CN101464646B - 调色剂搅拌单元、调色剂料斗、处理盒和成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调色剂搅拌单元、调色剂料斗、处理盒和成像设备，其中，调色剂搅拌单元位于调色剂料斗中，该调色剂料斗容纳有用于使潜像显影的调色剂。调色剂搅拌单元包括沿着纵向方向延伸的旋转轴；以及搅拌构件，该搅拌构件在连接部分处安装在所述轴上并且与所述轴一起转动，其中所述搅拌构件由树脂制成；所述搅拌构件具有从搅拌构件的外缘朝着旋转轴延伸的多条狭缝；其中所述搅拌构件大体上在狭缝的封闭端部处具有在搅拌构件的厚度方向上延伸穿过搅拌构件的通孔；且所有通孔距所述连接部分的距离彼此不同。

Description

调色剂搅拌单元、调色剂料斗、处理盒和成像设备

技术领域

本发明涉及用于搅拌在成像设备的调色剂料斗中的调色剂的技术。

背景技术

典型的成像设备的显影装置包括容纳有显影调色剂的调色剂料斗。调色剂料斗装有调色剂搅拌单元，用来搅拌提供给显影辊的调色剂，从而将调色剂均匀持续地提供给显影辊。

在日本专利申请特许公开No.2001-318517中披露了调色剂搅拌单元。该搅拌单元包括安装在旋转轴上的柔性搅拌构件。为了改善搅拌效率，搅拌构件具有使得搅拌构件在搅拌过程中受到来自调色剂的较高拖曳力的形状。更具体地说，搅拌构件具有平板形状(参见日本专利申请特许公开No.2001-318517的图2)。

但是，因为搅拌构件具有平板形状，所以在搅拌构件搅拌调色剂时调色剂从搅拌构件的中央部分朝着其端部流动，从而应力容易集中在搅拌构件的端部上。这种应力集中会导致搅拌构件的局部塑性变形，并且反复的应力会造成搅拌构件损坏。

发明内容

本发明的目的在于至少部分解决在现有技术中的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种调色剂搅拌单元，它布置在装有用来使潜像显影的调色剂的调色剂料斗内部并且操作用来搅拌调色剂。该调色剂搅拌单元包括：沿着纵向方向延伸的旋转轴；以及搅拌构件，该搅拌构件在连接部分处安装在所述轴上并且与所述轴一起转动，其中所述搅拌构件由树脂制成；所述搅拌构件具有从搅拌构件的外缘朝着旋转轴延伸的多条狭缝；其中所述搅拌构件大体上在狭缝的封闭端部处具有在搅拌构件的厚度方向上延伸穿过搅拌构件的通孔；且所有通孔距所述连接部分的距离彼此不同。

根据本发明的另一个方面，提供了一种调色剂料斗，它装有用于使潜像显影的调色剂的调色剂料斗。调色剂料斗包括：调色剂搅拌单元，该调色剂搅拌单元布置在装有用来使潜像显影的调色剂的调色剂料斗内部并且操作用来搅拌调色剂，该调色剂搅拌单元包括：沿着纵向方向延伸的旋转轴；以及搅拌构件，该搅拌构件安装在所述轴上并且与所述轴一起转动，其中所述搅拌构件由树脂制成；所述搅拌构件具有从搅拌构件的外缘朝着旋转轴延伸的多条狭缝；以及可转动地支撑着所述调色剂搅拌单元的外壳，所述外壳具有第一壁部分和第二壁部，与第一壁部相比，所述第二壁部位于更远离旋转轴的位置处；其中所述调色剂搅拌单元包括具有狭缝的第一部分和没有狭缝的第二部分；通过调色剂搅拌单元的转动使得所述第一部分与所述外壳的壁的第一壁部接触；且通过所述调色剂搅拌单元的转动使得第二部分与所述第二壁部接触。

根据本发明的再一个方面，提供了一种成像设备，它包括用来容纳用于使潜像显影的调色剂的调色剂料斗。调色剂料斗包括：容纳着调色剂的外壳；以及调色剂搅拌单元，它可转动地支撑在外壳内部并且操作用来搅拌在外壳中的调色剂。所述调色剂搅拌单元包括：沿着纵向方向延伸的旋转轴；以及搅拌构件，该搅拌构件安装在所述轴上并且与所述轴一起转动。该搅拌构件由树脂制成，并且搅拌构件具有从搅拌构件的外缘朝着旋转轴延伸的多条狭缝。

