專利名稱：顯影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于圖象形成裝置如復(fù)印裝置或靜電復(fù)印機(jī)或靜電記錄型的顯影裝置，及用于在圖像承載元件上顯影靜電潛像的顯影裝置。
目前有許多已使用的圖像形成裝置，象復(fù)印裝置和打印機(jī)，它們?cè)O(shè)置了光電成象型的圖像形成裝置。這種圖像形成裝置對(duì)光敏鼓充電，該光敏鼓是圖像承載元件，由此形成靜電潛像，再通過(guò)顯影裝置中的顯影劑來(lái)靜電顯影。
這種顯影裝置是這樣構(gòu)成的，顯影劑由兩元素色料組成，例如磁性色料和磁性材料的承載物的混合物裝入一容器中，一內(nèi)部裝有一磁輥的顯影套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)與光敏鼓相觸。粘著于顯影套筒表面上的顯影劑將靜電潛像轉(zhuǎn)印在光敏鼓上，由此完成顯影工作。
另外，利用一處理盒相對(duì)圖像形成裝置可移動(dòng)地安裝及設(shè)置有圖像承載元件、一顯影裝置的成像裝置，這一顯影方法可應(yīng)用到圖像形成裝置中。
在這樣的顯影裝置和這樣的處理盒中，設(shè)有一磁性隔離層以防止色料從顯影套筒的端部漏出。
附圖7是本發(fā)明背景技術(shù)用磁性隔離層的顯影裝置100的結(jié)構(gòu)截面圖，如圖7中，標(biāo)號(hào)101指顯影裝置的顯影容器，圖中顯示的是它的端部截面部分。一套筒103通過(guò)支承座102轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在顯影容器101上。
磁性部件104設(shè)在顯影套筒103的相對(duì)端部，以使它能距套筒外表面以預(yù)設(shè)間隙地環(huán)繞顯影套筒103。通過(guò)顯影套筒103中的磁輥105和磁性部件104之間形成的磁場(chǎng)，一色料106的磁性屏障設(shè)于顯影套筒103和磁性部件104之間，由此防止色料106從顯影套筒103的端部漏出。
附圖8是圖7中沿顯影套筒103、磁性部件104和磁輥105在8-8線上的截面圖，表示顯影裝置100的特征。磁輥105設(shè)在顯影套筒103中。磁輥105，如圖所示，由4個(gè)磁極S1，S2，N1和N2磁化。通過(guò)磁輥105和磁性部件104之間形成的磁場(chǎng)，顯影套筒103和磁性部件104之間的色料可以被保持而防止色料的泄漏。
由于磁輥105的磁力，被設(shè)置成使顯影操作呈最佳狀態(tài)，在顯影套筒103的表面上所形成的最大磁通密度大約為600-1000高斯，當(dāng)顯影裝置受到磁撞時(shí)，可導(dǎo)致色料保持力變得不足和色料泄漏的發(fā)生。
當(dāng)顯影裝置作為安裝型復(fù)印裝置中的元件時(shí)，顯影裝置固定在裝置的殼體中，使用者不需要移動(dòng)顯影裝置，只需要在裝置的形成圖像操作時(shí)保證密封性能安全可靠，所需密封性能已由前述的磁性密封提供。
可是，在個(gè)人的復(fù)印裝置或打印機(jī)的顯影裝置或處理盒情形中，可以想像當(dāng)使用者對(duì)殼體安裝或拆卸時(shí)，顯影裝置會(huì)受到碰撞，或當(dāng)裝置被運(yùn)輸時(shí)，由于失誤而產(chǎn)生碰撞，因此，上述利用磁輥的磁力的結(jié)構(gòu)在色料密封性能上受到不穩(wěn)定的影響。
因此，做為解決這一問(wèn)題的方法，在結(jié)構(gòu)中設(shè)有一磁體，為的是以距顯影套筒的外邊表面有一預(yù)設(shè)間隙地包圍顯影套筒，由此提供磁性密封。
附圖9是結(jié)構(gòu)圖示，如圖9中，標(biāo)號(hào)103指顯影套筒，標(biāo)號(hào)107指一構(gòu)成磁性密封的磁體。107環(huán)繞地設(shè)于顯影套筒的周圍，距顯影套筒103外表面有一預(yù)設(shè)間隙g’。在磁體107相對(duì)顯影套筒103的表面上，沿顯影套筒103的圓周方向設(shè)有多個(gè)磁極(1)-(6)。
按照這種結(jié)構(gòu)，增大所設(shè)磁體107的磁力從而使間隙g’的色料保持力增大是可能的，這樣能容易地做到穩(wěn)固密封性能克服碰撞。
