьшения зазора между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28 покровный слой проявителя на проявочной трубке 28, вероятно, потеряет устойчивость.
[0073] Поэтому необходимо увеличивать зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28 проявочного устройства, сохраняя устойчивость эффективности транспортировки проявителя в проявочной трубке 28 на должном уровне.
[0074] Лезвие 30 регулировки толщина слоя проявителя может представлять собой магнитное лезвие, выполненное из одной лишь магнитной пластины или комбинации связанных между собой немагнитных и магнитных пластин. Однако в случае когда в качестве лезвия 30 регулировки используется плоское магнитное лезвие, проявителю свойственно накапливаться вблизи лезвия 30 регулировки под влиянием магнитной пластины. Таким образом, эффективность транспортировки проявителя снижается проявочная трубка 28, что, в свою очередь позволяет увеличить зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28. Однако, поскольку проявитель собирается вблизи магнитной пластины (лезвия регулировки), существует тенденция к ухудшению. Поэтому желательно, чтобы зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, но лезвие, выполненное только из магнитной пластины или комбинации немагнитных и магнитных пластин, не использовался в качестве лезвия 30 регулировки.
[0075] Таким образом, авторы настоящего изобретения установили корреляцию между эффективностью транспортировки проявителя проявочной трубки 28 и формой канавок, обеспеченных на периферийной поверхности проявочной трубки 28. Исследования привели к следующим результатам:
[0076] Исследования, проведенные автором изобретения, выявили наличие сильной корреляции между эффективностью транспортировки проявителя проявочной трубки 28 и коэффициентом α содержания канавок, который представляет собой “отношение участка периферийной поверхности проявочной трубки 28, занятого канавками, ко всей периферийной поверхности проявочной трубки 28”. В случае когда канавки параллельны продольному направлению проявочной трубки 28, коэффициент α содержания канавок можно выразить как отношение суммарной ширины всех канавок к периметру проявочной трубки 28 в плоскости, перпендикулярной к оси проявочной трубки 28. В частности, согласно фиг. 3, в случае когда канавки, обеспеченные на периферийной поверхности проявочной трубки 28, имеют одинаковую форму поперечного сечения, и имеют одинаковый интервал (заранее установленную периодичность P), коэффициент α содержания канавок можно выразить в форме следующего уравнения, где W обозначает ширину канавки, и P обозначает расстояние между центром данной канавки и центром непосредственно соседствующей канавки.
[0077] коэффициент α содержания канавок = W/P ...(1)
Когда радиус проявочной трубки 28 равен r, и количество канавок, обеспеченных на периферийной поверхности проявочной трубки 28, равно N, интервал P между канавками можно выразить как 2πr/N (P=2πr/N).
[0078] Наличие сильной корреляции между эффективностью транспортировки проявителя проявочной трубки 28 и коэффициентом α содержания канавок означает, что участок периферийной поверхности проявочной трубки 28, который занят канавками, который способствует транспортировке проявителя, и участок периферийной поверхности проявочной трубки 28, который не занят канавками, мало способствует транспортировке проявителя. Другими словами, при условии что канавка имеет такую форму, которая позволяет захватывать и удерживать определенное количество проявителя, в частности, магнитные частицы, она способствует транспортировке проявителя независимо от ее глубины и других свойств. Таким образом, справедливо сказать, что эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 имеет сильную корреляцию с шириной W канавки, но не с поперечным сечением или глубиной канавки.
[0079] Однако в качестве предпосылки вышеописанной корреляции канавка должна иметь возможность захватывать и удерживать определенное количество проявителя. Чтобы канавка имела возможность захватывать и удерживать проявитель, канавка должна иметь возможность захватывать и удерживать определенное количество магнитного носителя, который является носителем тонера. Чтобы канавка имела возможность захватывать и удерживать определенное количество магнитного носителя, ширина W канавки должна превышать диаметр 2R частицы магнитного носителя, как показано на фиг. 4(a). Если ширина W канавки меньше диаметра 2R частицы магнитного носителя, частица магнитного носителя не помещается в канавке, поэтому канавка не может захватывать и удерживать магнитный носитель (частицы), независимо от глубины D канавки. Кроме того, глубина D канавки должна превышать, по меньшей мере, радиус R частицы магнитного носителя, как показано на фиг. 5(a). Тогда, согласно фиг. 5(b), если глубина D канавки меньше радиуса R частицы магнитного носителя, частица магнитного носителя не войдет достаточно глубоко, чтобы канавка захватывала и удерживала магнитные частицы, и поэтому, скорее всего, выскочит из нее. Поэтому соотношение между шириной W канавки, глубиной D канавки, диаметром 2R частицы магнитного носителя и радиусом R частицы магнитного носителя, должно удовлетворять следующим неравенствам 2 и 3. Кроме того, желательно, чтобы ширина W канавки не более чем в десять раз (20R) превышала диаметр (2R) магнитного носителя. Если ширина W канавки больше 20R, маловероятно, что частица носителя останется захваченной в канавке. Поэтому возможно, что влияние канавки на эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 не будет полностью реализовано.
[0080] 20R>W>2R...(2)
[0081] D>R...(3)
[0082] При условии, что глубина D канавки больше радиуса R частицы магнитного носителя, гарантируется, что частица магнитного носителя, захваченная канавкой, остается в канавке. Однако если сделать глубину D канавки больше диаметра 2R частицы магнитного носителя, как показано на фиг. 6, частица магнитного носителя целиком помещается в канавке, что практически лишает частицу магнитного носителя возможности выскочить из канавки. Таким образом, предпочтительно, чтобы глубина D канавки превышала диаметр 2R частицы магнитного носителя (D>2R).
[0083] Что касается неканавчатого участка периферийной поверхности проявочной трубки 28, предпочтителен канавчатый участок периферийной поверхности проявочной трубки 28, поскольку если неканавчатый участок является шероховатым, не существует отчетливого различия между канавчатым участком и неканавчатым участком в отношении эффективности транспортировки проявителя, что снижает эффективность настоящего изобретения. Таким образом, желательно, чтобы шероховатость поверхности Ra (средняя шероховатость средней линии) неканавчатого участка периферийной поверхности проявочной трубки 28 не превышала 0,5 (Ra≤0,5), предпочтительно, не превышала 0,25 (Ra<0,25). Определение средней шероховатости средней линии Ra приведено в JISB0601. Шероховатость поверхности Ra периферийной поверхности проявочной трубки 28 измеряли с использованием измерителя шероховатости поверхности контактного типа, в частности, Surfcorder SE-3300 (производства Kosaka Laboratory Ltd.). Шероховатость поверхности Ra измеряли при условии значения отсечки 0,8 мм, длины измерения 2,5 мм, скорости транспортировки 1,0 мм/с и 5000-кратного увеличения.
