顯影設備及圖像形成裝置的制作方法

本發明涉及一種包括顯影設備的圖像形成裝置，該顯影設備用于通過對利用電子照相方式、靜電記錄方式等在圖像承載構件上形成的靜電潛像進行顯影，來形成可見圖像。

背景技術：

近年來，隨著辦公室中對于彩色復印的需求的不斷增長，需要高速且小型的全彩色復印機，并且提出了使用垂直地放置有兩個顯影螺桿的垂直攪拌顯影設備的方法。在這種垂直攪拌顯影設備中，顯影劑在垂直地放置的兩個螺桿之間循環。然而，從下螺桿向上螺桿供給顯影劑的能力大大地取決于螺桿的驅動速度，因此，對于尤其具有多個圖像形成速度的圖像形成裝置，在許多情況下，顯影套筒及兩個螺桿分別地配設有單獨的驅動源(日本特開2010-112973號公報)。

技術實現要素：

[本發明要解決的問題]

然而，如上所述，顯影套筒及兩個螺桿(下文中簡稱為“攪拌螺桿”)分別地配設有單獨的驅動構造的顯影設備涉及以下問題。在顯影設備的驅動停止期間，在許多情況下顯影劑循環失衡，并且在某些情況下，不能向顯影套筒充足地供給顯影劑，從而顯影套筒上的顯影劑變得不足，由此在某些情況下產生圖像濃度不均。

因此，作為顯影設備的驅動停止期間的顯影劑循環失衡的因素，可以列舉由于攪拌螺桿與顯影套筒之間轉動慣量的差異而導致的驅動停止的方式的差異。即，攪拌螺桿的轉動慣量與顯影套筒的轉動慣量彼此不同，使得角加速度不同，并且攪拌螺桿與顯影套筒之間在驅動停止之前的旋轉頻率(轉數)與穩定狀態中的旋轉頻率大大地不同。一般而言，與顯影套筒相比，攪拌螺桿的轉動慣量較小。由于該原因，如圖6的(a)至(c)的比較示例1中所示出的，從產生驅動停止信號的時間t1至攪拌螺桿實際地停止的時間t3的時間，比顯影套筒停止的時間t4短。

這意味著，驅動停止期間，“與穩定狀態相比”，轉動慣量大的顯影套筒比轉動慣量小的攪拌螺桿旋轉得更多。由于該旋轉，顯影刮板部處的顯影劑積滯量在驅動停止期間比在穩定狀態中小。

由于該原因，在驅動停止期間，存在產生由于顯影劑積滯變小(或者顯影劑積滯完全地失去)而導致的不適當的顯影涂覆的傾向。作為針對這種情況的對策，如日本特開2010-101980號公報中那樣，與顯影套筒的驅動停止信號相比，有意地延遲攪拌螺桿的驅動停止信號。由此，考慮如下方法：使得驅動停止期間向顯影套筒的顯影劑的供給充足，并抑制顯影劑的不適當涂覆(參見圖7的(a)至(c)中所示的比較示例2)。

然而，根據該方法，攪拌螺桿連續過度地旋轉，直到顯影套筒實際地停止為止。特別是在復印機的間歇操作期間，攪拌螺桿的驅動時間的增加導致顯影劑的劣化及攪拌螺桿的軸端部密封的劣化，存在使得顯影設備壽命縮短的可能性。

此外，存在如下圖像形成裝置，其中，通過供給由調色劑及載體所構成的顯影劑來抑制顯影劑的帶電性能的下降，如日本特開昭59-100471號公報中由滴流(trickle)顯影方式所代表的圖像形成裝置。在該裝置中，配設有用于允許排出由于供給而變得過多的、顯影設備中的多余的顯影劑的排出開口。由于該原因，必須更加嚴格地管理(控制)驅動停止期間的顯影劑循環平衡。

順便提及，滴流顯影方式使得載體以一定比率混合在調色劑盒中的調色劑中，并且將新的(新鮮的)載體與調色劑供給的同時供給到顯影設備中，使得更換顯影劑以便排出劣化的舊載體。藉此，劣化的載體很少持續地殘留在顯影設備中，從而長期地防止顯影劑的劣化。

這里，顯影劑的劣化意味著，由于調色劑與顯影套筒之間或者調色劑(調色劑粒子)之間的碰撞，調色劑的凸出部分發生破損，調色劑表面上所存在的外部添加劑沒入調色劑表面中。在發生顯影劑劣化的情況下，為改善調色劑的流動性而添加的諸如二氧化硅的外部添加劑，被埋沒在調色劑表面中，由此調色劑沉積力增加而流動性下降。

本發明解決上述問題，其目的是提供一種抑制單獨地驅動顯影劑承載構件及攪拌構件的顯影設備中的顯影劑循環失衡的顯影設備。

[用于解決問題的手段]

根據本發明的一方面，提供了一種顯影設備，其包括：顯影容器，其被構造成容納包括調色劑和磁性粒子的顯影劑；顯影劑承載構件，其以可旋轉的方式與所述顯影容器的開口相對地配設；攪拌構件，其被構造成攪拌所述顯影容器中的顯影劑，以將顯影劑供給到所述顯影劑承載構件；第一驅動設備，其被構造成驅動所述顯影劑承載構件；第二驅動設備，其被構造成驅動所述攪拌構件；以及控制器，其被構造成控制所述第一驅動設備及所述第二驅動設備的驅動，其中，所述控制器實施控制，使得在從輸出所述第一驅動設備的停止信號和所述第二驅動設備的停止信號中的較早的任一個停止信號至所述顯影劑承載構件和所述攪拌構件二者的旋轉速度都變成不大于在圖像形成期間的穩定狀態下的旋轉速度的1/2的時間段中，以下公式得到滿足：0.7<α(E)/α<2.0，其中，所述α(E)是ωa(E)/ωs(E)，其中，ωs(E)是所述顯影劑承載構件的旋轉速度，ωa(E)是所述攪拌構件的旋轉速度，其中，所述α是ωa/ωs，其中，ωs是在圖像形成期間的穩定狀態下所述顯影劑承載構件的旋轉速度，ωa是在圖像形成期間的穩定狀態下所述攪拌構件的旋轉速度。

[本發明的效果]

根據上述構造，使得驅動停止期間顯影劑承載構件與攪拌構件之間的旋轉速度比接近圖像形成期間的旋轉速度比。藉此，能夠抑制顯影劑循環失衡。

附圖說明

圖1是示出包括根據本發明的顯影設備的圖像形成裝置的結構的截面示圖。

圖2是示出根據本發明的顯影設備的結構的縱截面示圖。

圖3是示出根據本發明的顯影設備的結構的橫截面示圖。

圖4是示出通過排出開口而排出的顯影劑的排出特性的圖。

在圖5中，(a)是示出第一實施例中的驅動停止信號的圖，(b)是示出第一實施例中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖，(c)是示出第一實施例中驅動停止期間顯影劑承載構件與攪拌構件之間的旋轉速度比的改變的圖。

在圖6中，(a)是示出比較示例1中的驅動停止信號的圖，(b)是示出比較示例1中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖，(c)是示出比較示例1中驅動停止期間顯影劑承載構件與攪拌構件之間的旋轉速度比的改變的圖。

在圖7中，(a)是示出比較示例2中的驅動停止信號的圖，(b)是示出比較示例2中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖，(c)是示出比較示例2中驅動停止期間顯影劑承載構件與攪拌構件之間的旋轉速度比的改變的圖。