磁體107的磁極數(shù)量依顯影套筒的直徑和磁體的磁力而定。(圖9中為6個(gè)磁極)。
由磁體107產(chǎn)生的磁力線如

圖10A所示，在圓周方向端部的磁力線，不像在圓周方向中心的磁力線，它繞回到磁體107的背后107a上。因此，穿向套筒103的磁力線數(shù)量減少，就是，在豎直方向的磁能量密度Br變小。并且在水平方向的磁通密度Bθ在磁體107的圓周方向的端部變小，這當(dāng)然是因?yàn)楸巢客ǔ](méi)有被磁化的磁極的緣故。
曲在磁密封元件107的磁極間法線方向磁場(chǎng)和切線方向的磁場(chǎng)合并產(chǎn)生的磁場(chǎng)變大以及磁性色料T由于磁場(chǎng)的作用受到限制，因此磁極間的密封性能做得較好。
在顯影劑承載物上的磁通密度可由等式B＝(Br2+Bθ2)1/2得出，這里Br是在顯影劑承載物上法線方向的磁通密度(高斯)，Bθ是在顯影劑承載物上切線方向的磁通密度(高斯)。
圖10B是磁極位置和磁體107在顯影劑表面位置所形成磁通密度分布的圖示，在圖10B中，水平方向指的是作為顯影劑承載物套筒103沿圓周方向的位置(在角度上)，垂直方向指的是套筒上磁通密度B，Br和Bθ的大小。如圖10B所示，磁體107使其在端部的磁通密度B小于在中心部位的磁通密度B。因此，在該部位易于發(fā)生色料的泄漏。
本發(fā)明的目的是提供一種防止在磁性密封端部降低密封性能的顯影裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種防止在磁性密封端部降低磁限制力的顯影裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種顯影裝置包括一容器，用于容納磁性顯影劑；一顯影劑承載物，用于在所述容器中承載和傳輸磁性顯影劑；一磁性元件，用于在所述顯影劑承載物的端部沿其圓周方向相對(duì)所述顯影劑承載物的表面形成預(yù)設(shè)間隙的磁性密封區(qū)域，所述磁性元件在所述磁性密封區(qū)域沿所述顯影劑承載物圓周方向有多個(gè)磁極；一外部磁極，設(shè)在所述磁密封區(qū)的外面，用于從磁密封中的最外磁極向所述磁密封區(qū)外面匯聚傳輸磁通量。
本發(fā)明的其它目的將體現(xiàn)在下面的描述中。
簡(jiǎn)要描述附1是按照本發(fā)明實(shí)施例的顯影裝置的截面圖。
圖2A是磁通密度測(cè)量位置的圖示，圖2B是磁力線的圖示，圖2C是磁通密度分布的曲線圖。
圖3和4是按照本發(fā)明另一實(shí)施例顯影裝置的部分剖視圖。
圖5是按照本發(fā)明又一實(shí)施例顯影裝置的軸側(cè)圖。
圖6A是圖5裝置的正視圖，圖6B是磁力線的示意圖。
圖7本發(fā)明背景技術(shù)顯影裝置的部分剖視圖。
圖8是圖7顯影裝置的剖視圖。
圖9是圖7中顯影裝置磁體磁化位置的示意圖。
圖10A是磁力線示意圖，圖10B是磁通密度分布曲線圖。
下面將依照附圖描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。
圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例顯影裝置的局部剖視圖。
依照本實(shí)施例的顯影裝置其結(jié)構(gòu)是有一處理盒1活動(dòng)地設(shè)在圖象形成裝置的殼體上，與其上承載靜電潛像的圖象承載元件為一整體。
處理盒另外有一清除器或類似用于轉(zhuǎn)印后去掉剩余的色料的裝置。
在圖1中，標(biāo)號(hào)10指一圖象承載元件，有靜電潛像形成在其外周表面上。標(biāo)號(hào)3指一顯影套筒，作為顯影劑傳送工具，用于將靜電潛像顯影在圖象承載元件10上。顯影套筒3的端面經(jīng)支撐物(未畫(huà)出)旋轉(zhuǎn)地支撐在顯影容器9上，作為容器。這樣，在顯影套筒3的外周表面上設(shè)有傳送表面3a用于傳送顯影劑，并且通過(guò)傳送表面3a的轉(zhuǎn)動(dòng)，顯影劑被傳送到最接近圖象承載元件10的顯影區(qū)P1中。
一磁性色料T1作為顯影劑磁性吸收后裝入顯影容器9中，通過(guò)設(shè)在顯影套筒3中的磁輥20的磁力附著于顯影套筒3上，經(jīng)顯影套筒3的轉(zhuǎn)動(dòng)磁化色料T會(huì)聚到圖象承載元件10。