2
2
2
1/2
[0084] Предварительное условие наличия корреляции между эффективностью транспортировки проявителя проявочной трубки 28 и коэффициентом α содержания канавок состоит в том, что магнитная кисть может формироваться на периферийной поверхности проявочной трубки 28 таким образом, что частицы магнитного носителя под действием своей магнитной силы образуют цепочки (цепи) частиц магнитного носителя, которые проходят от магнитных частиц, захваченных канавкой проявочной трубки 28, и остаются в ней. Благодаря вышеописанному формированию магнитной кисти, магнитная кисть транспортируется целиком с частицами магнитного носителя в канавке, что повышает эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28. Все, что необходимо для формирования магнитной кисти вышеописанным образом, это чтобы магнитный валик 29 находился в полости проявочной трубки 28, например, как в этом варианте осуществления. Благодаря присутствию магнитного валика 29 в полости проявочной трубки 28, магнетизм наводится в магнитном носителе магнитным полем магнитного валика 29. Однако если плотность магнитного потока |B| (=(Br+Bθ+Bz) магнитного валика 29 меньше определенного значения, магнитная кисть не формируется. Таким образом, плотность магнитного потока |B| в области между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28 должна быть больше определенного значения. Магнитная кисть формируется при условии, что плотность магнитного потока в области между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28 не меньше 10 мТл. Это позволяет реализовать эффекты настоящего изобретения, которые будут описаны ниже.
[0085] При условии выполнения вышеописанного условия, участок основания магнитной кисти захватывается канавкой проявочной трубки 28. Поэтому при вращении проявочной труби 28 магнитная кисть транспортируется целиком. Таким образом, при условии выполнения вышеописанного условия, канавчатый участок периферийной поверхности проявочной трубки 28 способствует транспортировке проявителя. Транспортируется ли магнитная кисть проявочной трубкой 28, зависит от того, захватывается ли канавкой участок основания магнитной кисти и остается ли он захваченным. Таким образом, все, что необходимо для выполнения вышеупомянутого условия, это то, чтобы канавка была достаточно глубокой относительно радиуса R частицы магнитного носителя, чтобы частица магнитного носителя захватывалась канавкой и оставалась захваченной ею. Другими словами, это не означает, что простое увеличение глубины канавки гарантирует повышение эффективности транспортировки проявителя проявочной трубки 28. С другой стороны, увеличение ширины канавки увеличивает количество магнитных кистей, которые будут захвачены и останутся захваченными канавкой. Поэтому эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 увеличивается. Другими словами, эти результаты согласуются с заключением, к которому пришли авторы настоящего изобретения, то есть заключением, что эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 имеет сильную корреляцию с коэффициентом α содержания канавок, который можно выразить в виде отношения α участка периферийной поверхности проявочной трубки 28, который занят канавками, ко всей периферийной поверхности проявочной трубки 28, а не с глубиной D канавки или поперечным сечением канавки.
[0086] Это позволяет сделать обратный вывод, что эффективностью транспортировки проявителя проявочной трубки 28 можно управлять путем регулировки ее коэффициента α содержания канавок. Таким образом, регулируя ширину D канавки проявочной трубки 28 гарантируя при этом, что канавка по-прежнему способна захватывать и удерживать частицу магнитного носителя, можно регулировать эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 таким образом, чтобы покровный слой проявителя на проявочной трубке 28 не терял устойчивости.
[0087] Далее описано настоящее изобретение, задачей которого является обеспечение проявочного устройства с более широким зазором между его лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой, чем у традиционного проявочного устройства, но с учетом вышеприведенных результатов и выводов.
[0088] Как описано выше, наличие сильной корреляции между эффективностью транспортировки проявителя и коэффициентом α содержания канавок проявочной трубки 28 означает, что канавчатый участок периферийной поверхности проявочной трубки 28 вносит больший вклад в эффективность транспортировки проявителя, чем неканавчатый участок периферийной поверхности проявочной трубки 28; неканавчатый участок проявочной трубки 28 не вносит столь большой вклад в эффективность транспортировки проявителя, как канавчатый участок.
[0089] Исходя из того, что проявитель транспортирует только канавчатый участок, оценочное максимальное количество на единицу площади (10 мм × 10 мм), в котором проявитель транспортируется через зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, можно выразить следующей математической формулой (формулой 4). “Проявитель транспортирует только канавчатый участок” означает, что только участок проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки 28k, образует магнитную кисть, которая транспортируется проявочной трубкой 28. Кроме того, “оценочное максимальное количество” означает количество, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой 28, когда промежуток между канавчатым участком периферийной поверхности проявочной трубки 28 и лезвием 30 регулировки заполнен проявителем. Предполагается, что, в действительности, проявитель, который транспортируется канавчатым участком проявочной трубки 28 при перемещении канавчатого участка за лезвие 30 регулировки, не является всем проявителем, который занимает промежуток между канавчатым участком проявочной трубки 28 и лезвием 30 регулировки. Таким образом, предполагается, что часть проявителя, которая занимает вышеописанный промежуток, не является проявителем, который транспортируется канавчатым участком. В этом варианте осуществления, однако, максимальное количество на единицу площади, в котором проявитель может транспортироваться проявочной трубкой 28, оценивается, исходя из того, что весь проявитель в вышеупомянутом промежутке транспортируется канавчатым участком.
3
10 мм × 10 мм × α×{SB (мм)+D (мм)}×G (мг/мм) ...(4).
[0090] Здесь, коэффициент α содержания канавок - это отношение суммы канавчатых участков периферийной поверхности проявочной трубки 28, ко всей периферийной поверхности проявочной трубки 28. Поэтому отношение канавчатого участка на единицу площади (10 мм × 10 мм) равно 10 мм × 10 мм × α. Согласно фиг. 7(a), “SB” обозначает зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, более точно, зазор между регулировочной стороной лезвия 30 регулировки и неканавчатым участком периферийной поверхности проявочной трубки 28. Затем, согласно фиг. 7(b), в случае когда регулировочная сторона лезвия 30 регулировки наклонена к периферийной поверхности проявочной трубки 28, “SB” обозначает зазор между ближним краем регулировочной стороны лезвия 30 регулировки и проявочной трубкой 28. “D” обозначает глубину канавки. Таким образом, высота промежутка между канавчатым участком периферийной поверхности проявочной трубки 28 и лезвием 30 регулировки выражается как (SB+D). Таким образом, исходя из того, что только канавчатый участок периферийной поверхности проявочной трубки 28 транспортирует проявитель, объем, на единицу площади, в котором проявитель перемещается через зазор SB между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, выражается как (10 мм × 10 мм × α×(SB+D)). На высоту (SB+D) в основном влияет форма канавки. Поэтому здесь предполагается, что канавка имеет прямоугольное поперечное сечение. Однако, даже если канавка является V-образной, U-образной или имеет форму, отличную от V-образной или U-образной, при условии, что (SB+D) используется в качестве высоты вышеописанного промежутка, это не означает, что высота является недооцененной, правда, надо сказать, что возможно, что количество, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой 28 будет немного переоцененным. Здесь, желательно оценивать максимальное количество, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой 28. Поэтому высоту можно оставить как (SB+D) независимо от формы канавки.