在圖8中，(a)及(b)是用于例示排出開口附近的顯影劑的流量的圖。

圖9是示出第一實施例中驅動停止期間的顯影劑循環的失衡的圖。

圖10是示出比較示例1中驅動停止期間的顯影劑循環的失衡的圖。

圖11是示出比較示例2中驅動停止期間的顯影劑循環的失衡的圖。

在圖12中，(a)是示出第二實施例中的驅動停止信號的圖，(b)是示出第二實施例中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖。

圖13是用于例示即使在旋轉速度的改變偏離理想線時，如果該偏離是少許偏離則也不存在問題的圖。

在圖14中，(a)是示出驅動停止信號的圖，(b)是用于通過使用區域ABCDEF來例示攪拌構件的旋轉速度的改變的圖。

圖15是示出比較示例3至比較示例5中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖。

在圖16中，(a)是示出比較示例1中的驅動停止信號的圖，(b)是示出比較示例1中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖，(c)是示出比較示例1中驅動停止期間顯影劑承載構件與攪拌構件之間的旋轉速度比的改變的圖。

在圖17中，(a)是示出比較示例2中的驅動停止信號的圖，(b)是示出比較示例2中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖，(c)是示出比較示例2中驅動停止期間顯影劑承載構件與攪拌構件之間的旋轉速度比的改變的圖。

圖18是用于例示本發明的其他構造的圖。

圖19是示出第二實施例中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖。

圖20是示出第二實施例中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖。

圖21是示出第二實施例中驅動停止期間顯影劑承載構件及攪拌構件的旋轉速度的改變的圖，并且是用于例示α(E)/α(另外優選地還有β(E)/β)與圖像形成期間一致化的圖。

圖22是示出第二實施例中驅動停止期間顯影劑循環失衡的圖。

具體實施方式

將利用附圖具體地描述包括根據本發明的顯影設備的圖像形成裝置的實施例。

[實施例1]

首先，將使用圖1至圖11來描述包括根據本發明的顯影設備的圖像形成裝置的第一實施例的構造。圖1是作為包括根據本發明的顯影設備的圖像形成裝置的實施例的、采用電子照相方式的全彩色圖像形成裝置的截面示圖。順便提及，作為圖像形成裝置，本發明適用于復印機、打印機、記錄圖像顯示裝置、傳真設備等等。

<圖像形成裝置>

在圖1中，本實施例中的圖像形成裝置36包括作為圖像形成單元的黃色、品紅色、青色及黑色的四個圖像形成部Pa、Pb、Pc、Pd。順便提及，為了便于說明，在某些情況下簡單地使用圖像形成部P作為圖像形成部Pa、Pb、Pc、Pd的代表來進行說明。并且將以類似的方式來描述其他圖像形成處理。各個圖像形成部P包括作為用于承載靜電潛像的圖像承載構件的、沿圖1的箭頭方向(逆時針方向)旋轉的、由鼓狀的電子照相感光構件構成的感光鼓1a、1b、1c、1d。

在圖1中，在各個感光鼓的周圍，在感光鼓1的上方配設有作為充電單元的充電器2a、2b、2c、2d以及作為圖像曝光單元的激光束掃描器3a、3b、3c、3d。此外，還配設有作為用于通過向各個感光鼓1的表面上所承載的靜電潛像提供顯影劑來形成調色劑圖像的顯影單元的顯影設備4a、4b、4c、4d。此外，包括有由作為一次轉印單元的一次轉印輥6a、6b、6c、6d，作為清潔單元的清潔設備19a、19b、19c、19d等等構成的圖像形成單元。

各個圖像形成部P具有相同的構造，并且布置在各個圖像形成部P中的感光鼓1具有相同的構造。因此，將以感光鼓1作為感光鼓1a、1b、1c、1d的代表來簡單地描述感光鼓1。同樣，在各個圖像形成部P處，布置在各個圖像形成部P處的充電器2、激光束掃描器3、顯影設備4、一次轉印輥6及清潔設備19也分別地具有相同的構造。因此，將分別地使用充電器2、激光束掃描器3、顯影設備4、一次轉印輥6及清潔設備19來描述這些構件。

<圖像形成序列>

接下來，將描述圖像形成裝置36的整體的圖像形成序列。首先，充電器2對感光鼓1的表面均勻地充電。在其表面處經均勻地充電的感光鼓1經受激光束掃描器3的經圖像信號調制的激光37的掃描曝光。

激光束掃描器3中安裝有半導體激光器。與從包括光電轉換元件(例如，CCD(電荷耦合器件)等的原稿讀取器輸出的原稿圖像信息信號相對應地控制該半導體激光器，從而該半導體激光器發出激光37。

藉此，經充電器2充電的感光鼓1的表面電位在圖像部分處改變，以使得在感光鼓1的表面上形成靜電潛像。顯影設備4將該靜電潛像反轉地顯影成可見的圖像，即，調色劑圖像。在本實施例中，顯影設備4使用其中混合地使用包含顯影劑及載體的二成分顯影劑的二成分接觸顯影型作為顯影劑。此外，在圖像形成部P中的每一個處進行上述圖像形成步驟，以使得在感光鼓1的表面上形成黃色、品紅色、青色及黑色的四種顏色的調色劑圖像。

在本實施例中，在圖1中圖像形成部P下方的位置處，配設有作為中間轉印構件的中間轉印帶5。中間轉印帶5被輥61、輥62、輥63拉伸，并且可沿圖1中的箭頭方向移動。

作為一次轉印單元的一次轉印輥6將感光鼓1的表面上的調色劑圖像一次轉印到作為中間轉印構件的中間轉印帶5的外周表面上。藉此，黃色、品紅色、青色及黑色的四種顏色的調色劑圖像在中間轉印帶5的外周表面上疊加，以使得形成全彩色圖像。此外，未被轉印而殘留在感光鼓1表面上的調色劑被刮掉，并由清潔設備19來收集。

被一次轉印到中間轉印帶5的表面上的全彩色圖像，在作為二次轉印單元的二次轉印輥10的作用下，被二次轉印到由進紙輥13從進紙盒12饋送并經由饋送導引11輸送的諸如紙張的記錄材料33上面。未被轉印而殘留在中間轉印帶5的外周表面上的調色劑被刮掉，并由作為清潔單元的清潔設備18來收集。

另一方面，其上轉印有中間轉印帶5的外周表面上的調色劑圖像的記錄材料33被輸送到作為定影單元的、由加熱輥定影設備構成的定影設備16，并且定影設備16通過加熱及加壓而將調色劑圖像定影在記錄材料33上。其后，記錄材料33被排出到排扺托盤17上。

順便提及，在本實施例中，作為圖像承載構件，使用了作為通常使用的鼓狀有機感光構件的感光鼓1。還可以使用諸如非晶硅感光構件的無機感光構件。此外，還可以使用帶狀感光構件。并且，關于充電類型、轉印類型、清潔類型及定影類型，并不僅限于本實施例中的那些。

<顯影設備>

接下來，將使用圖2及圖3來描述顯影設備4的構成及操作。圖2及圖3是根據本實施例的顯影設備4的橫截面示圖及縱截面示圖。如圖2及圖3中所示出的，本實施例中的顯影設備4包括用于容納包含調色劑及磁性粒子(載體)的二成分顯影劑的顯影容器22。在顯影容器22中，容納有包含顯影劑及載體的二成分顯影劑。另外，在顯影容器22中，還包括以可旋轉的方式與顯影容器22的開口43相對地配設的、作為顯影劑承載構件的顯影套筒28。此外，還包括作為用于規整顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的鏈的斷鏈構件的規整刮片29。

