ПРОЯВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
DEVELOPING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к проявочному устройству для формирования видимого изображения путем нанесения проявителя на электростатическое скрытое изображение, образованное переносящим изображение элементом.
Проявочное устройство используется, например, в устройстве формирования изображений электрофотографического типа или типа электростатической записи, например в копировальном аппарате, лазерном принтере, факсимильном аппарате или неисправном аппарате в этих аппаратах. В традиционном устройстве формирования изображений электрофотографического типа обычно поверхность барабаноподобного светочувствительного элемента, который является переносящим изображение элементом, однородно заряжается электрически с помощью зарядного устройства, а затем заряженный светочувствительный элемент подвергается действию света в зависимости от графической информации с помощью экспонирующего устройства, чтобы образовать электростатическое скрытое изображение на светочувствительном элементе. Электростатическое скрытое изображение, образованное на светочувствительном элементе, визуализируется в виде порошкового изображения с помощью тонера в качестве проявителя, используя проявочное устройство. Затем визуализированное изображение переносится на материал для записи с помощью передающего устройства. После этого порошковое изображение, перенесенное на материал для записи, фиксируется плавлением на материале для записи под действием тепла и давления с помощью закрепляющего устройства.
В качестве такого проявочного устройства существует проявочное устройство, использующее в качестве проявителя двухкомпонентный проявитель, включающий в себя не относящиеся к изображению частицы тонера (тонер) и частицы магнитного носителя (носитель). В частности, в устройстве формирования цветных изображений тонер может не содержать магнитного вещества, и поэтому двухкомпонентный проявитель широко используется по причине хорошего цвета (наклона) или т.п. В проявочном устройстве, использующем этот двухкомпонентный проявитель, тонер и носитель подаются в проявочный контейнер одновременно с их перемешиванием, а затем проявитель переносится на проявляющем цилиндре в качестве несущего проявитель элемента. Проявитель, переносимый на проявляющем цилиндре, регулируется по количеству переноса регулирующим лезвием в качестве регулирующего элемента. После этого напряжение смещения проявки подается между проявляющим цилиндром и светочувствительным элементом, и посредством этого только тонер переносится на электростатическое скрытое изображение, образованное на поверхности светочувствительного элемента, так что порошковое изображение, соответствующее электростатическому скрытому изображению, образуется на поверхности светочувствительного элемента.
Вышеописанное проявочное устройство включает в себя, как показано на фиг. 12, магнит 45 (многополюсный магнит) в качестве средства формирования магнитного поля, обеспеченного во вращающемся проявляющем цилиндре 44. Магнит 45A имеет множество магнитных полюсов N1, N2, S1 и S2. В этой связи, прямая линия в радиальном направлении, представленном линией отвеса для каждого из магнитных полюсов, показывает положение пика плотности магнитного потока у каждого из положений.
Проявитель, размешанный и поданный в проявочный контейнер 41 проявочного устройства, собирается на полюсе N2 (аккумулирующем полюсе), чтобы его перенесли на внешнюю периферийную поверхность проявляющего цилиндра 44. Затем, путем вращения проявляющего цилиндра 44, как указано стрелкой A, проявитель подается в часть 48 торможения проявителя, и его количество регулируется элементом 47 возврата проявителя. Затем, чтобы ограничить стабилизированный проявитель, проявитель в достаточной мере ограничивается на полюсе S2 (полюс отсечения), имеющем плотность магнитного потока не меньше некоторого значения, а затем перемещается проявляющим цилиндром 44, образуя при этом магнитную цепочку.
Затем проявитель, перенесенный на проявляющем цилиндре 44, регулируется по количеству путем обрезки магнитной цепочки регулирующим лезвием 46. Проявитель, отрегулированный по количеству переноса, перемещается к полюсу S1 (проявляющий полюс), который является противоположной частью светочувствительного элемента, через полюс N1 и затем проявляет электростатическое скрытое изображение на поверхности светочувствительного элемента с помощью тонера, как описано выше. Проявитель, оставшийся на поверхности проявляющего цилиндра 44 после проявления, отделяется от проявляющего цилиндра 44 между полюсом N3 и полюсом N2, которые являются отталкивающими полюсами, а затем собирается в проявочном контейнере 41.
Как описано выше, в случае структуры, в которой проявитель, переносимый на проявляющем цилиндре 44, регулируется по количеству регулирующим лезвием, проявитель, который не может пройти через промежуток (зазор) между проявляющим цилиндром 44 и регулирующим лезвием 46, может образовать неподвижный слой. То есть в случае традиционного проявочного устройства магнит 45A создавался так, чтобы сила в направлении (направление стрелки B) к регулирующему лезвию 46 действовала на магнитный носитель выше по ходу от регулирующего лезвия 46 по отношению к круговому направлению вращения (направлению вращения) проявляющего цилиндра 44. По этой причине проявитель, который не может пройти через зазор и застаивается выше по ходу от регулирующего лезвия 46, как описано выше, прессуется к расположенной выше по ходу поверхности регулирующего лезвия 46, чтобы обязательно образовался неподвижный слой, в котором отсутствует движение проявителя (или движение проявителя меньше, чем у другой части).
Таким образом, когда неподвижный слой образуется на расположенной выше по ходу поверхности регулирующего лезвия 46, проявитель стирается на граничной поверхности между неподвижным слоем и слоем (текучим слоем) проявителя, перенесенного и перемещенного проявляющим цилиндром 44. В результате, например, тонер отделяется от носителя с помощью трения, и тогда выделенные частицы тонера подвержены сцеплению друг с другом с помощью теплоты трения из-за дальнейшего трения, соответственно образуя неподвижный слой тонера. Образованный таким образом неподвижный слой растет в результате вращения проявляющего цилиндра 44, так что зазор между неподвижным слоем и проявляющим цилиндром 44 становится меньше зазора между регулирующим лезвием 46 и проявляющим цилиндром 44. Тогда количество переноса проявителя, перенесенного и перемещенного на проявляющем цилиндре 44, регулируется зазором между неподвижным слоем и проявляющим цилиндром 44, так что количество переноса проявителя становится меньше установленного количества. В результате меняется количество проявителя, перемещенного в область проявления, где проявляющий цилиндр 44 располагается напротив светочувствительного элемента, поэтому снижается плотность изображения, которое нужно сформировать, или возникает неоднородность плотности.
Чтобы предотвратить образование такого неподвижного слоя, существует структура, в которой цилиндрический (колоннообразный) элемент подачи тонера, который вращается с некоторым зазором с проявляющим цилиндром, предоставляется выше по ходу от регулирующего лезвия (Выложенная заявка на патент Японии (JP-A) Hei 5-35067). Дополнительно также имеется структура, в которой регулирующее лезвие предоставляется между отталкивающими полюсами, чтобы придать однородность толщине слоя проявителя, переносимого на проявляющем цилиндре (JP-A Hei 5-6103).
В случае структуры, описанной в JP-A Hei 5-35067, необходима опора для поддержки элемента подачи тонера и средство привода для приведения в действие элемента подачи тонера, так что неминуемо, что строение усложняется, и поэтому ее стоимость увеличивается. К тому же элемент подачи тонера приводится в движение в противоположном направлении в положении, где он располагается напротив проявляющего цилиндра, и поэтому на проявитель оказывается сильное давление, поэтому существует вероятность, что проявитель рано ухудшится. Более того, в случае, где элемент подачи тонера вращается с высокой скоростью, из-за тепловыделения также существует вероятность, что проявитель расплавится или слипнется.