通过结合附图阅读本发明当前优选实施方式的以下详细说明将更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点以及技术和工业显著性。

附图说明

图1为根据本发明第一实施方式的成像设备的示意图；

图2为在图1中所示的显影装置的示意图；

图3为在图2中所示的调色剂搅拌单元的放大透视图；

图4为在图3中所示的调色剂搅拌单元的相关部分的示意图；

图5为在图4中所示的调色剂搅拌单元的第一变型的示意图；

图6为在图4中所示的调色剂搅拌单元的第二变型的示意图；

图7为在图4中所示的调色剂搅拌单元的第三变型的示意图；

图8为在图4中所示的调色剂搅拌单元的第四变型的示意图；

图9为示意图，用于说明调色剂搅拌单元和调色剂料斗的外壳之间的位置关系；

图10为沿着图9的X-X线截取的示意性剖视图，与第一壁部分一起显示出调色剂搅拌单元的旋转区域；

图11为沿着图9的XI-XI线截取的示意性剖视图，与第二壁部分一起显示出调色剂搅拌单元的旋转区域；

图12为调色剂搅拌单元的搅拌构件的示意图，其中搅拌构件接触第一壁部分和第二壁部分；

图13为搅拌构件的示意图，其中搅拌构件远离第一壁部分并且与第二壁部分接触；

图14为处理盒的示意性剖视图，它包括在图2中所示的调色剂料斗；并且

图15为在图14中所示的处理盒的透视图。

具体实施方式

下面将参照这些附图对本发明的示例性实施方式进行详细说明。

图1为成像设备的示意图，该成像设备包括根据本发明第一实施方式的调色剂搅拌单元14。成像设备1包括四个显影单元12、四个图像承载体3、中间转印带4和定影装置10。同时，显影单元12和图像承载体3的数量不限于四个。

每个显影单元12包括用来容纳显影颜色调色剂的显影装置2。具体地说，显影装置2容纳有不同颜色的调色剂：青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)。每个图像承载体3与相应一个显影装置2相邻。中间转印带4为用来转印调色剂图像的介质。作为环形带的中间转印带4缠绕在驱动辊R1、从动辊R2和初次转印辊R3上。充电辊6、显影辊9和清洁装置5布置在图像承载体3的圆周表面上。清洁装置5在已经从图像承载体3将调色剂图像转印到中间转印带4上之后收集在图像承载体3上的剩余调色剂。所收集的调色剂由调色剂输送螺杆7和调色剂输送带8输送(在该实施例中沿着水平方向)给废调色剂容器(未示出)以便容纳在废调色剂容器中。

下面将对如何在中间转印带4上形成四色调色剂图像进行说明。在准备形成调色剂图像时，从偏压源(未示出)向其上已经施加有调色剂的显影辊9的金属芯部和充电辊6施加电压。在施加电压时，图像承载体3以恒定的速度转动。清洁装置5收集在图像转印之后留在图像承载体上的残余调色剂。充电辊6沿着图像承载体3的转动方向布置在清洁装置5下游，它给图像承载体3均匀地充电并且初始化至高电位。在充电辊6的更下游处，图像承载体3曝露于激光束L。具体地说，根据图像数据使图像承载体3的均匀充电表面选择地曝露于光束。因此，在图像承载体的表面上形成具有不同电位的部分。具体地说，在曝露于光束的部分中的电位衰减至相对较低的电位，并且在没有曝光的部分中的电位具有原始相对较高的电位。简要的说，在图像承载体3上形成潜像。在曝光位置的更下游位置，将位于显影辊9上的调色剂吸向在图像承载体3上的低电位部分或高电位部分。换句话说，在图像承载体3上形成调色剂图像。然后将调色剂图像转印到中间转印带4上。

