CN101042556A - 显影剂劣化检测方法以及使用该方法的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

发光部(8a)向立起有磁刷的显影筒(41a)的表面部位发射光线，用受光部(8b)接收其反射光。然后通过测量光反射比率，检测显影剂的劣化状况。当检测到显影剂已劣化时，于不进行图像生成期间将调色剂(t)由显影筒(41a)移向感光鼓(1)，从而将已劣化的调色剂(t)从显影装置(4)排出。

Description

显影剂劣化检测方法以及使用该方法的图像形成装置

技术领域

本发明涉及显影剂劣化检测方法，更具体地，本发明涉及双组份接触式显影方式中的显影剂劣化检测方法。本发明还涉及使用该方法的图像形成装置。

背景技术

传真机、打印机、复印机等图像形成装置中的显影方式，大致可分为使用磁性载体和调色剂的双组份显影方式，和使用磁性调色剂或非磁性调色剂的单组份显影方式。鉴于双组份显影方式在各种环境条件下具有调色剂带电特性的稳定性、中间调(半色调)的再现性，一直以来双组份显影方式的应用更为广泛。

长时间使用双组份显影剂，尤其在调色剂消耗量较少的状态下，断续地长时间进行搅拌时，调色剂图像上会产生白点，即发生所谓的“载体缺失”现象。这是由磁性载体向感光鼓(图像载体)移动引起的。

为克服这种缺陷，在现有技术中，通常用例如预先设定要更换显影剂的可印刷张数，当实际印刷张数超出可印刷张数时，即提示显影剂寿命已尽，需更换显影剂。日本实用新型实开昭63-14258号公报公开了一种提示显影剂寿命已尽，需更换显影剂的技术。该技术通过测试由感光鼓流入显影筒的流入电流值作出判断，当电流流入值在规定值以下时，提示更换显影剂。

然而，在预先设定要更换显影剂的可印刷张数的方法中，显影剂的实际劣化情形通常与可印刷张数并不一致，导致尚可使用的显影剂被认为寿命已尽而被更换、废弃。而通过检测由感光鼓流入显影筒的流入电流值判断显影剂寿命的方法，虽可以较为高精度地判断显影剂寿命，但存在装置大型化的缺憾。

发明内容

为克服现有技术存在的上述问题而提出本发明。本发明的目的在于，提供一种避免装置的大型化、利用简单构造高精度检测显影剂寿命的方法。

本发明的另外一个目的在于，提供一种图像形成装置，其可长时间提供良好画质的图像，而不会发生载体缺失。

本发明的目的还在于，提供一种不贻误时机、可及时更换显影剂的图像形成装置。

本发明提出的显影剂劣化检测方法是，用于在内置有磁极部件的显影剂载体上形成包括磁性载体和调色剂的双组份显影剂磁刷，并使磁刷顶端与图像载体的表面相接触，以使调色剂移向图像载体，将形成于图像载体表面的静电潜像转化为可视图像的显影方式中，含有向显影剂载体的立有磁刷的表面部位发射光线、通过测量反射光的比例检测显影剂劣化状况并进行通报的步骤。并且，显影装置在显影剂劣化检测方法检测出显影剂已劣化时，于非图像生成时将调色剂由显影剂载体移向图像载体，从而排出已劣化的调色剂。

另外，本发明提供的图像形成装置，包括：显影装置，其具有内置磁极部件并形成包括磁性载体和调色剂的双组份显影剂磁刷的显影剂载体；图像载体，其表面与所述磁刷顶端相接触；以及检测装置，包括发光部和受光部，所述发光部用于向显影剂载体的立有磁刷的表面部位发射光线、所述受光部通过测量反射光的比例检测显影剂劣化状况。

其次，本发明提供的图像形成装置，还包括通报装置，其在由上述显影剂劣化检测方法检测出显影剂劣化时，通报显影剂劣化状况。

发明效果

根据本发明提出的显影剂劣化检测方法，向显影剂载体的立有磁刷的表面部位发射光线，并检测该光线的反射比率。然后通过光的反射比率即可检测出显影剂的劣化状况，因而避免装置的大型化、利用简单构造高精度地检测显影剂的寿命。