如圖3中所示出的，在顯影容器22內，配設有在大致中心位置處沿與圖3的繪圖紙面相垂直的方向延伸的隔墻27。顯影容器22的內部被隔墻27垂直地分割成圖2及圖3中的顯影室23及攪拌室24。顯影室23被構造為向顯影套筒28供給顯影劑的第一顯影劑容納室。攪拌室24被構造為不僅用于容納顯影劑而且用于從顯影套筒28收集顯影劑的第二顯影劑容納室。顯影劑被收納在顯影室23及攪拌室24內。

在顯影室23及攪拌室24中，配設有用于攪拌顯影容器22(顯影容器)中的顯影劑、并且用于將顯影劑提供給顯影套筒28的第一攪拌構件。此外，配設有作為用于攪拌顯影容器22(顯影容器)中的顯影劑、并且用于從顯影套筒28收集顯影劑的第二攪拌構件的第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26。

第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26分別地配設在顯影室23及攪拌室24中(在第一顯影劑容納室及第二顯影劑容納室中)，并且不僅攪拌并饋送顯影室23及攪拌室24中的顯影劑、而且實現顯影室23與攪拌室24之間的顯影劑的循環。顯影室23配設有排出開口40，排出開口40用于通過顯影劑面(顯影劑的上表面)的上升來排出由于包含調色劑及磁性粒子(載體)的顯影劑的提供而產生的多余的顯影劑。

配設在顯影室23中的第一攪拌螺桿25大致上與顯影套筒28的軸向相平行地布置在顯影室23的底(部)處。此外，第一攪拌螺桿25沿圖2中箭頭指示的方向(順時針方向)旋轉，并且將顯影室23中的顯影劑提供給顯影套筒28，并沿第一攪拌螺桿25的軸向的方向饋送顯影劑。

此外，配設在攪拌室24中的第二攪拌螺桿26大致上與第一攪拌螺桿25相平行地布置在攪拌室24的底(部)處。此外，如圖2中所示出的，第二攪拌螺桿26沿與第一攪拌螺桿25的旋轉方向相反的方向(逆時針地)旋轉并收集經受顯影之后的顯影劑，并且將攪拌室24中的顯影劑沿與第一攪拌螺桿25的旋轉方向相反的方向饋送。由此，通過第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的旋轉來饋送顯影劑，通過由形成在隔墻27的兩端處的開口14、15構成的流通部而將顯影劑在顯影室23與攪拌室24之間循環。

本實施例是顯影室23及攪拌室24垂直地布置在圖2及圖3中的示例。作為其他示例，在從其向顯影套筒28提供顯影劑的空間及從顯影套筒28收集顯影劑到其中的空間是分開的構件時，本實施例同樣適用于其中顯影室23及攪拌室24水平地并置的顯影設備4，或者具有各種形式的其他顯影設備4。

<驅動控制系統的構造>

接下來，將使用圖2來描述顯影設備4的驅動控制系統的構造。通過作為第一驅動單元的電機7來旋轉地驅動顯影套筒28，通過作為第二驅動單元的電機8來旋轉地驅動作為攪拌構件的第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26。在本實施例中，電機7及電機8由作為控制單元的控制器20來驅動控制。電機7及電機8使用驅動停止期間能夠通過加速/減速比來設定角加速度的步進電機。加速/減速比是在電機7及電機8從休息(停止)狀態起動并且其速度達到某種停止之前的旋轉速度的梯度、或者在電機7及電機8在其旋轉狀態中由于接收到停止信號而完全地停止之前的旋轉速度的梯度。

在圖像形成期間的穩定狀態中，電機7及電機8的旋轉速度分別是565rpm(轉/每分鐘)及900rpm。此外，在本實施例中，電機7及電機8分別地與顯影套筒28及第一攪拌螺桿25直接地連接，并且進一步地經由未示出的齒輪系而將旋轉驅動力傳遞到第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26。由于該原因，同樣分別地以565rpm及900rpm旋轉地驅動顯影套筒28及第一攪拌螺桿25，并且基于未示出的齒輪系的傳動比而以950rpm旋轉地驅動第二攪拌螺桿26。順便提及，本實施例中的圖像形成期間是指要形成在記錄材料上的圖像經過顯影套筒28與感光鼓1彼此相對的顯影區域的時間。

在本實施例中，顯影容器22在顯影容器22與感光鼓1相對的顯影區域所對應的位置處配設有開口43，并且在該開口43處，可旋轉地布置有顯影套筒28，以使得部分地朝向感光鼓1暴露。顯影套筒28的外徑是20mm，并且以565rpm的圓周速度旋轉地驅動它。感光鼓1的外徑是30mm，并且以217rpm的圓周速度旋轉地驅動它。此外，顯影套筒28與感光鼓1之間最近的區域配設在約400μm的間距處。藉此，進行設定，以使得能夠在饋送到顯影套筒28與感光鼓1彼此相對的顯影部的顯影劑接觸到感光鼓1的狀態中實現顯影。

本實施例中的顯影套筒28由諸如鋁及不銹鋼等的非磁性材料形成，并且在其內部，在不可旋轉的狀態中布置作為磁場產生單元的磁輥28m。顯影套筒28沿圖2中箭頭指示的方向(逆時針方向)旋轉。顯影套筒28通過利用規整刮片29而切斷磁刷的鏈，來承載層厚經規整的二成分顯影劑。顯影套筒28將顯影劑饋送到顯影套筒與感光鼓1相對的顯影區域，并且將顯影劑提供給感光鼓1上所形成的靜電潛像，從而將靜電潛像顯影為調色劑圖像。

規整刮片29由沿顯影套筒28的縱軸向延伸的鋁板等形成的非磁性構件29a、以及諸如鐵材料的磁性構件29b構成。此外，通過調整規整刮片29與顯影套筒28之間的間隙，饋送給顯影區域的顯影劑的量得以調整。在本實施例中，規整刮片29將顯影套筒28的表面上的顯影劑的單位面積涂覆量規整為30mg/cm²。順便提及，將規整刮片29與顯影套筒28之間的間隙適當地設定在200μm至1000μm的范圍中，優選地在300μm至700μm的范圍中。在本實施例中，將規整刮片29與顯影套筒28之間的間隙設定在400μm。

<二成分顯影劑>

接下來，將描述本實施例中所使用的包含調色劑及磁性粒子(載體)的二成分顯影劑。調色劑主要地包含粘合劑樹脂及著色劑，需要時還包含含有其他添加劑的著色樹脂的粒子，及添加有諸如二氧化硅微粒的外部添加劑的著色粒子。調色劑是可負充電聚酯基樹脂，并且期望它的體積平均粒子尺寸不小于4μm且不大于10μm，優選地不大于8μm。

此外，作為磁性粒子(載體)，優選地可使用其表面已被氧化或未被氧化的諸如鐵、鑷、鈷、錳、鉻、稀土金屬、以及這些金屬的合金或者鐵氧體的金屬的顆粒。并不特別地限制制造這些磁性粒子的方法。磁性粒子(載體)的重量平均粒子尺寸可以是20μm至60μm，優選的是30μm至50μm，并且載體的電阻率可以是不小于1×10⁷ohm.cm，優選地不小于1×10⁸ohm.cm。在本實施例中，使用電阻率為1×10⁸ohm.cm的磁性粒子(載體)。