随着将调色剂图像转印到中间转印带4上，显影装置12使得位于图像承载体3上的潜像显影成可见图像。针对每种颜色反复该过程，直到在中间转印带4上形成合成的四色调色剂图像。四色调色剂图像随着中间转印带4的转动而在其上输送给二次转印辊R4，该二次转印辊R4布置成面对着辊子R1。二次转印辊R4将四色调色剂图像转印到已经通过供纸辊R5从外部供纸装置送入到成像设备1中并且通过一对输送辊R6输送到二次转印辊R4的记录介质P上。具有四色调色剂图像的记录介质P通过位于定影单元10中的定影辊R7和压辊R8之间的夹隙。记录介质P由出纸装置11的一对出纸辊R9排出。出纸装置11布置在成像设备1的上部中。如在图像承载体3的情况中一样，通过与中间转印带4接触的清洁刮板来清洁在转印之后留在中间转印带4上的残余调色剂。

图2为四个显影单元12中的任意一个的示意图，其中删除了调色剂输送带8。显影单元12为包括图像承载体3和显影辊9的处理盒。

显影单元12为容纳有用于显影的调色剂T的调色剂料斗13。调色剂料斗13装有调色剂搅拌单元14。调色剂搅拌单元14包括旋转轴141和固定在旋转轴141上的搅拌构件142。搅拌构件142可以通过已知方法固定在旋转轴141上，例如用双面胶带、热焊接或超声波焊接固定。旋转轴141在连接部分S处固定在搅拌构件142上。搅拌构件142为平板。旋转轴141和搅拌构件142的每一个优选由树脂例如聚苯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂制成。

显影单元12包括用来输送调色剂的调色剂输送螺杆15和16以及调色剂供应辊17。调色剂供应辊17给显影辊9提供调色剂。

图3为调色剂搅拌单元14的放大透视图。调色剂搅拌单元14具有多个从搅拌构件142的外缘朝着旋转轴141(下面被称为“第一方向”)延伸的多个狭缝。第一方向与旋转轴141的纵向方向基本上垂直。搅拌构件142包括第一部分F、第二部分G、通孔142b和凸缘143。第一部分F具有狭缝142a，而在第二部分G中没有形成任何狭缝。第一部分F形成于第二部分G之间。这些狭缝142a可以在搅拌构件142的注射模塑过程中制成。可选的是，可以通过在注射模塑形成搅拌构件142之后对搅拌构件142进行机加工来制成所述狭缝142a。第二部分G具有多个截面大体上为矩形的细长孔142c。细长孔142c用来降低在搅拌期间从调色剂作用在调色剂搅拌单元14上的拖曳力，从而调色剂搅拌构件14能够以相对较高的速度转动。

图4为调色剂搅拌单元14的第一部分F的放大透视图。第一部分F具有梳状形状。狭缝142a沿着第一方向从搅拌构件142的外缘朝着靠近连接部分S并且没有比连接部分S更远的部分(参见图2)延伸。通孔142b在厚度方向上延伸穿过搅拌构件142。每个通孔142b大体上位于相应一个狭缝142a的封闭端部处。这些狭缝142a的封闭端部为狭缝142a的狭缝开口端部的纵向相对端部。因为在调色剂搅拌单元14中的通孔142b使得调色剂能够在搅拌期间通过调色剂搅拌单元14，所以从调色剂施加在调色剂搅拌单元14上的拖曳力降低。这些通孔142b大体上为圆形或椭圆形以避免应力集中到封闭端部的邻近部分上。通孔142b不必为圆形或椭圆形。也就是说，通孔142b如图5或6所示一样可以为具有倒圆角部的多边形。优选的是，通孔142b没有任何尖锐角部。

通孔142b沿着第一方向的长度(在图4中的D2，下面被称为“孔长度”)优选为1毫米至5毫米。通孔142b沿着纵向方向的长度(D1，下面被称为“孔宽度”)优选为1至5毫米。如果孔长度和/或孔宽度小于1毫米，则应力容易在搅拌期间集中到通孔142b上。而且，在孔长度和/或孔宽度等于或大于1毫米时，利于生产具有通孔142b的用于搅拌构件142的模具。通过将通孔142b的孔长度和孔宽度设定为等于或小于5毫米，则能够避免搅拌效率下降。当在通孔142b之间沿着纵向方向的间隔较小时，在狭缝142a之间的带状部分变形，从而造成应力集中在作为在通孔142b之间的带状部分的一部分的近根部分上。这种应力集中会导致塑性变形。