“G” обозначает удельный вес проявителя. Таким образом, значение, полученное умножением вышеупомянутого объема на G, выражает количество, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой 28. Поэтому количество, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой 28, можно вычислить с использованием вышеупомянутой формулы 4. Поскольку проявитель в этом варианте осуществления в основном является смесью тонера и магнитного носителя, удельный вес G проявителя можно выразить в форме следующего уравнения 5, где “C и T” обозначают удельный вес магнитного носителя и тонера, соответственно, и “P” и “(P-1)” обозначают отношения весов тонера и магнитного носителя, соответственно, в проявителе:
[0091] G=1/{(1-P)/C+P/T}...(5).
[0092] Значение, получаемое из формулы 4, является оценочным максимальным количеством, в котором канавчатый участок периферийной поверхности проявочной трубки 28 может транспортировать проявитель. Эти формулы, уравнения и неравенства согласуются с результатами экспериментов, которые будет описано ниже. В действительности, фактическое количество M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм), на выходной стороне лезвия 30 регулировки иногда превышает значение, полученное по формуле 4. Таким образом, возможны случаи, когда выполняется следующее неравенство 6. Таким образом, возможны случаи, когда количество, в котором проявитель транспортируется только канавчатым участком, меньше, чем фактическое количество, в котором проявитель транспортируется проявочной трубкой 28:
3
2
10 мм × 10 мм × α×{SB (мм)+D (мм)}×G (мг/мм)<M/S (мг/мм)×10 мм × 10 мм ...(6).
[0093] Левая сторона неравенства 6 выражает оценочное максимальное количество, в котором проявитель транспортируется канавчатым участком периферийной поверхности проявочной трубки 28. Таким образом, в случае выполнения неравенства 6, количество, в котором проявитель транспортируется канавчатым участком проявочной трубки 28, меньше количества M/S проявителя на проявочной трубке 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки. Таким образом, неканавчатый участок также участвует в транспортировке проявителя. Поэтому в случае выполнения неравенства 6 зазор между проявочной трубкой 28 и лезвием 30 регулировки можно увеличить на величину, эквивалентную количеству, в котором проявитель транспортируется неканавчатым участком, который имеет меньшую эффективность транспортировки проявителя, чем канавчатый участок. Напротив, в случае когда неравенство 6 не выполняется, проявитель может транспортироваться канавчатым участком проявочной трубки 28 в количестве, которое совпадает с количеством M/S проявителя на проявочной трубке 28. В этом случае канавчатый участок проявочной трубки 28 имеет довольно высокую эффективность транспортировки проявителя. Поэтому транспортировка проявителя в количестве, которое совпадает с количеством M/S проявителя на проявочной трубке 28, осуществляется, в основном, канавчатым участком проявочной трубки 28. Поэтому весьма вероятно, что зазор между проявочной трубкой 28 и лезвием 30 регулировки нужно сильно уменьшать.
[0094] Неравенство 6 можно заменить неравенством 6':
α×{SB+D}×G<M/S ...(6').
[0095] Значение M/S, которое выражает количество проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки 28 на единицу площади (10 мм × 10 мм), получается с использованием следующего способа. Таким образом, сначала приготавливается маска, которая имеет такую же кривизну, как периферийная поверхность проявочной трубки 28, и имеет отверстие заранее установленного размера (50 мм × 10 мм, в случае экспериментов, осуществляемых авторами настоящего изобретения). Затем проявитель на периферийной поверхности периферийной поверхности проявочной трубки 28 восстанавливается через отверстие маски, при этом маска остается подогнанной к проявочной трубке 28. Затем измеряется вес восстановленного проявителя. Затем значение M/S получается путем преобразования полученного веса восстановленного проявителя в количество проявителя на единицу площади (10 мм × 10 мм) (в случае авторов настоящего изобретения, значение M/S было получено делением веса восстановленного проявителя на 5).
[0096] Сущность настоящего изобретения состоит в регулировке коэффициента α содержания канавок таким образом, чтобы удовлетворять неравенству 6, во избежание необходимости в чрезмерном сужении зазора SB между проявочной трубкой 28 и лезвием 30 регулировки, в частности, до величины не более 0,2 мм.
Вариант осуществления
[0097] Далее, настоящее изобретение конкретно описано со ссылкой на проявочные устройства в следующих вариантах осуществления настоящего изобретения, совместно со сравнительными проявочными устройствами.
[0098] В таблице 1 показаны результаты экспериментов, осуществляемых в различных условиях, для нахождения соотношения между спецификацией, в частности, формой, канавки на периферийной поверхности проявочной трубки, и эффективностью проявочной трубки. Согласно таблице 1 каждая проявочная трубка 28, используемая в экспериментах, снабжена множественными канавками, имеющими V-образное поперечное сечение и проходящими в продольном направлении проявочной трубки 28, с обеспечением заранее установленного интервала (шага канавки) в окружном направлении проявочной трубки 28, как показано на фиг. 3.
<b>Таблица 1</b>
Диаметр трубки (мм)
Количество
P (мм)
W (мм)
D (мм)
W/P
SB
Состояние покрытия
Вар.1
20
50
1,256
0,10
0,05
0,080
E
E
Вар.2
20
50
1,256
0,12
0,06
0,096
E
E
Вар.3
20
50
1,256
0,18
0,09
0,143
G
E
Вар.4
20
80
0,785
0,18
0,09
0,229
G
E
Ср.1
20
100
0,628
0,25
0,12
0,398
N
E
Ср.2
20
200
0,314
0,12
0,06
0,382
N
E
Вар.5
24,5
50
1,538
0,12
0,06
0,078
E
E
Вар.6
20
25
2,512
0,10
0,05
0,040
E
E
Вар.7
20
20
3,14
0,10
0,05
0,032
E
G
3
3
[0099] Проявитель, используемый в экспериментах, представляет собой вышеописанную смесь тонера и магнитного носителя, выполненного из феррита. Соотношение по весу между тонером (P) и магнитным носителем (1-P) составляет 0,1 (=P) и 0,9 (=P-1). Удельный вес тонера и магнитного носителя равен 1,0 мг/мм и 4,8 мг/мм. Таким образом, с использованием уравнения 5, получается удельный вес G проявителя 3,48. Кроме того, диаметр частицы магнитного носителя равен 35 мкм.
2
2
2
2
[0100] Проявочное устройство настроено так, что количество M/S проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки 28 составляет 0,3 мг/мм (=30 мг/см), на выходной стороне лезвия 30 регулировки (M/S=0,3 мг/мм (=30 мг/см)). Затем каждую проявочную трубку в таблице 1 исследовали в отношении устанавливаемой величины зазора (=SB) между проявочной трубкой 28 и лезвием 30 регулировки. Проявочным трубкам, которые не допускают установления зазора SB не менее 0,2 мм, присваивается значение “N”, тогда как проявочным трубкам, которые допускают установление зазора SB не менее 0,2 мм, присваивается значение “G”. Кроме того, проявочным трубкам, которые допускают установление зазора SB не менее 0,3 мм, присваивается значение “E”. В каждом эксперименте, условие покровного слоя проявителя на проявочной трубке 28 проверяли невооруженным глазом. Проявочным трубкам, имеющим однородный покровный слой проявителя, присваивается значение “E”, и проявочным трубкам, имеющим покровный слой проявителя, достаточно неоднородный, чтобы способствовать формированию неудовлетворительного изображения присваивается значение “N”. Проявочным трубкам, покровный слой проявителя на которых немного неоднороден, но не настолько, чтобы способствовать формированию неудовлетворительного изображения, присваивается значение “G”.