另外，根据本发明提出的图像形成装置，在利用所述显影剂劣化检测方法检测出显影剂已劣化时，于非图像生成时将调色剂从显影剂载体移向图像载体，从而排出已劣化的调色剂，因此不致产生载体缺失现象，可长时间获得理想的画质。

其次，根据本发明提出的图像形成装置，由于具有通报装置，其在根据所述显影剂劣化检测方法检测出显影剂劣化时，对显影剂劣化予以通报，不会贻误显影剂的更换时机，可长时间获得理想的画质。

附图说明

图1为本发明所涉及图像形成装置的一个实施例的外观示意图；

图2为图1中图像形成装置内部主要部分略图；

图3为图1中图像形成装置使用的显影装置略图；

图4为形成于显影筒表面的磁刷模式图；

图5为表面处理剂埋没于调色剂粒子中的状态示意图；

图6A为显影筒表面的磁刷状态示意图；

图6B为显影筒表面的磁刷状态示意图；

图7为磁刷数量与反射率关系曲线图；

图8表示本发明所涉及检测方法以及图像形成装置的一个实施例的略图；以及

图9表示本发明所涉及图像形成装置通报装置平面图。

其中，附图标记：

1      感光鼓(图像载体)

4      显影装置

41     显影剂载体

8      光遮断器

8a     发光部

8b     受光部

41a    显影筒

41b    磁辊(磁极部件)

C      磁性载体

D      显影剂

s      表面处理剂

t      调色剂

具体实施方式

下面，参照附图对本发明进行进一步说明。以下实施例对本发明不做任何限制。

图1为本发明所涉及图像形成装置11的一个实施例的外观示意图。图2为图像形成装置11内部主要部分略图。图像形成装置11，通过充电装置2向感光鼓(图像载体)1表面均匀充上一层正电荷。接着，通过曝光装置3在感光鼓1表面形成静电潜像。然后，用后面将要提及的显影装置4使调色剂附着于所述静电潜像，将静电潜像转化为可视图像。经过以上处理的、感光鼓1上的调色剂图像在转印装置5中被转印到被转印部件7。之后被转印部件7上的调色剂图像，在图中未示出的定影装置中被加热、加压，最终熔融定影于被转印部件7上。另一方面，残留在感光鼓1的未被转印的调色剂，在清洁装置6中，先由清洁刷61清理后，再由清洁刮片62完全清理干净。

图3是图像形成装置11的显影装置4的剖面放大图。该显影装置4包括：将磁辊41b固定内置于显影筒41a内的显影剂载体41、呈螺旋状的第一搅拌输送部件42、以及同样为螺旋状的第二搅拌输送部件43。内置于显影筒41a的磁辊41b的磁极配置为，位于感光鼓1的对面位置处为N₂，在从该磁极N₂向显影筒的转动方向上，依次为磁极S₂、磁极N₃、磁极N₁、磁极S₁。

在磁辊41b的磁极N₁、磁极S₁之间的对面位置处，与显影剂载体41有间隔地设置有刮板45，其用于限制显影剂D的输送量。另外，在第二搅拌输送部件43的右侧侧壁上，设置有用于检测调色剂量的调色剂传感器44。当调色剂传感器44检测到显影装置4内调色剂量不足时，从调色剂补给斗(图中未示出)向显影装置4内补充调色剂。被补充供给的调色剂，首先边被第二搅拌输送部件43搅拌边沿图3的前侧向后侧方向输送，在后侧端部由第二搅拌输送部件43被输送至第一搅拌输送部件42。在此期间，调色剂得以与磁性载体均匀混合。随后由磁性载体和调色剂组成的显影剂D，边被第一搅拌输送部件42搅拌边沿图3的后侧向前侧方向被输送，其间显影剂D被适量地提供至显影筒41a。

也就是说，经第一搅拌输送部件42和第二搅拌输送部件43搅拌好的显影剂，在磁辊41b的磁极N₁的磁力作用下，被吸附到显影筒41a上。然后，随着显影筒41a的转动，显影剂被输送到刮板45与显影筒41a之间的空隙。显影剂D通过该空隙时，被提供给显影部的显影剂量即可得到控制。通过位于感光鼓1对面的显影部输送来的显影剂D，感光鼓1上的静电潜像得到显影。