<顯影劑的提供方法>

接下來，將使用圖2及圖3來描述本實施例中的顯影劑提供方法。如圖2及圖3中所示出的，在顯影設備4的上方配設有用于容納包含混合的調色劑及磁性粒子(載體)的二成分顯影劑的作為提供容器的料斗31。構成調色劑提供單元的料斗31在其下部處包括作為饋送構件的螺桿狀提供螺桿32，并且提供螺桿32的一端延伸到配設在圖3中的顯影設備4的右側端部處的提供開口30的位置。

利用提供螺桿32的旋轉力及顯影劑的重力，將與由圖像形成所消耗的調色劑的量相對應的量的調色劑從料斗31通過顯影劑提供開口30而提供給顯影容器22。因此，從料斗31，將提供調色劑提供給顯影設備4。提供顯影劑的提供量由提供螺桿32的旋轉頻率(轉數)粗略地確定。通過控制器20來確定提供螺桿32的旋轉頻率，控制器20還用作用于控制作為用于旋轉地驅動提供螺桿32的驅動源的電機9的調色劑提供量控制單元。

作為調色劑提供量控制方法，可應用諸如以光的方式或以磁的方式檢測二成分顯影劑的調色劑內容(濃度)的方法、以及檢測通過對感光鼓1的表面上的基準潛像進行顯影而獲得的調色劑圖像的濃度的各種方法。

<顯影劑的排出方法>

接下來，將使用圖3來描述本實施例中的顯影劑排出。構成顯影劑排出單元的排出開口40配設在顯影室23的關于圖3中箭頭方向所示出的顯影劑循環方向的下游側、在顯影套筒28的套筒放置區域的外部，并且通過排出開口40來排出劣化的顯影劑。當在顯影劑提供步驟中顯影設備4中的顯影劑的量增加時，取決于顯影劑的增加量，通過排出開口40以溢出的方式排出顯影劑。順便提及，排出開口40的位置在顯影劑提供開口30的位置的關于圖3中箭頭方向所示出的顯影劑饋送方向的上游側。這是因為，防止從提供開口30提供的新鮮的(新的)顯影劑通過排出開口40立即地排出。

<顯影劑的排出特性>

圖4示出了本實施例中顯影設備4的顯影劑排出特性。顯影劑排出特性是將顯影容器22中的顯影劑量的單位時間顯影劑排出量作為函數來表示的特性。通過實現單位時間的顯影劑的排出量、同供給到顯影容器22中的單位時間的顯影劑供給量與經受(潛像的)顯影的調色劑的量之間的差分的平衡，來確定顯影容器22中的顯影劑量。

即，關于顯影容器22中的顯影劑量，將由單位時間最小提供量與圖4中所示的排出特性曲線21之間的交叉點所示出的最小顯影劑量a考慮在內。此外，將由單位時間最大提供量與排出特性曲線21之間的交叉點所示出的顯影劑量b考慮在內。此外，顯影容器22中的顯影劑量粗略地呈現最小顯影劑量a與顯影劑量b之間的顯影劑量值。這些交叉點分別是最小提供期間及最大提供期間顯影劑量平衡的點。此時，(潛像的)經受顯影的調色劑的量通常很少，因此將其忽略。

在顯影容器22中的顯影劑量顯著地變小時，存在發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的可能性，并且在顯影容器22中的顯影劑量顯著地變大時，存在導致顯影劑溢出的可能性。此時的顯影劑量分別地是圖4中所示的顯影劑量c、d。

于是，顯影劑的排出特性通常必須使得顯影劑量a、b、c、d之間的關系是{a>c}且{b<d}，如圖4中所示出的。作為這些顯影劑量之差的{a-c}及{d-b}分別地表示顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆及顯影劑溢出的魯棒性(控制的魯棒性)。魯棒性是特性能夠通過其來抵抗不確定的波動從而維持當前狀態的能力。

<顯影劑的排出特性測量>

通常，可以按以下方式來測量顯影劑的排出特性。首先，在以期望的圓周速度旋轉地驅動顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的狀態中，顯影劑被添加到顯影容器22中，直到顯影劑均勻地承載(涂覆)在顯影套筒28的表面上為止。然后，以上述圓周速度旋轉地驅動顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26，直到顯影容器22中顯影劑的循環處于穩定狀態(穩定的狀態)為止。通常，旋轉地驅動這些構件約1分鐘至2分鐘。

從顯影套筒28的表面上的顯影劑的涂覆均勻的時間起，通過提供開口30將顯影劑逐漸地添加到顯影容器22中，對此時單位時間通過排出開口40排出的顯影劑量進行測量。

在本實施例中，將10克顯影劑添加到顯影容器22中，并且對30秒內通過排出開口40排出的顯影劑量進行測量。藉此，對單位時間通過排出開口40排出的顯影劑量進行測量。

此外，可以按以下方式來測量作為顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限(點)的顯影劑量c。首先，以期望圓周速度來旋轉地驅動顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26。在這種狀態中，通過提供開口30而將顯影劑逐漸地添加到顯影容器22中，并且獲得顯影劑均勻地涂覆在顯影套筒28的表面上的顯影劑量c。

通常，存在于料斗31中的顯影劑與存在于顯影容器22中的顯影劑在調色劑與載體之間的比率上是不同的。料斗31中的顯影劑的調色劑比率比顯影容器22中的顯影劑顯著地更高。由于該原因，當在排出特性的測量中將顯影劑添加到顯影容器22中時，不使用料斗31。當從料斗31提供顯影劑時，顯影容器22中的調色劑比率顯著地增加。通常，在測量排出特性時，在空轉的機器中進行測量，并且通過顯影容器22的提供開口手動地提供調色劑比率與顯影容器22中的調色劑比率相同的顯影劑。

以上(排出特性)是在以預定旋轉速度驅動顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的情況下的顯影劑的排出特性。顯影套筒28及第一攪拌螺桿25存在多個旋轉速度。在這種情況下，在這些多個旋轉速度，必須將上述最小顯影劑量a及作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限(點)的顯影劑量c均一化到可能的程度。如果不是這樣，則存在以下情況的可能性增加：當顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度切換(到不同的旋轉速度)時，發生諸如顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆等的問題。

<驅動停止期間的操作>

作為本發明的特征，將描述驅動停止期間顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的操作。順便提及，在本實施例中，第一攪拌螺桿25與第二攪拌螺桿26彼此關聯，因此將使用第一攪拌螺桿25作為代表來進行其描述。因此，下文中，在描述旋轉及驅動停止的情況下，第二攪拌螺桿26也與第一攪拌螺桿25相關聯地旋轉并驅動停止。

如圖5的(a)中所示出的，在時間t1產生對顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號。在圖5中，(b)示出了從時間t至顯影套筒28及第一攪拌螺桿25實際上完全地停止的時間t4的、顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變。

對顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號由控制器20產生，并且電機7及電機8被停止控制。在本實施例中，作為圖2中所示的電機7及電機8，使用步進電機。此外，在電機7及電機8的驅動停止期間，通過控制器20，如圖5的(c)中所示出的，顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α保持在預定范圍內(在本實施例中，比率α是恒定的)。此外，本實施例的特征在于，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25減速并停止。