Вариант осуществления 1:
[0101] Проявочная трубка, которая в первом варианте осуществления имеет коэффициент α содержания канавок 0,080 (α = 0,080), позволяет устанавливать зазор SB равным 0,45 мм. Если зазор (SD) равен 0,45 мм, значение, полученное путем подстановки 0,45 (=SB) в формуле 4 (= левая сторона неравенства 6) равно 13,9, что составляет меньше половины желаемой величины M/S (= правая сторона неравенства 6) на единицу площади (10 мм × 10 мм), которая равна 30 (=0,3×10×10). Таким образом, неравенство 6 выполняется. Таким образом, количество, в котором проявитель транспортируется за лезвие 30 регулировки неканавчатым участком, оказывается существенным по сравнению с количеством, в котором проявитель транспортируется за лезвие 30 регулировки канавчатым участком. Это позволяет задавать зазор SB равным примерно 0,45 мм. Резонно предположить, что это причина, по которой можно задавать зазор SB равным примерно 0,45 мм.
Вариант осуществления 2:
[0102] В случае использования проявочной трубки, которая во втором варианте осуществления имеет коэффициент α содержания канавок 0,096 (α=0,096), можно устанавливать зазор SB равным 0,35 мм. Таким образом, значение, полученное путем подстановки 0,35 вместо SB в формуле 4 (= левая сторона неравенства 6), равно 13,6, что меньше половины желаемого значения 30 (=0,3×10×10) для величины M/S (= правая сторона неравенства 6) на единицу площади (10 мм × 10 мм). Таким образом, неравенство 6 выполняется. Таким образом, количество, в котором проявитель транспортируется за лезвие 30 регулировки неканавчатым участком, оказывается существенным по сравнению с количеством, в котором проявитель транспортируется за лезвие 30 регулировки канавчатым участком. Это выглядит причиной, по которой можно задавать зазор SB равным примерно 0,35.
Вариант осуществления 3:
[0103] В случае использования проявочной трубки, которая в третьем варианте осуществления имеет коэффициент α содержания канавок 0,143 (α=0,143), можно задавать зазор SB равным 0,3 мм. Таким образом, значение, полученное путем подстановки 0,3 вместо SB в формуле 4 (= левая сторона неравенства 6) равно 19,4, что меньше 30 (=0,3×10×10), что является желаемым значением для количества M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28. Таким образом, неравенство 6 выполняется. Исходя из этого, резонно предположить, что проявитель транспортируется не только канавчатым участком, но и неканавчатым участком. Это позволяет устанавливать зазор SB большим или равным 0,2 мм. Однако по сравнению с проявочными трубками в первом и втором вариантах осуществления на проявочной трубке в этом варианте осуществления количество, в котором проявитель транспортируется канавчатым участком, больше, а значит, количество, в котором проявитель транспортируется неканавчатым участком, меньше. Поэтому хотя можно задавать зазор SB равным примерно 0,3 мм, что, очевидно, больше, чем 0,2 мм.
Вариант осуществления 4:
[0104] В случае использования проявочной трубки, которая в третьем варианте осуществления имеет коэффициент α содержания канавок 0,229 (α=0,229), можно задавать зазор SB равным 0,2 мм. Таким образом, значение, полученное путем подстановки 0,2 вместо SB в формуле 4 (= левая сторона неравенства 6), равно 23,1, что меньше 30 (=0,3×10×10), что является желаемым значением для количества M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28, и поэтому неравенство 6 выполняется. Таким образом, резонно предположить, что проявочная трубка транспортирует проявитель с использованием не только своего канавчатого участка, но и неканавчатого участка, и поэтому можно задавать зазор SB равным 0,2 мм или более. Однако по сравнению с проявочными трубками в первом, втором и третьем вариантах осуществления на проявочной трубке в этом варианте осуществления количество, в котором проявитель транспортируется канавчатым участком, существенно больше. Это выглядит причиной, по которой зазор SB следует устанавливать на сравнительно малое значение 0,2 мм.
[0105] Другая причина, по которой зазор SB должен быть малым в случае проявочной трубки в четвертом варианте осуществления состоит в том, что шаг канавки P этой проявочной трубки мал относительно толщины лезвия 30 регулировки. В частности, шаг канавки P проявочной трубки в четвертом варианте осуществления равен 0,785 мм (P=0,785 мм), и толщина B лезвия 30 регулировки равна 1,2 (B=1,2 мм). Таким образом, шаг канавки P (0,785) меньше толщины B (1,2 мм) лезвия 30 регулировки.
[0106] В случае когда шаг канавки P меньше толщины B лезвия 30 регулировки, иногда возможно, что два или более канавчатых участка одновременно перемещаются за лезвие 30 регулировки, создавая, таким образом, промежуток, ограниченный двумя магнитными кистями, проходящими от канавчатых участков, как показано на фиг. 8(b). Проявителю в промежутке между двумя магнитными кистями некуда деваться, и поэтому он с большой степенью вероятности подвергается действию механической и магнитной силе со стороны магнитных кистей. Таким образом, даже неканавчатый участок, скорее всего, повышает эффективность транспортировки проявителя. Поэтому желательно сделать шаг канавки P превышающим толщину B лезвия 30 регулировки, как показано на фиг. 8(a), для предотвращения одновременного перемещения двух или более канавчатых участков за лезвие 30 регулировки.
Согласно фиг. 8(c), даже в случае когда поверхность лезвия 30 регулировки, которая обращена к проявочной трубке 28, наклонена под углом θ к периферийной поверхности проявочной трубки 28, эффект, аналогичный вышеописанному, произойдет при условии, что шаг канавки P больше длины (Bcosθ) проекции поверхности лезвия 30 регулировки, которая обращена к проявочной трубке 28, на периферийную поверхность проявочной трубки 28.
Сравнительная проявочная трубка 1:
[0107] В случае первой сравнительной проявочной трубки, имеющей коэффициент α содержания канавок 0,389 (α=0,389), зазор (SD) не может быть установлен равным 0,2 мм или более. Значение, полученное путем подстановки 0,2 мм вместо SB в формуле 4 (=левая сторона неравенства 6), равно 44,3, что больше 30 (=0,3×10×10), что является желаемым значением для количества M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28. Поэтому чтобы неравенство 6 выполнялось, зазор SB не должен превышать 0,2 мм. В действительности, если M/S равно 30, зазор SB равен 0,17 мм. Поэтому значение формулы 4 (= левая сторона неравенства 6), полученное путем подстановки 0,17 вместо SB, равно 40,2, что больше 30 (=0,3×10×10) что является желаемым значением для величины M/S (= правая сторона неравенства 6) проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28, и поэтому неравенство 6 не выполняется.