每个通孔142b优选位于离连接部分S的距离等于或小于5毫米(在图4中的W1)的位置处。通孔142b优选位于离连接部分S的距离等于或小于第一部分F的宽度(W2)的30％的位置(W1)处。在这样定位通孔142b时，可以减小施加在近根部分上的最大应力。因此，可以防止搅拌构件142的塑性变形。

在相邻狭缝142a之间的狭缝间隔(在图4中的L)优选为3至20毫米。如果狭缝间隔小于3毫米，则难以形成在第一部分F中的通孔142b。即使在以某种方式形成通孔142b的情况下，由于在搅拌期间施加的应力而容易在近根部分处产生塑性变形。如果狭缝间隔大于20毫米，则调色剂搅拌单元14的刚度增大，从而造成旋转轴141在搅拌期间受到来自调色剂搅拌单元14的相对较大负载。这会导致旋转轴141的变形。

所有通孔142b距离连接部分S的距离不必相同。也就是说，如图7和8所示，在预定循环之后，该距离可以根据通孔142b的纵向位置变化。狭缝142a的这种布置使之能够确保在狭缝142a和通孔142b之间的间隔更大，从而增大搅拌构件142的刚度。搅拌构件142的刚度越高，则通孔142b的可许可尺寸越大。因此，设计的自由度增大，并且搅拌构件142可以具有用于搅拌的大体上最佳形状。同时，调色剂料斗13包括容纳着调色剂搅拌单元14的圆柱形外壳18(参见图9)。在搅拌期间，搅拌构件142与外壳18的内壁接触并且压着内壁。在调色剂搅拌单元14从该接触状态进一步转动时，搅拌构件142离开内壁。因此，在通孔142b如图7所示一样布置时，带状部分的变形支点(下面被称为“变形支点”)大体上呈交错布置。在变形支点呈这样一种方式时，可以将由于搅拌构件142与内表面分开所造成的噪音随时间分布。

图9为在调色剂搅拌单元14和外壳18之间的位置关系的示意图。外壳18通过轴承18a和轴承18b可转动地支撑着调色剂搅拌单元14。轴承18a布置在外壳18的一个纵向端部处，并且轴承18b布置在另一个纵向端部处。调色剂搅拌单元14包括用于防止调色剂搅拌单元14与外壳18不小心脱开的凸缘143。凸缘143与轴承18b接触以限制调色剂搅拌单元14的纵向运动。通过这种结构，可以通过使用搅拌构件142在外壳18的整个纵向长度上搅拌调色剂。

参照图9，第一部分F与外壳18的内壁的第一壁部18c1接触。外壳18的内壁还包括第二壁部18c2。第二壁部18c2设置成比第一壁部18c1更远离旋转轴141。第一壁部18c1设置在第二壁部18c2之间。在图9中，第二部分G与第二壁部18c2接触。

在调色剂搅拌单元14按照这样的方式构成时，调色剂搅拌单元14沿着纵向方向上横越外壳18与外壳18的一部分内壁(在图9中的上侧上)接触。因此，可以彻底搅拌调色剂。虽然图9显示出其中第一部分F在第一部分F的整个纵向长度上与第一壁部18c1接触，但是可以采用其它结构。例如，可以采用其中只有一部分第一部分F与第一壁部18c1接触同时位于第一部分F的相对端部处的狭缝142a与第二壁部18c2接触的结构。

图10为沿着图9的X-X线截取的调色剂料斗13的示意性剖视图，它包括外壳18的第一壁部18c1。第一壁部18c1的一部分设置在调色剂搅拌单元14的搅拌构件142的旋转区域(一长两短点划线)内侧。第一壁部18c1包括区域H11和区域H12。在搅拌构件142在区域H11中与第一壁部18c1接触的同时，搅拌构件142在区域H12中保持远离第一壁部18c1。调色剂搅拌螺杆15布置在搅拌构件142的旋转区域外侧。

图11为沿着图9的XI-XI线截取的调色剂料斗13的示意性剖视图，它包括外壳18的其中一个第二壁部18c2。第二壁部18c2设置在调色剂搅拌单元14的搅拌构件142的旋转区域(一长两端点划线)内侧。第二壁部18c2包括区域H21和区域H22。在搅拌构件142在区域H21中与第二壁部18c2接触的同时，搅拌构件142在区域H22中保持远离第二壁部18c2。调色剂搅拌螺杆15布置在搅拌构件142的旋转区域外侧。