一磁體8作為產(chǎn)生磁力的元件，其相對(duì)表面8a面對(duì)顯影套筒3的傳送表面3a設(shè)置，以使繞顯影套筒3有一預(yù)設(shè)間隙g1。通過(guò)磁體8產(chǎn)生的磁場(chǎng)，磁性密封部分MF1設(shè)在間隙g1中，由此防止磁性色料T，從顯影套筒3的相對(duì)端部泄漏。
磁體8是這樣設(shè)置的以致在面對(duì)顯影套筒3的相對(duì)表面8a的磁性密封區(qū)，沿顯影套筒的圓周方向有6個(gè)磁化磁極(1)-(6)。這些磁極的磁力最好是較強(qiáng)的，用于實(shí)現(xiàn)在間隙g1中密封住磁性色料T并防止其泄漏的目的。在圖1中，磁極的位置用實(shí)線表示。
并且，磁極8在相對(duì)表面8a的末端有端面部分8b和8c，它們離開(kāi)顯影套筒3的傳送表面3a一定的距離，在這些末端表面部分8b和8c上設(shè)有末端磁極A1和B1，相應(yīng)地，這些末端磁極A1和B1使從相對(duì)表面8a發(fā)射的磁通量被匯聚，特別是，末端磁極A1形成的磁通量與磁極(1)連接，末端磁極B1形成的磁通量與磁極(6)連接。
末端磁極A1和B1設(shè)在磁密封區(qū)中磁極(1)和(6)外面最末端的區(qū)域內(nèi)，它距顯影套筒3表面的距離比最末端磁極(1)和(6)的要遠(yuǎn)。
圖2A到2C是顯影套筒3的傳送表面3a區(qū)域的磁通密度，它對(duì)應(yīng)于磁體8的磁極(1)-(6)。
圖2A是磁通密度測(cè)量位置的示意圖。標(biāo)號(hào)17指一有與顯影套筒3相同直徑的虛圓。一霍耳元件用于測(cè)量磁能量密度設(shè)置在虛圓17上，磁體8的內(nèi)周邊表面(磁性表面)設(shè)在與虛圓17同心的圓上，它能在與虛圓17同心的圓上轉(zhuǎn)動(dòng)，由此測(cè)量磁通密度。
圖2A是用于對(duì)應(yīng)于箭頭(1)-(6)和A1和B1的范圍的磁極(1)-(6)和磁極A1和B1的磁通密度的測(cè)量位置的圖示。
圖2B是磁體8產(chǎn)生的磁力線的示意圖。
當(dāng)與圖9所示的磁化模型沿圓周方向端部附近的磁力線(圖10A)比較時(shí)，從磁體8上磁極(1)和(6)發(fā)出的磁力線匯聚到末端磁極A1和B1中。因此，在圖9的示例中，已環(huán)繞磁體背后的磁力線匯聚到磁體的端部，這樣，垂直方向的磁通密度Br變大。并且，水平方向的磁通密度Bθ是在磁極(1)和A1及磁極(6)和B1之間形成，從磁極(1)和(6)發(fā)出的磁力線比環(huán)繞磁體背后的磁力線(圖10A)要強(qiáng)。
如上所述，Br和Bθ的合磁通密度B由等式B＝(Br2+Bθ2)1/2得出。
磁性限制力與B成正比。
圖2C圖示是在套筒上由磁體8形成的磁通密度B，垂直方向的磁通密度Br和水平方向的磁通密度Bθ。
當(dāng)圖10B所示圖9例的磁通密度B和圖2C所示本發(fā)明的磁通密度相比較時(shí)，在本實(shí)施例中沿圓周方向端部的磁通密度較大。
并且，磁性色料的受約束力依此處通量密度B而定。沿圓周方向在端部用于磁性色料的磁約束力變大并且改進(jìn)了色料的密封性能。
另外，在磁極(1)和(6)(如圖1所示)的外部末端表面8b和8c相對(duì)磁極A1和B1的位置，由裝在顯影套筒3中的磁輥20產(chǎn)生的磁通量密度大于磁極A1和B1的磁通密度。這樣，沉積在磁極A1和B1上的顯影劑由磁輥20的磁力吸引，磁輥20的磁力大于磁極A1和B1的磁力，并且，所吸引的顯影劑通過(guò)顯影套筒3的表面吸引到磁體8和顯影套筒之間間隙中。就是，顯影劑被吸引到磁體8的磁極(1)-(6)的范圍之內(nèi)，并最后由磁極(1)-(6)保持。
在本實(shí)施例中，外徑為16mm的鋁質(zhì)材料作為顯影套筒3的材料，由原料釹，鐵，硼形成的粘合磁體用于磁體8做為產(chǎn)生磁力的裝置。共有8個(gè)磁極，例如，在面對(duì)顯影套筒3的表面8a上有6個(gè)磁極，沿圓周方向每一外部相對(duì)末端表面有一個(gè)磁極，如前所述，磁體8相對(duì)顯影套筒3之間有一0.2-0.6mm的間隙(g1)。
在與顯影套筒3表面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域(從磁體8的相對(duì)表面8a到該區(qū)域?yàn)?.4mm)磁體8的磁通密度為1900高斯。磁體8端部的磁通密度是與顯影套筒3表面相對(duì)應(yīng)的區(qū)域磁通密度的5-30％。