Сравнительная проявочная трубка 2:
[0108] В случае второй сравнительной проявочной трубки, имеющей коэффициент α содержания канавок 0,382 (α=0,382), зазор SB не может быть установлен равным 0,2 мм или более. Значение, полученное путем подстановки 0,2 мм вместо SB в формуле 4 (=левая сторона неравенства 6), равно 34,6, что больше 30 (=0,3×10×10), что является желаемым значением для величины M/S (=правая сторона неравенства 6) проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28. Поэтому чтобы неравенство 6 выполнялось, зазор SB не должен превышать 0,2 мм. В действительности, если M/S равно 30, зазор SB равен 0,18 мм. Поэтому значение формулы 4 (= левая сторона неравенства 6) полученное путем подстановки 0,18 вместо SB, равно 31,9, что больше 30 (=0,3×10×10), что является желаемым значением для величины M/S (= правая сторона неравенства 6) проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм), на проявочной трубке 28, и поэтому неравенство 6 не выполняется.
[0109] На фиг. 9 показан график, который демонстрирует соотношение между коэффициентом α содержания канавок и SB в случае использования проявочных трубок в вариантах осуществления настоящего изобретения и сравнительных проявочных трубок. По горизонтальной оси отложен коэффициент α содержания канавок, и по вертикальной оси отложен SB, когда M/S задано равным 0,30. Из этого графика следует наличие сильной корреляции между коэффициентом α содержания канавок и SB. Грубо говоря, снижение коэффициента α содержания канавок позволяет расширить зазор SB. В частности, задание коэффициента α содержания канавок меньшим или равным 0,229 позволяет существенно увеличить зазор SB. Предполагается, что это возможно, поскольку 0,229 является примерно граничным значением между условием выполнения неравенства 6 и условием невыполнения неравенства 6. В действительности, правая сторона фиг. 9, относительно коэффициента α содержания канавок, равного 0,229, то есть, где коэффициент содержания канавок больше 0,229, не удовлетворяет неравенству 6, тогда как левая сторона фиг. 9, относительно коэффициента α содержания канавок, равного 0,229, то есть, где коэффициент содержания канавок меньше 0,229, удовлетворяет неравенству 6.
[0110] В случае когда неравенство 6 не выполняется, проявитель, в основном, транспортируется канавчатым участком. Поэтому изменение зазора SB изменяет величину M/S. Поэтому если предпринимается попытка увеличить SB за счет уменьшения M/S путем уменьшения коэффициента α содержания канавок, M/S восстанавливается до первоначального значения, при этом SB немного расширяется. Таким образом, SB не может существенно расширяться. В действительности, правая сторона фиг. 9, где коэффициент α содержания канавок сравнительно велик, указывает, что увеличение коэффициента α содержания канавок не позволяет существенно увеличивать SB.
[0111] С другой стороны, в случае когда неравенство 6 выполняется, неканавчатый участок агрессивно способствует транспортировке проявителя. Поэтому изменение SB не оказывает значительного влияния на M/S. Поэтому даже если предпринимается попытка расширить SB за счет уменьшения M/S путем уменьшения коэффициента α содержания канавок, M/S не восстанавливается до первоначального значения, если SB существенно не расширяется. Это позволяет расширить SB. В действительности, левая сторона графика на фиг. 9, относительно коэффициента α содержания канавок, равного 0,229, то есть, где неравенство 6 выполняется, указывает, что снижение коэффициента α содержания канавок позволяет значительно расширить SB. Таким образом, в этом варианте осуществления желательно, чтобы коэффициент α содержания канавок не превышал 0,229 (α≤0,229).
[0112] Разумно сделать следующий вывод: при условии, что значение формулы 4 меньше M/S, которое выражает количество проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки относительно направления вращения проявочной трубки 28, то есть при условии, что коэффициент α содержания канавок задан так, что неравенство 6 выполняется, неканавчатый участок существенно способствует транспортировке проявителя. Поэтому даже если M/S меньше, SB можно установить не меньшим 0,2 мм.
2
[0113] Желаемая структурная конфигурация проявочного устройства такова: сначала, чтобы гарантировать, что проявитель транспортируется не только канавчатым участком, но и неканавчатым участком, желательно, чтобы значение формулы 4 не превышало 23/30 величины M/S (которая в этом варианте осуществления равна 30 мм/см) проявителя на участке периферийной поверхности проявочной трубки 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки. Таким образом, согласно фиг. 9, в четвертом варианте осуществления (коэффициент α содержания канавок = 23/30), значение формулы 4 не превышает 23/30 (третий вариант осуществления: 19,4/30) желаемого значения M/S (которое в этом варианте осуществления равно 30). Таким образом, по меньшей мере, 7/30 может транспортироваться неканавчатым участком, что гарантирует возможность расширения SB. Что касается более желательного диапазона для SB, в случае когда значение формулы 4 не превышает 19/30, относительно количества M/S проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки, не только гарантируется, что проявочное устройство находится в состоянии, в котором неканавчатый участок также способствует транспортировке проявителя, но и появляется возможность дополнительно увеличить вклад неканавчатого участка в эффективность транспортировки проявителя. В результате SB можно дополнительно расширить. Поэтому желательно, чтобы проявитель транспортируется неканавчатым участком а также канавчатым участком. Этот вариант осуществления эквивалентен случаю, когда α≤0,143. При условии, что коэффициент α содержания канавок находится в этом диапазоне, вышеописанные эффекты можно усилить, что желательно.
Кроме того, согласно фиг. 9, где коэффициент α содержания канавок не превышает 0,12 (α≤0,12), этот вариант осуществления позволяет сделать SB примерно вдвое шире, чем SB для первой и второй сравнительных проявочных трубок. Поэтому желательно, чтобы коэффициент α содержания канавок не превышало 0,12. Другими словами, при условии, что коэффициент α содержания канавок задан так, что значение формулы 4 не превышает 16/30, относительно желаемой величины M/S для проявителя на участке периферийной поверхности проявочной трубки 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки, можно получить эффект, примерно аналогичный вышеупомянутому эффекту, что желательно. В этом случае можно удовлетворительно увеличить отношение, в котором проявитель транспортируется неканавчатым участком проявочного устройства.
[0114] Для дополнительного описания в случае первого и второго вариантов осуществления значение формулы 4 не превышает половины (15/30) величина M/S (которая в этом варианте осуществления равно 30) на проявочной трубке 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки, как указано формулой 7. Это позволяет дополнительно расширить SB. Это представляется возможной причиной, по которой можно, для проявочного устройства, увеличить отношение, в котором проявитель транспортируется неканавчатым участком, относительно канавчатого участка, то есть неканавчатый участок можно более агрессивно использовать для транспортировки проявителя.
3
2
10 мм × 10 мм ×α×{SB (мм)+D (мм)}×G (мг/мм)<M/S (мг/мм)×10 мм × 10 мм/2...(7).