在本實施例中，如圖5的(c)中所示出的，在時間t1，控制器20將顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號輸出給電機7及電機8。從時間t1起顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉在時間t4實際地停止。此外，使得在包含穩定狀態以及從時間t1至時間t4的時間段中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α恒定。這里，驅動停止期間是指從電機7及電機8有停止意圖地減速開始起直到電機7及電機8實際地停止為止的時間段，并且驅動停止信號是指用于有停止意圖地使電機7及電機8停止的信號。

另一方面，在圖6所示出的比較例1中，如圖6的(a)中所示出的，在時間t1，從控制器20輸出的顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號被電機7及電機8接收到。此外，如圖6的(b)中所示出的，從時間t1至顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉分別地實際地停止的時間t4及時間t3的、顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α不是恒定的(參見圖6的(c))。

這是因為，傳統上，在許多情況下使用DC(直流)電機作為電機7及電機8，并且在許多情況下在驅動停止期間不能設定加速/減速比。這里，如圖5(b)和圖6(b)所示出的，加速/減速比是從穩定狀態起直到電機7及電機8接收到驅動停止信號并完全地停止為止的旋轉速度的梯度。

此外，關于慣性矩，與顯影套筒28相比，第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26很小。由于該原因，在圖6中所示出的比較示例1中，如圖6的(a)中所示出的，在時間t1，輸出顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號。此外，從時間t1至顯影套筒28及第一攪拌螺桿25實際停止的時間t4及時間t3的時間使得顯影套筒28停止的時間t4通常晚于第一攪拌螺桿25停止的時間t3，如圖6的(b)中所示出的。

這意味著，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，由于它們之間慣性矩的差異，顯影套筒28比第一攪拌螺桿25旋轉得更多(更長)。與其相對應的是，在第一攪拌螺桿25不提供顯影劑的狀態中，顯影套筒28取得存在于與圖2中所示的顯影套筒28相對的規整刮片29的后側(關于顯影套筒28的旋轉方向的上游側)的顯影劑。由于該原因，存在于規整刮片29后側(關于顯影套筒28的旋轉方向的上游側)的顯影劑的量在驅動停止期間比顯影劑處于穩定旋轉狀態時更小。

由于該原因，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，存在于與顯影套筒28相對的規整刮片29的后側的顯影劑的量變少(或完全地失去)。于是，原則上，在緊接驅動停止之后顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動開始的時間，發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的可能性臨時地增大。

作為針對此的對策，如上所述，考慮圖7中所示出的比較示例2中的驅動停止方法。在圖7中所示出的比較示例2中，如圖7的(a)中所示出的，將輸出第一攪拌螺桿25的驅動停止信號的時間t2有意地變晚。顯影套筒28在時間t4停止，并且第一攪拌螺桿25在時間t5停止(t4>t5)。通過在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間對顯影套筒28的顯影劑的提供充足，以使得顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆受到抑制。

然而，在圖7中所示出的比較示例2中的驅動停止中，第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26繼續地過度地旋轉，直到顯影套筒28實際地停止為止，使得原本不應當通過圖3中所示出的排出開口40排出的顯影劑也被過度地排出。藉此，導致顯影設備4中顯影劑量的減少。或者，第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的驅動時間的增加導致顯影劑的劣化以及第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的旋轉軸25a及旋轉軸26a的端部處的密封的劣化。藉此，存在驅動時間增加導致顯影設備4的壽命縮短的可能性。

在本實施例中的顯影設備4中，如圖2中所示出的，向顯影套筒28提供顯影劑的顯影室23及收集顯影劑的攪拌室24是分開的。在提供顯影劑的顯影室23中，隨著朝向關于顯影劑循環方向的下游側的距離的減小，顯影套筒28取得顯影劑。由于該原因，單位時間由第一攪拌螺桿25所饋送的顯影劑的量(即，顯影劑的流量(質量流率))逐漸地減少。

另一方面，在收集顯影劑的攪拌室24中，顯影劑的流量隨著朝向關于顯影劑循環方向的下游側的距離的減小而增加。此外，圖3中所示出的排出開口40配設在顯影室23的關于顯影劑循環方向的最下游部分處。該部分處的顯影劑面(顯影劑的上表面)達到排出開口40的高度，并且在顯影劑面進一步超過排出開口40的高度時，顯影劑溢出排出開口40并排出到顯影容器22的外部。

在本實施例中的顯影設備4中，排出開口40附近的顯影室23中的顯影劑面高度h2取決于顯影設備4中的顯影劑量。此外，顯影劑面高度h2還取決于第一攪拌螺桿25的縱向饋送量、以及從攪拌室24的內部取得給顯影套筒28的顯影劑的量(即，顯影套筒28的顯影劑饋送量)。

在圖8中，(a)及(b)是示出圖3中所示出的顯影室23中顯影劑的流量的示意圖，并且圖8的(a)及(b)中所示出的由箭頭J1、J2、Js示出的箭頭的大小表示顯影劑的流量的大小。簡單地通過該位置處縱向的單位距離顯影劑量ρ與顯影室23中的顯影劑循環速度V的乘積來獲取處于不與顯影套筒28相對的位置的顯影劑的流量。

因此，配設在顯影套筒28不與排出開口40相對的位置的排出開口40的附近的顯影劑流量J2如下。圖8的(a)中所示出的且與顯影套筒28相對的、在區域34的顯影劑循環方向的上游側的、顯影室23中的顯影劑流量是J1。顯影套筒28的整體的顯影劑流量是Js。與顯影套筒28相對的、在區域34的顯影劑循環方向的上游側的、顯影室23中的縱向的單位距離顯影劑量是ρ1。第一攪拌螺桿25對顯影劑的饋送速度是Va。在顯影套筒28的整個區域中，關于縱向的、旋轉方向的單位距離顯影劑量是m。在顯影套筒28的表面移動速度是Vs時，通過以下(數學)公式1來獲取顯影劑流量J2。

[公式1]

J2＝ρ2×Va＝J1-Js＝(ρ1×Va)-(m×Vs)

顯影室23的深度是均一的，因此在出于方便而深度是“1”時，可以將顯影室23的關于縱向的單位距離顯影量照其樣視為顯影劑面高度。由于該原因，通過以下公式2來粗略地獲取顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2及顯影室23中排出開口40附近的關于縱向的單位距離顯影劑量ρ2。

[公式2]

h2＝ρ2＝(ρ1×Va-m×Vs)/Va＝ρ1-m×Vs/Va

顯影套筒28的表面移動速度Vs及第一攪拌螺桿25的顯影劑饋送速度Va分別地與顯影套筒28的旋轉速度ω(s)及第一攪拌螺桿25的旋轉速度ω(a)成比例。由于該原因，可以僅要求作為顯影套筒28的旋轉速度ω(s)與第一攪拌螺桿25的旋轉速度ω(a)之間的比率α的{ω(a)/ω(s)}是恒定的。藉此，即使在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度變化的情況下，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2也不變。這針對顯影室23中的任意位置都類似地適用,并不限定于排出開口40附近。

因此，使得顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2等于圖像形成期間穩定狀態中顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h。如圖5的(c)中所示出的，作為圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α的{ω(a)/ω(s)}保持恒定。因此，可以僅要求顯影套筒28及第一攪拌螺桿25減速并停止。

即，可以僅要求在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α(E)與圖像形成期間穩定狀態中的比率α相一致的情況下，減速并停止。