Дополнительно в случае конструкции, описанной в JP-A Hei 5-6103, регулирующее лезвие предоставляется между отталкивающими магнитными полюсами, и поэтому количество проявителя, ограниченное вблизи регулирующего лезвия, является небольшим, поэтому существует вероятность, что станет сложно постоянно подавать проявитель к проявляющему цилиндру.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основная цель настоящего изобретения - предоставить проявочное устройство, допускающее устранение ухудшения проявителя и стабильную подачу проявителя к несущему проявитель элементу, а также допускающее постоянное регулирование количества проявителя, переносимого на несущем проявитель элементе, с помощью регулирующего элемента.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения, предоставляется проявочное устройство, содержащее: несущий проявитель элемент для переноса проявителя, содержащего магнитный носитель и немагнитный тонер, и для проявления электростатического скрытого изображения, образованного на переносящем изображение элементе; магнит, предоставленный в несущем проявитель элементе и включающий в себя множество магнитных полюсов, расположенных вдоль кругового направления несущего проявитель элемента, для переноса проявителя на несущем проявитель элементе; и регулирующий элемент, предоставленный напротив несущего проявитель элемента с заранее установленным промежутком в области, в которой разные по полярности магнитные полюса являются смежными друг с другом, для регулирования количества проявителя, переносимого на несущем проявитель элементе, где магнитные полюса располагаются так, что составляющая кругового направления магнитной силы, действующая на магнитный носитель, соприкасающийся по меньшей мере с частью расположенной выше по ходу регулирующей поверхности регулирующего элемента относительно кругового направления вращения несущего проявитель элемента, противоположна круговому направлению вращения.
Эти и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевиднее при рассмотрении нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения в сочетании с прилагаемыми чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематическая иллюстрация устройства формирования изображений в соответствии с Первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - схематичный чертеж для иллюстрации способа измерения угла откоса.
Фиг. 3 - схематический вид в разрезе проявочного устройства в Первом варианте осуществления.
Фиг. 4 - частичный срез проявочного устройства, если смотреть сверху проявочного устройства, показанного на фиг. 3.
Фиг. 5 - частично увеличенный вид части фиг. 3, показывающий двумерное распределение fθ относительно радиального направления вблизи регулирующего лезвия в Первом варианте осуществления.
Фиг. 6 - график, показывающий отношение между плотностью магнитного потока и магнитной силой вблизи регулирующего лезвия в Первом варианте осуществления.
Фиг. 7 - схематичный чертеж для иллюстрации определений Br, Bθ, Fr и Fθ.
Фиг. 8 - схематичный чертеж, показывающий распределение магнитной силы и плотности магнитного потока на поверхности проявляющего цилиндра в Первом варианте осуществления.
Фиг. 9 - частично увеличенный вид части фиг. 3 для иллюстрации потока проявителя выше по ходу от регулирующего лезвия.
Фиг. 10 - частично увеличенный вид части фиг. 3, показывающий проявочное устройство в соответствии со Вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 11 - график, показывающий отношение между плотностью магнитного потока и магнитной силой вблизи регулирующего лезвия в Третьем варианте осуществления.
Фиг. 12 - схематичный чертеж для иллюстрации традиционного проявочного устройства.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
<Вариант 1 осуществления>
Сначала вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться со ссылкой на фиг. с 1 по 9.
[Устройство формирования изображений]
Сначала общая структура и работа устройства формирования изображений в этом варианте осуществления будет описываться со ссылкой на фиг. 1. Устройство 100 формирования изображений формирует изображения в соответствии с графической информацией от исходного считывающего устройства, подключенного к основному блоку устройства 100 формирования изображений, или от главного устройства, например персонального компьютера, который коммуникационно подключен к основному блоку. В этом варианте осуществления можно сформировать полноцветное изображение на основе четырех цветов в составе желтого (Y), пурпурного (M), голубого (C) и черного (Bk) на материале (листе бумаги для записи, листе пластика, куске ткани и т.д.) с использованием электрофотографического типа.
Таким образом, устройство 100 формирования изображений имеет строение типа тандема из четырех барабанов и включает в себя, в виде множества средств формирования изображений, части PY, PM, PC и PBk формирования изображений с первой по четвертую (блоки формирования изображений), которые образуют желтое, пурпурное, голубое и черное (монохроматические) изображения соответственно. В периоде, в котором промежуточная лента 51 передачи, предоставленная передающему устройству 5 в качестве передающего средства, движется в указанном стрелкой направлении и проходит через соответствующие части формирования изображений, соответствующие цветные порошковые изображения наносятся на промежуточную ленту 51 передачи. Затем многочисленные порошковые изображения, нанесенные на промежуточную ленту 51 передачи, передаются на материал для записи, чтобы получить записанное изображение. В этом варианте осуществления в качестве проявителя используется двухкомпонентный проявитель, содержащий немагнитный тонер и магнитный носитель.
В этой связи, соответствующие блоки формирования изображений имеют практически одинаковое строение за исключением того, что они отличаются цветом проявления. В дальнейшем в случае, где нет необходимости особо отличать блок формирования изображений, суффиксы Y, M, C и Bk, которые указывают элементы, принадлежащие ассоциированным блокам формирования изображений, пропускаются и будут описываться вместе.
Блок P формирования изображений включает в себя барабаноподобный светочувствительный элемент 1 (светочувствительный барабан) в качестве переносящего изображение элемента. Вокруг светочувствительного элемента 1 предоставляются зарядное устройство 2 в качестве зарядного средства, экспонирующее устройство 3 в качестве экспонирующего средства (например, оптическая система с лазерным облучением), проявочное устройство 4 в качестве проявочного средства, передающее устройство 5, устройство 7 очистки в качестве средства очистки и устройство 8 снятия заряда в качестве средства снятия заряда.
Передающее устройство 5 включает в себя промежуточную ленту 51 передачи в качестве промежуточного передающего элемента. Промежуточная лента 51 передачи протянута вокруг множества роликов и вращается (перемещается кругообразно) в направлении, указанном стрелкой на фиг. 1. Кроме того, основной передающий элемент 52 предоставляется в положении, где он располагается напротив ассоциированного светочувствительного элемента 1 через промежуточную ленту 51 передачи. Кроме того, дополнительный передающий элемент 52 предоставляется в положении, где он располагается напротив одного из роликов, вокруг которых протянута промежуточная лента 51 передачи.
Во время образования изображения сначала (периферийная) поверхность вращающегося светочувствительного элемента 1 однородно заряжается с помощью зарядного устройства 2. Затем заряженная поверхность светочувствительного элемента 1 подвергается сканирующему экспонированию с помощью экспонирующего устройства 3 в зависимости от сигнала с графической информацией, так что электростатическое скрытое изображение образуется на светочувствительном элементе 1 (переносящем изображение элементе). Электростатическое скрытое изображение, образованное на светочувствительном элементе 1, визуализируется в виде порошкового изображения с помощью тонера в проявителе с помощью проявочного устройства 4. В то же время, в зависимости от количества потребленного тонера, проявитель подачи подается из контейнера 20 в проявочное устройство 4 через непоказанный подающий тракт. Порошковое изображение, образованное на светочувствительном элементе 1, передается (первично передается) на промежуточную ленту 51 передачи под действием напряжения смещения первичной передачи, поданного на основной передающий элемент 52, в части первичной передачи (зоне контакта первичной передачи), в которой промежуточная лента 51 передачи и светочувствительный элемент 1 соприкасаются друг с другом. Например, во время формирования полноцветного изображения на основе четырех цветов порошковые изображения последовательно передаются со светочувствительных элементов 1 четырех частей формирования изображений, начиная с первой части формирования изображений RY, на промежуточную ленту 51 передачи, чтобы полноцветное (многоцветное) изображение, состоящее из наложенных четырех цветных порошковых изображений, формировалось на промежуточной ленте 51 передачи.
