CN102012656B - 图像形成设备 - Google Patents

Abstract

一种图像形成设备，包括：显影装置；调色剂供给装置，其向显影装置供给调色剂；调色剂浓度控制器，其指示调色剂供给装置向显影装置进行调色剂供给；以及调色剂空确定器，用于确定在调色剂供给装置中无调色剂剩余。显影装置包括：调色剂供给检测传感器，其检测是否将调色剂从调色剂供给装置供给到显影剂容器中。当显影装置中的显影剂的调色剂浓度低于预定水平时，调色剂浓度控制器给出进行调色剂供给的指示。当在调色剂浓度控制器指示了调色剂供给之后调色剂供给检测传感器未检测到调色剂供给的效果时，调色剂空确定器确定调色剂供给装置中无调色剂剩余。调色剂供给检测传感器布置在预搅拌部分中。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及图像形成设备，尤其涉及包括使用包含调色剂和磁性载体的双成分显影剂的显影装置的、基于电子照相方法使用调色剂形成图像的图像形成设备，例如静电复印机、激光打印机、传真机等。

背景技术

传统上，已知诸如复印机、打印机和传真机等的基于电子照相方法的图像形成设备。使用电子照相方法的图像形成设备被构成为通过以下方式来形成图像：在例如感光鼓的感光器的表面上形成静电潜像，从显影装置向感光鼓供给调色剂以使静电潜像显影，将通过显影而在感光鼓上形成的调色剂图像转印到纸张等上，并通过定影装置将调色剂图像定影到片材上。

近来，在支持全色和高质量图像的图像形成设备中，经常使用呈现良好的电荷性能稳定性的双成分显影剂(下文中将简称为“显影剂”)。

该显影剂由调色剂和载体构成，在显影装置中搅拌调色剂和载体，调色剂和载体彼此带摩擦力地摩擦，由此产生适当带电的调色剂。

将显影装置中的带电调色剂供给双成分显影剂支持部件，例如显影辊的表面。由此供给显影辊的调色剂通过静电吸引移动到在感光鼓上形成的静电潜像。由此，在感光鼓上形成基于静电潜像的调色剂图像。

此外，近来，需要使图像形成设备小型化并以高速工作，因此需要使显影剂快速并充分地带电，并且还需要快速并平滑地输送显影剂。为此，设置预搅拌部分，以有效地搅拌显影剂并使供给的调色剂与显影剂相混合。

为了将供给的调色剂迅速地扩散到显影剂中，并对调色剂提供适当量的电荷，在一些图像形成设备中采用循环型显影装置。

该循环型显影装置包括：循环地输送显影剂的显影剂输送通路；用于输送显影剂且同时在显影剂输送通路中进行搅拌的螺旋钻头(screwauger)(显影剂输送部件)；用于将调色剂从调色剂容器引导到显影剂输送通路中的调色剂供给口；用于有效地搅拌显影剂并使供给的调色剂与显影剂相混合的预搅拌部分；以及用于检测显影剂的调色剂浓度的调色剂浓度检测传感器。在这种配置中，当显影剂的调色剂浓度低于预定水平时，将调色剂供给导向至调色剂盒(toner cartridge)，使得将调色剂供给至显影剂输送通路，并且输送供给的调色剂，同时进行搅拌(参见专利文献1：日本专利申请公开2006-106194)。

在前述使用双成分显影剂的循环型显影装置中，如果从调色剂盒供给的调色剂用完，则显影剂中的调色剂浓度逐渐降低。由于对感光鼓的载体现象(载体粘附)的发生随着调色剂浓度的降低而增加，因此需要进行调色剂空检测。

调色剂空检测是甚至在调色剂供给被导向至调色剂盒之后，当由调色剂供给检测传感器检测到的显影剂的调色剂浓度不增加时，确定(检测到)调色剂空的状态的发生。

然而，如果调色剂浓度检测传感器位于远离用来供给调色剂的调色剂供给口，则因为由调色剂浓度检测传感器检测到的调色剂浓度的降低在调色剂空检测处理时缓慢，所以调色剂空的检测延迟。此外，在显影槽(developing vessel)安装有预搅拌部分的情况下，以更有效的方式搅拌并混合调色剂，如果调色剂传感器的位置远离调色剂供给口，则更难检测调色剂空，因此发生载体粘附的发生更频繁的问题。

发明内容

鉴于上述问题，设计了本发明，因此本发明的目的是提供一种图像形成设备，其能够立即检测要供给至显影装置的调色剂的空状态，并且能够防止由于调色剂浓度的降低而发生的对感光器的载体粘附。

根据本发明，如下构成用于解决上述问题的图像形成设备：

本发明的第一方面驻留在图像形成设备中，该图像形成设备包括：显影装置；调色剂供给装置，该调色剂供给装置向显影装置供给调色剂；调色剂浓度控制器，该调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置向显影装置进行调色剂供给；以及调色剂空确定器，用于确定在调色剂供给装置中没有剩余调色剂，其特征在于，显影装置包括：显影剂容器，用于存储包括调色剂和磁性载体的显影剂；显影剂输送组件，该显影剂输送组件布置在显影剂容器内部，用于循环地输送显影剂并同时进行搅拌；显影辊，用于向感光鼓供给包含在显影剂中的调色剂；调色剂供给口，该调色剂供给口将从调色剂供给装置供给的调色剂引导到显影剂容器中；预搅拌结构，用于搅拌并混合所供给的调色剂；以及调色剂供给检测传感器，用于检测是否将调色剂从调色剂供给装置供给到显影剂容器中，当显影装置中的显影剂的调色剂浓度低于预定水平时，调色剂浓度控制器给出进行调色剂供给的指示，当在调色剂浓度控制器指示了调色剂供给之后调色剂供给检测传感器没有检测到调色剂供给的效果时，调色剂空确定器确定调色剂供给装置中没有调色剂剩余，以及调色剂供给检测传感器布置在预搅拌部分中。