在圖5的(b)中所示出的本實施例中，在輸出顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號之后，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25在時間t4實際地停止。在從時間t1至時間t4的任意時間，圖像形成期間穩定狀態中顯影室3中排出開口40附近的顯影劑面高度h2通常如下。顯影劑面高度h2等于圖像形成期間穩定狀態中顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度。藉此，可以防止在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間對顯影套筒28的顯影劑提供不足以及通過排出開口40的顯影劑排出過多。

另一方面，在一些情況下，顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α在驅動停止期間不是恒定的。在這種情況下，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2與穩定狀態時相比也會波動。

由于該原因，存在于圖2中所示出的與顯影套筒28相對的規整刮片29的后側的顯影劑的量變小，使得發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的可能性增加。

例如，在圖6的(c)中所示出的比較示例1的情況下，顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α不是恒定的。在時間t1，輸出顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號。因此，顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α總是比穩定狀態時更小。圖6的(b)及(c)中所示出的虛線示出了在顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α與圖5的(b)及(c)中所示出的本實施例中穩定狀態時的旋轉速度比α相等的情況下第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變。

另一方面，在圖7的(b)中所示出的比較示例2的情況下，在圖7的(b)中所示出的點U之前，第一攪拌螺桿25的旋轉速度大于圖5中所示出的本實施例中的第一攪拌螺桿25的旋轉速度，并且從點U起變小。圖7的(b)及(c)中所示出的虛線示出了在顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α與圖5的(b)及(c)中所示出的本實施例中穩定狀態時的旋轉速度比α相等的情況下第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變。

由于該原因，如圖7的(c)中所示出的，在時間t1輸出顯影套筒28的驅動停止信號之后，顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α變得比穩定狀態時的旋轉速度比α更大。其后，在時間t2，輸出第一攪拌螺桿25的驅動停止信號，然后顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α變小。藉此，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，在圖7的(b)中所示出的點U之前，顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2升高。藉此，通過排出開口40過多地排出了顯影劑，使得顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的可能性增加。

<實驗結果>

接下來，將使用圖9至圖11來描述其中示出了本實施例與比較示例1及比較示例2的比較效果的顯影劑排出特性的實驗結果。圖9示出了圖5中所示出的本實施例中的顯影劑的排出特性的實驗結果，圖10示出了圖6中所示出的比較示例1中的顯影劑的排出特性的實驗結果，圖11示出了圖7中所示出的比較示例2中的顯影劑的排出特性的實驗結果。圖9至圖11中的每個圖示出了作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c與作為圖4中所示出的顯影劑量的下限的最小顯影劑量a之間的關系。

在圖10中所示出的比較示例1中，在連續操作期間作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c是275克。另一方面，在間歇操作期間作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c是295克。因此，間歇操作期間相對于連續操作期間，作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c增加約20克(＝295克-275克)(魯棒性劣化)。

即，在圖10中所示出的比較示例1中，顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性(控制的魯棒性)如下。在將連續操作期間與間歇操作期間之間的切換也考慮在內時，魯棒性是與顯影劑量的改變相對應的約60克的顯影劑量，如圖10中由箭頭所示出的。魯棒性是特性能夠通過其來抵抗不確定的波動從而維持當前狀態的能力。

在圖11中所示出的比較示例2中，作為連續操作期間顯影劑量的下限的最小顯影劑量a是355克。另一方面，作為間歇操作期間的顯影劑量的產生下限的最小顯影劑量a是330克。因此，間歇操作期間相對于連續操作期間，作為下限的最小顯影劑量a減少約25克(＝355克-330克)(魯棒性劣化)。

并且在這種情況下，在將連續操作期間與間歇操作期間之間的切換也考慮在內時，針對顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性是與顯影劑量的改變相對應的約55克的顯影劑量，如圖11中由箭頭所示出的。

另一方面，在圖9中所示出的本實施例中，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2如下。顯影劑面高度h2被構造成等于連續操作期間穩定狀態中顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h。

由于該原因，作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c、以及作為顯影劑量的下限的最小顯影劑量a分別地是275克及355克，它們在連續操作期間與在間歇操作期間大致上相等。

藉此，同樣在連續操作與間歇操作之間的切換期間，不存在針對顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性劣化的要素，使得魯棒性是與顯影劑量的改變相對應的約80克的顯影劑量，如圖9中由箭頭所示出的。作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c與作為顯影劑量的下限的最小顯影劑量a之間的差異越大，魯棒性越好。

在本實施例中，可以僅要求在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α(E)與圖像形成期間穩定狀態中的比率α相一致的情況下，減速并停止。

藉此，顯影設備4中的顯影劑循環失衡受到抑制，使得能夠確保針對顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性。順便提及，如在本實施例中那樣，也可以不要求顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α(E)與圖像形成期間的比率α完全地一致。

例如，將來自控制器20的電機7的驅動停止信號(停止信號)及來自控制器20的電機8的驅動停止信號(停止信號)中的較早的任一個輸出。然后，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度中的每個旋轉速度變成圖像形成期間穩定狀態中旋轉速度的1/2或更小。

在直到那時為止的時間段中，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度都不大于圖像形成期間穩定狀態中的旋轉速度。并且，顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α(E)如下。可以僅要求比率α(E)相對于圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α滿足以下公式3。

[公式3]

0.7<α(E)/α<2.0，

其中，比率α(E)是ωa(E)/ωs(E)，其中，ωs(E)是顯影套筒28的旋轉速度，ωa(E)是第一攪拌螺桿25的旋轉速度，并且

其中，比率α是ωa/ωs，其中，ωs是圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉速度，ωa是圖像形成期間穩定狀態中第一攪拌螺桿25的旋轉速度。

即，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α不小于圖像形成期間的比率α的0.7倍且小于其2.0倍時，獲得相似的效果。

在本實施例中，在單獨地驅動顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的顯影設備4中，將顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號中的較早的任一個輸出。然后，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度中的每個旋轉速度變成圖像形成期間穩定狀態中旋轉速度的1/2或更小。

在直到那時為止的時間段中，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度都不大于圖像形成期間穩定狀態中的旋轉速度。并且，顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α(E)如下。比率α(E)相對于圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α滿足上述公式3。

藉此，使得驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α(E)接近圖像形成期間的旋轉速度比α。藉此，顯影劑循環失衡受到抑制，使得能夠防止諸如顯影套筒28上所承載的顯影劑的不適當涂覆的圖像缺陷。

在更優選的示例中，還可以使用驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉頻率比β(E)、以及圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉頻率比β。例如，將來自控制器20的電機7的驅動停止信號(停止信號)及來自控制器20的電機8的驅動停止信號(停止信號)中的較早的任一個輸出。然后，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者都停止之前，顯影套筒28的旋轉頻率與第一攪拌螺桿25的旋轉頻率之間的旋轉頻率比β(E)如下。還可以將旋轉頻率比β(E)相對于圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉頻率與第一攪拌螺桿25的旋轉頻率之間的旋轉頻率比β設定成滿足以下公式4。順便提及，圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉頻率與第一攪拌螺桿25的旋轉頻率之間的比率β是指圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的單位時間旋轉頻率與第一攪拌螺桿25的單位時間旋轉頻率之間的比率。

[公式4]