Отдельно материал для записи, помещенный в кассету 9, перемещается элементами передачи носителей записи, например подбирающим роликом, конвейерными роликами, роликами регистрации и т.п. Это перемещение материала для записи осуществляется синхронно с порошковым изображением на светочувствительном элементе 1 в части (зоне) вторичной передачи, где промежуточная лента 51 передачи и дополнительный передающий элемент 53 соприкасаются друг с другом. Затем несколько порошковых изображений на промежуточной ленте 51 передачи передаются, в части вторичной передачи, на материал для записи под действием напряжения смещения вторичной передачи, поданного на дополнительный передающий элемент 53.
После этого материал для записи отделяется от промежуточной ленты 51 передачи и перемещается в закрепляющее устройство 6. Прообразы, переданные на материал для записи, подвергаются нагреву и давлению, приложенным к ним закрепляющим устройством 6, соответственно сплавляясь и закрепляясь на материале для записи. После этого материал для записи выпускается из устройства 100 формирования изображений.
После этапа первичной передачи осажденный материал, например тонер, оставшийся на светочувствительном элементе 1, собирается устройством 7 очистки. Кроме того, электростатическое скрытое изображение, оставшееся на светочувствительном элементе 1, удаляется устройством 8 снятия заряда. В результате светочувствительный элемент 1 готовится для последующего этапа формирования изображений. Дополнительно осажденный материал, например тонер, оставшийся на промежуточной ленте 51 передачи после этапа вторичной передачи, удаляется очистителем 54 промежуточной ленты передачи.
В этой связи, устройство 100 формирования изображений также допускает формирование изображения одного цвета (например, черного) или многоцветного изображения с использованием части формирования изображений для нужного одного цвета или с использованием двух или более из четырех блоков формирования изображений для некоторых цветов.
[Двухкомпонентный проявитель]
Далее описывается двухкомпонентный проявитель, используемый в этом варианте осуществления. Тонер содержит окрашенные частицы, изготовленные из связующей смолы, окрашивающего вещества, окрашенных частиц смолы, содержащих другие добавки при необходимости, и внешние добавки, например тонкоизмельченный порошок коллоидного кремнезема. Дополнительно тонер образуется из материала отрицательно заряжаемой полиэфирной смолы и имеет объемный средний размер частиц d не менее 4,0 мкм и не более 10,0 мкм (4,0 мкм ≤d≤ 10,0 мкм), предпочтительно не менее 5,0 мкм и не более 8,0 мкм (5,0 мкм ≤d≤ 8,0 мкм). В этом варианте осуществления d был равен 7,0 мкм. В этом варианте осуществления содержится воск. Тонер содержит воск в количестве 1-20 объемных процентов. По этой причине тонер получается путем перемешивания по меньшей мере связующей смолы, окрашивающего вещества и воска, а затем распыления перемешенного продукта.
7
8
14
3
3
8
3
В качестве материала для носителя поверхностно-окисленные или неокисленные частицы металлического вещества, например железа, никеля, кобальта, марганца, хрома, редкоземельного металла и их сплавов либо окисленного феррита и т.п., могут использоваться соответствующим образом. Способ для производства этих магнитных частиц особо не ограничивается. Дополнительно носитель имеет объемный средний размер частиц D в 10,0 мкм или более и 60,0 мкм или менее, предпочтительно в диапазоне 20,0-60,0 мкм, еще предпочтительнее 30,0-50,0 мкм (10,0 мкм ≤D≤ 60,0 мкм, предпочтительно 20,0 мкм ≤D≤ 60,0 мкм, еще предпочтительнее 30,0 мкм ≤D≤ 50,0 мкм). Кроме того, объемное удельное сопротивление составляет не менее 10 омосантиметров, предпочтительно не менее 10 омосантиметров и не более 10 омосантиметров. Более того, величина намагниченности составляет 30 emu/cc (30×10 A/м) или более и 300 emu/cc (300×10 A/м) или менее. В этом варианте осуществления использовался носитель, который имел объемный средний размер частиц D в 40 мкм, объемное удельное сопротивление в 5×10 омосантиметров и величину намагниченности в 260 emu/cc (260×10 A/м).
Между прочим, в отношении тонера объемный средний размер частиц измерялся с использованием нижеследующего устройства и способа. В качестве измерительного прибора использовались Coulter Counter TA-AA (произведенный Beckman Coulter Inc.), интерфейс (произведенный Nikkaki-Bios K.K.) для вывода количества и объемных средних распределений проявителя и персональный компьютер ("CX-1", произведенный Canon K.K.). В качестве электролитического водного раствора использовался 1%-ый водный раствор NaCl, приготовленный с использованием хлористого натрия первого сорта.
Способ измерения выглядит следующим образом. А именно 0,1 мл поверхностно-активного вещества, предпочтительно сульфоната алкилбензола, добавлялось в качестве диспергатора в 10-150 мл вышеупомянутого электролитического водного раствора. Затем 0,5-50 мг образца для измерения добавлялось в вышеупомянутую смесь. Затем электролитический водный раствор, в котором взвешен образец, подвергался дисперсии с помощью ультразвукового диспергатора в течение примерно 1-3 минут. Затем распределение частиц, которые находились в диапазоне 2-40 мкм по диаметру, получалось с использованием Coulter Counter TA-II, оборудованного диафрагмой 100 мкм в качестве диафрагмы. Объемный средний размер частиц получался из полученного таким образом объемного среднего распределения.
Удельное сопротивление магнитного носителя измерялось следующим образом. То есть использовалась ячейка многослойного типа, которая имела площадь (размер) каждого из измерительных электродов в 4 см и имела зазор в 0,4 см между электродами. Затем удельное сопротивление измерялось по способу, в котором удельное сопротивление носителя получалось из электрического тока, который протекал через схему, в то время как к одному из электродов прикладывалось 1 кг веса, и напряжение E (V/см) подавалось между двумя электродами. Дополнительно объемный средний размер частиц магнитного носителя измерялся с использованием измерительного устройства для распределения размера частиц ("HERO", произведенный JEOL Ltd.) типа лазерной дифракции (NEC Corp.), и диапазон размера частиц 0,5-350 мкм на основе объема логарифмически делился на 32 декады, и измерялось количество частиц в каждой декаде. Затем из результатов измерения срединный диаметр 50%-ного объема использовался в качестве объемного среднего размера частиц.
Дополнительно магнитные свойства магнитного носителя измерялись с использованием вибрационного автоматического регистратора магнитных свойств (BHV-30, произведенный Riken Denshi Co., Ltd.). В качестве значения магнитной характеристики напряженность магнитного поля (намагниченность) магнитного носителя получалась путем формирования внешних магнитных полей, которые имели 795,7 кА/м и 79,58 кА/м соответственно. Образец магнитного носителя для измерения готовился путем упаковки магнитного носителя в цилиндрическую пластмассовую тару, чтобы он был достаточно плотным. В этом состоянии измерялся момент намагничивания, и дополнительно взвешивался фактический вес образца для получения намагниченности (emu/г). Дополнительно истинный удельный вес частиц магнитного носителя получался с использованием, например, газового пикнометра ("AccuPyc 1330", произведенный Shimazu Corp., который является автоматическим денситометром сухого типа) или т.п. Напряженность намагниченности на единицу объема получалась путем умножения полученной намагниченности (на единицу объема) на истинный удельный вес.