本发明的第二方面的特征在于，调色剂供给检测传感器检测驻留在预搅拌部分中的显影剂的透磁率。

本发明的第三方面的特征在于，显影剂容器包括由分割壁分隔开并被布置为在分割壁的两端彼此连通的第一输送通路和第二输送通路，显影剂输送组件包括分别布置在第一输送通路和第二输送通路中的第一输送部件和第二输送部件，第一输送部件和第二输送部件沿彼此相反的方向在第一输送通路和第二输送通路中搅拌并循环地输送显影剂，显影辊将第二输送通路内的调色剂供给到感光鼓，预搅拌部分布置在提供第一输送通路和第二输送通路之间的连通的连通部分处，预搅拌部分包括输送显影剂并同时进行搅拌的预搅拌结构，以及调色剂供给检测传感器布置在调色剂供给口下方的预搅拌部分的底部。

本发明的第四方面的特征在于，预搅拌结构包括螺旋钻头，螺旋钻头具有旋转轴和螺旋状叶片，所述螺旋状叶片被形成为使得相对于所述旋转轴的轴方向的倾斜角(当沿着轴看旋转轴时，在旋转轴与螺旋状叶片的外围边缘之间形成的角度)被指定为落入30度至60度的范围内。

本发明的第五方面还包括：点计数器，用于对与要发送到曝光装置(例如激光扫描器单元)的图像数据相对应的数据的点进行计数，该图像数据用于在感光鼓表面上形成静电潜像，其特征在于，调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置依据来自点计数器的数据的点的计数而向显影装置供给调色剂。

例如，当由点计数器计数的数据的点的数量小时，调色剂浓度控制器可以指示调色剂供给装置向显影装置供给小量的调色剂。当对大量数据的点进行了计数时，控制器可以指示调色剂供给装置向显影装置供给大量的调色剂。优选地预先与数据的点的状况相关地指定要供给的调色剂的量。

根据本发明的第一方面，由于在对调色剂供给装置指示供给调色剂之后调色剂供给检测传感器立即检测调色剂供给的有无，因此能够检测到调色剂空，从而防止在调色剂供给装置中的调色剂用完时由于调色剂浓度降低而发生载体粘附。

根据本发明的第二方面，能够通过检测调色剂浓度的改变来检测调色剂供给的效果。

根据本发明的第三方面，能够以高精度检测调色剂供给的效果。具体地，由于显影剂上的压力在预搅拌部分的底部处最大，因此在显影剂内部不可能形成空洞。因此，使用调色剂供给检测传感器能够精确地检测调色剂供给的效果。

根据本发明的第四方面，由于能够增强在预搅拌部件的旋转方向上搅拌显影剂的力，使得不可能发生“漂浮调色剂”现象(即，添加的调色剂在漂浮在显影剂上的情况下被输送的现象)，因此调色剂供给检测传感器能够精确地检测调色剂供给的效果。

根据本发明的第五方面，由于与基于由调色剂浓度检测传感器检测的调色剂浓度的调色剂浓度控制相比能够以更精确的方式进行调色剂供给，因此能够更精确地进行对调色剂浓度控制和调色剂空的检测。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的图像形成设备的总体配置的说明图；

图2是示出构成图像形成设备的调色剂供给装置的示意性配置的截面图；

图3是沿图2中的平面D1-D2截取的截面图；

图4是示出构成图像形成设备的显影装置的配置的截面图；

图5是沿图4中的平面A1-A2截取的截面图；

图6是沿图4中的平面B1-B2截取的截面图；

图7是沿图5中的平面C1-C2截取的截面图；以及

图8是示出图像形成设备中的控制系统的配置的框图。

具体实施方式

现在，参考附图描述用于执行本发明的实施方式。

图1示出了本发明的一个示例性实施例，其是示出根据本发明的实施例的图像形成设备的总体配置的说明图。

本实施例的图像形成设备100基于电子照相方法使用调色剂形成图像，其包括：如图1所示，感光鼓3a、3b、3c和3d(其在总体提及时，也称为“感光鼓3”)，用于在其表面上形成静电潜像；充电器(充电装置)5a、5b、5c和5d(其在总体提及时，也称为“充电器5”)，用于对感光鼓3的表面进行充电；曝光单元(曝光装置)1，用于在感光鼓3表面上形成静电潜像；显影装置2a、2b、2c和2d(其在总体提及时，也称为“显影装置2”)，用于向感光鼓3表面上的静电潜像供给调色剂，以形成调色剂图像；调色剂供给装置22a、22b、22c和22d(其在总体提及时，也称为“调色剂供给装置22”)，用于向显影装置2供给调色剂；中间转印带单元(转印装置)8，用于将调色剂图像从感光鼓3表面转印到记录介质；以及定影单元(定影装置)12，用于将调色剂图像定影到记录介质上。

该图像形成设备100根据从外部发送的图像数据，在预定片材(记录纸、记录介质)上形成多色图像或单色图像。这里，图像形成设备100也可以在其上侧包括扫描器等。

下面，描述图像形成设备100的总体配置。

如图1所示，图像形成设备100分离地处理各个颜色成分(即，黑色(K)、青色(cyan，C)、品红色(magenta，M)和黄色(Y))的图像数据，并形成黑色图像、青色图像、品红色图像和黄色图像，叠加不同颜色成分的这些图像，以产生全色图像。