0.7<β(E)/β<1.5，

其中，比率β(E)是Ra(E)/Rs(E)，其中，Rs(E)是顯影套筒28的旋轉頻率，Ra(E)是第一攪拌螺桿25的旋轉頻率，并且

其中，比率β是Ra/Rs，其中，Rs是圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉頻率，Ra是圖像形成期間穩定狀態中第一攪拌螺桿25的旋轉頻率。

即，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉頻率比β(E)不小于圖像形成期間的比率β的0.7倍且小于其2.0倍時，獲得相似的效果。順便提及，將使用以下第二實施例來詳細地描述公式3及公式4中所示出的數學范圍。

根據本實施例，在單獨地驅動顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的顯影設備4中，可以抑制顯影劑循環失衡。此外，可以防止在顯影套筒28的表面上涂覆顯影劑時的不適當涂覆等。

[實施例2]

接下來，將使用圖12至圖22來描述包含根據本發明的顯影設備的圖像形成裝置的第二實施例的構造。順便提及，將通過添加相同的符號或者即使符號不同時的相同的構件名稱而將與上述第一實施例中相似地構造的構件從描述中省略。

基本構造與上述第一實施例中的基本構造相同，因此將冗余的描述省略，而僅具體地描述對于本實施例而言特別的構造。在上述第一實施例中，如圖2中所示出的，將步進電機用作作為用于旋轉地驅動第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的驅動源的電機7及電機8。

藉此，如圖5的(b)及(c)中所示出的，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28的旋轉速度與第一攪拌螺桿25的旋轉速度之間的比率α(E)如下。可以僅要求比率α(E)減速并停止，同時使它與圖像形成期間穩定狀態中的比率α相一致。藉此，顯影劑循環失衡受到抑制，使得針對顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性得以確保。

<驅動停止期間的操作>

然而，從效率、驅動穩定性以及成本等的觀點來看，優選地使用DC(直流)電機作為顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的驅動源。在本實施例中，使用無刷DC(直流)電機作為顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的驅動源。

此外，如圖12的(b)中所示出的，在顯影套筒28、第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的驅動停止期間，從控制器20輸出電機7及電機8的驅動停止信號(停止信號)中的至少一個。然后，顯影套筒28以及第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的目標旋轉速度中的至少一個階梯式地改變。

圖12的(b)中所示出的本實施例是其中第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26的目標旋轉速度階梯式地改變(減速)的實施例。如圖12的(b)中所示出的，顯影套筒28以及第一攪拌螺桿25及第二攪拌螺桿26階梯式地減速并停止。藉此，顯影劑循環失衡得以緩解，并且針對顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性得以確保。這是本實施例的特征。

在圖12中，(a)示出了本實施例中顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號。在圖12中，(b)示出了在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變。

如圖12的(b)中所示出的，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，第一攪拌螺桿25的旋轉速度階梯式地減速。藉此，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α大致上等于連續操作期間穩定狀態中的比率α。藉此，顯影劑循環失衡受到抑制。

在本實施例中，如圖12的(b)中所示出的，從產生顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號的時間t1起，每60msec，第一攪拌螺桿25的旋轉速度改變10階(級)。藉此，第一攪拌螺桿25階梯式地減速并停止。第一攪拌螺桿25的旋轉速度的一個變化幅度在最后一階處是270rpm，而在其他階中的每個階處是70rpm。這是因為在以低速驅動DC(直流)電機的情況下，存在驅動穩定性降低的可能性。

起初，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，使顯影劑循環的平衡與穩定狀態中的顯影劑循環相同。為了該目的，如同上述第一實施例中那樣，在直到顯影套筒28及第一攪拌螺桿的驅動停止為止的所有時間，有以下要求。可以僅要求使顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α等于穩定狀態中的比率α。

然而，實際上，即使在旋轉速度稍微偏離圖13中由實線所示出的理想線Li時，顯影劑循環也不失衡。另一方面，在使用DC(直流)電機作為顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動源的情況下，與步進電機不同的是，不能設定角加速度。

由于該原因，為了抑制顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間的顯影劑循環失衡，有以下要求。如同圖12的(a)中所示出的本實施例中那樣，在時間t1產生顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號。從時間t1直到顯影套筒28及第一攪拌螺桿25實際地停止的時間t4為止，輸出針對第一攪拌螺桿25的由脈沖波構成的多個驅動速度改變信號35。藉此，如圖12的(b)中所示出的，第一攪拌螺桿25可以階梯式地減速并停止。

此時，產生偏離圖12的(b)中所示出的由經過點A及點D的虛線所示出的理想線Li(圖5的(b)中所示出的第一實施例中的理想線Li)的點。在本實施例中，偏離圖12的(b)中所示出的由經過點A及點D的虛線所示出的理想線Li的點被抑制在顯影劑循環不失衡的范圍內。藉此，在使用了在成本及驅動穩定性上優異的DC(直流)電機的同時，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間的顯影劑循環失衡受到抑制。

在本實施例中，驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比是α(E)。比率α(E)與穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α不同。此外，通過使用{α(E)/α}來表示顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間與圖12的(b)中所示出的理想線Li的偏離。在上述第一實施例中，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，{α(E)/α}一直是“1.0”。

根據本發明人的大量研究，顯影劑循環不嚴重失衡的條件以及顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間顯影室23中排出開口40附近的顯影劑面高度h2如下。將電機7及電機8的驅動停止信號中的較早的任一個輸出。然后，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度中的每個旋轉速度都變成圖像形成期間穩定狀態中旋轉速度的1/2或更小。在直到那時為止的時間段中，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度如下。結果，可以僅要求旋轉速度分別地不大于圖像形成期間穩定狀態中的旋轉速度，并且滿足由上述公式3所示出的條件。

這里，“在直到顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度分別地是圖像形成期間穩定狀態中旋轉速度的1/2或更小為止的時間段中”的原因如下。顯影劑循環失衡，使得存在于圖2中所示出的與顯影套筒28相對的規整刮片29的后側的顯影劑的量減少，并且顯影劑泄露到圖3中所示出的排出開口40之外。在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度很大時，這種現象是顯著的。

顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度很小。此時，即使在穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α、與驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α(E)之間的比率{α(E)/α}偏離上述公式3的范圍時，也幾乎不存在問題。

此外，不必說的是，最理想的情況是，如同上述第一實施例中那樣，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止期間，保持{α(E)/α＝1.0}。即，最理想的情況是顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度總是以與如圖5的(b)及(c)中所示出的、圖像形成期間穩定狀態中的旋轉速度比α相同的比率α線性地減速的情況。

將使用圖14的(a)及(b)來具體地進行描述。由連接點A、點K的虛線所示出的理想線Li如下。如圖14中所示出的，示出了圖5的(b)及(c)中所示出的上述第一實施例中的、其中在顯影套筒28驅動及停止時保持{α(E)/α＝1.0}的、第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變。

圖14的(b)中所示出的由連接點B、點K的虛線所示出的線L8是在{α(E)/α＝0.7}的情況下的線。圖14的(b)中所示出的由連接點F、點K的虛線所示出的線L9是在{α(E)/α＝2.0}的情況下的線。圖14的(b)中所示出的虛線GH示出了圖像形成期間穩定狀態中顯影套筒28的旋轉速度的1/2的旋轉速度。圖14的(b)中所示出的虛線IJ示出了圖像形成期間穩定狀態中第一攪拌螺桿25的旋轉速度的1/2的旋轉速度。