Далее будет описываться степень агломерации (агломеративности) проявителя. В данном описании степень агломерации проявителя может измеряться в показателях угла откоса. Надлежащий диапазон угла откоса проявителя в этом варианте осуществления составляет 25-50 градусов, предпочтительно 30-45 градусов. Когда угол откоса двухкомпонентного проявителя меньше 25 градусов, из-за высокой текучести возникают проблемы рассеивания и выпадения белого во время передачи на множество листов материала для записи, и свойство передачи во время испытания на выносливость (когда осуществляется печать на большом количестве листов) не может полностью поддерживаться удовлетворительным. Более того, когда угол откоса больше 50 градусов, уровни рассеивания и выпадения белого в исходном состоянии печати являются хорошими, но во время испытания на выносливость на высокой скорости проявляющее свойство снижается, и нагрузка на шнек увеличивается, соответственно приводя к блокировке шнека. Поэтому в этом варианте осуществления используется двухкомпонентный проявитель с углом откоса в 40 градусов.
Фиг. 2 - схематичный чертеж для иллюстрации примера способа измерения угла откоса. В этом варианте осуществления угол откоса φ тонера измерялся с использованием следующего способа. Сначала измерительным прибором является тестер сыпучести ("PT-N", произведенный Hosokawa Micron Corp.). Дополнительно способ измерения находится в соответствии с измерением угла откоса в руководстве по эксплуатации, приложенном к тестеру сыпучести (PT-N) (размер ячеек сита 301: 710 мкм, время вибрации: 180 с, амплитуда: 2 мм или менее). Проявитель сбрасывается из воронки 303 на диск 302, и измеряется угол, образованный между образующей линией проявителя 500, осажденного в конической форме на диске 302, и поверхностью диска 302.
Однако образец остается неподвижным всю ночь в окружающей среде 23°C и относительной влажности 60% (то есть 60%RH), а затем измеряется угол откоса, и повторяется пять раз в измерительном приборе в окружающей среде 23°C и 60%RH. Арифметическое среднее пяти измеренных значений используется в качестве φ.
[Проявочное устройство]
Далее, ссылаясь на фиг. 3 и 4, описывается проявочное устройство 4. Проявочное устройство 4 включает в себя проявочный контейнер 41, в который помещается двухкомпонентный проявитель, содержащий тонер и носитель. Проявочное устройство 4 также включает в себя в положении, где проявочный контейнер 41 располагается напротив светочувствительного элемента 1, проявляющий цилиндр 44 в качестве передающего средства проявителя и регулирующее лезвие 46 в качестве регулирующего элемента для регулирования толщины цепочки проявителя, переносимого на проявляющем цилиндре 44.
Дополнительно внутренняя часть проявочного контейнера 41 разделяется на проявочную камеру 41a и камеру 41b перемешивания с помощью перегородки 41c, которая тянется в направлении, перпендикулярном поверхностям чертежей из фиг. 2 и 3.
В проявочной камере 41a и камере 41b перемешивания предоставляются первый и второй шнеки 42 и 43 соответственно в качестве элемента подачи проявителя. Первый шнек 42 предоставляется внизу проявочной камеры 41a и является, по существу, параллельным осевому направлению проявляющего цилиндра 44, и переносит вместе с помешиванием проявитель в проявочной камере 41a в одном направлении по осевому направлению проявляющего цилиндра 44 путем вращения в направлении (направлении по часовой стрелке), указанном стрелкой на фиг. 3. Причина, почему первый шнек 42 вращается по часовой стрелке, состоит в том, что направление по часовой стрелке выгодно с точки зрения снабжения проявителем проявляющего цилиндра 44. Дополнительно второй шнек 43 предоставляется внизу камеры 41b перемешивания и практически параллелен первому шнеку 42, и переносит при помешивании проявитель в камере 41b перемешивания в направлении, противоположном направлению первого шнека 42 путем вращения в противоположном направлении (направлении против часовой стрелки) от направления вращения первого шнека 42.
Таким образом, путем вращения для перемешивания первого и второго шнеков 42 и 43 проявитель распространяется между проявочной камерой 41a и камерой 41b перемешивания через отверстия 41d и 41e (сообщающиеся части) в продольных концах перегородки 41c.
Проявочный контейнер 41 снабжается отверстием в положении, соответствующем области α проявления, где проявочный контейнер 41 располагается напротив светочувствительного элемента 1. В этом отверстии проявляющий цилиндр 44 предоставляется вращающимся, чтобы быть частично открытым к светочувствительному элементу 1. Дополнительно проявляющий цилиндр 44 и светочувствительный элемент 1 придвигаются близко и напротив друг друга. Например, предполагается, что проявляющий цилиндр 44 и светочувствительный элемент 1 имеют диаметр в 20 мм и 80 мм соответственно, и ближайшее расстояние между ними равно примерно 300 мкм. В результате настройка выполняется так, чтобы проявление могло осуществляться в состоянии, в котором проявитель, поданный проявляющим цилиндром 44 в область α проявления, сталкивается со светочувствительным элементом 1.
Такой проявляющий цилиндр 44 образуется в цилиндрической (колоннообразной) форме с помощью немагнитного материала, например алюминия или нержавеющей стали. Внутри проявляющего цилиндра 44 (несущего проявитель элемента) цилиндрический магнит 45, который является многополюсным магнитом, предоставляется в неподвижном (невращающемся) состоянии. Этот магнит 45 имеет множество магнитных полюсов, расположенных вдоль кругового направления. В частности, относительно направления вращения (направления стрелки или направления по часовой стрелке) проявляющего цилиндра 44 магнитные полюса размещаются в порядке полюса S1 в качестве проявляющего, расположенного напротив магнита 1 в области α проявления, полюса N3, полюса N2, полюса S2 и полюса N1. В этой связи, на фиг. 3 и на фиг. 5, 9 и 11, описанных позже, прямая линия, тянущаяся в радиальном направлении, указанном линией отвеса для каждого магнитного полюса, представляет положение пика плотности магнитного потока у каждого магнитного полюса.
Во время проявления проявляющий цилиндр 44 вращается (то есть проявитель переносится и перемещается) в состоянии, в котором проявитель переносится на проявляющем цилиндре 44 с помощью силы магнитного притяжения. Проявляющий цилиндр 44 несет двухкомпонентный проявитель, отрегулированный по толщине слоя путем обрезки цепочки магнитной кисти с помощью регулирующего лезвия 46, и переносит проявитель в область α проявления, в которой проявляющий цилиндр 44 располагается напротив светочувствительного элемента 1. Затем проявляющий цилиндр 44 подает проявитель на электростатическое скрытое изображение, образованное на светочувствительном элементе 1, чтобы проявить электростатическое скрытое изображение.
В то же время, чтобы повысить эффективность проявления, то есть степень передачи тонера на электростатическое скрытое изображение, напряжение смещения для проявления в виде постоянного напряжения, смещенного (наложенного) по отношению к переменному напряжению, подается из источника питания на проявляющий цилиндр 44. В этом варианте осуществления использовалось постоянное напряжение в -500В и переменное напряжение в 800В в размахе напряжения (Vpp) и с частотой (f) в 12 кГц. Однако значение постоянного напряжения и форма волны переменного напряжения этим не ограничиваются. Кроме того, обычно в способе проявления с помощью двухкомпонентной магнитной кисти, когда подается переменное напряжение, эффективность проявления увеличивается, и соответственно изображение имеет высокое качество, но больше подвержено появлению тумана. По этой причине туман предотвращается путем предоставления разности потенциалов между постоянным напряжением, приложенным к проявляющему цилиндру 44, и потенциалом заряда светочувствительного элемента 1 (то есть потенциалом части с белым фоном).