因此，如图1所示，图像形成设备100包括四个显影装置2(2a、2b、2c和2d)、四个感光鼓3(3a、3b、3c和3d)、四个充电器5(5a、5b、5c和5d)和四个清洁器单元4(4a、4b、4c和4d)，以形成四种不同颜色的图像。换句话说，设置各自包括一个显影装置2、一个感光鼓3、一个充电器5和一个清洁器单元4的四个图像形成站(图像形成部分)。

这里，使用符号a至d，使得“a”代表用于形成黑色图像的成分，“b”代表用于形成青色图像的成分，“c”代表用于形成品红色色图像的成分，“d”代表用于形成黄色图像的成分。图像形成设备100包括曝光单元1、定影单元12、片材输送系统S、纸馈送盘10和纸输出盘15。

充电器5使感光鼓3表面以预定电位带电。

作为充电器5，除了图1所示的接触辊型充电器之外，可以使用接触刷型充电器、非接触型放电型充电器等。

曝光单元1是如图1所示的包括激光发射器和反射镜的激光扫描单元(LSU)。除了激光扫描单元之外，还可以使用诸如EL(电致发光)和LED书写头的发光元件阵列，作为曝光单元1。曝光单元1根据输入的图像数据照射带电的感光鼓3，以在感光鼓3的表面上形成与图像数据相对应的静电潜像。

显影装置2使用K、C、M或Y的调色剂使在感光鼓3上形成的静电潜像可视化(显影)。调色剂运送机构102a、102b、102c和102d(在总体提及时，也可以称为“调色剂运送机构102”)、调色剂供给装置22(22a、22b、22c和22d)和显影槽(显影剂容器)111a、111b、111c和111d(其在总体提及时，也可以称为“显影剂槽111”)被布置在显影装置2(2a、2b、2c和2d)上方。

调色剂供给装置22布置在显影槽111的上侧，并存储未使用的调色剂(粉末状调色剂)。通过调色剂运送机构102将该未使用的调色剂从调色剂供给装置22供给显影剂槽111。

清洁器单元4去除并收集在显影和图像转印步骤之后在感光鼓3表面上剩余的调色剂。

中间转印带单元8布置在感光鼓3上方。中间转印带单元8包括中间转印辊6a、6b、6c和6d(其在总体提及时，也可以称为“中间转印辊6”)、中间转印带7、中间转印带驱动辊71、中间转印带被驱动辊72、中间转印带张紧机构73和中间转印带清洁单元9。

中间转印辊6、中间转印带驱动辊71、中间转印带被驱动辊72和中间转印带张紧机构73支持并张紧中间转印带7，以沿图1中的箭头B的方向循环地驱动中间转印带7。

中间转印辊6被可旋转地支持在中间转印带张紧机构73中的中间转印辊配合部分处。向每个中间转印辊6施加转印偏压，用于将调色剂图像从感光鼓3转印到中间转印带7。

中间转印带7被布置为与每个感光鼓3相接触。将在感光鼓3上形成的不同颜色成分的调色剂图像顺次重叠地连续转印到中间转印带7，以形成全色调色剂图像(多色调色剂图像)。该中间转印带7由例如大约100至150μm厚的无端状膜形成。

由与中间转印带7的内侧相接触的中间转印辊6实现调色剂图像的从感光鼓3到中间转印带7的转印。对每个中间转印辊6施加高电压转印偏压(极性(+)与调色剂上的静电电荷的极性(-)相反的高电压)，以转印调色剂图像。

中间转印辊6由轴和在轴表面上涂覆的导电弹性材料(例如EPDM、泡沫塑料等)构成，轴由直径为8至10mm的金属(例如不锈钢)形成。该导电弹性材料的使用使得中间转印辊6对中间转印带7均匀地施加高电压。尽管在本实施例中，使用辊形元件(中间转印辊6)作为转印电极，但是在其它地方也可以使用刷等。

如上所述地使用与在感光鼓3中的每个上形成的静电潜像的颜色成分相关联的调色剂来使该静电潜像显影为可视的调色剂图像。这些调色剂图像顺次重叠地层叠在中间转印带7上。由此形成的调色剂图像的层叠通过中间转印带7的旋转而被移动到输送的纸和中间转印带7之间的接触位置(转印位置)处，并被布置在该位置处的转印辊11转印到纸上。在这种情况下，中间转印带7和转印辊11彼此压靠，形成预定的辊隙，同时对转印辊11施加用于将调色剂图像转印到纸上的电压。该电压是极性(+)与调色剂上的静电电荷的极性(-)相反的高电压。

为了保持前述辊隙恒定，转印辊11或者中间转印带驱动辊71中的一个由诸如金属等的硬材料形成，而另一个由诸如弹性辊(弹性橡胶辊、泡沫树脂辊等)等的软材料形成。

在随着带与感光鼓3相接触而粘附到中间转印带7的调色剂中，在调色剂图像转印期间尚未被从中间转印带7转印到纸上而剩余在中间转印带7上的调色剂将在接下来的操作中产生彩色调色剂污染，因此由中间转印带清洁单元9进行去除和收集。

中间转印带清洁单元9包括与中间转印带7相接触的清洁叶片(清洁部件)。驱动辊72从中间转印带7的内侧在该清洁叶片与中间转印带7相接触的区域处支持中间转印带7。

纸馈送盘10用于堆叠用于图像形成的片材(例如记录纸)，并被布置在图像形成部分和曝光单元1下方。另一方面，布置在图像形成设备100的上侧的纸输出盘15堆叠打印的片材，并使打印面朝下。

图像形成设备100还包括片材输送器系统S，用于通过转印部分和定影单元12将片材从纸馈送盘10和从手动馈送盘20导向至纸输出盘15。这里，转印部分位于中间转印带驱动辊71和转印辊11之间。