在调色剂搅拌单元14从在图10和11中所示的位置开始旋转时，搅拌构件142在搅拌构件142的狭缝开口边缘处与第一壁部18c1和18c2接触。在这样邻接期间，如图12所示，搅拌构件142在与调色剂搅拌单元14的旋转方向相反的方向上沿着第一壁部18c1和第二壁部18c2弯曲。因为搅拌构件142具有狭缝142a，所以搅拌构件142与第一壁部18c1和第二壁部18c2都接触。

在调色剂搅拌单元14从在图12中所示的位置进一步转动时，搅拌构件142的各个部分如在图13中所示一样松开。更具体地说，搅拌构件142与第二壁部18c2接触的那些部分(下面被称为“第一部分”)恢复到原始平坦形状。搅拌构件142的其它部分(下面被称为“第二部分”)保持与第一壁部18c1接触并且保持弯曲(参见图13)。换句话说，具有狭缝142a的第一部分F和没有狭缝142a的第二部分G在不同时刻解除其接触状态。在接触状态中，第一部分F或第二部分G挤压调色剂料斗13的内表面。下面将对第一部分F和第二部分G为什么在不同时刻与内表面分开的原因进行说明。具有狭缝142a的第一部分F其刚度与没有狭缝142a的第二部分G不同，从而造成在由旋转轴141转动相同角度而导致的弯曲度方面第一部分F与第二部分G不同。因此，搅拌构件142的第一部分F和第二部分G在不同时刻与调色剂料斗13的内表面分开，并且可以将由于搅拌构件142与内表面分开所造成的噪音分布在不同时间上。

因为第一部分比第二部分更早解除接触状态，所以使得保持在搅拌构件142的第二部分G处的调色剂沿着纵向方向朝着第一部分F运动。因此，可以提高调色剂搅拌效率。可以例如通过改变搅拌构件142和外壳18的形状使得第二部分与第一壁部18c1分开比第一部分与第二壁部18c2分开更早。

调色剂搅拌单元14的旋转区域越大，则调色剂搅拌单元14的搅拌效率越高。因此，如图9所示，在假设外壳18具有多个位于离旋转轴141不同的距离处的表面时，则通常根据从表面到旋转轴141的距离中的最小距离来确定搅拌构件142的宽度W2(参见图4)。下面将对通常根据最小距离来确定宽度W2的原因进行说明。宽度W2较小的搅拌构件142的狭窄部分为刚性。因此，需要相对较大的力来使得狭窄部分在外壳18的内表面上滑动；但是，向搅拌构件142施加这种较大的力会造成搅拌构件142塑性变形。为此，根据第一实施方式的搅拌构件142包括与狭窄部分对应的第一部分F，多个狭缝142a以规定的间隔布置在该第一部分F中。因为施加在调色剂搅拌单元14上的最大应力借助于这些狭缝142a而降低，所以搅拌构件142更不容易塑性变形。

外壳18在与第一部分F对应的部分中包括通孔(未示出)，通过该通孔可以将调色剂输送给单元(未示出)，如调色剂存储单元和容纳着显影辊9的容纳单元。因为搅拌构件142具有狭缝142a，所以可以防止调色剂不期望地聚集在通孔周边。

在第一壁部18c1和每个第二壁部18c2之间设有第三壁部18c3。搅拌构件142在与第三壁部18c3接触的部分处具有狭缝142a。在图9中所示的该部分被称为部分Fa。在搅拌构件142包括部分Fa时，即使在外壳18的内壁和搅拌构件142在形状方面没有完全一致时，通过具有狭缝142a的部分Fa的变形可以彻底搅拌在第三壁部18c3附近的调色剂。通过这种布置，在第一部分远离第二壁部18c2并且第一部分F与第一壁部18c1接触的条件下，部分Fa比第一部分F的剩余部分更早脱离接触状态。更具体地说，部分Fa与第三壁部18c3分开比第一部分F的其它部分与第一部分18c1分开更早。因此，使得由第二部分G保持的调色剂沿着纵向方向朝着第一部分F运动，并且可以提高调色剂搅拌效率。