В области α проявления проявляющий цилиндр 44 проявочного устройства 4 вращается вместе со светочувствительным элементом 1 в том же направлении, что и светочувствительный элемент 1, и отношение окружной скорости проявляющего цилиндра 44 к светочувствительному элементу 1 равно 1,75. Отношение окружной скорости может устанавливаться в диапазоне 0,5-2,5, предпочтительно 1,0-2,0. Когда отношение окружной скорости (скорости перемещения) больше, эффективность проявления соответственно увеличивается. Однако, когда отношение чрезмерно большое, возникают проблемы рассеивания тонера, ухудшения проявителя и т.п., и поэтому отношение окружной скорости может предпочтительно устанавливаться в вышеописанных диапазонах.
Дополнительно регулирующее лезвие 46, которое является регулирующим элементом (элементом обрезки цепочки), образуется с помощью немагнитного элемента, созданного из алюминия или т.п. в форме пластины, тянущейся в направлении продольной осевой линии проявляющего цилиндра 44, и предоставляется выше по ходу от светочувствительного элемента 1 по отношению к направлению вращения проявляющего цилиндра. Дополнительно регулирующий элемент 46 располагается напротив проявляющего цилиндра 44, соответственно регулируя количество проявителя, переносимого на проявляющем цилиндре 44. Тогда тонер и носитель, которые составляют проявитель, проходят через зазор между краем регулирующего лезвия 46 и проявляющим цилиндром 44, чтобы отправиться в область α проявления.
2
В этой связи, путем регулирования промежутка (зазора) между краем регулирующего лезвия 46 и поверхностью проявляющего цилиндра 44 регулируется величина обрезки цепочки магнитной кисти проявителя, переносимого на проявляющем цилиндре 44, так что регулируется количество проявителя, перемещенного в область α проявления. Например, величина покрытия на единицу площади у проявителя на проявляющем цилиндре 44 регулируется на 30 мг/см с помощью регулирующего лезвия 46. В этой связи, зазор между регулирующим лезвием 46 и проявляющим цилиндром 44 устанавливается в 200-1000 мкм, предпочтительно в 300-700 мкм. В этом варианте осуществления зазор был установлен в 500 мкм.
[Магнит (многополюсный магнит)]
Далее магнит 45 в этом варианте осуществления будет описываться со ссылкой на фиг. с 5 по 9. Соотношение плотности магнитного потока между множеством магнитных полюсов магнита 45 устанавливается так, чтобы составляющая (fθ) кругового направления (направления вращения) магнитной силы действовала в направлении, противоположном направлению вращения проявляющего цилиндра 44, на магнитный носитель, соприкасающийся с регулирующим лезвием 46 на расположенной выше по потоку стороне регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения проявляющего цилиндра 44. То есть соотношение плотности магнитного потока между множеством магнитных полюсов устанавливается так, чтобы направление составляющей направления вращения проявляющего цилиндра 44 магнитной силы, действующей на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения проявляющего цилиндра 44, было противоположно направлению вращения проявляющего цилиндра 44. Между прочим, направление вращения проявляющего цилиндра 44, указанное стрелкой C на каждой из фиг. 3, 5, 6, 7, 9, 10 и 11, в дальнейшем называется направлением вращения цилиндра.
В частности, как показано на фиг. 5, магнит 45 имеет полюс S2 и полюс N1, которые взаимно отличаются по полярности и располагаются вблизи регулирующего лезвия 46. Из этих полюсов полюс S2 (полюс отсечения) в качестве первого магнитного полюса имеет пиковое значение плотности магнитного потока в положении, которое находится выше по ходу от регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра и является ближайшим к регулирующему лезвию 46. Кроме того, полюс N1 в качестве второго магнитного полюса имеет пиковое значение плотности магнитного потока в положении, которое находится выше по ходу от регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра и является ближайшим к регулирующему лезвию 46. Дополнительно магнит 45 имеет полюс N2 в качестве третьего магнитного полюса, который располагается выше по ходу от полюса S2 и смежно с ним и который отличается полярностью от полюса S2.
В этом варианте осуществления, чтобы направить составляющую (Fθ) направления вращения магнитной силы в направлении, противоположном направлению вращения проявляющего цилиндра 44, в качестве основного направления мыслей, соотношение плотности магнитного потока можно рассчитать следующим образом. То есть, по отношению к магнитному полюсу, ближайшему к регулирующему лезвию 46 (то есть полюсу отсечения (полюс S2 на фиг. 5)), можно регулировать интенсивность плотности магнитного потока у каждого из магнитных полюсов N2 и N1 выше по ходу и ниже по ходу от полюса отсечения по отношению к направлению вращения цилиндра и интервал между полюсом отсечения и каждым из магнитных полюсов N2 и N1. В частности, магнитную силу расположенного выше по ходу магнитного полюса N2, действующую на полюс отсечения S2, можно сделать сильнее магнитной силы расположенного ниже по ходу магнитного полюса N1, действующей на полюс отсечения S2. В качестве способа для этого, когда плотность магнитного потока магнитного полюса непосредственно выше по ходу от полюса отсечения становится больше плотности магнитного потока магнитного полюса непосредственно ниже по ходу от полюса отсечения, направление составляющей (Fθ) направления вращения магнитной силы приближается к направлению, противоположному направлению вращения проявляющего цилиндра 44.
Более того, даже в случае, где плотности магнитных потоков магнитных полюсов выше по ходу и ниже по ходу от полюса отсечения одинаковы, когда магнитный полюс выше по ходу от полюса отсечения придвигается близко к полюсу отсечения, направление составляющей (Fθ) направления вращения магнитной силы может достигать направления, противоположного направлению вращения проявляющего цилиндра 44. Кроме того, также когда полуширина плотности магнитного потока магнитного полюса непосредственно выше по ходу от полюса отсечения становится уже полуширины плотности магнитного потока магнитного полюса непосредственно выше по ходу от полюса отсечения, магнитную силу можно увеличить. Более того, также в этом случае направление составляющей (Fθ) направления вращения магнитной силы можно приблизить к направлению, противоположному направлению вращения проявляющего цилиндра 44.
В этом варианте осуществления, как показано на фиг. 5, интервал направления вращения цилиндра между пиковым значением плотности магнитного потока полюса S2 и пиковым значением плотности магнитного потока полюса N2 становится меньше интервала направления вращения цилиндра между пиковым значением плотности магнитного потока полюса S2 и пиковым значением плотности магнитного потока полюса N1. В данном описании, когда пиковые значения и полуширины плотностей магнитных потоков полюса N1 и полюса N2, между которыми помещается полюс S2, являются одинаковыми, как описано выше, интервал между пиковыми значениями плотности магнитного потока полюса S2 и полюса N2 можно сделать меньше интервала между пиковыми значениями плотности магнитного потока полюса S2 и полюса N1. А именно, когда интервалы пиковых значений регулируются как описано выше, относительно магнитного носителя, соприкасающегося с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра, как указано стрелками D фиг. 5, составляющая направления вращения магнитной силы действует в направлении, противоположном направлению вращения цилиндра. Между прочим, аналогичный эффект также получается, когда пиковое значение или полуширина плотности магнитного потока полюса N2 становится больше пикового значения или полуширины плотности магнитного потока полюса N1.
