CN102566368B - 成像设备 - Google Patents

Abstract

一种成像设备，包括显影单元，显影单元具有向显影辊供给调色剂的供给辊，该供给辊设置成使得在显影辊和供给辊之间的接触区域中，沿成像时供给辊旋转方向最上游的位置比最下游的位置更高，其中，如果显影单元是新的，则供给辊沿与成像时相反的方向旋转。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像设备，它通过使用例如电子照相系统或静电记录系统来在图像承载构件上形成潜像并对该潜像显影而形成可视图像。

背景技术

已知的电子照相成像设备有时使用这样的显影单元，该显影单元具有用作调色剂承载构件的显影辊和用作调色剂供给构件的供给辊，所述显影辊用来显影静电潜像，所述供给辊与显影辊相接触地随着显影辊旋转从而向显影辊供给调色剂。供给辊表面通常具有作为发泡层的聚氨酯海绵层，以保持要被供给到显影辊上的调色剂。日本专利特开No.2009-009035公开了这种显影单元的实例。图7示出了在日本专利特开No.2009-009035中公开的显影单元，其中，示出了显影辊1和具有聚氨酯海绵层2b的供给辊2。

对于上述使用具有发泡层的调色剂供给构件的结构，在显影单元是新的情况下，由于发泡层不含有足够量的调色剂，有时不能获得充分的图像浓度。因此，在显影单元是新的情况下，需要在成像前首先长时间转动调色剂供给构件，以使发泡层浸吸调色剂。因此，在使用新显影单元的情况下，有时花费很多的时间来使其达到可成像状态。

发明内容

本发明就是考虑了上述问题而做出的。本发明的一个方面提供了一种成像设备，即使显影单元是新的，该成像设备也能通过使显影单元的发泡层浸吸调色剂来使显影单元快速达到可成像状态。

根据本发明的一个方面，成像设备包括：构造成承载静电潜像的图像承载构件；显影单元，它包括存储调色剂的容器、构造成承载调色剂并用调色剂显影静电潜像的调色剂承载构件、以及设置在容器内与调色剂承载构件接触的调色剂供给构件，该调色剂供给构件在其表面上具有发泡层并构造成在成像期间沿预定方向旋转，从而向调色剂承载构件供给调色剂，其中，在调色剂供给构件与调色剂承载构件接触的接触区域中，沿所述预定方向最上游的位置比最下游的位置更高；和构造成检测是否是新显影单元的检测单元，其中，如果检测单元检测到显影单元是新的，则在用显影单元首次成像前，调色剂供给构件沿与所述预定方向相反的方向旋转。

通过下面参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得明显。

附图说明

图1是根据一个实施例的成像设备的示意性剖视图。

图2是示出了用于该实施例的成像设备打印作业处理的一系列操作的示意图。

图3是示出了该实施例的显影单元的示意性剖视图。

图4是示出了从马达向该实施例的显影单元传递驱动的示意图。

图5是该实施例的调色剂填充模式的流程图。

图6是示出了聚氨酯海绵层中所含调色剂量随供给辊旋转时间而变化的图。

图7是示出了现有技术的显影单元的图。

具体实施方式

下面基于附图更加详细地描述根据本发明一方面的成像设备。应该理解，本发明的范围不限于实施例中描述的各部件的尺寸、材料、形状、相对位置等，除非另外指明。

1.成像设备的总体示意性结构

图1是适用本发明的成像设备10的示意性剖视图。下面将描述成像设备10中成像处理的概要。成像设备10的操作由控制电路单元9(控制器单元)控制。

图1中，用作静电图像承载构件的感光鼓11沿箭头A的方向旋转。首先，感光鼓11由用作充电单元的充电辊12均匀充电。之后，感光鼓11在来自作为曝光单元的激光光学单元13的激光下曝光，并在感光鼓11表面上形成静电潜像。该静电潜像由显影单元4显影并可视化为调色剂图像。感光鼓11上的可视化调色剂图像通过转印辊14转印到作为转印材料的记录片材15上。转印后残留在感光鼓11上的调色剂由清洁刮刀17刮除，并容纳在废弃调色剂容器18中。清洁过的感光鼓11重复上述操作进行成像。转印有调色剂图像的记录片材15通过定影单元16进行定影，然后排出到成像设备外部。