另外，磁輥20在相對(duì)磁體8端部的磁通密度是700高斯。
末端磁極A1和B1的位置是在磁密封區(qū)的外面，因此，最好是色料不附著于這些磁極A1和B1上。
因此，使在顯影套筒3表面位置上的磁通密度小于密封區(qū)域的磁通密度，由此在磁極端部附近顯影劑保持總量變小，在端部表面顯影劑停滯總量減少，這樣，從該部分降下剝?nèi)サ娘@影劑總量減少。
如果為此目的，使末端磁極的磁力更小，向密封區(qū)外傳送的磁通密度的匯聚效果因此減小，最好是末端磁極和顯影套筒表面之間的距離大于密封區(qū)磁極和顯影套筒表面之間的距離。
因此，末端磁極防止了顯影劑的停滯同時(shí)可獲得較高的磁通量匯聚。
當(dāng)用這些結(jié)構(gòu)和直徑約為5-7mm的色料及施加到處理盒上約50g的碰撞力進(jìn)行色料泄漏試驗(yàn)時(shí)，從間隙部分，特別是在磁密封端部附近P2和P3處不會(huì)發(fā)生色料泄漏。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，但能包含通過(guò)使用與間隙大小相一致有適當(dāng)磁力的磁體和使用這種顯影劑而獲得相似效果。
例如，有一種情況當(dāng)使用本處理盒的打印機(jī)高速打印時(shí)，顯影套筒的外徑被增大，以防止由于所供色料不足引起成像密度減小。在本研究中，對(duì)具有20mm外徑鋁質(zhì)的顯影套筒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。磁密封應(yīng)以距顯影套筒0.2-0.6mm的間隙設(shè)置，并有8個(gè)磁化磁極的磁體設(shè)在相對(duì)顯影套筒的磁密封表面上。一磁通密度是顯影套筒表面磁通密度的5-30％的磁極，相對(duì)設(shè)在磁密封圈端部的外面，一共設(shè)有十個(gè)磁極。試驗(yàn)的結(jié)果是，當(dāng)磁密封用于外徑為16mm的顯影套筒時(shí)磁密封端部不發(fā)生色料的泄漏。
依照?qǐng)D3將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。如圖3中，標(biāo)號(hào)13指處理盒20的顯影容器。標(biāo)號(hào)14指由支撐座(未畫(huà)出)旋轉(zhuǎn)地支撐在顯影容器13上的顯影套筒。在此結(jié)構(gòu)中磁體15相對(duì)顯影套筒14有一預(yù)設(shè)間隙，由此防止色料從顯影套筒14的兩相對(duì)端部泄漏，與實(shí)施例一中相似。
然而，與實(shí)施例一不同的是，磁體15端部的形狀有一平面部分，它與形成在間隙g1處的磁密封部分MF2隔開(kāi)。甚至當(dāng)磁體15呈這樣的形狀時(shí)，依據(jù)這種部分的構(gòu)造，在相對(duì)顯影套筒14的表面15a外設(shè)有一磁極，如實(shí)施例一所述，由此可防止在相對(duì)表面15a端部的磁力降低和色料的泄漏。
但，當(dāng)使用處理盒和顯影裝置較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，由于重復(fù)顯影操作和磁性色料聚集在顯影套筒較低部分P4附近，附著在顯影套筒14的磁性色料T1被相對(duì)表面外的磁極A2吸引順流到顯影區(qū)域，色料泄漏就可能發(fā)生。
在本實(shí)施例中，在顯影套筒14表面上末端磁極A2和B2的磁力小于在顯影套筒14表面上相對(duì)表面磁極(1)-(6)的磁力。因此，既使顯影操作重復(fù)許多次，磁性色料也將不再聚集在P4部分附近并保持設(shè)備的穩(wěn)定性能。末端磁極A2和B2的磁力最好小于在相對(duì)表面15a上磁極(1)-(6)的磁力，最好是在相對(duì)表面15a上磁極(1)-(6)的磁力的5-30％。
其它結(jié)構(gòu)給出與實(shí)施例一中相同的標(biāo)號(hào)并不再詳述。
圖4是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)與上述第二實(shí)施例相同。
已描述過(guò)最好將在顯影套筒14表面上末端磁極A3的磁力變小，但在本實(shí)施例中，磁體19端部20的形狀做成離開(kāi)顯影套筒表面的形狀，如圖所示，因此在顯影套筒14上末端磁極A3的磁通密度變小。