沿着片材输送器系统S布置拾取辊16(16a、16b)、定位辊14、转印部分、定影单元12和馈送辊25(25a、25b)等。

馈送辊25是沿着片材输送器系统S布置的用于促进和协助片材输送的多个小直径辊。拾取辊16a是布置在纸馈送盘10端部的辊，用于从纸馈送盘10一次一张地拾取纸并供给至片材输送器系统S。拾取辊16b是布置在手动馈送盘20附近的辊，用于从手动馈送盘20一次一张地拾取纸并供给至片材输送器系统S。定位辊14临时暂停片材输送器系统S上的输送的片材，并且在片材的前端到达中间转印带7上的图像区域的前端的时刻将片材传送到转印部分。

定影单元12包括加热辊81、加压辊82等。这些加热辊81和加压辊82在将片材夹持在其间时进行旋转。加热辊81由控制器(未示出)控制，以保持预定定影温度。该控制器基于来自温度检测器(未示出)的检测信号而控制加热辊81的温度。

加热辊81通过使用加压辊82热按压片材来熔化、混合并按压在片材上转印的彩色调色剂图像的层叠，以将调色剂热定影到片材上。多个馈送辊25将其上定影了多色调色剂图像(单个彩色调色剂图像)的片材输送到片材输送器系统S的反转纸排出路径，并且以反转的位置(使多色调色剂图像被放置为面朝下)排出到纸输出盘15上。

接下来，描述片材输送器系统S的片材输送操作。

如图1所示，图像形成设备100具有预先堆叠片材的纸馈送盘10和在打印输出数页时使用的手动馈送盘20。每个盘设置有拾取辊16(16a、16b)，使得这些拾取辊16将纸一次一张地供给至片材输送器系统S。

在单面打印的情况下，从纸馈送盘10输送的片材被片材输送器系统S中的馈送辊25a输送到定位辊14，并在片材的前端到达中间转印带7上的包括调色剂图像的层叠的图像区域的前端的时刻被定位辊14传送到转印位置(转印辊11和中间转印带7之间的接触位置)。在转印部分处，将调色剂图像转印到片材上。然后，定影单元12将该调色剂图像定影到片材上。之后，片材通过馈送辊25b，由纸输出辊25c排出到纸输出盘15上。

此外，由多个馈送辊25(25f、25e和25d)将从手动馈送盘20输送的片材输送到定位辊14。从该点开始，通过与从前述纸馈送盘10馈送片材的路径相同的路径，将片材输送并排出到纸输出盘15。

另一方面，在双面打印的情况下，如上所述地已被在第一面上进行了打印且通过定影单元12的片材在该片材的后端处被纸排出辊25c夹持。然后，纸排出辊25c反转地旋转，使得片材被导向至馈送辊25g和25h，并被再次输送通过定位辊14，使得片材被在其背面上进行打印，然后被排出到纸输出盘15。

接下来，具体描述调色剂供给装置22的配置。

图2是示出构成根据本实施例的图像形成设备的调色剂供给装置的示意性配置的截面图。图3是沿图2中的平面D1-D2截取的截面图。

如图2和3所示，调色剂供给装置22包括调色剂存储容器121、调色剂搅拌器125、调色剂排出器122和调色剂排出口123。调色剂供给装置22布置在显影槽111(图1)的上部，并存储未使用的调色剂(粉末状调色剂)。随着调色剂排出器(排出螺丝)122旋转，通过调色剂运送机构102(图1)将调色剂供给装置22中的调色剂从调色剂排出口123供给至显影槽111(图1)。

调色剂存储容器121是具有基本上为半圆柱状的配置的内部中空的容器部件，并旋转地支持调色剂搅拌器125和调色剂排出器122，以存储调色剂。如图3所示，调色剂排出口123是布置在调色剂排出器122下方的、且位于相对于调色剂排出器122的轴方向(轴方向：纵向方向)的中心附近以与调色剂运送机构102相对的、基本上为矩形的开口。

调色剂搅拌器125是如图2所示的绕旋转轴125a旋转的板状部件，其向调色剂排出器122拖动并输送存储在调色剂存储容器121内部的调色剂，同时搅拌调色剂。调色剂搅拌器125在其两端具有调色剂汲取部件125b。调色剂汲取部件125b由具有挠性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材形成，其附着到调色剂搅拌器125的任一端。

调色剂排出器122使调色剂存储容器121中的调色剂从调色剂排出口123扩散到显影槽111，如图3所示，调色剂排出器122由具有调色剂输送器叶片122a和调色剂排出器旋转轴122b的螺旋钻头以及调色剂排出器旋转齿轮122c形成。由未示出的调色剂排出器驱动马达旋转地驱动调色剂排出器122。对于螺旋钻头的方向，其被设计为可以相对于调色剂排出器122的轴向而从调色剂排出器122的两端向调色剂排出口123输送调色剂。

在调色剂排出器122和调色剂搅拌器125之间设置有调色剂排出器分割壁124。该壁使得能够在调色剂排出器122周围以适当的量维持并保持由调色剂搅拌器125汲取的调色剂。

如图2所示，当调色剂搅拌器125沿箭头Z的方向旋转，以朝向调色剂排出器122搅拌并汲取调色剂时，调色剂汲取部件125b随着其由于调色剂汲取部件125b的挠性而变形且在调色剂存储容器121的内壁上滑动而进行旋转，由此朝向调色剂排出器122侧供给调色剂。然后，调色剂排出器122转动，以将供给的调色剂引导至调色剂排出口123。

接下来，参考附图，描述图像形成设备100的特征配置。

图4是示出根据本实施例的显影装置2的配置的截面图，图5是沿图4中的平面A1-A2截取的截面图，图6是沿图4中的平面B1-B2截取的截面图，图7是沿图5中的平面C1-C2截取的截面图。