Однако, как показано на фиг. 6, даже когда пиковое значение или полуширина плотности магнитного потока полюса N2 меньше пикового значения или полуширины плотности магнитного потока полюса N1, интервал между пиковыми значениями плотности магнитного потока полюса S2 и полюса N2 можно сделать меньше интервала между пиковыми значениями плотности магнитного потока полюса S2 и полюса N1, чтобы заставить действовать вышеописанную магнитную силу. То есть, что касается пиковых значений и полуширин плотностей магнитных потоков магнитных полюсов N2, S2 и N1 вблизи регулирующего лезвия 46, интервалы этих пиковых значений регулируются подходящим образом. Затем составляющую направления вращения магнитной силы заставляют действовать в направлении, противоположном направлению вращения цилиндра, на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра.
Этот вопрос будет описываться со ссылкой на фиг. с 6 по 8. Фиг. 6 показывает соотношение между плотностью магнитного потока и магнитной силой относительно направления вращения (угла) проявляющего цилиндра 44. В данном описании "Br", указанная (черной) квадратной меткой, является составляющей радиального направления плотности магнитного потока, "Fr", указанная (черной) круглой меткой, является составляющей радиального направления магнитной силы, действующей на магнитный носитель, и "Fθ", указанная линией, является составляющей направления вращения цилиндра магнитной силы, действующей на магнитный носитель. Дополнительно в случае, где Fr положительна, магнитная сила действует в расходящемся направлении, то есть в направлении, в котором магнитная сила смещается от цилиндра. В случае, где Fθ положительна, магнитная сила действует в направлении вращения цилиндра. В этой связи, "Bθ" является составляющей направления вращения цилиндра магнитной силы, действующей на магнитный носитель.
Эти составляющие Br, Bθ, Fr и Fθ задаются как показано на фиг. 7. То есть в случае, где радиус проявляющего цилиндра 44 равен R, и угол в произвольной точке на внешней периферийной поверхности проявляющего цилиндра 44 равен Θ, в этой произвольной точке соответствующие составляющие Br, Bθ, Fr и Fθ действуют как указано ассоциированными стрелками. Каждое из направлений стрелок представляет положительное направление. Дополнительно пиковое значение и полуширина плотности магнитного потока в этом варианте осуществления представляют таковые у составляющей радиального направления Br плотности магнитного потока.
На фиг. 6 положение регулирующего лезвия 46 указывается пунктирной линией, то есть около угла в 80 градусов. Более того, на левой стороне этой пунктирной линии, то есть расположенной выше по потоку стороне регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра, Fθ является отрицательной, поэтому магнитная сила, действующая на магнитный носитель, действует в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра. В этом варианте осуществления, таким образом, соотношение плотности магнитного потока между соответствующими магнитными полюсами регулируется как описано выше, чтобы Fθ была отрицательной на расположенной выше по потоку стороне регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра. В этой связи, Fθ становится положительным значением вблизи пикового значения плотности магнитного потока полюса N2, и Fθ в этом положении указывается стрелками E.
Дополнительно, как показано на фиг. 8, в случае, где положением проявляющего цилиндра 44 является положение 0 (ноль) на ординате, предпочтительно, чтобы Fθ была отрицательной в любом положении относительно радиального направления проявляющего цилиндра 44 выше по ходу от регулирующего лезвия 46. В данном описании ордината на фиг. 8 представляет направление вращения проявляющего цилиндра 44, а абсцисса представляет радиальное направление проявляющего цилиндра 44. Положение 0 на абсциссе является поверхностью проявляющего цилиндра 44. Плотность магнитного потока является большой на поверхности проявляющего цилиндра 44 и является меньшей на расстоянии от поверхности цилиндра. По этой причине, в зависимости от соотношения плотности магнитного потока между смежными магнитными полюсами считалось бы, что Fθ положительна в положении, удаленном от поверхности цилиндра. Когда Fθ положительна, как описано позже, проявитель прессуется к регулирующему лезвию 46, так что обязательно формируется неподвижный слой. Поэтому, как показано на фиг. 8, независимо от положения регулирующего лезвия 46 по радиальному направлению предпочтительно, чтобы соотношение плотности магнитного потока между смежными магнитными полюсами регулировалось так, чтобы Fθ была отрицательной.
В данном описании будет описываться способ вычисления магнитной силы, представленный нижеследующей формулой.
Магнитная сила, действующая на магнитный носитель, представлена следующей формулой:
Поэтому получается следующая формула.
Поэтому, когда Br и Bθ известны, можно получить Fr и Fθ. В данном описании плотность Br магнитного потока можно измерить с использованием, в качестве измерительного устройства, устройства измерения магнитного поля ("MS-9902" (фирменное название), произведенного F.W. BELL, Inc.). Например, плотность Br магнитного потока измеряется путем задания расстояния между щупом, который является элементом измерительного устройства, и поверхностью проявляющего цилиндра 44 примерно в 100 мкм.
Z
Дополнительно Bθ можно получить следующим образом. Векторный потенциал A (R, θ) в положении измерения плотности Br магнитного потока получается с использованием измеренной плотности Br магнитного потока в соответствии со следующей формулой.
Z
Z
При граничном условии A (R, θ) A (r, θ) получается путем решения следующего уравнения.
Затем Bθ можно получить из следующего уравнения.
Br и Bθ, измеренные и вычисленные вышеописанным способом, применяются к вышеупомянутым формулам, чтобы можно было вывести Fr и Fθ.
Как описано выше, чтобы сделать направление Fθ противоположным направлению вращения цилиндра в расположенном выше по ходу положении регулирующего лезвия 46, максимум Fr (абсолютное значение) между полюсом S2 и полюсом N2 становится больше максимума Fr (абсолютное значение) между полюсом S2 и полюсом N1. В данном описании Fr между полюсом S2 и полюсом N2 является составляющей радиального направления (Fr) магнитной силы, действующей на магнитный носитель между положением пика плотности (Br) магнитного потока у полюса S2 и положением пика плотности (Br) магнитного потока у полюса N2. Более того, Fr между полюсом S2 и полюсом N1 является составляющей (Fr) радиального направления магнитной силы, действующей на магнитный носитель между положением пика плотности (Br) магнитного потока полюса S2 и положением пика плотности (Br) магнитного потока полюса N1.
Дополнительно, чтобы отрегулировать значения Fr между соответствующими магнитными полюсами, градиент плотности магнитного потока между полюсом S2 и полюсом N2 становится больше градиента плотности магнитного потока между полюсом S2 и полюсом N1. То есть градиент Br между двумя смежными полюсами увеличивается, чтобы максимум B2 формировался между двумя смежными полюсами, и соответственно магнитный носитель притягивается в направлении, в котором B2 является большой. Поэтому, делая градиент изменения в Br между полюсом S2 и полюсом N2 больше градиента изменения в Br между полюсом S2 и полюсом N1, направление Fθ можно сделать противоположным направлению вращения цилиндра в положении регулирующего лезвия 46.
В соответствии с этим вариантом осуществления составляющая (Fθ) магнитной силы, направленная в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра, действует на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46, и поэтому проявитель не быстро прессуется к расположенной выше по ходу поверхности регулирующего лезвия 46. В результате можно устранить формирование неподвижного слоя на поверхности, не оказывая сильного давления на проявитель, так что количество переноса проявителя, переносимого на проявляющем цилиндре 44, можно постоянно регулировать с помощью регулирующего лезвия 46.