作为感光鼓1上的静电潜像的显影方法，可采取正显影法也可采取反转显影法。所谓正显影法是用带有与感光鼓1的非曝光部极性相反的电荷的调色剂进行显影的显影法。所谓反转显影法是用带有与非曝光部极性相同的电荷的调色剂进行显影的显影法。为确保得到高画质的图像，优选采用反转显影法。此时，感光鼓1与调色剂带有相同极性的电荷，潜像部分的电荷经曝光被去除。而在显影部中，直流叠加交流的交互电压作为显影偏压被施加到显影筒41a和感光鼓1之间，显影剂D中的调色剂附着在感光鼓1中的已去除电荷的静电潜像上，静电潜像就被转化成为可视的调色剂图像。另一方面，已通过显影部的显影剂D因磁极N₃和磁极N₁之间的斥力作用从显影筒41a上剥落下来。而新的显影剂D则在磁极N₁的作用下从搅拌部被吸附到显影筒41a上。

如图4所示，被吸附到显影筒41a上的显影剂D在磁辊41b的磁力作用下，在显影筒41a表面上形成串接多个表面附着有调色剂t的磁性载体C的磁刷。

本发明使用的磁性载体C，可使用经树脂包覆载体、非树脂包覆载体、树脂载体等现有技术中的公知载体。经树脂包覆载体，其磁芯材质可以是Mn-Mg系、Cu-Zn系、Li、Mg等铁氧体。包覆树脂的材质可以是氟系、硅系、丙烯酸系等各种热硬化性树脂。磁性载体的粒径不做限制，其优选粒径范围为20-100μm、更优选为30-60μm。

本发明使用的调色剂t，可使用聚酯系、苯乙烯-丙烯酸系调色剂等现有技术中的公知调色剂。调色剂粒子中所含的添加剂，可以是季胺盐、金属络合物、苯胺黑染料等电荷控制剂；烷烃系、棕榈系、烯烃系等石蜡；炭黑、各种彩色颜料/染料等着色剂。另外，添加到调色剂粒子表面的表面处理剂，可以是硅、氧化钛、矾土等电荷控制剂。电荷控制剂的添加量优选为0.5-10重量份，石蜡的添加量优选为1-10重量份，着色剂的添加量优选为1-10重量份。调色剂的粒径，以体积平均粒径计优选为4-12μm、更优选为5.5-9.5μm。

在这种显影装置中长时间使用双组份显影剂，尤其是在调色剂消耗量较少的状态下长时间地进行搅拌时，如图5所示，硅等调色剂粒子p表面的表面处理剂s就会埋没于调色剂粒子p内，导致显影剂D的流动性降低。一旦显影剂D的流动性降低，则显影装置4中由搅拌部提供给显影筒41a的显影剂量减少，附着于显影筒41a表面上的显影剂量相应减少。这样一来，如图6A、图6B所示，显影区域的磁刷数量(图6B)就少于通常状态(图6A)。

显影区域的磁刷数量减少后，单个磁刷上流经的电流值随即增大，致使磁性载体C向感光鼓1移动，调色剂图像上出现白点，即发生载体缺失。

为避免这种缺陷，本发明人经锐意探讨发现，磁刷数量与照射到显影筒的光线的反射率成反比这一事实。图7表示的是，显影筒表面上呈立起状态的磁刷的单位面积数量，与照射到显影筒的光线的反射率之间的相关关系曲线图。

从该曲线图可以看出，磁刷数量越多光反射率越低，反之磁刷数量越少光反射率越高。这是因为，磁刷数量越多，照射过来的光线不能到达显影筒表面以致光反射率下降，而磁刷数量越少，照射过来的光线能够到达显影筒表面，被反射的光自然就多。利用磁刷数量与光反射率的这种关系，通过检测显影筒表面的光反射率，就可以间接地得知磁刷数量的增减情况。另外，由于二者之间的这种相互关系，要受到显影筒直径、材质、磁性载体粒径、磁极磁力等因素的影响，因此事先要对各显影装置中的上述相关关系进行测试。