本实施例的图像形成设备100包括：如图1和4所示，显影装置2，其具有调色剂供给口115a，通过调色剂供给口115a将供给的调色剂输入到用于存储显影剂的显影槽(显影剂容器)111；调色剂供给装置22，用于向显影装置2供给调色剂；调色剂供给检测传感器119(图4)，用于检测对显影剂容器的调色剂供给；调色剂浓度控制器，当显影装置2中的显影剂的调色剂浓度变得低于预定水平时，调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置22将调色剂供给到显影装置2中；以及调色剂空检测器，在调色剂浓度控制器指示调色剂供给之后，当调色剂供给检测传感器119没有检测到调色剂供给的任何效果时，调色剂空检测器确定调色剂供给装置22中的调色剂用完。

此外，如图4至6所示，显影装置2具有预搅拌部分R(图5和6)，用于在显影槽111内部搅拌显影剂并使供给的调色剂与显影剂相混合。调色剂供给口115a布置在该预搅拌部分R中，调色剂供给检测传感器119布置在预搅拌部分R的在调色剂供给口115a附近的底部。

下面，参考附图描述本实施例的特征显影装置2。

如图4所示，显影装置2具有显影辊(显影器承载体)114，该显影辊114布置在显影槽111内部以与感光鼓3相对，并且显影装置2将调色剂从显影辊114供给到感光鼓3表面，以使在感光鼓3的表面上形成的静电潜像可视化(显影)。

如图4至6所示，除了包括显影辊114之外，显影装置2还包括显影槽111、显影槽盖115、调色剂供给口115a、检测器叶片116、第一输送部件112、第二输送部件113、预搅拌部分R(图5和6)、分割板(分割壁)117和调色剂供给检测传感器119。

显影槽111是用于保持包含调色剂和载体的双成分显影剂(下文中简称为“显影剂”)的储存器。显影槽111包括显影辊114、第一输送部件112、第二输送部件113等。这里，本实施例的载体是呈现磁性的磁性载体。

如图4和6所示，可移动显影槽盖115布置在显影槽111的上侧。该显影槽盖115形成有用于将未使用的调色剂供给到显影槽111中的预搅拌部分R中的调色剂供给口115a。

第一输送部件112和第二输送部件113之间的分割板117布置在显影槽111中。分割板117与第一输送部件112和第二输送部件113的轴向(每个旋转轴所在的方向)相平行地延伸。显影槽111的内部由分割板117划分为两个部分，即，具有第一输送部件112的第一输送通路P和具有第二输送部件113的第二输送通路Q。

分割板117被布置为其端部相对于第一输送部件112和第二输送部件113的轴向而与显影槽111的各个内部表面间隔开。由此，显影槽111具有在第一输送部件112和第二输送部件113的两个轴端部周围在第一输送通路P和第二输送通路Q之间连通的连通路径。在下面的描述中，如图5所示，将在相对于箭头X的方向的下游侧形成的连通路径称为第一连通路径a，而将在相对于箭头Y的方向的下游侧形成的连通路径称为第二连通路径b。

如图5和7所示，第一输送部件112和第二输送部件113沿相反的方向布置并旋转，使得其轴彼此相平行且其外侧在分割板117的两端彼此相对。也就是说，如图5所示，第一输送部件112沿箭头X的方向输送双成分显影剂，而第二输送部件113沿与箭头X的方向相反的箭头Y的方向输送显影剂。

如图5所示，第一输送部件112由螺旋钻头和齿轮112c构成，该螺旋钻头由第一螺旋状输送叶片112a和第一旋转轴112b形成。如图5所示，第二输送部件113由螺旋钻头和齿轮113c构成，该螺旋钻头由第二螺旋状输送叶片113a和第二旋转轴113b形成。第一输送部件112和第二输送部件113由诸如马达等的驱动装置(未示出)旋转地驱动，以搅拌并输送显影剂。

如图6的截面图所示，形成第一输送部件112，使得在第一旋转轴112b和第一输送叶片112a的外边缘之间形成的角度或者螺旋状叶片的倾斜角θ落入30度至60度的范围内。第二输送部件113也具有与第一输送部件112的配置相同的配置。

具体地，当第一输送部件112的螺旋状叶片的倾斜角θ大于等于30度且小于等于60度时，第一输送部件112的用于沿旋转方向搅拌显影剂的力强得使得不可能发生所谓的“漂浮调色剂”现象，即，供给的调色剂在漂浮在显影剂上的情况下被输送的现象。因此，调色剂供给检测传感器119能够以高精度检测调色剂供给的效果。

另一方面，当螺旋状叶片的倾斜角θ小于30度时，由第一输送部件112输送显影剂的速度低，使得显影剂快速摩擦。当螺旋状叶片的倾斜角θ超过60度时，由第一输送部件112输送显影剂的速度变得过高，使得易于发生漂浮调色剂现象。

如图5所示，预搅拌部分R主要由连接在第一输送通路P和第二输送通路Q之间的第二连通路径b、第一输送通路P、第二输送通路Q和在第二连通路径b附近的分割板117形成。

在预搅拌部分R侧，在分割板117中形成在第一输送通路P和第二输送通路Q之间建立连通的第三连通路径c。

在分割板117中，靠近第二连通路径b形成第三连通路径c。调色剂供给检测传感器119布置在第二连通路径b和第三连通路径c之间的第一输送通路P的底面上。

调色剂供给口115a在预搅拌部分R中布置在第二连通路径b上方。调色剂供给检测传感器119布置在在调色剂供给口115a的周围和下方的预搅拌部分R的底部处。

第一输送部件112和第二输送部件113部分地布置在预搅拌部分R中，以提供用于在预搅拌部分R内部输送并搅拌显影剂的预搅拌结构的功能。也就是说，在预搅拌部分R内部用作预搅拌结构的第一输送部件112的部分和第二输送部件113的部分的螺旋状叶片也被配置以使得：每个叶片的外边缘相对于旋转轴112b或113b的轴向的倾斜角θ被指定为落入30度至60度的范围内。