Этот вопрос будет описываться со ссылкой на фиг. 9. Проявитель, перенесенный и перемещенный проявляющим цилиндром 44, подается в часть 48 торможения проявителя. Затем проявитель, после сталкивания с регулирующим лезвием 46, делится на проявитель, который проходит через зазор между регулирующим лезвием 46 и проявляющим цилиндром 44, и проявитель, который не может пройти через зазор между регулирующим лезвием 46 и проявляющим цилиндром 44 и остается в части 48 торможения проявителя. Задержанному проявителю некуда двигаться, и тогда он перемещается вблизи регулирующего лезвия 46 в направлении, в котором проявитель расположен на расстоянии от проявляющего цилиндра 44 (в направлении вверх на фиг. 9). После этого движение проявителя в части 48 торможения проявителя определяется составляющей Fθ направления вращения магнитной силы, действующей из магнита 45.
В этом случае, когда направление составляющей Fθ направления вращения магнитной силы, действующей из магнита 45 на поверхности на стороне части 48 торможения проявителя регулирующего лезвия 46 такое же, как направление вращения цилиндра, проявитель прессуется к регулирующему лезвию 46.
Тогда проявитель образует неподвижный слой, очень вероятно приводящий к слою тонера. С другой стороны, направление составляющей Fθ направления вращения магнитной силы, действующей из магнита 45 на стороне части торможения проявителя 48 регулирующего лезвия 46, противоположно направлению вращения цилиндра, проявитель вблизи регулирующего лезвия 46 в части 48 торможения проявителя двигается в направлении вращения цилиндра. В результате можно устранить формирование неподвижного слоя в части торможения проявителя, так что можно устранить формирование неподвижного слоя тонера.
В этой связи, в этом случае движение проявителя в части 48 торможения проявителя можно предсказать, чтобы проявитель двигался по направлению стрелки F, показанному на фиг. 9. Это также совпало с результатом наблюдения в эксперименте, проведенном авторами изобретения. Таким образом, путем перемещения проявителя в расположенное выше по ходу положение регулирующего лезвия 46 легко устранить формирование неподвижного слоя. В частности, когда Fθ, направленная в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра, является большой в положении регулирующего лезвия 46, движение проявителя в части 48 торможения проявителя становится активным, соответственно являясь подходящим в плане подавления формирования неподвижного слоя.
Затем предпочтительный диапазон Fθ, чтобы устранить неподвижный слой проявителя, был получен следующим образом. По отношению к полюсу S2, ближайшему к регулирующему лезвию 46, когда величина намагниченности носителя минимальна (30 emu/cc), изменяются интенсивность, полуширина и интервал от полюса отсечения у каждого из магнитных полюсов N2 и N1, расположенных выше по ходу и ниже по ходу от полюса S2 (полюса отсечения) относительно направления вращения проявляющего цилиндра, так что Fθ изменяет свою амплитуду, становясь отрицательной, а затем проверялось состояние формирования неподвижного слоя. Результат показан в Таблице 1. Дополнительно в этом случае использовался проявитель с углом откоса в 50 градусов, при котором неподвижный слой формировался больше всего.
Таблица 1
Fθ(N) в положении лезвия
ILG<sup>*1</sup>
5,0×10<sup>-9</sup>
○
2,5×10<sup>-9</sup>
○
1,5×10<sup>-9</sup>
○
1,1×10<sup>-9</sup>
○
1,0×10<sup>-9</sup>
×
*1: "ILG" представляет формирование неподвижного слоя. "○" представляет, что неподвижный слой не формировался. "×" представляет, что неподвижный слой формировался.
-9
Из Таблицы 1 можно было подтвердить, что отсутствует формирование неподвижного слоя, когда Fθ больше чем 1,0×10 (N).
Когда формирование неподвижного слоя можно устранить, количество проявителя, переносимого на проявляющем цилиндре 44, можно уменьшить должным образом с помощью регулирующего лезвия 46, так что возможно стабилизировать количество переноса на длительный срок. В результате можно устранить колебание количества проявителя, перемещенного в область проявления, где проявляющий цилиндр 44 располагается напротив светочувствительного элемента, чтобы можно было уменьшить снижение плотности изображения, которое должно быть сформировано, и возникновение неоднородности плотности.
Дополнительно в этом варианте осуществления полюс S2 в качестве первого магнитного полюса вблизи регулирующего лезвия 46 и полюс N1 в качестве второго магнитного полюса отличаются полярностью, и поэтому отличаются от структуры, описанной в JP-A Hei 5-6103, так что проявитель может стабильно подаваться в проявляющий цилиндр. Более того, регулируется только соотношение плотности магнитного потока между соответствующими магнитными полюсами магнита 45, и соответственно нет необходимости предоставлять другой отдельный элемент, так что возможно добиться вышеупомянутого эффекта с низкими затратами.
Дополнительно в этом варианте осуществления используется тонер, содержащий воск. Что касается этого содержащего воск тонера, в результате трения на граничной поверхности неподвижного слоя и текучего слоя воск, обладающий вязкостью, присутствует на поверхности тонера. В результате частицы тонера подвержены сцеплению друг с другом, так что существует вероятность, что формируется скопление тонера, чтобы менять количество переноса проявителя на проявляющем цилиндре 44. С другой стороны, в этом варианте осуществления, как описано выше, неподвижный слой не формируется быстро, и поэтому можно образовать меньше скопления тонера, даже когда тонер содержит воск.
<Второй вариант осуществления>
Второй вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться со ссылкой на фиг. 10. В этом варианте осуществления пиковые значения плотностей (Br) магнитных потоков полюса N2 в качестве третьего магнитного полюса и полюса N1 в качестве второго магнитного полюса, которые составляют магнит 45, устанавливаются так, чтобы первое пиковое значение было больше второго пикового значения. Таким образом, составляющую (Fθ) направления вращения магнитной силы заставляют действовать в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра.
В этой связи, полуширина плотности магнитного потока полюса N2 предпочтительно может быть не меньше полуширины плотности магнитного потока полюса N1. Более того, интервал направления вращения цилиндра между пиковыми значениями плотностей магнитных потоков полюса S2 и полюса N2 предпочтительно может быть не больше интервала направления вращения цилиндра между пиковыми значениями плотностей магнитных потоков полюса S2 и полюса N1.
Однако, когда составляющая (Fθ) направления вращения магнитной силы действует в направлении вращения цилиндра на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра, можно подходящим образом задать вышеописанные полуширины и интервалы пиковых значений. То есть в этом варианте осуществления, что касается этих полуширин и интервалов пиковых значений, делая пиковое значение плотности магнитного потока полюса N2 больше пикового значения плотности магнитного потока полюса N1, может быть необходимо лишь направить Fθ в направлении вращения цилиндра в расположенном выше по ходу положении регулирующего лезвия 46.
Характерный пример установки в этом варианте осуществления показан в Таблице 2.
Таблица 2
N1 (Br) PV<sup>*1</sup>
400G
N2 (Br) PV<sup>*2</sup>
800G
N1 HW<sup>*3</sup>
30 градусов
N2 HW<sup>*4</sup>
30 градусов
угол S2-N1
60 градусов
угол S2-N2
60 градусов
*1: "N1 (Br) PV" - пиковое значение Br полюса N1.*2: "N2 (Br) PV" - пиковое значение Br полюса N2.*3: "N1 HW" - полуширина полюса N1.*4: "N2 HW" - полуширина полюса N2.
В составе Таблицы 2 пиковое значение плотности магнитного потока полюса N2 в два раза больше пикового значения плотности магнитного потока полюса N1. С другой стороны, полуширины плотности магнитного потока полюса N2 и полюса N1 одинаковы, и интервал пикового значения между полюсом S2 и полюсом N2 и интервал пикового значения между полюсом S2 и полюсом N1 также одинаковы. Также в этом варианте осуществления можно устранить формирование неподвижного слоя. Остальные структуры и функции такие же, как в описанном выше Первом варианте осуществления.