如图8所示，设置发光部8a，使其发出的光线能够照射到显影筒41a上磁刷呈立起状态的部位，即由内置于显影筒41a的磁辊41b磁化的磁极发出的磁力线在显影筒41a表面上的垂直穿过部位，同时在可接收来自显影筒41a的反射光的位置设置受光部8b。这样，即可检测磁刷立起状态下的、显影筒41a表面照射光线的反射光比率。当然可能的话，优选在显影磁极N₂的半径方向外侧部位发射光线、测量反射光比率，然而由于显影部的显影筒41a对面是感光鼓1，大多难以安装发光/受光部件。因此，在磁刷呈立起状态的、其它磁极(图8中为磁极S₁)的半径方向外侧部位安装发光/受光部件更为现实可行。另外，在该图所示的实施例中使用了集发光部8a、受光部8b于一体的光遮断器8。

在上述显影剂的劣化检测方法中，反射率变高意味着显影剂(调色剂)已劣化，需将劣化的调色剂从显影装置中去除。从显影装置中去除劣化调色剂，例如可采取以下的方法：在不进行图像形成时将显影筒上的调色剂移向感光鼓、用清洁装置进行回收，同时从调色剂补给斗补充供给与消耗量相当的调色剂。具体来讲，采用反转显影法时，通过充电装置使感光鼓均匀带电后，用曝光装置曝光感光鼓，使感光鼓的带电电位降低。然后，向显影装置施加显影偏压，使显影筒上的调色剂移向感光鼓的电位降低区域。这样可将已劣化调色剂的大部分转移到感光鼓上。而采用正显影法时，通过充电装置使感光鼓均匀带电后，不进行曝光，用显影装置进行显影，将显影筒上的调色剂移向感光鼓。

移向感光鼓的劣化调色剂量，可以通过调整施加到显影筒上的显影偏压和感光鼓表面电位加以控制。在感光鼓表面电位一定的情况下，加大显影偏压则可使更多的劣化调色剂向感光鼓转移。转移量的大致标准为，反射率在50％以上时，表示调色剂劣化严重，A4尺寸的显影区域要消耗4mg左右的调色剂。反射率在30-50％之间时，表示A4尺寸的显影区域要消耗2mg左右的调色剂。反射率不足30％时，表示调色剂劣化程度轻，非图像生成时不向感光鼓转移调色剂。

从显影装置中去除劣化调色剂，还可采取更换显影装置内显影剂的方法。即将显影装置内的由磁性载体和调色剂组成的显影剂全部废弃，更换新的显影剂。或者，从显影装置内取出显影剂，用除尘机和过滤器有选择地仅除去显影剂中的调色剂后，将新的调色剂与原来的磁性载体混合搅拌后，作为新的显影剂装入显影装置。不论采取哪种方法，显影剂的更换作业均须由维修人员或用户完成，为告知维修人员、用户显影剂的准确更换时间，在图像形成装置11中，应设有通报装置，当检测到显影剂劣化时，用图9所示的显影剂劣化状况显示界面51(通报装置)或用语音、亮灯、闪烁等通报装置进行通报。

Claims (5)

1、一种显影剂劣化的检测方法，用于一种显影方式，该显影方式在内置有磁极部件的显影剂载体上形成包括磁性载体和调色剂的双组份显影剂磁刷，该磁刷的顶端与图像载体的表面相接触，以使调色剂移向图像载体，将形成于图像载体表面的静电潜像转化为可视图像，其特征在于，该检测方法包括：

向显影剂载体的立有磁刷的表面部位发射光线的步骤；

测量反射光比例以检测显影剂劣化状况的步骤；以及

检测到显影剂劣化状况时进行通报的步骤。

2、根据权利要求1所述的显影剂劣化检测方法，其特征在于，还包括：

当检测到显影剂已劣化时，在不进行图像生成期间将调色剂由显影剂载体移向图像载体，从而排出已劣化的调色剂的步骤。

3、一种图像形成装置，其特征在于，其包括：

显影装置，其包括显影剂载体，所述显影剂载体内置磁极部件并形成包括磁性载体和调色剂的双组份显影剂磁刷；

图像载体，其表面与所述磁刷顶端相接触；以及

检测装置，包括发光部和受光部；其中，所述发光部用于向显影剂载体的立有磁刷的表面部位发射光线；所述受光部用于测量反射光比例并检测显影剂劣化状况。

4、根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，还包括：

通报装置，当检测到显影剂劣化时，通报显影剂劣化状况。

5、根据权利要求3或4所述的图像形成装置，其特征在于，

当检测装置检测到显影剂劣化时，在不进行图像生成期间将调色剂由显影剂载体移向图像载体，从而排出已劣化的调色剂。

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