显影辊114(图4)是旋转磁体辊，该显影辊114由未示出的驱动器绕显影辊114的轴旋转地驱动，该显影辊114在其表面上拖动并运送显影槽111中的显影剂，并将在显影辊114的表面上支持的显影剂中的调色剂供给到感光鼓3。

由显影辊114输送的显影剂在显影辊114和感光鼓3之间的距离最小的区域中与感光鼓3相接触。将该接触区域指定为显影夹持部分N。随着从连接到显影辊114的未示出的电源向显影辊114施加显影偏压，在显影夹持部分N中将显影辊114表面上的显影剂中的调色剂供给到感光鼓3表面上的静电潜像。

检测器叶片(层厚度限制叶片)116被布置为靠近显影辊114的表面。

检测器叶片116是与显影辊114的轴向相平行地延伸的矩形板状部件，其垂直地布置在显影辊114下方，并由显影槽111沿其纵向侧支持，使得其相对的纵向侧与显影辊114表面间隔开。该检测器叶片116可以由不锈钢制成，或者可以由铝、合成树脂等形成。

如图4至6所示，关于调色剂供给检测传感器119的附着，对于水平方向(显影剂输送方向)，传感器附着在调色剂供给口115a相对于显影剂输送方向(箭头X的方向)的下游侧和下游侧附近的位置，而对于垂直方向，传感器附着在垂直地在第一输送部件112下方的显影槽111的底面上。也就是说，调色剂供给检测传感器119附着到第一输送通路P的底面，使其传感器面暴露到显影槽111内部。

调色剂供给检测传感器119电连接到未示出的调色剂浓度控制器。调色剂供给检测传感器119可以使用通用的检测传感器。示例包括透射光检测传感器、反射光检测传感器、透磁率(magnetic permeability)检测传感器等。在这些传感器中，优选的是透磁率检测传感器。

透磁率检测传感器连接到未示出的电源。该电源对透磁率检测传感器施加用于驱动透磁率检测传感器的驱动电压、以及用于将调色剂浓度的检测结果输出到控制器的控制电压。由控制器控制从电源到透磁率检测传感器的电压的施加。透磁率检测传感器是接收控制电压的施加并输出调色剂浓度的检测结果作为输出电压的类型的传感器。由于传感器基本上在输出电压的中间范围中是灵敏的，因此调整施加的控制电压，以产生该范围周围的输出电压。在市场上找到这种透磁率检测传感器，示例包括TS-L、TS-A和TS-K(所有这些都是TDK公司的产品的商品名称)。

现在，描述显影装置2的显影槽111中的显影剂的输送。

如图4所示，通过调色剂运送机构102和调色剂供给口115a，将存储在调色剂供给装置22中的调色剂运送到显影槽111中，由此将调色剂供给到显影槽111。

在显影槽111中，由诸如马达等的驱动装置(未示出)旋转地驱动第一输送部件112和第二输送部件113，以输送显影剂。更具体地，在第一输送通路P中，由第一输送部件112沿箭头X的方向(图5)搅拌并输送显影剂，以到达第一连通路径a。通过第一连通路径a将到达第一连通路径a的显影剂输送到第二输送通路Q。

另一方面，在第二输送通路Q中，由第二输送部件113沿箭头Y的方向(图5)搅拌并输送显影剂，以到达第二连通路径b。然后，通过第二连通路径b将到达第二连通路径b的显影剂输送到第一输送通路P。

也就是说，第一输送部件112和第二输送部件113搅拌显影剂，同时沿相反的方向输送显影剂。

以这种方式，显影剂在显影槽111中沿着第一输送通路P、第一连通路径a、第二输送通路Q和第二连通路径b而以上述顺序循环地移动。在这种配置中，由旋转显影辊114的表面运送并拖动显影剂，同时在第二输送通路Q中输送显影剂，并且拖动的显影剂中的调色剂随着朝向感光鼓3移动而被连续消耗。

为了补偿该调色剂的消耗，将未使用的调色剂从调色剂供给口115a供给到预搅拌部分R中。将供给的调色剂在预搅拌部分R中与先前存在的显影剂搅拌并混合。

在本实施例中，预搅拌部分R设置在显影槽111的一端(在第二连通路径b侧)，使得从第二输送通路Q通过第二连通路径b输送到第一输送通路P的显影剂被输送并被搅拌，且同时在预搅拌部分R中被与从调色剂供给口115a添加的调色剂相混合。

如图5所示，在预搅拌部分R中，由第一输送部件112输送的显影剂的部分通过第三连通路径c进入第二输送通路Q，然后进一步被与已由第二输送部件113输送的显影剂相搅拌，并且通过第二连通路径b返回到第一输送通路P。

另一方面，由第二输送部件113输送的显影剂的部分通过第三连通路径c进入第一输送通路P，然后被输送且同时被与已由第一输送部件112输送的显影剂相搅拌。

从调色剂供给口115a供给到第二连通路径b的调色剂随着已由第二输送部件113输送的显影剂一起被输送到第一输送通路P中，并进一步通过第一输送部件112而被输送和同时被搅拌。

这时，添加的调色剂的部分通过第三连通路径c进入第二输送通路Q，再次被与已由第二输送部件113输送的显影剂相搅拌，并被输送到第一输送通路P中且通过第二连通路径b。以这种方式，由于添加的调色剂被输送且同时进一步被与先前存在的调色剂相搅拌，因此能够以改进的方式将供给的调色剂与显影剂相混合。