2.成像设备的打印作业处理的一系列操作

接着，参考图2描述从启动成像设备到执行成像到转变到待机模式的一系列操作。

2.1预多次旋转操作

当主体电源开关(未示出)从关闭切换到打开时，执行起动(启动、预热)操作。起动马达，以执行必要的用于处理单元的准备操作。

2.2待机

在完成预定的起动操作后停止驱动马达，保持待机模式直到输入打印作业开始信号。

2.3预旋转操作

一收到打印作业开始信号，马达就再次起动，以执行必要的用于处理单元的准备操作。更加具体地，执行如下操作：a.接收打印作业开始信号，b.使用格式化器扩展图像，c.执行预旋转操作。在2.1的预多次旋转操作期间输入打印作业开始信号的情况下，处理过程在预多次旋转操作结束后不进入2.2的待机，而是转变到预旋转操作。

2.4执行打印作业(成像操作)

完成预定的预旋转操作后，执行上述的成像处理，输出形成了图像的记录片材15。对于打印多张记录片材的连续打印作业的情况，重复上述成像处理，从而顺序输出预定数量的形成了图像的记录片材。

2.5片材间操作

片材间操作是在连续打印作业中一张记录片材15的尾端和下一张记录片材15的前端之间的间隔的处理，在此期间，没有片材通过转印部和定影单元16。

2.6后旋转操作

对于仅仅一张片材的打印作业，后旋转操作是在输出了形成有图像的记录材料后，即在完成打印作业后，继续驱动马达，以执行处理单元需要的后作业操作的处理。对于连续的打印作业，后旋转操作是在输出了最后一张形成有图像的记录材料后，即在完成打印作业后，继续驱动马达，以执行处理单元需要的后作业操作的处理。

2.7待机

在完成预定的后旋转操作后，停止驱动马达，使成像设备保持在待机模式直到输入下一个打印作业开始信号。

3.显影单元的结构

接着，参考图3进一步描述显影单元4。

显影单元4包括：存储调色剂的显影剂容器3，承载调色剂和输送调色剂给静电潜像的用作调色剂承载构件的显影辊1，向显影辊1供给调色剂的用作调色剂供给构件的供给辊2，限制施加到显影辊1上的调色剂层厚度的用作限制构件的弹性刮刀5，和存储关于是否为新显影单元4的信息的用作存储单元的存储器7。

显影辊1设置在显影剂容器3的开口中，以便向感光鼓11施加压力。显影辊1是由用不锈钢、铝合金等制成的直径为8mm的导电轴1a以及由围绕导电轴1a形成的用硅橡胶制成的作为基底层的导电弹性层1b而构成的。表面涂覆有丙烯聚氨酯橡胶层。显影辊1的外径为12mm，体积电阻为大约10E5Ω·cm。显影辊1沿箭头B的方向旋转，以把施加于其表面上的调色剂向感光鼓11上的静电潜像供给。

供给辊2设置在显影剂容器3中，以便向显影辊1施加压力。供给辊2是由用不锈钢、铝合金等制成的直径为6mm的导电轴2a以及围绕导电轴2a形成的作为发泡层的聚氨酯海绵层2b而构成的。供给辊2的外径为15mm，体积电阻为大约10E8Ω·cm。供给辊2设置成使得显影辊1以1.0mm的压入量(用供给辊2和显影辊1的外径总和除以2并用该值在导电轴1a的中心和导电轴2a的中心的连线上减去这两个中心之间的长度而获得的长度)推压供给辊2的聚氨酯海绵层2b。成像期间，供给辊2沿箭头C的方向(第一旋转方向)旋转，以将发泡层2b的表面和内部的调色剂供给到显影辊1上。这里，供给辊2设置成使其与显影辊1接触的接触部的沿箭头C方向的最上游位置比最下游位置更高。

弹性刮刀5设置成使得其一端向显影辊1施加压力。弹性刮刀5由不锈钢、聚氨酯橡胶等形成。弹性刮刀5用推压显影辊1的端部将显影辊1上的调色剂层厚度限制成期望的厚度。

存储器7是非接触的非易失性存储器。具体地，存储器7具有用作存储器7侧信息传递单元的天线(未示出)，并且与设备主体的主体侧信息传递单元8进行无线通信。在显影单元4安装于设备主体中的状态下，主体侧信息传递单元8设置在面对存储器7的位置。这样，控制电路单元9通过该主体侧信息传递单元8向存储器7发送电子信息和从存储器7接收电子信息(读取和写入信息)。这里，存储器7存储了新显影单元的识别信息，用于确定显影单元4是否为新的。控制电路单元9通过主体侧信息传递单元8读取和写入新显影单元的识别信息。