將分別地用于旋轉地驅動顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的電機7及電機8的驅動停止信號中的較早的任一個輸出。然后，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度中的每個旋轉速度都變成圖像形成期間穩定狀態中旋轉速度的1/2或更小。在直到那時為止的時間段中，顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度中的每個旋轉速度不大于圖像形成期間穩定狀態中的旋轉速度。并且，可以僅要求穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α、與驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α(E)之間的比率α(E)/α，落在上述公式3中所示出的范圍內。

即，可以僅要求驅動停止期間第一攪拌螺桿25的旋轉速度在不偏離圖14的(b)中所示出的由直線AB、直線BC、直線CD、直線DE、直線EF及直線FA所限定的六邊形ABCDEF的區域38的情況下經過CDE邊，并且被減速且停止。

例如，在圖15中，示出了驅動停止期間第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變的線L1及線L3是其中旋轉速度經過六邊形ABCDEF的區域38的除了邊CDE之外的邊到該區域的外部、從而第一攪拌螺桿25減速并停止的比較示例3及比較示例4。線L2是其中旋轉速度一次經過六邊形ABCDEF的區域38的除了邊CDE之外的邊到該區域的外部、其后再次進入六邊形ABCDEF的區域38、并且經過邊CDE、從而第一攪拌螺桿25減速并停止的比較示例5。圖15中所示出的線L1至線L3中的每條線都不滿足上述條件，從而導致第一攪拌螺桿25的驅動停止期間嚴重的顯影劑循環失衡。

此外，還是在圖6中所示出的比較示例1中及圖7中所示出的比較示例2中，如圖16的(b)及圖17的(b)中分別地示出的，線L6經過六邊形ABCDEF的區域38的除了邊CDE之外的邊到該區域的外部，從而第一攪拌螺桿25減速并停止。線L7一次經過六邊形ABCDEF的區域38的除了邊CDE之外的邊到該區域的外部、其后經過點E、從而第一攪拌螺桿25減速并停止。由于該原因，上述條件未得到滿足。

這里，圖16的(c)及圖17的(c)中所示出的時間tsc是第一攪拌螺桿25的旋轉速度是圖像形成期間穩定狀態中其旋轉速度的1/2的時間。此外，時間tsl是顯影套筒28的旋轉速度是圖像形成期間穩定狀態中其旋轉速度的1/2的時間。

因此，將分別地用于旋轉地驅動顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的電機7及電機8的驅動停止信號中的較早的任一個輸出。然后，直到顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者的旋轉速度分別地變成圖像形成期間穩定狀態中旋轉速度的1/2的時間段如下。在圖16的(c)中所示出的比較示例1中，上述時間段是從產生顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號的時間t1至時間tsl的時間段。此外，在圖17的(c)中所示出的比較示例2中，上述時間段是從產生顯影套筒28的驅動停止信號的時間t1至時間tsc的時間段。

因此，在圖16的(c)中所示出的比較示例1中，在從時間t1至時間tsl的時間段中，穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α、與驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α之間的比率{α(E)/α}如下。比率{α(E)/α}是0.7或沿曲線(連接點)OQ的更小值，并且不滿足由上述公式3所示出的條件。

此外，在圖17的(c)中所示出的比較示例2中，在從時間t1至時間tsl的時間段中，穩定狀態中顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α、與驅動停止期間顯影套筒28與第一攪拌螺桿25之間的旋轉速度比α之間的比率{α(E)/α}如下。比率{α(E)/α}是2.0或沿折線(連接點)QOR的更大值，并且不滿足由上述公式3所示出的條件。

另一方面，在圖18中，示出驅動停止期間第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變的線L4及線L5中的每條線在不偏離六邊形ABCDEF的區域38的情況下經過邊CDE，從而第一攪拌螺桿25減速并停止，使得線L4及線L5滿足由上述公式3所示出的條件。

還是在本實施例中，如圖12的(b)中所示出的，示出驅動停止期間第一攪拌螺桿25的旋轉速度的改變的階梯線L10如下。線L10在不偏離六邊形ABCDEF的區域38的情況下經過邊CDE，從而第一攪拌螺桿25減速并停止，使得線L10滿足由上述公式3所示出的條件。

順便提及，在顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度是穩定狀態中其旋轉速度的1/2或更小的區域中，條件如下。如同圖18中所示出的線L5中那樣，基本上，旋轉速度比的線也可以是不滿足由上述公式3所示出的條件的線。這是因為顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的旋轉速度很小。由于該原因，旋轉速度對顯影劑循環的影響不大。然而，如同圖19中所示出的線L8中那樣，在旋轉速度比顯著地偏離由上述公式3所示出的范圍時，存在旋轉速度比對顯影劑循環的影響不小的可能性。

因此，在更優選的示例中，將顯影套筒28及第一攪拌螺桿25的驅動停止信號中的較早的任一個輸出。于是，直到顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者都停止為止，驅動停止期間顯影套筒28的旋轉頻率與第一攪拌螺桿25的旋轉頻率之間的旋轉頻率比β(E)如下。可以僅要求旋轉頻率比β(E)相對于穩定狀態中顯影套筒28的旋轉頻率與第一攪拌螺桿25的旋轉頻率之間的旋轉頻率比β滿足上述公式4。這里，驅動停止期間顯影套筒28的旋轉頻率及驅動停止期間第一攪拌螺桿25的旋轉頻率分別地由圖20及圖21中所示出的陰影區域41及陰影區域42的面積來表示。

此外，在本實施例中，如圖12的(b)中所示出的，第一攪拌螺桿25階梯式地減速并停止，由此驅動停止期間的顯影劑循環失衡受到抑制。作為其他方法，也可以使顯影套筒28階梯式地減速并停止。還可以通過使顯影套筒28及第一攪拌螺桿25二者都階梯式地減速并停止來抑制顯影劑循環失衡。

<實驗結果>

接下來，將使用圖22來描述本實施例中顯影劑的排出特性的實驗結果。圖22是示出本實施例中顯影劑的排出特性的圖。圖22示出了圖4中所示出的作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c與作為顯影劑量的下限的最小顯影劑量a之間的關系。

如圖22中所示出的，在本實施例中，作為發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c、以及作為顯影劑量的下限的最小顯影劑量a如下。與圖9不同的是，顯影劑量不等于連續操作期間與間歇操作期間之間的那些，而是相差與5克相對應的值。

盡管顯影劑量改變未達到與圖9中由箭頭所示出的約80克的顯影劑改變量相對應的程度，但是在本實施例中，連續操作期間的最小顯影劑量a是355克，間歇操作期間的最小顯影劑量a是350克。作為連續操作期間及間歇操作期間發生顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的界限的顯影劑量c是275克，大致上彼此相等。

因此，還是在本實施例中，在連續操作期間與間歇操作期間之間的切換期間，與針對顯影套筒28的表面的魯棒性的劣化相對應的量僅是5克(＝355克-350克)。藉此，顯影劑量的改變是圖22中由箭頭所示出的約75克，使得可以確保顯影套筒28的表面上所承載的顯影劑的不適當涂覆的魯棒性。其他構造與上述第一實施例中的構造相似，使得能夠獲得相似的效果。

[工業實用性]

根據本發明，提供了一種抑制顯影劑循環失衡的顯影設備。

[附圖標記說明]

7…電機(第一驅動裝置)

8…電機(第二驅動裝置)

25…第一攪拌螺桿(第一攪拌構件)

28…顯影套筒(顯影劑承載構件)