接下来，具体描述图像形成设备100中的调色剂浓度控制器和调色剂空确定器。

调色剂浓度控制器可以使用通用的方法。例如，可以提及使用调色剂浓度检测传感器的控制、基于小片图像密度的控制和依据点计数的控制等。其中优选的是依据点计数的控制。

如图8所示，图像形成设备100包括用于对要发送到曝光单元1的图像数据的数据的点进行计数的点计数单元(点计数器)35。调色剂浓度控制器(控制单元32)指示调色剂供给装置22根据来自点计数单元35的数据的计数的点来向显影装置2供给调色剂。

如果在调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置22向显影装置2供给调色剂之后，调色剂供给检测传感器119没有检测到任何调色剂供给的效果，则调色剂空确定器(控制单元32)确定没有调色剂从调色剂供给装置22供给到显影装置2或者在调色剂供给装置22中没有调色剂剩余(调色剂空)。

现在，基于框图描述图像形成设备100的控制系统的配置。

图8是示出本实施例的图像形成设备中的控制系统的配置的框图。

如图8所示，图像形成设备100包括用于对图像形成操作的总数进行计数的图像形成计数器33、用于检测在感光鼓3上形成的图像的像素的总计数的点计数单元35、用于检测调色剂供给口附近的显影剂的透磁率的调色剂供给检测传感器119、包括图像形成处理器36和纸输送器37的打印机引擎系统341、用于驱动向显影槽111供给调色剂的调色剂排出器122的调色剂排出驱动马达126、以及用于控制这些部件的控制单元32。

在图像形成设备100中，调色剂浓度控制器主要由控制单元32设定，其依据来自如图8所示的点计数单元35的点数据而控制调色剂排出驱动马达126。

点计数单元35用于检测在感光鼓3上形成的与打印的图像相对应的图像(静电潜像)的像素的总数，并存储要打印的图像的像素的总计数和迄今为止打印的图像的总计数作为点计数值，并将计数值输入到控制单元32中。根据由点计数单元35检测到的图像的像素的总计数，可以估计图像形成消耗的调色剂的量。

控制单元32依据点计数值确定当前图像形成要消耗的调色剂的量，并指示调色剂排出驱动马达126根据所确定的调色剂的量而旋转并驱动调色剂供给装置22的调色剂排出器122。

以这种方式，将与从显影装置2(显影槽111)消耗的调色剂的量相对应的调色剂从调色剂供给装置22提供到显影装置2(显影槽111)中。

在图像形成设备100中，调色剂空确定器主要由控制单元32设定，并基于如图8所示的调色剂供给检测传感器119的检测结果来确定在调色剂供给装置22中没有调色剂剩余(调色剂空)。虽然在本实施例中，调色剂浓度控制器和调色剂空确定器由共同的控制单元32设定，但是不用说，这些功能可以不同的控制单元设定。

在本实施例中，由调色剂供给检测传感器119连续监测显影槽111中的预搅拌部分R中的显影剂的调色剂浓度，如果即使在对调色剂浓度控制器指示了调色剂供给之后，调色剂供给检测传感器119也没有检测到任何调色剂供给的效果，则控制单元32确定发生了调色剂空。

接下来，描述本实施例的图像形成设备100中对显影装置2的调色剂供给。

当显影装置2的显影槽111中的显影剂的调色剂浓度降低并变得低于预定水平时，通过调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置22向显影装置2供给调色剂来进行图像形成设备100中对显影装置2的调色剂供给。

由调色剂供给检测传感器119检测至显影槽111中的调色剂供给。

由于调色剂供给检测传感器119布置在调色剂供给口115a下方的预搅拌部分R中的底面上，因此如果从调色剂供给口115a向显影剂中添加了调色剂，则能够立即检测显影剂的透磁率的改变。也就是说，能够立即确认是否进行了来自调色剂供给装置22的调色剂供给。

此外，由于显影剂上的压力在预搅拌部分的底部处最大，因此在显影剂内部不可能形成空洞。因此，将调色剂供给检测传感器119设置在预搅拌部分R中的底面上，使得调色剂供给检测传感器能够进行对调色剂供给的精确检测。

因此，当调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置22进行调色剂供给、且调色剂供给检测传感器119检测到显影剂的透磁率没有改变时，控制单元32可以确定尚未从调色剂供给装置22供给调色剂。也就是说，空确定器能够立即确定调色剂供给装置22中的调色剂用完(调色剂空)。

通过计算当输出与来自设备体的调色剂供给信号相关联地改变时、来自调色剂供给检测传感器119的连续输出之间的差或者比率，来执行确定调色剂空的发生的特定方式。例如，当分别作为B和A给出调色剂馈送之前和之后的传感器输出时，针对各个调色剂供给的操作而计算差Δ(B-A)。

当调色剂供给装置22剩余充足量的调色剂时，以稳定的方式落下大量调色剂。因此，差Δ(B-A)呈现大的值。另一方面，当调色剂的剩余量低时，差Δ(B-A)呈现接近“0”的小的值。当差Δ(B-A)低于预定水平(阈值)时，检测到发生调色剂空。

这里，为了检测来自调色剂供给检测传感器119的输出的改变，代替差Δ(B-A)，也可以使用比率(B/A)。

根据具有前述配置的本发明，由于调色剂供给口115a布置在显影装置2的预搅拌部分R中，并且调色剂供给检测传感器119布局在调色剂供给口115a附近的下方的预搅拌部分R的底部上，因此能够在调色剂供给之前和之后的短时间段内，检测调色剂供给之前和之后的调色剂浓度的水平。结果，在从调色剂供给装置22供给调色剂时，能够立即检测透磁率的改变。