显影单元4配备有用作可拆卸密封构件的调色剂密封件3c，它将显影剂容器3中的调色剂与显影辊1和供给辊2隔离，从而防止在运输过程中调色剂从显影室3a泄漏。通过去除该调色剂密封件3c以使在容器3b中的调色剂可流动到显影室3a后，使用显影单元4。

4.向显影单元的驱动传递机构

下面，参考图4描述用于将驱动从作为成像设备驱动单元的马达30传递给显影单元4的显影辊1和供给辊2的机构。显影单元4具有从马达30接收驱动的联接齿轮26。显影单元4还具有将驱动传递给供给辊2的供给齿轮27，将驱动传递给显影辊1的单向离合器28，以及显影齿轮29。马达30可以沿箭头E的方向或者沿箭头F的方向旋转。

马达30在成像期间沿E方向旋转。当马达30沿E方向旋转时，联接齿轮26从马达30接收驱动，由联接齿轮26驱动的供给辊2的齿轮27以及供给辊2沿C方向旋转。此外，当马达30沿E方向旋转时，驱动还通过联接齿轮26传递给单向离合器28。该单向离合器28仅在沿箭头B的方向(成像期间的旋转方向)旋转时啮合显影辊1的齿轮29，以将驱动传递给齿轮29，从而使显影辊1沿B方向旋转。

在后述的填充模式中，马达30沿与成像期间相反的F方向旋转。当马达30沿F方向旋转时，联接齿轮26从马达30接收驱动，供给辊2的齿轮27由联接齿轮26驱动，使得供给辊2沿D方向以135rpm旋转。当马达30沿F方向旋转时，单向离合器28和显影齿轮29未啮合，从而驱动不被传递给显影齿轮29和显影辊1。

5.填充模式

5.1流程

下面，参考图5中的流程图描述填充模式。图5是图1中示出的成像设备的操作的流程图。

首先，当打开成像设备的电源或关闭显影单元更换门(S1)时，控制电路单元9通过主体侧信息传递单元8读取存储器7中的信息，并确定显影单元4是否为新的(S2)。

如果显影单元4不是新的，则成像设备进入可以打印的待机模式(S5)。如果显影单元4是新的，则控制电路单元9执行填充模式。具体地，马达30沿F方向旋转，供给辊2沿与成像时相反的D方向旋转十秒(S3)。之后，控制电路单元9通过主体侧信息传递单元8将处于使用中(不是新的)的信息写入存储器7(S4)。然后，成像设备进入可以打印的待机模式(S5)。

5.2优点和机理

图6示出了在刚去除调色剂密封件3c后新的显影单元4中的供给辊2在首次成像前旋转的情况下，供给辊2的旋转时间和包含在聚氨酯海绵层2b中的调色剂量之间的关系。图6中，用带空心方块的细实线绘制出供给辊2沿C方向(成像期间的旋转方向)旋转的情况下的结果。用带实心方块的粗实线绘制出供给辊2沿与成像时方向相反的D方向旋转时的结果。用虚线表示能够打印高质量图像的供给辊2中的调色剂量。如图6所示，沿C方向旋转100秒能够确保足够量的调色剂，而沿D方向旋转10秒也能够确保足够量的调色剂。因此，在传统的方式中，在使用新的显影单元4执行首次成像前使供给辊2沿C方向(成像时的旋转方向)旋转一段延长的时间，以便聚氨酯海绵层2b浸吸足够量的调色剂。相反，通过执行本发明的填充模式，能够使聚氨酯海绵层2b快速浸吸足够量的调色剂，从而允许设备快速进入可打印状态。