這樣做的結(jié)果，在第二實(shí)施例中，可防止磁化色料T1聚集在顯影套筒14的下部P4附近。
圖5所示為本發(fā)明的第四實(shí)施例，圖6A和6B是圖5的實(shí)施例的剖視圖。其基本結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施例1相似。
如圖5，在磁體8的外側(cè)設(shè)有一軸向的磁性元件8a。此時(shí)，磁體8的磁力線8b沿軸向伸展匯聚到磁性元件8a上。而磁化色料T1沿磁力線擴(kuò)展，由于在磁體8的外側(cè)軸向設(shè)有磁性元件8a，可防止磁化色料T1在軸向的擴(kuò)展。
上面描述本發(fā)明的實(shí)施例的同時(shí)，本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，所有其它改進(jìn)將可能包含在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思中。
權(quán)利要求
1.一種顯影裝置包括一容器，用于容納磁性顯影劑；一顯影劑承載體，用于在所述容器中承載和傳送磁性顯影劑；一磁性元件，用于在所述顯影劑承載性的端部沿其圓周方向相對(duì)所述顯影劑承載性的表面形成預(yù)設(shè)間隙的磁性密封區(qū)域，所述磁性元件在所述磁性密封區(qū)域沿所述顯影劑承載體的圓周方向有多個(gè)磁極；一外部磁極，設(shè)在形成所述磁密封的最外磁極的外面，用于從最外磁極向所述磁密封區(qū)外面匯聚磁通量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影裝置，其中，外部磁極設(shè)在最外面的磁極附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯影裝置，其中，外部磁極設(shè)在所述磁性元件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯影裝置，其中，外部磁極設(shè)在所述磁性元件縱向端部表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影裝置，其中外部磁極與所述顯影劑承載體表面之間的距離大于磁極與所述顯影劑承載體表面之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影裝置，其中外部磁極與最外面磁極在極性上正好相反。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影裝置，其中外部磁極的磁力小于密封磁極的磁力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯影裝置，其中外部磁極的磁力是密封磁極磁力的5-30％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯影裝置，其中所述容器有一個(gè)開(kāi)口的部分，所述顯影劑承載體設(shè)在該開(kāi)口部分中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯影裝置，其中所述顯影劑承載體形成一個(gè)與靜電潛像承載元件相對(duì)關(guān)系的顯影區(qū)。
全文摘要
一種顯影裝置包括一容器用于容納磁性顯影劑,一顯影劑承載物用于在容器中承載和傳送磁化顯影劑,一磁性元件用于在所述顯影劑承載物的端部沿其圓周方向相對(duì)所述顯影劑承載物的表面形成預(yù)設(shè)間隙的磁性密封區(qū)域,所述磁性元件在所述磁性密封區(qū)域沿所述顯影劑承載物圓周方向有多個(gè)磁極,一外部磁極設(shè)在形成所述磁密封的最外磁極的外面,用于從最外磁極向所述磁密封區(qū)外面匯聚磁通。
文檔編號(hào)G03G15/09GK1178335SQ9711797
公開(kāi)日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月1日
發(fā)明者小熊徹, 津田忠之, 佐佐木新一, 唐鐮俊之 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社