[0115] Результаты эксперимента, в котором проявочная трубка в пятом варианте осуществления, которая отличается диаметром от предыдущих проявочных трубок, также исследовались. Они показывают, что, независимо от диаметра проявочной трубки 28, можно получить одни и те же результаты.
Вариант осуществления 5:
[0116] В случае использования проявочной трубки в пятом варианте осуществления, которая имеет коэффициент α содержания канавок 0,078 (α=0,078), можно задавать зазор SB равным 0,40 мм. Значение формулы 4 (= левая сторона неравенства 6) полученное путем подстановки 0,4 для SB, равно 12,5, что составляет меньше половины желаемого значения 30 (=0,3×10×10) для количества M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28, и поэтому неравенство 6 выполняется. Поэтому резонно предположить, что когда проявитель транспортируется через зазор SB между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, не менее половины проявителя транспортируется неканавчатым участком. Поэтому предполагается, что в этом состоит причина, по которой можно задавать зазор SB равным примерно 0,4 мм.
[0117] Кроме того, были исследованы случаи (варианты осуществления 6 и 7), когда проявочная трубка имела еще меньший коэффициент α содержания канавок.
Вариант осуществления 6:
[0118] В случае использования проявочной трубки в шестом варианте осуществления, которая имеет коэффициент α содержания канавок 0,040 (α=0,040), можно задавать зазор SB равным 0,5 мм (SB=0,5). Значение формулы 4 (=левая сторона неравенства 6) полученное путем подстановки 0,5 вместо SB в формуле 4, равно 7,61, что меньше желаемого значения или количества M/S проявителя (=30), на единицу площади (10 мм × 10 мм). Таким образом, неравенство 6 (7) выполняется. Резонно предположить, что это причина того, почему можно задавать зазор SB равным примерно 0,5 мм.
Вариант осуществления 7
:
[0119] В случае использования проявочной трубки в седьмом варианте осуществления, которая имеет коэффициент α содержания канавок 0,032 (α=0,032), можно задавать зазор SB равным 0,6 мм (SB=0,6). Значение формулы 4 (= левая сторона неравенства 6) полученное путем подстановки 0,6 вместо SB, равно 7,23, что меньше 30 (=0,3×10×10), или желаемого значения для количества M/S проявителя (правая сторона неравенства 6), на единицу площади (10 мм × 10 мм). Таким образом, неравенство 6 (7) выполняется. Резонно предположить, что это причина того, почему можно задавать зазор SB равным примерно 0,6 мм.
[0120] Однако в случае седьмого варианта осуществления эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 находится на уровне, который создает никаких проблем. Однако покровный слой проявителя немного неоднороден. Причина этой проблемы предположительно состоит в том, что отношение, в котором проявитель транспортируется канавчатым участком, составляет 7,23/30=0,241, что меньше 1/4 всего проявителя, транспортируемого проявочной трубкой 28. Таким образом, резонно полагать, что отношение, в котором проявитель транспортируется неканавчатым участком, чрезмерно велико, что негативно сказывается на эффективности транспортировки проявителя проявочной трубки 28. Таким образом, желательно, чтобы значение формулы 4 составляло не менее 1/4 желаемого значения для количества M/S проявителя, что указано неравенством 8:
10 мм × 10 мм ×α×{SB+D}×G≥M/S/4 ...(8).
[0121] В таблице 2 приведены результаты экспериментов, в которых влияние формы канавок на периферийной поверхности проявочной трубки 28 на эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28 было исследовано с использованием проявочных трубок, отличающихся глубиной D канавки и шириной W канавки, а также формой канавки, от трубок, используемых в первом варианте осуществления.
<b>Таблица 2</b>
Диаметр трубки (мм)
Количество
P (мм)
W (мм)
D (мм)
W/P
SB
Состояние покрытия
Вар.8
20
50
1,256
0,10
0,04
0,080
E
E
Вар.9
20
50
1,256
0,10
0,03
0,080
E
G
Ср.3
20
50
1,256
0,10
0,01
0,080
E
N
Ср.4
20
50
1,256
0,10
0,04
0,016
E
N
[0122] Проявитель, используемый в экспериментах, идентичен используемому для экспериментов, результаты которых приведены в таблице 1. Таким образом, его удельный вес G равен 3,48 (G=3,48), и диаметр частицы магнитного носителя равен 35 мкм.
2
2
[0123] Наподобие проявочных трубок, используемых в экспериментах, результаты которых приведены в таблице 1, проявочное устройство, используемое для этих экспериментов, настроено так, что количество M/S проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки 28, на выходной стороне лезвия 30 регулировки равно 0,3 мг/мм (=30 мг/см). Затем значения, которые можно присваивать зазору SB между проявочной трубкой 28 и лезвием 30 регулировки, исследовались для каждой проявочной трубки 28, перечисленной в таблице 2. Кроме того, проверялось состояние покровного слоя проявителя.
Вариант осуществления 8:
[0124] В случае использования проявочной трубки в восьмом варианте осуществления, которое имеет коэффициент α содержания канавок 0,080 (α=0,080), можно задавать зазор SB равным 0,45 мм. Значение формулы 4 (= левая сторона неравенства 6), полученное путем подстановки 0,45 для SB, равно 13,6, что составляет меньше половины желаемого значения 30 (=0,3×10×10) для количества M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28, и поэтому неравенство 6 (7 и 8) выполняется. Таким образом, резонно предположить, что неканавчатый участок обеспечивает не менее половины количества, в котором проявитель транспортируется за лезвие 30 регулировки проявочной трубкой 28, и это позволяет задавать зазор SB равным примерно 0,45 мм.
Вариант осуществления 9:
[0125] В случае использования проявочной трубки в девятом варианте осуществления, которая имеет коэффициент α содержания канавок 0,080 (α=0,080), можно задавать зазор SB равным 0,50 мм. Значение формулы 4 (= левая сторона неравенства 6) полученное путем подстановки 0,50 для SB, равно 14,7, что составляет меньше половины желаемого значения 30 (=0,3×10×10) для количества M/S проявителя, на единицу площади (10 мм × 10 мм) на проявочной трубке 28, и поэтому неравенство 6 выполняется. Таким образом, резонно предположить, что когда проявитель транспортируется через зазор между лезвием 30 регулировки и проявочной трубкой 28, не менее половины проявителя транспортируется неканавчатым участком, и это позволяет задавать зазор SB равным примерно 0,50 мм.
[0126] Однако в случае девятого варианта осуществления не возникает никаких проблем с эффективностью транспортировки проявителя проявочной трубки 28, но малую величину неоднородности можно обнаружить на покровном слое проявителя. Причина этого явления, видимо, обусловлена тем фактом, что, поскольку канавки проявочной трубки 28 имеют глубину D 30 мкм, что меньше диаметра 2R частицы магнитного носителя, немного менее вероятно, чтобы частицы магнитного носителя захватывались канавкой и оставались захваченными в канавке, что снижает эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28. Таким образом, желательно, чтобы ширина W канавки превышала диаметр частицы 2R магнитного носителя, как указано ранее неравенством 2.