在第三壁部18c3和旋转轴141的旋转轴线之间的夹角θ优选为30至60度，更优选为45度。如果该夹角小于30度，则调色剂料斗13的容量不期望的较小；并且如果该夹角大于60度，则搅拌构件142没有与调色剂料斗13接触的内壁区域不期望较大。

图14和15为包括根据第一实施方式的调色剂料斗13的处理盒(显影单元12)的示意图。图14为在靠近调色剂料斗的纵向中央的位置处沿着第二方向剖开的处理盒的剖视图。外壳18在与第一壁部18c1相同的壁中但是在与其上设有第一壁部18c1的表面相对的表面上还可以具有抓持凹槽18c4。抓持凹槽18c4设置用于方便用户手指运送调色剂料斗13。因为第二壁部18c2(参见图13)没有这种抓持凹槽，所以可以确保足够大的调色剂容量。夹持凹槽18c4消除了对额外部分例如用于运送处理盒的抓持手柄的需要。

根据第一实施方式，搅拌构件142为由树脂制成的平板，并且具有狭缝142a。狭缝142a从搅拌构件142的外缘朝着旋转轴141延伸，并且适当地定位。因此，可以避免在搅拌期间的应力集中。因此，防止了在搅拌构件142中出现塑性变形和产生裂纹，并且提高了调色剂搅拌效率。

根据本发明的一个方面，可以防止搅拌构件的塑性变形和损坏，并且可以提高调色剂搅拌效率。

虽然为了进行清楚完整的说明已经针对具体实施方式对本发明进行了说明，但是所附的权利要求并不因此受到限制，而是应该解释为体现落入在这里所给出的基本教导范围内的对于本领域普通技术人员而言显而易见的所有变型和替代结构。

相关申请的交叉参考

本申请要求2007年12月20日于日本提交的日本在先文献2007-328338和2008年10月10日于日本提交的日本在先文献2008-263326的优先权并且这些文献的全部内容通过引用结合于此。

Claims (9)

1.一种调色剂料斗，包括：

调色剂搅拌单元，该调色剂搅拌单元布置在装有用来使潜像显影的调色剂的调色剂料斗内部并且操作用来搅拌调色剂，该调色剂搅拌单元包括：

沿着纵向方向延伸的旋转轴；以及

搅拌构件，该搅拌构件安装在所述轴上并且与所述轴一起转动，其中所述搅拌构件由树脂制成；所述搅拌构件具有从搅拌构件的外缘朝着旋转轴延伸的多条狭缝；以及

可转动地支撑着所述调色剂搅拌单元的外壳，所述外壳具有第一壁部分和第二壁部，与第一壁部相比，所述第二壁部位于更远离旋转轴的位置处；其中

所述调色剂搅拌单元包括具有狭缝的第一部分和没有狭缝的第二部分；

通过调色剂搅拌单元的转动使得所述第一部分与所述外壳的壁的第一壁部接触；且

通过所述调色剂搅拌单元的转动使得第二部分与所述第二壁部接触。

2.如权利要求1所述的调色剂料斗，其中所述第一部分与第一壁部的分开以及第二部分与第二壁部的分开出现在不同时刻。

3.如权利要求1所述的调色剂料斗，其中

所述搅拌构件包括具有限定在其中的狭缝的第三部分，并且

通过所述调色剂搅拌单元的转动使得所述第三部分与设置在第一壁部和第二壁部之间的第三壁部接触。

4.如权利要求3所述的调色剂料斗，其中在所述第三壁部和所述旋转轴之间的夹角为30至60度。

5.如权利要求4所述的调色剂料斗，其中在所述第三壁部和所述旋转轴之间的夹角为45度。

6.如权利要求1所述的调色剂料斗，其中所述第一壁部设置在所述第二壁部之间。

7.如权利要求1所述的调色剂料斗，其中所述外壳在与第一壁部相对的表面上在外壳的壁中具有抓持凹槽。

8.一种处理盒，该处理盒包括如权利要求1至7中任一项所述的调色剂料斗。

9.一种成像设备，该成像设备包括如权利要求8所述的处理盒。

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