<Третий вариант осуществления>
Третий вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться на основе фиг. 11, ссылаясь при этом на фиг. 3 и т.п. В этом варианте осуществления регулирующее лезвие 46 располагается в рамках области в области, в которой составляющая направления вращения магнитной силы действует в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра, в котором составляющая направления вращения больше 1/2 максимума. То есть положение регулирующего лезвия 46, указанное пунктирной линией, располагается в рамках области β в области α, в которой Fθ отрицательна на фиг. 11, в которой составляющая направления вращения больше 1/2 максимума Fθ в плане абсолютного значения. В результате можно сделать большой составляющую (Fθ) направления вращения, действующую в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра, так что можно устранить формирование неподвижного слоя.
8
3
3
3
3
Этот вариант осуществления предпочтительно применим к системе, в которой используется носитель с малой величиной намагниченности. Сначала будет описываться носитель, используемый в этом варианте осуществления. В этом варианте осуществления используется носитель с объемным средним размером частиц в 40 мкм, объемным удельным сопротивлением в 5×10 омосантиметров и величиной намагниченности в 180 emu/cc. Надлежащий диапазон величины намагниченности магнитного носителя составляет 30-300 emu/см, предпочтительно 100-280 emu/см. Когда величина намагниченности менее 30 emu/см, количество осаждения носителя на светочувствительном элементе 1 увеличивается, и к тому же нельзя обеспечить магнитное нанесение и перемещение проявителя на проявляющем цилиндре 44. Когда величина намагниченности больше 300 emu/см, очень возможно появление неоднородности изображения из-за цепочки магнитной кисти.
7
14
Дополнительно, путем оптимизации величины намагниченности магнитного носителя и одновременно путем оптимизации диапазонов размера частиц и удельного сопротивления (конкретного сопротивления) магнитного носителя можно еще надежнее предотвратить осаждение носителя и ухудшение изображения. То есть, когда среднечисловой размер частиц магнитного носителя попадает в диапазон 10-60 мкм, можно предотвратить осаждение носителя с малым размером частиц на светочувствительном барабане, и неоднородность очистки изображения из-за носителя с большим размером частиц можно сделать менее видимой. Путем установки удельного сопротивления носителя в диапазоне 10-10 омосантиметров даже по отношению к носителю с низкой величиной намагниченности можно предотвратить осаждение носителя из-за инжекции электрического заряда, и можно предотвратить ухудшение изображения из-за заряда носителя.
Как правило, когда используется носитель с малой величиной намагниченности, нагрузка на проявитель в проявочном контейнере 41 уменьшается, поэтому можно добиться увеличения срока службы. Дополнительно магнитная кисть является мягкой, и поэтому сила трения в отношении светочувствительного элемента 1 уменьшается. По этой причине существует преимущество в том, что тонер, подвергнутый проявлению, не взбудораживается, и соответственно можно достичь высокого качества. С другой стороны, магнитная сила, действующая из магнита 45 на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения проявляющего цилиндра, уменьшается относительно случая использования носителя с большой величиной намагниченности, так что движение проявителя, вероятно, станет медленным. В результате даже в случае, где составляющая Fθ направления вращения магнитной силы, действующей из магнита 45 на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения проявляющего цилиндра, направлена в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра, когда величина составляющей Fθ направления вращения чрезмерно мала, неподвижный слой склонен к формированию.
Поэтому направление составляющей Fθ направления вращения, действующей из магнита 45 на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра, становится противоположным направлению вращения цилиндра. К тому же регулирующее лезвие 46 располагается в положении, где составляющая направления вращения больше 1/2 максимума в области, в которой направление составляющей направления вращения противоположно направлению вращения цилиндра. В результате силу, приложенную к проявителю в части 48 торможения проявителя, можно сделать еще больше, и даже когда используется вышеупомянутый носитель, носитель можно перемещать так же, как в вышеописанных вариантах осуществления. В результате, как и в вышеописанных вариантах осуществления, можно устранить формирование неподвижного слоя проявителя. Остальные структуры и функции такие же, как в Первом варианте осуществления.
<Четвертый вариант осуществления>
Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться со ссылкой на фиг. 3 и т.п. В вышеописанных вариантах осуществления абсолютные значения пиковых значений Br полюса N1 и полюса N2 или интервал пикового значения Br между полюсом N1 и полюсом N2 регулировались отдельно. Однако, чтобы заставить составляющую (Fθ) направления вращения магнитной силы действовать в направлении вращения цилиндра на магнитный носитель, соприкасающийся с расположенной выше по потоку стороной регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения цилиндра, полуширину плотности магнитного потока полюса N2 также можно сделать больше полуширины плотности магнитного потока полюса N1.
В этом случае предпочтительно, чтобы интервал направления вращения цилиндра между пиковыми значениями плотности магнитного потока полюса S2 и полюса N2 не превышал интервал направления вращения цилиндра между пиковыми значениями плотности магнитного потока полюса S2 и полюса N1. Дополнительно пиковое значение плотности магнитного потока полюса N2 предпочтительно может быть не меньше пикового значения плотности магнитного потока полюса N1. Между прочим, когда полуширины регулируются, как описано выше, и Fθ в расположенном выше по ходу положении регулирующего лезвия 46 направлена в противоположном направлении к направлению вращения цилиндра, вышеописанные интервалы пиковых значений и пиковые значения могут устанавливаться приблизительно. Остальные структуры и функции такие же, как в Первом варианте осуществления.
<Другие варианты осуществления>
Вышеописанные варианты осуществления могут выполняться путем их объединения подходящим образом. Кроме того, настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными конструкциями, а может применять различные конструкции в соответствии с настоящим изобретением. В дополнение к конструкциям настоящее изобретение не ограничивается до тех пор, пока применяемая конструкция является такой, что градиент изменения Br между полюсом S2 и полюсом N2 больше градиента изменения Br между полюсом S2 и полюсом N1.
Более того, материал светочувствительного элемента 1, используемого в устройстве формирования изображений, конструкции проявителя и устройства формирования изображений и т.п. в вышеописанных вариантах осуществления не ограничиваются описанными выше, и настоящее изобретение применимо к различным проявителям и устройствам формирования изображений. В частности, цвет тонера, количество цветов, наличие или отсутствие воска, порядок проявления соответствующими тонерами, количество несущих проявитель элементов, величина намагниченности и т.п. не ограничиваются таковыми в вышеописанных вариантах осуществления.
Более того, в данном описании по отношению к конструкции проявочного устройства в каждом из вышеописанных вариантов осуществления проявочная камера 41a и камера 41b перемешивания расположены горизонтально. Однако настоящее изобретение также применимо к проявочному устройству, в котором проявочная камера 41a и камера 41b перемешивания расположены вертикально, и к другим проявочным устройствам с разными конструкциями.
Дополнительно полюс S2 в качестве регулирующего проявитель полюса не обязательно требуется располагать выше по ходу от регулирующего лезвия 46 по отношению к направлению вращения проявляющего цилиндра 44. Дополнительно в случае, где магнитные полюса, между которыми помещено регулирующее лезвие 46, отличаются полярностью, настоящее изобретение применимо, даже когда магнитный полюс выше по ходу от полюса отсечения S2 имеет такую же полярность, как и полюс отсечения S2.
Хотя изобретение описано со ссылкой на структуры, раскрытые в этом документе, оно не ограничивается изложенными подробностями, и данная заявка предназначена для охвата таких модификаций или изменений, которые могут подпадать под цель усовершенствований или объем нижеследующей формулы изобретения.