Сравнительная проявочная трубка 3:
[0127] В случае использования третьей сравнительной проявочной трубки 28, которая имеет коэффициент α содержания канавок 0,080 (α=0,080), можно задавать зазор SB равным 0,6 мм, но покровный слой проявителя на проявочной трубке неустойчив.
[0128] Это явление, видимо, обусловлено тем, что глубина D канавки равна 10 мкм, что меньше радиуса частицы магнитного носителя, и поэтому канавка обладает чрезвычайно малой способностью захватывать и удерживать частицы магнитного носителя, что снижает эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28. Таким образом, желательно, чтобы глубина D канавки превышала радиус R частицы магнитного носителя, как указано выше неравенством 3.
Сравнительная проявочная трубка 4:
[0129] В случае использования четвертой сравнительной проявочной трубки, которая имеет коэффициент содержания канавок 0,016 (α=0,016), можно задавать зазор SB равным 0,8 мм, но покровный слой проявителя на проявочной трубке неустойчив.
[0130] Эта проблема, видимо, обусловлена следующим фактом: в отличие от третьей сравнительной проявочной трубки, четвертая сравнительная проявочная трубка имеет глубину D канавки 40 мкм, что больше диаметра 2R частицы магнитного носителя, но ширину W канавки 30 мкм, что меньше диаметра 2R частицы магнитного носителя. Поэтому частица магнитного носителя не может полностью помещаться в канавке. Поэтому менее вероятно, что канавка будет захватывать и удерживать частицу магнитного носителя; прилипание частицы магнитного носителя к канавке менее вероятно, что снижает эффективность транспортировки проявителя проявочной трубки 28. Таким образом, желательно, чтобы ширина W канавки превышала диаметр 2R частицы магнитного носителя.
2
2
2
2
[0131] До сих пор были описаны случаи, когда количество M/S проявителя на периферийной поверхности проявочной трубки, на единицу площади, на выходной стороне лезвия 30 регулировки равно 0,3 мг/мм (=30 мг/см). Однако описание предыдущих случаев остается в силе, даже если количество M/S проявителя не равно 0,3 мг/мм (=30 мг/см).
2
2
2
3
2
3
[0132] Как описано выше, с точки зрения зернистости изображения, которое проявляет проявочная трубка, количество M/S проявителя на единицу площади периферийной поверхности проявочной трубки желательно задавать равным (0,3±0,2) мг/мм (=(30±20) мг/см). Точнее говоря, желательно, чтобы значение (кажущаяся толщина покровного слоя проявителя)=(M/S (мг/мм)/удельный вес G (мг/мм)), полученное путем стандартизации, в отношении удельного веса, количество проявителя, нанесенного на проявочную трубку, на выходной стороне лезвия 30 регулировки, оказывается в диапазоне 29-140 мкм. В случае когда M/S устанавливается равным значению в вышеупомянутом диапазоне, значение коэффициента α содержания канавок, которое позволяет устанавливать зазор SB равным 0,2 мм или шире, можно оценивать следующим образом, с использованием неравенства 6. Поскольку чем меньше значение количества M/S проявителя, тем труднее удовлетворить неравенству 6. Таким образом, коэффициент α содержания канавок вычисляется исходя из того, что M/S=0,1 мг/мм, и SB=200 мкм. Кроме того, что касается стандартизованной глубины D канавки и ширины W канавки, предполагается, что D=0,06 мм и G=3,5 мг/мм. Таким образом, неравенство 6 приобретает вид:
10×10×α×(0,20+0,06)×3,5<0,1×10×10
[0133] Таким образом, α<0,1099.
2
[0134] Поэтому даже с учетом отклонения по глубине канавки и удельному весу проявителя, неравенству 6 можно удовлетворить, устанавливая M/S равным значению в диапазоне (30±20) мг/см.
2
[0135] Кроме того, в случае когда M/S и SB заданы равными 0,15 мг/мм и 200 мкм, соответственно, для более высокого качества изображения, неравенство 6 приобретает вид:
10×10×α×(0,20+0,06)×3,5<0,15×10×10
[0136] Таким образом, α<0,1648.
2
[0137] Поэтому даже с учетом отклонения по глубине канавки и отклонения по удельному весу проявителя, при условии, что коэффициент содержания канавок проявочной трубки меньше 0,16 (α<0,16), неравенство 6 может выполняться даже когда M/S устанавливается равным значению в диапазоне (30±15) мг/см (что преимущественно с точки зрения предотвращения формирования изображения, обладающего нежелательной зернистостью и/или нежелательно низкой плотностью).
2
2
[0138] Кроме того, в случае когда M/S устанавливается равным 0,15 мг/мм для более высокого качества изображения, и SB расширяется до 300 мкм (M/S=0,15 мг/мм, SB=300 мкм), неравенство 6 приобретает вид:
10×10×α×(0,30+0,06)×3,5<0,15×10×10
[0139] Таким образом, α<0,119.
2
2
[0140] Поэтому даже с учетом отклонения по глубине канавки и удельному весу проявителя, неравенство 6 может выполняться, даже когда M/S устанавливается равным значению в диапазоне (30±15) мг/см, и зазор SB расширяется до 300 мкм или более. Таким образом, можно сказать, что более желательно задавать M/S равным 0,15 мг/мм.
[0141] На основе результатов экспериментов, в которых испытаны шестой и седьмой варианты осуществления, желательно, чтобы коэффициент α содержания канавок составлял не менее 0,04. Если коэффициент α содержания канавок не превышает 0,04, то есть, если он чрезмерно мал, проявочная трубка обладает недостаточной эффективностью транспортировки проявителя, что, в свою очередь, приводит к неустойчивости покровного слоя проявителя на проявочной трубке. Что касается наименьшего значения коэффициента α содержания канавок, желательно, чтобы коэффициент α содержания канавок составлял не менее 0,06, предпочтительно, 0,08, чтобы гарантировать, что проявочная трубка обладала удовлетворительной эффективностью транспортировки проявителя.
[0142] Кроме того, проявочные трубки в вышеописанных вариантах осуществления настоящего изобретения снабжены V-образными канавками. Однако, как описано выше, эти варианты осуществления не призваны ограничивать настоящее изобретение в отношении форма канавки. Таким образом, настоящее изобретение совместимо с проявочным устройством вышеописанной конструкции, независимо от формы канавки его проявочной трубки. Например, настоящее изобретение совместимо с различными проявочными устройствами, проявочная трубка которых имеет U-образное, прямоугольное или сложное поперечное сечение, при условии, что проявочные устройства имеют вышеописанную конструкцию. Однако, в случае когда проявочная трубка имеет сравнительно низкий коэффициент α содержания канавок, проблема состоит в том, что довольно трудно сформировать канавки U-образного или прямоугольного поперечного сечения.