因此在当显影装置2内部的显影剂中的调色剂浓度低于预定水平且调色剂浓度控制器指示调色剂供给装置22供给调色剂时、设置在预搅拌部分R中的调色剂供给检测传感器119检测到透磁率没有改变的情况下，空确定器能够迅速地得出以下结论：调色剂供给装置中的调色剂用完(调色剂空)。通过这种配置，当在感光鼓3上形成调色剂图像时，能够防止由于调色剂浓度的降低而发生对感光鼓3的载体粘附。

此外，根据本实施例，由于构造第一输送部件112和第二输送部件113的部分，使得每个螺旋状叶片的倾斜角θ落入从30度至60度的范围内，因此用于沿旋转方向搅拌显影剂的预搅拌结构的力强得使得不可能发生所谓的“漂浮调色剂”现象，即，添加的调色剂在漂浮在显影剂上的情况下被输送的现象。因此，即使紧接在调色剂供给之后，调色剂供给检测传感器119也能够以高精度检测调色剂的透磁率的改变。

虽然在本实施例中，调色剂供给口115a布置在预搅拌部分R中的第二连通路径b上方，但是调色剂供给口115a的位置不限于该实施例的配置，只要调色剂供给口115a设置在预搅拌部分R中、同时调色剂供给检测传感器119布置在调色剂供给口115a附近下方即可。

此外，虽然在本实施例中第一输送部件112的部分和第二输送部件113的部分被布置为提供预搅拌部分R中的预搅拌结构的功能，但是本发明不限于此。例如，可以由第一输送部件112和第二输送部件113的配置分离地提供预搅拌结构的功能。

虽然采用将本发明的图像形成设备应用于图1所示的图像形成设备100的示例而描述了上述实施例，但是可以将本发明扩展到任何其它图像形成设备等，只要该图像形成设备是通过从调色剂供给装置供给调色剂来控制显影装置中的显影剂的调色剂浓度的图像形成设备即可，而不限于上述图像形成设备和复印机。

如上所述，本发明不限于上述实施例，可以在所附权利要求的范围内进行各种改变。也就是说，通过组合适当地变型的技术手段而获得的不脱离本发明的精神和范围的任何实施方式应包含在本发明的技术范围中。

Claims (4)

1.一种图像形成设备，包括：

显影装置；

调色剂供给装置，所述调色剂供给装置向所述显影装置供给调色剂；

调色剂浓度控制器，所述调色剂浓度控制器指示所述调色剂供给装置向所述显影装置进行调色剂供给；以及

调色剂空确定器，用于确定在所述调色剂供给装置中无调色剂剩余，其特征在于，

所述显影装置包括：

显影剂容器，用于存储包括所述调色剂和磁性载体的显影剂；

显影剂输送组件，所述显影剂输送组件布置在所述显影剂容器内部，用于循环地输送所述显影剂并同时进行搅拌；

显影辊，用于向感光鼓供给包含在所述显影剂中的所述调色剂；

调色剂供给口，所述调色剂供给口将从所述调色剂供给装置供给的所述调色剂引导到所述显影剂容器中；

预搅拌部分，用于搅拌并混合所供给的调色剂；以及

调色剂供给检测传感器，用于检测是否将所述调色剂从所述调色剂供给装置供给到所述显影剂容器中，

当所述显影装置中的所述显影剂的所述调色剂浓度低于预定水平时，所述调色剂浓度控制器给出用于进行所述调色剂供给的指示，

当在所述调色剂浓度控制器指示了所述调色剂供给之后所述调色剂供给检测传感器没有检测到所述调色剂供给的效果时，所述调色剂空确定器确定所述调色剂供给装置中无调色剂剩余，以及

其中，所述显影剂容器包括由分割壁分隔开且被布置为在所述分割壁的两端彼此连通的第一输送通路和第二输送通路，其中：在所述分割壁的两端中的一端，第一连通路径建立所述第一输送通路和所述第二输送通路之间的连通；并且在所述分割壁的两端中的另一端，第二连通路径建立所述第一输送通路和所述第二输送通路之间的连通；而在所述分割壁的两端之间靠近所述第二连通路径，第三连通路径建立所述第一输送通路和所述第二输送通路之间的连通，

所述显影剂输送组件包括分别布置在所述第一输送通路和所述第二输送通路中的第一输送部件和第二输送部件，所述第一输送部件和所述第二输送部件沿彼此相反的方向在所述第一输送通路和所述第二输送通路中搅拌并循环地输送所述显影剂，

所述显影辊将所述第二输送通路内的调色剂供给到所述感光鼓，

所述预搅拌部分布置在所述第二连通路径侧，

所述预搅拌部分包括输送所述显影剂并同时进行搅拌的预搅拌结构，以及

其中，所述调色剂供给口布置在所述第二连通路径上方，并且

其中，所述调色剂供给检测传感器布置在所述调色剂供给口下方的所述预搅拌部分的底部，处于所述调色剂供给口相对于所述第一输送通路的显影剂输送方向的下游，并且在所述第二连通路径和所述第三连通路径之间靠近所述第二连通路径。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述调色剂供给检测传感器检测驻留在所述预搅拌部分中的所述显影剂的透磁率。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述预搅拌结构包括螺旋钻头，所述螺旋钻头具有旋转轴和螺旋状叶片，所述螺旋状叶片被形成为使得相对于所述旋转轴的轴方向的倾斜角被指定为落入30度至60度的范围内。

4.根据权利要求1所述的图像形成设备，还包括：点计数器，用于对与要发送到曝光装置的图像数据相对应的数据的点进行计数，所述图像数据用于在所述感光鼓表面上形成静电潜像，

其中，所述调色剂浓度控制器指示所述调色剂供给装置依据来自所述点计数器的数据的点的计数而向所述显影装置供给调色剂。

Images