下面将描述利用本发明的填充模式来使聚氨酯海绵层2b快速浸吸足够量调色剂的机理。

首先，使用图2描述随着供给辊2的旋转而向聚氨酯海绵层2b传递调色剂和从聚氨酯海绵层2b传递调色剂。如上所述地，供给辊2设置成与显影辊1压接触。因此，当供给辊2沿C方向旋转时，聚氨酯海绵层2b在供给辊2开始接触显影辊1的部分X(显影辊1和供给辊2之间的接触区域，沿供给辊2的旋转方向的最上游位置)处被压缩，使得聚氨酯海绵层2b中的调色剂从中挤出。供给辊2进一步旋转，使得在供给辊2和显影辊1之间的压合部处向显影辊1供给调色剂，聚氨酯海绵层2b在通过压合部后在部分Y(显影辊1和供给辊2之间的接触区域，沿供给辊2的旋转方向的最下游位置)处解除压缩状态，并吸收显影辊1上的调色剂和部分Y周围的调色剂。换句话说，在成像过程中，聚氨酯海绵层2b在部分Y处吸收调色剂，而在部分X处排出调色剂。通过重复该过程，利用向显影辊1供给调色剂的供给辊2进行成像。

正如本实施例的填充模式中的那样，当供给辊2沿与成像时相反的方向D旋转时，聚氨酯海绵层2b在部分Y处被压缩，而在部分X处解除压缩状态。这样，聚氨酯海绵层2b在部分X处吸收调色剂，在部分Y处排出调色剂。由于部分X设置得比部分Y更高，因此与部分Y相比，调色剂的重量更加直接地作用在部分X上。因此，沿D方向旋转供给辊2可以进一步增大吸收调色剂的力。因此，与沿C方向的旋转相比，沿图3中D方向旋转供给辊2可以使聚氨酯海绵层2b更快速地浸吸调色剂。

尽管上述实施例提供了用于确定是否为新显影单元4的检测单元(存储器7和控制电路9)，但是本发明不限于这种确定是否为新显影单元4的方法。根据需要可以选择任何检测方法，例如光学传感器检测是否新的显影单元安装在成像设备中以及是否显影单元的形状发生变化，或者检测在初始操作后是否去除了显影单元的突起。

在上述实施例中，尽管填充模式是在预多次旋转过程中执行，但是本发明不限于此。具体地，在确定了显影单元4为新的情况下，可以在显影单元4首次成像前执行填充模式。换句话说，在确定了显影单元4为新的之后到完成了执行填充模式之前的期间不进行成像，并且在填充模式完成后执行成像。

尽管上述实施例具有调色剂密封件3c，但是本发明还可以应用于不包括调色剂密封件3c的显影单元4，其中，在供给辊2的聚氨酯海绵层2b没有充满足够量调色剂的情况下当显影单元为新的时供给辊2浸在调色剂中。

尽管已经参考示例性的实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不限于公开的示例性实施例。随附权利要求的范围应给予最宽泛的解释，以涵盖所有修改和等同的结构和功能。

Claims (2)

1.一种成像设备，包括：

图像承载构件，构造成用于承载静电潜像；

显影单元，包括：存储调色剂的容器；调色剂承载构件，构造成用于承载调色剂并用调色剂显影静电潜像；以及调色剂供给构件，其设置在所述容器内与调色剂承载构件压接触，该调色剂供给构件在其表面上具有发泡层并构造成在成像期间沿预定方向旋转，从而向调色剂承载构件供给调色剂，其中，在调色剂供给构件与调色剂承载构件接触的接触区域中，沿所述预定方向最上游的位置比最下游的位置更高；并且，在成像期间，发泡层在最下游的位置吸收调色剂并且在最上游的位置排出调色剂；和

检测单元，构造成用于检测显影单元是否是新的，

其中，如果检测单元检测到显影单元是新的，则在用显影单元首次成像前，调色剂供给构件沿与所述预定方向相反的方向旋转，此时，发泡层在最上游的位置吸收调色剂并且在最下游的位置排出调色剂；

其中，显影单元包括可拆卸的密封构件，该密封构件将所述容器内的调色剂与调色剂承载构件和调色剂供给构件隔离，

其中，在去除密封构件后，调色剂供给构件沿与所述预定方向相反的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的成像设备，还包括：

单个马达，构造成使调色剂承载构件和调色剂供给构件旋转，

其中，在使调色剂供给构件沿与所述预定方向相反的方向旋转时，该单个马达不旋转调色剂承载构件。