[0143] Кроме того, предыдущие варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на случаи, когда проявочное устройство снабжено только одной проявочной трубкой. Однако настоящее изобретение также применимо к проявочному устройству, снабженному двумя или более проявочными трубками, например, проявочными трубками 28 и 31, в которых располагаются магнитные валики 29 и 32, соответственно, как показано на фиг. 10. Таким образом, описания, аналогичные приведенным для случаев, когда проявочные устройства имеют только одну проявочную трубку, применимы, например, к проявочному устройству, показанному на фиг. 10, по меньшей мере, к его проявочной трубке 28, рядом с периферийной поверхностью которой располагается лезвие регулировки.
Вариант осуществления 2
[0144] В первом варианте осуществления настоящего изобретения, магнитный носитель представляет собой носитель, выполненный из чистого феррита. Однако использование полимерного магнитного носителя, который имеет больший коэффициент содержания полимера и меньшую величину намагниченности, чем традиционный ферритовый носитель, позволяет проявочному устройству выводить изображение, обладающее более высокими свойствами, связанными с зернистостью, по следующей причине, даже когда он удовлетворяет неравенству 6 в той же степени, что и традиционный магнитный носитель.
[0145] Таким образом, если величина намагниченности магнитного носителя мала, магнитное взаимодействие (сила отталкивается) между двумя соседними магнитными кистями меньше. Поэтому магнитные кисти, образуемые магнитным носителем на периферийной поверхности проявочной трубки, короче и имеют более высокую плотность, что позволяет проявочному устройству выводить изображение, свободное от текстурной неоднородности и обладающее более высоким разрешением.
2
3
[0146] Длина магнитной кисти примерно равна кажущейся толщине (=M/S (мг/мм)/удельный вес G (мг/мм)), упомянутой в описании первого варианта осуществления. В действительности, однако, между ними существует малая величина отличительного различия, которая обусловлена плотностью проявителя, поскольку магнитная кисть, сформированная проявителем, имеющим более высокую плотность, скорее всего, будет иметь большую кажущуюся длину (высоту), чем магнитная кисть, сформированная проявителем, имеющим более низкую плотность. Таким образом, первая хуже последней, в том смысле, что она с большей вероятностью приведет к формированию нежелательно зернистого изображения, чем последняя. В частности, в случае использования проявителя более низкой плотности магнитные кисти, образованные проявителем, короче, то есть имеют меньшую кажущуюся длину (высоту) и имеют более высокую плотность. Это позволяет формировать изображение с более высоким разрешением и меньшей зернистостью.
[0147] Таким образом, в этом варианте осуществления, полимерный магнитный носитель, сформированный путем диспергирования оксида магнитного металла (например, магнетита) и оксида немагнитного металла (например, гематита) в связующем полимере, используется в качестве носителя для проявителя.
3
3
3
[0148] В частности, в этом варианте осуществления используется полимерный магнитный носитель, имеющий максимальную намагниченность примерно 190 эме/см, то есть меньше, чем максимальная намагниченность частиц феррита (280 эме/см). Удельный вес G этого полимерного магнитного носителя равен 4,0 мг/мм, что меньше удельного веса G магнитного носителя в первом варианте осуществления. Тонер, используемый в этом варианте осуществления, такой же, как используемый в первом варианте осуществления. Кроме того, весовое отношение между тонером и полимерным магнитным носителем такое же, как между тонером и традиционным магнитным носителем в первом варианте осуществления, и равно 1:9. Таким образом, удельный вес G проявителя в этом варианте осуществления, который можно получить из уравнения 5, равен 3,08 (G=3,08).
[0149] Этот носитель исследовали с использованием той же проявочной трубки, которая использовалась для первого варианта осуществления в таблице 1.
Вариант осуществления 10:
[0150] В случае использования проявочной трубки в первом варианте осуществления, которая имеет коэффициент α содержания канавок 0,080, можно задавать зазор SB равным 0,50 мм. Значение, полученное путем подстановки 0,50 вместо SB в формуле 4, равно 13,6, что меньше половины желаемого значения (30) для количества M/S проявителя. Поэтому неравенство 6 выполняется. Таким образом, неканавчатый участок в большей степени способствует транспортировке проявителя за лезвие 30 регулировки, чем канавчатый участок. Можно предположить, что это причина того, почему можно задавать зазор SB равным примерно 0,50 мм.
[0151] Кроме того, в отношении качества изображения, связанного с зернистостью, полимерный магнитный носитель в этом варианте осуществления предпочтительнее традиционного магнитного носителя в первом варианте осуществления, который сформирован только из частиц феррита.
[0152] Этот вариант осуществления не призван ограничивать настоящее изобретение в отношении выбора магнитного носителя. Таким образом, настоящее изобретение совместимо не только с неполимерным магнитным носителем в этом варианте осуществления, который сформирован путем диспергирования оксидов магнитных и немагнитных металлов в связующем полимере, но и с таким полимерным магнитным носителем, коэффициент содержания полимера которого повышен за счет дисперсии полимера в зазорах между пористыми частицами носителя.
3
[0153] Для достижения максимальной эффективности настоящего изобретения желательно, чтобы величина намагниченности носителя составляла не менее 210 эме/см.
3
[0154] Что касается способа вычисления величины намагниченности, магнитные свойства носителя были получены с использованием автоматического устройства записи магнитных свойств типа колеблющегося магнитного поля (производства Riken Instrumentation Ltd.). В частности, измеряли интенсивность намагничивания носителя, упакованного в цилиндрический контейнер и помещенного во внешнее магнитное поле напряженностью 1 кЭ (килоэрстед). Затем полученную интенсивность намагничивания носителя умножали на истинный удельный вес носителя для вычисления величины намагниченности (эме/см) носителя.
[0155] Согласно настоящему изобретению в проявочном устройстве, где применяется элемент переноса проявителя, периферийная поверхность которого снабжена канавками, причем его конструкция позволяет формировать на периферийной поверхности элемента переноса проявителя слой проявителя, достаточно тонкий для получения изображения очень высокого качества, можно обеспечить проявочное устройство, которое позволяет решить проблему, состоящую в том, что, вследствие избыточной или недостаточной эффективности транспортировки проявителя элемента переноса проявителя, элемент переноса проявителя неудовлетворительно покрывается проявителем, и/или посторонние вещества застревают в зазоре между периферийной поверхностью элемента переноса проявителя и элементом регулировки проявителя проявочного устройства.
[0156] Хотя изобретение описано со ссылкой на раскрытые здесь конструкции, оно не ограничено изложенными деталями, и данная заявка призвана охватывать такие модификации или изменения, которые могут преследовать цели усовершенствования или входить в объем нижеследующей формулы изобретения.
Промышленная применимость
[0157] Настоящее изобретение предусматривает проявочное устройство, которое позволяет решить проблему, состоящую в том, что, вследствие избыточной или недостаточной эффективности транспортировки проявителя элемента переноса проявителя, элемент переноса проявителя неудовлетворительно покрывается проявителем, и/или посторонние вещества застревают в зазоре между периферийной поверхностью элемента переноса проявителя и элементом регулировки проявителя проявочного устройства.